第九节 打散分级机
一、机械部分
（一）概述
具有独立知识产权的国家专利产品——SF系列打散分级机是继HFCG系列辊压粉碎机之后在20世纪90年代研制开发，与辊压机配套使用的新型料饼打散分选设备。该设备集料饼打散与颗粒分级于一体，与辊压机闭路，构成独立的挤压打散回路。由于辊压机在挤压物料时具有选择性粉碎的倾向，所以，在经挤压后产生的料饼中仍有少量未挤压好的物料，加之辊压机固有的磨辊边缘漏料的弊端和因开停机产生的未被充分挤压的大颗粒物料将对承担下一阶段粉磨工艺的球磨系统产生不利影响，制约系统产量的进一步提高。因为辊压机操作规程规定：设备启动时液压系统应处于卸压状态。所以，在辊压机启动过程中将有大量未经有效挤压的物料通过辊压机。这也是在打散分级机介入挤压粉磨工艺系统前的挤压预粉磨工艺系统产量提高幅度不大且存在较大波动的重要原因。打散分级机介入挤压粉磨系统后与辊压机构成的挤压打散回路可以消除上述不利因素，将未经过有效挤压、粒度和易磨性未得到明显改善的物料返回辊压机重新挤压，这样可以将更多的粉磨功移至磨外由高效率的挤压打散回路承担，使入磨物料的粒度和易磨性均获显著改善。此时，由于入磨物料的粒度分布由宽到窄，细而均齐，不同粒径的物料有序地分布于球仓和段仓中被研磨，从而使各种不同规格的球、段研磨群体的配置更加具有明确的针对性，有效地抑制球磨系统常见的过粉磨现象，这将更加有利于提高球磨系统的粉磨效率，避免了在效率低下的球磨系统中机械能无谓的大量流失，获得大幅度增产节能的效果。在用于生料制备时，该设备还具有良好的烘干功能。经改造后，由辊压机、打散分级机和球磨系统构成的挤压联合粉磨系统可使原球磨系统增产80％～100％，节电20％～30％。
（二）打散分级机的工作原理
打散分级机是一种集料饼打散与颗粒分级于一体的新型分级设备。其打散方式采用离心冲击粉碎的原理，经辊压机挤压后的物料呈较密实的饼状，由对称布置的进料口连续均匀地喂入，落在带有锤形凸棱衬板的打散盘上，主轴带动打散盘高速旋转，使得落在打散盘上的料饼在衬板锤形凸棱部分的作用下得以加速并脱离打散盘，料饼沿打散盘切线方向高速甩出后撞击到反击衬板上后被粉碎。由于物料的打散过程是连续的，因而从反击衬板上反弹回的物料会受到从打散盘连续高速飞出物料的再次剧烈冲击而被更加充分地粉碎。必须强调的是，打散盘衬板表面的锤形凸棱的作用有别于传统的锤式破碎机的锤头，其主要作用是避免物料在打散盘表面打滑，对物料强行施以沿打散盘周向的加速，使其在脱离打散盘甩出时具有较高的初速度，从而获得较大的动能，能够有力地撞击沿打散盘周向布置的反击衬板，用以强化对料饼的冲击粉碎效果。被打散的物料通过环形通道均匀地落入分级区。
经过打散粉碎后的物料在挡料锥的导向作用下通过挡料锥外围的环形通道进入在风轮周向分布的风力分选区内。物料的分级应用的是惯性原理和空气动力学原理，粗颗粒物料由于其运动惯性大，在通过风力分选区的沉降过程中，运动状态改变较小而落入内锥筒体被收集，由粗粉卸料口卸出返回，同配料系统的新鲜物料一起进入辊压机上方的称重仓。细粉由于其运动惯性小，在通过风力分选区的沉降过程中，运动状态改变较大而产生较大的偏移，落入内锥筒体与外锥筒体之间被收集，由细粉卸料口卸出送入球磨机继续粉磨或入选粉机直接分选出成品。
