球磨機畢業(yè)論文

1、. . . . 第一章 緒論球磨機(ball grinding mill)是物料被破碎之后，再進行粉碎的關鍵設備，是工業(yè)生產中廣泛使用的高細磨機械之一。其目的是使物料的比表面積增加,以提高物理作用的效果與化學反應的速度,如促進均勻混合 ,提高物料的流動性,便于貯存和運輸,提高產量等。它不但在建材行業(yè)量應用，而且在冶金選礦化工行業(yè)中也廣泛采用，是水泥行業(yè)一直沿用至今的粉末設備。它具有如下優(yōu)點：對各種性質的物料適應性強，如軟的硬的脆的柔韌性的等都能粉磨。由于可制成各種大小規(guī)格的球磨機，因而能適應各種生產能力的的要求，粉碎比大，可大300以上，易于調整與控制物料細度，產品粒度均勻，混合作用好，可適應

2、不同的情況進行操作，即可干法，也可濕方法作業(yè)，還可把干燥和粉磨合并在一起同時進行。結構簡單，堅固，操作可靠維護管理容易，易損件便于檢查和更換，能長期連續(xù)運轉。在粉磨過程中，每生產1噸水泥需要粉末各種物料33.5噸；而粉末過程的電消耗約占水泥生產的6070%，材料消耗也很大。而粉磨的效率主要與筒體與其部的零件機構有直接的聯(lián)系。所以一直以來人們都在對球磨機磨機筒體部的零件：襯板，隔倉板，研磨體等進行研究改造。以使球磨機在電耗，材料消耗上降低成本，提高粉磨的效率與經(jīng)濟效益。當今的社會越來越重視能源利用效率與環(huán)境保護，因此新型球磨機的研制必須在滿足工藝要求的基礎上重點考慮降低能耗，在借鑒和吸收國外先進

3、技術的同時，積極地加以創(chuàng)新，大力發(fā)展我國自身的球磨機技術。本文主要介紹了球磨機的工作原理與結構，球磨機的發(fā)展新動態(tài)。對實驗室用小型500×800mm型球磨機的筒體結構，選材進行比較分析，并根據(jù)有關資料設計了部分零件的尺寸，并對零件與相關連接進行強度的校核，通過對大量參考文獻與對大型磨機的結構的研究，研發(fā)出一種適合實驗室應用便于學生掌握其結構的小型磨機，該球磨機有結構比較簡單，比較輕便，轉速平穩(wěn)，噪聲較小等特點。具體的研究方法是通過對球磨機不同結構的研究，計算找到最適合的結構和材料，組合成本次所設計的球磨機，對新型節(jié)能球磨機的研究創(chuàng)新有著重要得意義。1.1粉磨系統(tǒng)的簡介粉磨系統(tǒng)的介紹：

4、粉磨系統(tǒng)的選擇應該考慮入磨物料的性能、產量、電耗、維修與是否便于操作和維護等因素。粉末系統(tǒng)有開路和閉路兩種。在粉磨過程中，當物料一次通過磨機后就成為產品時，稱為開路系統(tǒng)；當物料出磨機后經(jīng)過分級設備選出產品，而使粗料分會磨機再磨時，稱為閉路系統(tǒng)。開路系統(tǒng)的優(yōu)點是：流程簡，設備少，投資省，操作簡便；但物料要全打到合格粒度才能出磨機。因此，當要求產品細度較細時，以粉末的物料就產生過粉磨現(xiàn)象，并在磨機形成緩沖層，妨礙物料進一步細磨；有時甚至會出現(xiàn)粉末包球現(xiàn)象，從而降低了粉末效率，提高了耗電。采用閉路系統(tǒng)可以消除過粉磨現(xiàn)象，使磨機產量提高，同時，閉路系統(tǒng)產品粒度均勻；而且可以調節(jié)分級設備的方法來改變產品

