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畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書
課題： FXS900組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器設(shè)計
專 業(yè) 過程裝備與控制工程
學(xué) 生 姓 名 周 智 洋
班 級 B裝備032
學(xué) 號 0310140153
指 導(dǎo) 教 師 咸 斌
專 業(yè) 系 主 任 劉 平 成
發(fā) 放 日 期 2007年 3月 16 日
一、設(shè)計內(nèi)容
為圈流粉磨設(shè)計FXS900組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器，主要內(nèi)容有：
1. 總體方案設(shè)計
1) 根據(jù)風(fēng)量及循環(huán)負(fù)荷、料氣比等條件設(shè)計分離室直徑、轉(zhuǎn)子直徑、分離
器直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)；
2) 編制選粉機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)程序，能形成系列產(chǎn)品設(shè)計能力。
2. 工藝設(shè)計:按FXS900組合式選粉機(jī)能力選配球磨機(jī)及其他設(shè)備進(jìn)行圈流粉
磨系統(tǒng)的工藝設(shè)計計算。
3．結(jié)構(gòu)設(shè)計：雙出風(fēng)口分離器設(shè)計，確定雙出風(fēng)口分離器各部分結(jié)構(gòu)尺寸。
4．圖樣設(shè)計：FXS900組合式選粉機(jī)總裝圖及總圖部分零件圖; 分離器全套設(shè)
計圖樣。
二、設(shè)計依據(jù)
1．課題來源：市場需求,新品開發(fā)；
2．產(chǎn)品名稱：FXS900組合式選粉機(jī)；
3．粉磨對象：425礦渣水泥,臺時能力36 t/h；
4. 產(chǎn)品細(xì)度: 比表面積≥330㎡/㎏；
5 通過量: 65t/h；
6 選粉效率：η≥80%；
7. 系統(tǒng)總阻力≯1.7kPa。
三、設(shè)計要求
1．總體方案設(shè)計應(yīng)有兩種以上方案比較和選擇；
2．產(chǎn)品細(xì)度應(yīng)能根據(jù)要求調(diào)整方便；
3．系統(tǒng)不應(yīng)漏風(fēng),在旋風(fēng)分離器內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)正壓點；
4．工藝設(shè)計應(yīng)保證各分離器上下出風(fēng)口匯交處壓力平衡,減少紊流損失；
5．設(shè)計圖樣總量：折合成A0幅面在4張以上；
工具要求：應(yīng)用計算機(jī)軟件繪圖；
過程要求：裝配圖需提供手工草圖；
6．畢業(yè)設(shè)計說明書按照學(xué)校規(guī)定的格式規(guī)范統(tǒng)一編排、打印，字?jǐn)?shù)不少于1萬
字；
7．查閱文獻(xiàn)資料10篇以上，并有不少于3000漢字的外文資料翻譯；
8．到相關(guān)單位進(jìn)行畢業(yè)實習(xí)，撰寫不少于3000字實習(xí)報告；
9．撰寫開題報告。
四、畢業(yè)設(shè)計物化成果的具體內(nèi)容及要求
1、設(shè)計成果要求：
1）畢業(yè)設(shè)計說明書 1 份
2）FXS900組合式選粉機(jī)總裝圖及總裝圖部分零件圖 1 套
3）FXS900組合式選粉機(jī)分離器部裝圖及全套零件圖 1 套
4) 與FXS900組合式選粉機(jī)相應(yīng)的圈流粉磨系統(tǒng)工藝流程圖 1 張
2、外文資料翻譯（英譯中）要求：
1）外文翻譯材料中文字不少于3000字；
2）內(nèi)容必須與畢業(yè)設(shè)計課題相關(guān)；
3）所選外文資料應(yīng)是近10年的文章，并標(biāo)明文章出處。
五、 畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度計劃
起訖日期
工作內(nèi)容
備 注
3月17日～3月18日
布置任務(wù)
3月19日～4月1日
調(diào)查研究，畢業(yè)實習(xí)
4月2日～4月15日
方案論證，總體設(shè)計
4月16日～4月30日
技術(shù)設(shè)計（部件設(shè)計）
5月8日～5月23日
工作設(shè)計（零件設(shè)計）
5月24日～6月7日
撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書
6月8日～6月10日
畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯
6月11日～6月18日
修改資料
6月19日～6月21日
評閱材料
6月22日～6月24日
畢業(yè)答辯
6月25日～6月28日
材料整理裝袋
六、 主要參考文獻(xiàn)：
[1] 朱昆泉，許林發(fā).建材機(jī)械工程手冊[M].武漢: 武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2000.
[2]方景光.粉磨工藝及設(shè)備[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2002，8.
[3] 江旭昌.高效選粉機(jī)[M].國家建材局技術(shù)情報研究所,1993， 9.
[4] 楮瑞卿．建材通用機(jī)械與設(shè)備[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1996，9.
[5] 王仲春.水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)[M].第2版.中國建材工業(yè)出版社,2000, 6.
[6] 劉平成.K型內(nèi)循環(huán)選粉機(jī)的原理及其應(yīng)用[J].四川水泥,2005,(04):25-27.
[7] 王仲春.高效籠式選粉機(jī)的選型計算[J].水泥技術(shù),2006,(03):25-29.
[8] 倪文龍.綜合治理立窯煙塵和有害氣體的組合分離器研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)
與設(shè)備,2006,(11):134-137.
[9] 王磊明.O-SEPA高效渦流選粉機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展[J].江西建材，2006，（02）:16-19.
[10] 趙鋼.三分離選粉機(jī)應(yīng)用實例[J].四川水泥，2006，（05）:26-27.
[11] 倪文龍.雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器的研究與應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2006，（10）:53-55.
[12] 劉鐵忠.TLS系列組合式選粉機(jī)的開發(fā)[J].水泥技術(shù)，1999，（01）：19-20.
七、其他
八、專業(yè)系審查意見
系主任：
年 月 日
九、機(jī)械工程學(xué)院意見
院長：
年 月 日
6
畢業(yè)實習(xí)報告
專 業(yè) 過程裝備與控制工程
學(xué)生姓名 周 智 洋
班 級 B裝備 032
學(xué) 號 0310140153
指導(dǎo)教師 咸 斌
完成日期 2007年4月1日
實 習(xí) 報 告
一、 概述
我國現(xiàn)行的教育體制，使得通過高考而進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生動手實踐能力比較薄弱。因此，處于學(xué)校和社會過渡階段的大學(xué)就承擔(dān)了培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的任務(wù)。而就畢業(yè)實習(xí)本身來說，它是一門專業(yè)實踐課，是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)了各門專業(yè)課程之后，在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計或畢業(yè)論文時必不可少的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
由于我們所學(xué)專業(yè)是建材機(jī)械方向，與我們平時接觸的機(jī)械行業(yè)有很大差異。課堂教學(xué)雖然讓我們了解了水泥生產(chǎn)工藝及其相關(guān)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和原理，但是缺乏直觀的印象。因此，本次實習(xí)的目的是：加強(qiáng)對所學(xué)專業(yè)理論知識的理解，能夠理論聯(lián)系實際，并為畢業(yè)設(shè)計積累實踐經(jīng)驗。
本次實習(xí)在老師周密的安排下，克服了時間緊、任務(wù)重、實習(xí)廠家數(shù)量有限、設(shè)備種類有限、師資力量相對薄弱等缺陷，采用先總后分的實習(xí)方法，使同學(xué)們對整個水泥工藝生產(chǎn)線及主要設(shè)備有了全新的認(rèn)識。另一方面，我們也竭盡所能，采用數(shù)碼相機(jī)、手繪示意圖和做筆錄等方法，在最短的時間內(nèi)收集更多的產(chǎn)品信息，提高了本次實習(xí)的效率和效果。
二、 實習(xí)過程
本次實習(xí)，我們?nèi)チ私K蘇亞機(jī)電制造有限公司。江蘇蘇亞機(jī)電制造有限公司是專業(yè)從事大、中、小型水泥的工藝設(shè)計，煙塵、污水治理，推廣高效節(jié)能技術(shù)及成套設(shè)備的制造、安裝、調(diào)試一條龍服務(wù)的中型企業(yè)。
我們跟隨老師和企業(yè)的技術(shù)人員，通過在各生產(chǎn)車間的實習(xí)，了解了企業(yè)生產(chǎn)過程和零部件加工的工藝。
三、 實習(xí)內(nèi)容
