1 懸擺及立式縱擺磨粉機(jī)工作原理
1.1 懸擺式磨粉機(jī)
（胡繼生，桂林恒達(dá)礦山機(jī)械有限公司）懸擺式磨粉機(jī)主機(jī)的示意圖見(jiàn)圖1。當(dāng)主電機(jī)動(dòng)力經(jīng)齒輪減速機(jī)減速后，驅(qū)動(dòng)中心軸及固定在中心軸上的梅花架旋轉(zhuǎn)，鉸接懸掛在梅花架上的磨輥總成繞中心軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)磨輥繞磨輥軸自轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，磨輥向外擺動(dòng)壓緊磨環(huán)，使鏟刀鏟起的物料在其間達(dá)到粉碎和研磨作用，粉碎后的粉末被鼓風(fēng)機(jī)的氣流吹到主機(jī)上方的分離器進(jìn)行分離，粒度過(guò)粗者仍落入主機(jī)腔內(nèi)重磨，粒度合乎要求的隨風(fēng)流進(jìn)入旋風(fēng)收集器，收集后經(jīng)出粉管排出即為成品。
1.2 立式縱擺式磨粉機(jī)
立式縱擺式磨粉機(jī)主機(jī)示意圖見(jiàn)圖2。當(dāng)主電機(jī)動(dòng)力經(jīng)齒輪減速機(jī)減速后，驅(qū)動(dòng)中心軸及固定在中心軸上的梅花架旋轉(zhuǎn)時(shí)，磨輥在離心力的作用下繞中心軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也繞縱擔(dān)軸平行擺動(dòng)，使得磨輥向外平行壓緊磨環(huán)，從而保證磨輥和磨環(huán)以最大面接觸。同時(shí)磨輥繞磨輥軸自轉(zhuǎn)，使鏟刀鏟起的物料在其間達(dá)到粉碎和研磨作用，粉碎后的粉末被鼓風(fēng)機(jī)的氣流吹到主機(jī)上方的分離器進(jìn)行分離，粒度過(guò)粗者仍落入主機(jī)腔內(nèi)重磨， 粒度合乎要求的隨風(fēng)流進(jìn)入旋風(fēng)收集器，收集后經(jīng)出粉管排出即為成品。
2 結(jié)構(gòu)分析
2.1 磨輥總成
懸擺式磨輥總成由磨輥套、磨輥軸、磨輥、橫擔(dān)軸、及軸承組成（圖3），橫擔(dān)軸兩端通過(guò)橡膠套管水平懸掛在梅花架上。
立式縱擺磨輥總成（圖4）由磨輥套、磨輥軸、磨輥縱擔(dān)軸及軸承組成。磨輥套為雙筒結(jié)構(gòu)：右筒內(nèi)通過(guò)上下兩軸承裝有磨輥軸、磨輥。左筒內(nèi)通過(guò)上下兩軸承裝有縱擔(dān)軸，縱擔(dān)軸的兩端垂直固定在梅花架上下兩爪上。
2.2 主機(jī)結(jié)構(gòu)
懸擺式磨粉機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)分析見(jiàn)圖5。懸擺式磨粉機(jī)由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制，使磨輥和磨環(huán)接觸不佳，從圖可以看出， 磨環(huán)孔徑尺寸過(guò)小致磨輥中心偏離5 mm，磨輥和磨環(huán)之間形成了一個(gè)負(fù)擺角0.5°，這樣縮小了回旋半徑R，從而減小了研磨力Fg（因Fg∝R）。此外，研磨面集中在上角，減小了磨輥的研磨面，因而結(jié)構(gòu)尺寸的不合理性是導(dǎo)至粉磨效率低一個(gè)重要原因。
從上述分析可知，懸擺式磨粉機(jī)磨輥總成的回旋半徑小、相對(duì)研磨力小，接觸面積不恒定。當(dāng)新磨輥裝入主機(jī)開(kāi)始粉磨時(shí)，單位產(chǎn)量最低，隨著磨輥的磨損，負(fù)擺角逐漸消失，產(chǎn)量增高，當(dāng)磨輥繼續(xù)磨損到一定程度時(shí)，產(chǎn)生正擺角，這時(shí)產(chǎn)量又降低，就是因?yàn)樯鲜龅牡览怼?/span>
立式縱擺式磨粉機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)分析見(jiàn)圖6。從圖上可以看出：磨輥在離心力Fc的作用下繞中心軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也繞縱擔(dān)軸平行擺動(dòng)，使得磨輥向外平行壓緊磨環(huán)，從而保證磨輥和磨環(huán)以最大面接觸，并且Fc全部轉(zhuǎn)化成研磨力Fg。從上述分析可知，立式縱擺式磨粉機(jī)的研磨力和研磨面積比懸擺式磨粉機(jī)都恒定， 這就決定了立式縱擺磨粉機(jī)的產(chǎn)量比懸擺式磨粉機(jī)產(chǎn)量要高。
