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1 前 言
1.1 概述
20世紀(jì)80年代以來(lái),擠壓粉磨技術(shù)取的了突破,以擠壓方式實(shí)現(xiàn)粉的立磨和輥壓機(jī),其能量有效利用率較高,能耗低,結(jié)構(gòu)緊湊.占地面積小。但立磨機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜,系統(tǒng)通風(fēng)費(fèi)用高;輥壓機(jī)輥壓高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,振動(dòng)大,維護(hù)費(fèi)用高,系統(tǒng)烘干能力低,所以這些磨機(jī)的應(yīng)用都有一定的局限性。筒輥磨是近年來(lái)人們?cè)谏钊胙芯糠勰C(jī)理和現(xiàn)有的粉磨設(shè)備的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種具有球磨機(jī)的質(zhì)量和可靠性、立磨的緊湊結(jié)構(gòu)和輥壓機(jī)的低能耗的全新結(jié)構(gòu)的新型粉磨設(shè)備,它的優(yōu)勢(shì)為擠壓粉磨找到了一條能充分發(fā)揮節(jié)能潛力的新途徑。
1.2 筒輥磨工作原理
法國(guó)FC B公司于1993年推出了第一臺(tái)筒輥磨(Horomill) ,理論上兼具輥壓機(jī)的節(jié)能效果與球磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。Horomill由水平筒體和輥?zhàn)咏M成。其基本工作原理為:磨機(jī)筒體以高臨界速度的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn);物料由入料端進(jìn)入磨內(nèi)后,在磨內(nèi)做離心運(yùn)動(dòng);被與磨體長(zhǎng)度一致的刮刀刮下落到物料推進(jìn)裝置的調(diào)整板上;物料推進(jìn)裝置將物料導(dǎo)向出料向通過(guò)調(diào)整物料推進(jìn)裝置的位置,可以改變物料進(jìn)出的速度進(jìn)而控制通過(guò)磨輥的料量,其工作原理如圖1-1所示:
圖1-1 筒輥磨結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理
本課題以筒輥磨的液壓系統(tǒng)為主要研究?jī)?nèi)容,下面主要主要介紹其液壓系統(tǒng)的工作機(jī)理、工作方式等。
用來(lái)提供擠壓粉磨物料的輥壓力,并且利用液壓回路起到穩(wěn)壓保壓;調(diào)整輥壓力的大小來(lái)調(diào)整物料的粉磨細(xì)度,同時(shí)要保證液壓系統(tǒng)行程慢而小。筒輥磨工作時(shí),主要依靠磨輥對(duì)物料施加粉磨力,磨輥不需要驅(qū)動(dòng)裝置,由物料帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。其壓力由磨體外的2個(gè)拉力液壓裝置提供。在整個(gè)工作過(guò)程中它只有加壓、保壓和卸載,三個(gè)過(guò)程。
1.3 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀綜述
2004年4月由中材國(guó)際南京水泥設(shè)計(jì)研究院研發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、冀東水泥集團(tuán)有限責(zé)任公司承建的價(jià)φ1.6m筒輥磨預(yù)粉磨水泥熟料系統(tǒng)在冀東水泥二分廠開(kāi)始運(yùn)行。經(jīng)過(guò)廠、院及唐山水泥機(jī)械廠共同努力,至2004年6月該系統(tǒng)現(xiàn)己穩(wěn)定運(yùn)行近800h,球磨機(jī)提產(chǎn)30% ,整個(gè)粉磨電耗下降13%,筒輥磨實(shí)現(xiàn)的能量代用系數(shù)達(dá)2.39。
表1-1 功率統(tǒng)計(jì)表
FCB公司
規(guī)格(直徑) MM
裝機(jī)功率KW
水泥(圈流)產(chǎn)量T/H
單位功耗(KWT/H)
