SF500100打散分級(jí)機(jī)內(nèi)外筒體及原設(shè)計(jì)改進(jìn)探討

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"前言1...本課題的來源、基本前提條件和技術(shù)要求1.本課題要解決的主要問題和設(shè)計(jì)總體思路1.預(yù)期的成果及其理論意義1..\o"CurrentDocument"總體方案論證2...國內(nèi)（外）發(fā)展概況及現(xiàn)狀的介紹2..打散分級(jí)機(jī)的工作原理2..主要結(jié)構(gòu)介紹3...\o"CurrentDocument"具體設(shè)計(jì)說明4...原方案的筒體結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)4..螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4..螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度校核6...鋼板焊接方面的處理8...原設(shè)計(jì)改進(jìn)部分8...方案的提出8...改進(jìn)的打散分級(jí)機(jī)主要尺寸的確定9..風(fēng)輪電機(jī)的選型1..0.打散電機(jī)的選型1..4.設(shè)備的安裝要求1..6.預(yù)期效果1..7.結(jié)論1..8..\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)1..9.致謝2..0..附錄2..0..前言本課題是進(jìn)行SF500/100打散分級(jí)機(jī)內(nèi)外筒體及原設(shè)計(jì)改進(jìn)探討。該設(shè)備是與輥壓機(jī)配套使用的新型料餅打散分級(jí)設(shè)備。處理對(duì)象為經(jīng)擠壓磨擠壓后的礦渣料餅；處理量為80?120t/h;分級(jí)粒徑為0.2?2mm。本課題的來源、基本前提條件和技術(shù)要求a本課題來源：課題來源于江陰水泥廠，由于輥壓機(jī)在擠壓物料具有選擇性粉碎的傾向，所以在經(jīng)擠壓后產(chǎn)生料餅中仍有少量未擠壓好的物料，加之輥壓機(jī)固有的磨輥邊緣漏料的弊端和因開停機(jī)產(chǎn)生的未充分?jǐn)D壓的大顆粒物料將對(duì)承擔(dān)下一階段粉磨工藝產(chǎn)生不利地影響，制約系統(tǒng)產(chǎn)量地進(jìn)一步提高。因?yàn)檩亯簷C(jī)操作規(guī)程中規(guī)定：設(shè)備啟動(dòng)時(shí)液壓系統(tǒng)應(yīng)處于卸壓狀態(tài)。所以，在輥壓機(jī)啟動(dòng)過程中將有大量未經(jīng)有效擠壓的物料通過輥壓機(jī)。如果將打散分級(jí)機(jī)介入擠壓粉磨系統(tǒng)后與輥壓機(jī)構(gòu)成的擠壓打散回路可以消除以上的不利因素，將未經(jīng)過有效擠壓，粒度和易磨性未得到明顯改善的物料返回輥壓機(jī)重新擠壓。b要完成本課題的基本前提條件是：完成對(duì)SF500/100打散分級(jí)機(jī)的內(nèi)外筒體及打散分級(jí)機(jī)蓋板的合理設(shè)計(jì)，在不降低工作效率的前提下對(duì)原設(shè)計(jì)的打散分級(jí)機(jī)進(jìn)行合理的改進(jìn)，確定一個(gè)最佳的方案。c技術(shù)要求：設(shè)計(jì)出的打散機(jī)對(duì)料餅分散均勻，能順利選粉分級(jí)，節(jié)能并盡可能降低磨損，改進(jìn)后的機(jī)器設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行良好穩(wěn)定。本課題要解決的主要問題和設(shè)計(jì)總體思路設(shè)計(jì)中由于考慮到分級(jí)風(fēng)輪的強(qiáng)度及使用壽命，制作風(fēng)輪的鋼板比較厚，這樣就使風(fēng)輪重量比較重，主軸帶動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)扭矩就比較大，這樣就會(huì)造成主軸振動(dòng)大，這樣就要考慮到主軸及主軸軸承的壽命問題。為了降低以上故障的發(fā)生率，我們?cè)诟倪M(jìn)的方案中我們?cè)O(shè)法減小主軸長度，從而讓其所受的扭曲力減小，防止主軸發(fā)生彎曲、折斷及主軸軸承損壞的情況發(fā)生。由于打散分級(jí)機(jī)與離心式選粉機(jī)有很多相似的地方，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中可以參考離心式選粉機(jī)來設(shè)計(jì)。預(yù)期的成果及其理論意義通過對(duì)打散分級(jí)機(jī)的設(shè)計(jì)及其改造方案的設(shè)計(jì)，可以有效的降低成本，提高生產(chǎn)時(shí)間利用率，使擠壓預(yù)粉磨工藝系統(tǒng)產(chǎn)量大幅度的提高，從而達(dá)到增加經(jīng)濟(jì)效益的目的?？