ZH3100组合式选粉机

此次毕业设计的课题是选粉机的改造。这一设计课题主要是对高效选粉机的探讨，高效选粉机的诞生促进了粉磨技术的进步，使水泥粉磨技术得到迅速发展。
选粉机由英国人Mumford和Moody与1885年发明。1889年德国Gebr.Pfeiffer公司首先在工业上应用。由于美国Sturtevant公司生产的这种选粉机应用最广，闻名于世，顾常称Sturtevant选粉机。按其分级原理，又称为离心式选粉机。至今离心式选粉机还在大量应用，而且基本结构及分级原理没有本质变化，故有人称它为第一代选粉机。虽然最初的离心式选粉机仍在大量使用，也有人对其局部进行了改进，但还是无法消除其存在的三个根本性缺点：
a) 循环气流中粉尘多，致使选粉区内物料的实际浓度大，扩大了干扰沉降的影响；
b) 选粉区内存在着较大的风速梯度，使分离粒径不均，粗颗粒会被其遭遇到的高速风带出；
c) 效应问题，使细小颗粒随粗颗粒碰撞而降落。
60年代原西德的WEDAG公司开发了旋风式选粉机，它采用外部循环风机供风来取代离心式选粉机的内部供风，用小旋风筒取代离心式选粉机的大直径外筒来收集细粉提高了收尘效率，从而使得循环气流中含尘浓度大为降低，其基本克服了离心式选粉机的第一项根本性缺点，但无法消除第2 、3项缺点，故其分离效率仍偏低。1970年北京水泥工业设计院在青岛水泥厂φ1.83×6.1m水泥磨上安装了国产首台旋风式选粉机样机，取得了良好的节能增产效果，并很快在全国推广了旋风式选粉机系列产品。旋风式选粉机也有人称它为第二代选粉机。
直到1979年日本的小野田公司开发了O-SEPA选粉机，才消除了离心式选粉机存在的第2 、3项缺点，形成了较理想的高效分选设备。O-SEPA选粉机保留了旋风式选粉机外部供风循环气流高效净化，利用了平面螺旋气流选粉的原理，以笼式转子取代小风叶，使气流在横截面上与切向成一定角度稳定均匀地穿越整个选粉区，这样就消除了离心式选粉机存在的第2 、3项缺点。在此基础上不少公司推出了类似的笼式选粉机。以O-SEPA选粉机为代表的笼式选粉机称为高效选粉机，有人称它为第三代选粉机。
为满足新工程建设和老系统改造的需要，天津水泥工业设计研究院于1997年适时第推出了新开发的TLS系列组合式高效选粉机，取代至今仍在使用的离心式和旋风式选粉机，使得工艺流程大为简化，且分离效率有较大的提高。
建筑技术的发展对水泥品种和质量提出了更高的要求，随着现代水泥工业的发展。能源日趋紧张的形势和新型粉磨设备的出现，对选粉机提出了更多更高的要求。不仅要求选粉效率高、增产节能，而且要求选粉精度高，改善水泥质量。另外还要求选粉灵敏、成品细度调节范围大、操作方便，以适应千变万化的市场需要。为了适应我国水泥工业的迅速发展，一方面引进了O—Sepa高效选粉机的制造技术，另一方面又研制开发了多种小型高效选粉机，以供众多小水泥工业的改造和建厂的需要。我国当前水泥工业的粉磨系统，大中型厂有一半左右采用圈流粉磨，其中所用的选粉机绝大部分都是比较落后的传统选粉机。只有最近引进的和投产的水泥厂才采用了高效选粉机，国内研制的小型高效选粉机虽有几家使用，但基本上还都处在试验阶段。
在生产过程中，选粉机存在一些问题和缺陷，如选粉效率低、选粉细度不均匀、耗电过多等，严重制约着水泥产量的提高。为提高分离效率和简化工艺流程，避免出现过粉磨而造成能源的浪费，现设计出新型高效分离设备—ZH3100组合式高效选粉机。它是从O-SPEA选粉机的基础设计研究开始,借鉴当前在生料粉磨中使用得比较好的组合选粉机,运用双出风口旋风分离器专利技术,研制出的新型高效选粉机。

