新型立式磨粉机结构和性能的分析与研究

张伟伟，王赞斌，臧 营

（河南黎明重工科技股份有限公司，河南 郑州 450001）

立式磨粉机是一种广泛应用在磨粉行业中的设备，它具有很好的工作性能。立式磨粉机在长时间的工作过程中，耐磨部件会因为损耗遭到破坏，影响磨粉机的使用效果。因此，通过研发一种新型的立式磨粉机，能够有效解决工业原料的腐蚀性大、硬度强等问题，还能够简化磨损部件的更换复杂性，降低噪音等功能，进而提升磨粉设备的作业效果。

1 新型立式磨粉机结构及工作原理

新型的立式磨粉机主要是由底座、发电机、磨辊、磨盘等部件构成，采用“一盘托六辊”的设计方法，将6个辊均匀放在磨盘上，然后将每个辊都对应在液压缸上，来实现单独控制，进行作业。新型立磨工作时需先启动分级机器，等到设备开始运转的时候，再启动磨粉机的主电机。电机通过控制减速器，来驱动磨盘进行工作。当磨粉机进入工作状态后，气流会沿着“设备的进气口-内壁通道-磨粉机”的流通过程，在磨粉机的内部形成上旋气流，并将部分物料存储进入楔形的磨盘中，形成工作腔。设备磨盘上的磨辊在摩擦的作用下，会沿着悬臂进行自转运动。同时，物料从下料口落在磨盘中央，由于离心力作用，物料从磨盘中央向磨盘边缘移动，经过磨盘上的环形槽时，受到磨辊的碾压而粉碎，被粉碎的物料继续向磨盘边缘移动，直到被风环处的气流带走，而大颗粒物料又掉落到磨盘上继续粉碎。气流中的物料经过上部的分离器时，在导向叶片的作用下，粗料从锥斗落到磨盘上，细粉随气流一同被系统的集尘器收集，被收集的粉料即为立磨磨出的产品。该立式磨粉机是融合了最新的台湾磨辊技术和德国选粉技术，在普通立磨的基础上，依托多年来的磨机生产经验，自主设计开发LUM系列超细立式磨粉机。它实现了一次性超细粉磨、分级及输送等工作，已经成为了制粉行业的首选设备，并广泛应用于化工、冶金、非金属矿等行业。这种新型的立式磨粉机兼具多种优点。首先，它采用立磨料层粉磨原理，杜绝过粉磨，保证产品白度。且成品粒度小于2μm颗粒含量最高可达70%，同时具有325目低残留的特性，也适合从中二次分选出更细粒径的成品，保证了成品的优良品质。其次，由于特殊设计的辊套和衬板的研磨曲线使得磨机，可一次粉磨至所需的细度，能够有效提升研磨效率，其产能是普通微粉设备的3倍～6倍。

2 新型立式磨粉机耐磨材料的更换方法

根据辊磨原理可以得知，立式磨粉机在磨粉的过程中，物料会在磨辊和磨盘的相互压力中，产生滑动效果，进而发生摩擦作用。如果磨粉机一直处于负荷运载状态，磨盘与磨辊之间的摩擦不断增加，进而产生持续振动问题，导致磨损元件的磨损程度较大，影响了磨粉机的使用效果。为解决材料的磨粉快速及磨损部件的更换频繁问题，新型立式磨粉机做出了以下设计：①当磨粉机工作的时候，磨损结构处于正常的工作位置，可以通过液压系统施加压力，来让磨盘持续压迫磨辊，进而粉碎物料；当磨盘和磨辊的耐磨元件需要进行更换的时候，液压缸会产生收缩效果，抬升磨辊，放松绞点。②通过液压缸和磨辊连接处，将绞点旋转到磨辊的下方（30°角），然后将磨损元件移出设备中，更换辊皮。同时，要将磨盘上的耐磨板进行快速释放，来完实现磨损部件的更换工作。通过这样的方法，可以实现磨损元件的快速更换，进而节约磨粉机的运行成本和停工时间，来提升综合生产效益。