800
45
1~2
22.5~45
3800
2400
120
20
南京院
800
55
1.52~.5
223~6.7
1600
400
19.5~20
202~0.5
新華廠
1000
85
4.4~5.5
15.5~19.3
1600
204
11~13
15.71~8.5
2000
580
30~35
16.6~19.3
2500
1120
55~60
18.72~0.4
3000
1600
759~5
16.82~1.3
綜合考慮表1-1筒輥磨的數(shù)據(jù),繪制不同規(guī)格筒輥磨能耗趨勢(shì)如圖1-2所示,隨著筒輥磨規(guī)格尺寸的增大單位功耗逐下降,并趨于穩(wěn)定,從圖中看出單位功耗大約在20KWT/H左右。從而可知大規(guī)格的筒輥磨在能耗方面并沒(méi)有大的波動(dòng)。
圖1-2 不同規(guī)格筒輥磨能耗趨勢(shì)
1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容
本設(shè)計(jì)擬將料層擠壓粉磨前沿技術(shù)——筒輥磨應(yīng)用到礦渣、水泥熟料、粉
煤灰超細(xì)粉磨生產(chǎn)中,逐步取代高能耗球磨機(jī).為努力實(shí)現(xiàn)十一五規(guī)劃關(guān)于單位
GDP能耗降低 20%的總體目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。主要內(nèi)容有:
1.4.1 筒輥磨液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算
a.根據(jù)筒輥磨載荷及工作機(jī)理及擠壓粉磨常規(guī)要求,設(shè)計(jì)回路,計(jì)算液壓力;
b. 液壓系統(tǒng)元件選型計(jì)算。
1.4.2 料流控制方案設(shè)計(jì)
分析筒輥磨內(nèi)物料粉磨通道及料流路徑,提出多種料流控制方案并優(yōu)選。
1.4.3 工藝設(shè)計(jì)
φ2600筒輥磨粉粉磨礦渣的工藝流程設(shè)計(jì),進(jìn)行工藝平衡計(jì)算,工藝設(shè)備選型。
1.4.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
a、油路塊設(shè)計(jì);
b、料流控制裝置設(shè)計(jì);
c、關(guān)鍵件力學(xué)分析。
1.5 設(shè)計(jì)依據(jù)及技術(shù)指標(biāo)
a. 課題來(lái)源:市場(chǎng)需求,新品開(kāi)發(fā);
b. 產(chǎn)品名稱(chēng):φ2600筒輥磨;
c. 粉磨對(duì)象:礦渣,進(jìn)料粒度≤10㎜,水分≤2%;
d. 粉磨產(chǎn)品: 礦粉, 比表面積≥430㎡/㎏;
e. 設(shè)計(jì)依據(jù): 法國(guó)FCB公司φ2600筒輥磨在牡丹江廠生產(chǎn)數(shù)據(jù) ;
f. 設(shè)計(jì)產(chǎn)量:Q≥25t/h。
1.6 設(shè)計(jì)要求
a. 液壓系統(tǒng)料流控制方案設(shè)計(jì)均應(yīng)有兩種以上方案比較和選擇;
b. 液壓系統(tǒng)應(yīng)有過(guò)載保護(hù),對(duì)非破碎物反應(yīng)靈敏,保證兩端加載的同步性;
c. 料流控制方案應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)各種粉磨物料流速成的在線調(diào)整;
d. 設(shè)計(jì)筒輥磨粉磨礦渣的工藝流程圖,進(jìn)行工藝平衡計(jì)算;
e. 設(shè)計(jì)圖樣總量:折合成A0幅面在4張以上;工具要求:應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件繪圖;過(guò)程要求:裝配圖需提供手工草圖;
f. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)相關(guān)要求;
g. 查閱文獻(xiàn)資料10篇以上,并有不少于3000漢字的外文資料翻譯;
h. 到相關(guān)單位進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí),撰寫(xiě)不少于3000字實(shí)習(xí)報(bào)告;
