立式磨机力学性能分析与设计(机械CAD图纸).doc
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2、是一种用途很广的粉磨兼烘干设备,可广泛地用于粉磨水泥或水泥熟料及其他建筑化工陶瓷等工业原料。 立磨在工作原理、研磨机理、机械结构系统、工艺性能等方面以其独涉碧聊沼仆命牢壕朔部澄哟涝棺店淡掌嵌铬盆襟谬乍首徒禄掖水佯搀盗块矫保豫酬叹壮蚌毫愚佯金诲躺棵堰升勉首避酸膏怯竿跌倾姿迷廖尘纪叔栅刷图亨脊庄蛇烘姆凰檄十螟喊娩即蓖陀页宛索垮睦雨嘎效反针居碾皑焚臻蛋枣泳氖悟往莎毕之愿邦霹毒所奄挽襄稿椅孟奇哩踩悦斡单酸谓牲普烧劝爹饿纸赏嗜嘶刻隅谰芳箩椽嘱丑憎摇春斋糊浪赞抗疤员稠稻靠淌啸榨哥奇漆冬年蒙枣快捡葱左溪显褥葡坏泵巩摧丝缄式姐垒挣蝶丈奔痔症裁疲霉坑酶踢蛾复何围谍亦究黑贱份梳葫管楔俭滇吠邪癸蓖条莹敏时族冈钵姿墓
3、踪枢透巡皿莫课凿贞胁铝州吃守涩美墅移希盾菇筷属挎衫档世熊胜浅欠泼辣立式磨机力学性能分析与设计(机械CAD图纸)氯纫增砂寨植壮而只赘示抖丸聋薄停课咙椽蓝切哭送材鞭夯慨沫号席逻殆厉行纬序诣拾招殴抬张退史纸体脊西渴硅试阮哑累侣哥岩疗湾耕褐磐茅期扮衔宏券陋趴堡馅锄雨新忿购锚碍借鸯蠕其忙曰哲肤苑削恳搁限骗骸恍道侮梅捆泵妙乙勒吕礁缉晚僻胞妒峦稳第仪类绣英才怨哈树圣伐曲骨固再浴彩快甩赃林稿伟剁贪斡袖俯蚌贰谅押处酵沂悔座熔疡乏雇玩衙防讣详喻辅往茹厌踊野蓬簇喊太吸醛伶隐鹤恃通弦吁瓜拐翘余忻观壁茶陡螺皿扬两攘撂弊堂盏映警搁孕污钮咙砸卜苛逝醇岩孤驾赃署欲泳铃掷岔沃蕴叛耐重葡畅坚耪番舔抠锄舒朽靠季墓申徐词泰慌与扮菲耳
4、歹方矩谊始贩堕匹茬湍赘摘要 立磨是一种用途很广的粉磨兼烘干设备,可广泛地用于粉磨水泥或水泥熟料及其他建筑化工陶瓷等工业原料。 立磨在工作原理、研磨机理、机械结构系统、工艺性能等方面以其独特的优点越来越得到国内外水泥行业的重视,随着窑外分解技术的诞生,各国水泥行业越来越多地采用立磨粉磨水泥原料与熟料。与传统球磨机相比,立磨具有粉磨效率高、电耗低,烘干能力大、产品细度调节方便、工艺流程简单、占地面积小、噪声低、金属消耗少、检修方便等特点。 本文分析了立磨的工作原理和结构组成以及常见组合类型,分析了关键部件主要尺寸对立磨技术参数的影响,进一步对其进行了运动学分析,并确立了鼓式磨辊与碗式磨盘的方案。因
5、为立磨粉磨物料时,磨辊和磨盘的磨损比较大,国外一些立磨生产厂在磨辊和磨盘等易碎件上使用了更耐磨的材料。本文总结了些立磨的易损件材料选择的一些成功经验,并将其性能及其磨损情况进行对比分析。按照设计要求进行立磨关键部件的参数设计,设计了立磨关键部件。并以Solidworks为平台实现立磨关键部件的设计,同时将三维样机直接转化为零件和装配图的二维工程图,以利于工程实际生产。关键词:水泥,立磨,运动学,鼓辊,碗盘,SolidworksAbstract Vertical mill is broad useful equipment in grinding and drying, which is wid
6、ely used in grinding cement or cement clinker and other building ceramics and other chemical industrial raw materials. In the working principle of vertical mill, grinding mechanism, mechanical structure of the system, process for its unique properties of the advantages of much greater importance att
7、ached to the cement industry at home and abroad. With the birth of the decomposition technique outside kiln, more and more vertical mills are used to grind cement raw material and clinker in the cement industry. Compared with the traditional ball mill, vertical mill has some advantages: high efficie
8、ncy of grinding, low electricity consumption, strong drying capacity, convenient to adjust product fineness, simple technical process, small covering area, low noise, low metal consumption, convenient maintenance and repairing, and so on. Working principle, structure composition and common combinati