在用于生料制备时，由于风轮的高速旋转所产生的负压和出风口所接的后排风机所产生的负压，热风由热风入口被引入，经风轮沿径向连续送出，打散过的物料在经过风力分选区的沉降过程中形成较均匀的料幕与热风充分接触做热交换而得以烘干，湿热气体经出风口排出。由于经过风力分选区的物料在悬浮状态下与热风接触，所以热交换效率较高，烘干效果显著。
根据以上工作原理设计的打散分级机内部结构如图2-9-1所示。
图2-9-1 内部结构图
1—主轴；2—套轴；3—打散盘；4—反击衬板；5—挡料筒；6—风轮；7—内筒体；8—外筒体；9—粗粉出口；10—细粉出口
（三）主要结构介绍
打散分级机主要由回转部件、顶部盖板及机架、内外筒体、传动系统、润滑系统、冷却及检测系统等组成。如图2-9-1所示，设备的具体构成部分是主轴1、打散盘3、挡料筒5、风轮6、内筒体7、外筒体8等。主轴通过轴套2固定在外筒体8的顶部盖板上，并由外加动力驱动旋转。利用上述主轴1依次吊挂起打散盘3和风轮6，在打散盘3和风轮6之间的位置还通过外筒体8固定有挡料筒5等。另外，还有反击衬板4等。
1.回转部件
回转部件主要由主轴、中空轴、打散盘风轮、轴承、轴承座密封圈等组成（见图2-9-2）。
图2-9-2 回转部件示意图
本结构采用了双回转方式，即中空轴带动打散盘回转，产生动力来打散挤压过的物料，主轴带动风轮旋转产生强大有力的风力场用来分选打散过的物料。打散盘上安装带有锤形凸棱的耐磨衬板，在衬板严重磨损后需更换新的衬板。风轮在易磨损部位堆焊有耐磨材料以提高风轮的使用寿命。本回转部件因为是立式安装，随着使用期加长，密封圈的磨损，润滑油的溢漏是难免的。所以在该系统中还设有加油口，通过润滑系统自动加油或手动加油，以使各轴承在良好的润滑状态下运转。该系统中还设有轴承温度检测口，用于安装端面热电阻，保证连续检测轴承温度并报警。
2.传动系统
传动系统主要由主电机、调速电机、大小皮带轮、联轴器、传动皮带等组成（见图2-9-2）。
该系统采用了双传动方式，主电机通过一级皮带减速带动中空轴旋转，调速电机通过联轴器直接驱动主轴旋转，具有结构简单、体积小、安装制作方便的优点。
双传动系统实现了打散物料和分级物料须消耗不同能量和不同转速的要求，调速电机可简捷灵活地调节风轮的转速，从而实现了分级不同粒径物料的要求，同时也可以有效地调节进球磨机和回挤压机的物料量，对生产系统的平衡控制具有重要意义。
3.顶部盖板及机架
顶部盖板是打散分级机的基础，其上部通过机架安装有回转部件。传动系统下部通过底座和盖板安装有内外筒体，所以它承受整机的动载荷和静载荷。
顶部盖板采用焊接式，分为三块，主梁采用大型槽钢，三块盖板用螺栓联为一体，通过底座将整机的重量及动力载荷传递到基础上。
用于安装回转部件的机架上设有进料装置，采用了对称布置的双进料口装置，采用这种方案，可以使物料经打散后形成较为均匀的环形料幕进入分级区域，从而提高分级的效果，另外，该进料装置使物料直接进入打散盘的中心部位，然后通过打散盘的旋转向外甩出，这种形式避免了物料与衬板锤形凸棱部分的直接冲击，从而大大提高了衬板的使用寿命。
4.内外筒体
内外筒体是用来收集不同粒径物料的，其中内筒体收集粗颗粒，经粗粉卸料口返回挤压机重新挤压；外筒体收集细小颗粒，经细粉卸料口卸出送入球磨机。外筒体分为多片，通过螺栓与顶部盖板连接，再通过螺栓连接成一整体。内锥筒体也分为多片，通过支架与外锥筒体连接。在内筒体上部的筒体部分可根据需要设置调节挡板，通过调节挡板的高低，也可以调节粗细粉的产量。
