【正文】 ，使載塵氣流非常均勻地通過，使氣流能耗 (磨機(jī)阻力 )最小化，同時(shí)達(dá)到最大粉磨產(chǎn)量，從而達(dá)到總的能耗最小化，根本不用降低風(fēng)量和采用外部循環(huán)物料來降低能耗。 第二章 方案確定 立磨的型號(hào)很多， 如 ：來歇磨，國(guó)產(chǎn)為 TRM 型、 MPS 磨、 HRM 型、 PRM型、 ATOX 型輥磨機(jī)等。磨輥和磨盤的組合形式有：錐輥 平盤式、錐輥 ——碗式、鼓輥 —— 碗式、雙鼓輥 —— 碗式、圓柱輥 —— 平盤式、球 —— 環(huán)式等。本人設(shè)計(jì)的為鼓輥 —— 碗式。 目前，立磨的發(fā)展趨于液壓式，而非彈簧式，所以 本人 設(shè)計(jì)的也是液壓式，符合立磨的發(fā)展和銷售 趨勢(shì) 。 這是 因?yàn)?磨機(jī)液壓系統(tǒng)具備自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種功能， 可 提高操作上的靈活性和可靠性。 雖然 MPS 磨的磨輥磨損比較均勻，比較耐磨，喂料粒度打，并且風(fēng)機(jī)動(dòng)力較萊歇磨和雷蒙磨節(jié)省，但是，這 和 磨機(jī)的磨輥不能翻出磨盤，磨輥和磨盤磨損后通常在磨內(nèi)更換，如果需要取出磨輥，必須拆除整個(gè)磨頂，或從磨門取出每個(gè)磨輥，給維修帶來了許多不便。 ATOX 磨三輥裝置處于粉磨室固定位子上，這些磨輥僅圍繞他們自己的軸回轉(zhuǎn)，但不圍繞磨盤 中心運(yùn)動(dòng) ， 磨輥工作時(shí)沒有杠桿和推力件， 這 雖然降低了重量和制造費(fèi)用，但磨輥無法適應(yīng)粉磨層變化，因而磨輥寬度上的磨損難以均勻，并且維修比 MPS 磨更難。 綜上分析， 本人 決定設(shè)計(jì) HRM型立磨。 第三章 HRM型立磨的 設(shè)計(jì)及工作原理 HRM 型立式磨 是合肥水泥研究設(shè)計(jì)院在廣泛吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)， 總結(jié)國(guó)內(nèi)外立式磨應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研布出的一種高效節(jié)能烘干兼粉磨設(shè)備。它既有萊歇磨可翻輥檢修的優(yōu)點(diǎn)，又具有 MPS 磨輥套可翻面使用、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。集細(xì)碎、烘干、粉磨、選粉、輸送為一體，具有粉磨效率高、電耗低 、烘干能力大、產(chǎn)品細(xì)度易于調(diào)節(jié)、工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、噪音低、無粉塵污染、磨耗低、檢修方便、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。 本人主要負(fù)責(zé)磨盤磨輥的設(shè)計(jì)，現(xiàn)將磨盤磨輥介紹如下： 與所有的立磨一樣，磨輥和磨盤是 HRM 型立磨的核心部件之一。磨輥和磨盤的形狀及合理的搭配對(duì)粉磨效率的影響是極其重要的，最佳的磨輥形狀會(huì)因處理物料的差異而不同 。物料的粉磨過程實(shí)際上是研磨體對(duì)料床內(nèi)的物料的碾碎、擠壓力的產(chǎn)生，使落入研磨區(qū)的物料能夠進(jìn)行有效的粒間粉碎。通過對(duì)國(guó)內(nèi)、外各類輥式磨的分析比較及研究， HRM 型立磨采用了胎形磨輥和凹形磨盤的 配置見圖 31,凹形盤內(nèi)的料床能保持形成和穩(wěn)定，自磨盤外緣上升的氣流能保證出磨的料流均勻 .磨輥和磨盤與物料之間能保持良好的接觸 表面 ，磨耗料的磨損相對(duì)勻稱，且 磨損后還可以通過調(diào)整輥壓以彌補(bǔ)對(duì)粉磨質(zhì)量的影響。設(shè)計(jì)的磨輥可以翻到機(jī)體外檢修，輥套并可以根據(jù)磨損情況進(jìn)行調(diào)而使用，以延長(zhǎng)磨輥的使用壽命 。