格子型球磨機設(shè)計全套圖紙

1、3200×3100格子型球磨機設(shè)計摘要 球磨機是選礦廠生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一。在礦山生產(chǎn)中,球磨機作為主要的生產(chǎn)設(shè)備，其運轉(zhuǎn)率和效率常常決定了全廠的生產(chǎn)效率和指標(biāo)，成為全廠生產(chǎn)的“咽喉”環(huán)節(jié)。球磨機是繼破碎機之后，對礦石或其它物料繼續(xù)進行粉碎，旨在獲得工藝所要求的更細顆粒產(chǎn)品的機械設(shè)備。本文介紹了球磨機的基本理論，包括球磨機的工作原理、構(gòu)造以及未來的發(fā)展趨勢等。簡單介紹了球磨機設(shè)計的一般過程。并以減少能耗為基礎(chǔ)，詳細的闡述了3200×3100格子型球磨機傳動系統(tǒng)中各個零部件的設(shè)計和計算。球磨機的傳動部由大齒輪裝置、小齒輪裝置、齒輪罩，同步電動機等部分組成。在本次設(shè)計中除了繼承傳

2、統(tǒng)的方案設(shè)計以外，還采用了一些當(dāng)前世界上比較先進的設(shè)計方案，增強了傳動性能，增加了磨機的壽命，使球磨機更加具有市場競爭力。關(guān)鍵詞：球磨機；傳動系統(tǒng)；設(shè)計3200×3100 Check ball mill designAbstractThe ball mill is one of ore dressing plant production essential equipment. In the mine production, the ball mill took the main production equipment, its service factor and the eff

3、iciency had decided frequently the entire factory production efficiency and the target, become the entire factory production “the pharynx and larynx” the link. Ball mill is the machine that continues to crush and grind the ore and other materials, after the crusher working procedure ,in order to get

4、 finer products that correspond the technology prescribed.IN this thesis ,I introduced the basic theories of ball mill ,including the theory of its work ,structure and the trend of it is design in brief .In order to improve the skills of production ,in this thesis ,I expatiate the design and calcula

5、tion of every work and part of3200×3100 stick in wet pattern ,belonging to drive system . the drive system concludes gearwheel part ,pinion part ,gear covers part ,synchronous electric motor and so on .During this design ,we not only inherit the traditional methods ,but use the advanced methods

6、 now days ,that develop the capability of the machine and prolong ,its service life to make the ball mill has the competition ability in market .Key words: ball mill; drive system; design目 錄1 緒論.11.1選題背景及目的.11.2國內(nèi)外球磨機的發(fā)展?fàn)顩r及研究成果.11.3課題的研究內(nèi)容及方法.72 總體方案設(shè)計.82.1磨礦機的主要類型.8圓筒式磨礦機的類型.8旋轉(zhuǎn)筒式磨礦機的工作原理.102.2總體思路

7、的選擇.112.3主要部件概述.11筒體部.11給礦部.11排礦部.12軸承部.12傳動部.12潤滑系統(tǒng).132.4球磨機內(nèi)粉磨介質(zhì)的運動狀態(tài).133 球磨機主要參數(shù)的分析計算.153.1球磨機筒體的一般尺寸.153.2球磨機轉(zhuǎn)速的計算.15球磨機的臨界轉(zhuǎn)速15球磨機的實際工作轉(zhuǎn)速153.3球磨機內(nèi)球的脫離點軌跡計算.163.4球的落點軌跡的計算.173.5球的循環(huán)次數(shù)的計算.183.6球磨機中介質(zhì)充填率的計算.193.7球磨機中裝球量的計算.213.8球磨機功率的計算.213.9球磨機生產(chǎn)率的計算.233.10球磨機工作時筒體的受力分析.233.11筒體的強度計算.264 傳動系統(tǒng)設(shè)計計算.

