圓筒混料機(jī)的設(shè)計(jì)研究

陳月貴 姜興乾 蘇華禮

摘 要：隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，冶金工業(yè)也得到了蓬勃的發(fā)展，由于混料機(jī)在冶金工業(yè)中有著廣泛的用途，進(jìn)而社會(huì)對混料機(jī)的需求越來越大。通過對圓筒混料機(jī)的總體設(shè)計(jì)，解決了以往圓筒混料機(jī)容易撒料、設(shè)備壽命低、安裝、調(diào)試不便等問題。該圓筒混料機(jī)具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、耐沖擊、耐磨損、使用壽命長、安裝維修調(diào)試方便，并且生產(chǎn)效率高、安全可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：圓筒混料機(jī)；混料機(jī)；混合設(shè)備；安全生產(chǎn)

中圖分類號：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Bdoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.08.001

Abstract： With the progress of society and the development of economic， metallurgical industry has been booming development. The demand for mixer is growing because it has a wide range of applications in the metallurgical industry. This article is about the overall design of the drum mixer to solve the spread of materials， low equipment life and the inconvenient problem for installation and commissioning. This drum mixer runs smoothly， and has good impact and abrasion resistance， longer equipment life， and easily for installation and commissioning. This drum mixer also has a series of advantages ，such as high efficiency ， security and reliability.

Keys： drum mixer； mixer； Mixing equipment； Safe production

1 引言

混合設(shè)備是一種量大面廣，品種繁多的機(jī)械產(chǎn)品，在化工、冶金、醫(yī)藥、造紙、化妝品、涂飾材料、食品、飼料及廢水處理等行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)和國外的發(fā)展都很快，尤其是圓筒混料機(jī)，它結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，混合和造球效果好，目前應(yīng)用最廣泛。在全國各地?zé)Y(jié)廠的燒結(jié)原料作業(yè)中，不論是一次混合還是二次混合均選用圓筒混料機(jī)[1]，經(jīng)過長期實(shí)踐和改進(jìn)，并隨著燒結(jié)機(jī)向大型化方向的發(fā)展，與之相配套圓筒混料機(jī)的規(guī)格也相應(yīng)增大，結(jié)構(gòu)也有了很大發(fā)展，新型圓筒混料機(jī)就是這一發(fā)展的產(chǎn)物。本次設(shè)計(jì)研究的是圓筒混料機(jī)的總體設(shè)計(jì)， 解決了以往圓筒混料機(jī)容易撒料、設(shè)備壽命低、安裝、調(diào)試不便等問題。

2 混料機(jī)設(shè)計(jì)方案分析

2.1 混料機(jī)混合原理分析

物料進(jìn)入筒體后借助于筒體旋轉(zhuǎn)的離心力，被帶到一定高度后向前方落下，由于筒體是傾斜的，物料落下成一角度，沿筒體軸線方向向前翻滾、滑動(dòng)，物料在多次這樣的運(yùn)動(dòng)中混合均勻，在混合過程中加入適量的水，由于水表面的張力及物料與筒壁之間，物料與物料之間互相摩擦，在筒體內(nèi)不斷的翻動(dòng)、滾動(dòng)來達(dá)到混勻的目的。

混料機(jī)傳動(dòng)裝置采用“電機(jī)—液力偶合器—硬齒面減速機(jī)—開式齒輪—慢速驅(qū)動(dòng)裝置”的結(jié)構(gòu)形式。在主電機(jī)端加裝液力偶合器以減小主電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，如加調(diào)速型液力偶合器，還可對混合機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)整；另一端設(shè)有慢速驅(qū)動(dòng)裝置，微動(dòng)時(shí)通過爪型離合器使筒體正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以便于混合機(jī)的安裝、調(diào)試和維修；當(dāng)混合機(jī)正常工作時(shí)，爪型離合器使微動(dòng)電機(jī)與減速機(jī)脫離，見下圖[2]。

筒體為圓形鋼結(jié)構(gòu)。兩端各有一個(gè)滾圈，坐在四個(gè)托棍上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。圓筒混合機(jī)筒體的進(jìn)料端高于出料端，使筒體具有一定傾角；滾圈下部兩側(cè)設(shè)有擋輪裝置，以限制混合機(jī)軸向竄動(dòng)。為提高混合效率，在筒體內(nèi)壁鋪有稀土含油尼龍襯板。襯板根據(jù)混勻、潤濕、制粒三種不同的功能，采用不同的材質(zhì)，從進(jìn)料口到出料口根據(jù)各段作用不同，設(shè)計(jì)成不同形狀及加水曲線，以便物料的導(dǎo)入、潤濕、混勻后導(dǎo)出。物料的潤濕是靠筒體內(nèi)給水裝置實(shí)現(xiàn)的。

