雷蒙磨的磨碎機(jī)理研究

王偉

摘 要：雷蒙磨主要用于工業(yè)上，主要是用作非金屬礦物的磨碎，在經(jīng)過雷蒙磨的磨碎作用后，所得到的產(chǎn)品粒度大致在為325-400之間。近年來，市場上對于非金屬礦的需求量不斷增大，對于將非金屬礦物磨成細(xì)粉也就有了更高的祈求，所以雷蒙磨的使用范圍也是越來越廣，而對于雷蒙磨磨碎機(jī)理進(jìn)行研究也就勢在必行，下面將從碰撞理論和運(yùn)動學(xué)理論角度，研究雷蒙磨實(shí)際沖擊破碎力對粉碎效率的影響，對雷蒙磨的磨碎機(jī)理進(jìn)行進(jìn)一步的揭示。

關(guān)鍵詞：雷蒙磨；磨碎機(jī)理；沖擊破碎力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.005

1 前言

我們在市場的快速發(fā)展下，對于一些非金屬礦物原材料的使用頻率也是越來越高了，作為重要的工業(yè)原料，非金屬礦物特別是磨碎以后的非金屬礦物粉體被越來越多的工業(yè)產(chǎn)品所需要，所以，對其進(jìn)行快速有效的研磨十分重要，而實(shí)際的情況卻是，在沒有粗大顆粒進(jìn)料的情況下，雷蒙磨的粉碎效率其實(shí)并不是很高，所以為了能夠更加徹底的研究其粉碎機(jī)理，進(jìn)而提高雷蒙磨的粉碎效率，需要我們從雷蒙磨進(jìn)行粉碎時的動力學(xué)進(jìn)行仔細(xì)的研究。

2 雷蒙磨的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理

雷蒙磨，又叫懸擺式磨粉機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)除了作為外形支架的梅花架，其機(jī)械部分主要還是由管路系統(tǒng)、磨機(jī)主機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、分析器件這四部分組成的，在雷蒙磨進(jìn)入工作狀態(tài)時，首先將需要磨碎的非金屬礦物從位于磨機(jī)主機(jī)側(cè)部的給料機(jī)和滑槽送入雷蒙磨的主體內(nèi)部，此時保持磨環(huán)固定不動，梅花架在外部傳動裝置的動力作用下進(jìn)行快速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，懸掛于梅花架上的4個至6個懸擺式磨磨輥總成就會繞機(jī)體的中心軸線開始旋轉(zhuǎn)，同時磨輥繞磨輥軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)，由于梅花架旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使得這幾個磨輥開始向外張開，進(jìn)而壓緊磨環(huán)，并且同時以一定的速度與物料進(jìn)行碰撞，在碰撞中實(shí)現(xiàn)對于物料的破碎與打磨，最后，經(jīng)過破碎的物料，被鼓風(fēng)機(jī)送入到分析器中進(jìn)行下一步的粒度分級與處理，經(jīng)過分級的物料，如果粒徑過大則會被重新投入到磨機(jī)中進(jìn)行下一步的磨碎處理，而分級合格的物料會經(jīng)過分析機(jī)出口進(jìn)入收集系統(tǒng)。經(jīng)過研究表明，雷蒙磨進(jìn)行工作時，主要的作用力來自于機(jī)體的沖擊力與磨輥對于物料的離心碾壓力。

3 雷蒙磨的破碎力影響因素分析

對于雷蒙磨的破碎力，影響因素有很多，主要有雷蒙磨的結(jié)構(gòu)，磨機(jī)內(nèi)部主機(jī)的轉(zhuǎn)速以及擺臂磨輥的自重和重心位置等等，下面將就這些影響因素進(jìn)行逐一的分析與研究。

（1）雷蒙磨的主機(jī)轉(zhuǎn)速。在目前，有許多公司為了能夠提高雷蒙磨的粉碎效率，在保持磨輥裝置自重不發(fā)生變化的前提下，私自改變了雷蒙磨的轉(zhuǎn)速，將其從之前的124轉(zhuǎn)/分增加到了現(xiàn)在的140轉(zhuǎn)/分，這樣雖然可以在短時間內(nèi)提高雷蒙磨的粉碎效率，但是這樣也會給雷蒙磨在長期使用時帶來安全隱患，一方面，由于轉(zhuǎn)速的提高，在磨制不同材質(zhì)，不同硬度和不同比重的礦石時，這種高轉(zhuǎn)速下的機(jī)器的制粉效率會產(chǎn)生明顯的不同，經(jīng)過多次的實(shí)踐證明，在雷蒙磨粉碎一些硬度比較低的礦石諸如滑石和方解石等，會因?yàn)橹鳈C(jī)轉(zhuǎn)速的大幅度提高而降低磨機(jī)內(nèi)部鏟刀的鏟料性能，進(jìn)而會影響到物料粉碎時墊料層的形成，產(chǎn)生空磨的風(fēng)險，而一旦雷蒙磨開始空磨，則會出現(xiàn)嚴(yán)重的震動和噪音，使得機(jī)器在大幅度震動時產(chǎn)生震裂的風(fēng)險，也會使得雷蒙磨的磨輥和磨環(huán)磨損速度加快，反而可能影響粉碎的效率，所以，我們并不能夠單純的通過提高主機(jī)的轉(zhuǎn)速，來提升雷蒙磨的沖擊力，否則造成的安全隱患會比較大。

