熱磨機ppt課件

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第七章 熱磨機 Defibrator 主要內容 第一節(jié) 概述 了解 第二節(jié) 熱磨機的進料裝置 掌握 第三節(jié) 預熱蒸煮裝置 掌握 第四節(jié) 研磨裝置 重點 第五節(jié) 排料裝置 掌握 計劃學時 6學時 1 第一節(jié) 概述 一 人造板機械 熱磨機 發(fā)展概況 20世紀90年代以來 國外人造板工業(yè)發(fā)展十分迅速 為了適應日趨激烈的國際市場競爭形勢 國外人造板機械企業(yè)進一步實現(xiàn)了大型化 集團化重組 德國Bison公司被德國Kvaener公司收購后又轉讓給Valmet公司 后又與瑞典Sunds公司 德國Kusters公司壓機部 法爾尼公司 FahrniEngineering 和福來克特 Flakt 纖維干燥部先后被國際造紙及礦山行業(yè)跨國公司美卓 Metso 收購 形成了美卓人造板部 可提供中密度纖維板 刨花板和定向刨花板成套設備 德國的辛貝爾康普 Siempelkamp 公司于近年來收購兼并了B ttner SHS及ATR等人造板設備生產(chǎn)廠 并在意大利CMC Texpan Pal Imal等企業(yè)擁有股份 形成了整條生產(chǎn)線設備的加工生產(chǎn)能力 2 一 人造板機械 熱磨機 發(fā)展概況 特別值得一提的是 該公司收購了著名的Sicoplan人造板設計院 增強了公司的工程設計和安裝調試指導能力 以制造連續(xù)壓機而出名的德國迪芬巴赫 Dieffenbacher 公司也不甘示弱 收購了德國的卡爾申克 CarlSchenck 公司的人造板部 并在加拿大安大略省建立了迪芬巴赫北美公司 接管了精密工具制造商卡爾強 Karle Jung 公司 擁有了申克曼皮爾 Schenkmann Piel 公司的股份 進一步提高了成套設備的生產(chǎn)能力 這樣便形成了目前的人造板機械行業(yè)的三大巨頭 美卓 Metso 迪芬巴赫 Dieffenbacher 和辛北爾康普 Siempelkamp 二十世紀三十年代瑞典順智 Sunds 公司的阿斯普魯?shù)?Asplund 發(fā)明了第一臺熱磨機 他的公司由迪非不拉特 Defibrator 成長為順智公司 現(xiàn)歸屬為美卓公司 3 一 人造板機械 熱磨機 發(fā)展概況 熱磨機一詞 Defibrator 既是美卓公司的熱磨機商品名 也是公司名 1992年美卓開發(fā)了 系列熱磨機 以結構緊湊 動力大 操作簡單 使用經(jīng)濟和全自動控制為特征 成為業(yè)界高品質和高可靠性的標準 美卓新推出了 系列的熱磨機 與 系列相比 外形一致 但內部已經(jīng)有100多處改進 如 新型的堅固軸承 SKF 結構 使用壽命提高3倍 可防止由于進料引起的磨室壓力尖峰導致前軸承損壞 改進軸承潤滑注油方式 減小前后軸承座徑向間隙 降低了后端軸承的預載荷 優(yōu)化軸承配合和保護 新型注油系統(tǒng)增加了潤滑油的流量控制 過濾精度達到3 m 回油管路增設油氣分離過濾芯 流量傳感器 采用行星的轉動盤葉片設計 防止對磨室體旋轉部件的磨損 采用新型的前后軸承端蓋和磨室分體設計 使維修和更換磨片更方便 4 一 人造板機械 熱磨機 發(fā)展概況 美卓人造板機械公司的三個主要業(yè)務部門包括 纖維板部位于瑞典 刨花板和定向結構板部位于芬蘭 壓機和能源部位于德國 奧地利安德里茨Andritz公司是全球最大的造紙制漿設備供應商之一 還生產(chǎn)航天設備 發(fā)電設備等 該公司新推出的產(chǎn)品是側開門式熱磨機 定磨盤端蓋可側向打開 磨片的更換和維修更方便 該公司提供的ABS68 70 1CP型熱磨機 磨盤直徑70 1778mm 主電機功率11000kW 最大生產(chǎn)能力40t h 是目前世界上在線運行的最大熱磨機 5 一 人造板機械 熱磨機 發(fā)展概況 德國帕爾曼 Pallmann 公司是世界最著名的木材削片設備制造商 該公司生產(chǎn)的PR32 60系列熱磨機 主電機功率為240 8000KW 生產(chǎn)能力為0 9 32t h PR系列熱磨機的磨盤間隙可通過電子儀器連續(xù)顯示 精度可達0 01mm 帕爾曼最新研制出的新型MDF熱磨機系統(tǒng)是PR62 該系統(tǒng)綜合了世界各國熱磨機的特點 最重要的創(chuàng)新是熱磨機的主軸支撐裝置 