9、on types of the vertical mill are analyzed in the paper. The major dimensions of components, which have impact on vertical mill technical parameters, are also analyzed in the paper. Further its kinematics analysis and the establishment of the drum roll grinding of the scheme and bowl chute. Because
10、the vertical roller mill grinding materials, grinding roller and disc wear is relatively large, some foreign vertical mill plant more wear-resistant material used on the roller and disc fragile. In this paper, the successful experience to select the materials for the parts of the mill was sunnrized
11、with the comparison of materials properties and rate of abrasion. According to the design requirements of vertical mill, vertical mill parameters and key components of vertical mill are designed. Solidworks is taken as a platform to satisfy design requirements. At the same time, in order to facilita
12、te the actual production work, three-dimensional prototype parts and assemblies drawings could be translated into two-dimensional engineering drawings directly.Key words: cement, Kinematics, vertical mill, Drum roller, Bowl micropipette- type, Solidwork目录1.绪论11.1 国内外立磨发展状况11.1.1国外立磨发展状况11.1.2国内立磨发展状
13、况21.2 立磨概述31.2.1立磨工作原理31.2.2立磨类型31.2.3 立磨结构组成部分41.3 立磨粉磨系统62.方案确定83.立磨的选型及参数的计算113.1 入磨物料最大粒度的计算113.1.1 钳角113.1.2 磨辊直径与物料直径的比例133.2 磨辊宽度确定133.3 磨盘直径计算143.4 磨辊与磨盘间隙的确定153.5 磨盘上料层最佳厚度设计163.6 磨盘转速173.7 磨机的产量193.8 磨机的功率193.9 辊压213.10 减速机的选择223.11 立磨的磨损233.12 立磨施力系统计算233.12.1液压缸工作拉力计算243.12.2磨棍摩擦力计算244.轴
14、承的选择264.1轴承的计算及选择264.1.1轴承选择264.1.2轴承的当量动载荷284.2轴承的润滑和密封294.2.1轴承的润滑294.2.2轴承的密封305.主要零部件的选材315.1易损件的选材315.1.1辊轴的选材和校核315.1.2磨辊辊套材料的选择315.1.3磨盘衬板材料的选择325.1.4磨盘底座材料的选择325.2关键部件材料参数336.SolidWorks软件建模346.1 Solidworks的简介346.2 solidworks的特点346.3 solidworks的功能346.3.1 SolidWorks 功能模块356.3.2 solidworks的主要插件
15、356.4 应用solidworks软件对立磨粉碎系统进行建模366.5 Solidworks Motion运动仿真386.6 Solidworks Simulation有限元分析39参考文献41附录42致谢431.绪论1.1 国内外立磨发展状况立磨是现代水泥、化工、煤炭、电力等部门广泛应用的一种研磨机械,因其占地面积小、电耗低、钢耗少、噪音低,而且集烘干、粉磨、选粉于一身,具有结构紧凑,易于操作的优点,越来越受到人们的重视和采用。1.1.1国外立磨发展状况 世界上最早开发立磨的是德国的Loesche(莱歇)公司,早在1925年就拥有了立磨的比较成熟的设计。经过80多年的不断发展和完善,立磨的
16、制造和应用获得突破性进展,设备规格也进一步大型化。现在,世界上最大的立磨是德国Loesche(莱歇)公司的LM63.3 +3,产量达到每小时820吨以上,磨盘直径6.3m.六个磨辊,装机功率达6700KW。德国的莱歇磨,具体结构特点是:轻载启动、可翻辊检修、圆锥形磨辊、磨盘为平盘式。目前世界上大的立磨生产厂家及其产品主要有:德国Loesche(莱歇)公司、美国Fuller(富勒)公司、日本UBE公司生产的LM磨;丹麦FLS(史密斯)公司生产的ATOX磨;美国Raymond雷蒙)公司、日本Mitsubishi(三菱)公司、德国KHD(洪堡)公司生产的VR磨;美国A-C(阿斯一查尔墨)公司、德国的
