φ2600筒辊磨液压系统及料流控制装置设计【毕业论文答辩资料】

2600 筒辊磨液压系统及料流控制装置设计 摘 要 ： 筒辊磨是近年来人们在深入研究粉磨机理和现有的粉磨设备的基础上 ,开发出来的一种具有球磨机的质量和可靠性、立磨的紧凑结构和辊压机的低能耗的全新结构的新型粉磨设备 ,它的优势为挤压粉磨找到了一条能充分发挥节能潜力的新途径。法国 司于 1993 年推出了第一台筒辊磨，我国牡丹江水泥厂已引进该设备。本课题的内容主要包括筒辊磨液压系统和料流控制装置设计。液压系统主要包括以下几个部分：第一部分，液压系统原理设计；第二部分，液压元件选型；第三部 分，油路块设计；第四部分，液压泵站设计。料流控制装置设计包括进料、刮料和导料三个部分。因本设计在国内仍无成功案例可寻，可以反求牡丹江水泥厂 3800 筒辊磨来完成本设计。 关键词 ：筒辊磨；反求工程；料流控制 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 2600 In on of of of a of a of 993 of of is of of of of be 3800 to 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 1 前言 . 1 2 液压系统设计 . 4 计要求 . 4 体规划 . 4 算泵的流量、选择液压泵 . 5 择液压控制元件 . 9 压辅助件的选择 . 10 3 料流控制装置设计 . 14 料装置设计 . 14 料装置设计 . 14 料装置设计 . 15 4 系统总体评价与可行性分析 . 16 5 结论 . 17 参考文献 . 18 致谢 . 19 附录 . 20 买文档送全套图纸 扣扣 414951605需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 前 言 述 20 世纪 80 年代以来 ,挤压粉磨技术取的了突破 ,以挤压方式实现粉的立磨和辊压机 ,其能量有效利用率较高 ,能耗低 ,结构紧凑 立磨机械结构复杂 ,系统通风费用高 ;辊压机辊压高 ,结构复杂 ,振动大 ,维护费用高 ,系统烘干能力低 ,所以这些磨机的应用都有一定的局限性。筒辊磨是近年来人们在深入研究粉磨机理和现有的粉磨设备的基础上 ,开发出来的一种具有球磨机的质量和可靠性、立磨的紧凑结构和辊压机的低能耗的全新结构的新型粉磨设备 ,它的优势为挤压粉磨找到了一条能充分发挥节能潜力的新途径。 辊磨工作原理 法国 公司于 1993年推出了第一台筒辊磨 (,理论上兼具辊压机的节能效果与球磨机的运转可靠性。 水平筒体和辊子组成。其基本工作原理为 :磨机筒体以高临界速度的转速运转 ;物料由入料端进入磨内后，在磨内 做离心运动 ;被与磨体长度一致的刮刀刮下落到物料推进装置的调整板上 ;物料推进装置将物料导向出料向通过调整物料推进装置的位置，可以改变物料进出的速度进而控制通过磨辊的料量 ,其工作原理如图 1 图 1筒辊磨结构和工作机理 本课题以筒辊磨的液压系统为主要研究内容 ,下面主要主要介绍其液压系统的工作机理、工作方式等。 用来提供挤压粉磨物料的辊压力，并且利用液压回路起到稳压保压；调整辊压力的大小来调整物料的粉磨细度， 同时要保证液压系统行程慢而小。 筒辊磨工作时 ,主要依靠磨辊对物料施加粉磨力，磨辊不需要驱动 装置，由物料带动其转动。其压力由磨体外的 2个拉力液压装置提供。 在整个工作过程中它只有加压、保压和卸载，三个过程。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 内现状综述 2004 年 4 月由中材国际南京水泥设计研究院研发的具有自主知识产权、冀东水泥集团有限责任公司承建的价 辊磨预粉磨水泥熟料系统在冀东水泥二分厂开始运行。经过厂、院及唐山水泥机械厂共同努力，至 2004 年 6 月该系统现己稳定运行近 800h，球磨机提产 30% ,整个粉磨电耗下降 13%，筒辊磨实现的能量代用系数达 表 1率统计表 规格 (直径 ) 机功率 泥 (圈流 )产量 T/H 单位功耗 () 800 45 1 2 45 3800 2400 120 20 南京院 800 55 223 600 400 20 202 华厂 1000 85 600 204 11 13 000 580 30 35 500 1120 55 60 000 1600 759 5 合考虑表 1制不同规格筒辊磨能耗趋势如图 1着筒辊磨规格尺寸的增大单位功耗逐下降，并趋于稳定，从图中看出单位功耗大约在 20左右。