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高壓輥磨機(jī)是新一代水泥工業(yè)專用粉末設(shè)備，與傳統(tǒng)的粉磨機(jī)相比具有能耗低、高產(chǎn)量等特點(diǎn)。砂場(chǎng)使用的主軸沖擊式破碎機(jī)對(duì)進(jìn)料為0.03 m左右、抗壓強(qiáng)度為250 MPa的河卵石進(jìn)行修整加工，產(chǎn)量為250 t/h。由于其粒度不能達(dá)到市場(chǎng)急需的小于0.005m的要求，現(xiàn)需設(shè)計(jì)一種能將粒度為0.03 m的河卵石直接破碎為粒度小于0.005m的高壓輥磨機(jī)，且每小時(shí)產(chǎn)量為140 t/h的輥壓機(jī)。
Pro/E是一款兼具三維建模、有限元分析及運(yùn)動(dòng)仿真的三維設(shè)計(jì)軟件，綜合考慮各種三維設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)效率及結(jié)果精確度，本研究采用Pro/E作為設(shè)計(jì)分析軟件。通過Pro/E將高壓輥磨機(jī)的三維模型繪制出來(lái)，再通過有限元分析模塊對(duì)高壓輥磨機(jī)的重要組件如機(jī)架、輥系實(shí)施仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對(duì)試機(jī)數(shù)據(jù)的收集分析并將此數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)對(duì)比分析，最終確認(rèn)高壓輥磨機(jī)的設(shè)計(jì)方案的合理性。
兩個(gè)壓輥由傳動(dòng)軸帶動(dòng)，滑動(dòng)滾兩端軸承座與油缸相連，在壓力作用下使軸承座在機(jī)座上平行移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)加工物料作用。與常用的磨機(jī)工作原理不同之處在于：進(jìn)入輥磨機(jī)的物料是通過擠壓達(dá)到理想粒度的，而不是直接由輥?zhàn)由系闹攣?lái)擠壓。這些柱釘安裝在相向旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)由希佔(zhàn)又g的壓力可高達(dá)300 MPa（這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于進(jìn)料的強(qiáng)度）。
高壓輥磨機(jī)的通過量取決于輥?zhàn)訉⑦M(jìn)料拉入壓縮區(qū)的能力、進(jìn)料的特性和機(jī)器的自身?xiàng)l件。要提高輥面的耐磨程度，可在輥面焊接耐磨損的材料或在輥面安裝高出輥面數(shù)毫米的硬質(zhì)柱釘。單個(gè)物料的破碎是點(diǎn)接觸，這樣的破碎形式會(huì)極大加速輥面的磨損，降低輥面使用壽命，因此高壓輥磨機(jī)致力于大量物料在壓縮區(qū)得到高壓力的研磨。高壓輥磨機(jī)連續(xù)的高壓力研磨不僅作用于進(jìn)料中大塊的物料，還作用于進(jìn)料當(dāng)中的小塊物料，就連大塊物料在高壓力作用下擠壓生成的小塊物料也會(huì)被高壓輥磨機(jī)再次擠壓研磨。這使得實(shí)際中進(jìn)料中會(huì)有高達(dá) 70%的粒度大于輥縫間隙的物料能成功研磨。
高壓輥磨機(jī)的原料抗壓強(qiáng)度為250 MPa，出料粒度為0.005 m，電機(jī)功率最大值為320 kW。由高壓輥磨機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)高壓輥磨機(jī)用于處理抗壓強(qiáng)度為300 MPa以下的石料時(shí)，高壓輥磨機(jī)輥系的比壓力的最佳取值為3860 kN/m2，輥?zhàn)拥淖罴艳D(zhuǎn)速為40 r/min。通過0.6 m的輥輪直徑的計(jì)算及分析，選出最能滿足要求的設(shè)計(jì)參數(shù)。如圖所示可求出高壓輥磨機(jī)嚙合角β。
通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)此次開發(fā)的高壓輥磨機(jī)的輥徑和輥寬定為0.61 m和0.56 m時(shí)能滿足砂場(chǎng)的產(chǎn)量需求。當(dāng)輥徑D=0.61 m，β=16.067時(shí)，液壓系統(tǒng)總壓力F=1.25734 kN，輥寬B=0.56 m，生產(chǎn)率Q修正=144.19 t/h。
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