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        雙滾動(dòng)軸承支承的大型水泥磨機(jī)的分析

        2011-06-23 03:02:04李春光
        裝備制造技術(shù) 2011年11期
        關(guān)鍵詞:襯板磨機(jī)中空

        李春光

        (南寧廣發(fā)重工集團(tuán)有限公司,廣西 南寧 530001)

        南寧廣發(fā)重工集團(tuán)有限公司在2009年下半年,根據(jù)廣西某水泥廠的技改項(xiàng)目要求,通過各方面的研究,決定開發(fā)大型滾動(dòng)軸承Ф 4.2 m×14 m水泥磨機(jī),采用雙滾動(dòng)軸承取代傳統(tǒng)的滑動(dòng)軸承支承方式。在此之前,國內(nèi)外直徑Ф 3.2 m以上的水泥磨機(jī),均采用滑動(dòng)軸承支承方式。雙滾動(dòng)軸承以滾動(dòng)摩擦替代滑動(dòng)摩擦,降低了傳動(dòng)動(dòng)力所消耗電能,響應(yīng)了國家節(jié)能降耗的號召,為水泥廠創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益,開辟了大型水泥磨機(jī)的節(jié)能之路。

        1 磨機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

        筒體標(biāo)稱(內(nèi)徑×長度):4200 mm×14420 mm;

        筒體有效內(nèi)徑×有效長度:

        筒體轉(zhuǎn)速:~15.6 r/min;

        研磨體裝填量:237 t;

        最大給料粒度:≤5 mm;

        生產(chǎn)能力:≥120~200 t/h(開流粉磨500號普通硅酸鹽水泥,入料粒度量5 mm以下,4900孔/cm2,篩余5%~8%;磨機(jī)配輥壓機(jī)或輥磨組成聯(lián)合粉磨系統(tǒng),產(chǎn)量160~200 t/h磨機(jī)倉位,篦縫尺寸和研磨體級配要求調(diào)整);

        電動(dòng)機(jī)功率:3550kW

        設(shè)備總質(zhì)量:399.9 t

        2 工作原理及結(jié)構(gòu)概述

        本機(jī)用于圈流粉磨各種水泥熟料。磨內(nèi)第一倉裝有中等直徑鋼球,對物料進(jìn)行破碎兼研磨。第二倉裝有軋制鋼段,主要起研磨作用。

        本機(jī)的主要特點(diǎn),是在普通管磨機(jī)內(nèi)部采用具有篩分功能的篩分雙隔倉板,其作用類似于選粉機(jī),能將物料粗細(xì)分離,細(xì)料及時(shí)進(jìn)入第二倉,粗料則返回第一倉繼續(xù)進(jìn)行粉磨。

        磨機(jī)是由傳動(dòng)部份、活動(dòng)端與固定端軸承部、進(jìn)出料裝置及回轉(zhuǎn)部份所構(gòu)成(如圖1)。

        圖1 磨機(jī)構(gòu)成示意圖

        (1)傳動(dòng)部份。包括電動(dòng)機(jī)、中心傳動(dòng)減速機(jī)、膜片聯(lián)軸器等。由繞線式電動(dòng)機(jī)通過中心傳動(dòng)減速機(jī)、膜片聯(lián)軸器帶動(dòng)筒體回轉(zhuǎn)。

        一般地,接地極線路的絕緣配置遠(yuǎn)低于特/超高壓直流線路,將二者共塔架設(shè)在雷擊情況下存在發(fā)生直流線路雙極閉鎖的潛在風(fēng)險(xiǎn)。目前國內(nèi)外學(xué)者對直線線路的耐雷性能和直流線路雙極閉鎖事故研究較多[1-6],但卻鮮有關(guān)于極導(dǎo)線與接地極線共塔架設(shè)線路的研究。文獻(xiàn)[3]雖然對±500 kV直流極線與接地極線同塔架設(shè)時(shí)引起的雙極閉鎖事故進(jìn)行了分析,但尚未給出有效的反事故措施。

        (2)進(jìn)料裝置。主要包括進(jìn)料斗、支架和密封裝置。

        (3)回轉(zhuǎn)部分。是磨機(jī)的主體,整個(gè)粉磨作業(yè)過程,就是在這部分完成的。該部分由進(jìn)、出料螺旋筒,進(jìn)、出料中空軸,筒體,襯板及篩分雙隔倉板件組成。筒體用δ=48 mm,Q 235-B鋼板卷制焊接而成。筒體兩端焊有同類鋼板的平端蓋。采用此種結(jié)構(gòu),可以減小設(shè)備總質(zhì)量,同時(shí)也可以保證中空軸的鑄造品質(zhì)。在一倉和二倉中裝有高錳鋼波紋襯板,均是用螺栓將這些襯板固定在筒體上。襯板為了防止應(yīng)力集中,螺栓沉孔采用橢圓形。

