淺談球磨機(jī)冷卻筒體的設(shè)計(jì)(doc 8頁).doc

1、附件3：畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告題 目 球磨機(jī)冷卻筒體的設(shè)計(jì) 系（中心）機(jī)電工程系 年 級 2006機(jī)械二班 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名 學(xué) 號 200604105234 指導(dǎo)教師 教務(wù)處制表年 月 日一、文獻(xiàn)綜述（一）課題來源、項(xiàng)目名稱及論文題目課題來源： 自選課題項(xiàng)目名稱：球磨機(jī)冷卻筒體的設(shè)計(jì)論文題目：球磨機(jī)冷卻筒體的設(shè)計(jì)選題依據(jù)：目前，在橡膠工業(yè)中，橡膠都是在固體狀態(tài)下進(jìn)行混煉的。但是，眾所周知，橡膠最初從橡膠樹上采集下來是液體的，即以膠乳形式存在。但是把膠乳變成固體橡膠的過程過度打斷橡膠分子鏈，從而大大降低了橡膠的物理機(jī)械性能。為了使橡膠保持良好的物理機(jī)械性能，我們考慮對膠

2、乳直接進(jìn)行混煉，而在膠乳的混煉的過程中，炭黑的加入最為困難，即對膠乳進(jìn)行直接補(bǔ)強(qiáng)是對膠乳進(jìn)行混煉的最棘手的問題。對混煉膠的質(zhì)量要求主要有兩個(gè)方面，一是膠料應(yīng)具有良好的工藝加工性能，二是膠料能保證成品具有良好的使用性能。故混煉操作必須做到使配合劑均勻混合并分散到生膠中去，并達(dá)到一定的分散度；同時(shí)，膠料的可塑度要適當(dāng)，適合后續(xù)工藝的加工。補(bǔ)強(qiáng)劑與生膠在相界面上應(yīng)產(chǎn)生一定的結(jié)合作用，生成結(jié)合橡膠；另外還應(yīng)力求混煉速度快，生產(chǎn)效率高，能耗低。本課題研究的目的及意義：1本課題研究的目的充分了解天然膠乳的組成結(jié)構(gòu)及其物理化學(xué)性能，研究增大炭黑與橡膠分子直接接觸面積，保證填料粒子在膠乳中的高分散性，提高炭黑

3、分散體的質(zhì)量，改善填料在膠乳中的直接補(bǔ)強(qiáng)效果；研究高壓均漿泵的工作原理、結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計(jì)參數(shù)，了解空化效應(yīng)的原理，在此基礎(chǔ)上，研究設(shè)計(jì)膠乳炭黑附聚機(jī)，研制膠乳炭黑附聚機(jī)，實(shí)現(xiàn)膠乳和炭黑的共附聚，實(shí)現(xiàn)膠乳的炭黑補(bǔ)強(qiáng)，進(jìn)而優(yōu)化膠乳炭黑補(bǔ)強(qiáng)的效果。2本課題研究的意義根據(jù)膠乳的結(jié)構(gòu)組成和性能，研究如何對膠乳進(jìn)行炭黑補(bǔ)強(qiáng)，改善填料在膠乳中的直接補(bǔ)強(qiáng)效果，為膠乳炭黑補(bǔ)強(qiáng)奠定理論基礎(chǔ)。通過對高壓勻漿泵的研究，設(shè)計(jì)出共附聚實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)膠乳炭黑的直接接觸，提出一種新的橡膠混煉方法，為膠乳的炭黑補(bǔ)強(qiáng)投入生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。通過對高壓勻漿泵和膠乳炭黑附聚機(jī)的研究，進(jìn)一步探討實(shí)驗(yàn)裝置中各方面對膠乳炭黑共附聚效果的影響，建立

