【文章內(nèi)容簡介】 情況下物料直徑相應(yīng)增大，反之亦小。 物料直徑與磨輥直徑的關(guān)系可用該角度求得。 從上圖中不難看出， ? ABO’和 ? ACO’為相等三角形， ? ABO’和 ? AO’O 為相 似三角形。 由此得出： （ 413） （ 414） 將 ? =176。帶入（ 413）和（ 414）兩式聯(lián)立解得： r≈ （ 415） 以上計算的入磨物料粒徑為最大限度，由于物料并不是都是圓形的， r 應(yīng)小于 ，入磨物料粒徑最好確定為 r= 左右。我設(shè)計的磨輥直徑為3600mm，控制入磨物料的粒徑應(yīng)小于等于磨輥直徑的 倍，即： （ 416） 為了使物料在粉磨的過程中被順利咬入，則物料粒徑取 110mm。 磨輥與磨盤間隙的確定 磨 輥與磨盤的間隙不能直接觀察到，它是磨輥壓力及料層薄厚的一種體現(xiàn)。這個間隙大小直接影響到磨機(jī)粉磨效率及設(shè)備安全運轉(zhuǎn)。 正如 圖 42 所示 ，間隙為 h，當(dāng) h≥ 2r 時保證了無聊順利進(jìn)入磨輥與磨盤之間，此時物料厚度大于等于最大物料直徑，最大的物料被壓入細(xì)碎物料中，且液壓的作用力小，物料間的傾軋研磨不足，對粉磨不利。表現(xiàn)為磨盤物料變粗，返回物料增多，引起粉磨效率降低。當(dāng)間隙 h=0 時，顆粒物料剛接觸磨盤磨輥，壓力彈簧或液壓裝置就開始發(fā)揮作用，隨著物料被嵌入逐漸加大壓力部件負(fù)荷，產(chǎn)生細(xì)粉多，料層變薄并可能產(chǎn)生震動。 取 h=r，最大直徑物料被料層埋入一半時即受到輥盤擠壓而被粉碎，同時向周邊擠堆，加劇周邊物料的相互傾軋，可以提高粉磨效率。同時磨輥接觸大塊物料 將大塊物料壓進(jìn)料層的過程有一個緩沖作用，可避免磨機(jī) 振動 。由此看出料層厚度 h=r 比較合適，即 h 等于磨輥直徑的 倍。當(dāng)物料擠入料層后開始受壓時圖中的嵌入角 ?變?yōu)閿D壓角，計算如下 。 依圖 42，讓圓心 O’與 DC 線重合， h=r 擠壓角為 ? ，有： (417) 將上述計算 帶入 (417) 式得： ? =176。 調(diào)整維持好合適穩(wěn)定料層厚度的方法主要是調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)牧檄h(huán)高度，尋求合理的輥壓，控制適宜的風(fēng)環(huán)處風(fēng)速。 那么， 輥 盤 的間隙為磨輥直徑的 倍，即： h ? =? 2650= （ 418） 取 h=70mm。 物料層的厚度的計算 磨機(jī)的產(chǎn)量與從磨輥下通過的物料層厚度、磨輥壓入物料的速度和磨盤母線的長度成正比，與物料的循環(huán)次數(shù)成反比。即： K39。 LhZ3600??? ? (419) 那么得物料層的厚度： LZK???3600 39。h ? (420) = ???????mm = 即物料層的厚度 應(yīng) 控制在 140mm 式中： ? —— 輥磨機(jī)的產(chǎn)量， ht ? —— 水泥生料的容積密度， ； V—— 磨輥母線長度中點的線速度， m/s ； L—— 磨輥母線的長度， m ； h—— 物料層的厚度， m ； Z—— 磨輥個數(shù)； K’—— 物料在磨內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，與物料 的易碎性有很大關(guān)系，一般取 K’=31。 綜上所述， 本人 設(shè)計的是鼓輥 碗式液壓式輥磨機(jī)，型號 HRM3600，即磨盤直徑3600mm，磨輥為 3 個。 第五章 磨輥軸的校核 本人 設(shè)計的磨輥中的輥軸是屬于心軸中的定心軸，因此，它只受到彎矩而不受扭矩。 做軸的受力簡圖，計算支反力 如下圖所示 ： 如下圖所示 ： GPT 圖 51 磨輥的受力簡圖 由軸的受力簡圖，可確定出軸支撐點和鍵連接出的跨距 L= ,最細(xì)軸直徑 d= 軸的空心直徑 d1=360 。 