即軸的前 后部安裝了重型輥子軸承 便于吸收徑向力 而軸的中部有特別設計的液力支撐裝置 用于吸收熱磨過程中的軸向力 整個裝置可長期保持良好的潤滑狀態(tài) 從而可達到平穩(wěn)而基本無磨損的工作狀態(tài) 6 一 人造板機械 熱磨機 發(fā)展概況 總的來講 瑞典的Sunds公司 奧地利的Andritz公司和德國帕爾曼Pallmann公司 各自開發(fā)的熱磨機各具特色 其熱磨機制造技術代表當今世界水平 高技術 高質量 高轉速 高可靠性 大型化的 四高一大 代表21世紀了世界熱磨機發(fā)展趨勢 我國生產(chǎn)熱磨機的企業(yè)主要有蘇福馬股份有限公司BM系列 上海人造板機器廠的M系列熱磨機 上海捷成白鶴木工機械有限公司的JM系列熱磨機等 從控制 精度 產(chǎn)量和可靠性等都與國外有一定的距離 7 熱磨機在中密度人造板生產(chǎn)線中的位置 熱磨機系統(tǒng) 主機 8 鼓式剝皮機 附 安德里茨鼓式剝皮機可以處理熱帶硬木到寒帶軟木的所有樹種 也可以處理長原木和短原木 9 二 熱磨機的分類 熱磨機是將木片分離成纖維的設備 是纖維板生產(chǎn)中的關鍵設備 目前采用的纖維分離設備主要有加熱機械法的熱磨機 精磨機和高速磨漿機 GB T18003 1999人造板機械設備型號編制方法將熱磨機分在磨漿機第一組 即BM1 在0 9系中的1為單轉熱磨機 2為雙轉熱磨機 3為三磨盤熱磨機 4為雙向單磨盤熱磨機 5為錐形磨盤熱磨機 第一主參數(shù)為磨盤直徑 mm 第二主參數(shù)為磨盤轉速 rpm 折算系數(shù)為1 100 10 二 熱磨機的分類 熱磨機 在高溫高壓下 將木片等植物原料分離成纖維的一種連續(xù)式分離設備 該設備加工出的植物纖維結構完整 得率高 耗電量低 得到廣泛應用 精磨機 加工原理和結構基本同熱磨機 是將纖維再進一步磨細 逐漸有淘汰的可能 主要原因是現(xiàn)代熱磨機朝磨盤大型化 高速化 大功率方向發(fā)展 一次磨漿可以達到工藝要求 沒有必要再增加精磨機了 高速磨漿機 包括單磨盤 雙磨盤和三磨盤 一般是加工前預先將原料軟化 在常溫 常壓或較低的溫度下進行纖維分離的設備 11 三 熱磨機的外形 國產(chǎn)熱磨機 12 三 熱磨機的外形 國產(chǎn)熱磨機 北京春輝新吉造紙機械廠 13 三 熱磨機的外形 國產(chǎn)熱磨機 進料螺旋電機功率406千瓦進料螺旋轉速Max110轉 分預熱料倉25立方米防反噴氣缸壓力0 2 0 6兆帕預熱蒸煮器規(guī)格1025X9000毫米飽和蒸氣壓力0 8 1 2兆帕 射線自動跟蹤范圍約5000毫米蒸煮缸自動補償壓力6 10兆帕木片預熱時間3 7分回轉撥料器電機功率22千瓦運輸螺旋電機功率45千瓦帶式螺旋電機功率22千瓦主電機功率Max3300千瓦 10千伏 磨片安裝 外徑 直徑1220毫米 48 磨片規(guī)格45 48英寸磨盤工作方式單方向磨室體密封方式機械密封機械密封冷卻水壓力0 8 1 2兆帕整機重量 62000千克 14 三 熱磨機的外形 BM1112 15 30基本型熱磨機 15 三 熱磨機的外形 國產(chǎn)熱磨機 M101 BW119 16 三 熱磨機的外形 原上海人造板機器廠產(chǎn)BM119 15熱磨機 17 三 熱磨機的外形 奧地利安德里次Andritz熱磨機 18 三 熱磨機的外形 metso美卓公司的熱磨機系統(tǒng) P系列熱磨機系統(tǒng) Defibrator 包括5個系列 P44 P50 P56 P62和P68 雖然其尺寸不大 但高達90噸的主軸推力和15MW電機功率真正顯示了它在中密度纖維板工藝中的核心力量 生產(chǎn)能力 對針葉材達到5 45t h 對闊葉材達到5 60t h 19 三 熱磨機的外形 20 三 熱磨機的外形 21 三 熱磨機的外形 德國PALLMANN 22 三 熱磨機的外形 奧地利安德里次Andritz熱磨機 精磨 23 三 熱磨機的外形 熱磨機組現(xiàn)場 24 四 熱磨機的主要組成 熱磨機主要由機座及傳動部分 進料裝置 預熱蒸煮裝置 研磨裝置 排料裝置 油路潤滑 冷卻及電控系統(tǒng)部分等組成 25 五 熱磨機的工作原理 料倉的木片通過出料螺旋均勻的向熱磨機進料螺旋供料 物料經(jīng)過進料螺旋壓縮 形成料塞 防止預熱蒸煮罐內蒸汽由進料裝置向外反噴 送入到預熱蒸煮罐進行軟化處理 軟化時間由料位計 下部出料螺旋轉速決定 然后由輸送螺旋從靜磨盤中部送入研磨室 由動靜磨盤的相對運動 