2156SF500100打散分級機(jī)總體及機(jī)架設(shè)計.

1、目錄 1 前言 . 1 2 SF500/100 打散分級機(jī)的總體設(shè)計 3 2.1 總體方案論證 3 2.2 機(jī)體主要尺寸的確定 4 2.3 風(fēng)輪電機(jī)的選型 5 2.4 打散電機(jī)的選型 . 10 3 主梁及機(jī)架的設(shè)計 . 12 3.1 主梁的設(shè)計 . 12 3.2 機(jī)架的設(shè)計 . 14 3.3 機(jī)架一與機(jī)架二連接螺栓的校核 . 16 4 設(shè)備的安裝 . 19 4.1 安裝總順序 . 19 4.2 頂部蓋板及機(jī)架的安裝 . 19 4.3 內(nèi)外筒體的安裝 19 4.4 回轉(zhuǎn)部件的安裝 19 4.5 傳動系統(tǒng)的安裝 20 4.6 潤滑系統(tǒng)的安裝 20 4.7 風(fēng)扇及檢測系統(tǒng)的安裝 20 5 設(shè)備的日常

2、維護(hù) . 21 6 結(jié)論. 22 參考文獻(xiàn) . 23 致謝. 24 附 錄. 25 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書2006 1刖言 打散分級機(jī)是在九十年代初開發(fā)問世的新型料餅打散分選設(shè)備，集料餅打散 與顆粒分級于一體，與輥壓機(jī)配套使用，構(gòu)成獨立的擠壓打散回路?？梢韵?壓機(jī)邊緣漏料和開停機(jī)過程中及正常工作時未被充分?jǐn)D壓的大顆粒物料對后續(xù) 球磨系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，獲得大幅度增產(chǎn)節(jié)能的效果。進(jìn)入80年代中期后， 輥壓機(jī)因其高效、節(jié)能、低耗等特點，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。隨著輥壓 機(jī)的推廣應(yīng)用，雖然擠壓過的物料中有70%、于2mn顆粒，并且有約占總量25 30%、于0.08mm的成品，但是仍有約占總

3、量1O15%大于5mm的大顆粒，并且隨 著輥壓機(jī)使用周期的加長側(cè)面擋板磨損后而未能及時更換，大顆粒物料的比例將 加大。因此，擠壓過物料的顆粒分布很寬， 使得后續(xù)球磨機(jī)的配球較難適應(yīng)上述 物料，影響系統(tǒng)產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。因而水泥生產(chǎn)商迫切需求某中設(shè)備來對輥壓 過的物料進(jìn)行打散分級處理，將大顆粒物料返回輥壓機(jī)，細(xì)粉進(jìn)入球磨機(jī)。為了 進(jìn)一步完善擠壓預(yù)粉磨系統(tǒng)，使得進(jìn)入后續(xù)粉磨系統(tǒng)的物料顆粒小而均齊，成為 各國擠壓預(yù)粉磨技術(shù)研究的主要內(nèi)容，國內(nèi)外各大水泥裝備公司相繼開發(fā)出多種 設(shè)備和新工藝來達(dá)到上述目的。而打散分級機(jī)就是在上述背景下誕生的新型料餅 打散分選設(shè)備。 本課題來源于江陰水泥廠，由于該廠長期使

4、用輥壓機(jī)，但一直受到產(chǎn)量不高 的影響。因而他們迫切希望能設(shè)計出一臺打散分級設(shè)備與輥壓機(jī)聯(lián)合使用來提高 預(yù)粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量。為此，他們特地委托本單位設(shè)計SF500/100型打散分級機(jī)。 同時也給出了兩個基本生產(chǎn)能力參數(shù)： a. 臺時產(chǎn)量80110t/h ； b. 分級粒徑0.22mm通過調(diào)頻電機(jī)變速實現(xiàn)。 為此，我們在咸斌老師的指導(dǎo)下，根據(jù)廠方提出的要求及提供的數(shù)據(jù)首先進(jìn) 行了方案的提出與論證，經(jīng)過研究決定：打散采用離心沖擊粉碎的原理， 經(jīng)輥壓 機(jī)擠壓后的物料呈較密實的餅狀，由對稱布置的進(jìn)料口連續(xù)均勻地喂入， 落在帶 有錘形凸棱襯板的打散盤上，主軸帶動打散盤高速旋轉(zhuǎn)，使得落在打散盤上的料 餅在襯板

5、錘形凸棱部分的導(dǎo)向作用下得以加速并脫離打散盤，料餅沿打散盤切線 方向高速甩出后撞擊到反擊襯板上后被粉碎。由于物料的打散過程是連續(xù)的，因 而從反擊襯板上反彈回的物料會受到從打散盤連續(xù)高速飛出物料的再次劇烈沖 擊而被更加充分地粉碎。錘形凸棱主要作用是避免物料在打散盤上打滑，使甩出 的物料具有較高的初速度，從而獲得較大的動能，能夠有力地撞擊沿打散盤周向 布置的反擊襯板，用以強(qiáng)化對料餅的沖擊粉碎效果。 經(jīng)過打散粉碎后的物料在擋料錐的導(dǎo)向作用下通過擋料錐外圍的環(huán)形通道 進(jìn)入沿風(fēng)輪周向分布的風(fēng)力分選區(qū)內(nèi)。物料的分級應(yīng)用的是慣性原理和空氣動力 學(xué)原理，粗顆粒物料由于其運動慣性大，在通過風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中