5、細度。產品細度越細，返回磨機的粗料也越多。粗料量與產品量之比稱為閉路系統(tǒng)的循環(huán)負荷率。水泥廠的鋼球磨機按其長度與直徑之比可分為短磨、中長磨和長磨三種。長徑比值在2以下時稱為短磨，一般稱為球磨機；長徑比在3左右時為中長磨；長徑比在4或4以上時為長磨。短磨一般為彈倉，長磨和中長磨為24倉。后兩者也叫管磨或多倉磨。在閉路系統(tǒng)粉磨時，由于要求出磨的吸細度較粗，一般采用短磨或中長磨與分級設備組合成閉路系統(tǒng)。當分級設備與一臺磨機形成閉路時，成為一級閉路系統(tǒng)；與兩臺短磨機形成閉路系統(tǒng)時，則稱為二級閉路系統(tǒng)。由于長磨的出料較細，一般只用于開路系統(tǒng)，或用于循環(huán)負荷效率較低的閉路系統(tǒng)。二級閉路的優(yōu)點是：物料出一級

6、磨后經(jīng)過分級設備即使現(xiàn)出產品，以減少二級磨的喂料中的細料，從而提高了二級磨的粉磨效率。但二級閉路系統(tǒng)需要設備多，流程復雜。為了簡化流程，采用中卸磨機。中卸磨機一般為中長磨機，物料由第一倉出后，先有經(jīng)級設備，然后再進入第二倉中。中卸磨為一種提升循環(huán)磨；它是一級閉路系統(tǒng)，但具有二級閉路系統(tǒng)的作用。前者的優(yōu)點是工藝操作簡單，物料出磨后即為成品。缺點是物料在磨流速慢，滯留時間長，為保證出磨物料的粒度全部符合要求其中已磨細的物料也不能即使排除磨機，經(jīng)常造成粉磨現(xiàn)象。開路磨系統(tǒng)生產能力相對較低，能耗較高，不可能隨時靈活地調整出磨物料的的細度。后者加了選粉設備，可與時德將已磨細的細分、粉排除磨外，有效地避免

7、了過粉磨現(xiàn)象，并可通過調節(jié)選粉機的工作參數(shù)靈活調節(jié)成品水泥的細度。此外，閉路磨物料流速加快，各倉的研磨體分別恰當?shù)爻袚叻鬯榛蚍勰ト蝿?，故產量提高，電耗降低，尤其是實例很多，如某廠的3m×11m水泥磨由開路改為帶SEPAX3.5型選粉機的閉路系統(tǒng)后，產量由來的20t/h提高至27t/h，粉磨機電耗則由52.8kWh/降低至t42.3kWh/t產量提高35%，電耗降低19.9%。圖11.2球磨機的發(fā)展1.2.1球磨機背景球磨機是礦山，水泥，化工和電力等工業(yè)部門廣泛使用的一種粉磨設備，主要工作機構是裝有研磨介質的筒體，依靠筒體回轉時介質的沖擊和剝磨等作用使物料粉碎。自1893年球磨機出現(xiàn)

8、100多年來，它在金屬礦與非金屬礦選礦廠、冶金、建材、華工急電力部門等若干基礎行業(yè)的礦料粉碎中得到廣泛的應用。球磨機在工業(yè)上應用與發(fā)展中經(jīng)歷了如此長時間而未被淘汰的這個事實本身就說明它從結構到工作原理基本上是可靠的，合理的，性能也是比較好的，雖然它也有些缺點，但要將它從礦料粉碎中淘汰出去是相當困難的。球磨機在今后相當長的時期仍是十分必要的與有價值的。未來在破碎粉磨作業(yè)上，球磨機依然有著很大的發(fā)展空間，一段時間都不會被淘汰掉的。所以對于球磨機的設計是有很大意義的。1.2.2球磨機的新技術動態(tài)（1）選選篩粉磨技術目前，國的部分高產、高細、篩分磨存在篩分裝置中篩分板孔徑大（2.53.5mm）通料面積

9、?。ㄖ挥?0%左右的通料面積）篩分板容易松動造成物料跑粗，蓖板蓖縫容易堵塞等弱點。導致用戶在使用過程中產量提高不大，且質量波動大，有時甚至要停下機來，處理篩板和清理蓖板蓖縫，給用戶造成很大的損失。經(jīng)國數(shù)十臺高產、高細、篩分磨的分析和論證，創(chuàng)新開發(fā)的選粉篩粉磨技術，匯集了康必登磨、高產、高細、篩分磨的技術，并針對上述缺點做了重大改進。該技術與設備是在磨機中采用新型篩分裝置，以原有粉磨生產工藝為基礎，考慮到生產系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的工藝情況，如熟料粒度，溫度，易磨性、混合材料種類、水分等。通過選分裝置的作用，將磨機粉磨過程中粗細顆粒與時有效分離。該技術以下特征：篩分裝置中的篩分孔徑可根據(jù)用戶實際情況在1

