耐火材料机械设计基础知识考试题(doc 15页)
耐火材料机械设计
1、什么是物料的粒度？算术平均直径？几何平均直径？以及一堆颗粒尺寸大小的混合物料的平均直径？物料颗粒尺寸的大小称为粒度，通常用平均直径d平表示：l、b、h为三个相互垂直方向的尺寸
算术平均直径：
几何平均直径：
对于一堆颗粒尺寸大小不同的混合物料的平均直径可用下式计算其算术平均直径：
2、破碎作业和筛分组成联合作业，简述其工艺流程及其特点？（图1-1）
根据破碎物料的性质、粒度大小、要求的破碎比、产品粒度、生产规模以及使用的破碎机等，可能使用不同的破碎系统，通常将破碎和筛分组成联合作业，具体流程如图1-1。
a,b 为常用的两段一次闭路破碎筛分流程；c为a,b组合流程；d为三段一
次闭路破碎筛分流程，可使总产量有所增加，同时减少动力消耗、磨损
和粉尘的形成，一般用于物料中细粒含量较多的情况下。
3、通过简图说明颚式破碎机的工作原理？并比较简摆式和复摆式破碎机的优缺点？
颚式破碎机的工作原理：
其工作部分是两块颚板，一是固定颚板（定颚），垂直（或上端略外倾）固定在机体前壁上，另一是活动颚板（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔(工作腔)。
活动颚板对着固定颚板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近。分开时，物料进入破碎腔，成品从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板之间的物料受到挤压，弯折和劈裂作用而破碎。
?简单摆动式颚式破碎
机
图 2-1 鄂式破碎机的主要类型
(1)定鄂；(2)动鄂；(3)推力板；(4)连杆；(5)偏心轴；(6)悬挂轴
简摆颚式破碎机工作原理
动颚悬挂在心轴上，可作左右摆动，偏心轴旋转时，
连杆做上下往复运动。带动两块推力板也做往复运动，从
而推动动颚做左右往复运动，实现破碎和卸料。
此种破碎机采用曲柄双连杆机构，虽然动颚上受有很
大的破碎反力，而其偏心轴和连杆却受力不大，所以工业
上多制成大型机和中型机，用来破碎坚硬的物料。
此外，这种破碎机工作时，动颚上每点的运动轨迹
都是以心轴为中心的圆弧，圆弧半径等于该点至轴心的距
离，上端圆弧小，下端圆弧大，破碎效率较低，其破碎比i
一般为3-6。由于运动轨迹简单，故称简单摆动颚式破碎机。
简摆颚式破碎机结构紧凑简单，偏心轴等传动件受力较
小；由于动颚垂直位移较小，加工时物料较少有过度破碎的现
象，动颚颚板的磨损较小。
复摆颚式破碎机工作原理
动颚上端直接悬挂在偏心轴上，作为曲柄连杆机构的连
杆，由偏心轴的偏心直接驱动，动颚的下端铰连着推力板支撑
到机架的后壁上。当偏心轴旋转时，动颚上各点的运动轨
迹是由悬挂点的圆周线(半径等于偏心距)，逐渐向下变成椭
圆形，越向下部，椭圆形越偏，直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧线。由于这种机械中动颚上各点的运动轨迹比较复杂，故称为复杂摆动式颚式破碎机。
复摆式颚式破碎机与简摆式相比较，其优点是：质量较轻，构件较少，结构更紧凑，破碎腔内充满程度较好，所装物料块受到均匀破碎，加以动颚下端强制性推出成品卸料，故生产率较高，比同规格的简摆颚式破碎机的生产率高出
20-30%；物料块在动颚下部有较大的上下翻滚运动，容易
呈立方体的形状卸出，减少了像简摆式产品中那样的片状
