第五章-輪碾機

1、2021/6/71 硅酸鹽工業(yè)機械及設備硅酸鹽工業(yè)機械及設備 第第5 5章章 輪碾機輪碾機 2021/6/72 主主 要要 內內 容容 v1. 工作原理及類型工作原理及類型 v2. 構造構造 v3. 工作參數(shù)的確定工作參數(shù)的確定 v4. 性能及應用性能及應用 2021/6/73 5-1 工作原理及類型工作原理及類型 v輪碾機的主要工作部件是輪碾機的主要工作部件是碾輪及碾盤碾輪及碾盤。利用。利用 碾輪與碾盤之間的相對運動，以碾輪與碾盤之間的相對運動，以擠壓兼施磨擠壓兼施磨 剝剝方式將物料粉碎，它用于方式將物料粉碎，它用于中硬質和軟質物中硬質和軟質物 料料的的細碎和粗磨細碎和粗磨作業(yè)。粉碎的同時還

2、起著物作業(yè)。粉碎的同時還起著物 料的料的混合混合作用。作用。 2021/6/74 v當碾輪對碾盤作相對當碾輪對碾盤作相對 轉動時，由于圓柱形轉動時，由于圓柱形 碾輪不管距離主軸遠碾輪不管距離主軸遠 近，均以同一線速度近，均以同一線速度 轉動，這樣除了在輪轉動，這樣除了在輪 寬的中心線附近是寬的中心線附近是純純 滾動滾動外，碾輪中心線外，碾輪中心線 附近的內外側均有附近的內外側均有滑滑 動動。 2021/6/75 v輪碾機在工作時，除了對物料進行擠壓作用輪碾機在工作時，除了對物料進行擠壓作用 外，還兼施于磨剝作用，物料在輪碾機中受外，還兼施于磨剝作用，物料在輪碾機中受 到反復的粉碎和混煉作用。到

3、反復的粉碎和混煉作用。 v輪寬越大，相對滑動越大，磨剝作用越大。輪寬越大，相對滑動越大，磨剝作用越大。 根據工藝要求，當需要獲得較大根據工藝要求，當需要獲得較大磨剝作用磨剝作用進進 行破碎時，行破碎時，輪寬輪寬宜選取宜選取大大些；若主要靠些；若主要靠擠壓擠壓 作用作用粉碎物料時，輪寬宜選取粉碎物料時，輪寬宜選取小小些，還可節(jié)些，還可節(jié) 省動力消耗。省動力消耗。 2021/6/76 v現(xiàn)有輪碾機可按其結構形式、工藝用途及工作方式現(xiàn)有輪碾機可按其結構形式、工藝用途及工作方式 來分類：來分類： 1. 按按結構特點結構特點可分為盤轉式和輪轉式兩類?？煞譃楸P轉式和輪轉式兩類。 v盤轉式盤轉式輪碾機：碾盤

4、由驅動裝置帶輪碾機：碾盤由驅動裝置帶 動作等速回轉，碾輪受到盤面的摩動作等速回轉，碾輪受到盤面的摩 擦帶動，只繞本身的水平軸自轉。擦帶動，只繞本身的水平軸自轉。 v優(yōu)點優(yōu)點：工作平穩(wěn)，轉速可高些，產：工作平穩(wěn)，轉速可高些，產 量高，動力較省。量高，動力較省。 v缺點缺點：結構較復雜，碾盤中物料會：結構較復雜，碾盤中物料會 受到慣性離心力作用，容易散開。受到慣性離心力作用，容易散開。 2021/6/77 v輪轉式輪轉式輪碾機：碾輪既繞主輪碾機：碾輪既繞主 軸公轉，又繞水平軸自轉，軸公轉，又繞水平軸自轉， 碾盤則固定不動。碾盤則固定不動。 v優(yōu)點優(yōu)點：結構簡單，主軸軸承：結構簡單，主軸軸承 負荷較

5、小，物料不宜散開。負荷較小，物料不宜散開。 v缺點缺點：工作時有很大的慣性：工作時有很大的慣性 離心力產生，有時碾輪甩脫離心力產生，有時碾輪甩脫 的傾向；當慣性離心力不平的傾向；當慣性離心力不平 衡時，主軸很易損壞。衡時，主軸很易損壞。 2021/6/78 2. 按按傳動方式傳動方式可分為頂部傳動式和底部傳動式兩類?？煞譃轫敳總鲃邮胶偷撞總鲃邮絻深悺?v頂部傳動式輪碾機拆裝和維修方便，易于防塵，但傳動齒輪頂部傳動式輪碾機拆裝和維修方便，易于防塵，但傳動齒輪 磨損時，鐵屑和油垢易落入碾盤中，使物料污染（對陶瓷、磨損時，鐵屑和油垢易落入碾盤中，使物料污染（對陶瓷、 玻璃以及耐火材料的生產不利）。底

