1859_750對輥式壓密機設計,_750,對于,輥式壓密機,設計 畢業(yè)設計文獻翻譯院 （ 系 ） 名 稱 工 學 院 機 械 系專 業(yè) 名 稱 機 械 設 計 制 造 及 其 自 動 化學 生 姓 名 王 嚴 嚴指 導 教 師 康 紅 偉2012 年 03 月 10 日黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 翻 譯 ) 第 1 頁高壓對輥成型機的設計及其新進展Ge ? Pasadena erg德國魁角恩輥壓機制造公司在現(xiàn)代工業(yè)中, 造粒, 即用細粉狀分散的物料, 通過加壓成型團礦方法, 轉(zhuǎn)化為顆粒狀產(chǎn)品, 為此 ,要使用對輥成型機。工藝技術條件的改進, 設備尺寸的增大, 導致對輥成型機不斷進步, 當然其目的是為了使每條線的生產(chǎn)能力更大。對輥成型機可用于成型、壓塊和顆粒的高壓破碎, 這種設備的給料裝置以及壓輥的表面將根據(jù)使用要求來設計。下面將介紹對輥成型機用于壓塊? 造粒方面的應用。1 壓塊原理壓塊是在一臺對輥成型機的壓輥間使細的固體顆粒增大粒度, 通過破碎和篩分使被壓成塊的物料制成所希望的粒度范圍, 細粒循環(huán)使用而過大的顆粒被重新破碎。當然, 通過壓塊生產(chǎn)顆粒狀的產(chǎn)品（再加上儲存和運輸設備）, 必須經(jīng)過對輥成型、破碎和篩分三個基本過程 （如圖 1 所示）圖 1 壓塊/造粒系統(tǒng)的簡易流程圖壓塊或造粒系統(tǒng)的核心是壓塊機（ 對輥成型機） 。在該設備中給料被壓成堅硬而密度大的料餅（ 圖） 。顆?；a(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上取決于料餅的性質(zhì)。圖 2 兩個反向旋轉(zhuǎn)的壓輥間被壓縮的物料示意圖黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 翻 譯 ) 第 2 頁2 用于壓塊的對輥成型機一臺對輥成型機可以分成以下幾個部件, 壓輥、軸承、用于支承壓輥的系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、承壓支架、傳動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及液壓施壓系統(tǒng)。圖 3 是一臺典型的對輥成型機的水平剖面圖。兩個壓輥支承在可自動調(diào)準的球面滾柱軸承上, 而該軸承安裝在機架上。傳動齒輪通過安全聯(lián)軸器與齒輪減速器的輸人軸相連。通過齒輪減速器? 電機速度被降到高壓輥的速度。在齒輪加速器中，兩個斜齒輪與兩個輸出軸同步。壓輥與帶有牙嵌式齒輪聯(lián)軸器的雙輸出軸齒輪減速器相連。壓輥的上表面（圖 3 中看不到）安裝著給料系統(tǒng)。沒有表示出來的還有提供給主要齒輪的潤滑系統(tǒng)裝置，支架上的齒輪箱的滑斷面，聯(lián)軸器以及使壓輥在一起的液壓系統(tǒng)的施壓裝置。2.1 壓輥對輥成型機的最主要部分是壓輥本身。不同的設計方案均是可以的。首先, 壓輥由具有堅工作表面的堅固的鍛造件制成。表面堅硬可使之適于選擇各種表面結構用于生產(chǎn)高強度的餅。另外一種方式是,壓輥的輥芯可能是可更換的。這樣, 對輥本身易于進行水冷。這種輥環(huán)的工作表面通常被加工成淺的球窩。最新設計的成型機采用了這種方式。因為, 通常由于給料的溫度較高, 為了避免在物料表面發(fā)生“ 熔融” , 或當傳導給壓輥的溫度必須降下來以確保軸承低溫工作時, 必須使輥環(huán)的表面得到冷卻。圖 3 一臺典型對輥成型機的剖面圖堅硬的壓輥的優(yōu)點是它可以取代簡單的機器部件。當壓輥表面嚴重磨損后, 可以在外徑規(guī)的范圍內(nèi)對表面進行重新焊接? 這樣可使設備始終保持高效運行。當然, 使用經(jīng)過預處理的部件可以確保由于人料傳給的熱而不致于使壓輥過熱。