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一种新型双轴搅拌机的设计与应用

本文研制的新型双轴搅拌机一般用于火电厂灰
料气力输送末端,火电厂灰库加水湿式卸料系统中
的加水搅拌装置中。该搅拌机利用2根互相平行的
叶轮轴的同步转动,在输送粉煤灰等干粉状物料的
同时进行加水搅拌,均匀加湿干灰粉状物料,以达到
使被加湿物料不冒干灰且不会渗出水滴的目的,便
于湿化灰料装车运输或转入其他输送设备。
新型双轴搅拌机的使用工况分析  
   
   
   
双轴搅拌机广泛应用于火电厂灰库加水湿式卸
料系统中,锅炉产生的粉煤灰为低牌号水泥,在卸料
 
过程中经常结块于搅拌机中,造成搅拌机起动时发
生轴扭断和轴承座被拉裂等设备损坏事故;同时,常
伴有轴端漏灰现象,影响现场卫生。调研了多家电
厂后发现,我国电厂应用的双轴搅拌机大多存在上
述2种缺陷,因此和咸阳龙泉环保设备有限公司技
术人员改进设计出了一种新型双轴搅拌机
  。该机
适用于火电厂湿式卸料粉煤灰的卸料运输,也可用
于化工和矿山等行业灰状颗粒物料的加水湿化搅
拌,以实现无尘化输送。  
新型双轴搅拌机的结构及工作原理
 
   
   
新型双轴搅拌机的结构  
新型双轴搅拌机结构如图1所示,主要由轴承
座组件、轴密封组件、联轴器、叶轮轴、维修上盖板、
进料口、主动传动轴及从动传动轴(从动传动轴与主
动传动轴平行并列布置,未画出)、齿轮、主动轴链
轮、搅拌机壳体、出料口、电动机、减速机地板、减速
机、减速机链轮、链条、轴承座罩壳、齿轮罩壳和进水
管等构成。该搅拌机壳体内设置有主动叶轮轴和从
动叶轮轴,叶轮轴上装有数个刀刃形叶片。主动叶
轮轴和从动叶轮轴通过联轴器分别与主动传动轴和
从动传动轴联接。该搅拌机壳体外左右两侧为双轴
 
 
承支承部件,主动传动轴与从动传动轴为齿轮啮合
同步传动
 
2.2 新型双轴搅拌机的工作原理
新型双轴搅拌机工作时,电动机通过减速器带
动减速机链轮,从而通过链条传动带动主动轴链轮,
进而带动主动传动轴,主动传动轴通过联轴器带动
主动叶轮轴。主动传动轴运转的同时,通过其与从
动传动轴上的2个啮合齿轮传动,带动从动传动轴
 
反向同步转动,进而通过联轴器带动从动叶轮轴转
动。当灰料从进料口进入机体后,经主动叶轮轴和
从动叶轮轴上刀刃形叶片的运动作用,驱使灰料向
左做搅拌性移动,同时进水管的进水通过布置在搅
拌机壳体内部上方的喷嘴流出,与灰料进行搅拌混
 
 
合,加水后的湿灰料运动到左侧时,从机体内左下方
的出料口流出,完成灰料的加湿搅拌和输送。


新型双轴搅拌机结构图

新型双轴搅拌机的组成和结构特点    
       
                   
                   
3.1 新型双轴搅拌机的组成        
  新型双轴搅拌机的壳体由钢板型材加工成 U
形主结构,其余结构在制造现场焊接完成,并与其他
部件组装构成搅拌机的支承体。该搅拌机的壳体密
封性好,不会出现粉灰外扬和漏灰等不良情况。
  该搅拌机的主要组成部分还包括左右旋向的主
                   
动和从动叶轮轴、轴承座、轴承套、轴承端盖、传动齿
                   
轮、传动链轮、注油杯和刀刃形叶片等零部件
    。左
右旋向叶轮轴制造时要求精度高和工艺性能好,与
 
联轴器、主动传动轴及从动传动轴有严格的配合要
求。齿轮和链轮设有防护罩来保护壳体,可以安全
有效地工作运行。注油杯为压配式压注油杯,加注
润滑油时方便快捷。该搅拌机刀刃形叶片的材料选
用耐磨损且不易粘灰的 4Cr13 不锈钢材料。刀刃形
                   