8、294.1主電機的選擇及傳動比的分配.29電動機的選擇29傳動比的分配294.2傳動裝置的運動和動力參數(shù)的選擇和計算.294.3傳動零件的設(shè)計計算.30齒輪減速器的設(shè)計計算30齒輪軸的設(shè)計計算35滾動軸承的選擇和壽命驗算39鍵聯(lián)接的選擇和驗算40兩大齒圈處的螺栓的聯(lián)接的選擇40齒輪減速器的潤滑和密封424.4齒輪罩的總體布局設(shè)計.425 球磨機的安裝與試車.435.1球磨機的安裝簡介.43球磨機總體安裝順序概述43大齒輪的安裝43小齒輪裝置的安裝43聯(lián)軸器、氣動離合器、主電機和慢速裝置的安裝44齒輪罩的安裝445.2球磨機的試車.44無負荷試車.44負荷試車456 球磨機的環(huán)保和經(jīng)濟性分析.4

9、7結(jié)束語.48致謝.49參考文獻.50 1 緒 論1.1選題背景及目的豐富多彩的大學(xué)生活即將結(jié)束，為了總結(jié)大學(xué)四年來所學(xué)的知識，學(xué)校組織我們做畢業(yè)設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)課程的綜合，是對我們四年來所學(xué)知識的一次全面考察，是大學(xué)各門知識的一次綜合運用。畢業(yè)設(shè)計需要我們充分運用大學(xué)所學(xué)的各門理論知識和畢業(yè)實習(xí)的生產(chǎn)實際知識去分析和解決生產(chǎn)問題，培養(yǎng)我們正確的設(shè)計思想和分析問題，解決問題的能力，并能綜合反映我們的計算，繪圖，查閱資料，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，了解國內(nèi)外信息等基本技能。畢業(yè)設(shè)計也是為我們將來參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計，我們不僅能鍛煉設(shè)計能力，而且也能開拓思維能力。在畢業(yè)設(shè)計開始，

10、我們先進行了畢業(yè)實習(xí)，對鞍山鋼鐵集團東 鞍山燒結(jié)廠進行了參觀實習(xí)。在實習(xí)的過程中，我們在現(xiàn)場師傅的講解下，對球磨機有了大概的了解。球磨機也是現(xiàn)代礦山機械中一個非常重要的設(shè)備。我們的任務(wù)是通過所學(xué)的理論知識來設(shè)計球磨機。因為實際條件有限，我們的設(shè)計只是經(jīng)過相關(guān)理論與經(jīng)驗公式的推導(dǎo)，來設(shè)計我們所選的球磨機,經(jīng)過理論校核檢驗是否達到設(shè)計要求。1.2 國內(nèi)外球磨機的發(fā)展?fàn)顩r及研究成果球磨機是選礦廠生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一。在礦山建設(shè)時期，球磨機的設(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,球磨機作為主要的生產(chǎn)設(shè)

11、備，其運轉(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)計階段對球磨機的選擇還是礦山企業(yè)在生產(chǎn)階段對球磨機的管理都十分重視。同時許多球磨機的設(shè)計研究單位和生產(chǎn)廠家也對球磨機進行了很多研究工作，取得了很大進展，出現(xiàn)了多方面的研究方向。因為球磨機處理能力和產(chǎn)物粒度對后續(xù)作業(yè)的效率和整體生產(chǎn)流程的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)影響顯著，所以，有關(guān)球磨機的研究在國內(nèi)外一直受到廣泛關(guān)注和高度重視。近年來，隨著礦山規(guī)模的擴大，在開采大規(guī)模、低品位礦床時如何縮短工廠流程配置、提高處理能力以減少基本投資和生產(chǎn)成本，一直是眾多礦廠追求的目標(biāo)，這就對各種磨機規(guī)格的大型化發(fā)展趨勢提出

12、了迫切的要求，使其成為國內(nèi)外研究的熱點。球磨機傳動方式的發(fā)展大致經(jīng)過了三個時期：第一時期(或稱第一代)傳統(tǒng)的球磨機。傳統(tǒng)球磨機經(jīng)歷了相當(dāng)漫長的歷史時期，其基本結(jié)構(gòu)特征是：在球磨機的筒體上安裝有一個直徑大于筒體直徑的大齒輪，拖動電機的動力通過減速機減速后，通過與大齒輪嚙合的小齒輪傳遞動力并再次減速的開放式周邊齒輪傳動方式，帶動球磨機筒體運轉(zhuǎn)進行磨礦作業(yè)，而機器的工作筒體是支承在兩端的用巴氏合金制成的滑動軸承上。第二時期(或稱第二代)圓錐型球磨機。這類球磨機于20世紀80年代末出現(xiàn),其基本結(jié)構(gòu)特征是：其傳動方式仍采用傳統(tǒng)球磨機完全相同的開放式周邊齒輪傳動方式，不同之處是機器工作筒體支承在兩端的滾動

