球磨機(jī)設(shè)計說明書

1、河南科技大學(xué)（畢業(yè)設(shè)計論文）目 錄前 言1第一章總體方案的確定4§1.1 球磨機(jī)的工作原理4§1.2 球磨機(jī)的主要參數(shù)計算4§1.2.1 球磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速4§1.2.2 球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速5§1.2.3 轉(zhuǎn)速比6§1.2.4 磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速6§1.2.5 磨機(jī)功率的確定8§1.2.6 磨機(jī)的生產(chǎn)能力9§1.2.7 球磨機(jī)中空軸確定11第二章球磨機(jī)支撐部分設(shè)計計算12§2.1 球磨機(jī)構(gòu)造及主要零部件介紹12§2.1.1 球磨機(jī)主要構(gòu)造12§2.2球磨機(jī)主要零部件12

2、67;2.2.1回轉(zhuǎn)部分12§2.3 球磨機(jī)主要零部件的強(qiáng)度計算15§2.3.1 作用于筒體上總載荷16§2.4 滾輪軸承的受力分析19§2.4.1 筒體作用力的分布19§2.5球磨機(jī)支撐其他裝置的強(qiáng)度校核22§2.5.1支架的強(qiáng)度校核22§2.5.2凸凹球面體的設(shè)計及校核22§2.5.3 底板的設(shè)計及校核23第三章 磨機(jī)的操作、維護(hù)、檢修及潤滑25總 結(jié)27參考文獻(xiàn)29致 謝3132前 言自1893年第一臺球磨機(jī)問世以來，它就一直被廣泛的應(yīng)用于礦業(yè)、冶金、建材、化工及電力部門等若干基礎(chǔ)行業(yè)的原料粉碎中。在礦山建設(shè)

3、時期，球磨機(jī)的設(shè)備及基建投資約占選礦廠破磨設(shè)備總投資的50%，在礦山生產(chǎn)期間, 球磨機(jī)的能耗(電耗和材料) 同樣占全部破磨作業(yè)的50%以上。同時, 在礦山生產(chǎn)中, 球磨機(jī)作為主要的生產(chǎn)設(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)率和效率常常決定了全廠(系列) 的生產(chǎn)效率和指標(biāo)，成為全廠生產(chǎn)的“咽喉”環(huán)節(jié)。因此，無論設(shè)計院在設(shè)計階段對球磨機(jī)的選擇還是礦山企業(yè)在生產(chǎn)階段對球磨機(jī)的管理都十分重視。同時許多球磨機(jī)的設(shè)計研究單位和生產(chǎn)廠家也對球磨機(jī)進(jìn)行了很多研究工作，取得了很大進(jìn)展，出現(xiàn)了多方面的研究方向。建材產(chǎn)品的生產(chǎn)，從原料、燃料到半成品都需要進(jìn)行破碎和粉磨，其目的是使物料的比表面積增加,以提高物理作用的效果及化學(xué)反應(yīng)的速度,如促

4、進(jìn)均勻混合 ,提高物料的流動性,便于貯存和運(yùn)輸,提高產(chǎn)量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最終產(chǎn)品,其磨碎的粒度越細(xì),比表面積越大,則水泥的標(biāo)號就越高。改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,減少動力消耗,降低生產(chǎn)成本,即達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗具有重要意義。球磨機(jī)不但在建材工業(yè)中廣泛應(yīng)用，而且在冶金、選礦、化工、電力等工業(yè)中也廣泛采用。它的優(yōu)點(diǎn)是物料適應(yīng)性強(qiáng)，粉碎比大，適應(yīng)強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、操作可靠，維護(hù)管理方便，能長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)是工作效率低，體形笨重，磨機(jī)轉(zhuǎn)速低，研磨體和襯板的消耗量大，操作時噪聲大。課題為4.2×13m球磨機(jī)，本人主要承擔(dān)4.2×13m球磨機(jī)的支承裝置的設(shè)計。技術(shù)性

5、能：生產(chǎn)能力達(dá)到149.5t/h。技術(shù)要求：機(jī)械設(shè)計應(yīng)保證其功能良好、使用可靠、維護(hù)方便；零件結(jié)構(gòu)設(shè)計要選擇合理的毛坯型式和材料，并盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，并具有良好的工藝性。本課題著重解決的問題是正確選擇粉磨工藝系統(tǒng)，合理設(shè)計磨機(jī)支承部分，提高粉磨效率，最大幅度達(dá)到高細(xì)、高產(chǎn)和低能耗運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計思路：首先進(jìn)行總體設(shè)計，確定磨機(jī)主要參數(shù)、支承部分各主要部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)并進(jìn)行強(qiáng)度校核。預(yù)期成果：達(dá)到所要求的技術(shù)性能，解決磨機(jī)粉磨效率低下，能量利用率低等各種問題，降低水泥的粉磨電耗，提高水泥企業(yè)效益，同時也符合國家對水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，即節(jié)能降耗。由于球磨機(jī)在物料粉碎中的一些優(yōu)點(diǎn)，近十年來，磨

6、礦設(shè)備仍然廣泛應(yīng)用普通臥式簡型球磨機(jī)，但是圍繞磨礦效率、降低能耗鋼耗方面國內(nèi)外的研究者做了大量的工作。 球磨機(jī)的大型化發(fā)展趨勢，給球磨機(jī)的支撐帶來了考驗(yàn)。因此一個好的合理的支撐方式，就成為了一個很重要的問題。所以國內(nèi)外有許多的專家學(xué)者，都在做這方面的研究，考慮到支撐方式的發(fā)熱，原因包括多方面的。所以不只是要考慮到軸承的支撐強(qiáng)度，還要考慮到他的散熱和潤滑。因此他要有獨(dú)立的散熱系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)。至于散熱系統(tǒng)大多數(shù)采用軸承瓦上開有蛇形的孔，冷卻水從中流過，起到冷卻的效果。談到潤滑系統(tǒng)，有靜壓潤滑和動壓潤滑，還有靜壓和動壓混合使用。靜壓潤滑多用于滑動軸承支撐，但是啟動和停止時，磨機(jī)會產(chǎn)生很多的熱量，有可