10、.03.5mm圍設計，篩板通料面積可達4060%。使用過程中篩板不容易松動，蓖板蓖縫不易堵塞。生產過程中可以在最短時間將適合二倉研磨的顆粒從一倉中分離出來，并使二倉研磨要求的顆粒與時排除倉外。這樣一倉的粉碎和二倉的研磨分工更加明確，并基本上杜絕了磨過粉磨現(xiàn)象，提高了磨機的生產效率;對磨的襯板結構、球鍛級配進行優(yōu)化調整，使3每臺設備都能達到系統(tǒng)能力的最大化；由于通風能力的加強，通料面積增大，粉磨高濕、高溫材料時臺時產量下降幅度大大低于普通高產、高細、篩分磨；臺時產量可以提高2040%，比表面積可以控制在300450m2/kg圍；一般三個月可以收回投資，磨改造12天即可完成。本技術適合于閉路磨、開

11、路磨、超細3礦渣微粉改造。（2）生料烘干風掃磨技術 改造的閉路生料磨入磨水分高達3.5%時仍可達較高產量，一臺2.2×7m的生料磨機改造費用最低幾千元即可，磨改造時間一般不超過24小時，同等條件下臺產可以提高2080%左右。（3）細碎鄂式破碎機改造技術 細碎顎式破碎機時運用固體容積原理和層壓理論并根據(jù)破碎物料的性質、粒度對破碎機進行優(yōu)化設計。新的細碎顎式破碎機板使物料從進入破碎腔就收到連續(xù)不斷地壓擠，并在破碎腔下部受到一定距離的平行壓擠。由于物料在破碎腔受到壓擠的的次數(shù)數(shù)倍于普通破碎機，故破碎效率得到很大的提高，出料粒度平均只有510mm，且30%左右粉料。應用該技術改造細碎顎式破碎

12、機只需投資鄂板改造費用，改造時間只要34小時，是水泥廠、粉磨站熟料顎式破碎機改造的最佳選擇。（4）球磨機粉磨系統(tǒng)優(yōu)化技術 是以原有粉磨生產工藝為基礎，考慮物料刻粒度、溫度、混合材料種類。運用系統(tǒng)平衡理論，對磨機，一二倉長度、磨通風過料能力，系統(tǒng)其他設備工作效率等進行優(yōu)化調整，使整個系統(tǒng)的工作效率得到提高和平衡。應用本技術一般不需投資或很少投資，產量可提高1025%左右。1.2.3球磨機的發(fā)展方向（1）磨機設備的大型化：增大磨機筒體的有效徑，在同樣的轉速條件下，研磨介質具有良好的沖擊粉磨效應，可使磨機的生產能力顯著提高。（2）傳動新型的多樣化：a 中心傳動 b 邊緣傳動 c 無齒輪直接傳動（3）

13、控制自動化：一般趨向于生產過程控制自動化和計算機化有些水泥機械制造公司已經(jīng)設計和制造了一系列的自動化和集中控制設備，包括控制板、模擬控制器、工業(yè)電視、x射線分析儀、大型和中小型計算機等。 （4）襯板的特殊化：為了克服磨礦介質在磨機筒體橫斷面和軸向刨面上的反向分級，產生了多種襯板：凸楞螺旋分級襯板、角螺旋分級襯板、溝槽襯板、階梯襯板、波紋襯板等等。1.3球磨機設計的目的和意義球磨機是礦山，水泥，化工和電力等工業(yè)部門廣泛使用的一種粉磨設備，球磨機的結構特點：球磨機由給料部、出料部、回轉部、傳動部（減速機，小傳動齒輪，電機，電控）等主要部分組成。中空軸采用鑄鋼件，襯可拆換，回轉大齒輪采用鑄件滾齒加工

