（机械制造及其自动化专业论文）基于proe的140th高压辊磨机的设计.pdf

西华大学硕士学位论文 摘要 在1 9 8 4 年高压辊磨机作为一项新的研磨技术被引入。自从那时起，它被广泛的应用 在世界各地，主要的应用领域为水泥和石灰石行业。近来高压辊磨机也逐渐的应用在矿 石领域，主要针对的是铁矿和金刚石矿，因此其面临的使用工况也更加恶劣，对机器自 身的稳定性要求也愈来愈高。在这些领域，高压辊磨机研磨的范围很广，大至6 5 m m ，小 至1 0 0pm 。高压辊磨机能很明显的提高整个系统的生产率，这是源于辊磨机能直接产出 很大比列的最终产品，并且将被挤压物料的邦德指数”降低”了，这样就能提高下道工序 的生产能力。 高压辊磨机的加工制造成本极大，小型号的高压辊磨机几十上百万，稍大型的更是 上千万，因此在设计时务必细心考虑周全，以减少设计成本降低设计风险。本文先分析 实际工况，得知高压辊磨机的进料粒度、出料粒度、原料的抗压强度、需求的产量、容 许配置的电机的最大功率；为了快速处理大批量的数据，采用了在e x c e l 中编写相应的 计算程序，通过大量的理论计算可以得出高压辊磨机的最佳辊径、辊宽、转速从而确定 轴承型号、减速器型号、联轴器型号等。以p r o e 为工具，对高压辊磨机进行三维建模 并利用其有限元分析模块和运动仿真模块对高压辊磨机重要的组件进行分析，用于判断 根据理论计算所得参数而设计的高压辊磨机在一定的使用条件下是否会发生破坏性反 应，诸如变形、干涉等。并以此分析所得的数据修改相应部分的设计，以增加整机的安 全系数。 关键词：高压辊磨机：p r o e ：分析：仿真 基于p r o e 的1 4 0 t h 高压辊磨机的设计 a b s t r a c t i n19 8 4h i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l sa san e wg r i n d i n gt e c h n o l o g yi si n t r o d u c e d s i n c e t h e n , i th a sb e e nw i d e l yu s e di na l lo v e rt h ew o r l d ，t h em a i na p p l i c a t i o nf i e l d sa r ec e m e n ta n d l i m e s t o n ei n d u s t r y 。r e c e n th i 曲p r e s s u r eg r i n d i n gr o l l si sa l s ot h ea p p l i c a t i o no fo r ef i e l di n g r a d u a l l y ，m a i n l ya i m sa r et h ei r o no r ea n dd i a m o n dm i n e ，s oi th a v et of a c em o r es e v e r e o p e r a t i n gc o n d i t i o n s ，t h es t a b i l i t yo f t h em a c h i n ei t s e l f t od e m a n di sh i g h e ra l s o h lt h e s ea r e a s ， h i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l sr a n g ei sv e r yw i d e ，b i gt o6 5m i l l ，s m a l lt o10 0 m h i g h p r e s s u r eg r i n d i n gr o l l sc a no b v i o u s l yi m p r o v et h ep r o d u c t i v i t yo ft h ew h o l es y s t e m t h e r e a s o ni st h a tr o l l e rg r i n d i n gf u n c t i o nal i s to ft h eo u t p u tt h a nd i r e c t l yt ot h ef i n a lp r o d u c t ，a n d w i l lb es q u e e z e dt h eb o n di n d e xm a t e r i a l s ”r e d u c e ”，s oi tc a l li m p r o v en e x tp r o c e d u r e p r o d u c t i o nc a p a c i t y t h em a n u f a c t u r eo fh i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l si sv e r ye x p e n s i v e s m a l ls i z eh i g h p r e s s u r eg r i n d i n gr o l