一.輥壓機的基本結(jié)構(gòu)
對此大家可能都比較清楚,在此簡要敘述一下:它主要由軸線平行一對輥子組成,輥子通過輥軸兩端的軸承座安設在框架內(nèi),一個輥子相對框架是固定的,稱為定輥,另一輥子的軸承座可以在框架內(nèi)沿滑道作水平往復運動,稱為動輥,工作時兩輥向中間作相向轉(zhuǎn)動,液壓系統(tǒng)施加的壓力通過動輥軸承座將定輥推向定輥,機械限位保持兩輥間存在一定間隙,此時壓力通過機械限位傳遞給框架,當有物料喂入兩輥之間時,物料被咬入,兩輥被撐開,此時液壓系統(tǒng)施加的壓力通過動輥傳給物料,再經(jīng)定輥、定輥軸承座、定位銷、傳給框架,在此過程中,兩輥間通過物料產(chǎn)生作用力及反作用力,使物料得到粉碎。由于兩輥的轉(zhuǎn)動,物料被不斷的咬入,并被強制卸出,從而實現(xiàn)連續(xù)的粉碎作業(yè)。
二.輥壓機的工作原理
與輥壓機結(jié)構(gòu)比較相近的一種設備是輥式破碎機,但他們的工作原理是絕然不同的,輥式破碎機是但顆粒破碎,而輥壓機是根據(jù)料床粉碎的原理設計的,即在較高的壓力作用下,物料顆粒之間相互擠壓而產(chǎn)生破碎,要實現(xiàn)這種作用,必須保證輥壓機的過飽和喂料,即要求在兩輥上方存續(xù)有一定的料柱高度,保持一定的料壓。這也是輥壓機系統(tǒng)必須設置稱重倉的原因之一。
三.介紹一下與輥壓機使用有關(guān)的兩個主要參數(shù)
1.輥壓
壓力是決定輥壓效果的最基本參數(shù)。液壓系統(tǒng)壓力是一個設備操作參數(shù),并不是工藝參數(shù)。它并不能直接反映輥壓機磨輥對物料的擠壓應力,必須通過輥壓機的液壓缸數(shù)量和活塞有效面積,才能換算成兩磨輥間的總壓力,進而求出表征輥壓各種量值。下列為表征輥壓機輥壓的幾個量值的計算式
▲輥壓機總力 F(kN)
?? F=n·S·Pr????????????????????????????????????????? (1)
????????????? 式中: n:液壓缸數(shù)
??????????? ????????S:液壓缸有效面積(m2)
Pr:液壓系統(tǒng)壓力(MPa)
▲平均輥壓 Pcp( KN/ m2)
Pcp=2F/D·B sinα?????????????????????
式中: D :磨輥直徑(m)
???????? B :磨輥有效寬度(m)
α ---壓力角或稱咬入角(°)
▲投影壓力PT( KN/ m2)?????????????????????
??????????? PT=F/B·D???????????????????????????????????????
實際上真正對輥壓效果起作用的是最大輥壓。以兩輥中心連線為0度,壓力角起始于8.3度,終止于—1.6度,而最大尖峰壓力位于1.5度,尖峰壓力略大于平均壓力的2倍
粉碎效應是壓力的函數(shù),試驗表明平均壓力在80-120MPa之間細顆粒增加速度最快,粉碎效率較高,輥壓超過150MPa不再增加。輥壓增加,單位能力電耗也增加,輥面磨損亦加重。為此輥壓機設計時要尋找一個合適的輥壓值。對于特定的輥壓機,由于其輥徑和有效輥寬已確定,因輥壓與液壓系統(tǒng)壓力呈線性關(guān)系。因此液壓系統(tǒng)壓力就可以作為輥壓機的工藝參數(shù)加以調(diào)整。
???? 針對不同的工藝系統(tǒng),輥壓機采用的輥壓值亦不相同。早期用于預粉磨的輥壓機輥子的投影壓力波動于8500-10000kN/m2相當于平均壓力為120-150MPa;當前聯(lián)合粉磨的輥壓機投影壓力已降至5000-6000kN/m2,相當于平均壓力為70-80MPa。液壓系統(tǒng)壓力的選擇的依據(jù)是喂入輥壓機物料的物理性能、輥壓機系統(tǒng)工藝以及后序設備的配套情況
壓力沿輥寬呈不均勻的曲線分布,窄輥壓力分布呈三角型,尖峰值2倍于平均壓力;寬輥的壓力分布呈拋物線型,尖峰值1.5倍于平均壓力。壓力沿輥寬的分布狀況說明物料通過輥壓機時有些部分是壓力不足,有些部分又超壓浪費
?
