第五章 輪碾機(jī)

1、硅酸鹽工業(yè)機(jī)械及設(shè)備硅酸鹽工業(yè)機(jī)械及設(shè)備第第5 5章章 輪碾機(jī)輪碾機(jī)主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容v1. 工作原理及類型工作原理及類型v2. 構(gòu)造構(gòu)造v3. 工作參數(shù)的確定工作參數(shù)的確定v4. 性能及應(yīng)用性能及應(yīng)用5-1 工作原理及類型工作原理及類型v輪碾機(jī)的主要工作部件是輪碾機(jī)的主要工作部件是碾輪及碾盤碾輪及碾盤。利用。利用碾輪與碾盤之間的相對運(yùn)動，以碾輪與碾盤之間的相對運(yùn)動，以擠壓兼施磨擠壓兼施磨剝剝方式將物料粉碎，它用于方式將物料粉碎，它用于中硬質(zhì)和軟質(zhì)物中硬質(zhì)和軟質(zhì)物料料的的細(xì)碎和粗磨細(xì)碎和粗磨作業(yè)。粉碎的同時還起著物作業(yè)。粉碎的同時還起著物料的料的混合混合作用。作用。v當(dāng)碾輪對碾盤作相對當(dāng)碾

2、輪對碾盤作相對轉(zhuǎn)動時，由于圓柱形轉(zhuǎn)動時，由于圓柱形碾輪不管距離主軸遠(yuǎn)碾輪不管距離主軸遠(yuǎn)近，均以同一線速度近，均以同一線速度轉(zhuǎn)動，這樣除了在輪轉(zhuǎn)動，這樣除了在輪寬的中心線附近是寬的中心線附近是純純滾動滾動外，碾輪中心線外，碾輪中心線附近的內(nèi)外側(cè)均有附近的內(nèi)外側(cè)均有滑滑動動。v輪碾機(jī)在工作時，除了對物料進(jìn)行擠壓作用輪碾機(jī)在工作時，除了對物料進(jìn)行擠壓作用外，還兼施于磨剝作用，物料在輪碾機(jī)中受外，還兼施于磨剝作用，物料在輪碾機(jī)中受到反復(fù)的粉碎和混煉作用。到反復(fù)的粉碎和混煉作用。v輪寬越大，相對滑動越大，磨剝作用越大。輪寬越大，相對滑動越大，磨剝作用越大。根據(jù)工藝要求，當(dāng)需要獲得較大根據(jù)工藝要求，當(dāng)需要

3、獲得較大磨剝作用磨剝作用進(jìn)進(jìn)行破碎時，行破碎時，輪寬輪寬宜選取宜選取大大些；若主要靠些；若主要靠擠壓擠壓作用作用粉碎物料時，輪寬宜選取粉碎物料時，輪寬宜選取小小些，還可節(jié)些，還可節(jié)省動力消耗。省動力消耗。v現(xiàn)有輪碾機(jī)可按其結(jié)構(gòu)形式、工藝用途及工作方式現(xiàn)有輪碾機(jī)可按其結(jié)構(gòu)形式、工藝用途及工作方式來分類：來分類：1. 按按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為盤轉(zhuǎn)式和輪轉(zhuǎn)式兩類?？煞譃楸P轉(zhuǎn)式和輪轉(zhuǎn)式兩類。v盤轉(zhuǎn)式盤轉(zhuǎn)式輪碾機(jī)：碾盤由驅(qū)動裝置帶輪碾機(jī)：碾盤由驅(qū)動裝置帶動作等速回轉(zhuǎn)，碾輪受到盤面的摩動作等速回轉(zhuǎn)，碾輪受到盤面的摩擦帶動，只繞本身的水平軸自轉(zhuǎn)。擦帶動，只繞本身的水平軸自轉(zhuǎn)。v優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速可高

