【正文】 =32445h 軸功率 核算 11FWQW ? =? 300? =， kW 主電機(jī)選型時，考慮 20%的保險系數(shù)，所以哈爾濱水泥廠 MPS3150立磨主電機(jī)功率為 112OkW。 最近有些廠家已能給用戶提供標(biāo)準(zhǔn)化的測量圖譜軟件，可將襯板設(shè)計的輪廓線及測量結(jié)果、磨機(jī)的生產(chǎn)數(shù)據(jù) 并輸入計算機(jī)，直接計算出襯板的磨損率及剩余壽命。 立磨的生產(chǎn)能力是按試驗?zāi)サ脑囼灲Y(jié)果來計算的。 液壓缸、機(jī)身立柱材料的選擇 液壓缸、機(jī)身立柱的材料常用的是 45 號鋼，為了保證其機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。因此，近年來又提出了對高錳鋼的再合金化，這都需要進(jìn)一步的研發(fā)和試驗，我們拭目以待。認(rèn)為，高錳鋼在摩擦作用下高度強(qiáng)化是由于形成大量的位錯、孿晶變形、鋃嵌缺陷及塊狀組織細(xì)化等。該材料中含碳 %－ %，含錳 11％－ 14％，鑄造成型經(jīng)固溶化熱處理，形成單一奧氏體金相組織，具有較高的抗拉伸強(qiáng)度、塑性和韌性，但硬度較低。為了節(jié)約成本，我們在磨盤上加一個襯板，這樣只要襯板的材料有一定的抗磨損就可以了。隨著現(xiàn)在工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對金屬耐磨性的研究越來越深。如耐磨鋼、 29 不銹耐酸鋼、電磁鋼等。鋼錠經(jīng)過鍛壓或軋制后便獲得各種形狀的鋼材和鍛件。它優(yōu)于碳素鋼，具有高的強(qiáng)度和高的塑性，以及韌性相結(jié)合的綜合機(jī)械性能，有的還具有特殊的物理、化學(xué)性能，如耐蝕、耐熱、耐磨以及磁性等。 對于磨輥，因其是磨損件，對其材料的耐磨性要求很高，再加上支撐部分是懸浮式，因此要求其材料又一定的耐沖擊能力，所以普通的鋼已不能滿足需要。 在高速和高精度的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，可選用 P P2 級軸承。通常在選擇軸承密封形式時，應(yīng)考慮以下幾個因素： 軸承的外部工作環(huán)境； 軸承的轉(zhuǎn)速和工作溫度； 軸的支承結(jié)構(gòu)特點； 潤滑劑的種類和性能。選用哪一類潤滑方式，這與軸承的轉(zhuǎn)速有關(guān)，一般用滾動軸承的 dn值 （ d 為滾動軸承內(nèi)徑，單位為 mm； n 為軸承轉(zhuǎn)速，單位為 r/min）表示軸承的速度大小。 24 軸承的潤滑和密封 軸承的潤滑 滾動軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)部各零件間均存在著不同形式的、不同程度的相對運(yùn)動，從而導(dǎo)致摩擦發(fā)熱和磨損，甚至燒傷。 對于只能承受純徑向載荷 Fr的軸承： P= Fr （ 3－ 4） 對于只能承受純軸向載荷 Fa 的軸承： P= Fa （ 3－ 5） 按（ 3－ 3）、（ 3－ 5）計算得到的動量動載荷僅為一理論值。 軸承壽命的計算 在一般工作條件下工作的滾動軸承，只要類型選擇合適，潤滑充分，安裝、維護(hù)良好，大多數(shù)軸承均因工作表面疲勞剝落而失效。 剛度要求： 一般滾子軸承的剛度大，球軸承的剛度小。當(dāng)滾動軸承同時承受徑向和軸向載荷時，可選用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承；當(dāng)軸向載荷較小時可選用深溝球軸承。