超细破碎机的.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流超细破碎机的.精品文档. 超细破碎机的设计 王有杰(合肥工业大学 机械与汽车工程学院,安徽 合肥 230009)摘 要:随着破碎机技术的不断发展,人们物料的入磨粒度大小的要求日益增高,这就要求现有市场上的破碎机能够高效率、高质量的对原材料进行加工。而入磨粒度大小是影响下一步工序的关键因素。同时在破碎加工过程中,由于入磨粒度的大小,也会对原材料的输出有影响。因此,去减小入磨粒度是破碎机生产中一道必不可少的工序。物料粉碎可增加物料比表面积可加快物料在参与反应中的反应速度;其次在加工大块矿石时也有十分重要意义;并未原料的下一步加工工作做准备或便于使
2、用。现代工程需要越来越多的高纯超细粉碎,超细粉碎技术在高技术研究开发中将起着越来越重要的作用。本课题旨在利用现代的技术对超细破碎机的设计与研究。目前国内生产的破碎设备主要分鄂式、立轴式、反击式和锤式等种类。大多数产品在针对具体行业时,一般能满足行业特定的要求。但超细破碎机确是今后的一个研究方向。目前国内的冲击式和锤式破碎机能将1000mm的大块物料,一次性粉碎至10-30mm以下。自磨机更是可以将600mm的物料一次粉碎至0.044mm以下,即一台机器就能完成从粗碎到细碎及磨碎的整个工艺过程。关键词:超细破碎机、锤式、转子、细碎、入磨粒度大小。Super fine crusher design
3、WANG Youjie(College of Machinery and Automobile Engineering, Hefei University of Technology, Anhui Hefei, 230009, China)Abstract: With the development of the technology of crusher, people of grinding material into the particle size of the rising demand, which requires the existing market crusher can
4、 high efficiency, high quality of raw materials for machining. And into the ground particle size is the key factor of affect the next step process. At the same time in crushing processing process, because of the size, particle size into the ground to the output of the raw materials have influence. T
5、herefore, to reduce ground particle size is the production of a necessary crusher process. For material crushing can increase the material surface area can speed up the material in than in the reaction speed of response; Second in the processing of ore also have very important sense; Not the next st
6、ep in the raw material processing prepare for work or easy to use. Modern engineering need more and more high purity superfine crushing, super fine crushing technology in high technology research and development will play a more and more important role. This project aims to use modern technology of
