烧结单辊破碎机辊轴上齿分布的研究

第４０卷第１期　包钢科技　Ｖｏ１．４０，Ｎｏ．１　２０１４年２月　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｂａｏｔｏｕ　Ｓｔｅｅｌ　Ｆｅｂｍａｒｙ，２０１４　烧结单辊破碎机辊轴上齿分布的研究　东　升　（内蒙古包钢稀土钢板材有限责任公司设备管理部，内蒙古包头０１４０１０）　摘要：为了延长单齿辊的使用寿命，单辊破碎机辊轴上的齿可以采用不同的分布形式，文章通过不同分布形式对　节约能源等方面进行分析，提出优化选择方案。　关键词：单辊破碎机；辊轴；齿分布；优化　中图分类号：ＴＦ３０５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９—５４３８ｆ２０１４１０１—００５０—０４　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｅｅｔｈ　ｏｎ　Ｒｏｌｌ　Ｓｈａｆｔ　ｏｆ　Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｒｏｌｌ　Ｃｒｕｓｈｅｒ　ＤＯＮＧ　Ｓｈｅｎｇ　（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｄｅｐｔ．ｏｆＲａｒｅ　砒Ｓｔｅｅｌ　Ｐｌａｔｅ　Ｃｏ．Ｌｔｄ。ｏｆＢａｏｔｏｕ　Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐ．，　Ｂａｏｔｏｕ　０１４０１０，Ｎｅｉ　Ｍｏｎｇｇｏｌ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｘｔｅｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｌｉｆｅ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｔｏｏｔｈ　ｒｏｌｌｅｒ，ｔｈｅ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｅｅｔｈ　ｏｎ　ｒｏｌｌ　ｓｈａｆｔ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｒｏｌｌ　ｃｒｕｓｈｅｒ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆ－　ｆｅｒｅｎｔ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ　ｒｏｌｌ　ｃｒｕｓｈｅｒ；ｒｏｌｌ　ｓｈａｆｔ；ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｅｅｔｈ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　单辊破碎机的工作原理是由电动机经减速机通　列，也可以并列形式排列、螺旋线形式排列，下面就　过齿轮联轴器带动齿辊旋转，当热的烧结矿从烧结　不同的排列方式所产生的影响进行分析　。　机尾卸到篦板上时，不断旋转的破碎齿插入篦板间　隙中，与篦板产生剪切力，使大块的烧结矿得到破　１　分布形式　碎。采用这种形式的单辊破碎机破碎烧结矿能力　单辊破碎机辊齿分布形式有以下几种分布形　强、效率高、机体紧凑工作可靠。