第五章-轮碾机.ppt

材料科学与工程学院无机非金属系,硅酸盐工业机械及设备,第5章轮碾机,主要内容,1.工作原理及类型2.构造3.工作参数的确定4.性能及应用,5-1工作原理及类型,轮碾机的主要工作部件是碾轮及碾盘。利用碾轮与碾盘之间的相对运动，以挤压兼施磨剥方式将物料粉碎，它用于中硬质和软质物料的细碎和粗磨作业。粉碎的同时还起着物料的混合作用。,当碾轮对碾盘作相对转动时，由于圆柱形碾轮不管距离主轴远近，均以同一线速度转动，这样除了在轮宽的中心线附近是纯滚动外，碾轮中心线附近的内外侧均有滑动。,轮碾机在工作时，除了对物料进行挤压作用外，还兼施于磨剥作用，物料在轮碾机中受到反复的粉碎和混炼作用。轮宽越大，相对滑动越大，磨剥作用越大。根据工艺要求，当需要获得较大磨剥作用进行破碎时，轮宽宜选取大些；若主要靠挤压作用粉碎物料时，轮宽宜选取小些，还可节省动力消耗。,现有轮碾机可按其结构形式、工艺用途及工作方式来分类：1.按结构特点可分为盘转式和轮转式两类。,盘转式轮碾机：碾盘由驱动装置带动作等速回转，碾轮受到盘面的摩擦带动，只绕本身的水平轴自转。优点：工作平稳，转速可高些，产量高，动力较省。缺点：结构较复杂，碾盘中物料会受到惯性离心力作用，容易散开。,轮转式轮碾机：碾轮既绕主轴公转，又绕水平轴自转，碾盘则固定不动。优点：结构简单，主轴轴承负荷较小，物料不宜散开。缺点：工作时有很大的惯性离心力产生，有时碾轮甩脱的倾向；当惯性离心力不平衡时，主轴很易损坏。,2.按传动方式可分为顶部传动式和底部传动式两类。顶部传动式轮碾机拆装和维修方便，易于防尘，但传动齿轮磨损时，铁屑和油垢易落入碾盘中，使物料污染（对陶瓷、玻璃以及耐火材料的生产不利）。底部传动式轮碾机无此弊病，结构比较紧凑稳固，但维修比较困难。3.按碾轮材料可分为金属轮式和石轮式两类。陶瓷和玻璃工业采用石轮式轮碾机，避免铁质污染原料。4.按工艺用途可分为干碾机和湿碾机两类。干碾机用于处理含水量低于10%的物料；湿碾机用于处理含水量超过15%的物料。5.按操作方式可分为连续式和间歇式两类。,5-2构造,一、湿磨轮碾机如图为底部传动、连续作业的轮转式湿磨轮碾机。碾盘底部镶有带孔的筛板，用于卸料。孔的截面呈梯形，下面较大，避免阻塞。碾盘上还装有可调整角度的刮板，由主轴带动旋转，将碾盘上被碾轮压开的物料重新刮到轮子下破碎。当破碎粘湿物料时，还要安装能耙松压实物料层的耙子。,两只碾轮安装在离主轴中心不同距离的地方（通常R1/R21.2），以增大碾轮在碾盘上的滚压面积。为了平衡惯性离心力，用将距主轴较近的碾轮轮毂空隙中填充混凝土的方法来调整质量。碾轮转轴通过曲轴与主轴相连（如右图），使碾轮在碾盘上的高度可以调节。当遇到过厚的料层或坚硬的料块时，碾轮自动升起，避免碾轮零件的折断及主轴的弯曲。,二、干磨轮碾机,右图为顶部传动连续工作的盘转式干磨轮碾机。碾盘固装在主轴上，由电动机带动旋转。两个碾轮分别活动套装在水平轴上，水平轴两端支承在机架两侧的两个轴承上，中部则通过活动套装在主轴上。轴承的箱体可沿机架里侧的导槽上下滑动，从而可以自动的上下调整碾轮的高度，起到保护作用。,轮碾机工作时，喂入的物料被装在梁上的刮刀刮到碾轮下面，进行反复粉碎。碾盘外侧有钢制卸料筛板，粉碎的物料由于惯性离心力和挤压作用，被甩到碾盘周边的筛面上，通过筛孔落到下面的环形受料槽内，被与碾盘一起转动的卸料刮刀刮送到出料口卸出。