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第五章 轮碾机

时间:2020-10-12 02:17

  第五章 轮碾机_材料科学_工程科技_专业资料。硅酸盐工业机械及设备 第5章 轮碾机 主要内容 ? 1. 工作原理及类型 ? 2. ? 3. 构造 工作参数的确定 ? 4. 性能及应用 §5-1 工作原理及类型 ? 轮碾机的主要工

  硅酸盐工业机械及设备 第5章 轮碾机 主要内容 ? 1. 工作原理及类型 ? 2. ? 3. 构造 工作参数的确定 ? 4. 性能及应用 §5-1 工作原理及类型 ? 轮碾机的主要工作部件是碾轮及碾盘。利用 碾轮与碾盘之间的相对运动,以挤压兼施磨 剥方式将物料粉碎,它用于中硬质和软质物 料的细碎和粗磨作业。粉碎的同时还起着物 料的混合作用。 ? 当碾轮对碾盘作相对 转动时,由于圆柱形 碾轮不管距离主轴远 近,均以同一线速度 转动,这样除了在轮 宽的中心线附近是纯 滚动外,碾轮中心线 附近的内外侧均有滑 动。 ? 轮碾机在工作时,除了对物料进行挤压作用 外,还兼施于磨剥作用,物料在轮碾机中受 到反复的粉碎和混炼作用。 ? 轮宽越大,相对滑动越大,磨剥作用越大。 根据工艺要求,当需要获得较大磨剥作用进 行破碎时,轮宽宜选取大些;若主要靠挤压 作用粉碎物料时,轮宽宜选取小些,还可节 省动力消耗。 ? 现有轮碾机可按其结构形式、工艺用途及工作方式 来分类: 1. 按结构特点可分为盘转式和轮转式两类。 ? 盘转式轮碾机:碾盘由驱动装臵带 动作等速回转,碾轮受到盘面的摩 擦带动,只绕本身的水平轴自转。 优点:工作平稳,转速可高些,产 量高,动力较省。 缺点:结构较复杂,碾盘中物料会 受到惯性离心力作用,容易散开。 ? ? ? 轮转式轮碾机:碾轮既绕主 轴公转,又绕水平轴自转, 碾盘则固定不动。 优点:结构简单,主轴轴承 负荷较小,物料不宜散开。 缺点:工作时有很大的惯性 离心力产生,有时碾轮甩脱 的倾向;当惯性离心力不平 衡时,主轴很易损坏。 ? ? 2. 按传动方式可分为顶部传动式和底部传动式两类。 ? 顶部传动式轮碾机拆装和维修方便,易于防尘,但传动齿轮 磨损时,铁屑和油垢易落入碾盘中,使物料污染(对陶瓷、 玻璃以及耐火材料的生产不利)。底部传动式轮碾机无此弊 病,结构比较紧凑稳固,但维修比较困难。 3. 按碾轮材料可分为金属轮式和石轮式两类。陶瓷和玻璃工业采 用石轮式轮碾机,避免铁质污染原料。 4. 按工艺用途可分为干碾机和湿碾机两类。干碾机用于处理含水 量低于10%的物料;湿碾机用于处理含水量超过15%的物料。 5. 按操作方式可分为连续式和间歇式两类。 §5-2 构造 ? 一、湿磨轮碾机 ? 如图为底部传动、连续作业的 轮转式湿磨轮碾机。 碾盘底部镶有带孔的筛板,用 于卸料。孔的截面呈梯形,下 面较大,避免阻塞。 碾盘上还装有可调整角度的刮 板,由主轴带动旋转,将碾盘 上被碾轮压开的物料重新刮到 轮子下破碎。当破碎粘湿物料 时,还要安装能耙松压实物料 层的耙子。 ? ? ? 两只碾轮安装在离主轴中心不同距 离的地方(通常R1/R2≈ 1.2),以 增大碾轮在碾盘上的滚压面积。为 了平衡惯性离心力,用将距主轴较 近的碾轮轮毂空隙中填充混凝土的 方法来调整质量。 碾轮转轴通过曲轴与主轴相连(如 右图),使碾轮在碾盘上的高度可 以调节。当遇到过厚的料层或坚硬 的料块时,碾轮自动升起,避免碾 轮零件的折断及主轴的弯曲。 ? 二、干磨轮碾机 ? 右图为顶部传动连续工作的盘 转式干磨轮碾机。 碾盘固装在主轴上,由电动机 带动旋转。 两个碾轮分别活动套装在水平 轴上,水平轴两端支承在机架 两侧的两个轴承上,中部则通 过活动套装在主轴上。 轴承的箱体可沿机架里侧的导 槽上下滑动,从而可以自动的 上下调整碾轮的高度,起到保 护作用。 ? ? ? ? 轮碾机工作时,喂入的物料被装在梁上的刮刀刮到碾轮下 面,进行反复粉碎。 ? 碾盘外侧有钢制卸料筛板,粉碎的物料由于惯性离心力和 挤压作用,被甩到碾盘周边的筛面上,通过筛孔落到下面 的环形受料槽内,被与碾盘一起转动的卸料刮刀刮送到出 料口卸出。筛板上未能通过筛孔的物料,被刮刀送到碾轮 下继续粉碎。 产品的细度可通过调节筛孔的大小和给料量来控制。但轮 碾机不宜细磨物料,细磨时产量显著下降,而单位电耗急 剧增加。 ? ? 