14、，筒體鑲有耐磨襯板，具有良好的耐磨性。主要工作機構是裝有研磨介質的筒體，依靠筒體回轉時介質的沖擊和剝磨等作用使物料粉碎。磨機能粉碎各種硬度的材料，在選礦場中被廣泛的用來細磨各種礦石；在發(fā)電廠用來制備煤粉；在水泥廠經(jīng)過破碎的原料、熟料和其它混合材料都需要在磨機中進行粉碎。歸納起來，粉碎的目的是：1.增加物料的暴露面積。2.使用各種物料混合均勻。當今的社會越來越重視能源利用效率與環(huán)境保護，因此新型球磨機的研制必須在滿足工藝要求的基礎上重點考慮降低能耗，在借鑒和吸收國外先進技術的同時，積極地加以創(chuàng)新，大力發(fā)展我國自身的球磨機技術。本次設計主要針對實驗室用的小型球磨機，通過對大量參考文獻與對大型磨機的

15、結構的研究，研發(fā)出一種適合實驗室應用便于學生掌握其結構的小型磨機，該球磨機有結構比較簡單，比較輕便，轉速平穩(wěn)，噪聲較小等特點。具體的研究方法是通過對球磨機不同結構的研究，計算找到最適合的結構和材料，組合成本次所設計的球磨機，對新型節(jié)能球磨機的研究創(chuàng)新有著重要得意義。- 25 - / 25第二章 球磨機的基本知識2.1球磨機在工業(yè)部門中的應用球磨機是礦山，水泥，化工和電力等工業(yè)部門廣泛使用的一種粉磨設備，是物料被破碎之后，再進行粉碎的關鍵設備. 它廣泛應用于水泥，硅酸鹽制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑與有色金屬選礦以與玻璃瓷等生產行業(yè)，對各種礦石和其它可磨性物料進行干式或濕式粉磨。在選礦廠

16、中，磨機的被用來對礦石進行粉磨，使其達到單體分離或下一段磨機所需的給礦粒度。在水泥廠中，磨機被用于將廠灰石、粘土與石膏等物料進行粉磨，并且同時將其均勻混合。在化學工業(yè)中，通過對物料粉磨，可增加其表面積，為縮短物料化學所應的時間創(chuàng)造有利條件。2.2球磨機的工作原理球磨機的主要工作部分（圖2）是一個裝在兩個大型軸承上并水平放置的回轉圓筒，筒體用隔倉板分成幾個倉室，在各倉裝有一定形狀和大小的研磨體。研磨體一般為鋼球、鋼鍛、鋼棒、卵石、礫石和瓷球等。為了防止筒體被磨損，在筒體壁裝有襯板。圖2當球磨機回轉時，研磨體在離心力和與筒體壁的襯板面產生的摩擦力的作用下，貼附在筒體壁的襯板面上，隨筒體一起回轉，并

17、被帶到一定高度（如圖3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)運動是周而復始的。此外，在磨機回轉的過程中，研磨體還產生滑動和滾動，因而研磨體、襯板與物料之間發(fā)生研磨作用，使物料磨細。由于進料端不斷喂入新物料，使進料與出料端物料之間存在著料面差能強制物料流動，并且研磨體下落時沖擊物料產生軸向推力也迫使物料流動，另外磨氣流運動也幫助物料流動。因此，磨機筒體雖然是水平放置，但物料卻可以由進料端緩慢地流向出料端，完成粉磨作業(yè)。圖3 磨機粉磨物料的作用研磨體運動的基本狀態(tài)：球磨機筒體的回轉速度和研磨體的填充率對于粉磨物料的作用影響很大。當筒

18、體以不同轉速回轉時，筒體的研磨體可能出現(xiàn)三種基本狀態(tài)，如圖4所示。圖(a)，轉速太慢，研磨體和物料因摩擦力被筒體帶到等于動摩擦角的高度時，研磨體和物料就下滑，稱為“傾瀉狀態(tài)”，對物料有研磨作用，但對物料的沖擊作用很小，因而使粉磨效率不佳；圖(c)，轉速太快，研磨體和物料在其慣性離心力的作用下貼附筒體一起回轉（作圓周運動），稱為“周轉狀態(tài)”，研磨體對物料起不到?jīng)_擊和研磨作用；圖(b)，轉速比較適宜，研磨體提升到一定高度后拋落下來，稱為“拋落狀態(tài)”，研磨體對物料較大的沖擊和研磨作用，粉磨效率高。（a）低轉速；（b） 適宜轉速；（c） 高轉速圖4筒體轉速對研磨體運動的影響實際上，研磨體的運動狀態(tài)是很

