新型立式磨粉機(jī)結(jié)構(gòu)和性能的分析與研究

張偉偉，王贊斌，臧 營(yíng)

（河南黎明重工科技股份有限公司，河南 鄭州 450001）

立式磨粉機(jī)是一種廣泛應(yīng)用在磨粉行業(yè)中的設(shè)備，它具有很好的工作性能。立式磨粉機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間的工作過(guò)程中，耐磨部件會(huì)因?yàn)閾p耗遭到破壞，影響磨粉機(jī)的使用效果。因此，通過(guò)研發(fā)一種新型的立式磨粉機(jī)，能夠有效解決工業(yè)原料的腐蝕性大、硬度強(qiáng)等問(wèn)題，還能夠簡(jiǎn)化磨損部件的更換復(fù)雜性，降低噪音等功能，進(jìn)而提升磨粉設(shè)備的作業(yè)效果。

1 新型立式磨粉機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

新型的立式磨粉機(jī)主要是由底座、發(fā)電機(jī)、磨輥、磨盤等部件構(gòu)成，采用“一盤托六輥”的設(shè)計(jì)方法，將6個(gè)輥均勻放在磨盤上，然后將每個(gè)輥都對(duì)應(yīng)在液壓缸上，來(lái)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，進(jìn)行作業(yè)。新型立磨工作時(shí)需先啟動(dòng)分級(jí)機(jī)器，等到設(shè)備開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，再啟動(dòng)磨粉機(jī)的主電機(jī)。電機(jī)通過(guò)控制減速器，來(lái)驅(qū)動(dòng)磨盤進(jìn)行工作。當(dāng)磨粉機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)后，氣流會(huì)沿著“設(shè)備的進(jìn)氣口-內(nèi)壁通道-磨粉機(jī)”的流通過(guò)程，在磨粉機(jī)的內(nèi)部形成上旋氣流，并將部分物料存儲(chǔ)進(jìn)入楔形的磨盤中，形成工作腔。設(shè)備磨盤上的磨輥在摩擦的作用下，會(huì)沿著懸臂進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，物料從下料口落在磨盤中央，由于離心力作用，物料從磨盤中央向磨盤邊緣移動(dòng)，經(jīng)過(guò)磨盤上的環(huán)形槽時(shí)，受到磨輥的碾壓而粉碎，被粉碎的物料繼續(xù)向磨盤邊緣移動(dòng)，直到被風(fēng)環(huán)處的氣流帶走，而大顆粒物料又掉落到磨盤上繼續(xù)粉碎。氣流中的物料經(jīng)過(guò)上部的分離器時(shí)，在導(dǎo)向葉片的作用下，粗料從錐斗落到磨盤上，細(xì)粉隨氣流一同被系統(tǒng)的集塵器收集，被收集的粉料即為立磨磨出的產(chǎn)品。該立式磨粉機(jī)是融合了最新的臺(tái)灣磨輥技術(shù)和德國(guó)選粉技術(shù)，在普通立磨的基礎(chǔ)上，依托多年來(lái)的磨機(jī)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)LUM系列超細(xì)立式磨粉機(jī)。它實(shí)現(xiàn)了一次性超細(xì)粉磨、分級(jí)及輸送等工作，已經(jīng)成為了制粉行業(yè)的首選設(shè)備，并廣泛應(yīng)用于化工、冶金、非金屬礦等行業(yè)。這種新型的立式磨粉機(jī)兼具多種優(yōu)點(diǎn)。首先，它采用立磨料層粉磨原理，杜絕過(guò)粉磨，保證產(chǎn)品白度。且成品粒度小于2μm顆粒含量最高可達(dá)70%，同時(shí)具有325目低殘留的特性，也適合從中二次分選出更細(xì)粒徑的成品，保證了成品的優(yōu)良品質(zhì)。其次，由于特殊設(shè)計(jì)的輥套和襯板的研磨曲線使得磨機(jī)，可一次粉磨至所需的細(xì)度，能夠有效提升研磨效率，其產(chǎn)能是普通微粉設(shè)備的3倍～6倍。