4、相關(guān)數(shù)學(xué)模型，為改善膠乳補(bǔ)強(qiáng)效果和實(shí)現(xiàn)膠乳直接補(bǔ)強(qiáng)等方面提供理論上的依據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（二）與本課題相關(guān)研究領(lǐng)域的歷史、現(xiàn)狀和前沿發(fā)展情況分析球磨機(jī)其實(shí)是屬于粉碎機(jī)械的一種，根據(jù)入料粒度的大小將粉碎機(jī)械分為破碎機(jī)械和粉磨機(jī)械。球磨機(jī)正是屬于粉碎機(jī)械中的粉磨機(jī)械中的一種。關(guān)于粉碎機(jī)械的發(fā)展其實(shí)已經(jīng)有很長的一段歷史了，但是對于球磨機(jī)等粉磨機(jī)械的出現(xiàn)和發(fā)展還是從19世紀(jì)才開始的。19世紀(jì)初期出現(xiàn)了用途廣泛的球磨機(jī);1870年在球磨機(jī)的基礎(chǔ)上，發(fā)展出排料粒度均勻的棒磨機(jī);1908年又創(chuàng)制出不用研磨介質(zhì)的自磨機(jī)。二十世紀(jì)3050年代，美國和德國相繼研制出輥碗磨煤機(jī)、輥盤磨煤機(jī)等立軸式中速磨煤機(jī)。球磨機(jī)對于

5、大家來說不是一個(gè)陌生的產(chǎn)品，球磨機(jī)在中國已經(jīng)快有百余年的歷史了，這樣長的歷史促進(jìn)了球磨機(jī)不斷的更新和改進(jìn)。隨著球磨機(jī)產(chǎn)品市場競爭的日益激烈，更加劇了各企業(yè)對產(chǎn)品技術(shù)水平的提升，隨著市場的成熟和完善，必將為球磨機(jī)買家?guī)ゲ簧俚膶?shí)惠。 球磨機(jī)是物料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備。被廣泛應(yīng)用于水泥，硅酸鹽制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色與有色金屬選礦以及玻璃陶瓷等生產(chǎn)行業(yè)，對各種礦石和其它可磨性物料進(jìn)行干式或濕式粉磨。 球磨機(jī)產(chǎn)品種類多樣，因使用范圍、精度要求等參數(shù)不同，球磨機(jī)的價(jià)格也從幾千元到數(shù)萬元不等。隨著國家對節(jié)能環(huán)保要求的不斷深入，各企業(yè)都摩拳擦掌，積極開發(fā)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。希望做球磨

6、機(jī)的企業(yè)加快球磨機(jī)的研發(fā)道路，對于目前形勢來說，國內(nèi)生產(chǎn)大型磨機(jī)的技術(shù)尚不成熟。 主要參考文獻(xiàn)（資料）：1毛謙德,李振清.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.2濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京：電子工業(yè)出版社,2006.3孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，2006.4劉鴻文.材料力學(xué)M.北京：高等教育出版社,2003.5呂廣庶,張遠(yuǎn)明.工程材料及成形技術(shù)M.北京：高等教育出版社,2001.6韓進(jìn)宏.互換性與技術(shù)測量M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007.7隋明陽.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008.8朱孝錄.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊M.北京：電子工業(yè)出版社,

7、2007.9毛凌嘉.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M.北京：北京理工大學(xué)出版社,2008.10楊黎明.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊M.第一版.國防工業(yè)出版社,1986,12.11 Popov E P.Mechanics of materials 2 nd ed. New Jersey: Prentice -Hall Inc,1976.12Kuehnle MR, Toroidal Drive Combines Conceps. Product Engineering. Aug .1979.三、研究內(nèi)容1 學(xué)術(shù)構(gòu)想與思路；主要研究內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題（或技術(shù)） 主要研究內(nèi)容：筒體是球磨機(jī)的工作主體，球磨機(jī)裝載后，筒體以適

8、宜的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力和摩擦力的作用下，一部分物料和研磨體被筒體提升到一定高度，然后在重力的作用下沿近似拋物線軌跡向下運(yùn)動(dòng)沖擊和研磨底部的另一部分物料，從而達(dá)到破碎和粉磨物料的作用。由此可見，筒體主要承受周期性的沖擊和研磨作用，極易產(chǎn)生彎曲和磨損等疲勞破壞。所以積極研究和探討球磨機(jī)筒體的受力分析，推導(dǎo)其強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，合理地設(shè)計(jì)球磨機(jī)筒體的剛度，能最大限度地延長球磨機(jī)筒體的使用壽命。 1傳統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法1.1 強(qiáng)度計(jì)算球磨機(jī)裝載后，通?？山频卣J(rèn)為筒體是承受均勻分布載荷的梁，據(jù)材料力學(xué)可知，筒體在中斷面處產(chǎn)生最大彎矩，并在此截面產(chǎn)生最大彎曲應(yīng)力。同時(shí)欲使筒體旋轉(zhuǎn)，必須克服筒體的慣性