从而可知大规格的筒辊磨在能耗方面并没有大的波动。 图 1不同规格筒辊磨能耗趋势 计内容 本设计拟将料层挤压粉磨前沿技术 筒辊磨应用到矿渣、水泥熟料、粉 煤灰超细粉磨生产中，逐步取代高能耗球磨机 20%的总体目标作出贡献。主要内容有： 辊磨液压系统设计计算 辊磨载荷及工作机理及挤压粉磨常规要求，设计回路，计算液压力； b. 液压系统元件选型计算。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 流控制方案设计 分析筒辊磨内物料粉磨通道及料流路径，提出多种 料流控制方案并优选。 艺设计 2600筒辊磨粉粉磨矿渣的工艺流程设计 ,进行工艺平衡计算 ,工艺设备选型。 构设计 a、 油路块设计； b、 料流控制装置设计； c、 关键件力学分析。 计依据及技术指标 a. 课题来源：市场需求 ,新品开发； b. 产品名称： 2600 筒辊 磨； c. 粉磨对象：矿渣 ,进料粒度 10 ,水分 2%； d. 粉磨产品 : 矿粉 , 比表面积 430 /； e. 设计依据 ： 法国 2600筒辊磨 在牡丹江厂生产数据 ； f. 设计产量： Q 25t/h。 计要求 a. 液压系统料流控制方案设计均应有两种以上方案比较和选择； b. 液压系统应有过载保护 ,对非破碎物反应灵敏 ,保证两端加载的同步性； c. 料流控制方案应能实现对各种粉磨物料流速成的在线调整； d. 设计筒辊磨粉磨矿渣的工艺流程图 ,进行工艺平衡计算； e. 设计图样总量： 折合成 面在 4 张以上；工具要求：应用计算机软件绘图；过程要求：装配图需提供手工草图； f. 毕业设计说明书相关要求； g. 查阅文献资料 10篇以上，并有不少于 3000 汉字的外文资料翻译； h. 到相关单位进行毕业实习，撰写不少于 3000 字实习报告； i. 撰写开题报告。 题拟解决的问题 a. 液压系统料流控制方案设计； b. 液压系统过载保护，对非破碎物反应灵敏，保证两端同步加压； c. 再线调整粉磨物料流速。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 2 液压系统的设计 筒辊磨是一种新型的卧式挤压磨，它主要是由筒体和圆柱形辊 子组成。由于筒体的高速旋转，带动筒体内的辊子转动，并在辊子上施加压力，所以我们必须需要一套液压系统提供给筒辊磨持续、恒定的压力。 计要求 a. 主机用于 2600压系统； b. 要求主机完成的工艺过程。 体规划、草拟液压原理图 筒辊磨的出料细度主要取决于压辊和筒体之间的间隙，所以，我们可以通过调节筒体和压辊之间的距离控制出料的粒度。而调节压辊的运动是考主机提供的。主机要完成的工艺工程是：由液压泵从油箱内吸油，经过滤油器，再经过单向阀进入液压缸的有杆腔迫使活塞向下运动。同时也就完成 了调节压辊的向下运动，缩小了压辊和筒体之间的间距 ,此时系统完成了施压过程。 由筒辊磨的工作原理，根据其自身的要求，现拟订以下可靠的液压原理图，如图 2图 2液压系统图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 算泵的流量、选择液压泵 计依据 法国 水平筒体和辊子组成。其基本工作原理为 :磨机筒体以高临界速度的转速运转；物料由人料端进人磨内后，在磨内做离心运动 ;被与磨体长度一致的刮刀刮下落到物料推进装置的调整板上；物料推进装置将物料导向出料方向，通过调整 物料推进装置的位置，可以改变物料进出的速度进而控制通过磨辊的料量。磨辊对物料施加粉磨力，磨辊不需要驱动装置，由物料带动其转动；其压力由磨体外的 2个拉力液压装置提供。 压缸的计算于选择 黑龙江牡丹江水泥厂引进的是 主要参数为 :磨辊直径 m；磨辊辊压宽度 m；主电机功率 :2 400 筒体转速 :35.5 r/压力 1200吨 (11760则其磨辊压力区的受力面积 02D (2= 1 . 8 21 . 3 6 s i n 2 5 . 32O 课题为 2600 的筒辊磨，数据为：磨辊直径 D 1.3 m；磨辊辊压宽度 L m，则其磨辊压力区的受力面积 S: 2D = 1 . 31 . 0 4 s i n 2 5 . 