19、復雜的，有貼附在磨機筒壁向上的運動；有沿筒壁和研磨體層向下的滑動；有類似拋射體的拋落運動；有繞自身軸線的自轉運動以與滾動等。所謂研磨體對物料的基本作用，正是上述各種運動對物料的綜合作用的結果，其中主要的可以歸結為沖擊和研磨作用。分析研磨體粉碎物料的基本作用，目的是為確定研磨體的合理運動狀態(tài)，這是正確選擇與計算磨機的適宜工作轉速、需用功率、生產能力以與磨機機械計算的依據(jù)。2.3球磨機的分類按筒體的長度和直徑之比分類：.短磨機；.中長磨機；長磨機。按是否連續(xù)操作可分類：連續(xù)磨機；間歇磨機。按傳動方式分類：.中心傳動磨機；.邊緣傳動磨機。按卸料方式分類：.尾卸式磨機；.中卸式磨機。按磨研磨介質的形狀

20、分類：.球磨機；.棒球磨機；.礫石磨機。按操作工藝分類：.干法磨機；.濕法磨機。2.4球磨機的構造與主要零部件球磨機構造如圖（5）示：給礦部1、軸承部2、筒體部3、傳動部4、排礦部5筒體：球磨機的筒體是其主要工作部件之一，被粉磨物料是在筒體受到研磨體的沖擊和粉磨作用而成細粉末的，包括中空軸、磨機筒體與磨的隔倉板、襯板、擋料圈等部件。襯板：作用：保護筒體，使筒體免受研磨體和物料的直接沖擊和摩擦；另外，利用不同形式的襯板可調整磨各倉研磨體的運動狀態(tài)。分類（圖6）：（a）條形組合襯板 （b）波形襯板 （c）舵形襯板（d）楔形襯板 （e）平凸形襯板（f）齒形襯板圖6隔倉板：作用：A.分隔研磨體；B.防

21、止大顆粒物料竄向出磨端；C.控制磨物料流速。分類：隔倉板分為單層和多層兩種，雙層隔倉板又分為過度倉式、提升式和分級式幾種。主軸承：個類磨機主軸承的重要構造基本一樣，都是由軸瓦、軸承座、潤滑與冷卻系統(tǒng)組成。進料、卸料裝置：進料裝置的種類有：A.溜管進料；B.螺旋進料；C.勺輪進料傳動系統(tǒng)傳動形式：邊緣傳動和中心傳動。包括主電動機、輔助電動機、減速機、傳動軸與邊緣傳動的大小齒輪等。筒體部3、給礦部1、排礦部5、軸承部2、傳動部4組成。圖5第三章 球磨機工作參數(shù)的計算與選擇3.1球磨機自身參數(shù)3.1.1臨界轉速當磨機筒體的轉速達到某一數(shù)值時，研磨體產生的離心力等于它本身的重力，因而使研磨體升至脫離角

22、=0°，即研磨體將緊貼附在筒體上，隨筒體一起回轉而不會降落下來，這個轉速就稱為臨界轉速。當研磨體處于極限位置時，脫離角=0°，將此值代入研磨體運動基本方程式，可得臨界轉速，由: （3-1）式中：臨界轉速，r/min；筒體有效半徑,m；磨機筒體有效直徑, m。代入公式（3-1）=59.96rp/m 以上公式是在幾個假定的基礎上推導出來的，事實上，研磨體與研磨體、研磨與筒體之間是存在相對滑動的，而且物料對研磨體也是有影響的。因此，實際的臨界轉速比計算的理論轉速要高，且與磨機結構、襯板形狀、研磨體填充率等因素有關。3.1.2工作轉速使研磨體產生最大粉碎功時的筒體轉速稱作球磨機的理

23、論適宜轉速。當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，對物料產生粉碎功最大。將=54°44代入式cos，可得理論適宜轉速，由 （3-2）代入公式（3-2） n=46.5 rp/m3.1.3各零件重量計算A作用于筒體的總載荷Q磨機運轉時，作用于筒體的總載荷Q包括兩部分，一部分是磨機回轉部分的重力，另一部分是動態(tài)研磨體（包括物料）所產生的力P。a.磨機回轉部分的重力= + + + （3-3）式中:磨機回轉部分的重力，N；磨機筒體的重力，N；磨機端蓋的重力，N；磨機連接法蘭的重力，N；磨機襯板的重力，N； (3-4)代入公式(4-4)代入公式(4