2 新型立式磨粉機(jī)耐磨材料的更換方法

根據(jù)輥磨原理可以得知，立式磨粉機(jī)在磨粉的過(guò)程中，物料會(huì)在磨輥和磨盤的相互壓力中，產(chǎn)生滑動(dòng)效果，進(jìn)而發(fā)生摩擦作用。如果磨粉機(jī)一直處于負(fù)荷運(yùn)載狀態(tài)，磨盤與磨輥之間的摩擦不斷增加，進(jìn)而產(chǎn)生持續(xù)振動(dòng)問(wèn)題，導(dǎo)致磨損元件的磨損程度較大，影響了磨粉機(jī)的使用效果。為解決材料的磨粉快速及磨損部件的更換頻繁問(wèn)題，新型立式磨粉機(jī)做出了以下設(shè)計(jì)：①當(dāng)磨粉機(jī)工作的時(shí)候，磨損結(jié)構(gòu)處于正常的工作位置，可以通過(guò)液壓系統(tǒng)施加壓力，來(lái)讓磨盤持續(xù)壓迫磨輥，進(jìn)而粉碎物料；當(dāng)磨盤和磨輥的耐磨元件需要進(jìn)行更換的時(shí)候，液壓缸會(huì)產(chǎn)生收縮效果，抬升磨輥，放松絞點(diǎn)。②通過(guò)液壓缸和磨輥連接處，將絞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到磨輥的下方（30°角），然后將磨損元件移出設(shè)備中，更換輥皮。同時(shí)，要將磨盤上的耐磨板進(jìn)行快速釋放，來(lái)完實(shí)現(xiàn)磨損部件的更換工作。通過(guò)這樣的方法，可以實(shí)現(xiàn)磨損元件的快速更換，進(jìn)而節(jié)約磨粉機(jī)的運(yùn)行成本和停工時(shí)間，來(lái)提升綜合生產(chǎn)效益。

3 新型立式磨粉機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)

（1）新型立式磨粉機(jī)：出料的顆粒度為0.044mm；磨盤的直徑為2600mm；磨輥的數(shù)量為6個(gè)；主電機(jī)工作功率為250kW；處理量為30t/h～40t/h，液壓力為8Mpa～10Mpa；物料的莫氏硬度小于7(是立式磨粉機(jī)，數(shù)據(jù)正確)。

