一种新型原料处理设备--轮碾机的设计

摘要本文根据我国砖瓦行业中原料处理困难的现状，结合国内外先进经验，分析了一种新型原料处理设备--轮碾机的设计过程及结构特点，探究了该机的几种设计方案及发展前景。

引进先进的技术装备、开发新的产品，从而使企业具有更强的竞争力，这是许多企业将要面临的问题。

目前，我国砖瓦行业体制改革迫在眉捷，节能利废、保护耕地、发展新型墙体材料是发展的趋势和必然。

而砖瓦企业的发展及改造的关键环节是原料处理工艺。

一种新型原料处理设备--轮碾机的诞生，对煤矸石、页岩、尤其是粉煤灰的高效处理在实践中得到了充分论证。

该机对物料具有碾练、破碎、揉搓、混合、均化、压实等功能，可显著改善原料的综合工艺性能。

AbstractThis text anticipates to handle the difficult present condition Central plains according to the our country brick profession, combining the domestic and international advanced experience, analyzing the design process and the structure characteristicses of a kind of new raw material processing equipments- round machine, investigating a design project of that machine and developping the her in the forerunner's technique material and develop the new product, thus make the business enterprise have the stronger competition ability, this is the problem that many business enterprise will face.Currently, the our country brick profession system reform forces in the eyebrow , economizing on energy the benefit to discard, protect the farmland and develop the new wall body material is the trend of the development and inevitable.But the development of the brick business enterprise and the key link of the reformations are the raw material processing crafts.The naissance of a kind of new raw material processing equipments- round machine, was the powder ash from stove to handle efficiently to the coal stone, shale and particularly to get the full argument in the fulfillment.That machine has the to practice, fall in pieces, roll, mix with and all turn, presses solid etc. to the material function, can show comprehensive craft function of the improvement raw material.第一章粉碎机械综述1.1粉碎机械简介粉碎机械是应用机械力对固体物料进行粉碎作业，使之变为小块、细粒或粉末的机械。

粉碎机械是破碎机械和粉磨机械的总称。

两者通常按排料粒度的大小作大致的区分：排料中粒度大于3毫米的含量占总排料量50%以上者称为破碎机械；小于3毫米的含量占总排料量50%以上者则称为粉磨机械。

有时也将粉磨机械称为粉碎机械，这是粉碎机械的狭义含意。

利用粉碎机械进行粉碎作业的显著特征是：能量消耗大，耐磨材料和研磨介质的用量多，粉尘严重，噪声大。

应用粉碎机械可以减小物料的粒度至一定大小；增加物料的表面积，以提高其物理作用的效果或化学反应的速度；使物料中的不同组分在粉碎后单体分离，以便进一步将其彼此分开等。

例如，磨制面粉、粉碎饲料、磨细颜料和水泥的生熟料，研磨制备悬浮液的浆料，以及增加物料的流动性、填充性；磨碎有待人工干燥的物料，以加快其干燥速度，磨细触媒剂和吸附剂，以分别加强其触媒效能和吸附作用，将煤块磨成煤粉，以提高其燃烧速度和燃烧的完全程度等；将铁矿石粉碎后，通过磁选或浮选来获得精铁矿粉，将铅锌矿石粉碎后分选出铅矿粉和锌矿粉等。

在中国，公元前两千多年就出现了最筒单的粉碎工具—杵臼。

杵臼进一步演变为公元前200～前100年的脚踏碓。

这些工具运用了杠杆原理，初步具备了机械的雏形，不过，它们的粉碎动作仍是间歇的。

最早采用连续粉碎动作的粉碎机械是公元前四世纪由公输班发明的畜力磨，另一种采用连续粉碎动作的粉碎机械是辊碾，它的出现时期稍晚于磨。

公元二百年之后，中国杜预等在脚踏碓和畜力磨的基础上研制出了以水力为原动力的连机水碓、连二水磨、水转连磨等，把生产效率提高到一个新的水平。

这些机械除用于谷物加工外，还扩展到其他物料的粉碎作业上。

近代的粉碎机械是在蒸汽机和电动机等动力机械逐渐完善和推广之后相继创造出来的。

1806年出现了用蒸汽机驱动的辊式破碎机；1858年，美国的布莱克发明了破碎岩石的颚式破碎机；1878年美国发展了具有连续破碎动作的旋回破碎机，其生产效率高于作间歇破碎动作的颚式破碎机；1895年，美国的威廉发明能耗较低的冲击式破碎机。

与此同时，粉磨机械也有了相应的发展，19世纪初期出现了用途广泛的球磨机；1870年在球磨机的基础上，发展出排料粒度均匀的棒磨机；1908年又创制出不用研磨介质的自磨机。

二十世纪30～50年代，美国和德国相继研制出辊碗磨煤机、辊盘磨煤机等立轴式中速磨煤机。

这些粉碎机械的出现，大大提高了粉碎作业的功效。

但是，由于各种物料的粉碎特性互有差异，不同行业对产品的粒度要求也彼此不同，于是又先后创制出按不同工作原理进行粉碎作业的多种粉碎机械，如轮碾机、振动磨、涡轮粉碎机、气流粉碎机、风扇磨煤机、砂磨机、胶体磨等。

