圆盘造球机刮刀轨迹计算

圆盘造球机刮刀轨迹计算及刮到性目录项目的目的圆盘造球机的概况圆盘造球机的结构、原理、分类及特点圆盘造球机的刮刀轨迹计算1234刮刀轨迹的计算机仿真56.项目目的1锻炼我们查阅资料、筛选资料、学会知识的总结的能力，做到学以致用使我们充分了解圆盘造球机的刮刀轨迹及刮刀性，巩固学到的知识锻炼了我们小组的团结协作能力，使我们可以更好的互相沟通，表达自己的思想等圆盘造球机的背景12.圆盘造球机的概况圆盘造球机是球团生产的主要设备,同时造球也是其关键工序,生球产量、质量的高低,将直接影响到球团各项技术经济指标。目前,我国约有170余台圆盘造球机,年生产能力4000万t造球机存在的问题22.圆盘造球机的概况普遍存在着造球机台时产量低,生球质量差,含粉率高的问题,严重制约和影响着多数球团厂的生产,导致工序能耗居高不下。由于生球质量差且其中还夹杂着大量粉末和不规则的大块,因此在竖炉焙烧过程中,粉化现象严重,致使炉内透气性差,并造成恶性循环,从而使成品球团的含粉率高。圆盘造球机存在的问题32.圆盘造球机的概况导致圆盘造球机造球质量差的一个重要原因是旋转刮刀刮完料后,造成盘底凸凹不平,生球在盘内呈跳跃式运动,而不是滚动成球,致使生球粒级大小不均匀,夹杂粉末、大块多,抗压强度、落下强度低,单机产量低。而导致这一系列问题的症结,主要在于圆盘转速与刮刀转速不匹配,旋转刮刀运转轨迹不是最佳。解决方法找出旋转刮刀的最佳运行轨迹圆盘造球机的结构13.圆盘造球机的结构、原理、分类及特点圆盘造球机主要构件包括带边板的平底钢制圆盘、刮刀、给水管、传动装置和支承机构。其结构组成为转动心轴结构，造球机圆盘支承在主轴上，主轴靠前端两支点铰接于设备底座的支承轴上，主轴箱的末端通过倾角调整器于底座相连。圆盘造球机的传动方式23.圆盘造球机的结构、原理、分类及特点伞齿轮传动的圆盘造球机机构内齿圈传动圆盘造球机（1）伞齿轮传动：由于其结构简单,投资少,上马快,所以早期生产的设备均采用这种传动方式。但是当盘径大时,其运转不平稳,且维护工作量大,所以正在逐渐被淘汰；（2）内齿圈传动：这种造球机全部为焊接结构,重量轻；整个圆盘用大型滚动轴承支撑,运行平稳；而且维护量小,易损件易于更换,现在国内造球机多采用此传动方式。圆盘造球机的工作原理33.圆盘造球机的结构、原理、分类及特点工作时钢制圆盘绕中心线旋转,为了强化物料和利于生球的运动、分级和顺利排出生球,其工作原理是：机体上周边圆盘与水平成450~530的倾斜角度，可在规定的范围内任意调节。电机通过齿轮减速机和一对圆锥齿轮来带动圆盘转动。盘上装有喷水管及刮料板等装置。粉料加进盘内被水湿润后，不断翻滚形成料粒-小料球-大料球，当小球偏向盘的中部继续滚大时，则滚向盘边排出。圆盘造球机的结构特点43.圆盘造球机的结构、原理、分类及特点(1)造球机全部为焊接结构，具有质量小、结构简单的特点；(2)圆盘采用内齿圈传动，整个圆盘由大型压力滚动轴承托，因而运转平稳；(3)用球面蜗轮减速机进行减速传动，配合紧凑，圆盘底板焊有鱼鳞保护衬网；(4)操作方便，出球率高，生球质量好，对原料的适应性强。设备运转可靠，维修工作量小。圆盘造球机及刮刀的作用.圆盘造球机的刮刀轨迹计算4圆盘造球机是很多工业生产线上常用到的一种造球、造粒设备，业内通常也称之为造粒机，该设备比起其他类型的设备，具有操作简单，动力小，产量大，球体自然成型等特点，因此非常方便操作与调节。圆盘造球机刮刀的作用：①首先是用来清理造球盘底和盘边粘结物料,使盘内经常保持平整而粗糙的良好造球条件；②是疏导料流,保证料球的合理分布,从而保证造球机的产量和成球质量1圆盘造球机的刮刀轨迹.圆盘造球机的刮刀轨迹计算4刮刀轨迹是指刮刀将盘底粘料刮落所留下的痕迹。