i. 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
1.7 本題擬解決的問(wèn)題
a. 液壓系統(tǒng)料流控制方案設(shè)計(jì);
b. 液壓系統(tǒng)過(guò)載保護(hù),對(duì)非破碎物反應(yīng)靈敏,保證兩端同步加壓;
c. 再線調(diào)整粉磨物料流速。
2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
筒輥磨是一種新型的臥式擠壓磨,它主要是由筒體和圓柱形輥?zhàn)咏M成。由于筒體的高速旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)筒體內(nèi)的輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng),并在輥?zhàn)由鲜┘訅毫?,所以我們必須需要一套液壓系統(tǒng)提供給筒輥磨持續(xù)、恒定的壓力。
2.1 設(shè)計(jì)要求
a. 主機(jī)用于φ2600HRO加壓系統(tǒng);
b. 要求主機(jī)完成的工藝過(guò)程。
2.2 總體規(guī)劃、草擬液壓原理圖
筒輥磨的出料細(xì)度主要取決于壓輥和筒體之間的間隙,所以,我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)筒體和壓輥之間的距離控制出料的粒度。而調(diào)節(jié)壓輥的運(yùn)動(dòng)是考主機(jī)提供的。主機(jī)要完成的工藝工程是:由液壓泵從油箱內(nèi)吸油,經(jīng)過(guò)濾油器,再經(jīng)過(guò)單向閥進(jìn)入液壓缸的有桿腔迫使活塞向下運(yùn)動(dòng)。同時(shí)也就完成了調(diào)節(jié)壓輥的向下運(yùn)動(dòng),縮小了壓輥和筒體之間的間距,此時(shí)系統(tǒng)完成了施壓過(guò)程。
由筒輥磨的工作原理,根據(jù)其自身的要求,現(xiàn)擬訂以下可靠的液壓原理圖,如圖2-1所示
圖2-1 液壓系統(tǒng)圖
2.3 計(jì)算泵的流量、選擇液壓泵
2.3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)
HORO磨(Horomill)是法國(guó)FCB公司的專(zhuān)利產(chǎn)品,由水平筒體和輥?zhàn)咏M成。其基本工作原理為:磨機(jī)筒體以高臨界速度的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn);物料由人料端進(jìn)人磨內(nèi)后,在磨內(nèi)做離心運(yùn)動(dòng);被與磨體長(zhǎng)度一致的刮刀刮下落到物料推進(jìn)裝置的調(diào)整板上;物料推進(jìn)裝置將物料導(dǎo)向出料方向,通過(guò)調(diào)整物料推進(jìn)裝置的位置,可以改變物料進(jìn)出的速度進(jìn)而控制通過(guò)磨輥的料量。磨輥對(duì)物料施加粉磨力,磨輥不需要驅(qū)動(dòng)裝置,由物料帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng);其壓力由磨體外的2個(gè)拉力液壓裝置提供。
2.3.2 液壓缸的計(jì)算于選擇
黑龍江牡丹江水泥廠引進(jìn)的是HRM3800,其主要參數(shù)為:磨輥直徑D0:1.82 m;磨輥輥壓寬度L0:1.36 m;主電機(jī)功率:2 400 kW;磨筒體轉(zhuǎn)速:35.5 r/min;總壓力1200噸 (11760kn)。則其磨輥壓力區(qū)的受力面積S0:
S0=L0×× (2-1)
=O m2
=0.4935m2
本課題為2600的筒輥磨,數(shù)據(jù)為:磨輥直徑D=1.3 m;磨輥輥壓寬度L=1.04 m,則其磨輥壓力區(qū)的受力面積S:
S0=L××
=O m2
=0.2696m2
令本課題所研究的壓力為F,則由單位面積筒體上的壓力相等,即
= (2-2)
=
得F1=6423.53KN,則單邊壓力F==3211.765KN。
圖2-2 壓桿圖
由圖2-2可知,液壓缸提供得的液壓力F缸==1605.8825KN.