對蘇亞公司主要經(jīng)營的旋粉機(jī)的了解：
江蘇蘇亞機(jī)電制造有限公司開發(fā)的新產(chǎn)品“SY高效雙出風(fēng)型轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)”，利用逐級散料、多重選粉的技術(shù)，在同一臺選粉機(jī)主體內(nèi)形成多臺選粉機(jī)同時工作的工作原理，同時分級出不同粒徑的產(chǎn)品、處理能力大、選粉效率高；其工作原理是：
①采用“導(dǎo)流口可調(diào)式雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器”，將旋風(fēng)分離器的單出風(fēng)口改為雙出風(fēng)口，使出風(fēng)口風(fēng)速降低近半，壓力損失顯著降低；
②旋風(fēng)分離器內(nèi)設(shè)導(dǎo)流管，消除核心強(qiáng)制渦流的形成，即消除了導(dǎo)致旋風(fēng)分離器最大壓力損失的主要根源，旋風(fēng)分離器的上出風(fēng)管下口與導(dǎo)流管上口聯(lián)接，從根本上避免了含塵氣流的短路，有助于分離效率的提高；
③導(dǎo)流管下部設(shè)置了傘狀反射屏，使內(nèi)外旋轉(zhuǎn)氣流換向確定有序，避免了下部粉塵受后下方旋轉(zhuǎn)氣流帶出的“二次返混”現(xiàn)象;
④導(dǎo)流口調(diào)節(jié)裝置使旋風(fēng)筒內(nèi)流體力場有序可調(diào)，能根據(jù)工作狀況調(diào)至最佳的分離效率和最小的壓力損失匹配，并將對細(xì)粉的收集粒徑范圍擴(kuò)大到1-10μm，在同樣工藝條件下，水泥成品的比表面積由340m2/kg提高到410m2/kg。
與傳統(tǒng)的選粉機(jī)相比，SY系列高效雙轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)具有如下特點：
1.物料在分級室內(nèi)，在較強(qiáng)的旋流及徑向剪切力的作用下，物料分散性好且分級強(qiáng) 度高，分級效率高。
2.分選物料都經(jīng)過分級界面分明的選粉區(qū)，各部分的選粉條件穩(wěn)定不變，故選粉機(jī)的分級精度高。
3.細(xì)度調(diào)節(jié)方便可靠，且調(diào)節(jié)范圍較寬，可通過調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速及風(fēng)量靈活控制。
4.可使開流磨增產(chǎn)40%～60%，選粉效率可達(dá)85%以上。如對現(xiàn)有旋風(fēng)式選粉機(jī)進(jìn) 行改造?？稍诓蛔冎黧w結(jié)構(gòu)及電機(jī)負(fù)荷的情況下，確保效率在85%以上，增產(chǎn)20%～30%。
5.在相當(dāng)處理量情況下，與高效渦流式選粉機(jī)相比其效率相當(dāng)，但可降低系統(tǒng)投資20%～30%，與旋風(fēng)式及高效離心式選粉機(jī)相比，不但可減少設(shè)備規(guī)格，并可提高效率10%～30%。
O-Sepa 選粉機(jī)又稱水平渦流式選粉機(jī)，是利用空氣動力學(xué)中的水平渦流原理對粉體進(jìn)行分級的分級設(shè)備，適用于水泥工業(yè)對粉狀物料或其它工業(yè)中相當(dāng)?shù)奈锪线M(jìn)行分級，與傳統(tǒng)的空氣粉體分級設(shè)備相比，具有分級效率高，處理物料量大，產(chǎn)品顆料級配尺寸范圍窄，操作簡單，料徑調(diào)整方便等特點 。
1 、結(jié)構(gòu)概述 ：本機(jī)主要由殼體、回傳部分、傳統(tǒng)部分、潤滑系統(tǒng)等組成。 殼體部分由殼體、進(jìn)料斗、彎管等組成，在殼體內(nèi)裝設(shè)有導(dǎo)向葉片、緩沖板、空氣密封圈、殼體側(cè)面及頂蓋開設(shè)有檢查門。 殼體的一、二次進(jìn)風(fēng)口（或殼體全部）及彎管出口處內(nèi)均粘貼有陶瓷貼片，進(jìn)料斗，導(dǎo)向葉片、緩沖板各處均噴涂耐磨材料，灰斗內(nèi)以形成料襯來防止磨損。 殼體上承受選粉機(jī)主軸所聯(lián)結(jié)的電動機(jī)、減速器支座等重量?；剞D(zhuǎn)部分由轉(zhuǎn)子、主軸、軸承等組成，轉(zhuǎn)子用鍵固定在主軸上，或以法蘭與主軸相聯(lián)，主軸通過傳動部分的驅(qū)動而轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子由撒料盤及水平垂直板、上下軸套聯(lián)結(jié)板組成，轉(zhuǎn)子是選粉機(jī)的主要部分。主軸和減速器潤滑共用一個稀油潤滑站。傳動部分由立式或臥式調(diào)速電機(jī)、立式或臥式專用減速器，彈性聯(lián)軸器等組成 。
2 、工作原理
粉磨后的物料喂入選粉機(jī)的進(jìn)料溜子，物料通過旋轉(zhuǎn)的撒料盤和固定的緩沖板的作用在高度分撒狀態(tài)下拋向?qū)蛉~片的轉(zhuǎn)子，物料在旋轉(zhuǎn)的氣流中進(jìn)行分選，分選主要是根據(jù)離心力與旋轉(zhuǎn)氣流的向心力的平衡，達(dá)到有效分級。二次風(fēng)的送入增強(qiáng)了旋風(fēng)作用，以保持必要的平衡，粗顆料向下旋到導(dǎo)向葉片處仍被進(jìn)入的一、二風(fēng)進(jìn)行分選。（圖10-12 O-SEPA示意圖 1-撒料板；2-隔板；3-旋渦流調(diào)節(jié)葉片；4-緩沖板；5-導(dǎo)向葉片；6-細(xì)粉出口管；7-粗粒出口漏斗；8-垂直回轉(zhuǎn)軸：9-物料入口；10-含塵氣流入口管；11-二次風(fēng)入口管；12三次風(fēng)入口管 ）
本機(jī)為負(fù)壓操作，選粉空氣可以是含塵氣體，或外部空氣或二種空氣的混合氣體。作為一、二次氣體從各自的空氣入口沿切線方向進(jìn)入選粉機(jī)，三次空氣由下部灰斗的幾個方向進(jìn)入選粉機(jī)，一、二次空氣通過具有一定角度的固定導(dǎo)向葉片及轉(zhuǎn)子的格板形成渦流，物料受氣流作用分成粗粉、細(xì)粉。
四、 O-Sepa旋粉機(jī)以及雙出口旋風(fēng)旋粉機(jī)的比較分析
通過本次實習(xí)，我發(fā)現(xiàn)O-Sepa旋粉機(jī)可能在生產(chǎn)中存在下面幾個問題：
1.物料經(jīng)頂部喂料口進(jìn)入經(jīng)撒料盤旋轉(zhuǎn)后離心分散因喂料口僅為環(huán)形面上的數(shù)個點，且結(jié)構(gòu)存在問題，形成不了均勻的料流料幕,造成分選不充分。詳見圖1，理想狀態(tài)與實際情況下撒料盤撒料示意圖。
2．大部分氣流由一、二次風(fēng)管經(jīng)導(dǎo)流葉片進(jìn)入環(huán)形分級區(qū)，直接進(jìn)入分級轉(zhuǎn)子。三次風(fēng)風(fēng)量小，造成轉(zhuǎn)子下方截面風(fēng)速很低，不能將滑落下的物料中的細(xì)粉有效攜帶進(jìn)入分級面。
3．三次風(fēng)管裝在下錐體上，數(shù)量少，管徑細(xì)，不能對滑落下來的物料進(jìn)行有效地二次漂洗。
因此建議廠方進(jìn)行一些改進(jìn):（1）改造撒料盤，達(dá)到撒料基本均勻、分散（2）改進(jìn)導(dǎo)向葉片結(jié)構(gòu)（3）更換積灰斗，強(qiáng)化三次風(fēng)（4）改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改善選粉機(jī)內(nèi)部流場。
O - Sepa選粉機(jī)在國內(nèi)的水泥企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但是，一次性投資比較大，系統(tǒng)比較復(fù)雜，一般的小企業(yè)難以承受。與我畢業(yè)設(shè)計的課題相比較，我課題在原有的旋風(fēng)式選粉機(jī)的基礎(chǔ)上，采用O-Sepa旋粉機(jī)的轉(zhuǎn)子和撒料盤的結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出新一代組合式選粉機(jī)。而其最為重要的是它的分離器是導(dǎo)流口可調(diào)式雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器。它是針對國內(nèi)現(xiàn)行單出風(fēng)口旋風(fēng)分離器先天性缺點而研制開發(fā)的氣固兩相分離技術(shù)，與傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器相比：
1) 筒身縱向增設(shè)下出風(fēng)口，利用背向分流原理消減核心強(qiáng)制渦。
2) 增設(shè)導(dǎo)流筒。讓凈化氣流沿導(dǎo)流筒的周向均布的縫隙式導(dǎo)流口流入。氣流在幾乎整個圓柱面的各個方向進(jìn)入，導(dǎo)流口把渦旋場流體完全切碎，從根本上消除核心強(qiáng)制渦。即消除了導(dǎo)致旋風(fēng)分離器壓力損失的主要根源，不僅對節(jié)能有直接的價值，而且風(fēng)機(jī)的風(fēng)量因風(fēng)阻(即壓力損失)的減小而加大，有助于分離效率的提高，又減小對選粉機(jī)的磨損。
3)導(dǎo)流筒下部設(shè)置反射屏使內(nèi)外旋氣流換向點確定有序，避免了錐體下部先分離粉塵受后下旋氣流帶出的“二次返混” 現(xiàn)象，因而分離效率可進(jìn)一步提高。
4)上出風(fēng)管下口與導(dǎo)流管上口聯(lián)接，從根本上避免了含塵氣流從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)人簡體時，在進(jìn)風(fēng)口與上出風(fēng)管下口間形成的短路流。
5)在導(dǎo)流筒上設(shè)置導(dǎo)流口調(diào)節(jié)裝置，使旋風(fēng)筒內(nèi)流體力場有序可調(diào)，能方便地根據(jù)變化的工況調(diào)至最佳的分離效率和最小的壓力損失匹配。
我的任務(wù)就是結(jié)合雙出口旋風(fēng)旋粉機(jī)和O-Sepa旋粉機(jī)的優(yōu)點，使“分散、分級、收集”得到最優(yōu)的搭配。
五、 實習(xí)感想