傮w方案論證國內(nèi)（外）發(fā)展概況及現(xiàn)狀的介紹打散分級(jí)機(jī)是九十年代初問世的新型料餅打散分選設(shè)備，集料餅打散與顆粒分級(jí)于一體，與擠壓機(jī)配套使用，可以消除擠壓粉碎機(jī)邊緣漏斗和開停機(jī)過程中及正常工作時(shí)未被充分?jǐn)D壓的大顆粒對(duì)后續(xù)球磨系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響，以獲得大幅度增產(chǎn)節(jié)能的效果。進(jìn)入八十年代中期后，擠壓機(jī)因其高效、節(jié)能、低耗等特點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。隨著擠壓機(jī)的推廣應(yīng)用，雖然擠壓過的物料中有70%小于2mm顆粒，并且有約占總重量10%到15%大于5mm的大顆粒，并且隨著擠壓機(jī)使用周期的加長側(cè)擋板磨損后而未能及時(shí)更換，大顆粒的比例將加大，因此，擠壓過的物料的顆粒分布很寬，使得后續(xù)球磨的配球較難適應(yīng)上述物料，影響系統(tǒng)產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。為了進(jìn)一步完善擠壓粉磨系統(tǒng)，使得進(jìn)入后續(xù)粉磨系統(tǒng)得物料顆粒小而均齊，成為各國擠壓粉磨技術(shù)研究的主要內(nèi)容，國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。打散分級(jí)機(jī)的工作原理打散分級(jí)機(jī)是一種集料餅打散與顆粒分級(jí)于一體的新型分級(jí)設(shè)備。其打散方式采用離心沖擊粉碎的原理，經(jīng)輾壓機(jī)擠牙后的物料呈較密實(shí)的餅狀，由對(duì)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(dòng)打散盤高速旋轉(zhuǎn)，使得落在打散盤上的料餅在襯板錘形凸棱部分的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(huì)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。必須強(qiáng)調(diào)的是，打散盤襯板表面的錘形凸棱的作用有別于傳統(tǒng)的捶式破碎機(jī)的錘頭，其主要作用是避免物料在打散盤甩出時(shí)具有較高的初速度，從而獲得較大的動(dòng)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(duì)料餅的沖擊粉碎效果。被打散的物料通過環(huán)形通道均勻地落入分級(jí)區(qū)。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)入在風(fēng)輪周向分布的風(fēng)力分選區(qū)內(nèi)。物料的分級(jí)應(yīng)用的時(shí)慣性原理和空氣動(dòng)力學(xué)原理，粗顆粒物料由于其運(yùn)動(dòng)慣性大，在通過風(fēng)力風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變較小而落入內(nèi)錐通體被收集，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)入輾壓機(jī)上方的稱重倉。細(xì)粉由于其運(yùn)動(dòng)慣性小，在通風(fēng)風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變較大而產(chǎn)生較大的偏移，落入內(nèi)錐筒體之間被收集，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。在用于生料制備時(shí)，由于風(fēng)輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的負(fù)壓和出風(fēng)口所接的后排風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的負(fù)壓，熱風(fēng)入口被引入，經(jīng)風(fēng)輪沿徑向連續(xù)送出，打散過的物料在經(jīng)過風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中形成較均勻的料幕于熱風(fēng)充分接觸做熱交換而得