5.润滑系统
打散分级机用于中空轴回转轴承的润滑采用了集中干油润滑方式，主要由干油润滑泵和步进式分油器等组成。润滑泵打出的润滑脂由步进式分油器分配给两个主轴承润滑，以保证设备的安全正常运转。内轴（实心轴）轴承的润滑由于受到设备结构限制采用手动定期加油，以保证其正常运转。润滑脂建议采用二硫化钼锂基脂2号。
6.冷却及检测系统
打散分级机的冷却一般采用轴流风扇冷却、压缩空气冷却或冷却装置冷却（见图2-9-3）。打散分级机还设有轴承温度检测装置，通过端面铂电阻等将轴承温度在控制装置中显示并加以控制，以保证其长期安全运转。
图2-9-3 冷却装置示意图
（四）主要技术性能及参数
SF型打散分级和外形如图2-9-4所示。主要技术性能及参数见表2-9-1～表2-9-4（说明：以下数据仅供参考，以总图或实际设备为准）。
图2-9-4 SF型打散分级机外形图
表2-9-1 SF型打散分级机外形尺寸
表2-9-2 SF型打散分级机进料口尺寸
表2-9-3 SF型打散分级机预埋钢板布置尺寸
表2-9-4 SF型打散分级机技术性能
（五）安装要求
打散分级机出厂时主要分为四大部分运输的，其一，顶部盖板三块；其二，回转部件及其机架，底座四个，主电机及其机架；调速电机及其机架，其三，内外筒体，锥体多片；其四，润滑系统，标准件及附属零部件，由于该设备体积较大，内外筒体是分成多片运输的，所以在现场的吊装工作量较大，为了方便用户现场安装，提出以下要求。
1.各部件在使用厂安装总顺序
（1）安装四个底座；
（2）安装顶部盖板；
（3）安装上部筒体；
（4）安装外锥筒体上部，吊装内筒体、合拢外锥筒体下部；
（5）安装回转部件及其机架，安装主电机及其机架，调速电机及其机架；
（6）安装润滑系统、冷却及检测系统。
2.顶部盖板及机架的安装
（1）吊装四个底座，与预埋钢板位置吻合后焊接螺杆安装并上紧螺母；
（2）将顶部盖板分别吊装就位；
（3）以顶部盖板（中部）大型槽钢梁为基础找水平，用水平仪校正梁的水平，使其水平误差≤2mm/1000mm，
（4）用螺栓将左右盖板与中部盖板合拢，用上述同样方法找水平，其水平误差≤2mm/1000mm，要保证盖板与中部盖板合拢无缝，上紧螺栓；
（5）上紧顶部盖板与底座的连接螺栓，上紧底座螺栓，同时观察其水平误差是否在要求范围内，若超差需重新调整底座垫片。
3.内外筒体的安装
安装要求：外筒体各块之间及外筒体与顶部盖板连接处需装密封石棉绳，以防漏灰。
（1）分块吊装上部外筒体，穿上螺栓，连接处装上密封石棉绳，把紧螺栓；
（2）按上述步骤安装外锥筒体上部；
（3）吊装内外筒体连接支架，吊装内筒体上部；
（4）吊装内锥，合拢外锥筒体下部，安装内外锥筒体连接支架；
（5）将上部筒体与四个底座焊为一体，以增加整机刚度。
4.回转部件的安装
回转部件出厂时是作为一个部件装配好的，出厂时连同回转部件机架装为一体发运。
（1）将回转部件吊装就位，穿上连接螺栓螺母；
（2）通过找大皮带轮的水平，来保证主轴的垂直安装，以大皮带轮上表面为基准用水平仪找水平使其平面公差≤0.5mm/1000mm；
（3）安装好调整垫片，把紧螺栓，校正水平。
5.传动系统的安装
传动系统在出厂时分为以下几部分发运，主电机及机架小皮带轮装为一体发运，调速电机及机架半联轴器装为一体发运，其他零件装箱随机发运。
