滚轴筛的机械结构设计

1绪论

1.1 总体前景展望

随着我国工业经济快速发展，各行各业急待发展，基础设施建设如火如荼地进行着。厂房、设备、交通设施需求急剧增加，电力的需求已远远不能满足，当今年一季度我国固定资产投资同比增速超过50%时,投资快速增长导致一季度缺电程度进一步加深。数据显示,今年一季度全社会用电量超过了4800亿千瓦(同比增长15.7%),拉限电围扩大到了24个省份。可以说,电力供应总量不足,是导致目前缺电的根本原因之一,解决缺电的根本途径是要加快电力工业的发展步伐。

事实上,电力供应总量不足是由一系列因素造成的。首先,电力建设滞后于电力需求增长,近年来我国电力基建投资占全国基建投资比例逐年下降,导致发电装机增长严重滞后于用电量增长；其次,我国经济的高速持续增长,带动了用电需求全面高涨,尤其是固定资产投资增长总额逐年攀升,但配套装机容量无法同步跟上,直接导致了缺电程度加深。第三,高耗能行业高速增长,导致用电结构重型化,使电力供应对经济增长的支撑能力下降。还有,电煤供应紧等因素,也直接加剧了电力供需的紧程度。

电力行业的滞后发展,已经成为影响我国经济增长的瓶颈因素,加快电力工业发展,尽快增长电力供应能力,是实现电力供需平衡的关键所在。其中,加快电力基建投资和设备投资规模,可以化解目前我国电力供应总量不足的突出问题,又是解决目前缺电或电力供需紧局面的根本途径之一。与其他行业投资增长过快需要降温的情况不同,电力投资增长趋势却非常乐观。

所以,从我国电力工业发展的前景分析,由于电力工业是为我国经济增长提供能源的基础性产业之一,我国经济持续增长必然需要电力工业的快速发展,所以电力工业下一步将进入高速增长的发展阶段。

世界上至少今后20～30年还将主要靠化石燃料提供能源，但化石燃料利用会造成环境污染，排出CO2等温室气体，为了解决这个矛盾，要求更加广泛的使用电力。我国早在1985年提出能源工业的发展要以电力为中心；1995年又提出能源建设要以电力为中心，这个方针与世界潮流是一致的。

从发达国家几十年的实践来看，电力增长越快，总的能源需求增长越慢；电力占终端能源比重越大，单位产值的能源消费(即能源强度)越低；

电力工业是最能清洁利用化石燃料的部门，也是效率最高地利用化石燃料的部门，发达国家几乎把污染最严重的煤炭的全部或大部分用于发电。

因此，为了应和我国经济的快速发展，我们要加快电力机械研发步伐。

从发达国家几十年的实践来看，电力增长越快，总的能源需求增长越慢；电力占终端能源比重越大，单位产值的能源消费(即能源强度)越低；

电力工业是最能清洁利用化石燃料的部门，也是效率最高地利用化石燃料的部门，发达国家几乎把污染最严重的煤炭的全部或大部分用于发电。

因此，为了应和我国经济的快速发展，我们要加快电力机械研发步伐。

由于目前我国火力发电厂使用的燃煤一般都是未经分级的原煤,粒度在0～300 mm之间,大多数不符合磨煤机要求。燃煤在输送到磨煤机之前必须经过一系列的筛分和破碎等工作,所以,煤料的筛分是一项不能忽视的重要工作。而筛分工作的主要设备就是筛煤机。目前,燃煤电厂常用的筛煤机有固定筛、振动筛、滚筒筛、波动筛和滚轴筛等。这些筛机在筛分时,其筛分效率、工作粉尘、噪声、堵塞现象、金属消耗及功率等特性都因其筛种的不同而有所差异。筛机性能的优劣不仅直接影响碎煤机的工作效率、磨耗、工耗等,而且还影响输煤系统的安全运行和费用消耗。

1.2 各筛型优缺点比较

从目前掌握的资料来看,国尚没有一种非常适合电厂工况要求的筛煤机,在输煤系统中煤的筛分仍然是一个簿弱环节,所以筛煤机在机械结构设计和性能方面有待于进一步研究。下表是各种筛型的优缺点比较。

表1-1各种筛型优缺点比较

根据上表提供的信息，针对上述情况,参阅国外资料和国几个制造筛机的厂家资料,在等厚筛分的工作原理基础上,设计出一种较为先进的新型煤筛———香蕉形滚轴筛。

2滚轴筛的机械结构设计

2.1滚轴筛的设计思想

滚轴筛的主要设计思想是：滚轴筛煤机利用多轴旋转推动物料前移, 并同时进行筛分。它的工作机构是一排排的筛轴, 各筛轴按照同一方向旋转, 使物料沿筛面向前运动, 同时搅动物料, 小于筛孔尺寸的颗粒受自重及筛轴旋转力的作用从筛孔落下, 大于筛孔尺寸的颗粒留在筛面上继续向前运动并进入碎煤机进行破碎。它由电机、件速器、旁路机构、筛轴、机罩、堵煤报警器等组成。工作时，电机通过减速器、传动链条驱动筛轴作同向转动，推动物料在筛面上向前滚动。物料在滚动过程中，小块物料落下，大块物料从筛面滚过，进入碎煤机。本系列设备具有如下特点：1）全部采用链条传动，结构简单，寿命长，便于维护。2）设有多组筛片清扫器，筛面清洁，筛分效率高，不易堵煤。3）设有堵煤报警器，确保设备安全运行。4）全密封结构，无粉尘泄漏，脊形顶面，便于冲洗。

2.2 滚轴筛的工作原理

筛机是利用多轴旋转推动物料前移，并同时进行筛分的一种机械。它由电动机经减速器减速后，通过传动轴上的伞齿轮分别传动各个筛轴，其筛轴转速可通过变频调速器改变电机转速而实现无级调速。筛机，可在滚轴筛的入口端增装电动推杆机构控制切换挡板。煤流既可经筛筛分，又可经挡板切换流向旁路通过。

依据等厚筛分法原理进行设计，等厚筛分法是在入料端给予料层一个比普通筛分法大的加速度,使物料运动速度加快,则料层迅速变薄并分层。在整个筛分过程中,不管小于筛孔的颗粒在入料中所占百分比是多少,筛上料层厚度从入料端到出料端基本保持不变或递增,经过分层后,小于或等于30 mm的物料利用物料的自重及筛轴旋转力的作用,沿筛孔落下,大于30 mm的筛上物料,继续向前滚动,并落入碎煤机。如果入料粒度小于或等于30mm,可由筛机旁路直接进入系统。等厚筛分法是建立在料群运动的理论基础上。

物料在筛面上的筛分过程包括2 个阶段:第1 阶段是分层阶段,物料在大的加速度作用下,按粒度大小分层;小于筛孔的颗粒透筛。第2 阶段是透筛阶段,在这个阶段物料已基本成层,小颗