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热磨机结构以及原理图解

发表时间:2020-12-04 20:52

  1.螺旋式进料装置的组成2.螺旋式进料装置的组成 2-螺旋管3-进料螺旋 4-轴承座 5-滤水孔(排水防滑) 一般热磨机的进料螺旋都采用组合式单头螺旋,进料段采用圆柱等距螺旋,压缩段采用不等距圆锥螺 (常用)螺旋角在15 左右。 3.螺旋的断面: a)矩形断面螺槽容积大, 适用于进料段,便于加工, 但木片向前流动阻力大。 (e=(0.05-0.07)D) b)根部作了较大的圆弧过度, 强度高,轴向流动阻 力小。适用于压缩段,但加工不便。 螺旋头采用圆柱状的端部伸出,有利于木塞导 出。防止反喷。 4.螺旋管 螺旋管与螺旋配合,用于实现 对物料的压缩和轴向输送。 避免打滑。为便于制造和 维修,可以作成剖分式结构。 螺旋出口处的挤压、磨损 剧烈,所以,螺旋管出口处可 采用衬套结构 (塞圈),内部也 有纵向沟槽,喇叭口结构。 外塞管紧接于螺旋及螺旋管的末端,用于形成密实的料塞,当料塞紧密度达到木材本身的密度,就足以起到密封作用。 外塞管的孔径和形状与料塞的紧密度有关,并关系到进料机构的动力消耗,组合形比较合理,既有密 预热蒸煮装置预热蒸煮装置主要有预热蒸煮罐、止回阀、蒸汽 管、蒸汽安全阀、平衡管、料位控制器、卸料装 置(出料螺旋)等组成。 主要结构型式: 立式蒸煮罐(便于料位控制,见右图) 水平罐加垂直管的组合型式, 型预热蒸煮装置1-平衡管 2-预热罐 3-重锤 4-蒸汽管 5-止回阀 6-支撑座 预热罐是预热蒸煮装置的主要组成部分,是高温高压蒸汽对原料进行软化的场所。其罐体是由不锈钢制成的受压容器,常采用上小下大的圆筒(锥形)形结构。 罐体中通蒸汽的管路各热磨系统不仅相同, 国产 BM119/10D 热磨机有四路蒸汽入口, 一路安装于罐体的顶部, 另外三路成 120 度角安装于靠近罐体底部的同一水平面上, 这样有利于蒸汽穿透与渗透料堆内部, 使物料软化均匀, 亦可防止物料在罐体底部板结搭桥。罐体上还配有压力表和安全阀,以保证预热罐的安全。 平衡管(只针对大磨盘装备设置) :设置原因:在研磨室内,一方面,研磨动力一部分转化为热能,引起温 度和压力升高;另一方面,排料会造成蒸汽压力和温度的下降。这两种情况都会造成磨盘内外两侧出现较大的蒸汽 压力差。这种差异会影响均匀排料;使研磨时间得不到保证,造成研磨质量下降。作用:调节整个设备中蒸汽压力 和温度。安装位置:预热罐和研磨室之间。 8.防反喷装置 在预热罐的上部,与螺旋进料器内塞管出料口相对应的一侧,安装一个防反喷装置 ,也称止回阀。它主要是由一根 活塞杆及其伸出端所带的锥形塞组成。 其作用是当进料螺旋所形成的料塞较松时, 靠气缸的气压作用使锥形塞封住 内塞管的出料口,防止“反喷”现象的发生。同时可以利用止回阀在内塞管出料口上施加一阻力,保证形成密实的 料塞;也有利于热磨机启动时最初料塞的形成。 该装置可以通过手动或机动控制电磁阀的开启。 机动控制主要是通过控制进料螺旋的电机的电流值来实现。 流小(下限时),电磁阀动作,锥形塞压向进料螺旋出料口,以形成密实的料塞和封闭预热蒸煮罐;电流大时(上限),电磁阀换向,气压减小,进给阻力减小以利于出料。 预热蒸煮罐热磨机的防反喷装置(止回阀 9.料位控制装置:料位控制装置一般由料位探测器和电器控制系统组成。根据探测原理,有接触和非接触之分,前者如电阻式料位探 测器,后者是目前广泛使用的 射线料位探测器。