成分，产品质量较好。
4、通过图3-1说明圆锥破碎机的工作原理？
圆锥破碎机的工作原理
可动圆锥5与不动锥体4之间的工作面来进行碎矿的。
动锥体支承在球面轴承上，并固定在一个悬挂竖轴上，竖
轴置于偏心套筒8内，而偏心套筒又置于止推轴承上。偏
心套筒和破碎机中垂线交于O点，其夹角约为2°左右。
图3-1 圆锥破碎机破碎原理
圆锥破碎机是中碎与细碎坚硬物料的一种典型破碎设备，它与旋回破碎机相似，使物料在破碎锥与固定锥之间受到挤压、冲击、弯曲而粉碎，圆锥破碎机的破碎过程见图。
物料的破碎过程示意图
圆锥破碎机的工作原理
圆锥破碎机由电动机通过联轴器带动传动轴上的小锥齿轮传动。小锥齿轮通过大锥齿输带动偏心套在机架中心套筒内的大衬套内转动。偏心轴套有一个与其转动中心线偏2°左右的锥形孔，孔内装一锥形套，动锥主轴即插入锥形套内，动锥下部由青铜碗形轴瓦支承，当偏心套旋转时，主轴在空间画出一个圆锥面，使动锥绕固定点（机架中心与主轴中心交点）作旋摆运动，对于定锥上某一点而言，动锥时而靠近，时而远离。物料从给料部送入动锥上部的分配盘，由于分配盘随主轴转动而摇摆，物料均匀地给入环形破碎腔内，受到动锥的压缩与冲击而破碎。
圆锥破碎机动锥的锥角较大，因而物料由上往下运动时互相散开，运动阻力较小，减少堵塞，且破碎面积增大，单位面积受力较小，高锰钢衬板的寿命也延长。
上部机架的支承套，通过沿圆周布置的若干组弹簧压紧在下部机架上。在正常工作时产生足够的压力以平衡动锥靠近时产生的冲击力，同时又构成机器的保险装置。当非破碎物进入破碎腔时，由于破碎力急增，弹簧可以退让，使支承套与调整套的一侧向上抬起，从而增大了定锥衬板与动锥衬板间的距离（即排料口宽度），使非破碎物从排料口排出。
当异物排出后，借助于弹簧的压力，支承套与调整套又回到原来的位置。弹簧力的调整必须适当，如压力过小，破碎机不能正常工作，支承套和调整套出现频繁跳动，导致机件磨损和破坏，产品粒度变粗，生产量下降。当压力过大时，机件受力增加，为了防止断轴事故，必须增大机件尺寸和提高材料等级，因此会增加机器质量和造价。
5、通过图3-12计算圆锥破碎机动锥的转速？
动锥转数
动锥的转速即偏心衬套的转速，与旋回破碎机不同，因为这类破碎机用于物料的中细碎，为了保证产品粒度的均匀性，使卸出料块的尺寸都小于出料口宽度，工作时应该使每块物料在平行带上起码能够受到一次破碎作用，亦即物料经过平行带的时间应不少于动锥偏转一次所需时间。
由于内锥母线的倾斜角较小，接近出料口处，定、动锥之间又有一平行带，所以料块卸下时，是沿着动锥斜面滑下。因此不免要受到动锥斜面摩擦阻力以及动锥偏转和自转的离心惯性力的影响。因离心惯性力较小，可以忽略不计。由于摩擦阻力的作用，物料沿动锥斜面滑下时的加速度α必定小于重力加速度g。
物料沿动锥表面下滑可看做物料在斜面上的运动。
使物料块能沿动锥面下滑的力为：
图3-12 物
料在动
平行带长度为L，物料块经过斜面L的时间为t1，必须少于动锥回转一周的时间t2。
动锥的转速为：
中细碎圆锥破碎机可按经验公式来计算动锥转速：
6、颚式破碎机的产品粒度曲线是如何绘制出来的？具体分析颚式破碎机的产品特点？
破碎比和破碎产品粒度
为了能有效咬住物料并加以破碎，最大给料粒度应比进料口宽度小15~25%；复摆式：0.85B；简摆式0.75B
在工作时颚板上产生巨大的弯曲应力，因此不能做的过长，其破碎比不会很大。
破碎比的大小和给料块的尺寸有很大关系，给料中大块所占的比重高，破碎比可以达到极大值。
