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根據(jù)前面這些改進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和成果，我們將開(kāi)發(fā)超細(xì)擺式磨粉機(jī)的目標(biāo)定位為：在主機(jī)功率不變的前提下，充分挖潛改造，不但把原有產(chǎn)品粒度范圍內(nèi)(100～325目)的產(chǎn)量大幅提高，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能；而且要擴(kuò)大加工產(chǎn)品粒度范圍至1250目，實(shí)現(xiàn)超細(xì)粉磨及分級(jí)功能。在高產(chǎn)節(jié)能、超細(xì)的前提下確保設(shè)備更加耐久可靠，并簡(jiǎn)化操作，從而使之成為老式擺式磨粉機(jī)的一種更新?lián)Q代的產(chǎn)品。

(1)分級(jí)機(jī)改造。

從雷蒙主機(jī)磨出粉體的粒徑分布中可知，其中有一定的超細(xì)粉含量，所以獲得超細(xì)粉的關(guān)鍵就是改進(jìn)分級(jí)系統(tǒng)。傳統(tǒng)雷蒙磨的產(chǎn)成品設(shè)計(jì)定位在80～325目(通篩率95%)的范圍內(nèi)。采用的分析器是軸流風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)，葉片少、轉(zhuǎn)速低。存在在直徑方向線速度不一致(分級(jí)范圍較寬)，而且在外沿上與罩盤(pán)間隙較大容易漏粉等缺陷。因此分級(jí)粒徑較大，容易有大顆粒污染。當(dāng)初原設(shè)計(jì)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓風(fēng)量參數(shù)也是依據(jù)加工細(xì)度和分析器、管道阻力來(lái)選定的，大流量低風(fēng)壓顯然對(duì)適應(yīng)高細(xì)分級(jí)機(jī)的改造不利，必須基本改造。

根據(jù)離心式葉輪分級(jí)機(jī)的分級(jí)理論：分級(jí)機(jī)的分離粒徑在相同葉輪園周速度的前提下與葉輪的直徑成反比，即為了減少分離粒徑必須使用直徑小的分級(jí)機(jī)。但小直徑分級(jí)機(jī)，通過(guò)面積小，處理量也小，為獲得小分離粒徑而處理量大的效果，只有通過(guò)多個(gè)葉輪組合的辦法。90年代中期，國(guó)內(nèi)一些大專院校科研單位首先在4R雷蒙機(jī)上成功地進(jìn)行分級(jí)改造，采用Φ400×3組合式渦輪分級(jí)機(jī)來(lái)取代原有的扇葉式分析器，使分級(jí)細(xì)度提高到600～800目。目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的A T P 型渦輪式超細(xì)分級(jí)機(jī)，在確保分級(jí)細(xì)度的前提下為提高產(chǎn)量而采用多輪組合，更大的做到Φ5 0 0 ×6 ，這種設(shè)計(jì)不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且還要保證各葉輪間同步運(yùn)行，因此成本很高還不易維護(hù)。對(duì)于改造4R、5R這樣普及型低成本的粉磨設(shè)備則必須另尋出路。

我們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的探索和試驗(yàn)，大膽向傳統(tǒng)分級(jí)理論挑戰(zhàn)，摸索出一套開(kāi)發(fā)大型超細(xì)葉輪分級(jí)機(jī)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并總結(jié)出一套新的分級(jí)理論。我們將單個(gè)直徑達(dá)550、750、1200的三種渦輪成功地應(yīng)用在4 R 、5 R 、6 R 超細(xì)擺式磨的分級(jí)機(jī)上，分級(jí)范圍從100目一直到1500目。在二次分級(jí)設(shè)備上我們用同樣的葉輪，提高轉(zhuǎn)速后分級(jí)粒徑可達(dá)到2500～3000目。從分級(jí)能力、效率、細(xì)度、精度等各項(xiàng)綜合指標(biāo)來(lái)考核，這種新型的分級(jí)設(shè)備達(dá)到了目前國(guó)內(nèi)外的很好水平。此系列單輪式分級(jí)機(jī)，體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)及調(diào)速控制都十分方便，性能可靠、經(jīng)久耐用、深受廣大用戶歡迎。

