毕业设计(论文)-Ф2600筒辊磨滑履支承及密封装置设计.doc
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1、盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 毕毕 业业 设设 计计 说说 明明 书书 2600 筒辊磨滑履支承及密封装置设计 专专 业业 过程装备与控制工程过程装备与控制工程 学生姓名学生姓名 刘刘 小小 川川 班班 级级 B B 装备装备 031031 学学 号号 03101401060310140106 指导教师指导教师 葛葛 友友 华华 完成日期完成日期 20072007 年年 6 6 月月 1313 日日 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 1 26002600 筒辊磨滑履支承及密封装置设计筒辊磨滑履支承及密封装置设计 摘要:本课题主要设计的是用于水泥粉磨或矿渣粉磨的筒辊磨在高速转
2、动下筒体 密封和支承的问题。筒辊磨的转速要高于临界转速的 1.2 倍,在如此高速转动的情 况下要保证筒体的密封是一个严峻的问题,筒辊磨端部密封采用橡胶圈的密封,筒 辊磨属封闭式粉磨系统,要求有严格的封闭性,采用橡胶圈的密封能有效的防止粉 磨过程中粉尘的外泄,保证筒体的密封性;筒辊磨的支承装置要承受回转部分和物 料在运动过程或静止过程状态时的载荷;筒辊磨的支承装置的工作特点:一是承受 的载荷重,并且具有一定的振动;二是筒辊磨的工作环境恶劣,灰尘大;因此设计 支承装置时,不但要考虑到筒辊磨能够连续运转,还要防止灰尘进入其中。 因此在支承装置上采用滑履支承,滑履支承可以很好的承受筒体的载荷重量, 保
3、证筒体在转动时的平稳性,有利于提高产品的质量。密封橡胶圈的采用使得密封 效果比以前的迷宫密封有着更好的稳定性。 关键词关键词:筒辊磨;密封;滑履支承 汽车变速箱箱体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 2 The design of 2,600 roller grinding machines support and seal Abstract: This article is mainly designed for the mill roll of grinding or slag cement grinding. The roller machines rotational speed sh
4、ould be 1.2 times higher than the critical rotation speed. It is a stern question to make sure the roller bodys seal in such high speed. The roller grinding machine which belongs to closed powder system required by strict blockage. And the machines nose seal uses the labyrinth seal which can be able
5、 to effectively prevent the dust released outside in the process of powder rubs, and to achieve the seal of roller. The roller grinding machines support system needs to withstand the load that the rotation part and the material engender in the rate process or the static process. The characteristic o
6、f supporting system is as below: a)withstand the heavy load and a certain vibration; b)the bad working conditions with heavy dust. Thus, when designing the support system, we need to consider not only that the roller grinding machine can continuous working, but also preventing dust enters. Now, we i
7、ntroduce the crawler shoe support into the support system, as this support can withstand the heavy load weight of the roller body very well, and assure the stability when the roller body is rotating, and moreover, is very fit for improving the quality of the product. The adoption of the labyrinth se
8、al enhanced the stability of transmission. Keyword: horomill; seal; crawler support 目目 录录 1 前言 .1 2 总体方案设计 .4 2.1 筒辊磨的结构、工作原理和粉碎机理 .4 2.2 筒辊磨水泥粉磨系统工艺流程图 .5 2.3 筒辊磨主要结构参数的确定 .5 3 滑履支承系统设计 .9 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 3 3.1 滑履支承工作原理 .9 3.2 结构方案 .9 3.3 滑履支承面积计算 10 3.3.1 低压油滑履面积的确定 10 3.3.2 主支承高压油油槽面积的确定 12