7、能會燒瓦。動壓潤滑則需要很大的壓力泵，需要持續(xù)供油。所以現(xiàn)在大多采用動靜壓混合使用，當(dāng)磨機(jī)剛啟動時，采用靜壓潤滑，啟動以后，在用動壓潤滑。這樣既防止發(fā)生燒瓦的現(xiàn)象，又不會因使用單獨(dú)的供油系統(tǒng)而浪費(fèi)太多的油。 磨機(jī)是工業(yè)上廣泛使用的細(xì)磨機(jī)械設(shè)備，建材機(jī)械中以球磨機(jī)應(yīng)用最多、最普遍。球磨機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：物料適應(yīng)性強(qiáng)、粉碎比大、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、操作可靠、維護(hù)方便、有很好的閉封裝置、可防止灰塵飛揚(yáng)；球磨機(jī)的缺點(diǎn)：工作效率低、體型大而笨重、磨機(jī)轉(zhuǎn)速低、研磨體和襯板消耗量大、操作時噪聲大。球磨機(jī)的支撐方式所采用主軸承支撐，球磨機(jī)的中空軸的軸頸放到軸承上，主軸承由下軸承座、軸承蓋、表面鑄有巴氏合金的下軸瓦及圓

8、柱銷釘和密封壓環(huán)等組成。軸承座和下軸瓦制成球面接觸，以便補(bǔ)償安裝誤差。在底座和軸瓦的球面中央放有圓柱銷釘，可防止軸瓦從軸承座上滑出。進(jìn)入管內(nèi)的油通過噴油口成扇形注到軸頸上潤滑軸承，潤滑后的油經(jīng)排油管流回油箱。 因?yàn)楝F(xiàn)在球磨機(jī)的發(fā)展逐漸向大型化發(fā)展，所以毋庸置疑，球磨機(jī)的支撐就成為一個關(guān)鍵的問題。以為啟動力矩會很大，啟動和停機(jī)的時候的摩擦很嚴(yán)重，會產(chǎn)生大量的熱量，甚至?xí)a(chǎn)生燒瓦，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)量?，F(xiàn)在球磨機(jī)的支撐方式有三種：1、主軸承支撐 2、滑履支撐 3、混合支撐（主軸承和滑履支撐混合使用）。所以研究大型球磨機(jī)的支撐就成了一個很重要的問題。本課題研究球磨機(jī)的主軸承支撐，采用的軸承是多滾輪

9、軸承。下面介紹一下滾動軸承和其他支撐方式的比較：一、 滑動軸承：由于滑動軸承軸瓦和中空軸軸頸直接接觸，運(yùn)轉(zhuǎn)時兩者相對滑動，摩擦系數(shù)較大，摩擦阻力矩也大，特別是球磨機(jī)啟動和停止的時候，兩者不是處在便捷摩擦，這樣對軸瓦磨損比較大，甚至?xí)霈F(xiàn)燒瓦的現(xiàn)象，影響企業(yè)生產(chǎn)效率，降低磨機(jī)產(chǎn)量。另外一旦出現(xiàn)燒瓦現(xiàn)象，檢修時需要對軸瓦和軸頸進(jìn)行刮研，費(fèi)時又費(fèi)力。所以現(xiàn)在好多的球磨機(jī)都不在使用滑動軸承支撐。二、 滾輪軸承：支撐滾輪軸承廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械，其主要特點(diǎn)就是外圈壁厚較大。降低了磨機(jī)的能耗，提高了效率。而且滾動摩擦遠(yuǎn)小于滑動摩擦，減少了對電網(wǎng)的沖擊和影響，起到了很好的節(jié)能作用。論分析和生產(chǎn)實(shí)踐中得知，采用

10、滾動軸承的小型球磨機(jī)節(jié)電達(dá)%30%35，中型球磨機(jī)達(dá)%15%20，大型球磨機(jī)達(dá)%10%20。這確實(shí)為企業(yè)創(chuàng)造了不少的效益。 比較的結(jié)果：傳動球磨機(jī)主軸承滾動軸承替代滑動軸承不僅可節(jié)約能耗，降低生產(chǎn)成本，而且維修量大大減少，維修費(fèi)用也隨之降低。維修操作方便，能夠給企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。因此滾輪軸承替代滑動軸承將成為球磨機(jī)主軸承改革的必然趨勢。第一章 總體方案的確定§1.1 球磨機(jī)的工作原理球磨機(jī)的主要工作部分是一個裝在兩個大型軸承上水平放置的回轉(zhuǎn)筒體，筒體用隔倉板分為幾個倉室，在各倉內(nèi)裝有一定形狀和大小的研磨體。研磨體一般為鋼球、鋼段、鋼棒、卵石、礫石和瓷球等。為了防止筒體被磨損，在