13、軸承上，該機還在出口端增加了一段錐體段。這種傳動方式較傳統(tǒng)球磨機具有了明顯的節(jié)能效果。第三時期(或稱第三代)中心傳動節(jié)能球磨機。這類球磨機由中南工業(yè)大學(xué)與衡陽冶金礦山機械廠合作于上世紀90年代初研制成功，并取得了國家專利(專利號91212025·8)。近些年推廣應(yīng)用很快，用戶和生產(chǎn)廠家的發(fā)展都很快，已經(jīng)實現(xiàn)了系列化生產(chǎn)。該機采用了多項新技術(shù)：一是取消了周邊嚙合的大、小齒輪對，將傳統(tǒng)的開放式周邊齒輪傳動方式改為密閉式中心傳動；二是在電動機與減速機的主動軸(高速軸)之間采用了液力偶合器來傳遞動力，使電機能夠在無負荷的情況下實現(xiàn)“軟起動”；三是與圓錐型球磨機一樣地采用了大型滾動軸承代替?zhèn)鹘y(tǒng)

14、球磨機的巴氏合金滑動軸承。（如圖1所示）圖1 中心傳動球磨機示意圖1.電動機 2.液力偶合器 3.行星齒輪減速機 4.聯(lián)軸器5.排料器 6.滾動軸承 7.球磨機筒體 8.滾動軸承 9.給料器與此同期的還有橡膠托輥式摩擦傳動球磨機，該機由國外引進并于1997年在國內(nèi)研發(fā)試用，至今推廣應(yīng)用的實際用戶還不多。該機的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，它的結(jié)構(gòu)類似于傳統(tǒng)的圓筒型洗礦機，只是稍稍改變了傳動方式。它采用高強度輪胎與筒體之間摩擦傳動從而帶動筒體轉(zhuǎn)動，其支承方式從根本上還是采用滾動軸承，比較滑動軸承來說，肯定要節(jié)能一些，該機尚處于研究試驗階段。專家認為：由于傳動的摩擦力有限，所以該機難以實現(xiàn)大型化。圖2 橡膠

15、托輥式摩擦傳動球磨機示意圖1.給料器 2.筒體 3.擋輥 4.高強度輪胎 5.軸承座 6.聯(lián)軸器7.減速機 8.返（排）料螺旋管 9.礦漿槽 10.電動機傳統(tǒng)球磨機的缺點是顯而易見的：它采用開放式周邊齒輪傳動，在大、小齒輪副的嚙合面上，由于安裝的偏差、工作環(huán)境的粉塵、加工精度、潤滑體系等原因，很難得到良好的潤滑效果。于是造成的后果就是：大、小齒輪副的嚙合面往往嚙合不好、潤滑不好、噪聲大、能耗高；大、小齒輪的磨損嚴重，備件消耗成本高(一般大齒輪的作用壽命為24年,小齒輪的使用壽命僅幾個月)。它的兩端中空軸承座采用的是巴氏合金滑動軸承，而滑動摩擦阻力肯定遠遠大于滾動摩擦阻力；且滑動軸承采用稀油潤滑

16、,在起動的瞬間潤滑油膜尚未形成(或者合金球面的油槽加工不好或堵塞),其滑動摩擦阻力就更大，更增大了起動阻力、運轉(zhuǎn)阻力和負荷，甚至有時還出現(xiàn)“燒瓦”現(xiàn)象，既增加了電耗，也增大了對電網(wǎng)的沖擊和影響。還有一個不容忽視的問題,因為它的大、小齒輪的嚙合面往往也是采用稀油滴注的方式進行潤滑，殘油的處理問題一般都沒有得到很好的解決，生產(chǎn)場所常常油污“橫流”，既嚴重污染環(huán)境也增加生產(chǎn)成本。圓錐球磨機在傳統(tǒng)球磨機的基礎(chǔ)上作了一些改進，這是基于大型軸承生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展而取得的成果。它采用了大型滾動軸承代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滑動軸承由于滾動磨擦阻力明顯小于滑動磨擦阻力，因此圓錐球磨機比傳統(tǒng)球磨機具有明顯的節(jié)能效果。但是，它仍然保

