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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 礦用防爆型超細(xì)水泥濕磨機(jī)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 礦用防爆型超細(xì)水泥濕磨機(jī)是針對(duì)煤礦井下超細(xì)水泥應(yīng)用而研發(fā)的一種濕磨機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、磨細(xì)效率高、產(chǎn)量大等特點(diǎn)，生產(chǎn)的超細(xì)水泥細(xì)度能滿足煤礦井下巷道支護(hù)的注漿需要，是超細(xì)水泥在煤礦井下應(yīng)用的一大突破。
- 詳細(xì)介紹：
- 礦用防爆型超細(xì)水泥濕磨機(jī)可在超細(xì)水泥使用現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)磨現(xiàn)用，解決了干法生產(chǎn)的超細(xì)水泥成本高，運(yùn)輸難的問題。作品裝備了葉片式氣動(dòng)馬達(dá)，彌補(bǔ)了濕磨機(jī)在煤礦井巷中使用的空白；磨頭進(jìn)行了滲硼化學(xué)熱處理，克服了現(xiàn)有濕磨機(jī)自身的耐磨性差、抗侵蝕性能力低等缺陷。研究結(jié)果表明：礦用防爆型超細(xì)水泥濕磨機(jī)可供煤礦井下使用、磨頭耐磨性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)量高、體重輕便等特點(diǎn)。創(chuàng)立了濕磨機(jī)在礦山使用的首例。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本作品針對(duì)現(xiàn)階段超細(xì)水泥注漿材料在礦井應(yīng)用中制備工藝復(fù)雜、儲(chǔ)存與包裝成本高等不足，提出了一種新型、安全、經(jīng)濟(jì)、有效的現(xiàn)場(chǎng)制備方法，在不影響使用效果的前提下最大程度上的降低使用成本，節(jié)約人力物力。在研發(fā)過(guò)程中以傳統(tǒng)濕磨機(jī)為基礎(chǔ)，不僅改良了濕磨機(jī)的研磨效率，延長(zhǎng)了使用壽命，更對(duì)其進(jìn)行防爆設(shè)計(jì)使其能夠安全有效的應(yīng)用于礦井井下環(huán)境。 創(chuàng)新點(diǎn)：1.以礦井風(fēng)壓作為動(dòng)力源；2.磨頭的表面進(jìn)行深度化學(xué)熱處理；3.改進(jìn)動(dòng)靜磨體齒型和齒型距，提高破碎效率。 主要技術(shù)指標(biāo)： 風(fēng)壓（MPa） 0.5~0.7 額定功率（Kw） 5.88 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 2800 生產(chǎn)能力 0.6∶1水泥漿（m3//h） 1.79 相當(dāng)于水泥（t/h） 3.08 1∶1水泥漿（m3//h） 1.93 相當(dāng)于水泥（t/h） 2.91 1.2∶1水泥漿（m3//h） 1.99 相當(dāng)于水泥（t/h） 2.93 平均粒徑（μm） 6~10 最大粒徑（μm） <40 排漿口直徑（mm） 25 整機(jī)重量（kg） 121 外形尺寸（cm×cm×cm） 包括料斗 50×26.5×112.0 不包括料斗 50×26.5×76.6 料斗容積（L） 11L
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 礦用防爆型超細(xì)水泥濕磨機(jī)裝備了葉片式氣馬達(dá)，以壓力風(fēng)源作為動(dòng)力源，以解決井下帶電設(shè)備需防爆的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了超細(xì)水泥在施工地點(diǎn)現(xiàn)磨現(xiàn)用。 研磨過(guò)程利用了顆粒在濕磨機(jī)剪切力場(chǎng)中的三種運(yùn)動(dòng)方式：沿流體流動(dòng)方向的平行移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直于流體方向的升舉運(yùn)動(dòng)。顆粒間由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而破碎。濕磨機(jī)在工作過(guò)程中，磨頭高速旋轉(zhuǎn)，放出大量的熱，溫度急劇升高，負(fù)荷增大。工作性能和使用壽命也隨之降低。解決這一問題通常的辦法是在靜磨體內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)冷水循環(huán)通道和改變磨頭本身的材質(zhì)，但單一的冷水循環(huán)通道降溫很難達(dá)到理想的效果，而換用高合金鋼耐磨性材質(zhì)的磨頭，則價(jià)格高昂。本作品除了在磨頭側(cè)壁設(shè)計(jì)了冷水循環(huán)通道之外，又對(duì)磨頭的表面進(jìn)行了滲硼化學(xué)熱處理。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本作品于2011年1月榮獲河南理工大學(xué)第五屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- -