烧结单齿辊主要用　式：相邻齿片错开６０。分布，３０。分布、４０。分布，螺旋　于烧结机尾部，由于烧结生产工艺连续性的要求，单　线分布、并排分布，本文将以　４ＯＯ　ｍｍ×５　４４Ｏ　ｍｍ　齿辊要求使用寿命在１年以上，但目前国内许多烧　单辊的技术参数作为本文论述的基本数据，对以上　结机达不到，因此采用在单齿辊磨损的部位改造金　几种辊齿分布对单辊破碎机功率以及磨损情况的影　属成分的办法或采取不同分布形式齿的方法来延长　响进行分析，单辊破碎机电机功率的计算如下　ｊ：　其使用寿命。文中着重介绍不同分布形式齿的方　法。通常设计的每片辊齿在圆周方向上设置３个　Ｐ　砖Ｆ　齿，相互错开１２０。，相邻齿片之间错开６０。　实际上　式中：　电机功率，ｋＷ；　根据物料不同，相邻齿片之间可以错开３Ｏ。、４Ｏ。排　——安全系数，１．５；　收稿日期：２０１３—１１—２６　作者简介：东升（１９７７一），男，蒙古族，内蒙古巴彦淖尔盟人，工程师，现从事设备管理工作。　第１期　烧结单辊破碎机辊轴上齿分布的研究　５１　——动负荷系数，２．５；　叼——机械效率，减速机总机械效率为，０．９。　——电动机起动转矩与额定转矩之比，取　１．１；　２分布形式比较　每片齿的破碎力，Ｆ＝ｌ　０００　ｋｇ；　２．１　６０。分布形式　Ｄ——破碎齿直径，２．４　ｍ；　以单片辊齿圆周均布３个齿、相邻齿片之间错　——破碎齿排数，１７；　开６Ｏ。、相邻齿片间距３２０　ｍｍ为基准，计算分析，如　＿ｌ一单辊破碎机转数，７．５　ｒ／ｍｉｎ；　图１。　Ｉ　］　２　Ｉ—　—＿ＬＩ　Ｌ　Ｉ　（ｆ１）齿片分布视图　（ｂ）辊齿简化视图　图１　相邻齿片相位差６０。　假设物料进入单辊破碎机布料均匀，那么工作　下就顺着篦板间隙溜到了给料料仓里，不经过破碎　角度范围内工作的齿数最多为Ｎ　＝９，则所需电机　齿剪切，避免了辊齿两侧的磨损，延长了辊齿的使用　的最大功率为：　寿命；如果破碎物料粒度小于６４０　ｍｍ时破碎物料需　ｐ；　・ｆｉ击Ｆ　等Ｎ　Ｉ＿＝－．５×２．５×　×　要剪切破碎，由于烧结饼的块度通常小于６４０　ｍｍ，　因此其破碎主要是以剪切破碎为主，单个辊齿单侧　１　０００×　－３’－。×９　ｘ７・５×　２１０・４　ｋｗ　或者两侧要受到不同程度的磨损。　２．２　３０。分布形式　这种方案齿片分布均匀，同相位角的相邻齿间　以单片辊齿圆周均布３个齿、相邻齿片之间错　距为６４Ｏ　ｍｍ，我们知道物料的破碎是依靠辊齿的剪　开３Ｏ。、相邻齿片间距３２０　ｍｍ为基准计算分析，见　切力与辊齿的压力，如果物料粒度大于６４０　ｍｍ，多　图２。　个辊齿同时挤压物料，有些物料在辊齿压力的作用　ｈ　ｈ　Ｔ］　Ｌ乙Ｌ　——　——　Ｉ　］ｊ１　Ⅵ　叫　１』１　叫　（ａ）齿片分布视图　（ｂ）辊齿简化视图　图２相邻齿片相位差３０。　５２　包钢科技　第４０卷　假设物料进入单辊破砰机布料均匀，那么工作　一样，但齿片分布不均匀，同相位角的相邻齿间距为　角度范围内工作的齿数最多为Ｎｏ＝９片齿，则所需　电机的最大功率为：　１　２８０　ｍｍ，间距大。破碎粒度小于１　２８０　ｍｍ的物　Ｐ　砖Ｆ　１　５　ｘ２．５×　×　齿寿命上２．１方案比２．２方案要长一些。　ｌ　０００×　×９×７．５×　＝２１０．４　ｋＷ　料，每个辊齿两侧均要被磨损；对于烧结单辊破碎　机，由于物料粒度大部分小于１　２８０　ｍｍ，所以在辊　２．３　４０。分布形式　以单片辊齿圆周均布３个齿、相邻齿片之间错开　这种方案与２．１的方案所需电机最大功率大小　４０。