图2-9 破碎产品粒度特性曲线
1 难碎性物料，
2 中等难碎，
3 易碎性物料
破碎产品粒度特性曲线表明破碎后物料的粒度，取决于被破碎物料的性质，尤其是它的硬度。
可比较破碎机的效果；可比较物料破碎难易度；检查破碎机的工作状况；调整排料口；
图2-9，产品大于排料口宽度的含量14%、27%、38%；其中破碎产品中最大粒度分别为排料口的1.4、1.62和1.75倍；因此必须考虑破碎产品中大于排料口宽度的颗粒对下段破碎机的给料粒度的影响。
7、说明几种球磨机筒体转速对研磨体运动状态的影响？并研磨体运动的基本方程？图5-8
1）泻落式运动状态
当筒体转速低时，粉磨介质顺筒体旋转方向转一定角度，当粉磨介质超过自然休止角后，则像雪崩似地泻落下来，这样不断地反复循环。粉磨介质被提升的高度不高，只有滚动和滑动，冲击作用小，这时物料主要是由于介质互相滑滚运动产生的磨削作用而粉碎。
2）抛落式运动状态
当筒体转速适宜时，用于离心力作用的影响，粉磨介质贴附在筒体内壁上，与筒体做圆弧上升运动，并被带到适宜的高度，然后像抛射体一样降落，粉磨介质呈瀑布状态，以最大冲击力将物料击碎。同时，在筒体回转的过程中，粉磨介质的滚动和滑动，也对物料起到磨削作用。
3）离心式运动状态
当筒体转速过高时，由于离心力作用的影响，粉磨介质帖附在筒体内壁上与筒体一起回转，这时，介质既不抛落，介质之间也无相对运动，对物料不起任何粉磨作用。
2. 研磨体运动的基本方程式
1）钢球的直径与筒体直径只比可以略去不计，把球视为质点，则球的回转半径可用筒体半
径表示；
2）钢球与筒体及钢球与钢球之间不相对滑动；
3）钢球的每次提升与抛落都按一定路线运行，即球随筒体按同心圆弧上升，之后按抛物线
下落，且各层球之间不相互交错；
4）不计物料对球运动的影响。
8、简述笼式球磨机的工作原理？图6-2
笼式粉碎机是利用回转的钢棒对物料的撞击作用而将其粉碎。物料由装料斗2进入两个彼此相对旋转笼子的中心，物料首先落到最里圈的钢棒上，接着在切线方向的打击力和重力作用下，物料被抛到下一圈相反方向回转的钢棒上继续被它们击碎，如此物料受到反复多次猛烈打击，直至物料通过所有各圈的钢棒为止，被粉碎的物料落到笼外机壳的底部卸出。
图6-2 笼式粉碎
9、简图说明单轴惯性振动筛和自定中心振动筛的工作原理？图7-10和7-14
惯性振动筛：
筛箱1上固定筛网2，筛箱安装在支承弹簧8上，滚动轴承7固装在筛箱上，振动器偏心轴5的两端分别装有完全相同的偏重轮3，通过调节偏心重块6在偏重轮径向的不同位置，来改变离心惯性力的大小，从而达到调整筛子振幅的目的。在偏心轴的一段装有皮带轮4。由电动机通过皮带轮带动振动器回转，所产生的惯性力迫使筛子振动。筛面上各点的运动轨迹是圆形或椭圆形。
当筛子工作时，由于振动器的偏心重块旋转所产生的离心惯性力激起筛子振动。筛子物料受到筛面向上运动的作用力而被抛起，前进一段距离后，又落到筛面，周而复始，完成筛分作业。
自定中心振动筛
主要由筛箱、筛网、振动器及弹簧拉杆等组成，筛箱2用四根带弹簧的拉杆悬挂在支架上，弹簧用来支持筛箱，同时通过它还可以减轻由于筛子的振动传给厂房的动力。筛面25o，筛箱上装有筛网1和振动器3。
的倾角15
~
振荡器的偏心轴5是通过滚动轴承座装配在筛箱上，偏心轴的两端分别装有带配重块7的配重圆盘1和皮带轮6，配重块的个数是可调的，同时将偏心轴制成偏心重。当偏心轴旋转时，这些偏心重产生旋转的偏心力，其合力是使筛箱产生振动的激振力。
自定中心振动筛振动器的主轴中心与轴承中心在同一直线上，但主轴中心与皮带轮中心