l sc o s t st e n so fm i l l i o n s ，as l i g h t l yl a r g e ro n ec o s t sm u c hm o r e ，s ot h e d e s i g no fh i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l sm u s tb ec a r e f u l ，i no r d e rt or e d u c et h ed e s i g nc o s ta n d r e d u c et h ed e s i g nr i s k t h i sa r t i c l ei n s ta n a l y z e st h ea c t u a lc o n d i t i o n s w ec a l lg e tt h ef e e d s i z e ，m a t e r i a lp a r t i c l es i z eo fr a wm a t e r i a l s ，t h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ha n dt h ec o n f i g u r a t i o n d e m a n dm a x i m u mm o t o rp o w e r 1 1 1o r d e rt op r o c e s st h el a r g eq u a n t i t i e so fd a t a , w eu s et h e e x c e lw h i c hh a st h ec o r r e s p o n d i n gc a l c u l a t i o np r o g r a m t h e nw ec a l lg e tt h eo p t i m a l d i a m e t e ro ft h er o l l e r , r o l l e rm i l lw i d t h ，s p e e d w h e nw eh a v eg o tt h e s ed a t a ，w ec a na l s o c h o o s et h er i g h tt y p eo fb e a r i n g ，r e d u c e rm o d e l ，c o u p l i n gm o d e l w eu s et h ep r o et oc r e a t e t h et h r e e - d i m e n s i o n a lm o d e lo fh i 曲p r e s s u r eg r i n d i n gr o l l sa n dd ot h ef i n i t ee l e m e n t a n a l y s i sa n dm o t i o ns i m u l a t i o n a f t e rt h a tw ec a nm a k es u r et h a tt h ed e s i g no fh i 曲p r e s s u r e g r i n d i n gr o l l sc a nf i tt h ea c t u a lc o n d i t i o n sa n dw h e t h e r t h ed e s t r u c t i v er e a c t i o n ss u c ha s d e f o r m a t i o na n di n t e r f e r e n c e t l l i sp a p e ra n a l y z e dt h ed a t at om o d i f yt h ec o r r e s p o n d i n gp a r t o ft h ed e s i g n i no r d e rt oi n c r e a s et h es a f e t yc o e m c i e n t k e yw o r d s ：h i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l s ；p r o e ；a n a l y s i s ；s i m u l a t i o n i i 西华大学硕士学位论文 1绪论 1 1 高压辊磨机概述 高压辊磨机是在二十世纪末研制、开发的最新一代水泥工业专用粉磨设备，它能在 极低能源消耗和运行成本下，实现水泥生料和水泥成品产量的大幅度提高。 在传统水泥生产过程中，粉磨电耗占总电耗的6 0 7 0 ，粉磨高能耗是水泥工业的 老大难问题，严重阻碍着水泥企业经济效益的提升和水泥生产规模的大型化。由于粉磨 机理的改变，辊磨机及其系统工艺技术可使粉磨系统电耗降低2 0 1 0 0 ，产量提高2 5 - - 2 0 0 ，适用于新建厂或老厂改造中的水泥生料或熟料的粉磨系统。 高压辊磨机的工作方式与辊式破碎机相似，但其两者最本质的区别在于高压辊磨机 辊系之间的压力远远高于辊式破碎机，因此经高压辊磨机处理后的物料所含有的细粉量 远远高于辊式破碎机。