32O 本课题所研究的压力为 F，则由单位面积筒体上的压力相等，即 (211760 得 单边压力 F 12F 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 2 2 压杆图 由图 2压缸提供得的液压力 F 缸 2F 由于 3800筒辊磨中数据是用于粉磨水泥熟料而得到的，本课题用于粉磨矿渣，需扩大 F 缸 图 2 3 液压钢外形图 由图 2F 缸 4（ P 106 由液压系统知识可知，上式中压力 P 16以加大面积 查阅液压设计手册，初选 数见下表： 表 2 1 液压缸参数表 D（ d（ 额定工作压力 (额定工作拉力 (速比 500 250 16 2355 7933 87，圆整速比 D 500d 280 S4（ 22( 0 . 5 0 . 2 8 )4 221927059 1 4 . 3 1 ( )( 0 . 5 0 . 2 8 )4 P 缸（ 2 油缸壁厚 2（ 2 1 . 5 1 4 . 3 1 0 . 52 1 2 0 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 取 45以，液压缸外径 D 2 =500+2 45=590 由于此缸为自制，缸筒加工工艺过程如表 2 2 2 液压缸制作工序 工序号 工序名称 工序内容 设备 工艺装备 1 校 校直，全长跳动小于 直 机 2 车 车两端夹口及中间架子口 车床 3 划 划接头座焊接位置线 4 焊 按线将接头座焊接好 5 车 粗镗孔 深孔镗床 6 车 细镗孔 7 车 精镗孔 深孔镗床 8 车 滚压孔 深孔镗床 9 车 车两端架子口 车床 10 车 车接头座端 车床 11 车 车成另一端 车床 12 车 修接头座架子孔 车床 13 车 车内孔各部 车床 14 划 划孔线 15 钻 钻通油孔 钻床 16 钻 钻成孔 钻床 17 钳 去各部毛刺 18 检 检查 的计算于选择 力，并选择泵的型号 泵的最大压力： 1 p (2=2 中： 泵的最大工作压力，即静压力 行元件最大工作压力 p进油管路中压力损失，取 的额定压力 P =要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 查阅液压设计手册，选取 63 型柱塞泵，参数见表 2 2 3 柱塞泵参数 理论转矩 T（ N M） 329 公称排量 V（ r） 63 额定压力最高压力（ 32 最大压力 （ 40 额定转速（ r 1500 最高转速（ r 2000 则泵的平均理论流量 q=n v （ 2 1500 63 94500 103 s 液压缸速度 V 31 . 5 7 5 0 . 9 8 1 0 0 . 0 1 1 5 /0 . 1 3 4 7 0 6q （ 2 验算泵的流量： KL 2 10-3 s 式中： 的最大流量 同时动作时所需流量之和的最大值 统的泄漏系数，取 为 80%=80%=以，泵符合系统要求。 择与泵匹配的电机 由泵最大输出流量、压力可以得到最大需求功率，即电机输出功率。由电机额定转速和泵每转排量应该与电机最大流量吻合，选择电机。但 是电机输出功率应该大于泵输出功率。由上述选择原则和选定的数据，选择 查阅设计手册，电机数据如下表 表 2 4 泵匹配电机参数表 额定功率 P(37 满载转速 (r/2939 额定转矩 载电流（ A） 率 95% 净重（ 220 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 择液压控制元件 根据液压系统原理提供的情况，审查图上各阀在各种工况下达到的最高工作压力和最大流量，以此选择阀的额定压力和额定流量。一般情况下，阀的实际压力和流量应与额定值相接近，但必要时允许实际流量超 过额定流量的 20%。有的电液换向阀有时会出现高压下换向停留时间稍长不能复位的现象，因此，用于有可靠性要求的系统时，其压力以降额（ 32025用为宜，或选用液压强制对中的电液换向阀。 流阀的选择 溢流阀在系统中的作用主要有作为安全阀防止液压系统过载、作为溢流阀使液压系统中压力保持恒定、远程调压等。在该系统中，由液压系统的原理图计算出需要选择两种溢流阀，一是为保持液压的压力恒定，另一个阀是起安全保护作用。选取 术参数如表 2表 2溢流阀参数表 通径（ 10 压力（ 32 额定流量 (L/40 调压范围 (8 20 净重量 ( 单向阀的选择 由液压系统的原理图 ,以及系统的流量、压力查机械设计手册选择型号为 该阀为锥阀式结构 ,压力损失小 作背压阀和旁路阀用。单向阀参数如表 2： 2介质 矿物液压油 介质黏度（ m2/s） （ 380） 106 介质温度 80 最大工作压力（ 启压 力（ 符合特性曲线 最大流量（ L/ 符合特性曲线 向阀的选择 电液位换向阀由电磁阀起先导控制作用 ,液动换向阀进行油路换向、卸荷及顺序动作。