17、留了傳統(tǒng)的周邊齒輪傳動方式,由大、小齒輪的所帶來的相關(guān)問題仍然繼續(xù)存在。中心傳動節(jié)能球磨機(如圖1所示)之所以能夠稱為“第三代”球磨機，是因為它在上述的問題上都分別采取了相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)對措施，于是它就具備了幾方面的優(yōu)點：(1)由于該機采用了與傳統(tǒng)球磨機完全不同的閉式傳動方式，它巧妙地將排料部與聯(lián)軸器相結(jié)合，減速機的輸出軸直接帶動球磨機的筒體轉(zhuǎn)動進一步改善了傳統(tǒng)系統(tǒng)的潤滑效果。避免了大、小齒輪在開放的大環(huán)境下難以保持良好潤滑的情況徹底避免了與大、小齒輪相關(guān)聯(lián)的一切問題。(2)與圓錐球磨機一樣，它同樣采用了大型滾動軸承代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滑動軸承，軸承體采用潤滑脂潤滑，大大減少了磨擦阻力，且油耗極低、操作極為

18、方便。因此它的節(jié)能效果十分顯著，其電機功率較傳統(tǒng)球磨機減少了10·9%40·5%,油耗減少80%以上。詳細比較見表1：表1 中心傳動球磨機與傳動球磨機電機配置功率對照表球磨機功率(mm)中心傳動球磨機功率(kW)傳統(tǒng)球磨機功率(kW)節(jié)能率(%)900×900111540.5900×1800152231.821200×120018.53038.331200×2400375532.731500×1500376038.331500×3000759521.052100×220013215514.842100&#

19、215;300018521011.90(3)任何事物都是一分為二的。正是由于它采用中心傳動方式，當(dāng)設(shè)備規(guī)格大型化時，其起動阻力矩和工作力矩都非常大，這時對聯(lián)軸器材料的機械強度要求就非常高，因此在大型化、超大型化方面受到一定的限制。球磨機的襯板除了承受研磨體與物料的沖擊和磨損之外，還有提升研磨體的作用。隨著物料粉磨技術(shù)的快速發(fā)展，球磨機趨于大型化，對襯板材料的性能也提出了更高的要求，提高其耐磨性是研究的重點。目前球磨機中廣泛應(yīng)用的襯板材料主要有以下幾類：（1）高錳鋼；（2）高鉻鑄鐵；（3）中碳鋼；（4）橡膠。其中橡膠襯板具有以下優(yōu)點：（1）同型號球磨機內(nèi)部有效工作空間增加；（2）球磨機自重小，為

20、石質(zhì)襯板的50左右，工作電耗大大降低；（3）工作噪音低；（4）使用壽命長，更換容易。： (GMDGearless Mill Drive)6.71×11.13m2×4500kw6512.22065t/hFFEMinerals61120011.8 r/minEscon-dida7.62×11.58m20021213430kw/4583t/hCollahuasi7.92×11.58m1.3 課題的研究內(nèi)容及方法此次設(shè)計內(nèi)容是球磨機的設(shè)計，根據(jù)生產(chǎn)實際對易于發(fā)生故障的部件進行了設(shè)計，分析，改造和校核。各種類型的球磨機、棒磨機和礫磨機的構(gòu)造基本相同，它們之間僅是個

21、別不見不同而已。球磨機主要由筒體部、給礦部、排礦部、軸承部、傳動部和潤滑系統(tǒng)組成（如下圖所示）。其中，傳動系統(tǒng)是本文設(shè)計校核的重點。傳動系統(tǒng)包括減速機、齒輪座、聯(lián)接軸、聯(lián)軸器等部件組成。圖1-3 格子型球磨機俯視圖設(shè)計的方法是：首先，進入鞍鋼集團東鞍山燒結(jié)廠參觀實習(xí)。在感官上認識這次所要設(shè)計的設(shè)備。在那里我們通過參觀和現(xiàn)場師傅的認真講解，對我所設(shè)計的球磨機的傳動系統(tǒng)有了初步的了解。熟悉了球磨機的工作情況及傳動系統(tǒng)的傳動方式。然后，通過查閱材料和計算確定球磨機的主要參數(shù)，然后根據(jù)主要參數(shù)來設(shè)計球磨機的傳動系統(tǒng)。最后，確定球磨機等部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)并校核，完成圖紙繪制及說明書、論文。通過畢業(yè)設(shè)計，我們

