ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕЛЬНИЦЫ Æ 3×8 М С РАЗРАБОТКОЙ КЛАССИФИЦИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА КАМЕРЫ ГРУБОГО ПОМОЛА В CAD/CAM/CAE-СИСТЕМЕ UNIGRAPHICS NX2

Развитие цементных предприятий должно осуществляться за счет их технического перевооружения, прогрессивных технологических процессов и оборудования. Большое внимание уделяется энергосберегающим технологиям и модернизациям, в результате которых экономится топливо и электроэнергия.

На ОАО «Катавский цемент» в качестве помольного агрегата для сырья используется трубная двухкамерная мельница Æ 3×8 м с центробежным сепаратором производительностью 36 т/ч, которая была выбрана для модернизации. Энергозатраты при помоле одной тонны сырья составляют 27,8 кВт/ч·т. Недостатком существующей мельницы является то, что в камере грубого помола содержится около 50 % частиц размером менее 5 мм. Воздействие на мелкие частицы крупными мелющими телами (средний диаметр шаров в первой камере составляет 70 мм) является не эффективным, снижает производительность мельницы и увеличивает удельные энергозатраты.

Нами предложена конструкция камеры грубого помола, в которой устанавливается классификатор (рисунок 1). Он позволяет интенсифицировать процесс измельчения в трубной мельнице за счет исключения нерационального воздействия крупными мелющими телами на мелкофракционный материал в камере грубого помола путем выделения из поступающего на измельчение материала фракций определенных размеров и транспортирования их в камеру тонкого помола, а также позволяет увеличить жесткость классификатора, что позволит увеличить эксплуатационную надежность трубной мельницы. В результате модернизации удельные энергозатраты снизятся примерно на 8 %.

Нами разработана конструкция классификатора и его деталей. Классификатор состоит из стержней, дуг и лопастей. Минимальный зазор между стрежнями принят равным 4 мм, который обеспечивается стальными вставками между стержнями. Основная нагрузка от мелющих тел и материала ложится на стержни. На них помимо статических и динамических сил отрицательное влияние оказывает и износ мелющими телами. Поэтому принимаем диаметр стержней равным 95 мм, а материал, из которого изготавливаются стрежни ­– сталь 110Г13Л ГОСТ 2176-85.

Рисунок 1 Модель классификатора

Для предотвращения стержней от износа, их боковые поверхности выполнены в виде износостойких пластин из твердого сплава – Т30К4 ГОСТ 3882-90. Закреплены они при помощи стальных штифтов из низкоуглеродистой стали, концы которых после установки в отверстия стержней и пластин расклепаны.

Стержни хвостовиками оперты на сварные дуги Т-образного сечения, которые образуют два кольца по торцам классификатора. В дугах выполнены окна для прохода измельченного материала в следующую камеру.

Для предотвращения выпадения стержней внутрь камеры помола они распираются внутренними сварными кольцами и закрепляются упорными кольцами из низкоуглеродистой стали.

В CAD/CAM/CAE-системе Unigraphics NX2 с использованием проектно-конструкторской документации ОАО «Катавский цемент» нами создана трехмерная модель мельницы Æ 3×8 м (рисунок 2).

Создание модели мельницы начато с анализа технической документации (чертежей деталей и сборочных единиц). Затем составлена структурная схема машины, включающая в себя все сборочные единицы, входящие в мельницу. На следующем этапе созданы модели каждой детали, входящей в мельницу, включая крепежные изделия, уплотнения и т.д., которые затем объединены в сборочные узлы и собрана модель всей мельницы. Первоначально была создана модель не модернизированной мельницы. Затем осуществлена конструкторская разработка модернизации – классификатора, создана модель внутримельничного устройства и выполнены необходимые доработки в базовой модели мельницы. В модуле «Структурный анализ» осуществлены необходимые прочностные и усталостные расчеты деталей и узлов. По разработанным моделям автоматически созданы рабочие чертежи деталей и сборок в модуле «Черчение».