[摘要] 采用钢衬板与采用橡胶衬板的球磨机在设计方面存在一些差别。本文介绍不同磨矿用途的橡胶衬板设计原则。当球磨机的衬里由钢材改为橡胶时, 利用橡胶特性的有利方面, 则必须变更设计, 将普通钢衬里形状如楔彤捧、板、波纹衬里及鱼鳞板等改掉。关于钢球磨损性能方面的知识, 泣多少可以用于橡胶衬板设计的。
橡胶衬板球磨机的基本设计
壳体衬里
作为衬里材料的钢和橡胶之主要差别在于橡胶的弹性大, 拉伸和剪切强度低。为全部用橡胶作为衬板材料,主要的是吸收橡胶弹性大这一最大优点, 并通过最大限度地降低球磨机的滑动作用, 以减小拉伸和剪切力。
橡胶衬里的早期设计常常仿制鱼鳞板或波纹结构的钢衬里。后来发现橡胶衬里的这种设计是不切实际的。这是由于进料与衬里间的滑动作用, 衬里严重磨损变得光滑。
比较正确的设计方法是使衬里在整个磨损寿命内都能保持其外形结构,这就要求提升捧和衬板的设计比例最适宜。
经过研究,我们总结出,提升棒的形状、提升棒高出衬板以上的高度、各提升棒之间距及磨机转速占临界转速百分数之间有一定的关系。各提升棒之间距太宽会引起磨料与壳体衬板间的相对滑动,从而产生额外的磨损。
与提升棒高度相此,其间距太小会使提升捧之间塞满物料。这将因为提升棒顶端的磨损速度加快而导致一个近乎光面的衬里。
这两种情况不仅会导致较高的磨损速率,同时还会降低磨矿效率。
当然, 在一个衬里的整个使用寿命期内, 要使提升棒的高度与间距始终保持最佳比是不可能的, 这是由于磨损,使衬里轮廓逐渐变小, 提升捧问距与高度之比增大。多数情况下安装的提升棒高度比所推荐的高(如果生产能力允许的话),以便在提升棒磨损寿命约一半的时问内,提升捧问距与高度之比保持为最佳值。
有时被忽略的一点是壳体橡胶衬板以上提升棒的高度,它是获得最经济衬里的因素。经过研究,对同样厚度的壳体橡胶衬板上方提升捧高度不同的相对寿命进行了比较。为从衬里中获得最好的经济效益,壳体橡胶衬板的厚度不要比所要求的厚,这一点至关重要。但这样的设计会提早更换提升棒, 以保持衬里的外形结构。
间距与高度的比仅仅是使橡胶衬里获得最佳性能的设计中要考虑的诸多因素之一。其它因素还有提升棒的横断面形状(方形、有斜度等)、衬里厚度、所用橡胶种类等。
壳体衬里上所采用的提升捧形状对球磨机的性能有很大影响。方顶提升棒在细磨和较高转速的磨机应用中常常提升过多的磨料。
有倒角或有斜度的提升棒高度常可制成比方顶提升捧高, 这样可保持提升相同数量的磨料, 并延长磨损寿命。
端部衬里
与壳体衬里相比, 端部衬里通常可靠模加工成与端部更相似的形状, 而对生产能力和磨矿效率无任何大的影响。很明显,直径与长度比大的磨机, 其碾磨作用是由壳体执行的。一般说来, 端部衬里的提升棒间距应为壳体衬里所选行距的5O%到75%。
在大型球磨机设计中,端部衬里的提升棒间距为壳体衬里的一半较为合适。其次,要使端部上的螺栓孔排成行,相应对准壳体上每两行螺栓孔的中线。这样排列,在安装或撤除端部和壳体上的提升棒时不会互相干扰。角部填料便宜,并只用于填满空间。对于这类螺孔排列方式,填料可以做得小些。
衬里磨损
橡胶衬里的磨损速率主要取决于工作条件。众所周知,当给料粒度增大,需较大的磨矿介质时,衬里磨损加快。
宏基矿机对用户球磨机安装数年后的跟踪检查说明给料粒度、硬度和形状对球磨机衬板磨损率的影响比球径大。
被磨物料的硬度和其形状(尖或圆形)影响球磨机钢衬里和橡胶衬里的磨损率。锰钢衬里的硬度与较软的矿石硬度大致吻合,而镍铬冷硬铸铁衬里的硬度和磁铁矿大致相等。较硬的物料如石英等的硬度比今天所用普通钢衬里中的任何合金大得多。由于橡胶衬里总是比被磨物料软,所以可以说送进磨机的物料越硬,橡胶对里的经济效益比起钢衬里来就越大。
磨机中球荷容积也是影响磨机橡胶衬里磨损率的一个因素。球荷容积小,衬里更多地受物料冲击。这一点当磨机球荷容积小,转速高时更为明显。
磨机生产能力
从衬里的观点出发,影响磨机生产能力的两个主要因素是衬里厚度和外形。对小型球磨机而言,壳体衬里厚度是影响生产能力的主要因素。
不同磨矿应用中橡胶衬里的设计
二级和三级磨机
这类
磨机一般需低提升棒的衬里结构,以保持尽可能高的进料压力。在这种类型的细磨矿应用中, 已经看到若提升棒有倒角或有斜度,其初期生产能力较高,并获得较细的磨矿效果。这主要是由于缓冲影响比较小,与方顶提升捧比,进料压力增加了。
二次磨机
新的衬里结构和材料在很多一次磨机应用中使橡胶衬里成为替代钢衬里的竞争对象。这类应用中的磨机结构一般比再磨和二级球磨机所用的衬里结构更耐磨。从衬里的观点看,提升捧最好高些,以增加磨损寿命。在初级磨机中任何一类衬里材料的磨损都较大,这主要是由于物料粒度大。
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