(5)CK立磨结构性能及工作原理讲座(肖杰玉)

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课程目录1

安徽海螺川崎节能设备制造有限公司简介

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CK立磨的结构CK立磨工作原理 立磨部件工作的主要注意事项 主要改进的地方

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安徽海螺川崎节能设备制造有限公司简介

安徽海螺川崎节能设备制造有限公司成立于2006年12月，是以开发 制造余热发电锅炉、立磨、垃圾焚烧炉、污水处理设备、风力发电等节 能环保产品为主的大型装备制造企业。 公司占地200亩，有三座现代化标准厂房，面积达7.2万平米，拥有 A级锅炉制造许可证、A2级(第三类中、低压压力容器)压力容器制造和 C2级(汽车罐车)压力容器制造许可证；ASME:“S”、“U”钢印；2008 年开始被认定为国家高新技术企业，共获得3项发明专利和20多项实用 新型专利，通过了ISO 9001质量管理体系、ISO 14001环境管理体系、 GB/T 28001职业健康安全管理体系认证。

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从2008年4月开始开发CK立磨，目前立磨生产量已达八十余台， 广泛用于粉磨水泥生产用原料和熟料，钢铁行业矿渣等，产品涵盖 了3000t/d-12000t/d水泥生产线用的原料磨CK-310、CK-340 、CK370、CK-450、CK-490,以及用于年产30万吨—100万吨矿渣粉磨的 CK-260、CK-310、CK-340、CK-370、CK-450、CK490立磨，产品性 能可靠、运行高效、节能效果明显，推广应用到国内22个省、市、 自治区。

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CK立磨的结构

主要组成由喂料系统、壳体密闭、基础部分、支承机构、加压系 统、选粉系统、外循环系统、液压、润滑系统及喷水系统等组成。 因为后面我们要讲到具体的部件结构，此处只介绍一下立磨的润 滑、液压涨紧系统及喷水系统。 这里讲的润滑系统主要指的是磨辊轴 承的润滑系统，采用的是强制润滑的方式，由一台供油泵及几台回油 泵组成，回油泵针对辊子数量确认，与辊子的数量相同。 液压系统是立磨运行中最重要的系统，其质量及维护效果直接关 系到磨机的正常运行。液压装置由一台供油泵及控制阀台(主要有控 制阀、阀块、蓄能器和压力表或压力开关等元件)组成，液压系统除 液压装置外，还包括供油管道、阀门及四个涨紧油缸和八个蓄能器。

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喷水系统是指当喂入的物料过于干燥，立磨会产生过高的震动。为 了防止这种情形的发生，保证立磨的平稳运行，喷水系统就必须开启。 水箱设计有浮球开关保持水位恒定、以及溢水口和排水口。喷水管道装 有过滤器、电动调节阀、流量计以及电磁阀、止回阀和压力表。旁路装 有独立的电动调节阀和电磁阀。另外还有一种保护措施，防止泵运行的 时候阀门是关闭的，一定流量的水将回到水箱。喷水量可通过调节电动 流量调节

阀进行远程调节。喷水系统中的电磁阀仅在物料进入磨内才打 开，确保喷水不会在喂料停止时仍然运行。 从立磨的结构上看，立磨本体部分主要部件包括壳体、磨盘、磨辊、 主减速机、主电机、液压缸、挡料环、摇臂轴承座、内筒、静态叶片、 动态叶片、选粉机驱动、下料溜子、刮板、辅传等。

