Расчет барабана
Механические расчеты вращающихся барабанов включают определение толщины стенки барабана, обеспечивающей прочность и жесткость конструкции, а также опорных и упорных роликов.
Толщину стенки барабана предварительно определяют по нормалям или, в зависимости от диаметра барабана D, по эмпирической формуле
d = (0,007¸0,01)D, (44)
где D – диаметр барабана; D = 2200 мм,
d = 0,007·2200 = 15,4 мм.
Масса находящегося в сушилке материала, кг:
Gм = V∙β∙ρм = 45,6∙0,12∙900 = 4924,8 кг. (45)
Масса футеровки (теплоизоляции)
, (46)
где Dф – внутренний диаметр футеровки, (Dф = Dв – 2Sф= 2200 – 2×12 = 2176 м); 
плотность, толщина, длина футеровки.
кг = 1153 т.
Длина куска футеровки для барабана определяется из расчета:
Lф = (D + h) π,
где D – диаметр барабана, мм, h – толщина футеровки, мм.
Lф = (2,2 + 0,123) 3,14 = 5,463 м.
Поперечная сила, действующая на барабан в месте крепления венцовой шестерни (рис. 5)
, (47)
где mш – масса венцовой шестерни; mкр – масса элементов крепления венцовой шестерни; g = 9,81 м/с2.
Н.
Общая масса
, (48)
где mк – масса корпуса барабана.
т = 1158660 кг.
Линейная нагрузка
. (49)
Н
Реакции опор от действия q и Qв
(50)
Максимальный изгибающий момент
. (51)
где L – расстояние между бандажами, м (для барабана длиной 12000 мм L принимаем равной 7,2 м).
,
Н×м.
Барабану передается также крутящий момент от привода, необходимый главным образом для поднятия центра тяжести материала на определенную высоту. Крутящий момент можно определить из уравнения
, (52)
где N – мощность привода, N = 62·103 Вт; n – частота вращения барабана, n = 1,02 с-1.
Мкр = [62·103/(2·3,14·1,02)] = 9679 Нм.
Напряжение в барабане
, (53)
где [s] = 5¸10 МПа – допускаемое напряжение для аппаратов из сталей марок Ст2, Ст3, Ст10, Ст15 без футеровки; [s] = 20 МПа – для аппаратов с футеровкой.
Расчетный (приведенный) момент Мр определяют по формуле
, (54)
Н×м.
Момент сопротивления кольцевого сечения барабана
W = 0,785D2d = 0,785·2,22·15,4 = 58,5 м3. (55)
Проверка условия прочности барабана:
sи = 14269/58,5 = 243,9 < 20·106
Условие прочности выполняется.
; (56)
; (57)
Н 
м
; (58)
, (59)
Н м.
Расчет барабана на жесткость. Суммарный максимальный прогиб от действующих нагрузок
, (60)
где q1 – линейная нагрузка от массы обрабатываемого материала; q2 – линейная нагрузка от масс (футеровки, насадки и барабана); Е – модуль упругости материала корпуса Е = 1,76 1011 Па; 
момент инерции единичного кольцевого сечения барабана.
;
;
м4.
Относительный прогиб
, (61)
где 
допускаемый относительный прогиб (барабан с футеровкой); 
– допускаемый относительный прогиб (барабан без футеровки).
.
Условие жесткости выполняется.
Расчет свободно надетого бандажа. Реакция опорного ролика (рис. 6, а)
, (62)
где Ron = max (RA, RB) – реакция опоры; 
– половина угла между роликами.
. (63)
Н,
Н.
Рис. 6. Схема действия: а – опорных реакций; б – нагрузок, действующих на бандаж
Угол между башмаками
, (64)
где 
– число башмаков (четное число) = 16 (табл. 3) [8, табл. 3.30, стр. 261]
Силы, действующие на башмак,
; (65)
Н = 101 кН.
Когда один башмак расположен в самой нижней точке вертикального диаметра, то
, (66)
где i = 0, 1, 2, … 
; = ( 
–2)/4 = (16 – 2)/4 = 3,5 
.
.
когда внизу расположены два башмака симметрично относительно вертикального диаметра
, (67)
где i = 0, 1, 2, … 
; i – порядковый номер башмака; = /4 = 16/4 = 4; , – число башмаков в одном квадранте.
Таблица 3