風籠式選粉機總體及其傳動設計說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　目　錄</b></p><p>　　摘要 ………………………………………………………………………………………………III</p><p>　　Abstract……………………………………………………………………………………………IV</p><p>　　1 概述………………………………………………………………………

2、………………1</p><p>　　1.1 研究的目的與意義………………………………………………………………………1</p><p>　　1.2 選粉機的發(fā)展歷史………………………………………………………………………2</p><p>　　1.2.1 第一代選粉機……………………………………………………………………………2</p><p>

3、;　　1.2.2 第二代選粉機……………………………………………………………………………3</p><p>　　1.2.3 第三代選粉機……………………………………………………………………………3</p><p>　　1.3 選粉機技術發(fā)展狀況 ……………………………………………………………………4</p><p>　　1.4 選粉機發(fā)展趨勢…………………………

4、………………………………………………5</p><p>　　2 總體方案論證……………………………………………………………………………………6</p><p>　　2.1課題的來源、內容和技術要求………………………………………………………………6</p><p>　　2.2改進設計方……………………………………………………………………………6</p>

5、<p>　　2.2.1 改造機理分析 …………………………………………………………………………6</p><p>　　2.2.2 改進方法 ………………………………………………………………………………7</p><p>　　2.3創(chuàng)新設計方案………………………………………………………………………………8</p><p>　　2.3.1 傳統(tǒng)風筒的結構

6、分析 …………………………………………………………………8</p><p>　　2.3.2 新方案…………………………………………………………………………………10</p><p>　　2.4 改進后的選粉機結構原理 ………………………………………………………………11</p><p>　　2.5 應用技術及其效益預測 …………………………………………………………

7、………12</p><p>　　2.5.1 選粉效益與粉磨系統(tǒng)產量明顯提高…………………………………………………12</p><p>　　2.5.2 應用技術 …………………………………………………………………………… 13</p><p>　　2.5.3 結論……………………………………………………………………………………13</p><

8、p>　　3 具體設計說明…………………………………………………………………………………14</p><p>　　3.1 主要技術參數(shù)計算………………………………………………………………………14</p><p>　　3.1.1 主要工藝尺寸…………………………………………………………………………14</p><p>　　3.1.2 生產能力……………………

9、…………………………………………………………14</p><p>　　3.1.3 選粉室直徑……………………………………………………………………14</p><p>　　3.1.4 風量……………………………………………………………………………………15</p><p>　　3.1.5 風機選型………………………………………………………………………………15&l

10、t;/p><p>　　3.1.6 主軸轉速………………………………………………………………………………15</p><p>　　3.2 傳動部分設計……………………………………………………………………………15</p><p>　　3.2.1 電機的選擇……………………………………………………………………………15</p><p>　　3.2.

11、2 V帶的設計計算……………………………………………………………………16</p><p>　　3.3 旋風筒設計………………………………………………………………………………19</p><p>　　3.3.1 旋風筒的收塵工作原理………………………………………………………………19</p><p>　　3.3.2 旋風筒的尺寸計算……………………………………

12、………………………………20</p><p>　　3.3.3 籠子部分的計算………………………………………………………………………21</p><p>　　3.4 滴流裝置…………………………………………………………………………………22</p><p>　　3.5 內襯………………………………………………………………………………………23</p>

13、<p>　　3.6 螺栓組連接的設計………………………………………………………………………24</p><p>　　3.6.1 螺栓組連接的結構設計………………………………………………………………24</p><p>　　3.6.2 螺栓組連接的受力分析………………………………………………………………25</p><p>　　3.7 螺紋連接的強度計算

14、……………………………………………………………………26</p><p>　　3.7.1 螺紋連接的失效形式…………………………………………………………………26</p><p>　　3.7.2 螺栓連接的強度計算…………………………………………………………………26</p><p>　　3.8 焊接工藝……………………………………………………………………………

15、……28</p><p>　　3.8.1 焊接工藝的制訂原則…………………………………………………………………28</p><p>　　3.8.2 焊接方法的選擇……………………………………………………………………28</p><p>　　3.8.3 焊接材料的選擇………………………………………………………………………28</p><p&g

16、t;　　3.8.4 焊接工藝參數(shù)的選擇…………………………………………………………………28</p><p>　　3.8.5 焊前預熱及焊后熱處理………………………………………………………………29</p><p>　　4 操作、安裝、維護及檢修………………………………………………………………………31</p><p>　　4.1 操作…………………………………

17、……………………………………………………31</p><p>　　4.2 安裝………………………………………………………………………………………31</p><p>　　4.3 維護………………………………………………………………………………………31</p><p>　　4.4 檢修………………………………………………………………………………………32</p

18、><p>　　5 預期效果…………………………………………………………………………………33</p><p>　　6 應注意的問題…………………………………………………………………………………34</p><p>　　7 結論 ……………………………………………………………………………………………35</p><p>　　參考文獻……………………

19、……………………………………………………………………37</p><p>　　致謝………………………………………………………………………………………………39</p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　為了提高水泥粉磨系統(tǒng)中選粉系統(tǒng)的選粉效率，降低循環(huán)負荷，本課題設計了水泥圈流系統(tǒng)中采用的風籠式選粉機。風籠式選粉機

20、是在高細轉子選粉機的基礎上，集懸浮分散、預分級和平面渦流分級技術于一體，專為水泥磨系統(tǒng)適應新標準而設計的專利產品。運用類比法，結合其他選粉機的優(yōu)點，確定殼體的整體布局方案。在適當位置布置約束內錐，以穩(wěn)定選粉室內的氣體流場及增強選粉的效果；細粉分離與收集裝置采用高效低阻旋風筒提高各級細粉和超細粉的收集量。殼體的改進有利于降低系統(tǒng)風的阻力，提高選粉效率。選粉機采用整體緊湊設計，大大降低了占據空間，且大大提高了選粉效率。機體工作運行平穩(wěn)，安裝

21、維修方便。選粉機設計的主要特點是采用籠式轉子結構，即在選粉機拆除風葉，在原風葉盤上安裝籠式轉子，改造撒料盤，提高拋撒能力使物料能均勻的分散于分級區(qū)內。將主軸驅動電機改為調速電機，改變皮帶速比加大風機的轉速來提高循環(huán)風量。</p><p>　　關鍵詞：籠式轉子 ；高效選粉機 ；類比法 ；旋風筒；選粉效率；約束內錐</p><p><b>　　Abstract</b>&l

