臥式振動離心機

1、WZY1400型大型臥式振動離心機的研制2007-10-30       中圖分類號：TD462 1 文獻標識碼：A    l 臥式振動離心機及其發(fā)展現(xiàn)狀    過濾式離心機是選煤廠用于末煤脫水的主要設備，其結(jié)構(gòu)型式有三種：臥式振動離心機、立式振動離心機和立式刮刀卸料離心機。    11 臥式振動離心機的優(yōu)點    從發(fā)展趨勢看，世界各國都在積極發(fā)展臥式振動

2、離心機，其主要原因是該機型具有以下優(yōu)點：    (1)效率高。衡量離心機工作效果的主要工藝指標是脫水產(chǎn)品的水分和離心液中煤的損失量。通常，在人料水分相近時，臥式振動離心機產(chǎn)品水分與刮刀卸料離心機的相差不多。但在人料粒度組成相似時，臥式振動離心機離心液中煤的損失量不超過4 ，通常為25 一35 ，而刮刀卸料離心機則為5 一6 。    (2)易損件少，煤的粉碎率低。振動離 L-機易損件較少，轉(zhuǎn)速較低，離心強度較小，采用振動卸料方式，因此，煤的粉碎率低。易損件

3、主要是篩籃和人料管。篩籃的使用壽命較之國內(nèi)普遍采用的立式刮刀卸料離心機篩籃長12個月，人料管的使用壽命在612個月，維護成本相對較低。    (3)處理能力大，人料粒度上限大。臥式振動離心機的處理能力可達250th，可滿足選煤廠大型化、模塊化的需求；人料粒度上限為50ram，大大簡化了選煤廠的工藝流程，降低了成本，便于管理。    (4)降低廠房高度，方便維修。與其他結(jié)構(gòu)形式的離心機相比，臥式振動離心機結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，可在水平方向?qū)崿F(xiàn)易損件的更換，降低了對廠房高度的要求。   &#

4、160;(5)電耗低。與其他機型相比，臥式振動離心機噸煤電耗較低，約為0125kW ·h，降低了選煤廠的生產(chǎn)成本。    12 發(fā)展現(xiàn)狀    在國外，振動卸料離心機技術已日趨完善。幾個產(chǎn)煤大國都有自己的一種或幾種系列產(chǎn)品。例如，德國DBT公司的VM系列、澳大利亞申克公司的SCC系列和荷蘭TEMA公司的HSG系列臥式振動離心機。    國外最大的臥式振動離心機篩籃大端直徑已達1 500mm，處理能力達300th，產(chǎn)品水分5 一

5、9 ，但價格較高，每臺大約需130萬人民幣。    國產(chǎn)臥式振動離心機以小型為主，如WZL1000型和ZWPIO00型臥式振動離心機，其中，ZWP1000型臥式振動離心機為煤炭科學研究總院唐山分院承擔“九五”國家科技攻關項目成果。該機徹底解決了國產(chǎn)臥振存在的箱體漏油嚴重、支座易開裂、調(diào)整困難等主要技術問題，經(jīng)專家鑒定，該機各項技術性能指標達到了國內(nèi)領先水平，目前已有多臺應用于選煤生產(chǎn)，獲得了良好的工藝效果。但因其型號偏小、處理量低，無法滿足現(xiàn)代化大型選煤廠的需要，用戶范圍窄，嚴重制約了其推廣。    盡管

6、國內(nèi)也有少量不同型號的大型臥振，但質(zhì)量和技術均難達到同類進口設備的水平，而進口同類設備價格又十分昂貴，除少數(shù)大型選煤廠外，多數(shù)選煤廠不得不選用價格較貴且易損件多的立式刮刀卸料離心脫水機，還有一些選煤廠仍然在使用老式國產(chǎn)臥式振動離心機，給選煤廠生產(chǎn)帶來很多困難。    為此，煤炭科學研究總院唐山分院以其長期積累的臥式振動離心機設計技術與經(jīng)驗，以國外先進的臥振產(chǎn)品技術性能為目標，研制成功了WZY1400型臥式振動離心機，目前已有十余臺投入現(xiàn)場使用，取得了良好的使用效果。    2 優(yōu)化設計 

7、0;  國產(chǎn)大型臥振的質(zhì)量和技術達不到國外同類設備水平的主要原因是設計方法缺乏科學性，這一點在國產(chǎn)臥振振動系統(tǒng)的設計方面表現(xiàn)的尤為突出。由于缺乏深入的理論研究，許多設計參數(shù)照抄進口設備，未進行整體參數(shù)優(yōu)化，致使設計失敗。針對上述情況，在研究開發(fā)WZY1400型臥式振動離心機過程中，充分借鑒國內(nèi)外的臥式振動離心機的先進技術與成功經(jīng)驗，從大型臥式振動離心機整體參數(shù)優(yōu)化著手，利用科學的有限元分析軟件對大型臥式振動離心機振動系統(tǒng)及其關鍵零部件進行優(yōu)化設計，以提高整機的可靠性。    振動箱體有限元分析包括以下內(nèi)容：  &#

8、160; (1)采用分析軟件建立振動箱體的立體模型，為下一步有限元分析做準備。圖1所示為振動箱體的立體圖。  (2)振動箱體的有限元劃分網(wǎng)格(圖2)，即將建立好的立體模型劃分成很小的單元，每個單元是一個單獨的受力體，單元之間相互連接，當一個單元受力時，力會傳導到其他單元。    (3)劃分單元網(wǎng)格后，進行振動箱體的受力分析、疲勞強度分析和模態(tài)分析等。振動箱體的應力分布如圖3所示。圖3背景顏色條代表應力的大小，每一種顏色對應不同的應力值。零件上的不同顏色表示零件的不同部位所受不同的應力和應變力，據(jù)此，可以找到應力和應變的最大點

9、，并與材料的允許值相比較，從而判斷結(jié)構(gòu)設計是否滿足要求。(4)振動箱體的模態(tài)分析(結(jié)果見表1)。振動箱體不同階數(shù)模態(tài)是由于振動箱體每一相關零件對箱體所產(chǎn)生的不同作用而形成的，每一階模態(tài)對應一個固有頻率，設計時必須使激振頻率避開相應的固有頻率，以免發(fā)生共振。本機的振動箱體采用的激振頻率為243Hz。  (4)對振動箱體實施優(yōu)化設計時，分析軟件根據(jù)輸入的力、轉(zhuǎn)距、材料的彈性模量和波松比計算出整體結(jié)構(gòu)的最低安全系數(shù)，只有計算值大于要求值時，才能說明結(jié)構(gòu)強度滿足要求。圖4中A、B、C、D區(qū)域是低于所要求的安全系數(shù)區(qū)域，說明需對相應結(jié)構(gòu)進行修改，改后再用分析軟件進行受力、疲勞強度、動

10、靜態(tài)、固有頻率等一系列分析，直至全部達到要求為止。3 結(jié)構(gòu)分析    WZY1400臥式振動離心機由旋轉(zhuǎn)部分、振動部分、機體和潤滑系統(tǒng)組成(圖5)。在研究開發(fā)過程中，針對國產(chǎn)臥式振動離心機存在的振動參數(shù)不穩(wěn)定、振幅調(diào)整困難、箱體漏油嚴重、主軸承和彈簧易損壞等問題進行了細致地研究，采取了一系列技術措施，使其結(jié)構(gòu)更加科學緊湊，各部件的運行更加穩(wěn)定可靠，易加工，易拆卸，徹底解決了以往國產(chǎn)臥振存在的問題，現(xiàn)場應用效果良好。 31 旋轉(zhuǎn)部分    旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)必須滿足以下主要條件： 能夠傳

11、遞足夠大的回轉(zhuǎn)力矩和承受較大軸向慣性力； 保證篩籃能夠按照設計要求進行旋轉(zhuǎn)和軸向振動； 便于安裝和檢修。為了保證主軸旋轉(zhuǎn)并傳遞激振力，并考慮其可靠性及使用壽命，主軸采用一對瑞典SKF公司的球面滾子軸承支承。    篩籃的設計主要是確定其直徑和半錐角。篩籃的直徑直接影響處理能力，直徑越大，處理能力越大；篩籃半錐角的大小直接影響物料在篩面上的運動狀態(tài)和停留時間，一般<µ(物料對錐體的動摩擦角)。物料在篩籃內(nèi)的滑行速度不僅與a有關，而且與物料所在位置的回轉(zhuǎn)半徑有關，回轉(zhuǎn)半徑愈大，滑動速度愈小。若錐角過大，則由于篩籃前后物料滑

