組合式選粉機設計管理論文

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此次畢業設計的課題是選粉機的改造。這一設計課題主要是對高效選粉機的探討，高效選粉機的誕生促進了粉磨技術的進步，使水泥粉磨技術得到迅速發展。

選粉機由英國人Mumford和Moody與1885年發明。1889年德國Gebr.Pfeiffer公司首先在工業上應用。由于美國Sturtevant公司生產的這種選粉機應用最廣，聞名于世，顧常稱Sturtevant選粉機。按其分級原理，又稱為離心式選粉機。至今離心式選粉機還在大量應用，而且基本結構及分級原理沒有本質變化，故有人稱它為第一代選粉機。雖然最初的離心式選粉機仍在大量使用，也有人對其局部進行了改進，但還是無法消除其存在的三個根本性缺點：

a)循環氣流中粉塵多，致使選粉區內物料的實際濃度大，擴大了干擾沉降的影響；

b)選粉區內存在著較大的風速梯度，使分離粒徑不均，粗顆粒會被其遭遇到的高速風帶出；

c)效應問題，使細小顆粒隨粗顆粒碰撞而降落。

60年代原西德的WEDAG公司開發了旋風式選粉機，它采用外部循環風機供風來取代離心式選粉機的內部供風，用小旋風筒取代離心式選粉機的大直徑外筒來收集細粉提高了收塵效率，從而使得循環氣流中含塵濃度大為降低，其基本克服了離心式選粉機的第一項根本性缺點，但無法消除第2、3項缺點，故其分離效率仍偏低。1970年北京水泥工業設計院在青島水泥廠φ1.83×6.1m水泥磨上安裝了國產首臺旋風式選粉機樣機，取得了良好的節能增產效果，并很快在全國推廣了旋風式選粉機系列產品。旋風式選粉機也有人稱它為第二代選粉機。

直到1979年日本的小野田公司開發了O-SEPA選粉機，才消除了離心式選粉機存在的第2、3項缺點，形成了較理想的高效分選設備。O-SEPA選粉機保留了旋風式選粉機外部供風循環氣流高效凈化，利用了平面螺旋氣流選粉的原理，以籠式轉子取代小風葉，使氣流在橫截面上與切向成一定角度穩定均勻地穿越整個選粉區，這樣就消除了離心式選粉機存在的第2、3項缺點。在此基礎上不少公司推出了類似的籠式選粉機。以O-SEPA選粉機為代表的籠式選粉機稱為高效選粉機，有人稱它為第三代選粉機。

為滿足新工程建設和老系統改造的需要，天津水泥工業設計研究院于1997年適時第推出了新開發的TLS系列組合式高效選粉機，取代至今仍在使用的離心式和旋風式選粉機，使得工藝流程大為簡化，且分離效率有較大的提高。

建筑技術的發展對水泥品種和質量提出了更高的要求，隨著現代水泥工業的發展。能源日趨緊張的形勢和新型粉磨設備的出現，對選粉機提出了更多更高的要求。不僅要求選粉效率高、增產節能，而且要求選粉精度高，改善水泥質量。另外還要求選粉靈敏、成品細度調節范圍大、操作方便，以適應千變萬化的市場需要。為了適應我國水泥工業的迅速發展，一方面引進了O—Sepa高效選粉機的制造技術，另一方面又研制開發了多種小型高效選粉機，以供眾多小水泥工業的改造和建廠的需要。我國當前水泥工業的粉磨系統，大中型廠有一半左右采用圈流粉磨，其中所用的選粉機絕大部分都是比較落后的傳統選粉機。只有最近引進的和投產的水泥廠才采用了高效選粉機，國內研制的小型高效選粉機雖有幾家使用，但基本上還都處在試驗階段。

在生產過程中，選粉機存在一些問題和缺陷，如選粉效率低、選粉細度不均勻、耗電過多等，嚴重制約著水泥產量的提高。為提高分離效率和簡化工藝流程，避免出現過粉磨而造成能源的浪費，現設計出新型高效分離設備—ZH3100組合式高效選粉機。它是從O-SPEA選粉機的基礎設計研究開始,借鑒當前在生料粉磨中使用得比較好的組合選粉機,運用雙出風口旋風分離器專利技術,研制出的新型高效選粉機。

組合式高效選粉機是籠式高效選粉機和粗粉分離器的緊湊組合，分為上下兩部分，上部分籠式高效選粉機，下部分為粗粉分離器。要分選的物料從上部通過選粉機的進料裝置喂入選粉機，自下而上的氣流與切向成一定角度穩定均勻地橫向穿越整個選粉區。這樣，不同顆粒組成的物料在選粉區內，受到氣流驅動力和回轉籠子產生的離心力的相互作用而得到分離。從磨內來的含塵氣體和來自窯尾等氣體首先自下而上進入下部的粗粉分離器內，回轉上升，氣流中含有的粉塵和粗顆粒產生離心分離，在遇到反擊錐時均受到碰撞沖擊作用而下落，由下而上下落顆粒的粒徑變小較細顆粒隨氣流繼續上升到達位于到向導、風環與回轉的籠式轉子之間的選粉區，與上部喂入的物料一并分選。