9、3.3.3 副支承高压油油槽面积的确定 12 3.4 滑履瓦的校核 12 3.5 滑瓦摩擦功耗的损失率 14 4 密封装置设计 17 4.1 密封的原理 17 4.2 密封方式的选择 17 4.3 密封理论校核 18 5 动、静压油路设计 19 5.1 设计原理 19 5.2 设计内容 19 5.3 动静压油路原理图 20 6 温控装置设计 21 7 结论 22 参考文献 23 致 谢 24 附 录 25 汽车变速箱箱体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 4 1 前 言 本课题是 2600 筒辊磨的设计,课题来源于市场需求,新品开发。此次进行 设计 2600 筒辊磨的共四人,本人承担筒辊磨的滑
10、履支承和筒体密封装置的设计。 根据筒辊磨筒体载荷分布,寻求筒辊磨适宜的滑履支承面积和位置,最大可能的提 高支承刚度,减少筒体变形。 根据资料统计,目前水泥工业按新、扩、改建的 200010000t/d PC 窑水泥生 产线统计来看,用于生料粉磨和水泥粉磨的各种磨机选用率为:立磨 30%左右,球 磨选用率 62%左右,辊压机选用率为 6%左右,可以看出目前水泥工业所用的粉磨设 备仍是以球磨和立磨为主,球磨和立磨的一个主要问题是效率低,如对单颗粒粉碎 的能量消耗计算效率,则球磨机为 5%9%,立磨为 7% 15% ,挤压磨 25%40% ,按 照我国年生产水泥 10 亿吨计算,由于每生产一顿水泥所
11、需的电量约 35kwh,则可以 看出能源问题是制约水泥工业发展的关键,而其中用于粉磨的电耗约占总电耗的 85左右,粉磨耗能问题是制约水泥工业发展的瓶颈。为了持续稳定、协调地发展 建材工业,实现从速度型向效益型的转变,必须首先从高能耗型向节能型的转变2。 为了节约能源,降低生产成本,水泥工业一贯积极地探求研发各种新型高效高 产能的粉磨装备,不断创新粉磨系统及配套设备,现已取得显著成效,不但降低了 水泥工业的单位粉磨电耗,许多新型的粉磨技术与装备都被移植到其它重化工工业 中得到广泛采用。影响产品能耗高低的因素是多方面的,即有工艺方面的也有设备 方面的,还有操作和管理方面的原因。这些因素大多与设备相
12、关联,设备节能是节 能工作中的一个重要领域,尤其在建材工业中,更占有重要位置。 我们设计的筒辊磨是根据现在正在运行的 3800 筒辊磨的实测数据和相应的 产品参数以及现场的照片进行推敲和数据处理以作为我们在设计 2600 筒辊磨上 作为参考,我设计的部分主要是为了解决筒体在支承刚度和筒体变形以及筒体密封 的问题,在支承上面采用与滑动轴承原理相似,但是却能更好的保证筒体变形小的 优点,密封采用全新的橡胶圈密封,在机械密封和软密封的发展方向上有很大的参 考价值。 从表 1-1 提供的数据可以看出筒辊磨与其他传统的磨相比的确是节能、低耗的 理想设备。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 5 表
13、 1-1 三种粉磨性能的对比 项目筒辊磨两套球磨粉磨系统辊压机+球磨粉磨系统 生产能力P.O.42.5 120t/h P.O.42.5 120t/hP.O.42.5 120t/h 比表面积, /kg 2 m 筒辊磨 3800 功率: 2300kw 球磨机 2-3.8m13 功率: 2-2500kw 辊压机:140100 功 率:2560kw 球磨 4.2m11m 功率:2800kw 系统设备 Tsv4500 选粉机功 率:132kw 磨收尘器风 机功率:500kw 提升机 2 台 功率:132kw 废气除尘器风机功率: 2-280kw 磨机除尘器风机 功率:2-75kw 提升机 2 台功率 2
14、-45kw O-SepaN-1500 选粉机 功率:132kw 循环风机功率:280kw 球磨除尘器风机功率:75kw 主机装机容 量(kw) 306460644742 单产装机容 量(kw) 33 50.539.5 单产电耗 (kwh/t) 23.54536 设备重量 (t) 309624+254=878(磨机+钢球)350+150+186=686 (磨机+辊压机+钢球) 金属磨耗 (g/t) 3.56532 单产设备重 量(t/t) 2.578.87 6.68 系统设备费 (万元) 33482310 2844.58 建筑工程费 (万元) 128625 388.45 安装工程费 (万元) 1
15、39422280 工程总投资 (万元) 361533573513.03 因此工艺先进、设备可靠的筒辊磨完全能够达到设计指标,特别是具有电耗大 幅度低于管磨机的优势,可以降低成本,增加经济效益,系统操作简单,自动化程 度高,适应生产多品种水泥,具有广阔的推广应用前景。 本设计中拟解决的内容如下: a)支承方案设计; b)滑履支承及密封装置系统的设计; 汽车变速箱箱体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 6 c)降低滑履支承润滑油的温度; d)解决筒辊磨成球率低; e)通过合理的设计使滑履发热降低; f)整体降低粉磨系统的耗能现状。 本设计的预期效果: a)支承磨机轮带的滑履可以有两个、三个或四个,
