Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Деформация подбандажных обечаек. Из всех звеньев корпуса печи его подбандажные обечайки подвержены наибольшим внешним нагрузкам: в их сечениях действуют профильные и поперечные изгибающие моменты, обечайки сминаются башмаками, через которые они опираются на бандажи, и весом корпуса с футеровкой эти обечайки срезаются по сечениям, совпадающим с торцовыми поверхностями бандажей. При этом должно быть отмечено, что опорные изгибающие моменты, действующие в поперечных сечениях бандажных обечаек, приблизительно в 2 раза превышают изгибающие моменты, под действием которых находятся обечайки рядовые, расположенные посредине между опорами.
Деформация подбандажной обечайки зависит от того, как на нее посажен бандаж: плотно, без зазора, или слабо, с зазором. При нормальной, т.е. плотной посадке бандажа, обечайка может деформироваться лишь вместе с банда-
577
жом потому, что ее жесткость, даже при значительной толщине листа, из которого она изготовлена, в несколько раз меньше жесткости бандажа. Так как бандажи современных вращающихся печей очень жестки и при работе почти не деформируются, то также незначительно по форме изменяются и подбандаж-ные обечайки. Сильно деформируется подбандажная обечайка тогда, когда бандаж на нее посажен слабо. Практическим подтверждением этого служит тот факт, что у работающей печи со слабо посаженными на ее корпус бандажами нет боковых зазоров между бандажами и башмаками, но они имеются между этими деталями в верхней части печи.
Чтобы усилить жесткость подбандажных обечаек, их изготовляют из стальных листов, в полтора-два раза более толстых, чем листы рядовых обечаек, и, кроме того, снабжают двумя кольцами жесткости, расположенными по обе стороны бандажа.
На рис. 6 показано сечение подбандажной обечайки горячего конца печи 4,5/ 5x135 м.
Принимая ее длину (длину, на которую распространяется действие колец жесткости) равной диаметру, находим, что момент инерции такой обечайки составляет
У6 = (450-3,83)/12 + 2-24600 = 51500 см4,
а момент инерции сидящего на обечайке бандажа равен 7бан = (900-36,53)/12 = 400000 см4.
Следовательно, жесткость подбандажной обечайки горячего конца печи 4,5x135 м составляет приблизительно '/ часть жесткости бандажа. Подобную же конструкцию имеют подбандажные обечайки вращающихся печей 5x185 и 4,5x175 м. При этом отношение момента инерции сечений обечаек к моменту инерции сечения посаженных на них бандажей находится в пределах 78-7 . Исходя из этих соотношений, можно производить выбор необходимого сечения подбандажных обечаек.
Рис. 6. Сечение подбандажной обечайки печи 4,5/5x135 м
578
Кольцевые напряжения в опасном сечении подбандажной обечайки определяются обычным путем, исходя из величины опорного изгибающего момента. Определение же меридиональных напряжений из-за меняющихся условий работы обечайки, от которых зависит ее прочность, связано с длинными, сложными и не отличающимися большой точностью расчетами. По этой причине эти расчеты здесь не приводятся.
Практикой эксплуатации вращающихся печей установлено, что, несмотря на большие меридиональные напряжения в сечениях корпуса по сравнению с напряжениями кольцевыми, образование трещин в корпусе, направленных вдоль его оси, происходит очень редко, а появление поперечно направленных трещин — весьма частое явление. Кроме того, поперечно направленные трещины в корпусе образуются в основном над его опорами, а не между опорами. Объясняется это тем, что из-за неправильного расположения опорных роликов по высоте одни подбандажные обечайки сильно перегружаются за счет недогрузки других.
Таким образом, сохранение в целостности в течение длительного периода эксплуатации всех обечаек современной вращающейся печи зависит в основном от правильности сборки как самого корпуса, так и его вспомогательных устройств, и от ухода за корпусом, а не от первоначальной прочности его обечаек, выбираемой с большим запасом.
579
Приложение 8. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ ПЕЧИ
При вращении правильно собранной и нормально работающей печи мощность ее приводного электродвигателя расходуется в большей мере на полезную работу: подъем материала на определенную высоту, сползая с которой, он перемешивается и постепенно перемещается к разгрузочному концу, и в меньшей мере — на преодоление вредных сопротивлений. К последним относятся: трение скольжения между поверхностями цапф опорных роликов и вкладышей подшипников, трение качения бандажей по опорным роликам, трение в приводном механизме и трение концов корпуса печи о поверхности деталей уплотнительных устройств.
Мощность, необходимая для вращения печи, может быть выражена уравнением:
где Nx — мощность, расходуемая на подъем материала; N2 — мощность, потребная на преодоление трения в подшипниках опорных роликов и трения бандажей по опорным роликам; г| — коэффициент, учитывающий мощность, которая расходуется на преодоление трения в приводном механизме и в уплотнительных устройствах.
Обжигаемый материал располагается несимметрично относительно вертикали, проходящей через центр сечения печи, поэтому он вызывает постоянно действующий и направленный в сторону, противоположную вращению печи, момент силы Gm веса материала (рис. 7). Плечом этой силы является расстояние от центра тяжести материала до вертикали, проходящей через центр сечения печи. Следовательно, мощность, необходимая для подъема материала, равна:
