立磨选粉机范文（精选4篇）
立磨选粉机 第1篇
关键词：立磨选粉机,节能,导流圈,分级环,数值模拟
0 引言
立磨选粉机分级室内的流场为气固两相湍流[1],完全通过理论研究来指导选粉机的结构优化设计较为困难,而通过试验研究的手段,则周期较长,不能满足生产需求。因此,通过计算数值模拟技术进行优化设计,则为一种较优的手段。目前的流体软件中,Fluent软件是应用最为广泛的软件之一。该软件包含了丰富的湍流模型,通过对不同工况下的选粉室内分级流场的模拟分析,为进一步优化立磨选粉机的结构提供了强大的技术支持。
綦海军等[1]设计了一种提升立磨选粉机分级室上升气流速度的导流圈,刘家祥等[2]通过对涡流分级机(O-Sepa型)进行分级试验证实,分级环间距(转笼外边缘和导风叶片内边缘间环形区宽度)大小对分级指标有重要影响。通过对结构和操作参数的优化[3,4],SMG型立磨选粉机具有较好的分级性能,然而立磨选粉机的技术改造不仅要实现台时产量的提高,而且还需要满足节能降耗的要求。
本文主要通过Fluent软件对导流圈和分级环间距的节能效果进行计算机数值模拟分析,以验证SMG型立磨选粉机结构优化设计的正确性。
1 流场模型
图1为SMG型立磨选粉机的结构示意图。由图1可知,立磨选粉机的动力源由其顶部的转笼电动机提供,经减速器减速后,通过传动轴带动笼形转子匀速旋转。立磨选粉机主要靠笼形转子旋转运动产生的涡流场来实现对物料颗粒的分级。由于笼形转子在旋转过程中不仅受到含料气流的冲击、摩擦阻碍等作用,而且在笼形转子的转轴与轴套之间也存在一定的摩擦阻力。因此,转笼电动机的动力消耗主要用于克服笼形转子在旋转过程所受到的各种摩擦力。本文通过Fluent软件,模拟得出笼形转子在某一转速ω下所需要的转矩M,再利用功率P=M·ω即可得出立磨选粉机转笼电动机的做功功率[5]。
在建立立磨选粉机的流场模型时,为了方便对其节能效果的数值模拟,将所有转子叶片的壁面定义为一组边界条件,并命名为yelou_rorate。在定义选粉机笼形转子的转速时,必须定义yelou_rorate面组跟随所在的网格体进行同步转动。为得到立磨选粉机笼形转子绕旋转轴Z轴的转矩M,可使用Fluent软件在后处理环节提供的力矩报告功能,通过Report-ForcesMoments菜单即可得出报告结果[6]。
2 节能效果的数值模拟与分析
2.1 导流圈的节能效果分析
导流圈的结构如图2所示,主要由上板、下板和固定板组成,上板与下板的夹角为α角。导流圈的高度为定值,导流圈的外径大小主要由α角决定。
SMG型立磨选粉机内增设导流圈是为了解决含料气流进入分级室内气流速度过低的问题,避免出现合格的物料颗粒不能及时进入分级室的现象。文献[1]中的模拟发现,导流圈α角过大,会限制进入选粉机分级室的气流速度;α角过小,则将增大立磨选粉机的压阻,加大动力消耗。因此,有必要对导流圈的能耗进行相关的模拟分析。
为了分析导流圈对立磨选粉机能耗水平的影响,分别建立三组选粉机模型,分别采用α角为50°、60°和180°的导流圈。建模时,三组立磨选粉机的转子叶片均为直叶片,转子叶片数量均为84片,分级环间距均为300mm。采用相同的边界条件和求解方法,对三组立磨选粉机模型分别进行数值模拟。定义系统风量为5 500m3/min,喂料速度为60kg/s,设定8个速度点,分别为20r/min、30r/min、45r/min、55r/min、60r/min、70r/min、80r/min和100r/min,最终得出三组立磨选粉机在不同转速下的电动机功率分布如图3所示。
由图3可以看出,立磨选粉机安装导流圈后,主电动机功率有所上升,当α角为60°时,比无导流圈(即α角为180°)时的能耗增加了2%(取8个速度点的平均功率相比较,下同)左右;当α角为50°时,能耗增加了6%。这是由于导流圈的安装,在一定程度上增加了立磨选粉机的压损,α角越小,压损越大,使选粉机电动机功率有所增加。而根据文献[1]所做的分析,当立磨选粉机导流圈α角为60°时,大部分颗粒能够被迅速提升至分级室,同时选粉机自身的压阻也相对较小,细粉在选粉机内的停留时间较短,选粉机具有良好的分级效率,其产量可提升7%,由于在该工况下电动机功率只增加了2%,因此立磨选粉机的单位产品能耗其实是降低的。综上所述,α角为60°的导流圈可以有效降低立磨选粉机的单位能耗。
2.2 分级环间距的节能效果分析
分级环间距大小在一定程度上影响着物料颗粒在分级区的分级时间和分级室内速度梯度的变化,从而影响选粉机的分级效率。
为了分析分级环间距对选粉机能耗水平的影响,建立6组选粉机模型,分别采用分级环间距D为50mm、80mm、110mm、150mm、200mm和300mm。建模时,6组立磨选粉机的转子叶片均为直叶片,转子叶片数量均为84片,根据前述的结论,采用α角为60°的导流圈。采用相同的边界条件和求解方法,对6组立磨选粉机模型分别进行数值模拟。定义系统风量为5 500m3/min,喂料速度为60kg/s,设定8个速度点,分别为20r/min、30r/min、45r/min、55r/min、60r/min、70r/min、80r/min和100r/min,最终得出6组立磨选粉机在不同转速下的电动机功率分布如图4所示。
由图4可以看出,随着分级环间距的减小,立磨选粉机主电动机功率有所下降,当分级环间距为110mm时,选粉机的能耗最低,比分级环间距为300mm时的能耗降低了7.3%,此时若分级环间距再减小,选粉机的能耗有所反弹。这是由于过宽的分级环间距会导致物料在分级环内大量聚集,增加了选粉机的循环负荷;过窄的分级环间距则会导致大量粗颗粒进入转子叶片间,增加了颗粒与转子叶片的碰撞几率。通过对分级环间距大小对分级流场和分级效率的影响分析,当立磨选粉机分级环间距为110mm时,选粉机具有良好的分级效率,其产量得到提升。因此在分级环间距为110mm时,立磨选粉机具有较低的单位能耗。
3 结论
通过Fluent软件,对比分析改造前后立磨选粉机转笼电动机做功功率情况,对导流圈、分级环间距的节能效果进行计算机数值模拟分析,从而得到节能改造工况下的能耗数据,为进一步提高和优化立磨选粉机的分级性能提供依据。由数值模拟结果可知,当导流圈α角为60°,分级环间距为110mm时,可以有效降低立磨选粉机的单位能耗。
参考文献
[1]綦海军,李双跃,任朝富,等.立磨选粉机导流圈的数值模拟与分析[J].浙江工业大学学报,2012,40(1):70-74.
[2]刘家祥,徐德龙.涡流空气分级机环形区宽度对其分级指标的影响[J].水泥,2002(6):32-35.
[3]綦海军,李双跃,李翔,等.立磨选粉机操作参数对分级流场影响的数值模拟[J].中国粉体技术,2012,18(2):12-16.
[4]童聪,李双跃,綦海军,等.立磨选粉机叶片结构对分级区速度场的影响分析[J].化工进展,2012,31(4):2-7.
[5]唐辉.离心泵三维流场的数值模拟[D].北京:清华大学硕士学位论文,2002.
