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文檔簡介
1、僅供個人參考粘土二級破碎機的研發(fā)文/鮑小平工程師。長期從事破碎機的開發(fā),研究。2PGC810/450-570雙齒輾破碎機是我公司針對具體用戶開發(fā)的二級粘土破碎機,該機的開發(fā)成功彌補了國內粘土二級破碎的空白。一.粘土礦概述粘土礦是含水鋁酸鹽地殼與含長石等類巖石經過長期風化與地質作用而生成的,在各種類型的沉積物和巖中普遍存在。主要有:高嶺土、蒙脫石、伊利石(云母粘土)、蛭石、綠泥石、滑石、蛇紋石、珍珠陶土等。原礦因含鐵量不同,呈現(xiàn)白、綠、綠藍、褐、桃紅等顏色,可謂色彩繽紛。粘土礦的用途非常多,如蒙脫石(膨潤土)有很強的吸附性,可作金屬鑄件的砂模粘結劑;可制成耐熱、耐水、耐酸的鋁硅薄膜;可作促肥劑長
2、期保持肥效;粘土礦制品在水泥行業(yè)作粘結劑;在醫(yī)藥上可作外敷藥的稀釋劑、殺菌劑;在土木工程上可作水壩、地鐵的防水劑;在陶瓷工業(yè)上可制陶器、耐火材料、法瑯;在纖維工業(yè)上可用于增加纖維的耐久性;還可以作為水處理的軟化劑、漂白劑等等。粘土分結晶質與非結晶質,層間含水,其物理性質表現(xiàn)為:含水多,一般在1528%,有較大的粘性,堆比重在0.81t/m3。二.粘土礦破碎的問題粘土礦有如此廣泛的用途,硬度也不高,但粘土的加工,尤其是深加工、細碎加工比較復雜。由于粘土分結晶質與非結晶質,層間含水,一般含水1528%,有較大的粘性,堆比重在0.81t/m3,因而對其進行破碎就顯得比較困難。南京水泥設計院、合肥水泥
3、設計院、天津水泥院等專業(yè)院所,設計開發(fā)了2PGC1250x1250,2PGC1400x1400雙齒輻粘土破,解決了水泥業(yè)的出料3570mm的粒度要求,但還不能滿足細碎加工的要求。粘土破碎的困難在于:1、受到擠壓時,其水份析出,在表面與土混合成粘性物,附著在破碎壁上,造成悶車。只有讓粘土快速通過擠壓層,并設置刮板使其無法粘著在壁上才能達到有效破碎。顯然,顎式,圓錐式,錘式,立軸沖擊式等形式的破碎機型都不具備這樣的條件。2、因粘土與頁巖、砂巖、花崗巖、玄武巖、閃長巖等伴生,原礦中夾雜有一定量的石塊,又因內部含水,冬季在北方-20-30C的氣溫下會凍成堅硬的土塊,使粘土破碎機設計時必須考慮磨損和強度
4、。輥式破碎機是唯一適合破碎粘土的機型。但為了不悶車,必須大大提高輥筒的轉速,而一旦轉速提高,輥筒的磨損程度又大大增加。因此,悶車和磨損在設計上是一對難以調和的矛盾。三二級破碎開發(fā)的意義粘土破碎的困難,幾乎全在二級破碎這關。粗破和細碎破碎粘土,雖然有一定的難度,但已基本得到解決。粘土粗破可用2PGC1250x1250,2PGC1400X1400雙齒輻破碎機,進料小于600mm,出料小于3570mm,其齒板用長齒、短齒互排,每排齒間有刮刀,可刮除粘附的粘土。因主要是靠剪切,壓碎來破碎物料,輥筒轉速不必過快。雖然如此,仍然存在兩輥齒頂與齒谷間糊滿物料的問題,但還不至于造成悶車,只是實際產量比計算產量
