下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985I0.9x3m 四筒平衡節(jié)能球磨機(jī)的設(shè)計(jì)摘要從目前社會(huì)各種粉磨工業(yè)行業(yè)主要還在使用單筒結(jié)構(gòu)磨機(jī)作業(yè)，雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、檢修便利的優(yōu)點(diǎn)，但在節(jié)省能量，高效率粉磨方面還存在著一定的缺陷。武漢工業(yè)大學(xué) 許林發(fā)在發(fā)表的《多筒球磨機(jī)功率的探討》中研究提出單筒式球磨機(jī)電耗較高,其主要原因是磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中研磨體重心偏離回轉(zhuǎn)中心,因此產(chǎn)生了很大回轉(zhuǎn)力矩,為了克服這個(gè)力矩需要很大動(dòng)力 【1】 便增加了能耗。本次設(shè)計(jì)的磨機(jī)主旨是節(jié)能降耗、提高研磨效率。在降低能耗、提高研磨效率方面，主要從筒體結(jié)構(gòu)的改變來(lái)入手，將單筒磨機(jī)的三分之二部分筒體改為并聯(lián)四個(gè)小筒與單筒串聯(lián)。通過(guò)理論計(jì)算及分析得出以下幾個(gè)結(jié)論：節(jié)能方面；第一，整體來(lái)看大筒變小筒則筒體的直徑縮小，在單筒最適宜轉(zhuǎn)速下小筒的轉(zhuǎn)速將增加，相反要使得小筒的轉(zhuǎn)速為最適宜轉(zhuǎn)速則磨機(jī)轉(zhuǎn)速必須降低，所以磨機(jī)整體功率降低，這樣便達(dá)到節(jié)能降耗的目的。第二，研磨體的偏心距減小，其產(chǎn)生的力矩減小，則磨機(jī)克服該力矩所需的功減小。第三，在填充率、磨機(jī)規(guī)格相同的情況下，四筒磨機(jī)比單筒磨機(jī)的功率降低了 49%，即四筒磨機(jī)更加節(jié)能。第四，在相同的研磨體裝載量的情況下，四筒磨機(jī)比單筒磨機(jī)的功率降低 20%左右。研磨效率方面；第一，單筒改為四筒相同規(guī)格下，四筒磨機(jī)研磨體對(duì)筒體的空間占用率增加，研磨更加充分，則研磨效率便相對(duì)提高，第二，四筒磨機(jī)在回轉(zhuǎn)的過(guò)程中，四個(gè)小筒的研磨狀態(tài)是在傾瀉狀態(tài)下研磨，則研磨效果更佳。關(guān)鍵詞：降低能耗，提高粉磨效率，球磨機(jī)，四筒，填充率0.9 x3m four cylinder balance design of energy saving ball mill下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985IIABSTRACTSo far,the social various grinding industry research mainly still uses single cylindermill operation structure .Although its advantages of simple structure, convenient installation and maintenance convenience,in savingnergy , high efficiency grinding ways, there are some shortcomings.Xu Linfa in wuhan university publishedtechnology in thecone ball mill power to explore moreto study and put forward the higher power consumptionof single type ball mill. The main reason is mill grinding rotary center heart weight deviation in the operation, so produces large torque, in order to overcome theforce torch need big power [1]. I design the mill in reducing energy consumption andimproving the grinding efficiency which is different fromthe above methods, mainly from changes in the structureof cylinder of the two-thirds of the single cylinder grinding machine parts cylinder restructuring for parallel four small tube with single tube series, the big drum smaller cylinder cylinder diameter becomes smaller in monocular optimum speed under small cylinder speed will increase, incontrast to make the speed of the small tubefor optimum speed is single cylinder speed must be reduced, so the mill overall power is lower, thus achieve the purpose of saving energy and reducing consumption, through the theoretical calculation, the filling rate, mill under the condition of same specification, four cylinder mill more energy-saving than single tube mill.Monocular to four cylinder under the same specification, grinding medium space occupancy rate increases, the grinding more fully, at the same timeis the status of the foursmall cone grinding in state through the grinding, so the grindingefficiency are greatly improved.KEY WORDS: Reduce energy consumption, Improve the grinding efficiency，Ball mill，F(xiàn)ill rates目 錄前 言 .1下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985III第 1 章 球磨機(jī)的原理及總體方案 .21.1 球磨機(jī)的工作原理 .21.2 磨機(jī)的整體方案 .31.3 磨機(jī)的回轉(zhuǎn)部分 .31.3.1 筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31.3.2 磨門(mén)與人孔 41.3.3 磨機(jī)整體回轉(zhuǎn)部分筒體的條件選擇 51.4 磨機(jī)的傳動(dòng)部分 .51.4.1 邊緣傳動(dòng) 51.4.2 中心傳動(dòng) 61.5 磨機(jī)的支承部分 .61.5.1 滑履支承 61.5.2 主軸承支承 71.5.3 混合支承 71.6 球磨機(jī)進(jìn)料裝置的形式 .81.6.1 利用螺旋葉片進(jìn)料 81.6.2 利用加料螺旋葉片進(jìn)料 81.6.3 截頭圓錐漏斗進(jìn)料 81.7 磨機(jī)出料裝置 .9第 2 章 磨機(jī)主要參數(shù)的計(jì)算 .102.1 四筒磨機(jī)研磨體裝載量的計(jì)算 .102.2 討論以小筒體為對(duì)象分析四筒磨機(jī)最適宜轉(zhuǎn)速 .102.2.1 筒體磨機(jī)最佳轉(zhuǎn)速 102.2.2 四筒磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速 112.3 討論以大筒為對(duì)象分析計(jì)算小筒的參數(shù) .122.3.1 單筒磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速 122.3.2 單筒的理論最適宜轉(zhuǎn)速 122.3.3 實(shí)際 工作轉(zhuǎn)速 132.4 四筒磨機(jī)的功率計(jì)算 .132.4.1 討論在研磨體裝載量相同下四筒與單筒磨機(jī)的功率比 13下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985IV2.4.2 討論在磨機(jī)相同規(guī)格下四筒與單筒磨機(jī)的功率比 152.4.3 磨機(jī)電動(dòng)機(jī)功率選擇 162.5 四筒磨機(jī)的生產(chǎn)能力計(jì)算 162.5.1 四筒磨機(jī)的單位小時(shí)生產(chǎn)能力 172.5.2 單筒磨機(jī)的單位小時(shí)生產(chǎn)能力 18第 3 章 四筒磨機(jī)的零件設(shè)計(jì) .193.1 磨頭 .193.1.1 中空軸的相關(guān)尺寸 203.1.2 