摘 要

随着社会的进步，城市的发展，建材行业蓬勃发展，一座座高楼大厦拔地而起，自然而然带动着水泥产业的快速发展。而水泥作为建材行业的重要材料，它的产量也多多少少影响着国内城市的一些发展。水泥通过水泥生产线，由原来的石料，经过破碎，均化，配料，粉磨，均化，烧熟，冷却，储存，配料粉磨而生产出来，其中烧熟，冷却便是一套系统的关键，影响着水泥的产量与质量。

篦冷机是水泥厂熟料烧成系统中的重要主机设备，是水泥生产线的核心设备之一，主要用来冷却水泥熟料并进行输送；同时为回转窑及分解炉等提供热空气，是烧成系统热回收的主要设备。通过使用solidworks建立篦冷机的关键结构并组成模型，结合实验中心虚拟实验室提供的软硬件环境，进行OSG的编程，开发出虚拟现实的篦冷机，能够在CAVE环境下，身临其境的观察篦冷机的内部结构和工作原理，并与篦冷机实现交互，进行拆解，拼装等功能。通过VR环境下的篦冷机，可以让人可以在没有实物的情况下，更加准确的去认识篦冷机，对教学，科研，改造有着非凡的意义，降低成本的同时又提高了效率。

关键字：水泥；篦冷机；设计；VR

Abstract

With the progress of the society, development of the city, the building materials industry to flourish, skyscrapers have sprung up, naturally led to a rapid development of cement industry. As an important material for cement and building materials industry, it also produces some influence the development of domestic city. Cement the cement production line, by the original stone, after crushing, homogenization, ingredients, grinding, homogenization, cooked, cooling, storage, batch grinding and production, which are cooked, cooling is the key to a system of, affecting the yield and quality of cement.

Grate cooler is cement clinker burning system of a host of important equipment, is one of the core equipment of the cement production line, mainly used for cement clinker cooling and transportation; and rotary kiln calciner and hot air, the burning is the main equipment of the heat recovery system. By using SolidWorks to establish the key structure of the grate cooler and component models, combined with experimental center of virtual laboratories to provide hardware and software environment, OSG programming developed virtual reality of grate cooler, can be in the cave environment and immersive observation of grate cooler internal node structure and working principle, and interaction with the grate cooler, dismantling and assembling function. The VR environment of grate cooler, can let a person can in no physical and more accurate to know grate cooler, for teaching, scientific research, reform of extraordinary significance, while reducing the cost and improving the efficiency.

Keywords：Cement; Cooler; Design; VR

目 录

目 录 1

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 篦式冷却机概述 1

1.2.1 篦式冷却机 1

1.2.2 推动式篦冷机的发展 1

1.3 虚拟现实（VR） 6

1.3.1 虚拟现实（VR）概述 6

1.3.2 虚拟现实（VR）的发展史 7

1.3.3 国内外虚拟现实的发展现状 7

第2章 篦冷机的设计 9

2.1 篦冷机的参数确定 9

2.1.1 回转窑筒体的有效内径 9

2.1.2 篦床宽度 9

2.1.3 篦床长度 9

2.1.4 冷却机与窑的相对位置 10

2.1.5 运动参数 10

2.1.6 风量和风压 10

2.2 篦床的设计 11

2.3 风室的设计 11

2.3.1 风室的密封性 12

2.3.2 风室的数量与排布 13

2.4 篦床往复运动传动机构 13

2.5 其他设备 13

2.5.1 锤式破碎机 13

2.5.2 拉链运输机 14

2.5.3 高压风机 14

第3章 基于VR的篦冷机设计研发 15

3.1 建立模型 15

3.1.1 篦床 15

3.1.2 锤式破碎机 16

3.1.3 拉链运输机 16

3.1.4 漏斗风室 17

3.1.5 机箱外壳 17

3.2 实现虚拟现实（VR） 17

3.3 虚拟现实的应用领域以及前景 18

第4章 结论与展望 20

4.1 结论 20

4.2 展望 21

参考文献 22

致谢 23

第1章 绪论

1.1引言

在信息全球化，网络化的今天，计算机技术飞速发展，虚拟现实（VR）技术已然从最早的被提出到如今的炙手可热，甚至成为当下经济，科研领域的热点TOP1。虚拟现实（VR）环境下的影视，游戏等等的一个个项目的成功，带动了一股“全民VR”的狂潮，建材水泥行业自然也不甘寂寞，为此我们要在这股浪潮的推动下，进行对虚拟现实（VR）环境下水泥设备的一系列设计研发。

而作为水泥设备的关键设备之一的篦冷机，大大影响着水泥生产线的产量与质量。基于虚拟现实（VR）的篦冷机研发，通过一系列建模与编程，实现让人能身临其境的认识篦冷机的结构，工作原理与工作方式，同时与篦冷机进行实时的互动，甚至进行拆解，组装进一步了解篦冷机的各个结构系统，对教学有着革命性的意义。同时又可用作企业对篦冷机的科研改进，提高当前不同篦冷机的生产效率。在虚拟现实（VR）环境下实现提出的各种创新改进构想，降低了实验经费又能提高效率。

1.2篦式冷却机概述

1.2.1篦式冷却机

篦冷机的分类根据熟料在壁床上的运动方式分为推动式、回转式以及振动式。它们均属于横流式热交换装置。而在三者中，推动式篦式冷却机占据主导位置，具有突出优点：通过高压风机将空气送入篦冷机与熟料进行热交换从而使熟料急速冷却，出料的温度可达100℃以下，水泥质量不仅有了显著提高，同时又在进行熟料输送、储存以及粉磨；热效率高达70%以上；适用于各种产量的回转窑，尤其是4000T/D以上的大型回转窑；将提供三次空气输送向位于窑尾的分解炉；适应各种类型水泥生产工艺回转窑的熟料性能变化。

1.2.2推动式篦冷机的发展

（1）普通篦冷机阶段