11、筒體內(nèi)壁裝有襯板。圖2-1 磨機(jī)粉磨物料的作用當(dāng)磨機(jī)回轉(zhuǎn)時，研磨體在離心力和與筒體內(nèi)壁的襯板面產(chǎn)生的摩擦力的作用下，貼附在筒體內(nèi)壁的襯板面上，隨筒體一起回轉(zhuǎn)，并被帶到一定高度如圖2-1所示，在重力作用下自由下落，下落時研磨體像拋射體一樣，沖擊底部的物料把物料擊碎。研磨體上升、下落的循環(huán)運(yùn)動是周而復(fù)始的。此外，在磨機(jī)回轉(zhuǎn)的過程中，研磨體還產(chǎn)生滑動和滾動，因而研磨體、襯板與物料之間發(fā)生研磨作用，使物料磨細(xì)。由于進(jìn)料端不斷喂入新物料，使進(jìn)料與出料端物料之間存在著能強(qiáng)制物料流動，并且研磨體下落時沖擊物料產(chǎn)生軸向推力迫使物料流動，另磨內(nèi)氣流運(yùn)動也幫助物料流動。因此，磨機(jī)筒體雖然是水平放置，但物料卻可以由

12、進(jìn)料端緩慢流向出料端，完成粉磨作業(yè)。§1.2 球磨機(jī)的主要參數(shù)計算§1.2.1 球磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速當(dāng)磨機(jī)筒體的轉(zhuǎn)速達(dá)到摸某一數(shù)值時，研磨體產(chǎn)生的離心力等于它本身的重力，因而使研磨體升至脫離角=0°，即研磨體將緊貼附在筒體上，隨筒體一起回轉(zhuǎn)而不會降落下來，這個轉(zhuǎn)速就稱為臨界轉(zhuǎn)速。當(dāng)研磨體處于極限位置時，脫離角=0°，將此值代入研磨體運(yùn)動基本方程式，可得臨界轉(zhuǎn)速，由公式： （1-1）式中：臨界轉(zhuǎn)速，r/min；筒體有效半徑，m；磨機(jī)筒體有效直徑，m。代入公式（1-1） 以上公式是在幾個假定的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的，事實(shí)上，研磨體與研磨體、研磨與筒體之間是存在相對滑動

13、的，而且物料對研磨體也是有影響的。因此，實(shí)際的臨界轉(zhuǎn)速比計算的理論轉(zhuǎn)速要高，且與磨機(jī)結(jié)構(gòu)、襯板形狀、研磨體填充率等因素有關(guān)。§1.2.2 球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速使研磨體產(chǎn)生最大粉碎功時的筒體轉(zhuǎn)速稱作球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速。當(dāng)靠近筒壁的最外層研磨體的的脫離角=54°44時，研磨體具有最大的降落高度，對物料產(chǎn)生粉碎功最大。將=54°44代入式cos，可得理論適宜轉(zhuǎn)速。由公式： （1-2）數(shù)據(jù)代入公式（2-2） 因此球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速為15.7r/min§1.2.3 轉(zhuǎn)速比 （1-3）上式說明理論適宜轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的76%。一般磨機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的7080

14、%。§1.2.4 磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速磨機(jī)的理論最適宜轉(zhuǎn)速是在球磨機(jī)最外層研磨體達(dá)到最大降落高度時的轉(zhuǎn)速。但是這時全體研磨體的最大粉碎功不一定最大。另一方面，隨著磨機(jī)規(guī)格的增大，一定的進(jìn)料粒度，需要一定量的粉碎功。如果入料粒度一定，則需要磨機(jī)提供的粉碎功是一定的，在研磨體規(guī)格一定時，當(dāng)磨機(jī)規(guī)格大，如果最外層研磨體獲得最大的降落高度，則其降落高度的絕對值增大，研磨體能提供的粉碎功將大于物料粉碎所需要的粉碎功，這樣勢必造成浪費(fèi)。由于當(dāng)前的球磨機(jī)一般為多倉磨，前后倉的粉碎區(qū)有差別，按理前倉轉(zhuǎn)速應(yīng)高一些，使鋼球帶得高，以拋落為主增加破碎作用；后倉可適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速，鋼球以瀉落為主，增加研磨作用。但

15、是多倉磨筒體只能是一個轉(zhuǎn)速，唯有改變襯板形狀來解決此矛盾。所以一般均在前倉安裝“提升式”襯板，而在后倉安裝“平滑形”襯板。在實(shí)際生產(chǎn)中，考慮轉(zhuǎn)速不能單純從得到最大粉碎功的觀點(diǎn)出發(fā)，因?yàn)槲锪戏勰ゼ扔袥_擊破碎，又有研磨作用。所以要從達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的觀點(diǎn)出發(fā)，即要求磨機(jī)的生產(chǎn)能力最高，單位功耗最小，研磨體和襯板的磨損消耗量最少。所以工作轉(zhuǎn)速的選定，處了應(yīng)考慮磨機(jī)的直徑、生產(chǎn)方式、襯板形狀、磨料體的填充系數(shù)、研磨體種類外，還考慮到粉磨物料的性質(zhì)、如磨物料粒度和粉磨細(xì)度等，為了全面反映這些因素的影響應(yīng)通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)來確定磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速。根據(jù)水泥生產(chǎn)中磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)統(tǒng)計資料來確定磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)

16、速，經(jīng)驗(yàn)公式如下：當(dāng)d>2.0時 r/min （1-4）當(dāng)1.8m<d2.0時 （1-5）當(dāng)1.8m （1-6）式中： 磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速，r/min；磨機(jī)的有效內(nèi)徑，m；磨機(jī)規(guī)格直徑，m。 以此來確定轉(zhuǎn)速。由于所設(shè)計磨機(jī)筒體直徑大于2.0，所以選用公式（1-4） 綜合考慮設(shè)計轉(zhuǎn)速為15r/min。國外對球磨機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速有不同的研究成果。如前蘇聯(lián)專家提出的磨機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速應(yīng)為： 對于波紋襯板，磨機(jī)轉(zhuǎn)速為球磨機(jī)臨界轉(zhuǎn)速的75%78%。 磨機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速公式用來計算，對于平滑襯板，k=34.4；凸棱襯板，k=31.5。即分別相當(dāng)于磨機(jī)臨界轉(zhuǎn)速的81.5%和74.5%。 磨機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的另一計算公