在實習(xí)過程中我們仔細(xì)觀察每個設(shè)備的型號，并向技術(shù)人員詢問了設(shè)備選型中應(yīng)注意的問題；對于設(shè)備中部分零件的加工工藝，我們也做了細(xì)心的記錄。在本次實習(xí)中，我們也遇到了難以理解的結(jié)構(gòu)上的問題，在用數(shù)碼相機(jī)記錄下此問題外，我們和技術(shù)人員也進(jìn)行了該機(jī)構(gòu)的討論。通過討論，我們了解了現(xiàn)行的技術(shù)與書本上的存在相當(dāng)大的差距。我們所學(xué)知識過于陳舊是客觀的事實。這就要求我們在學(xué)好書本知識的同時，要不斷吸取新技術(shù)、新理論 ，無論是專業(yè)上的還是其他學(xué)科的新發(fā)展，我們都應(yīng)該有所了解。
本次實習(xí)不光增長了我專業(yè)方面的知識，更鍛煉了我們發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力，提高了我的動手能力，邁出了從理論到實踐的第一步。實習(xí)所收集的資料為接下來的畢業(yè)設(shè)計提供了理論與實踐的基礎(chǔ)，而本次實習(xí)對于即將走出學(xué)校，走向社會的我來說是極為重要和珍貴的經(jīng)歷。目前各企業(yè)所需求的就是能夠隨到即用的人才，因此我們要充分發(fā)揮自己的潛力，鍛煉自己的實踐能力，做到學(xué)以致用，能夠到生產(chǎn)一線，學(xué)習(xí)真正的技能知識，扎實專業(yè)知識的同時，拓展業(yè)務(wù)知識，培養(yǎng)創(chuàng)新的精神，努力提高自己的綜合素質(zhì)，為以后的發(fā)展做好充分的準(zhǔn)備。
5
畢業(yè)設(shè)計
開題論證報告
專 業(yè) 過程裝備與控制工程
學(xué)生姓名 周智洋
班 級 B裝備032
學(xué) 號 0310140153
指導(dǎo)教師 咸斌
完成日期 2007年4月15日
課題名稱：FXS900組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器設(shè)計
一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
課題來源：市場需求，新品開發(fā)。
課題研究的主要內(nèi)容：
FXS900組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器設(shè)計
1.總體方案設(shè)計：
1）根據(jù)風(fēng)量及循環(huán)負(fù)荷、料氣比等條件設(shè)計分離室直徑，轉(zhuǎn)子直徑，分離器直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)。
2）編制選粉機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)程序，能形成系列產(chǎn)品設(shè)計能力。
2．工藝設(shè)計：按FX900組合式選粉機(jī)能力選粉能力選配球磨機(jī)及其他設(shè)備進(jìn)行圈流粉磨系統(tǒng)的工藝設(shè)計計算
3．結(jié)構(gòu)設(shè)計：雙出風(fēng)口分離器設(shè)計，確定雙出風(fēng)口分離器各部分結(jié)構(gòu)尺寸。
4．圖樣設(shè)計：FX900組合式選粉機(jī)總裝圖及總圖部分零件圖；分離器全套設(shè)計圖樣。
國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述：
水泥工業(yè)是高電耗、高資源消耗型產(chǎn)業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅水泥行業(yè)用于收塵、選粉分級、料氣熱交換的旋風(fēng)分離器 50 000 多臺總，耗電量 22 億 kW h。 實際平均分離效率 80%左右，殘余粉塵荷載多數(shù)在 400 mg/ m3以上，不僅污染環(huán)境，降低分級效率，減少產(chǎn)品捕集，增加能耗，而且加劇了風(fēng)機(jī)、管道的磨損[1]。
選粉機(jī)是閉路粉磨系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,它是隨著圈流粉磨技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展的，現(xiàn)已發(fā)展到了以籠形轉(zhuǎn)子為特征的第三代高效選粉機(jī)。它采用平面渦流選粉理論，以其穩(wěn)定的選粉力場和較高的分級精度，得到了大家的肯定和認(rèn)可[2]。
選粉機(jī)是閉路粉磨系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,通過選粉機(jī)對粉末粒徑的選擇，能夠很大程度上減少細(xì)粉重新進(jìn)磨，解決對粗粉粉磨的緩沖作用問題，從而提高粉磨效率，進(jìn)而提高了能源利用率。由磨機(jī)、選粉機(jī)等設(shè)備組成的閉路粉磨系統(tǒng),比無選粉機(jī)的開路粉磨系統(tǒng)提高產(chǎn)量10—20%。因此,粉磨作業(yè)中選用選粉機(jī)作為磨機(jī)的配套設(shè)備是提高產(chǎn)量的主要途徑之一。
選粉機(jī)的發(fā)展主要分為四個階段。
水泥工業(yè)用選粉機(jī)于1885年發(fā)明,由美國斯特蒂文特( Sturtovant)公司生產(chǎn),即離心式選粉機(jī),這就是第一代選粉機(jī)。隨著世界工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,德國洪堡———維達(dá)格公于1960年研制開發(fā)了洪堡———維達(dá)格型選粉機(jī),即所謂的旋風(fēng)式選粉機(jī),屬于第二代選粉機(jī)[3]。第一代選粉機(jī)由于結(jié)構(gòu)與工作原理的限制,選粉效率不高,粉磨系統(tǒng)的效率與產(chǎn)量提高有限;第二代選粉機(jī)因其核心結(jié)構(gòu)并沒有脫離第一代選粉機(jī)的范疇,工作原理上無根本性的變化, 所以性能提高有限。1990年至2000年,選粉機(jī)的研究有了突破性的發(fā)展,國外各公司相繼開發(fā)出了新型高效第三代選粉機(jī),其中日本小野田公司率先推出的O - Sepa型選粉機(jī)是其典型的代表。而第四代選粉機(jī)就是我們要研究的組合式高效轉(zhuǎn)子選粉機(jī)。
目前水泥工業(yè)中采用的選粉機(jī)主要有旋風(fēng)式、離心式、高效渦流選粉機(jī)三種型式。旋風(fēng)式選粉機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、磨損小、震動小、選粉能力大、效率高。離心式選粉機(jī)重量輕、維修方便。高效渦流選粉機(jī)選粉粒度可調(diào)、能耗低、效率高。我國在上世紀(jì)九十年代初從日本小野田公司引進(jìn)O - Sepa選粉機(jī)的生產(chǎn)制造技術(shù),并在國內(nèi)的水泥企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但是，一次性投資比較大，系統(tǒng)比較復(fù)雜，一般的小企業(yè)難以承受。在此情況下，我國的相關(guān)技術(shù)專家參考O - Sepa選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，在原有的旋風(fēng)式選粉機(jī)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造出有自主產(chǎn)權(quán)的新一代組合式選粉機(jī)。通過模型試驗和生產(chǎn)驗證，其性能比傳統(tǒng)的選粉機(jī)有較大程度提高，可與O – Sepa等高效選粉機(jī)相媲美。
選粉機(jī)的工作過程主要包括分散、分級、分離三個組成部分。
分散是顆粒分級的首要條件，很難想象分散效果不好的選粉機(jī)有很好的分級效果。例如離心式和旋風(fēng)式選粉機(jī)的分散裝置都是采用機(jī)械撒料盤機(jī)構(gòu)，依靠機(jī)械的方法將物料拋入分級區(qū)。在進(jìn)入分級區(qū)前，顆粒同氣體不接觸，氣固交換很少，因此，顆粒的分散效果不可能很佳，通常其分離效率在30%~50%之間。也就是說進(jìn)入分級區(qū)的物料約有30%~50%的部分未經(jīng)分級就直接回到粗料斗（倉），這說明分級效果受到了很大的影響[4]。
分級是選粉機(jī)工作的主要階段，正確的分級理論將導(dǎo)致良好的分級效果。離心式選粉機(jī)是利用離心空氣分級理論，依靠大風(fēng)葉形成的豎向物質(zhì)循環(huán)風(fēng)自上而下的物料接觸產(chǎn)生顆粒的分級，大顆粒物料的沉降速度大于斷面風(fēng)速而拋向筒壁滑落至粗料倉（斗），小顆粒物料隨氣流一起進(jìn)入外部空間被收塵下來作為成品。從而實現(xiàn)顆粒分級的全過程。旋風(fēng)式選粉機(jī)是利用旋風(fēng)空氣分級理論，豎向循環(huán)由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生，相對來說其風(fēng)量可以大些，成品細(xì)度調(diào)節(jié)較方便，氣固分離采用外部采風(fēng)筒，提高了收集效率。整機(jī)選粉效率有所提高。O－sepa選粉機(jī)較離心，旋風(fēng)前兩代選粉機(jī)在分級理論上有所突破，它采用的平面渦流分級理論，分級效率較高[4]。
分離是分級的繼續(xù)，只有把細(xì)粉完全從氣流中分離出來，才能達(dá)到良好的分級效果。
