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桂林礦山設備有限公司 2011-04-28 點擊2404次
懸擺和立式縱擺磨粉機的研究
擺式磨粉機又稱雷蒙機（Raymond）。主要用于冶金、化工、建材等行業(yè)所需要的產品，礦石硬度在莫氏硬度七級以下，濕度在6%以下的非易燃易爆的物料的研磨。擺式磨粉機發(fā)展至今，已有原來單一的懸擺結構發(fā)展成為今天的立式縱擺結構。本文通過對兩種結構的工作原理、結構及參數(shù)進行理論分析和研究，從而闡明兩種結構對產量及粒度影響的理論依據(jù)。
一、懸擺和立式縱擺式磨粉機的工作原理、結構及參數(shù)分析
1、懸擺及立式縱擺磨粉機工作原理：
（1）、懸擺式：當主電機動力（見圖一）經齒輪減速機減速后，驅動中心軸及固定在中心軸上的梅花架旋轉，鉸接懸掛在梅花架上的磨輥總成繞中心軸旋轉，同時磨輥繞磨輥軸自轉，在離心力的作用下，磨輥向外擺動壓緊磨環(huán)，使鏟刀鏟起的物料在其間達到粉碎和研磨作用，粉碎后的粉末被鼓風機的氣流吹到主機上方的分析機進行篩分，粒度過粗者仍落入主機腔內重磨，粒度合乎要求的隨風流進入大旋風收集器，收集后經出粉管排出即為成品。
（2）、立式縱擺式：當主電機動力（見圖二）經齒輪減速機減速后，驅動中心軸及固定在中心軸上的梅花架旋轉時，磨輥在離心力的作用下繞中心軸旋轉，同時也繞縱擔軸平行擺動，使得磨輥向外平行壓緊磨環(huán)，從而保證磨輥和磨環(huán)以最大面接觸。同時磨輥繞磨輥軸自轉，使鏟刀鏟起的物料在其間達到粉碎和研磨作用，粉碎后的粉末被鼓風機的氣流吹到主機上方的分析機進行篩分，粒度過粗者仍落入主機腔內重磨，粒度合乎要求的隨風流進入大旋風收集器，收集后經出粉管排出即為成品。
2、懸擺和立式縱擺磨粉機結構分析（立式縱擺磨粉機本人于2000年2月已獲國家實用新型專利證書）
（1）、磨輥總成結構分析
懸擺式磨輥總成由磨輥套、磨輥軸、磨輥、橫擔軸、及軸承組成見（圖三），橫擔軸兩端通過橡膠套管水平懸掛在梅花架上。
立式縱擺磨輥總成見（圖四）由磨輥套、磨輥軸、磨輥縱擔軸及軸承組成。磨輥套為雙筒結構：右筒內通過上下兩軸承裝有磨輥軸、磨輥。左筒內通過上下兩軸承裝有縱擔軸，縱擔軸的兩端垂直固定在梅花架上下兩爪上。
（2）、主機結構分析：
（a）懸擺式磨粉機主機結構分析（見圖五）
懸擺式磨粉機由于結構尺寸的限制，使磨輥和磨環(huán)接觸不佳，從圖可以看出磨環(huán)孔徑尺寸過小致磨輥中心偏離5mm，磨輥和磨環(huán)之間形成了一個負擺角 0.5°，這樣縮小了回旋半徑（R）,從而減小了F研磨（因F研磨∝R）。而且研磨面集中在上角，減小了磨輥的研磨面，因而結構尺寸的不合理性是導至粉磨效率低一個重要原因。
從上述分析可知懸擺式磨粉機：磨輥總成的回旋半徑（R）小、相對研磨力(F研磨)小 、接觸面積不恒定 。實際表明：新磨輥裝入主機開始粉磨時，單位產量最低，隨著磨輥的磨損，負擺角逐漸消失，產量增高，當磨輥繼續(xù)磨損到一定程度時，產生正擺角，這時產量又降低，就是因為上述的道理。
（b）立式縱擺式磨粉機主機結構分析（見圖六）