22、把大學(xué)中學(xué)到的知識真正應(yīng)用到實際，在設(shè)計中我們不但使所學(xué)的專業(yè)知識得到了具體應(yīng)用而且還用到了很多以前所學(xué)的基礎(chǔ)知識。畢業(yè)設(shè)計是我們工作的第一步。因此，我們要好好的完成畢業(yè)設(shè)計，在設(shè)計中我們要逐步培養(yǎng)獨立分析問題、解決問題的能力，熟練掌握設(shè)計過程。2 總體方案設(shè)計2.1 磨礦機的主要類型 圓筒式磨礦機的類型圓筒式磨機有四種分類方法：(1)按筒體內(nèi)裝入破碎介質(zhì)的種類不同可分為：球磨機：以金屬球作為破碎粉磨介質(zhì)；主要有格子型和溢流型兩種，在開路或閉路磨礦流程中對物料進行干磨或濕磨。對于溢流型球磨機來說，內(nèi)徑與其筒的長度一般：L=(1.3-2)D；特點是重載荷、轉(zhuǎn)速低、啟動轉(zhuǎn)矩大。棒磨機：以金屬棒作為

23、破碎粉磨介質(zhì)；棒與棒間具有“篩分分級”作用，故棒磨機具有較強的“選擇性磨碎”特性。礫磨機：以礫石作為破碎粉磨介質(zhì)；被磨物料嚴禁鐵質(zhì)金屬混入，有用礦物很軟，多用于化工、陶瓷等工業(yè)。自磨機：用被磨礦石自身作為破碎粉磨介質(zhì)。也稱無介質(zhì)磨機，為了防止自磨機工作時發(fā)生物料偏析現(xiàn)象，因而筒體的內(nèi)徑較大，筒體長度較小，兩者的比值不是常數(shù)，是隨著筒體內(nèi)徑的變化而變化。又分為干式自磨機（一般用）和濕式自磨機（一般用）兩種。(2) 按筒體形狀不同可分為：短筒型磨機：筒體長度L不大于筒體直徑D，即LD (如 圖2-1a ),a 種磨機在選礦廠中被廣泛采用。長筒型磨機：筒體長度L=（1.5- 3)D(如圖2-lb、c

24、)；圓錐型磨機：筒體長度L=(0.25-1)D(如圖2-1d),由于該機充填率低，磨機利用率不充分，磨礦效率較低，所以目前只有在少數(shù)選礦廠或其他工業(yè)應(yīng)用。管磨機：筒體長度L=(2.5-6)D (如圖2-1e)， 對于開路磨礦系統(tǒng)，取圖2-1 旋轉(zhuǎn)園筒式磨機類型L=(3.5-6)D,對于閉路磨礦系統(tǒng)，取L=(2.5-3.5)D.因筒體長，故物料在筒體內(nèi)受磨碎的時間較長，可獲得很細的粒度。筒體內(nèi)分為二、三或四個不同長度的倉室時稱為多倉管磨機，廣泛地用于水泥工業(yè)中。(3)按排礦方式的特點可分為：溢流排料磨機：排料是通過中空軸徑自由溢出(如圖2-1 a,b,d)；格子排料磨機：在排料端蓋上設(shè)有格子，產(chǎn)

25、品通過格子強制而排出(如圖2-1e)；周邊排料磨機；產(chǎn)品通過筒體周邊的排料口排出(如圖2-lc);目前很少采用。（4）按粉磨作業(yè)特點可分為：濕式磨機：給礦的同時加入水，粉磨成一定濃度的礦漿而排出，在閉路系統(tǒng)中與水力分級設(shè)備組成閉路；干式磨機：排礦有的用風(fēng)抽出，筒體與風(fēng)力分級裝置組成閉路:有的用自流排出(如水泥磨)。上述各種分類中，主要是第一分類，其它分類可用來區(qū)分各方面的不同特點。球磨機可以處理任何性質(zhì)的礦石，其給礦粒度視選礦廠最后一段破碎機排礦粒度可能達到的又是比較經(jīng)濟的粒度而定，一般小于15mm，給礦越小產(chǎn)量越高。它的產(chǎn)品粒度一般在1.5-0.074mm之間，多用于細磨，有的也用于粗磨。棒