四筒磨機(jī)磨頭的計(jì)算 213.1.3 四筒磨機(jī)磨頭的結(jié)構(gòu) 223.2 襯板設(shè)計(jì) .233.2.1 四筒磨機(jī)襯板作用 233.2.2 四筒磨機(jī)襯板材料 233.2.3 四筒磨機(jī)襯板種類(lèi) 243.3 隔倉(cāng)板 263.3.1 隔倉(cāng)板的作用及結(jié)構(gòu) 263.3.2 隔倉(cāng)板的類(lèi)型 26第 4 章 磨機(jī)的校核 .284.1 筒體上所承受的總載荷 .284.1.2 第二部分力研磨體跟物料隨筒體回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力 .294.2 筒體作用力的分布 .294.3 四筒磨機(jī)筒體的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 .314.3.1 進(jìn)出料端主軸承處的支反力 314.3.2 驗(yàn)算磨機(jī)筒體的彎曲強(qiáng)度 334.4 磨頭（磨尾）與筒體法蘭的鏈接螺栓校核 .33結(jié) 論 .35謝 辭 .36參考文獻(xiàn) .37下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985V下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709851前 言本次四筒平衡節(jié)能磨機(jī)的設(shè)計(jì)課題的研究意義主要有兩個(gè)方面，第一個(gè)方面是目前水泥工業(yè)對(duì)于能量資源的需求是比較明顯的，尤其是電能的消耗。在整個(gè)工廠(chǎng)中不光是煤炭資源的需求，在整個(gè)生產(chǎn)工藝路線(xiàn)中除了運(yùn)送物料路線(xiàn)上的設(shè)備需要耗電之外，主要的電耗在于粉磨上面，尤其是球磨機(jī)這一環(huán)節(jié)。它是一個(gè)電耗無(wú)底洞，每天二十四小時(shí)運(yùn)作，所以要對(duì)球磨機(jī)這塊加大人力物力的投入，研究出一款能節(jié)約能源降低經(jīng)濟(jì)成本而且提高粉磨小率的球磨機(jī)，那么在這方面的需求就有著不可言喻，眾所周知的迫切，從而可以引出本課題設(shè)計(jì)的四筒球磨機(jī)主要從降低能耗方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么如何相對(duì)于目前社會(huì)工業(yè)中普遍使用的單筒磨機(jī)在能耗方面降低的優(yōu)勢(shì)做出合理的理論依據(jù)呢？事實(shí)表明磨機(jī)在回轉(zhuǎn)的過(guò)程中筒體內(nèi)部的研磨體和物體隨筒壁一起上升下降回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中有一個(gè)回轉(zhuǎn)力矩，就是筒體中心與研磨體重心之間的距離稱(chēng)之為偏心距，偏心距越大則要克服這個(gè)回轉(zhuǎn)力矩便會(huì)需要越大的能量，從而導(dǎo)致磨機(jī)能耗的增加，所以四筒磨機(jī)主要就是為了減小這個(gè)偏心距來(lái)減小能耗。第二個(gè)方面就是單筒磨機(jī)除了偏心距大之外就是整個(gè)內(nèi)部有效空間利用率低，四筒磨機(jī)的結(jié)構(gòu)剛好將整個(gè)大得空間分割成四個(gè)較小的空間然后研磨體跟物料再回轉(zhuǎn)的過(guò)程中盡可能的占用了越多的空間，四筒磨機(jī)較之于單筒磨機(jī)多筒磨機(jī)能夠使細(xì)磨倉(cāng)運(yùn)行最佳化, 并且筒體結(jié)構(gòu)的改變使得筒體空間體積利用率提高，小筒的轉(zhuǎn)速較之于大筒轉(zhuǎn)速相對(duì)減小使得物料充分研磨同時(shí)保證生產(chǎn)出高細(xì)度水泥提高粉磨效率。從國(guó)內(nèi)外的研究狀況來(lái)看，四筒磨機(jī)尚在一個(gè)萌芽期，并不是普遍推廣使用，在前蘇聯(lián)一家水泥廠(chǎng)將一臺(tái)單筒磨機(jī)結(jié)構(gòu)改變?yōu)樗耐玻\(yùn)作試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電耗較之于單筒降低了將近一半。在國(guó)內(nèi)也處于研究狀態(tài)，合肥水泥設(shè)計(jì)院也對(duì)多筒磨機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)得出了同樣的結(jié)論，所以四筒磨機(jī)有一定的發(fā)展空間和潛力。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709852第 1 章 球磨機(jī)的原理及總體方案確定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(gè)回轉(zhuǎn)筒體，裝在兩個(gè)軸承上水平放置，用隔倉(cāng)板把筒體分成幾個(gè)倉(cāng)而各倉(cāng)內(nèi)用一定量及規(guī)格的研磨體填充，研磨體主要有鋼球、鋼段、鋼棒、卵石、礫石等。在筒體內(nèi)壁裝有襯板其作用是為了防止筒體被磨損。磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，研磨體在離心力跟與襯板面產(chǎn)生的摩擦力的作用下，在筒體固定的襯板面上粘連，隨筒體一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而且隨它運(yùn)動(dòng)到一定的高度，重力作使其自由掉落，掉落時(shí)它會(huì)像拋物體那樣，撞擊底部的物料把物料擊碎同時(shí)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中研磨體跟物料之間相互擠壓摩擦而碾碎物料。在筒體運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中研磨體跟物料的運(yùn)動(dòng)情況就這樣上去下來(lái)周而復(fù)始的不停地運(yùn)動(dòng)研磨。物料由進(jìn)料端緩慢流動(dòng)到出料端是在進(jìn)料端不斷喂入新物料情況下，進(jìn)料與出料端物料之間存在著一定的壓迫力，并且研磨體下落時(shí)沖擊物料產(chǎn)生軸向推力迫使物料流動(dòng)而且磨內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)也有一定的使物料橫向流動(dòng)流動(dòng)的力，從而完成作業(yè)。楊樹(shù)森譯自蘇聯(lián)《水泥》，文章中指出目前在水泥工業(yè)中應(yīng) i用的管磨機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的, 磨制一噸水泥需耗 30 一 35 度電能。電耗大的主要原因是, 物料和研磨體偏心地分布在磨機(jī)中, 使磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生很大的阻力矩, 因此就必須用相當(dāng)?shù)哪芰靠朔?。查閱相關(guān)資料蘇聯(lián)奧爾格水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院, 研制了一種均衡式多筒球磨機(jī), 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得到了滿(mǎn)意的結(jié)果。多筒式球磨機(jī)多個(gè)筒體組成: 一個(gè)中心筒體, 用于粗碎物料, 三個(gè) (或四個(gè) ) 均衡用的筒體, 起著繼續(xù)破碎作用; 還有六個(gè)( 或八個(gè)) 筒體成對(duì)地分布在外圍 , 用來(lái)最后細(xì)磨水泥 【2】 。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其一相比較同規(guī)格同條件下的傳統(tǒng)單筒磨機(jī)其耗電量降低了將近一倍，其二粉磨效率提高 30%。我國(guó)國(guó)家建材局合肥水泥研究設(shè)計(jì)院也做了相似的實(shí)驗(yàn)并且也進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)也得出相同的結(jié)論。那么結(jié)構(gòu)的改變從理論來(lái)講磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中研磨體重心偏離回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生了很下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709853大回轉(zhuǎn)力矩,為了克服這個(gè)力炬需要很大動(dòng)力從而增加了電耗，同時(shí)多筒在單筒的基礎(chǔ)上增加了研磨體的填充率，在單筒的轉(zhuǎn)速下多筒的轉(zhuǎn)速增大從而也提高了其粉磨效率。