筛板上未能通过筛孔的物料，被刮刀送到碾轮下继续粉碎。产品的细度可通过调节筛孔的大小和给料量来控制。但轮碾机不宜细磨物料，细磨时产量显著下降，而单位电耗急剧增加。,盘转式轮碾机的转速也有一定限制，当转速太大时，惯性离心力会将物料抛向盘边。离心卸料盘转式高速轮碾机：旋转的碾盘与固定边缘之间有缝隙，缝隙的大小可根据产品粒度要求进行调整。物料在碾盘上，受到惯性离心力的作用甩向边缘，通过缝隙的物料落入机下的收料斗中排出；不能通过缝隙的粗粒被刮板刮回碾轮下继续粉碎。优点：生产能力高，动力消耗较小，由于没有筛板，可以处理含水量达12-14%的粘土而不致堵塞。,可推导出：2。其中为物料与碾盘或碾轮的摩擦角。,5-3工作参数的确定,一、钳角定义：碾轮与料块接触点的切线与碾盘之间的夹角。根据碾轮对料块的压力P和由此压力引起的摩擦力fP的平衡关系，,即,为了满足钳角的要求，碾轮直径D与喂入轮碾机的料块尺寸d的比值大小应满足：,对于干硬物料，料块与碾轮之间的摩擦系数f=0.3，则=3340，故D/d=11。对于湿粘土，f=0.45，=4840，故D/d=5。为了安全，D/d值宜增大1020%，即在粉碎干硬物料或湿粘土时，应分别使D14d及D6d。若粉碎大块物料，直径需很大，故用于细碎或粗磨。,二、转速,对于盘转式轮碾机，转速必须保证物料停留在碾轮下受压而不被甩向边缘。因此，应使物料所受的惯性离心力不大于物料与碾盘的摩擦力。设物料质量为m，物料与盘面摩擦系数为f，碾轮中心点的平均线速度为v，物料至盘中心的平均距离为Rm，则要求,将代入上式得,式中，n轮碾机的转速(r/min)；Rm物料至盘中心的平均距离(m)；f物料与盘面的摩擦系数。,为了保证操作可靠，盘转式转速要减小10%；轮转式还要低；离心卸料的高速轮碾机，则应加大11.5倍。,三、生产能力,轮碾机生产能力的影响因素：物料性质、料块尺寸、粉碎度、碾轮的尺寸及质量、碾盘结构、加料方式和主轴转速等。主要通过经验公式来估算轮碾机的生产能力。对于干碾破碎硬质物料和干燥粘土时，经验公式为：Q=mDn/28式中，m每个碾轮的质量(t)；D碾盘的直径(m)；n主轴或碾盘的转速(r/min)。对带有筛板的轮碾机，在湿碾泥料时的生产能力的经验公式：Q=60LF(a+b)n式中，L碾轮每压辊一次，从筛孔中挤出的泥条长度(m)，与泥料的水分、可塑性以及筛孔大小有关，湿度为2022%的粘土约为2025mm；F筛孔的截面积(m2)；n主轴转速(r/min)；(a+b)主轴每转一转时，两个碾轮压过的筛孔数。,四、功率,轮碾机所需功率，主要用来克服碾轮与碾盘之间相对运动时的阻力：碾轮的滚动摩擦阻力、滑动摩擦阻力、刮板的摩擦阻力及传动的摩擦阻力等。可用下式估算：,式中，K校正系数，常取11.5；B碾轮宽度(m)；m每个碾轮的质量(t)；Z碾轮个数；总效率，常取0.60.8n主轴转速(r/min)；f1滚动摩擦系数，常取0.010.03；D碾轮直径(m)；f2滑动摩擦系数，常取0.30.45。,5-4性能及应用,轮碾机缺点：为古老、低效率的粉磨机械，单位时间内碾轮对物料作用次数较少，因此单位电耗较高，而且生产能力低。优点：构造简单，操作可靠，粉碎适应性强，特别是它具有混炼作用的工艺特点，控制产品细度方便，以及可以采用石质材料，能避免铁质掺入物料。轮碾机是介乎细碎和粗