96--SF500100打散分级机回转部分及传动设计

1前言打散分级机是与辊压机配套使用的新型料饼打散分选设备，该设备集料饼打散与颗粒分级于一体，与辊压机闭路，构成独立的挤压打散回路。由于辊压机在挤压物料时具有选择性粉碎的倾向，所以在经挤压后产生的料饼中仍有少量未挤压好的物料，加之辊压机固有的磨辊边缘漏料的弊端和因开停机产生的未被充分挤压的大颗粒物料将对承担下一阶段粉磨工艺的球磨系统产生不利影响，制约系统产量的进一步提高。因为辊压机操作规程规定：设备启动时液压系统应处于卸压状态。所以，在辊压机启动过程中将有大量未经有效挤压的物料通过辊压机。这也是在打散分级机介入挤压粉磨工艺系统前的挤压预粉磨工艺系统产量提高幅度不大且存在较大波动的重要原因。打散分级机介入挤压粉磨工艺系统后与辊压机构成的挤压打散可以消除上述不利因素，将未经有效挤压，粒度和易磨性未得到明显改善的物料返回辊压机重新挤压，这样可以将更多的粉磨移至磨外有高效率的挤压打散回路承担，使入磨物料的粒度和易磨性均获得显著改善。此时，由于入磨物料的粒度分布由宽到窄，细而均齐，不同粒径的物料有序地分布于球仓和段仓中被研磨，从而使各种不同规格的球、段研磨群体的配置更加具有明确的针对性，有效地抑制球磨系统常见的过粉磨现象，这将更加有利于提高球磨系统的粉磨效率，避免了在效率低下的球磨系统中机械能无谓的大量流失，获得大幅度增产节能的效果。在用于生料制备时，该设备还具有良好的烘干功能。经改造后，有辊压机、打散分级机和球磨系统构成的挤压联合粉磨系统可使球磨系统增产100-200%，节电30%以上，研磨体消耗降低60%以上的效果。2总体方案论证2.1打散分级机的工作原理打散分级机的打散方式是采用离心冲击粉碎的原理，经辊压机挤压后的物料呈较密实的饼状，由对称布置的进料口连续均匀地喂入，落在带有锤形凸棱衬板的打散盘上，主轴带动打散盘高速旋转，使得落在打散盘上的料饼在衬板锤形凸棱部分的作用下得以加速并脱离打散盘，料饼沿打散盘切线方向高速甩出后撞击到反击衬板上后被粉碎。由于物料的打散过程是连续的，因而从反击衬板上反弹回的物料会受到从打散盘连续高速飞出物料的再次剧烈冲击而被更加充分地粉碎。必须强调的是，打散盘衬板表面的锤形凸棱的作用有别于传统的锤式破碎机的锤头，其主要作用是避免物料在打散盘甩出时具有较高的初速度，从而获得较大的动能，能够有力地撞击沿打散盘周向布置的反击衬板，用以强化对料饼的冲击粉碎效果。被打散的物料通过环形通道均匀地落入分级区。经过打散粉碎后的物料在挡料锥的导向作用下通过挡料锥外围的环形通道进入在风轮周向分布的风力分选区内。物料的分级应用的时惯性原理和空气动力学原理，粗颗粒物料由于其运动惯性大，在通过风力分选区的沉降过程中，运动状态改变较小而落入内锥通体被收集，由粗粉卸料口卸出返回，同配料系统的新鲜物料一起进入辊压机上方的称重仓。细粉由于其运动惯性小，在通风风力分选区的沉降过程中，运动状态改变较大而产生较大的偏移，落入内锥筒体之间被收集，由细粉卸料口卸出送入球磨机继续粉磨或入选粉机直接分选出成品。在用于生料制备时，由于风轮的高速旋转所产生的负压和出风口所接的后排风机所产生的负压，热风入口被引入，经风轮沿径向连续送出，打散过的物料在经过风力分选区的沉降过程中形成较均匀的料幕于热风充分接触做热交换而得以烘干，湿热气体经过风口排出。由于经过风力分选区的物料在悬浮状态下与热风接触，所以热交换效率较高，烘干效果显著。2.2打散分级机的结构分析图2-1打散分级机结构示意打散分级机主要由回转部件、顶部盖板及机架、内外筒体、传动系统、润滑系统、冷却及检测系统等组成。主轴 1 通过轴套 2 固定在外筒体 8 的顶部盖板上，并有外加驱动力驱动旋转。主轴吊挂起风轮6，中空轴吊挂打散盘3，在打散盘和风轮之间通过外筒体固定有挡料板5，打散盘四周有反击板4固定在筒体上，粗粉通过内筒体7从粗粉卸料口 9排出，细粉通过内筒体 7从细粉卸料口10排出，而生料则从进料口11喂入。