（2）新型立式磨粉機(jī)結(jié)構(gòu)具有以下突出特點(diǎn)：①工作原理新穎。物料由進(jìn)料管進(jìn)入,經(jīng)分散板撒到上升的氣流中,物料中的粉磨介質(zhì)碎片在重力作用下,克服上升氣流的阻力下落,由排渣口排出.挾帶著粉體的氣流上升至分級(jí)部分,通過(guò)導(dǎo)流葉片進(jìn)入轉(zhuǎn)子進(jìn)行分級(jí).導(dǎo)流葉片可使氣流和粉體顆粒產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),進(jìn)行預(yù)分級(jí),并捕集由轉(zhuǎn)子甩出來(lái)的粗顆粒,還可使氣流的速度在整個(gè)轉(zhuǎn)子的高度上均勻分布.被導(dǎo)流葉片捕集的粗顆粒落到粗粉錐體上,由粗粉出口排出,而細(xì)顆粒與氣流經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入轉(zhuǎn)子中部,由細(xì)粉出口送往收集裝置。為進(jìn)一步研究不同個(gè)數(shù)的磨輥對(duì)物料研磨質(zhì)量的影響，本文設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)環(huán)境是在床料厚度一定的情況下，通過(guò)不斷增加磨粉工作腔的數(shù)量，測(cè)試物料的磨粉細(xì)度。在功率不斷增加的情況下，來(lái)測(cè)試磨輥速數(shù)量和研磨質(zhì)量的關(guān)系，數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)一，兩磨輥產(chǎn)量為10.6，4磨輥為20.8，6磨輥為30.4；實(shí)驗(yàn)二，兩磨輥產(chǎn)量為8.4，4磨輥為22.1，6磨輥為29.7；實(shí)驗(yàn)三，兩磨輥產(chǎn)量為11.2，4磨輥為23.0，6磨輥為31.0。實(shí)驗(yàn)四，兩磨輥產(chǎn)量為7.2，4磨輥為21.1，6磨輥為28.6；實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的出料粒度合格數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)一，2磨輥43%，4磨輥為80%，6磨輥為98%；實(shí)驗(yàn)二，兩磨輥46%，4磨輥78%，6磨輥99%；實(shí)驗(yàn)三，兩磨輥45%，4磨輥80%，6磨輥99%；實(shí)驗(yàn)四，兩磨輥44%，4磨輥78%，6磨輥98%?？梢钥闯?，6個(gè)磨輥的研磨物料的質(zhì)量與合格率要大于2輥和4輥。因此，當(dāng)物料的厚度一致，通過(guò)增加磨輥的數(shù)量，能夠提升物料的精細(xì)度。②立式磨粉機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)。在磨粉機(jī)工作過(guò)程中，如果出現(xiàn)了磨盤上的物料過(guò)多或者物料的質(zhì)地過(guò)硬，無(wú)法被粉碎，比如鐵塊、鋼等物質(zhì)，就會(huì)發(fā)生堵塞的現(xiàn)象。為解決這個(gè)問(wèn)題，保證磨粉機(jī)器的工作性能良好，新型的立式磨粉機(jī)設(shè)計(jì)了抬起裝置，將6個(gè)磨輥和6個(gè)分別獨(dú)立的液壓系統(tǒng)進(jìn)行連接，同時(shí)，還將液壓系統(tǒng)和蓄能器進(jìn)行連接，來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)性控制。③磨損元件的設(shè)計(jì)。該新型的立式磨損機(jī)器是主要是通過(guò)錐形的內(nèi)容工作區(qū)域，保證元件的磨損程度均勻，降低設(shè)備的振動(dòng)頻率。錐形設(shè)計(jì)是指磨盤的邊緣有輪胎式的溝槽，來(lái)形成回路區(qū)域，防止物料濺出。這樣的設(shè)計(jì)可以使工作腔的分布更為均勻，提升研磨工作區(qū)域的面積，使得物料受力更為均勻。磨粉機(jī)的整套結(jié)構(gòu)是由主機(jī)、分析機(jī)（選粉機(jī)）、提升機(jī)、電磁振動(dòng)給料機(jī)、電控電機(jī)等組成。其中主機(jī)由機(jī)架、進(jìn)風(fēng)蝸殼及電機(jī)組成。主機(jī)工作時(shí)是磨輥在離心力作用下緊緊地滾壓在磨環(huán)上，由鏟刀鏟起物料送到磨輥和磨環(huán)中間，物料在碾壓力的作用下破碎成粉，然后在風(fēng)機(jī)的作用下把成粉的物料吹起來(lái)經(jīng)過(guò)分析機(jī)，達(dá)到細(xì)度要求的物料通過(guò)分析機(jī)，達(dá)不到要求的重回磨腔繼續(xù)研磨，通過(guò)分析機(jī)的物料進(jìn)旋風(fēng)分離器分離收集。

4 結(jié)論

綜上所述，通過(guò)選用6輥共磨的新型立式磨粉機(jī)，能夠提升物料的研磨質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)磨盤上的磨輥數(shù)量增加后，相應(yīng)的物料研磨面積就會(huì)增加，研磨質(zhì)量和顆粒度就會(huì)得到優(yōu)化，進(jìn)而充分研磨物料，確保了物料的質(zhì)量，提升工作效果；同時(shí)，當(dāng)磨粉機(jī)工作的時(shí)候，磨損結(jié)構(gòu)處于正常的工作位置，可以通過(guò)液壓系統(tǒng)施加壓力，來(lái)讓磨盤能夠壓迫磨輥，進(jìn)而粉碎物料。安裝好立式磨粉機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)，合理設(shè)計(jì)磨損元件，能夠提升物料粉末的細(xì)度和質(zhì)量。

[1]董攀輝．新型盤輥式磨粉機(jī)及其關(guān)鍵部件的分析研究[D]．鄭州大學(xué),2014．