下料位控制是按照不同原料的工艺要求确定的 (工艺料位控制 )。主要监测原料的最低堆积高度。控制进料螺旋的启 动或停止,从而实现蒸煮时间的自动控制。 10.卸料器与送料螺旋: 卸料器与送料螺旋安装于预热罐的底盘上,用于将蒸煮好的物料均匀、连续地供给热磨机的磨盘。见下图 卸料器在罐底内部的部分有拨料爪2和锥形帽3, 均用不锈钢材料制成。 拨料爪的驱动电机9通过蜗轮蜗杆减速器 11r/min的速度转动,不断拨动软化了的物料,防止木片在预热罐内“搭桥” ,并使物料逐步落入罐底缺口下 的送料螺旋1内送入磨盘研磨。 送料螺旋的转速应与物料的蒸煮时间相匹配, 并保证均匀、 定量的供料。 送料螺旋的传动应能实现无级调速。 50r/min) 11.研磨装置 热磨机的研磨装置是热磨机的主体,其作用是将蒸煮软化后的原料(木片)通过送料螺旋送入研磨室的磨盘中,使 其受压缩、拉伸、剪切、扭转、冲击、摩擦和水解等多次重复的外力作用将纤维分离。分离纤维是中密度纤维板区 别于其它板种最突出的特点。纤维质量是板材性能优异的关键所在。分离纤维是在高温(160-180) 速和高度密封的系统中进行的。它既是中密度纤维板生产中重要的工序,又是最复杂的环节之一。a)热磨法分离纤维的机理: 木材是一种复合材料,也是十分复杂的生物机体,除去导管和薄壁组织以外的全部狭长木质细胞统称纤维。纤维长 度多在 2—5mm 之间,极短者约 1mm,极长者 7.438mm。纤维弦向直径平均 0.02 0.04mm。极小者0.01mm, 极大者 0.08mm。 纤维形态对中密度纤维板影响甚大,纤维完整、细长比大、柔韧和交织性好,板材质量就高。热磨法分离纤维是在 加热弱化纤维牢固的结合作用后,通过机械方法而获得纤维。 分离纤维是一个十分复杂的物理力学和化学转化过 程,也就是经蒸煮后的纤维原料,被强制送入高温、高湿和高压的磨室内两磨片间加压搓揉,使其受压缩、拉伸、 剪切、扭转、冲击、摩擦和水解等多次重复的外力作用加以分解。由于其理论十分复杂,加之又难于观察和模拟, 分离纤维机理的研究,还很难量化,目前大多处于定性阶段。 b)研磨装置的主要组成: 研磨装置主要由研磨室、主轴、密封及冷却装置、油缸加压装置、磨盘间隙微调装置、机座等构成。 热磨机研磨装置的结构 1-研磨室 2-主轴 3-密封及冷却装置 4-油缸加压装置 5-磨盘间隙微调装置 6-静磨盘 7-动磨盘 8-磨片 10、11-水封环12-密封填料 研磨室部分主要由磨室壳体、固定磨盘、转动磨盘及密封与冷却装置组成。见下图 磨室壳体由左右或上下两部分组成,便于安装磨片、检修。下图为上下结构的磨室壳体。上部分是可以拆卸的磨室 盖3,下体为磨室体1,其一侧的轴向孔口嵌入一套管2为研磨室的进料口。磨室壳体的另一侧孔口用于安装动磨 盘8和主轴14,通过套轴15与密封冷却装置相配合。壳体周边的孔口与排料装置连接(图中没显示) ,壳体底 部开有排污口 17,用于排出冷凝水和其它杂物,常采用扁球体结构。 4-定磨盘5、6–磨片 7–叶片 8–动磨盘 9–进料翼轮 10–传动键 11–前高压密封环 12–后高压密封环 13–盘根 14–主轴 15–套轴 16–冷却水环 17–排污口 c)磨盘包括固定磨盘 和转动磨盘8。定磨盘通过基准面用螺栓紧固于磨室壳体内,其中心孔与套管 相配,为物料进入磨盘间隙的入口。动磨盘通过键锥面配合于主轴 14 端,转动磨盘在转动的同时还可以随主轴一起作轴向移 动,调整两磨盘之间的间隙。转动磨盘的中央装有供料用的翼轮 9,以利于物料均匀地分送至两磨盘间隙之间。 磨片 用螺钉固定在磨盘的端表面。磨盘通常分为整体式磨片和组合式磨片两种。