輥 套 和磨盤襯板等磨耗料都采用了快拆裝結(jié)構(gòu)，有效地提高了磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。另外，為了有效地控制和調(diào)整輥、盤間的料層厚度 .防止輥、盤因直接接觸產(chǎn)生金屬碰撞增加磨機(jī)噪音， HRM 型立磨對(duì)磨輥和磨盤的間隙作出了一定的限制。分離器是 HRM 型立磨的另一個(gè)重要的部件。分離器的分級(jí)效果的優(yōu)劣，是能否保證磨機(jī)內(nèi)被粉磨后的細(xì)小物料在上升氣流的作用下被分散并隨氣流上升至分離器時(shí)具有良好的分離，不會(huì)產(chǎn)生過粉碎及較大的軟墊層現(xiàn)象，降低料床粉磨的無用功，提高粉磨效率的根木。 立磨的施壓方式是 HRM 型立磨的又一特點(diǎn)。傳統(tǒng)的加壓方式是機(jī)械彈簧加壓，通過改變彈簧的伸縮量來調(diào)節(jié)壓力的大小。但這種調(diào)壓的 范圍十分有限 ， 隨著磨內(nèi)耐磨材料的損耗輥 、盤之間的壓力會(huì)隨之降低，在運(yùn)轉(zhuǎn)中保證穩(wěn)定的粉磨效率。而 且 在實(shí)際操作時(shí)不能有效地調(diào)整物料的粉磨狀況， 彈簧 本 身 的壓力特性 及范圍 決定了在粉磨區(qū)域內(nèi)有金屬或大塊物料進(jìn)入時(shí)， 由于 其緩沖能力有限，易造成部件的損壞，不利于磨機(jī)的安全運(yùn)行 。在設(shè)備大型化高速發(fā)展的 今 天 ，彈簧壓 圖 31 磨輥磨盤及加壓示意圖 力的調(diào)控制 遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了大型 立磨的要求?，F(xiàn)代的立磨隨著液壓技術(shù)的發(fā)展普 遍采用液力加壓系統(tǒng)向磨輥加力 液力加載是通過 油 缸實(shí)現(xiàn)的，調(diào)控液壓系統(tǒng)的壓力可改變 液壓 缸 對(duì)磨輥加力的狀況，隨意調(diào)控磨輥對(duì)物料粉磨力的大小。液壓系統(tǒng)內(nèi)的蓄能器對(duì)磨輥設(shè)施具有保壓和過載緩沖作用，吸收一部分過載壓力。因此HRM 型立磨選用了液力加壓系統(tǒng)給磨輥提供研磨力見 圖 31 磨輥裝置的制作要點(diǎn)是控制輥套的材質(zhì)及磨輥的裝配質(zhì)量。輥套是由耐磨材料鑄造而成，輥套的耐磨性是決定輥套使用壽命的主要因素，輥套硬度大小是輥 套耐磨性的標(biāo)記物，但輥套屬脆性材料，硬度過高，會(huì)使輥套的抗震效能減低，使用時(shí)發(fā)生脆裂，嚴(yán)重時(shí)輥套在熱處理過程中就可能發(fā)生斷裂。磨輥的裝配質(zhì)量的控制 :裝配前必須對(duì)每個(gè)檢驗(yàn)合格的零件進(jìn)行復(fù)檢，清除殘留毛刺，清洗零件表而并作干燥、防銹處理，做好配套標(biāo)記。裝配時(shí)要找好基準(zhǔn)，按裝配順序進(jìn)行裝配。 磨輥的軸承裝配是非常重要的工作，裝配間隙要合適，既要做到減小裝配難度， 又 要防止軸承裝配 過松，造成使用中軸承內(nèi)、外圈跑動(dòng)，損壞相關(guān)零件。裝配后要檢查密封是否合格，是否防水、防塵 。緊固件是否聯(lián)結(jié)牢固 。軸承 初潤(rùn)滑 是否遺漏等等。最后檢查磨輥轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性 .合格的磨輥裝配可以延長(zhǎng)磨輥軸承的使用壽命。 磨盤裝置是立磨傳遞動(dòng)力的主要部件，其質(zhì)量直接決定著磨機(jī)的產(chǎn)量，同時(shí)磨盤又是磨機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的發(fā)源地，因此控制磨盤的加工質(zhì)量是至關(guān)重要的。磨盤盤體是鑄造件，加工時(shí)盤體各回轉(zhuǎn)部位的同軸度是要確保的，各回轉(zhuǎn)體的環(huán)向厚度要盡量對(duì)稱均勻，非加工部位要盡可能的少，使盤體在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生較小的離心力。