臥式振動(dòng)離心機(jī)

1、WZY1400型大型臥式振動(dòng)離心機(jī)的研制2007-10-30中圖分類號(hào)：TD462.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Al臥式振動(dòng)離心機(jī)及其發(fā)展現(xiàn)狀過(guò)濾式離心機(jī)是選煤廠用于末煤脫水的主要設(shè)備，其結(jié)構(gòu)型式有三種：臥式振動(dòng)離心機(jī)、立式振動(dòng)離心機(jī)和立式刮刀卸料離心機(jī)。11臥式振動(dòng)離心機(jī)的優(yōu)點(diǎn)從發(fā)展趨勢(shì)看，世界各國(guó)都在積極發(fā)展臥式振動(dòng)離心機(jī)，其主要原因是該機(jī)型具有以下優(yōu)點(diǎn)：效率高。衡量離心機(jī)工作效果的主要工藝指標(biāo)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(shí)，臥式振動(dòng)離心機(jī)產(chǎn)品水分與刮刀卸料離心機(jī)的相差不多。但在人料粒度組成相似時(shí)，臥式振動(dòng)離心機(jī)離心液中煤的損失量不超過(guò)4，通常為25一35，而刮刀卸料離心機(jī)

2、則為5一6。(2)易損件少，煤的粉碎率低。振動(dòng)離L-機(jī)易損件較少，轉(zhuǎn)速較低，離心強(qiáng)度較小，采用振動(dòng)卸料方式,因此，煤的粉碎率低。易損件主要是篩籃和人料管。篩籃的使用壽命較之國(guó)內(nèi)普遍采用的立式刮刀卸料離心機(jī)篩籃長(zhǎng)12個(gè)月，人料管的使用壽命在612個(gè)月，維護(hù)成本相對(duì)較低。處理能力大，人料粒度上限大。臥式振動(dòng)離心機(jī)的處理能力可達(dá)250t/h,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(jiǎn)化了選煤廠的工藝流程，降低了成本，便于管理。降低廠房高度，方便維修。與其他結(jié)構(gòu)形式的離心機(jī)相比，臥式振動(dòng)離心機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)廠房高度的要求。電耗低。與其

3、他機(jī)型相比，臥式振動(dòng)離心機(jī)噸煤電耗較低，約為0.125kW山，降低了選煤廠的生產(chǎn)成本。12發(fā)展現(xiàn)狀在國(guó)外，振動(dòng)卸料離心機(jī)技術(shù)已日趨完善。幾個(gè)產(chǎn)煤大國(guó)都有自己的一種或幾種系列產(chǎn)品。例如，德國(guó)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(dòng)離心機(jī)。國(guó)外最大的臥式振動(dòng)離心機(jī)篩籃大端直徑已達(dá)1500mm,處理能力達(dá)300t/h，產(chǎn)品水分5%9%,但價(jià)格較高，每臺(tái)大約需130萬(wàn)人民幣。國(guó)產(chǎn)臥式振動(dòng)離心機(jī)以小型為主，如WZL1000型和ZWPIO00型臥式振動(dòng)離心機(jī)，其中，ZWP1000型臥式振動(dòng)離心機(jī)為煤炭科學(xué)研究總院唐山分院承擔(dān)“九五”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目成果。該機(jī)

4、徹底解決了國(guó)產(chǎn)臥振存在的箱體漏油嚴(yán)重、支座易開(kāi)裂、調(diào)整困難等主要技術(shù)問(wèn)題，經(jīng)專家鑒定，該機(jī)各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，目前已有多臺(tái)應(yīng)用于選煤生產(chǎn)，獲得了良好的工藝效果。但因其型號(hào)偏小、處理量低，無(wú)法滿足現(xiàn)代化大型選煤廠的需要，用戶范圍窄，嚴(yán)重制約了其推廣。盡管國(guó)內(nèi)也有少量不同型號(hào)的大型臥振，但質(zhì)量和技術(shù)均難達(dá)到同類進(jìn)口設(shè)備的水平，而進(jìn)口同類設(shè)備價(jià)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(jià)格較貴且易損件多的立式刮刀卸料離心脫水機(jī)，還有一些選煤廠仍然在使用老式國(guó)產(chǎn)臥式振動(dòng)離心機(jī)，給選煤廠生產(chǎn)帶來(lái)很多困難。為此，煤炭科學(xué)研究總院唐山分院以其長(zhǎng)期積累的臥式振動(dòng)離心機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)