高压辊磨机在获得较多的细粒外还会获得一定量的粗颗粒，在这 些粗颗粒内部充满了裂纹，所以这大大减轻了后续) m - v 的难度，提高了生产效率。物料 在高压辊磨机中基本上只承受压力，并产生大量裂纹进而被破碎。高压辊磨机是基于粒 间粉碎原理的，要实现粒间粉碎就必须使物料在被压辊咬入前应具备一定的料压，否则 就难以获得所需要的料层，它是借助一定高度的喂料装置来实现的；液压系统要拥有足 够的挤压力，否则不能进行料层的高压粉碎。尽管高压辊磨机在形式上很类似于传统的 辊式破碎机，但其又有本质的区别，正是因为高压辊磨机的高压力作用使得所破碎物料 粉碎为粒度更小的物料或在物料内部造成大量的微裂纹，这才使得拥有高压辊磨机的工 艺系统比传统的工艺系统要节能很多。 1 2 课题来源 江油李家渡砂场整条生产线的级配为：料仓一喂料机一颚式破碎机一圆锥式破碎机 一立轴冲击式破碎机一振动筛。所破碎的原料为抗压强度为2 5 0 m p a 的河卵石。立轴冲 击式破碎机进料为3 0 r a m 左右的河卵石，产量为2 5 0 t h ，由于其主要功能是对石料修型的 作用，其出料中仍有5 0 至5 5 左右( 即1 4 0 吨) 的粒度为3 0 r a m 左右的河卵石，由于目前 市场上急需小于5 m m 的河卵石，所以就急需一种能将进料粒度为3 0 m m 左右的河卵石直 接破碎为粒度小于5 m m 且每小时产量为1 4 0 吨左右的辊压机。 1 3 基本研究思路 基于p r o e 的1 4 0 t h 高压辊磨机的设计 图1 1 高压辊磨机的研究流程图 f i g 1 1 t h ei n d a g a t i o nt l o w c h a r to f h i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l s 根据李家渡砂场的实际工况得知高压辊磨机的进料粒度、出料粒度、原料的抗压强 度、需求的产量、容许配置的电机的最大功率。通过计算得出高压辊磨机的最佳辊径、 辊宽、转速从而确定轴承型号、减速器型号、联轴器型号等。通过p r o e 将高压辊磨机 的三维模型绘制出来再通过有限元分析模块对高压辊磨机的重要组件如机架、辊系实施 仿真优化设计。通过对试机数据的收集分析并将此数据与理论数据对比分析，最终确定 高压辊磨机的设计方案。 1 4 课题的研究工具 我国已经成为世界上的制造业大国。随着电脑技术的发展，许多优秀的计算机辅助 设计软件得到了深入的应用，例如：u g 、s o l i d w o r k s 、p r o e 等软件，凭借其自身灵活 强大的设计功能，赢得了广大技术人员的认可，现在广泛应用于机械、汽车、航空、家 2 西华大学硕士学位论文 电、数码通信和玩具设计等制造领域。其中p r o e 是第一个提出了参数化设计的概念， 并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题，另外，它采用模块化方式，用户可以 根据自身的需要进行选择，其强大的c a e 模块具有强大的工程分析能力，在其模块中可 对零部件三维模型进行有限元分析和优化，在机构运动模块中，可对零部件三维模型进 行机构运动仿真，并获得距离、速度等输出曲线。 p r o e 作为一款优秀的集三维建模及有限元分析为一体的三维设计软件，借助于它， 我们可以方便快捷地建立三维模型，可以对相应的模型进行分析及仿真工作，通过对有 限元分析云图的分析集中精力解决机器存在的设计缺陷，因此提高了设计效率，减轻了 设计强度。正是基于这些优点，本文采用p r o e 作为高压辊磨机三维建模及有限元分析 的工具。 1 5 论文的主要研究内容及意义 本文利用p r o e 对高压辊磨机进行三维建模，利用其有限元分析模块对高压辊磨机 的重要组件进行分析，通过优化设计自动得出最佳的参数，并修改三维模型，最终达到 满足使用工况的要求。 本文的主要研究内容如下： 1 ) 分析高压辊磨机的基本原理； 2 ) 利用e ) ( c e l 计算功能批量处理计算设计参数，获取最佳设计数值； 3 ) 利用p r o e 有限元分析模块对高压辊磨机重要组件如机架、辊子进行有限元分 析； 4 ) 通过实际试机，采集试机数据，并与理论设计数据对比分析； 5 ) 总结和展望 基于p r o e 的1 4 0 t h 高压辊磨机的设计 2高压辊磨机的基本结构和工作原理 2 1 高压辊磨机的基本原理 可 动轻 5 ii、 固圣辊 + 一三t i 一； 、一一厚f 衽同蹦区忡 崎入角角度l 扣口l 冲角 嘎辑角度 密度唼辩 “密度专厚簟 f 压力 v u 叠置建度 图2 1高压辊磨机基本原理图 f i g 2 1 t h eb a s i cp r i n c i p l eo f h i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l s 高压的辊磨是通过一种先进的辊子来实现的，高压辊磨机的基本原理如图2 1 所示。 与通常的磨机工作原理不同，进入辊磨机的物料是通过挤压而达到理想粒度的，但并不 是直接由辊子上的柱钉来挤压的。这些柱钉被安装在相向旋转的辊子上，辊子之间的压 力可高达3 0 0 m p a ，这远远高于进料的强度。