（1）将主电机及机架吊装就位；
（2）保证大小皮带轮在同一水平面内，其平面公差≤2mm/1000mm；
（3）装上皮带，拉紧螺栓，适度张紧皮带；
（4）垫实、把紧地脚螺栓；
（5）将调速电机及机架吊装就位；
（6）保证电机主轴与回转部件主轴的同心度公差，拧紧地脚螺栓，垫实垫片，使其两轴心偏差≤0.5mm；
（7）调整机架高低使两半联轴器间的距离为2～4mm；
（8）装上弹性尼龙柱销及压盖，拧紧螺栓。
6.润滑系统的安装
润滑系统在出厂前已试运转，然后拆下装箱发运。
（1）将润滑泵吊装就位，拧紧地脚螺栓；
（2）将分油器接上，安装上送油软管；
（3）将软管与接头接至润滑油口。
7.冷却及检测系统安装
（1）将端面铂电阻装至轴承温度检测口；
（2）如采用风扇冷却则将风扇装至离轴承座1m处；
（3）如采用压缩空气冷却，则将压缩空气管接至制造厂提供的专用附件上；
（4）如采用冷却装置，详见图2-9-3。
（六）试车及正常操作运转
1.开机前的准备工作
（1）检查各连接螺栓、地脚螺栓是否拧紧；
（2）分别盘动主轴及中空轴，看其运转是否灵活，有无异常情况；
（3）各手动加油点必须按要求加上润滑油并给润滑系统贮油箱加满油，采用的润滑油脂为2号或者3号二硫化钼锂基脂。
2.各系统单独试运转
（1）润滑系统首先启动，观察润滑系统能否正常供油，润滑系统单曲启动5min；
（2）启动主电机带动中空轴转动，观察其运转情况及振动情况，要求运转平稳，无异常振动和噪声，要求顺时针运转，运转半小时停机；
（3）单独启动调速电机带动主轴及风轮转动，转速由零逐渐上调，观察其运转及振动情况，在某一转速时，振动可能增大，这有可能是设备共振点，越过这一转速运转情况就会平稳，注意，不可在共振点上长期运转，否则会损坏设备，空转时转速应小于600r/min，要求运转平稳，无异常振动和噪声，要求与主电机同向转动，运转半小时后停机。
3.各系统联动空载试车
各系统经单独运转认为合格后，方可进行联动试车，联动试车应满足以下启动顺序：首先启动润滑系统，其次启动主电机，第三启动调速电机，在额定转速下连续运转不小于4h，并应满足下列要求：
（1）润滑系统每小时启动3～5min，观察大皮带轮下方，如有润滑油溢出，则可停止加油，注意，在以后正常生产中，每8h加油3～5min即可；
（2）调速电机应以0开始调起，最高转速一般不超过800rpm。
（3）设备运转平稳，无异常振动和噪声；
（4）各轴承运行温度不得超过70℃，开启冷却装置；
（5）各润滑点的润滑情况良好；
（6）所有监视、检测及控制系统，均应灵敏准确；
（7）观察、检测并记录电流温度振动等参数。
4.带料试运转
空载联动试车合格后，方能进行带料试运转，带料试运转的时间不得低于8h，除满足空载联动试车的各项要求外，还应满足以下要求：
（1）各轴承运行温度不得超过80℃，并应开启冷却装置；
（2）各连接部位和密封部位的性能良好，不得有漏风、漏灰现象；
（3）电机电流正常。
5.正常运转及运行参数调整
带料试运转满足要求后方可投入生产，正常运转时各运行参数及调整如下：
（1）润滑系统每8h开启3～5min注意观察润滑系统片式给油器指针是否在正常动作；
