蒸压砖设备中轮碾机磨损研究及解决方法

作者:百合来源:杜甫机械时间:2013-05-11 09:38:33 点击次数:3559

概述：

轮碾机在蒸压砖设备生产中是用作对粉煤灰、煤矿砂、石灰、炉渣等粉粒状物料的进行混合搅拌的设备，轮碾机由碾轮、碾盘及驱动部分组成，靠碾轮与碾盘之间的相对运动及碾轮自身的差速运动并通过筛板孔的挤出达到处理原料的目的。

本文我们将对蒸压砖设备中轮碾机在生产过程中的磨损问题进行详细研究，并找出解决方法。对于轮碾机磨损我们将从三个方面来进行研究

１轮碾机消耗的功率

蒸压砖设备中轮碾机所消耗的功率Ｎ主要包括三个方面：克服轮碾机的碾轮滚动时摩擦所消耗的功率Ｎ1、克服轮碾机碾轮和碾盘相对滑动时摩擦所消耗的功率Ｎ2以及克服刮板对碾盘摩擦所消耗的功率Ｎ3。

１．克服碾轮滚动时的摩擦所消耗的功率Ｎ1

一个碾轮滚动时所需的牵引力为：Ｐ＝μＧ式中：

Ｐ—牵引力（ｋｇ）

μ—牵引系数，一般取０．０５～０．１５

Ｇ—碾轮重量（ｋｇ）那么，克服碾轮滚动摩擦所消耗的功率为

式中：

Ｒ—碾轮半径（ｍ）

ｎ—碾轮转速（ｒｐｍ）

Ｚ—碾轮个数

Ｖ１—碾轮滚动时外周的平均线速度（ｍ／ｓ）

一般情况下，轮碾机的碾轮的立轴转速ｎ1碾轮重量、碾轮中心到立轴中心的距离ｒb为已知（假设碾轮与碾盘的接触点ｂ无相对滑动），见图１

又：πｒbｎ11πＲｎ

式中：

ｆ１—碾轮与物料间的滑动摩擦系数，一般取０．２～０．３

Ｖ2—碾轮与碾盘相对滑动速度（ｍ／ｓ）

Ｚ—碾轮个数

式中Ｖ2的求法如下（参见图１）。

由图１分析可知：碾轮机上ｃ、ｂ、ａ各点均绕Ｏ点以转速ｎ1转动。但是由于各点距Ｏ点的距离ｒa＞ｒb＞ｒc，所以各点相对碾盘的线速度也应Ｖａ＞Ｖｂ＞Ｖｃ。

即在蒸压砖设备中轮碾机在任一瞬时，碾轮相对碾盘有三种运动：除绕Ｏ点的公转和绕水平轴的自转外，还有绕其重垂线的自转，从而产生了碾轮与碾盘的相对滑动。假设轮碾机的碾轮是均质的，其重垂线过ｂ点，并有ｃb＝ｂa所以碾轮与碾盘在ｂ点的相对滑动速度为０，而ａ点、ｃ点相对滑动速度最大。此最大滑动速度Ｖ2′为ａ点或ｃ点相对ｂ点的速度差。

2、轮碾机的碾轮和碾盘的磨损

轮碾机作为粉碎机械，对被粉碎的物料主要有两种粉碎作用。一是由于碾轮的滚动对物料的挤压作用，一般情况下这是主要作用，其所消耗的功率由Ｎ1提供。二是由于蒸压砖设备中轮碾机的碾轮相对于碾盘的滑动而产生对物料的研磨作用，其所消耗的功率由Ｎ2提供。一般情况下，蒸压砖设备生产线厂家对轮碾机的研磨作用不作要求（粗磨和细磨由球磨机来完成）。因为过细的颗粒会把物料中的粗颗粒包裹起来，形成衬垫，使粗颗粒不易直接受到粉碎作用。轮碾机的研磨作用越大，碾轮相对于碾盘的滑动速度Ｖ2也越大。加速碾轮和碾盘磨损，缩短使用寿命，使生产率大幅度下降。

轮碾机的碾轮和碾盘的磨损部位与传动方式有关。对于盘转式轮碾机，碾轮ａ端的外周线速度与其接触点碾盘的线速度相等，碾轮ｃ端的外周线速度与其接触点碾盘的线速度差为最大值，所以碾轮磨损成锥台形状。碾盘的相应部位也被磨损成凹槽形。轮转式轮碾机的碾轮与碾盘相对