2.3转子部分分析打散分级机主要完成将辊压机辊出的料饼打散，并分选出粗粉和细粉的工作。已知条件：打散盘转速450r/min；打散盘直径1000mm；两班制工作（每班按8h计算）传动方案（见图2­2）：图2-2转子运动简图2.3.1回转部分分析回转部分主要由主轴、中空轴、打散盘、风轮、轴承、轴承座、密封圈等组成，本设计采用了双回转方式，即中空轴带动打散盘回转，产生动力来打散挤压过的物料，主轴带动风轮旋转产生强大有力的风力场用来分选打散过的物料。打散盘上安装带有锤形凸轮的耐磨衬板，在衬板严重磨损后需要换新的衬板。风轮在易磨损部位堆焊有耐磨材料以提高风轮的使用寿命。本回转部件因为是立式安装，随着使用期的加长，密封圈的磨损，润滑油的溢漏是难免的。所以在该系统中还设有加油口，通过润滑系统自动加油或手动加油，以使各轴承在良好的润滑状态下运转。该系统中还设有轴承温度检测口，用于安装端面热电阻，保证连续检测温度并报警。2.3.2传动部分分析传动部分主要有主电机、调速电机、大小皮带轮、联轴器、传动皮带等组成，该系统采用了双传动方式，主电机通过一级皮带减速带动中空轴旋转，调速电机通过联轴器直接驱动主轴旋转，具有结构简单，体积小，安装制作方便的优点。双传动系统实现了打散物料和分级物料须消耗不同能量和不同转速的要求，调速电机可简捷灵活地调节风轮的转速，从而实现了分级不同粒径物料的要求，同时也可以有效地调节进球磨机和回挤压机的物料量，对生产系统的平衡控制具有重要意义。3打散部分设计3.1电动机的选择1）按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列三相异步电动机，为卧式封闭结构。2）选择电动机的容量经分析计算得打散盘所需消耗的总功率总 P =37.15KW电动机所需功率h总 P P= 0 （3-1）由经验及实践选择，整个传动过程中有1对轴承，电机采用V带传动,它们的传动效率可查阅文献[1]得带h=0.96，轴承h=0.993从电动机至打散机的总效率为 2 轴承带hhh×=（3-2）则h= 2 993 . 0 96 . 0´=0.9466 2 . 39 9466 . 0 15 . 37 0===h总 P P kW选取电动机的额定功率 0 ) 3 . 1 1 ( P ～ P m==(1～1.3)×39.2=39.2～51.02kW查文献[1]得，取 m P =45kW3）确定电动机转速 m n 取V带传动比 3 1～ i=带故电动机转速的可选范围为 m n = w n i 带=（1～3）×450r/min=450～1350r/min符合这一转速范围的同步转速有750r/min、1000r/min两种，查文献[1]得出两种适合的电动机的型号，因此有两种传动比方案，如表3-1所列。表3-1传动比方案对照方案电动机型号额定功率 m P /kW电动机转速/r 1 min-电动机的质量/kg传动装置的传动比同步满载1Y280S-64510009805502.182Y280M-8457507406001.65综合考虑电动机和传动装置的尺寸，结构和带传动的传动比，方案二比较适合,所以选定电动机的型号为Y280M-8。3.2带轮的设计计算已知V带为水平布置，所需功率P=45kW，由Y系列三相异步电动机驱动，转速 1 n =740r/min,从动轮转速 2 n =450r/min，每天工作16h。设计项目设计依据及内容设计结果1.选择V带型号（1）确定计算功率 ca P （2）选择V带型号查文献[3]表4.6得工作情况系数 5 . 1= A K ca P = A K KW KW P 5 . 67 45 5 . 1=´=按 KW P ca 5 . 67=、 min / 740 1 r n=查文献[3]4.11，选D型V带 KW P ca 5 . 67=D型V带2.