一次立磨选粉机主轴轴承的损坏事故 第2篇
我公司2000t/d熟料生产线配套的生料磨机为德国产的MPS3350B立式辊磨，在一次检修中，发现立磨选粉机主轴轴承落架。该生产线生料粉磨系统2002年投入生产以来，除了检修更换易磨损件之外，一直运转较好，但在2008年我们发现立式辊磨的选粉机转子与减速机联轴器的胶垫磨损较快，由于更换不及时，使得联轴器两半体磨损严重，经常更换。该联轴器是进口原装部件，没有备件，只有采用弹性套柱销联轴器来代替。由于是仅仅更换处理，而没有解决根本问题，联轴器的弹性套也得随之经常更换，以致到后期磨机上部出现有较大晃动现象。现将立磨选粉机主轴轴承落架的预兆、原因及处理办法介绍如下。
1 设备检查
为了解决根本问题，我们对立磨选粉机转子进行了仔细检查：a、对选粉机转子的各个注油点的油量进行检查，各个注油点为油杯加油的形式，发现油量充足。b、对选粉机主轴上部与基础固定法兰的水平度进行检测，水平度为0.15mm。与最初安装差值较大。c、对联轴器安装的垂直度、同轴度进行检查，均在要求的范围内。
在机体外部检查完毕后，又对机体内部进行检查，发现：主轴总成与护管的连接螺栓被剪断，螺栓为CS8.8级高强螺栓，规格为Φ16×220mm，共有18根，选粉机主轴下部总成与主轴护管有较大的错位。根据现场检查的结果，我们对选粉机转子主轴总成进行拆解，主轴下部总成内充满了粉尘，下部轴承保持架碎裂，轴承散架。由于轴承失去作用，导致了下部轴承座与护管连接止口磨损严重;主轴下部密封磨损严重;给下部轴承供油管及气封用的一寸管已被扭断，油管已堵塞。轴承失去作用也是导致联轴器弹性套损耗较快的原因。
2 原因分析
MPS3350B立磨设计先进，选粉机主轴总成见图1。选粉机主轴整体密封较好，共有两道带骨的橡胶密封圈，最下部为气封，气封的原理是利用一根1寸的管子与气封室相连，管子的另一端与大气相通，由于磨机是负压操作，这样气封腔与磨内形成了气压差，起到了密封的作用。
1、立磨选粉机主轴2、上部总成上盖3、轴承SKF 222324、轴承挡圈5、轴承SKF 29334E 6、上部轴承室7、气封进气管8、护管9、下部轴承室10、轴承SKF 24032 11、下部密封圈(1) 12、下部密封圈(2) 13、气封腔体14、耐磨衬套(1) 15、下部端盖16、气封室17、下部轴承供油管18、主轴支承护套19、护管法兰20、耐磨衬套(2) 21、耐磨衬套(3) 22、上部密封圈23、背帽
根据选粉机主轴下部总成的结构以及检查结果，我们分析轴承落架有三个原因：a、由于加油油量不够，导致轴承过热、研死，最终造成轴承落架;b、在磨机开停过程中或在磨机运行过程中，由于操作的原因，使得磨内短时间内处于正压状态，这就导致气封失去了作用，使得粉尘进入气封腔体内，加上粉尘与橡胶密封圈研磨，使橡胶密封圈也失去作用，最终粉尘进入轴承室内，将轴承研死，导致轴承落架;c、两种原因的同时发生导致轴承落架。
3 处理措施
3.1 更换油管及气封管
(1)根据事故产生的原因，我们决定将供给下部轴承的油管加粗，由原来的R1/4管改为R1/2管，在安装之前加满油脂。通过此以加大给油量，防止油管堵塞，供油不畅;
(2)将气封管由原来的R11/4簿壁管改为R11/4厚壁管。
3.2 更换轴承