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 翻 譯 ) 第 3 頁使用內(nèi)表面具有冷卻系統(tǒng)的熱套套筒（ 圖 4） 將更經(jīng)濟, 并要求使用更清潔的冷卻水。為了避免與輥芯接觸的處理不當?shù)乃畬狠伒母g, 用一個冷卻裝置使冷卻水系統(tǒng)封閉起來是合適的。大多數(shù)設備采用的是淺的長方形的可以搖動的鐵箱, 以便于空氣的排出和確保料餅具有高而均勻的密度和強度。根據(jù)圖? , 設備中選用齒輪聯(lián)軸器的優(yōu)點是易于脫開。在左邊, 在壓輥中心線的上邊所示的是聯(lián)軸器的一半已被移到左邊, 而壓輥被很容易的脫開的情景（也可看支架的剖視圖） 。圖 4 具有熱套筒和冷卻系統(tǒng)的壓塊機壓輥的剖面圖2.2 軸承（壓輥的支撐裝置）在現(xiàn)代大型的壓塊機中, 壓輥安裝在高效而體積小的、能自校準的球面滾柱軸承上。這樣, 尤其在采用寬的壓輥時, 可移動的壓輥能隨給料的不均勻程度和給料的厚度（ 多少）自由調(diào)整。為確保壓塊機更安全地工作, 正確選用適當?shù)妮S承是至關重要的。最重要的考慮因素包括軸承的設計以及密封、冷卻和潤滑。在軸承套內(nèi)軸承的受力及分布必須為最優(yōu)。這就要求進行精確的計算。就象 Koppern 公司提供的最新型的壓塊機中, 軸承套的實際變形是采用有限元方法進行了詳細計算后得出的。進行這些計算的目的是為了使軸承套的變形量與軸承負荷的理論分布相一致（圖 5） 。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 翻 譯 ) 第 4 頁圖 5 能自校準的球面滾柱軸承負載分布圖如果需要的話, 冷卻系統(tǒng)將確保軸承低溫工作,并能改善潤滑效果, 潤滑脂低溫工作還能確保軸承在軸承套內(nèi)具有良好的密封性能。較高的負荷、低速運轉(zhuǎn)的軸承要求采用特殊潤滑脂, 它具有大約高達 10-3/m2 的粘度, 并加了一定的添加劑。2.3 給料系統(tǒng) 給料系統(tǒng)位于壓塊機支架正對著壓輥輥隙的上邊。在給料為細粒和? 或需要較大產(chǎn)量以及一些其它的特殊原因, 簡單的重力給料滑槽可能不被采用, 在這些情況下, 螺旋給料是必須的。由于螺旋給料的特征是在螺距的中心及邊緣的給料量是不一樣的及螺距的幾何尺寸與輥隙面積的尺寸不同, 所采用的螺距的直徑受到限制。為使壓輥機沿輥寬得到均勻的給料分布, 采用了多螺旋給料機。例如, 一臺生產(chǎn)能力為 80~100t/h 的壓塊機, 要求其單輥的工作寬度在于 1000~1200mm之間, 這樣就要求安裝多螺旋給料機。螺旋成一定角度安裝在給料中心的兩邊, 在重力的作用下,物料進人給料機, 通過螺旋的螺距向下輸送, 迫使物料直接進人壓輥間的輥隙（ 圖 6）圖 6 螺旋給料機的示意圖黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 翻 譯 ) 第 5 頁特別是在細粒物料壓實過程中, 物料中空氣的排出對于壓塊機的高效工作起著重要的作用,例如, 在鉀鹽的壓塊中, 散料的密度大約為 1g/cm3， ，而料餅的密度大約為 2 g/cm3,，如果產(chǎn)量為 100t/h，那么大約有 50m3/h 的空氣被排出, 這么大量的空氣必須能通過散料中的孔隙排出。由于散料中孔隙隨壓實過程而變小,因此, 這種物料的壓塊將變得更困難。在壓輥輥隙間壓實成塊，由于物料緊緊地填滿了壓輥，向下移動的物料中的空氣必須逆著物流向上溢出，如果不是這樣, 機器的顫動將導致機器設備的損。因此, 在設計時必須實現(xiàn)（1）允許空氣從給料器低部和輥面間排出：（2） 保證兩邊和壓輥的肩角的縫隙（ 圖 7 ） 。圖 7 壓塊機中空氣的溢出研究表明, 如果輥寬不超過 500 一 600mm , 空氣僅僅能有效地從兩邊溢出, 這樣輥寬的極限也總是取決于散料的顆粒粒度分布或散料的透氣性。隨著輥寬的增大, 空氣可能被迫夾在輥隙間的物料中不能逸出而導致壓塊機負荷的進一步增加。