棒磨机形式的选择

导读:　　 物料停留时间过长　　岩块进入棒磨式制砂机筒体后，先在抛落钢棒的冲击作用下初碎成碎屑，然后在滑落和泻落钢棒的冲击、研磨作用下进一步粉碎。

棒磨机形式的选择 棒磨机属于细碎粗磨设备，产品粒度范围在https://www.flowerba.com/，过粉碎轻，生产能力大，适用于粉碎砂岩。

棒磨机按不同的排矿方式，可分为四种形式：（a）中心溢流排料型（简称为溢流型），（b）端部周边排料型（简称周边型），（c）中间周边排料型，（d）开口型，见图1。

尽管它们都是棒磨机，具有共同的磨矿机理，但因排矿方式不同，所以它们的磨矿效果也不完全一样。

我们首先分析溢流型棒磨机，见图1（a）。

矿石和水从磨机一端的中空轴给入旋转的筒体内；在水流带动下，矿石由给矿口向排矿口缓慢移动，同时，在棒介质的打击下被粉碎。

由于钢棒是线接触，粗粒矿石夹在棒间被多次打击直至粉碎。

细粒矿石则不然，因为有粗位支承，它们受打击的机会少，易穿过缝隙较快地排出来，避免了过粉碎，见图2。

也就是说，棒磨机有选择性粉碎矿石的特点，这是棒磨机经过粉碎轻的主要原因，是所有棒磨机都共同具有的特点。

溢流型棒磨机的排矿口和给矿口都是筒体两端的中空轴，排矿口直径比给矿口大一些，两口之间形成高差。

在筒体内，矿浆借此高差，由给矿端向排矿端自流。

因两口高差不大，矿浆自流坡度很小，而且筒体直径大，筒体内矿浆面很宽，矿浆流速较小，已粉碎到https://www.flowerba.com/的合格颗粒，由于沉降速度较大（1~6cm/s），一部分还来不及被水流冲到排矿口，便沉到了筒体底部，增加了过粉碎的机会。

可见，溢流型棒磨机仍存在一些过粉碎因素。

下面我们再分析中间周边型棒磨机。

这种棒磨机的排矿口开在筒体中间的周边上，见图示1（c）。

矿石经两端中空轴给入筒体，经棒磨机粉碎后，从排矿口排出来。

由图可见，排矿口和给矿口距离近，高差大，矿石在筒体内运动速度大，停留时间短，受打击的次数少，所以产品粒度粗。

这种棒磨机多用于生产建筑石料，不适于生产1mm以下的细粒产品。

端部周边型棒磨机的给矿方式与溢流型相同，排矿口开在筒体一端的周边上，见图1（b）。

这种棒磨机给矿口之间的高差也较大（接近于筒体半径），因此，筒体内矿浆面坡度大，矿浆流动快，磨细的矿粒能较快地穿过缝隙从筒体排出来。

所以过粉碎轻、能耗低、效率高。

据国内外一些资料介绍，周边型比溢流型棒磨机过粉碎小，生产能力高25%左右。

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溢流型棒磨机开式齿轮的失效形式

溢流型棒磨机开式齿轮的失效形式 为了说明开式齿轮安全运行的保障措施，首先需要对开式齿轮的主要失效形式进行统计分析。

经实验得知，开式齿轮的主要失效形式有胶合、点蚀和剥落、塑性变形三种，各自对应不同的特点。

胶合是由于齿轮承受过大的接触压力或较高的齿面温度，导致润滑油膜不能建立，齿面上不平的峰谷在接触时发生局部高压熔焊，而后随着齿面的相对运动，促使节点发生塑性变形和破裂，导致齿面材料的损失和迁移而造成的。

点蚀是由疲劳裂纹引起的。

若轮齿接触应力超过极限应力值，并达到一定的循环次数时，材料就可能出现疲劳裂纹。

随着这些裂纹扩展、连接，最终造成齿面金属材料的脱落，形成初期点蚀，并可能持续发展为扩展性点蚀、片蚀或剥落，形成初期点蚀，并可能持续发展成为扩展性点蚀、片蚀或剥落。

塑性变形是一种卸去施加的载荷后不能恢复的变形，其诱因都是轮齿受过大载荷造成的。

轮齿的塑性变形可以分为两大类：齿体塑变和齿面塑变。

前者是由于齿体材料受到的应力超过弹性极限所致，而后者除了高应力外还与轮齿啮和时的摩擦条件有关。

对于开式齿轮，典型的齿面塑变类型为起脊。

预防棒磨机齿轮失效的主要方法：由上述分析可知，开式齿轮的三种失效形式均与齿轮的润滑状态有关。

胶和现象必须在破坏润滑油的油膜时才能发生，因此选用粘度高、粘附性能好、含极压添加剂的齿轮润滑剂能够抑制胶合的产生。

对于点蚀损伤，需抑制其发展源头，即裂纹的产生。

在开式齿轮的不同运行阶段，借助于润滑，可以防止点蚀的出现。

同时，良好的润滑条件可以有效吸收齿轮啮合时的冲击力，降低齿轮承受的冲击载荷，并且能够降低摩擦系数，降低齿轮受到的滑动摩擦力，避免齿面材料出现流动，从而缓解塑性变形的产生。

因此，保证齿轮良好的润滑条件成为预防其失效的重要方法。

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棒磨式制砂机是靠其研磨介质钢棒的运动磨碎物料

棒磨式制砂机是人工制砂常用设备，往往把过粉碎量少作为其一大优越性。

其实，用棒磨式制砂机人工制砂时，砂中石粉的含量并不算低，甚至较高。

特别是当原料岩石脆性突出，砂的细度模数较小时，石粉含量尤高，有时排料中的石粉含量竟达 30%，成品砂中的石粉也往往超标。

过多的石粉会带来使流失量增大、成砂率降低、石料不能充分利用;成品砂中石粉含量过高，会使砂的脱水时间延长，砂仓容积增大，而且在脱 水过程中容易“固结”;石粉含量过多会增加混凝土中水泥的用量，甚至降低混凝土的性能。