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现在将主要部件介绍如下： 磨盘一般选用的材料是SC450(相当于ZG230-450(屈服强度为230Mpa, 抗拉强度为450MPa),磨机的选型型号与磨盘的有效研磨直径其有着直接 的关系，以我们最常见的CK450立磨为例，是指磨盘的有效研磨直径为 4500mm,其外径为在5690mm,上面配有磨盘衬板，材质为SCW480(相当于 国标ZG20SiMn),上部采用硬质表面堆焊，磨盘衬板等分成20块，表面为 凹形研磨轨迹。 磨辊轴选用的材料是SCM440(相当于国标42CrMo),我们常说的磨辊 总成主要辊皮(含堆焊层)、辊体、锥环、锥环固定螺栓、双列圆锥轴承 1只+双列圆柱轴承1只，轴承端盖密封等组成。以CK450为例，我们选用的 轴承分别是：306/510/HCC9/DF双列圆锥及NND/505/HCCYA3双例圆柱，均 为非标准尺寸轴承，螺栓为：M52×3×890,材质为42CrMo,每只磨辊上 配有24套螺栓，尺寸为2200mm(直径) ×770mm(宽度)。10/26/2013

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为了具体体现出磨辊结构，将磨辊的整个组装过程演示。磨辊 的选型在CK磨上有具体的要求，通过三辊及四辊数量的变化，将磨 辊的尺寸控制品种很少，主要是从用户使用方便性上进行的考虑， 保证备件的通用性，磨辊辊皮由表面堆焊的铸钢件组成，具有高耐 磨性，与辊体通过锥环以及螺栓固定。辊体通过圆锥滚子轴承及圆 柱滚子轴承组装到辊轴上。磨辊轴承由强制润滑系统进行润滑。磨 辊一侧装有轴承端盖，另一侧通过螺栓与轴承盖板组装。轴承盖板 与辊轴之间的滑动部分是油封及轴套，通过密封风机的密封压力能 有效防止粉尘进行轴承轴承。表面堆焊的密封保护罩能有效的对辊 臂及摇臂进行防磨保护。 传动装置由主减速机及主电机组成，立磨的测震装置就安装在 主减速机的高速轴上，不同的磨型在原料易磨性差距不大的情况下， 一般也采用标准配置。10/26/2013

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具体如下表：型号 用途原料 CK310 水泥 矿渣 原料 CK340 水泥 矿渣 原料 CK370 水泥

能力(t/h)208 87 63 250 105 76 301 126

主减速机功率(KW)1900 2000 2100 2100 2400 2500 2500 2900

矿渣原料 CK410 水泥 矿渣 原料 CK450 水泥 矿渣 原料 CK490 水泥 矿渣

91366 154 111 443 186 133 532 223 160

31003100 3500 3700 3800 4100 4400 4600 5000 5300

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液压缸与氮气装置配套使用，液压缸主要是将供油通过面积的变 化转

化为磨辊的涨紧压力，来研磨物料，氮气装置主要是用来平衡系 统中压力的变化，使整个系统保持一个稳定的压力。 摇臂轴承座起到支承的作用，可以理解为人的肘臂，辊轴与铸钢 辊臂之间通过锥套连接，材质为SC450(相当于ZG450),辊臂与液压 缸臂之间通过液压缸臂顶端的锥销进行连接。液压缸臂的底端部分通 过连接销与液压缸的头部连接。磨辊与液压缸臂总成通过摇臂轴及轴 承座整体着力在摇臂轴承底座上。轴承的润滑通过手动干油泵进行干 油润滑。辊臂的外端有用于连接翻转液压缸的销座，翻转液压缸活塞 杆与销座连接后，通过液压站的液压可实现磨辊的翻转，其有两只自 调心滚子固定用轴承，型号为24164A/C3W33。为了具体体现出摇臂轴 承座的结构，将磨辊的整个组装过程演示。335