17、式為：，從公式可以看出，轉(zhuǎn)速隨磨機(jī)規(guī)格直徑增大而減小。目前尚沒有得到大家公認(rèn)的，能反映球磨機(jī)規(guī)格、入磨物料性質(zhì)及粒度、襯板形狀的磨機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速計算公式。當(dāng)磨機(jī)在圈流系統(tǒng)工作時，由于磨內(nèi)的物料流速加快，可有較高的生產(chǎn)能力，因此，圈流操作時磨機(jī)轉(zhuǎn)速可比開流式高些。襯板表面與研磨體的摩擦系數(shù)較大者，其轉(zhuǎn)速可低些；否則可高些。磨機(jī)內(nèi)研磨體填充系數(shù)越小，相對滑動越大，則轉(zhuǎn)速應(yīng)高些；反之則應(yīng)低些。磨機(jī)粉磨小塊軟質(zhì)物料，要比在相同條件下粉磨大塊硬質(zhì)物料時，轉(zhuǎn)速低些。粉磨粒度較細(xì)時，主要是研磨作用，轉(zhuǎn)速可低些。§1.2.5 磨機(jī)功率的確定 計算球磨機(jī)功率的目的是為了能夠正確地選擇電動機(jī)的規(guī)格，選擇或計

18、算減速裝置以及球磨機(jī)筒體進(jìn)行強(qiáng)度計算等提供依據(jù)。 球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時所需功率，其中一部分用于提升研磨體和物料至一定高度，并使之具有一定速度拋射出去，按拋物線軌跡下落，進(jìn)行沖擊擊碎物料；另一小部分是克服機(jī)械摩擦阻力，如球磨機(jī)筒體在主軸承上的摩擦，傳動裝置中的摩擦等消耗的功率，可用機(jī)械效率來考慮，則球磨機(jī)所需功率為： （17）式中-球磨機(jī)的機(jī)械效率（中心傳動球磨機(jī)0.920.94）磨機(jī)需用功率，kw；磨機(jī)的適宜轉(zhuǎn)速，r/min；球磨機(jī)筒體內(nèi)的研磨體的總重量， t； 球磨機(jī)電動機(jī)功率應(yīng)在的基礎(chǔ)上再加大10%-15%,此儲備量用來克服球磨機(jī)啟動時，研磨體的慣性力和在工作時球磨機(jī)可能過載。 （18）§

19、;1.2.6 磨機(jī)的生產(chǎn)能力影響球磨機(jī)生產(chǎn)能力的因素很多，例如物料性質(zhì)、入磨物料粒度、要求產(chǎn)品細(xì)度、加料均勻程度和磨機(jī)內(nèi)裝填程度等。另外還與磨機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，例如磨機(jī)筒體長度和直徑、倉數(shù)、各倉間長度的比值、隔倉板的形式和有效斷面大小、研磨體種類以及襯板形狀等。還有新工藝和新技術(shù)的采用，也是提高磨機(jī)生產(chǎn)能力的有效措施。（1） 物料方面入磨物料易碎性大，容易粉磨，生產(chǎn)能力就高；反之則生產(chǎn)能力就低。入磨物料粒度大時，磨機(jī)第一倉必須裝入較多的大鋼球，這樣可使研磨體達(dá)到擊碎物料的目的，第一倉在一定程度上便起到破碎機(jī)的作用，造成粉磨過程不合理，因磨機(jī)的破碎效率比破碎機(jī)低得多。所以減小入磨粒度能提高磨機(jī)生

20、產(chǎn)能力，降低電耗。加料均勻，而且加料量合適，則磨機(jī)生產(chǎn)能力提高。加料量太少或過多，都要降低生產(chǎn)能力。因?yàn)榧恿狭刻贂r，研磨體降落時，并不全部沖擊在物料上，而是有一部分研磨體互相撞擊，作了無用功；反之，加料量過多，研磨體的沖擊能量不能充分發(fā)揮，磨機(jī)生產(chǎn)能力也不能提高。(2) 球磨機(jī)結(jié)構(gòu)方面磨機(jī)的長徑比與生產(chǎn)方式有關(guān)，對于開流生產(chǎn)系統(tǒng)的磨機(jī)，為保證產(chǎn)品的細(xì)度一次合格，長徑比l/d=3.56；對于圈流生產(chǎn)系統(tǒng)的磨機(jī)，為加大物料的流通量，應(yīng)選取l/d=2.53.5。磨機(jī)內(nèi)的倉數(shù)一般為24倉，長徑比愈大，倉數(shù)愈多。可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來確定，一般干法圈流生產(chǎn)磨機(jī)：雙倉磨時，第一倉倉長為全長的30%40%，

21、第二倉倉長為全長的60%70%；三倉磨時，第一倉倉長為全長的25%30%，第二倉倉長為全長的25%30%，第三倉倉長為全長的45%50%。對于開流生產(chǎn)的磨機(jī)，細(xì)磨倉應(yīng)適當(dāng)增加長度。生產(chǎn)高強(qiáng)度等級的水泥時也是這樣，這是為了增加物料的細(xì)磨時間，使產(chǎn)品達(dá)到細(xì)度要求。磨機(jī)內(nèi)隔倉板的形式，隔倉板的篦孔數(shù)量和大小要恰當(dāng)，如果篦孔數(shù)量不多，尺寸太小，隔倉板的有效通風(fēng)面積就小，這樣增加了抽風(fēng)阻力，而且物料流速也受到一定影響。如果篦孔數(shù)量太多或太大，則隔倉板的強(qiáng)度不夠，且易使較粗顆粒進(jìn)入下一倉，負(fù)荷加重，各倉工作便失去平衡。磨機(jī)襯板的表面形狀對磨機(jī)產(chǎn)量的影響也不小，因它可以改變研磨體的提升高度，即影響研磨體對物