一般按下 面的經(jīng)驗公式計算其平均產(chǎn)量 : 23600 vL hZQ K?? ? （ 215） 式中 Q —— 輥磨機(jī)的產(chǎn)量， t/h； ? —— 水泥生料的容積密度， /tm? ? ； v —— 磨輥母線長度中點處的線速度， ； 2L —— 磨輥母線的長度， ； h —— 物料層的厚度， ； Z —— 磨輥個數(shù)， 3 個； K? —— 物料在磨盤內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，一般取 25； 計算得 Q =174t/h,符合設(shè)計要求 ]4[ 。本次設(shè)計的立磨輥壓定為 P=12MPa。為保證穩(wěn)定的粉磨條件，應(yīng)有穩(wěn)定的最佳料層厚度。 速度修正系數(shù)與磨盤半徑有一定關(guān)系，見圖 23 由圖 23 查得，當(dāng) R= 時， q= 則 qD?? =32r/min 故磨機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=32r/min 圖 23 速度修正系數(shù)曲線圖 14 磨盤上料層最佳厚度設(shè)計 保持適當(dāng)料層厚度是輥式磨穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。 磨機(jī)的轉(zhuǎn)速 磨盤的轉(zhuǎn)速過低，磨機(jī)產(chǎn)量低，轉(zhuǎn)速也不能太大，否則物料會因過大的離心力的作用而不經(jīng)磨輥研磨便直接甩出磨盤，使磨機(jī)產(chǎn)量降 低，電耗升高，合理的轉(zhuǎn)速應(yīng)使處于磨盤內(nèi)邊緣的物料能靠慣性離心力滑入磨槽內(nèi)，使物料在磨盤內(nèi)獲得合理的接觸面積承受磨輥的研磨。磨輥越窄，對物料的壓強(qiáng)越大，碾壓過的物料細(xì)粉比例越大，但碾壓的物料總量少，而且磨損較大。對于粗料，最大允許鉗角為 ?16 04? ；粉磨水泥生料時，鉗角在 8? 10? 之間。 8 第 2 章 MPS3150 立式磨機(jī)的主要參數(shù) MPS3150 磨機(jī)主要參數(shù) 技術(shù)規(guī)格 1)立磨規(guī)格 : ? 3150mm； 2)磨盤直徑 : 3150mm； 3)磨輥直徑 : 2300mm； 4)磨輥寬度 : 751mm； 5)磨輥數(shù)量 : 3 個； 6)磨盤轉(zhuǎn)速 : 25r/min； 7)最大入磨物料尺寸： 100mm。 磨機(jī)液壓系統(tǒng)具備自動控制和手動控制兩種功能，可提高操作上的靈活性、可靠性。第一臺用于水泥工業(yè)的立磨于 1935 年在西德出現(xiàn)，立磨在歐洲的水泥廠使用多年以 后，才在美國和加拿大得到采用，歐洲和美、加之所以樂于發(fā)展和應(yīng)用立磨，是由于當(dāng)時歐洲各國的燃料和和電力費(fèi)用比較高。立磨在工作中磨輥和磨盤不直接接觸，沒有球磨機(jī)中鋼球相互碰撞、鋼球撞擊襯板的金屬撞擊聲，因此噪音小，比球磨機(jī)低 2025 分貝。 產(chǎn)品的化學(xué)成分穩(wěn)定、顆粒級配均齊。物料在與熱氣流的接觸過程中被 烘干，達(dá)到所要求的產(chǎn)品水份。固定風(fēng)葉在外進(jìn)行粗選 。蓄能器可以緩沖運(yùn)行的沖擊波動，并吸收過載壓力。 國內(nèi)外現(xiàn)代立磨所采用的磨盤、磨輥搭配形狀有以下幾種 :平盤磨盤配圓錐磨輥、溝槽形磨盤配輪胎斜輥、蝶形平盤磨盤配圓柱磨輥、溝槽形磨盤配等。如圖 12 所示。經(jīng)磨盤高速旋轉(zhuǎn)粉碎和碾磨后的物料，被甩到磨盤周邊的粗渣下料口 (即風(fēng)環(huán)處 )，被磨盤外可調(diào)風(fēng)環(huán)處高速上升的熱氣流帶入磨機(jī)上部的選粉機(jī)中進(jìn)行分選。 