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立磨机总体结构设计和液压系统
【摘 要】立磨机因其细磨效率高、节能效果好、噪音低等优势被广泛应用于冶金、化工、建材、轻工、材料等行业.基于此,本文笔者对立磨机的总体结构进行了设计,并分析其工作原理,进而讨论液压工作过程,这对提高加工效率,降低生产成本具有重要意义.旨在为液压支架总体结构设计提供参考.
【关键词】液压支架；工作原理; 安全系数；液压系统
本文主要对立磨机的总体结构进行了设计,并阐述了各组成部分的作用.基于总体结构设计和工作过程分析,研究了立磨机的工作流程及加工原理.此外,对物料的受力情况进行了分析并作理论推导,结果表明,辊盘转速可通过辊盘半径进行初步确定,这对实现理论指导实际具有重要价值.通过液压系统原理分析,可进一步明确辊轮的加压、保压和卸压过程,进而达到提高工作效率的目的.
1. 立磨机工作原理介绍
1.1 立磨机的构造
立磨机的结构比较简单.工作时, 待磨物料从筒体下端压力给人, 旋转的螺旋搅拌器驱动磨矿介质作上下垂直循环运动.切向螺旋线运动以及强烈的自旋运动, 物料受到磨矿介质的强烈磨剥而粉碎.
1.2 立磨机工作过程分析
立磨机研磨工作过程原理图如图1 所示.物料通过原料入口经过锁风阀、导料槽进入磨盘中间；在减速器主轴的带动下,磨盘开始转动,辊轮在摩擦力作用下也开始转动.物料在离心力状态下向磨盘边缘移动,并被送人辊轮与磨盘问进行粉磨,而磨辊由液压系统进行增压、减压以满足粉磨要求,并根据物料硬度进行调整.物料颗粒受到挤压之后,将在磨盘的运动轨道上会形成料床,而颗粒之间的相互挤压和磨擦又引起棱角和边缘的再次剥落,这就起到进一步粉碎物料的作用.物料在研磨过程中逐渐向盘边运动,直至被推向边缘,此时,热气流从喷口环自下而上高速带动溢出的粉磨物料上升,较大的颗粒重新返回到磨盘进行再次粉磨,而符合要求的较小颗粒则在热气流的带动作用下进入选粉器内.选粉器内有多排叶片,并在电动机带动下旋转,从而合格的成品被收集起来,并从粉磨出口排出.特别难研磨的料块及其它杂质可通过刮板和出渣口排出磨盘之外,并经过分选后由提升装置重新送入物料入口,进行下一轮的
物料.在整个研磨过程中,物料与热气流的相互接触时可被烘干,达到所要求的产品水分.
1.3 物料受力原理分析
基于上述分析,立磨机在工作过程中,物料的研磨粉碎是比较关键的.如果磨盘的转速太低,则立磨机的工作效率较低,但如果转速太高,则物料会因过大的离心力而不经过磨辊研磨便直接甩出磨盘,从而降低立磨机的产量,同时电耗升高,增加生产成本.因此,应控制适当的转盘转速,使处于磨盘边缘位置的物料能在离心力的作用下滑人研磨槽内,进而使物料获得合理的接触面积而发生粉碎.
2. 立磨机液压系统概述
2.1 液压支架主要技术参数
支架总体设计方案：采用正四连杆结构型式,支护方式采用及时支护；顶梁结构为整体顶梁带铰接前梁,带护帮；底座为分体式刚性结构,底座上配置抬底机构；立柱前方设置人行通道；推移装置采用倒装千斤顶长推杆结构.
