HRM立磨设计计算

目录前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1第一章立式辊磨机的简介及应用„„„„„„„„„„„„„„2第二章方案确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4第三章HRM型立磨的结构特点与设计及工作原理„„„„„„„5第四章立磨的选型及参数的确定„„„„„„„„„„„„„„104.1易磨性系数的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„104.2磨盘直径的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„104.3磨辊直径的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„104.4立磨产量的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„114.5电动机的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„114.6盘转速的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„114.7减速机的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„124.8入磨物料最大粒度的计算„„„„„„„„„„„„„„134.9磨辊与磨盘间隙的确定„„„„„„„„„„„„„„„154.10物料层的厚度的计算„„„„„„„„„„„„„„„„16第五章磨辊轴的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„165.1做轴的受力简图，计算支反力„„„„„„„„„„„„185.2做弯矩图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„185.3求出危险截面的当量弯矩Me„„„„„„„„„„„„„185.4依据轴的材料,确定许用应力„„„„„„„„„„„„„195.5强度计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20第六章磨辊轴的密封„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22第七章磨辊及磨盘衬板的维修与节能„„„„„„„„„„„„247.1维修时机„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„247.2拆换费用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„247.3风险性„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„257.4实施硬面再生焊补的方法„„„„„„„„„„„„„„26第八章影响辊磨机粉磨的因素„„„„„„„„„„„„„„28III8.1风量的控制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„288.2磨机的振动„„„„„„„„„„„„„„„„„„„288.3磨机喂料量的控制„„„„„„„„„„„„„„„„288.4磨机风量的控制„„„„„„„„„„„„„„„„„298.5产品细度的控制„„„„„„„„„„„„„„„„„29第九章系统在运转过程中的故障排除„„„„„„„„„„„30第十章停机方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„32第十一章紧急停车处理„„„„„„„„„„„„„„„„„3311.1一般紧急状况„„„„„„„„„„„„„„„„„„3311.2十分紧急状况„„„„„„„„„„„„„„„„„„33第十二章可能出现的问题及解决方案„„„„„„„„„„„3412.1立磨的振动„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3412.2磨机压差上升„„„„„„„„„„„„„„„„„„3412.3出磨风温下降„„„„„„„„„„„„„„„„„„3412.4产品细度不足„„„„„„„„„„„„„„„„„„35第十三章维护与保养„„„„„„„„„„„„„„„„„„3613.1分离器