本次設(shè)計是為了適應(yīng)現(xiàn)代水泥工業(yè)的發(fā)展需求，滿足水泥生產(chǎn)線所需要的粉磨能力而對 MPS 磨的開發(fā)研究，使之與日產(chǎn) 3000 噸的水泥工藝相適應(yīng)。本課題是為了適應(yīng)現(xiàn)代水泥工業(yè)的發(fā)展需求，滿足水泥生產(chǎn)線所需要的粉磨能力而對 MPS 磨的開發(fā)研究，使之與日產(chǎn) 3000 噸的水泥工藝相適應(yīng)。使之滿足水泥生產(chǎn)的要求。 本課題在設(shè)計過程中，參考了大量的文獻(xiàn)、科研成果及設(shè)計成果，在此對文獻(xiàn)作者表示深深的謝意。 在多次循環(huán)中，通過顆粒與氣體之間的傳熱使原料的水分蒸發(fā)。 磨輥是對物料進(jìn)行碾壓粉磨的主要部件。 一般小型立磨采用彈簧加壓，現(xiàn)代化大中型立磨均采用液力加壓。選粉機(jī)是保證產(chǎn)品粒度的重要部件。外力施加于顆粒層，直接接觸顆粒的數(shù)量很少，應(yīng)力的傳遞主要是靠顆粒本身，顆粒相互作用產(chǎn)生裂紋、斷裂、劈裂而被碎磨。立磨采用氣體輸送物料，在粉磨水分較大的物料時可控制進(jìn)風(fēng)溫度，使產(chǎn)品達(dá)到要求的最終水分。立磨內(nèi)有選粉機(jī)，出磨含塵氣體可直接進(jìn)入袋式收塵器或電收塵器收集產(chǎn)品，故工藝簡單，布局緊湊，建筑面積約為球磨機(jī)的 70%。 漏風(fēng)少，立式磨機(jī)的整體密封性好，其漏風(fēng)比球磨少，有利于利用低溫廢氣 ]3[ 。 本課題此次選用 MPS 磨進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化。 設(shè)有液壓翻輥裝置，檢 修時磨輥能翻轉(zhuǎn)至磨外，節(jié)約檢修時間，減輕勞動強(qiáng)度。在 EE 方向上的力平衡是保證鉗住物料的基本條件，即 11c o s c o s si n si n2 2 2 2ff? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 21） 式中 f —— 鋼在物料上的摩擦系數(shù)， f≈ ； ? —— 引 A、 B 兩點切線所夾的角，即鉗角； 9 圖 21 磨輥機(jī)的鉗角 ? —— 磨輥作用在物料上的力； 1? —— 磨盤作用在物料上的反作用力。 應(yīng)本次設(shè)計入磨的最大物料尺寸 d=100mm，所以磨輥直徑的設(shè)計尺寸D=2300mm。 按規(guī)格計 KD? t/h （ 23） 11 式中 mG —— 輥磨的粉磨能力， t/h； K —— 常數(shù)，與輥磨型式、選用壓力。 minR —— 磨盤半徑， mm； g —— 重力加速度， g=； f —— 物料摩擦系數(shù)， f =~ 。 由上面計算知磨輥直徑 D=2300mm，代入公式 可得 h=90mm。 立磨是多級粉碎，循環(huán)粉磨，逐步達(dá)到要求的出料粒度。 2P 與料層均勻性，料層厚度有關(guān)，與磨輥數(shù)關(guān)系不大，而且輥越多越平穩(wěn)，振動越小，這部分功耗可用系數(shù) 2K 表示； 022 PKP ? (210) 實踐中， 2K = 立磨傳動損耗能量 3P ? ?2133 PPKP ?? (211) 式中根據(jù)傳動系統(tǒng)確定，一般取 3K = 立磨電機(jī)儲備功 4P ? ?2144 PPKP ?? （ 212） 式中 4K 為儲備系數(shù)，取 ， 4K 值隨磨機(jī)大小，負(fù)荷情況變動。根據(jù)具體的工作情況，本機(jī)構(gòu)中應(yīng)用的就是滾動軸承。推力軸承的極限轉(zhuǎn)速較低。