组合式磨片又有单圈式和双圈式之分。在较大的热磨机中通常采用组合式磨片,每圈 4-8 片或更多。国产 BM119/10D 采用双圈式组合磨片, 盘上装有 900的外圈磨片和 600的内圈磨片。 由于动磨片是高速回转件, 要求有较高的动平衡精度, 一般出厂时都有标记, 装配时应按编号排列, 安装缝隙相等, 螺栓重量相等。未作标记的磨盘安装在定磨盘上。 齿宽不变型 径向放射式 切向放射式 槽宽不变型 人字式 d)磨片齿条的排列形式: 径向放射式的齿条是对称布置的,因此不管磨片正传还是反转都能研磨。这样,定期改变转动磨盘的旋转方向,就 可以实现磨片的自行刃磨,大大提高了磨片的使用寿命。 切向放射式的磨片,正转时有甩出效应,纤维在磨片间通过能力强,生产率高,但研磨时间较短,反转时具有拉入 效应,纤维在磨片间停留时间长,研磨充分,但生产率低。 人字磨片是一种组合式的齿条排列形式,常用在大型热磨机中。 根据齿面或沟槽宽度的变化,磨片可分为齿宽不变型和槽宽不变型两种,这两种目前都普遍得到应用。 e)磨片的结构分区: 磨片功能结构一般分为两个区:破碎区和研磨区。对于大尺寸的磨片,其研磨区又可分为粗磨区和精磨区。 磨片破碎区的作用是将初级原料(木片)均匀地抛散到磨片的间隙当中 ,破碎成碎木片或粗大的纤维束。 研磨区的作用是将原料(碎木片或粗大的纤维束)逐步分离成纤维;其中,粗磨区是将这些原料研磨成小尺寸的细 纤维束;精磨区是将细纤维束研磨成纤维,并使其良好 f)磨片的结构:磨片齿面包括进料破碎区和研磨区两部分。破碎区的锥度约为 ,分布稀疏的数根齿条。研磨区本身又有里、外两区域组成。研磨区在设计时采用齿宽很小、数量很多的径向齿。磨片破碎区和研磨区的径向齿齿槽中还设计有 周向齿(或称横筋)。周向齿在磨片上呈同心圆状或渐开线状梯次分布,其作用是阻碍原料的径向运动,延长原料 的研磨时间,确保纤维的研磨质量。 两磨片在进料区形成 8~10 的锥度角,即木片在两磨盘进料区由里到外的移动过程中,磨盘间隙由大到小,木片 在进料区粗磨,在研磨区精磨(径向宽度一般为 40~50mm)。 磨片的材料有采用复合铸铁,表面为白口铁,背面为普通铸铁,也有采用特种铸钢,国外多采用耐磨不锈钢材料。 g)密封及冷却装置 热磨机主轴 的一端穿过研磨室壳体进入研磨室内,用于装配动磨盘, 为了防止研磨室内的蒸汽连同纤维在高压下 由壳体与主轴配合处挤出研磨室而造成泄漏,在主轴套轴的外表面设有密封装置 BM119/10D热磨机采用高压水和填料两种方式的组合。密封套为夹层式结构。工作时前端的高压密封环 10 压水,压力大于研磨室压力0.2~0.3MPa,密封填料采用盘根 12,以减轻对轴套的磨损, 盘根共六条, 每两条一组, 在第一组盘根之后又有一水封环 11 形成两路密封。 h)研磨动力: 热磨机主轴的驱动电机功率较大,目前功率在 60KW ~15000KW 之间,大型热磨机为了减小主电机的体积,多 采用高压供电, 6000V,11000V 等,而且需要冷却系统。 主电机和主轴之间一般用齿轮联轴器联接, 以保证传递大功率和轴向移动。 甚至允许电机轴和热磨机主轴有微小 的不对中。 i)主轴与轴承组 热磨机主轴在传递扭矩的同时, 还要承受研磨过程中产生的轴向力。 而且主轴的结构及装配对设备的性能影响很大。 应此热磨机的主轴必须满足强度、 刚度外还需又很高的运动精度, 在较高的温度下其轴向和周向跳动必须在允许的 范围内。 设计主轴时应从一下几个方面考虑: 1)合理地确定主轴的材料和热处理 2)合理设计主轴的结构尺寸和轴承类型。 