热磨机ppt课件

第七章 热磨机 Defibrator 主要内容 第一节 概述 了解 第二节 热磨机的进料装置 掌握 第三节 预热蒸煮装置 掌握 第四节 研磨装置 重点 第五节 排料装置 掌握 计划学时 6学时 1 第一节 概述 一 人造板机械 热磨机 发展概况 20世纪90年代以来 国外人造板工业发展十分迅速 为了适应日趋激烈的国际市场竞争形势 国外人造板机械企业进一步实现了大型化 集团化重组 德国Bison公司被德国Kvaener公司收购后又转让给Valmet公司 后又与瑞典Sunds公司 德国Kusters公司压机部 法尔尼公司 FahrniEngineering 和福来克特 Flakt 纤维干燥部先后被国际造纸及矿山行业跨国公司美卓 Metso 收购 形成了美卓人造板部 可提供中密度纤维板 刨花板和定向刨花板成套设备 德国的辛贝尔康普 Siempelkamp 公司于近年来收购兼并了B ttner SHS及ATR等人造板设备生产厂 并在意大利CMC Texpan Pal Imal等企业拥有股份 形成了整条生产线设备的加工生产能力 2 一 人造板机械 热磨机 发展概况 特别值得一提的是 该公司收购了著名的Sicoplan人造板设计院 增强了公司的工程设计和安装调试指导能力 以制造连续压机而出名的德国迪芬巴赫 Dieffenbacher 公司也不甘示弱 收购了德国的卡尔申克 CarlSchenck 公司的人造板部 并在加拿大安大略省建立了迪芬巴赫北美公司 接管了精密工具制造商卡尔强 Karle Jung 公司 拥有了申克曼皮尔 Schenkmann Piel 公司的股份 进一步提高了成套设备的生产能力 这样便形成了目前的人造板机械行业的三大巨头 美卓 Metso 迪芬巴赫 Dieffenbacher 和辛北尔康普 Siempelkamp 二十世纪三十年代瑞典顺智 Sunds 公司的阿斯普鲁德 Asplund 发明了第一台热磨机 他的公司由迪非不拉特 Defibrator 成长为顺智公司 现归属为美卓公司 3 一 人造板机械 热磨机 发展概况 热磨机一词 Defibrator 既是美卓公司的热磨机商品名 也是公司名 1992年美卓开发了 系列热磨机 以结构紧凑 动力大 操作简单 使用经济和全自动控制为特征 成为业界高品质和高可靠性的标准 美卓新推出了 系列的热磨机 与 系列相比 外形一致 但内部已经有100多处改进 如 新型的坚固轴承 SKF 结构 使用寿命提高3倍 可防止由于进料引起的磨室压力尖峰导致前轴承损坏 改进轴承润滑注油方式 减小前后轴承座径向间隙 降低了后端轴承的预载荷 优化轴承配合和保护 新型注油系统增加了润滑油的流量控制 过滤精度达到3 m 回油管路增设油气分离过滤芯 流量传感器 采用行星的转动盘叶片设计 防止对磨室体旋转部件的磨损 采用新型的前后轴承端盖和磨室分体设计 使维修和更换磨片更方便 4 一 人造板机械 热磨机 发展概况 美卓人造板机械公司的三个主要业务部门包括 纤维板部位于瑞典 刨花板和定向结构板部位于芬兰 压机和能源部位于德国 奥地利安德里茨Andritz公司是全球最大的造纸制浆设备供应商之一 还生产航天设备 发电设备等 该公司新推出的产品是侧开门式热磨机 定磨盘端盖可侧向打开 磨片的更换和维修更方便 该公司提供的ABS68 70 1CP型热磨机 磨盘直径70 1778mm 主电机功率11000kW 最大生产能力40t h 是目前世界上在线运行的最大热磨机 5 一 人造板机械 热磨机 发展概况 德国帕尔曼 Pallmann 公司是世界最著名的木材削片设备制造商 该公司生产的PR32 60系列热磨机 主电机功率为240 8000KW 生产能力为0 9 32t h PR系列热磨机的磨盘间隙可通过电子仪器连续显示 精度可达0 01mm 帕尔曼最新研制出的新型MDF热磨机系统是PR62 该系统综合了世界各国热磨机的特点 最重要的创新是热磨机的主轴支撑装置 即轴的前 后部安装了重型辊子轴承 便于吸收径向力 而轴的中部有特别设计的液力支撑装置 用于吸收热磨过程中的轴向力 整个装置可长期保持良好的润滑状态 从而可达到平稳而基本无磨损的工作状态 6 一 