以烘干，濕熱氣體經(jīng)過風(fēng)口排出。由于經(jīng)過風(fēng)力分選區(qū)的物料在懸浮狀態(tài)下與熱風(fēng)接觸，所以熱交換效率較高，烘干效果顯著。根據(jù)以上工作原理設(shè)計(jì)的打散分級(jí)機(jī)如圖2-1所示:圖z-i打破分吸機(jī)結(jié)構(gòu)用1.主艙iT岫姿力打歌格*4.反擊極ri,巖樹健?工風(fēng)輪門.內(nèi)德秀建，亂外椎聲體■W粗艷郵斜口XKX窈怕和制口11L進(jìn)料口門2她風(fēng)入口*1孔出風(fēng)口主要結(jié)構(gòu)介紹打散分級(jí)機(jī)主要由回轉(zhuǎn)部件、頂部蓋板及機(jī)架、內(nèi)外筒體、傳動(dòng)系統(tǒng)、滑系統(tǒng)、冷卻及檢測(cè)系統(tǒng)等組成。設(shè)備的具體構(gòu)成部分如上圖所示主軸1、進(jìn)料口11、打散盤3、檔料錐5、風(fēng)輪6、內(nèi)筒體7、外筒體8等。主軸通過軸套2固定在外筒體8的頂部蓋板上，并由外加動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。.具體設(shè)計(jì)說明原方案的筒體結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)參考其他系列選粉機(jī)，我們能夠知道打散分級(jí)機(jī)的生產(chǎn)能力與分級(jí)室面積大小成比例的。打散分級(jí)機(jī)內(nèi)相關(guān)的工藝尺寸將影響到打散分級(jí)機(jī)的打散和分級(jí)的性能。不同類型的打散分級(jí)機(jī)，為了適應(yīng)不同的工藝要求，其各個(gè)部分的尺寸比例也不相同。但是由于打散分級(jí)機(jī)調(diào)節(jié)因素比較多，靈活性也比較達(dá)，所以我們可以尋求一個(gè)統(tǒng)一的基本尺寸作為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中調(diào)整的依據(jù)，再配合可變的其他工藝參數(shù)，就能滿足不同的需要。因此打散分級(jí)機(jī)各部分的相對(duì)尺寸可以看作為直徑的一個(gè)函數(shù)，并可以看作為一個(gè)簡單的比例關(guān)系。這些關(guān)系可以對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的打散分級(jí)機(jī)通過統(tǒng)計(jì)并結(jié)合典型選粉機(jī)的相對(duì)尺寸來確定。a打散分級(jí)機(jī)直徑的確定根據(jù)已知條件：打散分級(jí)機(jī)的處理量為80-110t/h。參考選粉機(jī)的設(shè)計(jì)我們由此可知，我們所設(shè)計(jì)的打散分級(jí)機(jī)的生產(chǎn)能力也與其分級(jí)室的面積有關(guān)，它們成正比。打散分級(jí)機(jī)的生產(chǎn)能力可以用下列公式來估算：2QkD2(3-1)式中：Q生產(chǎn)能力，t/h;D打散分級(jí)機(jī)外殼直徑，m;k系數(shù)。與物料的性質(zhì)，產(chǎn)品細(xì)度及選粉效率有關(guān)。由于打散分級(jí)機(jī)分級(jí)過程和旋風(fēng)式選粉機(jī)相似，所以我們可以參考旋風(fēng)式選粉機(jī)，那么我們就可以取系數(shù)k5.35,又由于旋風(fēng)式選粉機(jī)的生產(chǎn)效率為75%到85%,所以我們可以參考這一數(shù)據(jù)，我們?nèi)〈蛏⒎旨?jí)機(jī)的生產(chǎn)效率為80%,則生產(chǎn)能力Q110/0.8，即Q137.5。根據(jù)公式3.1可得出打散分級(jí)機(jī)的外殼直徑D瘋不則可以得出打散分級(jí)機(jī)外殼直徑D5.06,取整彳導(dǎo):D5m其他部分尺寸與打散分級(jí)機(jī)外殼直徑成比例關(guān)系如內(nèi)筒體直徑d=0.5D撒料盤直徑d1=0.2D,風(fēng)輪直徑d2=0.16D具體尺寸見后面附帶的圖紙。螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的在于合理地確定聯(lián)接接合面的幾何形狀和螺栓的布置形式。螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是：盡可能使各螺栓或聯(lián)接接合面問受力均勻，便于加工和裝配。具體設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮了以下幾個(gè)方面的問題：a聯(lián)接接合面的幾何形狀與整臺(tái)機(jī)的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致，且盡量設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱的簡單幾何形狀，如圖3-1所示。

b螺栓的布置使各螺栓受力盡可能均等。對(duì)校制孔螺栓聯(lián)接，避免在平行于工作載荷方向成排布置八個(gè)以上的螺栓；當(dāng)螺栓聯(lián)接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時(shí)，螺栓盡量布置在靠近接合面的邊緣，以減少螺栓的受力，如圖3-2所示。合理不合理合理圖3-2聯(lián)接受彎矩或扭矩時(shí)的螺栓布置C螺栓的排列有合理的間距和邊距，以便保證聯(lián)接的緊密性和必要的扳手空問。對(duì)于一般聯(lián)接，螺栓間距to10d0d分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成4、6、8等偶數(shù)，以便分度和劃線。同一螺栓組中螺栓的性能等級(jí)、直徑和長度均應(yīng)相等。e為避免螺栓受附加彎曲應(yīng)力，螺栓頭、螺母與被聯(lián)接件的接觸表面均應(yīng)平整，螺紋孔軸線與被聯(lián)接件各承壓面應(yīng)保持垂直。

螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度校核螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，是以螺栓組中受力最大的螺栓為代表進(jìn)行的。單個(gè)螺栓的常駐載形式一般只有軸向受拉和橫向受剪兩類，具載荷性質(zhì)不外乎靜載荷和變載荷兩種。(1)失效形式承受軸向拉力的普通螺栓聯(lián)接，在靜載荷作用下，其主要失形式是螺栓桿和螺紋部分發(fā)生塑性變形或斷裂；在變載荷作用下，其主要失效形式是螺紋部位或尺寸過渡部位發(fā)生疲勞斷裂。對(duì)于承受擠壓和剪切作用的較制孔用螺栓聯(lián)接，主要失效形式是螺栓桿的剪斷或螺栓桿與孔壁材料中強(qiáng)度較弱者的壓潰。其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度。(2)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度校核以兩接合面處螺栓組為例：如圖3-3。該螺栓組聯(lián)接僅受橫向載荷作用，且橫向載荷Fr12449.3N。接合面數(shù)m=1,查參考資料［2］表14-4,取f=1.0,防滑系數(shù)Ks=1.1，則單個(gè)螺的預(yù)緊力：圖3-3受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接F0KsF

mf1.11037.44F0KsF

mf1.11037.44K1

N11.01141.18N(3-2)螺栓所受軸向總拉力F=1141.18NA強(qiáng)度計(jì)算a計(jì)算許用拉應(yīng)力選8.8級(jí)螺栓，查［2］表14-6,s340MPa，考慮到不需嚴(yán)格控制預(yù)緊力初估d=10-20mm,查［2］表14-8取S=3.4,則s3.4100MPas3.4100MPa<(3-3)b計(jì)算螺栓直徑d14d141.31141.18mm1004.35mm(3-4)???螺栓直徑應(yīng)大于4.35,才能滿足強(qiáng)度要求。B校核接合面上的擠壓應(yīng)力要求上端接合面間不出現(xiàn)縫隙，下端接合面不被壓潰a計(jì)算接合面面積A_2 2 2A(Rr)mm22_2 2 2A(Rr)mm(764310)mm1.5310mmb接合面下端不壓潰由表14-5查得許用擠壓應(yīng)力=0.8s0.8340MPa272MPapmaxzFpmaxzFo

A(3-5)121589.225(3-5)1.53106

0.012MPac按合面上端不開縫pminzF0MpminzF0MAW0.012Mpa 0(3-6)「?此螺栓聯(lián)接符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。鋼板焊接方面的處理筒體和支架等部件我們都選用Q235-A型號(hào)鋼板，考慮到鋼板的強(qiáng)度和焊接方面的要求，我們焊接材料選焊條型號(hào)為E4303J422)焊接前烘干溫度為200度,保溫一個(gè)小時(shí)。焊接方法選用手工電弧焊，先在鋼板根部進(jìn)行打底焊，再焊接全部，然后進(jìn)行X射線探傷檢驗(yàn)。合格后，再焊接背面，背面焊接前，先進(jìn)行砂輪打磨清根。焊接工藝參數(shù)見下表，選用這樣的工藝參數(shù)時(shí)，可以獲得比較滿意的接頭質(zhì)量和性能。表1焊接工藝參迸蝶接部位焊接方法材料理?xiàng)lEftGnm)電源種類?接電流S)理接焊接理能量(KJ/mm)基層覆手工電J422血204.C息CAC90-120ioa-1402-2222?2412?2016?24過渡層手工電弧焊A302瑋工2DC-82001復(fù)原手工電孤焊A132DC-100-12022-2412~16原設(shè)計(jì)改進(jìn)部分方案的提出打散分級(jí)機(jī)自從1996年7月投產(chǎn)以來，一直事故不斷，特別是主軸軸承一般一個(gè)月就已損壞，甚至還出現(xiàn)打散分級(jí)機(jī)主軸彎曲和折斷現(xiàn)象。對(duì)此我們對(duì)打散機(jī)進(jìn)行分析得出一下幾種原因：1主軸設(shè)計(jì)不緊湊，使主軸過長；2原設(shè)計(jì)過分注重風(fēng)輪強(qiáng)度及使用壽命，制作風(fēng)輪鋼板比較厚，使風(fēng)輪重量比較重，主軸帶動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)扭矩比較大，最終造成主軸振動(dòng)大;3風(fēng)輪設(shè)計(jì)不夠合理，為滿足物料分級(jí)要求，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速需要高達(dá)1000r/min,這樣加劇了主軸的振動(dòng)。