、相邻齿片间距３２０　ｍｍ为基准计算分析，见图３。　广丁　Ｊ］』　ｊ］』　Ｔ］　Ｕ　——　一　一　叫　（ａ）齿片分布视图　（ｂ）辊齿简化视图　图３相邻齿片相位差４０。　假设物料进入单辊破碎机布料均匀，那么工作　说，烧结矿饼的破碎主要以剪切为主，辊齿磨损程度　角度范围内工作的齿数最多为Ｎ　＝６片齿，则所需　与２．１方案基本相同，但电机功率可以降低，对于超　电机的最大功率为：　宽型单辊破碎机来说是有较好的节能效果，设备投　Ｐ＝　・砖Ｆ　等Ⅳ　【＿＝ｔ．５×２．５×　×　资相应减少。　２．４并排分布形式　１　０００×等×９×７・５×　１　１４０・２５　ｋＷ　以单片齿圆周均布３个齿，几片齿并排分布，分　布形式为三四三四三排列（也可以采用其它形式排　这种方案比２．１的方案和２．２的方案所需电机　列），相邻两排辊齿之间错开６０。，相邻两片齿间距　最大功率要小，并且２．３方案齿片分布同相位角的　为３２０　ｍｍ为基准计算分析，见图４。　相邻齿间距为９６０　ｍｍ，比２．１方案间距大，比２．２　方案间距小，总的来说，对烧结系统单辊破碎机来　厂１　广Ｔ　ｌ『　』　●——　ＬＬＬ　—　呷　叫　叫　（ａ）齿片分布视图　（ｂ）辊齿简化视图　图４三四三四三分布形式　第１期　烧结单辊破碎机辊轴上齿分布的研究　５３　假设物料进人单辊破碎机均匀分布，单辊破碎　机辊齿的工作角度范围为（０～６０。），工作范围内最　多工作的齿数为９片齿。则所需电机最大功率为：　方案齿片分排分布，同相位角的相邻齿片间距为　３２０　ｍｍ。单辊破碎机破碎物料时，多个辊齿同时挤　压物料，有些物料在辊齿压力的作用下就顺着篦板　Ｐ　畦Ｆ　１　０００×竽ｘ９　ｘ　７・５×　一５　５×　×　辊齿两侧的磨损，可延长辊齿的使用寿命。　２１０・４　ｋＷ　２．５螺旋线分布形式　间隙溜到了给料料仓里，不经过破碎齿剪切，避免了　以单片齿圆周均布３个齿，每片齿在辊轴上沿　这种方案与２．１的方案所需电机最大功率大小　样，但齿片分布不一样。２．１方案齿片分布均匀，　同相位角的相邻齿间距为６４０　ｍｍ，中间间隔一片辊　齿，破碎时辊齿两侧一般情形下均会遭到磨损；而本　螺旋线形式分布，相邻两片齿间距为３２０　ｍｍ为基　准计算分析，见图５。　。　删　删　¨］』　Ｉ　、（　Ｕ］』　］　２　／　肿　肌　哪　肌　肿Ｉ　衄　（ａ）齿片分布视图　（ｂ）辊齿简化视图　图５　编号１到１７的齿片按螺旋线分布视图　假设物料进入单辊破碎机布料均匀，此种分布　形式所需的电机功率随着螺旋线的升角不同而不　减少运行费用。从提高辊齿寿命来讲，可采用２．４　方案，此方案对现有单辊改造有较好的经济效益。　同，升角越大，功率越小，可采用适当的升角选择适　当的电机功率。这种方案与２．１的方案相比，电机　功率可以做到较小，整个工作过程中受力较均匀，减　通过以上分析，根据投资、设备运行稳定性及使　用寿命等方面综合考虑２．５方案为最优，其它方案　可为以后单辊破碎机的设计优化提供依据，也可为　以后钢铁产业带来较好的经济效益和社会效益。　参考文献　少了对电机、减速机的冲击，提高其使用寿命，辊齿　的磨损程度也同２．１方案相同。　３　结束语　通过以上方案的比较，在烧结单辊设备的设计　汪用澎，张信．大型烧结设备［Ｍ］．北京：机　械工业出版社，１９９７．　中，对大型单辊破碎机可选用２．３方案和２．５方案，　这样可降低单辊破碎机的驱动功率，减少设备投资，　［２］　唐先觉，李希超．烧结［Ｍ］．北京：冶金工业　出版社．１９８４．