2.2 混料機(jī)對人的影響及解決方法

伴隨著時(shí)代的發(fā)展，“以人為本”的理念也越來越突出的表現(xiàn)出來。改革開放之前，在工業(yè)生產(chǎn)尤其是冶金工業(yè)中普遍存在著安全防范不到位、勞動(dòng)環(huán)境差、勞動(dòng)超負(fù)荷等不規(guī)范現(xiàn)象。隨著時(shí)代的進(jìn)步，人的健康與安全首先得到考慮，特別是要求工作環(huán)境必須是良好的，把工作對人的危害降到最低。在冶金工業(yè)中有著大量粉塵、礦石顆粒漂浮在空氣中，這種狀況在本次設(shè)計(jì)中得到改善。

機(jī)器的振動(dòng)主要是有筒體轉(zhuǎn)動(dòng)引起，增加筒體運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性有利于減小振動(dòng)。在混料機(jī)上加裝機(jī)械擋輪裝置或液壓擋輪裝置，就會(huì)減少混料機(jī)圓筒運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的軸向竄動(dòng)；另一方面，從原料進(jìn)入筒體到混合完畢，都應(yīng)該盡量減少原料與外部環(huán)境的接觸，避免礦石顆粒散布于空氣中，這就要在排料端加裝一個(gè)排氣筒，把那些帶有粉塵的廢氣排出。在給料端用筒式給料裝置替代集中供料的皮帶傳送裝置，對混料機(jī)的改進(jìn)也有很大幫助，這樣不僅有助于生產(chǎn)率的提高與機(jī)器設(shè)備的使用保養(yǎng)，減少污染，更有利于人的健康。

3 混料機(jī)設(shè)計(jì)，理論計(jì)算

3.1 總體方案確定

3.1.1 傳動(dòng)方案的選擇

燒結(jié)廠中應(yīng)用最廣的混合設(shè)備就是圓筒混合機(jī)，其傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)是否正確，制造質(zhì)量如何，安裝、檢修和維護(hù)的好壞，對圓筒混料機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和電耗都有極大地影響。隨著圓筒混料機(jī)的大型化，它所需要的動(dòng)力越來越大，就顯得更為重要。其傳動(dòng)形式有中心傳動(dòng)和邊緣傳動(dòng)。

（1）中心傳動(dòng)：中心傳動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)，同時(shí)減速機(jī)的輸出軸與圓筒混料機(jī)中心線應(yīng)在一條直線上。中心傳動(dòng)分為單傳動(dòng)和雙傳動(dòng)兩種形式。中心傳動(dòng)被廣泛用于1000～7000 kW以上的傳動(dòng)中。

（2）邊緣傳動(dòng)：邊緣傳動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)，再由小齒輪帶動(dòng)安裝在筒體上的大齒圈進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，即帶動(dòng)筒體回轉(zhuǎn)。此傳動(dòng)形式適于相對小的功率傳動(dòng)。

經(jīng)比較此次設(shè)計(jì)傳動(dòng)形式確定為邊緣傳動(dòng)。具有結(jié)構(gòu)合理、操作簡便、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、使用壽命長、作業(yè)率高、安裝維修調(diào)試方便。

3.1.2 混料機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算

已知設(shè)計(jì)參數(shù)：混料機(jī)生產(chǎn)能力G=570 t/h；物料堆比重γ=17 t/m3；物料安息角φ=25°。

3.1.3 筒體傾斜角α

一般混合一次混合筒體傾角不大于4°，在保證產(chǎn)量的情況下，為充分發(fā)揮設(shè)備的能力，加強(qiáng)混勻以及造球效果，允許考慮降低混合機(jī)傾角，且由統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，多數(shù)燒結(jié)廠一次混合均采用25°。

因此通過類比法初選傾斜角α=25°，sinα稱為混料機(jī)的斜度，故sinα=004362。

3.1.4 筒體轉(zhuǎn)速n、混合時(shí)間t

混料機(jī)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速一般為6～8轉(zhuǎn)，因此設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為：n=7 r/min。

一次混合時(shí)間大約為2 min，實(shí)際生產(chǎn)中為保證良好的混勻效果，通常要加長混合時(shí)間。故先選用設(shè)計(jì)混合時(shí)間為：t=3 min。

4 結(jié)論

本次設(shè)計(jì)的圓筒混料機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）采用開式齒輪傳動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)合理、操作簡便、使用壽命長、效率高、維修方便等特點(diǎn)。

（2）筒體采用鋼板卷制成筒體后焊接，再與兩滾圈、大齒圈的連接板焊為一體后整體退火。采用這種設(shè)計(jì)及加工工藝，保證了筒體、滾圈、大齒圈中心線的一致性，使設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)與噪聲大大減小。

該圓筒混料機(jī)具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、耐沖擊、耐磨損、使用壽命長、安裝維修調(diào)試方便，并且生產(chǎn)效率高、安全生產(chǎn)可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)。

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