26、磨機多用于粗磨，主要用來獲得粒度為3mm以下的粒狀產(chǎn)品，它的給礦粒度一般為20-25mm左右。礫磨機磨礦不用金屬粉磨介質(zhì)，可以節(jié)省大量的金屬，因此應(yīng)用越來越廣。大型自磨機可直接處理600mm 以下的物料，一次磨到有用礦物單位分離的細度，因此它可同時完成中、細碎和粗磨作業(yè)。旋轉(zhuǎn)筒式磨機的規(guī)格以筒體內(nèi)徑D (不算襯板)筒體長度L表示，如智能型MQY5067溢流球磨機，是指筒體內(nèi)徑5030mm，筒體長度為6700mm。 旋轉(zhuǎn)筒式磨礦機的工作原理圖 2- 2 為磨機的結(jié)構(gòu)示意圖。它有一個圓形筒體1，筒體兩端有端蓋2,端蓋的軸頸支承在軸承3上，電動機通過裝在筒體上的齒輪4使磨機回轉(zhuǎn)。在筒體內(nèi)裝有介質(zhì)(球

27、或棒)和被磨物料。其總裝入量為整個筒體有效容積的25-45%。當(dāng)筒體回轉(zhuǎn)時，在摩擦力和離心力的作用下，介質(zhì)被筒體襯板帶動提升。當(dāng)提升到某一高度后，由于介質(zhì)本身受重力的作用，產(chǎn)生自由瀉落或拋落，從而對筒體內(nèi)的物料進行沖擊、研磨和碾碎。當(dāng)物料達到要求后，便從筒體另一端中空軸頸口排出。各種磨礦機可用于濕磨，也可用于干磨。在濕磨時，物料隨著水流流出，并且濕磨有很多優(yōu)點，例如生產(chǎn)率高，通常比干磨高30%，產(chǎn)品過粉碎現(xiàn)象少，因此在我國幾乎各選礦廠都用濕磨。干磨時，物料是靠抽風(fēng)或自然排料方式排出，多是對于某些忌水礦物，或因氣候條件不宜用水的場合或干旱缺水地區(qū)，采用干磨作業(yè)較為合適。 1-筒體 2-端蓋 3-

28、軸承 4-大齒輪圖2-2 球磨機結(jié)構(gòu)示意簡圖2.2 總體思路的選擇 根據(jù)產(chǎn)品粒度的要求，屬于細磨，所以我首先選定的磨機為格子型球磨機，傳動方式為大小齒輪周邊傳動，筒體支承方式為靜動壓軸承支承，排礦方式格為格子排礦。溢流型球磨機與格子型球磨機的構(gòu)造基本相同，其區(qū)別僅在于筒體內(nèi)無排礦格子。格子型球磨機與溢流型球磨機相比較，具有以下優(yōu)點：排礦口礦漿面低，礦漿通過的速度快，能減少礦石過粉碎，裝球多，不僅可以裝大球，同時還可以使用小球，由于排礦端裝有格子，小球不會被礦漿帶出筒體，并能形成良好的工作條件。格子型球磨機比同規(guī)格的溢流型球磨機的產(chǎn)量高2030%，并能省電力1030%。它的缺點是構(gòu)造較溢流型球磨

29、機稍復(fù)雜。2.3 主要部件概述 筒體部筒體部由筒體、法蘭盤、襯板、螺釘和人孔蓋等構(gòu)成。筒體部是磨機的主要部件，是由鋼板焊接而成的。為了便于更換襯板和檢查筒體內(nèi)的情況，筒體上留有兩個對稱配置的人孔，人孔用蓋子密封，蓋子則用螺釘固定在筒體上。筒體上兩端蓋焊有法蘭盤，法蘭盤的止口和端蓋靠合，用銷釘定位，然后用螺栓均勻地擰緊。襯板用螺栓把合在筒體上，為了防止礦漿磨壞筒殼，襯板在筒體內(nèi)錯開排列。襯板和筒體之間墊有耐熱耐堿橡膠板，有緩沖鋼球?qū)ν搀w的沖擊和有助于襯板與筒體內(nèi)壁緊密貼合的作用。為了防止料經(jīng)沿螺釘孔流出，在螺帽下面墊有密封圈和錐面墊圈。磨機內(nèi)襯板除保護磨機主件不被磨損外，它還有提升介質(zhì)的作用。