1.2 磨機(jī)的整體方案首先磨機(jī)它分為以下幾大部分，傳動(dòng)部分、支承部分、回轉(zhuǎn)部分、進(jìn)料部分、出料部分圖 1-1 球磨機(jī)總裝圖圖 1-2 球磨機(jī)總裝圖1——進(jìn)料部分 2——主軸承支承 3——回轉(zhuǎn)部分 4——尾部出料部分 5——中心傳動(dòng)部分1.3 磨機(jī)的回轉(zhuǎn)部分1.3.1 筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次筒體設(shè)計(jì)成“分段式” 結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)分三個(gè)部分，第一部分位置在進(jìn)料端為一個(gè)單筒，主要對(duì)大顆粒物料進(jìn)行粉磨，這一部分占總體長(zhǎng)度的三分之一，第二部分為四個(gè)并聯(lián)的小筒組成，該部分為設(shè)計(jì)的主要部分其長(zhǎng)度占總長(zhǎng)的接近三分之二，第三部分為匯料倉(cāng)，主要使四個(gè)小筒的物料匯集到一起最終將物料排出。筒體每一部分之間采用法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)，筒體與端蓋的鏈接方式選用的下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709854是內(nèi)接法蘭聯(lián)接，這樣的聯(lián)接是大中型磨體廣泛采用的結(jié)構(gòu)他的特點(diǎn)是原材料的利用率相當(dāng)高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較合理。圖 1-3 磨機(jī)回轉(zhuǎn)體部分計(jì)算得大筒半徑與小筒半徑的關(guān)系式為：（1-1）??114.2RR??由于 R=450mm，代入上式得=186.7 從結(jié)構(gòu)來(lái)講小筒需要安裝固定在大筒上則需要留出小筒與大筒鏈接法蘭部分尺寸，法蘭尺寸定為 48mm，另外為了便于安裝需要預(yù)留水平方向最近的兩個(gè)小筒之間的距離能使工作人員的手進(jìn)出，取值為 32mm，圖 1-4 筒體結(jié)構(gòu)圖1.3.2 磨門(mén)與人孔我們知道磨門(mén)是便于人孔的封閉而設(shè)置的，主要作用就是拆卸安裝便利，銜接牢靠。人孔的作用顧名思義就是便于工作人員進(jìn)出維修 、安裝、采樣。磨門(mén)分“內(nèi)提式”和“外蓋式”兩種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，本次我使用外蓋式結(jié)構(gòu)類(lèi)型。其襯板與蓋用螺栓鏈接，簡(jiǎn)單易行，操作方便。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098551.3.3 整個(gè)磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分筒體的條件選擇由于本次設(shè)計(jì)是小規(guī)格試驗(yàn)型磨機(jī)我們選用筒體的鋼板材料為選擇 Q235 材料，其優(yōu)點(diǎn)硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性均適中耐磨性也不錯(cuò)，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠降低生產(chǎn)成本。筒體有的部分需要焊接，所以鋼板的厚度 =20mm。0?筒體的最小內(nèi)徑（1-2） 0102????D式中 ——筒體的最大直徑， =900mm；D——筒體的最小內(nèi)徑，mm；——襯板厚度，m；取 50mm。120590???760?筒體的有效長(zhǎng)度（1-3） 54302???S式中 ——筒體的規(guī)定長(zhǎng)度，L=3000mm；L——筒體的有效長(zhǎng)度，mm；——端蓋襯板的厚度，mm；取 503——隔倉(cāng)板的厚度， mm；取 50mm4——揚(yáng)料裝置的厚度,mm；取 100m。5?代入公式(1-3)m10230???L270?L1.4 磨機(jī)的傳動(dòng)部分1.4.1 邊緣傳動(dòng) 圖 1-5 邊緣傳動(dòng)邊緣傳動(dòng)需要在筒體上安裝一個(gè)大齒圈，而這個(gè)大齒圈直徑大制造難度大，同時(shí)它會(huì)使得磨機(jī)整體占用空間大，機(jī)械效率相對(duì)較差 。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098561.4.2.中心傳動(dòng)圖 1-6 中心傳動(dòng)中心傳動(dòng)通過(guò)中空軸帶動(dòng)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)，占用空間小，機(jī)械效率較高本次設(shè)計(jì)采用中心傳動(dòng)。1.5 支承部分1.5.1 滑履支承圖 1-7 滑履支撐滑履軸承的磨機(jī)是通過(guò)固裝在磨機(jī)筒體上的輪帶支承在滑履上運(yùn)轉(zhuǎn)，滑履軸承與回轉(zhuǎn)筒體間的摩擦是滑動(dòng)摩擦，即磨機(jī)筒體上的滑環(huán)在特殊金屬層（一般為下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709857巴氏合金）表面滑動(dòng)，以減小阻力。滑履軸承與普通軸承的功用差不多，但其最大缺點(diǎn)是不耐高溫，一般 75℃便會(huì)失效。1.5.2 主軸承支承圖 1-8 主軸承支承主軸承支承他承受整個(gè)磨機(jī)的筒體及其他部件的重量，主軸承的結(jié)構(gòu)由軸瓦、軸承底座、軸承蓋、潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)組成，軸瓦整體式的比較廉價(jià)一般用在受力要求比較低的地方，而軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，用在受力要求比較高一點(diǎn)的地方，如果受使用空間或特殊要求限制或是受力或間隙要求非常嚴(yán)格，一般需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的軸瓦（一般是對(duì)開(kāi)式，極少用整體式）1.5.3 混合支承圖 1-9 混合支承下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709858混合支承就是滑履支撐和主軸承支承的混合使用，這樣的好處是磨機(jī)安裝的自由度大，磨機(jī)長(zhǎng)期使用的過(guò)程中靈活調(diào)節(jié)及維修操作，磨機(jī)在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中會(huì)受到不同程度的磨損，導(dǎo)致磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，從而增加能耗，降低生產(chǎn)率，目前工業(yè)中廣泛使用這種混合支承。但缺點(diǎn)是制造成本高，對(duì)于試驗(yàn)樣機(jī)來(lái)說(shuō)不經(jīng)濟(jì)。那么本次設(shè)計(jì)支承裝置就使用主軸承支承。1.6. 進(jìn)料裝置球磨機(jī)常用進(jìn)料裝置形式1.6.1 利用螺旋葉片進(jìn)料物料由進(jìn)料口進(jìn)入裝料接管內(nèi),接管有鋼板制成,內(nèi)裝有螺旋葉和隔板,接管用螺釘固定到空心軸徑的端部,并隨之一起旋轉(zhuǎn),空心軸徑內(nèi)裝有套筒,套筒的里面焊有螺旋葉片.當(dāng)接管和套筒隨磨機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),由進(jìn)料口進(jìn)入接管中的物料,在螺旋葉的推動(dòng)下進(jìn)入隔板中,并由隔板帶起流入套筒中,進(jìn)入套筒中的物料在螺旋葉片的作用下被推入磨機(jī)機(jī)體中.在加料溜子和接管之間,裝有毛氈密封圈以防止漏料.1.6.2 利用加料螺旋進(jìn)料該進(jìn)料裝置的結(jié)構(gòu)空心軸徑中裝有固定的套筒,由單獨(dú)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)螺栓在套筒中轉(zhuǎn)動(dòng),物料由加料口加入套筒中,在螺栓的作用下,將物料推入磨體中.該進(jìn)料裝置形式只在一些原有的老式球磨機(jī)上還有使用,新型球磨機(jī)已不在采用.1.6.3 截頭圓錐漏斗形式 進(jìn)料端物料經(jīng)鑄鐵加料溜子加入球磨機(jī),溜子支撐在支座上,物料從溜子進(jìn)入錐形漏斗,漏斗嵌入軸頸內(nèi)腔.漏斗有較大的中心角,以保證加料充足,進(jìn)料漏斗的物料能迅速沿軸線(xiàn)向筒體內(nèi)移動(dòng),鋼環(huán)起磨頭襯板的作用,以保護(hù)磨頭不受物料和研磨體的沖刷磨損.肋板起加強(qiáng)磨頭鋼度的作用,同時(shí)也是環(huán)的支架,鋼環(huán)以螺栓與磨頭聯(lián)結(jié).采用這種結(jié)構(gòu)形式時(shí)截頭圓錐的傾斜角大于物料的休止角.下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709859圖 1-10 進(jìn)料部分 圖 1-11 螺旋進(jìn)料裝置本次使用螺旋葉片進(jìn)料方式1.7 出料裝置出料裝置跟進(jìn)料裝置有很大得相似之處，出料裝置需要一個(gè)外罩，其形式大致有三種，中心傳動(dòng)中心卸料，中心傳動(dòng)尾部卸料，邊緣傳動(dòng)中心卸料。