由于3800筒輥磨中數(shù)據(jù)是用于粉磨水泥熟料而得到的,本課題用于粉磨礦渣,需擴(kuò)大1.2倍,故F缸=1.2×16.5.8825KN=1927.059KN。
圖2-3 液壓鋼外形圖
由圖2-3液壓缸示意圖可以知道,F(xiàn)缸=(D2-d2)×P×106
由液壓系統(tǒng)知識(shí)可知,上式中壓力P16MPa,可以加大面積S可以達(dá)到要求。
查閱液壓設(shè)計(jì)手冊(cè),初選HSG型液壓缸,參數(shù)見(jiàn)下表:
表2-1 液壓缸參數(shù)表
D(mm)
d(mm)
額定工作壓力(MPa)
額定工作拉力(KN)
速比
500
250
16
2355
1.33
由GB·7933-87,圓整速比=1.46,取D=500mm,d=280mm,則
S=(D2-d2)
=
=0.134706m2
故 (2-3)
油缸壁厚 (2-4)
=
?。?5mm
所以,液壓缸外徑D0=D+2=500+2×45=590mm。
由于此缸為自制,缸筒加工工藝過(guò)程如表2-2
表2-2 液壓缸制作工序
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
設(shè)備
工藝裝備
1
校
校直,全長(zhǎng)跳動(dòng)小于1.5mm
校直機(jī)
2
車(chē)
車(chē)兩端夾口及中間架子口
車(chē)床
3
劃
劃接頭座焊接位置線
4
焊
按線將接頭座焊接好
5
車(chē)
粗鏜孔
深孔鏜床
6
車(chē)
細(xì)鏜孔
7
車(chē)
精鏜孔
深孔鏜床
8
車(chē)
滾壓孔
深孔鏜床
9
車(chē)
車(chē)兩端架子口
車(chē)床
10
車(chē)
車(chē)接頭座端
車(chē)床
11
車(chē)
車(chē)成另一端
車(chē)床
12
車(chē)
修接頭座架子孔
車(chē)床
13
車(chē)
車(chē)內(nèi)孔各部
車(chē)床
14
劃
劃孔線
15
鉆
鉆通油孔
鉆床
16
鉆
鉆成孔
鉆床
17
鉗
去各部毛刺
18
檢
檢查
2.3.3 泵的計(jì)算于選擇
a.計(jì)算泵的流量、壓力,并選擇泵的型號(hào)
泵的最大壓力:PP=P1+ (2-5)
=2×14.31+0.5+0.5
=29.62MPa
式中:PP—-泵的最大工作壓力,即靜壓力
P1-執(zhí)行元件最大工作壓力
-進(jìn)油管路中壓力損失,取0.5MPa
泵的額定壓力Pn=0.25 PP
=1.25×29.62MPa
=37.025MPa
查閱液壓設(shè)計(jì)手冊(cè),選取CY14-63型柱塞泵,參數(shù)見(jiàn)表2-3
表2-3 柱塞泵參數(shù)
理論轉(zhuǎn)矩T(N·M)
329
公稱(chēng)排量V(ml/r)
63
額定壓力最高壓力(MPa)
32
最大壓力 (MPa)
40
額定轉(zhuǎn)速(r/min)
1500
最高轉(zhuǎn)速(r/min)
2000
則泵的平均理論流量q=n·v (2-6)
=1500×63
=94500 ml/min
=1.575×103 m3/s
液壓缸速度V= (2-7)
驗(yàn)算泵的流量:qPKL· (2-8)
=1.2×94.5L/min
=113.4 L/min=1.89×10-3 m3/s
式中:qP-泵的最大流量
-同時(shí)動(dòng)作時(shí)所需流量之和的最大值
KL-系統(tǒng)的泄漏系數(shù),取1.1~1.3
應(yīng)為qP×80%=113.4×80%=90.72<94.5
所以,泵符合系統(tǒng)要求。
2.3.4 選擇與泵匹配的電機(jī)
由泵最大輸出流量、壓力可以得到最大需求功率,即電機(jī)輸出功率。由電機(jī)額定轉(zhuǎn)速和泵每轉(zhuǎn)排量應(yīng)該與電機(jī)最大流量吻合,選擇電機(jī)。但是電機(jī)輸出功率應(yīng)該大于泵輸出功率。由上述選擇原則和選定的數(shù)據(jù),選擇Y180L-2型電機(jī)。
查閱設(shè)計(jì)手冊(cè),電機(jī)數(shù)據(jù)如下表
表2-4 泵匹配電機(jī)參數(shù)表
額定功率P(KW)
37
滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速(r/min)
2939
額定轉(zhuǎn)矩
1.9
滿(mǎn)載電流(A)
69.2
效率
95%
凈重(Kg)