6、，運動 狀態(tài)改變較小而落入內(nèi)錐筒體內(nèi)被收集，由粗粉卸料口卸出返回，同配料系統(tǒng)的 新鮮物料一起進(jìn)入輥壓機(jī)上方的稱重倉。細(xì)粉由于其運動慣性小，在通過風(fēng)力分 選區(qū)的沉降過程中，運動狀態(tài)改變較大而產(chǎn)生較大的偏移， 落入內(nèi)外筒體之間被 收集，由細(xì)粉卸料口卸出送入球磨機(jī)繼續(xù)粉磨或入選粉機(jī)直接分選出成品。 由于打散分級機(jī)是為完善擠壓預(yù)粉磨系統(tǒng)而設(shè)計的，所以整個設(shè)計過程圍繞 提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低能耗，減少成本而展開。 因為打散分級機(jī)的設(shè)計以提高產(chǎn)量 降低能耗為目標(biāo)，響應(yīng)了世界節(jié)能的口號，所以將得到政府的支持，用戶的青睞, 具有廣闊的市場前景。 本課題有我和其他兩位同學(xué)完成，我主要負(fù)責(zé)機(jī)器的總體設(shè)計協(xié)調(diào)三人的工

7、作以及機(jī)架部分的設(shè)計。 27 2 SF500/100打散分級機(jī)的總體設(shè)計 2.1總體方案論證 已知條件：臺時產(chǎn)量 80110t/h，分級粒徑0.22mm 總體方案結(jié)構(gòu)示意圖： 2 A 5 fi 圖2-1打散分級機(jī)的結(jié)構(gòu) 1.風(fēng)輪電機(jī) 2.打散盤 3.打散電機(jī) 4.反擊襯板 5.擋料錐 6.風(fēng)輪 7.回風(fēng)筒 8.分級區(qū)域 9.內(nèi)筒體 10.外筒體 11.進(jìn)料口 12.粗粉出料口 13細(xì)粉出料口 圖2-1為打散分級機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，物料由進(jìn)料口 11進(jìn)入打散分級機(jī)，落在打 散盤2 上,打散電機(jī)3通過帶輪帶動打散盤旋轉(zhuǎn)，物料在離心力作用下脫離打散 盤高速甩出，沖擊在反擊襯板4上得到粉碎，然后由于擋料錐5的

8、阻擋作用沿?fù)?料錐邊緣下落進(jìn)入到分級區(qū)域 8,風(fēng)輪電機(jī)1直接帶動風(fēng)輪6旋轉(zhuǎn)形成風(fēng)場，物 料進(jìn)入分級區(qū)域后在風(fēng)場的作用下實現(xiàn)分級，由于大顆粒物料慣性大，運動狀態(tài) 改變小，徑向偏移小，掉如內(nèi)筒體 9內(nèi)，由粗粉出料口 12排出，小顆粒物料由 于慣性小，徑向偏移比較大，掉入外筒體10與內(nèi)筒體之間，由細(xì)粉出料口 13排 出。 該機(jī)由于風(fēng)輪與打散盤的空間布置處于同一軸線上， 但是兩者的轉(zhuǎn)速又不相 同，軸的布置是關(guān)鍵問題，經(jīng)過和老師以及同課題組人員的討論， 最后決定采用 中空軸結(jié)構(gòu)。 機(jī)體主要是這樣一種結(jié)構(gòu)，外筒體通過螺栓與預(yù)埋鋼板相連將整臺機(jī)器固定 于建筑物上，內(nèi)筒體通過支架固定于外筒體上，回風(fēng)筒通過支架

9、固定與內(nèi)筒體， 內(nèi)外筒體以及回風(fēng)筒要保證處于同一回轉(zhuǎn)軸線上，外筒體上端由頂板密封，頂板 上焊有主梁以承受機(jī)架及電機(jī)的重力所帶來的壓力同時保證頂板有足夠的剛度 而不變形，主軸通過軸承安裝在中空軸內(nèi)，風(fēng)輪通過調(diào)頻電機(jī)帶動主軸而直接帶 動，中空軸通過軸承安裝在固定于機(jī)架的套筒上，打散盤裝在中空軸上，打散電 機(jī)通過帶輪帶動中空軸從而實現(xiàn)打散盤轉(zhuǎn)動。在機(jī)架上還設(shè)有布置對稱的進(jìn)料裝 置，能使打散后的物料形成較為均勻的環(huán)形料幕進(jìn)入分級區(qū)域，從而達(dá)到理想的 分級效果。 2.2機(jī)體主要尺寸的確定 根據(jù)分析打散分級機(jī)的分級過程與離心式選粉機(jī)和旋風(fēng)式選粉機(jī)均有相似 之處。由于分級設(shè)備的生產(chǎn)能力與選粉室截面積近似成正

10、比，即： Qs=KD2（ 2-1） Qs 設(shè)計用產(chǎn)量單位t/h ； D 打散分級機(jī)的直徑單位m K 生產(chǎn)能力系數(shù)。與物料的性質(zhì)，產(chǎn)品細(xì)度等有關(guān)。對于生產(chǎn) 325號及 425號常用水泥時，K值為5.25。 由于通用分級設(shè)備的分級效率一般為 7585%我們?nèi)”ｋU效率80% 那么我們設(shè)計用產(chǎn)量： Qs=Q/（2-2） Q 打散分級機(jī)的臺時產(chǎn)量單位t/h ; 打散分級機(jī)的效率。 為保證能達(dá)到最大生產(chǎn)能力，我們以要求的最高產(chǎn)量110t/h作為設(shè)計依據(jù)， 根據(jù)公式（2-2 ），我們得到設(shè)計用產(chǎn)量為 Qs=137.5t/h。再根據(jù)公式（2-1 ）得 到打散分級機(jī)的直徑D=5.07m我們將D取整得到打散分級機(jī)