大直徑葉輪分級(jí)機(jī)的成功關(guān)鍵在于對(duì)分級(jí)機(jī)進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)，我們的做法是：

適量增加葉輪的葉片數(shù)。因?yàn)槿~片越多，葉輪每轉(zhuǎn)一周對(duì)通過(guò)葉片的微粒的撞擊幾率也就越高，產(chǎn)生的離心力場(chǎng)也就越大。葉片的厚度應(yīng)盡量選薄一點(diǎn)，因?yàn)槿~片越薄則對(duì)通過(guò)葉輪的帶塵氣體的阻力就越小。

合理的分級(jí)機(jī)外殼形體設(shè)計(jì)。這關(guān)系到分級(jí)室的形狀和區(qū)域范圍。如分級(jí)室過(guò)小，則粉體會(huì)在分級(jí)室內(nèi)亂反射，使渦流變得十分紊流，影響正常分級(jí)。如分級(jí)室過(guò)大，則分級(jí)粒子受不到離心力的充分作用，容易產(chǎn)生滑移而不能被完全卷進(jìn)渦流里。

另外分級(jí)室的形狀還應(yīng)有順流導(dǎo)向作用，有利于合格細(xì)粉進(jìn)入葉輪內(nèi)部，不合格的粗粉返回磨機(jī)重磨。試驗(yàn)證明，我們?cè)O(shè)計(jì)的錐形殼體與原機(jī)的擴(kuò)徑式分級(jí)筒箱相比體積小而效率高。

設(shè)計(jì)優(yōu)良精密的密封結(jié)構(gòu)。這是防止粗顆粒從葉輪端面混入葉輪內(nèi)部污染產(chǎn)成品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，我們?cè)O(shè)計(jì)了特殊的多層迷宮結(jié)構(gòu)，不但拐彎多、迷宮間隙可調(diào)，而且進(jìn)口處的葉片還會(huì)產(chǎn)生輔助離心力作用，阻止大顆粒從迷宮處進(jìn)入。密封效果很好，從產(chǎn)成品實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可看出，在迷宮處泄露的大顆粒不到十萬(wàn)分之一。但這“精密”迷宮對(duì)原料的含水量要求較嚴(yán)(更好≤6%)，對(duì)于分級(jí)含水量較高又濕又粘的粉體，迷宮中的小間隙容易被諸塞，使葉輪阻力驟升，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間工作。為此我們?cè)O(shè)計(jì)了自清式迷宮結(jié)構(gòu)，采用氣壓隔離密封可以自動(dòng)清理迷宮內(nèi)的沉積物，使其可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行。

將分級(jí)輪布置在更佳位置。實(shí)現(xiàn)良好分級(jí)的另一要素是進(jìn)入分級(jí)區(qū)的顆粒必須充分分散，否則分級(jí)輪會(huì)把團(tuán)聚的顆粒當(dāng)成大顆粒打出輪外，回磨重磨，這樣不僅減少了細(xì)粉的產(chǎn)量，也增加了磨機(jī)的能耗。因此分級(jí)機(jī)與磨粉機(jī)的磨粉區(qū)的相對(duì)高差位置就十分重要，分級(jí)機(jī)的位置應(yīng)選擇在雷蒙機(jī)磨粉過(guò)程中更分散的區(qū)域，過(guò)近或過(guò)遠(yuǎn)都對(duì)分級(jí)不利。有些廠家和用戶把磨成的粉體引出來(lái)并用較長(zhǎng)的管道與分級(jí)機(jī)相聯(lián)，這樣己經(jīng)被分散的粉體在管道輸送中又重新凝聚起來(lái)，反而不利分級(jí)。如果把引出的粉體捕集、倉(cāng)儲(chǔ)后再二次分級(jí)，則更會(huì)增加分級(jí)時(shí)將凝聚顆粒再分散的難度。

