圓筒混料機的設計研究

陳月貴 姜興乾 蘇華禮

摘 要：隨著社會的進步和經濟的發展，冶金工業也得到了蓬勃的發展，由于混料機在冶金工業中有著廣泛的用途，進而社會對混料機的需求越來越大。通過對圓筒混料機的總體設計，解決了以往圓筒混料機容易撒料、設備壽命低、安裝、調試不便等問題。該圓筒混料機具有運轉平穩、耐沖擊、耐磨損、使用壽命長、安裝維修調試方便，并且生產效率高、安全可靠等一系列優點。

關鍵詞：圓筒混料機；混料機；混合設備；安全生產

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：Bdoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.08.001

Abstract： With the progress of society and the development of economic， metallurgical industry has been booming development. The demand for mixer is growing because it has a wide range of applications in the metallurgical industry. This article is about the overall design of the drum mixer to solve the spread of materials， low equipment life and the inconvenient problem for installation and commissioning. This drum mixer runs smoothly， and has good impact and abrasion resistance， longer equipment life， and easily for installation and commissioning. This drum mixer also has a series of advantages ，such as high efficiency ， security and reliability.

Keys： drum mixer； mixer； Mixing equipment； Safe production

1 引言

混合設備是一種量大面廣，品種繁多的機械產品，在化工、冶金、醫藥、造紙、化妝品、涂飾材料、食品、飼料及廢水處理等行業都得到了廣泛的應用。國內和國外的發展都很快，尤其是圓筒混料機，它結構簡單，運行可靠，混合和造球效果好，目前應用最廣泛。在全國各地燒結廠的燒結原料作業中，不論是一次混合還是二次混合均選用圓筒混料機[1]，經過長期實踐和改進，并隨著燒結機向大型化方向的發展，與之相配套圓筒混料機的規格也相應增大，結構也有了很大發展，新型圓筒混料機就是這一發展的產物。本次設計研究的是圓筒混料機的總體設計， 解決了以往圓筒混料機容易撒料、設備壽命低、安裝、調試不便等問題。

2 混料機設計方案分析

2.1 混料機混合原理分析

物料進入筒體后借助于筒體旋轉的離心力，被帶到一定高度后向前方落下，由于筒體是傾斜的，物料落下成一角度，沿筒體軸線方向向前翻滾、滑動，物料在多次這樣的運動中混合均勻，在混合過程中加入適量的水，由于水表面的張力及物料與筒壁之間，物料與物料之間互相摩擦，在筒體內不斷的翻動、滾動來達到混勻的目的。

混料機傳動裝置采用“電機—液力偶合器—硬齒面減速機—開式齒輪—慢速驅動裝置”的結構形式。在主電機端加裝液力偶合器以減小主電機啟動時對電網的沖擊，如加調速型液力偶合器，還可對混合機的速度進行調整；另一端設有慢速驅動裝置，微動時通過爪型離合器使筒體正轉或反轉，以便于混合機的安裝、調試和維修；當混合機正常工作時，爪型離合器使微動電機與減速機脫離，見下圖[2]。

筒體為圓形鋼結構。兩端各有一個滾圈，坐在四個托棍上進行轉動。圓筒混合機筒體的進料端高于出料端，使筒體具有一定傾角；滾圈下部兩側設有擋輪裝置，以限制混合機軸向竄動。為提高混合效率，在筒體內壁鋪有稀土含油尼龍襯板。襯板根據混勻、潤濕、制粒三種不同的功能，采用不同的材質，從進料口到出料口根據各段作用不同，設計成不同形狀及加水曲線，以便物料的導入、潤濕、混勻后導出。物料的潤濕是靠筒體內給水裝置實現的。

2.2 混料機對人的影響及解決方法

伴隨著時代的發展，“以人為本”的理念也越來越突出的表現出來。改革開放之前，在工業生產尤其是冶金工業中普遍存在著安全防范不到位、勞動環境差、勞動超負荷等不規范現象。隨著時代的進步，人的健康與安全首先得到考慮，特別是要求工作環境必須是良好的，把工作對人的危害降到最低。在冶金工業中有著大量粉塵、礦石顆粒漂浮在空氣中，這種狀況在本次設計中得到改善。