4、些，產(chǎn)：工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速可高些，產(chǎn)量高，動力較省。量高，動力較省。v缺點(diǎn)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，碾盤中物料會：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，碾盤中物料會受到慣性離心力作用，容易散開。受到慣性離心力作用，容易散開。v輪轉(zhuǎn)式輪轉(zhuǎn)式輪碾機(jī)：碾輪既繞主輪碾機(jī)：碾輪既繞主軸公轉(zhuǎn)，又繞水平軸自轉(zhuǎn)，軸公轉(zhuǎn)，又繞水平軸自轉(zhuǎn)，碾盤則固定不動。碾盤則固定不動。v優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，主軸軸承：結(jié)構(gòu)簡單，主軸軸承負(fù)荷較小，物料不宜散開。負(fù)荷較小，物料不宜散開。v缺點(diǎn)缺點(diǎn)：工作時有很大的慣性：工作時有很大的慣性離心力產(chǎn)生，有時碾輪甩脫離心力產(chǎn)生，有時碾輪甩脫的傾向；當(dāng)慣性離心力不平的傾向；當(dāng)慣性離心力不平衡時，主軸很易損壞。衡時，主軸很易損壞。

5、2. 按按傳動方式傳動方式可分為頂部傳動式和底部傳動式兩類?？煞譃轫敳總鲃邮胶偷撞總鲃邮絻深悺頂部傳動式輪碾機(jī)拆裝和維修方便，易于防塵，但傳動齒輪頂部傳動式輪碾機(jī)拆裝和維修方便，易于防塵，但傳動齒輪磨損時，鐵屑和油垢易落入碾盤中，使物料污染（對陶瓷、磨損時，鐵屑和油垢易落入碾盤中，使物料污染（對陶瓷、玻璃以及耐火材料的生產(chǎn)不利）。底部傳動式輪碾機(jī)無此弊玻璃以及耐火材料的生產(chǎn)不利）。底部傳動式輪碾機(jī)無此弊病，結(jié)構(gòu)比較緊湊穩(wěn)固，但維修比較困難。病，結(jié)構(gòu)比較緊湊穩(wěn)固，但維修比較困難。3. 按按碾輪材料碾輪材料可分為金屬輪式和石輪式兩類。陶瓷和玻璃工業(yè)采可分為金屬輪式和石輪式兩類。陶瓷和玻璃工業(yè)采用

6、石輪式輪碾機(jī)，避免鐵質(zhì)污染原料。用石輪式輪碾機(jī)，避免鐵質(zhì)污染原料。4. 按按工藝用途工藝用途可分為干碾機(jī)和濕碾機(jī)兩類。干碾機(jī)用于處理含水可分為干碾機(jī)和濕碾機(jī)兩類。干碾機(jī)用于處理含水量低于量低于10%的物料；濕碾機(jī)用于處理含水量超過的物料；濕碾機(jī)用于處理含水量超過15%的物料。的物料。5. 按按操作方式操作方式可分為連續(xù)式和間歇式兩類?？煞譃檫B續(xù)式和間歇式兩類。5-2 構(gòu)造構(gòu)造v一、濕磨輪碾機(jī)一、濕磨輪碾機(jī)v如圖為如圖為底部傳動底部傳動、連續(xù)作業(yè)連續(xù)作業(yè)的的輪轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)式式濕磨濕磨輪碾機(jī)。輪碾機(jī)。v碾盤底部鑲有碾盤底部鑲有帶孔的篩板帶孔的篩板，用，用于卸料?？椎慕孛嬗谛读??？椎慕孛娉侍菪纬侍菪?，下，

7、下面較大，避免阻塞。面較大，避免阻塞。v碾盤上還裝有可調(diào)整角度的碾盤上還裝有可調(diào)整角度的刮刮板板，由主軸帶動旋轉(zhuǎn)，將碾盤，由主軸帶動旋轉(zhuǎn)，將碾盤上被碾輪壓開的物料重新刮到上被碾輪壓開的物料重新刮到輪子下破碎。當(dāng)破碎粘濕物料輪子下破碎。當(dāng)破碎粘濕物料時，還要安裝能耙松壓實(shí)物料時，還要安裝能耙松壓實(shí)物料層的層的耙子耙子。v兩只碾輪安裝在離主軸中心不同距兩只碾輪安裝在離主軸中心不同距離的地方（通常離的地方（通常R1/R2 1.2），以），以增大碾輪在碾盤上的滾壓面積。為增大碾輪在碾盤上的滾壓面積。為了平衡慣性離心力，用將距主軸較了平衡慣性離心力，用將距主軸較近的碾輪輪轂空隙中填充混凝土的近的碾輪輪轂