因此，弄清棒磨式制砂机制砂石粉含量过高原因， 采取相应措施予以解决，对加快施工进度、提高工程质量和节约工程投资十分重要。

　　1 造成砂过粉碎的原因分析 　　 钢棒滑落和泻落所占比重 　　棒磨式制砂机是靠其研磨介质钢棒的运动磨碎物料的。

同一棒磨式制砂机中的钢棒一般具有 3 种不同的运动形式，而以不同形式运动的钢棒将给予物料以不同的作用。

抛落时，钢棒在较高处脱离筒壁，沿抛物线轨迹落下，砸在刚进入筒体的粗粒料上，以其很大的冲击力将这些粗料砸 碎成大小不一的碎屑，钢棒泻落时，上层钢棒沿下层钢棒一步一步地向下滚跌，此时，它既对碎屑产生研磨，又给予冲击，使其进一步破碎成 更小的颗粒。

而滑落时钢棒仅因相对滑动或自身的滚动而产生研磨作用。

虽然钢棒抛落时产生的冲击力 　　很大，但它却不可能成为物料过粉碎的主要原因，这是因为: 岩块在快速冲击作用下，破坏强度将大大提高，可能达到其静力强度的数倍;岩块 在冲击作用下呈脆性破坏。

这种破坏主要是由岩块内部已有的脆弱面的破坏引起的，而这些脆弱面的数量是有限的;抛落钢棒对岩块的冲击作用 是瞬时的，一次性的。

　　当岩块破碎成碎屑后，它便落入棒间缝隙和粗粒岩块的空隙中，从而避免了抛落钢棒的再次冲击。

　　滑落和泻落则不同，它们的作用对象都是已被初碎到一定程度的岩屑。

前者虽然所占的比重很小，但岩屑被夹持着离开钢棒的着落区时是处于靠近衬板的少数几层钢棒的缝隙中的，其上面的钢棒压重很大，所以此时钢棒对岩块的压力很大，研磨作用较强。

泻落虽然仅发生在表面几层 钢棒，岩屑所受压重较小，但此时钢棒既有冲击作用，也产生研磨，它使岩屑内的压应力和剪应力都较高。

由于岩屑的抗剪强度远低于其抗压 强度，故岩屑更容易被剪破，而且钢棒泻落时对岩屑的作用次数多，作用时间较长。

更主要的是，在实际生产条件下，泻落所占的比重最大， 因此泻落和滑落才是引起过粉碎的根本原因。

　　 棒径偏小 　　棒磨式制砂机钢捧之间存在着条形缝隙，这些缝隙可及时地接纳已被初破到一定程度的碎屑。

使之避免遭受钢棒抛落时的再次冲击，并使已达到细度要求的颗粒沿缝隙被水冲出筒体，因而棒缝能起到一定的“筛分”作用。

显然，棒缝横截面大，则它所接纳的碎屑便粗，碎羼中的细粒 受研磨的机会少。

过粉碎现象也就轻。

反之，则过粉碎将加重。

在正常生产情况下，钢捧不断地磨损，其直径逐渐变小，捧缝也相应变小。

然 而，运行过程中往往不能及时检除这些已磨细到一定程度的钢棒。

这样，虽然定期加入新棒，钢捧的级配也常常偏细。

　　 物料停留时间过长 　　岩块进入棒磨式制砂机筒体后，先在抛落钢棒的冲击作用下初碎成碎屑，然后在滑落和泻落钢棒的冲击、研磨作用下进一步粉碎。

显而易见，如果被磨碎到所需粒度的物料能及时地排出筒体，那么，过粉碎现象将大大减少。

否则，物料反复遭受钢棒的研磨，一破再破，必然形成较多 的石粉。

由此可知，物料在筒体中逗留的时间过久，即遭受钢棒的研磨时间过长，也是造成过粉碎的重要原因。

　　目前，用于制砂的棒磨式制砂机一般都为湿式中间周边排料式。

这种棒磨式制砂机是依靠水力排料的。

显然，水的流速大，则其挟砂能力强，易于将细物料冲出筒体;但若水的流速过大，其挟砂能力过强，则将使一部分粗粒被带出而形成超径现象，为避免发生这种情况，生产中不得不 减少加水量。

这样一来，料浆浓度便往往较高，常在 70% 以上，也使它成为引起过粉碎的重要原因。

　　 进料量 　　在生产过程中，砂的细度模数一般都是通过进料量来控制的。

这样，在生产细度模数较小的砂时，棒磨式制砂机的进料量往往较少。

此时，由于简体内物料的有效体积减小，在其它条件不变的情况下，单位体积物料所受的冲击力和研磨力都将增大，亦即物料的实际破碎比功增加，因 而容易造成实际破碎比功过大，引起较严重的过粉碎。

　　3 结语 　　用棒磨式制砂机磨碎不同岩石时，为了保证在成品砂的细度模数符合要求的前提下，尽量减少砂的过粉碎和提高棒磨式制砂机的处理能力。

过去的试验中，衬板的表面结构形式、筒体的工作转速以及分级方法等这样一些对过粉碎现象起决定性作用的因素都是被当作固定因素考虑。

导致优选出的生产条件不能完全与岩石的物理力学性质相适应，过粉碎现象得不到根本解决。

为此，在今后的正交试验中，应该重视这些因素的 作用，将其纳入试验因素中一并考虑。

才有使过粉碎问题得到根本解决。

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