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浅谈影响离心机筛篮磨损的主要因素


浅谈影响离心机筛篮磨损的主要因素
一分区机修车间;张福庆 摘要:文中对离心机工作中所受到的离心力场得基本特征进行了简要的分 析,结合立式离心机的脱水机理,分析了颗粒在筛面上的运动情况,运用数学方 法和理论力学知识建立了物料在筛篮运动上的动力学模型, 从而进行分析影响筛 篮磨损的主要因素。 关键词;离心机 螺旋刮刀 离心力场 TLL1150 型离心机在工作中,物料移动不是

主要靠所受的离心力,同时也利 用了筛篮内的螺旋形刮刀, 将物料送到排料口。其工作原理是利用机械旋转产生 离心力,实现固液混合物分离的过程,湿煤通过入料口,经布料锥进入筛篮与刮 刀之间的空间,在离心力的作用下,水和水的颗粒(离心液)透过物料层,穿过 筛网, 沿上盖流入机座上部的集水槽内,然后通过设在机座两侧的排液管排出机 外,煤粒则保持在筛篮内侧,因螺旋刮刀与筛篮之间有一转速差,螺旋刮刀就将 煤粒从筛网上刮下, 并将其推送至筛篮底部,从而把脱水后的末煤卸到机器下边 的收料锥斗里,这一过程连续不断地进行。 先对离心机工作中所受离心力场进行分析, 离心力场得基本特征基于等速回 转运动基本规律。描述离心力场基本特性的主要内容包括离心机、分离因数、哥 氏力以及离心液压等。

一、离心力和分离因数:
假设具有质量为 m 的质点, 沿以 O 点为圆心,以 r 为半径的圆周作等速回转 运动时,回转角角ω 与转速 n 的关系式为: 回转角速度ω 和圆周速度 V0 之间的关系式为:V0=ω r,在任何一个等速回转 运动时, 都会产生向心加速度 an 以及与其等值而反向的离心加速度 a0, a0=an= 则 ω 2r,作用在质点上的向心力和离心惯性力数值相等方向相反。计算公式如下:

F0 ? Fc ? m? 2r
G ? 2n? ? Grn2 Fc ? ? ? r? g ? 60 ? 900
2

式中

G—物体的重量;

G—重力加速度; 该分离的物料在离心力场中所受的离心力和它所受的重力的比值, 称为分离 因数 Fr,则

Fr ?

Fc mr? 2 ?r ? ? G mf g

显然分离因数是离心力加速度与重力加速度的比值。 分离因数是表示立式离 心机分离能力的重要指标, 是代表立式刮刀离心机性能的重要标志之一。因此可 见分离因数的大小直接影响着筛篮的使用寿命,要想有效的提高分离因数的大 小,最好的办法就是提高离心机的转速,这样就提高了离心机的脱水效果,同时 也降低了筛篮的使用寿命。

二、哥氏力;
当研究回转运动的特性时, 除了离心力外,还必须注意到可能出现的哥氏力 FK。哥氏加速度是哥氏力的来源,哥氏加速度是由于质点不仅作圆周运动,而且 也作径向运动所产生的。 由理论力学得知,当牵连运动为均角速定轴运动时,哥氏加速度的大小为

ak ? 2?Vr ,式中 Vr 指点相对于筛篮的径向速度, ak 方向与 Vr 垂直,相对于把
相对速度矢量按动系的角速度的转向转过 90 度, 哥氏力按下式确定 Fk ? 2m?Vr , 如果质点对回转的筛篮无相对运动时,或者它的相对位移与回转轴平行的话,则

Fk =0,从理论上分析,哥氏力在离心机中确实存在,而且对离心机的筛篮磨损
也有着一定的影响。

三、离心液压
离心机工作时,处于筛篮中的液体和固体物料层,在离心力的作用下,将给 筛篮内壁已相当大的压力,称为离心液压。离心液压的计算公式如下:

P0 ?

r 2 r? 2 2 2 ? ? rdr ? ?R ? r ? g r 2g
R

式中

P0

—离心液压:公斤力/㎡

r—筛篮内被分离物料的重度:公斤力/㎡

2 ? —筛篮的回转角速度;弧度/ 秒

R—筛篮内物料环的内表面半径;米 g—重力加速度; 米/秒
2

当筛篮的转速很大时, 液面近似于与筛篮壁平行的同心圆柱面,此时 r 近似 常数。离心液压不仅作用在筛篮上,同时也作用在顶盖和下法兰上,因此离心液 压的大小同样影响着筛篮的使用寿命。

四、刮刀转子与筛篮间间隙大小对筛篮的影响
筛篮和刮刀转子之间的间隙,对离心机的工作影响很大。配合间隙越小,筛 面上滞留的煤也越少,离心机的载荷越轻,筛缝被堵塞的现象也越小。这样,就 有利于脱水, 同时也减小了摩擦阻力, 减轻了煤流对筛篮的磨损; 配合间隙过大, 筛面上将要粘附一层不下落的煤,脱水的煤流,只能沿着煤层滑动,这样,就加 大了移动阻力,在相同的处理量之下,使离心机的载荷增加,动力消耗大,并使 煤粒破碎现象严重。由于筛面上粘附煤层,水流通过的阻力也曾大,影响脱水效 果的同时, 还加大了刮刀及筛篮的磨损速度,按设计要求刮刀与筛篮之间的配合 间隙应保证在 2±1mm。如果间隙因磨损而加大,应进行调整,增加心轴凸缘上 的垫片,可以使刮刀转子升高或降低,从而实现调整间隙的目的,经计算得每增 加或减少一个 1mm 的垫片,可使刮刀升高或降低 0.36mm。

五、结束语
综合上述分析, 可以得出离心机的技术参数是根据分离过程的要求和经济性 原则进行选择的,在生产过程中,尽量减少离心机的处理量,不要将离心机总是 处于满负荷生产过程中,当增大处理量时,会使离心力及离心液压同时增加,对 筛篮的使用寿命大大的减少。 另外要及时对筛篮与刮刀间的间隙进行检测,已确 保筛篮与刮刀间隙在设计要求间隙(3mm)内,可以有效的保证筛篮的使用寿命。 参考文献; [1] 邓金迪,沈丽娟,杨泽坤,等。细粒煤脱水技术与设备现状及发展方向[J], 矿山机械,2006, (4) ;77-80; [2] 孙启才, 金鼎五, 离心机原理结构与设计计算[M]北京: 机械工业出版, 1987; [3] 周应怀, TLL1000A 型立式刮刀卸料离心机及其应用[J]选煤技术, 2001, ; (4)

36-37;


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