220
2.4 選擇液壓控制元件
根據(jù)液壓系統(tǒng)原理提供的情況,審查圖上各閥在各種工況下達(dá)到的最高工作壓力和最大流量,以此選擇閥的額定壓力和額定流量。一般情況下,閥的實(shí)際壓力和流量應(yīng)與額定值相接近,但必要時(shí)允許實(shí)際流量超過(guò)額定流量的20%。有的電液換向閥有時(shí)會(huì)出現(xiàn)高壓下?lián)Q向停留時(shí)間稍長(zhǎng)不能復(fù)位的現(xiàn)象,因此,用于有可靠性要求的系統(tǒng)時(shí),其壓力以降額(32MPa降至20~25MPa)使用為宜,或選用液壓強(qiáng)制對(duì)中的電液換向閥。
2.4.1 溢流閥的選擇
溢流閥在系統(tǒng)中的作用主要有作為安全閥防止液壓系統(tǒng)過(guò)載、作為溢流閥使液壓系統(tǒng)中壓力保持恒定、遠(yuǎn)程調(diào)壓等。在該系統(tǒng)中,由液壓系統(tǒng)的原理圖計(jì)算出需要選擇兩種溢流閥,一是為保持液壓的壓力恒定,另一個(gè)閥是起安全保護(hù)作用。選取DBD型。技術(shù)參數(shù)如表2-5
表2-5 溢流閥參數(shù)表
通徑(mm)
10
壓力(MPa)
32
額定流量(L/min)
40
調(diào)壓范圍(MPa)
8~20
凈重量(Kg)
2.8
2.4.2 單向閥的選擇
由液壓系統(tǒng)的原理圖,以及系統(tǒng)的流量、壓力查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇型號(hào)為S型單向閥.該閥為錐閥式結(jié)構(gòu),壓力損失小.主要用于泵的出口處,作背壓閥和旁路閥用。單向閥參數(shù)如表2-6
表:2-6 SV10P20液控單向閥的技術(shù)規(guī)格
介質(zhì)
礦物液壓油
介質(zhì)黏度(m2/s)
(2.8~380)×106
介質(zhì)溫度
-30~80
最大工作壓力(MPa)
31.5
開(kāi)啟壓力(MPa)
符合特性曲線
最大流量(L/min)
符合特性曲線
2.4.3 換向閥的選擇
電液位換向閥由電磁閥起先導(dǎo)控制作用,液動(dòng)換向閥進(jìn)行油路換向、卸荷及順序動(dòng)作。電液換向閥換向的快慢,可用控制油路中的節(jié)流閥(阻尼器)來(lái)調(diào)節(jié),以避免液壓系統(tǒng)的換向沖擊。一般適用于流量較大的液壓系統(tǒng)中,使用電源要求與電磁換向閥相同。由液壓系統(tǒng)的原理圖,以及系統(tǒng)的流量、壓力查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇型號(hào)為34BH-B10H-J的電液位換向閥,主要的技術(shù)參數(shù)如表2-7
表2-7 換向閥參數(shù)表
通徑/mm
10
公稱(chēng)流量/
40
公稱(chēng)壓力/MPa
31.5
允許背壓/MPa
<6.3
換向頻率/
60
最高換向頻率/
120
電壓
AC:220V 50Hz ; DC:12V、24V
允許電壓變動(dòng)范圍
10%
電磁鐵功耗(吸持時(shí))
AC:40W, DC:43W
2.4.4 壓力表開(kāi)關(guān)的選擇:
壓力表開(kāi)關(guān)是小型的截止閥,主要用于切斷或接通壓力表和油路的連接。通過(guò)開(kāi)關(guān)起阻尼作用,減輕壓力表急劇跳動(dòng),防止損壞。也可作為一般截止閥應(yīng)用。壓力表開(kāi)關(guān),按其所能測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目,可分為一點(diǎn)的及多點(diǎn)的。多點(diǎn)壓力表開(kāi)關(guān)可以使壓力表和液壓系統(tǒng)1~6個(gè)被測(cè)油路相通,分別測(cè)1~6點(diǎn)的壓力。由液壓系統(tǒng)的原理圖,以及系統(tǒng)的流量、壓力查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇型號(hào)為KF-L8/14E,參數(shù)如表2-8
表2-8 壓力表開(kāi)關(guān)參數(shù)表
型號(hào)
通 徑
壓 力
/MPa
壓力表接頭
D/mm
壓力油進(jìn)口
E/mm
Y
/mm
/in
KF-L8/14E