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3613.2上壳体„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3713.3磨辊装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3713.4磨盘装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3713.5传动装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3813.6液压系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3813.7润滑系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„38致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„42附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„44IV前言本设计是根据机械工程系专业设计要求编写的,编写说明书的目的:1﹑增强本专业综合运用所学的基础理论课﹑技术课﹑专业方向课的知识与技能去分析和解决机械领域内的技术应用问题的能力,以及正确进行技术运算(包括使用计算机计算)和使用技术文献﹑规格资料的能力.2﹑进一步掌握技术设计和技术应用的方法,特别是掌握工艺过程的设计等基本技能.3﹑增强自己树立正确的设计观点,理论联系实际的工作作风以及严肃认真﹑踏实若干的良好工作作风.4﹑培养简明精确地表达自己设计思想和科学实验的能力,能手工制作和计算绘图,编写论文工说明书以及答辩能力.我们此次毕业设计的选题适合本专业的培养目标和职业岗位的需求,并贯穿联系实际的原则,我们尽可能的选择了与生产相结合的课题即HRM型立磨的设计.本设计是在传统立磨的基础上采用了新的结构设计，集细碎、烘干、粉磨、选粉、输送为一体，具有粉磨效率高、电耗低、烘干能力大、产品细度易于调节、工艺流程简单、占地面积小、噪音低、无粉尘污染、磨耗低、检修方便、运行可靠等优点。我们在毕业设计中通过对立磨的设计及其和本组同学研究总结,通过对数据的比较,我们选取了最好的理论数据并且在制造工艺方面进行了优化,使设计变的更加完善.通过本次的毕业设计,使自己在独立设计和研究及技术总结,方面有了很大的提高,具有担任专门技术应用的工作初步能力.在我的整个设计过程中,错误和疏忽在所难免希望老师和同学得出宝贵的意见,我一定虚心接受,在此表示感谢!1第一章立式辊磨机的简介及应用立式辊磨越来越广泛地用于水泥厂生产线。新建现代化水泥生产线中，煤、生料的粉磨采用立式辊磨者占90％以上，水泥熟料和矿渣粉磨采用立式辊磨者越来越多，所以在现代化水泥工厂中，立式辊磨已成为工厂工艺过程重要装备，这是由它一系列的优良特性所决定的，这些特性一部分属纯机械技术，另一部分是工艺过程的，具体如下：(1)垂直结构，占用场地很小。(2)结构紧凑，只需要很小空间。(3)立式辊磨运行噪音低：其主要噪音源来自辊磨工作、传动马达和减速机系统及密封风机。(4)立式辊磨空运转时具有低的噪音和低的振动，采用摇臂单独控制磨辊，采用机械停止或液压控制磨辊可在降低噪音和振动的同时防止磨辊和磨盘衬板发生金属接触。(5)能够喂入较粗物料，物料粒径大约为磨辊平均直径的5％～8％，可节省预破碎能量消耗。(6)金属的磨损量很低，比管磨机约低25％，更换磨辊轮胎的时间非常短，因此维修费用很低。(7)通过使用硬的耐磨材料，采用降低磨损方法以及优化措施，随着操作者的经验增加使粉磨元件的使用时间增长。(8)改善粉尘流物理效应，使壳体衬板的使用寿命增长。(9)通过用液压气动弹簧加载系统配合现代流行耐磨材料的良好的物理特性能迅速变更粉磨力，使粉磨工作更容易。(10)集粉磨、均化、烘干、选粉和输送功能于一体。(11)在粉磨和选粉空间中粗粉有很高的循环率，使在粉磨选粉过程中具有非常高的烘干效率。(12)由于物料在粉磨室内停留时间短，故有很好的可控制性；由于改变工艺过程反应时间短，所以很适合完全自动化。(13)立式辊磨具有很高的运转率，在水泥工业生产线中是一窑配一磨，可得到最2高投资效益。(14)由于磨辊是单独成对控制，当2个磨辊出故障时，允许用另外2个磨辊紧急操作，可达到大约70％满负荷产量，这时如果磨机连续工作24小时，窑只是在产量稍为降低的情况下继续运行。(15)在辊磨中使用特殊选粉机可同时生产2或3种粒径的细粉。