在压缩区，进料被辊子之间的高压力压碎成 大量的细粉，并重新聚结成块状。进料形成裂口的过程可以被视为两个连续的、具有明 显独立特征的两个阶段。在第一个阶段，进料到达两辊子之间的狭小的加速区内，进料 当中的大块物料被挤压，进料当中的小块物料被再破碎。紧接着，进料通过加速区到达 挤压区，在这个区域，定义这个扇形弧面的圆- t y 角为压缩角度，这个角度通常为7 度， 高压力作用就是在这个区域作用在进料上的，它作用于通过这个区间的所有物料，大部 分的物料将在这个区域被瓦解，同时在所进物料的内部将产生微裂纹，这些微裂纹对于 后续的研磨是非常有利的。高压辊磨机的通过量取决于辊子将迸料拉入压缩区的能力、 取决于进料的特性( 如它的粘聚性、湿度等) 、取决于机器的自身条件( 如辊子转速、进 料系统等) 。辊面的耐磨程度可以通过在辊面焊接耐磨损的材料或在辊面安装高出辊面 4 西华大学硕士学位论文 数毫米的硬质柱钉。高压辊磨机的挤压过程避免的单个物料的破碎，它致力于大量物料 在压缩区得到高压力的研磨。避免单个物料的破碎是由于这样的破碎与辊面是重载荷的 点接触，这样的破碎形式会极大加速辊面的磨损，降低辊面使用寿命。对于理想化的研 磨，高压辊磨机的进料粒度应小于两辊之间的间隙，然而在实际中，高压辊磨机的进料 中会有高达7 0 的粒度是大子辊缝间隙的。高压辊磨机所产的物料的粒度分布( 简称为 p s d ) 是远远优于圆锥式破碎机的，这是由于高压辊磨机连续的高压力研磨不仅作用于进 料中大块的物料，还作用于进料当中的小块物料，就连大块物料在高压力作用下挤压生 成的小块物料也会被高压辊磨机再次挤压研磨。辊缝的间隙取决于所进矿石的物理特 性、辊子的压力及辊子的尺寸规格。比如对于大部分的金属矿石，若辊子的尺寸一定， 辊子的平均压力为4 5 n 嗍2 ，那么辊缝的间隙就为辊子直径的2 5 高压辊磨机的最大进 料粒度主要取决于辊缝的间隙。在不考虑进料从辊子边缘漏掉的情况下，进料1 0 0 的通 过辊子的挤压区，那么高压辊磨机产品的粒度特性主要取决于所进矿石在高压力作用下 产生裂纹的能力。良好的产品粒度特性有时也许会要求很高的压力，甚至要求进料含有 一定量的水分。高压辊磨机的产品大部分是以料饼的形式产生的，若进料中含有一定量 的水分且矿石的粘性不大，那么这样的料饼会在皮带输送机上运输时抖散，如若高压辊 磨机是在闭式循环工艺系统中，这样的料饼会在筛子上抖散。 2 2 高压辊磨机的结构组成 高压辊磨机主要由电动机、减速器、辊系、机架、液压装置、喂料装置等组成，辊 磨机的两个轴分别由电动机经减速器，万向节联轴器带动如图2 2 所示。辊系分为活动 系和固定辊系，在水平的机架上分别安装活动辊系和固定辊系，活动辊系可以沿着机架 上的固定导轨作往返运动，而固定辊系是固定死的，即它的自由度为零。在活动辊系轴 承座上安装有液压缸，液压缸对轴承座施加水平方向的压力，经过固定辊与活动辊间隙 的物料在受到来自液压缸施加的高压力作用下产生破碎、并被挤压成饼状物。无论是固 定辊的主轴还是活动辊的主轴都采用力学性能优异的高强度锻造钢，为了延长辊子的使 用寿命，在活动辊与固定辊的辊面镶嵌硬质合金柱钉。机架是整个高压辊磨机的主要受 力部件，为便于安装、维护、运输，机架主体采用装配结构，机架的部份零件采用焊接 件，所有的焊接件在机加工前已进行过退火消除应力处理。机架的上、下机架由中间端 部件联接而成，中间端部件用高强螺栓把上下两机架联接起来。由辊系传来的推力通过 端部件和承力销传递到上下机架上，在机架内自平衡。 5 基于p r o e 的1 4 0 t h 高压辊磨机的设计 图2 2 高压辊磨机结构简图 f i g 2 2 t h es t r u c t u r es k e t c ho fh i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l s 2 3 高压辊磨机的辊子 辊压机中最关键的课题是辊面的磨损。常用的高压辊磨机辊面结构有三种形式：表 面堆焊、六面形粉末冶金辊面、镶嵌硬质合金柱钉辊面。表面堆焊工艺主要是在辊子基 体上焊接两层材料，内层为过渡层( 软) ，外焊接一层耐磨层( 硬，辊面硬度h r c 5 5 ) ， 表面堆焊辊面在国外金属矿的应用很不理想，国内主要几个研制高压辊磨机的企业正在 进行积极的探索；采用粉末冶金方法，在高温高压条件下制造，利用分子扩散渗透使辊 子基体和耐磨表面融合为一体，提高了高价材料的利用率，但是受到制造设备的限制， 到目前为止该种辊体直径未能超过1 5 米，同时由于这样制造的辊子的辊面较光滑，与 下落物料的滑移磨损较严重，大大降低了辊面的使用寿命，如澳大利亚o n es t e e l 铁矿 中1 4 m x1 4 m 辊压机辊面已经由这样的辊面改成了镶嵌柱钉辊面；在辊面镶嵌硬质合金 柱钉这一技术已经得到了业界普遍的认可，通过在辊体上钻绞孔，镶嵌硬质合金柱钉， 其制造工艺简单，更换方便，在挤压过程中，柱钉之间被压实的物料形成自磨层，这样 就避免了矿石直接作用于辊面，降低了矿石对辊面的磨损，使辊面磨损转变成柱钉的磨 损，而柱钉相比于辊面材料更不易于磨损。辊体侧面的保护也由以前的堆焊耐磨材料到 现在的镶嵌粉末冶金块，大大的提高了高压辊磨机辊体的使用寿命。 