电液换向阀换向的快慢 ,可用控制油路中的节流阀 (阻尼器 )来调节 ,以避免液压系统的换向冲击。一般适用于流量较大的液压系统中 ,使用电源要求与电磁换向阀相同。由液压系统的原理图 ,以及系统的流量、压力查机械设计手册选择型号为 34主要的技术参数如表 2要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 表 2 7 换向阀参数表 通径 /0 公称流量 / 1 40 公称压力 /许背压 /向频率 / 1次 60 最高换向频率 / 1次 120 电压 20V 50 2V、 24V 允许电压变动范围 10% 电磁铁功耗 (吸持时 ) 0W, 3W 力表开关的选择 : 压力表开 关是小型的截止阀 ,主要用于切断或接通压力表和油路的连接。通过开关起阻尼作用 ,减轻压力表急剧跳动 ,防止损坏。也可作为一般截止阀应用。压力表开关 ,按其所能测量的测量点的数目 ,可分为一点的及多点的。多点压力表开关可以使压力表和液压系统 16个被测油路相通 ,分别测 16点的压力。由液压系统的原理图 ,以及系统的流量、压力查机械设计手册选择型号为 4E， 参数如表 2表 2 8 压力表开关参数表 型号 通 径 压 力 /力表接头 D/力油进口 E/ /4E 8 1/4 350 14 27 压辅助件的选择 路选择 a. 金属管 液压系统用钢管 ,有精密无缝钢管和输送流体用无缝钢管或不锈钢无缝钢管。钢管有紫铜管和黄铜管。紫铜管用于压力较低 (P 0管路 ,装配时可按需要来弯曲 ,但由于抗振能力较低 ,且易是油氧化 ,价格昂贵 ;黄铜管可承受较高的压力 (P 25 但不如紫铜管易于弯曲。对于本系统的压力来说 ,该系统的管路应该取黄铜管。通过计算确定管子的 内径 (d)和壁厚 ( )，如下： 取流量 V=，管内径 d 1 1 3 . 44 . 6 1 4 . 6 1 4 9 . 5 30 . 8q ，取 50壁厚 43 7 . 0 2 5 5 0 8 . 2 14512 2pd ，取 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 所以，管外径 D=d+2 =50+13=63参数如表 2 2 9 金属管参数表 接头连接螺纹 公称压力 推荐管路流量 2 530L/软管是用于连接两个相对运动不见 之间的管路。分高、低压两种。高压软管是以钢丝编织或钢丝缠绕成骨架的橡胶软管 ,用于压力油路。低压软管是一麻线或棉线编织体为骨架的橡胶软管 ,用于压力较低的回油路或气动管路中。钢丝编织 (或缠绕 )胶管由内胶层、钢丝编织 (或缠绕 )层、中间胶层和外胶层组成。钢丝编织层有 13层 ,钢丝缠绕层有 2、 3和 6层 ,层数愈多 ,管径愈小 ,耐压力愈高。钢丝缠绕胶管还具有管体较柔软、脉冲性能好的优点。 选取计算过程如下： 33229 4 . 5 1 0 /11 60 3286 6 0 . 8 / m mV m s 所以， d=取钢丝增强型液压橡胶软管。 选择 : 焊接式的管接头是利用管与管子焊接。接头体和接管之间用 种焊接式管接头结构简单 ,密封性好 ,对管子尺寸精度要求不高。工作压力可达 作温度 0C ,适用于油为介质的管路系统。 焊接式管接头都能满足该系统 ,故我们可以根据压力选择焊接式管接头。 能器的选择 蓄能器是将压力液体的液压能转换为势能储存起来 ,当系统需要时再由势能转化为液压能而做功的容器。因此 ,蓄能器可以作为辅助的或者应急的动力源 ;可以补充系 统的泄露 ,稳定系统的工作压力 ,以及吸收泵的脉动和回路上的液压冲击等。 根据计算出的蓄能器总容积0选择蓄能器的型号。我们可以选择 式蓄能器是一种储能装置。它的主要作用是储存能量、吸收脉动和缓和冲击 ,它具有体积小、重量轻、反应灵敏等优点。蓄能器(0主要技术参数如表 2 2蓄能器参数表 公称容积 /L 称通径 /2 公称压力 /0 质量 / 过滤器的选择 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 过滤器是液压系统中重要元件。它可以清除液压油中的污染物 ,保持油液的清洁度 ,确保系统元件工作的可靠性。根据以上选择原则以及该液压系统本身的要求 ,查相关的设计手册可以选型号为 10选型号为 要参数如表 2表 2 11 空气滤清器参数表 表 210流量（ / 10 额定压力（ 32 过滤精度（ m） 10 压差指示器工作压差（ 始压 力降（ 油箱的设计 油箱有效容积一般为泵每分钟流量的 3 5倍。