由于打散分級(jí)機(jī)的風(fēng)輪與打散盤的空間布置處于同一軸線上，但是它們工作時(shí)的轉(zhuǎn)速又是不相同的，所以軸的布置上是一個(gè)問題，經(jīng)過課題組成員和指導(dǎo)老師的討論，再結(jié)合一些資料，我們?cè)俚谝环桨咐锊捎秒p回轉(zhuǎn)方式，即中空軸帶動(dòng)打散盤回轉(zhuǎn)，產(chǎn)生動(dòng)力來打散擠壓過的物料，主軸帶動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大有力的風(fēng)力場(chǎng)用來分選打散過的物料。但按照第一種方案設(shè)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)這樣主軸就會(huì)過長，從而會(huì)出現(xiàn)上面我們提到的一些不良現(xiàn)象，于是我們想出第二種方案，如圖3-4所示：圖3-4改進(jìn)后的打散分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)圖第二方案在打散機(jī)的筒體結(jié)構(gòu)方面改變不到，還是按照第一方案設(shè)計(jì)，主要改變的是傳動(dòng)部分，原來采用雙傳動(dòng)方式，用中空軸帶動(dòng)打散盤，主軸帶動(dòng)風(fēng)輪?，F(xiàn)在我們不采用傳動(dòng)方式，我們?cè)O(shè)法把打散部分的位置向上移動(dòng)，由打散電機(jī)通過軸帶動(dòng)打散盤。我們把帶動(dòng)風(fēng)輪的傳動(dòng)軸安裝在打散部分的下方，通過這樣的設(shè)計(jì)，軸的長度方面比原設(shè)計(jì)縮短了很多。改進(jìn)的打散分級(jí)機(jī)主要尺寸的確定在筒體設(shè)計(jì)中我們保留第一方案設(shè)計(jì)出來的一些尺寸參數(shù)，這樣我們可以得到，筒體直徑D=5m。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：d=0.438~0.527D(3-7)

df=0.333d(3-8)dd=0.4d(3-9)(3-8)d——打散分級(jí)機(jī)的內(nèi)徑單位m；df——風(fēng)輪的直徑單位m；dd——打散盤的直徑單位m。根據(jù)公式3.7可以知道，打散分級(jí)機(jī)的內(nèi)筒直徑為2.190~2.635m,我們?nèi)=2.50m,再根據(jù)公式3.8得風(fēng)輪直徑為0.833,取df=0.8m,同樣根據(jù)公式3.9得到打散盤的直徑dd=1m。Li=0.3d(3-10)Li——打散盤襯板表面到物料進(jìn)入分級(jí)區(qū)域的高度單位m;這樣我們得到Li=0.75m。L2——物料剛進(jìn)入分選區(qū)的點(diǎn)到內(nèi)同上截面的高度單位m;根據(jù)離心式選粉機(jī)的L2/Li的知道，當(dāng)比值在0.8~0.5或更小時(shí)分級(jí)效力很低，當(dāng)比值在2~1.82時(shí)分級(jí)效果最好，那么L2的范圍為1.4~1.365m,我們?nèi)】恐虚g的數(shù)值，定L2=1.38m。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)的選風(fēng)輪電機(jī)的選型首先我們進(jìn)行風(fēng)壓，風(fēng)速的計(jì)算。我們?cè)O(shè)計(jì)的打散分級(jí)機(jī)分級(jí)部分是用來分離粒徑0.2~2mm的物料，由上面計(jì)算所得的L1=0.75m,L2=1.38m。同時(shí)我們可以查閱到所處理物料的密度為1450kg/m3。分析：因?yàn)楸驹O(shè)備處理物料的粒經(jīng)大于100m,則該粒徑的物料沉降屬于大顆粒物料的沉降，又因?yàn)樵谥亓Ψ较蛏嫌譀]外加上升氣流的影響，所以單純由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(yùn)動(dòng)看成單純的自由落體運(yùn)動(dòng)，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(chǎng)的時(shí)間；t=V-2(L1L2)/g-3/g(3-11)t——物料粒子經(jīng)過風(fēng)場(chǎng)的時(shí)間單位s。代入數(shù)據(jù)得到t0.268so由分級(jí)原理可知道，要實(shí)現(xiàn)物料的分級(jí)，那么在0.268s的時(shí)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。