本次設(shè)計(jì)使用中心傳動(dòng)尾部卸料方式，在出料端的輔助設(shè)備中如果用螺旋運(yùn)輸機(jī)，在該設(shè)備里會(huì)有叫螺旋葉片的零件圖 1-12 出料裝置下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098510第 2 章 主要參數(shù)的計(jì)算2.1 四筒磨機(jī)的研磨體裝載量計(jì)算研磨體裝載量的計(jì)算，它取決于填充率的大小選擇研磨體填充系數(shù)為ψ=0.3，H=0.00785D i2Lψρ （2-3）式中 G—磨內(nèi)研磨體裝載量，tDi--磨機(jī)有效直徑，mL—磨機(jī)有效長(zhǎng)度，mψ—磨內(nèi)研磨體填充率，ρ—研磨體容積密度，t/m 3,(鋼球的容積密度一般為 4.56——4.85t/m3)第一部分筒體內(nèi)研磨體的裝載量，由公式H1=0.00785Di2Lψρ=0.00785×0.876×0.876×1×0.3×4.56=8.24×10-3 t第二部分四個(gè)小筒內(nèi)研磨體的裝載量；H2=0.00785Di2Lψρ =0.00785×0.276×0.276×2×0.3×4.56×4=6.5×10-3 t兩部分研磨體裝載量總和為 GH=1.47×10-2 t2.2 討論以小筒為對(duì)象分析四筒磨機(jī)最適宜轉(zhuǎn)速2.2.1 四筒磨機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速所謂理論最適宜轉(zhuǎn)速通俗易懂的講就是研磨體跟物料隨筒體上升到一個(gè)相對(duì)于筒體底部形成的最大距離，那么這個(gè)距離是研磨體跟物料在回轉(zhuǎn)的整個(gè)過(guò)程中的最大距離我們稱(chēng)之為最大降落高度，使得物料粉碎的效果最佳。如圖所示下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098511圖 2-1 研磨體的運(yùn)動(dòng)軌跡要使得研磨體在最大降落高度處的條件為（2-7）?????cos11Rg???其中 ψ=0°，α=60°，代入得四筒磨機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速（rad/s）g840.將 R=0.45mm，代入公式得??s/rad92.345.08??將角速度 轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速 ，有公式?0n??r/mi26????r/min62.3.6??即四筒磨機(jī)大筒的最佳轉(zhuǎn)速為 3.92rad/s 時(shí)，小筒中研磨體跟物料獲得最佳降落沖擊能，從而達(dá)到最佳研磨的效果。但是為了提高研磨效率磨機(jī)的轉(zhuǎn)速必須比上面計(jì)算的轉(zhuǎn)速低，這樣才能達(dá)到研磨體跟物料運(yùn)動(dòng)形成傾瀉的狀態(tài)。2.2.2 四筒磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速研磨體跟物料隨筒體回轉(zhuǎn)，筒體轉(zhuǎn)速越大研磨體和物料隨筒體內(nèi)壁上升的高度越高，當(dāng)筒體的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)研磨體跟物料在某個(gè)高度受力平衡即它本身的重力等于周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力，此時(shí)的研磨體跟物料的位置稱(chēng)為極限位置。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098512（2-8）Rg?臨 界?將 R=0.45mm，代入公式得??s/rad67.4臨 界則 min52?臨 界N2.3 討論：以大筒為對(duì)象分析計(jì)算小筒的參數(shù)2.3.1 單筒的臨界轉(zhuǎn)速 N0α 稱(chēng)為脫離角并且 α 等于零，那么根據(jù)單筒臨界轉(zhuǎn)速的公式得：（2-9）04.2Dn?式中 ——臨界轉(zhuǎn)速，r/min；0n——磨機(jī)筒體有效直徑, m。D代入公式 r/min69.4.02.40??我們所采用的這個(gè)公式是在一定的假設(shè)情況下分析得出的優(yōu)化公式，那么事實(shí)上這樣計(jì)算出來(lái)的轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)速小，那是怎么個(gè)小法呢且聽(tīng)我慢慢道來(lái)，我們假設(shè)的前提條件是研磨體之間以及研磨體與筒體內(nèi)壁之間是不存在相對(duì)滑動(dòng)的，那么實(shí)際情況是不可能不存在相對(duì)滑動(dòng)的，所以要達(dá)到某個(gè)高度筒體的轉(zhuǎn)速必須在理論基礎(chǔ)上增加，所以實(shí)際筒體轉(zhuǎn)速比理論轉(zhuǎn)速高。2.3.2 大筒的理論最適宜轉(zhuǎn)速 n同樣也會(huì)有個(gè)脫離角的值 α 等于 54°44′，根據(jù)公式cos ≥ ，?902R得 （2-10）0.3nD?代入公式 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098513??r/min94.3.02.3n??D我們可以根據(jù)他們的比值計(jì)算出轉(zhuǎn)速比（2-11）76.04230?Dn?2.3.3 實(shí)際工作轉(zhuǎn)速磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速就是再次去掉假設(shè)模型，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)以及經(jīng)驗(yàn)和各種資料總結(jié)的一套經(jīng)驗(yàn)值，我們同樣得出一些經(jīng)驗(yàn)公式，都是根據(jù)筒體的直徑來(lái)做一定的變化，在此本次的磨機(jī)的筒體直徑為 ψ=0.9m，那么他的相對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式為當(dāng) ≤1.8m （2-12）D032.(1.5)gnD??～式中 ——筒體的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速，r/min；gn——筒體的有效內(nèi)徑，m；0——筒體規(guī)格直徑，m。代入公式??r/min4.35.1902ng??經(jīng)過(guò)上述討論發(fā)現(xiàn)，根據(jù)研究分析在填充率、磨機(jī)筒體尺寸、磨機(jī)結(jié)構(gòu)等相同條件下分析的對(duì)象不同得出的四筒磨機(jī)最佳轉(zhuǎn)速不同。為了達(dá)到最佳狀態(tài)，采用以大筒為對(duì)象分析計(jì)算出得磨機(jī)轉(zhuǎn)速，下面我們根據(jù)第二種討論方案計(jì)算的磨機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)分別來(lái)計(jì)算磨機(jī)的功率及其產(chǎn)量。2.4 四筒磨機(jī)的功率計(jì)算2.4.1 討論一：研磨體裝載量相同下，四筒磨機(jī)與單筒磨機(jī)的功率比A 根據(jù)轉(zhuǎn)速 n 計(jì)算四筒磨機(jī)的功率 磨機(jī)的功率主要根據(jù)磨機(jī)的有效容積磨機(jī)的有效內(nèi)徑磨機(jī)的最適宜轉(zhuǎn)速和研磨體裝載量以及磨機(jī)的填充率等數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算。其他的影響因素還有很多，但都下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098514是一些小得影響在這里就不做討論，本次設(shè)計(jì)我們采用下面著個(gè)公式來(lái)計(jì)算磨機(jī)的功率。 （2-13）?n1045HRW???式中 W--磨機(jī)的功率；kwH--球磨機(jī)筒體內(nèi)研磨體的總重量；NR--筒體有效半徑 ；mn--磨機(jī)轉(zhuǎn)速；r/min--球磨機(jī)的機(jī)械效率；（中心傳動(dòng) =0.92--0.94，邊緣傳動(dòng)，??=0.86--0.90）代入數(shù)據(jù)計(jì)算由公式333551047.92.104.501.8n04????????HRW92.0104.315.604n3352 ???????HRW=2.87×10-3 kw則，總功率為8.35×10-3 kw ??21W?B 根據(jù)轉(zhuǎn)速 n 來(lái)計(jì)算單筒磨機(jī)的功率由上述功率公式下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098515kw102.92.104.35047.n10355?????????HRW在研磨體裝載量相同的條件下四筒磨機(jī)與單筒磨機(jī)的功率之比為 W即 .%879012.835?????W從比值來(lái)看在同規(guī)格筒填充率等得條件下：四筒磨機(jī)比單筒磨機(jī)功率降低了 22%左右，換言之四筒磨機(jī)比單筒磨機(jī)能量消耗降低了 22%左右。