(2)風(fēng)送系統(tǒng)改造。

分級(jí)機(jī)能否良好地實(shí)現(xiàn)分級(jí)功能，除了其本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)外還取決于與之相匹配的風(fēng)送系統(tǒng)。從葉輪分級(jí)機(jī)的分離粒徑公式可看出：分離粒徑的大小與葉輪轉(zhuǎn)速成反比而與通過(guò)葉輪的風(fēng)量的平方根成正比。傳統(tǒng)雷蒙磨的鼓風(fēng)機(jī)與風(fēng)扇狀分析器相匹配，其額定風(fēng)量很大而風(fēng)壓較低，滿足分級(jí)1 0 0 ～325目的范圍。對(duì)于我們?cè)O(shè)定的目標(biāo)100～1250目的分級(jí)范圍而言，分級(jí)范圍有了很大的變化，因此為了實(shí)現(xiàn)超細(xì)分級(jí)必須大幅度降低鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。而其風(fēng)壓應(yīng)大幅度增加，以便克服引入高速大葉輪分級(jí)機(jī)后所產(chǎn)的阻力的增加(根據(jù)我們測(cè)試，上述超細(xì)分級(jí)機(jī)在分級(jí)1250目時(shí)其反風(fēng)壓可達(dá)到2800～3 600Pa)。從分離粒徑公式可得出要獲得較小的分級(jí)粒徑必須增加葉輪轉(zhuǎn)速并減小風(fēng)量，同時(shí)還必須使通過(guò)葉輪的氣流處于層流狀態(tài)。較小的風(fēng)量和流速不易把磨腔內(nèi)的大顆粒帶上去進(jìn)入分級(jí)區(qū)，減小分級(jí)輪外圍的分級(jí)壓力，更重要的是容易使通過(guò)葉輪的氣粉流形成層流狀態(tài)，有利于分級(jí)效率和精度的提高。大量實(shí)驗(yàn)證明：為了獲得較小的分級(jí)粒徑，減小流量的效果往往比增加葉輪轉(zhuǎn)速的效果更好。當(dāng)然過(guò)小的流量也會(huì)降低產(chǎn)量，所以必須反復(fù)試驗(yàn)、合理選擇以尋求更佳的工藝參數(shù)。

(3)給料量的控制。

我們?cè)诮o料量自動(dòng)控制電路中設(shè)置了二種工況：一是保留了原有傳統(tǒng)擺式磨粉機(jī)加工325目以下粗粉時(shí)的自控電路，用主機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)電流來(lái)控制給料機(jī)開(kāi)停的功能，以保證磨機(jī)順暢運(yùn)行；二是設(shè)計(jì)了加工800目以上超細(xì)粉時(shí)用分級(jí)機(jī)電流來(lái)控制給料量的自控電路。要使磨粉機(jī)在加工超細(xì)粉料時(shí)能夠發(fā)揮更大的潛能，即既要保證成品細(xì)度，又使產(chǎn)量更高，則關(guān)鍵在于控制給料量，使吞吐均衡，“消化”良好，使分級(jí)功能得以良好的發(fā)揮。良好的分級(jí)則要求氣體中含粉濃度不能太大，應(yīng)盡量減小顆粒間在輸送分級(jí)過(guò)程中的相互干擾。如果氣流中含粉濃度過(guò)大，則分級(jí)效率降低，成品中還易造成大顆粒污染。但如濃度過(guò)小則產(chǎn)量太低。氣流中粉體濃度的大小受給料量、磨粉能力以及鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量等因素決定。我們?cè)诜旨?jí)機(jī)的調(diào)速電機(jī)電路上并聯(lián)了電流表和電流繼電器，分級(jí)機(jī)電機(jī)的負(fù)載電流與分級(jí)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速，通過(guò)葉輪的氣體流量及所帶的粉體濃度有關(guān)，而且影響十分敏感。在轉(zhuǎn)速、流量一定的前提下，粉體濃度越大，負(fù)載電流也越大，用此法來(lái)對(duì)給料量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，效果十分明顯，使磨機(jī)長(zhǎng)期在很好高效區(qū)運(yùn)行。

