机械毕业设计663风笼式选粉机总体及其传动设计

千里之行，始于足下。第2页/共2页精品文档推荐机械毕业设计663风笼式选粉机总体及其传动设计名目

摘要IIIAbstractIV1概述(1)

1.1研究的目的与意义(1)

1.2选粉机的进展历史(2)

1.2.1第一代选粉机(2)

1.2.2第二代选粉机(3)

1.2.3第三代选粉机(3)

1.3选粉机技术进展状况(4)

1.4选粉机进展趋势(5)

2总体方案论证(6)

2.1课题的来源、内容和技术要求(6)

2.2改进设计方(6)

2.2.1改造机理分析(6)

2.2.2改进办法(7)

2.3创新设计方案(8)

2.3.1传统风筒的结构分析(8)

2.3.2新方案(10)

2.4改进后的选粉机结构原理(11)

2.5应用技术及其效益预测(12)

2.5.1选粉效益与粉磨系统产量明显提高(12)

2.5.2应用技术(13)

2.5.3结论(13)

3具体设计讲明(14)

3.1要紧技术参数计算(14)

3.1.1要紧工艺尺寸(14)

3.1.2生产能力(14)

3.1.3选粉室直径(14)

3.1.4风量(15)

3.1.5风机选型(15)

3.1.6主轴转速(15)

3.2传动部分设计(15)

3.2.1电机的挑选(15)

3.2.2V带的设计计算(16)

V

3.3旋风筒设计(19)

3.3.1旋风筒的收尘工作原理(19)

3.3.2旋风筒的尺寸计算(20)

3.3.3笼子部分的计算(21)

3.4滴流装置(22)

3.5内衬(23)

3.6螺栓组连接的设计(24)

3.6.1螺栓组连接的结构设计(24)

3.6.2螺栓组连接的受力分析(25)

3.7螺纹连接的强度计算(26)

3.7.1螺纹连接的失效形式(26)

3.7.2螺栓连接的强度计算(26)

3.8焊接工艺(28)

3.8.1焊接工艺的制订原则(28)

3.8.2焊接办法的挑选(28)

3.8.3焊接材料的挑选(28)

3.8.4焊接工艺参数的挑选(28)

3.8.5焊前预热及焊后热处理(29)

4操作、安装、维护及检修(31)

4.1操作(31)

4.2安装(31)

4.3维护(31)

4.4检修(32)

5预期效果(33)

6应注意的咨询题(34)

7结论(35)

参考文献(37)

致谢(39)

VI

摘要

为了提高水泥粉磨系统中选粉系统的选粉效率，落低循环负荷，本课题设计了水泥圈流系统中采纳的风笼式选粉机。风笼式选粉机是在高细转子选粉机的基础上，集悬浮分散、预分级和平面涡流分级技术于一体，专为水泥磨系统习惯新标准而设计的专利产品。运用类比法，结合其他选粉机的优点，确定壳体的整体布局方案。在适当位置布置约束内锥，以稳定选粉室内的气体流场及增强选粉的效果；细粉分离与收集装置采纳高效低阻旋风筒提高各级细粉和超细粉的收集量。壳体的改进有利于落低系统风的阻力，提高选粉效率。选粉机采纳整体紧凑设计，大大落低了占领空间，且大大提高了选粉效率。机体工作运行平稳，安装维修方便。选粉机设计的要紧特点是采纳笼式转子结构，即在选粉机拆除风叶，在原风叶盘上安装笼式转子，改造撒料盘，提高抛撒能力使物料能均匀的分散于分级区内。将主轴驱动电机改为调速电机，改变皮带速比加大风机的转速来提高循环风量。

关键词：笼式转子；高效选粉机；类比法；旋风筒；选粉效率；约束内锥

III

Abstract

Selectedinordertoimprovethecementgrindingsystempowdersystemchoosepowderefficiency,reducecyclicload,thistopicdesignsthecementringofwindflowsystemswithcageclassifier.Windcagerotorclassifierishighinthethinclassifieronthebasisofthesetofsuspendedpreliminaryclassificationandplanevortexclassificationtechnologyinabody.Designedforcementgrindingsystemadapttothenewstandardandthepatentproducts.Usingtheanalogymethod,combiningtheadvantagesofotherclassifier,determinetheoveralllayoutschemeofshellconeintheappropriatelocationlayoutconstraints.Tostabilizethechoosepowder,indoorgasflowfieldandenhancetheeffectofselectedpowder;Finepowderseparationandcollectiondeviceadoptshigh-efficiencylow-resistancecyclonetube.Improvethecollectionoffinepowderandultrafinepowderquantityatalllevels.Theimprovementofshellisbeneficialtoreducethewindresistanceofthesystem,improveefficiency.Classifierusingcompactoveralldesign,greatlyreducestheoccupiedspace,andgreatlyimprovetheefficiencyoftheselectedpowder.Airframeworksmoothoperation,easyinstallationandmaintenance,Classifierdesign,themaincharacteristicistousethecagerotorstructure.Intheclassifiertodismantletheblades,areinstalledontheoriginalwindsmallcagerotor.Transformationandrawmaterial,improvetheabilityofscattersmaterialcanbedispersedevenlyintheclassificationzone.Changethespindledrivemotortospeedcontrolmotor,thebeltspeedratioincreaseairvolumefanspeedtoimprovethecycle.