9、阻力及軸承摩擦阻力等。因此球磨機(jī)工作時(shí)，筒體必須承受扭矩的作用，并在筒體的各橫截面上產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力。筒體通常是由Q235-A等塑性材料滾彎后焊接而成的，因而我們可應(yīng)用第四強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算。1.2 剛度計(jì)算依據(jù)材料力學(xué)可知，承受均勻分布載荷梁的彎矩與其變形之間存在一定的關(guān)系，通過求解微分方程可得筒體在垂直方向所產(chǎn)生的最大變形2冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻必須適度.若發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻不足,會(huì)使氣缸充氣量不足和出現(xiàn)早然和爆燃等燃燒不正常的現(xiàn)象,發(fā)動(dòng)機(jī)功率將下降,且發(fā)動(dòng)機(jī)零件也會(huì)因潤滑不良而加速磨損.但若冷卻過度,一方面由于熱量散失過多,是轉(zhuǎn)變成有用功的熱量減少,另一方面由于混呼氣與冷缸壁接觸,使其中原已氣化的燃油又

10、凝結(jié)并流到曲軸箱內(nèi),不僅增加了燃油消耗,且使機(jī)油變稀影響潤滑,結(jié)果也將使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降,磨損加劇.因此,冷卻系的任務(wù)就是使工作中的發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度的冷卻,從而保持在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作.冷卻系統(tǒng)的功用是帶走引擎因燃燒所產(chǎn)生的熱量，使引擎維持在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)。引擎依照冷卻的方式可分為氣冷式引擎及水冷式引擎，氣冷式引擎是靠引擎帶動(dòng)風(fēng)扇及車輛行駛時(shí)的氣流來冷卻引擎；水冷式引擎則是靠冷卻水在引擎中循環(huán)來冷卻引擎。不論采何種方式冷卻，正常的冷卻系統(tǒng)必須確保引擎在各樣行駛環(huán)境都不致過熱。球磨機(jī)冷卻的意義：（1）保證機(jī)組在夏季高溫下正常運(yùn)行。（2）調(diào)節(jié)潤滑油溫度，使其工作在最佳溫度，延長球磨機(jī)使用壽命

11、擬解決的關(guān)鍵問題：1、球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸承潤滑油的溫升不超過55。2、球磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)軸承和減速機(jī)的溫升不超過55，最高不超過60。3、電機(jī)電流應(yīng)無異常波動(dòng)2 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)施方案及可行性分析技術(shù)路線：確定總體方案，重點(diǎn)研究球磨機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)組成，進(jìn)而將其改造成冷卻筒體裝置。研究方法：利用計(jì)算機(jī)這一強(qiáng)有力的手段，運(yùn)用數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、材料力學(xué)、工程材料及成形技術(shù)、互換性與技術(shù)測量、冷卻學(xué),傳熱學(xué)、CAD、計(jì)算機(jī)輔助三維實(shí)體造型技術(shù)等多學(xué)科的知識進(jìn)行設(shè)計(jì)?？尚行苑治黾僭O(shè)球磨機(jī)正常裝載后，可近似認(rèn)為是一個(gè)均質(zhì)圓柱體，其筒體的變形也很小。因此筒體所產(chǎn)生的應(yīng)力

12、與其應(yīng)變成正比變化，并且服從筒體材料的彈性變形虎克定律。 假設(shè)筒體變形前垂直于圓柱筒體中性面（到圓柱筒體內(nèi)、外表面等距離的點(diǎn)所組成的面）的法線線段在筒體受力變形后仍保持為直線線段，并垂直于變形后的圓柱筒體中性面，而且其長度保持不變。 假設(shè)平行于筒體中性面的所有應(yīng)力遠(yuǎn)小于其他方向的應(yīng)力，并可忽略不計(jì)，因此我們可近似地認(rèn)為球磨機(jī)筒體處于二向應(yīng)力狀態(tài)。 由于球磨機(jī)工作時(shí)，物料及研磨體的一部分在筒體內(nèi)主要是沿圓弧軌跡作上升運(yùn)動(dòng)，然后又沿近似拋物線軌跡向下運(yùn)動(dòng)沖擊和研磨筒體底部的另一部分物料。由此可見筒體的軸向力與其他方向的作用力相比較小，可忽略不計(jì)。四、論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排起止時(shí)間主要內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)20091201-2009123020100101-2010022720100301-201004