6、部傳動式輪碾機無此弊玻璃以及耐火材料的生產不利）。底部傳動式輪碾機無此弊 病，結構比較緊湊穩(wěn)固，但維修比較困難。病，結構比較緊湊穩(wěn)固，但維修比較困難。 3. 按按碾輪材料碾輪材料可分為金屬輪式和石輪式兩類。陶瓷和玻璃工業(yè)采可分為金屬輪式和石輪式兩類。陶瓷和玻璃工業(yè)采 用石輪式輪碾機，避免鐵質污染原料。用石輪式輪碾機，避免鐵質污染原料。 4. 按按工藝用途工藝用途可分為干碾機和濕碾機兩類。干碾機用于處理含水可分為干碾機和濕碾機兩類。干碾機用于處理含水 量低于量低于10%的物料；濕碾機用于處理含水量超過的物料；濕碾機用于處理含水量超過15%的物料。的物料。 5. 按按操作方式操作方式可分為連續(xù)式和

7、間歇式兩類。可分為連續(xù)式和間歇式兩類。 2021/6/79 5-2 構造構造 v一、濕磨輪碾機一、濕磨輪碾機 v如圖為如圖為底部傳動底部傳動、連續(xù)作業(yè)連續(xù)作業(yè)的的 輪轉輪轉式式濕磨濕磨輪碾機。輪碾機。 v碾盤底部鑲有碾盤底部鑲有帶孔的篩板帶孔的篩板，用，用 于卸料。孔的截面于卸料。孔的截面呈梯形呈梯形，下，下 面較大，避免阻塞。面較大，避免阻塞。 v碾盤上還裝有可調整角度的碾盤上還裝有可調整角度的刮刮 板板，由主軸帶動旋轉，將碾盤，由主軸帶動旋轉，將碾盤 上被碾輪壓開的物料重新刮到上被碾輪壓開的物料重新刮到 輪子下破碎。當破碎粘濕物料輪子下破碎。當破碎粘濕物料 時，還要安裝能耙松壓實物料時，還

8、要安裝能耙松壓實物料 層的層的耙子耙子。 2021/6/710 v兩只碾輪安裝在離主軸中心不同距兩只碾輪安裝在離主軸中心不同距 離的地方（通常離的地方（通常R1/R2 1.2），以），以 增大碾輪在碾盤上的滾壓面積。為增大碾輪在碾盤上的滾壓面積。為 了平衡慣性離心力，用將距主軸較了平衡慣性離心力，用將距主軸較 近的碾輪輪轂空隙中填充混凝土的近的碾輪輪轂空隙中填充混凝土的 方法來調整質量。方法來調整質量。 v碾輪轉軸通過碾輪轉軸通過曲軸曲軸與主軸相連（如與主軸相連（如 右圖），使碾輪在碾盤上的高度可右圖），使碾輪在碾盤上的高度可 以調節(jié)。當遇到過厚的料層或堅硬以調節(jié)。當遇到過厚的料層或堅硬 的料

9、塊時，碾輪自動升起，避免碾的料塊時，碾輪自動升起，避免碾 輪零件的折斷及主軸的彎曲。輪零件的折斷及主軸的彎曲。 2021/6/711 二、干磨輪碾機二、干磨輪碾機 v右圖為右圖為頂部頂部傳動傳動連續(xù)連續(xù)工作的工作的盤盤 轉轉式式干磨干磨輪碾機。輪碾機。 v碾盤碾盤固裝在主軸上，由電動機固裝在主軸上，由電動機 帶動旋轉。帶動旋轉。 v兩個兩個碾輪碾輪分別活動套裝在水平分別活動套裝在水平 軸上，水平軸兩端支承在機架軸上，水平軸兩端支承在機架 兩側的兩個軸承上，中部則通兩側的兩個軸承上，中部則通 過活動套裝在主軸上。過活動套裝在主軸上。 v軸承的箱體可沿機架里側的導軸承的箱體可沿機架里側的導 槽上下

