辊压机设计

（4）
辊压机辊缝检测靠位移传感器来完成检测，分别装在辊压机两侧轴承座上。位移传感器感应到间隙通过在集成在传感器变送器变送4～20MA，送至现场控制柜数显仪和主控柜的隔离模块，通过隔离模块变送2路4~20MA信号送至DCS和PLC AI通道经过运算处理，再通过触摸屏和中控上位机显示。通过对辊缝间隙检测来控制物料料饼和料的均匀度。
关键词： 辊缝； 挤压； 粉磨
自20世纪90年代中期第一台双驱动高压辊磨机问世后，高压辊磨技术得到迅速的发展。高压辊磨机是在传统辊机的基础上改进而成的，通过给活动辊施以高压使得边界受约束的物料通过两个相向转动的辊子受挤碎产生细粒级。高压辊磨机主要有工作辊、传动系统、压力系统、机架、给料和排料装置、控制系统组成。工作辊包括固定辊和可动辊，轴和轴承座。固定辊和可动辊的规格和架构相同，工作辊由辊芯和辊套组成，磨损后辊套可以更换。两工作辊安装在同一水平面上且互相平行，同步相向运转。固定辊的轴承座定位于机架上，可动辊的轴承座能沿上下机架的导轨前后移动，并与施压部件相连，传递工作压力。辊磨过程中，辊磨压力与两个辊子之间的间隙存在一定的关系，压力越大，辊间隙越小，但不是线性函数关系。任何物料挤压都有一个极限值，施加压力时，当超过这个极限值后，再大的压力也不能减小辊间隙，同时辊磨效果也不会增加。过大的压力只能产生两个结果：辊子表面损坏和增加能量消耗。因此，辊磨压力的大小一定要合适。为了解决这一问题，高压辊磨机通常是依靠计算机控制系统在线检测和自动操作，来保证各种工作参数在正常范围内。用于铁精矿磨矿的高压辊磨机的工作辊面上设有栓钉，物料嵌布在栓钉之间，形成抗磨损的保护层，抗磨损层的高度和栓钉的高度一致。球团厂的高压辊磨机的辊面工作寿命超过两年。
3)辊子
作为碾磨工具，要求其表面材料的强度和耐磨性非常好，故多数厂家是采用粉末冶金技术在辊子表面镶一定厚度的耐磨层。辊子表面不仅镶有特殊材料制成的耐磨层，还均匀镶嵌有强度很高的柱钉。在运行过程中，柱钉间会粘附一定厚度的物料，对辊子表面起到很好的保护作用，降低辊面磨损，通常情况下，辊子寿命可达到一年半到两年。辊子依靠装配有多排圆柱滚子轴承和双排推力调心滚柱轴承的轴承座支撑，定辊轴承座直接固定在机架上，动辊轴承座可以在机架滑道上来回移动，从而增大或减小辊间隙，调整施加给物料的压力。
辊压机对物料进行有效粉碎采用的是大能量一次性输入的单颗粒粉碎群体化，亦即粒间粉碎的原理，其实现粉碎原理的方式是采用一对相向转动的磨辊，一只为活动辊，一只为固定辊。其中活动辊轴承座与提供压力的液压系统相连，固定辊固装在主机架内腔。活动辊在液压系统压力的作用下向物料施以高压，将持续通过两磨辊之间压力区的物料以挤压粉碎的方式有效粉碎。通过高倍显微镜观察，可以发现被粉碎的物料表面布满裂纹，这说明不仅物料的粒度被大幅度减小，其易磨性也获得显著改善，这将对粉磨系统的大幅度增产节能起到至关重要的作用。
8
用于冷却整个设备，保证轴承座、辊子和减速机运行时处于正常温度范围内。
2
辊压机是集机、液、电气自动化为一体的设备，各专业相互融合、渗透。但我国在①大型化产品；②耐磨材料的寿命；③液压系统的可靠性；④传动结构形式；⑤自动化控制方面与国外相比存在较大差距。辊压机早期的技术仅仅局限于挤压预粉磨工艺，该工艺虽然给粉磨系统带来了一定的增产节能效益，但同时也暴露了辊压机设备本身固有的技术缺陷，辊压机侧挡板尽管设置了弹性顶紧装置以减少边缘漏料，但仍有一定量未经有效挤压的物料从磨辊边缘通过；物料之间由于物理性能差异造成的选择性粉碎现象使得挤压后的料饼中仍存在少量未经有效挤压，易磨性未获得有效改善的物料颗粒；设备卸压启动造成大量未经有效挤压粉碎的物料通过辊压机。上述物料在进入球磨机后长时间滞留在磨中，将会造成粉磨系统产量的波动。所以，如何杜绝上述物料对球磨机的负面影响，充分发挥辊压机高效节能的特点成为挤压粉磨系统工艺技术如何进一步完善优化的重要课题。
（