11、的直徑為 5m再參 照旋風(fēng)試選粉機(jī)各部分的尺寸比例： d =0.438 0.527D（2-3） df =d/3（2-4） dd =0.4d（2-5） d打散分級機(jī)內(nèi)筒內(nèi)徑單位m df 風(fēng)輪的直徑單位m d d打散盤的直徑單位m 由公式（2-3 ）得到打散分級機(jī)的內(nèi)筒內(nèi)徑為2.1902.635m，我們?nèi)?d=2.50m,再根據(jù)公式（2-4 ）得風(fēng)輪的直徑為0.833m,我們?nèi)≌膁 f =0.8m, 同樣根據(jù)公式（2-5）得打散盤的直徑為dd=1m L 1=0.2d（2-6） L1打散盤襯板表面到物料進(jìn)入分級區(qū)域的高度單位m L2物料剛進(jìn)入分選區(qū)的點到內(nèi)筒上截面的高度單位m 這樣我們得到L1=0

12、.5mo 根據(jù)離心式選粉機(jī)的L2/ Li知道，當(dāng)比值在0.80.5或更小時分級效力很 低，當(dāng)比值在21.82時分級效果最好，那么L2的范圍為10.91m,我們?nèi)】?中間的數(shù)值，定L2=0.94m。確定了這些基本尺寸，接下來我們進(jìn)行粒子的受力 分析以及風(fēng)輪電機(jī)的選型。 2.3風(fēng)輪電機(jī)的選型 首先我們進(jìn)行風(fēng)壓、風(fēng)速的計算。已知條件為物料的分離粒徑0.22mm以 及上面計算所得的L1=0.5m, L2=0.94m。同時我們通過查閱資料可以得到所處理 物料的密度為1450kg/m3。 分析：由于所處理物料的粒徑大于100 Am屬于大顆粒物料的沉降，再加 上重力方向上又沒外加上升氣流的影響， 所以單純由

13、于物料顆粒速度的增加而產(chǎn) 生的阻力較之重力而言遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力。因此，在重力方向上我們先忽略空氣阻力 的影響，將物料在重力方向的運動看成單純的自由落體運動，那么我們可以根據(jù) 以上分析及已知的數(shù)據(jù)算出粒子經(jīng)過風(fēng)場的時間： 上=.2山L2)/g2LJg(2-7) t物料粒子經(jīng)過風(fēng)場的時間單位s。 代入數(shù)據(jù)得到t 0.223s。 由分級原理可知道，要實現(xiàn)物料的分級，那么在0.223s的時間內(nèi)，所需分 選出的物料粒子在徑向的位置必須要到達(dá)內(nèi)筒的外緣。為保證分級效果，我們設(shè) 計讓粒子在0.2s內(nèi)到達(dá)內(nèi)筒的外緣，根據(jù)上面對打散分級機(jī)基本尺寸的確定， 粒子剛進(jìn)入分級區(qū)域的點到內(nèi)筒邊緣的徑向距離為： x=(d-

14、d d )/2-(2-8) x 粒子剛進(jìn)入分級區(qū)域的點到內(nèi)筒邊緣的徑向距離單位m 打散盤邊緣到襯板的徑向間隙單位m 而打散盤邊緣到襯板的徑向間隙一般為0.080.1m。所以由公式(2-8) 我們得到粒子剛進(jìn)入分級區(qū)域的點到內(nèi)筒邊緣的徑向距離x=0.67m。 假設(shè)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)所形成的徑向風(fēng)速為Uo，物料粒子在不同時刻的速度為 Us， 得到粒子的運動微分方程為： (2-9) dx= U s dt p=u2/k 根據(jù)常溫常壓下風(fēng)速與它形成的動壓關(guān)系: (2-10) U風(fēng)速單位m/s； P動壓單位Pa； K 風(fēng)速動壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，與空氣的密度 ? a及重力加速度g有關(guān)，常溫常 壓下為1.6左右。 這就是說當(dāng)風(fēng)

15、速為U時，風(fēng)對靜止物體的垂直作用面所產(chǎn)生的壓力為u2/k （Pa）,由于大氣壓對物料粒子形成的作用力在各作用表面上相互抵消，因此在 此不考慮大氣壓的影響。根據(jù)上訴分析，風(fēng)速對運動顆粒形成的壓力為： P=（ U0- Us）2/K（ 2-11） 根據(jù)牛頓第二定理，顆粒體的徑向運動方程為： P . A=m . d Us/dt（ 2-12） A 顆粒水平方向的投影面積（這里將顆粒看作球體）單位m2 ； m顆粒的質(zhì)量單位kg。 m= t A （4/3）二 R3（2-13） R 顆粒的半徑單位m 將公式（2-13）代入（2-12 ）并整理得到： P=（4/3）R. r a. d Us/dt（2-14） 再

16、將公式（2-11 ）代入公式（2-14）并整理得到： （U0- Us） 2/K=（4/3）R.匸 a. d Us/dt（ 2-15） 將常數(shù)代入并整理運算得到： 3.23275 10* dt /R= d Us/（U。- Us）2（ 2-16） 令：=3.23275 10 鼻; 則公式/ 2-16）為: :dt/R= d U s/（U。- Us） 2/2-17） 將公式/ 2-17 ）積分得： :.t/R=1/ / U0- Us）+C/2-18 ） 由初始條件t=0, U s=0的到積分常數(shù)：C=1/ U0，貝U公式/ 2-18）為: :.t/R=1/(U0- Us) + 1/ U (2-19)

