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筒體襯板可以分成兩種基本類型。一類用于粗磨倉,另一類用于細磨倉。
粗磨倉物料的粉磨主要靠鋼球的沖擊壓碎,因此要求襯板對鋼球有較高的提升能力,所以對這類襯板也可統稱為提升襯板。
細磨倉物料的粉磨主要靠鋼球的摩擦研磨,不需要襯板對鋼球過大的提升能力,所以圓周方向為平型或小波紋。
用于粗磨倉的提升襯板形式多樣,有凸棱、壓條、船舵、大波紋、階梯等等,總的來說就是在圓周方向有不同的突出部分。其中階梯襯板既能滿足提升要求,又能均勻磨損,穩定生產是比較理想的粗磨倉襯板。
階梯襯板能增加提升能力的原理如圖1所示:
圖1 階梯襯板及球在襯板上力的平衡
平滑襯板使球上升的力與其作用點、填充率、離心力以及襯板和球層間的摩擦系數f有關。在其他條件相同的情況下,改變平滑襯板的表面粗糙度或材料,提升f值,可增加提升力。
在平滑襯板中裝球量內部的粘著系數要大于襯板和球之間的摩擦系數。因此,在筒體轉動時,可看到整個球層沿著襯板滑動。階梯襯板具有特殊的形狀,使球和襯板之間的聯系,不僅有摩擦系數的作用而且增加了粘著系數。階梯襯板的斜面較β直接影響到球與襯板的粘著系數,改變β值時可實現無限地改變粘著系數。
圖1b中1-1方向相對于筒體圓周在A點的切線,2-2的方向相當于階梯襯板表面。OA為O點的旋轉半徑,1-1和2-2之間的β角標示陡峭性,A點的離心力P=mω2R,重力G。
這兩個力在2-2平面上投影的總和給出的上升力為:
FL=[Pcosβ+Gcos(α-β)]f+Psinβ-Gsin(α-β)
很明顯,上升力中除了在平滑襯板中已有的摩擦力外,增加了離心力分力Psinβ,β角愈大,此力也愈大。
因此β角是階梯襯板設計的關鍵數據。據一般生料和水泥磨,β角在10°-18°。過小提升能力不足;過大提升過頭,使鋼球拋的太遠,增加襯板磨損。
用于細磨倉的襯板除了常規的平襯板、平花紋襯板、小波紋襯板以外,當前普通應用分級襯板。
分級襯板是指能起鋼球在磨機軸間分級作用的襯板的總稱。
物料在磨內粉碎過程中,其粒度大小是沿磨機軸間不斷減小的,從供能合理來說,大顆粒用大球粉磨,小顆粒用小球粉磨是最省能的,因此希望磨內鋼球能按粒度減小的規律自動分級。但是分級襯板一般不用于頭倉,因為分級襯板增加提升力不大,相反由于鋼球分級,空隙率增大,而頭倉球徑、空隙率本來就較大,分級后將使物料流速過快,對粉磨不利。
分級襯板常用的錐形分級。按其排列形式可分成3種形式,如圖2所示。
圖2 錐形分級襯板的不同排列形式
圖中b一平一斜的組合采用的較多。錐形分級襯板的原理,如圖3所示。
圖3 錐形分級襯板分級原理
襯板斜面反作用于鋼球的水平分力P0,正比于球徑d的3次方,而鋼球水平運動的阻力F正比于球徑d的2次方。這樣,在磨機運轉一定時間后,大鋼球便移向進料端,而小鋼球被迫排向出料端,從而達到軸間大小分級。
分級來源于襯板的軸向斜面,因此斜角δ是設計的主要參數,一般斜角δ在10°-18°。一般分級襯板適用于L/D較大的情況。雖然襯板形式很多,但常用的粗磨倉為階梯,細磨倉如L/D較大常用錐形分級一平一斜。