组合式高效选粉机是笼式高效选粉机和粗粉分离器的紧凑组合，分为上下两部分，上部分笼式高效选粉机，下部分为粗粉分离器。要分选的物料从上部通过选粉机的进料装置喂入选粉机，自下而上的气流与切向成一定角度稳定均匀地横向穿越整个选粉区。这样，不同颗粒组成的物料在选粉区内，受到气流驱动力和回转笼子产生的离心力的相互作用而得到分离。从磨内来的含尘气体和来自窑尾等气体首先自下而上进入下部的粗粉分离器内，回转上升，气流中含有的粉尘和粗颗粒产生离心分离，在遇到反击锥时均受到碰撞冲击作用而下落，由下而上下落颗粒的粒径变小较细颗粒随气流继续上升到达位于到向导、风环与回转的笼式转子之间的选粉区，与上部喂入的物料一并分选。
出磨物料由提升机提至选粉机上部进入进料装置，从进料口喂入选粉机。混合气体进入下部粗料出口的风管内，气体中的物料在反击锥出受到碰撞作用而转向，由于上升风速的降低，升气力的变小，粗颗粒向下降落并通过粗斜口离开选粉机。细颗粒由混合气体继续带到上部，到达位于导向风环与旋转着的转子之间的选粉区，混合上部喂入物料并分选。细粉由于气力驱动，穿过笼型转子的笼条并离开壳体上部的出风进入旋风筒。粗粉从选粉区降落下来进入内锥体，通过内锥体与反击锥体与反击锥体之间的环型缝隙来实现物料的均匀分散。这样，上处的混合气体可对此部分物料进行再分选，形成选粉机内部循环分选，以提高选粉效率。含尘气体携带着细粉从位于顶部的壳体上部的出风口进入旋风筒，成品从旋风筒下部出口卸出，经由输送设备送入生料库。含尘气体从旋风筒上部出口进入收尘口，过滤后的气体通过系统风机后排入大气或部分再循环到系统中。
性能参数的特点：
a) 设计充分考虑到维持整个选粉区内实际选粉浓度相对稳定，消除选粉区内气流的风速梯度，使得该型式选粉机的分离效率较高，在一的分离粒径范围内选粉效率高达90%以上；
b) 采用调整笼式转子的转速来改变颗粒所受到的离心力，以维持气流的相对稳定，分离粒径的调整范围广，一般可以在10～200um范围内，产品细度调整方便；
c) 结构紧凑，集选粉与烘干于一体
根据设计任务书的要求，设计一台配置在水泥磨系统的组合式选粉机，按照好安装拆卸，容易检查出错误的原则，可将此组合式选粉机的设计分为以下几个板块：
a) 传动部件的设计：根据设计任务书的要求，选择电动机（P=160KW），采用减速器传动。要求：1.不影响进料口的位置；2.保证选粉机的转速在48--190之间。
 b) 转子部件的设计：转子部件是组合式选粉机的重要组成部分，它的好坏直接影响产品的质量，效率和效益。转子部件主要包括分级叶片和撒料盘。此选粉机运行十分正常,一般除更换过一次撒料叶片外，没进行其它维修，改造经济效益非常显著。
c) 壳体部件的设计：壳件部件的设计按照做的出来，装得上去，拆得下来，用得起来和零件好加工的原则，以及从资料上得来的经验数据和毕业设计时现场测绘的数据进得设计。
d) 参数计算：参数计算包括合宜转速计算;选粉机所需的功率的计算;生产能力的计算和选粉效率计算。

附件清单
1    组合式选粉机总装图   ZH3100-00          A0   
2    下外壳体             ZH3100-101         A1   
3    反射锥               ZH3100-102         A4   
4    旋风筒               ZH3100-103         A1   
5    转子部装图           ZH3100-04          A1   
6    进料管               ZH3100-105         A3   
7    出风管               ZH3100-106         A2   
8    出风壳体             ZH3100-107         A1   
9    上盖                 ZH3100-108         A2   
10   上壳体               ZH3100-109         A4   
11   导向叶片             ZH3100-110         A4   
12   下内锥体             ZH3100-111         A3   
13   导向叶片调节部装图   ZH3100-012         A2   
14   轴支架               ZH3100-013         A3   
15   大轴套透盖           ZH3100-114         A4   
16   缓冲板               ZH3100-115         A3   
17   大轴套               ZH3100-04-101      A2   
18   上螺母               ZH3100-04-102      A4   
19   上透盖               ZH3100-04-103      A3   
20   轴套                 ZH3100-04-104      A4   
21   轴                   ZH3100-04-105      A2   
22   下透盖               ZH3100-04-106      A3   
23   鼠笼                 ZH3100-04-07       A1   
24   底螺母               ZH3100-04-108      A4   
25   导向叶片调节齿轮     ZH3100-012-101     A2   
26   导向叶片调节轴       ZH3100-012-102     A3   
27   撒料盘               ZH3100-04-07-101   A3   

目   录
1  总体方案论证……………………………………………………………………3
2组合式选粉机的设计计算………………………………………………………… 5
2.1 技术参数几计算………………………………………………………………5
    2.2电动机的选择和传动机构的设计 ………………………………………… 6
    2.3传动轴的设计及强度校核………………………………………………… 7
    2.4螺栓组联接的结构设计及强度校核……………………………………… 10
3设计部分 …………………………………………………………………………… 13
3.1 组合式选粉机的工作原理………………………………………………… 13
    3.2  组合式选粉机内颗粒受力分析………………………………………… 13
        3.3  选粉机安装 ……………………………………………………………… 16
4 结论 ……………………………………………………………………………… 18
5致谢………………………………………………………………………………… 19
6参考文献……………………………………………………………………………20
7附件清单……………………………………………………………………………21

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