新型立式磨粉機結構和性能的分析與研究

張偉偉，王贊斌，臧 營

（河南黎明重工科技股份有限公司，河南 鄭州 450001）

立式磨粉機是一種廣泛應用在磨粉行業中的設備，它具有很好的工作性能。立式磨粉機在長時間的工作過程中，耐磨部件會因為損耗遭到破壞，影響磨粉機的使用效果。因此，通過研發一種新型的立式磨粉機，能夠有效解決工業原料的腐蝕性大、硬度強等問題，還能夠簡化磨損部件的更換復雜性，降低噪音等功能，進而提升磨粉設備的作業效果。

1 新型立式磨粉機結構及工作原理

新型的立式磨粉機主要是由底座、發電機、磨輥、磨盤等部件構成，采用“一盤托六輥”的設計方法，將6個輥均勻放在磨盤上，然后將每個輥都對應在液壓缸上，來實現單獨控制，進行作業。新型立磨工作時需先啟動分級機器，等到設備開始運轉的時候，再啟動磨粉機的主電機。電機通過控制減速器，來驅動磨盤進行工作。當磨粉機進入工作狀態后，氣流會沿著“設備的進氣口-內壁通道-磨粉機”的流通過程，在磨粉機的內部形成上旋氣流，并將部分物料存儲進入楔形的磨盤中，形成工作腔。設備磨盤上的磨輥在摩擦的作用下，會沿著懸臂進行自轉運動。同時，物料從下料口落在磨盤中央，由于離心力作用，物料從磨盤中央向磨盤邊緣移動，經過磨盤上的環形槽時，受到磨輥的碾壓而粉碎，被粉碎的物料繼續向磨盤邊緣移動，直到被風環處的氣流帶走，而大顆粒物料又掉落到磨盤上繼續粉碎。氣流中的物料經過上部的分離器時，在導向葉片的作用下，粗料從錐斗落到磨盤上，細粉隨氣流一同被系統的集塵器收集，被收集的粉料即為立磨磨出的產品。該立式磨粉機是融合了最新的臺灣磨輥技術和德國選粉技術，在普通立磨的基礎上，依托多年來的磨機生產經驗，自主設計開發LUM系列超細立式磨粉機。它實現了一次性超細粉磨、分級及輸送等工作，已經成為了制粉行業的首選設備，并廣泛應用于化工、冶金、非金屬礦等行業。這種新型的立式磨粉機兼具多種優點。首先，它采用立磨料層粉磨原理，杜絕過粉磨，保證產品白度。且成品粒度小于2μm顆粒含量最高可達70%，同時具有325目低殘留的特性，也適合從中二次分選出更細粒徑的成品，保證了成品的優良品質。其次，由于特殊設計的輥套和襯板的研磨曲線使得磨機，可一次粉磨至所需的細度，能夠有效提升研磨效率，其產能是普通微粉設備的3倍～6倍。

2 新型立式磨粉機耐磨材料的更換方法

根據輥磨原理可以得知，立式磨粉機在磨粉的過程中，物料會在磨輥和磨盤的相互壓力中，產生滑動效果，進而發生摩擦作用。如果磨粉機一直處于負荷運載狀態，磨盤與磨輥之間的摩擦不斷增加，進而產生持續振動問題，導致磨損元件的磨損程度較大，影響了磨粉機的使用效果。為解決材料的磨粉快速及磨損部件的更換頻繁問題，新型立式磨粉機做出了以下設計：①當磨粉機工作的時候，磨損結構處于正常的工作位置，可以通過液壓系統施加壓力，來讓磨盤持續壓迫磨輥，進而粉碎物料；當磨盤和磨輥的耐磨元件需要進行更換的時候，液壓缸會產生收縮效果，抬升磨輥，放松絞點。②通過液壓缸和磨輥連接處，將絞點旋轉到磨輥的下方（30°角），然后將磨損元件移出設備中，更換輥皮。同時，要將磨盤上的耐磨板進行快速釋放，來完實現磨損部件的更換工作。通過這樣的方法，可以實現磨損元件的快速更換，進而節約磨粉機的運行成本和停工時間，來提升綜合生產效益。