(16)由于避免了管磨机内不良研磨体循环，立式辊磨的单位能耗低。(17)对于滚动摩擦占很大能耗比例来说，使用大直径磨辊的滚动阻力很小，所以单位能耗低。(18)由于在料层中比较薄的颗粒层中进行粉碎，故单位能耗(kWh／t)低。(19)在同一机器中采用组合选粉工艺过程，直接打碎已粉碎颗粒的团块，所以效率高。(20)通过最佳调整导风环，使载尘气流非常均匀地通过，使气流能耗(磨机阻力)最小化，同时达到最大粉磨产量，从而达到总的能耗最小化，根本不用降低风量和采用外部循环物料来降低能耗。第二章方案确定立磨的型号很多，如：来歇磨，国产为TRM型、MPS磨、HRM型、PRM型、ATOX型辊磨机等。磨辊和磨盘的组合形式有：锥辊-----平盘式、锥辊——碗式、鼓辊——碗式、双鼓辊——碗式、圆柱辊——平盘式、球——环式等。本人设计的为鼓辊——碗式。目前，立磨的发展趋于液压式，而非弹簧式，所以本人设计的也是液压式，符合立磨的发展和销售趋势。这是因为磨机液压系统具备自动控制和手动控制两种功能，可提高操作上的灵活性和可靠性。虽然MPS磨的磨辊磨损比较均匀，比较耐磨，喂料粒度打，并且风机动力较莱歇磨和雷蒙磨节省，但是，这和磨机的磨辊不能翻出磨盘，磨辊和磨盘磨损后通常在磨内更换，如果需要取出磨辊，必须拆除整个磨顶，或从磨门取出每个磨辊，给维修带来了许多不便。ATOX磨三辊装置处于粉磨室固定位子上，这些磨辊仅围绕他们自己的轴回转，但不围绕磨盘中心运动，磨辊工作时没有杠杆和推力件，这虽然降低了重量和制造费用，但磨辊无法适应粉磨层变化，因而磨辊宽度上的磨损难以均匀，并且维修比MPS磨更难。综上分析，本人决定设计HRM型立磨。4第三章HRM型立磨的设计及工作原理HRM型立式磨是合肥水泥研究设计院在广泛吸收国外先进技术，总结国内外立式磨应用经验的基础上研布出的一种高效节能烘干兼粉磨设备。它既有莱歇磨可翻辊检修的优点，又具有MPS磨辊套可翻面使用、寿命长的特点。集细碎、烘干、粉磨、选粉、输送为一体，具有粉磨效率高、电耗低、烘干能力大、产品细度易于调节、工艺流程简单、占地面积小、噪音低、无粉尘污染、磨耗低、检修方便、运行可靠等优点。本人主要负责磨盘磨辊的设计，现将磨盘磨辊介绍如下：与所有的立磨一样，磨辊和磨盘是HRM型立磨的核心部件之一。磨辊和磨盘的形状及合理的搭配对粉磨效率的影响是极其重要的，最佳的磨辊形状会因处理物料的差异而不同;物料的粉磨过程实际上是研磨体对料床内的物料的碾碎、挤压力的产生，使落入研磨区的物料能够进行有效的粒间粉碎。通过对国内、外各类辊式磨的分析比较及研究，HRM型立磨采用了胎形磨辊和凹形磨盘的配置见图3-1,凹形盘内的料床能保持形成和稳定，自磨盘外缘上升的气流能保证出磨的料流均匀.磨辊和磨盘与物料之间能保持良好的接触表面，磨耗料的磨损相对匀称，且磨损后还可以通过调整辊压以弥补对粉磨质量的影响。设计的磨辊可以翻到机体外检修，辊套并可以根据磨损情况进行调而使用，以延长磨辊的使用寿命;辊套和磨盘衬板等磨耗料都采用了快拆装结构，有效地提高了磨机的运转率。另外，为了有效地控制和调整辊、盘间的料层厚度.防止辊、盘因直接接触产生金属碰撞增加磨机噪音，HRM型立磨对磨辊和磨盘的间隙作出了一定的限制。分离器是HRM型立磨的另一个重要的部件。分离器的分级效果的优劣，是能否保证磨机内被粉磨后的细小物料在上升气流的作用下被分散并随气流上升至分离器时具有良好的分离，不会产生过粉碎及较大的软垫层现象，降低料床粉磨的无用功，提高粉磨效率的根木。立磨的施压方式是HRM型立磨的又一特点。传统的加压方式是机械弹簧加压，通过改变弹簧的伸缩量来调节压力的大小。但这种调压的范围十分有限，随着磨内耐磨材料的损耗辊、盘之间的压力会随之降低，在运转中保证稳定的粉磨效率。而且在实际操作时不能有效地调整物料的粉磨状况，弹簧本身的压力特性及范围决定了在粉磨区域内有金属或大块物料进入时，由于其缓冲能力有限，易造成部件的损坏，不利于磨机的安全运行;在设备大型化高速发展的今天，弹簧压图3-1磨辊磨盘及加压示意图力的调控制远远满足不了大型立磨的要求。现代的立磨随着液压技术的发展普遍采用液力加压系统向磨辊加力液力加载是通过油缸实现的，调控液压系统的压力可改变液压缸对磨辊加力的状况，随意调控磨辊对物料粉磨力的大小。液压系统内的蓄能器对磨辊设施具有保压和过载缓冲作用，吸收一部分过载压力。因此HRM型立磨选用了液力加压系统给磨辊提供研磨力见图3-1磨辊装置的制作要点是控制辊套的材质及磨辊的装配质量。辊套是由耐磨材料铸造而成，辊套的耐磨性是决定辊套使用寿命的主要因素，辊套硬度大小是辊套耐磨性的标记物，但辊套属脆性材料，硬度过