(4)改進(jìn)收粉系統(tǒng)。

傳統(tǒng)雷蒙磨機(jī)用大直徑短錐體的單筒旋風(fēng)收塵器來(lái)實(shí)現(xiàn)固氣分離，用小直徑的旋風(fēng)收塵器來(lái)回收余氣中的細(xì)粉。這種又粗又短的旋風(fēng)收塵器對(duì)于回收325目以上的細(xì)粉效率較低，當(dāng)粉體細(xì)到1250目時(shí)，收粉效率只有50%～55%，這顯然不能滿足加工超細(xì)粉的要求。我們改進(jìn)設(shè)計(jì)，采用小直徑長(zhǎng)錐體的組合式高效旋風(fēng)收塵器，它對(duì)1250目超細(xì)粉的回收效率高達(dá)95%以上，而對(duì)325目粉體的回收率可達(dá)9 9 % 。由于旋風(fēng)收塵器直徑小產(chǎn)能低，我們采用多個(gè)并聯(lián)組合的辦法來(lái)增加收粉能力。余粉的收集采用脈沖式濾袋收塵器，用引風(fēng)機(jī)使風(fēng)送循環(huán)系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)，既保護(hù)了環(huán)境又避免了粉塵外泄。

(5)改進(jìn)磨粉機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)及研磨參數(shù)。

要提高磨粉機(jī)的細(xì)度產(chǎn)量，磨粉機(jī)的磨粉能力無(wú)疑起主導(dǎo)作用。只有磨得出來(lái)，才能選分出來(lái)。幾十年來(lái)，傳統(tǒng)磨粉機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如磨輥的直徑和厚度、磨圈的直徑、主軸的轉(zhuǎn)速都保持不變，成了傳統(tǒng)的技術(shù)禁區(qū)。從磨粉原理看，擺式磨粉機(jī)通過(guò)懸掛在梅花架上的磨輥裝置在主軸帶動(dòng)下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在離心力的作用下磨輥壓向磨圈，在磨擦力作用下輥?zhàn)幼髯赞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種磨輥在磨圈上的碾壓轉(zhuǎn)動(dòng)形成磨粉的主要機(jī)理。由此分析，要提高磨粉能力必須要①提高碾壓力；②旋轉(zhuǎn)一周的碾粉面積(輥?zhàn)拥母叨?times;磨圈內(nèi)徑)；③增加磨輥與磨圈的接觸機(jī)率；④增加主軸的轉(zhuǎn)速。目前一些廠家多在提高碾壓力上下功夫，如采取壓力彈簧和液壓油缸施力的辦法，但這種辦法有利有弊。傳統(tǒng)雷蒙磨懸輥裝置能自由擺動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)碾磨過(guò)程中能自行躲開(kāi)一些較大較硬難以一次粉碎的物料，既保護(hù)了磨輥裝置免受損害，產(chǎn)生的彈跳所形成的撞擊作用又有利于粉碎，所以利弊得失要從更終的細(xì)度產(chǎn)量來(lái)衡量其改進(jìn)的效果。我們采取了①增大磨輥直徑、磨圈直徑；②精加工輥?zhàn)颖砻媸馆佔(zhàn)优c磨圈一開(kāi)始就進(jìn)入精磨狀態(tài)，接觸良好、磨損均勻；③增加主軸轉(zhuǎn)速7 % ～8 % 等一系列措施，上述措施增加了磨粉效果，自然也就增大了電機(jī)動(dòng)力負(fù)荷，在主機(jī)電機(jī)功率不變的前提下，負(fù)荷平衡點(diǎn)后移。我們把加工粗粉時(shí)(≤325目)的產(chǎn)量盡量控制在接近電機(jī)的額定負(fù)荷的范圍內(nèi)，以便充分發(fā)揮設(shè)備潛能，而對(duì)于加工細(xì)粉時(shí)(≥600目)由于產(chǎn)量減少，負(fù)荷也跟著減少，電機(jī)功率有很大的富裕量，因此這種參數(shù)選擇是有利于提高綜合加工的能力。

