多用途立磨磨盘部设计及分析.pdf

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1、中图分类号：TQl72．63文献标识码：B文章编号：1007-0389{2015)02-63-02多用途-0"磨磨盘部设计及分析米王莹，张丽娟，顾琳琳，李炜炜(北方重工集团有限公司，辽宁沈阳110141)0前言近年来国内新建水泥熟料生产线的原料粉磨和矿渣粉磨线的矿渣粉磨已广泛采用了立磨设备，且单线产能正向大型化发展llI，熟料粉磨也在向立磨发展。2011年北方重工自主研发的MLK型矿渣立磨经过改造已用于水泥熟料粉磨。可以预见，大型化、多元化的立磨是未来发展的趋势nI。北方重工开发四辊多用途立磨，可用于粉磨水泥生料、熟料、矿渣，只要根据不同的物料特性，

2、设计可选用的分离器及其它配套件，就能用于粉磨多种物料。该型立磨具有产能大，适应范围广，对原料质量的波动反应灵敏，压差与喂料量的比率低，重量轻，碾磨比压大等特点。作为辊式磨，磨辊与磨盘之间的相对运动和碾磨作用是设计的核心，本文以4500型号立磨为例，分析多用途立磨磨盘部的设计要点。1磨盘部结构组成及工作过程磨盘部主要组成有磨盘衬板、喷口环、进风口、排渣口、磨盘座、密封装置、刮板、热风室、挡料环等，见图1。从图1可以看出，磨盘座用定位销定位并用螺栓与主减速机输出盘连接。为保证所传递的扭矩，螺栓必须用力矩扳手按规定拧紧至要求力矩。喷口环连接在架体上，热风室

3、焊接在基础主支架上，热风室和磨盘座通过密封装置防尘密封。排渣口磨盘座玺封装置刮扳图l磨盘部结构磨盘部的工作过程简述如下：物料经进料装置进入磨内落在磨盘的中心位置，在离心力的作用下沿径向向磨盘周边运动，均匀进人磨盘研磨轨道，在磨辊与磨盘之间进行碾磨。用于送粉和干燥物}专利号ZL201110304222．9。料的热风由进风口进入磨机，通过磨盘外侧的喷口环将磨好的粉状物料吹向磨机上部的分离器，同时对物料进行干燥，而颗粒较大的物料被吹回磨盘重新碾磨。部分粗粉、铁质落入磨盘下部的热风室内，通过刮板机构从出渣口排出磨外。2磨盘部设计难点及解决措施2．1磨盘衬板曲

4、率半径的确定立式辊磨采用的是料床粉磨原理，为了维持料床的稳定及适应各种物料的粒度特性(矿渣的人磨粒度要求小于10mm，而熟料的粒度范围在20～50mm，生料的人磨粒度要求小于110mm)，保证磨机的平稳运行和碾磨效率，要针对具体粉磨的物料特性，重新设定磨机初始抬辊角度及距离，重新计算并优化磨辊与磨盘衬板的曲率半径。在三种物料中，生料人磨粒度最大，但是其易磨性较好，以生料为基准设计磨盘曲率，可以确保物料可以顺利进入碾磨区完成粉磨过程。在粉磨矿渣和熟料时，需强化粗颗粒在增压区的粉磨及细颗粒在碾磨区的粉磨，保证碾磨区物料厚度。要求粉磨这三种物料的碾磨力，在

5、更大范围上均匀分布，以提高碾磨效率。综合考虑，4500型立磨的磨盘衬板曲率半径设计为1480mm，1250mm。2．2磨盘受力状态的分析考虑到四辊的加载力比较均匀，磨盘受力状态较好，在保证磨盘座刚度的基础上，进行优化设计。磨盘的受力仅与物料的碾磨压力有关，在计算时将三种磨的碾磨比压设成相同，在碾磨比压P=l100kN／m2时，三种不同的物料对应的碾磨压力均为l976kN。采用ANSYS软件对磨盘座进行静力学分析(见图2)，磨盘座受压产生的最大应力值为44．4MPa，此时的最小安全系数为5．08，最大变形量为0．4mm。2．3喷口环的设计喷口环风速是根

6、据气流必须将物料全部夹带上升的要求设计的，因此其大小主要取决于出磨床的最大物料块度，物料聚结程度及物料量。MLK型矿渣立磨的出磨产品为细度范围在400～450m狐g的高细矿渣微粉，细度不得低于300m2／kg的硅酸盐求矾工程坠型一63—1．5e+003图2磨盘座应力分析结果水泥(GB175—2007规定)，以及80斗m筛余为15％的生料。此外，传统立磨喷口环调节风速是靠加盖板改变喷口环面积，这种方式只能增加风速而且出风不均匀，破坏了磨机内的流场。为适应不同的物料特性及获得均匀的风速，设计了径向可调式喷口环。其设计原则如下：粉磨生料基准风速为60m／s

7、，粉磨熟料基准风速为50m／s，粉磨矿渣基准风速为45rrds。此外为了实现生料的全风扫，要求较高的喷口环速度90m／s。所以设计喷口环风速调节范围为40—90m／s。其结构见图3，位置I，Ⅱ，Ⅲ分别表示粉磨生料、熟料、矿渣时喷口环的位置，通过螺栓径向调节喷口环距挡料环的距离，来控制此处的风速。图3径向口]调式喷口环2．4挡料环高度的设计挡料环高度决定磨盘料层的厚度。挡料环越高，料层越厚，如果料层过厚，会增加磨机功率，但并不能提高粉磨效率，反而会降低生产能力；挡料环过低，会使大颗粒从磨盘溢出，外循环增加，磨机振动加剧。在喂料量和碾磨压力一定时，料层厚

8、度主要靠挡料环高度来调整。不同的物料特性和产品细度需要不同的挡料环高度，就现有产品来讲，挡料环高度主要靠经验