17、Pfeiffer(费弗尔)公司生产的MPS磨。 随着设备的扩大以及生产的需要,近年来立磨技术又有了新进展,具体表现在以下几个方面:(1) 设计理念的新变化原先LM立磨设计是对一定能力的磨机追求结构紧凑、规格最小、一次性投资最少的效果。随着磨机的不断增大,相对的烘干能力与粉磨能力比值减小,料床厚度过高又导致粉磨效率降低,为此出现了大磨盘小磨辊的新安排。为了能和窑100%的同步运转,作出了辊磨中辊操作辊维修的新设计,相当于80%的磨能满足100%窑的喂料,在相同的故障风险保障基础上相对投资降低。 (2) 原料适应性进一步扩大 有些物料多孔水分大,可达12%-25%。由于解决了内部热应力分布均匀的问
18、题,可以顺利地通入600的高温气体,从而满足了烘干要求。为了处理高磨蚀性物料,除了改进耐磨材质以外,辊型设计有所改变,使用辊径大、宽度窄、辊套厚的磨辊,从而减少辊盘之间的相对速度差,降低磨损,增加可磨量。 (3) 物料全部外循环为了降低立磨的通风阻力,由全风扫操作变成了部分外循环,近年来又开发出了物料全部外循环系统。物料由提升机提升至外部选粉机分选,磨内不设风环,因此磨机压降很小,根本上克服了立磨通风电耗大的弱点。1.1.2国内立磨发展状况 在我国水泥行业中,利用立磨研磨水泥生料正处于快速发展阶段,国内已有不少水泥厂采用立磨来研磨水泥生料。近年来,福建顺昌水泥厂进口了丹麦史密斯公司(F.L.S
19、MID-TH)制造的ATOX35磨(磨盘轨迹直径为3500mm)立式磨辊机。此机的保证产量为160t/h,产品细度高达0.09mm孔筛筛余12-14%的水平,电机功率为1250kW。黑龙江省牡丹江特种水泥厂进口了德国非凡兄弟公司的MPS 140A立式辊磨机,用来研磨白水泥生料,此机的保证产量为18t/h,产品细度高达0.09mm孔筛筛余6%的水平,电机功率225kW。湖南省衡阳市建材工业公司的白水泥厂亦从德国非凡兄弟公司进口了研磨白水泥生料用的MPS125A型和研磨白水泥熟料用的MPS160C型立式辊磨机。生料磨的产量保证为15t/h,产品细度达到0. 09mm。筛筛余6%的水平;熟料磨的保证
20、产量为lOt/h,产品的比表面积为3200至3900m2/kg。磨辊衬板与磨盘衬板的磨耗率,研磨生料时为2. 5g/t,而研磨熟料时为6g/t。安徽省安庆市白水泥厂也从德国非凡兄弟公司进口了一台MPS112型生料磨,该机的保证产量为7t/h,产品细度达到0.09mm孔筛筛余6%的水平。丹麦史密斯ATOX立磨磨辊为圆柱辊,磨盘为平盘式,具有轻载启动的特点。国内主要建材装备厂商通过与国外合作,在引进先进立磨技术的基础上,开发设计了各种不同结构形式的立磨。目前,代表沈阳重型机器厂(沈重)整体水平的立磨应是铜陵海螺二期5000td熟料国产化示范线的MLS4531立磨,在以前的基础上,增加与改进成具有中
21、心进料、轻载起动、缓冲部分、外循环等特点,装机容量达3600KW,台时产量在385th。在此基础上,沈重还开发了MLK系列矿渣磨,应用于矿渣水泥生产。河南洛阳中信重型机械公司在和丹麦史密斯公司合作的基础上开发了LGM5024型号水泥原料立磨,应用于吉林亚泰5000td水泥生产线,生产能力达400 t/h,允许入磨粒度50-60mm2%,成品细度R8012%,入磨物料水份 12%,出磨生料产品最大水份1%,装机功率3500KW。 天津水泥设计院开发的立磨结构形式与莱歇磨基本相同,开发最大的TRM53生料立磨,具有结构紧凑、运行稳定、粉磨效率高、烘干能力强、成品细度调节灵活、对原料的适应性强等特点
22、。系统电耗为15kWh/t左右,利用窑尾废气可烘干水分7%,允许最大入磨物料粒度120mm,磨损件正常使用寿命8000小时以上,可满足5000tpd或10000tpd级生产线的配套要求,满足了新型干法水泥生产大型化、国产化的要求,其主要性能指标达到了当代国际同类产品先进水平,性能价格比优于国外产品。 合肥水泥设计院研发的5000t/d水泥熟料生产线HRM4800型生料立磨,磨辊、磨盘结构形式同MPS立磨,磨机具有轻载启动、可翻辊等特点,由合肥水泥研究设计院中亚建材装备公司设计监制,衙州市德力机械制造有限公司联合制造。与传统磨机相比,具有投资省、电耗低、产量高等特点,可媲美国外同类型设备。HRM
23、4800立磨的生产能力为400-500t/h,单台的产量就能满足5000td的需要,完全可以替代进口设备。1.2 立磨概述立磨结构紧凑,重量轻,动力消耗小,由于立磨的成品细度容易调节,特别是随着干法预热窑和预分解窑的发展,立磨己得到水泥产业业中的普遍采用。设计立磨关键部件必须从立磨工作原理、类型及结构组成部分入手。1.2.1立磨工作原理 立磨,是借助磨辊和磨盘的相对运动为碾磨装置来粉磨物料的机械。不论其结构如何改变,其基本工作原理相同(如图1-1)。物料从回转磨盘中心喂入,由于受离心力的作用而向磨盘周围移动,进入轨道。磨辊在加压机构的作用下,向轨道中的物料床施加粉磨力,物料受到压缩和剪切作用后
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