把送入它們之間的軟化木片在高溫 高壓下分離成纖維 再在蒸汽壓力的作用下通過排料裝置排出 進入拌膠 添加劑 干燥工序 26 六 國產(chǎn)熱磨機的主要技術參數(shù) 27 七 對熱磨機的評價 28 對熱磨機的評價 29 第二節(jié) 熱磨機的進料裝置 熱磨機的進料裝置有活塞式 轉閥式和螺旋式三種 目前主要應用的是螺旋式進料裝置 一 螺旋式進料裝置 由于物料將要在一個密閉的容器內進行木片的預熱蒸煮 因此利用螺旋的必須將松散的木片連續(xù)形成料塞 從而可以密封高壓蒸汽 又能實現(xiàn)連續(xù)進料 這就要求螺旋進料裝置有較好的耐磨性 還應有相應的熱膨脹適應性 組成 見下圖螺旋進料裝置主要由機座 螺旋 螺旋管 外塞管 動力系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)等組成 30 螺旋式進料裝置的組成 31 螺旋式進料裝置的外形 32 33 安德里茨木塞螺旋喂料器安裝現(xiàn)場 Cylinderforexpansionsystem膨脹補償系統(tǒng)的液壓缸 DrainforSqueezeoutwater冷凝水排放管 膨脹補償系統(tǒng)的液壓缸 34 螺旋式進料裝置的組成 進料螺旋的結構組成1 外塞管2 螺旋管3 進料螺旋4 軸承座5 濾水孔 排水防滑 35 螺旋的結構形式 一般熱磨機的進料螺旋都采用組合式單頭螺旋 進料段采用圓柱等距螺旋 壓縮段采用不等距圓錐螺旋 常用 螺旋角在15 左右 36 螺旋的斷面 a 矩形斷面螺槽容積大 適用于進料段 便于加工 但木片向前流動阻力大 e 0 05 0 07 D b 根部作了較大的圓弧過度 強度高 軸向流動阻力小 適用于壓縮段 但加工不便 螺旋頭采用圓柱狀的端部伸出 有利于木塞導出 防止反噴 37 進料螺旋外形圖 38 螺旋管 螺旋管與螺旋配合 用于實現(xiàn)對物料的壓縮和軸向輸送 避免打滑 為便于制造和維修 可以作成剖分式結構 螺旋出口處的擠壓 磨損劇烈 所以 螺旋管出口處可采用襯套結構 塞圈 內部也有縱向溝槽 喇叭口結構 39 外塞管 外塞管緊接于螺旋及螺旋管的末端 用于形成密實的料塞 當料塞緊密度達到木材本身的密度 就足以起到密封作用 外塞管的孔徑和形狀與料塞的緊密度有關 并關系到進料機構的動力消耗 組合形比較合理 既有密度又便于排料 同時 外塞管的長度也關系到木塞的密度 40 二 回轉閥進料裝置 41 回轉閥進料裝置 42 回轉閥進料裝置 1 工作過程 轉子1裝在一個精密配合 錐面配合 預熱后閥體的襯套和轉子之間的間隙約為0 051 0 076mm 的閥體2內轉動 轉子上有若干個空腔 腔體和腔體之間通過轉子葉片和閥體形成一個密閉的空間 當腔體轉到上方進料口時接收物料 轉到下方時靠自重落料 平衡管4可以使轉子兩側所受的蒸汽壓力平衡 改善主軸和轉子的受力狀態(tài) 排氣管5用于在裝料之前排出殘存的壓力氣體 進汽口7為了能順利落料 閥體兩側端蓋上設冷卻水管3以使設備冷卻 2 回轉閥的特點 回轉閥比相同生產(chǎn)能力下的螺旋進料器所需的動力低 工作中不出現(xiàn)反噴現(xiàn)象 對各種原料的適應性強 但對于其加工的材料要求高 蒸汽消耗量大 沒有廣泛應用 43 第三節(jié) 預熱蒸煮裝置 預熱料倉對前一工段輸送來的木片起緩沖 儲存和預熱作用 一 預熱蒸煮的主要目的 1 軟化原料 纖維破壞損傷較小 且可獲得柔韌的纖維 2 可降低動力消耗 3 原料易進行分離 且具有較好的板坯成型性能 為了得到良好的軟化木片 降低磨漿能耗 采用同位素探測料位 從而導致料位儀輸出電信號改變 轉化成視覺效果 操作工就可確定原料在立式缸中的位置 從而確定高度和螺旋進料器的轉速快慢 控制木片的軟化程度 木片在預熱蒸煮罐內的停留時間 44 二 預熱蒸煮裝置的組成 預熱蒸煮裝置主要有預熱蒸煮罐 止回閥 蒸汽管 蒸汽安全閥 平衡管 料位控制器 卸料裝置 出料螺旋 等組成 主要結構型式 立式蒸煮罐 便于料位控制 見右圖 水平罐加垂直管的組合型式 L型見下圖 45 水平罐加垂直管的預熱蒸煮裝置 L型預熱蒸煮裝置1 平衡管2 預熱罐3 重錘4 蒸汽管5 止回閥6 支撐座7 內塞管8 出料螺旋 46 三 預熱罐與蒸汽管 預熱罐是預熱蒸煮裝置的主要組成部分 是高溫高壓蒸汽對原料進行軟化的場所 其罐體是由不銹鋼制成的受壓容器 常采用上小下大的圓筒 錐形 形結構 罐體中通蒸汽的管路各熱磨系統(tǒng)不僅相同 國產(chǎn)BM119 10D熱磨機有四路蒸汽入口 一路安裝于罐體的頂部 