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静态叶片与动态叶片配套使用，主要是选择出合适的产品，粒度根据 选粉机转子的速度及静态叶片的角度决定，静态叶片及动态叶片的数量、 长度、宽度及相互之间距离在设计中根据产量已决定好，按照我们使用最 多的CK450为例，静态叶片的数量为40片，宽度为875mm,高度为2325mm; 动态叶片的数量为85件，宽度为150mm,高度为2100mm,其角度可以通过手 动的方式进行调节，静态叶片结构比较简单，目前采用硬面堆焊工艺对其 表面进行处理。动态静态叶片也采用硬面堆焊工艺进行表面处理，需要通 过传动装置进行回转，因日常开机过程中物料粒度的变化需通过其进行改 变，因此采用变频传动的方式，选粉机立轴配有2个轴承，上轴承为单列圆 锥滚子轴承，下为自调心滚子轴承，以CK450为例，两只轴承型号分别为 23252CA/C3W33自调心及32340单列圆锥滚子轴承，内部润滑一般采用干油 润滑，采用干油泵定期供油，因选粉机轴承损坏后不易更换，要求现场要 定期检查干油的完好性，正常情况下，在供油保证的情况下，外力很小， 轴承不可能损坏。为了具体体现出磨辊结构，将磨辊的整个组装过程演示。10/26/2013

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选粉机驱动装置由变频电机及减速机组成，以CK450为例，转速范围 一般在电机功率为250kW,转速范围一般在300-1000rpm ,减速机速比一 般在10左右。减速机润滑采用自供给的形式，该项技术非常成熟，一般 情况下不会出现异常损坏。 下料溜子根据物料的含水量，采用侧式及中心喂料两种形式，我们 的CK450立磨采用的是侧式喂料。(见图) 考虑到辅传部分占用空间，且投资维护不方便，根据使用的实际情 况进行了更改，将辅传改到了主减速机的输入轴上，辅传的作用主要用 于磨盘衬板的堆焊。(见图) CK立磨还配备了专用的检修行车，CK

450能力在25吨，CK490能力在 30吨。337

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CK磨在结构上具有自己独特的特点。具体表现在： 1、磨盘与磨辊的结构 CK磨的磨盘衬板为凹球面形，磨辊为轮胎形，磨盘衬板与磨辊之 间是面接触，相比其它组合形式，接触面积较大，粉磨效率高、电耗 低。轮胎形的磨辊保证了较粗颗粒的挤压研磨以及较细颗粒的摩擦研 磨。辊皮与磨盘衬板之间的挤压研磨主要在磨辊里部，而摩擦研磨主 要在磨辊外部。(具体见图分析) 2、挡料环形式 CK磨在磨盘上设计有独特的悬挂式挡料环，此设计能实现更少料 厚从而保证更高研磨压力，从而实现最高的研磨效率。悬挂式挡料环 具有以下技术特点：最佳的料层厚度，CK磨的挡料环高度仅为56mm或 者更低，相较于其它原料磨的200-300mm的挡料环高度，CK磨的料层厚 度较低，能有效的增加研磨效率，节能降耗。 由于挡料环里部与磨辊边缘的间隙较小，因此即使在精细研磨的情况 下也能保证料床的紧实与稳定，研磨压力自然较高。10/26/2013

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3、专配的摇臂轴承基础 CK磨自二十世纪八十年代开始，摇臂轴承基础的设计一直为钢底座 ，通过多年的实际的应用，钢底座逐渐在立磨的震动，设备的检修等方 面显现出弊端，因此，公司通过不断改进与完善，将钢底座改成混凝土 底座，这样设计的好处主要有以下三点，减小磨机的震动，便于液压缸 的检修，降低成本。4、简洁的检修装置 除了用于研磨的四只加压液压缸外，CK磨还配备了一只检修液压缸。 检修液压缸的作用，顾名思义，就是主要用于检修用的。它可以通过液 压油站的旁路取压，将磨辊随意的翻入或翻出磨内，因此在安装过程中， 可以在磨外将磨辊与摇臂组装好之后再翻入磨内，避免了磨内空间狭小 带来的不便；在检修过程中，可以通过它将磨辊翻出磨外，方便快捷。 检修液压缸是活动式的，缸底有移动滚轮，正常运行的时候，可以将它 放在仓库，既保证了设备的完好也简洁了现场的布置。339