7、ultrafine crusher design and research.The current domestic production of broken equipment is mainly points the hubei type, vertical shaft type, fight back style and of hammer type categories. Most products in specific industry in general can meet the requirements of the industry specific. But super
8、fine crusher is really one of the future research direction. The current domestic and the impact of the type of hammer type broken function will 1000 mm chunks of material, one-time crushing to 10-30 mm below. Since the mill can be more will be 600 mm material a crushing to 0.044 mm, namely the foll
9、owing a machine can finish from crushing to finely and grinding the whole process.Keywords: super fine crusher, of hammer type, rotor and the smaller, into the ground particle size.0. 引言粉碎(包括破碎和磨碎) 是当代飞速发展的经济社会必不可少的一个工业环节。在各种金属、非金属、化工矿物原料及建筑材料的加工过程中,粉碎作业要消耗巨大的能量,,而且又是个低效作业。物料粉碎过程中,由于作业中产生发声、发热、振动和摩擦
10、等作用,使能源大量消耗。因而多年来界内人士一直在研究如何达到节能、高效地完成破碎和磨碎过程。从理论研究到创新设备(包括改造旧有的设备)直至改变生产工艺流程。目前,破碎理论、工艺和设备的研究主要着重于:研究在破碎中节能、高效的理论,也力求找出新理论,突破人们已熟知的破碎三大理论; 研究新的非机械力高能或多力场联合作用的破碎设备,目前还未见有工业化的设备供应市场,只是处于研究阶段;改进现有设备,这方面经常是用户根据自己的需要来进行,而不见市场上大规模生产或研制新设备。物料的破碎是许多行业(如冶金、矿山、建材、化工、陶瓷筑路等)产品生产中不可缺少的工艺过程。由于物料的物理性质和结构差异很大,为适应各
11、种物料的要求,破碎机的品种也是五花八门的。就金属矿选矿而言,破碎是选矿厂的首道工序, 为了分离有用矿物, 不但分为粗碎、中碎、细碎,而且还要磨矿。磨矿是选矿厂的耗能大户(约占全厂耗电的50%), 为了节能和提高生产效率,所以提出了“多碎少磨”的技术原则。这使破碎机向细碎、粉碎和高效节能方向发展。另外随着工业自动化的发展, 破碎机也向自动化方向迈进(如国外产品已实现机电液一体化、连续检测, 并自动调节给料速率、排矿口尺寸及破碎力等)。随着开采规模的扩大, 破碎机也在向大型化发展, 如粗碎旋回破碎机的处理能力已达6000t/h。至于新原理和新方式的破碎(如电、热破碎) 尚在研究试验中, 暂时还不能
12、用于生产。对粗碎而言, 目前还没有研制出更新的设备以取代传统的颚式破碎机和旋回式破碎机,主要是利用现代技术, 予以改进、完善和提高耐磨性,达到节能、高效、长寿的目的。细碎方面新机型更多些。总的来看, 值得提出的有:颚式破碎机、圆锥破碎机、冲击式破碎机和辊压机。现代工程将需要越来越多的高纯超细粉碎,超细粉碎技术在高技术研究开发中将起着越来越重要的作用。虽然可以通过化学合成法制备高纯超细粉体,但成本过高,至今未能用于工业化生产。获得超细粉体的主要手段仍然是机械粉碎方式。用机械方式制取超细粉体所依赖的超细粉碎与分级技术的难度不断增大,其研究深度永无止境。超细粉碎技术是多方面技术的综合,其发展也有赖于
13、相关技术的进步,如高硬高韧耐磨构件的加工,高速轴承,亚微米级颗粒度分布测定等。1.矿石的力学性能与锤式破碎机的选择矿石都有许多矿物组成,各矿物的物理机械性能相差很大,故当破碎机的施力方式与矿石性质相适应时,才会有好的破碎效果。对硬矿石,采用折断配合冲击来破碎比较合适,若用研磨粉碎,机件将遭受严重磨损。对于脆性矿石,采用劈裂和弯折破碎比较有利,若用研磨粉碎则产品中细粉会增多。对于韧性及粘性很大的矿石,采用磨碎比较好。而本次设计的破碎对象平时较为常见的中等硬度的矿石。常见的软矿石有:煤、方铅矿、无烟煤等,它的抗压强度是24Mpa,最大也不超过40Mpa;普氏硬度系数一般为24。再如一些中硬矿石:花