Keywords：cagerotor;highefficiencyseparator;analogymethod;cyclone;powder-selectingefficiency;connectinnercone

IV

1概述

1.1研究的目的与意义

随着建造业的进展，以及水泥颗粒方面的研究，人们对水泥颗粒的要求也来也科学，并且对相应的水泥工业的粉磨系统业提出了相应的要求。水泥的粉碎机对物料的粉碎要紧是依赖研磨体对物料的冲击、挤压与研磨作用来实现的。这种冲击及研磨作用是经过研磨体的表面传递给与之相接触的物料的，属于单颗粒粉碎。由于单颗粒粉碎的偶然性，使大量的能量消耗在研磨体之间及研磨体育磨机衬板之间的碰撞与磨损上，因而其效率非常低。目前，普通在以下两个方面加以改进，以提高球磨机的粉磨效率。一是改变内部装置。节能衬板、可调隔仓板的研制成功，为粉磨系统落低了能量。第二方面是改变粉磨系统，将原来的开路粉磨系统改为闭路粉磨系统。与之相应的，选粉机也因技术进展的需要，为提高选粉效率，落低系统能耗，由传统的第一代离心式选粉机、第二代旋风式选粉机进展到第三代高效选粉机。

作为闭路粉磨系统的一具重要的配套设备—选粉机，尽管本身并无粉碎物料的作用，但其性能好坏直截了当妨碍到系统的运行状态，即妨碍到系统的粉磨效率、产量及能耗。所以，高效选粉机技术的研究具有重要意义。要紧体如今以下几个方面:

A．粉磨系统增产落耗的要求。

与高效选粉机配套的粉磨系统，具有更高的粉磨效率、产量及较低的能耗。配有传统选粉机的闭路粉磨系统，在生产普通细度的水泥时，单位能耗并别比开路低；生产高细度水泥时，虽然与开路比，电耗落低、产量提高，但与生产普通细度水泥相比，产量有较大幅度的下落。而假如采纳高效选粉机，尽管也有类似现象，但其落低幅度明显减小。

B．水泥质量要求的提高，也对选粉机提出了更高的要求

一方面是使用厂家对水泥质量的要求提高，另一方面是人们对水泥质量认识的进一步深入，使得在评价水泥质量方面的一些观点发生了变化。最初，作为水泥质量要紧指标之一的水泥细度是筛余操纵的，用筛余操纵只能反映成品中粗颗粒多少，别能反映全部颗粒的粗细事情；而后进展到比面积操纵，水泥越细，比表面积越大。研究表明，水泥颗粒组成种别同粗细的颗粒对水泥水化性能的作用是别同的。3-30μm的颗粒是水泥的要紧活性部分、承担强度增大的要紧粒径。由此可见，水泥质量与水泥成品中3-30μm颗粒的含量有非常大关系。而在水泥粉磨作业中，要得到某一粒径范围含量较高，分布相对较窄的水泥产品，惟独经过高校选粉机来调节、操纵，否则难以实现。

C．高效选粉机的研究成果，即可拓展到非金属矿、化工、食品等行业的分选技术中；也对超细粉粉机技术的研究具有一定的参考价值，而超细粉的分级又是机械法制备超细粉领域中的一具关键技术。

V

1.2选粉机的进展历史

1.2.1第一代选粉机

即离心式选粉机，或称为一般空气选粉机。该机是英国芒福特(Mumford)和穆迪(Moody)发明的。要紧原理是借助于物料颗粒在气流中，由于上升气流的浮力、相对运动的气体阻力、离心力、重力之间的平衡使大小别同的颗粒产生别同的等速运动而使颗粒分级。该机的特点是将空气选粉机、循环空气风机以及从空气中分选细粉的旋风筒组合成一具单机系统。Gayco型和Sturtevant型选粉机为其代表。（如图1.1和图1.2所示）。