(6)改進(jìn)給料裝置，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)，隔離振動(dòng)，增加可靠性和耐久性。

在加工超細(xì)粉體時(shí)，擺式磨粉機(jī)存在一種致命的隱患，即所謂磨棍與磨圈之間的“敲缸”現(xiàn)象。所謂“敲缸”就是指在粉磨過(guò)程中，磨輥與磨圈之間鋼與鋼直接接觸、彈跳而產(chǎn)生的強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪音。傳統(tǒng)雷蒙磨由于加工細(xì)度范圍在100～325目之間，粒度粗，給料多，在鏟刀大量喂料下形成一層緩沖填層，減少了兩者之間的直接接觸，但是當(dāng)磨超細(xì)粉時(shí)，尤其在加工超過(guò)800目以上的細(xì)粉時(shí)，由于磨內(nèi)喂料量小，粉體又特別細(xì)，所以這種緩沖填層就很薄，極易造成磨輥與磨圈直接接觸，“敲缸”現(xiàn)象十分嚴(yán)重，形成頻率很高的振動(dòng)與噪聲，對(duì)部件的疲勞破壞十分嚴(yán)重。更易造成風(fēng)箱、罩筒等焊接結(jié)構(gòu)部件的開(kāi)裂、振斷聯(lián)接螺栓以及磨輥軸。我們首先在改進(jìn)鏟刀鏟料裝置上下功夫。原機(jī)的大底座，其渦流風(fēng)道底面與接料墊板平齊，而且鏟刀的外側(cè)擋板又較矮，旋轉(zhuǎn)的鏟刀在鏟起原料時(shí)被強(qiáng)風(fēng)吹刷，對(duì)于塊料和大顆粒原料影響不大，但對(duì)細(xì)粉尤其是被分級(jí)機(jī)打回來(lái)的細(xì)粉就會(huì)被風(fēng)吹走，一方面這些不合格的細(xì)粉輸不到輥?zhàn)优c磨圈的研磨區(qū)失去進(jìn)一步研細(xì)的機(jī)會(huì)，另一方面會(huì)大幅增加分級(jí)輪外分級(jí)區(qū)的粉塵濃度不利于提高分級(jí)效率。因此我們改進(jìn)了鏟刀與大底座的結(jié)構(gòu)，同時(shí)將加料口的位置遠(yuǎn)離回氣箱進(jìn)風(fēng)口，保護(hù)這些細(xì)粉不被強(qiáng)風(fēng)吹走，盡量多的送入研磨區(qū)，不但提高了研磨效率而且增大了在加工超細(xì)粉時(shí)的填層厚度，減緩了“敲缸”現(xiàn)象，降低了振動(dòng)和噪音。

通過(guò)采取一系列的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)及隔振措施，效果顯著。大底座采用鑄鋼件，增加壁厚和筋厚，中心軸架、梅花架也同樣得到加強(qiáng)；磨輥裝置采用滑動(dòng)軸承，強(qiáng)化輥輪與軸套的裝配鋼性和強(qiáng)度；采取隔振和軟聯(lián)接結(jié)構(gòu)，將回氣箱、罩筒與分級(jí)機(jī)安裝在另外的機(jī)架上直接支承在地基上，與磨機(jī)振動(dòng)更激烈的大底座部件基本隔離，改用帆布軟聯(lián)接，極大地保護(hù)了這些部件免受振動(dòng)之害，增加可靠性及延長(zhǎng)壽命。

幾年來(lái)的不斷探索改進(jìn)使超細(xì)擺式磨具備工業(yè)實(shí)用性的條件，經(jīng)過(guò)全國(guó)上百家用戶的長(zhǎng)期使用證明其高效節(jié)能超細(xì)等一系列優(yōu)異性能，達(dá)到預(yù)期設(shè)定的更新?lián)Q代的各項(xiàng)目標(biāo)。