人造板机械 热磨机 发展概况 总的来讲 瑞典的Sunds公司 奥地利的Andritz公司和德国帕尔曼Pallmann公司 各自开发的热磨机各具特色 其热磨机制造技术代表当今世界水平 高技术 高质量 高转速 高可靠性 大型化的 四高一大 代表21世纪了世界热磨机发展趋势 我国生产热磨机的企业主要有苏福马股份有限公司BM系列 上海人造板机器厂的M系列热磨机 上海捷成白鹤木工机械有限公司的JM系列热磨机等 从控制 精度 产量和可靠性等都与国外有一定的距离 7 热磨机在中密度人造板生产线中的位置 热磨机系统 主机 8 鼓式剥皮机 附 安德里茨鼓式剥皮机可以处理热带硬木到寒带软木的所有树种 也可以处理长原木和短原木 9 二 热磨机的分类 热磨机是将木片分离成纤维的设备 是纤维板生产中的关键设备 目前采用的纤维分离设备主要有加热机械法的热磨机 精磨机和高速磨浆机 GB T18003 1999人造板机械设备型号编制方法将热磨机分在磨浆机第一组 即BM1 在0 9系中的1为单转热磨机 2为双转热磨机 3为三磨盘热磨机 4为双向单磨盘热磨机 5为锥形磨盘热磨机 第一主参数为磨盘直径 mm 第二主参数为磨盘转速 rpm 折算系数为1 100 10 二 热磨机的分类 热磨机 在高温高压下 将木片等植物原料分离成纤维的一种连续式分离设备 该设备加工出的植物纤维结构完整 得率高 耗电量低 得到广泛应用 精磨机 加工原理和结构基本同热磨机 是将纤维再进一步磨细 逐渐有淘汰的可能 主要原因是现代热磨机朝磨盘大型化 高速化 大功率方向发展 一次磨浆可以达到工艺要求 没有必要再增加精磨机了 高速磨浆机 包括单磨盘 双磨盘和三磨盘 一般是加工前预先将原料软化 在常温 常压或较低的温度下进行纤维分离的设备 11 三 热磨机的外形 国产热磨机 12 三 热磨机的外形 国产热磨机 北京春辉新吉造纸机械厂 13 三 热磨机的外形 国产热磨机 进料螺旋电机功率406千瓦进料螺旋转速Max110转 分预热料仓25立方米防反喷气缸压力0 2 0 6兆帕预热蒸煮器规格1025X9000毫米饱和蒸气压力0 8 1 2兆帕 射线自动跟踪范围约5000毫米蒸煮缸自动补偿压力6 10兆帕木片预热时间3 7分回转拨料器电机功率22千瓦运输螺旋电机功率45千瓦带式螺旋电机功率22千瓦主电机功率Max3300千瓦 10千伏 磨片安装 外径 直径1220毫米 48 磨片规格45 48英寸磨盘工作方式单方向磨室体密封方式机械密封机械密封冷却水压力0 8 1 2兆帕整机重量 62000千克 14 三 热磨机的外形 BM1112 15 30基本型热磨机 15 三 热磨机的外形 国产热磨机 M101 BW119 16 三 热磨机的外形 原上海人造板机器厂产BM119 15热磨机 17 三 热磨机的外形 奥地利安德里次Andritz热磨机 18 三 热磨机的外形 metso美卓公司的热磨机系统 P系列热磨机系统 Defibrator 包括5个系列 P44 P50 P56 P62和P68 虽然其尺寸不大 但高达90吨的主轴推力和15MW电机功率真正显示了它在中密度纤维板工艺中的核心力量 生产能力 对针叶材达到5 45t h 对阔叶材达到5 60t h 19 三 热磨机的外形 20 三 热磨机的外形 21 三 热磨机的外形 德国PALLMANN 22 三 热磨机的外形 奥地利安德里次Andritz热磨机 精磨 23 三 热磨机的外形 热磨机组现场 24 四 热磨机的主要组成 热磨机主要由机座及传动部分 进料装置 预热蒸煮装置 研磨装置 排料装置 油路润滑 冷却及电控系统部分等组成 25 五 热磨机的工作原理 料仓的木片通过出料螺旋均匀的向热磨机进料螺旋供料 物料经过进料螺旋压缩 形成料塞 防止预热蒸煮罐内蒸汽由进料装置向外反喷 送入到预热蒸煮罐进行软化处理 软化时间由料位计 下部出料螺旋转速决定 然后由输送螺旋从静磨盘中部送入研磨室 由动静磨盘的相对运动 把送入它们之间的软化木片在高温 高压下分离成纤维 再在蒸汽压力的作用下通过排料装置排出 进入拌胶 添加剂 干燥工序 26 六 国产热磨机的主要技术参数 27 七 对热磨机的评价 28 对热磨机的评价 