2.4.2 討論在相同規(guī)格下，四筒磨機(jī)與單筒磨機(jī)的功率比A 根據(jù)轉(zhuǎn)速 n 計(jì)算四筒磨機(jī)的功率 333551047.92.104.501.8n04????????HRW92.0104.315.604n3352 ???????HRW=2.87×10-3 kw則，總功率為8.35×10-3 kw ??21W?B 根據(jù)轉(zhuǎn)速 n 來(lái)計(jì)算同規(guī)格單筒磨機(jī)的功率同規(guī)格下單筒磨機(jī)筒體內(nèi)研磨體的裝載量，由公式下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098516H=0.00785Di2Lψρ=0.00785×0.876×0.876×3×0.3×4.56=2.47×10-2 t由上述功率公式kw1062.92.104.35047.n10355?????????HRW在相同規(guī)格及其他條件下四筒磨機(jī)與單筒磨機(jī)的功率之比為 W即 %9.500164.83?????W從比值來(lái)看在同規(guī)格筒填充率等得條件下：四筒磨機(jī)比單筒磨機(jī)功率降低了49%，換言之四筒磨機(jī)比單筒磨機(jī)能量消耗降低了將近一半。2.4.3 磨機(jī)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算=1.25×1.0 0.00835=1.08×10-2 kW (2-14)?WKN21??式中 ——與磨機(jī)結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)效率有關(guān)的系數(shù)，見(jiàn)表 2-1；——電動(dòng)機(jī)儲(chǔ)備系數(shù)，在 1.0～1.1 間選取。2表 2-1 與磨機(jī)結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)效率有關(guān)的系數(shù) 1K磨機(jī)形式 干法磨 中卸磨邊緣傳動(dòng) 1.3 1.4中心傳動(dòng) 1.25 1.352.5 四筒球磨機(jī)的生產(chǎn)能力的計(jì)算下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098517球磨機(jī)的生產(chǎn)能力的計(jì)算方法有很多種，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的一套理論公式來(lái)計(jì)算其生產(chǎn)能力，就現(xiàn)在的一些公式都是根據(jù)跟磨機(jī)有關(guān)的相關(guān)性能及參數(shù)得到的經(jīng)驗(yàn)公式，那么影響磨機(jī)生產(chǎn)能力的因素大體又研磨體的填充率物料的顆粒粒度鋼球的級(jí)配等。我們選擇的經(jīng)驗(yàn)公式為：(2-15)KVHDQ8.0n2.???????式中 Q--球磨機(jī)的生產(chǎn)能力，t/hV--球磨機(jī)筒體的有效容積，m 3K--球磨機(jī)單位功率單位時(shí)間的產(chǎn)量，t/(kw.h)；（普通開(kāi)流系統(tǒng)的干法水泥的 K 值一般取 0.029--0.031）D--球磨機(jī)筒體的有效內(nèi)徑，m2.5.1 四筒球磨機(jī)的單位小時(shí)生產(chǎn)能力第一部分大筒的計(jì)算代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：t/h162.0 14.390284.39014.39n2.0 8.08.01? ?????????????????KVHDQ第二部分四個(gè)小筒的計(jì)算代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：t/h06. 14.3024.89.30421.32n.0 8.08.0? ???????????????? ?KVHDQ四筒磨機(jī)的單位小時(shí)的生產(chǎn)力為 Qt/h28.06.12.21??Q下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985182.5.2 單筒磨機(jī)的單位小時(shí)生產(chǎn)力的計(jì)算t/h20. 14.390.4.39014.39n2.0 8.028.0? ?????????????????KVHDQ通過(guò)上述兩種研磨體裝載量相等的情況下得出的單位小時(shí)生產(chǎn)能力，四筒磨機(jī)生產(chǎn)能力高于單筒。相反在相同規(guī)格下單筒磨機(jī)的生產(chǎn)能力t/h302. 14.39062.4.39014.9n2.0 8.08.0? ?????????????????KVHDQ可以看出單筒磨機(jī)的單位小時(shí)生產(chǎn)能力大于四筒磨機(jī)。這是因?yàn)橄嗤?guī)格下單筒磨機(jī)的研磨體裝載量大于四筒磨機(jī)的研磨體裝載量。19第 3 章 四筒磨機(jī)的零件設(shè)計(jì)3.1 磨頭磨頭是一個(gè)總稱(chēng)，它從作用上分為筒體端蓋、中空軸兩部分，從整體來(lái)看他是一個(gè)兩個(gè)作用合成的一個(gè)整體，從端蓋的作用來(lái)講，他是鏈接和固定筒體的結(jié)構(gòu)通過(guò)螺栓將筒體上的法蘭跟磨頭鏈接，另外起到密封的作用將物料通過(guò)進(jìn)料裝置將物料送進(jìn)磨頭匯流到筒體，從中空軸的作用來(lái)講，本次設(shè)計(jì)支撐裝置是主軸承支承，支承的位置在中空軸上，磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)中空軸上會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，所以在結(jié)構(gòu)制造上應(yīng)當(dāng)有去除應(yīng)力的工藝，由于磨頭部分是磨機(jī)壽命最短的部位，所以需要用簡(jiǎn)單、易換、好安裝、另外某些部位需要精加工降低表面粗糙度，的結(jié)構(gòu)，大多磨頭的結(jié)構(gòu)制造都采用澆鑄式，澆鑄式磨頭有一些隱患就是工藝處理的過(guò)程中會(huì)在某些部位產(chǎn)生應(yīng)力集中，如果沒(méi)能及時(shí)消除這些應(yīng)力，磨機(jī)在工作時(shí)間久了會(huì)產(chǎn)生不必要的安全隱患，還有的磨頭結(jié)構(gòu)采用焊接的方式將中空軸與端蓋之間進(jìn)行焊接，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，比如端蓋部分不需要加工精度直接澆鑄，中空軸部分工藝比較多，也有精加工的部位，所以分開(kāi)制造操作起來(lái)容易，本次設(shè)計(jì)就采用了焊接式的磨頭結(jié)構(gòu)。由于是小規(guī)格試驗(yàn)?zāi)C(jī)所以不需要加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)，圖 3-1 磨頭203.1.1 中空軸的結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸已知 D = 900mm ，則 mm ,取 = 750 mm 。450d?1d— 磨頭軸頸寬。由磨頭支承裝置部位的支承力和他的許用壓力分析0b得出mm （3-1）??000.2sinARdPd???r圖 3-2 中空軸的結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸的距離的設(shè)計(jì)保證了軸頸間隙，由于磨機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)作過(guò)程中會(huì)有一0.2d定的磨損，磨損之后就會(huì)使軸的同軸度變大，從而導(dǎo)致不同軸產(chǎn)生振動(dòng)，此時(shí)為了避免這個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn)將軸頸處進(jìn)行預(yù)留間隙，讓軸可以細(xì)微活。取=345mm， mm，剛開(kāi)始計(jì)算我們先假定中空軸內(nèi)徑 =925mm0b進(jìn) 032b?出 2d= +3～4cm, — 中空軸的軸肩直徑,取 = 1130 mm 。1d1d1dr =(0.05～0.10) ,r — 軸根圓角半徑,取 r = 100mm 。0213.1.2 磨頭的計(jì)算如圖所示支承裝置處那個(gè)支座反力 N,四筒球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速NR4102.3??n=33.94r/min,傳動(dòng)需用功率 ,中空軸中心與筒體水平界面處的長(zhǎng)度為KWP30mm.筒體材料跟端蓋材料 Q235，鋼板厚度為 16～40mm ，408tL? 8.510bNm????， ， =0.28。。磨頭與筒體鏈接端處的最大2.51sNm???12/ENm???尺寸 D=985mm,端蓋法蘭直徑 d=1020mm,磨頭與筒體鏈接端處板寬度 L=40mm。223.1.4 四筒球磨機(jī)中空軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)磨頭支承裝置處的彎曲應(yīng)力 ?= （3-5）?KMW代入公式= =24.6MPa 52.394106?式中：K—應(yīng)力集中系數(shù)，可查表 3-1。表 3-1 應(yīng)力集中系數(shù)r/ d1 0.3 0.2 0.1 0.05K 1.5 2.0 2.25 3.0取 K=2.25驗(yàn)算磨頭支承裝置處的彎曲強(qiáng)度23〔 〕??