12、動速度的差值太大而引起排料端物料層增厚，造成物料沿篩籃長度分布不均勻，使離心機的脫水效果變差。目前臥式振動離心機的值一般取1018。根據(jù)WZL1000型臥式振動離心機和ZWP1000型臥式振動離心機現(xiàn)場的使用數(shù)據(jù)推算，參考國外大型臥振離心機篩籃參數(shù)，并考慮處理量與產(chǎn)品質(zhì)量等因素，WZY1400型臥式離心機篩籃的值取l5度，大端直徑為1 400ram。    國產(chǎn)臥振篩籃與主軸的聯(lián)接一般采用錐度緊配合，現(xiàn)場拆卸篩籃相當困難。WZY1400型臥式振動離心機篩籃與主軸采用法蘭螺栓聯(lián)接，有專用的篩籃拆卸工具，更換方便。   

13、; 32 振動部分    目前，國產(chǎn)臥振大都采用箱式激振器作主振源，噪聲大，檢修困難，調(diào)整不方便，密封問題也不好解決。WZY1400型臥振采用立式安裝的兩振動電機作為激振源，振幅調(diào)節(jié)極為方便，能根據(jù)要求調(diào)到一個精確振幅，振幅可調(diào)范圍為24mm，且振動系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、拆卸檢修便捷、維修量少、無漏油問題、布局合理和可靠性高等優(yōu)點。    該機型振動體與其支承裝置之間采用環(huán)形主振橡膠彈簧隔離，這也是WZY1400型臥式振動離心機的主要優(yōu)點之一。環(huán)形橡膠彈簧能同時承受多個方向的負荷，對于突然

14、沖擊和高頻振動吸收以及隔音具有良好的效果，從而簡化了本機的結(jié)構(gòu)，安裝和拆卸也簡單方便。進口VM1400型臥式振動離心機采用二級振動體，初級振動體與二級振動體靠強力橡膠和聯(lián)接銷預壓在一起，初級振動體的振動激發(fā)二級振動體作軸向快速振動，此設計造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，不便于安裝檢修，振動體的檢修需廠家的指導和使用專用工具才能完成，給現(xiàn)場的生產(chǎn)維修帶來極大的不便。    33 機體    WZY1400臥式振動離心機機體采用框架結(jié)構(gòu)，兩電機連接處采用無縫鋼管支撐，增加了整體強度?？蚣軝C體焊接后進行退火處理，框架機體的整

15、體加工保證了主軸軸承位的同軸度和安裝振動電機的孔中心的相對位置，從而增強了整機可靠性與穩(wěn)定性。    34 給料彎管結(jié)構(gòu)合理    給料管固定在帶轉(zhuǎn)軸的蓋門上，給料管的結(jié)構(gòu)能保證物料在設備運行時給至篩籃的最佳位置，從而使離心機處理量及產(chǎn)品水分達到最佳效果。    35 潤滑系統(tǒng)    采用稀油集中壓力循環(huán)潤滑系統(tǒng)。該系統(tǒng)兼有潤滑、冷卻和潤滑油凈化三項功能。潤滑油由油箱經(jīng)過濾油器進人齒輪油泵，然后經(jīng)主壓油管和兩個分支油

16、管進人各潤滑點，供給各潤滑點的全部潤滑油再由箱體底部經(jīng)回油管返回油箱。該系統(tǒng)具有潤滑點少、噪聲低、維修量少等特點。    4 振動系統(tǒng)特性    WZY1400臥式振動離心機采用遠共振線性振動系統(tǒng)，振動平穩(wěn)，頻率高。圖6所示為國產(chǎn)臥式離心機通常采用的振動系統(tǒng)特性曲線，圖7為WZY1400型臥振振動系統(tǒng)特性曲線，圖中，A點為工作點。從圖7可以看出。本機型工作點所在區(qū)間是一段非常平緩的近似直線，其工作頻率遠高于自振頻率，顯然該系統(tǒng)對現(xiàn)場適應能力強，對人料的變化不敏感，振幅穩(wěn)定。6 工業(yè)應用效果

17、60;   WZY1400型臥式振動離心機樣機于2004年12月底試制成功，并通過了國家選煤機械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的檢測，各項機械性能指標均達到了設計要求，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲僅為81 dB(A)，軸承溫升僅為31 。    樣機于2005年11月在內(nèi)蒙慶華百靈選煤廠帶煤試運轉(zhuǎn)，一次調(diào)試成功。迄今WZY1400型臥式振動離心機已帶煤運轉(zhuǎn)半年多，幾次取樣測定產(chǎn)品水分均在8 以下，處理量可達到200th以上。工業(yè)性試驗結(jié)果見表3。  山西稷山縣東方鐵合金有限公司選煤廠、山西襄垣花寶溝

