DEP0051313DA

DEP0051313DA - Attachment of race rings to rotary drums

Info

Publication number: DEP0051313DA
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl-Ing. Helming
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Publication date: 1950-09-07

Description

Die Befestigung von Laufringen auf Drehtrommeln, die auf Rollenstationen aufgelagert sind, geschah früher in der Weise, dass die Laufringe aus Stahlguss oder Gusseisen auf den Blechmantel fest aufgenietet oder geschraubt wurden. Diese Befestigungsart bewährte sich jedoch nicht an Drehtrommeln, die für Wärmeprozesse verwendet werden und bei denen der Blechmantel sich erheblich erwärmt. Es zeigte sich, dass der Blechmantel seiner Wärmedehnung nicht folgen konnte, da er von dem sich weniger ausdehnenden Laufring fest umschlossen war. Die Folge davon war eine bleibende Verformung des Blechmantels mit dem Ergebnis, dass bei der Erkaltung der Blechmantel sich von dem Laufring ablöste, wodurch die Nieten bzw. die Schrauben, mit denen der Laufring auf dem Zylinder befestigt war, durch Zugbeanspruchung abrissen. Man ging dann dazu über, auf die Befestigung der Laufringe mittels fester Schrauben oder Nietverbindungen zu verzichten und die Laufringe lose auf den Zylinder aufzubringen und sie nur gegen axiales Verschieben seitlich zu sichern. Die Laufringe erhielten eine etwa grössere Bohrung als der Blechmantel, damit bei der Erwärmung der Blechmantel Platz hat, sich in der Laufringbohrung auszudehnen.The fastening of race rings on rotary drums, which are supported on roller stations, used to be done in such a way that the race rings made of cast steel or cast iron were firmly riveted or screwed onto the sheet metal jacket. However, this type of fastening has not proven itself on rotary drums that are used for heating processes and where the sheet metal jacket heats up considerably. It turned out that the sheet metal jacket could not follow its thermal expansion because it was firmly enclosed by the less expanding raceway. The consequence of this was a permanent deformation of the sheet metal jacket, with the result that when the sheet metal jacket cooled down, it detached itself from the raceway, causing the rivets or screws with which the raceway was attached to the cylinder to tear off due to tensile stress. One then proceeded to dispense with the fastening of the races by means of fixed screws or riveted connections and the races loosely on the cylinder to apply and to secure it laterally only against axial displacement. The races were given an approximately larger bore than the sheet metal jacket, so that the sheet metal jacket has room to expand in the barrel ring bore when it is heated.

Die Kraftübertragung der Auflagerlast von den Laufrollen über den Laufring in den Blechmantel geschieht aber bei einer solchen Konstruktion derart, dass der Mantel in der Laufringbohrung unten aufliegt und die Auflagerlast senkrecht zum Mantelblech in den Mantel eingeleitet wird.The power transmission of the bearing load from the rollers via the raceway into the sheet metal jacket takes place in such a design that the jacket rests at the bottom of the bearing ring bore and the bearing load is introduced into the jacket perpendicular to the jacket sheet.

Die Figur 6 gibt eine schematische Darstellung dieser Kraftübertragung, und es leuchtet angesichts dieser Figur 6 ohne weiteres ein, dass sich dadurch erhebliche Verformungen des Blechmantels ergeben. Diese Verformungen bleiben nicht ohne Einfluss auf die Haltbarkeit der feuerfesten Ausmauerung, die bei dem ständigen Drehen des Ofens dauernden Knetungen ausgesetzt und infolgedessen vorzeitig schadhaft wird. Da es sich z.B. bei Zement-Drehöfen in der Sinterzone um sehr teures Ausmauerungsmaterial handelt, entfällt auf die Selbstkosten der Zementproduktion ein erheblicher Anteil für die Beschaffung der feuerfesten Ausmauerung.FIG. 6 gives a schematic representation of this power transmission, and in view of this FIG. 6 it is readily apparent that this results in considerable deformations of the sheet metal jacket. These deformations do not remain without influence on the durability of the refractory lining, which is exposed to constant kneading with the constant turning of the furnace and as a result becomes damaged prematurely. Since cement rotary kilns in the sintering zone, for example, are very expensive lining material, the cost of cement production accounts for a significant proportion of the procurement of the refractory lining.

