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1、XJM-S28 型浮选机的设计刘万超;程宏志;张孝钧;石焕【摘 要】承受模拟放大方法将 XJM-S20 型浮选机放大到 28m3,放大比例为1.41,依据扭应力验算公式确定了传动轴的直径,并对槽体进展了加固处理,提高了安全系数.清水试验结果说明:XJM-S28 型浮选机充气速率为 0.94m3/(m2min),充气均匀度为 92%,搅拌功率为 40.9kW,矿浆处理力气为 9001 000m3/h,到达了设计要求,并符合相关标准,满足了选煤厂大型化进展的需要.文章还介绍了首台XJM-S28 型浮选机在霍州煤电集团吕梁山煤电公司洗煤厂的应用状况.【期刊名称】选煤技术【年(卷),期】2023(00
2、0)004【总页数】3 页(P1-3)【关键词】浮选机;模拟放大;构造参数;动力参数;蜗轮丝杆升降机【作 者】刘万超;程宏志;张孝钧;石焕【作者单位】天地科技股份唐山分公司,河北,唐山,063012;天地科技股份唐山分公司,河北,唐山,063012;天地科技股份唐山分公司,河北,唐山,063012;天地科技股份唐山分公司,河北,唐山,063012【正文语种】中 文【中图分类】TD943浮选是煤泥分选的主要方法,浮选机是主要分选设备。随着选煤厂大型化进展,迫切需要大型浮选机。为此,煤炭科学争论总院唐山争论院在多年从事浮选理论、工艺和设备争论根底上,承受模拟放大方法将 XJM-S20 型浮选机放大
3、到 28m3,研制成功了 XJM-S28 型浮选机。文章介绍了该浮选机的争论设计及其在霍州煤电集团吕梁山煤电公司洗煤厂的应用状况。1 XJM-S28 型浮选机设计方法承受模拟放大方法设计了 XJM-S28 型浮选机的关键技术参数。1.1 构造参数设计利用几何相像准则,确定了 XJM-S28 型浮选机的主要构造参数:式中:D 为叶轮直径,m;D e 为槽体当量圆面积直径,m;H 为槽体深度,m;V 为槽体容积,m3;式中常数则为 XJM-S 型浮选机的阅历系数。当浮选槽容积 V=28m3 时,由方程组 (1)可得 D=1.050m,D e=4.430m,H=1.860m。浮选槽水平断面承受正方形
4、构造,则槽体计算边长为 L=3.926m。1.2 动力参数设计利用运动相像和动力相像准则,确定了 XJMS28 型浮选机的动力参数:式中:U2 为叶轮圆周线速度,m/s;N 为叶轮转速,r/s;P 为搅拌功率,kW; 为矿浆的密度,103 kg/m3;NQa 为气流数,无因次;Q a 为充气量,m3/s;Np 为功率数,无因次;式中常数为 XJM-S 型浮选机的阅历系数。将构造参数值代入式 (2),可得:N=U2/(D)=2.698r/s,或 162r/min;Q a=0.075ND3=0.234m3/s;P=1.60 (N 3 D 5)=40.1kW。计算得单位面积充气速率 q a=4Q a
5、/(D e2)60=0.91m3/(m2min)。将以上关键参数计算结果汇总,如表 1 所示。2 关键部件的力学验算及强度处理2.1 搅拌机构轴的扭应力验算条件:轴的转速 (即叶轮转速)N =162r/min,轴传递功率 (按可能的最大输入功率考虑,即电机功率)P=55 kW。轴的许用扭应力计算公式为:式中:P 为轴传递的额定功率,kW;A 为按扭转疲乏极限定的系数,依据材质 45 号钢, 查表,得到 A 最大为 118。表 1 28m3 大型浮选机关键技术参数?依据式 (3)计算出所需轴的直径 d82.36mm。考虑到安全系数及其寿命,将轴的最小处直径设计为 120mm。2.2 刮泡机构轴的
6、扭应力验算:轴的转速 N =24.4r/min,轴传递功率(四室刮板 45分布)P=0.75 kW。轴的许用扭应力计算公式为:式中:P 为轴传递的额定功率,kW;A 为按扭转疲乏极限定的系数,依据材质 45 号钢, 查表,得 A 最大为 118;v 为空心圆轴的内径 d0 与外径 d 之比,设为 0.7。依据式 (4)计算出所需轴的直径 d40.64mm。考虑到安全系数及其寿命,刮板轴型材选 458 钢管。2.3 槽体的强度处理XJM-S28 型浮选机槽体钢板设计厚度为 10mm,为了提高槽体的刚度,在槽体内侧增加了角钢、筋板等配件进展合理焊接,增大了槽体的强度和刚度,从而保证了浮选机在起吊及
7、使用过程中不会发生变形。此外,槽体底部也增加了假设干块筋板,以保证槽体底部的强度。3 蜗轮丝杠升降机在提升尾矿闸板方面的应用XJM-S28 型浮选机的尾矿闸板提升承受的是蜗轮丝杠升降机 (图 1),其工作原理是靠电机带动蜗杆,蜗杆传动和其啮合的蜗轮,使带有内螺纹的蜗轮旋转,使丝杠实现上、下运动 (图 2),从而实现尾矿闸板的上升与下降。后经技术改造,在丝杠套筒上安装了限位开关,使行程实现了自动把握。蜗轮丝杠升降机优点是:机构外形尺寸较小,质量较轻,提升力大,提升稳定牢靠,操作便利,既可电动也可手动。4 产品检验与清水试验样机试制后,托付国家选煤机械质量监视检验中心进展了产品检验和清水试验。检验
8、方法符合国家标准 MT/T3686.21999煤用浮选机清水试验方法及相关文件的规定。XJM-S28 型浮选机质量检验与清水试验主要数据如表 2 所示。表 2 产品检验和清水试验结果?此外,槽体密封无渗漏现象,外观无缺陷,各项参数符合设计要求。5 工业应用首台 XJM-S28 型浮选机于 2023 年 5 月在霍州煤电集团吕梁山煤电公司洗煤厂安装调试成功。吕梁山煤电公司洗煤厂是一座设计小时处理力气为 714t 原煤的炼焦煤选煤厂,入选原煤以易浮选的木瓜矿 9#煤、难浮选的庞庞塔矿 5#煤为主。该厂的 XJM-S28 型浮选机承受了五室“3+2”阶梯布置,实现了一次浮选与二次浮选(一次粗选精矿再
9、选)相结合的浮选工艺。该厂 2023 年 4 月生产检查月统计结果为: 入选易浮煤时,浮选入料平均灰分为 17.30%,浮选精煤平均灰分 9.21%,浮选尾矿平均灰分为 58.32%,浮选精煤产率 83.33%;入选难浮选煤时,浮选入料平均灰分为31.30%,浮选一次粗选尾矿平均灰分为 49.47%,二次选尾矿平均灰分为 34.45%,合计尾矿灰分为 46.46%,最终精煤灰分为 10.78%,浮选精煤产率平均为 42.51%。6 结语实践证明,争论制定的模拟放大设计方法和相像准则适合 XJM-S 型浮选机的大型化设计,充气速率设计误差为 3.3%,搅拌功率设计误差为 2.0%,因而 XJM-S28 型浮选机的设计是成功的。该浮选机的研制不仅为大型选煤厂供给了配套设备,而且为浮选机的大型化设计奠定了理论根底,并积存了实践阅历。