開題報告-水泥生產(chǎn)中的輥壓機設計

畢業(yè)設計（論文）開題報告系（部）：機械工程學院年月日課題名稱水泥生產(chǎn)中的輥壓機設計學生姓名指導教師1.綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義1.1國內外研究動態(tài)：

水泥工業(yè)是耗能大戶，在中國前居第四位，在美國前居第七位。水泥工業(yè)約消耗世界燃料供應量的1.6%，相當于7500萬噸油；消耗約750億度電，高于世界電力總消耗的2%。而我過又是除原蘇聯(lián)外的十個經(jīng)濟大國中能耗最高的國家。我國單位耗能是法國的4.97倍，是日本的4.43倍，是巴西的3.82倍，是印度的1.64倍。可見，在我國水泥工業(yè)中節(jié)能具有特殊的意義。因此水泥工業(yè)的節(jié)能只有三個方面，一是節(jié)省熱能，二是節(jié)省電能，其次是節(jié)省人力。而電能的消耗主要是粉磨，約占水泥總耗能的60-70%。正因為如此，不斷改進粉磨技術從一開始就是水泥工作研究者的最重要的課題之一，大家都極力的尋求提高粉磨效率的途徑。在水泥生產(chǎn)中有一個必不可少的設備叫輥壓機，又名擠壓磨、輥壓磨，是國際80年代中期發(fā)展起來的新型水泥節(jié)能粉磨設備，具有替代能耗高、效率低球磨機預粉磨系統(tǒng)，并且降低鋼材消耗及噪聲的功能，適用于新廠建設，也可用于老廠技術改造，使球磨機系統(tǒng)產(chǎn)量提高30—50%，經(jīng)過擠壓后的物料料餅中0.08mm細料占20—35%，小于2mm占65—85%，小顆粒的內部結構因受擠壓而充滿許多微小裂紋，易磨性大為改善。輥面采用熱堆焊，耐磨層維修更為方便。自上世紀八十年代中期，由合肥水泥研究設計院、天津水泥工業(yè)設計研究院、洛陽礦山機器廠、唐山水泥機械廠四家單位聯(lián)合引進德國KHD公司輥壓機設計制造技術以來，經(jīng)過二十年的不斷完善，國產(chǎn)輥壓機的輥徑由800mm發(fā)展到今天的1600mm；輥寬由200mm發(fā)展到今天的1400mm；裝機功率由90kW×2發(fā)展到今天的1120kW×2；整機重量由30多噸發(fā)展到今天的200多噸，通過量由40t/h發(fā)展到今天的800t/h；配套磨機的產(chǎn)量由20t/h發(fā)展到今天的180t/h，輥壓機產(chǎn)品質量逐步提高，節(jié)能幅度達30%以上。近年來國家水泥產(chǎn)業(yè)結構調整，淘汰立窯，發(fā)展新型干法旋窯，5000t/d熟料生產(chǎn)線已成為市場的主流，這就要求國產(chǎn)化輥壓機也朝著大型化發(fā)展，我們抓住機遇，及時開發(fā)出裝機功率在1120kW×2的大型HFCG160-140輥壓機，與Ф4.2×13m開路水泥磨配套，產(chǎn)量可達170t/h以上，而Ф4.2×13m閉路水泥磨配套的產(chǎn)量則可達180t/h以上，取得增產(chǎn)100%，節(jié)電30%的實際應用效果。輥壓機技術的在我國的引進和推廣應用歷經(jīng)二十年，迄今為止，不論在設備制造技術或系統(tǒng)工藝技術方面都取得了長足的發(fā)展，但也暴露出與國際上投產(chǎn)初期存在的同樣問題。例如直徑小，喂料粒度大，輥壓機斷續(xù)震動，喂料不持續(xù)輥壓機時開時停。出料粒度不均勻，殘留過粗顆粒，使后續(xù)球磨機無法適應。輥面磨損大，國內材料不過關。自控不協(xié)調，停機次數(shù)過頻，國產(chǎn)液壓元件質量不穩(wěn)定，這些問題導致運轉率低，維修量大。但這些問題隨著科技發(fā)展也有了解決的辦法，一些有關單位也正從工藝、結構、材質等方面進行改進。輥壓機粉磨系統(tǒng)在國內依然是粉磨系統(tǒng)的可選方案。輥壓機早期的技術僅僅局限于擠壓預粉磨工藝，該工藝雖然給粉磨系統(tǒng)帶來了一定的增產(chǎn)節(jié)能效益，但同時也暴露了輥壓機設備本身固有的技術缺陷，輥壓機側擋板盡管設置了彈性頂緊裝置以減少邊緣漏料，但仍有一定量未經(jīng)有效擠壓的物料從磨輥邊緣通過；物料之間由于物理性能差異造成的選擇性粉碎現(xiàn)象使得擠壓后的料餅中仍存在少量未經(jīng)有效擠壓，易磨性未獲得有效改善的物料顆粒；設備卸壓啟動造成大量未經(jīng)有效擠壓粉碎的物料通過輥壓機。