另外三路成120度角安裝于靠近罐體底部的同一水平面上 這樣有利于蒸汽穿透與滲透料堆內部 使物料軟化均勻 亦可防止物料在罐體底部板結搭橋 罐體上還配有壓力表和安全閥 以保證預熱罐的安全 平衡管 只針對大磨盤裝備設置 設置原因 在研磨室內 一方面 研磨動力一部分轉化為熱能 引起溫度和壓力升高 另一方面 排料會造成蒸汽壓力和溫度的下降 這兩種情況都會造成磨盤內外兩側出現(xiàn)較大的蒸汽壓力差 這種差異會影響均勻排料 使研磨時間得不到保證 造成研磨質量下降 作用 調節(jié)整個設備中蒸汽壓力和溫度 安裝位置 預熱罐和研磨室之間 47 四 防反噴裝置 在預熱罐的上部 與螺旋進料器內塞管出料口相對應的一側 安裝一個防反噴裝置 也稱止回閥 它主要是由一根活塞桿及其伸出端所帶的錐形塞組成 其作用是當進料螺旋所形成的料塞較松時 靠氣缸的氣壓作用使錐形塞封住內塞管的出料口 防止 反噴 現(xiàn)象的發(fā)生 同時可以利用止回閥在內塞管出料口上施加一阻力 保證形成密實的料塞 也有利于熱磨機啟動時最初料塞的形成 該裝置可以通過手動或機動控制電磁閥的開啟 機動控制主要是通過控制進料螺旋的電機的電流值來實現(xiàn) 電流小 下限時 電磁閥動作 錐形塞壓向進料螺旋出料口 以形成密實的料塞和封閉預熱蒸煮罐 電流大時 上限 電磁閥換向 氣壓減小 進給阻力減小以利于出料 48 ANDRITZBLOWBACKVALVE安德里茨防反噴閥 帶汽缸的防反噴閥 49 熱磨機的防反噴裝置 止回閥 預熱蒸煮罐 內塞管 50 熱磨機的防反噴裝置 止回閥 51 五 料位控制裝置 木片在預熱罐內蒸煮時間的長短對于纖維分離是非常重要的 木片在罐內的蒸煮時間是由料位高低來決定 在卸料器輸送螺旋轉速一定的情況下 料位越高 木片在罐內停留的時間越長 為了監(jiān)測和控制罐內的物料堆積高度 進而實現(xiàn)對蒸煮時間的控制 在預熱蒸煮罐內設有料位控制裝置 料位控制裝置一般由料位探測器和電器控制系統(tǒng)組成 根據(jù)探測原理 有接觸和非接觸之分 前者如電阻式料位探測器 后者是目前廣泛使用的 射線料位探測器 52 1 料位探測原理 53 下料位控制是按照不同原料的工藝要求確定的 主要監(jiān)測原料的最低堆積高度 控制進料螺旋的啟動或停止 從而實現(xiàn)蒸煮時間的自動控制 2 工藝料位控制 54 六 卸料器與送料螺旋 卸料器與送料螺旋安裝于預熱罐的底盤上 用于將蒸煮好的物料均勻 連續(xù)地供給熱磨機的磨盤 見下圖卸料器在罐底內部的部分有撥料爪 和錐形帽 均用不銹鋼材料制成 撥料爪的驅動電機 通過蝸輪蝸桿減速器 以11r min的速度轉動 不斷撥動軟化了的物料 防止木片在預熱罐內 搭橋 并使物料逐步落入罐底缺口下的送料螺旋 內送入磨盤研磨 送料螺旋的轉速應與物料的蒸煮時間相匹配 并保證均勻 定量的供料 送料螺旋的傳動應能實現(xiàn)無級調速 0r min 55 卸料器與送料螺旋的結構 56 卸料器與送料螺旋的外形 57 安德里茨的預汽蒸倉PreSteamingbin和振動卸料器 預熱蒸煮罐 底部結構 58 第四節(jié) 研磨裝置 熱磨機的研磨裝置是熱磨機的主體 其作用是將蒸煮軟化后的原料 木片 通過送料螺旋送入研磨室的磨盤中 使其受壓縮 拉伸 剪切 扭轉 沖擊 摩擦和水解等多次重復的外力作用將纖維分離 分離纖維是中密度纖維板區(qū)別于其它板種最突出的特點 纖維質量是板材性能優(yōu)異的關鍵所在 分離纖維是在高溫 高速和高度密封的系統(tǒng)中進行的 它既是中密度纖維板生產(chǎn)中重要的工序 又是最復雜的環(huán)節(jié)之一 59 1 熱磨法分離纖維的優(yōu)點 自1931年瑞典人Asplund博士發(fā)明熱磨法 TMP 分離纖維以來 目前已成為纖維板生產(chǎn)最主要的纖維分離方法 熱磨法之所以被廣泛利用主要在于它有下列優(yōu)點 適用于多種原料制漿 能獲得大量柔韌性和交織性好的完整纖維 得率高達95 生產(chǎn)能力大 占地面積小 噪聲小 運行平穩(wěn) 自動化連續(xù)作業(yè) 大幅度提高勞動生產(chǎn)率等 但耗電量占到纖維板總耗電的35 45 60 2 熱磨法分離纖維的機理 木材是一種復合材料 也是十分復雜的生物機體 除去導管和薄壁組織以外的全部狹長木質細胞統(tǒng)稱纖維 纖維長度多在2 5mm之間 極短者約1mm 極長者7 438mm 纖維弦向直徑平均0 02一0 04mm 極小者0 01mm 極大者0 08mm 纖維形態(tài)對中密度纖維板影響甚大 