到了70年代初期，已制造出每小时产量为5000吨、最大给料直径达2000毫米的大型旋回破碎机,和可将物料磨细到粒度小于0.01微米的胶体磨。

用机械粉碎固体物料的主要方法有五种，即挤压、弯曲、劈裂、研磨和冲击。

前四种都是使用静力，最后一种则应用动能。

在绝大多数粉碎机械中，物料常在两种以上粉碎方法的作用下被粉碎，例如，在旋回破碎机中，主要应用挤压、劈裂和弯曲；在球磨机中，主要应用冲击和研磨。

粉碎方法是根据物料的物理特性、料块的大小和所要求的细化程度来选择的。

对于坚硬物料，应采用挤压、弯曲和劈裂；对于脆性物料，应采用冲击和劈裂；料块较大时，应采用劈裂和弯曲；料块较小或排料粒度要求很小时，则应采用冲击和研磨。

粉碎方法如果选择不当，就会出现粉碎困难或过度粉碎现象，两者都会增大粉碎过程中的能量消耗。

粉碎机械的分类方法有多种，或按结构形式或按粉碎方法，或按运动速度，或按受力种类，或按细化程度来划分。

粉碎比是指粉碎前后物料粒度的大小变化程度。

对于单台粉碎机械来说，它等于给料的最大粒度与排料的最大粒度之比；对于由多台粉碎机械所组成的粉碎系统来说，它等于最初给料粒度与最终排料粒度之比，或等于各单台粉碎机械的粉碎比的连乘积。

当使用破碎机械破碎物料时，粉碎比通常称为破碎比。

当粉碎比要求很大时，粉碎作业往往要在由若干台粉碎机械组成的粉碎系统中来完成。

物料在这个系统中经过各台粉碎机械，其粒度逐步减小，最后达到所要求的粒度。

在这种粉碎系统中，每个阶段都应选用适当的粉碎机械和粉碎比，在各个阶段之间保持相互配合的生产能力。

同时，为减少过度粉碎以提高粉碎效能和降低能耗，还须在每道粉碎作业之后进行筛分或分级。

工、农业生产中的大量粉碎工作消耗的能量很大，但在粉碎作业中，输入粉碎机械中的能量的绝大部分都转化为热而由粉碎机械、循环空气和被粉碎的物料等所吸收，直接用于物料粉碎上的却为量极小：在破碎机械中，一般不超过10%；在粉磨机械中，则常不足1%。

因此，为了减少能耗，就必须选取适当的粉碎机械、采用正确的操作方法、规定最佳的粉碎比和单位时间内的产量。

以一般水泥厂为例，破碎机械的耗电量约占总耗电量的10%，而其粉磨机械的耗电量则占60%左右。

因此，在粉碎过程中就必须采取降低过度粉碎的措施，以达到节能的目的。

粉碎理论主要是研究粉碎过程中能耗与细化程度之间的关系。

由于粉碎作业是涉及多种因素的极其复杂的过程，因此在粉碎理论方面尚无公认的统一结论，而只有三种比较重要的假说，分别是：德国的里特林格尔于1867年提出的面积假说，认为固体物料粉碎时，能耗与新产生的表面积成正比；德国的基克于1885年提出的体积假说，认为将几何形状相似的同类物料破碎成几何形状也相似的产品时，能耗与被破碎的料块的体积或重量成正比；美国的邦德和中国的王仁东于1952年提出的裂缝假说。

这三种假说在实用中都有其局限性，面积假说较适用于排料粒度为0.01～1毫米的粉磨作业，体积假说较适用于排料粒度大于10毫米的粗碎和中碎作业，而裂缝假说则介于两者之间，适用于从中碎到粗粉磨作业的比较广泛的范围内。

粉磨机械是指排料中粒度小于3毫米的排料占总排料量50%以上的粉碎机械。

这类机械通常按排料粒度的大小来分类：排料粒度为3～0.1毫米者称为粗粉磨机械；排料粒度在0.1～0.02毫米之间者称为细粉磨机械；排料粒度小于0.02毫米者称为微粉碎机械或超微粉磨机械。

粉磨机械的操作方法有干法和湿法两种。

干法操作时物料在空气或其他气体中粉碎；湿法操作时物料则在水或其他液体中粉碎。

粉磨机械常与筛分或分级机械联合工作。

在多种粉磨机械中，物料须靠粉磨机构和外加的传递动能或运载物料的媒介物的综合作用才能粉碎，这种外加的媒介物通常称为研磨介质。

常用的粉磨机械有轮碾机、球磨机、摆式磨机、各种磨煤机、振动磨、砂磨机、胶体磨等。

轮碾机是利用辊轮的重力，压碎和碾碎物料的粗粉磨机械，粉碎机构为辊轮和碾盘。