10、滑動，從而可以自動的槽上下滑動，從而可以自動的 上下調整碾輪的高度，起到上下調整碾輪的高度，起到保保 護作用護作用。 2021/6/712 v輪碾機工作時，喂入的物料被裝在梁上的刮刀刮到碾輪下輪碾機工作時，喂入的物料被裝在梁上的刮刀刮到碾輪下 面，進行反復粉碎。面，進行反復粉碎。 v碾盤外側有鋼制卸料篩板，粉碎的物料由于碾盤外側有鋼制卸料篩板，粉碎的物料由于慣性離心力慣性離心力和和 擠壓擠壓作用，被甩到碾盤周邊的篩面上，通過篩孔落到下面作用，被甩到碾盤周邊的篩面上，通過篩孔落到下面 的環(huán)形受料槽內，被與碾盤一起轉動的卸料刮刀刮送到出的環(huán)形受料槽內，被與碾盤一起轉動的卸料刮刀刮送到出 料口卸出。

11、篩板上未能通過篩孔的物料，被刮刀送到碾輪料口卸出。篩板上未能通過篩孔的物料，被刮刀送到碾輪 下繼續(xù)粉碎。下繼續(xù)粉碎。 v產品的細度可通過產品的細度可通過調節(jié)篩孔的大小和給料量調節(jié)篩孔的大小和給料量來控制。但輪來控制。但輪 碾機不宜細磨物料，細磨時產量顯著下降，而單位電耗急碾機不宜細磨物料，細磨時產量顯著下降，而單位電耗急 劇增加。劇增加。 2021/6/713 v盤轉式輪碾機的轉速也有一定限制，當轉速太大時，慣性盤轉式輪碾機的轉速也有一定限制，當轉速太大時，慣性 離心力會將物料拋向盤邊。離心力會將物料拋向盤邊。 v離心卸料盤轉式高速輪碾機離心卸料盤轉式高速輪碾機：旋轉的碾盤與固定邊緣之間：旋轉

12、的碾盤與固定邊緣之間 有縫隙，縫隙的大小可根據產品粒度要求進行調整。物料有縫隙，縫隙的大小可根據產品粒度要求進行調整。物料 在碾盤上，受到慣性離心力的作用甩向邊緣，通過縫隙的在碾盤上，受到慣性離心力的作用甩向邊緣，通過縫隙的 物料落入機下的收料斗中排出；不能通過縫隙的粗粒被刮物料落入機下的收料斗中排出；不能通過縫隙的粗粒被刮 板刮回碾輪下繼續(xù)粉碎。板刮回碾輪下繼續(xù)粉碎。 優(yōu)點優(yōu)點：生產能力高，動力消耗較小，由于沒有篩板，可以處：生產能力高，動力消耗較小，由于沒有篩板，可以處 理含水量達理含水量達12-14%的粘土而不致堵塞。的粘土而不致堵塞。 2021/6/714 v可推導出：可推導出：2 。

13、其中。其中為為 物料與碾盤或碾輪的摩擦物料與碾盤或碾輪的摩擦 角。角。 5-3 工作參數(shù)的確定工作參數(shù)的確定 v一、鉗角一、鉗角 v定義：碾輪與料塊接觸點的切線與碾盤之間的夾角定義：碾輪與料塊接觸點的切線與碾盤之間的夾角 。根據碾輪對料塊的壓力。根據碾輪對料塊的壓力P和由此壓力引起的摩擦和由此壓力引起的摩擦 力力fP的平衡關系，的平衡關系， sincosPfP tgtgf 2即即 2021/6/715 v為了滿足鉗角的要求，碾輪直徑為了滿足鉗角的要求，碾輪直徑D與喂入輪碾機的料與喂入輪碾機的料 塊尺寸塊尺寸d的比值大小應滿足：的比值大小應滿足： cos 2222 dDdD cos1 cos1

14、d D v對于干硬物料，料塊與碾輪之間的摩擦系數(shù)對于干硬物料，料塊與碾輪之間的摩擦系數(shù)f=0.3，則，則 =3340，故，故D/d=11。 v對于濕粘土，對于濕粘土，f=0.45， =4840，故，故D/d=5。 v為了安全，為了安全， D/d值宜增大值宜增大1020%，即在粉碎干硬物料或，即在粉碎干硬物料或 濕粘土時，應分別使?jié)裾惩習r，應分別使D14d及及D6d。 v若粉碎大塊物料，直徑需很大，故用于若粉碎大塊物料，直徑需很大，故用于細碎或粗磨細碎或粗磨。 2021/6/716 二、轉速二、轉速 v對于盤轉式輪碾機，轉速必須保證物料停留在碾輪下受壓對于盤轉式輪碾機，轉速必須保證物料停留在碾輪