8
1/4
350
M14×1.5
M14×1.5
27
2.5、液壓輔助件的選擇
2.5.1 管路選擇
a. 金屬管
液壓系統(tǒng)用鋼管,有精密無(wú)縫鋼管和輸送流體用無(wú)縫鋼管或不銹鋼無(wú)縫鋼管。鋼管有紫銅管和黃銅管。紫銅管用于壓力較低(P≤6.5~10MPa)的管路,裝配時(shí)可按需要來(lái)彎曲,但由于抗振能力較低,且易是油氧化,價(jià)格昂貴;黃銅管可承受較高的壓力((P≤25 MPa),但不如紫銅管易于彎曲。對(duì)于本系統(tǒng)的壓力來(lái)說(shuō),該系統(tǒng)的管路應(yīng)該取黃銅管。通過(guò)計(jì)算確定管子的內(nèi)徑(d)和壁厚(δ),如下:
取流量V=0.8m.s
則,管內(nèi)徑d,取50mm
管壁厚,取6.5mm
所以,管外徑D=d+2=50+13=63mm, 參數(shù)如表2-9
表2-9 金屬管參數(shù)表
接頭連接螺紋
公稱(chēng)壓力
推薦管路流量
M60×2
5MPa
630L/min
b.軟管
軟管是用于連接兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)不見(jiàn)之間的管路。分高、低壓兩種。高壓軟管是以鋼絲編織或鋼絲纏繞成骨架的橡膠軟管,用于壓力油路。低壓軟管是一麻線或棉線編織體為骨架的橡膠軟管,用于壓力較低的回油路或氣動(dòng)管路中。鋼絲編織(或纏繞)膠管由內(nèi)膠層、鋼絲編織(或纏繞)層、中間膠層和外膠層組成。鋼絲編織層有1~3層,鋼絲纏繞層有2、3和6層,層數(shù)愈多,管徑愈小,耐壓力愈高。鋼絲纏繞膠管還具有管體較柔軟、脈沖性能好的優(yōu)點(diǎn)。
選取計(jì)算過(guò)程如下:
所以,d=10.2mm
選取鋼絲增強(qiáng)型液壓橡膠軟管。
C.接頭選擇:
焊接式的管接頭是利用管與管子焊接。接頭體和接管之間用O形密封圈端面密封。這種焊接式管接頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,密封性好,對(duì)管子尺寸精度要求不高。工作壓力可達(dá)31.5MPa,工作溫度-25~80,適用于油為介質(zhì)的管路系統(tǒng)。
焊接式管接頭都能滿(mǎn)足該系統(tǒng),故我們可以根據(jù)壓力選擇焊接式管接頭。
2.5.2 蓄能器的選擇
蓄能器是將壓力液體的液壓能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái),當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)再由勢(shì)能轉(zhuǎn)化為液壓能而做功的容器。因此,蓄能器可以作為輔助的或者應(yīng)急的動(dòng)力源;可以補(bǔ)充系統(tǒng)的泄露,穩(wěn)定系統(tǒng)的工作壓力,以及吸收泵的脈動(dòng)和回路上的液壓沖擊等。
根據(jù)計(jì)算出的蓄能器總?cè)莘e和工作壓力,選擇蓄能器的型號(hào)。我們可以選擇NXQ型囊式蓄能器。囊式蓄能器是一種儲(chǔ)能裝置。它的主要作用是儲(chǔ)存能量、吸收脈動(dòng)和緩和沖擊,它具有體積小、重量輕、反應(yīng)靈敏等優(yōu)點(diǎn)。蓄能器(NXQ1-L2.5/20-L)的主要技術(shù)參數(shù)如表2-10
表2-10 蓄能器參數(shù)表
公稱(chēng)容積/L
2.5
公稱(chēng)通徑/mm
32
公稱(chēng)壓力/MPa
20
質(zhì)量/kg
14.7
2.5.3 過(guò)濾器的選擇
過(guò)濾器是液壓系統(tǒng)中重要元件。它可以清除液壓油中的污染物,保持油液的清潔度,確保系統(tǒng)元件工作的可靠性。根據(jù)以上選擇原則以及該液壓系統(tǒng)本身的要求,查相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)可以選型號(hào)為ZU-H10×10S的濾油器,選型號(hào)為E-25的空氣濾清器,主要參數(shù)如表2-11
規(guī) 格
E-25
加油流量/
9
空氣流量/
65
油過(guò)濾面積/
80
表2-11 空氣濾清器參數(shù)表
表2-12 ZU-H10×10S濾油器的主要技術(shù)參數(shù)
流量()
10
額定壓力(MPa)
32
過(guò)濾精度(μm)
10