辊压机温度检测比较多，包括辊系左右轴承4个温度，减速机轴承2个温度，电机绕组2个温度，电机前后轴承4个温度，油站3个油温。温度检测都是采用Pt100热电阻检测，热电阻感应到温度变成相应阻值送至主控柜温度变送器，通过变送器变送2路4~20MA信号送至DCS和PLC AI通道经过运算处理，再通过触摸屏和中控上位机显示。通过对温度检测来看辊压机运行检测
4)减速机扭力支撑架
用于支撑减速机。由于设备运行过程中，动辊减速机随动辊不断地来回移动，因而对支撑架提出了极高的要求。作为整个辊压机的基础，承受辊压机工作过程中的挤压粉碎力。
5)液压系统
它是整个高压辊磨机的核心部件，是辊磨机辊压力的来源。其动作过程大致如下：启动高压辊磨机，物料进入两辊子之间，推动动辊向后移动，间隙限位开关动作，液压马达启动，压力油经过滤器、电液比例换向阀、单向阀，经阀座直接进入动辊两侧的液压缸，推动动辊反向移动，提供辊压力。液压缸进油管路上装有压力表和压力传感器(与控制系统连通)，当液压缸的工作压力达到初始设定压力时，液压马达停止运转，电液比例换向阀换向到中位，油路中止。
主控制柜包括:DCS、现场控制柜 、现场设备 、提升机 、辊压机 、高压柜 、液阻柜 、无功补偿、气动阀 。
辊压机系统是一个典型的机电一体化技术产品，全系统集成了数十个检测系统和控制单元，为了提高辊压机的运转效率，保证辊压机的安全运行，该系统采用了的PLC控制。主要包括：
1.电源系统，
（1）上位机DCS：PLC电源DC24V、外部开关量或com电源AC220V
以辊压机和球磨机组成的预粉磨系统大大降低了电耗，主机电耗可降到30KWh/t。辊压机问世初期碰到了一些技术问题，诸如喂料粒度太大引起断续震动；喂料粒度波动导致辊压机时开时停；出料不均使得后续球磨机难以适应；辊面磨损大影响辊压机的运转率等等。经过10多年的努力，这些问题正在逐步得到解决，因此辊压机也逐步大型化。工艺系统上也从原来的单纯预粉磨、混合粉磨进展到联合粉磨。在联合粉磨中，辊压机和选粉机组成圈流，生产出中间产品后再进入后续球磨机进行最终粉磨。由于联合粉磨系统能够更大发挥辊压机的作用，整个系统的单位电耗也随着辊压机作用的增大而减小。因此辊压机联合粉磨系统成为当前大型化水泥粉磨系统的主导方案。。辊压机技术的在我国的引进和推广应用历经二十年，迄今为止，不论在设备制造技术或系统工艺技术方面都取得了长足的发展，设备制造技术的不断优化和系统工艺技术持续的推陈出新给这项新技术带来了强大的生命力，节能幅度达30%以上。优异的技术经济指标在给广大用户带来了显著经济效益的同时，也为我们获得了广阔的发展前景。可以乐观地说，在目前能源极度紧缺的形势下，这项节能效果显著的粉磨新技术已经成为各水泥生产企业粉磨技术改造扩建项目的主要首选方案.
.7）液压系统——其主要作用是液压弹簧并兼备液压保护功能。
液压系统主要由泵站、阀台和主油缸三大部分组成。液压系统工作时，四只主油缸通过大管径管路与两只蓄能器相连通，使得它们之间的压力始终相同，油缸的动态特性灵敏，其固有频率完全跟踪得上频繁、快速下落的物料的变化频率。先导式溢流阀主要对液压系统进行保护，具有动态响应灵敏、流量大的特点，使磨辊间一旦进入异物，系统压力升高时，它能及进打开卸压，保护主机设备。阀台上另设有高性能压务传感器和电接点压力表，政党情况下，由压力传感器负责液压压力的控制、显示。电接点压力表只用为后备控制。
（2）主控柜：油泵电机、油站加热器电源AC380V、PLC电源24VDC、触摸屏电源24VDC、温度位移变送器隔离模块等电源24VDC、交流控制回路电源220VAC。
（3）现场控制柜：DC24(来自主控柜)、AC220V、AC380V
（4）现场油站控制柜：PLC电源（来自主控柜）、AC220V
（5）高压柜：电机电源：10KV\、DC220V、AC220V、AC100V
5
它是高压辊磨机的中枢系统，接收来自液压系统，干油润滑系统、减速机电机传动系统、进料系统的压力、温度、流量、电流量、速度、位移值等信号，经分析处理后，优化参数，实施闭路控制，自动操作，以充分发挥辊磨机的作用。
6