所受的力為 G=— 1273KN=313KN 做彎矩圖 如下圖所示 ： 圖 52 彎矩圖 求出危險截面的當(dāng)量彎矩 Me 依題意得 : 由于是心軸，故 T=0,即： 依據(jù)軸的材料，確定許用應(yīng)力 軸的材料： 該軸是承受 較大載荷無較大沖擊力的，而選用 40Gr 鋼，調(diào)制處理。由于軸的尺寸較大，性能數(shù)據(jù)按毛胚直徑＞ 300mm，有下得： ， ， ， 表 51 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能 力 學(xué)性能 備注 牌號 熱處理 毛 胚 直 徑 mm 硬 度 HBS 抗拉強(qiáng)度極限σ B 屈服極限 σ s 彎曲疲勞極限σ 1 剪切疲勞極限 σ173。 1 用于載荷較大而無很大沖擊的重要軸 40Cr 調(diào)質(zhì) 25 1000 800 500 280 ≤ 100 241266 7500 550 350 200 ＞ 100 300 241266 700 550 340 185 許用應(yīng)力 ：由 表 52 查得： ， ， 表 52 軸的彎曲許用應(yīng)力 材料 [ ] 碳鋼 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 合金鋼 800 270 130 75 900 300 140 80 1000 330 150 90 1200 400 180 110 鑄鋼 400 100 50 30 500 120 70 40 說明： [ ]—— 、 、 分別為材料在靜、脈動循環(huán)和對稱循環(huán)下軸的許用彎曲應(yīng)力。 強(qiáng)度計算 求出危險截面的當(dāng)量彎矩后，即可對其進(jìn)行強(qiáng)度校核計算，即： 即 ： （ 52） （ 53） 化簡得： 將以上所用到的數(shù)據(jù)代入上式可得： 校核結(jié)果： 所以磨輥軸能夠滿足要求 第六章 磨輥軸的密封 密封一般有 接觸式密封（氈圈密封、 o 型橡膠密封圈密封等），非接觸式密封（油溝密封槽密封、擋油盤密封等）。本人設(shè)計的用密封環(huán)和氣體密封兩種密封形式。 （圖 61） 氣體 的密封結(jié)構(gòu) 外部用氣，內(nèi)部用油，結(jié)構(gòu)如圖 61 所示 ： 圖 61 氣體密封結(jié)構(gòu) 圖 62 滾動軸承與支撐軸的密封結(jié)構(gòu) 圖 61 中 z 部的放大結(jié)構(gòu) x 所指部位是密封氣體噴出部位 .從 風(fēng)機(jī)鼓出的壓力氣體經(jīng)管道 進(jìn)入到 AA 剖面并從磨輥支架中部進(jìn)入 x所指部位 .x部位的裝配間隙小于等于 1mm。壓縮空氣避免了粉塵的進(jìn)入。 滴油保護(hù)軸向密封圈結(jié)構(gòu) 潤滑油儲存在筒體外部 2m 高的油箱內(nèi) .在靜壓的作用下 .從外部經(jīng)圖 61 上 油管進(jìn)入到 A A 剖面磨輥固定軸內(nèi)設(shè)計的油路中，通過油管進(jìn)入如圖 62 中11 所指的兩個軸向密封圈中間部位對油封進(jìn)行潤滑 .避免油封的磨損，延長油封使用壽命。 第七章 磨輥及磨盤襯板的維修與節(jié)能 在水泥工業(yè)中立磨可分為四類 :煤磨、生料磨、水泥磨 (磨熟料 )、礦渣磨。由于功能不同、磨料不同，所以當(dāng)磨損導(dǎo)致產(chǎn)量下降而必須加以維修的時機(jī)及方法也有相當(dāng)大的差異。 維修時機(jī) 當(dāng)磨輥及磨盤襯板產(chǎn)生磨損過甚時，產(chǎn)量會下降，而產(chǎn)量的下降意味著能源的浪費。以 FLSIDTHATOX50 立磨為例 ， ATOX50 立磨電動機(jī)功率約 4 000 kW/h(含立磨主電機(jī)、選粉機(jī)、進(jìn)料泵等電動機(jī)功率 )，即每小時要用掉約 4 000度電，折合人民幣約為 2 000 余元，一年電耗則約在 1 500 萬元左右。