油箱中油液温度一般推荐3050C ,最高不应该超过 65C ,最低不低于 15C 。 a. 对于本系统油箱有效容积取泵每分钟流量的 4倍，则有效容积 V: V= 4 9 4 . 5 3 7 8K Q L b. 油箱容积的验算： 系 统发热总功率 H=中， P泵输入功率，取 0缸输出功率，取 ， H=箱散热面积 A= 332 2 20 . 0 6 5 0 . 0 6 5 3 7 8 3 . 3 9 8 假设通风良好，取油箱散热系数 31 5 1 0温升31 1 . 3 4 2 2 . 21 5 1 0 3 . 3 9 8A 设环境温度2T=25 ,则 12T T T =25 += 1T=55 油箱散热达到系统要求。 由选择油箱尺寸原则：三边比例 1： 1： 1 1： 2： 3 设定尺寸为：长 970 720 540壁板厚 4脚高 200板厚 8形如图 2规 格 油流量 / 9 空气流量 / 65 油过滤面积 / 2 80 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 2箱示意图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 3 料流控制装置设计 辊磨的进料装置 物料经过输送设备，通过进料端的进料口进入筒辊磨进行挤压粉磨， 要保证物料的畅通 ,其溜道的休止角必须大于物料的休止角 。由于此产品的设计用于水泥或矿渣的粉磨 ,所以进料漏斗的设计要大于 35 。但是倾斜角太大时 ,会造成物料进入筒体内的距离太小而结构不好处理 ,同时也减小了通风面积 ,引 起通风阻力的增加 ,根据实际工作经验进料漏斗的倾斜角选 40 。 密封也是此设备的重要环节，本设计采用橡胶密封， 能有 效的防止粉磨过程中粉尘的外泄，保证筒体的密封性。 图 3料端口 辊磨的料流控制装置装置 再现有的磨内料流控制中，大体包括两种方式：刮料导料一体和刮料导料分开。其中，刮料导料一体如图 3图 3导料方式一 该设计的优点是刮料板和导料板融为一体，大大的节省的磨内空间，但是对提高粉磨效率效果不是很显著，也不能在线调节料在磨内的流速，主要用于较小规格的磨机，如 400筒辊磨和 400筒辊磨。 本设计是 2600 筒辊磨，采用的是刮料导料分开的这种料流控制装置，由于磨内空间充足，可以 按需布置刮料和导料装置，还可在线调节料在磨内的流速，下面分别介绍两种控制装置。 料装置设计 在本刮料装置设计中，单个的刮刀由铁钉间隔固定在刮刀槽中，刮刀槽由由两端支撑装置支撑，两端再由可调螺母根据刮刀位置具体调整。另外，每个刮刀还由其下根据物料的易磨性和物料特性来调整循环粉磨的次数。据生产实践中证明 ,物料在筒体内研磨 8 就可以达到粉磨要求。 2600 有效磨辊长为1040， 因此每个刮料导料板之间的距离是 1040 1308 体装置如图 3需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 3刮料装置 料装置设计 为了提高筒辊磨的研磨效率，采用可调式的导料装置，另外，导料板用一整块钢板连接在可转动的装置之上，倾斜角度为 30度，如图 3 图 3料装置 辊磨的出料装置 物料经多次碾磨，由导料装置导将物料送到出料端的出料口，再经出料口进入提升机，进行下一个工艺；出料口必须有一定的工艺角度，以便物料顺利进入下一工艺流程；在结构上采用焊接加工工艺，保证焊缝无缺 陷；出料装置有一个出风口以保证筒体内通风负压，如图 3图 3出料端口 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 4 系统总体评价与可行性分析 从总体上看，该系统已基本上满足了所规定的设计要求。在整个系统的结构方面进行了优化，同时也可以根据不同的设计要求实时对整个筒辊磨液压系统、料流控制等结构设计进一步的改进；本设计采用反求的设计方式，可以大大的减少人力、财力、资金等方面的投资，而且缩短了设计的周期。 理论方面的分析结果可作为设计的理论依据，包括液压系统的机理、结构、工作情况、工作环境、保养、维修等方面。从以上的分析结果可以看出他们的 结构设计在理论上是可行的。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 5 结 论 筒辊磨是基于料层挤压粉磨开发研制的