〔 〕 = /n （3-6）1?式中: 〔 〕— 磨頭支承裝置處的許用彎曲應(yīng)力，Pa;— 磨頭支承裝置處中空軸材料的疲勞極限， Pa; n — 安全系數(shù)，一般取 5-8。取 n=8。代入公式（3-6） ,故材料足夠.??32.75MPa????24圖 3-4 壓條襯板253.3 隔倉(cāng)板3.3.1 隔倉(cāng)板的作用及結(jié)構(gòu)隔倉(cāng)板就是在每一部分處有一個(gè)圓盤(pán)式的零件其結(jié)構(gòu)如圖所示，它的作用有這樣幾個(gè)面，第一，用來(lái)將物料從一部分運(yùn)送到另一部分，期間會(huì)將一定大得顆粒阻擋住，即起到流通與篩選的作用。第二，筒體內(nèi)部除了物料還有研磨體，研磨體有一定的規(guī)格，那么它只能在某一個(gè)特定的艙室內(nèi)，不能隨一定細(xì)度的物料溜走，所以隔倉(cāng)板起到分離物料與研磨體。第三，磨機(jī)筒體內(nèi)部的物料需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的慢慢研磨才能達(dá)到一定的細(xì)度要求，如果流動(dòng)速度過(guò)快就不能達(dá)到要求，那么隔倉(cāng)板的結(jié)構(gòu)排列會(huì)對(duì)物料進(jìn)行一定的阻擋從而控制了物料的流動(dòng)速度。即隔倉(cāng)板有控制物料流動(dòng)速度的作用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 填表時(shí)間： 年 1 月 19 日 （指導(dǎo)教師填表）學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 課題類(lèi)型 工程設(shè)計(jì)題目 四筒平衡節(jié)能磨機(jī)的設(shè)計(jì)m39.0??主要研究目標(biāo)(或研究?jī)?nèi)容 )1、總體方案的確定。2、工作參數(shù)的選擇計(jì)算與確定。3、筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4、總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。5、主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算。課題要求、主要任務(wù)及數(shù)量（指圖紙規(guī)格、張數(shù)，說(shuō)明書(shū)頁(yè)數(shù)、論文字?jǐn)?shù)等）1、獨(dú)立完成方案的確定。2、獨(dú)立完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作參數(shù)選擇計(jì)算。3、工作量要求。3.1、完成不少于 3 張零號(hào)圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、裝配圖和零件圖，其中應(yīng)包含一張以上用計(jì)算機(jī)繪制的具有中等難度的 1 號(hào)圖紙，同時(shí)至少有折合 1 號(hào)圖幅以上的圖紙用手工繪制。3.2、查閱 15 篇以上與題目相關(guān)的文獻(xiàn)，翻譯一篇本專(zhuān)業(yè)外文文獻(xiàn)并附譯文。3.3、按要求格式獨(dú)立撰寫(xiě)不少于 30 頁(yè)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。英文摘要不少于 300個(gè)單詞。進(jìn)度計(jì)劃第 1～3 周：設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作，接受任務(wù)、生產(chǎn)調(diào)研等。第 4 周：查閱資料、文獻(xiàn)檢索，寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告。第 5～6 周：收集圖紙及文字資料、查閱圖書(shū)、期刊、網(wǎng)絡(luò)期刊、英文翻譯，修改譯文。第 7～8 周：設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制草圖。第 9～12 周：手工繪圖及計(jì)算機(jī)繪圖。第 13～14 周：編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。第 15 周：畢業(yè)答辯。主要參考文獻(xiàn)1、吳宗義. 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.1.1 2、王繼杰.球磨機(jī)的研究進(jìn)展及實(shí)用技術(shù)綜述.中國(guó)粉體工程，2006.083、陳劍鋒，肖飛鳳.球磨機(jī)的發(fā)展方向綜述.中國(guó)礦業(yè)，2006.084、應(yīng)靈靈.球磨機(jī)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究.昆明理工大學(xué)，2009.02指導(dǎo)教師簽字： 教研室主任簽字： 年 1 月 23 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告院（部）：機(jī)械工程學(xué)院 年 4 月 20 日 （學(xué)生填表）課題名稱(chēng) 0.9x3m 四筒平衡節(jié)能磨機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 課題類(lèi)型 四筒平衡節(jié)能 球磨機(jī)指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 課題來(lái)源 科研綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義1. 目前球磨機(jī)在節(jié)能降耗提高粉末效率的現(xiàn)狀1.1 球磨機(jī)結(jié)構(gòu)方面的節(jié)能改進(jìn)（1）磨機(jī)筒徑越大，就能耗而言,大型球磨機(jī)的單位能耗比中小磨機(jī)的高，球磨機(jī)直徑超過(guò)Φ5.1時(shí),經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)不好,能耗較高,襯板磨損較快,故建議球磨機(jī)直徑不超過(guò)5m（2）中心傳動(dòng)節(jié)能球磨機(jī)采用了大型滾動(dòng)軸承代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滑動(dòng)軸承,軸承體采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑,大大減少了磨擦阻力,且油耗極低、操作極為方便（3）優(yōu)化磨機(jī)襯板，將格子型球磨襯板改為螺旋狀襯板,取消聯(lián)合給礦器,采用鼓式給礦器,通過(guò)對(duì)襯板、給礦器的改進(jìn),能耗節(jié)省在17%以上。另外應(yīng)用不同材料制造襯板獲得較好的耐磨等性能。1.2 球磨機(jī)在工藝方面的改進(jìn)（1）在磨礦回路中,采用高效的分級(jí)設(shè)備,提高分級(jí)效率,將合格產(chǎn)品及時(shí)排除,減少過(guò)磨現(xiàn)象,可以降低磨礦單位能耗。在磨礦分級(jí)閉路環(huán)節(jié)中,通常采用的分級(jí)方式有螺旋分級(jí)機(jī)和水力旋流器。在以往的選廠(chǎng)設(shè)計(jì)中,螺旋分級(jí)機(jī)因其處理能力大,維護(hù)量小而被廣泛采用,但其分級(jí)效率低,循環(huán)負(fù)荷大,越來(lái)越多地被水力旋流器所替代。（2）在磨礦分級(jí)過(guò)程中采用自動(dòng)控制系統(tǒng),其目標(biāo)是在確保生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定安全運(yùn)行的前提下,將產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)控制在工藝要求的范圍內(nèi),同時(shí)最大限度地提高設(shè)備的效率、降低單耗。1.3 磨礦介質(zhì)的節(jié)能研究（1）磨礦的主要介質(zhì)是鋼球和鋼棒,其中鋼球的應(yīng)用比鋼棒更廣泛。鋼耗高是球磨機(jī)能耗高的一個(gè)主要原因，介質(zhì)的尺寸、形狀及材質(zhì)對(duì)磨礦有著重大影響,對(duì)增產(chǎn)節(jié)能降耗有顯著的作用。（2）合理的裝球和補(bǔ)球方法是提高磨機(jī)生產(chǎn)能力和降低磨機(jī)消耗的有效途徑。1.4 其他方面對(duì)磨礦影響因素的分析（1）根據(jù)不同型號(hào)的磨機(jī)．通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速算出合適的轉(zhuǎn)速率．再確定裝球量的多少．之后選擇合適的鋼球配比可提高磨礦效果（2）給水量的的大與小也會(huì)對(duì)球磨機(jī)的磨礦效果產(chǎn)生影響．直接關(guān)系到磨礦濃度．礦漿濃時(shí)粘性大．礦粒易粘在介質(zhì)上，礦漿中的礦粒也教多，礦漿流動(dòng)慢，被磨時(shí)間長(zhǎng)。（3）還有很多機(jī)械或者人為因素．