3 參數(shù)分析
懸擺式磨粉機(jī)的制粉效率跟磨輥的研磨力有著重要的關(guān)系，增加磨輥對(duì)墊粉層的研磨力，可提高制粉效率。研磨力的大小取決于磨輥總成的自重、重心位置、主機(jī)的幾何尺寸和轉(zhuǎn)速。主機(jī)的研磨力是通過(guò)中心軸傳動(dòng)經(jīng)活動(dòng)支點(diǎn)帶動(dòng)磨輥裝置旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力，傳給磨輥?zhàn)饔迷谀チ仙?，磨料在磨輥、磨環(huán)之間滑行，受到磨輥的擠壓被碾碎。計(jì)算公式為：
Fc=Σma （1）
Fg=Fch/H （2）
Fc=Kn2mR （3）
式中： K 為恒定系數(shù)； Fc為離心力； R 為磨輥總成重心至中心軸的旋轉(zhuǎn)半徑； Fg為研磨力； h 為懸掛點(diǎn)到磨輥總成重心的長(zhǎng)度； H 為懸掛點(diǎn)到磨輥重心總長(zhǎng)度； n 為主機(jī)轉(zhuǎn)速； m 為磨輥總成的質(zhì)量。
從式（3）可知，當(dāng)質(zhì)量m 不變時(shí)，提高主機(jī)轉(zhuǎn)速，研磨力有所提高。對(duì)于硬度較高的礦物，其產(chǎn)量會(huì)明顯提高；但對(duì)于硬度低的物料，則產(chǎn)量提高不是很明顯，因?yàn)殡S著轉(zhuǎn)速的提高，鏟刀鏟料性能差，影響墊料層的形成，造成空磨，出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)和噪音，機(jī)件易損壞，同時(shí)振動(dòng)大時(shí)研磨面減?。ㄒ蛘駝?dòng)時(shí)磨輥和磨環(huán)接觸為點(diǎn)接觸或線接觸）。由于h/H＜1，故Fg＜Fc，因此，懸擺式磨粉機(jī)的研磨力總是小于離心力。
立式縱擺式磨粉機(jī)的制粉效率跟磨輥的研磨力也有著重要的關(guān)系，增加磨輥對(duì)墊粉層的研磨力，可提高制粉效率。研磨力的大小取決于磨輥總成的自重、主機(jī)的幾何尺寸和轉(zhuǎn)速。磨輥在離心力的作用下繞中心軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也繞縱擔(dān)軸平行轉(zhuǎn)動(dòng)，使得磨輥向外平行壓緊磨環(huán)，離心力直接轉(zhuǎn)換成研磨力，即Fc= Fg。此外，磨輥繞縱擔(dān)軸平行傳動(dòng)壓緊磨環(huán)，從而保證磨輥和磨環(huán)以最大面接觸。對(duì)于立式縱擺式磨粉機(jī)，研磨力等于離心力。
4 研磨力比較
桂林恒達(dá)礦山機(jī)械有限公司生產(chǎn)的懸擺式和立式縱擺磨輥總成質(zhì)量比為1∶1.2 （設(shè)計(jì)質(zhì)量的比值）；懸擺式磨輥總成的重心和磨輥重心到懸掛點(diǎn)的距離之比即h/H=0.8（由重心計(jì)算得出的比值）。在同等功率電機(jī)的帶動(dòng)下，F(xiàn)g，vp / Fg，up=1.2×（10/8）=1.5，因此，立式縱擺磨粉機(jī)研磨力是懸擺式磨粉機(jī)的研磨力大1.5 倍。
從以上分析及計(jì)算可知，立式縱擺磨粉機(jī)比懸擺式磨粉機(jī)研磨力大，研磨面積恒定，因而產(chǎn)量較高。從用戶使用情況來(lái)看，立式縱擺式磨粉機(jī)較懸擺式磨粉機(jī)產(chǎn)量可以高出30%左右。但是該結(jié)構(gòu)存在密封可靠性問(wèn)題，即立式縱擺式磨粉機(jī)因磨輥繞中心軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也繞縱擔(dān)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)動(dòng)的角度在0～10°范圍（擺動(dòng)），擺動(dòng)的頻率非常高，磨輥裝置（或梅花架總成）中的縱擔(dān)軸上的軸承密封的可靠性存在很大的難度，密封很容易失效，軸承進(jìn)粉，維修頻繁，從而制約了該設(shè)備的推廣。
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