3)尽可能选择短轴,并使动磨盘靠近轴承座。 4)保证主轴的加工和装配质量 5)设法提高主轴的工作精度。 (磨片间隙 e=0.2-0.5mm) 主轴由前后两套轴承组支撑,前轴承组 采用两个对称布置的向心推力球轴承3,以承受主轴的轴向力,为了消除 轴承的径向间隙, 在两轴承之间设置了弹簧装置 7,以提高轴承的运转精度。 后轴承组采用一只双列向心球轴承 16。 根据工作要求,主轴需要轴向移动,故在前后轴承组壳体与轴承壳座之间设有导向键 5,并采用弹簧 将其压紧在轴承体上。前轴承采用油液循环润滑,后轴承采用油脂润滑。前轴承组的壳体还做成夹层式,可通入冷却水对其冷 主轴和动磨盘的装配目前有两种方法:有键锥面配合和无键锥面配合。锥面配合精度高,传动扭矩大。下图为主轴和转动磨盘之间的装配结构图。压力一般为 135-200MPa。 主轴和转动磨盘之间的装配 1-主轴 2-动磨盘 3-压板 4-手动高压油泵 5-注油泵 6-油口接头 7-中心螺杆 8-液压螺母 j)磨盘加压装置 分离纤维需要动磨盘和定磨盘之间产生一定的研磨压力。研磨压力的大小要根据物料的特性、生产率、预热时间等 因素考虑。压力过大,纤维易切断;压力小,产量高,但纤维粗,纤维束多。 国产 BM119/10D 采用液压加压装置,包括加压装置和液压传动系统。加压油缸安装在前轴承组的后端,活塞用圆 螺母固定在空心活塞杆(套轴)上,空心活塞杆与前轴承组壳体相连。压力油通过活塞-活塞杆-前轴承组-主轴 -动磨盘来施压。 k)前轴承组的循环润滑系统 热磨机前轴承组受到研磨时的轴向力,同时它的安装部位又靠近高温的研磨室,故对前轴承组采用液压循环润滑, 起到减小摩擦和冷却的作用。 (见上图) 油泵 6-(电接点压力表 8、溢流阀 7)冷却器 9-流量控制器 10-(蓄能器 11、电接点温度计 12)-前轴承组进 行润滑冷却。 当油压低时(低于工艺要求的电接点压力表 设定值),则发出信号停止主电机,防止无润滑工作。当流量低于要求值时(断油、漏油) 10 也发出信号,起到连锁保护;在润滑油回路的油管上装有电接点温度计 12,当油温升到 设定值时,发信号也可停止主电机。蓄能器的作用是当突然电机不转时(停电) ,蓄能器仍然能供油,保证转动状 态的主轴在停止前润滑。冷却器 是对油液冷却,以带走热量。l)磨盘间隙微调装置 磨盘间隙的大小直接影响到纤维的粗细和质量。精确地调节磨盘间隙是热磨机操作的关键。 一般都是调整动磨盘相对于定磨盘的轴向距离来实现。 BM119/10D 热磨机的磨盘间隙微调机构直接安装于加压油缸之后,由一手轮驱动蜗轮蜗杆机构转动,蜗轮的侧面 有一推力轴承压在油缸的端盖上, 控制磨盘间隙就是控制蜗轮向左的轴向位移。 涡轮加工成内螺纹与空心活塞杆伸 出端的外螺纹相配。当蜗轮转动时就可以通过螺母丝杆机构驱动活塞杆作轴向移动。该机手轮每转动 圈可产生0.17mm 的轴向位移。 热磨机在上一次工作停机后,加压油缸的活塞已处于最前端位置,要通过手轮使磨盘处于分开状态,此时,调整磨 盘间隙,先使加压油缸处于施压状态,并启动主电机,当磨盘转动平稳后,再转动手轮,使主轴向前移动,当听到 有金属摩擦声时,表示两磨盘已接触,磨盘间隙 e=0。这时,反向转动手轮(约一圈半) e=0.2-0.3mm,即可开始 下一步操作。然后根据磨出纤维的粗细再加调整。直到达到理想的纤维质量。 振动卸料器防反喷阀 立式蒸煮罐 开机旋风 分离器 安德里茨盘磨机 纤维分向阀 蒸煮罐底部卸料器

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