17、 (2-20) (2-21 ) 根據(jù)/ 2-19）我們可以得到顆粒的運動速度Us為: Us= U1-1/ /U.： .t/R+1） 將公式/ 2-20）代入公式/ 2-9）得到： dx =U1.t/ R 1）dt 對公式(2-21 )積分并有初始條件t = 0, x = 0的到： R x=UtIn (U:t/R 1)( 2-22) aU 0 根據(jù)公式(2-22 ) 以及上面分析得到的數(shù)據(jù)： x =0.67m,t =0.2s,： =3.23275 10 二 R = (0.2 2)/2mm = 0.1 1mm。我們可以反 算出 U0 =5.75 12.53m/s。 根據(jù)風(fēng)輪風(fēng)速與扭矩的關(guān)系： 1

18、32 Tr3CT( )Uo(2-23) 2 T 風(fēng)輪的扭矩單位N.m； t空氣的密度，常溫常壓下取 1.2kg/ m3 ； r 風(fēng)輪的半徑單位m Ct( )葉尖速比時的扭矩系數(shù)。 (2-24) (2-25) (2-26) -r /U 0 風(fēng)輪轉(zhuǎn)動的角速度單位rad/s 風(fēng)輪的驅(qū)動功率為: 123 Pq 二T， ?r Cp( )U。 Pq 風(fēng)輪的驅(qū)動功率單位W Cp(,) 風(fēng)能利用系數(shù)。 Cp()=，Ct () 由圖2-2知道當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到750r/min以上時分級效率提高不大，而且隨 著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提高機(jī)體的振動將會加劇，因而機(jī)體所受的復(fù)雜交變應(yīng)力將大幅上 漲，這將大大降低機(jī)器的使用壽命。所以在

19、此我們將平均工作轉(zhuǎn)速取為 650r/min， 這也與我們最初設(shè)計時用的效率二80%比較接近。 圖2-2 牛頓效率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系 根據(jù)上述分析我們根據(jù)公式（2-24）我們得到： = r/U0 = -n=2.1724.733（ 2-27） 60U0 我們?nèi)》旨?mm顆粒時所用的風(fēng)速為調(diào)頻電機(jī)功率選型的依據(jù)，也就是取 2.172。我們根據(jù)圖2-3可以知道此時的Cp（J = 0.035 103我們可以根據(jù)公式 （2-25）得到風(fēng)輪的驅(qū)動功率 Pq、20755W=20.755kW同樣如果我們?nèi)?.2mm顆 粒粒徑計算，我們得到風(fēng)輪的驅(qū)動功率為 Pq、15760W=15.760kW為保證能將2mm 的顆

20、粒分出我們只能取20.775kW以上的調(diào)頻電機(jī)，實現(xiàn)不同粒徑粒子的分級只 能是依靠調(diào)速。 由于風(fēng)速的三次方代表能量的輸出，轉(zhuǎn)速的平方代表能量的輸入，根據(jù)能量 守恒知道，兩者相等。也就是成正比關(guān)系，據(jù)此我們得到： 0 min /U 3 0 max 2 nmin / n max (2-28) U 0min 分級機(jī)最小風(fēng)速 即5.75m/s ； U 0max分級機(jī)最大風(fēng)速 即12.53m/s ； nmin對應(yīng)最小風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速單位r/min ； max對應(yīng)最大風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速單位r/min 。 這樣我們可以得到： n min/ nmax=0.31，再根據(jù)平均轉(zhuǎn)速650r/mi n得到 nmin =308r

21、/min， nmax =992r/min。這樣得到調(diào)速電機(jī)的調(diào)速范圍為必須大于 308992r/min，調(diào)速電機(jī)的最低轉(zhuǎn)速不需要保證，但最高轉(zhuǎn)速一定要保證，也 就是所選電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一定要大于992r/min 。 圖2-3關(guān)系曲線 Fig. 2-3curve 由于上面風(fēng)輪直徑是通過經(jīng)驗公式所得，為確保數(shù)據(jù)偏差不至于過大我們再 通過其他方法驗算一下。根據(jù)實用機(jī)械設(shè)計手冊 （下）第十三章第四節(jié)風(fēng)機(jī)葉輪 設(shè)計知識：徑向彎曲葉片葉輪適用于冶金、排塵、燒結(jié)等工業(yè)，本設(shè)計決定采用 此結(jié)構(gòu)，風(fēng)輪輪廓如圖： 圖2-4風(fēng)輪結(jié)構(gòu)簡圖 根據(jù)公式（2-10 ）及算出的風(fēng)速得動壓為 P : 98.1 Pa。由于通用分級

22、設(shè)備 的靜壓損失一般為 200Pa250Pa，考慮工作條件不利，略取大點。取靜壓 FSt =260Pa，全壓 Pq = P Pst : 360Pa。 葉片形式 % P2 徑向直葉片 90o 90o 后傾直葉片 100o 150o cosP2 =“ cos% D2 前彎曲葉片 100o 140o 25o 45o 徑向彎曲葉片 110o 150o 90o 后彎曲葉片 140o 150o 20o150o 表2-1 根據(jù)表我們我們?nèi) =110 , 2 =90 , 一般徑向彎曲葉片系數(shù)在0.35 0.55間（由該書表13-121提供）。我們?nèi)。?0.4。葉輪外徑： D=6.：Pq（2-29） 兀n、

23、我們根據(jù)公式（2-29）及已知數(shù)據(jù)得D = 0.805m，我們?nèi)≌肈 = 0.8m 0 跟 經(jīng)驗公式推算的偏差不大。 綜上所述，我們根據(jù)電機(jī)的功率要求為 20.775kW以上，調(diào)速范圍不小于 308992r/min。據(jù)這兩個要求我們選用 Y180L-4型號的電機(jī)。由于是立式安裝， 我們選用V1型。額定功率P=22kVy滿載轉(zhuǎn)速1470r/min。 2.4打散電機(jī)的選型 根據(jù)與指導(dǎo)老師以及同課題人員的討論研究發(fā)現(xiàn)打散分級機(jī)的打散方式與 反擊式破碎機(jī)的破碎過程十分相似，所以我們仿用上面的部分參數(shù)及公式進(jìn)行設(shè) 計，因為打散分級機(jī)處理的是輥壓機(jī)輥壓過的物料，所以料餅的硬度相對于反擊 式破碎機(jī)所處理的