24、-3)=4000NB.動態(tài)研磨體所產生的力P磨機研磨體在拋落狀態(tài)運轉時,研磨體所產生的力,主要有瀉落部分面積的重力與部分的離心力和拋落部分面積的沖擊力等三部分.一般情況下,動態(tài)研磨體由上述三部分力所產生的合力,只比靜態(tài)研磨體的自重G大2%,即: P=1.02G (3-5)式中： P 動態(tài)研磨體產生的力,N.代入公式(4-5) P=1.02×79.83××9.8=7.98×NC.粉磨物料的重力粉磨時研磨體和物料是混合在一起的,這部分物料重量約為研磨體重量的14%。即:=1.14G (3-6)式中: 粉磨物料的重力,N.代入公式(4-6)=1.14×

25、;79.83××9.8=8.92×Nd.磨機運轉時,作用于筒體上的總載荷Q Q=+1.14P (3-7)代入公式(4-7) Q=6500N圖7磨機筒體作用力的分布3.1.4裝球、料量裝球量: 在球磨機中裝球量的多少是同球在圓筒里的運動形式相聯(lián)系的，亦即要使裝球量能使球產生以傾流為主的運動為最好。 一般地說，若轉速既定，當球的體積只占球磨機圓筒容積的10時。球以滑動形式的運動為主，且球沒有可能出現(xiàn)奔流。當裝球量逐漸增加至30時，球的運動雖然仍以滑動為主，但已開始出現(xiàn)我們所需要的傾流。當裝球量超過40時，球的運動將以傾流形式的占優(yōu)勢；當裝球量達到圓筒總容量的50時，由

26、于球群表面正好處在圓筒的直徑線上，因而很容易產生傾流。據(jù)此，裝球量在13至12之間是比較合適的，且以12為最理想。 裝料量: 如果裝球量既定，那么裝料可能出現(xiàn)三種情況：一種是裝料量填不滿球與球之間的空隙，此時球將有一部分直接互相碰撞，球不能與適當量的墨料接觸，墨料起不到研磨作用，同時將因此而增加了球本身的磨損；另一種是裝料量超過球與球問的空隙，露在球間研磨區(qū)域之外的墨料要等球間研磨區(qū)域里的墨料被頂出一部分來，才有機會進入研磨區(qū)，亦即總有一部分墨料處在不受研磨作用的地方，這樣研磨工時就會長些；還有一種量恰好蓋住球群的表面，這是目前通過實踐被公認為較理想的一種情況。 要想知道當墨料剛好蓋住球群表面

27、時的實際裝料體積，這是需要對球群堆放的幾何形狀作了解的。假定所有的球都是大小一致的正圓球，當球以理想的立方體的形狀排列時球的實際體積只占524，而球與球間的空隙占476；當球以理想的四面體形狀排列時，球的實際體積就要占740，而球與球之間的空隙卻只占260了。要注意的是球圓筒中的堆放是任意的，既不可能全部以立方體的形狀排列，也不會全部以四面體的形狀排列。經(jīng)驗證明，在球磨機里的球群中，球的實際體積約占60，而球與球間的空隙約占40，這個數(shù)值正好處在立方體和四面體排列時的數(shù)值之間。這樣，球磨機的最佳裝料量實際上是球磨機圓筒總體積的20。在實用上，20體積的裝料量是被當作最小量來看的。當球群作傾流運

28、動，且由于圓筒的轉動而沿筒壁被帶到上部的位置時，球群的表面是同水平成一角度的，此時球群的最下部需要有一點多余的墨料墊著，以便使球傾流而下時不致直接撞擊筒壁。另一方面，球磨機的裝料和出料都是比較費事的，因此在生產上往往不能只考慮最佳裝料量而造成一晝夜間多次出料和裝料，裝料量常常就因此而被用來調節(jié)研磨時間的。根據(jù)這些情況，墨料的工作體積總要超過20，且以經(jīng)驗認為裝料量可以在2545(對球磨機總體積而言)之間選擇。 3.2球磨機功率與電機選型影響磨機需用功率的因素很多，如磨機的直徑、長度、轉速、裝載量、填充率、部裝置、粉磨方式以與傳動形式等。計算功率的方法也很多，常用的計算磨機需用功率的計算式有以下

