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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)。砂場使用的主軸沖擊式破碎機(jī)對進(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，再通過有限元分析模塊對高壓輥磨機(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)壓輥由傳動軸帶動，滑動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，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)由系闹攣頂D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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