纖維完整 細長比大 柔韌和交織性好 板材質量就高 熱磨法分離纖維是在加熱弱化纖維牢固的結合作用后 通過機械方法而獲得纖維 分離纖維是一個十分復雜的物理力學和化學轉化過程 也就是經(jīng)蒸煮后的纖維原料 被強制送入高溫 高濕和高壓的磨室內兩磨片間加壓搓揉 使其受壓縮 拉伸 剪切 扭轉 沖擊 摩擦和水解等多次重復的外力作用加以分解 由于其理論十分復雜 加之又難于觀察和模擬 分離纖維機理的研究 還很難量化 目前大多處于定性階段 61 3 研磨裝置的主要組成 研磨裝置主要由研磨室 主軸 密封及冷卻裝置 油缸加壓裝置 磨盤間隙微調裝置 機座等構成 62 熱磨機研磨裝置的結構 熱磨機研磨裝置的結構1 研磨室2 主軸3 密封及冷卻裝置4 油缸加壓裝置5 磨盤間隙微調裝置6 靜磨盤7 動磨盤8 磨片9 翼輪10 11 水封環(huán)12 密封填料 63 熱磨機研磨裝置的結構 64 4 研磨室 研磨室部分主要由磨室殼體 固定磨盤 轉動磨盤及密封與冷卻裝置組成 見下圖磨室殼體由左右或上下兩部分組成 便于安裝磨片 檢修 下圖為上下結構的磨室殼體 上部分是可以拆卸的磨室蓋 下體為磨室體 其一側的軸向孔口嵌入一套管 為研磨室的進料口 磨室殼體的另一側孔口用于安裝動磨盤 和主軸 通過套軸 與密封冷卻裝置相配合 殼體周邊的孔口與排料裝置連接 圖中沒顯示 殼體底部開有排污口17 用于排出冷凝水和其它雜物 常采用扁球體結構 65 研磨室的結構 1 磨室體2 套管3 磨室蓋4 定磨盤5 6 磨片7 葉片8 動磨盤9 進料翼輪10 傳動鍵11 前高壓密封環(huán)12 后高壓密封環(huán)13 盤根14 主軸15 套軸16 冷卻水環(huán)17 排污口 66 研磨室 新舊熱磨機結構比較 67 5 磨盤與磨片 磨盤包括固定磨盤4和轉動磨盤8 定磨盤通過基準面用螺栓緊固于磨室殼體內 其中心孔與套管2相配 為物料進入磨盤間隙的入口 動磨盤通過鍵錐面配合于主軸14端 轉動磨盤在轉動的同時還可以隨主軸一起作軸向移動 調整兩磨盤之間的間隙 轉動磨盤的中央裝有供料用的翼輪9 以利于物料均勻地分送至兩磨盤間隙之間 磨片5 6用螺釘固定在磨盤的端表面 磨盤通常分為整體式磨片和組合式磨片兩種 組合式磨片又有單圈式和雙圈式之分 在較大的熱磨機中通常采用組合式磨片 每圈4 8片或更多 國產(chǎn)BM119 10D采用雙圈式組合磨片 盤上裝有8片組成的 900的外圈磨片和4片組成的 600的內圈磨片 由于動磨片是高速回轉件 要求有較高的動平衡精度 一般出廠時都有標記 裝配時應按編號排列 安裝縫隙相等 螺栓重量相等 未作標記的磨盤安裝在定磨盤上 68 動磨盤上磨片的安裝 69 磨片齒條的排列形式 徑向放射式 切向放射式 人字式 槽寬不變型 齒寬不變型 70 磨片齒條的排列形式 71 磨片齒條的排列形式 徑向放射式的齒條是對稱布置的 因此不管磨片正傳還是反轉都能研磨 這樣 定期改變轉動磨盤的旋轉方向 就可以實現(xiàn)磨片的自行刃磨 大大提高了磨片的使用壽命 切向放射式的磨片 正轉時有甩出效應 纖維在磨片間通過能力強 生產(chǎn)率高 但研磨時間較短 反轉時具有拉入效應 纖維在磨片間停留時間長 研磨充分 但生產(chǎn)率低 人字磨片是一種組合式的齒條排列形式 常用在大型熱磨機中 根據(jù)齒面或溝槽寬度的變化 磨片可分為齒寬不變型和槽寬不變型兩種 這兩種目前都普遍得到應用 72 磨片的結構分區(qū) 磨片功能結構一般分為兩個區(qū) 破碎區(qū)和研磨區(qū) 對于大尺寸的磨片 其研磨區(qū)又可分為粗磨區(qū)和精磨區(qū) 磨片破碎區(qū)的作用是將初級原料 木片 均勻地拋散到磨片的間隙當中 破碎成碎木片或粗大的纖維束 研磨區(qū)的作用是將原料 碎木片或粗大的纖維束 逐步分離成纖維 其中 粗磨區(qū)是將這些原料研磨成小尺寸的細纖維束 精磨區(qū)是將細纖維束研磨成纖維 并使其良好 帚化 73 磨片的結構 磨片齒面包括進料破碎區(qū)和研磨區(qū)兩部分 破碎區(qū)的錐度約為4 5 分布稀疏的數(shù)根齒條 研磨區(qū)本身又有里 外兩區(qū)域組成 研磨區(qū)在設計時采用齒寬很小 數(shù)量很多的徑向齒 磨片破碎區(qū)和研磨區(qū)的徑向齒齒槽中還設計有周向齒 或稱橫筋 周向齒在磨片上呈同心圓狀或漸開線狀梯次分布 其作用是阻礙原料的徑向運動 延長原料的研磨時間 確保纖維的研磨質量 兩磨片在進料區(qū)形成8 10 的錐度角 即木片在兩磨盤進料區(qū)由里到外的移動過程中 