發(fā)展新一代選粉機(jī)，就是要從以上三方面考慮，不斷改進(jìn)和完善。這種選粉機(jī)的優(yōu)勢將逐漸體現(xiàn)出來。目前所使用的旋風(fēng)分離器為傳統(tǒng)的單出風(fēng)口旋風(fēng)分離器，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅水泥行業(yè)用于收塵、選粉、分級、料氣熱交換的旋風(fēng)分離器50000多臺總耗電量22億kWh，實際平均分離效率為80%左右，殘余粉塵荷載多數(shù)在400mg/m3以上，不僅污染環(huán)境，降低分級效率，減少產(chǎn)品捕集，增加能耗，而且加劇了風(fēng)機(jī)管道的磨損。與傳統(tǒng)的選粉機(jī)相比，高效選粉機(jī)具有如下特點：(1)物料在分級室內(nèi)在較強(qiáng)的旋流及徑向剪切力的作用下，物料分散性好且分級強(qiáng)度高，分級效率高；(2)分選物料經(jīng)過分級界面分明的選粉區(qū)，各部分的選粉條件穩(wěn)定不變，故該機(jī)的分級精度高；(3)細(xì)度調(diào)節(jié)方便可靠，且調(diào)節(jié)范圍較寬，可通過調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速及風(fēng)量靈活控制。
就是在這種情況下，我們提出了“FXS900組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器設(shè)計”這一研究課題。在次課題中，導(dǎo)流口可調(diào)式雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器的設(shè)計有效克服了單出風(fēng)口旋風(fēng)分離器三大先天缺陷。壓力損失同比降低3O％以上；收塵效率提高10％以上；殘塵荷載降低達(dá)7O％以上；捕集細(xì)粉能力的提高為現(xiàn)行組合式選粉機(jī)改造拓展了市場。
參考文獻(xiàn)：
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[4] 黃有豐，汪瀾，顧正義.水泥工業(yè)新擠壓粉磨技術(shù)[M].中國建材工業(yè)版社,2002.
二、本課題擬解決的問題
1．在FXS900組合式選粉機(jī)總體設(shè)計過程中，如何提高系統(tǒng)的效率，降低電耗，提高使用壽命，能更加合理和科學(xué)得選擇和設(shè)計其結(jié)構(gòu)，以提高選粉機(jī)的性能,是我們要考慮的問題。
2．分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計對選粉機(jī)的選粉效率有著重要的影響。國內(nèi)現(xiàn)行技術(shù)的單出風(fēng)口旋風(fēng)分離器的工作原理是：含塵氣體從分離器上進(jìn)風(fēng)口切向進(jìn)入筒體，形成由上而下的外旋流并逐漸進(jìn)入錐體，氣流中的粉塵受旋轉(zhuǎn)離心力作用而與氣體分離，沿筒壁落入鎖風(fēng)閥排出；分離后的凈化氣流在錐體下部匯集反向，形成較強(qiáng)的中心內(nèi)旋流并反轉(zhuǎn)向上，經(jīng)上出風(fēng)口排出，從而實現(xiàn)氣固兩相分離。這種旋風(fēng)分離器存在三項先天性缺陷：
(1)旋風(fēng)分離器中心凈化氣流是一股較強(qiáng)的旋渦流，無用壓力損失占分離器總壓力損失65%以上；
(2)在上進(jìn)風(fēng)口與上出風(fēng)口間存在短路流；
(3)錐部集料口因氣流轉(zhuǎn)向而導(dǎo)致已沉降微細(xì)粉塵“二次返混”。
三、解決方案及預(yù)期效果
1.選粉機(jī)總體的設(shè)計中考慮選粉機(jī)的三個關(guān)鍵要素：“分散，分級，收集”,通過分析計算，以確定系統(tǒng)的主要參數(shù)，并依據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行電機(jī)和風(fēng)機(jī)的選型，以及主軸、進(jìn)風(fēng)管、回風(fēng)管、選粉室、分級圈、撒料盤、滴流裝置、細(xì)粉收集筒、粗粉收集筒、進(jìn)料斗等結(jié)構(gòu)的設(shè)計。要充分考慮到企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境要求，保持結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。
在選粉室的設(shè)計過程中充分考慮到設(shè)備的磨損和維護(hù)的問題，在此，試提出兩種內(nèi)襯方案：（1）采用鑄石襯板；（2）采用硬度較高的95號氧化鋁陶瓷材料。前者價格便宜但較后者易磨損得多；后者價格貴，但有更長的壽命，減少因更換襯板而耽誤生產(chǎn)情況的發(fā)生。
2．為了克服傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器的上述缺陷，F(xiàn)XS900型組合式選粉機(jī)采用導(dǎo)流口可調(diào)式雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器技術(shù)取代傳統(tǒng)單出風(fēng)口分離器。導(dǎo)流口可調(diào)式雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器是針對國內(nèi)現(xiàn)行單出風(fēng)口旋風(fēng)分離器先天性缺點而研制開發(fā)的氣固兩相分離技術(shù)，與傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器相比：
1) 筒身縱向增設(shè)下出風(fēng)口，利用背向分流原理消減核心強(qiáng)制渦。
2) 增設(shè)導(dǎo)流筒。讓凈化氣流沿導(dǎo)流筒的周向均布的縫隙式導(dǎo)流口流入。氣流在幾乎整個圓柱面的各個方向進(jìn)入，導(dǎo)流口把渦旋場流體完全切碎，從根本上消除核心強(qiáng)制渦。即消除了導(dǎo)致旋風(fēng)分離器壓力損失的主要根源，不僅對節(jié)能有直接的價值，而且風(fēng)機(jī)的風(fēng)量因風(fēng)阻(即壓力損失)的減小而加大，有助于分離效率的提高，又減小對選粉機(jī)的磨損。
3)導(dǎo)流筒下部設(shè)置反射屏使內(nèi)外旋氣流換向點確定有序，避免了錐體下部先分離粉塵受后下旋氣流帶出的“二次返混” 現(xiàn)象，因而分離效率可進(jìn)一步提高。
4)上出風(fēng)管下口與導(dǎo)流管上口聯(lián)接，從根本上避免了含塵氣流從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)人簡體時，在進(jìn)風(fēng)口與上出風(fēng)管下口間形成的短路流。
5)在導(dǎo)流筒上設(shè)置導(dǎo)流口調(diào)節(jié)裝置，使旋風(fēng)筒內(nèi)流體力場有序可調(diào)，能方便地根據(jù)變化的工況調(diào)至最佳的分離效率和最小的壓力損失匹配。
在此課題中，導(dǎo)流口可調(diào)式雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器的設(shè)計有效克服了單出風(fēng)口旋風(fēng)分離器三大先天缺陷。壓力損失同比降低3O％以上；收塵效率提高10％以上；殘塵荷載降低達(dá)7O％以上；捕集細(xì)粉能力的提高為現(xiàn)行組合式選粉機(jī)改造拓展了市場。
四、課題進(jìn)度安排
3月19日～4月1日．畢業(yè)實習(xí)階段。
畢業(yè)實習(xí)，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫實習(xí)報告。
4月2日～4月15日．開題階段。
提出總體設(shè)計方案及草圖，填寫開題報告。
4月16日～5月23日． 設(shè)計初稿階段。
完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。
5月24日～6月7日． 中期工作階段。
完善設(shè)計圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，中期檢查。
6月8日～6月10日．畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯。
6月11日～6月18日．畢業(yè)設(shè)計整改。
圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿，材料復(fù)查。
6月19日～6月21日．畢業(yè)設(shè)計材料評閱。
6月22日～6月24日．畢業(yè)答辯。
6月25日～6月28日．材料整理裝袋。
五、指導(dǎo)教師意見
簽名
年 月 日
六、專業(yè)系意見
簽名
年 月 日
七、學(xué)院意見
簽名
年 月 日
6
文獻(xiàn)資料
[1] 倪文龍.雙出風(fēng)口分離器的研究與應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2006，(04)：46-48.
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機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）選題申報表
指導(dǎo)教師
咸斌
職稱
副教授
所在專業(yè)（系）
過程裝備與控制 工程
課 題 名 稱
FXS900組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器設(shè)計
課?? 題?? 來?? 源
課?? 題?? 性 質(zhì)
題目類別
科研
課題
生產(chǎn)
實際
課程或?qū)嶒炇医ㄔO(shè)
其它
技術(shù)
研究
工程
設(shè)計
軟件
開發(fā)
理論
研究
其它
畢業(yè)
設(shè)計
畢業(yè)
論文
√
√
√
適用專業(yè)
過程裝備與控制工程
學(xué)生姓名
周智洋
班級
B裝備032
選題理由
本課題是省級科研成果雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器的應(yīng)用的延伸，該技術(shù)應(yīng)用到選粉機(jī)細(xì)粉與氣流的分離上有較高的捕集細(xì)粉的能力。蘇亞公司應(yīng)用該技術(shù)已實現(xiàn)銷售20多臺。本設(shè)計意將當(dāng)前多種先進(jìn)的分級技術(shù)與雙出風(fēng)口分離技術(shù)及分離器各種減阻提效設(shè)計優(yōu)化集成，進(jìn)一步提高選粉機(jī)性能。
主要內(nèi)容
設(shè)計條件：圈流粉磨42.5礦渣水泥，能力32/h?，比表面積>330㎡/㎏,設(shè)計循環(huán)負(fù)荷L=1.5,料氣比c=1.5。