15、下受壓 而不被甩向邊緣。因此，應使物料所受的慣性離心力不大而不被甩向邊緣。因此，應使物料所受的慣性離心力不大 于物料與碾盤的摩擦力。于物料與碾盤的摩擦力。 v設物料質量為設物料質量為m，物料與盤面摩擦系數(shù)為，物料與盤面摩擦系數(shù)為f，碾輪中心點的，碾輪中心點的 平均線速度為平均線速度為v，物料至盤中心的平均距離為，物料至盤中心的平均距離為Rm，則要求，則要求 m R mv mgf 2 將將 代入上式得代入上式得 30 nR v m m R f n30 式中，式中，n輪碾機的轉速輪碾機的轉速(r/min)；Rm物料至盤中心的平均距離物料至盤中心的平均距離(m)； f 物料與盤面的摩擦系數(shù)。物料與盤

16、面的摩擦系數(shù)。 v為了保證操作可靠，盤轉式轉速要減小為了保證操作可靠，盤轉式轉速要減小10%；輪轉式還要低；輪轉式還要低； 離心卸料的高速輪碾機，則應加大離心卸料的高速輪碾機，則應加大11.5倍。倍。 2021/6/717 三、生產能力三、生產能力 v輪碾機生產能力的輪碾機生產能力的影響因素影響因素：物料性質、料塊尺寸、粉碎度、：物料性質、料塊尺寸、粉碎度、 碾輪的尺寸及質量、碾盤結構、加料方式和主軸轉速等。碾輪的尺寸及質量、碾盤結構、加料方式和主軸轉速等。 v主要通過主要通過經驗公式經驗公式來估算輪碾機的生產能力。來估算輪碾機的生產能力。 v對于對于干碾破碎硬質物料和干燥粘土干碾破碎硬質物料

17、和干燥粘土時，經驗公式為：時，經驗公式為： Q=mDn/28 式中，式中，m每個碾輪的質量每個碾輪的質量(t)； D碾盤的直徑碾盤的直徑(m)； n 主軸或碾盤的轉速主軸或碾盤的轉速(r/min)。 v對帶有篩板的輪碾機，在對帶有篩板的輪碾機，在濕碾泥料濕碾泥料時的生產能力的經驗公式：時的生產能力的經驗公式： Q=60LF(a+b)n 式中，式中，L碾輪每壓輥一次，從篩孔中擠出的泥條長度碾輪每壓輥一次，從篩孔中擠出的泥條長度(m)，與泥料的水分、，與泥料的水分、 可塑性以及篩孔大小有關，濕度為可塑性以及篩孔大小有關，濕度為2022%的粘土約為的粘土約為2025mm； F 篩孔的截面積篩孔的截面

18、積(m2)； n主軸轉速主軸轉速(r/min)； (a+b) 主軸每轉一轉時，兩個碾輪壓過的篩孔數(shù)。主軸每轉一轉時，兩個碾輪壓過的篩孔數(shù)。 2021/6/718 四、功率四、功率 v輪碾機所需功率，主要用來克服碾輪與碾盤之間輪碾機所需功率，主要用來克服碾輪與碾盤之間 相對運動時的阻力相對運動時的阻力：碾輪的滾動摩擦阻力、滑動：碾輪的滾動摩擦阻力、滑動 摩擦阻力、刮板的摩擦阻力及傳動的摩擦阻力等。摩擦阻力、刮板的摩擦阻力及傳動的摩擦阻力等。 可用下式估算：可用下式估算： 1624 21 f D fmBnZ KN 式中，式中，K校正系數(shù)，常取校正系數(shù)，常取11.5； B碾輪寬度碾輪寬度(m)； m每個碾輪的質量每個碾輪的質量(t)； Z碾輪個數(shù)；碾輪個數(shù)； 總效率，常取總效率，常取0.60.8 n 主軸轉速主軸轉速(r/min)； f1滾動摩擦系數(shù)，常取滾動摩擦系數(shù)，常取0.010.03； D碾輪直徑碾輪直徑(m)； f2滑動摩擦系數(shù)，常取滑動摩擦系數(shù)，常取0.30.45