XJM-S28型浮选机的设计

第４期选煤技术

Ｎ０．４

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文章编号：１００１—３５７１（２０１０）０４—０００１—０２

ＸＪＭ一￥２８型浮选机的设计

刘万超，程宏志，张孝钧，石

焕

（天地科技股份有限公司唐山分公司，河北唐山０６３０１２）

摘要：采用模拟放大方法将ＸＪＭ一￥２０型浮选杌放大到２８ｍ３，放大比例为１．４：１，根据扭应力验算公式确定了传动轴的直径，并对槽体进行了加固处理，提高了安全系数。清水试验结果表明：

ＸＪＭ一￥２８型浮选机充气速率为０．９４ｍ３／（ｍ２ ｍｉｎ），充气均匀度为９２％，搅拌功率为４０．９ｋＷ，矿浆处理能力为９００～ｌ０００ｍ３／ｈ，达到了设计要求，并符合相关标准，满足了选煤厂大型化发

展的需要。文章还介绍了首台ＸＪＭ一￥２８型浮选机在霍州煤电集团吕梁山煤电公司洗煤厂的应用

情况。

关键词：浮选机；模拟放大；结构参数；动力参数；蜗轮丝杆升降机

中图书分类号：ＴＤ９４３

文献标识码：Ａ

浮选是煤泥分选的主要方法，浮选机是主要分边长为Ｌ＝３．９２６ｍ。选设备。随着选煤厂大型化发展，迫切需要大型浮１．２动力参数设计

选机。为此，煤炭科学研究总院唐山研究院在多年利用运动相似和动力相似准则，确定了ＸＪＭ一

从事浮选理论、工艺和设备研究基础上，采用模拟￥２８型浮选机的动力参数：

放大方法将ＸＪＭ一￥２０型浮选机放大到２８ｍ３，研，Ｕ２＝８．９０，

制成功了ＸＪＭ一￥２８型浮选机。文章介绍了该浮选｛ＮＱ．＝Ｑ。／（ＮＤ３）＝０．０７５，

（２）

机的研究设计及其在霍州煤电集团吕梁山煤电公司

‘Ｎ，＝ｐ／（ｐＵ３Ｄ５）＝１．６０。

洗煤厂的应用情况。

式中：￡，：为叶轮圆周线速度，ｍ／ｓ；Ⅳ为叶轮转速，ｒ／ｓ；

ｌ

ＸＪＭ一￥２８型浮选机设计方法

Ｐ为搅拌功率，ｋＷ；ｐ为矿浆的密度，１０’ｋｇ／ｍ３；Ｋ。为

采用模拟放大方法设计了ＸＪＭ一￥２８型浮选机

气流数，无因次；Ｑ。为充气量，ｍ３／ｓ；以为功率数，无的关键技术参数。因次；式中常数为ＸＪＭ—ｓ型浮选机的经验系数。

１．１结构参数设计

将结构参数值代人式（２），可得：Ｎ＝以／（们ｒＤ）

＝２．６９８ｒ／ｓ，或１６２ｒ／ｒｎｉｎ；Ｑ。＝０．０７５×ＮＤ’＝

利用几何相似准则，确定了ＸＪＭ一￥２８型浮选机的主要结构参数：

０．２３４ｍ’／ｓ；Ｐ＝１．６０×（ｐＮ３Ｄ５）＝４０．１ｋＷ。

计算得单位面积充气速率ｑ。＝４ｑ。／（１ｒＤ。２）×

ｒＤ／Ｄ。＝０．２３７，

｛日：０．６＋１．２Ｄ，

６０＝０．９１ｍ３／（ｍ２ ｒａｉｎ）。

（１）

【Ｖ：Ｈ．仃／４．Ｄ。：，

将以上关键参数计算结果汇总，如表１所示。

式中：Ｄ为叶轮直径，ｍ；Ｄ，为槽体当量圆面积直径，２关键部件的力学验算及强度处理

ｍ；Ⅳ为槽体深度，ｍ；Ｖ为槽体容积，ｍ３；式中常数则

２．Ｉ

搅拌机构轴的扭应力验算

为ＸＪＭ—Ｓ型浮选机的经验系数。

已知条件：轴的转速（即叶轮转速）Ｎ＝当浮选槽容积Ｖ＝２８ｍ３时，由方程组（１）可得

１６２ｒ／ｍｉｎ，轴传递功率（按可能的最大输入功率考

Ｄ＝１．０５０ｍ，Ｄ，＝４．４３０ｍ，Ｈ＝１．８６０ｍ。

虑，即电机功率）Ｐ＝５５ｋＷ。