图2 3 高压辊磨机的辊体及柱钉 f i g 2 3 t h er o l l sa n dc o l u m no fh i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l s 基于p r o e 的1 4 0 t h 高压辊磨机的设计 3 高压辊磨机参数的理论计算 3 1 李家渡砂场的工况分析 通过对砂场的实际调查可以得出以下这些数据。进入高压辊磨机的原料为抗压强度 为2 5 0 m p a 左右的河卵石，要求的出料粒度为5 m m 。电网容量的计算可以得出高压辊磨机 所配置的电机功率最大值为3 2 0 k w 。 由成都大宏立机器制造有限公司生产的一系列高压辊磨机的实验数据可知，当高压 辊磨机用于处理抗压强度为3 0 0 m p a 以下的石料时，高压辊磨机辊系的比压力的最佳取 值为3 8 6 0 k n m 2 ，辊子的最佳转速为4 0 r p m 。 3 2 高压辊磨机啮合角的计算 图3 1 高压辊磨机的啮合角 f i g 3 1 t h eg e n e r a t i n ga r i s eo fh i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l s 高压辊磨机啮合角b 如图3 1 所示，为计算方便，假定进料为球形并忽略自重，过 辊子中心与进料中心做连线，此线与辊子水平中心线的夹角b 即为高压辊磨机的啮合 角。 图3 1 中d 为辊径，e 为活动辊系与固定辊系的间距，d 1 为进料粒度，b 为高压辊 磨机的啮合角。针对江油李家渡砂场的实际情况可知d 1 为3 0 r a m ：由于其需求的出料粒 度为5 m m 的河卵石，因此可以确定活动辊系与固定辊系的间距e 为5 m ；当假定辊径后 通过在c a x a 软件上作图可以直接获得啮合角b ，如假定辊径为8 0 0 r a m ，通过作图可以直 接获得b 值为1 4 。，如图3 2 所示： 西华大学硕士学位论文 图3 2 通过绘图确定啮合角b f i g 3 2 o b t a i nt h eg e n e r a t i n ga n g l eb yd r a w i n g 当假定辊径取值介于6 0 0 m m 与8 0 0 m m 之间，进料为3 0 m m ，辊距为5 m m ，通过作图可 以得出相应的啮合角1 3 ，如表3 1 所示： 表3 1 高压辊磨机的啮合角 t a b 3 1t h eg e n e r a t i n ga n g l eo fh i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l s 、撕t 1 1d i f f e r e n td i a m e t e r so fr o lis 进料3 0 r a m ；辊距5 m m 辊径d ( 衄)啮合角b ( 度)啮合角t 3 ( 弧度) 5 6 01 6 。7 3 90 2 9 2 0 0 2 5 5 6 5 7 01 6 5 9 80 2 8 9 5 4 2 8 8 9 5 8 01 6 4 60 2 8 7 1 3 5 5 5 6 5 9 01 6 3 2 60 2 8 4 7 9 8 6 0 01 6 1 9 50 2 8 2 5 1 2 7 7 8 6 1 0 1 6 0 6 70 2 8 0 2 7 9 8 8 9 6 2 01 5 9 4 20 2 7 8 0 9 9 3 3 3 6 3 01 5 8 20 2 7 5 9 7 1 1 1 1 6 4 01 5 7 0 10 2 7 3 8 9 5 2 2 2 6 5 01 5 5 8 40 2 7 1 8 5 4 2 2 2 6 6 0 1 5 4 70 2 6 9 8 6 5 5 5 6 6 7 0 1 5 3 5 90 2 6 7 9 2 9 2 2 2 6 8 01 5 2 50 2 6 6 0 2 7 7 7 8 6 9 0 1 5 1 4 30 2 6 4 1 6 1 2 2 2 9 基于p r o e 的1 4 0 t h 高压辊磨机的设计 7 0 01 5 0 3 80 2 6 2 3 2 9 5 5 6 7 1 0 1 4 9 3 6 0 2 6 0 5 5 0 2 2 2 7 2 01 4 8 3 50 2 5 8 7 8 8 3 3 3 7 3 01 4 7 3 70 2 5 7 0 7 8 7 7 8 7 4 01 4 6 40 2 5 5 3 8 6 6 6 7 7 5 0 1 4 5 4 50 2 5 3 7 2 9 4 4 4 7 6 0 1 4 4 5 30 2 5 2 1 2 4 5 5 6 7 7 01 4 3 6 20 2 5 0 5 3 7 1 1 1 7 8 01 4 2 7 20 2 4 8 9 6 7 1 1 1 3 3 液压系统提供的总压力的计算 高压辊磨机所需功率可由活动辊系和固定辊系的传动力矩与角速度的乘积求得。 t = dxfx ( b 3 ) ( 3 1 ) 其中，t 为活动辊系和固定辊系的传动力矩，单位为k n m ；d 为辊径，单位为m ：f 为液压 系统提供的总压力，单位为k n ：b 为活动辊系和固定辊系的啮合角，单位为r a d 。 