為避免出現(xiàn)這一問題,對總寬度 1000 一 1200mm 的壓塊機, 其總的工作寬度將被分成 2 個 500 一 600mm 的兩部分,每一部分設置兩個螺旋。為了使空氣能夠溢出, 所有? 臺螺旋是相同的( 見圖 4 ) , 為了滿足各種不同給料速度和設備生產(chǎn)能力的要求, 螺旋的速度必須能被分別調(diào)整。2.4 承壓支架在設計壓塊機的承壓支架時, 必須使之能夠承受壓輥傳來的高壓和支承給料系統(tǒng), 通常采用雙支架。所謂的標準支架要求維修方便 , 比如, 由于磨損或者檢修時必須將壓輥移開。不僅如此, 象 Koppern 公司又發(fā)展了一種“ 鉸接” 支架( 圖 8 ) , 這種支架易于移開或更換壓輥。支架垂直部分的底端與水平部分的上面相連, 而垂直支架可以通過鉸接處放下, 在移開一部分壓輥附件和浮輥端的液壓箱, 以及斷開齒輪連軸器、潤滑脂的管路、冷卻水的連接系統(tǒng)之后, 壓輥可以被拉出到一個易于用橋式吊車吊起的地方。如果使用標準的支架, 更換一次壓輥可能化費一周的時間,而使用鉸接式支架, 可能只需要 1 一 2 個班黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 翻 譯 ) 第 6 頁即可。為了使維修工作更方便, 設計中采用了一個壓輥移開裝置和一個提升橫桿, 二者均與壓輥的軸承箱相連。圖 8 鉸鏈式支架的示意圖2.5 驅(qū)動齒輪系壓輥機的驅(qū)動齒輪系由兩個大型齒輪聯(lián)軸器, 包括同步斜齒輪在內(nèi)的減速器齒輪, 和在電機與齒輪箱輸人軸間的一個安全聯(lián)軸器組成。通常, 安全聯(lián)軸器是一個能自動復位的機構, 它可以在通常工作時驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的 1.7~1.9 倍范圍內(nèi)調(diào)整。減速齒輪包括兩部分：:減速器和同步轉(zhuǎn)矩分配齒輪, 一般情況下, 減速器的安全系數(shù)為? , 而同步轉(zhuǎn)矩分配齒輪的安全系數(shù)為 2。大型齒輪減速器裝有油冷卻和過濾裝置, 以確保設備能連續(xù)運轉(zhuǎn)。最主要的是, 同步齒輪和齒輪聯(lián)軸器的連接保證了提供給壓輥完全均勻的線速度。僅僅在沒有剪切力作用的情況下設備才能獲得較高的產(chǎn)量。2.6 潤滑一個連續(xù)潤滑系統(tǒng)能提供給主要齒輪和浮輥的滑面一種連續(xù)的、可靠的特殊潤滑脂。為確保有效地工作, 潤滑系統(tǒng)被監(jiān)控。大型機器往往也總是具有對齒輪聯(lián)軸器的自動潤滑系統(tǒng), 這樣可使設備長期連續(xù)運轉(zhuǎn)而不必停車進行潤滑維修。2.7 液壓施壓系統(tǒng)液壓施壓系統(tǒng)用于提供給液壓箱壓力，改壓力迫使輥向被壓實的物料和固定輥靠近。為滿足特殊的工作需要，壓力的高低和大小可自由調(diào)整。壓力的梯度隨間距的變化而升高, 通過改變液壓儲能器中氮的分壓可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整壓力的梯度。在物料被壓人壓輥的間隙時液壓系統(tǒng)也用作安全裝置。一臺電控系統(tǒng)監(jiān)控它的功能。3 最新進展Koppern 公司不斷地對輥壓塊機進行改進。這些改進的目的是為了進一步改進產(chǎn)品質(zhì)量, 同時增加生產(chǎn)能力和優(yōu)化壓塊機的可靠性。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 翻 譯 ) 第 7 頁在壓輥的改進中, 主要取得了兩方面的進展： 一是具有完整軸頸和堅固的承壓表面的鑄造壓輥。對于表面堅硬的物料和它們的應用, 進一步改進還在不斷的持續(xù)； 另一個是關于熱物料加工時帶有水冷套的壓輥。對損壞的壓輥和輥環(huán)的進一步研究和分析說明需要進行安全設計?？梢钥隙ǖ氖? 帶有熱套的新的水冷壓輥, 其壽命與鑄造壓輥一樣長。如果設備得到精心維護, 對軸承的各種計算, 己經(jīng)達到理論值與實際值相附的水平。