? | 小于0.5 PCP | 大于1.5 PCP |
窄輥 | 35% | 30% |
寬輥 | 20% | 0 |
由此可見寬輥有更好的壓力分布曲線,意味著粗顆粒循環(huán)量少和總的能耗低
端部壓力降低的原因是喂料溜子和夾板(也就是兩輥端面的側(cè)板)摩擦減慢了端部的喂料速率,這就形成了所謂的邊緣效應。為此加強端部喂料、保持夾板的良好封閉狀態(tài)即可改善壓力分布
2. 料餅厚度
輥壓機的通過量公式為
Q=3600·B·s·υ·γ(t/h)
式中:B---輥壓機寬度(m)
??????????????????????? ????s----料餅厚度?? (m)
??????????????????????????? υ----輥壓機線速度(m/s)
??????????????????????????? γ----料餅容重 (t/m3)
由于輥壓機輥寬、線速度一定,調(diào)整料餅厚度也就是調(diào)整輥壓機的通過量(也就是輥壓機的生產(chǎn)能力)
料餅厚度與輥壓前后物料的容重、咬入角和輥徑有關(guān),壓縮前物料的容重決定與物料的粒度組成,壓縮后的物料容重于輥壓有關(guān),最大可至物料真比重的80%
咬入角(α)決定與物料物理性質(zhì)以及輥面的狀況(一般為8-9度)如果輥壓前后容重及咬入角不變則料餅厚度僅與輥徑有關(guān),一般料餅厚度≈0.02D,如果輥壓降低料餅將變厚,這說明輥壓機能力(通過量)將隨輥壓降低而增加。
在實際生產(chǎn)中,料餅厚度(即通過量)的波動主要是由于物料物理性能(主要是顆粒組成)變化引發(fā)的咬入角的變化,在生產(chǎn)實踐我們會體會到:物料粒度偏大,料餅就較厚;細粒級含量增多時,輥縫就將減小。所以要保證輥壓機通過量的穩(wěn)定,首先要保證入料性能的穩(wěn)定。
在保持使用壓力不變情況下,需要調(diào)整輥壓機通過量(料餅厚度),只能使用輥壓機進料裝置的調(diào)節(jié)插板才能有效,其他方式的調(diào)節(jié)都將破壞輥壓機料床粉碎的工作原理。一般料餅厚度調(diào)節(jié)準則是:在工藝設備能夠滿足要求的前提下,應適當加大料餅厚度,尤其是當所喂料的粒度較大時,可以降低設備的負荷波動,有利于設備安全運轉(zhuǎn),因為這樣可以適度加大輥壓機能夠耐受的非破碎物的尺寸
由于粉碎效果決定于粒間壓力而與料餅厚度無關(guān),所以不要錯誤地認為增大料餅厚度,會導致輥壓機出料中粗顆粒含量的增加
四.輥壓機操作參數(shù)的調(diào)整及操作方式
當一臺輥壓機應用于具體的工藝生產(chǎn)線中時,其規(guī)格參數(shù),包括輥面形狀、輥寬、線速度、裝機功率以及液壓系統(tǒng)最大操作壓力均已確定,喂入輥壓機新鮮物料的物理特性基本定型(當然對于不同生產(chǎn)品種,亦存在較明顯變化)。因此輥壓機可以調(diào)整的參數(shù),實際上只有液壓系統(tǒng)壓力和輥壓機出料的料餅厚度(即通過量)
輥壓機的功率計算公式為:
N=2·β·PT ·D·B·υ(kW)式中β為作用角,一般為1/3 α咬入角
由于在輥寬、輥徑一定情況下,投影壓力決定于液壓系統(tǒng)壓力;輥壓及咬入角又與料餅厚度直接相關(guān),所以從上式可以看出輥壓機的液壓系統(tǒng)壓力和料餅厚度決定了輥壓機主電機的輸出功率。在保持主電機輸出功率相對不變時,不同的壓力與料餅厚度的搭配,即不同的操作方式,將對擠壓后的物料產(chǎn)生不同的效果。當高壓力、薄料餅操作時,將使輸出料的顆粒分布放寬,既有較高成品含量;低壓力、厚料餅操作時,輸出物料的顆粒均勻性好,但成品含量會有所降低。??
輥壓機的操作方式應根據(jù)工藝流程、物料情況、設備配置方式進行選擇,由壓力和物料循環(huán)量的不同,形成低壓大循環(huán)和高壓小循環(huán)為特征的操作方式。
各種專門為輥壓機系統(tǒng)配置的選粉設備的出現(xiàn),為技壓粉磨新工藝的出現(xiàn)提供了條件,使低壓大循環(huán)成為輥壓機的操作方式的主流,為輥壓機的可靠、穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ),在某種意義上講輥壓機使用的推廣亦有賴于此。目前,我公司對帶有輥壓機的水泥粉磨系統(tǒng)進行增加打散分級機的系統(tǒng)工藝改造,也正是出于這一原因