22、t;/p><p>　　Selected in order to improve the cement grinding system powder system choose powder efficiency, reduce cyclic load, this topic designs the cement ring of wind flow systems with cage classifier.Wind c

23、age rotor classifier is high in the thin classifier on the basis of the set of suspended preliminary classification and plane vortex classification technology in a body.Designed for cement grinding system adapt to the ne

24、w standard and the patent products.Using the analogy method, combining the advant</p><p>　　Key words：cage rotor; high efficiency separator; analogy method; cyclone; powder-selecting efficiency; connect inner

25、 cone</p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　1.1 研究的目的與意義</p><p>　　隨著建筑業(yè)的發(fā)展，以及水泥顆粒方面的研究，人們對水泥顆粒的要求也來也科學，同時對相應的水泥工業(yè)的粉磨系統(tǒng)業(yè)提出了相應的要求。水泥的粉碎機對物料的粉碎主要是依靠研磨體對物料的沖擊、擠壓與研磨作用來實現(xiàn)的。這種沖擊及研磨作用是

26、通過研磨體的表面?zhèn)鬟f給與之相接觸的物料的，屬于單顆粒粉碎。由于單顆粒粉碎的偶然性，使大量的能量消耗在研磨體之間及研磨體育磨機襯板之間的碰撞與磨損上，因而其效率很低。目前，一般在以下兩個方面加以改進，以提高球磨機的粉磨效率。一是改變內部裝置。節(jié)能襯板、可調隔倉板的研制成功，為粉磨系統(tǒng)降低了能量。第二方面是改變粉磨系統(tǒng)，將原來的開路粉磨系統(tǒng)改為閉路粉磨系統(tǒng)。與之相應的，選粉機也因技術發(fā)展的需要，為提高選粉效率，降低系統(tǒng)能耗，由傳統(tǒng)的第一代離

27、心式選粉機、第二代旋風式選粉機發(fā)展到第三代高效選粉機。</p><p>　　作為閉路粉磨系統(tǒng)的一個重要的配套設備—選粉機，雖然本身并無粉碎物料的作用，但其性能好壞直接影響到系統(tǒng)的運行狀態(tài)，即影響到系統(tǒng)的粉磨效率、產量及能耗。因此，高效選粉機技術的研究具有重要意義。主要體現(xiàn)在以下幾個方面:</p><p>　　A． 粉磨系統(tǒng)增產降耗的要求。</p><p>　　與高效

28、選粉機配套的粉磨系統(tǒng)，具有更高的粉磨效率、產量及較低的能耗。配有傳統(tǒng)選粉機的閉路粉磨系統(tǒng)，在生產一般細度的水泥時，單位能耗并不比開路低；生產高細度水泥時，盡管與開路比，電耗降低、產量提高，但與生產一般細度水泥相比，產量有較大幅度的下降。而如果采用高效選粉機，雖然也有類似現(xiàn)象，但其降低幅度明顯減小。</p><p>　　B ．水泥質量要求的提高，也對選粉機提出了更高的要求</p><p>　

29、　一方面是使用廠家對水泥質量的要求提高，另一方面是人們對水泥質量認識的進一步深入，使得在評價水泥質量方面的一些觀點發(fā)生了變化。最初，作為水泥質量主要指標之一的水泥細度是篩余控制的，用篩余控制只能反映成品中粗顆粒多少，不能反映全部顆粒的粗細情況；而后發(fā)展到比面積控制，水泥越細，比表面積越大。研究表明，水泥顆粒組成種不同粗細的顆粒對水泥水化性能的作用是不同的。3-30μm的顆粒是水泥的主要活性部分、承擔強度增大的主要粒徑。由此可見，水泥質量

30、與水泥成品中3-30μm顆粒的含量有很大關系。而在水泥粉磨作業(yè)中，要得到某一粒徑范圍含量較高，分布相對較窄的水泥產品，只有通過高校選粉機來調節(jié)、控制，否則難以實現(xiàn)。</p><p>　　C ．高效選粉機的研究成果，即可拓展到非金屬礦、化工、食品等行業(yè)的分選技術中；也對超細粉粉機技術的研究具有一定的參考價值，而超細粉的分級又是機械法制備超細粉領域中的一個關鍵技術。</p><p>　　1.2

31、 選粉機的發(fā)展歷史 </p><p>　　1.2.1 第一代選粉機</p><p>　　即離心式選粉機，或稱為普通空氣選粉機。該機是英國芒福特(Mumford)和穆迪( Moody)發(fā)明的。主要原理是借助于物料顆粒在氣流中，由于上升氣流的浮力、相對運動的氣體阻力、離心力、重力之間的平衡使大小不同的顆粒產生不同的等速運動而使顆粒分級。該機的特點是將空氣選粉機、循環(huán)空氣風機以及從空氣中分選細

32、粉的旋風筒組合成一個單機系統(tǒng)。Gayco型和Sturtevant型選粉機為其代表。（如圖1.1和圖1.2所示）。</p><p>　　圖1.1 Gayco型選粉機構造圖</p><p>　　圖1.2 Sturtevant型選粉機構造圖</p><p>　　1.2.2 第二代選粉機</p><p>　　即旋風式選粉機。該機于六十年代初由聯(lián)

33、邦德國威達克公司為解決第一代選粉機在內部循環(huán)的空氣選粉機存在的上述問題，改進而來的。該機主要特點是將離心式選粉機的氣流機內循環(huán)改為外部循環(huán)供風系統(tǒng)，帶多個小旋風筒的空氣動態(tài)選粉機。用小旋風筒代替大直徑外筒來收集細粉，提高了料氣分離的效率，使循環(huán)氣流中的含塵濃度大為降低，克服了顆粒沉降的干擾影響。同時粗粉在降落過程中增加了二次選粉的機會。這些措施較大地改善了選粉效果。在結構方面亦可制成大規(guī)格以適應水泥設備大型配套的需要。洪堡-維達格型旋風