為了保證分級(jí)效果，我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)讓粒子在0.27s內(nèi)到達(dá)內(nèi)筒的外緣，根據(jù)上面對(duì)打散分級(jí)機(jī)基本尺寸的確定，粒子剛進(jìn)入分級(jí)區(qū)域的點(diǎn)到內(nèi)筒邊緣的徑向距離為：x=（d-dd）/2-（3-12）x——粒子剛進(jìn)入分級(jí)區(qū)域的點(diǎn)到內(nèi)筒邊緣的徑向距離單位m；——打散盤到襯板的徑向距離單位m。而打散盤到襯板的徑向距離一般為0.08~0.1m，所以我們?nèi)【嚯x為0.1m。所以由公式（3-12）我們的到粒子剛進(jìn)入分級(jí)區(qū)域的點(diǎn)到內(nèi)筒邊緣的徑向距離x=0.65m。假設(shè)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)所形成的徑向風(fēng)速為U0，物料粒子在不同時(shí)刻的速度為Us，由于粒子的運(yùn)動(dòng)微分方程為：dx=Usdt（3-13）根據(jù)常溫常壓下風(fēng)速與它形成的動(dòng)壓關(guān)系：P=U2/K（3-14）U——風(fēng)速單位m/s；P——?jiǎng)訅簡挝籔a；K——風(fēng)速動(dòng)壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，與空氣的密度a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)速為U時(shí)，風(fēng)對(duì)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(duì)物料粒子形成的作用力在各作用表面上相互抵消，因此在不考慮大氣壓的影響。根據(jù)上訴分析，風(fēng)速對(duì)運(yùn)動(dòng)顆粒形成的壓力為：P=（U0-Us）2/K（3-15）根據(jù)牛頓第二定理，顆粒體的徑向運(yùn)動(dòng)方程為：PA=mdUs/dt（3-16）A——顆粒水平方向的投影面積（這里將顆?？醋髑蝮w）單位m2；m——顆粒的質(zhì)量單位kg。m=A（4/3）R3（3-17）R——顆粒的半徑單位m。將公式（3-17）代入（3-16）并整理得到：P=（4/3）RAdUs/dt（3-18）再將公式（3-15）代入公式（3-18）并整理得到：（U0-Us）2/K=（4/3）RAdUs/dt（3-19）將常數(shù)代入并整理運(yùn)算的到：3.23275104dt/R=dUs/(U0-Us)2(3-20)令3.2327510;則公式(3-20)為：dt/R=dUs/(U°-Us)2(3-21)將公式(3-21)積分得：t/R=1/(U0-Us)+C(3-22)由初始條件t=0,Us=0的到積分常數(shù)：C=1/U。，則公式(3-22)為：t/R=1/(UO-Us)+1/U0(3-23)根據(jù)(3-23)我們可以的到顆粒的運(yùn)動(dòng)速度Us為：Us=U0[1-1/(U°t/R+1)](3-24)將公式(3-24)代入公式(3-13)得到：dxU0[11/(U0..t/R1)]dt(3-25)對(duì)公式(3-25)積分并有初始條件t0,x0的到：RxU0[t——ln(U0t/R1)](3-26)U。根據(jù)公式(3-26)以及上面分析的到的_4____、一一，，x0.65m,t0.268s,3.2327510,R(0.2~2)/2mm0.1~1mm。我們可以算出U°=6.25~14.01m/s。根據(jù)風(fēng)輪風(fēng)速與扭矩的關(guān)系：1acT—r3CT()Uo(3-27)2T——風(fēng)輪的扭矩單位N.m；——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(shí)的扭矩系數(shù)。r/U0(3-28)——風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度單位rad/s。風(fēng)輪的驅(qū)動(dòng)功率為：__12_3PqT-rCp()U°(3-29)Pq——風(fēng)輪的驅(qū)動(dòng)功率單位W;

Cp()風(fēng)能利用系數(shù)Cp()風(fēng)能利用系數(shù)Cp()= Ct()(3-30)圖3-5牛頓效率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系由圖3-3可以看出當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到750r/min以上時(shí)曲線趨于水平，則可以知道高于這個(gè)轉(zhuǎn)速分級(jí)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(dòng)將會(huì)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。所以在此我們將工彳平均轉(zhuǎn)速取為650r/min,這也與我們最初設(shè)計(jì)時(shí)用的效率80%比較接近。根據(jù)上述分析我們根據(jù)公式(3-28)我們得到：「小二^「小二^1=1.942~4.3460Uo(3-31)我們?nèi)》旨?jí)2mm顆粒時(shí)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1.942。