用于对动辊、定辊轴承座的润滑和密封，采用开路润滑，油脂经过润滑部位后，直接外排。系统工作时，轴流径向柱塞泵将干油从桶中抽出，输出管路上装有安全阀，对油泵起到保护作用，油脂经油脂分配器分成两路，分别送到高压辊磨机辊子的两侧，再经过油脂分配器，分配到各润滑点。油脂分配器是由几个活塞组成，循环动作，向外分配油脂，任一活塞不动作，其他活塞全部不能动作，整个分配器失效。同样，任何一个油脂分配器不工作，则其他油脂分配器也不能工作，整个系统就会失效。保证各游动及旋转部件具有可靠的润滑条件，确保其工作寿命。
辊压机的控制主要分为三大部分：参数检测——通过各类测量元件将温度、压力、位移、电流等物理参数送至控制室，集中显示并参与控制;电气控制——采用机旁优先原则，实现辊压机各电动机、电磁阀的手动——自动切换，即可现场在机旁按钮箱上控制（主要用于检修时），亦可在控制室操作（正常运行时）;自动控制——采用PLC 可编程控制器与触摸屏实现辊压机的全自动控制、综合故障及控制参数的在线修改等功能。
辊压机早期的技术仅仅局限于挤压预粉磨工艺该工艺虽然给粉磨系统带来了一定的增产节能效益但同时也暴露了辊压机设备本身固有的技术缺陷辊压机侧挡板尽管设置了弹性顶紧装置以减少边缘漏料但仍有一定量未经有效挤压的物料从其次，对辊压机的主要技术参数进行了计算，其中包括辊径、辊宽、最小辊隙、工作压力、生产能力和传动功率等。所以，如何杜绝上述物料对球磨机的负面影响，充分发挥辊压机高效节能的特点成为挤压粉磨系统工艺控制技术如何进一步完善优化的重要课题。
（5）
辊压机进料位置检测靠拉绳改变阻值来完成检测，感应到阻值通过现场柜变送器变送2路4～20MA，分别送至现场控制柜数显仪和主控柜的隔离模块，通过隔离模块变送2路4~20MA信号送至DCS和PLC AI通道经过运算处理，再通过触摸屏和中控上位机显示。通过对进料位置检测来控制下料的开度。
3
（1）
减速机油站对减速机轴承进行冷却及润滑作用。油站电气设备主要有2台油泵、1台油温加热器、多个温度检测及差压压力表。油站有独立的控制柜。控制柜配套与稀油润滑设备的控制，控制具有两台低压油泵电机、加热器及仪器仪表控制。两台低压油泵电机一备一用，加热器控制油箱温度，仪器仪表对油系统进行监测和控制。电控柜采用PLC以实现自动控制、保护及故障报警功能，并与辊压机主控柜联接。
（3）
辊压机辊缝调节靠液压站产生高压来控制活动辊水平移动。压力检测都靠高精度压力传感器来完成检测的，压力传感器感应到压力变成相应阻值通过在集成在传感器变送器变送4～20MA，送至现场控制柜数显仪和主控柜的隔离模块，通过隔离模块变送2路4~20MA信号送至DCS和PLC AI通道经过运算处理，再通过触摸屏和中控上位机显示。通过对压力检测来控制辊压机辊缝。
1.
高压辊磨机是由电机、减速机、扭力支撑架、定辊机构、动辊机构、液压系统、控制系统、干油润滑系统、水循环系统等部分组成。高压辊磨机生产流程及工作原理如图1-1。
1)电机
通常在物料供应和生产需求平稳的工况下，可选用定速高压电机作为辊子转动的动力源；而对于生产波动比较大的工况，则选用变频调速高压电机为佳。
图1-1 高压辊磨机生产流程及工作原理
2)减速机与电机的联接
减速机通过液力偶合器、万向连轴器与电机联接，能够保证启动平稳，同时允许电机中心与减速机中心有较大位移。减速机采用行星齿轮传动，配备有外置油泵式油水循环冷却系统，它通过一种胀缩盘与辊子传动轴直接联接，方便可靠。是辊压机的核心部件，主要由磨辊主轴、主轴承、可水平移动的轴承及端面热电阻等组成。其主要功能是向物料输出低速、重负荷的挤压粉碎力。工作转速为23.75rpm，工作温度<100℃。
（6）液阻柜：AC220V、DC24V
（7）辊缝变送器电源DC24V、气动阀电源：24VDC、液压系统电磁阀电源24VDC
2、检测系统
（1）
辊压机的电流检测是通过高压柜的电流变送器4～20MA模拟信号送至主控柜信号隔离模块，再通过隔离模块送至DCS和PLC AI通道进行运算处理，通过触摸屏和中控上位机显示。通过对电流检测来看辊压机运行状况。