SF500100打散分级机内外筒体及原设计改进探讨

优秀设计目录1 前言 (2)1.1本课题的来源、基本前提条件和技术要求 (2)1.2本课题要解决的主要问题和设计总体思路 (2)1.3预期的成果及其理论意义 (2)2 总体方案论证 (3)2.1 国内（外）发展概况及现状的介绍 (3)2.2 打散分级机的工作原理 (3)2.3 主要结构介绍 (4)3 具体设计说明 (5)3.1 原方案的筒体结构参数的设计 (5)3.2 螺栓组联接的结构设计 (5)3.3 螺栓联接的强度校核 (7)3.4 钢板焊接方面的处理 (9)3.5 原设计改进部分 (10)3.5.1 方案的提出 (10)3.5.2 改进的打散分级机主要尺寸的确定 (11)3.5.3 风轮电机的选型 (11)3.5.4 打散电机的选型 (15)3.6 设备的安装要求 (17)3.7 预期效果 (18)4 结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)SF500/100打散分级机内外筒体及原设计改进探讨1 前言本课题是进行SF500/100打散分级机内外筒体及原设计改进探讨。

该设备是与辊压机配套使用的新型料饼打散分级设备。

处理对象为经挤压磨挤压后的矿渣料饼；处理量为80～120t/h；分级粒径为0.2～2mm 。

1.1本课题的来源、基本前提条件和技术要求a 本课题来源：课题来源于江阴水泥厂，由于辊压机在挤压物料具有选择性粉碎的倾向，所以在经挤压后产生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充分挤压的大颗粒物料将对承担下一阶段粉磨工艺产生不利地影响，制约系统产量地进一步提高。

因为辊压机操作规程中规定：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。

如果将打散分级机介入挤压粉磨系统后与辊压机构成的挤压打散回路可以消除以上的不利因素，将未经过有效挤压，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。

b 要完成本课题的基本前提条件是：完成对SF500/100打散分级机的内外筒体及打散分级机盖板的合理设计，在不降低工作效率的前提下对原设计的打散分级机进行合理的改进，确定一个最佳的方案。

c 技术要求：设计出的打散机对料饼分散均匀，能顺利选粉分级，节能并尽可能降低磨损，改进后的机器设计合理，运行良好稳定。

1.2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路设计中由于考虑到分级风轮的强度及使用寿命，制作风轮的钢板比较厚，这样就使风轮重量比较重，主轴带动风轮旋转的过程中产生的驱动扭矩就比较大，这样就会造成主轴振动大，这样就要考虑到主轴及主轴轴承的寿命问题。

为了降低以上故障的发生率，我们在改进的方案中我们设法减小主轴长度，从而让其所受的扭曲力减小，防止主轴发生弯曲、折断及主轴轴承损坏的情况发生。

由于打散分级机与离心式选粉机有很多相似的地方，因此我们在设计过程中可以参考离心式选粉机来设计。

1.3 预期的成果及其理论意义通过对打散分级机的设计及其改造方案的设计，可以有效的降低成本，提高生产时间利用率，使挤压预粉磨工艺系统产量大幅度的提高，从而达到增加经济效益的目的。

2 总体方案论证2.1 国内（外）发展概况及现状的介绍打散分级机是九十年代初问世的新型料饼打散分选设备，集料饼打散与颗粒分级于一体，与挤压机配套使用，可以消除挤压粉碎机边缘漏斗和开停机过程中及正常工作时未被充分挤压的大颗粒对后续球磨系统产生不利的影响，以获得大幅度增产节能的效果。

进入八十年代中期后，挤压机因其高效、节能、低耗等特点，在世界范围内得到了广泛应用。

随着挤压机的推广应用，虽然挤压过的物料中有70％小于2mm 颗粒，并且有约占总重量10％到15％大于5mm的大颗粒，并且随着挤压机使用周期的加长侧挡板磨损后而未能及时更换，大颗粒的比例将加大，因此，挤压过的物料的颗粒分布很宽，使得后续球磨的配球较难适应上述物料，影响系统产量的进一步提高。

为了进一步完善挤压粉磨系统，使得进入后续粉磨系统得物料颗粒小而均齐，成为各国挤压粉磨技术研究的主要内容，国外各大水泥装备公司相继开发出多种设备和新工艺来达到上述目的。

2.2 打散分级机的工作原理打散分级机是一种集料饼打散与颗粒分级于一体的新型分级设备。

其打散方式采用离心冲击粉碎的原理，经辊压机挤牙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捶式破碎机的锤头，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SF500/100打散分级机内外筒体及原设计改进探讨风机所产生的负压，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。

根据以上工作原理设计的打散分级机如图2-1所示：2.3 主要结构介绍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、滑系统、冷却及检测系统等组成。