24、物料而言相當(dāng)小，因此打散分級機(jī)對物料的打散過程與破碎機(jī) 的粗碎過程更為相似，因此我們?nèi)∮糜诖炙闀r的破碎機(jī)的參數(shù)及公式來進(jìn)行計 算。因為板錘的數(shù)目和轉(zhuǎn)子的直徑有關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)子的直徑比較小時板錘的數(shù)目就少。 通常轉(zhuǎn)子的直徑在1m以下時可裝設(shè)3個板錘，轉(zhuǎn)子直徑在11.5m時可裝46 個板錘，轉(zhuǎn)子的直徑為1.52m時裝610個板錘，物料硬度大時可適當(dāng)取多點。 根據(jù)上面確定的打散盤的直徑dd =1m，我們可以將板錘取為6個。轉(zhuǎn)子的圓周 速度對破碎機(jī)的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品的細(xì)度和粉碎比的大小取決定性作用，速度高生 產(chǎn)能力、粉碎比都顯著增加。一般粗碎時為1540m/s,細(xì)碎時4080m/s，因 為打散分級機(jī)的打散過程

25、相當(dāng)于粗破碎過程，再根據(jù)轉(zhuǎn)子的直徑可換算出轉(zhuǎn)速約 為287765r/min。根據(jù)反擊式破碎機(jī)的功率消耗所用的經(jīng)驗公式： (2-30) N電機(jī)的功率單位kW K 比功耗，kW.h/t。比功耗視破碎物料的性質(zhì)、破碎比和機(jī)器的機(jī)構(gòu)特 點而定。等石灰石硬度時，粗碎時取 K=0.51.2 ;細(xì)碎時取K=1.22。由于打 散分級機(jī)所處理的物料較石灰石而言，硬度小的多。我們可將K值適當(dāng)取小點， 以免選用電機(jī)功率過高，電機(jī)長期不滿載工作，造成能量的浪費，這里我們?nèi)?0.3。那么我們可以得到N=41.25kW。 速度可以由下式確定： I576 V ： 0.01.峯/3（2-31） 、二物料的抗壓強(qiáng)度單位Pa；

26、E物料的彈性模數(shù)單位Pa； :物料的密度單位kg/m3。 由于公式（2-30）沒有反映出破碎比和錘頭質(zhì)量這兩個因素，所以上式計算 出的速度只能作為速度選擇的參考。 沖擊時間可以按下式確定： (2-32) t =2.48R/v R料塊的半徑單位m。 據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載，當(dāng)直徑為1米的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在500r/min時，物料的沖擊作 用時間不到0.01s，破碎力很強(qiáng)大，足夠使物料得到有效的破碎。打散分級機(jī)所 處理的物料硬度比較低，500r/min的轉(zhuǎn)速足夠使物料得到有效的粉碎。但是由 于打散分級機(jī)進(jìn)料口進(jìn)來的物料直接落在打散盤上，轉(zhuǎn)速過低滯留在打散盤上的 物料將增多，這相當(dāng)于增加了打散盤的質(zhì)量一一即轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)

27、動慣量增加，增加了 轉(zhuǎn)子以及傳動軸的額外負(fù)載，這對傳動部件是極為不利的，尤其是傳動方式采用 立式時。但是轉(zhuǎn)速過高又將加劇機(jī)體的振動，機(jī)體受到的復(fù)雜交變應(yīng)力增加。 綜 合以上分析，以及參照其他破碎設(shè)備打散分級機(jī)打散盤的轉(zhuǎn)速取500r/min為佳。 因此，根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速的數(shù)值我們采用 丫280M-8由于是立式安裝，所以選用y 型。額定功率P=45k，額定轉(zhuǎn)速n=740r/min。以下回轉(zhuǎn)、傳動部分的具體設(shè)計 校核由同課題組人員完成，在此不再細(xì)訴。 3主梁及機(jī)架的設(shè)計 3.1主梁的設(shè)計 根據(jù)我們方案中的結(jié)構(gòu)上部蓋板為直徑 5.5m左右的鋼板制成的圓形蓋板， 經(jīng)討論決定主梁采用大型槽鋼焊接成 井字形梁

28、以提高蓋板的剛度及承受上部 機(jī)架的重量。由于機(jī)架是臺型柱腳形式(后面設(shè)計中將提到)且為對稱形式，所 以四個柱腳所受到的力近似相等，均勻作用于主梁上。為使主梁對鋼板的壓力盡 量小，這就要求主梁在受力作用下變形盡量要小，所以我們先選用32b號槽鋼, 然后進(jìn)行強(qiáng)度及剛度校核。 主梁結(jié)構(gòu)的形式、幾何尺寸及受力情況如圖3-1 : 圖3-1 主梁的結(jié)構(gòu)圖 P1 風(fēng)輪電機(jī)及機(jī)架及回轉(zhuǎn)件對梁的作用力單位N; P2 打散電機(jī)及機(jī)架及回轉(zhuǎn)件對梁的作用力單位No 根據(jù)機(jī)架、回轉(zhuǎn)件所用材料及數(shù)量以及選用的電機(jī)我們可以得到 B、2800kg，m21000kg。那么我們可以的到： R = G1 / 4 二 Km1g /