高压辊磨机需用的功率可由下式来计算： n ，= ( 2 x t v ) ( 0 9 3 7 5 x d ) ( 3 2 ) 其中，n 。为高压辊磨机需用功率，单位为k w ：v 为辊子的线速度，单位为m s ： 将公式3 1 中的t 带入公式3 2 ，可以得到公式3 3 ，如下所示： f = ( o 9 3 7 5 x n 。) ( 2 x v ( b 3 ) )( 3 3 ) 将表3 1 中辊径介于6 0 0 m m 至8 0 0 m m 时，啮合角b 的值带入公式3 3 可以得到液压 系统总压力的数值，如表3 2 所示： 表3 2 高压辊磨机液压系统总压力 t a b 3 2t h et o t a lp r e s s u r eo f h y d r a u l i cs y s m mo f h i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l s 进料3 0 m m ；辊距5 r a m ；辊子转速4 0 r p m 电机总功率3 2 0 k w 辊径辊子线速度液压系统总压力 d ( m m )( m s ) b 3 ( t a d ) f ( k n ) 5 6 01 17 2 2 6 6 6 6 70 0 9 7 3 3 4 1 8 51 3 1 4 6 1 7 6 0 9 5 7 01 1 9 3 20 0 9 6 5 1 4 2 9 613 0 2 5 2 5 8 9 4 西华大学硕士学位论文 5 8 01 2 1 4 1 3 3 3 3 3 0 0 9 5 7 1 1 8 5 212 9 0 8 0 0 5 9 6 5 9 0 1 2 3 5 0 6 6 6 6 70 0 9 4 9 3 2 6 6 71 2 7 9 3 3 7 6 4 1 6 0 01 2 5 60 0 9 4 l7 0 9 2 61 2 6 8 1 9 1 3 2 8 6 1 0 1 - 2 7 6 9 3 3 3 3 30 0 9 3 4 2 6 6 312 5 7 3 3 8 9 0 3 6 2 01 2 9 7 8 6 6 6 6 70 0 9 2 6 9 9 7 7 81 2 4 6 7 5 8 9 3 6 3 01 3 1 8 80 0 9 1 9 9 0 3 71 2 3 6 4 3 11 9 3 6 4 01 3 3 9 7 3 3 3 3 30 0 9 1 2 9 8 4 0 71 2 2 6 3 3 6 6 1 2 6 5 0 1 3 6 0 6 6 6 6 6 7 0 0 9 0 6 1 8 0 7 41 2 1 6 5 3 5 2 17 6 6 01 3 8 1 60 0 8 9 9 5 5 1 8 51 2 0 6 9 3 1 8 0 7 6 7 01 4 0 2 5 3 3 3 3 30 0 8 9 3 0 9 7 41l1 9 7 5 1 0 2 4 8 6 8 01 4 2 3 4 6 6 6 6 70 0 8 8 67 5 9 2 61 1 8 8 3 3 3 1 8 5 6 9 0 1 4 4 4 4 0 0 8 8 0 5 3 7 4l1 1 7 9 3 8 6 0 0 2 7 0 01 4 6 5 3 3 3 3 3 30 0 8 7 4 4 3 1 8 51 1 7 0 6 5 4 8 3 7 1 01 4 8 6 2 6 6 6 6 70 0 8 6 8 5 0 0 7 411 6 2 0 4 8 6 9 7 7 2 01 。5 0 7 20 0 8 6 2 6 2 7 7 81 1 5 3 7 1 0 7 3 8 7 3 01 5 2 8 1 3 3 3 3 30 0 8 5 6 9 2 9 2 61 1 4 5 4 7 3 4 7 8 7 4 01 5 4 9 0 6 6 6 6 70 0 8 5 12 8 8 8 91 1 3 7 4 8 1 0 9 7 5 01 5 70 0 8 4 5 7 6 4 8 11 1 2 9 6 4 5 0 2 2 7 6 01 5 9 0 9 3 3 3 3 30 0 8 4 0 4 1 5 1 9 11 2 1 8 7 7 3 6 8 7 7 01 6 11 8 6 6 6 6 70 0 8 3 5 1 2 3 71 1 1 4 3 2 3 6 1 5 7 8 01 6 3 2 80 0 8 2 9 8 9 0 371 1 0 6 9 7 4 3 1 3 4 高压辊磨机辊宽的计算 高压辊磨机的辊宽与辊子的比压力息息相关，辊宽可由下式计算： b = f ( p d )( 3 4 ) 其中，b 是辊宽，单位为m ；f 是液压系统提供的总压力，单位为k n ；p 是高压辊磨 机的比压力，单位为k n m 2 ，对于破碎抗压强度为3 0 0 v l p a 以下的河卵石，比压力的最佳 取值为3 8 6 0k n m ；d 是辊径，单位为i l l 。将辊径介于6 0 0 r a m 至8 0 0 r a m 之间时啮合角o 和液压系统总压力f 的取值带入上式，可以得到表3 3 所示的数值。 