叶片采用活块化结构设计安装,叶片工作磨损后便
于更换,使用寿命更长        
           
  加水调湿结构主要由进水管、喷嘴接头及喷嘴
组成。壳体侧壁装有3个进水管,喷嘴通过喷嘴接
头与进水管连接。喷嘴采用不锈钢锥形雾化喷嘴,
                   
布置在搅拌机壳体内部上方,沿叶轮轴方向轴向排
列,水从 15 个喷嘴均匀喷出,形成水帘式加水,这样
                   
水和灰料粉混合较为均匀,成球效果高,球径大小均
匀合适,大大地提高了进料和排料的速度。同时,加
水锥形喷嘴结构简单、更换方便,采用不锈钢材料制
成,防腐耐用。工作时,通过操作3个供水管上的手
 
 
动调节阀,可以调节湿灰的含水率。      
该搅拌机上部设置有4个正方形检修孔,每个
检修孔设置可手动的盖板,以方便日常的检修及保
养。      
该搅拌机装有2根搅拌叶轮轴,轴上按一定螺
旋角及螺距分布着数个刀刃形搅拌叶片, 根叶轮
   
轴上叶片交错布置; 根刚性搅拌叶轮轴反向同步
     
旋转,通过2根叶轮轴上叶轮叶片的搅拌运动作用,
 
使机器内的粉煤灰得以均匀搅拌和输送  
   
2.2 新型双轴搅拌机的结构特点      
新型双轴搅拌机的叶片、轴承座和轴端密封等
处皆有独特的改进性设计,其具体结构有下述5大
特点。      
)叶轮轴上设置有刀刃形叶片,如图 所示(该
     
刀刃形叶片改进设计已申报国家**),工作时,刀刃
形叶片对壳体内的结块料进行切割,彻底解决了机体
 
内的集灰结块问题,使得排料顺畅,进而克服了起动
时普遍存在的叶轮轴被拉伸造成的扭曲变形问题。
) 根叶轮轴的叶片是易损易耗零部件,一般
22      
情况下更换费时费力。研究发现,叶轮轴叶片工作
一段时间后,叶片前 / 处磨损较多,而后 / 处基
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本无磨损,设计中改进了2根叶轮轴叶片的结构。
原叶轮轴叶片为一个整体,改进后分为叶轮和叶片
.
2部分,在叶轮处设计1个凹台,采用螺栓联接。更
 
换时,只需用气割机割掉螺栓,更换上刀刃形叶片,即可达到换修的目的,这样,维修时既减少了工作量,又降低了维修费用。
 
3)转动轴与该搅拌机壳体孔处采用弹性橡胶补偿密封和石棉盘根内外双向密封,如图3所示,选择确保了双轴伸出端不漏灰,也消除了转动轴与搅拌机壳体孔处的磨损。经过2年运转发现,基本无漏灰和轴磨损现象。
4)2根转动轴与该搅拌机壳体孔处的密封装置采用活块化结构设计,便于密封装置处的维修操作。
 
5)转动轴两端的支承都采用双轴承座,内配双轴承,如图4所示。双轴承设置可增强抵抗轴运行时产生的跳动,并且进料端采用推力轴承,轴向作用力可通过推力轴承传递给轴承座,以减小其端盖的受力磨损。只要轴承座基础焊接牢固,各种作用力即可平衡,使推力轴承使用寿命得以延长,并减少机器故障的发生[6]
.4 结语
 
通过采用刀刃形叶片、活块化的叶轮叶片、转动轴与壳体处的弹性橡胶补偿密封,以及内外双向密封、活块化的密封结构和双轴承支承等创新设计,使
 
该新型双轴搅拌机具有了较强的工作效能,并在贵州某发电厂通过调试,运行效果良好,平稳运行时间达到了其他双轴搅拌机的2倍,效能提高了3倍,为
 
该发电厂带来了良好的经济效益,达到了预期的设计要求。该新型双轴搅拌机现已投入生产,并有十余台应用到多家火力发电厂,用户反映良好,适于在火力发电厂和矿山开采等粉粒性煤灰或类似物料的加湿装车场合进行推广应用。
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