29、4(3-1 ) P2 二 G2/4 二 Km2g/4(3-2 ) K保險系數(shù)，對重型機(jī)械一般取 1.5 o 因此根據(jù)上面兩條公式我們得到 P1=10.5 kN，P2=3.7 kN。由于P?是對稱 分布的，所以我們將力的作用點移到主橫梁上時產(chǎn)生的附加扭矩相互抵消，如圖 3-2所示。由于我們設(shè)計時要求對蓋板的壓力盡量要小， 所以我們不考慮蓋板對 主梁的支力，而將梁看成是簡支梁的力學(xué)模型，如圖 3-3所示。 (l-C r 1 1 ： P1 P1 P2 P2 P1 P1 P2 P2 圖3-2梁受力簡圖 圖3-3梁的受力模型圖 根據(jù)圖3-3我們的到如下公式： Pa R = R P 卩2 卩2 Pa.(L

30、i L2 L3 L4 L5) =R(L2 L3 L4 L5) Pg L4 L5) P2J L5) P2L5 R(Li +L2 +L3 +L4 +L5)=卩2館 +L2 +L3 +L4)+ P2(Li +L2 +L3)+R(Li +L2)+RLi 根據(jù)上面三條公式以及已知的數(shù)據(jù)我們可以算出：Pa 12.1576 kN， R =16.2424 kN。這樣我們已經(jīng)知道了所有的受力，再結(jié)合已知的力的作用位置 就可作出彎矩圖如圖3-4所示： 圖3-4梁的彎矩圖 根據(jù)材料力學(xué)的知識知道: max (3-3) 匚max 梁的最大彎曲應(yīng)力 單位Mpa M max梁的最大彎矩單位kN.m； W抗彎截面模量單位c

31、m，對于32b槽鋼 W=509.012DmJ3。 這樣我們可以算出二max=51.9MPa，但是機(jī)器工作時將會產(chǎn)生動載，據(jù)有關(guān) 文獻(xiàn)記載，大型機(jī)器工作時對機(jī)座的載荷將提高到原來靜載的23倍，特別是 在機(jī)器的啟動過程中，也就是說主梁可能面臨短時的150MPa左右的高載荷，查 閱資料可以得到槽鋼材料的許用應(yīng)力為二=160MPa，可見已經(jīng)滿足要求 3.2機(jī)架的設(shè)計 根據(jù)我們最初的方案，以及同課題組人員設(shè)計的回轉(zhuǎn)部件的具體尺寸以及安 裝位置，我們進(jìn)行機(jī)架的設(shè)計，在以機(jī)架能順利安裝上零件并能順利運轉(zhuǎn)， 機(jī)架 構(gòu)件不影響主件的運動為前提條件下， 考慮具體的工況，經(jīng)過和老師及同課題組 人員的討論決定，采用焊

32、接件的形式， 柱腳采用18號槽鋼，并用10槽鋼作為附 撐，蓋板采用Q235A鋼板，厚度20mm具體結(jié)構(gòu)形式及受力情況見圖。 圖3-5機(jī)架1的簡圖及力的分布 和主梁的分析一樣，根據(jù)支撐物件所用材料及數(shù)量可以得到機(jī)架1所受的壓 力為P : 35kN，通過四個柱腳及附撐傳遞到主梁上，由于機(jī)架自身的對稱性， 我們可以把力看作是均勻分布于機(jī)架的四端面，這樣我們可以的到 q 10.12kN/m。一般來說機(jī)架受壓應(yīng)力的作用而被破壞的情況是很少的，所以 我們不去校核機(jī)架柱腳的抗壓強(qiáng)度而只校核橫梁的彎曲強(qiáng)度，為保證焊縫的受力 盡量的小，我們光去考慮支撐的作用， 這樣我們可以的到這樣一個力學(xué)模型， 外 伸梁的形式

33、如圖3-6 : 10.12kN/m 圖3-6機(jī)架1的端邊受力模型 同主梁的計算過程一樣我們很容易得到：Pa = Pb二4.375 kN 彎矩圖為： 圖3-7機(jī)架1橫梁彎矩圖 根據(jù)公式（3-3 ）再查閱資料知道 10槽鋼的 w=39.7cm3，計算的到 -max : 13.1MPa，由于槽鋼許用應(yīng)力為- =160MPa，可見足夠滿足強(qiáng)度，而且 椐分析過程知道機(jī)架橫梁的主作用力來自于附撐，而對兩端的焊縫作用力很小。 機(jī)架的剛度決定了機(jī)架在工作過程中變形的大小，其實對于機(jī)架的設(shè)計而 言，剛度的研究比強(qiáng)度更有意義，因為機(jī)架由于壓力的作用而被破壞的情況是比 較少的。但機(jī)架隨著工作時間的增加會慢慢的變形，

34、這就要求機(jī)架有足夠的剛度， 否則隨著機(jī)架的變形而導(dǎo)致傳動件位置的變動，機(jī)器的工作能力就會降低。根據(jù) 壓桿保持平衡能力的最小臨界力公式（3-4）： 兀2EI Fcr = -（ 3-4） Fcr臨界力單位N； E 材料的彈性模量單位Gpa對槽鋼材料為205GPa I 慣性矩 單位cm4，對18號槽鋼為1369.9 cm4 ； l 機(jī)架高度單位m 根據(jù)機(jī)架一的設(shè)計高度為0.46m,再由公式（3-4）及已知數(shù)據(jù)得 Fcr =13.1 104kN，比較可知機(jī)架一受到的力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 Fcr，也就是機(jī)架具有足 夠的強(qiáng)度，滿足要求。機(jī)架二、機(jī)架三所受的力較機(jī)架一而言要小，幾何尺寸也 相差無幾，根據(jù)機(jī)架一校核所的