速度为０的点应在碾轮的重垂线上，由于阻力距的大小不同略有偏移，磨损成近似的“鼓形”（见图２中ａ和ｂ）。

蒸压砖设备中轮碾机的碾轮和碾盘磨损成图２中ａ、ｂ所示形状后，由于碾轮与碾盘仅有一点接触，其它部位严重悬空，生产能力大幅度下降。目前许多使用厂家发现磨损后，把碾轮拆下，调头装配，使大直径端调到碾盘的里边。磨损成图３所示的形状。通常情况下，石质轮缘多则两个月，少则一个月换一次，铸铁轮缘三至四个月换一次，铸钢轮缘七八个月换一次。实践证明：碾轮和碾盘的磨损速度与相对滑动速度、介质本身的硬度、被碾压物料的硬度等物理性能有关。

、减少加气混凝土设备中轮碾机磨损的方法

３．１将碾轮的轮缘做成鼓形

有的使用厂家，为了减少碾轮与碾盘的相对磨损，把新碾轮的轮缘做成鼓形（如图３ｃ所示），这是不可取的。因为这样做虽然减少了新装碾轮与碾盘的相对滑动摩擦，但由于碾轮两端悬空，不能破碎物料，降低生产能力，解决不了非均匀磨损问题。

３．２把碾轮和碾盘做成适当的锥台形状

减小轮碾机磨损的最有效方法是把轮碾机的碾轮和碾盘做成适当的锥台形状以降低相对滑动速度。以下先讨论轮碾机的碾轮和碾盘没有相对滑动的形状。若要使碾轮和碾盘任一接触点Ｋ没有相对滑动，则必须有：２πkm1＝２πkｎR式中：

ｎ1—立轴的转速（ｒｐｍ）

ｎ—碾轮的转速（ｒｐｍ）

ｒK—碾盘中心到Ｋ点的距离（ｍ）

ＲK—碾轮轴线到Ｋ点的距离（ｍ）

因此，要使最大相对滑动速度Ｖ２′＝０，则碾轮上ａ、ｂ、

ｃ三点的半径应为（见图４）：

为了保持水平轴水平位置，轮碾机的碾盘也须做成相应的锥台形状。如果仍保持原设计碾轮转速ｎ不变，对轮转式轮碾机，必须保持Ｒｂ与原设计相同（盘转式Ｒａ也与原设计相同）。Ｒｂ为定值后，则ｎ＝ｎ1ｒb／Ｒb也为定值。如果仍保持碾轮的宽度Ｂ不变，且安装位置不变，则ｒa、ｒb、ｒc也均为定值，那么Ｒa与Ｒc的差值为：

以上所述为蒸压砖设备中轮碾机的轮转式轮碾机的碾轮和碾盘形状的确定方法。盘转式轮碾机是碾盘主动旋转，靠摩擦力带动碾轮绕其轴线自转，碾轮不存在公转。碾轮的转速ｎ由其可能获得最大轮缘线速度决定，即碾轮轮缘的线速度与碾盘ａ点的线速度基本相等。所以ｎ＝ｎ１ｒａ／Ｒａ，也就是Ｒａ应保持原设计不变。正因为ａ、ｂ、ｃ等点碾轮与碾盘之间均无相对滑动速度，所以有：

4、结语：

锥台形状的碾轮与碾盘之间没有相对滑动，即Ｖ2′＝０。

因此Ｎ2＝０，且最大限度地减小碾轮与碾盘的磨损，将大幅度延长其使用寿命；锥台形的碾轮和碾盘的磨损是均匀的，不出现一点接触、大面积悬空等现象，将长时间保持高生产率。由于碾盘作成锥台形状，物料被滚压时自动由里向外移动；还由于碾轮由里向外渐大，重量渐大，挤压作用由里向外渐大，使得物料颗粒由里向外运动过程中越来越小，便于顺利地顺序排料。但是改造后的碾轮和碾盘没有相对滑动，则没有研磨作用，对研磨作用要求高的操作不适用；且使碾轮的轴向力增加，因此对水平轴的止推轴承提出了更高的要求。

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