5、，以國(guó)外先進(jìn)的臥振產(chǎn)品技術(shù)性能為目標(biāo)，研制成功了WZY1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)，目前已有十余臺(tái)投入現(xiàn)場(chǎng)使用，取得了良好的使用效果。2優(yōu)化設(shè)計(jì)國(guó)產(chǎn)大型臥振的質(zhì)量和技術(shù)達(dá)不到國(guó)外同類設(shè)備水平的主要原因是設(shè)計(jì)方法缺乏科學(xué)性，這一點(diǎn)在國(guó)產(chǎn)臥振振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面表現(xiàn)的尤為突出。由于缺乏深入的理論研究，許多設(shè)計(jì)參數(shù)照抄進(jìn)口設(shè)備，未進(jìn)行整體參數(shù)優(yōu)化，致使設(shè)計(jì)失敗。針對(duì)上述情況，在研究開(kāi)發(fā)WZY1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)過(guò)程中，充分借鑒國(guó)內(nèi)外的臥式振動(dòng)離心機(jī)的先進(jìn)技術(shù)與成功經(jīng)驗(yàn)，從大型臥式振動(dòng)離心機(jī)整體參數(shù)優(yōu)化著手，利用科學(xué)的有限元分析軟件對(duì)大型臥式振動(dòng)離心機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)及其關(guān)鍵零部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高整機(jī)的可靠

6、性。振動(dòng)箱體有限元分析包括以下內(nèi)容:(1)采用分析軟件建立振動(dòng)箱體的立體模型，為下一步有限元分析做準(zhǔn)備。圖1所示為振動(dòng)箱體的立體圖。國(guó)I撮動(dòng)箱體的宓低圉振動(dòng)箱體的有限元?jiǎng)澐志W(wǎng)格(圖2)，即將建立好的立體模型劃分成很小的單元，每個(gè)單元是一個(gè)單獨(dú)的受力體，單元之間相互連接，當(dāng)一個(gè)單元受力時(shí)，力會(huì)傳導(dǎo)到其他單元。劃分單元網(wǎng)格后，進(jìn)行振動(dòng)箱體的受力分析、疲勞強(qiáng)度分析和模態(tài)分析等。振動(dòng)箱體的應(yīng)力分布如圖3所示。圖3背景顏色條代表應(yīng)力的大小，每一種顏色對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)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(yīng)力和應(yīng)變力，據(jù)此，可以找到應(yīng)力和應(yīng)變的最大點(diǎn)，并與材料的允許值相比較，從而判斷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否滿

7、足要求。圖2振動(dòng)箱體的有限元?jiǎng)澐志W(wǎng)格圖圖3箱體的應(yīng)力分布圖振動(dòng)箱體的模態(tài)分析(結(jié)果見(jiàn)表1)。振動(dòng)箱體不同階數(shù)模態(tài)是由于振動(dòng)箱體每一相關(guān)零件對(duì)箱體所產(chǎn)生的不同作用而形成的，每一階模態(tài)對(duì)應(yīng)一個(gè)固有頻率，設(shè)計(jì)時(shí)必須使激振頻率避開(kāi)相應(yīng)的固有頻率，以免發(fā)生共振。本機(jī)的振動(dòng)箱體采用的激振頻率為24.3Hz。表1據(jù)動(dòng)摘姑模態(tài)分析結(jié)果一祈三階四盼五階六的周有頻率小15.232.659.082.5135.8(4)對(duì)振動(dòng)箱體實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)算出整體結(jié)構(gòu)的最低安全系數(shù)，只有計(jì)算值大于要求值時(shí)，才能說(shuō)明結(jié)構(gòu)強(qiáng)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)

8、區(qū)域，說(shuō)明需對(duì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，改后再用分析軟件進(jìn)行受力、疲勞強(qiáng)度、動(dòng)靜態(tài)、固有頻率等一系列分析，直至全部達(dá)到要求為止。BS4扳動(dòng)筍體安全乘敖的求解緒果3結(jié)構(gòu)分析WZY1400臥式振動(dòng)離心機(jī)由旋轉(zhuǎn)部分、振動(dòng)部分、機(jī)體和潤(rùn)滑系統(tǒng)組成（圖5）。在研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中，針對(duì)國(guó)產(chǎn)臥式振動(dòng)離心機(jī)存在的振動(dòng)參數(shù)不穩(wěn)定、振幅調(diào)整困難、箱體漏油嚴(yán)重、主軸承和彈簧易損壞等問(wèn)題進(jìn)行了細(xì)致地研究，采取了一系列技術(shù)措施，使其結(jié)構(gòu)更加科學(xué)緊湊，各部件的運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，易加工，易拆卸，徹底解決了以往國(guó)產(chǎn)臥振存在的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好。匚隔飯椽膠彈費(fèi)U.楓撫曲.支趣沁環(huán)解橡膠彈卿凸.篩逋厘;匕排酈口譏維料骨斶篩整妙機(jī)覺(jué)訂m聃