34、式選粉機為其代表。（如圖1.3所示）。</p><p>　　圖1.3 洪堡—維達格型旋風式選分機</p><p>　　1-電動機；2-減速器；3-進料溜槽；4-空氣除塵器；5-主軸承；6-旋風收塵器頂部；7-下料管；8-分級帶；9-離心分級裝置；10-旋風收塵器；11-回轉撒料盤；12-氣流；13-導向裝置；14-入孔蓋；15-細粉；16-錐形機殼；17-粗料室；18-粗粉；19-下錐體

35、；20-粗料卸料口；21-細粉卸料槽；22-風管；23-風門調節(jié)閥；24-鼓風機；25-電機；</p><p>　　1.2.3 第三代選粉機</p><p>　　即高效選粉機。良好的分散度是實現(xiàn)高效率分離的前提條件，也是使整個分離區(qū)的空間得到充分利用的關鍵。分散度不高是以前選粉機的一大缺點，高效選粉機就是為解決上述問題而出現(xiàn)的。1979年日本小野田公司開發(fā)了O - sepa選粉機是其典型

36、的代表。它是一種高效渦流型選粉機，不僅保留了旋風式選粉機外部供風、循環(huán)氣流高效分離、二次選粉等優(yōu)點；而且應用平面螺旋氣流選粉原理，以籠式轉子代替小風葉，氣流通過導向葉片切線進入，在整個選粉區(qū)內氣流穩(wěn)定均勻，從而消除了離心式選粉區(qū)內風速梯度、分離粒徑趨于均勻和邊壁效應。顆粒自上而下有多次分選機會，最后又經三次風再次分選，因此分選效果好，其產量、動力消耗和水泥質量都有很大的改善。（如圖1.4所示）。</p><p>

37、　　圖1.4 O-Sepa高效選粉機示意圖</p><p>　　1.3 選粉機技術發(fā)展狀況</p><p>　　隨著新型干法窯的發(fā)展，水泥工業(yè)生產中的熱耗有了大幅度的下降，而電耗反而有所上升。因此，如何降低水泥生產占耗電的65%～70%的磨機粉磨作業(yè)中的電耗，是當前水泥工業(yè)工作者極為關注的課題，也是節(jié)能的重要課題。并已研究擠壓磨，新型立磨，高細磨和高效選粉機等機電設備，取得了降低粉磨電耗

38、的效果。</p><p>　　當前，世界各國在粉磨生產作業(yè)中，都將開路系統(tǒng)改變?yōu)殚]路系統(tǒng)，降低電耗，在國際上水泥工業(yè)的粉磨系統(tǒng)，一向組合工藝，機械，電氣，組合機組發(fā)展；二在生產工藝上向采用高效選粉機方向發(fā)展；三向組合立發(fā)展。僅就選粉機來說，各國水泥公司開發(fā)部門都對選粉機進行了大量的研究工作，并紛紛推出各自的新型高效選粉機，如日本小野田的O-sepa選粉機，三菱公司的MDS型，F(xiàn)LS的Sepax型，西德伯力鳩斯的C

39、aropol，石川島播磨公司的SD型，西德洪堡公司維達格的ZVB-J型選粉機，品種繁多，我國對O-Sepa選粉機作了技術引進。新型選粉機的特點可歸納如下：</p><p>　　(1)在選粉機結構中采用新的物料分散裝置，使入選粉機的物料能得到良好的分散度，提高β值，使其粗細顆粒均勻分散。</p><p>　　(2)在選粉機內部控制空氣流向的裝置，盡力減少渦流對選粉機的干擾。</p>

40、;<p>　　(3)擴大選粉機的粗細分離能力和區(qū)域部位，延長物料分選時間。</p><p>　　(4)在生產工藝中引入新的熱風或冷風，使之減少物料的內循環(huán)，使選粉機具有烘干生料，冷卻水泥，還有微粉碎的功能。</p><p>　　(5)在分離上是使靜態(tài)和動態(tài)選粉機裝置，組成為一體化，稱之為組合機型，以簡化工藝流程。</p><p>　　總之，都是為了提高

41、選粉效率，選出需要分級的產品，減少設備重量，簡化流程等等，以減低能耗，提高產量，有利于向高效化，組合化發(fā)展。</p><p>　　從世界各國統(tǒng)計，離心式選粉機在使用數(shù)量上占有較多地位，我國也是離心式選粉機為多，旋風式選粉機在60年代開始開發(fā)的，O-Sepa選粉機在80年代引進的?，F(xiàn)在我國對第一、二代選粉機稍加改進，分別稱為離心式高效選粉機和旋風式高效選粉機等，雖然有的還達不到高效的水平，但性能確有提高。高效渦流型

42、選粉機相對于第一、二代選粉機，分選效果好，其產量、動力消耗和水泥質量都有很大的改善。主要是由于采用籠式高效選粉機，雖然它以其卓越的性能得到人們的肯定，但它結構復雜，加工制造費用較高，還要增加收集成品的高濃度袋式收塵器，并且操作要求及管理要求也相應較高，因此，對于中小水泥企業(yè)來說，是一個困難的決策。 </p><p>　　針對我國的國情，在選粉機的發(fā)展上進行了多次的改進，也發(fā)展了各種各樣的高效選粉機。轉子式選粉機是

43、在旋風式選粉機的基礎上發(fā)展而來，結合了三種選粉機的結構及性能特點，投資較省，選粉效率較高。采用離心力場作為分級力場，結構上采用籠式轉子?？紤]到選粉機內氣流運動及分布的特點，轉子采用倒錐形結構，以保證粉機分級室內分級力場的穩(wěn)定。</p><p>　　在100多年來選粉機雖有新的發(fā)展和改進，但未能脫離離心分離，運用機械旋轉葉輪或風葉片等機械結構的范疇內，在減少物料的內循環(huán)，提高分級分散性能方面，都做了大量的工作，都取

44、得很大成果。</p><p>　　1.4 選粉機發(fā)展趨勢</p><p>　　隨著我國節(jié)能降耗的不斷深入，水泥行業(yè)要得到可持續(xù)發(fā)展，就必須走資源節(jié)約型、環(huán)保型的道路，這就要求我們發(fā)展高性能水泥，減少混凝土中水泥的用量。因此對水泥質量和節(jié)能降耗提出了越來越高的要求。實際上這也是對選粉機的研究提出了方向，高性能選粉機的研究和開發(fā)應是選粉機今后的發(fā)展趨勢。所謂高性能選粉機應該是不僅選粉效率高，而