因此，在選擇軸承時，主要考慮的是保障軸承工作壽命下的向心軸承和接觸角較小的向心推力軸 承 ]6[ 。這個 當(dāng)量動載荷，對于以承受徑向載荷為主的軸承，稱為徑向當(dāng)量動載荷，常有 Pr表示；對于以承受徑向載荷為主的軸承，稱為軸向當(dāng)量動載荷，常用 Pa 表示 ]7[ 。一般情況下，軸承用鋼應(yīng)具有以下的性能： 高的接觸疲勞強(qiáng)度； 高的耐磨性； 高的彈性極限和屈服強(qiáng)度； 高而均勻的硬度； 一定的沖擊韌性； 好的尺寸穩(wěn)定性 良好的緩鋜性； 良好的工藝性能。 軸承工作載荷：軸承工作載荷大，潤滑區(qū)內(nèi)潤滑膜上的壓力就大，潤滑劑被擠出，厚度變薄，甚至破裂，所以軸承上載荷必須在所選潤滑劑的承載能力范圍內(nèi)。本機(jī)構(gòu)中， dn值較小，載荷較大，因此選用錐入度較大的潤滑脂。 軸承的公差等級 滾動軸承的公差主要是指軸承零件加工后的尺寸和形位公差，以及軸承成品的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動精度。具體情況為： 1?? ＝ M/ W ＝ 27 ＝ 405(MPa) [ 1?? ] 經(jīng)過校驗可知：所選材料合格。鎳硬鑄鐵的成分性能見表 51 因此，對于磨輥 零部件 的材料，我們定為 鎳硬鑄鐵 IV。合金元素是在熔煉前根據(jù)鋼的用途，按適當(dāng)比例以中間合金的方式加入鋼液中。按鋼中合金元素的總含量多少，可分為低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。經(jīng) 1000176。在本機(jī)構(gòu)屬于小型機(jī)械，雖說在支撐部分設(shè)計為懸浮式，有一定的沖擊力，但沖擊力不是很大，高錳鋼只有在 沖擊作用下其耐磨性才能得到充分發(fā)揮，因此我們選用 硬鎳鑄鐵 。高錳鋼自從問世至今已有 100 多年歷史，作為耐磨鋼目前仍然廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)，并被電力行業(yè)譽(yù)為“王牌抗磨材料”。但是隨著高錳鋼應(yīng)用的推廣，對其研究的深入，其不足之處也顯露出來。另外，即使在較高的沖擊載荷下，如果破碎的礦石較軟，其耐磨性也較差。 灰鑄鐵基本上是由鐵、碳和硅組成的共晶型合金，其中，碳主要以石墨的形態(tài)存在。 立磨的生產(chǎn)能力與所加工的物料性能有關(guān)，與所施加的壓力及單位時間內(nèi)碾壓的物料量有關(guān)。 立磨機(jī)的產(chǎn)量會因襯板的磨損而逐漸下降，當(dāng)磨盤襯板磨損達(dá) 45%，磨輥襯板磨損達(dá) 40%時就要更換，更換前產(chǎn)量下降幅度可達(dá) %，這時的產(chǎn)量 (磨損后期 )按下式計算 : 33 FQF 11 8 1 7 ?? ， t/h (46) 通常立磨生產(chǎn)廠家提供的選型報告中，產(chǎn)量指標(biāo)就是指磨機(jī)襯板磨損后朝的產(chǎn)量 ]14[ 。 入磨物料允許最大尺寸 MPS3150 的磨輥直徑 gD 為 23OOmm 。襯板使用壽命按下式計算 : MQGGMQGGT /)(400/)( 2121 ?????? (47) 式中 : T—— 耐磨襯板使用壽命山 1G —— 磨盤襯板總重， kg 2G —— 磨輯襯板總重， kg M—— 單位磨耗 (原材料試驗結(jié)果 )， Q —— 立磨機(jī)的小時能力 (平均值 )， t/h 在立磨的應(yīng)用過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查襯板的磨損情況，生產(chǎn)廠家提供測量用的樣板，樣板與襯板間的空隙為襯板的磨蝕部分，經(jīng)逐點測量，最