设备的具体构成部分如上图所示主轴1、进料口11、打散盘3、档料锥5、风轮6、内筒体7、外筒体8等。

主轴通过轴套2固定在外筒体8的顶部盖板上，并由外加动力驱动旋转。

3．具体设计说明3.1 原方案的筒体结构参数的设计参考其他系列选粉机，我们能够知道打散分级机的生产能力与分级室面积大小成比例的。

打散分级机内相关的工艺尺寸将影响到打散分级机的打散和分级的性能。

不同类型的打散分级机，为了适应不同的工艺要求，其各个部分的尺寸比例也不相同。

但是由于打散分级机调节因素比较多，灵活性也比较达，所以我们可以寻求一个统一的基本尺寸作为设计和生产中调整的依据，再配合可变的其他工艺参数，就能满足不同的需要。

因此打散分级机各部分的相对尺寸可以看作为直径的一个函数，并可以看作为一个简单的比例关系。

这些关系可以对实际生产的打散分级机通过统计并结合典型选粉机的相对尺寸来确定。

a 打散分级机直径的确定根据已知条件：打散分级机的处理量为 80－110 t/h 。

参考选粉机的设计我们由此可知，我们所设计的打散分级机的生产能力也与其分级室的面积有关，它们成正比。

打散分级机的生产能力可以用下列公式来估算：2Q k D =⨯ (3-1)式中：Q ——— 生产能力， t/h ；D ——— 打散分级机外壳直径，m ；k ——— 系数。

与物料的性质，产品细度及选粉效率有关。

由于打散分级机分级过程和旋风式选粉机相似，所以我们可以参考旋风式选粉机，那么我们就可以取系数 5.35k =，又由于旋风式选粉机的生产效率为75％到85％，所以我们可以参考这一数据，我们取打散分级机的生产效率为80％，则生产能力110/0.8Q =,即137.5Q =。

根据公式3.1可得出打散分级机的外壳直径 D =则可以得出打散分级机外壳直径 5.06D =,取整得：5D = m 其他部分尺寸与打散分级机外壳直径成比例关系 如内筒体直径d=0.5D 撒料盘直径1d =0.2D , 风轮直径2d ＝0.16D具体尺寸见后面附带的图纸。

3.2 螺栓组联接的结构设计结构设计的主要目的在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式。

螺栓组联接结构设计的基本原则是：尽可能使各螺栓或联接接合面间受力SF500/100打散分级机内外筒体及原设计改进探讨均匀，便于加工和装配。

具体设计时，综合考虑了以下几个方面的问题：a 联接接合面的几何形状与整台机的结构协调一致，且尽量设计成轴对称的简单几何形状，如图3-1所示。

图3-1 常见螺栓布置方式图b 螺栓的布置使各螺栓受力尽可能均等。

对铰制孔螺栓联接，避免在平行于工作载荷方向成排布置八个以上的螺栓；当螺栓联接承受弯矩或转矩时，螺栓尽量布置在靠近接合面的边缘，以减少螺栓的受力，如图3-2所示。

合理 不合理图3-2联接受弯矩或扭矩时的螺栓布置c 螺栓的排列有合理的间距和边距，以便保证联接的紧密性和必要的扳手空间。

对于一般联接，螺栓间距d t 100 。

d 分布在同一圆周上的螺栓数目取成4、6、8等偶数，以便分度和划线。

同一螺栓组中螺栓的性能等级、直径和长度均应相等。

e 为避免螺栓受附加弯曲应力，螺栓头、螺母与被联接件的接触表面均应平整，螺纹孔轴线与被联接件各承压面应保持垂直。

3.3 螺栓联接的强度校核螺栓联接的强度计算，是以螺栓组中受力最大的螺栓为代表进行的。

单个螺栓的常驻载形式一般只有轴向受拉和横向受剪两类，其载荷性质不外乎静载荷和变载荷两种。

(1)失效形式承受轴向拉力的普通螺栓联接，在静载荷作用下，其主要失形式是螺栓杆和螺纹部分发生塑性变形或断裂；在变载荷作用下，其主要失效形式是螺纹部位或尺寸过渡部位发生疲劳断裂。

对于承受挤压和剪切作用的铰制孔用螺栓联接，主要失效形式是螺栓杆的剪断或螺栓杆与孔壁材料中强度较弱者的压溃。

其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。

（2）螺栓联接的强度校核以两接合面处螺栓组为例：如图3-3。

该螺栓组联接仅受横向载荷作用，且横向载荷N F R 3.12449 。

接合面数m=1,查参考资料［2］表14-4，取f =1.0，防滑系数Ks =1.1,则单个螺的预紧力：图3-3 受轴向载荷的螺栓组联接SF500/100打散分级机内外筒体及原设计改进探讨N N mf KsF F 18.11410.1144.10371.10=⨯⨯=≥ (3-2) 螺栓所受轴向总拉力∑F =1141.18NA 强度计算a 计算许用拉应力[]σ选8.8级螺栓,查［2］表14-6,MPa S 340=σ,考虑到不需严格控制预紧力,初估d=10-20mm,查［2］表14-8取S=3.4，则[]σ =MPa S s s 1004.3==σσ<[]σ (3-3) b 计算螺栓直径mm mm d 35.410018.11413.141=⨯⨯≥π(3-4) ∴螺栓直径应大于4.35，才能满足强度要求。