22、料的沖擊和研磨效率。所以，應(yīng)該正確選擇襯板的形式。物料在磨內(nèi)粉磨效率也與研磨體的種類、規(guī)格、級配和填充率有關(guān)。因此，必須正確合理地選擇。(3) 采用新技術(shù)方面粉磨系統(tǒng)自動控制。根據(jù)磨機(jī)噪聲，采用電耳法控制電磁振動給料機(jī)或皮帶喂料機(jī)，控制磨內(nèi)物料適量和自動調(diào)節(jié)物料均勻加入，使磨內(nèi)物料量始終保持最佳狀態(tài)，這樣可提高磨機(jī)產(chǎn)量。加強(qiáng)磨內(nèi)通風(fēng)。磨內(nèi)具有一定的風(fēng)速，使粉磨過程中產(chǎn)生的微粉能及時被氣流帶走，減少了微粉的緩沖作用，可以提高粉磨效率，產(chǎn)品質(zhì)量不會受到影響。當(dāng)通風(fēng)良好時，磨內(nèi)水蒸氣及時排出，隔倉板篦孔不致被堵塞，研磨體的粘附現(xiàn)象也減少，并能降低磨內(nèi)溫度，這樣有利于磨機(jī)操作和提高產(chǎn)品質(zhì)量。磨內(nèi)通風(fēng)速

23、度因粉磨不同物料而不同，一般為0.31.0m/s。生產(chǎn)高強(qiáng)度等級水泥應(yīng)選用低，反之應(yīng)選用大一點(diǎn)的速度。磨內(nèi)噴水。粉磨水泥時要產(chǎn)生很多熱量，這對水泥質(zhì)量和粉磨效率都是不利的，并影響產(chǎn)量。水以高壓空氣加以霧化噴入磨內(nèi)，有效地帶走了磨內(nèi)的熱量，實(shí)現(xiàn)磨內(nèi)冷卻。水是表面活性物質(zhì)，容易使微粒的聚結(jié)體實(shí)現(xiàn)解體，防止研磨體上包料。磨內(nèi)噴水是根據(jù)磨內(nèi)溫度而確定，一般在100以下不噴水。另外，噴水量根據(jù)入磨熟料溫度而定，約占水泥量的1%2%，并使噴入磨內(nèi)水分完全蒸發(fā)，不殘留水分。從磨頭噴水或磨尾噴水都可以。當(dāng)入磨物料溫度很高時，從磨頭噴水比較有利，而在一般情況下是從磨尾噴水的。磨內(nèi)噴水可使生產(chǎn)能力提高5%10%。

24、磨內(nèi)加入助磨劑，可提高生產(chǎn)能力10%左右，一般用三乙醇胺，摻入量占入磨物料的0.04%0.1%。（4） 磨機(jī)小時生產(chǎn)能力的計算影響磨機(jī)需用功率的因素很多，主要有以下幾個方面：粉磨物料的種類、物理性質(zhì)和產(chǎn)品細(xì)度；生產(chǎn)方法和流程；磨機(jī)及主要部件的性能；研磨體的填充率和級配；磨機(jī)的操作等。常用磨機(jī)生產(chǎn)能力經(jīng)驗(yàn)計算式為，由 （1-9）式中：球磨機(jī)的生產(chǎn)能力，；球磨機(jī)筒體的有效容積，；筒體的有效內(nèi)徑，；k球磨機(jī)單位功率單位時間的產(chǎn)量，。代入公式（2-12） 因此可知年生產(chǎn)能力大約為1296600t，基本能夠滿足生產(chǎn)要求。§1.2.7 球磨機(jī)中空軸確定 為了減少通風(fēng)阻力，中空軸一般都設(shè)計成直徑大

25、而寬度窄，具體尺寸與通過的熱風(fēng)量多少有關(guān)。對水泥磨，一般是根據(jù)喂料量的大小來確定中空軸的直徑，當(dāng)直徑確定后，再根據(jù)比壓來確定球面瓦的寬度，水泥磨中的寬徑比第二章 球磨機(jī)支撐部分設(shè)計計算§2.1 球磨機(jī)構(gòu)造及主要零部件介紹§2.1.1 球磨機(jī)主要構(gòu)造 球磨機(jī)是一種重要的細(xì)磨設(shè)備，這種設(shè)備在水泥工業(yè)中應(yīng)用廣泛。這種磨機(jī)由于筒體較長，可使物料在磨內(nèi)被粉磨的時間較長，得到成品的細(xì)度也較高。磨機(jī)雖由于生產(chǎn)方式、規(guī)格、卸料、支承和傳動方式等不同而被分成多種類型，但是在結(jié)構(gòu)上大體相同，主要由下列部分組成：（1） 進(jìn)料裝置 包括下料斗，螺旋進(jìn)料筒，或進(jìn)料錐筒。（2） 支承裝置 分兩端主軸承