（2）擺臂磨輥的自重和重心位置。經(jīng)過受力分析我們可以發(fā)現(xiàn)，雷蒙磨的粉碎力主要是來自于中心軸在轉(zhuǎn)動時帶動梅花架轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動懸掛擺臂磨輥裝置高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心的力，離心力經(jīng)由磨輥的傳遞作用在磨料上，使得磨料在磨輥與磨環(huán)之間進(jìn)行不斷的擠壓與破碎，進(jìn)而被碾碎，實(shí)現(xiàn)物料的最終破碎。

研究表明，現(xiàn)階段應(yīng)用的雷蒙磨的磨輥，在磨制的物料硬度比較高的情況下，例如在磨制石英或者長石時，都顯得擠壓力有點(diǎn)不足，在磨制時，如果物料受到的擠壓力小于它受到的破碎力，那么磨輥就可能會產(chǎn)生反跳，會造成磨輥的反復(fù)沖擊，最終的結(jié)果是磨輥不僅僅增加了研磨時的磨碎次數(shù)，降低了雷蒙磨的使用效率，而且也會增加雷蒙磨在使用時的噪音，降低了雷蒙磨的使用壽命，通過以上的分析我們也可以看出雷蒙磨磨輥裝置的自重比較輕，重心卻比較短會降低磨機(jī)的研磨效率，減少磨粉產(chǎn)量。

（3）雷蒙磨的結(jié)構(gòu)影響。目前國內(nèi)現(xiàn)有的雷蒙磨多為擺式雷蒙磨

，在結(jié)構(gòu)上來看，一般由于其尺寸的限制，由于磨環(huán)的孔徑比較小，僅在磨輥與磨環(huán)上邊緣之間形成了一個點(diǎn)接觸的角度，因此經(jīng)?？赡軙?dǎo)致雷蒙磨的磨輥與磨環(huán)之間的接觸不良，最后使得進(jìn)行磨碎時的研磨面都集中在了機(jī)器的上部，也就是降低了雷蒙磨磨輥的研磨接觸面，進(jìn)而降低了機(jī)器的粉碎效率。為了能夠讓磨輥與磨環(huán)進(jìn)行良好的接觸，磨輥的中心就不得不向內(nèi)移，最終的結(jié)果是，回轉(zhuǎn)半徑變小，同時擠壓力也變小，這也是雷蒙磨運(yùn)行效率不高的主要原因。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一個新的磨輥裝入雷蒙磨的主機(jī)內(nèi)部開始進(jìn)行粉碎的時候，是其單位產(chǎn)量最低的時候，只有當(dāng)磨輥的直徑在經(jīng)過一段時間的使用以后磨損至點(diǎn)接觸的擺角逐漸消失時，才能夠達(dá)到最大的產(chǎn)量，這也從一定程度上表明了，只有改變磨輥裝置的擺角，增加回轉(zhuǎn)半徑，才能夠真正的實(shí)現(xiàn)增加磨輥與磨環(huán)的接觸面積，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)擠壓力F的增加，最終才能夠?qū)崿F(xiàn)雷蒙磨粉碎效率的提高。

4 結(jié)束語

經(jīng)過研究，無論從碰撞學(xué)理論還是從運(yùn)動學(xué)理論來對雷蒙磨的受力情況大小進(jìn)行分析，都會發(fā)現(xiàn)其沖擊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于離心力的作用值，而正是如此大的沖擊力，才使得磨輥與磨環(huán)之間的物料能夠在比較短的時間內(nèi)破碎成我們所需要的粒徑大小的顆粒。通過增加磨輥或磨輥總成自重、加大磨輥總成重心到懸掛點(diǎn)長度及至回轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)半徑、增大磨輥與磨環(huán)的接觸面積等，是提高雷蒙磨的沖擊力進(jìn)而提高其磨碎物料效率的有效途徑。

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