壓差指示器工作壓差(MPa)
0.35
初始?jí)毫担∕Pa)
0.08
2.5.4 油箱的設(shè)計(jì)
油箱有效容積一般為泵每分鐘流量的3~5倍。油箱中油液溫度一般推薦30~50,最高不應(yīng)該超過(guò)65,最低不低于15。
a. 對(duì)于本系統(tǒng)油箱有效容積取泵每分鐘流量的4倍,則有效容積V:
V=
b. 油箱容積的驗(yàn)算:
系統(tǒng)發(fā)熱總功率 H=P-P0
式中,P-泵輸入功率,取34.5KW
P0-缸輸出功率,取21.16KW
則,H=34.5-21.16=13.34KW
油箱散熱面積A=
假設(shè)通風(fēng)良好,取油箱散熱系數(shù)KW/(m2oC)
溫升℃
設(shè)環(huán)境溫度=25℃,則
=25℃+22.2℃=47.2℃=55℃
油箱散熱達(dá)到系統(tǒng)要求。
由選擇油箱尺寸原則:三邊比例1:1:1~1:2:3
設(shè)定尺寸為:長(zhǎng)970mm,寬720mm,高540mm
另壁板厚4mm,底腳高200mm,頂板厚8mm
外形如圖2-4所示
圖2-4 油箱示意圖
3 料流控制裝置設(shè)計(jì)
3.1 筒輥磨的進(jìn)料裝置
物料經(jīng)過(guò)輸送設(shè)備,通過(guò)進(jìn)料端的進(jìn)料口進(jìn)入筒輥磨進(jìn)行擠壓粉磨,要保證物料的暢通,其溜道的休止角必須大于物料的休止角。由于此產(chǎn)品的設(shè)計(jì)用于水泥或礦渣的粉磨,所以進(jìn)料漏斗的設(shè)計(jì)要大于。但是傾斜角太大時(shí),會(huì)造成物料進(jìn)入筒體內(nèi)的距離太小而結(jié)構(gòu)不好處理,同時(shí)也減小了通風(fēng)面積,引起通風(fēng)阻力的增加,根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)料漏斗的傾斜角選。
密封也是此設(shè)備的重要環(huán)節(jié),本設(shè)計(jì)采用橡膠密封,
能有效的防止粉磨過(guò)程中粉塵的外泄,保證筒體的密封性。 圖3-1 進(jìn)料端口
3.2 筒輥磨的料流控制裝置裝置
再現(xiàn)有的磨內(nèi)料流控制中,大體包括兩種方式:刮料導(dǎo)料一體和刮料導(dǎo)料分開(kāi)。其中,刮料導(dǎo)料一體如圖3-2所示
圖3-2 導(dǎo)料方式一
該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是刮料板和導(dǎo)料板融為一體,大大的節(jié)省的磨內(nèi)空間,但是對(duì)提高粉磨效率效果不是很顯著,也不能在線調(diào)節(jié)料在磨內(nèi)的流速,主要用于較小規(guī)格的磨機(jī),如φ400筒輥磨和φ400筒輥磨。
本設(shè)計(jì)是φ2600筒輥磨,采用的是刮料導(dǎo)料分開(kāi)的這種料流控制裝置,由于磨內(nèi)空間充足,可以按需布置刮料和導(dǎo)料裝置,還可在線調(diào)節(jié)料在磨內(nèi)的流速,下面分別介紹兩種控制裝置。
3.2.1刮料裝置設(shè)計(jì)
在本刮料裝置設(shè)計(jì)中,單個(gè)的刮刀由鐵釘間隔固定在刮刀槽中,刮刀槽由由兩端支撐裝置支撐,兩端再由可調(diào)螺母根據(jù)刮刀位置具體調(diào)整。另外,每個(gè)刮刀還由其下根據(jù)物料的易磨性和物料特性來(lái)調(diào)整循環(huán)粉磨的次數(shù)。據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐中證明,物料在筒體內(nèi)研磨8就可以達(dá)到粉磨要求。φ2600有效磨輥長(zhǎng)為1040, 因此每個(gè)刮料導(dǎo)料板之間的距離是 cm。具體裝置如圖3-3所示
圖3-3 刮料裝置
3.2.2 導(dǎo)料裝置設(shè)計(jì)
為了提高筒輥磨的研磨效率,采用可調(diào)式的導(dǎo)料裝置,另外,導(dǎo)料板用一整塊鋼板連接在可轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置之上,傾斜角度為30度,如圖3-2所示:
圖3-4 導(dǎo)料裝置
3.3 筒輥磨的出料裝置
