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1.风轮电机 2.打散盘 3.打散电机 4.反击衬板 5.挡料锥 6.风轮 7.回风筒 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 8.分级区域 9.内筒体 10.外筒体 11.进料口 12.粗粉出料口 13.细粉出料口 paper51.com
图2-1为打散分级机的结构图，物料由进料口11进入打散分级机，落在打散盘2上，打散电机3通过带轮带动打散盘旋转，物料在离心力作用下脱离打散盘高速甩出，冲击在反击衬板4上得到粉碎，然后由于挡料锥5的阻挡作用沿挡料锥边缘下落进入到分级区域8，风轮电机1直接带动风轮6旋转形成风场，物料进入分级区域后在风场的作用下实现分级，由于大颗粒物料惯性大，运动状态改变小，径向偏移小，掉如内筒体9内，由粗粉出料口12排出，小颗粒物料由于惯性小，径向偏移比较大，掉入外筒体10与内筒体之间，由细粉出料口13排出。 内容来自www.paper51.com 该机由于风轮与打散盘的空间布置处于同一轴线上，但是两者的转速又不相同，轴的布置是关键问题，经过和老师以及同课题组人员的讨论，最后决定采用中空轴结构。 http://www.paper51.com 机体主要是这样一种结构，外筒体通过螺栓与预埋钢板相连将整台机器固定于建筑物上，内筒体通过支架固定于外筒体上，回风筒通过支架固定与内筒体，内外筒体以及回风筒要保证处于同一回转轴线上，外筒体上端由顶板密封，顶板上焊有主梁以承受机架及电机的重力所带来的压力同时保证顶板有足够的刚度而不变形，主轴通过轴承安装在中空轴内，风轮通过调频电机带动主轴而直接带动，中空轴通过轴承安装在固定于机架的套筒上，打散盘装在中空轴上，打散电机通过带轮带动中空轴从而实现打散盘转动。在机架上还设有布置对称的进料装置，能使打散后的物料形成较为均匀的环形料幕进入分级区域，从而达到理想的分级效果。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
2.2机体主要尺寸的确定 http://www.paper51.com 根据分析打散分级机的分级过程与离心式选粉机和旋风式选粉机均有相似之处。由于分级设备的生产能力与选粉室截面积近似成正比，即： paper51.com
Q=KD （2-1） paper51.com Q——设计用产量 单位t/h； http://www.paper51.com D ——打散分级机的直径 单位m； paper51.com K ——生产能力系数。与物料的性质，产品细度等有关。对于生产325号及425号常用水泥时，K值为5.25。 http://www.paper51.com 由于通用分级设备的分级效率一般为75～85%，我们取保险效率80%。 http://www.paper51.com 那么我们设计用产量： copyright paper51.com
Q=Q/ （2-2） 内容来自www.paper51.com Q ——打散分级机的台时产量 单位t/h； http://www.paper51.com ——打散分级机的效率。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 为保证能达到最大生产能力，我们以要求的最高产量110t/h作为设计依据，根据公式（2-2），我们得到设计用产量为 Q=137.5t/h。再根据公式（2-1）得到打散分级机的直径D=5.07m，我们将D取整得到打散分级机的直径为5m。再参照旋风试选粉机各部分的尺寸比例： http://www.paper51.com d =0.438～0.527D （2-3） http://www.paper51.com d=d/3 （2-4） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com d=0.4d （2-5） paper51.com d ——打散分级机内筒内径 单位m； http://www.paper51.com d——风轮的直径 单位m； paper51.com d——打散盘的直径 单位m。 copyright paper51.com 由公式（2-3）得到打散分级机的内筒内径为2.190～2.635m，我们取d=2.50m，再根据公式（2-4）得风轮的直径为0.833m，我们取整的d=0.8m，同样根据公式（2-5）得打散盘的直径为d=1m。 copyright paper51.com L=0.2d （2-6） paper51.com L——打散盘衬板表面到物料进入分级区域的高度 单位m。 copyright paper51.com L——物料刚进入分选区的点到内筒上截面的高度 单位m。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 这样我们得到L=0.5m。 paper51.com 根据离心式选粉机的L/ L知道，当比值在0.8～0.5或更小时分级效力很低，当比值在2～1.82时分级效果最好，那么L的范围为1～0.91m，我们取靠中间的数值，定L=0.94m。确定了这些基本尺寸，接下来我们进行粒子的受力分析以及风轮电机的选型。 copyright paper51.com 2.3风轮电机的选型 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
首先我们进行风压、风速的计算。已知条件为物料的分离粒径0.2～2mm,以及上面计算所得的L=0.5m, L=0.94m。同时我们通过查阅资料可以得到所处理物料的密度为1450kg/m。 copyright paper51.com