上述物料在進入球磨機后長時間滯留在磨中，將會造成粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量的波動。所以，如何杜絕上述物料對球磨機的負面影響，充分發(fā)揮輥壓機高效節(jié)能的特點成為擠壓粉磨系統(tǒng)工藝技術如何進一步完善優(yōu)化的重要課題。1.2：依據(jù)和意義：輥壓機是根據(jù)料床粉磨原理設計而成，其主要特征是：高壓、滿速、滿料、料床粉碎。輥壓機由兩個相向同步轉動的擠壓輥組成，一個為固定輥，一個為活動輥。物料從兩輥上方給入，被擠壓輥連續(xù)帶入輥間，受到100-150MPa的高壓作用后，變成密實的料餅從機下排出。排出的料餅，除含有一定比例的細粒成品外。在非成品顆粒的內部，產(chǎn)生大量裂紋，改善了物料的易磨性，且在進一步粉碎過程中，可較大地降低粉磨能耗。輥壓機水泥粉磨系統(tǒng)中，輥壓機承擔的粉磨工作量越大，則系統(tǒng)增產(chǎn)節(jié)能效果越好。目前，用于水泥粉磨的輥壓機直徑已達1800mm、輥寬1600mm。相同規(guī)格的磨機，采用較大規(guī)格的輥壓機，可以取得更好的節(jié)點效益。輥壓機的主要結構包括壓輥軸系、傳動裝置、主機架、液壓系統(tǒng)、進料裝置等。本課題結合現(xiàn)有規(guī)格輥壓機，進行適當改進，以適應輥壓機在以后更大型化水泥生產(chǎn)線的應用，具有重要的實際意義。研究的基本內容、擬解決的主要問題2.1基本內容：輥壓機的主要結構包括壓輥軸系、傳動裝置、主機架、液壓系統(tǒng)、進料裝置等。本課題設計內容主要為輥壓機主體結構設計和受力計算，然后進行電動機和減速機的選型。2.2擬解決的主要問題：1）由于輥壓機輥子作用力大，輥壓機存在輥面材料脫落和磨損，軸承容易損壞。在設計中應采用合適的輥面形式和軸承。2）大型輥壓機擠壓輥工作時行程大，油缸壓力波動大，液壓系統(tǒng)容易發(fā)熱，系統(tǒng)元件易損壞。要在液壓系統(tǒng)在抗沖擊性能、閥體失效、密封件質量不穩(wěn)定方面有所突破。3）輥壓機要求喂料料柱密實、充滿，并保持一定的喂料壓力。在設計進料裝置時要考慮調節(jié)喂料量。4）輥壓機的擠壓輥受到物料顆粒的影響，工作時不停地移動，且物料只有在高壓的作用下才能粉碎，提供壓力的油缸工作特點為壓力高、行程短、缸徑大。這帶來了油缸易磨損及漏油的問題研究步驟、方法及措施3.1主要步驟：輥壓機發(fā)展概況；輥壓機總體方案設計；輥壓機結構設計；輥壓機主要幾何參數(shù)的確定；輥壓機結構總圖和非標零件圖繪制；設計計算說明書編寫。3.2方法及措施：根據(jù)所查閱的輥壓機相關資料和已學過的專業(yè)知識，結合現(xiàn)有規(guī)格輥壓機，確定本課題設計輥壓機的規(guī)格。再計算主要的參數(shù)和結構尺寸，最后運用CAD和Pro/E繪制結構圖和裝配圖。4.研究工作進度1~2周：根據(jù)任務書，收集資料，了解設計背景，選擇設計方向，確定設計內容；編寫開題報告；3~5周：畢業(yè)設計實習。收集資料、理論分析、方案設計、數(shù)據(jù)計算、裝置設計；6~11周：撰寫畢業(yè)設計說明書、繪制工程裝配草圖、中期檢查；12~13周：教師檢查，批改設計方案、工程圖及設計說明書；學生修改圖紙及說明書，定稿；畢業(yè)設計資格審查；14~15周：校對并完善設計說明書，完成論文答辯。5.主要參考文獻：[1]喬彬.水泥工業(yè)粉磨系統(tǒng)節(jié)能增產(chǎn)技術百例.北京:化學工業(yè)出版社,2009[2]劉龍.新型干法水泥廠工藝設計基礎.北京:化學工業(yè)出版社,2014[3]王文斌.機械設計手冊3.北京:機械工業(yè)出版社,2004[4]濮良貴,紀名剛.機械設計（第八版）.北京:高等教育出版社,2006[5]陳紹龍,張朝發(fā),李福州.水泥生產(chǎn)破碎與粉磨工藝技術及設備.北京:化學工業(yè)出版社2006[6]張森林.建材機械與設備.武漢:武漢工業(yè)大學出版社,1991[7]劉建壽,趙紅霞.水泥生產(chǎn)粉碎過程裝備.武漢:武漢理工大學出版社,2005[8]馬永林.機械原理.北京:高等教育出版社,1992[9]馮辛安.機械制造裝備設計.北京：機械工業(yè)出版社，2002[10]嚴生，常捷，程麟.新型干法水泥廠工藝設計手冊.北京：中國建