盘转式轮碾机的转速也有一定限制,当转速太大时,惯性 离心力会将物料抛向盘边。 离心卸料盘转式高速轮碾机:旋转的碾盘与固定边缘之间 有缝隙,缝隙的大小可根据产品粒度要求进行调整。物料 在碾盘上,受到惯性离心力的作用甩向边缘,通过缝隙的 物料落入机下的收料斗中排出;不能通过缝隙的粗粒被刮 板刮回碾轮下继续粉碎。 ? 优点:生产能力高,动力消耗较小,由于没有筛板,可以 ? 处理含水量达12-14%的粘土而不致堵塞。 §5-3 工作参数的确定 ? 一、钳角 ? 定义:碾轮与料块接触点的切线与碾盘之间的夹角 α。根据碾轮对料块的压力P和由此压力引起的摩擦 力fP的平衡关系, fP cos? ? P sin? 即 ? f ? tg 2? ? tg? 可推导出:α≤2 ? 。其中为? 物料与碾盘或碾轮的摩擦 角。 ? 为了满足钳角的要求,碾轮直径D与喂入轮碾机的料 块尺寸d的比值大小应满足: D d ?D d? ? ? ? ? ? cos? 2 2 ? 2 2? D 1 ? cos? ? d 1 ? cos? ? 对于干硬物料,料块与碾轮之间的摩擦系数f=0.3,则 α=33? 40,故D/d=11。 ? ? 对于湿粘土,f=0.45, α=48? 40,故D/d=5。 为了安全, D/d值宜增大10~20%,即在粉碎干硬物料或 湿粘土时,应分别使D≥14d及D≥6d。 若粉碎大块物料,直径需很大,故用于细碎或粗磨。 ? 二、转速 ? 对于盘转式轮碾机,转速必须保证物料停留在碾轮下受压 而不被甩向边缘。因此,应使物料所受的惯性离心力不大 于物料与碾盘的摩擦力。 设物料质量为m,物料与盘面摩擦系数为f,碾轮中心点的 平均线速度为v,物料至盘中心的平均距离为Rm,则要求 mv 2 mgf ? Rm ? 将v ? ?Rm n 30 代入上式得 f n ? 30 Rm 式中,n—轮碾机的转速(r/min);Rm—物料至盘中心的平均距离(m); f —物料与盘面的摩擦系数。 ? 为了保证操作可靠,盘转式转速要减小10%;轮转式还要低; 离心卸料的高速轮碾机,则应加大1~1.5倍。 三、生产能力 ? 轮碾机生产能力的影响因素:物料性质、料块尺寸、粉碎度、 碾轮的尺寸及质量、碾盘结构、加料方式和主轴转速等。 ? ? 主要通过经验公式来估算轮碾机的生产能力。 对于干碾破碎硬质物料和干燥粘土时,经验公式为: Q=mDn/28 式中,m—每个碾轮的质量(t); D—碾盘的直径(m); n —主轴或碾盘的转速(r/min)。 ? 对带有筛板的轮碾机,在湿碾泥料时的生产能力的经验公式: Q=60LF(a+b)n 式中,L—碾轮每压辊一次,从筛孔中挤出的泥条长度(m),与泥料的水分、 可塑性以及筛孔大小有关,湿度为20~22%的粘土约为20~25mm; F —筛孔的截面积(m2); n—主轴转速(r/min); (a+b) —主轴每转一转时,两个碾轮压过的筛孔数。 四、功率 ? 轮碾机所需功率,主要用来克服碾轮与碾盘之间 相对运动时的阻力:碾轮的滚动摩擦阻力、滑动 摩擦阻力、刮板的摩擦阻力及传动的摩擦阻力等。 可用下式估算: mBnZ ? f1 f 2 ? N?K ? ? ? 24? ? D 16 ? B—碾轮宽度(m); 式中,K—校正系数,常取1~1.5; m—每个碾轮的质量(t); η—总效率,常取0.6~0.8 f1—滚动摩擦系数,常取0.01~0.03; Z—碾轮个数; n —主轴转速(r/min); D—碾轮直径(m); f2—滑动摩擦系数,常取0.3~0.45。 §5-4 性能及应用 ? 轮碾机缺点:为古老、低效率的粉磨机械,单位时间内碾轮对 物料作用次数较少,因此单位电耗较高,而且生产能力低。优 点:构造简单,操作可靠,粉碎适应性强,特别是它具有混炼 作用的工艺特点,控制产品细度方便,以及可以采用石质材料, 能避免铁质掺入物料。 轮碾机是介乎细碎和粗磨之间的粉碎机械。轮碾机不太适合用 来破碎硬质物料。不过如果把它作为粉磨设备用,倘使将物料 粉磨到0.2-0.5mm左右,则单位电耗将比使用其它粉磨设备低。 ? ? 在硅酸盐工业中,轮碾机应用于粉碎粘土、长石、石英、粘土 熟料等物料。亦可用在制备石棉水泥制品时松解石棉,以及在 陶瓷及耐火材料工业中混合物料之用。

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