出磨物料由提升機提至選粉機上部進入進料裝置，從進料口喂入選粉機?；旌蠚怏w進入下部粗料出口的風管內，氣體中的物料在反擊錐出受到碰撞作用而轉向，由于上升風速的降低，升氣力的變小，粗顆粒向下降落并通過粗斜口離開選粉機。細顆粒由混合氣體繼續帶到上部，到達位于導向風環與旋轉著的轉子之間的選粉區，混合上部喂入物料并分選。細粉由于氣力驅動，穿過籠型轉子的籠條并離開殼體上部的出風進入旋風筒。粗粉從選粉區降落下來進入內錐體，通過內錐體與反擊錐體與反擊錐體之間的環型縫隙來實現物料的均勻分散。這樣，上處的混合氣體可對此部分物料進行再分選，形成選粉機內部循環分選，以提高選粉效率。含塵氣體攜帶著細粉從位于頂部的殼體上部的出風口進入旋風筒，成品從旋風筒下部出口卸出，經由輸送設備送入生料庫。含塵氣體從旋風筒上部出口進入收塵口，過濾后的氣體通過系統風機后排入大氣或部分再循環到系統中。

性能參數的特點：

a)設計充分考慮到維持整個選粉區內實際選粉濃度相對穩定，消除選粉區內氣流的風速梯度，使得該型式選粉機的分離效率較高，在一的分離粒徑范圍內選粉效率高達90%以上；

b)采用調整籠式轉子的轉速來改變顆粒所受到的離心力，以維持氣流的相對穩定，分離粒徑的調整范圍廣，一般可以在10～200um范圍內，產品細度調整方便；

c)結構緊湊，集選粉與烘干于一體

根據設計任務書的要求，設計一臺配置在水泥磨系統的組合式選粉機，按照好安裝拆卸，容易檢查出錯誤的原則，可將此組合式選粉機的設計分為以下幾個板塊：

a)傳動部件的設計：根據設計任務書的要求，選擇電動機（P=160KW），采用減速器傳動。要求：1.不影響進料口的位置；2.保證選粉機的轉速在48--190之間。

b)轉子部件的設計：轉子部件是組合式選粉機的重要組成部分，它的好壞直接影響產品的質量，效率和效益。轉子部件主要包括分級葉片和撒料盤。此選粉機運行十分正常,一般除更換過一次撒料葉片外，沒進行其它維修，改造經濟效益非常顯著。

c)殼體部件的設計：殼件部件的設計按照做的出來，裝得上去，拆得下來，用得起來和零件好加工的原則，以及從資料上得來的經驗數據和畢業設計時現場測繪的數據進得設計。

d)參數計算：參數計算包括合宜轉速計算;選粉機所需的功率的計算;生產能力的計算和選粉效率計算。

附件清單

1組合式選粉機總裝圖ZH3100-00A0

2下外殼體ZH3100-101A1

3反射錐ZH3100-102A4

4旋風筒ZH3100-103A1

5轉子部裝圖ZH3100-04A1

6進料管ZH3100-105A3

7出風管ZH3100-106A2

8出風殼體ZH3100-107A1

9上蓋ZH3100-108A2

10上殼體ZH3100-109A4

11導向葉片ZH3100-110A4

12下內錐體ZH3100-111A3

13導向葉片調節部裝圖ZH3100-012A2

14軸支架ZH3100-013A3

15大軸套透蓋ZH3100-114A4

16緩沖板ZH3100-115A3

17大軸套ZH3100-04-101A2

18上螺母ZH3100-04-102A4

19上透蓋ZH3100-04-103A3

20軸套ZH3100-04-104A4

21軸ZH3100-04-105A2

22下透蓋ZH3100-04-106A3

23鼠籠ZH3100-04-07A1

24底螺母ZH3100-04-108A4

25導向葉片調節齒輪ZH3100-012-101A2

26導向葉片調節軸ZH3100-012-102A3

27撒料盤ZH3100-04-07-101A3

目錄

1總體方案論證……………………………………………………………………3

2組合式選粉機的設計計算…………………………………………………………5

2.1技術參數幾計算………………………………………………………………5

2.2電動機的選擇和傳動機構的設計…………………………………………6

2.3傳動軸的設計及強度校核…………………………………………………7

2.4螺栓組聯接的結構設計及強度校核………………………………………10

3設計部分……………………………………………………………………………13

3.1組合式選粉機的工作原理…………………………………………………13

3.2組合式選粉機內顆粒受力分析…………………………………………13

3.3選粉機安裝………………………………………………………………16

4結論………………………………………………………………………………18

5致謝…………………………………………………………………………………19

6參考文獻……………………………………………………………………………20

7附件清單……………………………………………………………………………21