比如說(shuō)給礦器的選擇、排料端格子板、排礦篩的選擇、襯板的更換、鋼球的補(bǔ)充，還有工藝上階段磨階段選都會(huì)影響磨礦效果綜合以上各種方式方法對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行節(jié)能增產(chǎn)的提高改進(jìn)都是從一些細(xì)枝末節(jié)方面的考慮改進(jìn)，并沒(méi)有從實(shí)質(zhì)上的大躍進(jìn)的節(jié)能和提高粉磨效率，目前, 在水泥工業(yè)中采用的都是單筒球磨機(jī), 盡管在結(jié)構(gòu)及工藝和其他方面做了努力但電耗依然較高。主要原因是磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中研磨體的重心偏離回轉(zhuǎn)中心, 因而產(chǎn)生了很大的回轉(zhuǎn)力矩, 為了克服這個(gè)力矩就需要很大的動(dòng)力。而在多筒球磨機(jī)研磨體所占的截面積與單筒球磨機(jī)相等的情況下, 多筒球磨機(jī)研磨體重心偏離回轉(zhuǎn)中心的距離要比單筒球磨機(jī)小, 因此就能減少動(dòng)力, 節(jié)約電耗。2. 多筒磨機(jī)發(fā)展動(dòng)態(tài) 2.1 楊樹(shù)森譯自蘇聯(lián)《水泥》1 9 7 6年3 期，文章中指出目前在水泥工業(yè)中應(yīng)用的管磨機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的, 磨制一噸水泥需耗30 一35 度電能。電耗大的主要原因是, 物料和研磨體偏心地分布在磨機(jī)中, 使磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生很大的阻力矩, 因此就必須用相當(dāng)?shù)哪芰靠朔?。蘇聯(lián)奧爾格水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院, 研制了一種均衡式多筒球磨機(jī), 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得到了滿(mǎn)意的結(jié)果。多筒式球磨機(jī)( 見(jiàn)圖) 是由10 一13個(gè)筒體組成: 一個(gè)中心筒體, 用于粗碎物料, 三個(gè)(或四個(gè)) 均衡用的筒體, 起著繼續(xù)破碎作用; 還有六個(gè)( 或八個(gè)) 筒體成對(duì)地分布在外圍, 用來(lái)最后細(xì)磨水泥圖一 均衡式多筒球磨機(jī)1—中心筒體 2—均衡筒體 3—外圍筒體試驗(yàn)表明,當(dāng)把熟料磨到R 0.008 =9.95%和比表面積S=3419厘米“/克Rgw840.?時(shí),單位電耗為19.3度/噸水泥。它比目前采用的開(kāi)流管磨機(jī)單位產(chǎn)品電耗低一倍。就是磨熟料時(shí),出磨水泥溫度也不超過(guò)100℃。采用這種磨,磨制比表面積為4500~5000 厘米 “/克的水泥并不困難。這種磨的生產(chǎn)率由其規(guī)格決定,產(chǎn)量可達(dá)100 一 200 噸/時(shí)。[楊樹(shù)森譯自蘇聯(lián)《水泥》1976 年 3 期] 2.2 文獻(xiàn)勝永斌《多筒磨機(jī)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)》文章提出多筒磨機(jī)與行星式磨機(jī)不同, 其滾筒不自轉(zhuǎn)。因此, 多筒磨機(jī)比行星式磨機(jī)簡(jiǎn)單得多, 而與單筒磨機(jī)相比僅僅是筒體結(jié)構(gòu)不同。在不同工作制度下進(jìn)行試驗(yàn)的四臺(tái)磨機(jī),其主要參數(shù)列于表1表一筒體尺寸（米物料 棒的指數(shù)筒體個(gè)數(shù) 長(zhǎng)度 中心筒體直徑周?chē)搀w直徑產(chǎn)量（噸/時(shí)）粉磨細(xì)度（%）比表面積（厘米 2/克）單位電耗（度/噸）拆合成熟料的能耗（度）水泥熟料1.00 9 1.0 0.6 0.3 0.25 5 3600 20.0 14.8水泥熟料1.00 9 2.0 1.2 0.6 2.70 7 3420 20.0 17.0高爐礦渣0.55 4 5.0 --- 1.1 3.006.0010303000205041.233.022.722.7磷礦石1.28 4 3.8 - 1.6 12.0020.002104700300023.515.019.219.2實(shí)驗(yàn)表明從九筒磨機(jī)的運(yùn)行情況可以看出, 只要研磨體的選擇是正確的, 就完全不必?cái)U(kuò)大筒體直徑以便對(duì)熟料進(jìn)行預(yù)破碎。當(dāng)中心筒體直徑為0 .6米, 帶球高度為0.4米時(shí), 熟料可以順利地磨細(xì)到在篩孔為10 毫米的篩子上篩余為30 %。另外這類(lèi)磨機(jī)的實(shí)驗(yàn)表明, 水泥的粉磨細(xì)度取決于物料通過(guò)的總路程, 然而物料從一個(gè)筒體轉(zhuǎn)入另一筒體是通過(guò)最簡(jiǎn)單的撒料裝置- 一溜子實(shí)現(xiàn)的, 它不需采用任何新結(jié)構(gòu), 也不降低磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性表二磨機(jī) 尺寸（米）工作容積（米3）筒體重量（噸）研磨體裝載量（噸）產(chǎn)量（噸/時(shí)）單位耗電（度/噸）水泥溫度（°C）單筒 2.0x5 14 12 19 5.5 58 95四筒 2.6x5 14 12 19 0.3 33 55。。表2 所列數(shù)據(jù)為四筒磨機(jī)同盧斯塔夫水泥廠(chǎng)所用的單筒磨機(jī)的比較每噸研磨體粉磨礦液3 0 公斤/ 時(shí)。兩種磨機(jī)粉磨這種礦濃的細(xì)度都低, 這與礦渣的水分大有關(guān)系。四筒磨機(jī)(表1) 安裝在沃斯克列謝斯克生產(chǎn)聯(lián)合體, 從19 7 6 年開(kāi)始使用, 同現(xiàn)有的橋磨磷礦石的管磨機(jī)相比,可節(jié)電51 % , 并提高了粉磨細(xì)度, 產(chǎn)品溫度從1 1 0 ℃ 降低到4 0~ 5 0℃ 。表三。應(yīng)力值（兆帕）磨機(jī)筒體中心 固定擋板 軸頸區(qū)筒體厚度（毫米）2 0.510(5.10)0.3(3.0)0.490(1.90)25單筒磨機(jī)直徑 4 0.600(6.00)0.35(3.5)0.310(3.10)502 0.140(1.40)0.90(0.9)0.151(1.51)12四筒磨機(jī)直徑 4 0.177(1.77)0.13(1.3)0.113(1.13)20多筒磨機(jī)的筒體強(qiáng)度計(jì)算表明, 一比結(jié)構(gòu)確實(shí)比傳統(tǒng)單筒磨機(jī)簡(jiǎn)體的剛度好。為了迸行比較, 例舉了一些公司的幾種現(xiàn)代單筒磨機(jī)與多筒磨機(jī)有關(guān)筒體應(yīng)力的平均數(shù)據(jù)( 表三 )。[勝永斌《多筒磨機(jī)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)》]2.3 以上這些資料是基于國(guó)外蘇聯(lián)《水泥》期刊的多筒磨機(jī)研究現(xiàn)狀及其特點(diǎn)，對(duì)于我們國(guó)內(nèi)國(guó)家建材局合肥水泥研究設(shè)計(jì)院對(duì)多筒球磨機(jī)開(kāi)展了研究工作, 分別進(jìn)行了從筒體直徑1 64 至9 0 毫米的6 種規(guī)格的多筒磨及對(duì)比的單筒磨的模型試驗(yàn)。對(duì)不同流程、不同物料進(jìn)行了間歇和連續(xù)的對(duì)比粉磨試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明: 多筒球磨機(jī)在細(xì)磨階段具有很大的優(yōu)越性, 它可比普通球磨機(jī)提高粉磨效率一倍左右, 其粉磨原理相似于普通球磨機(jī), 其產(chǎn)品特性、磨損性能和其它性能也優(yōu)于普通球磨機(jī)。在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 準(zhǔn)備進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)?？梢灶A(yù)計(jì), 在工業(yè)性試驗(yàn)中多筒球磨機(jī)可比同規(guī)格的單筒球磨機(jī)節(jié)能30 % , 增產(chǎn)30 % 以上。多筒球磨機(jī)既可應(yīng)用于新建廠(chǎng)礦又可對(duì)在線(xiàn)球磨機(jī)進(jìn)行改造, 其工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便、設(shè)備制造容易, 具有較大的發(fā)展前途。2.4 四筒球磨機(jī)最佳工作轉(zhuǎn)速的研究文獻(xiàn)許林發(fā)在《多筒球磨機(jī)最佳工作轉(zhuǎn)速的研究》中分析出圖二 四筒球磨機(jī)小圓筒的述動(dòng)可以分解為兩個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng):牽連運(yùn)動(dòng)為其小圓筒沿大圓筒圓周作平動(dòng), 相對(duì)運(yùn)動(dòng)為小圓筒繞其中心的轉(zhuǎn)動(dòng)。研磨體在各點(diǎn)( 即不同α 和Ψ) 脫離后運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo), 然后繪制成曲線(xiàn)圖。