29 第二节 热磨机的进料装置 热磨机的进料装置有活塞式 转阀式和螺旋式三种 目前主要应用的是螺旋式进料装置 一 螺旋式进料装置 由于物料将要在一个密闭的容器内进行木片的预热蒸煮 因此利用螺旋的必须将松散的木片连续形成料塞 从而可以密封高压蒸汽 又能实现连续进料 这就要求螺旋进料装置有较好的耐磨性 还应有相应的热膨胀适应性 组成 见下图螺旋进料装置主要由机座 螺旋 螺旋管 外塞管 动力系统 传动系统等组成 30 螺旋式进料装置的组成 31 螺旋式进料装置的外形 32 33 安德里茨木塞螺旋喂料器安装现场 Cylinderforexpansionsystem膨胀补偿系统的液压缸 DrainforSqueezeoutwater冷凝水排放管 膨胀补偿系统的液压缸 34 螺旋式进料装置的组成 进料螺旋的结构组成1 外塞管2 螺旋管3 进料螺旋4 轴承座5 滤水孔 排水防滑 35 螺旋的结构形式 一般热磨机的进料螺旋都采用组合式单头螺旋 进料段采用圆柱等距螺旋 压缩段采用不等距圆锥螺旋 常用 螺旋角在15 左右 36 螺旋的断面 a 矩形断面螺槽容积大 适用于进料段 便于加工 但木片向前流动阻力大 e 0 05 0 07 D b 根部作了较大的圆弧过度 强度高 轴向流动阻力小 适用于压缩段 但加工不便 螺旋头采用圆柱状的端部伸出 有利于木塞导出 防止反喷 37 进料螺旋外形图 38 螺旋管 螺旋管与螺旋配合 用于实现对物料的压缩和轴向输送 避免打滑 为便于制造和维修 可以作成剖分式结构 螺旋出口处的挤压 磨损剧烈 所以 螺旋管出口处可采用衬套结构 塞圈 内部也有纵向沟槽 喇叭口结构 39 外塞管 外塞管紧接于螺旋及螺旋管的末端 用于形成密实的料塞 当料塞紧密度达到木材本身的密度 就足以起到密封作用 外塞管的孔径和形状与料塞的紧密度有关 并关系到进料机构的动力消耗 组合形比较合理 既有密度又便于排料 同时 外塞管的长度也关系到木塞的密度 40 二 回转阀进料装置 41 回转阀进料装置 42 回转阀进料装置 1 工作过程 转子1装在一个精密配合 锥面配合 预热后阀体的衬套和转子之间的间隙约为0 051 0 076mm 的阀体2内转动 转子上有若干个空腔 腔体和腔体之间通过转子叶片和阀体形成一个密闭的空间 当腔体转到上方进料口时接收物料 转到下方时靠自重落料 平衡管4可以使转子两侧所受的蒸汽压力平衡 改善主轴和转子的受力状态 排气管5用于在装料之前排出残存的压力气体 进汽口7为了能顺利落料 阀体两侧端盖上设冷却水管3以使设备冷却 2 回转阀的特点 回转阀比相同生产能力下的螺旋进料器所需的动力低 工作中不出现反喷现象 对各种原料的适应性强 但对于其加工的材料要求高 蒸汽消耗量大 没有广泛应用 43 第三节 预热蒸煮装置 预热料仓对前一工段输送来的木片起缓冲 储存和预热作用 一 预热蒸煮的主要目的 1 软化原料 纤维破坏损伤较小 且可获得柔韧的纤维 2 可降低动力消耗 3 原料易进行分离 且具有较好的板坯成型性能 为了得到良好的软化木片 降低磨浆能耗 采用同位素探测料位 从而导致料位仪输出电信号改变 转化成视觉效果 操作工就可确定原料在立式缸中的位置 从而确定高度和螺旋进料器的转速快慢 控制木片的软化程度 木片在预热蒸煮罐内的停留时间 44 二 预热蒸煮装置的组成 预热蒸煮装置主要有预热蒸煮罐 止回阀 蒸汽管 蒸汽安全阀 平衡管 料位控制器 卸料装置 出料螺旋 等组成 主要结构型式 立式蒸煮罐 便于料位控制 见右图 水平罐加垂直管的组合型式 L型见下图 45 水平罐加垂直管的预热蒸煮装置 L型预热蒸煮装置1 平衡管2 预热罐3 重锤4 蒸汽管5 止回阀6 支撑座7 内塞管8 出料螺旋 46 三 预热罐与蒸汽管 预热罐是预热蒸煮装置的主要组成部分 是高温高压蒸汽对原料进行软化的场所 其罐体是由不锈钢制成的受压容器 常采用上小下大的圆筒 锥形 形结构 罐体中通蒸汽的管路各热磨系统不仅相同 国产BM119 10D热磨机有四路蒸汽入口 一路安装于罐体的顶部 另外三路成120度角安装于靠近罐体底部的同一水平面上 这样有利于蒸汽穿透与渗透料堆内部 使物料软化均匀 亦可防止物料在罐体底部板结搭桥 