14、岗岩、纯褐铁矿、大理石等,抗压强度是120150Mpa,普氏硬度系数一般为1215。还有硬矿石、极硬矿石,普氏硬度系数一般为1520。可根据矿石的物理机械性能、矿块的形状和所要求的产品粒度来选择破碎施力方式,以及与该破碎施力方式相应的破碎机械。2.超细破碎机的粉碎方式 该此设计的超细破碎机采用反击式与冲击式相结合的物料破碎方式,大大延长了易损件(如锤头等)的寿命,提高了效率同时也延长了设备的使用寿命。电动机带动转子在破碎腔内高速旋转。工作时,电动机带动转子在破碎腔内高速旋转,物料自上部给料口给入机内,在电机的带动下,转子高速旋转,物料进入破碎腔破碎与转子上的板锤撞击破碎,受高速运动的锤子的打击
15、、冲击、剪切、研磨作用而细碎,同时高速运动的物料也会因撞击反击板而受到反击板的冲击力从而实现细碎物料的目的。同时在转子下部,设有筛板,经破碎的物料若尺寸小于筛孔尺寸的粒级便通过筛板排出,最后从出料口排出。平时工矿企业生产中常见的物料粉碎方式主要有以下几种:(1)挤压粉碎挤压粉碎是粉碎设备的工作部件对物料施加挤压作用,物料在压力作用下发生粉碎。挤压磨、鄂式破碎机等均属此类破碎设备。物料在两个工作面之间受到相对缓慢的压力而被破碎,如下左图1-2所示。因为挤压力作用较缓慢均匀,故物料粉碎过程均匀。这种方法通常多用于物料的粗碎,当然,近年来发展的细鄂式破碎机也可将物料破碎至几毫米以下。另外,挤压磨出磨
16、物料有时会呈片状粉料,故常作为细粉磨前的预粉碎设备。图1-2 图1-3(2)挤压剪切粉碎挤压剪切粉碎如图1-3所示。辊压磨、雷蒙磨及各种立式磨通常采用挤压剪切粉碎方式。(3)冲击粉碎 冲击粉碎包括高速运动的粉碎体对被粉碎物料的冲击和高速运动的物料向固体壁或靶的冲击以及运动物料的相互冲击,如图2-4所示。这种粉碎过程可在较短时间内发生多次冲击碰撞,每次冲击碰撞的粉碎时间是在瞬间完成的,所以粉碎体与被粉碎物料的动量交换非常迅速产生的破碎力也较大破碎较前两种更有力。本次的设计受到此种破碎方式的启发。图1-4(4)研磨磨削粉碎研磨和磨削本质上均属剪切粉碎,包括研磨介质对物料的粉碎和物料相互间的磨擦作用
17、。振动磨、搅拌磨以及球磨机的细磨仓等都是以此为主要原理的。与施加强大粉碎力的挤压和冲击粉碎不同,研磨和磨削是靠研磨介质对物料颗粒表面的不断磨蚀而实现粉碎的。因此,研磨介质的物理性质、尺寸、形状及其填充率对粉磨效率具有重要影响。以下是物料常见的专业术语:(1)单一颗粒的粒径粒度是指一个颗粒的大小,对于规则的球形颗粒,我们可以用“直径”来精确描述其大小,而绝大多数情形下颗粒的形状都不是球形,用直径表示显然欠确切,也容易引起误解。因此,表示颗粒大小引用“粒径”的概念。所谓粒径,即表示颗粒大小的尺寸。同一颗粒,由于应用场合不同,测量的方法也往往不同,所得到的粒径值当然也不同。(2) 颗粒群的平均粒径在
18、生产实践中,我们所涉及到的往往并非单一粒径,而是包含不同粒径的若干颗粒的集合体,即颗粒群。其平均粒径通常用统计数学的方法来计算。该次设计的原始数据中的最大进料粒度及最大出料粒度均为石灰石等中硬度物料的平均粒径。3. 总体方案设计本设计给定的原始数据有:(1)主轴转速在900-1100r/min;(2)最大进料粒度180mm;(3)最大出料粒度5mm;(4)破碎机的破碎程度为:细碎 超细碎;(5)破碎机的破碎对象是:各种中等硬度矿石如:花岗岩、石灰石等。本次设计的是单转子、六排锤、不可逆式的超细破碎机,型号为600mm600mm。主要结构由支架、转子、锤头、轴、反击板、筛板、飞轮等组成。其主要结
19、构图如图2-1所示。图2-14.整机主要结构介绍(1)支架由槽钢焊接而成,用于支撑整体结构。支架下部有地脚螺栓孔用于连接其余部件。(2)转子由主轴、锤架、销轴等组成,锤架上开有36个均匀分布的孔,销轴两端用两对圆螺母进行固定。主轴主要依靠两个圆锥滚子轴承支撑。(3)主轴是支撑锤架(以及转子的主要部分)的主要零件,冲击力由它来承受。又因,其刚度和强度均有较高要求(详见主轴的设计及校核部分),因此要求其材质具有较高的韧性和强度。通常断面为圆形,通过平键和其它零件连接。(4)锤头是整部机器主要的工作部件和易磨损部分,其质量、形状和材质对破碎机的生产能力和设备的使用寿命有很大的影响。因此,根据不同的物
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