分析：由于所处理物料的粒径大于100m，属于大颗粒物料的沉降，再加上重力方向上又没外加上升气流的影响，所以单纯由于物料颗粒速度的增加而产生的阻力较之重力而言远远小于重力。因此，在重力方向上我们先忽略空气阻力的影响，将物料在重力方向的运动看成单纯的自由落体运动，那么我们可以根据以上分析及已知的数据算出粒子经过风场的时间： copyright paper51.com
t=- （2-7） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com t ——物料粒子经过风场的时间 单位s。 paper51.com
代入数据得到t0.223s 。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 由分级原理可知道，要实现物料的分级，那么在0.223s的时间内，所需分选出的物料粒子在径向的位置必须要到达内筒的外缘。为保证分级效果，我们设计让粒子在0.2s内到达内筒的外缘，根据上面对打散分级机基本尺寸的确定，粒子刚进入分级区域的点到内筒边缘的径向距离为： paper51.com x=(d- d)/2- （2-8） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
x ——粒子刚进入分级区域的点到内筒边缘的径向距离 单位m； paper51.com ——打散盘边缘到衬板的径向间隙 单位m。 http://www.paper51.com 而打散盘边缘到衬板的径向间隙一般为0.08～0.1m 。所以由公式（2-8）我们得到粒子刚进入分级区域的点到内筒边缘的径向距离x=0.67m。 copyright paper51.com 假设风轮旋转所形成的径向风速为U，物料粒子在不同时刻的速度为U，得到粒子的运动微分方程为： paper51.com dx= Udt （2-9） paper51.com
根据常温常压下风速与它形成的动压关系： http://www.paper51.com
P=U/K （2-10） 内容来自www.paper51.com U ——风速 单位m/s； copyright paper51.com P ——动压 单位Pa； 内容来自论文无忧网 www.paper51.com K ——风速动压转换系数，与空气的密度及重力加速度g有关，常温常压下为1.6左右。 copyright paper51.com
这就是说当风速为U时，风对静止物体的垂直作用面所产生的压力为U/K （Pa），由于大气压对物料粒子形成的作用力在各作用表面上相互抵消，因此在此不考虑大气压的影响。根据上诉分析，风速对运动颗粒形成的压力为： paper51.com P=（U- U）/K （2-11） http://www.paper51.com 根据牛顿第二定理，颗粒体的径向运动方程为： paper51.com
P . A=m . d U/dt （2-12） copyright paper51.com A ——颗粒水平方向的投影面积（这里将颗粒看作球体） 单位m； paper51.com
m ——颗粒的质量 单位kg。 http://www.paper51.com
m=(4/3)R （2-13） paper51.com R ——颗粒的半径 单位m。 paper51.com 将公式（2-13）代入（2-12）并整理得到： copyright paper51.com P=(4/3)R.. d U/dt （2-14） 内容来自www.paper51.com 再将公式（2-11）代入公式（2-14）并整理得到： 内容来自www.paper51.com （U- U）/K=(4/3)R.. d U/dt （2-15） copyright paper51.com
将常数代入并整理运算得到： 内容来自www.paper51.com
3.2327510/R= d U/（U- U） （2-16） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 令3.2327510； 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 则公式（2-16）为： paper51.com dt/R= d U/（U- U） （2-17） paper51.com 将公式（2-17）积分得： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com .t/R=1/（U- U）+C （2-18） http://www.paper51.com
由初始条件t=0, U=0的到积分常数：C=1/ U，则公式（2-18）为： copyright paper51.com .t/R=1/（U- U）+ 1/ U （2-19） copyright paper51.com 根据（2-19）我们可以得到颗粒的运动速度U为： http://www.paper51.com U= U[1-1/（U..t/R+1）] （2-20） copyright paper51.com 将公式（2-20）代入公式（2-9）得到： copyright paper51.com （2-21） 内容来自www.paper51.com 对公式（2-21）积分并有初始条件的到： copyright paper51.com （2-22） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 根据公式（2-22）以及上面分析得到的数据：。我们可以反算出=。 内容来自www.paper51.com
根据风轮风速与扭矩的关系： 内容来自www.paper51.com |