30、給礦部給礦部的作用是將被磨物料和分級返砂迅速給入磨機中。給礦部是由帶中空軸頸的端蓋、聯(lián)合給料器、扇形襯板和軸頸內(nèi)套等組成。端蓋內(nèi)表面上敷有扇形錳鋼襯板，各襯板之間留有一定間隙頸（約15mm），以便于安裝和拆卸，襯板用螺釘直接固定在端蓋上。中空軸頸內(nèi)鑲有一個內(nèi)表面帶有螺旋葉片（也有不帶螺旋葉片的內(nèi)套，主要根據(jù)中空軸頸粗細而定）的鑄造內(nèi)套，它們中間墊著襯墊，內(nèi)套保護中空軸頸不受磨損，螺旋葉片隨筒體旋轉(zhuǎn)而把物料送入筒體內(nèi)，為了防止內(nèi)套和筒體相對轉(zhuǎn)動，用螺釘把它固定在中空軸頸的端部，給礦器則用螺釘固定在內(nèi)套的端面上。 排礦部排礦部的作用是將已磨好的料漿能及時排出去，避免過磨，提高產(chǎn)量。排礦部由帶有中空

31、軸頸的端蓋、格子襯板、中心襯板、楔鐵和軸頸內(nèi)套等零件組成。在端蓋的內(nèi)壁上鑄有放射形的筋條，相當(dāng)于隔板。每兩根筋條之間有格子襯板，并用楔鐵擠壓住。楔鐵則用螺釘穿過壁上的筋條固緊在端蓋上。在中心部分是利用中心襯板的止口托住所有的格子襯板。在中空軸頸內(nèi)鑲有內(nèi)套。內(nèi)套在排礦格子的一端制成喇叭形葉片，以引導(dǎo)由隔板掬起的礦漿順著葉片流出。 軸承部軸承部由軸承座、軸承蓋、表面澆鑄巴氏合金的下軸瓦和銷釘?shù)冉M成。軸承座和下軸瓦是球面接觸。下軸瓦做成凸形的球面，而軸承座為凹形球面，便于自動調(diào)心，以避免中空軸頸和軸瓦形成局部接觸。為防止軸瓦轉(zhuǎn)位過大而從軸承座中滑出，在軸承座和軸瓦的球面中央放在一個圓柱銷釘，銷釘?shù)南?/p>

32、部牢固地固定于軸承座上，上半部則與軸瓦的釘孔保持一定間隙。軸承蓋用螺釘固定在軸瓦上。軸承部采用靜動壓軸承，是一種既有靜壓浮生作用又有動壓潤滑的軸承。在磨機啟動前及停磨時，向軸承內(nèi)供入高壓油，浮起回轉(zhuǎn)部，此時靜壓起作用；磨機正常運轉(zhuǎn)時10分鐘后，停止供高壓油，啟動壓作用，稱為靜動壓軸承。磨機啟動前供入高壓油，將磨機回轉(zhuǎn)部浮起，約0.100.25mm，降低了啟動負荷，減少了對磨機傳動部的沖擊，也可避免擦傷軸瓦，提高了磨機的運轉(zhuǎn)率。磨機停止運轉(zhuǎn)時，供入高壓油，將軸頸浮起，軸頸在軸瓦中逐漸停轉(zhuǎn)，延長了軸承的使用壽命。軸承的作用是支承磨機回轉(zhuǎn)部，左、右兩個主軸承結(jié)構(gòu)形式相同，軸承襯與中空軸的包角呈120

33、，摩擦面上鑄有軸承合金，軸承襯與軸承座之間呈鼓形面接觸，當(dāng)磨機回轉(zhuǎn)時可以自動調(diào)心，每個主軸承上裝有二個鉑熱電阻，當(dāng)軸承溫度大于規(guī)定的溫度時，能自動停磨。2.3.5 傳動部傳動部由小齒輪裝置、齒輪罩、大齒輪等部分組成。傳動軸承在兩個雙列調(diào)心滾柱軸承上，齒輪是直齒圓柱齒輪。為了防塵，用防塵罩將齒輪副密封。由于采用低速同步電動機驅(qū)動，使傳動系統(tǒng)簡化，即由電動機通過聯(lián)軸器直接帶動小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合而使筒體旋轉(zhuǎn)。球磨機大小齒輪潤滑采用自動噴射潤滑系統(tǒng)。為了維修方便，傳動部中可以加入慢速裝置。磨機檢修及更換襯板時使用，當(dāng)停機超過4小時以上時，筒體內(nèi)的物料有可能結(jié)塊，在啟動主電機前應(yīng)用慢速裝置盤車，