Die vorliegende Erfindung bringt hier eine grundlegende Verbesserung. Es sind an eine Laufringbefestigung folgende Forderungen zu stellen:The present invention brings about a fundamental improvement here. The following requirements must be placed on a raceway fastening:

1) Der Querschnitt des Blechmantels muss trotz der hohen Auflagerlast von beispielsweise 150 t bei einem Ofen mit 3 m (Durchmesser) absolut kreisrund bleiben und darf keinerlei Verformungen erfahren.1) The cross-section of the sheet metal jacket must remain absolutely circular in spite of the high bearing load of, for example, 150 t in a furnace with 3 m (diameter) and must not experience any deformation.

2) Der Blechmantel muss unabhängig von dem Laufring seiner Wärmedehnung frei nachgehen können, ohne dass die Einleitung der Kraftübertragung vom Laufring in den Blechmantel gestört wird.2) The sheet metal jacket must be able to freely pursue its thermal expansion independently of the raceway without the initiation the power transmission from the race to the sheet metal jacket is disturbed.

3) Ebenso muss der Laufring seiner Wärmedehnung nachgehen können, unabhängig von der Wärmedehnung des Blechmantels. Auch hierfür darf die Uebertragung der Auflagerlast keine Veränderung erfahren.3) The raceway must also be able to expand its thermal expansion independently of the thermal expansion of the sheet metal jacket. Here, too, the transfer of the bearing load must not experience any change.

Die gestellten Forderungen werden durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung erfüllt. Es zeigte sich nämlich, dass die Uebertragung der Auflagerlast in Richtung des Ofenumfanges geschehen muss, und dass dann Verformungen des Blechmantels nicht auftreten. Dieser Gedankengang führt zu folgender Konstruktion:The requirements set are met by the subject matter of the present invention. It was shown that the transfer of the bearing load must take place in the direction of the furnace circumference, and that deformations of the sheet metal jacket then do not occur. This train of thought leads to the following construction:

Der Laufring erhält in seinem Innern gemäss Figur 1 + 2 eine bestimmte Anzahl eingegossene, eingenietete oder eingeschraubte Zahnleisten. Der Blechmantel erhält auf seinem Umfang aufgeschweisste, aufgenietete oder aufgeschraubte Zahnleisten (Fig. 3), die in einem solchen Abstand angeordnet sind, dass die Zähne des Laufringes (Fig. 4) in die Zahnlücken der auf dem Mantel angebrachten Zahnleisten genau hineinpassen.In its interior, according to FIGS. 1 + 2, the running ring has a certain number of cast, riveted or screwed-in toothed strips. The sheet metal jacket is provided with welded, riveted or screwed-on toothed strips (Fig. 3), which are arranged at such a distance that the teeth of the race (Fig. 4) fit exactly into the tooth gaps of the toothed strips attached to the jacket.

Wird nun der Laufring auf den Ofenmantel aufgeschoben, so ergibt sich im Querschnitt die Figur 5. Der Laufring liegt hier auf der Rollenstation auf, und der Ofenmantel hängt in seinen Seitenpartien an den Zähnen des Laufringes, so dass die Uebertragung der Auflagerlast nicht, wie bei Figur 6, senkrecht zum Mantelblech, sondern in Richtung des Mantelbleches vor sich geht. Es hat sich bei Versuchen gezeigt, dass bei Ofenmantel, wenn er auch nur an 2 Stellen gemäss Figur 7 aufgehängt ist, keine messbaren Verformungen auftreten. Beim Drehen der Trommel kommen links und recht gemäss Figur 5 immer wieder neue Zähne zum Tragen und zwar gemäss der links und rechts desIf the raceway is now pushed onto the furnace shell, the cross-section is Figure 5. The raceway rests here on the roller station, and the furnace shell hangs in its side parts on the teeth of the raceway, so that the transfer of the bearing load is not, as in Figure 6, perpendicular to the cladding sheet, but in the direction of the cladding sheet going on. Tests have shown that no measurable deformations occur in the furnace shell, even if it is only hung at 2 points according to FIG. 7. When the drum is rotated, new teeth always come into play on the left and right according to FIG. 5, namely according to the left and right of the