浮选槽水平断面采用正方形结构，则槽体计算

轴的许用扭应力计算公式为：

３厣

收稿日期：２０１０—０３一０４

作者简介：刘万超（１９８２一），男，河北蠡县人，助理丁Ｉ程师。

ｄ≥Ａ√夤，

（３）

２００６年毕业干山东科技大学机械设计制造及其自动化专业，就职式中：ｐ为轴传递的额定功率，ｋｅｇ＇；Ａ为按扭转疲劳极限于煤炭科学研究总院唐山研究院．主要从事浮选技术与设备的研究１：作．Ｅ—ｍａｉｌ：ｆｌｏｔａｔｅｒ＠１６３．ｃｏｒｎ，联系电话：（０３１５）７７５９６４２。

定的系数，根据材质４５号钢，查表，得到Ａ最大为１１８。

第４期

袭ｌ

选煤技术２０１０年８月２５日

２８ｍ３大型浮选机关键技术参数

根据式（３）计算出所需轴的直径ｄ≥８２．３６ｒａｍ。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刮泡机构轴的扭应力验算

…

丝杠套筒上安装了限位开关，使行程实现了自动控

制。

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，提升稳定可靠，操作方便，既可电动也可手动。

已知：轴的转速Ｎ＝２４．４ｒ／ｒａｉｎ，轴传递功率

（四室刮板４５ｏ分布）Ｐ＝０．７５ｋＷ。

轴的许用扭应力计算公式为：

幻Ａ√斋。√丁豸，

０．７。

３几ｒ

３厂—１—一

（４）

式中：Ｐ为轴传递的额定功率，ｋＷ；Ａ为按扭转疲劳

极限定的系数，根据材质４５号钢，查表，得Ａ最大为１１８；秽为空心圆轴的内径ｄ。与外径ｄ之比，设为

根据式（４）计算出所需轴的直径ｄ≥４０．６４ｒａｍ。考虑到安全系数及其寿命，刮板轴型材选

图ｌ蜗轮丝杠升降机外形图

舭５

Ｘ

８钢管。

２．３槽体的强度处理

ＸＪＭ一￥２８型浮选机槽体钢板设计厚度为１０ｒａｍ，为了提高槽体的刚度，在槽体内侧增加了角钢、筋板等配件进行合理焊接，增大了槽体的强度和刚度，从而保证了浮选机在起吊及使用过程中不会发生变形。此外，槽体底部也增加了若干块筋板，以保证槽体底部的强度。

图２蜗杆蜗轮啮合

３蜗轮丝杠升降机在提升尾矿闸板方面的

应用

ｘＪＭ一￥２８型浮选机的尾矿闸板提升采用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

４产品检验与清水试验

样机试制后，委托国家选煤机械质量监督检验中心进行了产品检验和清水试验。检验方法符合国家标准ＭＴ／Ｔ３６８６．２一１９９９《煤用浮选机清水试验方法》及相关文件的规定。

ＸＪＭ一￥２８型浮选机质量检验与清水试验主要

数据如表２所示。

农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

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ｆｌ－ｄ，时处理能力为

７１４ｔ原煤的炼焦煤选煤厂，入选原煤以易浮选的木

工业应用

首台ＸＪＭ一￥２８型浮选机于２００９年５月在霍

瓜矿９’煤、难浮选的庞庞塔矿５’煤为主。该厂的

ＸＪＭ一￥２８型浮选机采用了五室“３＋２”阶梯布置，

２

第４期

选

煤

技术Ｎｏ．４

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