基于p r o e 的1 4 0 t h 高压辊磨机的设计 表3 3 高压辊磨机的辊宽 t a b 3 3t h ew i d t ho f r o l l so fh i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l s 进料3 0 m m ；辊距5 m m ：辊子转速4 0 r p m ；电机总功率3 2 0 k w 辊径 1 3 3 ( r a d ) 液压系统总压力 辊宽b ( m m ) d ( 1 1 1 1 1 1 )f ( k n ) 5 6 00 0 9 7 3 3 4 1 8 51 3 1 4 6 1 7 6 0 9 0 6 0 8 1 6 8 7 6 8 5 7 00 0 9 6 51 4 2 9 61 3 0 2 5 2 5 8 9 40 5 9 2 0 0 3 4 0 6 5 8 00 0 9 5 7 1 1 8 5 212 9 0 8 0 0 5 9 60 5 7 6 5 5 9 1 3 7 5 9 00 0 9 4 9 3 2 6 6 71 2 7 9 3 3 7 6 4 1o 5 6 1 7 5 3 5 9 7 6 0 00 0 9 4 l7 0 9 2 61 2 6 8 1 9 1 3 2 80 5 4 7 5 7 8 2 9 4 6 1 00 0 9 3 4 2 6 6 31 2 5 7 3 3 8 9 0 30 5 6 0 1 1 1 7 7 1 6 2 00 0 9 2 6 9 9 7 7 81 2 4 6 7 5 8 9 30 5 2 0 9 5 8 9 3 8 6 3 00 0 9 1 9 9 0 3 71 2 3 6 4 3 1 1 9 30 5 0 8 4 4 2 7 9 7 6 4 0o 0 9 1 2 9 8 4 0 71 2 2 6 3 3 6 6 1 20 4 9 6 4 1 2 1 6 5 6 5 00 0 9 0 6 1 8 0 7 41 2 1 6 5 3 5 2 1 70 4 8 4 8 6 8 5 6 6 6 00 0 8 9 9 5 5 1 8 51 2 0 6 9 3 1 8 0 70 4 7 3 7 5 2 4 7 6 6 7 00 0 8 9 3 0 9 7 411 1 9 7 5 1 0 2 4 80 4 6 3 0 3 8 5 31 6 8 00 0 8 8 6 7 5 9 2 61 1 8 8 3 3 3 1 8 50 4 5 2 7 3 2 8 5 6 9 00 0 8 8 0 5 3 7 4 11 1 7 9 3 8 6 0 0 20 4 4 2 8 1 2 1 9 6 7 0 00 0 8 7 4 4 3 1 8 51 1 7 0 6 5 4 8 30 4 3 3 2 5 4 9 3 3 7 l o0 0 8 6 8 5 0 0 7 411 6 2 0 4 8 6 9 70 4 2 4 0 1 2 5 1 4 7 2 00 0 8 6 2 6 2 7 7 8 1 1 5 3 7 1 0 7 3 80 4 1 5 1 2 3 3 2 2 7 3 00 0 8 5 6 9 2 9 2 611 4 5 4 7 3 4 7 80 4 0 6 5 1 3 4 0 7 7 4 00 0 8 5 1 2 8 8 8 91 1 3 7 4 8 1 0 90 3 9 8 2 2 1 9 1 9 7 5 00 0 8 4 5 7 6 4 8 11 1 2 9 6 4 5 0 2 20 3 9 0 2 0 5 5 3 4 7 6 00 0 8 4 0 4 1 5 1 91 1 2 1 8 7 7 3 6 80 3 8 2 4 2 3 4 2 8 7 7 00 0 8 3 5 1 2 3 71 1 1 4 3 2 3 6 1 50 3 7 4 9 1 5 4 2 1 7 8 00 0 8 2 9 8 9 0 3 71 1 0 6 9 7 4 3 10 3 6 7 6 6 7 8 3 2 3 5 高压辊磨机的产量计算 高压辊磨机的理论生产率与工作时两辊的间距e 、辊子的线速度v 以及辊子规格、 进料是否均匀等有关。假设在辊子的全长上都均匀的填满物料，且高压辊磨机的给料和 西华大学硕士学位论文 排料都是连续进行的，料带的宽度等于辊子的宽度b ，厚度等于辊距e ，排料速度等于 辊子线速度v ，则高压辊磨机的理论生产力为： q = 3 6 0 0 p e x b x v( 3 5 ) 其中，p 为进料的松散密度，单位为t m 3 ，对于河卵石，其松散密度为1 6 2 吨每立 方米；e 为辊距，单位为m ；b 为辊宽，单位为m ；v 为辊子的线速度，单位为m s 。由 于理论计算的生产率与实际有一定差距，根据经验通常高压辊压机的实际产量为理论计 算值的o 7 倍。 q 謦正= 0 7 q( 3 6 ) 将辊径介于6 0 0 m m 至8 0 0 m m 之间时啮合角p 、液压系统总压力f 及辊宽b 的取值带 入上式，可以得到表3 4 所示的数值。 