我們根據(jù)圖3-4可以知道此時(shí)的Cp()0.033103我們可以根據(jù)公式(3-29)得到風(fēng)輪白驅(qū)動(dòng)功率Pq27346W=27.355kW0同樣如果我們?nèi)?.2mmq顆粒粒徑計(jì)算，我們得到風(fēng)輪的驅(qū)動(dòng)功率為Pq22180W=22.180kWo為保證能q將2mm的顆粒分出我們只能取27.346kW以上的調(diào)頻電機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同粒徑粒子分級(jí)只能是依靠調(diào)速。

圖3—6圖3—6Cp—關(guān)系曲線風(fēng)速的平方代表能量的輸出，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：20min/U220min/U20max2./2

nmin/nmax(3-32)Uom^——分級(jí)機(jī)最小風(fēng)速即6.25m/s；Uomax——分級(jí)機(jī)最大風(fēng)速即14.01m/s；nmin對(duì)應(yīng)最小風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速單位r/min；nmax——對(duì)應(yīng)最大風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速nmax——對(duì)應(yīng)最大風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速這樣我們可以得到： nmin/nmaxnmin 400r/min,nmax900r/min0.4461,再根據(jù)平均轉(zhuǎn)速650r/min得到這樣得到調(diào)速電機(jī)的調(diào)速范圍為400~900r/min。綜上所述，我們根據(jù)電機(jī)的功率要求為27.346kW以上，調(diào)速范圍不小于400~900r/min。據(jù)這兩個(gè)要求我們選用Y225M-6型號(hào)的電機(jī)。由于是立式安裝,我們選用V1型。功率為30kW,調(diào)速范圍為250~950r/min。3.5.4打散電機(jī)的選型根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)時(shí)聽工廠技術(shù)人員對(duì)本設(shè)備的講解然后與指導(dǎo)老師以及同課題人員的討論及查閱一些有關(guān)資料發(fā)現(xiàn)打散分級(jí)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(jì)，因?yàn)榇蛏⒎旨?jí)機(jī)處理的是經(jīng)過輾壓機(jī)擠壓過的物料，所以料餅的硬度相對(duì)于反擊式破碎機(jī)所處理的物料而言相當(dāng)小，因此打散分級(jí)機(jī)對(duì)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(shí)的破碎機(jī)的參數(shù)及公式來進(jìn)行計(jì)算。又

差資料可知打散盤上板錘的數(shù)目和轉(zhuǎn)子的直徑有關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)子的直徑比較小時(shí)板錘的數(shù)目就少。通常轉(zhuǎn)子白直徑在1m以下時(shí)可裝設(shè)3個(gè)板錘，轉(zhuǎn)子直徑在1~1.5m時(shí)可裝4~6個(gè)板錘，轉(zhuǎn)子的直徑為1.5~2m時(shí)裝6~10個(gè)板錘，物料硬度大時(shí)可適當(dāng)取多點(diǎn)。根據(jù)上面確定的打散盤的直徑dd1m,我們可以將板錘取為6個(gè)。轉(zhuǎn)子的圓周速度對(duì)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(shí)為15~40m/s,細(xì)碎時(shí)40~80m/s,因?yàn)榇蛏⒎旨?jí)機(jī)的打散過程相當(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287~765r/min。根據(jù)反擊式破碎機(jī)的功率消耗所用的經(jīng)驗(yàn)公式：NKQs(3-33)N——電機(jī)的功率單位kW;K——比功耗，kW.h/to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(diǎn)而定。等石灰石硬度時(shí)，粗碎時(shí)取K=0.5~1.2;細(xì)碎時(shí)取K=1.2~2。由于打散分級(jí)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(diǎn)，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(fèi)，這里我們?nèi)?.3。