图1.1Gayco型选粉机构造图

图1.2Sturtevant型选粉机构造图

VI

1.2.2第二代选粉机

即旋风式选粉机。该机于六十年代初由联邦德国威达克公司为解决第一代选粉机在内部循环的空气选粉机存在的上述咨询题，改进而来的。该机要紧特点是将离心式选粉机的气流机内循环改为外部循环供风系统，带多个小旋风筒的空气动态选粉机。用小旋风筒代替大直径外筒来收集细粉，提高了料气分离的效率，使循环气流中的含尘浓度大为落低，克服了颗粒沉落的干扰妨碍。并且粗粉在落降过程中增加了二次选粉的机遇。这些措施较大地改善了选粉效果。在结构方面亦可制成大规格以习惯水泥设备大型配套的需要。洪堡-维达格型旋风式选粉机为其代表。（如图1.3所示）。

图1.3洪堡—维达格型旋风式选分机

1-电动机；2-减速器；3-进料溜槽；4-空气除尘器；5-主轴承；6-旋风收尘器顶部；7-下料管；8-分级带；9-离心分级装置；10-旋风收尘器；11-回转撒料盘；12-气流；13-导向装置；14-入孔盖；15-细粉；16-锥形机壳；17-粗料室；18-粗粉；19-下锥体；20-粗料卸料口；21-细粉卸料槽；22-风管；23-风门调节阀；24-鼓风机；25-电机；

1.2.3第三代选粉机

即高效选粉机。良好的分散度是实现高效率分离的前提条件，也是使整个分离区的空间得到充分利用的关键。分散度别高是往常选粉机的一大缺点，高效选粉机算是为解决上述咨询题而浮现的。1979年XXX小野田公司开辟了O-sepa选粉机是其典型的代表。它是一种高效涡流型选粉机，别仅保留了旋风式选粉机外部供风、循环气流高效分离、二次选粉等优点；而且应用平面螺旋气流选粉原理，以笼式转子代替小风叶，气流经过导向叶片切线进入，在整个选粉区内气流稳定均匀，从而消除了离心式选粉区内风速梯度、分离粒径趋于均匀和边壁效应。颗粒自上而下有多次分选机遇，最终又经三次风再次分选，所以分选效果好，其产量、动力消耗和水泥质量都有非常大的改善。（如图1.4所示）。

VII

图1.4O-Sepa高效选粉机示意图

1.3选粉机技术进展状况

随着新型干法窑的进展，水泥工业生产中的热耗有了大幅度的下落，而电耗反而有所上升。所以，怎么落低水泥生产占耗电的65%～70%的磨机粉磨作业中的电耗，是当前水泥工业工作者极为关注的课题，也是节能的重要课题。并已研究挤压磨，新型立磨，高细磨和高效选粉机等机电设备，取得了落低粉磨电耗的效果。

当前，世界各国在粉磨生产作业中，都将开路系统改变为闭路系统，落低电耗，在国际上水泥工业的粉磨系统，一向组合工艺，机械，电气，组合机组进展；二在生产工艺上向采纳高效选粉机方向进展；三向组合立进展。仅就选粉机来讲，各国水泥公司开辟部门都对选粉机举行了大量的研究工作，并纷纷推出各自的新型高效选粉机，如XXX小野田的O-sepa选粉机，三菱公司的MDS型，FLS的Sepax型，西德伯力鸠斯的Caropol，石川岛播磨公司的SD型，西德洪堡公司维达格的ZVB-J型选粉机，品种繁多，我国对O-Sepa选粉机作了技术引进。新型选粉机的特点可归纳如下：

(1)在选粉机结构中采纳新的物料分散装置，使入选粉机的物料能得到良好的分散度，提高β值，使其粗细颗粒均匀分散。

(2)在选粉机内部操纵空气流向的装置，竭力减少涡流对选粉机的干扰。

(3)扩大选粉机的粗细分离能力和区域部位，延长物料分选时刻。

(4)在生产工艺中引入新的热风或冷风，使之减少物料的内循环，使选粉机具有烘干生料，冷却水泥，还有微粉碎的功能。

(5)在分离上是使静态和动态选粉机装置，组成为一体化，称之为组合机型，以简化工艺流程。

总之，基本上为了提高选粉效率，选出需要分级的产品，减少设备分量，简化流程等等，以减低能耗，提高产量，有利于向高效化，组合化进展。

从世界各国统计，离心式选粉机在使用数量上占有较多地位，我国也是离心式选粉机

VIII

为多，旋风式选粉机在60年代开始开辟的，O-Sepa选粉机在80年代引进的。如今我国对第一、二代选粉机稍加改进，分不称为离心式高效选粉机和旋风式高效选粉机等，尽管有的还达别到高效的水平，但性能确有提高。高效涡流型选粉机相关于第一、二代选粉机，分选效果好，其产量、动力消耗和水泥质量都有非常大的改善。要紧是由于采纳笼式高效选粉机，尽管它以其卓越的性能得到人们的确信，但它结构复杂，加工创造费用较高，还要增加收集成品的高浓度袋式收尘器，同时操作要求及治理要求也相应较高，所以，关于中小水泥企业来讲，是一具困难的决策。