表3 4 高压辊磨机的生产率 t a b 3 41 h eo u t p u to f h i g hp r e s s u r eg r i n d i n gr o l l sw i t hd i f f e r e n td i a m e t e r sa n dw i d t ho f r o l l s 进料3 0 m m ；辊距5 r a m ；辊子转速4 0 r p m ；电机总功率3 2 0 k w 辊 辊子线速度 辊宽b ( m )b 3 ( r a d ) 液压系统总压力修正的辊压 径 ( m s )f ( k n )机生产率( t h ) d ( m m ) 5 6 01 1 7 2 2 6 6 6 6 70 6 0 8 1 6 8 7 6 80 0 9 7 3 3 4 1 8 51 3 1 4 6 1 7 6 0 91 4 3 7 2 7 8 9 2 5 5 7 01 1 9 3 20 5 9 2 0 0 3 4 0 60 0 9 6 5 1 4 2 9 61 3 0 2 5 2 5 8 9 4l4 2 4 0 5 8 9 8 4 5 8 01 2 1 4 1 3 3 3 3 30 5 7 6 5 5 9 1 3 70 0 9 5 7 11 8 5 212 9 0 8 0 0 5 9 61 4 1 1 2 3 9 6 4 9 5 9 01 2 3 5 0 6 6 6 6 70 5 6 17 5 3 5 9 70 0 9 4 9 3 2 6 6 71 2 7 9 3 3 7 6 4 11 3 9 8 7 0 7 1 3 4 6 0 01 2 5 60 5 4 7 5 7 8 2 9 40 0 9 4 17 0 9 2 61 2 6 8 1 9 1 3 2 813 8 6 5 2 0 8 0 7 6 1 01 2 7 6 9 3 3 3 3 30 5 6 0 1 1 1 7 7 10 0 9 3 4 2 6 6 31 2 5 7 3 3 8 9 0 31 4 4 1 8 9 4 3 8 7 6 2 01 2 9 7 8 6 6 6 6 70 5 2 0 9 5 8 9 3 80 0 9 2 6 9 9 7 7 81 2 4 6 7 5 8 9 3l3 6 3 0 8 8 6 4 4 6 3 01 3 1 8 80 5 0 8 4 4 2 7 9 70 0 9 1 9 9 0 3 71 2 3 6 4 3 11 9 31 3 5 1 7 9 7 2 7 1 6 4 01 3 3 9 7 3 3 3 3 30 4 9 6 4 1 2 1 6 5o 0 9 1 2 9 8 4 0 71 2 2 6 3 3 6 6 1 21 3 4 0 7 6 0 8 0 7 6 5 01 3 6 0 6 6 6 6 6 7 0 4 8 4 8 6 8 5 6 0 0 9 0 6 1 8 0 7 41 2 1 6 5 3 5 2 1 7 13 3 0 0 4 4 8 8 6 6 6 01 3 8 1 6 0 4 7 3 7 5 2 4 7 6 0 0 8 9 9 5 51 8 51 2 0 6 9 3 1 8 0 71 3 1 9 5 4 5 4 2 3 6 7 0 1 4 0 2 5 3 3 3 3 30 4 6 3 0 3 8 5 3l 0 0 8 9 3 0 9 7 411 1 9 7 5 1 0 2 4 813 0 9 2 4 4 7 7 9 6 8 0 1 4 2 3 4 6 6 6 6 7 0 4 5 2 7 3 2 8 50 0 8 8 6 7 5 9 2 61 1 8 8 3 3 3 1 8 51 2 9 9 2 11 4 4 4 6 9 01 4 4 4 40 4 4 2 8 1 2 1 9 60 0 8 8 0 5 3 7 411 1 7 9 3 8 6 0 0 21 2 8 9 4 2 9 4 3 7 7 0 0 1 4 6 5 3 3 3 3 3 30 4 3 3 2 5 4 9 3 30 0 8 7 4 4 31 8 5 1 1 7 0 6 5 4 8 3 l2 7 9 8 8 3 5 9 8 基于p r o e 的1 4 0 t h 高压辊磨机的设计 7 1 0 1 4 8 6 2 6 6 6 6 7 0 4 2 4 0 1 2 5 1 40 0 8 6 8 5 0 0 7 411 6 2 0 4 8 6 9 71 2 7 0 4 7 4 4 6 4 7 2 0 1 5 0 7 2 0 4 1 5 1 2 3 3 2 20 0 8 6 2 6 2 7 7 8 1 1 5 3 7 1 0 7 3 8 1 2 6 1 3 5 8 5 2 5 7 3 01 5 2 8 1 3 3 3 3 30 4 0 6 5 1 3 4 0 70 0 8 5 6 9 2 9 2 611 4 5 4 7 3 4 7 81 2 5 2 3 5 2 6 8 2 7 4 01 5 4 9 0 6 6 6 6 70 3 9 8 2 2 1 9 1 90 0 8 5 1 2 8 8 8 91 1 3 7 4 8 1 0 91 2 4 3 6 1 4 5 5 8 7 5 01 5 70 3 9 0 2 0 5 5 3 40 0 8 4 5 7 6 4 8 1l1 2 9 6 4 5 0 2 21 2 3 5 0 4 7 3 4 1 7 6 01 5 9 0 9 3 3 3 3 3 0 3 8 2 4 2 3 4 2 80 0 8 4 0 4 1 5 1 91 1 2 1 8 7 7 3 6 81 2 2 6 5 5 4 9 2 7 7 01 6 11 8 6 6