26、支承；混合支承（主軸承和滑履）；兩端都是滑履支承等。（3） 回轉(zhuǎn)部分 包括中空軸、磨機(jī)筒體及磨內(nèi)的隔艙版、襯板、擋料圈等部件。（4） 卸料裝置 分為邊緣卸料、中心卸料、中間卸料。（5） 傳動裝置 分為邊緣傳動和中心傳動兩種形式，包括主電動機(jī)、輔助電動機(jī)、減速機(jī)、傳動軸及邊緣傳動的大小齒輪等。§2.2球磨機(jī)主要零部件§2.2.1回轉(zhuǎn)部分回轉(zhuǎn)部分包括：筒體、磨頭（端蓋和中空軸）、襯板、隔倉板、擋球圈等部件。（1） 筒體 筒體是磨機(jī)的主體，是磨機(jī)主要工作部件之一，物料時在筒體內(nèi)被研磨體沖擊和研磨而磨成細(xì)粉的。（2） 筒體材料筒體工作時，除受研磨體的靜載荷作用外，還受到研磨體的沖擊

27、作用。筒體是薄壁圓筒，承受交變重載荷，并長期低速運(yùn)轉(zhuǎn)。筒體屬于不更換的零件，要保證工作中安全可靠，并能長期連續(xù)使用，所以要求制造筒體的金屬材料的強(qiáng)度要高，塑性要好，且具有一定的抗沖擊性能。筒體由鋼板卷制焊接而成，要求可焊性要好。16mn是當(dāng)前制造筒體的較優(yōu)先采用的材料。（3） 筒體制造加工筒體是薄壁圓筒，筒體上開有人孔（磨門）和螺栓孔。在制造中關(guān)鍵是保證它的圓度和焊接質(zhì)量。在排列筒體鋼板時，應(yīng)充分利用鋼板尺寸，力求降低邊、角料的消耗，但要把預(yù)留整邊余量和卷板咬入及退出所需尺寸計算在內(nèi)。（4） 磨門和人孔筒體上每一倉應(yīng)開設(shè)一個人孔，其作用是檢修和更換磨體內(nèi)的各種易損件（鑲換襯板、隔倉板）；裝卸研

28、磨體以及為繪制磨機(jī)篩細(xì)曲線時到磨機(jī)里取樣；停磨檢查磨機(jī)的操作情況等。筒體上的人孔應(yīng)開在各倉的中部位置，這樣對調(diào)整隔倉板位置有較大的裕度，同時也便于裝卸研磨體。磨門是封閉人孔的，要求裝卸方便、牢固牢靠。分為“外蓋式”和“內(nèi)提式”兩種類型。外蓋式，人孔沿周圍的筒體襯板懸出人孔，即使磨門蓋板與襯板懸出部分不接觸，對襯板強(qiáng)度也無影響。一般只需拆下磨門就可以檢修和裝拆研磨體，必要時可將人孔周圍襯板拆去。人孔便是最大尺寸。外蓋式結(jié)構(gòu)如圖（a）所示的磨門。用螺栓直接固定的，這種結(jié)構(gòu)裝卸磨門時需把螺栓全部擰掉開，費(fèi)時不方便。（a）外蓋式另一種固定磨門方法是在人孔框外圍設(shè)置t形槽，用t形槽頭螺栓固定磨門，這樣只

29、擰轉(zhuǎn)幾扣螺母就可把螺栓擰緊或松開卸下。內(nèi)提式磨門如圖（b）所示。（b）內(nèi)提式（5） 磨頭 磨頭由端蓋和中空軸兩部分組成，它是磨機(jī)的主要零件之一，承受整個磨機(jī)的動載荷，使用中要求長期安全可靠，所以設(shè)計中應(yīng)該考慮是不更換的零件。磨頭的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種是端蓋和中空軸鑄成整體的，這種結(jié)構(gòu)簡單，安裝較方便，適用于中小型磨機(jī)。對較大直徑的磨機(jī)，易產(chǎn)生鑄造缺陷，這是因?yàn)槟ヮ^端蓋占有較大的平展面積且又較薄，即使采用較多的 澆冒口澆注，其冷卻收縮也是不均勻的，從而使中空軸與端蓋的過渡曲面產(chǎn)生較大的應(yīng)力和組織疏松，這種缺陷有時在切削加工到一定程度才會發(fā)現(xiàn)，造成不應(yīng)有的返工浪費(fèi)，有時這種缺陷處于隱蔽狀態(tài)，不能及

30、時發(fā)現(xiàn)，由于該部位在磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，承受著交變應(yīng)力，并且有較大的應(yīng)力集中，在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間后便產(chǎn)生斷裂，這時造成的損失更大。另一種磨頭是將端蓋和中空軸分成兩部分在組合在一起，他們之間用螺栓組裝到一起，這種結(jié)構(gòu)，避免了上述的鑄造缺陷，這樣雖解決了一些問題，但是在原材料消耗和加工工作量上都比較大，并且增加了安裝工作量。一般大中型球磨機(jī)的中空軸多采用zg270500，而小型球磨機(jī)因受力小，考慮到成本低和取材容易，一般用鑄鐵或球墨鑄鐵。（6） 襯板1. 襯板的作用襯板主要用來保護(hù)筒體，使筒體免受研磨體和物料的直接沖擊和研磨；同時也可以利用不同形式的襯板來調(diào)整各倉內(nèi)研磨體的運(yùn)動狀態(tài)。2. 襯板材料球磨機(jī)襯板大

31、多采用金屬材料制造，也有少量用非金屬金屬材料制造。由于各倉內(nèi)研磨體運(yùn)動狀態(tài)不同，為適應(yīng)這種工作狀態(tài)的要求，制造各倉襯板材料就不同。在粉碎倉，研磨體以沖擊為主，要求襯板應(yīng)具有抗沖擊性和耐磨性能。目前使用的材料主要由高錳鋼（zgmn13）、低鉻鑄鐵、42硅錳鉻鉬鋼、低碳硅錳耐磨合金鋼、低碳高強(qiáng)度合金鋼等。3. 襯板類型磨機(jī)襯板有許多類型，按襯板在不同部位可分為：筒體襯板、磨頭襯板、磨門襯板、特殊襯板。按襯板材料分為：金屬襯板、橡膠襯板、石質(zhì)或鑄石襯板、混合襯板。4. 筒體襯板的表面形狀平襯板、壓條襯板、凸棱襯板、波形襯板、階梯襯板、小波紋襯板、分級襯板、溝槽襯板等很多種類型。下面是一些襯板的圖：&