物料經(jīng)多次碾磨,由導(dǎo)料裝置導(dǎo)將物料送到出料端的出料口,再經(jīng)出料口進(jìn)入提升機(jī),進(jìn)行下一個(gè)工藝;出料口必須有一定的工藝角度,以便物料順利進(jìn)入下一工藝流程;在結(jié)構(gòu)上采用焊接加工工藝,保證焊縫無(wú)缺陷;出料裝置有一個(gè)出風(fēng)口以保證筒體內(nèi)通風(fēng)負(fù)壓,如圖3-3所示
圖3-3 出料端口
4系統(tǒng)總體評(píng)價(jià)與可行性分析
從總體上看,該系統(tǒng)已基本上滿(mǎn)足了所規(guī)定的設(shè)計(jì)要求。在整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了優(yōu)化,同時(shí)也可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求實(shí)時(shí)對(duì)整個(gè)筒輥磨液壓系統(tǒng)、料流控制等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)一步的改進(jìn);本設(shè)計(jì)采用反求的設(shè)計(jì)方式,可以大大的減少人力、財(cái)力、資金等方面的投資,而且縮短了設(shè)計(jì)的周期。
理論方面的分析結(jié)果可作為設(shè)計(jì)的理論依據(jù),包括液壓系統(tǒng)的機(jī)理、結(jié)構(gòu)、工作情況、工作環(huán)境、保養(yǎng)、維修等方面。從以上的分析結(jié)果可以看出他們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在理論上是可行的。
5 結(jié) 論
筒輥磨是基于料層擠壓粉磨開(kāi)發(fā)研制的新型粉磨設(shè)備,其能量有效利用率較高,能耗低,結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。法國(guó)FC B公司于1993年推出了第一臺(tái)筒輥磨(Horomill) ,其基本工作原理為:磨機(jī)筒體以高臨界速度的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn);物料由入料端進(jìn)入磨內(nèi)后,在磨內(nèi)做離心運(yùn)動(dòng);被與磨體長(zhǎng)度一致的刮刀刮下落到物料推進(jìn)裝置的調(diào)整板上;物料推進(jìn)裝置將物料導(dǎo)向出料向通過(guò)調(diào)整物料推進(jìn)裝置的位置,可以改變物料進(jìn)出的速度進(jìn)而控制通過(guò)磨輥的料量。
本設(shè)計(jì)在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,不但繼承了已有設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn),還加入了能物料保護(hù)設(shè)計(jì),即在粉磨物料細(xì)度超過(guò)規(guī)定值時(shí),自動(dòng)切斷壓輥的壓力供給,從而保護(hù)了設(shè)備系統(tǒng);另外,在入磨物料細(xì)度方面比已有設(shè)備有了很大改進(jìn)。
在料流控制裝置設(shè)計(jì)方面,本次設(shè)計(jì)將導(dǎo)料和刮料分離,并在到導(dǎo)料方面實(shí)現(xiàn)可物料前進(jìn)速度上的可調(diào)性,在保證粉磨效果的同時(shí)大大加強(qiáng)了粉磨的效率。
在密封方面,以往設(shè)備采取迷宮密封的方式,該密封的缺點(diǎn)是大小迷宮磨損較快,本課題將密封替換成現(xiàn)在的橡膠密封方式。
在設(shè)計(jì)課題時(shí),遇到的最顯著問(wèn)題是在粉磨壓力交的度數(shù)設(shè)定方面,經(jīng)過(guò)周密分析、演算、推倒,將以往認(rèn)為的18.5度壓力角改變?yōu)?3.5度,在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)方面是首例。
但是,本設(shè)計(jì)還存在一些不足,比如密封方面還是存在密封周期短、密封不完全等問(wèn)題,在今后的發(fā)展中會(huì)得到很好的完善。
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