（2）产量及细度调节，通过调节调速电机的转速，可以改变细粉产量，增加转速，细粉产量增加，细度相对变粗，减小转速，细粉产量减少，细度相对变细，通过调节内筒挡板高度也可调节细粉产量，降低内筒挡板高度，细粉产量增加，升高内筒挡板高度，细粉产量减少。
（七）日常维护及故障分析
1.打散效果降低
打散分级机在使用了一段时间以后，在其他操作参数未变的情况下，发现系统细粉产量降低，回料增多，原生产系统平衡被破坏。
（1）打散盘衬板磨损：打散盘衬板的锤形凸棱部分磨损后会影响对物料的加速效果，物料在盘面打滑，离心力不足，物料脱离打散盘后撞击反击板力度偏弱，粉碎效果差，部分未被打散的料饼以粗料形式返回称重仓。建议停机维修，更换打散盘衬板。
（2）打散电机传动皮带打滑：因传动皮带松动打滑会造成打散盘转速丢转，影响对物料的加速效果，离心力不足，物料脱离打散盘后撞击反击板力度偏弱，粉碎效果差，部分未被打散的料饼以粗料形式返回称重仓。建议停机维修，张紧传动皮带。
（3）入辊压机物料水分偏高：水分偏高的物料被挤压后形成的料饼较密实坚硬，不易打散，大量未经打散的料饼在通过风力分级区后以粗料的形式被内锥筒体收集返回称重仓，回料明显偏多。
（4）打散分级机风轮驱动电机与转子连接失效：传递动力的联轴器尼龙销断裂，风轮失去动力，打散分级机失去分级功能，经打散后的物料在风力分级区内自由沉降，大量合格物料无法在分级功能的作用下进入成品区而落入收集粗料的内锥筒体，造成回料偏多。建议停机修复，更换联轴器尼龙销。
（5）打散分级机环形通道堵塞：各类不易通过的杂物在打散分级机打散盘下方的环形通道内堵塞，影响了打散分级机的物料通过能力，同时也会造成系统回料偏多。建议停机清理造成堵塞的杂物，疏通环形通道，并杜绝上述杂物进入打散分级机。
2.打散分级机成品粒度偏粗
打散分级机成品粒度状况明显异常，有较多粒度较粗的物料以成品物料的形式进入球磨系统，使球磨机小规格的研磨体难以适应这样的物料粒度，造成磨机产量的明显下滑。
（1）打散分级机内锥筒体破损：内筒体的锥体部分过度磨损后，经分级后收集在内锥筒体的不合格物料会在通过卸料管返回辊压机之前从内锥筒体破损处泻出混入收集细料的外锥筒体进入球磨机，造成入磨物料粒度偏粗，粉磨效率降低，产量下降。建议停机补焊内锥板或更换内锥板。
（2）打散分级机内锥筒体物料淤积：打散分级机内锥筒体物料因排料不畅造成的物料淤积会导致不合格粗料从内锥筒体的导风叶片处溢出混入收集细料的外锥筒体与成品物料一起。进入球磨机，造成入磨物料粒度偏粗，此时物料中0.08mm以下细粉含量明显不足，导致球磨系统粉磨效率降低，产量下降。建议疏通粗料卸料管，并保持粗料排料管的通畅。
3.风轮的日常维护
打散分级机的风轮在使用了一段时间后由于含尘气流的冲刷，磨损是难免的，所以在使用过程中应定期检查，一般半个月检查一次，在磨损部位，特别是叶片与顶板的焊缝如有磨损应及时补焊，以延长风轮的使用寿命，经长期使用后风轮无法修复，则应及时更换，以防风轮脱落损坏设备。
4.润滑系统的检查
要定期检查润滑泵贮油筒内的油位，要定期加油，加油时一定要保证油脂的清洁，否则易造成泵元件工作活塞吸油孔堵塞。润滑泵正常工作时，片式给油器的指针会往复运动，如发现指针不动作，一般是由于油脂中的杂质堵住了柱塞泵的吸油孔而造成的，这时应将泵元件拆卸清洗后安装使其恢复正常工作。重新安装时须注意将泵元件稍稍抬高装入排油孔，然后向下嵌入，使泵元件工作活塞头嵌入凸轮转盘导向槽中，使工作活塞随泵转子凸轮盘的运行作反复移动，保证润滑系统的正常供油。定期给手动加油口加油脂。