磨盤間隙由大到小 木片在進料區(qū)粗磨 在研磨區(qū)精磨 徑向寬度一般為40 50mm 磨片的材料有采用復合鑄鐵 表面為白口鐵 背面為普通鑄鐵 也有采用特種鑄鋼 國外多采用耐磨不銹鋼材料 74 磨片的結構圖 75 磨片的外形圖 76 6 密封及冷卻裝置 熱磨機主軸2的一端穿過研磨室殼體進入研磨室內 用于裝配動磨盤 為了防止研磨室內的蒸汽連同纖維在高壓下由殼體與主軸配合處擠出研磨室而造成泄漏 在主軸套軸的外表面設有密封裝置3 BM119 10D熱磨機采用高壓水和填料兩種方式的組合 密封套為夾層式結構 工作時前端的高壓密封環(huán)10通入高壓水 壓力大于研磨室壓力0 2 0 3MPa 密封填料采用盤根12 以減輕對軸套的磨損 盤根共六條 每兩條一組 在第一組盤根之后又有一水封環(huán)11形成兩路密封 77 高壓密封水冷卻系統(tǒng) 78 7 研磨動力及傳動與控制系統(tǒng) 研磨動力 熱磨機主軸的驅動電機功率較大 目前功率在60KW 15000KW之間 大型熱磨機為了減小主電機的體積 多采用高壓供電 6000V 11000V等 而且需要冷卻系統(tǒng) 主電機和主軸之間一般用齒輪聯(lián)軸器聯(lián)接 以保證傳遞大功率和軸向移動 甚至允許電機軸和熱磨機主軸有微小的不對中 79 主軸與軸承組 熱磨機主軸在傳遞扭矩的同時 還要承受研磨過程中產(chǎn)生的軸向力 而且主軸的結構及裝配對設備的性能影響很大 應此熱磨機的主軸必須滿足強度 剛度外還需又很高的運動精度 在較高的溫度下其軸向和周向跳動必須在允許的范圍內 設計主軸時應從一下幾個方面考慮 1 合理地確定主軸的材料和熱處理2 合理設計主軸的結構尺寸和軸承類型 3 盡可能選擇短軸 并使動磨盤靠近軸承座 4 保證主軸的加工和裝配質量5 設法提高主軸的工作精度 磨片間隙e 0 2 0 5mm 80 主軸和軸承組結構 81 主軸和軸承組結構 主軸由前后兩套軸承組支撐 前軸承組2采用兩個對稱布置的向心推力球軸承3 以承受主軸的軸向力 為了消除軸承的徑向間隙 在兩軸承之間設置了彈簧裝置7 以提高軸承的運轉精度 后軸承組采用一只雙列向心球軸承16 根據(jù)工作要求 主軸需要軸向移動 故在前后軸承組殼體與軸承殼座之間設有導向鍵5 并采用彈簧6將其壓緊在軸承體上 前軸承采用油液循環(huán)潤滑 后軸承采用油脂潤滑 前軸承組的殼體還做成夾層式 可通入冷卻水對其冷卻 主軸和動磨盤的裝配目前有兩種方法 有鍵錐面配合和無鍵錐面配合 錐面配合精度高 傳動扭矩大 下圖為主軸和轉動磨盤之間的裝配結構圖 壓力一般為135 200MPa 82 主軸和轉動磨盤之間的裝配 1 主軸2 動磨盤3 壓板4 手動高壓油泵5 注油泵6 油口接頭7 中心螺桿8 液壓螺母 83 磨盤加壓裝置 分離纖維需要動磨盤和定磨盤之間產(chǎn)生一定的研磨壓力 研磨壓力的大小要根據(jù)物料的特性 生產(chǎn)率 預熱時間等因素考慮 壓力過大 纖維易切斷 壓力小 產(chǎn)量高 但纖維粗 纖維束多 國產(chǎn)BM119 10D采用液壓加壓裝置 包括加壓裝置和液壓傳動系統(tǒng) 加壓油缸安裝在前軸承組的后端 活塞用圓螺母固定在空心活塞桿 套軸 上 空心活塞桿與前軸承組殼體相連 壓力油通過活塞 活塞桿 前軸承組 主軸 動磨盤來施壓 84 磨盤加壓裝置 85 前軸承組的循環(huán)潤滑系統(tǒng) 熱磨機前軸承組受到研磨時的軸向力 同時它的安裝部位又靠近高溫的研磨室 故對前軸承組采用液壓循環(huán)潤滑 起到減小摩擦和冷卻的作用 見上圖 油泵6 電接點壓力表8 溢流閥7 冷卻器9 流量控制器10 蓄能器11 電接點溫度計12 前軸承組進行潤滑冷卻 當油壓低時 低于工藝要求的電接點壓力表8設定值 則發(fā)出信號停止主電機 防止無潤滑工作 當流量低于要求值時 斷油 漏油 10也發(fā)出信號 起到連鎖保護 在潤滑油回路的油管上裝有電接點溫度計12 當油溫升到設定值時 發(fā)信號也可停止主電機 蓄能器的作用是當突然電機不轉時 停電 蓄能器仍然能供油 保證轉動狀態(tài)的主軸在停止前潤滑 冷卻器9是對油液冷卻 以帶走熱量 86 磨盤間隙微調裝置 磨盤間隙的大小直接影響到纖維的粗細和質量 精確地調節(jié)磨盤間隙是熱磨機操作的關鍵 一般都是調整動磨盤相對于定磨盤的軸向距離來實現(xiàn) BM119 10D熱磨機的磨盤間隙微調機構直接安裝于加壓油缸之后 由一手輪驅動蝸輪蝸桿機構轉動 蝸輪的側面有一推力軸承壓在油缸的端蓋上 