5、要低,且實際進料粒度比計算粒度小。細碎破可用2PGG610X610雙光輻破碎機,輻筒轉速高達310,300r/min,出料1.63.2mm。此時,物料經過鈉化處理,除還具有粘性外,已很軟、濕不存在磨損問題。此時可利用速度差和高的線速度將所破物料從輥筒間隙處快速甩出,不粘在輥筒上。用戶想要的細碎破是:一級破碎出料小于65mm,二級破碎小于15mm,產量45t/h,鈉化處理,但在國內一直未找到合適的破碎機型。原先使用細碎破加大輥筒間隙來代替二級破,但磨損太嚴重,成品的粒度、產量都無法滿足要求。而且,由于破碎比太大(65/1.6),必須設置至少二道破碎,這樣造成每道的磨損嚴重和功耗的大大增加。功耗的
6、增加并沒有提高產品的合格粒度和產量,而是加大了磨損的消耗。因此無論是從經濟角度,還是從配置的合理性、資源利用的效率上說,都迫切需要增加合適的二級粘土破碎機。四設計開發(fā)的思路1. 設計必須解決的問題一級破留下了部分石料,雖然不到10,但其抗壓強度平均在120150Mpa。凍土塊的抗壓強度70Mpa。在此情況下按常規(guī)的輥式破要求輥筒轉速不能太快,不然磨損嚴重。而轉速低,輥面就會立即被堵住。維科公司添置的一條輔助線上,用了正常轉速的2PGG610X610(100r/min)雙光輻破碎機,開機沒到2分鐘即悶車。2. 結構設計上的思路鑒于以上問題,我們對輥筒的形式進行反復研究,考慮了多種方案,比較利弊,
7、得出如下思路:a.輻筒不用齒牙,因為其出料粒度大,不能滿足出料小于15mm。b.破碎不能只靠光輻面擠壓,這會造成磨損加劇。c.考慮到物料有硬度(其中大部分是冰凍水份),有粘性,要快速不得用于商業(yè)用途僅供個人參考下料,以免堵料,可采用硬刀片快速切削,邊切削邊下料。d.兩輻筒不能都裝刀片,不然,相對速度大,會加重刀片的磨損。e.一只用光面輻,一只為帶刀片的齒輻以切削為主,擠壓為輔。f.光面輻取低轉速,大直徑,以輔助齒根最大限度地咬入硬物料,減少非破碎磨損,并將速度讓給切削的齒輻。g.齒輻取高轉速,小直徑,不然線速度太高,磨損加快。可實現(xiàn)快速,多次切削,從而不堵料。上述的思路較妥善地解決了速度與磨損
8、的矛盾。我們圍繞著上述方案,著手建立設計主參數(shù),開展設計。由于結構特殊,設計時只能部分參考常規(guī)的輻式破碎機計算理論,部分憑經驗選定參數(shù)。見附圖一附圖一五.設計過程和主要參數(shù)的確定輻筒的直徑、輻筒長度、輻筒的轉速、輸入功率是機器的主要參數(shù),有了這些參數(shù),可建立破碎機的基本模式,在此基礎上進行詳細設計。1 .輻筒的直徑1.1. 大輻筒的直徑入料粒度:65mm,出料粒度:15,中等硬度物料咬入角w16.6作圖,見附圖二尤晶班至齒年里附圖二直徑取大值,產量按兀彳§提高。取直徑為。810mm,既滿足了進,出料粒度,又最經濟地應用了咬入條件。1.2. 齒輻的直徑見上圖,齒輻和光輻合成的咬入角為4
9、5.36o軟濕物料光面輻咬入角W48.60,符合咬入條件,按直徑盡量取大的原則,取齒輻的光面直徑為d450mm。從圖上看,當物料被咬入,齒根上的刀片即可實現(xiàn)連續(xù)切削。見附圖三附圖三這樣,就建立了物料破碎的基本條件。2 .輻筒的長度破碎堅硬礦石L=243567mm齒面輻L=540585mm故取L=570mm因此,該機的型號,名稱為:2PGC810/450-570雙齒輯破碎機3 .輻筒轉速3.1. 大輻筒轉速中硬礦,取輻子線速度1.53.5m/sn=(1.53.5)x1000X60/(兀+810)=3584r/min取轉速n=70r/min3.2. 齒輻轉速齒輻應高速旋轉,但轉速取多少,無現(xiàn)成的理