1. 總體方案設(shè)計，包括粗粉與細(xì)粉分級部分設(shè)計，細(xì)粉與氣體分離部分設(shè)計，根據(jù)風(fēng)量及循環(huán)負(fù)荷、料氣比等條件設(shè)計分離室直徑，轉(zhuǎn)子直徑分離器直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)。
2. 編制選粉機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)程序，能形成系列產(chǎn)品設(shè)計能力。
3．結(jié)構(gòu)設(shè)計：雙出風(fēng)口分離器設(shè)計，確定雙出風(fēng)口分離器各部分結(jié)構(gòu)尺寸。
4．圖樣設(shè)計：FXS900組合式選粉機(jī)總裝圖及總圖部分零件圖; 分離器全套設(shè)計圖樣。
成果要求
□開題報告：?????3000???? 字
□說 明 書：????10000???? 字
□圖??? 紙：?合???A0號?4 ?張
□譯??? 文：?????3000???? 字
□論??? 文：????????????? 字
□其??? 它：
專業(yè)系審查意見：
專業(yè)系主任（簽名）：
學(xué)院審批意見：
院 長（簽名）：
鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 目 錄 1 前言 ....................................................................................................................................1 2 總體方案論證 ....................................................................................................................3 2.1 組合式選粉機(jī)的工作原理 ............................................................................................3 2.2 設(shè)計方案的選擇 ............................................................................................................4 2.3 設(shè)備性能特點 ................................................................................................................4 2.4 主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計計算 ............................................................................................5 2.4.1 風(fēng)量計算 ...................................................................................................................6 2.4.2 風(fēng)機(jī)的選型 ................................................................................................................6 2.4.3 選粉室直徑與轉(zhuǎn)子直徑的確定 ................................................................................6 2.4.4 主軸轉(zhuǎn)速的確定 ........................................................................................................6 2.4.5 選粉機(jī)需要功率的計算 ............................................................................................7 2.4.6 電動機(jī)功率的確定 ....................................................................................................8 2.5 選擇電動機(jī) ....................................................................................................................8 2.6 選擇減速機(jī) ....................................................................................................................9 2.7 雙出風(fēng)口旋風(fēng)筒的方案設(shè)計 ........................................................................................9 2.8 轉(zhuǎn)子部件的方案設(shè)計 ...................................................................................................9 2.9 殼體部件的方案設(shè)計 ....................................................................................................9 3 雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器設(shè)計 ..............................................................................................10 3.1 旋風(fēng)分離器工作原理 ..................................................................................................10 3.2 雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..................................................................................12 3.2.1 旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)形式對性能的影響 ..............................................................................12 3.2.2 旋風(fēng)分離器分離器主要尺寸的計算 ......................................................................14 3.2.3 旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和相關(guān)尺寸設(shè)計 ..............................................................14 4 選粉機(jī)的安裝、操作、維護(hù)及檢修 ..............................................................................19 4.1 安裝要求 ......................................................................................................................19 4.2 操作 ..............................................................................................................................19 4.3 維護(hù) ..............................................................................................................................19 4.4 檢修及注意事項 ..........................................................................................................20 4.5 產(chǎn)品細(xì)度的調(diào)節(jié) ..........................................................................................................20 4.6 常見故障的處理方法 ..................................................................................................20 5 工藝平衡計算 ..................................................................................................................21 