3 新型立式磨粉機的參數設計及結構性能設計

（1）新型立式磨粉機：出料的顆粒度為0.044mm；磨盤的直徑為2600mm；磨輥的數量為6個；主電機工作功率為250kW；處理量為30t/h～40t/h，液壓力為8Mpa～10Mpa；物料的莫氏硬度小于7(是立式磨粉機，數據正確)。

（2）新型立式磨粉機結構具有以下突出特點：①工作原理新穎。物料由進料管進入,經分散板撒到上升的氣流中,物料中的粉磨介質碎片在重力作用下,克服上升氣流的阻力下落,由排渣口排出.挾帶著粉體的氣流上升至分級部分,通過導流葉片進入轉子進行分級.導流葉片可使氣流和粉體顆粒產生回轉運動,進行預分級,并捕集由轉子甩出來的粗顆粒,還可使氣流的速度在整個轉子的高度上均勻分布.被導流葉片捕集的粗顆粒落到粗粉錐體上,由粗粉出口排出,而細顆粒與氣流經過轉子葉片進入轉子中部,由細粉出口送往收集裝置。為進一步研究不同個數的磨輥對物料研磨質量的影響，本文設計了實驗。實驗環境是在床料厚度一定的情況下，通過不斷增加磨粉工作腔的數量，測試物料的磨粉細度。在功率不斷增加的情況下，來測試磨輥速數量和研磨質量的關系，數據如下：實驗一，兩磨輥產量為10.6，4磨輥為20.8，6磨輥為30.4；實驗二，兩磨輥產量為8.4，4磨輥為22.1，6磨輥為29.7；實驗三，兩磨輥產量為11.2，4磨輥為23.0，6磨輥為31.0。實驗四，兩磨輥產量為7.2，4磨輥為21.1，6磨輥為28.6；實驗對應的出料粒度合格數據：實驗一，2磨輥43%，4磨輥為80%，6磨輥為98%；實驗二，兩磨輥46%，4磨輥78%，6磨輥99%；實驗三，兩磨輥45%，4磨輥80%，6磨輥99%；實驗四，兩磨輥44%，4磨輥78%，6磨輥98%。可以看出，6個磨輥的研磨物料的質量與合格率要大于2輥和4輥。因此，當物料的厚度一致，通過增加磨輥的數量，能夠提升物料的精細度。②立式磨粉機的安全保護系統。在磨粉機工作過程中，如果出現了磨盤上的物料過多或者物料的質地過硬，無法被粉碎，比如鐵塊、鋼等物質，就會發生堵塞的現象。為解決這個問題，保證磨粉機器的工作性能良好，新型的立式磨粉機設計了抬起裝置，將6個磨輥和6個分別獨立的液壓系統進行連接，同時，還將液壓系統和蓄能器進行連接，來實現針對性控制。③磨損元件的設計。該新型的立式磨損機器是主要是通過錐形的內容工作區域，保證元件的磨損程度均勻，降低設備的振動頻率。錐形設計是指磨盤的邊緣有輪胎式的溝槽，來形成回路區域，防止物料濺出。這樣的設計可以使工作腔的分布更為均勻，提升研磨工作區域的面積，使得物料受力更為均勻。磨粉機的整套結構是由主機、分析機（選粉機）、提升機、電磁振動給料機、電控電機等組成。其中主機由機架、進風蝸殼及電機組成。主機工作時是磨輥在離心力作用下緊緊地滾壓在磨環上，由鏟刀鏟起物料送到磨輥和磨環中間，物料在碾壓力的作用下破碎成粉，然后在風機的作用下把成粉的物料吹起來經過分析機，達到細度要求的物料通過分析機，達不到要求的重回磨腔繼續研磨，通過分析機的物料進旋風分離器分離收集。

4 結論

綜上所述，通過選用6輥共磨的新型立式磨粉機，能夠提升物料的研磨質量。在此基礎上，當磨盤上的磨輥數量增加后，相應的物料研磨面積就會增加，研磨質量和顆粒度就會得到優化，進而充分研磨物料，確保了物料的質量，提升工作效果；同時，當磨粉機工作的時候，磨損結構處于正常的工作位置，可以通過液壓系統施加壓力，來讓磨盤能夠壓迫磨輥，進而粉碎物料。安裝好立式磨粉機的安全保護系統，合理設計磨損元件，能夠提升物料粉末的細度和質量。

[1]董攀輝．新型盤輥式磨粉機及其關鍵部件的分析研究[D]．鄭州大學,2014．