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5、特殊的机械硬限位装置 原料磨在实际运行过程中，通常会因为进料或操作的一些问题导致 料层过薄或不均从而让磨机产生过大的震动，有时候可能会因为液压缸 故障而突然降辊对磨盘衬板或者减速机产生伤害，CK磨在设计过程中充 分的考虑了这些问题，磨盘衬板和磨辊之间的恒定间隙(约5mm左右), 保证了磨辊永远不会直接接触磨盘衬板，这样不仅减小了震动而且保护 了相关设备。随着运行时间的增加，辊皮和衬板堆焊层的磨损，此间隙 可以手动调节，有利于工艺操作。并有效地保证了传动装置不受到冲击 损坏。 6、硬质表面堆焊；

CK磨在防磨保护方面的考虑是非常周全的，磨盘衬板、辊皮均采用 了硬质表面堆焊，相较于高铬铸铁或者其他耐磨措施，硬质表面堆焊是 目前使用寿命最长，效果最好的一种防磨保护措施。除了磨盘衬板和辊 皮之外，CK磨还在其他关键部位也采用了堆焊防磨措施，例如磨机壳体 、选粉机静态叶片、选粉机转子支撑、回转喂料器落料斗等等。10/26/2013

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主要立磨的一些参数型号 用途能力 (t/h) 磨辊直径 (mm) 磨辊宽度 (mm) 磨辊 数量 磨盘外径 (mm)

选粉机型号

年产量 (万吨)

原料 CK310 水泥 矿渣 原料 CK340 水泥 矿渣 原料 CK370 水泥 矿渣 原料 CK410 水泥 矿渣 原料 CK450 水泥 矿渣 原料 CK490 水泥 矿渣

208 87 63 270 105 76 330 139 99 366 154 111 443 186 133 532 223 160 φ2400 850 4 6150 φ2200 770 4 5690 φ2000 700 4 5160 φ2000 700 4 4760 φ2200 770 3 4590 φ2000 770 3 4350

CKS-460 CKS-460 CKS-460 CKS-500 CKS-500 CKS-500 CKS-540 CKS-540 CKS-540 CKS-590

2500t/d 63 42 3000t/d 76 51 3500t/d 100 67 4000t/d 111 75 5000t/d 134 89 6000t/d 161 108

CKS-590CKS-590 CKS-650 CKS-650 CKS-650 CKS-700 CKS-700 CKS-700

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目前CK490立磨使用较好，在公司内部主要铜陵海螺两台，芜湖海螺四台， 都是12000t/d生产线。 以5000t/d生产线配备的立磨，使用较多的ATOX50立磨进行一些参数的简 单比较：型号 物料 能力t/h 磨盘有效直径mm CK450 生料 450 4500 ATOX50 生料 430 5000

磨盘外径mm磨盘重量(含衬板)t 磨盘转速rpm 磨辊规格 mm 磨辊数量个 磨辊重量t

5690~110 24.4 Φ 2200×770 4 ~4×18.5

5610~113 24.4 Φ 3000×1000 3 ~3×32

选粉机转子直径mm选粉机速度范围rpm 选粉机功率kW 10/26/2013 主电机功率kW

537033-90 250 3800

568045-90 315 3800

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根据上面对CK立磨结构的简单介绍，我们可以看出，与其他立磨相比， 具有很明显的自身的特点及优势，具体表现在以下几个方面： 1、台时产量高。以CK450立磨为例，台产超过450t/h,正常运行可以 维持有480 t/h左右，通过现场调研，目前市场的立磨的平均水平在410 t/h左右，产量高出明显。 2、电耗较低。以CK450立磨为例，平均电流会下降20A左右，估算电耗 下降为1.732×6.3kV×20A×0.85=185kW/h或 1.732×10kV×20A×0.85=295kW/h,每吨产品电量下降约0.5 kWh,平均 电耗约6.2kWh左右，其他磨型约在6.7 kWh左右。 3、喂料均匀,易研磨。入磨物料经入磨回转阀及下料圆筒直接落到磨 盘中心上，磨主电机带动磨盘转动，在离心力的作用下，物料均匀地分布 在4个(或3个)磨辊下，形成了良好的料床，经过加压的磨辊反复滚压辗 成细粉，通过选粉机选出合格的产品，根据用户的需要，CK立磨采用侧式 及中心喂料两种方式，无论采用中心喂料或侧面喂料，物料都能均匀落