10、論,常規(guī)的光輻線不得用于商業(yè)用途僅供個人參考速度在67m/s,而粘土破必須打破常規(guī)。因此只有按經驗和類比法確定。細碎的2PGG610x610雙光輻破碎機,輻筒轉速310,300r/min,在維科公司使用較好:不堵料、輥筒不粘料,粒度產量基本符合要求。參考輥筒的線速度:兩輥相對線速度v=v1+v2=19.5m/s本機大輥筒的線速度:vi=dx兀xn/(1000+60)=810X兀乂70/(1000+60)=2.968m/s則取齒輥的線速度v2=19.5-2.968=16.53m/s齒輻的轉速n=V2X1000X60/(兀+d)=16.53X1000X60/(兀+450)=702取齒輥轉速n=70
11、0r/min4 .破碎產量按齒輥對物料的單位時間切削次數(shù)和輥筒長度里咬入的塊數(shù)計算a.假定物料是直徑為065的物體,沿輻筒長度排列的塊數(shù)為:570+65=8(塊)b.物料被切削的次數(shù)為65+5=13(次)c.刀片每小時切削次數(shù)為700X12X60=504000(次)d.每小時能切削物料的次數(shù):504000+13=38769歡)e.物料的重量為:8X(4/3X兀x6.53X0.8)=7.362kgf.每小時切削的總重量:0.3X0.007362X38769=85t實際產量因進料粒度,出料粒度,物料硬度,實際堆重等因素,與計算的有一定的出入。即:標定產量按75t/h5 .輸入功率5.1. 大輥筒的
12、輸入功率大輥筒不參與主要破碎,其功率主要是用于滿足咬入時的轉動消耗。輻筒壓力pi=1/2xkiXk2XboXDXLxtan%/2D-81cm%/2-3ero=70Mpa=714.3kg/cm2pi=1/2x0.2X0.03X714.3X81x57Xtan3=518kgp1=518(kg)輻筒扭矩Ti=518X9.8XfX0.405=616N.m輻筒的輸入功率=Tixn/9550=477X70/9550=4kW取輸入功率為7.5kW5.2. 齒輥的輸入功率a.按破碎物料抗壓強度=120Mpa切削韌長57cm切削寬0.5cm輥筒直徑45cm切削扭矩T2=120X9.8X57X0.5X0.225=7
13、541N.m輸入功率=0.3X0.1x7541x700/9550=20kWb.根據(jù)“輥式破碎機粉碎不同物料的單位功率消耗”表(見:中國建材工業(yè)版的粉碎工程及設備p187)粗碎粘土(用齒面輥子),出料810,單位功耗為0.550.66(kw/t)則,本機需要的功率為:75X0.66=50kW減去大輥筒50-7.5=42.5取齒輥輸入功率為45kW五.結束語該機設計,制造完成后,即交維科公司使用,情況良好。不得用于商業(yè)用途經檢測,出料15占85%,產量45t/h,單位功耒為0.35(kw/t)該機的開發(fā)成功,使我們對破碎比較特殊的物料積累了一定的經驗,使該機在國內處于技術領先的地位。參考文獻:1 .破碎與篩分機械設計選用手冊唐敬麟主編化學工業(yè)出版社2001年5月版2 .粘土礦物化學美C.E.威維爾地質出版社3 .粘土礦物和資源地質學加F.J朗斯塔夫黑龍江科技出版社僅供個人參考僅供個人用于學習、研究;不得用于商業(yè)用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfurdenpers?nlichenfurStudien,Fo
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