45、且具有能明顯改善產品的顆粒分布、分級精度高、設備能耗低、磨耗低、阻力損失低等特點。優(yōu)秀的選粉機要求具有良好的分散功能、最先進的分級機理、廉價而實用的收集裝置。</p><p><b>　　2 總體方案論證</b></p><p>　　2.1 課題的來源、內容和技術要求 </p><p>　　現(xiàn)今設計高效實用的選粉機可以基于以下幾個關鍵技術 ：

46、</p><p><b>　　a.懸浮分散技術</b></p><p>　　需選粉的物料首先要求有良好的分散性，特別是對于由于靜電吸附作用和水份超標而易造成結團的物料，只有良好的分散，才能更好的分級。在物料進入主選粉室前，進行緩沖均布物料，并對物料進行分散，對成團的物料和粗細顆粒進行初步的分離分級，使其進入主選粉室有一個更為充分的分散分離，給后續(xù)的選粉創(chuàng)造良好條件。&

47、lt;/p><p>　　b.平面渦流分級技術</p><p>　　選粉氣流通過水平切向進入選粉室內，形成一個旋轉渦流氣流，與旋轉的轉籠形成一上下穩(wěn)定的內外壓差，氣流穩(wěn)定均勻，物料顆粒在此基礎上有一個很穩(wěn)定的強力選粉離心力場，從而能達到精確的分級。</p><p>　　c. 內循環(huán)收集技術</p><p>　　采用高效低阻旋風筒，布置在主機周圍，形

48、成一個整體，有效地簡化了系統(tǒng)的工藝流程，減少了占地面積，降低了后續(xù)布袋除塵器的負荷和要求，降低系統(tǒng)的一次性投資及裝機容量。</p><p>　　因此我們設計的選粉機結構形式定型為渦旋式分離，旋風筒收集。</p><p>　　2.2 改進設計方案</p><p>　　2.2.1 改造機理分析</p><p>　　對于圈流粉磨系統(tǒng)，要提高整個粉

49、磨系統(tǒng)產量，提高選粉機的選粉效率是重要手段之一。旋風式選粉機選粉效率雖比離心式高，但一般也只能達到60％左右。為了提高選粉機選粉效率有些廠選擇較大規(guī)格選粉機或用兩臺串聯(lián)或并聯(lián)來降低選粉機負荷，這樣選粉效率雖有增加，但設備投資和電耗增加。有些廠在撤料裝置上進行改進，取得一些效果，但在根本上沒有大的改進。現(xiàn)有使用的旋風式選粉機存在問題主要有以下幾個方面：</p><p>　　(1) 產品細度調節(jié)因難</p>

50、;<p>　　旋風式選粉機細度調節(jié)主要依靠調節(jié)風葉的數(shù)量和循環(huán)風量。風量大時，容易地粗，風量小時，細度能保證，但效率下降。如江西水泥廠也出現(xiàn)這樣的情況，選粉效率共有40％左右，循環(huán)負荷達400％以上、大量合格細粉更新回磨，磨頭冒灰嚴重，由于墊層作用，粉磨效率明顯降低。有些廠循環(huán)風不敢用足，有的只使用風機名牌風量的一半，這不僅使能量完全消耗在擋板上，而且增大了料風比。為了防止產品跑粗甚至用支風管把循環(huán)風直接導入選粉機上部旋風

51、筒進口處使氣流部分短路，造成選粉機氣料比和風選能力大大降低。</p><p>　　(2) 撒料盤撒料不均勻 </p><p>　　撤料盤多采用光板圓盤式．由于粉料和盤面有相對滑動，粉料在圓盤邊緣拋撤的初速度不高，使粉料拋落距離和分散性不夠； </p><p>　　(3) 風葉的負作用 </p><p>　　靠風葉控制細度的不足之處于

52、：(1)當風量大時不合格的粉隨氣流上升速度大于相鄰葉片旋轉速度就易跑粗。風量小時合格細粉也會松葉片多次碰撞而落人粗粉中被收集，使效率下降。(2)葉片在重力分級區(qū)的旋轉．破壞了旋轉上升氣流的流向，嚴重干擾了氣流上升和顆粒沉降兩相流相對運動的規(guī)則運動。并占據了有效分級空間，氣流阻力也比較大。(3)葉片旋轉時，葉片背面負壓形成的氣體渦流極易使細粉反復吸附注分級區(qū)域，大大延長了細粉在分級區(qū)的停留時間。</p><p>　

53、　(4) 分級力場不穩(wěn)定</p><p>　　在離心式選粉機內，固體顆粒主要受重力Ｆｇ、離心力Ｆｃ、氣體阻力Ｆｄ三個力的作用（合力為Ｒ）。在分級區(qū)內，旋轉氣流的動力主要來自于小風葉的作用，而小風葉在旋轉過程中因其周圍各處的風壓不同，導致各處氣流速度的大小與方向變化較大，旋轉氣流不能形成穩(wěn)定、均齊的分級力場。故在分級區(qū)內，同一粒徑的顆粒在不同的位置會受到大小與方向都不同的合力作用；同一粒徑的顆粒在同一位置不同時間所

54、受的合力也不同。這種顆粒受力情況的不穩(wěn)定，使選粉機無恒定的分級粒徑ｄｃ，導致粗細粉互混的現(xiàn)象嚴重。同時，由下而上的分級氣流在分級區(qū)上部蓋風板處，因突然變向而形成一死角，在死角內形成的局部渦流會干擾分級區(qū)的流場。另外，機壁效應的存在，也影響細粉的分離，使部分細粉與粗粉一起碰到內壁而沉降。(5) 物料分散不充分、不均勻</p><p>　　物料在選粉機內主要靠撒料盤的離心力拋出分散，不可能在整個截面上均勻分布；分級

55、區(qū)內流場的不穩(wěn)定更加劇了物料的分散不均。另外，選粉機內筒體直徑較大，雖有二次分選的滴流裝置，但由于垂直氣流速度較低，氣流對物料的二次洗刷作用較弱，物料分散情況得不到有效改善。而物料充分、均勻的分散是實現(xiàn)高效分級的前提。選粉機循環(huán)風量的大小直接影響粉塵的攜帶能力，從而影響選粉效率與系統(tǒng)產量。因小葉片的轉動無法有效控制產品細度，若循環(huán)風量過大將使產品變粗，達不到工藝要求。因此，多數(shù)廠在實際生產中，其循環(huán)風機的閥門開度只有７０％左右，造成物料

