SF500100打散分级机的总体设计

5 设备的日常维护 11 6 结论 12 参考文献 13 致谢 14 附 录 15
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SF500/100 打散分级机总体及机架设计
1 前言
本课题来源于江阴水泥厂，由于该厂长期使用辊压机，但一直受到产量不高 的影响。 因而他们迫切希望能设计出一台打散分级设备与辊压机联合使用来提高 预粉磨系统的产量。为此，他们特地委托本单位设计 SF500/100 型打散分级机。 同时也给出了两个基本生产能力参数： a.台时产量 80～110t/h； b.分级粒径 0.2～2mm,通过调频电机变速实现。 为此，我们在咸斌老师的指导下，根据厂方提出的要求及提供的数据首先进 行了方案的提出与论证，经过研究决定：打散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导向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。锤形凸棱主要作用是避免物料在打散盘上打滑，使甩出 的物料具有较高的初速度，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。 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 进入沿风轮周向分布的风力分选区内。 物料的分级应用的是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筒体内被收集，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，在通过风力分 选区的沉降过程中，运动状态改变较大而产生较大的偏移，落入内外筒体之间被 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。 由于打散分级机是为完善挤压预粉磨系统而设计的， 所以整个设计过程围绕 提高系统产量，降低能耗，减少成本而展开。因为打散分级机的设计以提高产量 降低能耗为目标， 响应了世界节能的口号， 所以将得到政府的支持， 用户的青睐， 具有广阔的市场前景。 本课题有我和其他两位同学完成， 我主要负责机器的总体设计协调三人的工 作以及机架部分的设计。
图 2-1 为打散分级机的结构图，物料由进料口 11 进入打散分级机，落在打 散盘 2 上，打散电机 3 通过带轮带动打散盘旋转，物料在离心力作用下脱离打散 盘高速甩出，冲击在反击衬板 4 上得到粉碎，然后由于挡料锥 5 的阻挡作用沿挡 料锥边缘下落进入到分级区域 8，风轮电机 1 直接带动风轮 6 旋转形成风场，物 料进入分级区域后在风场的作用下实现分级，由于大颗粒物料惯性大，运动状态 改变小，径向偏移小，掉如内筒体 9 内，由粗粉出料口 12 排出，小颗粒物料由 于惯性小，径向偏移比较大，掉入外筒体 10 与内筒体之间，由细粉出料口 13 排 出。 该机由于风轮与打散盘的空间布置处于同一轴线上， 但是两者的转速又不相 同，轴的布置是关键问题，经过和老师以及同课题组人员的讨论，最后决定采用 中空轴结构。 机体主要是这样一种结构， 外筒体通过螺栓与预埋钢板相连将整台机器固定 于建筑物上，内筒体通过支架固定于外筒体上，回风筒通过支架固定与内筒体， 内外筒体以及回风筒要保证处于同一回转轴线上，外筒体上端由顶板密封，顶板 上焊有主梁以承受机架及电机的重力所带来的压力同时保证顶板有足够的刚度 而不变形，主轴通过轴承安装在中空轴内，风轮通过调频电机带动主轴而直接带 动，中空轴通过轴承安装在固定于机架的套筒上，打散盘装在中空轴上，打散电 机通过带轮带动中空轴从而实现打散盘转动。 在机架上还设有布置对称的进料装 置，能使打散后的物料形成较为均匀的环形料幕进入分级区域，从而达到理想的 分级效果。 2.2 机体主要尺寸的确定
t ——物料粒子经过风场的时间 单位 s。 代入数据得到 t 0.223s 。 由分级原理可知道，要实现物料的分级，那么在 0.223s 的时间内，所需分 选出的物料粒子在径向的位置必须要到达内筒的外缘。为保证分级效果，我们设 计让粒子在 0.2s 内到达内筒的外缘，根据上面对打散分级机基本尺寸的确定， 粒子刚进入分级区域的点到内筒边缘的径向距离为： x=(d- d d )/2- （2-8）
d ——打散分级机内筒内径 单位 m； d f ——风轮的直径 单位 m； d d ——打散盘的直径 单位 m。 由 公式（2-3）得到打散分级机的内筒内径为 2.190～2.635m，我们 取 d=2.50m，再根据公式（2-4）得风轮的直径为 0.833m，我们取整的 d f =0.8m， 同样根据公式（2-5）得打散盘的直径为 d d =1m。 L 1 =0.2d （2-6）
Q ——打散分级机的台时产量 单位 t/h； ——打散分级机的效率。 为保证能达到最大生产能力， 我们以要求的最高产量 110t/h 作为设计依据， 根据公式（2-2） ，我们得到设计用产量为 Q s =137.5t/h。再根据公式（2-1）得 到打散分级机的直径 D=5.07m，我们将 D 取整得到打散分级机的直径为 5m。再参 照旋风试选粉机各部分的尺寸比例： d =0.438～0.527D d f =d/3 d d =0.4d （2-3） （2-4） （2-5）
4 设备的安装 错误！
未定义书签。