29、三種，由 （3-8） （3-9） （3-10）式中: 磨機需用功率，kW；磨機有效容積，m；磨機有效徑，m；磨機的適宜轉速，r/min；研磨體裝載量， t；磨機填充率（以小數(shù)表示）。選用公式（3-7）計算： kW磨機配套電動機功率計算=1.3×1.00.835=1.2kW式中: 與磨機結構、傳動效率有關的系數(shù)，見下表；電動機儲備系數(shù)，在1.01.1間選取。磨機形式干法磨中卸磨邊緣傳動1.31.4中心傳動1.251.35磨機結構、傳動效率有關的系數(shù)電機選型：選擇Y132S-8異步電動機，其參數(shù)為：極數(shù)：8功率：2.2 KW電壓：380V頻率：50HZ質量：63KG起動轉距：2000NM

30、第四章 總體設計方案4.1所設計球磨機的結構與組成本次設計是實驗室用小型球磨機的設計，是小批量研磨混合設備，其設計方案簡圖8：其基本結構：1支架2軸承3法蘭4筒體5進料口6軸7皮帶輪8電機9出料口傳動方式：帶傳動圖8其實物簡圖9如下： 圖9裝配圖10如下：圖104.2 筒體的設計筒體是磨機的主體，是磨機的主要工作部件之一，物料是在筒體被研磨體沖擊和研磨而磨成細粉的。4.2.1筒體的材料筒體工作時，除了受研磨體的靜載荷作用外，還受到研磨體的沖擊作用。筒體是薄壁圓筒，承受交變重載荷，并長期連續(xù)低速運轉。通體屬于不更換的零件，要保證工作中的安全可靠，并能長期連續(xù)使用，所以要求制造通體的金屬材料強度要

31、高，塑性要好且具有一定的抗沖擊性能。筒體是由鋼板卷制焊接而成的，要求可焊性要好。因此，一般用于制造筒體的材料是普通結構鋼板Q235，16Mn鋼比Q235在機械強度較好，故一般為筒體的首選材料。本次設計是小型球磨機，其載荷小，因此選用普通結構鋼板Q235即可滿足要求。4.2.2筒體制造加工筒體是薄壁圓筒，筒體上開又人孔（磨門）和螺栓孔。在制造中關鍵是保證它的圓度和焊接質量。由于筒體易產生徑向變形，為了保證正常運轉，對徑向變形加以限制，對圓柱形薄壁圓筒一般用d/&c來控制其變形，一般取c=150.在本次設計中d=620mm，因此取&=10mm，即可滿足要求。筒體在制造中要滿足以下要

32、求：（1）筒體縱向中心線垂直，若不直，筒體中心偏離回轉面中心，磨機在工作時會產生不平衡離心力。（2）筒體在焊接、切割磨門，應當退火。（3）筒體在回轉過程中要考慮熱變形綜合以上，所設計筒體如圖11：1筒體 2 進料口 3 法蘭 4 端蓋 5 出料口圖114.3襯板的選擇4.3.1襯板的作用與材料襯板的作用是保護筒體使其免受研磨體和襯板的作用是保護筒體使其免受研磨體和物料的直接沖擊和研磨，同時也可調整研磨體的運動狀態(tài)。一倉裝有提升能力強的襯板，以增強沖擊能量，細磨倉裝有波紋或平襯板，以增強研磨作用。球磨機襯板大多數(shù)用金屬材料制造，也有少量用非金屬材料制造。由于各倉研磨體運動狀態(tài)不同，為適應這種工作

33、狀態(tài)的要求，制造各倉襯板材料就不同。4.3.2 襯板的分類與選型襯板的種類按工作表面形狀分類比較直觀，有以下類型：A. 平襯板 工作表面平整或鑄有花紋的襯板均稱平襯板。它對研磨體的摩擦力小，研磨體在它上面產生的滑動現(xiàn)象較大，對物料的研磨作用強，通常多與波紋襯板配合用于用于細磨倉。B. 壓條襯板 由平襯板和壓條襯班組成。壓條上有螺栓孔，螺栓穿過螺孔將壓條和襯板（襯板上無孔）固定在筒體壁上。壓條高出襯板，可增大對研磨體的提升作用，使研磨體具有較大的沖擊研磨力。適用于一倉，特別是入磨物料粒度大的一倉。C. 階梯襯板 它的工作表面呈一傾角，安裝后出現(xiàn)很多階梯，可以加大對研磨體的推力。對同一層鋼球的提升