5.冷却系统（如有）的检查
要定期检查补水箱内的水位、水质等。如水位较低，则转子水槽内的水不能形成循环；如补水箱内有杂质应定期清理，否则会损坏水泵。
二、电气自动化部分
（一）概述
由合肥水泥研究设计院肥西节能设备厂生产的SF500系列打散机的电气自动化控制系统，由打散机控制柜、机旁控制箱及现场仪表组成。打散分级机控制柜采用GGD组合型式、柜顶有母排室，可满足母排连柜，这时不需要另在变电所单独考虑回路。
（二）控制范围
打散机控制柜：实现对打散盘的驱动、分级机的变频驱动。
控制范围：打散盘的驱动、分级机的变频驱动、润滑系统、冷却风机等的控制。
机旁控制箱：实现对打散机的现场驱动。
控制范围：打散盘、润滑电机、冷却风机及电动加油泵。
（三）操作说明
在打散机控制柜盘面上安装有TD200文本显示器。在TD200文本显示器上可对打散机润滑泵运行参数进行在线修改，打散机控制运行过程中可能出现的状态、报警、故障情况均显示在TD200文本显示器上，极大地方便了日常维护及故障判断。轴承温度设定在轴承温度数显表上修改、设定。
文本显示器的操作及显示如下。
键定义：F1——润滑泵工作时间间隔设定 单位：小时（h）
范围：1～8
F2——润滑泵每次工作时间设定 单位：分钟（min）
范围：1～10
F3——恢复出厂值，出厂值为8h、5min
F4——报警及故障复位，当报警或故障排除后按此键，将报警或故障显示清除。
显示内容：打散机目前工作状态。
“打散机状态：自动正在启动中”
“打散机状态：自动正常”
“打散机状态：手动”
“打散机状态：自动停机”
“打散机状态：自动故障跳闸”
故障显示：作用于跳闸，信号保持，处理完毕必须复位。
“打散机状态：自动故障地点：打散盘空开跳闸”
“打散机状态：自动故障地点：润冷加空开跳闸”
“打散机状态：自动故障地点：变频器备妥消失”
“打散机状态：自动故障地点：打散盘热继动作”
“打散机状态：自动故障地点：润滑泵热继动作”
“打散机状态：自动故障地点：冷却泵热继动作”
“打散机状态：自动故障地点：加油泵热继动作”
“打散机状态：自动故障地点：轴承温度超限”
“打散机状态：自动故障地点：变频器故障”
“打散机状态：自动故障地点：出料连锁消失”
“打散机状态：未知故障地点：中控允许消失”
“打散机状态：自动故障地点：打散盘运行消失”
“打散机状态：自动故障地点：变频器运行消失”
报警显示：作用于信号，信号保持，处理完毕必须复位。
“打散机状态：自动报警地点：轴承温度报警”
“打散机状态：自动报警地点：加油泵运行消失”
“打散机状态：自动报警地点：润滑泵运行消失”
“打散机状态：自动报警地点：冷却泵运行消失”
操作提示：当设定参数超出上述规定范围时显示“设定值超限请按回车键返回重新设定”。
密码缺省值：0000。
轴承温度上限、上上限设定：详见数显表说明书。设定范围：上限-60℃，上上限-65℃。
变频器参数设定：详见数显表说明书及装箱图纸。
（四）电器设备清单（以SF500/100型为例，见表2-9-5）
表2-9-5 电器设备清单
（五）自动化仪表型号规格（见表2-9-6）
表2-9-6 仪表型号规格
（六）自动化仪表测点清单（见表2-9-7）
表2-9-7 仪表测点清单