16、因此其结构不仅完全适用 于中小型磨机,而且不受规格限。由于本课题设计的筒体直比较小,固采用双滑履 就可以了; b)采用滑履支承结构,可以取消大型磨机上易于损坏的磨头和主轴承,运转 比较安全,并可以缩短磨机的长度,减少占地面积; c)磨机两端支承间距缩短,所以磨筒体的弯距和应力相应地减小了,因此磨 筒体钢板厚度可以减薄; d) 轮带的线速度比较高,对于润滑油膜的形成比较有利; e)滑履支承由于对轮带和滑瓦的加工精度比较高,因而比用主轴承支承磨机 的成本高。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 7 2 总体方案设计 2.1 筒辊磨的结构、工作原理和粉碎机理14 筒辊磨的结构和工作原理如图 2
17、-1 所示。被磨物料依靠重力经由入口溜道 1 下 落在一水平回转的圆柱形筒体 2 内,受离心力作用平布于由圆柱形筒体内表面构成 的磨床 3 的入口端,随着筒体的回转运动进入磨床和其上方辊 4 构成的挤压通道 5 内,磨辊依靠液压系统 6 向磨床上的被磨物料施加压力并借助挤压力引起的摩擦作 用作被动地回转运动,物料在挤压通道内完成一次粉碎作业后被提升并经由导料装 置 7 实现向磨机出口方向的运动,接受下一次挤压粉磨作业。经多次挤压粉磨后的 物料离开磨床,从卸料溜道 8 排除磨机。出磨物料经提升机进入选粉机,粗粉返回 磨机,而细粉经过收尘器,作为成品,送入成品库。 1.入口通道 2.筒体 3.磨床
18、 4.压辊 5.挤压通道 6.液压系统 7.导料装置 8.卸料装置 图 2 -1 筒辊磨的结构 筒辊磨是一种新型的卧式挤压磨,应用于工业生产,也只有两年时间,对其基 础研究国外尚未公开报道。筒辊磨的工作原理和其他粉碎机械不同,它主要靠中等 纯压力对对物料进行多次粉碎。物料层在磨辊与磨盘之间除主要受压力做之外,还 受一定的剪力作用。这是因为磨盘在滚动过程中,除磨辊中心所在的圆周(中线) 上的相对速度为零外,两侧都存在一定的相对速度,而且越远越离中线越大。另外, 料层在受到压力作用时,这种压力在料层中物料颗粒见传递,在中线两侧的物料受 碾压作用,使物料颗粒受一定的剪力作用。物料颗粒受剪力作用时发生
19、的应变比受 变比受压力作用时小的多,而受压力作用的强度和比例都远比传统筒式磨机大。再 者,辊式磨已是料层粉碎,形成一定的料层,在横断面的边缘,其内受离心力的作 用,不会向里侧堆落延伸,其外设置一可调节高度的围板阻挡,使其只能抛落一部 分物料。 汽车变速箱箱体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 8 2.2 筒辊磨水泥粉磨系统工艺流程图 下图为筒辊磨粉磨工艺流程图,具体流程为物料通过皮带输送机 8 进入筒辊磨 7 内,粉磨后物料通过斗式提升机 2 进入选粉机 3 内,细料进入除尘器 4,成品入 库,粗料从选粉机 3 通过 1 螺旋输送泵送入筒辊磨 7 继续粉磨。 1.F-KM 螺旋输送泵 2.TH
20、800 斗式提升机 3.TSV4000 选粉机 4.LPMS96 脉冲袋式收尘器 5.DT-Z 风机 6.MBRFL-1000 热风炉 7.TGMD2600 筒辊磨 8.LS100x1800 电子皮带秤 图 2-2 HORO 磨系统工艺流程图 2.3 筒辊磨主要结构参数的确定567 筒辊磨的结构参数主要有物料拉入角、筒体直径、磨辊直径等 图 2-3 物料被辊压的受力示意图 筒辊磨的拉入角也可以称为钳角,用物料与辊子及筒辊磨的接触点的切线夹角 表示,如图 2-3,其大小可以根据作用力的平衡关系求得。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 9 要把直径为 d 的 物料扯入辊子下边,同时压碎它,
21、若钳角 大时,这不能达到 目的,必须使 在一定的范围内才可扯进物料。喂入的物料被扯进辊子和筒辊之间,受 到滚压力(即粉碎力)P 和摩擦力的作用,若是风扫式筒辊磨,由于气力对料床的影 响较小,也可以忽略不计。为了能咬住物料进行粉磨,沿着 t 方向上的个应力处于平 衡,即 (2-1) 1 1 0,0 0,0 ttt tnn xpFp f ypFp 或 (2-2) 1 1 sin()cos()0 cos()sin()0 ppfp f ppfp f 式中:-接触角(压力角) ; f-物料与磨辊、磨筒之间的摩擦系数。 由(2-1) 、 (2-2)整理得 tan()=tan= 2 1 f f 即 tan
22、2 f 由于摩擦系数等于摩擦角的正切,即,带入上式得tanf 2 所以,为了使筒辊磨工作可靠,钳角应小于或等于物料与磨辊、筒体之间的摩擦角的 2 倍。 物料与辊面间的摩擦系数和辊面状态以及物聊性质有关,对熟料 f=0.280.3, 对岩石(花岗岩、砂岩)金属矿石,f=0.300.35,当取 f=0.3 作为计算依据时,钳脚 = 讨论时取 33 24 33 在中,见图 2-3 有 123 0 0 0 (2-3) 231212 sin()sin(180)sin o oo oo o (2-4) 0 ()2 sin()sin(180)sin DdDDsDd 令,又因为在薄料床粉碎中,料层厚度与磨辊直径
23、相比很小,可以, D d DD 忽略不计,则由(2-3) 、 (2-4)可得 汽车变速箱箱体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 10 sin()sinsin tantan sin()sinsin22 sin( - )sin( - )- (1)1(tantan1)1 sinsin22 a ba ba ba l o bb 通过对筒辊磨的实验测定,粉磨熟料水泥时的拉入角为左右,压力260012 角根据最新的研究成果 1。 则有23.5 12 ,23.5 1211.5 , tan6 tan11.750.0218608 d D 1 46 D d sin12 (0.0218608 1) 12 sin11.
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