控制磨盤間隙就是控制蝸輪向左的軸向位移 渦輪加工成內螺紋與空心活塞桿伸出端的外螺紋相配 當蝸輪轉動時就可以通過螺母絲桿機構驅動活塞桿作軸向移動 該機手輪每轉動1圈可產(chǎn)生0 17mm的軸向位移 87 磨盤間隙微調裝置 熱磨機在上一次工作停機后 加壓油缸的活塞已處于最前端位置 要通過手輪使磨盤處于分開狀態(tài) 此時 調整磨盤間隙 先使加壓油缸處于施壓狀態(tài) 并啟動主電機 當磨盤轉動平穩(wěn)后 再轉動手輪 使主軸向前移動 當聽到有金屬摩擦聲時 表示兩磨盤已接觸 磨盤間隙e 0 這時 反向轉動手輪 約一圈半 e 0 2 0 3mm 即可開始下一步操作 然后根據(jù)磨出纖維的粗細再加調整 直到達到理想的纖維質量 88 磨室的排料方式 傳統(tǒng)的放射向出料節(jié)能的螺旋方向出料 89 第五節(jié) 排料裝置 一 作用及安裝位置 安裝在研磨室的排料口 用于排出磨好的纖維 二 要求 為適應熱磨機連續(xù)生產(chǎn)的需要 排料裝置應滿足 必須使研磨室內的纖維連同蒸汽按一定速度穩(wěn)定排出 確保研磨室內的氣壓能基本保持平衡 不宜讓蒸汽和纖維在短時間內大量排出 使平衡失調 密封性良好 不泄漏蒸汽和損失纖維 三 分類 周期性排料裝置和連續(xù)式排料裝置 90 四 典型結構 1 S型排料管閥1 閥桿 水平兩處 2 搖臂 閥桿支座 3 手柄 手動開啟 4 彎管5 7 閥門6 S型管8 接研磨室出料管9 再碎環(huán) 91 S型排料管閥的工作過程及特點 研磨室內的纖維在高壓蒸汽的噴放作用下 首先進入排料直管8 經(jīng)管端再碎環(huán)9的作用使纖維團分散 然后經(jīng)過進口閥門7進入S型管6內 由于S型管內兩閥體的交錯動作 同軸凸輪控制 從而使纖維周期性的經(jīng)出閥口5通過彎管4排出 S型管的彎曲程度要保證管內料不堵 存料量不多 一般曲率半徑和管徑大體一致 為消除排料管可能堵塞 設有人工開啟出料閥的手柄3 通過搖臂杠桿作用 使出料閥手工開啟 一般排料閥的交替頻率高而閥行程短 可以防止堵料現(xiàn)象 又可使磨室內的氣壓比較穩(wěn)定 這種排料裝置結構簡單 但易堵料 產(chǎn)量低 主要用在產(chǎn)量小的小型熱磨機系統(tǒng)中 92 2 板式小孔連續(xù)排了裝置 它由閥瓣1和閥口襯套2構成了可調節(jié)開度的排料閥口 閥口襯套安裝于排料閥閥體6的前端口 閥瓣則固定在轉軸3的端部 它與閥口相緊貼 93 板式小孔連續(xù)排了裝置的工作過程及特點 工作時 由蝸輪蝸桿機構4控制閥瓣與襯套的相對位置 來實現(xiàn)排料口大小的調節(jié) 在閥體的出口端面上有指針5及刻度來反映閥口開啟大小 全畢 全開 1 2開度 排料口開度的大小視熱磨機的產(chǎn)量 纖維質量及主電機電流值而定 有的熱磨機采用氣動裝置來控制排料口的大小 以實現(xiàn)自動控制 閥口襯套采用不銹鋼制成 磨損后可以更換 在排料閥口后設有施膠噴嘴9 由于漿料的高速運動 膠料進入排料管后可以使膠料和纖維混合均勻 完成施膠 一起送入下道工序 在噴膠管的周邊設有冷卻水套管8 以防因排料閥體的高溫造成噴膠管內膠液固化 這種排料裝置結構簡單 操作維修方便 產(chǎn)量高 動力消耗小 得到廣泛采用 94 3 轉換閥的結構 熱磨機初始磨出的纖維即 軟 又帶有很多的水分 濕料 在纖維板生產(chǎn)中不符合使用要求 應排入廢纖維料倉 只有通過一段時間后磨出的纖維才可送到下一到工序進行干燥 應此 在熱磨機排料閥的出口處設置轉換閥 95 附1 磨漿機 96 附2 熱磨機開機以及關機順序 熱磨機是中密度成套流水線中舉足輕重的設備 若不注意操作規(guī)程 不但會引起磨片的打碎 進口軸承的燒毀 還可能發(fā)生更嚴重的傷害事故 直接影響產(chǎn)量和效益 所以 平時我們應重視生產(chǎn)時對熱磨機的巡視 及早發(fā)現(xiàn)隱患 作好交接班記錄 開關熱磨機必須嚴格按照隨機使用手冊所要求的來操作 現(xiàn)將熱磨機通常的開關機順序列在下方 以供參考 注意 各型號熱磨機開關機方法可能有所差異 請以隨機使用手冊所述為準 97 熱磨機開機順序 1 檢查水 電 氣 汽是否到位 予熱料倉是否有料 干燥機 轉閥 防火皮帶運輸機 二次風送電機 轉閥 水平螺旋是否開啟 2 電源合上 檢查分流器 防反噴氣缸動作是否靈活 底部球閥是否打開 轉換閥進廢料旋分分離器 3 打開各個用水點的水源閥門 4 啟動進料螺旋電機 形成木塞 