56、分散不充分，物料在水平匯總管道處沉積，選粉效率與系統(tǒng)產量較低等情況。</p><p>　　2.2.2 改進方法</p><p>　　選粉機對物料的分選過程可分為物料的分散、分級與細粉（成品）的分離三個環(huán)節(jié)。從上述分析中可知，旋風式選粉機在物料的分散和分級兩環(huán)節(jié)上都存在缺陷。改造中結合O-Sepa高效選粉機技術，對旋風式選粉機進行了結構改造。 (1) 拆除風葉，在原風葉盤上安裝籠式轉

57、子。轉子表面自然形成固定的分級面，其中籠式轉子的設計應根據實際處理風量及要求的產品細度確定。當外形尺寸一定時，分級葉片的數(shù)量（即兩葉片的間距）是影響產品細度與選粉效率的重要因素。分級葉片數(shù)量過多，兩葉片間距小，則產品細、選粉效率與系統(tǒng)產量低；反之，則產品細度難于控制。 (2) 將主軸驅動電機改為調速電機（或采用變頻調速）。改為調速電機后，選粉機分級力場的強度可通過改變電機轉速靈活調節(jié)，以改變分級區(qū)內顆粒的受力情況，控制分級的切割

58、粒徑，達到調節(jié)產品細度與粒度組成的目的。若原選粉機已用調速電機或變頻調速，則改造中可保留，但需進行傳動功率的核算。 (3) 改造撒料盤 提高拋撒能力，使物料能比較均勻地分散于分級區(qū)內；</p><p>　　(4) 在電機功率許可的情況下，通過改變皮帶輪速比、加大風機主軸轉速來提高循環(huán)風量。如前所述，原選粉機用風不足主要是因為由小風葉組成的分級結構無法很好地控制產品細度而跑粗，導致選粉效率與產量都較低。采用

59、籠式轉子后，細度控制靈敏、不跑粗，風量增加，能很好地改善物料的分散情況，提高對物料的攜帶能力，而提高選粉效率與產量。</p><p>　　2.3 創(chuàng)新設計方案</p><p>　　2.3.1 傳統(tǒng)旋風筒的結構分析</p><p>　　(1) 旋風收塵器的工作原理：</p><p>　　旋風收塵器是使含塵氣體產生高速旋轉運動，通過對塵粒施加離

60、心力而使粒子從氣流中分離出來的干法收塵設備。如圖2.1，旋風收塵器外殼是由外圓筒和錐筒組成，外圓筒頂端處封閉，其中心有一排風管。氣體進口管位于筒側并與外圓筒相切。錐底設有灰倉和鎖風閥門。</p><p>　　旋風收塵器內的流場和壓力分布：</p><p>　　操作時，含塵氣體切向進入筒體，沿器內壁旋轉。在同一平面上旋轉360度后，被繼續(xù)進入的氣流擠壓而旋轉向下或向上流動。向上的氣流被頂蓋擋

61、住并返回。向下的氣流在旋轉過程中塵粒在離心力的作用下甩向器壁，并在重力和向 </p><p>　　下的氣流帶動下落入灰倉。以凈化的氣流于圓錐底部被迫轉向收塵器中心，形成旋轉向上的氣流，最后排出排氣管。</p><p>　　圖2.1旋風筒工作原理圖</p><p>　　(2) 旋風收塵器內的流場和壓力分布&l

62、t;/p><p>　　根據測定，氣流在旋風收塵器內呈復雜的三維流動，器內任何一點上都存在著切向速度、徑向速度和軸向速度。</p><p>　　切向速度是控制氣流穩(wěn)定，使含塵氣體產生慣性離心力的主要因素，它與旋風收塵效率和阻力損失關系最大。在外旋流中，由于壁面摩擦和氣流的粘性，使切向速度與旋轉半徑有如下關系：</p><p><b>　　式中</b>

63、</p><p>　　D為外筒直徑（m）;T為氣體絕對溫度（K）。一般n=0.5-0.9</p><p>　　內旋流中類似于剛體的旋轉運動，即</p><p>　　根據上述兩種情況，在離軸心一定的距離處，具有最大的切向旋轉速度，如圖2.2所示。將此作為分界面，其外稱外旋流，切向速度接近中心時趨于上升；其內稱內旋流，切向速度趨于下降。</p><p

64、>　　徑向速度也分為兩種：外旋流處是向心的;內旋流處則從軸心向外流動。較要低得多，如圖2.2。</p><p>　　圖2.2 切向速度與徑向速度 圖2.3 軸鄉(xiāng)向速度</p><p>　　軸向速度 在近壁處向下，而在中心區(qū)域向上，且數(shù)值較大，如圖所示2.3。根據上述流場可知，在旋風收塵器內具有一個向心氣流速度 ，此氣流把粉塵帶向中央，此力稱為向心力。同時

65、，由于向心的徑向速度存在，使氣流并非全部沿壁旋轉向下，再旋轉上升進入排氣管，而是一部分氣流以向心徑向速度在中途離去，如圖2.4。形成渦流。</p><p>　　圖2.4旋風收塵中實際氣流流速示意 圖2.5旋風收塵器中渦流</p><p>　　切向流速和徑向流速對收塵效率起主導作用。前者產生徑向加速度 ，因而使塵粒在半徑方向上進行由里向外的離心沉降，把塵粒推到圓筒壁而被分

66、離；后者是使塵粒在徑向上由外向里推到中心部渦核而隨上升氣流從排氣管逸出。這是流場中諸流速分量中的一對矛盾，可稱為主流。此外，還有軸向速度和徑向速度構成的次流，一般可能有兩種次流：筒體次流和錐體次流。對應于筒體次流就產生上灰環(huán)，而對應于錐體次流就產生下灰環(huán)，如圖2.5所示。上灰環(huán)使原來已分離在圓筒邊壁的粉塵先沿外筒壁向上移動，然后沿頂蓋向內移動，又沿內筒外壁向下移動，最后短路而排入排氣管，造成不良后果。下灰環(huán)是一方面推動已捕集在錐體邊壁的