18、選煤廠等同樣也獲得成功應用經(jīng)驗。WZY1400型臥振的研制成功滿足了大、中型選煤廠的需求，改變了我國大型臥式振動離心機主要依賴于進口的局面。    7 結(jié)語    WZY1400型臥式振動離心機的成功研制填補了國內(nèi)大型臥振領域的技術空白，該機具有生產(chǎn)能力大、工藝指標良好、結(jié)構(gòu)設計新穎、性能穩(wěn)定、可靠性高、維修量小、易調(diào)節(jié)等突出特點，具備多項創(chuàng)新技術和創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設計，完全可以取代進口產(chǎn)品，是選煤廠產(chǎn)品脫水的理想設備。 VM1400 型臥式振動離心機在臨渙選煤廠的應用發(fā)布時間：2007年2月3日Audo loo

19、k6.0下載楊曉鴻,王家林,王飛虎摘要介紹了臨渙選煤廠引進的澳大利亞約漢芬雷公司的VM1400 離心機的工作原理、主要技術參數(shù)及其特點。并對VM1400 離心機在臨渙選煤廠的應用情況進行了分析。關健詞離心機產(chǎn)品水分技術改造1 前言臨渙選煤廠是一座年設計入選原煤300 萬t 的礦區(qū)型選煤廠。該廠由平行單、雙號2 個系統(tǒng)組成,單系統(tǒng)處理能力為150 萬tPa 。原設計工藝為跳汰粗選- 重介旋流器精選- 煤泥浮選聯(lián)合工藝流程。由于原設計中重介部分問題較多,致使重介選煤部分一直未投入正常生產(chǎn),生產(chǎn)工藝系統(tǒng)一直采用跳汰- 浮選聯(lián)合工藝流程,但重介設備在生產(chǎn)時作無效運轉(zhuǎn),大大增加了該廠的設備及材料的損耗和

20、浪費。為此,臨渙選煤廠對工藝系統(tǒng)進行了技術改造。2 引進VM1400 型離心機的目的通過對臨渙選煤廠工藝系統(tǒng)的分析得知,原重介系統(tǒng)中的磁選機、重介旋流器、稀介桶等設備在系統(tǒng)中僅僅成為煤泥水及煤流的溜槽或管道。1998年3 月,逐步通過增設與改進管路,即短接旋流器入料、出料,截流磁選機、稀介桶入料、煤泥水等措施,甩掉了原系統(tǒng)中的磁選機、重介旋流器、稀介桶等設備。改造后工藝圖如圖1。改造后,雖然部分重介設備脫離了原工藝系統(tǒng),但處于重選樞紐部分的混合桶、精煤脫介篩等重介設備雖然對生產(chǎn)技術指標無關緊要,卻被迫受流程要求作無效運轉(zhuǎn),增加了崗位開車的設備數(shù),加大了工人的勞動強度,增加了生產(chǎn)管理難度,浪費了

21、能源,加大了設備的損耗,提高了生產(chǎn)成本。由生產(chǎn)實際可知, 只有在廠房+ 7180m平面增設1 臺處理能力大、性能可靠的精煤離心機,直接處理雙層脫水篩的末精煤,替代原系統(tǒng)中兩臺VC56 離心機,便可甩掉重介設備中的混合桶及底流泵、脫介篩、VC56 離心機等設備,而恢復原重介系統(tǒng)只需調(diào)節(jié)溜槽翻板即可實現(xiàn)。經(jīng)調(diào)研,1998 年6 月引進1 臺澳大利亞約漢芬雷公司的VM1400 型離心機對單號系統(tǒng)進行技術改造(圖2) 。安裝時利用原系統(tǒng)中的溜槽、管道及設備進行聯(lián)接和延伸,有效地減少了施工工程量和施工期,于當月安裝,當月投入使用。自使用以來,運轉(zhuǎn)狀況良好,各項經(jīng)濟技術指標均達到了預期的技改目的。3 VM

