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1、堡盐鱼婴窒鱼 A T O X 立磨的设计特点及最新改进 姚天海1 曹宝新2 ( 1 中国建材工业对外经济技术合作公司，北京1 0 0 0 0 0 ；2 北京建筑工程学院，北京1 0 0 0 0 0 ) + F h r o u g h 0 0 I s t a n td e v e l o p m e n ta n do p t i m i z a t i o n , A t o xm i l lh a sb e c a m et h ep r e f e r r e de q u i p m e n tf o rm a n y _萋p：imizingthe黉working pe一rfo a r
2、e db yt h e roller一,grinding basebalanceda n dw e t h e rt h ea b r a s i o n o ft h ei ss y m m e t r i c a A i ma tt h e s e , F L S m i d t hd e s i g n e d 豢b r a n K e y w o r d s ：A l o xv e r t i c a lr o l l e rm i l l ；g r i n d i n gb a s e ；r o l l e r ；a b 。憋懑囊熟寥熙骥s b e 。： 。 j ? ，。、 j i
3、j 。参。、囊黎攀。挚。 i ”；j 。 。? 。i 粪； ? 。、。 0 前言 始于2 0 世纪中叶的丹麦史密斯公司( F L S m i d t h ) 的A t o x 立磨，用于水泥生料与煤粉的制备。为了适应 市场的需求，进一步提高粉磨效率、节省电耗，史密斯 公司于2 0 世纪8 0 年代又设计了全新概念的A t o x 磨 机；9 0 年代中期，该公司根据多年的经验，再一次完善 了A t o x 磨机的设计，对实际使用中存在的若干不足之 处，特别是机械设计和磨损件的磨损( 寿命) 问题进行 了较大改进大大提高了A t o x 磨机的可靠性和经济 性。使A t o x 磨机成为众多水泥
4、厂首选设备。据不完 全统计，在国内已销售了8 0 多台，有较大的中国进 口立磨市场其中7 0 以上是用于50 0 0 t d 生产线 的A t o x 5 0 磨。本文就A t o x 磨机的设计特点及其最新 的重大改进作一介绍以期给水泥机械的设计者有 所借鉴。 1A t o x 立磨的工作原理 如图l 。原料通过回转下料器及溜子下滑进回转 磨盘，带入磨辊之下，磨辊在液压系统作用下挤压物 料。粉磨后的物料溢流过挡料环，被通过环形喷咀的 热风吹起，粉磨后物料在被烘干的同时。送入上部高 图1A t o x 立磨结构示意圈 7 1 全国水泥立磨技术装备研讨会论文集 效笼型选粉分离器。分离后的粗颗粒返
5、回到磨盘上， 继续被粉磨而细小生料通过选粉机进入旋风筒或袋 收尘器被收集下来，作为生料成品送人生料库。 从A t o x 磨机的工作原理中，我们可以看出，立磨 在工作时，是通过磨辊施加研磨压力，物料受磨辊、磨 盘的挤压和剪切达到磨碎的目的。所以辊面和盘面衬 板的磨损是必然的。如何做到衬板的均匀磨蚀，以确 保磨辊面与磨盘面之间的间隙( 料床) 无论是在新衬 板条件下。还是磨损后期( 通常可磨掉1 5 0 3 0 0 m m ) 尽可能均匀是各种立磨的设计者所追求的共同目 标。但是，随着衬板的磨损，辊、盘问间隙常常是内小 外大，形成向内楔状。这样，研磨效率会大大降低，造 成磨机产量大幅度下降。必须
6、停机更换衬板。因此，磨 辊、磨盘及轴承的受力是否均衡，衬板的磨损是否均 匀。便成了衡量立磨设计是否合理的重要指标。 2A t o x 立磨的设计思想 一般而畜。立磨衬板在工作中不断磨蚀、变薄( 磨 蚀量通常在1 0 0 。3 0 0 m m 之间) 且不均匀，这是所有立 磨的共性。但是。当衬板磨损后。若能使磨辊自然下降 并保证研磨界面( 即料床形状) 没有改变，就有可能保 持磨机的生产能力不变。 丹麦史密斯公司通过对其他立磨粉磨过程之受 力和磨损差异分析后对A t o x 磨的设计提出了全新 的思路，设计出了平面磨盘、圆柱状磨辊，磨辊与磨盘 垂直正交布置。见图2 。 田2A t o x 磨盘、
7、辊结构圈 按这种设计思路。可以从根本上保证磨辊系统只 作上下运动，受垂直方向力( 不受轴向力) ，磨辊外套的 磨损非常均匀，而且磨辊的直径比其它型式立磨大， 对料层变化、大块喂料( 可达1 0 0 一l S O m ) 、异物的适应 性强。磨辊可以做成空心结构，重量轻、刚性好，其内 部可安装大型重载轴承。 3A t o x 磨机的结构和设计特点 3 1A t o x 立磨的结构特点 以史密斯公司A t o x 原料磨( 见图1 ) 为例，其结构 特点如下。 ( 1 ) 磨辊有3 个( 见图2 ) ，3 个磨辊之间有一个刚 性的联结块把它们联在一起：每个磨辊轴的外端联结 一根扭力杆该杆通过橡胶缓