(1)清理主轴、轴承室、气封腔内的油垢及粉尘，并用丙酮清洗一遍，仔细检查主轴、轴承室及气封腔，对磨损的部位进行修复;
(2)将修复好的轴承室与新轴承装配好，用水浴的方式把轴承室及轴承一同加热至100℃并保温2小时，待保温即将结束时，在护管与轴承室接口处涂密封胶，保温结束后，迅速地把轴承室及轴承安装到轴颈上，检查轴承室与轴承的间隙，然后将轴承室与护管装配好，拧上螺栓，将轴承室内腔加满油脂;
(3)用红装的方法将耐磨衬套装配到主轴上;
(4)将新的橡胶密封圈与气封腔体装配好再与轴承室装配，同样要涂抹密封胶，拧上螺栓。
3.3 加大气封风量
在选粉机高轴总成恢复后，在气封管与外界相通处加装压缩空气管道，以加大气封的风量，但风量要控制在600Pa以内，以免因气压过高对磨内工况产生负面影响。通过此方法使气封由被动变为主动，不会因正压操作而失去作用。
4 结束语
立磨选粉机 第3篇
1 问题分析
在对可能引起选粉机振动的各原因排查分析后, 初步认为问题应该是主轴上轴承 (推力调心辊子轴承) 游隙过大, 或者轴承活动端未安装到位, 悬空造成了椭圆形旋转轨迹。
拆卸相关构件, 测量上轴承座上表面到上轴承内圈 (活动端) 上表面距离尺寸a (见图1) , 四点测量结果均为34mm, 而图纸表明此数应为37mm。由此可断定上轴承内圈可能处于悬浮状态, 未安装到位。
2 问题处理
由于主轴部分已经安装到位, 计划投料时间已经临近, 对设备作了现场紧急处理。在下轴承座外凸面加5 mm石棉橡胶垫, 这样下轴承座带着下轴承和主轴一起下降4mm, 使上轴承内圈到位。
实际处理过程:
将下轴承座和主轴支架的连接螺栓及垫片松6mm, 此时主轴部分联轴器端未出现明显下降。用小铁锤敲打下轴承座和主轴支架结合面, 主轴部分联轴器端出现轻微下降;用扁铲沿结合面敲打, 主轴部分联轴器端出现明显的下降。测量尺寸a为37mm。制作5mm的耐热石棉橡胶垫, 上下表面涂抹一层耐热平面密封胶, 插入下轴承座外凸面和主轴支架结合面, 拧紧螺栓。复查轴承座上表面距上轴承内圈上表面距离仍为37mm。
再次试车, 选粉机在0~50Hz, 转动平稳, 整体振动较小, 测减速机壳体振动均为0.5mm/s左右, 顺利通过单机试车验收。后在投料运行中, 选粉机运行始终正常。
3 问题的深度解析及处理
对问题深度分析, 认为造成上轴承内圈处于悬浮状态的具体原因有以下几点:
(1) 主轴部分设计存在缺陷, 上轴承内圈活动量预留尺寸过小, 主轴、主轴支架等综合制造误差过大;
(2) 安装过程中上轴承未安装到位, 未按照图纸对a处尺寸核查;
(3) 运输及安装过程时, 主轴部分转子端受到较大外力影响, 主轴和上轴承内圈一起向上移动, 安装后没有归位。
为杜绝以后此类事件的再次发生, 从设计、组装及现场安装指导, 做出了以下相应的处理:
(1) 原设计考虑在车间组装, 上轴承内圈轴套、主轴组装后穿入主轴轴架, 轴套由主轴轴肩定位, 上轴承靠内圈下部小圆端面与轴套端面定位。但由于推力调心辊子轴承内圈轴向尺寸是轴承厂家自行设计确定的, 国内外厂家尺寸不都一样, 导致每次轴套的尺寸都需要重新校对。当多台立磨同时组装, 根据用户要求使用不同厂家轴承时, 轴套容易出错。当轴套尺寸偏长时, 为保证尺寸a, 下部轴承下端面到下轴承座端面的尺寸b就相应较少, 如尺寸b完全耗尽, 上轴承内圈就会处于悬浮状态。