到 磨盘中央，物料被容易研磨。10/26/2013

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4、耐磨件使用寿命长。采用3个或4个轮胎形磨辊，配上特殊结构的 挡料环和刮板，磨辊和磨盘衬板表面采用耐磨堆焊材料，保证了高研磨 性能和使用寿命。 5、选粉效率高。采用了最新的动静态分离器，选粉效率高。静态叶 片采用悬臂结构，便于角度的调整，在运行中即可进行，在外部也可以 对内部叶片角度进行，动态转子通过变频调速的形式来满足物料细度选 择的需要。 6、检修量小。CK立磨关键部位都进行了堆焊处理，耐磨性好，不易 磨损，其他立磨都采用喷嘴环来调整通风面积，易磨损，更换时工作量 大。CK立磨在设计理念上进行了改进，取消了喷嘴环,通过挡料环及倒 风环相配合的形式进行了改变，高度较低且钢板采用横放的的形式，不 需要了更换，整个加压研磨系统除了磨辊在磨内外，其他全部在外部， 被风扫的部件少。10/26/2013

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7、运行平稳可靠。液压张紧系统采用缸臂加摇臂结构，加压时每组磨 辊使用独立的加压系统；使用检修液压缸可独立地将单个磨辊翻出机体外， 检修和维护方便。当采用四辊的方式时，如在遇到一个磨辊异常损坏时， 仅需几个小时的时间即可将损坏的两只对称磨辊翻出，其他两辊继续运行， 在合理安排下不会影响到正常的生产运行。 8、结构新颖。摇臂轴承基础采用混凝土结构，四个连接梁与摇臂轴承 底座连接，形成了整个磨机壳体的支撑，从而减小了磨机的振动；磨辊和 磨盘之间始终保持一定的间距，即使料层不稳也不会产生过大的振动，减 少了磨机因振动跳停的机率，对主减速机减少了冲击，保护了传动装置不 易损坏。 9、维护便捷。磨辊可以自由地翻入及翻出，操作简单，不需要起吊设 备，通过涨紧液压站即可实现，更换时间短，工作量小。磨辊为轮胎型， 辊面为整体式，日常运转中磨损均匀，且辊胎与辊芯之间采用锥环的形式 给定预紧力，更换滚套后不需要对螺栓进行分次紧固，维修时间短。对传 统的易损坏的部件如挡料环及喷口环等，按立磨所需的风速及风量，采用 特殊的结构设计，挡料环采用弧形钢板叠放的形式，用螺栓固定，在高度 调整上便捷，基本无需更换，内部部件全部采用了表面耐磨堆焊材料，保 证了其使用寿命。 345 10/26/2013

10、操作方便。采用单辊下降，四辊同时加压的形式，对操作人员 的要求低且方便，四个辊子单个放入料层，当料层达到规定的厚度后， 再四辊同时加压，非常平稳，相比较其他立磨先看料层，再同时降辊， 造成降辊过程中的忙乱，或操作不当造成振动或跳停，要先进，不易造 成设

备操作不当造成的损坏。 11、投入生产快捷。磨辊采用了辊胎式结构，在装配时就给定了预 紧力，无需在运行中坚固螺栓，磨盘衬板采用圆弧式结构，与磨盘接触 面大，螺栓不易松动，只要立磨调试结束，即可达到长时间运行，无需 要分次对螺栓进行坚固，节约了时间。 12、振动小。采用了混凝土基础的形式，吸振效果好，现场基本感 觉不到振动，现场实测结果，平均在1.2mm/s,测点在主减速机的高速 轴上，其他磨型基本都超过了2.0mm/s,设备的使用寿命明显提升。346

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