王佳庆，雷立猛

（1.广州大学机电学院，广东广州 510006；2.广东派勒智能纳米科技股份有限公司，广东广州 511495）

0 引言

近年来，随着我国材料科学的飞速发展，各行业对精细材料需求日益增加。砂磨机是精细材料制备的关键设备之一。砂磨机属于湿法超细研磨设备，是从球磨机发展而来，是物料适应性广、效率高的研磨设备，广泛应用于冶金、矿业、非金属矿物材料、化工、陶瓷和新材料领域[1]。砂磨机主要分为立式砂磨机和卧式砂磨机两种。卧式砂磨机由机座、主轴部件、研磨装置、冷却装置、控制系统、辅助装置等组成[2]。本文以目前在湿法研磨技术中应用广泛的卧式砂磨机为研究对象，通过对卧式砂磨机机座进行改进设计，采取整体机座以增加刚性，主轴部件的实心主轴改进为空心主轴，以改善冷却效果。

1 卧式砂磨机工作原理简述

卧式砂磨机是具有水平筒体的可连续生产的超微粒研磨分散机械。其工作原理是：预先进行分散润湿处理的固-液相混合物料经计量泵，从卧式砂磨机上部进料管输入筒体内，电动机带动主轴上的分散器旋转产生动能，物料和筒体内的研磨介质一起被高速旋转的分散器搅动，从而使物料中的固体微粒和研磨介质相互间产生强烈的碰撞、摩擦、剪切作用，介质间的物料粒子受力变形并产生应力场。当应力达到颗粒的屈服或断裂极限时，便产生塑性变形或破碎。未被粉碎的颗粒受离心力作用被甩向砂磨机筒壁，此区研磨介质密度最大，从而强化了粉碎作用，粉碎后的微小颗粒经分离器与研磨介质分离后，从出料管流出[3]。卧式砂磨机结构简图如图1所示[4-5]。

图1 卧式砂磨机结构简图

图2 25升卧式砂磨机优化前结构组成

2 卧式砂磨机结构优化

卧式砂磨机主要组成部分是机座、主轴部件、研磨装置、冷却装置、控制系统、辅助装置等。随着卧式砂磨机应用范围日益广泛，人们对砂磨机的研究越来越深入。但现在大多数研究主要集中在卧式砂磨机的研磨原理、研磨盘的结构参数以及工艺参数等，而很少对机座、主轴部件进行研究。本文以目前应用广泛的25升卧式砂磨机为研究对象，对其机座、主轴部件等结构进行优化改进分析。

2.1 机座部件优化改进

一般而言，砂磨类的工况环境较为恶劣，振动很大，不仅对零部件的损耗较大，直接影响到机器本身的使用寿命，而且振动作用通过机器本身的刚性结构传递给操作者，导致操作者易产生疲劳感，在一定程度上造成职业病的发生，可能对操作者人身造成一定伤害。

优化前，轴承座安装于机架上，轴承座与机架用螺钉固定连接在一起，刚性较差；电机轴与主轴的平行度需安装时人工保证。电机置于机架内部，皮带的松紧程度通过电机板处的螺栓螺母机构来调节，操作比较困难。

优化后，轴承座与机架合为一体，整体铸造、加工，整机刚性大大改善；电机安装孔与主轴组件安装孔在同一设备上一次加工成形，有效保证了电机轴与主轴的平行度。电机置于机座上部，皮带的松紧程度通过涨紧轮来调节，操作简易方便。

2.2 主轴部件优化改进

图3 25升卧式砂磨机优化后结构组成

在研磨过程中研磨筒体内由于摩擦会产生很高的热量，随着温度升高物料会产生凝结的现象，对设备的正常运转和产品的质量产生很大的影响。砂磨机内筒体产生的温度通常用冷却循环水进行冷却，因转子周围流体的层流运动，在转子周围形成“热斑”，“热斑”温度过高将对热敏性浆料的质量造成不良影响。

优化后，将主轴由实心轴改成中空轴，通过对主轴强度和刚度计算，内径设为28 mm，在主轴中心装入一根水管，使冷却循环水从水管外侧与主轴形成的空腔中流进，冷却主轴及与其接触的物料，降低了主轴周边的温度，带走主轴、转子以及密封件产生的热量，改善了整个系统的性能。

对25升卧式砂磨机机座、主轴部件等结构优化前、优化后结构组成具体见图2和图3。

3 结语

通过优化前、优化后两种结构组成对比分析，可以得出结论：对传统卧式砂磨机机座、主轴部件结构优化，能够有效地提升卧式砂磨机的使用性能，确保砂磨效果，并能在一定程度简化操作。其中，对机座部件结构优化，可以增强整机刚性，延长整机使用寿命，降低操作难度，减少对操作者的职业伤害；对主轴部件进行优化设计可以较好地克服砂磨过程中的“热斑”效应，改善研磨过程中的冷却效果，确保研磨浆料特别是热敏浆料的质量，有效提升经济效益。

参考文献：

［1］喻晖，赵金.LME1000K卧式砂磨机在钛白生产中的应用［J］.上海涂料，2011（9）：15-18.

［2］张平亮.新型超微砂磨机的结构原理及其应用［J］.中国粉体工业，2013（4）：15-18.

［3］马畅，马丽心，姜荔，等.卧式砂磨机关键部件结构优化设计［J］.哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2016（5）：513-515.

［4］程广振，方明辉，位世阳，等.卧式砂磨机结构优化研究［J］.涂料工业，2015（7）：72-74.

［5］赵选恒.卧式搅拌磨机结构参数对其性能影响的研究［D］.昆明：昆明理工大学，2013.

［6］张国旺.超细粉碎设备及其应用［M］.北京：冶金工业出版社，2007.

(编辑：阮 毅)

金明精机“风电、航空专用宽幅多层膜吹塑成套装备研发及产业化”项目通过科技成果鉴定

2018年2月3日，广东省机械工程学会在广州市组织并主持召开了由广东金明精机股份有限公司完成的“风电、航空专用宽幅多层膜吹塑成套装备研发及产业化”科技成果鉴定会。

广东省机械工程学会常务副理事长兼秘书长刘奕华出席鉴定会并做会议总结，副秘书长邵明主持会议。

广东金明精机股份有限公司是一家集研发、设计、生产和销售于一体的薄膜装备供应商，产品涵盖薄膜吹塑机组、薄膜流延机组和薄膜拉伸机组。金明已经为全球40多个国家和地区的用户提供数千台套专业的设备和服务，成为全球生产规模最大的薄膜装备生产企业之一。

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申请科技成果鉴定的项目，创新研发了高密集分散混合PA专用螺杆、五层共挤外锥面叠加模头、四风口出风逆流风环、挤出系统旋转机构、在线C型折边、双工位自动转塔式收卷机等装置，实现了风电、航空专用宽幅多层膜高效智能化生产。

项目的关键技术申请PCT专利1件、发明专利4件、实用新型专利4件，已获得授权发明专利1件、实用新型专利4件，具有明显的创新性和先进性。项目产品经用户使用，反映良好，取得了显著的经济效益和社会效益。

鉴定委员会一致认为，该项目总体技术达到国际先进水平，同意通过科技成果鉴定。