5.1 設(shè)計水泥粉磨工藝圖 ..................................................................................................21 5.2 根據(jù)物料平衡對設(shè)備進(jìn)行選型計算 ..........................................................................21 6 結(jié)論 ..................................................................................................................................23 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................24 致 謝 .................................................................................................................................25 附 錄 .................................................................................................................................26 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 1 摘要：選粉機(jī)是圈流粉磨系統(tǒng)的主要設(shè)備之一，通過選粉機(jī)對粉末粒徑的選擇， 能夠很大程度上減少細(xì)粉重新進(jìn)磨，解決對粗粉粉磨的緩沖作用問題，從而提高粉 磨效率，進(jìn)而提高了能源利用率。本課題設(shè)計的是FXS900組合式選粉機(jī)，它是在旋 風(fēng)式選粉機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而成的一種高效旋粉機(jī)。該設(shè)計吸收了O-SEPA選粉機(jī) 的的先進(jìn)懸浮分散技術(shù)和平面渦流理論，并在選粉機(jī)主體四周設(shè)有旋風(fēng)筒來收集細(xì) 粉。設(shè)計內(nèi)容分為選粉機(jī)總體設(shè)計和雙出風(fēng)口分離器的設(shè)計。在進(jìn)行總體設(shè)計時， 通過風(fēng)量的計算選擇風(fēng)機(jī)，確定旋粉室直徑與轉(zhuǎn)子直徑，再計算主軸的轉(zhuǎn)速和選粉 機(jī)的功率，選擇電機(jī)和減速機(jī)。雙出風(fēng)口分離器的設(shè)計是我此次設(shè)計的重點。雙出 風(fēng)口分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是在單出風(fēng)口分離器的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來。傳統(tǒng)的旋風(fēng)分 離器存在下述三個主要缺陷： a旋風(fēng)分離器中心凈化氣流是一股較強(qiáng)的旋渦流無用壓力損失占分離器總壓力 損失 65%以上。 b在上進(jìn)風(fēng)口與上出風(fēng)口間存在短路流。 c錐部集料口因氣流轉(zhuǎn)向而導(dǎo)致已沉降微細(xì)粉塵“二次返混”。 通過在筒體內(nèi)增設(shè)可調(diào)節(jié)開度的導(dǎo)流口，改善了旋風(fēng)分離器內(nèi)的流場，使得分 離器的捕集細(xì)粉能力有了顯著的提高，為現(xiàn)行組合式選粉機(jī)改造拓展了市場。 關(guān)鍵詞：選粉機(jī)，雙出風(fēng)口分離器，圈流粉磨 ，平面渦流 FXS900 組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器設(shè)計 2 The Design of FXS900 Combination Separator and Cyclone Collector with Double Outlet for Dust Abstract: The separator is a major equipment of the circle grinding system. Through the separators choice of the size of the power, it reduces the chance that thin power return to the ball mill, solves the problem of buffer action to the thick power grinding, enhances the grinding rate, and improves the energy efficiency. This graduated course is the design of FXS900 combination separator. It is a high efficiency separator, which is based on the cyclone separator. This design absorbed the advanced Suspension Technology Plane Vortex Technology of O-SEPA separator, and also absorbed Cyclones Collecting Technology of cyclone separator .And around the separator, there are a fewer of cyclone collectors which are used to collect the thin power. The contents of this design are overall design of FXS900 combination separator and design of Cyclone Collector with Double Outlet for Dust . In the design of the separator, at first, calculate the air amount choose the air fan ,then confirm the diameters of the dust separator room and rotor. After calculate the rotor speed of main shaft and the power capacity, choose the electromotor and decelerate machine. The cyclone collectors design is the point of my design. Design of the structural of the cyclone collector with double outlet for dust is based on the traditional cyclone collector. There are three imperfections on the traditional cyclone collector: a. The airflow in the center of the cyclone collector is a strong swirling flow. The uselessness gas pressure loss is 65% of the total loss. b. Between the upper air import and outlet ,there is a short-circuit faultc. c. The air-flow at the outlet of dust steer and bring on the micro dust which has ground settlement mixes again. Increase an adjustable opening degree construction diversion in the barrel part .It improves the stream field and the ability of catching the micro dust. It expands the market for existing Combination Separator. 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 3 Key words: separator; cyclones separator with Double Outlet for Dust; circle grinding system; plane eddy 1 前言 選粉機(jī)是閉路粉磨系統(tǒng)的主要設(shè)備之一，通過選粉機(jī)對粉末粒徑的選擇，能夠 很大程度上減少細(xì)粉重新進(jìn)磨，解決對粗粉粉磨的緩沖作用問題，從而提高粉磨效 率，進(jìn)而提高了能源利用率。由磨機(jī)、選粉機(jī)等設(shè)備組成的閉路粉磨系統(tǒng)，比無選 粉機(jī)的開路粉磨系統(tǒng)提高產(chǎn)量 1020%。因此，粉磨作業(yè)中選用選粉機(jī)作為磨機(jī)的 配套設(shè)備是提高產(chǎn)量的主要途徑之一。 水泥工業(yè)用選粉機(jī)于 1885 年發(fā)明，由美國斯特蒂文特( Sturtovant)公司生產(chǎn),即 離心式選粉機(jī)，這就是第一代選粉機(jī)。離心式選粉機(jī)至今已經(jīng)歷經(jīng)了幾次重大的變 革，雖然最初的離心式選粉機(jī)經(jīng)過多次的改進(jìn)而仍在大量使用，但還是無法消除其 存在的三個根本性缺點： a. 循環(huán)氣流中粉塵多，使選粉區(qū)內(nèi)物料的實際濃度大，降低了系統(tǒng)的沉降率； b. 