35、數(shù)據(jù)知道，無論是強(qiáng)度還是剛度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足，所 以據(jù)經(jīng)驗判斷肯定滿足。反而是機(jī)架一與二之間的連接螺栓由于皮帶對軸拉力作 用產(chǎn)生彎矩，受拉一邊的螺栓受力比較大需要進(jìn)行校核。 3.3機(jī)架一與機(jī)架二連接螺栓的校核 在校核之前我們必須算出皮帶通過帶輪作用于軸上的力，因為這個力是直接 通過機(jī)架傳遞給螺栓的。下面是求對軸作用力的公式： Fq ： 2zF0sin（3-5） 2 p 2 5 F。=500上（1） qv2（3-6） vz Ka Fq軸所受的拉力單位N: z 皮帶根數(shù)，從同組人員那得到的數(shù)據(jù)為5根； F單根皮帶初拉力單位N; 1小帶輪的包角； Pea 計算功率Pcr=KaP，Ka工況系數(shù)，P實際功率；

36、 v帶輪的圓周速度單位m/s； Ka 小帶輪的包角系數(shù)； q每米帶長的質(zhì)量單位kg/m。 根據(jù)同課題組人員設(shè)計的傳動部分，我們可以得到以下數(shù)據(jù)：Pca =63kW v 12.4m/s，z=5，:/171.30，Ka=0.98，q=0.62kg/m。這樣我們再根據(jù) 公式（3-6）得到F。:. 0.79kN，再據(jù)公式（3-5）得到Fq : 7.88kN。根據(jù)機(jī)架的 受力位置我們得到這樣一個力學(xué)模型如圖 3-8 : Fq L2 0.88 L1 圖3-8機(jī)架的受力模型 Fl螺栓對機(jī)架的作用力單位kN。 由于是四個螺栓作用我們根據(jù)關(guān)系可以得到： 4FlLFqL2（ 3-7） 由公式（3-7 ）及已知的數(shù)

37、據(jù)我們可以得到Fl : 0.54kN。再參照選粉機(jī)電機(jī) 機(jī)架設(shè)計時螺栓連接處預(yù)緊力一般取F。=5kN以上，所以螺栓的總受力 v F = F0 FL =5.54kN,為安全起見我們?nèi)?kN計算，下面就可以根據(jù)公式求拉 應(yīng)力： 八 F/S（ 3-8 ） 匚L螺栓受到的拉應(yīng)力單位MPa ; S 螺栓的截面積單位 mm2 o 由于我們選的是M16勺螺栓，危險截面對應(yīng)螺紋小徑處的面積約為 140mm2 , 根據(jù)公式(3-8)得二l 43MPa，除拉應(yīng)力外，在螺栓受拉的過程中還受到螺紋 副間摩擦阻矩的作用產(chǎn)生切應(yīng)力l，對于M1AM64的螺栓.l=0.5；l，再根據(jù) 第四強(qiáng)度理論： %a =匸2 - 3.2

38、 ： 1.323；l ： 57Mpa(3-9) 螺栓的抗拉伸強(qiáng)度極限為二Bmin =330MPa，動載情況下許用應(yīng)力安全系數(shù)為 S=2.54，我們?nèi)?計算得到許用應(yīng)力二=；Bmin /S=82.5Mpa,由于二ca ”：二， 所以滿足要求。 4設(shè)備的安裝 打散分級機(jī)主要分為四大部分，a）頂部蓋板三塊b）回轉(zhuǎn)部件及其機(jī)架，底 座四個，主電機(jī)及其機(jī)架，調(diào)速電機(jī)及其機(jī)架c）內(nèi)外筒體，錐體多片d）潤滑系 統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)件及附屬零部件。由于該設(shè)備體積較大，內(nèi)外筒體是分成多片的，所以 在安裝現(xiàn)場的吊裝工作量較大，為方便用戶安裝，提出以下要求。 4.1安裝總順序 1）安裝四個底座； 2）裝頂部蓋板； 3）安裝上部

39、筒體； 4）安裝外錐筒體的上部，吊裝內(nèi)筒體，合攏外錐筒體的下部； 5）安裝回轉(zhuǎn)部件及機(jī)架，安裝主電機(jī)，調(diào)速電機(jī)及機(jī)架； 6）安裝潤滑系統(tǒng)，風(fēng)扇及檢測系統(tǒng)。 4.2頂部蓋板及機(jī)架的安裝 1）吊裝四個底座，與預(yù)埋鋼板位置吻合后焊接螺桿安裝并上緊螺母； 2）頂部蓋板分別吊裝就位； 3）頂部蓋板（中部）大型槽鋼梁為基礎(chǔ)找水平，用水平儀校正梁的水平， 使水平誤差小于 0.001m/1m； 4）用螺栓將左右蓋板合攏，用同樣的方法找水平，保證誤差不超過0.002m/1m 要保證蓋板與中部蓋板合攏無縫隙，擰緊螺栓； 5）蓋板與底座的聯(lián)接螺栓，上緊底座螺栓，同時保證其水平誤差再其范圍 內(nèi)，若誤差太大需重新調(diào)整底