若效率下降 10%，則一年電耗損失約 150 萬元，由此產(chǎn)生了能源的極大浪費。所以如果單純以節(jié)能考量，則磨損越少，越早維修越節(jié)能。然而拆換磨輥及磨盤襯板是一個耗時、耗力的工程，且牽涉到因停機(jī)而造成的停產(chǎn)損失。其實此二者是同樣重要的，另因前者是隱形的 (電費是整廠合計 )，雖然此電耗可以單獨核算，但大部分業(yè)主僅注意到拆換費用，而往 往忽略能源浪費所發(fā)生的費用，所以筆者于此以數(shù)字舉例的形式來佐證。 拆換費用 拆換費用包括三個項目 :更換備品費用 。拆換人工費用 。停產(chǎn)損失。 更換備品費用 更換物有二種選擇 :①新品 。②舊品硬面再生堆焊修復(fù)。前者的費用隨更換數(shù)累積而增加，而后者的硬面堆焊是以堆焊量計價，且堆焊后的使用壽命比新品較長些，故費用會隨著更換次數(shù)而遞減。 拆換人工費用 此費用仍會隨更換次數(shù)的增加而俱增，但如采取在線堆焊修復(fù)則無此費用。 停產(chǎn)損失 停產(chǎn)損失視拆換所需時間或在線修復(fù)所 需時間而定，由于每停產(chǎn)一天將損失幾十萬甚至上百萬 (視生產(chǎn)線線能力不同而不同 )，所以如果單獨為了維修磨輥或磨盤襯板而停機(jī)，其費用是相當(dāng)可觀，通常必須配合全廠大修來停機(jī)，最好是在大修期限內(nèi)完成磨輥及磨盤襯板的更換或修復(fù)。而且這是決定磨輥或磨盤襯板是否可以采取在線堆焊修復(fù)的考量重點。一般來說，生料磨和水泥磨由于其堆焊量 很大，需要幾十天才能完成堆焊修復(fù)，如果采取在線施工，則停產(chǎn)損失費用會相當(dāng)大。 風(fēng)險性 新品 (高格鑄鐵 ) 以高鉻鑄鐵為材質(zhì)鑄造新品此為目前最常用的方法，通常其碳含量約為 3%，鉻 含量約為 21%。此二者在高溫下生成 Cr7C3 嵌埋在鐵基 (奧氏體或馬氏體 )中，而形成一種非常耐磨的結(jié)構(gòu)組織，其洛氏硬度 HRC 約為 56。高鉻鑄鐵最大的風(fēng)險就是斷裂的問題。斷裂的主要原因有二種 :一是硬度過高，當(dāng)碳及鉻的含量越高則硬度也會越高且越耐磨，但斷裂的可能性也增高 。二是硬度的均勻問題，當(dāng)高鉻鑄鐵澆鑄后并以熱處理的方法來提高其硬度時，如果硬度的均勻度差異太大時 (一般維氏硬度 HV 差不能大于 30)，就會產(chǎn)生斷裂。所以隨著物件體積增大，均勻度越難控制，斷裂的可能性也就越大。這也就是目前國內(nèi)如 + 2 或 磨輥新品斷裂 而時有所聞 的原因。 新品 (鑄造 +堆焊 ) 以中碳鋼為材質(zhì)鑄造預(yù)留磨耗 部分 ，再以硬面焊材實施硬面堆焊，此種方法完全沒有斷裂的風(fēng)險。而且因為硬面堆焊的耐磨層硬度較高， HRC 約為 60(一般含碳量約為 5%，含鉻量約為 27%)，且 Cr7C3 金相組織較佳，所以相對于新品高鉻鑄鐵更耐磨。此種方法最大的風(fēng)險就是耐磨層的剝落，產(chǎn)生剝落的情況有二種 :一是耐磨層與母材中碳鋼剝離 。二是耐磨層之間剝離。一般耐磨層越厚剝落的可能性越高，剝落勢必造成停機(jī)，損失巨大。若要想做到耐磨且不剝落取決于 :① 焊絲的選擇 。②施工工藝 。③員工敬業(yè)精神。此三者同等重要，如疏忽其中之一均會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。 硬面再生焊補(bǔ) 將磨損后的磨輥及磨盤襯板以硬面焊絲 (或焊條 )堆焊修復(fù)至原始尺寸，此法由于具有較耐磨且成本低的優(yōu)勢 。 由于耐磨層的拉力強(qiáng)度幾乎為零，也就是說耐磨層只有耐磨的功能，所以當(dāng)磨損后的母材強(qiáng)度不足以支撐粉磨運轉(zhuǎn)時的壓力，雖然焊補(bǔ)至原尺寸，但在使用中也會有斷裂的風(fēng)險存在。且由于堆焊時產(chǎn)生了局部加熱，而局部加熱會使高鉻鑄鐵母材斷裂的可能性增加。 實施硬面再