從發(fā)電用木粉的生產(chǎn)工藝流程可知，發(fā)電用木粉的生產(chǎn)關(guān)鍵是在離心粉碎。發(fā)電用木粉的原料制備是由削片機(jī)完成的，粉碎是由發(fā)電用裂解粉碎機(jī)完成的。在木粉銑削過程中，木粉需要自由運(yùn)動，主運(yùn)動為刀具的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以及氣動進(jìn)給運(yùn)動。發(fā)電用木粉裂解設(shè)備為適應(yīng)發(fā)電用木粉生產(chǎn)需求，必須能夠加工不同粒度的木粉，并且粒度范圍在200～300目。結(jié)合各種木材細(xì)胞和木纖維的結(jié)構(gòu)，突破國內(nèi)外各種目數(shù)木粉加工工藝和方法，利用銑刀高速旋轉(zhuǎn)的過程中由于雷諾效應(yīng)產(chǎn)生的動壓高壓和靜壓形成的高壓疊加，形成高速切削離心粉碎需要的高壓，依靠特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的楔形結(jié)構(gòu)形成的高壓動壓效應(yīng)，依靠沖擊動能把鋸末或碎纖維木粉沖擊切削成符合發(fā)電用粒度要求的木粉。確定了該機(jī)床采用橫軸式，銑刀為組合銑刀。進(jìn)行了粉碎機(jī)各部件設(shè)計，包括主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計、組合刀具部件設(shè)計、篩網(wǎng)部件設(shè)計和木粉收集裝置設(shè)計等。
2、發(fā)電用木粉粉碎機(jī)主軸部件設(shè)計
粉碎機(jī)主軸部件是發(fā)電用木粉裂解粉碎機(jī)中最重要的部件，在主軸上安裝動刀（鋸片或銑刀），利用高速旋轉(zhuǎn)下的動刀和安裝在殼體內(nèi)的靜刀之間由于雷諾效應(yīng)產(chǎn)生的動壓高壓和靜壓形成的高壓疊加，實(shí)現(xiàn)對鋸末或碎纖維的雙重剪切作用，在超高速氣流的沖擊作用下，依靠特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的楔形結(jié)構(gòu)形成的高壓動壓效應(yīng)，依靠沖擊動能把鋸末或碎纖維木粉沖擊切削成符合發(fā)電用粒度要求的木粉。由于主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到3 840r/min．主軸長約400mm，在發(fā)電用木粉加工過程中為了減小帶傳動對主軸部件的沖擊和振動，采用兩個軸承座進(jìn)行支撐，并在兩個軸承座間配置飛輪，主軸部件結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。
3、超高速發(fā)電用木粉粉碎機(jī)主軸密封結(jié)構(gòu)設(shè)計
超高速主軸的密封有多種形式，如采用油液潤滑，則傳統(tǒng)的接觸式和非接觸式密封方式都有一定程度的滲漏，密封效果不好。低泄漏、超高速的密封研究和工程應(yīng)用研究成果較少。具有與主軸連接的動環(huán)和與殼體連接的靜環(huán)，以接觸式密封實(shí)現(xiàn)靜密封和低速密封。主軸與靜環(huán)、軸承端蓋間采用螺旋密封實(shí)現(xiàn)高速、超高速密封。設(shè)計了具有動靜密封結(jié)構(gòu)的主軸密封裝置，如圖5所示。
在圖5中，靜環(huán)t固定在軸承端蓋上，并與密封環(huán)2在兩者之間實(shí)現(xiàn)靜密封。緊固環(huán)9通過螺釘固定在主軸13上，通過銷10使動環(huán)3與緊固環(huán)9連動，彈簧套11在銷10上向左推動動環(huán)3使其與靜環(huán)1緊密接觸，實(shí)現(xiàn)動環(huán)3、靜環(huán)1間的接觸式密封。動環(huán)3通過密封環(huán)2與主軸形成靜密封。重物4通過連桿鉸接于動環(huán)3和緊固環(huán)9上。靜置時，完全由動環(huán)3與靜環(huán)1間接觸式密封進(jìn)行密封，螺旋密封15不發(fā)揮作用。在啟動時，主軸13轉(zhuǎn)速逐漸上升，重物4所受離心力增大，通過連桿、鉸鏈?zhǔn)┯趧迎h(huán)3向右的力亦隨之增大，動環(huán)3與靜環(huán)1之間的相互作用力逐漸減小，接觸式密封的密封效果逐漸減弱，直至主軸14轉(zhuǎn)速達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，動環(huán)3與靜環(huán)l完全脫離，接觸式密封階段結(jié)束。螺旋密封14隨主軸13轉(zhuǎn)速的上升，密封能力增強(qiáng)。低速范圍內(nèi)由螺旋密封14和動環(huán)3與靜環(huán)l間的接觸式密封共同實(shí)現(xiàn)主軸13的密封，隨主軸13轉(zhuǎn)速升高螺旋密封14逐漸取代動環(huán)3與靜環(huán)l間接觸式密封的主導(dǎo)地位，直到動環(huán)3、靜環(huán)l完全脫離，完全由螺旋密封14進(jìn)行密封。停車時，密封過程與啟動時相反。軸承端蓋5側(cè)的密封為迷宮密封，密封環(huán)6通過螺釘固定在主軸13上，通過密封環(huán)7實(shí)現(xiàn)與主軸14間的靜密封，密封環(huán)6與軸承端蓋5形成迷宮密封。可以通過調(diào)節(jié)彈簧彈力以調(diào)節(jié)動環(huán)3與靜環(huán)l間的相互作用力，使得接觸式密封與非接觸式密封更加有機(jī)的結(jié)合在一起，從而在主軸14超高速轉(zhuǎn)動的條件下實(shí)現(xiàn)低摩擦因數(shù)、低泄漏量、低功耗密封。
4、結(jié)論
分析和研究了國內(nèi)外高速主軸的密封技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計了一種能用于發(fā)電用木粉粉碎機(jī)高速主軸的具有動靜密封結(jié)構(gòu)的組合螺旋密封結(jié)構(gòu)，該密封采用靜密封和動密封、接觸密封和非接觸密封有機(jī)結(jié)合的方法，具有與主軸連接的動環(huán)和與殼體連接的靜環(huán)，以接觸式密封實(shí)現(xiàn)靜密封和低速密封，主軸與青銅靜置套筒間的螺旋密封實(shí)現(xiàn)超高速密封，較好地實(shí)現(xiàn)了使泄漏量降到最低，又能有效地阻止木粉顆粒的進(jìn)入，確保了軸承的使用壽命，延長了整機(jī)的檢修時間。