34、高度均勻一致，襯板表面磨損均勻，即磨損后表面形狀改變不明顯。適用于管磨機的一倉。D. 小波紋襯板 小波紋襯板具有較小的波峰和節(jié)距，提升系數(shù)小，開有錐形孔，適用于細磨倉。E. 端蓋襯板 襯板表面是光滑的，用螺栓固定在磨機端蓋上，以保護端蓋免受研磨體和物料的磨損。F. 錐面分級襯板 襯板斷面形狀和在磨倉的鋪設所示。錐面分級襯板形狀的主要特點是沿軸向具有斜度。在磨安裝方向是大端向著磨尾，也就是靠近料端直徑大，出料端直徑小。因分級襯板沿軸向具有斜度，能自動的使磨鋼球在粉磨過程中按物料粉磨規(guī)律發(fā)揮其作用。因而可減少磨機倉數(shù)，增加有效容積，減少通風阻力，提高產量，降低電耗。G. 角螺旋襯板 一般是由平襯板

35、、圓角襯班和金屬襯架組合而成。在磨安裝后，使磨機的有效斷面呈圓角正方形。相鄰兩圈襯板的方圓角互相錯開一個角度，四個圓角分別構成斷續(xù)螺旋。使研磨體在磨的循環(huán)次數(shù)增加，脫離角和降落區(qū)域得以改變，加強了研磨體和物料之間的沖擊效能，提高了粉磨效率。H. 溝槽襯板 普通式襯板從宏觀上看是一個大弧面，其半徑與該磨機空間的半徑等值，從微觀上看是一個平面。它與磨球與物料的接觸為點接觸。溝槽式襯板的工作表面，是由許多等弧面組成，頭倉（粗磨倉）為直弧面。這些弧面半徑不依磨機直徑的大小而變化，而是與磨球的直徑有關，約R2555mm不等。磨球與襯板為弧線甚至弧面接觸。接觸的弧線長度可為整個磨球圓周長的1/41/3，弧

36、度可達120°。與點接觸相比，其接觸面積即研磨面積增加了幾十倍。因此，整個磨機的研磨空間就擴大了數(shù)倍乃至數(shù)十倍。另外，鋼球在襯板上的排列為六方結構堆積，該結構配位數(shù)大，致密度高,球與球間的有效碰撞機會多。上述這一切為提高了粉磨效率,并節(jié)省電能奠定了基礎。本次設計中，選用階梯襯板。4.3.3襯板的安裝A. 螺栓固定法 在固定襯板時，螺栓應加雙螺母或防松墊圈，以防磨機在運轉過程中因研磨體沖擊使螺栓松動。在筒體和墊圈之間配有帶錐形面的墊圈，錐形面填塞麻絲，以防物料從螺栓孔流出。這種固定方法抗沖擊、耐振動。大型磨機和中小型磨機的一、二倉的襯板一般都用螺栓固定。B. 鑲砌法 鑲砌時襯板和筒體之

37、間家一層12的的水泥砂漿或石棉水泥，在襯板的環(huán)向縫隙中用鐵板楔緊，再灌以12的水泥砂漿。將襯板互相交錯地鑲砌在筒體。一般用于細磨倉的襯板固定。襯板的鋪設如圖（12）圖124.4 支撐軸設計支承軸與端蓋又合稱為磨頭，是磨機的主要零部件，承受著整個磨機的動力載荷。在使用中要長期安全可靠。在設計中應做為不更換零件考慮。其中支承軸受彎矩、切交變載荷，還有一定的摩擦損耗。由于以上原因，我們將連接法蘭與傳遞動力的軸合為一體，設計如下： 圖13：1處通過螺栓與筒體端蓋連接2處與軸承配合，對筒體起支撐作用圖13圖14：1處通過螺栓與筒體端蓋連接2處與軸承配合，對筒體起支撐作用3處與軸配合，傳遞動力 4處有端蓋對軸進行定位圖14 4.5傳動部分的設計針對小型實驗室用球磨機，傳動方式我們采用帶傳動。其主要優(yōu)點是帶傳動可以緩和物料和研磨體的沖擊和振動，并且安裝方便，成本低。由于球磨機的工作轉速是46.5rp/m,選用電動機的額定轉速是750 rp/m，并且?guī)鲃拥膫鲃颖纫话阈∮?/p>