作品可展示的形式
- 實(shí)物、圖片、視頻、現(xiàn)場(chǎng)演示、樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)： 1．本磨機(jī)裝備了葉片式氣動(dòng)馬達(dá)，以風(fēng)壓作為動(dòng)力源，可以在煤礦井下安全作業(yè)； 2．磨頭滲硼熱處理提高了磨頭自身硬度，增強(qiáng)了耐磨性，以及抗腐蝕性和抗氧化性，保證了在高溫下持續(xù)工作； 3．優(yōu)化了齒形和齒形距，使物料得到更為充分的破碎； 4. 冷水循環(huán)通道可以帶走摩擦放出的熱量，降低磨頭溫度,提高工作效率，延長(zhǎng)使用壽命。
同類課題研究水平概述
- 目前能查到的文獻(xiàn)中還沒有對(duì)于礦用超細(xì)水泥濕磨機(jī)的介紹，水泥濕磨機(jī)一般要求設(shè)備磨細(xì)效果好、速度快、產(chǎn)量高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、體積小、重量輕、磨頭耐用，能夠適合在施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常搬遷和運(yùn)輸。為此，我們對(duì)國(guó)內(nèi)外的各種磨細(xì)機(jī)械進(jìn)行大量的調(diào)研，從專用于水泥超細(xì)微粉磨的磨機(jī)種類來(lái)看，有球(棒)磨機(jī)、振動(dòng)磨、雷蒙磨、氣流粉碎機(jī)、濕磨機(jī)、珠磨機(jī)等。 國(guó)外磨機(jī)的發(fā)展 國(guó)外磨機(jī)的發(fā)展開始于日本電力公司在80年代中期研制成功的濕式輾磨機(jī)（俗稱鼓式濕磨機(jī)），其粉碎機(jī)理與球磨機(jī)基本相同，即通過(guò)水泥漿液中水泥顆粒與鼓式濕磨機(jī)中研磨介質(zhì)（一般采用鋼球作為鼓式濕磨機(jī)的研磨介質(zhì)）之間的碰撞、摩擦等相互作用，從而達(dá)到水泥顆粒進(jìn)一步細(xì)化、分散的效果。 鼓式濕磨機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、輾磨系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、過(guò)濾篩及控制系統(tǒng)等組成。使用該機(jī)械增加輾磨時(shí)間，可以得到較高細(xì)度的水泥漿液；其缺點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、操作不方便，而且隨著水泥顆粒粒度的增加，機(jī)械的有效利用率和生產(chǎn)率會(huì)降低。 國(guó)內(nèi)磨機(jī)的發(fā)展 國(guó)內(nèi)磨機(jī)于20世紀(jì)80年代中后期開始研制，同時(shí)有多家單位研制開發(fā)。目前國(guó)內(nèi)使用的磨機(jī)主要為長(zhǎng)江科學(xué)院和沈陽(yáng)航新細(xì)化機(jī)械有限公司生產(chǎn)的濕磨機(jī)。長(zhǎng)江科學(xué)院是進(jìn)行濕磨機(jī)研制開發(fā)的單位之一，于1987年開始進(jìn)行濕磨細(xì)水泥漿材的制備及灌漿新技術(shù)的研究，1989年濕磨機(jī)研制成功。1993年通過(guò)部級(jí)鑒定，隨后進(jìn)入工程使用階段。 2008年長(zhǎng)江科學(xué)院成功研制了GSW水泥濕磨機(jī)，該濕磨機(jī)制作技術(shù)是我國(guó)濕磨機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。 目前國(guó)內(nèi)濕磨機(jī)主要是基于膠體磨的原理來(lái)研制開發(fā)的，該原理機(jī)型濕磨機(jī)在工作時(shí)迫使水泥漿液通過(guò)高速相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)齒和定齒間的微小間隙，此過(guò)程中，水泥顆粒受到碰撞、剪切、摩擦、高頻振動(dòng)等多種作用而迅速細(xì)化，水泥漿液同時(shí)得到分散、攪拌和混合。 國(guó)產(chǎn)濕磨機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、輾磨盤、細(xì)度調(diào)節(jié)裝置、研磨控制裝置等組成。其核心部件為輾磨盤，主要用特殊熱處理工藝的金屬材料或異性非金屬材料的專用磨頭，基本解決了濕磨機(jī)磨頭的磨損問題。國(guó)產(chǎn)濕磨機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，重量輕。其缺點(diǎn)是：設(shè)備制造安裝水平要求較高，水泥細(xì)化程度有限。