67、粉塵向下推移，最后推入灰倉，這是有利的；另一方面在中心處易將已捕集的粉塵再次揚起。</p><p>　　2.3.2 創(chuàng)新方案</p><p>　　對旋風筒的結構進行創(chuàng)新，在渦殼處延長進口管。穩(wěn)定粉塵的流動方向。減少筒體次流的影響，防止上灰環(huán)使原來已分離在圓筒邊壁的粉塵先沿外筒壁向上移動，然后沿頂蓋向內移動，又沿內筒外壁向下移動，最后短路而排入排氣管現(xiàn)象的發(fā)生。同時，在筒體下部和錐體處開圓周

68、口，讓粉體提前分離，防止錐體次流的影響，將中心處已捕集的粉塵再次揚起。</p><p>　　2.4 改進后的選粉機結構原理</p><p><b>　　結構如下圖</b></p><p>　　圖2.6 選粉機結構原理圖</p><p>　　1 電動機 2 小帶輪 3 大帶輪 4 主軸 5 上輪轂 6 下輪轂

69、 7 小葉片 8 格板壓板 9 撒料擋圈 10 導向葉片 11葉片 12 導向葉片底座 13 底座 14 漏斗 15 粗料出 16 出風管 17立筒 18旋風筒 19入風口 20 入料口 </p><p><b>　　機體分選原理：</b></p><p>　　電動機(1)帶動小帶輪(2)，然后通過大帶輪(3)使主軸(4)旋轉

70、，主軸(4)通過上輪轂(5)和下輪轂(6)帶動整個籠子，使其繞軸旋轉，料粉從入料口(20)進入筒體，落到格板壓板(8)上，由于離心力及小葉片(7)產生的風力的作用，料粉將會向周圍均勻散開，當料粉撞擊到撒料擋圈(9)上時，將會開始下落，這時，從入風口(19)進來的空氣流將穿過導向葉片(10)形成有向風，由于其他地方密封，所以氣流只能攜帶下落的粉塵從葉片(11)通過，在通過葉片時，粉塵粒子將被葉片撞擊，由于離心力的作用及撞擊力，粒徑比較大的

71、粉粒將被甩出，撞擊到導向葉片上，然后下落，從導向葉片底座(12)與底座(13)之間的環(huán)形孔下落到漏斗(14)中去，然后順著漏斗進入粗料出口(15)，最終被分離出來。</p><p>　　氣流從殼體的切向進風口水平導入機內，穿過導向葉片，與轉子的旋轉作用相結合，形成強烈的水平旋流，強大的剪切力能將物料團塊打碎，給高效選粉創(chuàng)造條件，避免合格細粉旁路，未經選出就進入粗粉和磨機的喂料系統(tǒng)固定的豎向導向葉片確保在整個選粉區(qū)

72、內壓力降恒定，并使其流方向一致，可避免物料和氣流向阻力最小的區(qū)域流動。轉子的多層水平格板產生一個水平的渦旋流，一方面可消除層流，另一方面可以促進氣流的渦旋流動，因而可使物料在選粉區(qū)的停留時間延長，有利于粉粒的精確選粉。</p><p>　　粗顆粒在通過窄而長的分離區(qū)下落過程中，不斷受到水平切向氣流的沖刷，將粘附在其上的細粉不斷地沖刷下來，進入到籠形轉子的中部。偶爾尚存的粉料團會被轉子葉片繼續(xù)擊散，同時還能精確地控

73、制最大顆粒。隨氣流逸出選粉室的細粉，被分散引入四個等距離布置在選粉室四周的旋風筒內分離。</p><p>　　2.5 應用技術及其效益預測</p><p>　　選粉機的上述改造方案已在生產中廣泛應用，取得良好的改造效果。</p><p>　　2.5.1 選粉效率與粉磨系統(tǒng)產量明顯提高</p><p>　　表2-1 三代選粉機技術性能比較

74、 </p><p>　　由表2-1可見，  O-Sepa型高效選粉機比離心式選粉機的產量提高23.5%，單位電耗降低了18.3%，比旋風式選粉機產量提高7.1%，電耗降低8.4%。 我們的設計的選粉機在結構上更加優(yōu)化，應該能夠取得更好的效果。 (1)在法國考米里斯水泥廠的應用效果</p><p>　　在法國巴黎附近的拉

75、法日水泥公司的考米里斯水泥廠，安裝一臺HP7型Φ200×800 mm，功率為2×500=1000 kW的MR輥壓機，與一臺功率為1250 kWΦ3×11.5 m中卸磨和O-Sepa N-2000型高效選粉機組成的混合粉磨系統(tǒng)，袋收塵的處理風量為12000 m3/h，新裝這臺選粉機代替了原來兩臺Φ4.2 m的離心式選粉機，而且大大地改善了選粉性能，減少了占地面積。改造后產量提高了134.4%，單位產品電耗卻下

76、降了29%，接近于30%。</p><p>　　(2)在我國淄博水泥廠的應用效果</p><p>　　我國山東淄博水泥廠為擴大生產能力，決定將Φ1.83×6.4 m的生料磨拆掉，改換Φ2.4×7 m的生料磨并配用O-Sepa高效選粉機，這樣原有廠房可以不動。經過1300小時的運轉，取得了滿意的效果。改后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)產量提高了13.25%，電耗下降了12%，系統(tǒng)調整靈活，細度

77、容易控制，運轉可靠，粉塵污染小。</p><p>　　2.5.2 應用技術</p><p>　　a. 籠式轉子自重比原小風葉雖有所增加，但可通過適當提高加工精度來保證其運轉平穩(wěn)。因此，改造時原傳動部分結構及傳動功率可不變。</p><p>　　b. 在改造過程中，為達到系統(tǒng)參數(shù)的最優(yōu)化，應對磨機鋼球級配等工作參數(shù)及襯板類型等作相應調整，調整后出磨細度一般控制在３０

78、％～３５％。</p><p>　　c. 在改造后的實際運轉中發(fā)現(xiàn)，風機處理風量對選粉機性能及系統(tǒng)產量有顯著影響。由于是改造項目，選粉機結構、系統(tǒng)風管尺寸及其布置均受工藝條件限制。線路長、彎頭多，則系統(tǒng)阻力較大，風機往往達不到設計要求的處理風量而影響改造效果。生產中可通過二條途徑來解決： (1)設計選型時可適當提高風機型號、規(guī)格，并盡量使工藝布置合理； (2)在風機電機功率允許的情況下，通過改變速比