罐体上还配有压力表和安全阀 以保证预热罐的安全 平衡管 只针对大磨盘装备设置 设置原因 在研磨室内 一方面 研磨动力一部分转化为热能 引起温度和压力升高 另一方面 排料会造成蒸汽压力和温度的下降 这两种情况都会造成磨盘内外两侧出现较大的蒸汽压力差 这种差异会影响均匀排料 使研磨时间得不到保证 造成研磨质量下降 作用 调节整个设备中蒸汽压力和温度 安装位置 预热罐和研磨室之间 47 四 防反喷装置 在预热罐的上部 与螺旋进料器内塞管出料口相对应的一侧 安装一个防反喷装置 也称止回阀 它主要是由一根活塞杆及其伸出端所带的锥形塞组成 其作用是当进料螺旋所形成的料塞较松时 靠气缸的气压作用使锥形塞封住内塞管的出料口 防止 反喷 现象的发生 同时可以利用止回阀在内塞管出料口上施加一阻力 保证形成密实的料塞 也有利于热磨机启动时最初料塞的形成 该装置可以通过手动或机动控制电磁阀的开启 机动控制主要是通过控制进料螺旋的电机的电流值来实现 电流小 下限时 电磁阀动作 锥形塞压向进料螺旋出料口 以形成密实的料塞和封闭预热蒸煮罐 电流大时 上限 电磁阀换向 气压减小 进给阻力减小以利于出料 48 ANDRITZBLOWBACKVALVE安德里茨防反喷阀 带汽缸的防反喷阀 49 热磨机的防反喷装置 止回阀 预热蒸煮罐 内塞管 50 热磨机的防反喷装置 止回阀 51 五 料位控制装置 木片在预热罐内蒸煮时间的长短对于纤维分离是非常重要的 木片在罐内的蒸煮时间是由料位高低来决定 在卸料器输送螺旋转速一定的情况下 料位越高 木片在罐内停留的时间越长 为了监测和控制罐内的物料堆积高度 进而实现对蒸煮时间的控制 在预热蒸煮罐内设有料位控制装置 料位控制装置一般由料位探测器和电器控制系统组成 根据探测原理 有接触和非接触之分 前者如电阻式料位探测器 后者是目前广泛使用的 射线料位探测器 52 1 料位探测原理 53 下料位控制是按照不同原料的工艺要求确定的 主要监测原料的最低堆积高度 控制进料螺旋的启动或停止 从而实现蒸煮时间的自动控制 2 工艺料位控制 54 六 卸料器与送料螺旋 卸料器与送料螺旋安装于预热罐的底盘上 用于将蒸煮好的物料均匀 连续地供给热磨机的磨盘 见下图卸料器在罐底内部的部分有拨料爪 和锥形帽 均用不锈钢材料制成 拨料爪的驱动电机 通过蜗轮蜗杆减速器 以11r min的速度转动 不断拨动软化了的物料 防止木片在预热罐内 搭桥 并使物料逐步落入罐底缺口下的送料螺旋 内送入磨盘研磨 送料螺旋的转速应与物料的蒸煮时间相匹配 并保证均匀 定量的供料 送料螺旋的传动应能实现无级调速 0r min 55 卸料器与送料螺旋的结构 56 卸料器与送料螺旋的外形 57 安德里茨的预汽蒸仓PreSteamingbin和振动卸料器 预热蒸煮罐 底部结构 58 第四节 研磨装置 热磨机的研磨装置是热磨机的主体 其作用是将蒸煮软化后的原料 木片 通过送料螺旋送入研磨室的磨盘中 使其受压缩 拉伸 剪切 扭转 冲击 摩擦和水解等多次重复的外力作用将纤维分离 分离纤维是中密度纤维板区别于其它板种最突出的特点 纤维质量是板材性能优异的关键所在 分离纤维是在高温 高速和高度密封的系统中进行的 它既是中密度纤维板生产中重要的工序 又是最复杂的环节之一 59 1 热磨法分离纤维的优点 自1931年瑞典人Asplund博士发明热磨法 TMP 分离纤维以来 目前已成为纤维板生产最主要的纤维分离方法 热磨法之所以被广泛利用主要在于它有下列优点 适用于多种原料制浆 能获得大量柔韧性和交织性好的完整纤维 得率高达95 生产能力大 占地面积小 噪声小 运行平稳 自动化连续作业 大幅度提高劳动生产率等 但耗电量占到纤维板总耗电的35 45 60 2 热磨法分离纤维的机理 木材是一种复合材料 也是十分复杂的生物机体 除去导管和薄壁组织以外的全部狭长木质细胞统称纤维 纤维长度多在2 5mm之间 极短者约1mm 极长者7 438mm 纤维弦向直径平均0 02一0 04mm 极小者0 01mm 极大者0 08mm 纤维形态对中密度纤维板影响甚大 纤维完整 细长比大 柔韧和交织性好 板材质量就高 热磨法分离纤维是在加热弱化纤维牢固的结合作用后 