那么我們可以得到N=41.25kW。速度可以由下式確定：5/60.01(3-34)g0.01(3-34)E1/3——物料的抗壓強(qiáng)度單位Pa；E——物料的彈性模數(shù)單位Pa；——物料的密度單位kg/m3o由于公式(2-34)沒有反映出破碎比和錘頭質(zhì)量這兩個(gè)因素，所以上式計(jì)算出的速度只能作為速度選擇的參考。沖擊時(shí)間可以按下式確定：t2.48R/V(3-35)R——料塊的半徑單位m。據(jù)有查閱有關(guān)資料我們可以知道，當(dāng)直徑為1米的轉(zhuǎn)子在500r/min時(shí)，物料的沖擊作用時(shí)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(jí)機(jī)處理的物料硬度比較低，500r/min的轉(zhuǎn)速足夠使物料的到有效的粉碎。但是打散分級(jí)機(jī)進(jìn)料口進(jìn)來的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，即轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加，增加了轉(zhuǎn)子以及傳動(dòng)軸的額外負(fù)載，這對(duì)傳動(dòng)部件是極為不利的，尤其是傳動(dòng)方式采用立式時(shí)。但是轉(zhuǎn)速過高又將加劇機(jī)體的振動(dòng)，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(jí)機(jī)打散盤的轉(zhuǎn)速取600r/min為佳。因此，根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速的數(shù)值我們采用Y280S-6,由于是立式安裝，所以選用V1型。額定功率P=45kW,滿載轉(zhuǎn)速n=740r/min。設(shè)備的安裝要求打散分級(jí)機(jī)出產(chǎn)使主要分為四大部分運(yùn)輸?shù)?，其一：頂部蓋板三塊，其二：回轉(zhuǎn)部件及其機(jī)架，底座四個(gè)，主電機(jī)及其機(jī)架，調(diào)速電機(jī)及其機(jī)架，其三：內(nèi)外筒體，錐體多片，其四：潤滑系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)件及附屬零部件，由于該設(shè)備體積比較大，內(nèi)外筒體是分成多片運(yùn)輸?shù)模栽诂F(xiàn)場(chǎng)的吊裝工作量比較大，為了方便用戶現(xiàn)場(chǎng)安裝，提出一下要求：a各部件在使用廠安裝總順序(1)安裝四個(gè)底座；(2)安裝頂部蓋板；(3)安裝上部筒體；(4)安裝外錐筒體上部，吊裝內(nèi)筒體、合攏外錐筒體下部；(5)安裝回轉(zhuǎn)部件及其機(jī)架，安裝主電動(dòng)機(jī)及其機(jī)架，調(diào)速電機(jī)及其機(jī)架；(6)安裝潤滑系統(tǒng)，冷卻及檢測(cè)系統(tǒng)。b頂部蓋板及機(jī)架的安裝(1)吊裝四個(gè)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)將頂部蓋板分別吊裝就位；(3)以頂部蓋板(中部)大型槽鋼梁為基礎(chǔ)找水平，用水平儀校正梁的水平，使其水平誤差1mm/1000mm;(4)用螺栓將左右蓋板與中部蓋板合攏，用上訴同樣方法找水平，其水平誤差2mm/1000mm;要保證蓋板與中部蓋板合攏無縫，上緊螺栓；(5)上緊頂部蓋板與底座的聯(lián)接螺栓，上緊底座螺栓，同時(shí)觀察其水平誤差是否在要求范圍內(nèi)，若超差需要重新調(diào)整底座墊片。c內(nèi)外筒體的安裝安裝要求：外筒體各塊之間及外筒體與頂部蓋板聯(lián)接處需裝密封石棉純，以防漏灰。(1)分塊吊裝上部筒體，穿上螺栓，聯(lián)接處裝上密封石棉純，把緊螺栓；(2)按上述步驟安裝外錐筒體上部；(3)吊裝內(nèi)錐，合攏外錐筒體下部，安裝內(nèi)外筒體聯(lián)接支架；(4)將上部筒體與四個(gè)底座焊為一體，以增加整機(jī)剛度。d回轉(zhuǎn)部件的安裝回轉(zhuǎn)部件出廠時(shí)是做為一個(gè)部件裝配好的，出廠時(shí)連同回轉(zhuǎn)部件機(jī)架裝為一體發(fā)運(yùn)。(1)將回轉(zhuǎn)部件吊裝就位，穿上聯(lián)接螺栓螺母；(2)通過找大皮帶輪的水平，來保證主軸的垂直安裝。以大皮帶輪上表面為基準(zhǔn)用水平儀找水平使其平面公差0.5mm/1000mm;(3)安裝好調(diào)整墊片，把緊螺栓、校正水平。預(yù)期效果此次的打散分級(jí)機(jī)的設(shè)計(jì)和改造基本復(fù)合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求?；谠诖蛏C(jī)工作原理上的一系列改進(jìn)，使其在工作能力變化不大的情況下，每年節(jié)省了大量的維修及更換零件的成本，有效的節(jié)約了因設(shè)備