为避免以上现象发生, 将轴套轴向尺寸减小, 使轴套上端面不与上轴承内圈接触 (见优化后I) 。由于推力调心辊子轴承内圈上端面与外圈 (固定端) 下端面尺寸国标中有明确指定, 所以选不同厂家测轴承时, 推力调心辊子轴承内圈上端面到主轴轴肩处尺寸c可当做固定参考值, 车间组装时按c尺寸组装。同时将尺寸b加大到10mm, 彻底消除累计误差的影响。
主轴部分组装至密封盖前, 测量a处尺寸37mm。小于37mm说明上轴承未组装到位, 需检查原因、重新组装。如大于37mm较小时 (0~3mm) , 可事先通知现场组装人员通过调整减速机底座垫片、主轴部分与出料壳体之间垫片调整, 保证转子顶部与壳体间隙, 保证减速机与主轴部分之间十字块联轴器的间隙;大于37mm较大时 (3mm以上) , 判定为不合格, 应查找原因, 重新组装。
立磨选粉机 第4篇
1 问题及原因分析
该立磨是中心入料负压风扫式锥辊磨机, 选粉机轴承结构见图1。
其回转部分共设计上、下两部轴承, 上部轴承选用角接触球轴承、下部轴承选用深沟球轴承。润滑油品选用0号极压锂基脂。下部轴承密封采用骨架油封和密封盘结构。4台立磨自2013年起均发现了下部轴承保持架固定铆钉断裂现象 (该轴承保持架分上下两部分制作, 用38个Φ5铆钉固定成一个整体) , 导致下部轴承下半部保持架掉落, 剐蹭下部端盖, 影响运转。
我们通过对设备的拆解及对设备的结构分析, 总结出造成该轴承保持架固定铆钉断裂损坏的原因有以下几个方面:
1) 该轴承下部保持架连接固定铆钉选型偏小, 强度不够。
2) 密封盘结构不合理, 物料可以通过密封盘与密封端盖间进入端盖骨架油封处。下部轴承密封结构见图2。轴承有两道密封, 一道是密封端盖内设骨架油封;另一道是密封盘。密封盘上面均布扇叶, 密封盘用螺栓固定在转笼上, 扇叶与端盖有3mm间隙。设置扇叶的目的是其转动时形成密封气流, 起到密封的作用。但实际运转中, 效果却背离初衷。该扇叶是平面布置, 叶片是直的, 水平转动。叶片旋转时推动空气向前, 前方是正压, 此时叶片后面空气缺失, 造成负压, 外部空气就填充进来, 灰尘随气流, 损坏骨架油封。
3) 密封端盖骨架油封损坏, 下部轴承室进灰, 形成大量的油泥, 造成选粉机启动困难。在设备启动时, 油泥的阻力作用于轴承保持架上, 对铆钉形成较大的剪切力, 久而久之, 导致铆钉断裂。
2 解决方案
1) 针对轴承保持架固定铆钉强度不够的问题, 我们在轴承订货时, 要求厂家采用16个Φ16高强螺栓, 代替原38个Φ5铆钉。解决了铆钉强度不够的问题。
2) 针对密封盘扇叶区域进灰的问题, 重新制作无扇叶的密封盘。在密封盘和下部密封端盖上各增加一道接触式密封。
新增第一道接触式密封:
在密封端盖根部加工出一个盘根槽, 内设高水基耐磨盘根 (高水基盘根软硬适当, 且超耐磨) (见图3) 。盘根槽用压紧挡环固定在端盖上。这样进来的物料被密封盘根挡在了外边, 起到了保护下部骨架油封的作用。
新增第二道接触式密封:
在无扇叶的新密封盘上加焊1圈盘根槽, 槽底设调整螺栓和垫铁, 调整螺栓顶住垫铁, 垫铁上边放高水基盘根, 调整调整螺栓, 使盘根与下端盖微接触, 起到密封的作用 (见图3) 。盘根调整的压紧程度一定要适度, 即盘根与摩擦面微接触, 压紧力过大会造成选粉机启动困难和运转中电流的增大。
3 效果