通过机械方法而获得纤维 分离纤维是一个十分复杂的物理力学和化学转化过程 也就是经蒸煮后的纤维原料 被强制送入高温 高湿和高压的磨室内两磨片间加压搓揉 使其受压缩 拉伸 剪切 扭转 冲击 摩擦和水解等多次重复的外力作用加以分解 由于其理论十分复杂 加之又难于观察和模拟 分离纤维机理的研究 还很难量化 目前大多处于定性阶段 61 3 研磨装置的主要组成 研磨装置主要由研磨室 主轴 密封及冷却装置 油缸加压装置 磨盘间隙微调装置 机座等构成 62 热磨机研磨装置的结构 热磨机研磨装置的结构1 研磨室2 主轴3 密封及冷却装置4 油缸加压装置5 磨盘间隙微调装置6 静磨盘7 动磨盘8 磨片9 翼轮10 11 水封环12 密封填料 63 热磨机研磨装置的结构 64 4 研磨室 研磨室部分主要由磨室壳体 固定磨盘 转动磨盘及密封与冷却装置组成 见下图磨室壳体由左右或上下两部分组成 便于安装磨片 检修 下图为上下结构的磨室壳体 上部分是可以拆卸的磨室盖 下体为磨室体 其一侧的轴向孔口嵌入一套管 为研磨室的进料口 磨室壳体的另一侧孔口用于安装动磨盘 和主轴 通过套轴 与密封冷却装置相配合 壳体周边的孔口与排料装置连接 图中没显示 壳体底部开有排污口17 用于排出冷凝水和其它杂物 常采用扁球体结构 65 研磨室的结构 1 磨室体2 套管3 磨室盖4 定磨盘5 6 磨片7 叶片8 动磨盘9 进料翼轮10 传动键11 前高压密封环12 后高压密封环13 盘根14 主轴15 套轴16 冷却水环17 排污口 66 研磨室 新旧热磨机结构比较 67 5 磨盘与磨片 磨盘包括固定磨盘4和转动磨盘8 定磨盘通过基准面用螺栓紧固于磨室壳体内 其中心孔与套管2相配 为物料进入磨盘间隙的入口 动磨盘通过键锥面配合于主轴14端 转动磨盘在转动的同时还可以随主轴一起作轴向移动 调整两磨盘之间的间隙 转动磨盘的中央装有供料用的翼轮9 以利于物料均匀地分送至两磨盘间隙之间 磨片5 6用螺钉固定在磨盘的端表面 磨盘通常分为整体式磨片和组合式磨片两种 组合式磨片又有单圈式和双圈式之分 在较大的热磨机中通常采用组合式磨片 每圈4 8片或更多 国产BM119 10D采用双圈式组合磨片 盘上装有8片组成的 900的外圈磨片和4片组成的 600的内圈磨片 由于动磨片是高速回转件 要求有较高的动平衡精度 一般出厂时都有标记 装配时应按编号排列 安装缝隙相等 螺栓重量相等 未作标记的磨盘安装在定磨盘上 68 动磨盘上磨片的安装 69 磨片齿条的排列形式 径向放射式 切向放射式 人字式 槽宽不变型 齿宽不变型 70 磨片齿条的排列形式 71 磨片齿条的排列形式 径向放射式的齿条是对称布置的 因此不管磨片正传还是反转都能研磨 这样 定期改变转动磨盘的旋转方向 就可以实现磨片的自行刃磨 大大提高了磨片的使用寿命 切向放射式的磨片 正转时有甩出效应 纤维在磨片间通过能力强 生产率高 但研磨时间较短 反转时具有拉入效应 纤维在磨片间停留时间长 研磨充分 但生产率低 人字磨片是一种组合式的齿条排列形式 常用在大型热磨机中 根据齿面或沟槽宽度的变化 磨片可分为齿宽不变型和槽宽不变型两种 这两种目前都普遍得到应用 72 磨片的结构分区 磨片功能结构一般分为两个区 破碎区和研磨区 对于大尺寸的磨片 其研磨区又可分为粗磨区和精磨区 磨片破碎区的作用是将初级原料 木片 均匀地抛散到磨片的间隙当中 破碎成碎木片或粗大的纤维束 研磨区的作用是将原料 碎木片或粗大的纤维束 逐步分离成纤维 其中 粗磨区是将这些原料研磨成小尺寸的细纤维束 精磨区是将细纤维束研磨成纤维 并使其良好 帚化 73 磨片的结构 磨片齿面包括进料破碎区和研磨区两部分 破碎区的锥度约为4 5 分布稀疏的数根齿条 研磨区本身又有里 外两区域组成 研磨区在设计时采用齿宽很小 数量很多的径向齿 磨片破碎区和研磨区的径向齿齿槽中还设计有周向齿 或称横筋 周向齿在磨片上呈同心圆状或渐开线状梯次分布 其作用是阻碍原料的径向运动 延长原料的研磨时间 确保纤维的研磨质量 两磨片在进料区形成8 10 的锥度角 即木片在两磨盘进料区由里到外的移动过程中 磨盘间隙由大到小 木片在进料区粗磨 在研磨区精磨 