PVC制品废料磨粉机磨盘的研制.pdf

研究与开发
机电工程技木2011年第40卷第(0)4期
PVC制品陵紛机醣盘的研制
聂平里
(新疆天业节水灌溉股份有限公司,新疆石河子832000)
摘要:通过对磨粉机工作原理和磨盐的结构设计分析,提出磨盘设计的关键要素,为磨盘的维修再加工提供了可靠的依据,经过
多年的实际应用,取得了良好的效果
关键词:磨粉机;磨盘;结构分析
中图分类号:TH13
文献标识码:B文章编号:1009-9492(2011)04-0090-03
1前言
时,颗粒料之间也在不断地发生摩擦、碰撞,一部分变成
硬质PVC管材在生产过程中,会在许多环节产生废
粉料,另一部分颗粒尺寸在不断减小,为进一步变成粉料
料。如在机组运行之初,制品在引导过程中,未成型的物
提供了条件2。
料就变成了废料;在生产过程中,由于设备故障或工艺参
数控制误差而导致产品的几何尺寸、物理指标未能达到标
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准质量要求等,都会产生大量的废料。因这些废料均具有
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可重复利用的价值,一般生产处理方法是将废料破碎成体
积较小的颗粒,而后利用磨粉机进行磨削,使之变成与
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PVC树脂相同粒径的粉状,再按一定比例与PVC树脂及其
它辅料混合后,用来生产新的PC制品,这样可大大降低
PVC制品的成本,并使废料得到合理地利用
磨粉机是用来处理硬质PVC制品废料的专用设备,其
主要的工作部件是一对磨盘。磨粉的方法依据磨盘的形状
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不同而有许多种类,较常见的是锯齿型的锥面磨盘。这种
磨盘是利用其工作面上一定形状的剪切齿,将PVC废料颗
粒磨削成粉料,由于硬质PVC制品废料硬度较高,在磨削
过程中,磨盘剪切齿和工作面极易产生磨损,使其生产效
率下降,甚至不能正常工作,因此,磨盘需要定期更换和
1.加料口2.定磨盘3.出料口4.动磨盘5.涨紧套
维修
6.传动轴7.机座
2磨盘的工作原理
图1磨粉机结构示意图
磨粉机磨盘是由两片结构相同的磨盘组成,其中的
片磨盘固定在机座上,称为定刀盘,另一片安装在传动轴
上。为动刀盘、如图1所示。PVC颗粒由定刀盘的中心孔3磨盘的结构设计
连续进入两磨盘间的容腔内,动刀盘在磨粉机电机的带动
从磨粉机的整个工作过程来看,对于磨盘在设计时有
下,经调速系统的增速,使其转速达到9600/min的高速,
两点性能要求:(1)磨盘的剪切效率反映了磨粉机的工
在工作容腔内的颗粒物料,与磨盘不断产生摩擦、剪切,
作效率,与磨盘的材料、剪切齿的形状、剪切齿在磨盘圆
逐渐变成粉状,并向磨盘圆周外移动,最终进入料仓,同
周上的分布以及磨盘的转速有直接的联系;(2)物料经
收稿日期:2011-01-18
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机电工程技木21年第40)卷第(4期
研究与开发)
剪切,变成粉料后,必须及时排出磨盘内的工作容腔。磨
程中,逐渐变成小颗粒物料,越接近磨盘边缘,由于所受
盘对颗粒料进行剪切的同时,伴随着大量热量的产生,如的F越小,只能使小颗粒物料移动,大颗粒物料不能排
物料在容腔内停留时间过长,则其温度会升高许多,当超
出,因此,可保证最终磨削的物料粒径达到使用要求。
过物料的分解温度时,物料即产生分解,也就失去了使用
的价值,因此,磨盘的设计主要围绕以上两个环节进行。
齿形线
(1)暦盘剪切齿的设计
磨盘的断面形状如图2所示,颗粒料在两磨盘齿尖的
剪切作用下,体积不断地变小,逐渐变成粉状物料。
轡盘剪切齿在圆周的分布直接影垧到暦粉的质最和效
率,山于经剪切后的PVC物料成粉状,仅仅依靠高速磨盘
的带动,是无法排出磨盘外的,而剪切齿设计成如图3所
示的分布状态,可使粉状物料迅速排出磨盘
图4磨盘受力分析
当B为90°时,F=0,物料不会移动,也就是说,当
齿形线通过圆心时,所磨削的物料是不可能排出磨盘的。
另外,当齿形线与圆周中心线的距离a越大,相应地
在同一圆周上,β角越小,则其所受的F越大,其可推动
图2磨盘的UG造型
的颗柆体积越大,即物料越粗,这样不利于磨粉机的最终
质量,因此,合适的间距a会对最终的粉料粒度产生直接
影响。
(2)磨盘禊形角
两磨盘之间留有一定的空间,以便储备一定的大颗粒
物料,使磨能连续进行,为保证磨削物料的粒度不能太
大,在磨盘的边缘处保持足够小的间隙(不致使两磨盘产
生摩擦、碰撞),基于以上考虑,两磨盘间设计成楔形结
构较为合理,其楔形角的大小,取决于楔形容腔内物料的
3磨盘局部剪切齿形
体积与磨盘齿间的粉状物料的体积大致相同,才能保持整
个磨削过程的连绫进行,使粉料及时排出盘
磨盘内物料的受力分析如图4所示。在剪切齿形的任
经反复试验,当禊形角为8°时,齿形结构如图3所
点,物料颗粒受到磨盘的切削力为F,将F分解为沿齿
示,粉料才能顺利排出。
形方向的力F1和垂直于齿形方向的力2,则F=cos3,F1
(3)齿形的分布及形状
即为物料向外位移的力,当F大于物料与磨盘的摩擦力
在一定的空间内,磨盘直径初步确定后,在磨盘的圆
时,物料即可向外移动,物料与磨盘的摩擦力与颗粒的大
周工作面上,齿形的分布越密集,其工作效率越高,即在
小有关,颗粒越大,其所受的摩擦力越大,反之亦然,因
相同时间内,对物料的剪切次数越多。但是齿形过密,必
此,在相同的F作用下,小颗粒物料更容易移动
然影响到齿形的截面尺寸,齿形越密,齿形的截面积越
另外,当B越大时,越小。不难看出,在同一齿形小,使粉料的排出越困难,因此,齿形的数量分布,应结
上,距离圆心越远,所受的F越大,即物料越容易移动,
合齿形的截面尺寸大小。
而接近磨盘边沿处,所受的F越小,这样,有利于物料的
经试验,磨盘圆周工作面上,均布360齿,齿形按
迅速排出。同时,在距离圆心较近处,物料的颗粒较大
60°的楔角,其工作效率最高。
由于所受的F较大,大颗粒物料易向外移动,在移动的过
在磨盘工作面上,齿形的深度由浅变深,其澍底于安
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