盤體上裝配的耐磨襯板要保證平 整，襯板的高低不平會(huì)嚴(yán)重降低粉磨效率，并使磨機(jī)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，更重要的是會(huì)直接影響輥套和襯板的使用壽命。 圖 32HRM型立磨的工作原理 HRM 型立磨的結(jié)構(gòu)見圖 32。其工作原理為： 由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，需粉磨的物料由鎖風(fēng)喂料設(shè)備送 入 旋轉(zhuǎn)的磨盤中心 。在離心力作用下，物料向磨盤周邊移動(dòng)，進(jìn)人粉磨輥道。在磨輥壓力的作用下，物料受到擠壓、研磨和剪切作用而被粉碎。同時(shí)，熱風(fēng)從圍繞磨盤的風(fēng)環(huán)高速均勻向上噴出，粉磨后的物料被高速氣流吹起，一方面把粒度較粗 的物料吹回磨盤重新粉磨，另一方面對(duì)懸浮物料進(jìn)行烘干 。細(xì)粉則由熱風(fēng)帶 入 分離器進(jìn)行分級(jí)，合格細(xì)粉隨同氣流出磨，由收塵設(shè)備收集下來即為產(chǎn)品，不合格粗粉經(jīng)分離器葉片作用后重新落至磨盤，與新喂入的物料一起重新粉磨。如此循環(huán)，完成粉磨作業(yè)全過程。 HRM 型立磨系統(tǒng)工藝流程如下： 提升機(jī) 11 空氣輸送料槽 12 生料入庫(kù)提升機(jī) 環(huán)風(fēng)閥 15熱風(fēng)閥 閥 圖 33 原料粉磨系統(tǒng)工藝流程圖 經(jīng)各原料庫(kù)庫(kù)底電子皮帶秤配料后的物料落到皮帶機(jī) 1 上 ,經(jīng)除鐵器 2 除鐵后，再經(jīng)金屬探測(cè)器 3 檢測(cè) 。若檢測(cè)到有較大的金屬，三通閥 4 將該部分物料剔除，無大塊金屬的物料由皮帶機(jī) 5 送入鎖風(fēng)喂料機(jī) 6 再入立磨 7 進(jìn)行烘干粉磨。由窯尾高溫風(fēng)機(jī) 8 排出的廢氣中的一部分，與循環(huán)風(fēng)混合進(jìn)入立磨與磨內(nèi)物料進(jìn)行熱交換后，帶起物料經(jīng)立式磨分離器進(jìn)行分選。細(xì)度不合格的物料重新落到磨盤上進(jìn)行粉磨，合格的物料隨氣流進(jìn)人旋風(fēng)收塵器 9,90%以上的粉塵被收集下來，經(jīng)過分 格輪 10 卸 入 空氣輸送斜槽 11 再由提升機(jī) 12 送入生料均化庫(kù)。出旋風(fēng)收塵器 9 的氣體一部分循環(huán)入磨，另一部分與窯尾高溫風(fēng)機(jī) 18 出口旁路的一部分廢氣混合進(jìn)人電收除器 9 進(jìn)一步除塵，由尾排風(fēng)機(jī) 20 排 入 大氣。從立式磨風(fēng)環(huán)處落下的物料通過外循環(huán)提升機(jī) 8 提升到皮帶機(jī) 5 上，重新喂 入 磨內(nèi)進(jìn)行粉磨。出磨風(fēng)溫及循環(huán)風(fēng)量通過冷風(fēng)閥 1熱風(fēng)閥 1循環(huán)風(fēng)閥 1旁路風(fēng)閥 17 進(jìn)行調(diào)節(jié)。 第四章 立磨的選型及參數(shù)的確定 立磨主要參數(shù)有：磨盤、磨輥的直徑，易磨性及轉(zhuǎn)速等?，F(xiàn)確定主要參數(shù)如下 易磨性系數(shù)的確 定 根據(jù)本課題的設(shè)計(jì) 要求：選擇與 2500 t／ d 新型干法窯配套的 HRM 磨。 設(shè)生料／熟料 =1． 65；立磨運(yùn)轉(zhuǎn)率 ，配置 1 臺(tái)立磨。