如何调整好大型矿渣立式磨磨盘的工作

时间:2018-12-20 16:57来源:未知 作者:admin 点击:次

立式磨具有高效节能的特点，目前已经成为水泥生产厂家的主要粉磨设备，但是在应用过程中也曝露出一些问题，如磨辊磨盘等粉磨部件磨损、磨机振动以及吐渣等，这些问题影响了立式磨的粉磨效率，其中磨机振动是非常重要的问题。当振动轻微时，会造成立式磨的粉磨效率下降，还会影响立式磨零部件的使用寿命;当振动严重时，产生共振现象，导致立式磨无法工作。为解决上述问题，有必要对立式磨磨盘进行动态分析和优化。目前，通过有限元仿真技术对立式磨机身、磨盘、摇臂、加压装置进行静力学分析较多。在动态分析方面，杨林建等对大型立式磨机身进行建模及有限元分析，通过模态分析得出机身的1、2、3阶振型图和等效应力应变图。陈世教等利用理论分析和有限元分析2种方法对TRM型生料辊式磨机身摇臂系统的结构形式和振动情况进行分析，将2种方法的分析的主要结果(前4阶固有频率)进行对比，发现2种方法所得结果基本吻合。

磨盘是质量最大的转动件，因此它是影响立式磨动态性能的关键因素;然而，对磨盘进行动力学分析的研究尚属空缺。鉴于磨盘对磨机振动的重要性，本文中对磨盘进行动力学模态仿真，主要分析各种结构参数的调整对磨盘模态的影响。

立式磨振动的实质是立式磨系统所受激励的频率与该系统的某阶固有频率相接近时，系统振幅显著增大，从而产生共振的现象。一般地，可以通过调整立式磨具体结构、设置减震或改变离心率3种方案来避免共振，因此，考察立式磨磨盘结构的改变对其动态能的影响。

根据磨盘的实际运行情况和受力情况，主要从磨盘的高度和磨盘颈部的壁厚2个方面改变其结构参数:1)增大磨盘颈部的壁厚，增大磨盘壁的刚度，如图4(b)所示，调节值为增大100 mm; 2)增大磨盘的高度，主要从磨盘的落料区域厚度(见图4(c))、磨盘的中部(见图4(d))和磨盘的底部(见图4(e))3个方向增大，调节值为增大50 mm; 3)减小磨盘的高度，主要从磨盘的中部区域减小(见图4(f))，调节值为减小50 mm。

将共振的峰值进行偏移，减小共振的能量。采用的方法是:在磨盘壁上设置奇数个孔，以改变其振型。对设置了1,3个孔的磨盘进行动态分析。图5(a),(b)所示分别为设置1,3个孔的磨盘模型。

表2所示为立式磨磨盘结构参数调整的模态分析结果。由表可知，与原结构相比，方案a在增大磨盘壁厚后，明显增大了磨盘壁的刚度，第4阶固有频率提高了4.8%。方案a在增大了落料区域厚度后，落料区域的刚度明显增大，从而磨盘盘面2个方向的弯曲振动减弱，第4阶固有频率提高了17%。方案b在增大了磨盘中部区域的高度后，第4阶固有频率几乎无变化。方案c在增大了磨盘底部区域的高度后，第4阶固有频率略有降低。方案e在减小磨盘的高度后，第4阶固有频率几乎无变化。

表3所示为立式磨磨盘减震设置的模态分析结果。由表可知，与原结构相比，在质量减小的情况下，固有频率略有降低，而振型无明显改变。可能需要另外考虑减震措施。

表4所示为立式磨磨盘离心率改变的模态分析结果。由表可知，与原结构相比，立式磨磨盘半径减小，质量减小，固有频率提高。

综合比较调整立式磨具体结构、设置减震或改变离心率3种方案，增大磨盘颈部的壁厚，增大磨盘落料区支撑板的厚度，减小磨盘的高度和半径，均能使立式磨的固有频率提高。结合实际情况考虑，减小立式磨磨盘的高度与半径对于解决实际性问题操作并不容易，通常情况下不采用，因此，有必要研究磨盘颈部的壁厚对固有频率的影响。图6所示为磨盘颈部的壁厚分别增大50,100,150 mm时，立式磨磨盘的第4阶固有频率。可以看出，磨盘颈部的壁厚增大值为100150 mm时，固有频率并无明显提高的现象。在立式磨磨盘的高度、半径、落料区支撑板的厚度均不变的情况下，立式磨磨盘颈部的壁厚为100 mm时，磨盘的动态性能最好，第4阶固有频率为214.29 Hz。立式磨磨盘落料区支撑板对磨盘的动态特性影响较大，但是立式磨磨盘内部结构存在局限性，因此落料区厚度增大40 mm为最佳厚度，第4阶固有频率为233.83 Hz。基于以上分析结果，提出综合改进方案如下:立式磨磨盘颈部的壁厚增大100 mm，立式磨磨盘落料区支撑板的厚度增大40 mm，其他结构参数均不变，分析得第4阶固有频率为240.72 Hz，提高了17.77%。

从立式磨磨盘结构模态分析结果可以看出，磨盘拐角下磨盘颈部壁的刚度较小。整个磨盘的低阶模态的振型均与磨盘颈部壁局部变形有关。通过调整立式磨磨盘结构、设置减震和改变离心率这3种方案进行动态分析，由分析结果可得以下结论:

1)适当增大磨盘颈部的壁厚可以增大磨盘壁的刚度，从而提高其固有频率;

2)磨盘的高度减小，质量减小，固有频率提高;

3)磨盘落料区支撑板厚度增大，固有频率提高，改善了其模态情况;

4)立式磨磨盘半径减小，质量减小，固有频率提高，改善了其模态情况;

5)立式磨磨盘颈部的壁厚增大100 mm，立式磨磨盘落料区支撑板的厚度增大40 mm，固有频率提高了17.77%，取得了较好的优化效果。