4.1 安装总顺序................................................................................ 错误！未定义书签。 4.2 顶部盖板及机架的安装............................................................ 错误！未定义书签。 4.3 内外筒体的安装......................................................................... 错误！未定义书签。 4.4 回转部件的安装......................................................................... 错误！未定义书签。 4.5 传动系统的安装......................................................................... 错误！未定义书签。 4.6 润滑系统的安装......................................................................... 错误！未定义书签。 4.7 风扇及检测系统的安装............................................................. 错误！未定义书签。
3 主梁及机架的设计 错误！未定义书签。
3.1 主梁的设计................................................................................ 错误！未定义书签。 3.2 机架的设计................................................................................ 错误！未定义书签。 3.3 机架一与机架二连接螺栓的校核............................................ 错误！未定义书签。
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2 SF500/100 打散分级机的总体设计
2.1 总体方案论证 已知条件：台时产量 80～110t/h，分级粒径 0.2～2mm。 总体方案结构示意图：
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SF500/100 打散分级机总体及机架设计
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图 2-1 打散分级机的结构
1.风轮电机 8.分级区域 2.打散盘 9.内筒体 3.打散电机 10.外筒体 4.反击衬板 11.进料口 5.挡料锥 6.风轮 7.回风筒 12.粗粉出料口 13.细粉出料口
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根据分析打散分级机的分级过程与离心式选粉机和旋风式选粉机均有相似 之处。由于分级设备的生产能力与选粉室截面积近似成正比，即： ຫໍສະໝຸດ Baidu s =KD 2 （2-1）
Q s ——设计用产量 单位 t/h； D ——打散分级机的直径 单位 m； K ——生产能力系数。与物料的性质，产品细度等有关。对于生产 325 号及 425 号常用水泥时，K 值为 5.25。 由于通用分级设备的分级效率一般为 75～85%，我们取保险效率 80%。 那么我们设计用产量： Q s =Q/ （2-2）
x ——粒子刚进入分级区域的点到内筒边缘的径向距离 单位 m； ——打散盘边缘到衬板的径向间隙 单位 m。 而打散盘边缘到衬板的径向间隙一般为 0.08～0.1m 。所以由公式（2-8） 我们得到粒子刚进入分级区域的点到内筒边缘的径向距离 x=0.67m。 假设风轮旋转所形成的径向风速为 U 0 ，物料粒子在不同时刻的速度为 U s ， 得到粒子的运动微分方程为： dx= U s dt 根据常温常压下风速与它形成的动压关系： P=U 2 /K （2-10） （2-9）
目
录 1 前言 2
2 SF500/100 打散分级 机的总体设计 3
2.1 总体方案论证......................................................................................................... 3 2.2 机体主要尺寸的确定............................................................................................. 4 2.3 风轮电机的选型..................................................................................................... 5 2.4 打散电机的选型.................................................................................................. 11
L 1 ——打散盘衬板表面到物料进入分级区域的高度 单位 m。 L 2 ——物料刚进入分选区的点到内筒上截面的高度 单位 m。 这样我们得到 L 1 =0.5m。 根据离心式选粉机的 L 2 / L 1 知道，当比值在 0.8～0.5 或更小时分级效力很 低，当比值在 2～1.82 时分级效果最好，那么 L 2 的范围为 1～0.91m，我们取靠 中间的数值，定 L 2 =0.94m。确定了这些基本尺寸，接下来我们进行粒子的受力 分析以及风轮电机的选型。 2.3 风轮电机的选型
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SF500/100 打散分级机总体及机架设计
首先我们进行风压、风速的计算。已知条件为物料的分离粒径 0.2～2mm,以 及上面计算所得的 L 1 =0.5m, L 2 =0.94m。同时我们通过查阅资料可以得到所处理 物料的密度为 1450kg/m 3 。 分析：由于所处理物料的粒径大于 100 m，属于大颗粒物料的沉降，再加 上重力方向上又没外加上升气流的影响， 所以单纯由于物料颗粒速度的增加而产 生的阻力较之重力而言远远小于重力。因此，在重力方向上我们先忽略空气阻力 的影响，将物料在重力方向的运动看成单纯的自由落体运动，那么我们可以根据 以上分析及已知的数据算出粒子经过风场的时间： t= 2( L1 L2 ) / g - 2 L1 / g （2-7）