针对我国的国情，在选粉机的进展上举行了多次的改进，也进展了各种各样的高效选粉机。转子式选粉机是在旋风式选粉机的基础上进展而来，结合了三种选粉机的结构及性能特点，投资较省，选粉效率较高。采纳离心力场作为分级力场，结构上采纳笼式转子。思考到选粉机内气流运动及分布的特点，转子采纳倒锥形结构，以保证粉机分级室内分级力场的稳定。

在100多年来选粉机虽有新的进展和改进，但未能脱离离心分离，运用机械旋转叶轮或风叶片等机械结构的范畴内，在减少物料的内循环，提高分级分散性能方面，都做了大量的工作，都取得非常大成果。

1.4选粉机进展趋势

随着我国节能落耗的别断深入，水泥行业要得到可持续进展，就必须走资源节省型、环保型的道路，这就要求我们进展高性能水泥，减少混凝土中水泥的用量。所以对水泥质量和节能落耗提出了越来越高的要求。实际上这也是对选粉机的研究提出了方向，高性能选粉机的研究和开辟应是选粉机今后的进展趋势。所谓高性能选粉机应该是别仅选粉效率高，而且具有能明显改善产品的颗粒分布、分级精度高、设备能耗低、磨耗低、阻力损失低等特点。优秀的选粉机要求具有良好的分散功能、最先进的分级机理、便宜而有用的收集装置。

IX

2总体方案论证

2.1课题的来源、内容和技术要求

现今设计高效有用的选粉机能够基于以下几个关键技术：

a.悬浮分散技术

需选粉的物料首先要求有良好的分散性，特殊是关于由于静电吸附作用和水份超标而易造成结团的物料，惟独良好的分散，才干更好的分级。在物料进入主选粉室前，举行缓冲均布物料，并对物料举行分散，对成团的物料和粗细颗粒举行初步的分离分级，使其进入主选粉室有一具更为充分的分散分离，给后续的选粉制造良好条件。

b.平面涡流分级技术

选粉气流经过水平切向进入选粉室内，形成一具旋转涡流气流，与旋转的转笼形成一上下稳定的内外压差，气流稳定均匀，物料颗粒在此基础上有一具非常稳定的强力选粉离心力场，从而能达到精确的分级。

c.内循环收集技术

采纳高效低阻旋风筒，布置在主机身边，形成一具整体，有效地简化了系统的工艺流程，减少了占地面积，落低了后续布袋除尘器的负荷和要求，落低系统的一次性投资及装机容量。

所以我们设计的选粉机结构形式定型为涡旋式分离，旋风筒收集。

2.2改进设计方案

2.2.1改造机理分析

关于圈流粉磨系统，要提高整个粉磨系统产量，提高选粉机的选粉效率是重要手段之一。旋风式选粉机选粉效率虽比离心式高，但普通也只能达到60％左右。为了提高选粉机选粉效率有点厂挑选较大规格选粉机或用两台串联或并联来落低选粉机负荷，如此选粉效率虽有增加，但设备投资和电耗增加。有点厂在撤料装置上举行改进，取得一些效果，但在全然上没有大的改进。现有使用的旋风式选粉机存在咨询题要紧有以下几个方面：

(1)产品细度调节因难

旋风式选粉机细度调节要紧依赖调节风叶的数量和循环风量。风量大时，容易地粗，风量小时，细度能保证，但效率下落。如江西水泥厂也浮现如此的事情，选粉效率共有40％左右，循环负荷达400％以上、大量合格细粉更新回磨，磨头冒灰严峻，由于垫层作用，粉磨效率明显落低。有点厂循环风别敢用脚，有的只使用风机名牌风量的一半，这别仅使能量彻底消耗在挡板上，而且增大了料风比。为了防止产品跑粗甚至用支风管把循环风直截了当导入选粉机上部旋风筒进口处使气流部分短路，造成选粉机气料比和风选能力大大落低。

X

(2)撒料盘撒料别均匀

撤料盘多采纳光板圆盘式．由于粉料和盘面有相对滑动，粉料在圆盘边缘抛撤的初速度别高，使粉料抛降距离和分散性别够；

(3)风叶的负作用

靠风叶操纵细度的别脚之处于：(1)当风量大时别合格的粉随气流上升速度大于相邻叶片旋转速度就易跑粗。风量小时合格细粉也会松叶片多次碰撞而降人粗粉中被收集，使效率下落。(2)叶片在重力分级区的旋转．破坏了旋转上升气流的流向，严峻干扰了气流上升和颗粒沉落两相流相对运动的规则运动。并占领了有效分级空间，气流阻力也比较大。(3)叶片旋转时，叶片背