32、#167;2.3 球磨機(jī)主要零部件的強(qiáng)度計算§2.3.1 作用于筒體上總載荷磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，作用于筒體的總載荷包括兩部分：一部分是磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的重力，另一部分是動態(tài)研磨體（包括物料）所產(chǎn)生的力一、 磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分重力 （2-1）式中：g1球磨機(jī)筒體重量；g2球磨機(jī)磨頭的重量；g3球磨機(jī)磨尾的質(zhì)量；g4球磨機(jī)襯板的重量；g5球磨機(jī)隔倉板的重量。1. 筒體質(zhì)量的計算因筒體是由鋼板卷制焊接而成的，要求可焊性較好，所以選16mn作為筒體材料，為防止筒體徑向變形，筒體的厚度應(yīng)合理選擇，對于圓柱形筒體有兩種經(jīng)驗(yàn)公式：沃爾特.h.杜達(dá)提出： mm （2-2）西田豐實(shí)提出： mm （2-3）式中：c系數(shù)。

33、短筒磨機(jī)c=5mm，長筒磨機(jī)c=5-10mm選用西田豐實(shí)提出的公式得： 因此取=50mm 16mn密度為7.8×10kg/m則重量為： （2-4）2. 襯板的質(zhì)量：在粉碎倉內(nèi)，研磨體以沖擊作用為主，因此要求襯板具有抗沖擊和耐磨性能，所以襯板普通采用高脆鋼材=8.0×10kg/m ，襯板的平均厚度取50mm。襯板的重量為： （2-5）襯板平均厚度。3. 兩端的重量：因端蓋鋼板厚度一般為筒體鋼板厚度的1.52.5倍。所以取端蓋厚=75mm=v=7.8×10×3.14×1.540.075=8.49t （2-6）所以前兩端蓋得總重量為：2×8

34、.49×10=169.8kn4. 隔倉板的重量按同類型產(chǎn)品取隔板倉厚度來計算。即： （2-7）所以：+=645+169.8+54+63.89=1513.2kn5. 研磨體自重的計算：因筒體長度和直徑之比l/d=12.8/4.1=3.12>1.5 所以磨機(jī)為長筒形磨體。研磨體的填充率為0.35；鋼球的容積密度一般為。根據(jù)得： （2-8） 式中：g磨內(nèi)研磨體裝載量磨機(jī)有直徑磨內(nèi)研磨體填充率研磨體容積密度（鋼球的容積密度一般去4.564.85t/m）則：二、 動態(tài)研磨體所產(chǎn)生的力為p磨機(jī)內(nèi)研磨體在拋磨狀態(tài)逆轉(zhuǎn)時，研磨體所產(chǎn)生的力主要有，瀉磨部分面積f1的重量g及f1部分的離心力pc和

35、拋磨部分面積f1的沖擊等三部分，一般情況下，動態(tài)研磨體由上述三部分所產(chǎn)生的合力，只靜態(tài)研磨體的自重大2%。即： （2-9）因?yàn)椴捎玫奶畛湎禂?shù)比0.3大，所以三、 磨粉物料的重力g粉磨時研磨體和物料是混在一起的，這部分物料重力約為研磨體自重的14%，即： （2-10）估計計算時，p值應(yīng)乘以1.14，即包括物料在內(nèi)的動態(tài)研磨體所產(chǎn)生的力為：四、 磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，作用在筒體上的總載荷為 則：如圖3-5所示，利用余弦定理得： （2-11）式中： 作用于筒體上的總載荷；gm與1.14p兩力方向的夾角?？芍?代入得：則： （g為研磨體自重） （2-12）§2.4 滾輪軸承的受力分析§2.4

36、.1 筒體作用力的分布計算作用在筒體上力的分布如圖3-6所示 圖3-6 磨機(jī)筒體的作用力的分布其受力簡圖如圖3-7所示圖3-7筒體作用力簡圖1. 筒體重力、襯板重力和隔倉板重力，均看作是沿筒體長度均勻分布，其單位長度上受力為 （2-13）式中筒體的重量，kn襯板的重量，kn隔倉板的重量，kn2. 為磨頭的重量，作為集中載荷作用在距支反力作用點(diǎn)的1/3處，且認(rèn)為磨頭重量和磨尾重量相等。 3. 中空軸的重量中空軸周徑為1.6mm，厚度為50mm，長度為500mm選用材料為16mn，它的密度為一、 球磨機(jī)支座反力的計算首先以左邊的支座為坐標(biāo)原點(diǎn)，則由靜力平衡方程得由垂直方向的受力平衡得，按左邊所受的

37、載荷選擇滾輪軸承并進(jìn)行計算。二、 計算滾輪軸承所受的最大力所選軸承所能承受的載荷的最大值為則 （214）式中：軸承所能承受的最大載荷第一個支架上的軸承所受的豎直方向的分力第二個支架上的軸承所受的豎直方向的分力第三個支架上的軸承所受的豎直方向的分力則由力的平衡公式得則所以，所選的滾輪軸承的所能承受的最大載荷為三、 滾輪軸承的壽命校核預(yù)選滾輪軸承型號為nutr 50110 x，它的額定動載荷。軸承進(jìn)行校核的公式： （215）式中： 滾輪軸承的基本額定動載荷kn預(yù)期計算壽命滾輪軸承的轉(zhuǎn)速軸承所受的載荷為指數(shù)（對于球軸承；對于滾子軸承）則滾輪軸承的轉(zhuǎn)速因?yàn)橛嬎愠鰜淼幕绢~定動載荷，所以這種軸承能夠滿足