对于旋转式活动刮刀,其轨迹是由圆盘和底刮刀器作相对运动所形成的。2与刮刀轨迹有关的参数.圆盘造球机的刮刀轨迹计算4通常情况下,刮刀轨迹与刮刀转速、圆盘转速、圆盘倾角、两组活动刮刀之间的间隙、两刮刀与水平线的夹角、两刮刀夹角、刮刀数量、刮刀的直径等有关。3刮刀设计要考虑的因素.圆盘造球机的刮刀轨迹计算4（1）由于制造工艺或安装的误差,造球盘将产生椭圆变形,为避免工作时刮刀与盘边相碰,在设计时要留有R1的距离。（2）要避免2把底刮刀架相撞,同时要保证A与B的轨迹相切,2把底刮刀不能布置在同一半径上,且A刮刀的轨迹必须过造球盘中心,确定R1=51mm4刮刀的轨迹方程.圆盘造球机的刮刀轨迹计算4根据各球团厂的经验,圆盘造球机的刮刀位置应满足如下要求:（1）刮刀不要设置在第1象限；（2）刮刀数量应尽量少,刮刀所划圆环面应不重叠；（3）刮刀轨迹应通过圆心,避免中心积料。以圆盘中心为原点建立直角坐标系,根据其布置的几何关系可计算出2把刮刀盘中心坐标。5底刮刀的位置.圆盘造球机的刮刀轨迹计算4根据的原理是反转法可求出刮刀在盘面上的轨迹，分别可用分析法和作图法求得。反转法就是给电动刮刀一个与造球盘转向相反而大小相等的角速度,使造球盘不动而刮刀支架相对造球盘转动，如图1所示，其中图1a与图1b等效。基于反转法，便可得到刮刀头的轨迹方程。6反转法示意图轨迹方程的极坐标形式.圆盘造球机的刮刀轨迹计算47Ⅱ号刮刀盘上的刮刀的运动情况是Ⅰ号刮刀的特例,当a=r时,则Ⅰ号刮刀盘即为Ⅱ号刮刀盘。只需研究Ⅰ号刮刀盘中刀头的轨迹方程,然后Ⅱ号刮刀盘的刀头轨迹就很容易得到。在Δo2Mo1中,可根据余弦定理得:又根据正弦定理得：则得2212cosrarat1sinsinrt1arcsin(sin)22rt212arcsin(sin)2trtt轨迹方程的极坐标形式.圆盘造球机的刮刀轨迹计算47可知Ⅰ号刮刀盘上的一把刀头M的极坐标轨迹方程212221arcsin(sin)22costrttrarat当Ⅰ号刮刀盘中心o1与圆盘中心o2之距o1o2=r时，方程则变成Ⅱ号刮刀盘中刀头的轨迹方程：12211()22(1cos)ttrt轨迹方程的直角坐标形式.圆盘造球机的刮刀轨迹计算48如图3所示,o2为圆盘中心,o1为Ⅰ号刮刀盘中心。取圆盘上的xo2y为固定坐标系,而取刮刀架上的为动坐标系,它围绕o2以ω2的角速度转动。设一把刀头为M,则M点在动坐标系中的方程：'222'222cossincossincoscos1001xttatxyttatya由前两式可得：22212221cossincossinsincossinsin10011xttatrtyttatrt轨迹方程的直角坐标形式.圆盘造球机的刮刀轨迹计算48如图3所示,o2为圆盘中心,o1为Ⅰ号刮刀盘中心。取圆盘上的xo2y为固定坐标系,而取刮刀架上的为动坐标系,它围绕o2以ω2的角速度转动。设一把刀头为M,则M点在动坐标系中的方程：'222'222cossincossincoscos1001xttatxyttatya由前两式可得：22212221cossincossinsincossinsin10011xttatrtyttatrt轨迹方程的直角坐标形式.圆盘造球机的刮刀轨迹计算48如图3所示,o2为圆盘中心,o1为Ⅰ号刮刀盘中心。取圆盘上的xo2y为固定坐标系,而取刮刀架上的为动坐标系,它围绕o2以ω2的角速度转动。设一把刀头为M,则M点在动坐标系中的方程：将上式写成显式：22212221cossincossinsincossinsin10011xttrtrtyttrtrt1212212122coscossinsincoscossinsincossinxrttrttatxrttrttat若用r代替a，则式变成：122122cos()cossin()sinxrttyrtt刮刀数量及布置15.