9、承振豹電機(jī)；12,主屯機(jī)兒膠帶舵訃4抽頭械母圖5WZY1400型臥式g動(dòng)離心機(jī)第構(gòu)示靈囲3.1旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)必須滿足以下主要條件：能夠傳遞足夠大的回轉(zhuǎn)力矩和承受較大軸向慣性力；保證篩籃能夠按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和軸向振動(dòng)；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(duì)瑞典SKF公司的球面滾子軸承支承。篩籃的設(shè)計(jì)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a的大小直接影響物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和停留時(shí)間，一般a/kg260效率/伽74振動(dòng)頻率/s152.9(1460r/min)5.3主振彈簧總剛度主振彈簧總剛度可由

10、下式計(jì)算;mf(02=4.1x106N/m.式中為頻率比.有物料作用時(shí)一般為35取Z=3；a為振動(dòng)頻率,a=152.9L。5.4等效阻尼系數(shù)及相位角等效阻尼系數(shù)可由下式計(jì)算：c=0.12nVo)=2.9xlO4振動(dòng)響應(yīng)滯后激振力的相位角可由下式計(jì)算：5.5最大振幅Awas最大振幅可由下式求得;入maxmQr(u29cosy二YK-mJ=0.0045m,式中：叫心為最大激振力，為75000No5.6生產(chǎn)能力計(jì)算生產(chǎn)能力可由下式計(jì)算:0=3600叭x2”尸&的=317t/ht式中：鞏為物料正向滑行速度,m/S;re為篩籃半徑，0.7m；h為篩籃內(nèi)料層厚度,0.04m；7為物料層散密度J.2xl03

11、kg/m3o計(jì)算物料正向滑行速度可采用下式；vk=入1+/tga)氏上/2”=0.417rn/st式中；入為振幅,0.0035m；/為煤與篩網(wǎng)的摩擦系數(shù)，028g為篩籃半錐角，15；Pk為速度系數(shù)。速度系數(shù)P/根據(jù)正向滑行指數(shù)D“二唏ctg(“-)=6.4和正向滑始角卩旳=arcsin=9。確定，査圖得PBk=4o上式中叫為篩籃轉(zhuǎn)數(shù),38：7L；a為物料對(duì)錐體的動(dòng)摩擦角，15.6。以上是理論計(jì)算，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，考慮到影響臥振生產(chǎn)能力因素的復(fù)雜性,WZYI400型臥式振動(dòng)離心機(jī)生產(chǎn)能力定為w300t/h。5.7主電動(dòng)機(jī)的選用5.7.1功率消耗計(jì)算(O使進(jìn)入離心機(jī)內(nèi)的物料達(dá)到工作轉(zhuǎn)速所消耗的功

12、率式中：3為篩籃轉(zhuǎn)速，$；入為物料攪動(dòng)損失能量的系數(shù)，取入=1.25;Q為生產(chǎn)能力，取70kg/s；7?為篩蘭大端半徑,0.7mV型膠帶傳動(dòng)過(guò)程所消耗的功率川2=(丄=3.8kW(取M=4kW),式中叩為y型膠帶傳動(dòng)效率，取0.9主軸軸承、油封及篩籃與空氣摩擦等所消耗功率/V3=(34+4)x0.2=7.6kW,總共消耗功率/V=/V1+?/2+/V3=34+4+7*6#456kW。電動(dòng)機(jī)安全裕度=6=1-2。5.7.2主電動(dòng)機(jī)的選用主電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)如下；電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y250M-4功率/kW55轉(zhuǎn)速/minJI4805.SWZY1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)技術(shù)特征表2所載為WZY1400型臥戎振動(dòng)離

13、心機(jī)技術(shù)特征。表2WZY14Q0型臥式據(jù)動(dòng)離心機(jī)BE術(shù)特征技術(shù)務(wù)數(shù)指標(biāo)人料植度/皿1G，5-50入料2%30處理鳳人-h-1產(chǎn)品U*占9篩僦大端直徑dLm1400循籃高度#mm訓(xùn)0端籃半譙角廣IB肺讎fHIM篩盤(pán)轉(zhuǎn)施丿血(|振動(dòng)皴率丿Hh54.3l&IK/nim2-4主厳機(jī)功率片科53振動(dòng)電機(jī)功率幾舸2x4油菠電機(jī)功率介用0.75夕卜形尺寸/mmxmmKwie286)fi2MOx2ISO質(zhì)蜀Ag72006工業(yè)應(yīng)用效果WZY1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)樣機(jī)于2004年12月底試制成功，并通過(guò)了國(guó)家選煤機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢測(cè)，各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲僅為81dB(A),