2.2 液压支架变量确定
利用二次开发的Matlab 软件对液压支架各设计变量进行优化设计.液压支架设计变量主要包括：顶梁与掩护梁的铰点变量L2、Y2；掩护梁前后连杆铰点变量Y0、Y1、Y5、Y6；底座前后连杆铰点变量Z1、Z2、Z3、Z4；前、后连杆长度变量G1、G2. 变量优化满足以下几点要求：1）支架由高到低双纽线轨迹始终向前,并且摆动幅度不超过100mm,；2）掩护梁背角大于18°；3）后连杆的水平夹角不超过85°；4）前、后连杆力绝对值之和最小；5）支架四连杆长度之和最小；6）满足平均支护强度0.53MPa ～ 0.6MPa,底座前端比压1.6MPa ～ 2.3MPa.综合考虑最终优化出一组参数.
2.3 液压系统原理分析
立磨机的辊轮是在摇臂的控制下保持与辊盘的工作间隙的,而摇臂则是在液压缸的驱动下完成相应的动作.整个液压系统是以液压油作为驱动力工作,立磨机辊压力的大小与液压缸的规格以及液压油压力等因素有关,并可通过液压控制实现物料粉碎过程.立磨机液压系统原理图如图2 所示,其主要由液压站,电磁阀、单向阀、溢流阀等控制阀以及液压缸,蓄能器等部分组成.
根据立磨机实际工作过程,可将液压系统工作原理分为辊轮加压过程、辊轮保压过程以及辊轮卸压过程.
(1) 辊轮加压过程.立磨机主电源接通后,在主程序的控制下,液压油泵电动机3 启动,同时,三位四通电磁换向阀7 左位回路接通.液压油经油箱1、滤油器2、普通单向阀5、电磁换向阀7以及提动式单向阀8 进入液压系统.进入系统的液压油最终分别打人到液压缸9,10 中去,此时液压缸活塞在液压油的推动下前进,并通过摇臂对辊轮进行加压,当达到系统设定的压力时,先导性溢流阀6 开始溢流,加压过程结束.另外,液压缸前进过程中,蓄能器l1 逐渐进行蓄能,而液压缸另一腔的液压油则经三位四通电磁换向阀7 流回油箱.
(2) 辊轮保压过程.当液压系统压力达到溢流阀的设定压力后,三位四通电磁换向阀7 断电,即中位回路接通,在单向阀5 的作用下,液压油不能回流.同时,液压缸的回流通路也被截止,系统进入保压过程,即开始进行物料粉碎研磨作业.在粉磨过程中会收到物料对辊轮间歇性的外力作用,并产生振动和冲击,此时蓄能器ll 可相应的增压或减压,起到缓冲作用,提高整个系统的工作稳定性.除此之外,液压缸回路的液压油可通过提升式单向阀8 进行压力补偿,补偿液压缸另一腔在工作过程中的压力损失,保持液压缸两腔压力的平衡.
(3) 辊轮卸压过程.粉磨结束后,三位四通电磁换向阀7 的右位接通,液压油进入液压缸的后退腔,并推动液压缸后退,前进腔的液压油由提升式单向阀8 回流至油箱,此时单向阀8 的卸压回路被打开.当系统压力恢复正常后,卸压完毕,完成整个辊轮卸压过程.
1 一油箱;2 一滤油器;3 一电动机;4 一液压泵;5 一普通单向阀;6一先导性溢流阀;7 一三位四通电磁换向阀;8 一提动式单向阀;10一液压缸;I1 一蓄能器;l2 一压力表
3. 结束语
与卧式球磨机相比, 立磨机有如下优点:(1) 动力消耗少;(2) 粉碎比大;(3) 噪音小,(4) 占地面积小, 基建费用低等特点, 可有效地增加物料的比表面积, 从面强化有关的化学反应、溶解、吸附等过程, 被广泛运用, 对立磨机的总体结构与液压系统进行了分析,意义重大.
参考文献：
[1] 郑描,刘威．VTM 立磨机在银山选矿厂的应用[J]．有色设备,2013(2)：38—42．
[2] 嵇光国. 液压系统故障诊断与排除[M]. 北京: 海洋出版社,2012.．
液压系统论文范文结:
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