79、（皮帶輪大?。┨岣唢L機轉速，來增加風機的風量與壓頭。</p><p>　　2.5.3 結論    利用高效籠式選粉機技術對傳統(tǒng)旋風式選粉機進行技術改造，可明顯提高選粉機的選粉效率與粉磨系統(tǒng)產量，產品細度調節(jié)方便，設備運轉平穩(wěn)可靠，具有很高的推廣應用價值和廣泛的市場應用前景。</p><p><b>　　3 具體設計說明</b><

80、/p><p>　　3.1 主要技術參數(shù)的計算</p><p>　　3.1.1 主要工藝尺寸</p><p>　　選粉機內相關的工藝尺寸將影響選粉機的選粉性能。不同類型的選粉機，為適應不同的工藝要求，其各部分的相對尺寸比例也不相同。但是由于選粉機調節(jié)因素較多，靈活性較大，我們可以尋求一個統(tǒng)一的基本尺寸作為設計和生產中調整的依據，再配合可變的其他工藝參數(shù)，就能滿足不同的需

81、要。選粉機各部的相對尺寸可以看作為直徑的函數(shù)，并可視為簡單的比例關系。這些關系可以對實際生產的選粉機通過統(tǒng)計并結合典型選粉機的相對尺寸來確定。其關系如表3-1如下：</p><p>　　表3-1 高效二次風選粉機各部工藝尺寸</p><p>　　3.1.2 生產能力</p><p>　　實踐表明，選粉機的生產能力與選粉室面積大小成比例。根據生產實踐的數(shù)據近似地換

82、算成與選粉機內錐體直徑的比例關系。</p><p>　　對于生產在0.080mm方孔篩余為8%的水泥生料時可用下列公式來估算：</p><p>　　Q= 7.2 D (3-1)</p><p>　　式中：Q — 高效二次風選粉機的產量，t / h；</p><p>　　D — 選粉

83、機直徑，m。</p><p>　　亦可采用經驗數(shù)據來計算：對于生產#325和#425 水泥時，選粉室單位面積產量為6～17 t / m h 。</p><p>　　3.1.3 選粉室直徑</p><p>　　已知產量Q= 70～90 t / h</p><p>　　根據式（4-1）可知： D=

84、 (3-2)</p><p>　　= 118～3.536 (m)</p><p>　　因此，取D= 3.2 m 。</p><p>　　由公式(3-1) Q = 7.2 D = 7.2×3.2 = 74 (t / h)</p><p><b>　　3.1.4 風量</b></p&

85、gt;<p>　　根據生產經驗，當操作溫度為100℃，產品細度為80um，高孔篩篩余是6%～8%，粉料濃度為500g/m時，一般選粉室中截面氣流上升速度，取ν=3.4～4m/s，根據選粉室中截面氣流上升速度算出風量后，考慮到漏風量，增加10%，即可作為風機的風量。</p><p>　　W= 1.1×3600νS (3-3)</p>

86、<p>　　= 1.1×3600×3.5×3.14×()</p><p>　　= 111413 (m/ s)</p><p>　　式中：W — 鼓風機風量，m/ s；</p><p>　　ν— 速度，3.4～4 m/s；</p><p>　　S — 選粉室截面積，m。</p>

87、<p>　　3.1.5 風機選型</p><p>　　風機的風壓一般取2.35kPa(20℃)， 一般通風換氣及逆風故選取離心通風機，選粉機的體外風機可以依上查閱參考文獻[1]，采用推薦的常用風機型號。</p><p>　　型號：KXJF—N01613；</p><p>　　轉速(rpm)：900；</p><p>　　風壓(Pa

88、)：2684；</p><p>　　風量(m)：136430；</p><p>　　電機功率(KW)：132。</p><p>　　3.1.6 主軸轉速</p><p>　　選粉機的主軸轉速可按下式估算：</p><p>　　nD= 300～500 (3-4)<

89、/p><p>　　式中：n — 選粉機主軸轉速，r/min ；</p><p>　　D — 選粉機直徑，m 。</p><p>　　選粉機直徑愈大，所取nD值也愈大。對于直徑為3.5m以上的選粉機，nD值宜取550mr/min左右。</p><p>　　取nD= 550, 則n=

90、 (3-5) </p><p>　　= 550/3.2 = 172 (r/min)</p><p>　　3.2 傳動部分設計</p><p>　　3.2.1 電機的選擇</p><p>　　3.2.1.1 選擇電動機類型和結構形式</p><p>　　按工作條件和要求，采用調速電機，選用YCT系列電磁調

91、速三相異步電動機，為立式封閉結構。</p><p>　　3.2.1.2 選粉機功率</p><p>　　由于沒有轉子式選粉機功率的計算公式，故采用離心式選粉機的功率計算公式，并結合經驗得到。</p><p>　　離心式選粉機的功率，可按經驗公式（3-8）計算：</p><p>　　N= KD

92、 (3-8) </p><p>　　= 1.58×(3.2) = 25.8(KW)</p><p>　　式中：N — 離心式選粉機的所需功率，KW ；</p><p>　　K — 系數(shù)，一般取1.58 ；</p><p>　　D —選粉機直徑，m 。</p><p>　　3.2.1.3 選擇電動機的

93、功率</p><p>　　電動機所需功率 (3-9)</p><p>　　經分析計算得選粉機所需消耗的總功率 =25.8 KW ；</p><p>　　由經驗及實踐選擇，整個傳動過程中有一對軸承電機采用V帶傳動,它們的傳動效率可查閱機械設計手冊得出如下表3-2。</p><

94、;p>　　表3-2 機械傳動效率</p><p>　　從電動機至攪拌機的主軸的總效率為</p><p><b>　　(3-10) </b></p><p>　　= 0.96×0.995 = 0.9552</p><p><b>　　由公式(3-9)得</b></p>

95、<p><b>　　(KW)</b></p><p>　　根據經驗，查機械設計手冊 取電動機的額定功率= 75 KW</p><p>　　3.2.1.4 確定電動機轉速</p><p>　　取V帶傳動的傳動比 </p><p>　　故電動機轉速的可選范圍為</p><p>　　=&#