14、軸承溫升僅為31C。樣機(jī)于2005年11月在內(nèi)蒙慶華百靈選煤廠帶煤試運(yùn)轉(zhuǎn)，一次調(diào)試成功。迄今WZY1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)已帶煤運(yùn)轉(zhuǎn)半年多，幾次取樣測(cè)定產(chǎn)品水分均在8%以下，處理量可達(dá)到200t/h以上。工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。表3WZV1400型臥式攝動(dòng)卸料婕心Bft水機(jī)工業(yè)性試險(xiǎn)結(jié)果%處理能加lh入料離心液膛水產(chǎn)品誡度蕨分誡度水分茨分210.7274,6711,S35.99Lh佗72.Q5-20473.2310.64J.53i氐沌10.72.n20975.2510.033+331T.S07+S9*9764+37103.-2076.&610.51&3715.6.72.3371.5719取777

15、6,69169*3.7015.730110+3776.8T201.2576.0510.733.4216.217.310,5972.39山西稷山縣東方鐵合金有限公司選煤廠、山西襄垣花寶溝選煤廠等同樣也獲得成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。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(guó)大型臥式振動(dòng)離心機(jī)主要依賴于進(jìn)口的局面。7結(jié)語(yǔ)WZY1400型臥式振動(dòng)離心機(jī)的成功研制填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大型臥振領(lǐng)域的技術(shù)空白，該機(jī)具有生產(chǎn)能力大、工藝指標(biāo)良好、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diǎn)，具備多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)和創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完全可以取代進(jìn)口產(chǎn)品，是選煤廠產(chǎn)品脫水的理想設(shè)備。VM1400型臥式

16、振動(dòng)離心機(jī)在臨渙選煤廠的應(yīng)用發(fā)布時(shí)間：2007年2月3日Audolook6.0下載楊曉鴻，王家林,王飛虎摘要介紹了臨渙選煤廠引進(jìn)的澳大利亞約漢芬雷公司的VM1400離心機(jī)的工作原理、主要技術(shù)參數(shù)及其特點(diǎn)。并對(duì)VM1400離心機(jī)在臨渙選煤廠的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。關(guān)健詞離心機(jī)產(chǎn)品水分技術(shù)改造前言臨渙選煤廠是一座年設(shè)計(jì)入選原煤300萬(wàn)t的礦區(qū)型選煤廠。該廠由平行單、雙號(hào)2個(gè)系統(tǒng)組成，單系統(tǒng)處理能力為150萬(wàn)tPa。原設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中重介部分問(wèn)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(shè)備在生產(chǎn)時(shí)

17、作無(wú)效運(yùn)轉(zhuǎn)，大大增加了該廠的設(shè)備及材料的損耗和浪費(fèi)。為此，臨渙選煤廠對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造。引進(jìn)VM1400型離心機(jī)的目的通過(guò)對(duì)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(jī)、重介旋流器、稀介桶等設(shè)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(guò)增設(shè)與改進(jìn)管路，即短接旋流器入料、出料，截流磁選機(jī)、稀介桶入料、煤泥水等措施甩掉了原系統(tǒng)中的磁選機(jī)、重介旋流器、稀介桶等設(shè)備。改造后工藝圖如圖1。改造后，雖然部分重介設(shè)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(shè)備雖然對(duì)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)無(wú)關(guān)緊要，卻被迫受流程要求作無(wú)效運(yùn)轉(zhuǎn)，增加了崗位開(kāi)車的設(shè)備數(shù)，加大了工人的

18、勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了生產(chǎn)管理難度，浪費(fèi)了能源，加大了設(shè)備的損耗，提高了生產(chǎn)成本。由生產(chǎn)實(shí)際可知，只有在廠房+7180m平面增設(shè)1臺(tái)處理能力大、性能可靠的精煤離心機(jī)，直接處理雙層脫水篩的末精煤，替代原系統(tǒng)中兩臺(tái)VC56離心機(jī)，便可甩掉重介設(shè)備中的混合桶及底流泵、脫介篩、VC56離心機(jī)等設(shè)備，而恢復(fù)原重介系統(tǒng)只需調(diào)節(jié)溜槽翻板即可實(shí)現(xiàn)。經(jīng)調(diào)研,1998年6月引進(jìn)1臺(tái)澳大利亞約漢芬雷公司的VM1400型離心機(jī)對(duì)單號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造（圖2）。安裝時(shí)利用原系統(tǒng)中的溜槽、管道及設(shè)備進(jìn)行聯(lián)接和延伸，有效地減少了施工工程量和施工期,于當(dāng)月安裝，當(dāng)月投入使用。自使用以來(lái),運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期的技改目的。圖i改造后重選工藝流程wtitI機(jī)4-離心+機(jī)VHL4(KJLl圖2采用XM1400離心權(quán)詬重逸工藝漩程3VM1400離心機(jī)主要技術(shù)參數(shù)、工作原理及特點(diǎn)VM1400離心機(jī)的主要技術(shù)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