8、空隙中填充混凝土的方法來調(diào)整質(zhì)量。方法來調(diào)整質(zhì)量。v碾輪轉(zhuǎn)軸通過碾輪轉(zhuǎn)軸通過曲軸曲軸與主軸相連（如與主軸相連（如右圖），使碾輪在碾盤上的高度可右圖），使碾輪在碾盤上的高度可以調(diào)節(jié)。當(dāng)遇到過厚的料層或堅硬以調(diào)節(jié)。當(dāng)遇到過厚的料層或堅硬的料塊時，碾輪自動升起，避免碾的料塊時，碾輪自動升起，避免碾輪零件的折斷及主軸的彎曲。輪零件的折斷及主軸的彎曲。二、干磨輪碾機(jī)二、干磨輪碾機(jī)v右圖為右圖為頂部頂部傳動傳動連續(xù)連續(xù)工作的工作的盤盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)式式干磨干磨輪碾機(jī)。輪碾機(jī)。v碾盤碾盤固裝在主軸上，由電動機(jī)固裝在主軸上，由電動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)。帶動旋轉(zhuǎn)。v兩個兩個碾輪碾輪分別活動套裝在水平分別活動套裝在水平軸上，水平軸兩

9、端支承在機(jī)架軸上，水平軸兩端支承在機(jī)架兩側(cè)的兩個軸承上，中部則通兩側(cè)的兩個軸承上，中部則通過活動套裝在主軸上。過活動套裝在主軸上。v軸承的箱體可沿機(jī)架里側(cè)的導(dǎo)軸承的箱體可沿機(jī)架里側(cè)的導(dǎo)槽上下滑動，從而可以自動的槽上下滑動，從而可以自動的上下調(diào)整碾輪的高度，起到上下調(diào)整碾輪的高度，起到保保護(hù)作用護(hù)作用。v輪碾機(jī)工作時，喂入的物料被裝在梁上的刮刀刮到碾輪下輪碾機(jī)工作時，喂入的物料被裝在梁上的刮刀刮到碾輪下面，進(jìn)行反復(fù)粉碎。面，進(jìn)行反復(fù)粉碎。v碾盤外側(cè)有鋼制卸料篩板，粉碎的物料由于碾盤外側(cè)有鋼制卸料篩板，粉碎的物料由于慣性離心力慣性離心力和和擠壓擠壓作用，被甩到碾盤周邊的篩面上，通過篩孔落到下面作用

10、，被甩到碾盤周邊的篩面上，通過篩孔落到下面的環(huán)形受料槽內(nèi)，被與碾盤一起轉(zhuǎn)動的卸料刮刀刮送到出的環(huán)形受料槽內(nèi)，被與碾盤一起轉(zhuǎn)動的卸料刮刀刮送到出料口卸出。篩板上未能通過篩孔的物料，被刮刀送到碾輪料口卸出。篩板上未能通過篩孔的物料，被刮刀送到碾輪下繼續(xù)粉碎。下繼續(xù)粉碎。v產(chǎn)品的細(xì)度可通過產(chǎn)品的細(xì)度可通過調(diào)節(jié)篩孔的大小和給料量調(diào)節(jié)篩孔的大小和給料量來控制。但輪來控制。但輪碾機(jī)不宜細(xì)磨物料，細(xì)磨時產(chǎn)量顯著下降，而單位電耗急碾機(jī)不宜細(xì)磨物料，細(xì)磨時產(chǎn)量顯著下降，而單位電耗急劇增加。劇增加。v盤轉(zhuǎn)式輪碾機(jī)的轉(zhuǎn)速也有一定限制，當(dāng)轉(zhuǎn)速太大時，慣性盤轉(zhuǎn)式輪碾機(jī)的轉(zhuǎn)速也有一定限制，當(dāng)轉(zhuǎn)速太大時，慣性離心力會將物料

11、拋向盤邊。離心力會將物料拋向盤邊。v離心卸料盤轉(zhuǎn)式高速輪碾機(jī)離心卸料盤轉(zhuǎn)式高速輪碾機(jī)：旋轉(zhuǎn)的碾盤與固定邊緣之間：旋轉(zhuǎn)的碾盤與固定邊緣之間有縫隙，縫隙的大小可根據(jù)產(chǎn)品粒度要求進(jìn)行調(diào)整。物料有縫隙，縫隙的大小可根據(jù)產(chǎn)品粒度要求進(jìn)行調(diào)整。物料在碾盤上，受到慣性離心力的作用甩向邊緣，通過縫隙的在碾盤上，受到慣性離心力的作用甩向邊緣，通過縫隙的物料落入機(jī)下的收料斗中排出；不能通過縫隙的粗粒被刮物料落入機(jī)下的收料斗中排出；不能通過縫隙的粗粒被刮板刮回碾輪下繼續(xù)粉碎。板刮回碾輪下繼續(xù)粉碎。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力高，動力消耗較小，由于沒有篩板，可以處：生產(chǎn)能力高，動力消耗較小，由于沒有篩板，可以處理含水量達(dá)理含水