确定带轮直径 1 d d 、 2 d d （1）选取小带轮直径 1 d d （2）验算带速（3）确定从动带轮直径 2 d d （4）计算实际传动比 i 参考文献[3]图4.11及表4.4，选取小带轮直径 mm d d 320 1==´= ) 1000 60 /( · · 1 n d v dp s m/ 1000 60 / · 740 320 ）（´´p1 2 · d d d i d= mm 22 . 526 320 450 / 740=´=查文献[3]表4.4 320 / 512 / 1 2== d d d d i mm d d 320 1= 39 . 12= v m/s v 在5～25m/s内，合适。取 mm d d 512 2= 6 . 1= i （5）验算从动轮实际转速 2 n min / 6 . 1 / 740 / 1 2 r i n n==(462.5-450)/450×100%=2.78%＜5% min / 5 . 462 2 r n»允许3.确定中心距 a 和带长 d L （1）初选中心距 0 a （2）求带的基准长度 0 L （3）计算中心距 a ) 2 ) ( 7 . 0 1 2 0 1 2 d d d d d d a d d+´££+´（得 mm a mm ) 512 320 ( 2 ) 512 320 ( 7 . 0 0+´££+´582.4mm£ 0 a£1664mm 0 2 1 2 2 1 0 0 4 ) ( ) ( 2 2 a d d d d a L d d d d-+++=p mm mm 3580 ] 1105 4 /( ) 320 512 ( 2 / ) 512 320 ( 1200 2 [ 2=´-+++´=p查文献[3]表4.2得 mm L d 3550= mm a L L a a d ) 2 3580 3550 1200 ( 2 0 0-+=-+=得取 mm a 1200 0= mm L d 3550= mm a 1105=续表设计项目设计依据及内容设计结果（4）确定中心距调整范围 mm a mm a L a a L a a d d ) 3550 015 . 0 1105 ( ) 3550 03 . 0 1105 ( 015 . 0 , 03 . 0 min max min max´-=´+=-=+=得 mm a mm a 1052 1216 min max»»4.验算小带轮包角 1a°°»°´--°=°´--°» 120 6 . 169 60 1105 320 512 180 60 180 1 2 1 ＞ a d d d da，°= 6 . 169 1a合适5.确定V带根数z（1）确定额定功率 0 P （2）确定V带根数z确定 0 PD确定包角系数a K 确定长度系数 L K 计算V带根数z由 mm d d 320 1=、 740 1= n 及查文献[3]表4.5得单根D型V带的额定功率为 KW 69 . 13 L ca K K P P P za ) ( 0 0D+³查文献[3]表4.7得 KW P 13 . 2 0=D查文献[3]表4.8得 98 . 0=a K 查文献[3]表4.2得 89 . 0= L K 根根 8 . 4 89 . 0 98 . 0 ) 13 . 2 69 . 13 ( 5 . 67 ) ( 0 0=´´+=D+³ L ca K K P P p za KW P 69 . 13 0= KW P 13 . 2 0=D 98 . 0=a K 89 . 0= L K取z=5根，合适6.计算单根V带初拉力 0 F 查文献[3]表4.1得 m kg q / 62 . 0= 2 0 ) 1 5 . 2( 500 qv K vz P F ca+-=a N F ] 39 . 12 62 . 0 ) 1 98 . 0 5 . 2 ( 5 39 . 12 5 . 67 500 [ 2 0´+-´´´= N F 940 0»7.计算对轴的压力 Q F N zF F Q ） 2 6 . 169 sin 940 5 2 ( 2 sin 2 1 0°´´´=»a N F Q 9361=续表设计项目设计依据及内容设计结果8.确定带轮结构尺寸 mm d