22、1400 離心機主要技術參數(shù)、工作原理及特點3.1 VM1400 離心機的主要技術參數(shù)處理能力300tPh (取決于物料的粒度組成)給料水分18 %25 %產(chǎn)品水分5 %9 % (取決于物料的粒度組成)篩籃間隙0140mm(也可選0150mm)篩籃轉(zhuǎn)速290rPmin旋轉(zhuǎn)電機45kW,6 極,250M支架,底部安裝振動電機2 臺,功率418kW振動頻率1 440rPmin振動振幅26mm(可調(diào))3.2 VM1400 離心機的工作原理VM1400 離心機是煤用脫水設備,它裝有一個帶錐度的篩籃,并向大端開口,篩籃繞水平軸旋轉(zhuǎn)的同時,也沿軸向做快速振動,從而達到物料的脫水和運輸效果。該機在工作過程中

23、,通過一個固定給料導管,使物料沿著其內(nèi)壁流到導管的端部,拋向旋轉(zhuǎn)及振動的離心機篩籃內(nèi)壁。煤的外在水分在離心力的作用下,通過楔形篩條之間的縫隙排除,從而實現(xiàn)脫水。而離心液被收集到機體后部,通過管道排出。由于VM1400 離心機在設計上,其篩籃向大端有錐度,使之有利于物料的運輸。同時,在離心機的主體兩側(cè)對稱安裝兩個封閉振動電機,其振幅還可根據(jù)實際生產(chǎn)情況通過調(diào)節(jié)激振器電機的配重來調(diào)節(jié)。這樣,通過快速振動可減少物料顆粒之間以及顆粒與篩籃之間的摩擦力,使顆粒狀態(tài)的物料更易于運動,因而實現(xiàn)物料向大端排料口的運輸。3.3 VM1400 離心機的特點(1) 運轉(zhuǎn)平穩(wěn),頻率高,處理能力大,脫水效果好,整機工作

24、噪聲小。(2) 所有入料、濾液、排料及重要的部位均有聚氨脂或高鋁陶瓷耐磨材料做襯板,有效地提高了設備的使用壽命。(3) 主機兩側(cè)對稱安裝振動電機,其振動特點是機器主體振動小而篩籃部分振動大,從而避免了通常由于機器的激振器高加速而產(chǎn)生的有害振動。(4) 由于振幅可通過調(diào)整電機配重來調(diào)節(jié),范圍為26mm ,因而可根據(jù)煤的性質(zhì)(如煤種、粒度等) ,靈活地調(diào)節(jié)離心機的振幅,使煤流在篩籃上滯留的時間達到最佳值,提高脫水效率。(5) 采用封閉式電機,防止電機受潮、水淋等,保護電機延長其使用壽命。(6) 給料管與離心機門為一體,且離心機門與整機是采用鉸鏈連接方式,保證了設備在運轉(zhuǎn)時,物料給至篩籃的最佳位置,

25、使離心機的處理量及產(chǎn)品水分達到最佳效果。(7) 維修簡單、方便,其易損部件如篩籃等,可以利用獨特的更換頂杠,移至機外,便于檢修。(8) 配有一個單板可變微油量開關,通過內(nèi)部閉鎖關系保證潤滑系統(tǒng)運行,并確保油泵電機至少運轉(zhuǎn)30s ,其旋轉(zhuǎn)電機、振動電機才能依次啟動,避免了設備部件在油面過低的情況下運轉(zhuǎn),可延長設備的使用壽命。4 工藝效果分析表1 所列為單號系統(tǒng)改造前后離心機工藝指標對照。改造后取得的效果: 在保持原有系統(tǒng)完整性的同時,又具備了相應的靈活性。由表1 可知,產(chǎn)品水分在原有設備VC56 離心機的基礎上略有下降,基本穩(wěn)定在7100 %以下,脫水效率高于VC56 離心機,達到了工藝要求。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,節(jié)省能耗、降低維修費用、簡化生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)、降低生產(chǎn)管理費用,從而達到降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟效益的目的。由于簡化了工藝流程,減少了開車設備數(shù),因而,可降低相關崗位的勞動強度,實現(xiàn)了減員提效的目的。由于新工藝中避免了跳汰末精煤進入重介系統(tǒng)大循環(huán),也可以減少系統(tǒng)中的次生煤泥量(約2.00 %) ,減輕浮選機、壓濾機、過濾機等設備的負荷,改善了煤泥水系統(tǒng)的處理效果。由于次生煤泥的減少