則要求立磨產(chǎn)量： (41) 取原料試樣在試驗(yàn)輥磨 MPS32 中試驗(yàn)得到產(chǎn)品細(xì)度： 篩 (190 目篩 )篩余12％～ 14％時(shí)試驗(yàn)?zāi)ギa(chǎn)量： ， 單位功率消耗 磨盤直徑的確定 由以上述易磨性系數(shù)，根據(jù)公式可得到立磨磨盤直徑： (42) 磨 輥直徑的確定 查 《 新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào) 》 的 水泥廠立式輥磨的選型文中表 10 得 :（ 磨輥直徑 ） 由經(jīng)驗(yàn)公式 ： (43) 考慮到磨損程度 K值取 則 依據(jù)經(jīng)驗(yàn)算得：磨輥個(gè)數(shù) Z=3，磨輥直徑 d=2650，寬度 b=900mm。 則該立磨實(shí)際額定產(chǎn)量： (44) 則立磨最小和最大產(chǎn)量為 ： （ 45） （ 46） 電動(dòng)機(jī)的選擇 按以下公式，可求得 HRM3600 磨盤傳動(dòng)功率 N=： (47) 那么可選用 1800KW 的電機(jī)。可選用 YRK7036（ 10KV， IP44） 。 它 具 有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、高效、節(jié)能、 噪聲 低、振動(dòng)小、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 盤轉(zhuǎn)速的計(jì)算 圖 41 由公式 ： 得 磨盤理論轉(zhuǎn)速： (48) 由圖 41 查得速度修正系數(shù) q=，代入下式 。 而磨盤的實(shí)際轉(zhuǎn)速： (49) 減速機(jī)的選擇 由于輥磨機(jī)的 三式結(jié)構(gòu) 決定了減速機(jī)要把電動(dòng)機(jī)水平方向的傳動(dòng)改變?yōu)槌酥狈较虻膫鞯摹Ｇ乙獙?shí)現(xiàn)相應(yīng)的減速 ， 減速器是輥式磨的關(guān)鍵部件之一，其工作的可靠性直接影響到磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。由于輥式磨用減速器與一般工業(yè)齒輪箱相比，在結(jié)構(gòu)和使用上有巨大的差異，立磨減速機(jī) 主要由 三個(gè)部分構(gòu)成，即錐齒輪部分、行星傳動(dòng)部分和止推軸及箱體部分。 承及箱體部分 減速機(jī)的額定功率應(yīng)高于電動(dòng) 機(jī)的額定功率，可取為 2021KW，輸入軸的轉(zhuǎn)速為 990r/min，輸出軸的轉(zhuǎn)速為 ，總傳動(dòng)比為 VBF1800 型的減速機(jī)，其額定輸出轉(zhuǎn)矩為 ，軸向載荷為 5100KN，瞬間載荷為 16600KN。旋轉(zhuǎn)方向從上往下看，推力盤為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 入磨物料最大粒度的計(jì)算 立磨入磨物料粒度大，使石灰石破碎設(shè)備選型小，不但節(jié)省設(shè)備投資，同時(shí)在運(yùn)行中還節(jié)省了破碎成本。但入磨物料粒度過大，不但使粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量降低，還會(huì)引起磨機(jī)震動(dòng)。因而保證合理的入磨物料粒度是保證立磨正常運(yùn)行的重要條件之一。 本人 設(shè)計(jì)立磨的合適入磨物料粒度可以用下面方式計(jì)算： 如下圖所示，假設(shè)物料為一個(gè)小圓球，物料在進(jìn)入磨輥與磨盤之間時(shí)會(huì)受到 :磨輥對(duì)物料的作用力 p1，磨盤對(duì)物料的反作用力 P2和鋼鐵對(duì)物料的摩擦力（其摩擦系數(shù) f≈ ）。 圖 42 立磨物料受力分析 作用于物料時(shí)應(yīng)有下壓的力，還有向外 推的力，并有 的 反作用力。有上圖可知， ? ODE 與 ? ABE 為相似三角形， ???’ ， 向外推的力為 ，向下壓的力為 ， 由于摩擦力，物料同時(shí)手里有 、 及 。 能夾住 物料應(yīng)滿足以下條件： （ 410） 作用力與反作用力平衡應(yīng)有： （ 411） 將 上面 兩式 聯(lián)立解得： （ 412） 將 f ≈ 代入上式得： 由此得出物料的夾角是有摩擦系數(shù)決定的， 即 無論立磨的大小， ?角均小于176。 。磨輥大，在 ?角不變的情況的