96、183;=（2～4）×172 (3-11) </p><p>　　= 344～688(r/min)</p><p>　　3.2.1.5 電機選擇</p><p>　　結合實際生產，選擇YCT系列電磁調速三相異步電動機，技術參數(shù)如下：</p><p>　　型號：YCT355-4B；<

97、/p><p><b>　　功率：75KW；</b></p><p>　　調速范圍：1320～440 r/min；</p><p>　　額定轉距：469 N·m；</p><p>　　電源：三相交流50HZ 380V。</p><p>　　3.2.2 V帶的設計計算</p>&

98、lt;p>　　已知V帶所需傳遞功率P = 75KW，由YCT系列電磁調速三相異步電動機驅動，調速范圍=1320～440 r/min,從動輪轉速=172 r/min，每天工作24小時。采用立式安裝，初定i為2.2，計算過程如表3-3，下表所出現(xiàn)的公式、圖表均出于參考文獻[2]。</p><p>　　表3-3 V帶計算過程</p><p><b>　　續(xù)表3-3</b&

99、gt;</p><p><b>　　續(xù)表3-3</b></p><p><b>　　3.3 旋風筒設計</b></p><p>　　3.3.1 旋風筒的收塵工作原理</p><p>　　旋風筒是利用含塵氣體的高速旋轉運動，通過塵粒離心力的作用，使塵粒從氣流中分離出來并被捕集的收塵設備。旋風筒由外圓

100、筒、錐筒、頂蓋、進氣管、排氣管、反吹屏等組成。進氣管與外圓筒相切，排氣管位于圓筒中心，其上還可裝有蝸殼型出氣口。</p><p>　　如圖3.1所示，含塵氣體切向進入筒體后，沿筒內壁旋轉，在同一平面上旋轉360°，被繼續(xù)進入的氣流擠壓而旋轉向下和向上流動。向上的氣流被頂蓋擋住并返回。向下的氣流在旋轉過程中，塵粒在離心力的作用下甩向筒壁，到達錐筒后，旋轉半徑逐漸減小，旋轉速度逐漸增大。已分離的塵粒在重力和

101、向下氣流帶動下落入外錐體收集。已凈化的向下氣體在錐體下端附近也被迫轉向旋風筒中心，形成旋轉向上的氣流，最后從氣管排出。由于內部循環(huán)氣流不夠穩(wěn)定，收塵的效果不是很理想。在原來的基礎上作了一些修改，在外圓筒下部裝上反吹屏，部分已凈化的氣體在反吹屏的作用下被迫先轉向旋風筒中心，同時加大了收塵空間，使得粉塵與殼壁碰撞的機會加大，還可以降低粉塵返混現(xiàn)象，分離效率進一步提高了。</p><p><b>　　圖3.1

102、 旋風筒</b></p><p>　　1、排氣管；2、頂蓋；3、進氣口；4、外圓筒上部；5、外圓筒下部；6、反吹屏；7、錐筒</p><p>　　3.3.2 旋風筒的尺寸計算</p><p>　　3.3.2.1 旋風筒直徑</p><p>　　流經選粉室的風量與進入旋風分離器的風量可視為相等，根據這一關系，可以算出旋風分離器

103、的直徑。</p><p>　　設A為旋風分離器截面積，為其截面風速；A為旋風分離器截面積，為其截面風速。則流經旋風分離器的空氣流量q= A，而流經選粉室的空氣流量q= A。如果q = q,就有： </p><p>　　旋風分離器的截面風速取3.0 m/s，選粉室內截面風速取3.4～4m/s來計算，則=1.13～1.33。根據這兩個截面比值關系，則可確定旋風分離器的直徑。</p>

104、<p>　　旋風分離器直徑亦可按下式估算：</p><p>　　d = 0.438D (3-13)</p><p>　　= 0.438×3.2 = 1.4 (m)</p><p>　　式中：d — 旋風分離器直徑1.4m 。</p><p>　　3.3.2.

105、1 結構尺寸</p><p>　　結構上參照XCX旋風收塵器，其工作阻力在588～883。該收塵器對高濃度的粉塵具有良好的適應性。</p><p>　　如圖3-2，參照尺寸：D=1400mm；D=700mm；D=762mm；D=350mm；D=388mm；H=5769mm；H=3985mm；H=420mm；H=924mm；H=100mm；H=1360mm；R=956.5mm；R=871mm

106、；R=785.5mm；R=700mm； E=F=85.5mm；A=336mm；—16孔mm；mm。</p><p>　　實際采用尺寸：D=1400mm；D=700mm；D=780mm；D=350mm；D=410mm；D=230mm； D=1000mm；H=5688mm；H=2492mm；H=1980mm；H=340mm；H=108mm；H=1100mm；H=480mm；H=1500mm；H=780mm；R=956

107、.5mm；R=871mm；R=785.5mm；R=700mm； E=F=85.5mm；A=760mm；—24孔mm；mm。</p><p>　　3.3.3籠子部分的計算</p><p>　　N-500 風量Q=500 m3/min , 籠子直徑Φ1095.5 mm ，籠子高685 mm </p><p>　　籠子表面積 S=πd h=π×1095.5&#

108、215;590=2029523 mm2</p><p>　　風速 v1=Q/S=500×109/2029523=246363 mm/min</p><p>　　N-1000 風量Q=1000 m3/min , 籠子直徑Φ1550 mm ，籠子高850 mm </p><p>　　籠子表面積 S=πd h=π×1550×850=41369

109、50 mm2</p><p>　　風速 v2=Q/S=500×109/4136950=241724 mm/min</p><p>　　根據上面計算，可推知N-750技術參數(shù)如下:</p><p>　　風速 v=( v1+ v2)/2=244000 mm/min</p><p>　　表面積 S= Q/v=750×109/24

110、4000=3073770 mm2</p><p>　　根據N-1000 籠子周長 c=πd=π1500=4710 mm 葉片數(shù) n=96 </p><p>　　葉片間距 Δ= c/n=4710/96=49.06</p><p>　　根據N-500 籠子周長 c=πd=π1045=3281 mm 葉片數(shù) n=64</p><p>　　葉片間