12、量達(dá)12-14%的粘土而不致堵塞。的粘土而不致堵塞。v可推導(dǎo)出：可推導(dǎo)出：2 。其中。其中為為物料與碾盤或碾輪的摩擦物料與碾盤或碾輪的摩擦角。角。5-3 工作參數(shù)的確定工作參數(shù)的確定v一、鉗角一、鉗角v定義：碾輪與料塊接觸點(diǎn)的切線與碾盤之間的夾角定義：碾輪與料塊接觸點(diǎn)的切線與碾盤之間的夾角。根據(jù)碾輪對料塊的壓力。根據(jù)碾輪對料塊的壓力P和由此壓力引起的摩擦和由此壓力引起的摩擦力力fP的平衡關(guān)系，的平衡關(guān)系， sincosPfP tgtgf 2即即v為了滿足鉗角的要求，碾輪直徑為了滿足鉗角的要求，碾輪直徑D與喂入輪碾機(jī)的料與喂入輪碾機(jī)的料塊尺寸塊尺寸d的比值大小應(yīng)滿足：的比值大小應(yīng)滿足： cos2

13、222 dDdD cos1cos1 dDv對于干硬物料，料塊與碾輪之間的摩擦系數(shù)對于干硬物料，料塊與碾輪之間的摩擦系數(shù)f=0.3，則，則=3340，故，故D/d=11。v對于濕粘土，對于濕粘土，f=0.45， =4840，故，故D/d=5。v為了安全，為了安全， D/d值宜增大值宜增大1020%，即在粉碎干硬物料或，即在粉碎干硬物料或濕粘土?xí)r，應(yīng)分別使?jié)裾惩習(xí)r，應(yīng)分別使D14d及及D6d。v若粉碎大塊物料，直徑需很大，故用于若粉碎大塊物料，直徑需很大，故用于細(xì)碎或粗磨細(xì)碎或粗磨。二、轉(zhuǎn)速二、轉(zhuǎn)速v對于盤轉(zhuǎn)式輪碾機(jī)，轉(zhuǎn)速必須保證物料停留在碾輪下受壓對于盤轉(zhuǎn)式輪碾機(jī)，轉(zhuǎn)速必須保證物料停留在碾輪下受

14、壓而不被甩向邊緣。因此，應(yīng)使物料所受的慣性離心力不大而不被甩向邊緣。因此，應(yīng)使物料所受的慣性離心力不大于物料與碾盤的摩擦力。于物料與碾盤的摩擦力。v設(shè)物料質(zhì)量為設(shè)物料質(zhì)量為m，物料與盤面摩擦系數(shù)為，物料與盤面摩擦系數(shù)為f，碾輪中心點(diǎn)的，碾輪中心點(diǎn)的平均線速度為平均線速度為v，物料至盤中心的平均距離為，物料至盤中心的平均距離為Rm，則要求，則要求mRmvmgf2 將將 代入上式得代入上式得30nRvm mRfn30 式中，式中，n輪碾機(jī)的轉(zhuǎn)速輪碾機(jī)的轉(zhuǎn)速(r/min)；Rm物料至盤中心的平均距離物料至盤中心的平均距離(m)； f 物料與盤面的摩擦系數(shù)。物料與盤面的摩擦系數(shù)。v為了保證操作可靠，盤