Φ5m圆盘造球机电动刮刀设计及工艺参数确定。根据圆盘的直径而确定,一般Φ6000mm以下的造球机通常设计2把底刮刀和1把侧刮刀,其刮到性就能满足要求,大于6000mm小于Φ7500mm圆盘造球机,一般应设计3把底刮刀和1把侧刮刀。但为避免工作时刮刀与盘边相碰，设计时应留有ΔR1=51mm，如图所示。轨迹方程的极坐标形式74.圆盘造球机的刮刀轨迹计算。Ⅰ号刮刀的极坐标下图中,O2为极点,O2A为极轴,O1为Ⅰ号刮刀盘中心；r为刮刀所刮轨迹圆的半径；a为O1O2的距离；θ2为刮刀架的垂线所转过的角度；ω1t为刮刀相对刮刀架所转过的角度,t为时间,ω1刀架的角速度；θt为M点的极角,O2M=ρ(M点的极径)Ⅰ号刮刀的极坐标刮刀数量及布置15.Φ5m圆盘造球机电动刮刀设计及工艺参数确定。根据图示，刮刀所刮面积的半径2449251*25000R(mm)两把刮刀直径相等，即5.122422449badd(mm)可得|OOA|=25.61225.1224|OOB|=2449-612.25=1836.75(mm)则刮刀盘的左边中心：OA(0,612.25)OB(918.375,1753.05)(mm)造球盘倾角与转速25.Φ5m圆盘造球机电动刮刀设计及工艺参数确定。（1）为了适应生产条件、物料性质等不同因素的变化,根据生产实际经验,为了增强造球机的适应性,造球机的盘体倾角应可调,可调范围为40°-50°。（2）造球盘转速30sincoscosnfR式中:R——造球盘半径,mmn——造球盘转速,r/minα——造球盘倾角,α=40°~50°β——物料脱离盘壁的脱离角f——物料与盘面间的摩擦系数摩擦系数f取其平均值f=0.7002,实验确定,可知物料脱离盘壁的脱离角β15°,取β=15°。可得α=40°时n=5.80r/min;α=45°时n=8.18r/min;α=50°时n=10.00r/min。造球盘倾角与转速25.Φ5m圆盘造球机电动刮刀设计及工艺参数确定圆盘造球机直径之比与其转速成反比,即可根据Φ6000mm的造球机的转速范围确定Φ5000mm造球机的转速范围。目前用的Φ6000mm造球机的转速范围为6~9r/min,所以可计算得:可取转速范围为7~10r/min轨迹密度D25.Φ5m圆盘造球机电动刮刀设计及工艺参数确定刮刀工作情况好坏以刮刀在盘面形成轨迹的精密程度及其宏观分布情况描述。所谓轨迹密度就是刮刀轨迹在造球盘面上的分布密度,它应以重复周期内的轨迹分布进行计算。当c值大时,刮刀头运动的路程也相应长了,就是说刮刀轨迹密度与刀头走过的路程成正比。轨迹密度D26.刮刀轨迹的计算机仿真刮刀工作情况好坏以刮刀在盘面形成轨迹的精密程度及其宏观分布情况描述。所谓轨迹密度就是刮刀轨迹在造球盘面上的分布密度,它应以重复周期内的轨迹分布进行计算。当c值大时,刮刀头运动的路程也相应长了,就是说刮刀轨迹密度与刀头走过的路程成正比。6.刮刀轨迹的计算机仿真序号圆盘转速n1/(r/min)刮刀转速n2/(r/min)C=n2/n1198.7750.975294.50.5刮刀轨迹计算机模拟图(2把刮刀,c=0.975)6.刮刀轨迹的计算机仿真刮刀轨迹计算机模拟图(2把刮刀,c=0.3)由轨迹模拟图可以很直观地看出c值对刮到性的影响,c值越大,轨迹密度越大。但实际生产中c值大,刮刀盘与圆盘转速差也随之增大,刮刀头磨损也非常严重，所以c值的选择原则是:c1,且接近于1。刮刀的刮到性取决于轨迹密度的大小,而轨迹密度取决于c值。6.刮刀轨迹的计算机仿真如果可以通过可行的方法使c值随时改变,这样不仅可以