選粉區(qū)內(nèi)存在較大的風(fēng)速梯度，使分離粒經(jīng)不均，粗顆粒會被高速風(fēng)帶出； c. 存在邊壁效應(yīng)問題，使細(xì)小顆粒隨粗顆粒在此區(qū)域碰撞而同時降落。 60 年代原西德的 WEDAG 公司開發(fā)了旋風(fēng)式選粉機(jī)，采用外部循環(huán)風(fēng)機(jī)供風(fēng)來取 代離心式選粉機(jī)的內(nèi)部供風(fēng)，用小旋風(fēng)筒取代離心式選粉機(jī)的大直徑外筒來收集細(xì) 粉，提高了收塵效率，從而使得循環(huán)氣流中含塵濃度大為降低，基本克服了離心式 選粉機(jī)的第一項缺點，但無法消除第二、三項缺點，故其分離效率仍偏低。 直至 1979 年日本的小野田公司開發(fā)了 O-SEPA 選粉機(jī)，才消除了離心式選粉機(jī) 存在的第二、三項缺點，成為了較理想的高效分選設(shè)備。O-SEPA 選粉機(jī)既保留了旋 風(fēng)式選粉機(jī)外部供風(fēng)循環(huán)氣流高效凈化，又利用了平面螺旋氣流選粉的原理，以籠 式轉(zhuǎn)子取代小風(fēng)葉，使氣流在橫截面上與切向成一定角度穩(wěn)定均勻地穿越整個選粉 區(qū)，這樣就消除了離心式選粉機(jī)存在的第二、三項缺點，但由于 O-SEPA 選粉機(jī)的 細(xì)粉收集須通過氣箱脈沖袋收塵，以至系統(tǒng)價格較高。 隨著我國節(jié)能降耗的不斷深入，水泥行業(yè)要得到可持續(xù)發(fā)展，就必須走資源節(jié) 約型、環(huán)保型的道路，這就要求我們發(fā)展高性能水泥，減少混凝土中水泥的用量。 因此對水泥質(zhì)量和節(jié)能降耗提出了越來越高的要求。實際上這也是對選粉機(jī)的研究 提出了方向，高性能選粉機(jī)的研究和開發(fā)應(yīng)是選粉機(jī)今后的發(fā)展趨勢。所謂高性能 FXS900 組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器設(shè)計 4 選粉機(jī)應(yīng)該是不僅選粉效率高，而且具有能明顯改善產(chǎn)品的顆粒分布、分級精度高、 設(shè)備能耗低、磨耗低、阻力損失低等特點。優(yōu)秀的選粉機(jī)要求具有良好的分散功能、 最先進(jìn)的分級機(jī)理、廉價而實用的收集裝置。 本課題是 FXS900 組合式選粉機(jī)的設(shè)計。課題來源：江蘇蘇亞機(jī)電制造有限公 司。 課題為 2 人共同承擔(dān)設(shè)計任務(wù)，本人主要承擔(dān) FXS900 組合式選粉機(jī)的總體設(shè)計和 雙出風(fēng)口分離器的設(shè)計。 FXS900 組合式選粉機(jī)，組合式選粉機(jī)集前幾代選粉機(jī)的優(yōu)點于一體。它不僅吸 收了 O-SEPA 式選粉機(jī)先進(jìn)的懸浮分散技術(shù)、平面渦流技術(shù)，同時又吸收了旋風(fēng)式 選粉機(jī)利用幾個旋風(fēng)筒收集成品的技術(shù)。需要說明的是，該選粉機(jī)采用導(dǎo)流口可調(diào) 式雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器技術(shù)取代傳統(tǒng)單出風(fēng)口分離器，對現(xiàn)行組合式選粉機(jī)進(jìn)行改 進(jìn)，降阻節(jié)能，提高選粉機(jī)選粉收集效率，從而改觀產(chǎn)品細(xì)度，提高粉磨產(chǎn)品的產(chǎn) 量和質(zhì)量，市場前景良好，因此本課題的研究是有一定市場價值的。 FXS900 組合式選粉機(jī)總體的設(shè)計要解決的實際問題是如何高系統(tǒng)的效率，降低 電耗，提高使用壽命，能更加合理和科學(xué)的選擇和設(shè)計其結(jié)構(gòu)，最終提高選粉機(jī)的 性能。 分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計對選粉機(jī)的選粉效率有著重要的影響。通過對傳統(tǒng)單出風(fēng)口 旋風(fēng)分離器的改進(jìn)，采用雙出風(fēng)口解決旋風(fēng)分離器長期存在的缺陷： A旋風(fēng)分離器中心凈化氣流是一股較強(qiáng)的旋渦流無用壓力損失占分離器總壓力 損失 65%以上。 B在上進(jìn)風(fēng)口與上出風(fēng)口間存在短路流。 C錐部集料口因氣流轉(zhuǎn)向而導(dǎo)致已沉降微細(xì)粉塵“二次返混”。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 5 2 總體方案論證 2.1 組合式選粉機(jī)的工作原理 風(fēng)機(jī)把空氣從進(jìn)風(fēng)口切向送入選粉機(jī)，經(jīng)滴流裝置的縫隙旋轉(zhuǎn)上升，進(jìn)入選粉 室。粉料由進(jìn)料斗喂入，落在撒料盤上，在撒料盤的旋轉(zhuǎn)作用下立即向四周甩出， 經(jīng)反擊板撞擊后撒到選粉區(qū)中，與上升的旋轉(zhuǎn)氣流相遇。在選粉室內(nèi)被氣流分散的 粉粒，經(jīng)過導(dǎo)流葉片和轉(zhuǎn)子作渦流調(diào)整，由離心力與內(nèi)向氣流間產(chǎn)生平衡實現(xiàn)分級。 粉料中的粗粉質(zhì)量較大，受撒料盤、籠型轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)引起的旋轉(zhuǎn)氣流作用產(chǎn)生的慣性 離心力也較大，被甩到選粉室的四周邊緣。當(dāng)它與壁面相撞碰后，失去動能，便被 收集下來，落到滴流裝置處。在該處被上升氣流再次分選，然后落到內(nèi)錐體處，作 為粗粉經(jīng)粗粉管排出。粉料中的細(xì)顆粒，質(zhì)量較小，在選粉室中隨氣流進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)， 經(jīng)由配風(fēng)室分六路進(jìn)入雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器，氣流從切線方向進(jìn)入旋風(fēng)分離器的， 在筒內(nèi)形成一股猛烈旋轉(zhuǎn)氣流。處在氣流中的顆粒受到慣性離心力的作用，甩向四 周筒壁，向下落到下部的外錐體中，作為細(xì)粉經(jīng)細(xì)粉管排出。清除細(xì)粉后的空氣經(jīng) 旋風(fēng)分離器中心的上下兩排風(fēng)管經(jīng)集氣管再返回通風(fēng)機(jī)，形成了閉路循環(huán)。 粉塵顆粒將同時受重力、風(fēng)力和旋轉(zhuǎn)離心力的作用，氣流中的物料受較強(qiáng)的離 心力，該力的大小可以通過調(diào)節(jié)主軸的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時，該力也增大。 此時如果保持處理風(fēng)量一定，則此時的切割粒徑減少，產(chǎn)品變細(xì)。如轉(zhuǎn)速降低則產(chǎn) 品變粗。 在組合式選粉機(jī)工作時，主要分為（a）分散（b）分級（c）收集三個過程。 其中考核分離效率高低的主要標(biāo)準(zhǔn)就是分級。 A.撒料盤的懸浮分散分離 通過組合式選粉機(jī)殼體上的兩個喂料口，物料落在下方轉(zhuǎn)子上部的撒料盤上。 物料在撒料盤上均勻撒開，隨著撒料盤一同旋轉(zhuǎn)，由于離心力的關(guān)系，物料撞在反 擊板上進(jìn)入下級分離區(qū)。 FXS900 組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器設(shè)計 6 B.轉(zhuǎn)子平面渦流分級分離 由于重力作用，懸浮分散的物料落入導(dǎo)向風(fēng)葉和轉(zhuǎn)子之間的選粉區(qū)。在選粉氣 流和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的共同作用下，物料將同時受到重力、風(fēng)力和離心力的作用，較小的 顆粒進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，經(jīng)由配風(fēng)室進(jìn)入下級分離區(qū)，而粗粉留在選粉室，經(jīng)滴溜裝置 落入粗粉收集倒錐內(nèi)，再通過粗粉出口排出。 C.旋風(fēng)筒氣固分離 切向進(jìn)入旋風(fēng)筒的含塵氣體，經(jīng)蝸角區(qū)形成螺旋下行氣流，細(xì)粉由于離心力作 用沿筒壁下滑至下錐內(nèi)由細(xì)粉出口排出。而氣體由出風(fēng)口排出進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)行內(nèi) 部循環(huán)。 1粗粉管；2滴流裝置；3轉(zhuǎn)子；4雙出風(fēng)口分離器；5轉(zhuǎn)子；6喂料斗；7集風(fēng)管； 8電機(jī)；9減速機(jī)；10分岔風(fēng)管；11豎直風(fēng)管；12進(jìn)風(fēng)管；13內(nèi)錐；14外錐圖 2-1 FXS900 組合式選粉機(jī) 2.2 設(shè)計方案的選擇 方案一：在旋風(fēng)式選粉機(jī)基礎(chǔ)上采用傳統(tǒng)大前年出風(fēng)口分離器設(shè)計組合式旋風(fēng) 機(jī)?？梢杂行У靥岣哌x粉效率但由于單出風(fēng)口分離器自身有許多缺陷，增大了整個 系統(tǒng)得風(fēng)損，系統(tǒng)整體效率的提高很有限。因此不采用此方案。 方案二：在旋風(fēng)式選粉機(jī)基礎(chǔ)上結(jié)合雙出風(fēng)口分離器和 O-SEPA 的平面渦流轉(zhuǎn) 子相結(jié)合設(shè)計組合式選粉機(jī)。O-SEPA 的平面渦流分級理論是較先進(jìn)的分級理論，操 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 7 作簡單,細(xì)度調(diào)節(jié)方便;選粉效率高，雙出風(fēng)口分離器是我院倪文龍教授的專利，這 一技術(shù)可以解決傳統(tǒng)單出風(fēng)口分離器的 3 個缺陷，減小了中心強(qiáng)制渦帶來的壓力損 失，消除了短路流和“二次返混”現(xiàn)象。 所以此次設(shè)計選用方案二。 