15、轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)速要減小為了保證操作可靠，盤轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)速要減小10%；輪轉(zhuǎn)式還要低；輪轉(zhuǎn)式還要低；離心卸料的高速輪碾機(jī)，則應(yīng)加大離心卸料的高速輪碾機(jī)，則應(yīng)加大11.5倍。倍。三、生產(chǎn)能力三、生產(chǎn)能力v輪碾機(jī)生產(chǎn)能力的輪碾機(jī)生產(chǎn)能力的影響因素影響因素：物料性質(zhì)、料塊尺寸、粉碎度、：物料性質(zhì)、料塊尺寸、粉碎度、碾輪的尺寸及質(zhì)量、碾盤結(jié)構(gòu)、加料方式和主軸轉(zhuǎn)速等。碾輪的尺寸及質(zhì)量、碾盤結(jié)構(gòu)、加料方式和主軸轉(zhuǎn)速等。v主要通過主要通過經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式來估算輪碾機(jī)的生產(chǎn)能力。來估算輪碾機(jī)的生產(chǎn)能力。v對于對于干碾破碎硬質(zhì)物料和干燥粘土干碾破碎硬質(zhì)物料和干燥粘土?xí)r，經(jīng)驗公式為：時，經(jīng)驗公式為： Q=mDn/28式中，式中，

16、m每個碾輪的質(zhì)量每個碾輪的質(zhì)量(t)； D碾盤的直徑碾盤的直徑(m)； n 主軸或碾盤的轉(zhuǎn)速主軸或碾盤的轉(zhuǎn)速(r/min)。v對帶有篩板的輪碾機(jī)，在對帶有篩板的輪碾機(jī)，在濕碾泥料濕碾泥料時的生產(chǎn)能力的經(jīng)驗公式：時的生產(chǎn)能力的經(jīng)驗公式： Q=60LF(a+b)n式中，式中，L碾輪每壓輥一次，從篩孔中擠出的泥條長度碾輪每壓輥一次，從篩孔中擠出的泥條長度(m)，與泥料的水分、，與泥料的水分、 可塑性以及篩孔大小有關(guān)，濕度為可塑性以及篩孔大小有關(guān)，濕度為2022%的粘土約為的粘土約為2025mm； F 篩孔的截面積篩孔的截面積(m2)； n主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速(r/min)； (a+b) 主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，

17、兩個碾輪壓過的篩孔數(shù)。主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，兩個碾輪壓過的篩孔數(shù)。四、功率四、功率v輪碾機(jī)所需功率，主要用來克服碾輪與碾盤之間輪碾機(jī)所需功率，主要用來克服碾輪與碾盤之間相對運(yùn)動時的阻力相對運(yùn)動時的阻力：碾輪的滾動摩擦阻力、滑動：碾輪的滾動摩擦阻力、滑動摩擦阻力、刮板的摩擦阻力及傳動的摩擦阻力等。摩擦阻力、刮板的摩擦阻力及傳動的摩擦阻力等。可用下式估算：可用下式估算： 162421fDfmBnZKN 式中，式中，K校正系數(shù)，常取校正系數(shù)，常取11.5； B碾輪寬度碾輪寬度(m)； m每個碾輪的質(zhì)量每個碾輪的質(zhì)量(t)； Z碾輪個數(shù)；碾輪個數(shù)； 總效率，常取總效率，常取0.60.8 n 主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速

18、(r/min)； f1滾動摩擦系數(shù)，常取滾動摩擦系數(shù)，常取0.010.03； D碾輪直徑碾輪直徑(m)； f2滑動摩擦系數(shù)，常取滑動摩擦系數(shù)，常取0.30.45。5-4 性能及應(yīng)用性能及應(yīng)用v輪碾機(jī)輪碾機(jī)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：為古老、低效率的粉磨機(jī)械，單位時間內(nèi)碾輪對：為古老、低效率的粉磨機(jī)械，單位時間內(nèi)碾輪對物料作用次數(shù)較少，因此單位電耗較高，而且生產(chǎn)能力低。物料作用次數(shù)較少，因此單位電耗較高，而且生產(chǎn)能力低。優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，操作可靠，粉碎適應(yīng)性強(qiáng)，特別是它具有混煉：構(gòu)造簡單，操作可靠，粉碎適應(yīng)性強(qiáng)，特別是它具有混煉作用的工藝特點(diǎn)，控制產(chǎn)品細(xì)度方便，以及可以采用石質(zhì)材料，作用的工藝特點(diǎn)，控制產(chǎn)品細(xì)度方便，以及可以采用石質(zhì)材料，能避免鐵質(zhì)摻入物料。能避免鐵質(zhì)摻入物料。v輪碾機(jī)是輪碾機(jī)是介乎細(xì)碎和粗磨之間介乎