圖三為四筒球磨機(jī)研磨體運(yùn)動(dòng)軌跡圖。圖三 四筒球磨機(jī)研磨體的運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算出最大值時(shí)四筒磨Ψ=0°，α=60°。說(shuō)明如果研磨體在這樣坐標(biāo)點(diǎn)上脫離,則研磨體粉碎物料所作功最大。四筒磨機(jī)最佳轉(zhuǎn)速 Rgw840.?2.5 多筒球磨機(jī)功率的探討武漢工業(yè)大學(xué) 許林發(fā)在發(fā)表的《多筒球磨機(jī)功率的探討》中研究提出目前,在水泥工業(yè)中采用的多數(shù)是單筒式球磨機(jī),這種磨機(jī)電耗較高,其主要原因是磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中研磨體重心偏離回轉(zhuǎn)中心,因此產(chǎn)生了很大回轉(zhuǎn)力矩,為了克服這個(gè)力炬需要很大動(dòng)力,而在多筒球磨機(jī)研磨體所占的截面積與單筒球磨機(jī)相等情況下,多筒球磨機(jī)研磨體重心偏離回轉(zhuǎn)中心距離要比單筒球磨機(jī)小,這就可減少動(dòng)力,也就節(jié)約電耗。0.20.40.60.820 40 60偏 心 距 (T)轉(zhuǎn) 速 比 （ X)” 圖四 偏心距與轉(zhuǎn)速比的關(guān)系研究結(jié)果表明四筒磨機(jī)與單筒磨機(jī)功率之比為 0.55，節(jié)約電耗 45%2.6 多筒磨機(jī)的應(yīng)用1 9 82 年巴拉科沃化工廠(chǎng)為發(fā)展重過(guò)磷酸鈣的生產(chǎn), 采用水泥工業(yè)的球磨機(jī)粉碎磷酸鹽礦石。該廠(chǎng)對(duì)一臺(tái)球磨機(jī)進(jìn)行了改造, 將磨機(jī)筒體改為多筒。規(guī)格為必1.5 X 10 米四筒磨機(jī)是在必2.0X1.05 米單筒磨機(jī)基礎(chǔ)上安裝的。附表中記了兩種磨機(jī)的平均工作指標(biāo)。改造后的磨機(jī)傳動(dòng)裝置與原來(lái)的相同, 然而, 生產(chǎn)率提高了1.7倍, 同時(shí), 粉磨細(xì)度也得到顯著提高。細(xì)磨是多筒磨機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)之一, 用于物料的再粉磨階段尤為有效。在最佳粉磨機(jī)制度下用于預(yù)破碎的能耗占總能耗的4 ~ 6 %。預(yù)破碎不宜同細(xì)磨混在一個(gè)機(jī)組內(nèi)進(jìn)行, 因?yàn)椴豢赡苁垢鱾}(cāng)的工作都達(dá)到最佳化。磨機(jī)工作參數(shù) 單筒 多筒生產(chǎn)率（噸/時(shí)） 11 300074篩，篩余（%） 10 4.5傳動(dòng)裝置的功率(千瓦) 500 500筒體質(zhì)量（噸） 97.1 146.2機(jī)組價(jià)格（盧布） 8.32 9.895單位金屬用量（噸金屬/噸產(chǎn)品） 8.83 4.87折合剩余10%時(shí)的單位電耗（千瓦.時(shí)/噸） 31.0 10.0多筒磨機(jī)可用來(lái)粉磨水泥熟料, 它能以最低消耗生產(chǎn)活性水泥, 排除物料過(guò)熱和粘結(jié)及其它用普通磨機(jī)粉磨到相應(yīng)細(xì)度時(shí)出現(xiàn)的不良現(xiàn)象?！緞儆辣笳g自蘇聯(lián)《水泥》1 9 8 3年第9 期】3. 選題依據(jù)根據(jù)目前多方研究資料及工業(yè)應(yīng)用情況來(lái)看，一方面多筒磨機(jī)已經(jīng)形成了相對(duì)成熟且較全面的理論依據(jù)，其偏心距的減小和空間體積利用率增加并且多筒磨機(jī)比單筒磨機(jī)重量輕, 強(qiáng)度高，在生產(chǎn)條件下運(yùn)行結(jié)果證明,它具有高度可靠性及操作方便的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)出其具有可行性。另一方面多筒磨機(jī)用在開(kāi)路循環(huán)系統(tǒng)中能夠獲得高質(zhì)量的粉磨效果, 并且避免水泥過(guò)熱，多筒磨機(jī)細(xì)磨階段尤為有效，在最佳粉磨機(jī)制度下用于預(yù)破碎的能耗占總能耗的 4 ~ 6 %。預(yù)破碎不宜同細(xì)磨混在一個(gè)機(jī)組內(nèi)進(jìn)行, 因?yàn)椴豢赡苁垢鱾}(cāng)的工作都達(dá)到最佳化，所以多筒在細(xì)磨階段更加優(yōu)化，并且它能以最低消耗生產(chǎn)活性水泥, 排除物料過(guò)熱和粘結(jié)及其它用普通磨機(jī)粉磨到相應(yīng)細(xì)度時(shí)出現(xiàn)的不良現(xiàn)象。在電耗方面多簡(jiǎn)磨機(jī)的單位電耗比單筒磨機(jī)降低 50~ 6 0%，所以多筒磨機(jī)同時(shí)也具有有效性。4. 選題意義4.1 水泥工業(yè)是一個(gè)大量消耗電能部門(mén), 其中 7 0% 的電能消耗在粉磨上, 因此研制省能型粉磨方法和粉磨設(shè)備, 對(duì)約能源、降低水泥成本和提高工廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益有十分重要意義。它與單筒球磨機(jī)相比, 通過(guò)改變筒體結(jié)構(gòu)從而減小偏心距使得電耗可降低一半。4.2 較之于單筒磨機(jī)多筒磨機(jī)能夠使細(xì)磨倉(cāng)運(yùn)行最佳化, 并且筒體結(jié)構(gòu)的改變使得筒體空間體積利用率提高，小筒的轉(zhuǎn)速較之于大筒轉(zhuǎn)速相對(duì)減小使得物料充分研磨同時(shí)保證生產(chǎn)出高細(xì)度水泥提高粉磨效率。研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題1、總體方案的確定。2、工作參數(shù)的選擇計(jì)算與確定。3、筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4、總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。5、主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算。研究步驟、方法及措施1 查找閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)資料2 綜合分析四筒球磨機(jī)的理論依據(jù)及現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀得出其優(yōu)缺點(diǎn)3 與目前大量使用的單筒球磨機(jī)進(jìn)行比較分析四筒球磨機(jī)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值4 數(shù)據(jù)收集，理論計(jì)算相關(guān)重要參數(shù)5 結(jié)合相關(guān)軟件繪圖研究工作進(jìn)度第 1～3 周：設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作，接受任務(wù)、生產(chǎn)調(diào)研等。第 4 周：查閱資料、文獻(xiàn)檢索，寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告。第 5～6 周：收集圖紙及文字資料、查閱圖書(shū)、期刊、網(wǎng)絡(luò)期刊、英文翻譯，修改譯文。第 7～8 周：設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制草圖。第 9～12 周：手工繪圖及計(jì)算機(jī)繪圖。第 13～14 周：編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。第 15 周：畢業(yè)答辯。主要參考文獻(xiàn)[1]、吳宗義 . 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.1.1 [2]、王繼杰. 球磨機(jī)的研究進(jìn)展及實(shí)用技術(shù)綜述.中國(guó)粉體工程，2006.08[3]、陳劍鋒，肖飛鳳.球磨機(jī)的發(fā)展方向綜述.中國(guó)礦業(yè)，2006.08[4]、應(yīng)靈靈. 球磨機(jī)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究.昆明理工大學(xué)，2009.02[5]、(勝永斌摘譯自蘇聯(lián)《水泥》1 9 8 3 年第 9 期) [6]、楊樹(shù)森譯自蘇聯(lián) 1976 年 3 期[7]、 《多筒球磨機(jī)功率計(jì)算探討》 （許林發(fā)）[8]、 《多筒球磨機(jī)工轉(zhuǎn)速的研究》 （許林發(fā)）[9]、 《節(jié)能增產(chǎn)多筒球磨機(jī)》 （馬玉民）[10]、勝永斌譯自蘇聯(lián) 《水泥 》1 9 8 2 年第 6 期 6 一 9 頁(yè), [11]、歐樹(shù)堅(jiān)編譯自蘇聯(lián) 《水泥》1 9 8 7 年第 6 期)[12]、 《均衡式多筒球磨機(jī)》 （楊樹(shù)森）[13]、 《關(guān)于影響球磨機(jī)磨礦效果因素的研究》(北方重工集團(tuán)有限公司礦山機(jī)械分公司 張海濤 張仁博)教學(xué)系意見(jiàn)系主任簽字： 年 月 日