是不同心的。而惯性振动筛的主轴中心与皮带轮中心是同心安装的，这就是自定中心振动筛
与惯性振动筛的主要区别。
自定中心振动筛能克服惯性振动筛所存在的问题，即改善了三角带和电动机的工作条件，
因而可以适当增大筛子的振幅。
优点：结构简单，操作调整方便，振幅较大，筛面振动强烈，筛孔不易堵塞，筛分效率
图7-14 自定中心振动筛工高；
缺点：振幅随给料量有明显变化，筛分效率不稳定；顶开机时共振状态振幅大，对建筑物
有影响。
10、湿碾机和碾盘的转速为什么要给一定的限制？并计
算适宜的转速？
主要参数
(1)碾盘的转速：工作时应保证物料不致因碾盘的转速过高所产生的离心力被甩出盘
外；当物料随碾盘旋转时，物料在径向受两个力作用，一为离心力把物料帅向盘缘
或盘外；另一为物料和碾盘的摩擦力，阻止物料向外移动。
(2)湿碾机的生产能力：每批物料的最大允许加入量、每批物料的混合周期（加料、混
料、卸料机配合时间）、设备的有效作业率、与制品的品种及工艺要求、设备的规格
及自动化程度、管理及维修水平等不同因素有关。
(3)湿碾机需要的功率：主要用来克服碾轮滚动时的摩擦、碾轮滑动时的摩擦、传
动装置、轴承的摩擦等。
11、简述并绘制简图描述带式输送机的类型及布置特点？
一、带式输送机的类型及布置
带式输送机是一种连续输送机械，它用一根环绕于前、后两个滚筒上的输送带作为牵引及承载构件，驱动滚筒依靠摩擦力驱动输送带运动，并带动物料一起运行，从而实现输送物料的目的。
可用于输送粒状、块状等散料，也可输送砖坯、砖、袋装物料等成件物品。
优点：输送能力高、结构简单、工作可靠、维护方便、动力消耗小、能长距离输送。
缺点：占地面积大、不易密封、爬升角度受到一定限制。
主要发展方向：长距离、大输送量、高倾角、高速度。
带式输送机的构造
带式输送机构造示意图
1—胶带；2—上托辊；3—缓冲辊托；4—料斗；5—导料栏板；6—改向滚筒；7—螺旋拉紧装置；8—尾架；9—空段清扫器；10—下托辊；11—中间架；12—弹簧清扫器；13—头架；14—传动滚筒；15—卸料装置
由驱动滚筒和改向滚筒以及紧套其上的闭合输送带组成，输送带靠驱动滚筒与输送带间的摩擦力拖动。
带式输送机的基本布置形式
（a）水平输送机；（b）倾斜输送机；（c）水平-倾斜输送机；（d）倾斜-水平输送机；（e）水平-倾斜-水平输
送机
规格是以料斗的宽度（mm）表示。目前国产的胶带斗式提升机的规格有D160、D250、D350、D450等四种；环链斗式提升机的规格有HL300、HL400两种；板链斗式提升机的规格有PL250、PL350、PL450等三种。大型斗式提升机宽已达1200mm，输送量达1000t/h，最大提升高度达80m。
类型：
按安装形式分为垂直式和倾斜式。
按卸载特性分为离心式、离心－重力式、重力式。
按装载特性分为掏取式和流入式。掏取式主要用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的散状物料，运行速度为0.8～2m/s。流入式主要用于输送大块和磨琢性大的物料，其料斗的布置很密，运行速度1m/s。
按料斗形式分为深斗式、浅斗式、鳞式料斗。
按牵引构件分为带式、环链式和板链式。
按工作特性分为重型、中型和轻型。
12、简述斗式提升机的装载和卸料的类型？并绘制简图斗式提升机的特点：
优点：结构简单，在平面内占地面积小，输送能力大，输送高度较高（一般为12～32m，最高可达80m），密封性能较好，扬尘少，管理方便，操作维护简单等。