8、冲装置固定在磨机壳体 上。调整这三根扭力杆的长度，可以对磨辊进行精确 的定位。使三个磨辊的中心与磨盘中心相重。每个磨 辊的轴端均与一个双向液压缸相连用以将磨辊压向 磨盘，调节粉磨力，或者将磨辊抬起，脱离磨盘以利磨 机的空载起动。 ( 2 ) 磨盘设计为平盘状，磨辊设计为圆柱辊( 见图 3 田) ，因此磨辊系统只作上下运动，只受垂直方向力 ( 不受轴向力) ，磨辊外套的磨损非常均匀，而且磨辊的 直径比其它型式立磨大，对料层变化、大块喂料( 可达 1 0 0 。1 5 0 m ) 、异物的适应性强。磨辊是空心结构，重量 轻、刚性好，内部可装大型重载轴承。磨棍外套分成弧 形片状，可避免高硬度脆性合金
9、材料因残余应力、热 处理应力和热涨冷缩应力而引起开裂。磨辊采用稀油 循环润滑。润滑效果好，轴承腔双唇边油封，并用正压 磨中心线 ( a ) M P S 生料磨( b ) P o l y s i u s 生料磨( c ) 莱歇生料磨 ( d ) A T O X 生料磨 ( e ) 滚球煤磨 ( f ) 雷蒙煤磨 图3A t o x 磨及其它立磨磨辊和磨盘形式 保护。A t o x 磨机设计的基本理念不同于其它的立磨之 处主要表现在其磨棍是依靠它们本身的重量放置在 磨上的。 3 2A t o x 立磨的主要设计特点 ( 1 ) A t o x 磨的磨盘是水平的，磨辊是垂直的，其间 的物料粉磨区为一
10、平面。磨辊系统的重心在磨盘上只 有垂直方向的运动所有的冲击力和压力都是垂直方 向的易于处理。 ( 2 ) 三辊一体的磨辊悬浮系统比之其他的结构形 式重量轻、惯性小，所需动能也较小，运动平稳。三个 辊轴内端为刚性联结。但轴外端分别与液压缸相连。 某一辊的运动相对另外两辊的影响很少，仅为2 。故 各辊的上下运动基本互不影响。 ( 3 ) A t o x 磨的磨辊轴线与磨盘直径之间有一夹角 ( 见图4 ) ，使磨辊轴承只承受圆周方向的力，无轴向推 力，振动也小，利于轴承负载与寿命。 元前束夹角时 有前束夹角时 图4A t o x 磨辊轴承力矢量分解图 ( 4 ) 磨辊与磨盘问的粉磨区全部为平面接触，
11、结 合平整，可以用最耐磨的材料来制造耐磨块。平面的 耐磨块便子反转使用，提高其利用率。此外，磨盘之间 的平面接触，其间的磨损较弧形耐磨件的均匀一些 耐磨块的厚度也可以采用较厚一些，延长使用寿命。 ( 5 ) 采用双向液压缸，启动前可将磨辊顶起，空车 开动，无需辅助传动装置。待喂人一定物料，料层厚度 触及磨辊时，液压缸向另一方向施压逐渐转入粉磨 作业，使磨机的启动十分平稳易行。 ( 6 ) 沿磨盘外周装设一整圈的喷嘴且通风量很大。 用于通风、烘干、选粉和输送物料，烘干能力很强。 ( 7 ) 与其他的立式磨相比，A t o x 磨的辊径很大。因 而其允许的喂料颗粒较大，对较厚的料层也较适应。 对外
12、界铁件和不均匀磨损的敏感程度也稍小一些。 ( 8 ) 同样生产能力，A t o x 磨机的外形尺寸较小，布 置紧凑，占地少，维修较方便，维修所需空间较小。此 外磨机可设在户外，厂房简单，土建费用低。 ( 9 ) 液压系统可正反双向施力。反向施力可抬起磨 辊，磨机在空载条件下启动，空载下维护，所以不用辅 助传动装置。当磨机正常运行遇到金属异物时，磨辊 就会自动抬起，保护设备。 ( 1 0 ) 磨辊采用循环稀油润滑。可对润滑油量，油压 和油温进行控制确保磨辊轴承润滑始终处在最佳状 态。润滑油在线过滤，确保不被污染。因此，磨辊轴承 较静态润滑高出2 5 倍( 见S K F 轴承使用手册) 。 ( 1
13、 1 ) A t o x 检修非常方便。更换衬板可在磨内轻松 进行，一般更换一套村板2 4 h 内即可完成。 4 结语 磨盘和磨辊的结构形式及其间的配合决定着立磨 物料在磨盘上的运动轨迹和运动形成模式其受力状 况及耐磨性能的好坏，是衡量一台立磨的重要指标。 A t o x 磨机在设计上采用了水平磨盘和垂直磨辊使磨 辊系统的重心在磨盘上只有垂直方向的运动。所有的 冲击力和压力都是垂直方向的，其间的物料粉磨区为 一平面。 改进后的A t o x 立磨具有如下特点： ( 1 ) 衬板磨损后，磨机产量几乎不变； ( 2 ) A t o x 磨的液压系统可正、反双向施力。反向施 力时，可抬起磨辊，磨机在
14、空载条件下启动。空载下维 护，省去了辅助传动装置。当磨机正常运行遇到金属 异物时，磨辊就会自动抬起，保护设备； ( 3 ) 磨辊采用循环稀油润滑，可对润滑油量，油压和 油温进行控制，确保磨辊轴承润滑始终处在最佳状态： ( 4 ) L V 一技术的利用使A t o x 磨更省电增产节能效 果更明显，新磨投产时，达产达标更容易； ( 5 ) 磨辊的衬板可分块制作，可在磨内轻松调头， 撤换非常方便，从而极大地缓解了因衬板磨损不均匀 而造成的研磨界面改变的问题。 参考文献： 【l 】赵乃仁辊式磨粉磨的运行机理及其选型原则的探讨水泥工程。 2 0 0 4 ( I ) ：4 - 1 0 口 ( 水泥工程2 0 0 4 年3 期第4 l 页)