径向宽度一般为40 50mm 磨片的材料有采用复合铸铁 表面为白口铁 背面为普通铸铁 也有采用特种铸钢 国外多采用耐磨不锈钢材料 74 磨片的结构图 75 磨片的外形图 76 6 密封及冷却装置 热磨机主轴2的一端穿过研磨室壳体进入研磨室内 用于装配动磨盘 为了防止研磨室内的蒸汽连同纤维在高压下由壳体与主轴配合处挤出研磨室而造成泄漏 在主轴套轴的外表面设有密封装置3 BM119 10D热磨机采用高压水和填料两种方式的组合 密封套为夹层式结构 工作时前端的高压密封环10通入高压水 压力大于研磨室压力0 2 0 3MPa 密封填料采用盘根12 以减轻对轴套的磨损 盘根共六条 每两条一组 在第一组盘根之后又有一水封环11形成两路密封 77 高压密封水冷却系统 78 7 研磨动力及传动与控制系统 研磨动力 热磨机主轴的驱动电机功率较大 目前功率在60KW 15000KW之间 大型热磨机为了减小主电机的体积 多采用高压供电 6000V 11000V等 而且需要冷却系统 主电机和主轴之间一般用齿轮联轴器联接 以保证传递大功率和轴向移动 甚至允许电机轴和热磨机主轴有微小的不对中 79 主轴与轴承组 热磨机主轴在传递扭矩的同时 还要承受研磨过程中产生的轴向力 而且主轴的结构及装配对设备的性能影响很大 应此热磨机的主轴必须满足强度 刚度外还需又很高的运动精度 在较高的温度下其轴向和周向跳动必须在允许的范围内 设计主轴时应从一下几个方面考虑 1 合理地确定主轴的材料和热处理2 合理设计主轴的结构尺寸和轴承类型 3 尽可能选择短轴 并使动磨盘靠近轴承座 4 保证主轴的加工和装配质量5 设法提高主轴的工作精度 磨片间隙e 0 2 0 5mm 80 主轴和轴承组结构 81 主轴和轴承组结构 主轴由前后两套轴承组支撑 前轴承组2采用两个对称布置的向心推力球轴承3 以承受主轴的轴向力 为了消除轴承的径向间隙 在两轴承之间设置了弹簧装置7 以提高轴承的运转精度 后轴承组采用一只双列向心球轴承16 根据工作要求 主轴需要轴向移动 故在前后轴承组壳体与轴承壳座之间设有导向键5 并采用弹簧6将其压紧在轴承体上 前轴承采用油液循环润滑 后轴承采用油脂润滑 前轴承组的壳体还做成夹层式 可通入冷却水对其冷却 主轴和动磨盘的装配目前有两种方法 有键锥面配合和无键锥面配合 锥面配合精度高 传动扭矩大 下图为主轴和转动磨盘之间的装配结构图 压力一般为135 200MPa 82 主轴和转动磨盘之间的装配 1 主轴2 动磨盘3 压板4 手动高压油泵5 注油泵6 油口接头7 中心螺杆8 液压螺母 83 磨盘加压装置 分离纤维需要动磨盘和定磨盘之间产生一定的研磨压力 研磨压力的大小要根据物料的特性 生产率 预热时间等因素考虑 压力过大 纤维易切断 压力小 产量高 但纤维粗 纤维束多 国产BM119 10D采用液压加压装置 包括加压装置和液压传动系统 加压油缸安装在前轴承组的后端 活塞用圆螺母固定在空心活塞杆 套轴 上 空心活塞杆与前轴承组壳体相连 压力油通过活塞 活塞杆 前轴承组 主轴 动磨盘来施压 84 磨盘加压装置 85 前轴承组的循环润滑系统 热磨机前轴承组受到研磨时的轴向力 同时它的安装部位又靠近高温的研磨室 故对前轴承组采用液压循环润滑 起到减小摩擦和冷却的作用 见上图 油泵6 电接点压力表8 溢流阀7 冷却器9 流量控制器10 蓄能器11 电接点温度计12 前轴承组进行润滑冷却 当油压低时 低于工艺要求的电接点压力表8设定值 则发出信号停止主电机 防止无润滑工作 当流量低于要求值时 断油 漏油 10也发出信号 起到连锁保护 在润滑油回路的油管上装有电接点温度计12 当油温升到设定值时 发信号也可停止主电机 蓄能器的作用是当突然电机不转时 停电 蓄能器仍然能供油 保证转动状态的主轴在停止前润滑 冷却器9是对油液冷却 以带走热量 86 磨盘间隙微调装置 磨盘间隙的大小直接影响到纤维的粗细和质量 精确地调节磨盘间隙是热磨机操作的关键 一般都是调整动磨盘相对于定磨盘的轴向距离来实现 BM119 10D热磨机的磨盘间隙微调机构直接安装于加压油缸之后 由一手轮驱动蜗轮蜗杆机构转动 蜗轮的侧面有一推力轴承压在油缸的端盖上 