讓料位形成到70 80 左右 停止進料螺旋電機 5 啟動集中潤滑電機 在關蒸汽前必須開著 以防止運輸螺旋及撥料叉的銅套咬死 98 熱磨機開機順序 6 啟動加壓電機 潤滑電機 高壓水泵 檢查油壓及水壓 回油及回水情況 磨盤分離 啟動高壓主電機 7 磨盤合攏 調整磨盤間隙 8 關閉底部球閥 緩慢打開蒸汽閥門 使蒸煮罐內的蒸汽壓力達到6 8Mpa 在這過程中需打開底部球閥 以排放蒸汽中的冷凝水 9 開啟運輸螺旋電機 調整電機轉速 調整磨盤間隙 使纖維形態(tài)達到合格 10 啟動撥料電機 啟動進料螺旋電機 調整進料螺旋轉速 跟上料位 11 轉換閥進干燥機 99 熱磨機關機順序 1 停止進料螺旋電機 2 等蒸煮罐的木片用完 主機電流接近空載 轉換閥進廢料旋分分離器 停撥料電機 運輸螺旋電機 磨盤分離 3 關蒸汽閥門 等蒸煮罐內的蒸汽壓力降低到1 2Mpa時 打開底部球閥 使磨塞體內的少量廢料能完全排干凈 4 關高壓主電機 等完全停止后 潤滑油溫接近常溫 關高壓水泵 加壓油泵 潤滑油泵 集中潤滑電機 5 關水源 電器分離 100 附錄3 ANDRITZREFINERSYSTEME磨槳系統(tǒng) 101 帶壓磨漿系統(tǒng)的主要組成設備 總結 預汽蒸倉 振動卸料器 木塞螺旋喂料器 防反噴閥 立式蒸煮罐 蒸煮罐底部卸料器 安德里茨盤磨機 開機旋風分離器 纖維分向閥 102 本章小結 1 國際人造板機械行業(yè)的三大巨頭 美卓 Metso 迪芬巴赫 Dieffenbacher 和辛北爾康普 Siempelkamp 瑞典的Sunds公司 奧地利的Andritz公司和德國帕爾曼Pallmann公司開發(fā)的熱磨機各具特色 其熱磨機制造技術代表當今世界水平 高技術 高質量 高轉速 高可靠性 大型化的 四高一大 代表21世紀了世界熱磨機發(fā)展趨勢 2 熱磨機是將木片分離成纖維的設備 是纖維板生產(chǎn)中的關鍵設備 目前采用的纖維分離設備主要有加熱機械法的熱磨機 精磨機和高速磨漿機 3 熱磨機主要由研磨裝置 進料裝置 預熱蒸煮裝置和排料裝置等組成 4 熱磨機的進料裝置有活塞式 轉閥式和螺旋式三種 目前主要應用的是螺旋式進料裝置 螺旋進料裝置主要由機座 螺旋 螺旋管 外塞管 動力系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)等組成 5 預熱蒸煮的主要目的 軟化原料 纖維破壞損傷較小 且可獲得柔韌的纖維 可降低動力消耗 原料易進行分離 且具有較好的板坯成型性能 主要有預熱蒸煮罐 止回閥 蒸汽管 蒸汽安全閥 平衡管 料位控制器 卸料裝置 出料螺旋 等組成 結構型式 立式蒸煮罐 水平罐加垂直管的組合型式 103 本章小結 6 熱磨機的研磨裝置是熱磨機的主體 其作用是將蒸煮軟化后的原料 木片 通過送料螺旋送入研磨室的磨盤中 使其受壓縮 拉伸 剪切 扭轉 沖擊 摩擦和水解等多次重復的外力作用將纖維分離 研磨裝置主要由研磨室 主軸 密封及冷卻裝置 油缸加壓裝置 磨盤間隙微調裝置 機座等構成 研磨室部分主要由磨室殼體 固定磨盤 轉動磨盤及密封與冷卻裝置組成 7 磨盤包括固定磨盤和轉動磨盤 定磨盤通過基準面用螺栓緊固于磨室殼體內 其中心孔與套管相配 為物料進入磨盤間隙的入口 動磨盤通過鍵錐面配合于主軸端 轉動磨盤在轉動的同時還可以隨主軸一起作軸向移動 調整兩磨盤之間的間隙 轉動磨盤的中央裝有供料用的翼輪 以利于物料均勻地分送至兩磨盤間隙之間 8 磨盤間隙的大小直接影響纖維的粗細和質量 精確地調節(jié)磨盤間隙是熱磨機操作的關鍵 一般都是調整動磨盤相對于定磨盤的軸向距離來實現(xiàn) 9 排料裝置安裝在研磨室的排料口 用于排出磨好的纖維 為適應熱磨機連續(xù)生產(chǎn)的需要 排料裝置應滿足 必須使研磨室內的纖維連同蒸汽按一定速度穩(wěn)定排出 確保研磨室內的氣壓能基本保持平衡 不宜讓蒸汽和纖維在短時間內大量排出 使平衡失調 密封性良好 不泄漏蒸汽和損失纖維 常見的排料裝置有周期性排料裝置和連續(xù)式排料裝置 104 練習題 1 加熱機械法熱磨機的分類 第一主參數(shù)和第二主參數(shù)分別是什么 2 熱磨機主要由哪些裝置組成 3 熱磨機的工作原理 4 熱磨機的進料裝置有哪些 螺旋式進料裝置的組成及工作原理 5 預熱蒸煮的目的 預熱蒸煮裝置的組成及工作原理 6 防反噴裝置設置的目的 7 卸料器與送料螺旋的結構及工作原理 8 研磨裝置的作用 結構組成及工作原理 9 排料裝置的安裝位置及基本要求 105 本章結束 謝謝大家 106