2.3 設(shè)備性能特點 設(shè)備將渦流分級、慣性分級、離心分級原理學(xué)科學(xué)地組合在一起，與其它選粉 系統(tǒng)相比，新型組合式選粉機(jī)主要有如下優(yōu)點： a. 能處理較大量的含塵氣體系統(tǒng)中料路、氣路合一，使整個系統(tǒng)更簡單，特 別是在烘干粉磨系統(tǒng)和風(fēng)掃磨系統(tǒng)中，可省去為處理大量含塵氣體而建立的粗粉分 離器系統(tǒng)，其優(yōu)越性能加顯著。 b. 自帶旋風(fēng)收塵器 新型組合式選粉機(jī)自帶一組低阻高效旋風(fēng)收塵器，可將 80的合格成品收集下 來，因而大大減輕了下一級收塵器的處理壓力和工作負(fù)荷，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率更高， 投資更省。 c. 系統(tǒng)的阻力更小，工藝布置更流暢 新型組合式選粉機(jī)采用了從下部進(jìn)風(fēng)（含塵氣體）的型式，系統(tǒng)的阻力更小， 工藝布置更流暢。 d. 選粉效率高 新型組合式選粉機(jī)能大幅度提高磨機(jī)產(chǎn)量，提高開流磨產(chǎn)量 60-100，閉路磨 產(chǎn)量（與離心式選粉機(jī)比）提高 30-40%。 e. 降低粉磨系統(tǒng)電耗可節(jié)電 5-20%。 f. 能改善顆粒分布，提高水泥質(zhì)量。 g. 產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)范圍廣，控制簡單，改變細(xì)度不停機(jī)。 h. 設(shè)備體積小，重量輕，布置靈活，使用壽命長，維護(hù)保養(yǎng)方便。 j. 系統(tǒng)采用全負(fù)壓操作，杜絕粉塵污染，保養(yǎng)方便。 綜上所述：新型組合式選粉機(jī)性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)合理，是選粉機(jī)發(fā)展的大趨勢。 另外在具體技術(shù)方面還主要采用了下訴幾種亮點： a.高效旋風(fēng)分離器采用雙出風(fēng)口分離器技術(shù)。與傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器相比：出口風(fēng) 速降低近半，壓力損失顯著降低；筒身縱向開設(shè)多個導(dǎo)流口，可基本消除核心強(qiáng)制 渦；導(dǎo)流筒上口與上出風(fēng)口下端聯(lián)接，可消除短路流；導(dǎo)流筒下口與下出風(fēng)口上端 聯(lián)接，并設(shè)置反射屏，可顯著降低粉塵返混現(xiàn)象，分離效率可進(jìn)一步提高。 b.轉(zhuǎn)子部分采用先進(jìn)的籠型轉(zhuǎn)子技術(shù)?；\形轉(zhuǎn)子由分級圈和撐柱構(gòu)成框架，上 部固定著迷宮密封圈，表面焊有帶輻射筋并噴涂耐磨材料的撒料盤。一周固定有許 多均勻分布的豎向窄而長的分級葉片，中部有一錐體，且通過撐板連接起來，形成 一個籠形轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子用鍵固定在主軸上從而帶動整個籠形轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。 c.內(nèi)循環(huán)收集技術(shù)。細(xì)粉的收集采用六個高效旋風(fēng)分離器，布置于選粉機(jī)主體 的四周形成一整體，一方面可提高細(xì)粉的分離效率；另一方面與其它高效選粉機(jī)相 比，有效地簡化了系統(tǒng)的工藝流程，減少了占地面積，降低了后續(xù)布袋除塵器的負(fù) FXS900 組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器設(shè)計 8 荷和要求，降低系統(tǒng)的一次性投資及裝機(jī)容量。 d 籠式轉(zhuǎn)子與撒料盤一起安裝在主軸上，主軸傳動采用調(diào)速裝置，從而保證了 分級力場的強(qiáng)度可通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速靈活調(diào)節(jié)，以改變分級力場中顆粒的受力情況， 控制分級的切割粒徑，調(diào)節(jié)產(chǎn)品的細(xì)度與粒度分布，滿足生產(chǎn)需要。 e 選粉機(jī)的處理風(fēng)量采用外部循環(huán)風(fēng)機(jī)供給并可根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)。這樣，處 理風(fēng)量的變化也可起到調(diào)節(jié)分級力場強(qiáng)度、控制產(chǎn)品細(xì)度與粒度組成的作用。 f 內(nèi)襯的處理采用混凝土和鐵皮替代鑄石襯板，方法簡便，成本較低。 2.4 主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計計算 已知參數(shù)如下： 選粉機(jī)規(guī)格：FXS900 粉磨對象：425 礦渣水泥，臺時產(chǎn)量 36t/h 產(chǎn)品細(xì)度：比表面積330m 2/kg 通過量：65t/h 選粉效率：80% 系統(tǒng)阻力1.7kpa 2.4.1 風(fēng)量計算 根據(jù)參考資料1，選粉機(jī)選粉所需要的空氣量 Qa是根據(jù)在分級腔內(nèi)料氣濃度 來確定的，即每立方米空氣內(nèi)所含的物料量，稱為料氣濃度比，簡稱料氣比，用 kg/m3表示。對此次設(shè)計的 FXS900 選粉機(jī)而言，其選粉空氣量是按料氣比 I=1.2kg/m3確定的。因此選粉空氣量可按下式計算： （2-1）106.7aAQII 式中 A喂料量，取 A=65t/h 取35.1.902.7/min0aII390/inaQ 2.4.2 風(fēng)機(jī)的選型 風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓一般取 2.35kPa(20)， 一般通風(fēng)換氣及逆風(fēng)故選取離心通風(fēng)機(jī)， FXS900 選粉機(jī)的體外風(fēng)機(jī)選型為： 型號：SCFNo16B； 風(fēng)壓(Pa)：2520； 風(fēng)量(m /h)：107500；3 電機(jī)功率(KW)：110。 2.4.3 選粉室直徑與轉(zhuǎn)子直徑的確定 由于選粉機(jī)采用內(nèi)循環(huán)風(fēng)，忽略漏風(fēng)，系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)量是固定不變的。 已知總風(fēng)量 Q=900m3/min，根據(jù)生產(chǎn)實踐,當(dāng)操作溫度為 100oC,成品在 0.080mm 方孔篩上篩余位 6%8%時，一般選粉室截面氣流上升速度取 3.44.0m/s，選粉濃 度取 500g/m3較為合適 4。所以選粉室直徑為 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 9 （22） 4QDu 其中 u=4.0m/s，Q=900 m 3/min,代入求得 D=2.186m，圓整得 D=2.2m。 由生產(chǎn)經(jīng)驗可知轉(zhuǎn)子直徑 d=0.7D=1540mm，轉(zhuǎn)子高度為 h=0.5d=770mm。 2.4.4 主軸轉(zhuǎn)速的確定 根據(jù)參考資料 3公式（11-13） ，選粉機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速可按下式估算： （2-3） 2zrB=153.8V.0nd (c/g) 式中 B----用比表面積表示產(chǎn)品細(xì)度 cm 2/g，由設(shè)計已知條件 B330m 2/kg dz 轉(zhuǎn)子外徑，m； n 轉(zhuǎn)子主軸轉(zhuǎn)速，r/min。 430126.037/min8.05z8.5.Br 根據(jù)參考資料9公式（11-12） ，OSEPA 選粉機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速可按下式估算： （2 4） 9nD 式中 D 選粉機(jī)直徑，m； n 選粉機(jī)主軸轉(zhuǎn)速，r/min。 27409/ir 綜上: 選粉機(jī)主軸轉(zhuǎn)速 267409/minnr 2.4.5 選粉機(jī)需要功率的計算 根據(jù)參考資料 7 選粉機(jī)在穩(wěn)定狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)功率包括兩個方面。其一是撒料，可按每小時喂料 量從撒料盤上水平零速，達(dá)到最大滑離速度的動能來計算： （25）22211013603670faaamQPVVQg 式中： 撒料功率，Kwf 撒料量，t/h（如上喂料則 等于喂料量，下部氣流噴進(jìn)喂料則Q 0，上、下均喂，則應(yīng)扣除下部氣流帶入） ；65t/h 撒料盤速度，m/s（與轉(zhuǎn)子速度相近） 。aV 12.5/6zndms 其二是抵消轉(zhuǎn)子葉片回轉(zhuǎn)時料幕的阻力，該阻力亦可認(rèn)為是流體運(yùn)動對阻礙物的推 力。轉(zhuǎn)子葉片切割料幕時，相對速度 Ve 近似于 Va。因此所有葉片的總阻力為： （2-6） 20()areFCAg 式中：F轉(zhuǎn)子葉片回轉(zhuǎn)時的總阻力，KN FXS900 組合式選粉機(jī)總體及雙出風(fēng)口分離器設(shè)計 10 Cr阻力系數(shù)，與 Re有關(guān) A0轉(zhuǎn)子葉片總面積，m 2，取 3 m2 Ca喂料濃度，kg/m 3，取 3.0 kg/m3 re氣體密度，kg/m 3，取 1.2 kg/m3 Va轉(zhuǎn)子的線速度，m/s 消耗的功率為 PD (KW) （2- 30()/12raeaCAVFV 7） 阻力系數(shù) Cr: 可以從氣體繞平板運(yùn)動的原理得出。 根據(jù)流體力學(xué)，顆粒的繞流阻力系數(shù) Cr與 Re之間有如下關(guān)系：e2413R,;0,;reree 1000
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