控制磨盘间隙就是控制蜗轮向左的轴向位移 涡轮加工成内螺纹与空心活塞杆伸出端的外螺纹相配 当蜗轮转动时就可以通过螺母丝杆机构驱动活塞杆作轴向移动 该机手轮每转动1圈可产生0 17mm的轴向位移 87 磨盘间隙微调装置 热磨机在上一次工作停机后 加压油缸的活塞已处于最前端位置 要通过手轮使磨盘处于分开状态 此时 调整磨盘间隙 先使加压油缸处于施压状态 并启动主电机 当磨盘转动平稳后 再转动手轮 使主轴向前移动 当听到有金属摩擦声时 表示两磨盘已接触 磨盘间隙e 0 这时 反向转动手轮 约一圈半 e 0 2 0 3mm 即可开始下一步操作 然后根据磨出纤维的粗细再加调整 直到达到理想的纤维质量 88 磨室的排料方式 传统的放射向出料节能的螺旋方向出料 89 第五节 排料装置 一 作用及安装位置 安装在研磨室的排料口 用于排出磨好的纤维 二 要求 为适应热磨机连续生产的需要 排料装置应满足 必须使研磨室内的纤维连同蒸汽按一定速度稳定排出 确保研磨室内的气压能基本保持平衡 不宜让蒸汽和纤维在短时间内大量排出 使平衡失调 密封性良好 不泄漏蒸汽和损失纤维 三 分类 周期性排料装置和连续式排料装置 90 四 典型结构 1 S型排料管阀1 阀杆 水平两处 2 摇臂 阀杆支座 3 手柄 手动开启 4 弯管5 7 阀门6 S型管8 接研磨室出料管9 再碎环 91 S型排料管阀的工作过程及特点 研磨室内的纤维在高压蒸汽的喷放作用下 首先进入排料直管8 经管端再碎环9的作用使纤维团分散 然后经过进口阀门7进入S型管6内 由于S型管内两阀体的交错动作 同轴凸轮控制 从而使纤维周期性的经出阀口5通过弯管4排出 S型管的弯曲程度要保证管内料不堵 存料量不多 一般曲率半径和管径大体一致 为消除排料管可能堵塞 设有人工开启出料阀的手柄3 通过摇臂杠杆作用 使出料阀手工开启 一般排料阀的交替频率高而阀行程短 可以防止堵料现象 又可使磨室内的气压比较稳定 这种排料装置结构简单 但易堵料 产量低 主要用在产量小的小型热磨机系统中 92 2 板式小孔连续排了装置 它由阀瓣1和阀口衬套2构成了可调节开度的排料阀口 阀口衬套安装于排料阀阀体6的前端口 阀瓣则固定在转轴3的端部 它与阀口相紧贴 93 板式小孔连续排了装置的工作过程及特点 工作时 由蜗轮蜗杆机构4控制阀瓣与衬套的相对位置 来实现排料口大小的调节 在阀体的出口端面上有指针5及刻度来反映阀口开启大小 全毕 全开 1 2开度 排料口开度的大小视热磨机的产量 纤维质量及主电机电流值而定 有的热磨机采用气动装置来控制排料口的大小 以实现自动控制 阀口衬套采用不锈钢制成 磨损后可以更换 在排料阀口后设有施胶喷嘴9 由于浆料的高速运动 胶料进入排料管后可以使胶料和纤维混合均匀 完成施胶 一起送入下道工序 在喷胶管的周边设有冷却水套管8 以防因排料阀体的高温造成喷胶管内胶液固化 这种排料装置结构简单 操作维修方便 产量高 动力消耗小 得到广泛采用 94 3 转换阀的结构 热磨机初始磨出的纤维即 软 又带有很多的水分 湿料 在纤维板生产中不符合使用要求 应排入废纤维料仓 只有通过一段时间后磨出的纤维才可送到下一到工序进行干燥 应此 在热磨机排料阀的出口处设置转换阀 95 附1 磨浆机 96 附2 热磨机开机以及关机顺序 热磨机是中密度成套流水线中举足轻重的设备 若不注意操作规程 不但会引起磨片的打碎 进口轴承的烧毁 还可能发生更严重的伤害事故 直接影响产量和效益 所以 平时我们应重视生产时对热磨机的巡视 及早发现隐患 作好交接班记录 开关热磨机必须严格按照随机使用手册所要求的来操作 现将热磨机通常的开关机顺序列在下方 以供参考 注意 各型号热磨机开关机方法可能有所差异 请以随机使用手册所述为准 97 热磨机开机顺序 1 检查水 电 气 汽是否到位 予热料仓是否有料 干燥机 转阀 防火皮带运输机 二次风送电机 转阀 水平螺旋是否开启 2 电源合上 检查分流器 防反喷气缸动作是否灵活 底部球阀是否打开 转换阀进废料旋分分离器 3 打开各个用水点的水源阀门 4 启动进料螺旋电机 形成木塞 让料位形成到70 80 左右 停止进料螺旋电机 5 启动集中润滑电机 在关蒸汽前必须开着 