        (4)固定端軸承部。由滾動(dòng)軸承、軸承座和上蓋等主要零件組成。為保證兩中空軸線經(jīng)常在一個(gè)軸線上,采用球面滾子的軸承,以保證自動(dòng)調(diào)整和對中,軸承為滾動(dòng)軸承,采用稀油站強(qiáng)制潤滑。為保證軸承部在正常溫度下進(jìn)行工作,在軸承座中通以冷卻水進(jìn)行冷卻。

        (5)活動(dòng)端軸承部。進(jìn)料端的軸承部為活動(dòng)軸承部,即軸承座與底座之間有一排可沿回轉(zhuǎn)中心軸作軸向滾動(dòng)(如圖2)的輥?zhàn)?,?dāng)磨機(jī)受熱膨脹或冷卻收縮,可向一端自由伸縮。

        圖2 活動(dòng)端軸承部

        (6)出料裝置。主要包括:出料罩、傳動(dòng)接管(即出料管),回轉(zhuǎn)篩和排渣管組成。出料罩內(nèi)包容一個(gè)傳動(dòng)接管。接管一端與出料中空軸聯(lián)接,另一端與中心傳動(dòng)減速機(jī)傳動(dòng)膜片聯(lián)軸器相接。接管上開有3排24個(gè)孔,從中空軸內(nèi)排出的物料經(jīng)這些孔卸出。因此,接管又有出料管之稱。接管用鋼板卷制而成,是傳遞扭矩的重要零件。

        (7)慢速轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。主要是在維修和篩、卸球時(shí)使用,以便能將筒體準(zhǔn)確地停在任意需要的位置。

        3 創(chuàng)新點(diǎn)

        滾動(dòng)軸承取代滑動(dòng)軸承支承方式,也就以滾動(dòng)摩擦替代滑動(dòng)摩擦,降低了傳動(dòng)動(dòng)力所消耗電能。根據(jù)庫侖的靜摩擦定律

        即臨界靜摩擦力的大小,與物體間的正壓力成正比。

        如果要使物體動(dòng)起來所需用的力P值為超過Fm時(shí),所以動(dòng)摩擦力

        由此可見,當(dāng)物體的壓力N一定時(shí),要克服摩擦力使其運(yùn)動(dòng)起來所需用的力大小,與其摩擦系數(shù)有關(guān);而滑動(dòng)摩擦在有潤滑劑情況下的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.05~0.10,滾動(dòng)摩擦的動(dòng)摩擦系數(shù)為 0.01,按P=f′N計(jì)算,滑動(dòng)軸承支承的P=0.05N,而滾動(dòng)軸承支承的P=0.01 N。

        所以滑動(dòng)軸承支承的摩擦系數(shù),是滾動(dòng)軸承支承的摩擦系數(shù)的5倍。

        以本臺(tái)設(shè)備所用主電機(jī)功率3550 kW計(jì)算,滾動(dòng)軸承支承的水泥磨機(jī)每小時(shí)就少消耗電力

        按摩擦系數(shù)的理論計(jì)算,節(jié)能降耗會(huì)很大。但現(xiàn)實(shí)受到各環(huán)境因素的影響,可能沒有節(jié)能降耗這么大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),已在小型磨機(jī)使用過滾動(dòng)支承代替滑動(dòng)支承,可以節(jié)能降耗約20%。

        如果大型水泥磨先按節(jié)能降耗15%計(jì),則1臺(tái)設(shè)備所用主電機(jī)功率3550 kW,每天就少耗電

        每年則可以節(jié)電

        全年節(jié)電支出約為

        4 結(jié)束語

        此大型水泥磨機(jī)為采用雙滾動(dòng)軸承(內(nèi)徑2250 mm)承支的國際、國內(nèi)第一臺(tái)。目前已運(yùn)行了6個(gè)月,各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)均達(dá)到要求。全國有上千家水泥廠在用數(shù)千臺(tái)水泥磨機(jī),如果都改為使用滾動(dòng)支承,那么對節(jié)能降耗將起到巨大作用。

        [1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[K].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

        [2]胡仰馨.理論力學(xué)[M].上海:上海,1989.

        [3]江旭昌.管磨機(jī) [M].北京:中國建材工業(yè)出版社出版,1992.

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