從圖上可以看出：磨輥在離心力的作用下繞中心軸旋轉，同時也繞縱擔軸平行擺動，使得磨輥向外平行壓緊磨環(huán)，從而保證磨輥和磨環(huán)以最大面接觸；而且 F離心百分百轉化成F研磨。從上述分析可知立式縱擺式磨粉機比懸擺式磨粉機F研磨 、研磨面積恒定 。這就決定了立式縱擺磨粉機產量比懸擺式磨粉機產量高的原因就是上述的道理。
3、懸擺和立式縱擺磨粉機參數(shù)分析：
（1）、懸擺式磨粉機的制粉效率跟磨輥的F研磨力有著重要的關系見（圖五），增加磨輥對墊粉層的研磨力，可提高制粉效率。研磨力的大小取決于磨輥總成的自重、重心位置、主機的幾何尺寸和轉速有關。主機的研磨力是通過中心軸傳動經活動支點帶動磨輥裝置旋轉，產生離心力，傳給磨輥作用在磨料上，磨料在磨輥、磨環(huán)之間滑行，受到磨輥的擠壓被碾碎。計算公式：F離心=ΣMa
F研磨=F離心×h/H； F離心=K.n2. .m R. （K:恒定系數(shù)；F離心：離心力； R：磨輥總成重心至中心軸的旋轉半徑； F研磨：研磨力； h：懸掛點到磨輥總成重心的長度 ； H：懸掛點到磨輥重心總長度;n:主機轉速，m:磨輥總成的質量)。從上式：F研磨=K.n2. m .R. h/H可知,當質量m不變的前提下，提高主機轉速研磨力有所提高。對于硬度較高的礦物來說，其產量會明顯提高;但對于硬度低的物料則產量提高不是很明顯，因為隨著轉速的提高，鏟刀鏟料性能差，影響墊料層的形成，造成空磨，出現(xiàn)嚴重的振動和噪音，機件易損壞，同時振動大時研磨面減小（因振動時磨輥和磨環(huán)接觸為點接觸或線接觸）。我們從上述參數(shù)分析可以知道因h/H＜1 ，故F研磨＜F離心，所以說懸擺式磨粉機，研磨力總是小于離心力。
（2）、立式縱擺式磨粉機的制粉效率跟磨輥的研磨力有著重要的關系見（圖六），增加磨輥對墊粉層的研磨力，可提高制粉效率。研磨力的大小取決于磨輥總成的自重、主機的幾何尺寸和轉速。磨輥在離心力的作用下繞中心軸旋轉，同時也繞縱擔軸平行轉動，使得磨輥向外平行壓緊磨環(huán)，離心力直接轉換成研磨力，即F離心= F研磨。而且磨輥繞縱擔軸平行傳動壓緊磨環(huán)從而保證磨輥和磨環(huán)以最大面接觸。從F離心= F研磨=K. n2. m .R （K:恒定系數(shù)； R：磨輥總成重心至中心軸的旋轉半徑；m:磨輥總成的質量）。所以說立式縱擺式磨粉機，研磨力等于離心力。
4、懸擺式和立式縱擺磨粉機研磨力比較：
桂林恒達公司懸擺式和立式縱擺磨輥總成質量比：m縱擺/m懸擺=1.2（由設計重量得出的比值）；懸擺式磨輥總成的重心和磨輥重心到懸掛點的距離之比即h/ H =0.8（由重心計算得出的比值）。在同等功率電機的帶動下，F(xiàn)研磨縱擺/ F研磨懸擺=1.2×（10/8）=1.5。所以說立式縱擺磨粉機研磨力是懸擺式磨粉機的研磨力大1.5倍。
從以上分析及計算得出立式縱擺磨粉機比懸擺式磨粉機研磨力大，研磨面積恒定，因而產量高的原因，從用戶使用情況來看立式縱擺式磨粉機較懸擺式磨粉機產量可以提高30%左右。
但是該結構存在密封可靠性問題：即立式縱擺式磨粉機因磨輥繞中心軸旋轉的同時也繞縱擔軸傳動，但傳動的角度在0-10°范圍（擺動），擺動的頻率非常之高，密封的可靠性存在很大的難度，密封很容易失效，軸承進粉，維修頻繁，從而制約了該結構的推廣。
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