缺点：过载敏感性大，必须均匀地供给物料，斗和链易损坏。
装载方法:（a）掏取式；（b）流入式
气力输送装置是借助气体介质使散状物料悬浮在气流中进行输送的设备。
一、气力输送装置的应用特点
优点：结构简单，工艺布置灵活，输送距离大，密封性好，适应性广，自动化程度高，生产率高。
缺点：动力消耗大，磨损严重，不宜输送湿物料，系统噪音大。
13、简述气力输送机的主要类型及工作原理？图9-19和9-19
吸送式：用风机吸入口的负压，将物料吸入管道的输送方式
压送式：用风机输出的高压气流，将喂入的物料吹送的输送方式
混合式：吸送和压送组合的输送方式
图9-18 抽
吸式气力输送机
图
9-19 压送式气
力输送装置系统
图9-20 混合式气力输送系统
14、简述摩擦压砖机的工作原理？图10-1
摩擦压砖机结构简单，成本低，易于操作，工作可靠，便于维修，压制出的砖坯质量较好。
摩擦压砖机 (frietion Press)采用摩擦传动，以冲击加压方式压制砖坯的成型设备。操作系统一般由一套杠杆机构组成，操纵方式有手动和气动两种。
工作原理：丝杠4由摩擦传动装置驱动，在横轴2上装有两个垂直圆轮1，叫做摩擦轮，两个摩擦轮的转速相等，转向相同。两个摩擦轮之间有个水平飞轮3，安装在丝杠4的上端。两个摩擦轮由一杠杆系统操纵可以随横轴一起左右移动。只能使一个摩擦轮靠紧飞轮或两个摩擦轮均与飞轮保持一定的间隙。在后一种情况
下，摩擦轮与横轴一起旋转时，飞轮并不转动。
如将左摩擦轮压紧飞轮时，当横轴带动摩擦轮回转时，由于摩擦作用带动飞轮朝一个方向转动；如将右摩擦轮压紧飞轮时，飞轮将向另一个方向转动。
丝杠下端装有滑块和冲头，当冲头向上移动时，可进行加料或出砖等工作；当冲头向下移动时则可完成压砖工作。
15、简述旋风除尘器的工作原
理并绘制简图？图13-1
利用旋转气流中产生的离心
力将粉尘从空气中分离出来
的干式净化设备叫做旋风除
尘器。
特点：结构简单、容易制造、
造价及运行费用较低；对于10um以上的较粗颗粒粉尘，净化效率很高；对于5~10um以下的细颗粒粉尘净化效率较低。
主要用于粗颗粒粉尘的除尘，或者用于多级净化时的初级处理。
旋风除尘器的工作原理
如图所示:旋风式除尘器由筒体1、锥体2，进气管3、排气管4和排灰口5等组成。
当含尘气体由切向进气口进入旋风除尘器时，气流由直线运动变为圆周运动，旋转气流的绝大部分沿除尘器内壁呈螺旋形向下、朝向锥体流动，通常称此为外旋气。
含尘气体在旋转过程中产生离心力，将相对密度大于气体的粉尘粒子甩向除尘器壁面。粉尘粒子一旦与除尘器壁面接触，便失去径向惯性力而靠向下的动量和重力沿壁面下落，进入排灰管。旋转下降的外旋气流到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。根据旋矩不变原理，其切向速度不断提高，粉尘粒子所受离心力也不断加强。
当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从除尘器中部由下反转向上，继续做螺旋形运动，构成内旋气流。最后净化气体经排气管排出，小部分未被捕集的粉尘粒子也随之排出。
自进气管流入的另一小部分气体则向除尘器顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动。当到达排气管下端时，即反转向上、随上升的内旋气流一同从排气管排出。分散在这一部分气流中的粉尘粒子也随同被带走。