以防止运输螺旋及拨料叉的铜套咬死 98 热磨机开机顺序 6 启动加压电机 润滑电机 高压水泵 检查油压及水压 回油及回水情况 磨盘分离 启动高压主电机 7 磨盘合拢 调整磨盘间隙 8 关闭底部球阀 缓慢打开蒸汽阀门 使蒸煮罐内的蒸汽压力达到6 8Mpa 在这过程中需打开底部球阀 以排放蒸汽中的冷凝水 9 开启运输螺旋电机 调整电机转速 调整磨盘间隙 使纤维形态达到合格 10 启动拨料电机 启动进料螺旋电机 调整进料螺旋转速 跟上料位 11 转换阀进干燥机 99 热磨机关机顺序 1 停止进料螺旋电机 2 等蒸煮罐的木片用完 主机电流接近空载 转换阀进废料旋分分离器 停拨料电机 运输螺旋电机 磨盘分离 3 关蒸汽阀门 等蒸煮罐内的蒸汽压力降低到1 2Mpa时 打开底部球阀 使磨塞体内的少量废料能完全排干净 4 关高压主电机 等完全停止后 润滑油温接近常温 关高压水泵 加压油泵 润滑油泵 集中润滑电机 5 关水源 电器分离 100 附录3 ANDRITZREFINERSYSTEME磨桨系统 101 带压磨浆系统的主要组成设备 总结 预汽蒸仓 振动卸料器 木塞螺旋喂料器 防反喷阀 立式蒸煮罐 蒸煮罐底部卸料器 安德里茨盘磨机 开机旋风分离器 纤维分向阀 102 本章小结 1 国际人造板机械行业的三大巨头 美卓 Metso 迪芬巴赫 Dieffenbacher 和辛北尔康普 Siempelkamp 瑞典的Sunds公司 奥地利的Andritz公司和德国帕尔曼Pallmann公司开发的热磨机各具特色 其热磨机制造技术代表当今世界水平 高技术 高质量 高转速 高可靠性 大型化的 四高一大 代表21世纪了世界热磨机发展趋势 2 热磨机是将木片分离成纤维的设备 是纤维板生产中的关键设备 目前采用的纤维分离设备主要有加热机械法的热磨机 精磨机和高速磨浆机 3 热磨机主要由研磨装置 进料装置 预热蒸煮装置和排料装置等组成 4 热磨机的进料装置有活塞式 转阀式和螺旋式三种 目前主要应用的是螺旋式进料装置 螺旋进料装置主要由机座 螺旋 螺旋管 外塞管 动力系统 传动系统等组成 5 预热蒸煮的主要目的 软化原料 纤维破坏损伤较小 且可获得柔韧的纤维 可降低动力消耗 原料易进行分离 且具有较好的板坯成型性能 主要有预热蒸煮罐 止回阀 蒸汽管 蒸汽安全阀 平衡管 料位控制器 卸料装置 出料螺旋 等组成 结构型式 立式蒸煮罐 水平罐加垂直管的组合型式 103 本章小结 6 热磨机的研磨装置是热磨机的主体 其作用是将蒸煮软化后的原料 木片 通过送料螺旋送入研磨室的磨盘中 使其受压缩 拉伸 剪切 扭转 冲击 摩擦和水解等多次重复的外力作用将纤维分离 研磨装置主要由研磨室 主轴 密封及冷却装置 油缸加压装置 磨盘间隙微调装置 机座等构成 研磨室部分主要由磨室壳体 固定磨盘 转动磨盘及密封与冷却装置组成 7 磨盘包括固定磨盘和转动磨盘 定磨盘通过基准面用螺栓紧固于磨室壳体内 其中心孔与套管相配 为物料进入磨盘间隙的入口 动磨盘通过键锥面配合于主轴端 转动磨盘在转动的同时还可以随主轴一起作轴向移动 调整两磨盘之间的间隙 转动磨盘的中央装有供料用的翼轮 以利于物料均匀地分送至两磨盘间隙之间 8 磨盘间隙的大小直接影响纤维的粗细和质量 精确地调节磨盘间隙是热磨机操作的关键 一般都是调整动磨盘相对于定磨盘的轴向距离来实现 9 排料装置安装在研磨室的排料口 用于排出磨好的纤维 为适应热磨机连续生产的需要 排料装置应满足 必须使研磨室内的纤维连同蒸汽按一定速度稳定排出 确保研磨室内的气压能基本保持平衡 不宜让蒸汽和纤维在短时间内大量排出 使平衡失调 密封性良好 不泄漏蒸汽和损失纤维 常见的排料装置有周期性排料装置和连续式排料装置 104 练习题 1 加热机械法热磨机的分类 第一主参数和第二主参数分别是什么 2 热磨机主要由哪些装置组成 3 热磨机的工作原理 4 热磨机的进料装置有哪些 螺旋式进料装置的组成及工作原理 5 预热蒸煮的目的 预热蒸煮装置的组成及工作原理 6 防反喷装置设置的目的 7 卸料器与送料螺旋的结构及工作原理 8 研磨装置的作用 结构组成及工作原理 9 排料装置的安装位置及基本要求 105 本章结束 谢谢大家 106