38、要求，預(yù)期壽命為8年。§2.5球磨機(jī)支撐其他裝置的強(qiáng)度校核§2.5.1支架的強(qiáng)度校核材料：支架采用ht150接觸處的截面形狀為矩形 抗壓應(yīng)力 所以支架滿足強(qiáng)度要求§2.5.2凸凹球面體的設(shè)計及校核一、 凸球面：材料:大型鑄件球墨鑄鐵qt400-15 （正火+回火）凸面球體的接觸面積為的方槽則： （2-16）由： （n為安全系數(shù)）得： 工作應(yīng)力小于許用應(yīng)力，所以材料可用。二、 凹球面取凹球面體與凸球面體的接觸面的截面為d=400mm的圓。則: （2-17）由: （n為安全系數(shù)） （2-18）得:工作應(yīng)力小于許用應(yīng)力，所以材料安全可用。§2.5.3 底板的設(shè)

39、計及校核材料：選用材料為q235 （正火+回火）取底面與凹球面體的接觸面為的方槽則: （2-19）由: （n為安全系數(shù)） （2-20）得: 工作應(yīng)力小于許用應(yīng)力，所以材料可用。第三章 磨機(jī)的操作、維護(hù)、檢修及潤滑一、 操作 磨機(jī)通過試運(yùn)轉(zhuǎn)并鑒定合格后，可以正式投產(chǎn)。生產(chǎn)中磨機(jī)應(yīng)有專門培訓(xùn)人員專人操作。二、 維護(hù)與檢修 磨機(jī)的日常維護(hù)和定期檢修是保證設(shè)備良好、長期運(yùn)轉(zhuǎn)的重要措施，因此，日常中應(yīng)有專門人員輪班進(jìn)行檢查維護(hù)，具體時間可根據(jù)廠內(nèi)的實(shí)際情況而定。另外，設(shè)備自運(yùn)轉(zhuǎn)啟就必然產(chǎn)生磨損，當(dāng)磨損達(dá)到一定程度時，就不能保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)，為保持良好的設(shè)備性能，對磨損零部件必須進(jìn)行及時的修復(fù)或更換。具體計劃

40、已廠而定。維護(hù)檢修的注意事項(xiàng)如下：1. 要密切注意滾輪軸承軸承支架的變化。2. 要密切注意滾輪軸的情況，發(fā)現(xiàn)變形應(yīng)及時。3. 要經(jīng)常檢查潤滑系統(tǒng)運(yùn)行情況和供油是否充足，要注意補(bǔ)充潤滑油。4. 冬季加油或換油時，將油加熱至25c左右，對已變質(zhì)不干凈的潤滑油一律不準(zhǔn)使用。5. 剛安裝使用的或剛換的軸瓦，在磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一個月后，應(yīng)將潤滑油全部排出去（減速器應(yīng)根據(jù)有關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行）。清洗油池，更新?lián)Q油。6. 經(jīng)常檢查冷卻系統(tǒng)是否暢通。7. 注意檢查進(jìn)料和出料密封情況，發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重或密封效果受到影響時，應(yīng)及時予以調(diào)整更換或采取其他措施，要注意補(bǔ)充潤滑油。8. 要注意檢查襯板連接螺栓、地腳螺栓等是否有松動、折

41、斷、脫落等現(xiàn)象，新更換、安裝后在運(yùn)轉(zhuǎn)前一定要先擰緊。9. 要經(jīng)常密切注意磨機(jī)各部位在運(yùn)轉(zhuǎn)中是否有異常震動、噪音等現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即停止進(jìn)行檢修處理。10. 注意應(yīng)熱膨脹而產(chǎn)生的零件變形、膨脹、升溫等異?，F(xiàn)象及時處理。11. 注意各種儀表、信號照明等裝置及控制系統(tǒng)是否靈敏完整。12. 對稀油站等按技術(shù)文件的有關(guān)部分執(zhí)行。 13. 對于傳動部分的自動化連鎖按其有關(guān)要求文件進(jìn)行?？?結(jié)經(jīng)過兩個多月緊張而有序的設(shè)計，設(shè)計任務(wù)基本完成了。對以往的工作和學(xué)習(xí)，特別對本次設(shè)計作了一個詳盡實(shí)際總結(jié)是十分必要的。以便查找自己的不足，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷的學(xué)習(xí)，充實(shí)自己。本次是對球磨機(jī)多滾輪軸承的設(shè)計，使我球磨機(jī)球磨機(jī)多滾輪軸承支承的整體性能有了新的了解，對滾輪軸承的整體結(jié)構(gòu)和工作原理有了以更深的理解。本文得出以下結(jié)論：一、作為大型設(shè)備的支撐部分，從材料性能到受力分析再到潤滑及節(jié)能降耗都有嚴(yán)格的技術(shù)要求。二、作為主軸承的支撐部分特別是特別是滾輪軸承的選擇要符合一定的原則；三、決定多滾輪軸承支撐傳動效率的主要因素是潤滑，潤滑方式的合理選擇非常關(guān)鍵，考慮的因素也非常多，參考多篇相關(guān)文獻(xiàn)，并通過實(shí)際情況最終確定下來。四、相關(guān)零部件的強(qiáng)度校核也有很重要的作用。整個設(shè)計過程既緊張又喜悅，按照任務(wù)書上的步驟有序的進(jìn)行著。過程中也經(jīng)歷了困難，不