40、座墊片。 4.3內(nèi)外筒體的安裝 要求：外筒體各塊之間及筒體與頂部蓋板聯(lián)接處需裝密封石棉繩，嚴(yán)防漏風(fēng) 漏灰。 1）分塊吊裝上部筒體，穿上螺栓，聯(lián)接處裝上密封石棉繩，擰緊螺栓； 2）同樣的方法裝上外錐筒體的上部； 3）吊裝內(nèi)外筒體聯(lián)接的支架，吊裝內(nèi)筒體上部； 4）吊裝內(nèi)錐，安裝內(nèi)外錐筒體的聯(lián)接支架，合攏外錐筒體的下部； 5）將上部筒體與四個底座焊為一體，以提高整機(jī)的剛度。 4.4回轉(zhuǎn)部件的安裝 回轉(zhuǎn)部件在生產(chǎn)廠已經(jīng)作為一個部件裝配好，在現(xiàn)場只需要將此安裝到機(jī)架 上即可。 1）將回轉(zhuǎn)部件吊裝就位，穿上聯(lián)接螺母； 2）通過找大帶輪的水平來保證主軸的安裝垂直度。一大帶輪上端面為基準(zhǔn) 用水平儀找準(zhǔn)，保證其

41、水平誤差不超過 0.0005m/1m； 3）安裝好調(diào)整墊片，擰緊螺栓并保證水平，如誤差超出范圍必須重新調(diào)整。 4.5傳動系統(tǒng)的安裝 傳動系統(tǒng)主要是兩個電機(jī)和小帶輪及半聯(lián)軸器和皮帶。 1）將主電機(jī)及機(jī)架吊裝就位； 2） 保證大小皮帶輪在同一水平面內(nèi)，其平面誤差不大于0.002m/1m； 3）裝上皮帶，擰緊螺栓，適當(dāng)張緊皮帶； 4）墊實并擰緊地腳螺栓； 5）將調(diào)速電機(jī)及機(jī)架吊裝就位； 6）保證電機(jī)出軸與回轉(zhuǎn)部件主軸同心度公差，擰緊地腳螺栓，墊實墊片， 使其兩軸心偏差不大于0.0005m； 7） 調(diào)整機(jī)架高低使兩半聯(lián)軸器的間距控制在3mm左右，不要過大，也不要 過小； 8）裝上彈性尼龍柱銷及壓蓋，擰

42、緊螺栓。 4.6潤滑系統(tǒng)的安裝 潤滑系統(tǒng)向其他廠商購置。 1）將潤滑系統(tǒng)吊裝就位，擰緊地腳螺栓； 2）將分油器接上，安裝送油軟管； 3）將軟管與接頭接至潤滑油口。 4.7風(fēng)扇及檢測系統(tǒng)的安裝 1）將端面鉑電阻溫敏傳感器裝至軸承溫度檢測口 2）將風(fēng)扇裝至離軸承座1米處 5設(shè)備的日常維護(hù) 1）機(jī)器運行必須符合以下順序：首先啟動潤滑系統(tǒng)，其次啟動主電機(jī)，最 后啟動調(diào)速電機(jī)； 2）由于機(jī)器不可避免的振動，螺栓的松動是難免的，因此要求每隔一段時 間檢查各連接螺栓及地腳螺栓，如出現(xiàn)松動必須馬上擰緊； 3）回轉(zhuǎn)件必須運轉(zhuǎn)靈活，如出現(xiàn)異常噪聲，必須馬上停機(jī)檢查問題并加以 解決； 4）和其它機(jī)械設(shè)備一樣潤滑是日

43、常維護(hù)中極為重要的組成部分，在機(jī)器工 作時必須要有其他的輔助設(shè)備（如油站） 對其回轉(zhuǎn)部件進(jìn)行供油。由于打散分級 機(jī)回轉(zhuǎn)件為立式安裝，所以采用脂潤滑要比油潤滑理想。潤滑系統(tǒng)工作保證8每 小時不少于5分鐘； 5）打散盤襯板不可避免存在磨損，影響生產(chǎn)效果，因此每隔一段時間更換 一次襯板； 6）隨著工作時間的加長，皮帶傳動效率會降低，嚴(yán)重的會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象， 因此要根據(jù)情況適時對皮帶進(jìn)行張緊； 7）各類不易通過的雜物將會堵塞打散分級機(jī)的環(huán)行通道，影響生產(chǎn)，需適 時清理； 8）筒體磨損嚴(yán)重的地方每隔一端時間需進(jìn)行補(bǔ)焊； 9）風(fēng)輪在使用一段時間后由于含塵氣體的沖刷，磨損是難免的，因而在使 用過程中要進(jìn)行定期

44、檢查修復(fù)，一般 1015天一次。 6結(jié)論 SF500/100打散分級機(jī)主要是配合輥壓機(jī)使用的，可以通過變頻調(diào)速對物料 實現(xiàn)打散分級調(diào)整進(jìn)入球磨機(jī)物料的粒徑，因而可以合理分配輥壓機(jī)和球磨機(jī)的 負(fù)荷，使系統(tǒng)工藝參數(shù)得到優(yōu)化?；旧舷溯亯簷C(jī)的運行狀態(tài)對后續(xù)球磨機(jī) 系統(tǒng)的影響，同時由于入磨物料的最大粒徑得到有效的控制，球磨機(jī)一倉球徑大 幅度下降，使整個粉磨系統(tǒng)處于最佳的運行狀態(tài)。改造后的粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量比原來 增加了 80%-100% 而電耗僅為過去的 70%- 80% CADS 971920800 參考文獻(xiàn) 1 徐錦康. .機(jī)械設(shè)計 M. 北京: 高等教育出版社， 2004 2 周建方. 材料力學(xué) M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 3 沈世德. 原理機(jī)械 M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 2001 4 成大先. .機(jī)械振動 .機(jī)架設(shè)計 M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 賈安東. .焊接結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)設(shè)計 M.天津：天津大學(xué)出版社，1989 (美)O.W.勃勞杰.焊接設(shè)計M.北京：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1985 7 褚瑞卿.建材通用機(jī)械也設(shè)備M.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，1995 8 王旭，王積森.機(jī)械設(shè)計