3 新型立式磨粉机的参数设计及结构性能设计

（1）新型立式磨粉机：出料的颗粒度为0.044mm；磨盘的直径为2600mm；磨辊的数量为6个；主电机工作功率为250kW；处理量为30t/h～40t/h，液压力为8Mpa～10Mpa；物料的莫氏硬度小于7(是立式磨粉机，数据正确)。

（2）新型立式磨粉机结构具有以下突出特点：①工作原理新颖。物料由进料管进入,经分散板撒到上升的气流中,物料中的粉磨介质碎片在重力作用下,克服上升气流的阻力下落,由排渣口排出.挟带着粉体的气流上升至分级部分,通过导流叶片进入转子进行分级.导流叶片可使气流和粉体颗粒产生回转运动,进行预分级,并捕集由转子甩出来的粗颗粒,还可使气流的速度在整个转子的高度上均匀分布.被导流叶片捕集的粗颗粒落到粗粉锥体上,由粗粉出口排出,而细颗粒与气流经过转子叶片进入转子中部,由细粉出口送往收集装置。为进一步研究不同个数的磨辊对物料研磨质量的影响，本文设计了实验。实验环境是在床料厚度一定的情况下，通过不断增加磨粉工作腔的数量，测试物料的磨粉细度。在功率不断增加的情况下，来测试磨辊速数量和研磨质量的关系，数据如下：实验一，两磨辊产量为10.6，4磨辊为20.8，6磨辊为30.4；实验二，两磨辊产量为8.4，4磨辊为22.1，6磨辊为29.7；实验三，两磨辊产量为11.2，4磨辊为23.0，6磨辊为31.0。实验四，两磨辊产量为7.2，4磨辊为21.1，6磨辊为28.6；实验对应的出料粒度合格数据：实验一，2磨辊43%，4磨辊为80%，6磨辊为98%；实验二，两磨辊46%，4磨辊78%，6磨辊99%；实验三，两磨辊45%，4磨辊80%，6磨辊99%；实验四，两磨辊44%，4磨辊78%，6磨辊98%。可以看出，6个磨辊的研磨物料的质量与合格率要大于2辊和4辊。因此，当物料的厚度一致，通过增加磨辊的数量，能够提升物料的精细度。②立式磨粉机的安全保护系统。在磨粉机工作过程中，如果出现了磨盘上的物料过多或者物料的质地过硬，无法被粉碎，比如铁块、钢等物质，就会发生堵塞的现象。为解决这个问题，保证磨粉机器的工作性能良好，新型的立式磨粉机设计了抬起装置，将6个磨辊和6个分别独立的液压系统进行连接，同时，还将液压系统和蓄能器进行连接，来实现针对性控制。③磨损元件的设计。该新型的立式磨损机器是主要是通过锥形的内容工作区域，保证元件的磨损程度均匀，降低设备的振动频率。锥形设计是指磨盘的边缘有轮胎式的沟槽，来形成回路区域，防止物料溅出。这样的设计可以使工作腔的分布更为均匀，提升研磨工作区域的面积，使得物料受力更为均匀。磨粉机的整套结构是由主机、分析机（选粉机）、提升机、电磁振动给料机、电控电机等组成。其中主机由机架、进风蜗壳及电机组成。主机工作时是磨辊在离心力作用下紧紧地滚压在磨环上，由铲刀铲起物料送到磨辊和磨环中间，物料在碾压力的作用下破碎成粉，然后在风机的作用下把成粉的物料吹起来经过分析机，达到细度要求的物料通过分析机，达不到要求的重回磨腔继续研磨，通过分析机的物料进旋风分离器分离收集。

4 结论

综上所述，通过选用6辊共磨的新型立式磨粉机，能够提升物料的研磨质量。在此基础上，当磨盘上的磨辊数量增加后，相应的物料研磨面积就会增加，研磨质量和颗粒度就会得到优化，进而充分研磨物料，确保了物料的质量，提升工作效果；同时，当磨粉机工作的时候，磨损结构处于正常的工作位置，可以通过液压系统施加压力，来让磨盘能够压迫磨辊，进而粉碎物料。安装好立式磨粉机的安全保护系统，合理设计磨损元件，能够提升物料粉末的细度和质量。

[1]董攀辉．新型盘辊式磨粉机及其关键部件的分析研究[D]．郑州大学,2014．