機器的振動主要是有筒體轉動引起，增加筒體運轉的平穩性有利于減小振動。在混料機上加裝機械擋輪裝置或液壓擋輪裝置，就會減少混料機圓筒運轉過程中的軸向竄動；另一方面，從原料進入筒體到混合完畢，都應該盡量減少原料與外部環境的接觸，避免礦石顆粒散布于空氣中，這就要在排料端加裝一個排氣筒，把那些帶有粉塵的廢氣排出。在給料端用筒式給料裝置替代集中供料的皮帶傳送裝置，對混料機的改進也有很大幫助，這樣不僅有助于生產率的提高與機器設備的使用保養，減少污染，更有利于人的健康。

3 混料機設計，理論計算

3.1 總體方案確定

3.1.1 傳動方案的選擇

燒結廠中應用最廣的混合設備就是圓筒混合機，其傳動裝置設計是否正確，制造質量如何，安裝、檢修和維護的好壞，對圓筒混料機的正常運轉和電耗都有極大地影響。隨著圓筒混料機的大型化，它所需要的動力越來越大，就顯得更為重要。其傳動形式有中心傳動和邊緣傳動。

（1）中心傳動：中心傳動是由電動機通過減速機，同時減速機的輸出軸與圓筒混料機中心線應在一條直線上。中心傳動分為單傳動和雙傳動兩種形式。中心傳動被廣泛用于1000～7000 kW以上的傳動中。

（2）邊緣傳動：邊緣傳動是由電動機驅動減速機，再由小齒輪帶動安裝在筒體上的大齒圈進行轉動，即帶動筒體回轉。此傳動形式適于相對小的功率傳動。

經比較此次設計傳動形式確定為邊緣傳動。具有結構合理、操作簡便、運轉平穩、使用壽命長、作業率高、安裝維修調試方便。

3.1.2 混料機基本參數的計算

已知設計參數：混料機生產能力G=570 t/h；物料堆比重γ=17 t/m3；物料安息角φ=25°。

3.1.3 筒體傾斜角α

一般混合一次混合筒體傾角不大于4°，在保證產量的情況下，為充分發揮設備的能力，加強混勻以及造球效果，允許考慮降低混合機傾角，且由統計數字顯示，多數燒結廠一次混合均采用25°。

因此通過類比法初選傾斜角α=25°，sinα稱為混料機的斜度，故sinα=004362。

3.1.4 筒體轉速n、混合時間t

混料機的設計轉速一般為6～8轉，因此設計轉速為：n=7 r/min。

一次混合時間大約為2 min，實際生產中為保證良好的混勻效果，通常要加長混合時間。故先選用設計混合時間為：t=3 min。

4 結論

本次設計的圓筒混料機具有以下優點：

（1）采用開式齒輪傳動，具有結構合理、操作簡便、使用壽命長、效率高、維修方便等特點。

（2）筒體采用鋼板卷制成筒體后焊接，再與兩滾圈、大齒圈的連接板焊為一體后整體退火。采用這種設計及加工工藝，保證了筒體、滾圈、大齒圈中心線的一致性，使設備運行平穩，振動與噪聲大大減小。

該圓筒混料機具有運轉平穩、耐沖擊、耐磨損、使用壽命長、安裝維修調試方便，并且生產效率高、安全生產可靠等一系列優點。

參考文獻：

[1]《燒結設計參考資料》編寫組.燒結設計參考資料[M].北京：冶金工業出版社1978：92-231.

[2]混料機設計.圓筒混料機參數設計[M].北京：冶金工業出版社，2005：1-17 .

[3]工業部長沙黑色冶金礦山設計研究院.燒結設計手冊[M].北京：冶金工業出版社，2003：84-311.

[4]金國淼.干燥設備[M]. 北京：化學工業出版社，2002：310-350.

[5]《回轉窯設計應用及維修》編寫組.回轉窯設計應用及維修[M]. 北京：冶金工業出版社，2000：4-139.

[6]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].第七版.北京：高等教育出版社，2004：271-334.（02）