Laufringes eingezeichneten Pfeile. Der Laufring wird in radialer Richtung mit einem durch Erfahrungen feststellten Spiel aufgebracht, so dass der Ofenmantel sich entsprechend seiner Temperatur frei ausdehnen kann, ohne dass er sich so fest in die Laufringbohrung einklemmt, dass bleibende Verformungen auftreten. In tangentialer Richtung jedoch besteht zwischen den Zähnen der Laufringbohrung und den Zahnlücken des Ofenmantelumfanges keinerlei Spiel, wodurch eine kraftschlüssige Uebertragung der Auflagerlast vom Laufring in den Mantel ohne Verformungen gesichert ist. Umfangreiche Versuche und Dauerläufe an Versuchsmodellen sowie Ausführungen im industriellen Massstab haben die Wirksamkeit der Konstruktion und die Richtigkeit der statischen Wirkung bewiesen. Es ist selbstverständlich möglich, die Uebertragung der Auflagerlast vom Laufring in den Blechmantel durch abgewandelte Konstruktionselemente durchzuführen, und die beigefügten Abbildungen sollen nur das Prinzip der Konstruktion darstellen. So ist es möglich, dieselbe Wirkung unter Beibehaltung derselben Konstruktionsidee dadurch herbeizuführen, dass die Zähne auf der Stirnseite der Laufringflansche und entsprechende Gegenzähne auf der Drehtrommel angebracht werden. Ferner ist es möglich, den Laufring auf dem Ofenmantel so zu befestigen, dass man den Laufring und den Blechmantel mit Bohrungen vorsieht und in diesen Bohrungen saugend passende Bolzen vorsieht, welche die Aufgabe der in der Zeichnung angedeuteten Zähne übernehmen. Diese Bolzen müssen dann entweder im Laufring oder im Blechmantel fest verschweisst oder auf andere Weise befestigt sein, während sie in die entsprechende Gegenbohrung des Mantels oder des Laufringflansches lose eingreifen, damit die beschriebene Forderung erfüllt ist, dass der Mantel und der Laufring sich unabhängig voneinander dehnen können.Running ring drawn arrows. The race is applied in the radial direction with a clearance determined by experience, so that the furnace shell can expand freely according to its temperature without being wedged so tightly in the raceway bore that permanent deformations occur. In the tangential direction, however, there is no play whatsoever between the teeth of the raceway bore and the tooth gaps of the furnace casing circumference, which ensures a non-positive transfer of the bearing load from the raceway into the casing without deformation. Extensive tests and endurance runs on test models as well as designs on an industrial scale have proven the effectiveness of the construction and the correctness of the static effect. It is of course possible to transfer the bearing load from the raceway to the sheet metal jacket using modified construction elements, and the attached figures are only intended to illustrate the principle of the construction. It is thus possible to achieve the same effect while maintaining the same design idea by attaching the teeth on the face of the raceway flange and corresponding counter teeth on the rotating drum. Furthermore, it is possible to fasten the raceway on the furnace shell in such a way that the raceway and the sheet metal shell are provided with holes and suitable bolts are provided in these holes, which take on the task of the teeth indicated in the drawing. These bolts must then either be firmly welded in the race or in the sheet metal jacket or fastened in some other way, while they loosely engage in the corresponding counterbore in the jacket or the raceway flange so that the described requirement is met that the jacket and the raceway expand independently of one another be able.

Claims

1) Fastening of races on rotating drums, e.g. B. on rotary kilns for burning cement, magnesite, etc., characterized in that the race for the purpose of free thermal expansion of the furnace shell in the radial direction with play on the cylinder, in the tangential direction but without play and is fixedly connected to the sheet metal cylinder.

2) raceway fastening according to claim 1), characterized in that the raceway receives teeth, pins or similar provisions in its bore or on its end faces or elsewhere, which engage in corresponding tooth gaps, bores or the like. Of the sheet metal jacket.

3) raceway fastening according to claim 1), characterized in that the jacket receives teeth, pins or the like on its circumference, which engage in corresponding tooth gaps, bores or the like. Of the raceway.