34、達到松動物料的目的。啟動慢速裝置時，主電機不能結(jié)合，主電機工作時，慢速裝置不得接合，兩者是連鎖關(guān)系。啟動慢速裝置前，必須先開啟高壓油泵使中空軸頂起，防止擦傷軸瓦。2.3.6 潤滑系統(tǒng)集中潤滑油站是由油箱、油泵、電動機、過濾冷卻器及油管等所組成。潤滑油被油泵從油箱中抽出后，經(jīng)過過濾冷卻器去塵渣并冷卻，然后沿四條油路進入兩主軸承和傳動軸的軸承中。回油則由較粗的回油管流回油箱。高壓及潤滑油站是保證主軸承 正常潤滑的裝置，由高壓和低壓兩個系統(tǒng)組成，低壓系統(tǒng)保證主軸承上部的正常淋油潤滑，高壓系統(tǒng)的作用是保證在磨機開機前（或停機前）的一段時間供給高壓油，將回轉(zhuǎn)部頂起，建立一定厚度的靜壓油膜，實現(xiàn)靜壓頂起。

35、2.4 球磨機內(nèi)粉磨介質(zhì)的運動狀態(tài)在磨礦機中，破碎介質(zhì)的運動狀態(tài)與筒體的轉(zhuǎn)速和破碎介質(zhì)與筒體襯板的摩擦系數(shù)有關(guān)。粉磨介質(zhì)的運動，是與靠磨機襯板與粉磨介質(zhì)之間的摩擦力和磨機旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力的作用，使他們緊貼著筒體內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)和提升。在旋轉(zhuǎn)和提升的過程中，往往又因為各種條件的影響而產(chǎn)生不同的運動狀態(tài)。按磨機的不同轉(zhuǎn)速而有不同的運動狀態(tài)，破碎介質(zhì)在筒體中的運動狀態(tài)基本上有三種：瀉落式運動狀態(tài)、拋落式運動狀態(tài)和離心式運動狀態(tài)。（1）瀉落式運動狀態(tài)（圖1-3a）：磨礦機在低速運轉(zhuǎn)時，全部介質(zhì)順筒體旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)一定的角度，自然形成的各層介質(zhì)基本上按同心圓分布，并沿同心圓軌跡升高，當(dāng)介質(zhì)超過自然休止角后，則象雪

36、崩似地瀉落下來，這樣不斷地循環(huán)。在瀉落工作狀態(tài)下，物料主要因破碎介質(zhì)互相滑動時產(chǎn)生壓碎和研磨作用而粉碎。（2）拋落式運動狀態(tài)（圖 1-3b）：當(dāng)破碎介質(zhì)在高速旋轉(zhuǎn)的筒體中運動時，任何一層介質(zhì)的運動軌跡都可以分為兩段：上升時，介質(zhì)從落回點到脫離點是繞圓形軌跡運動的，但從脫離點到落回點，則是按拋物線軌跡下落，以后又沿圓形軌跡運動，反復(fù)循環(huán)。拋落式工作時，物料主要靠介質(zhì)群落下時產(chǎn)生的沖擊力而粉碎，同時也靠部分研磨作用。球磨機就是采用這種工作狀態(tài)。 （3）離心式運動狀態(tài)（圖1-3c）：磨礦機的轉(zhuǎn)速越高，介質(zhì)也就隨著筒壁上升的越高。超過一定速度時，介質(zhì)就在離心力的作用下而不脫離筒壁。在實際操作中，如遇到

37、這種情況時，即不發(fā)生磨礦作用。當(dāng)球磨機開始工作時，由于離心力和摩擦力的作用，球與筒體一起轉(zhuǎn)動。任何一層球的運動軌跡為以筒體中心為中心，以R為半徑（球所在回轉(zhuǎn)層的半徑）的圓周。當(dāng)球與筒體一起轉(zhuǎn)動而被提升到一定高度以后，因球的離心力小于球的向心分力，此時，球就以初速度（筒體的圓周速度）離開筒壁作拋物線運動，下落后，重又回到圓的軌跡上。在運轉(zhuǎn)過程中，球在球磨機內(nèi)即按圓與拋物線的軌跡周而復(fù)始地運動著。本次設(shè)計的球磨機的破碎介質(zhì)的運動狀態(tài)為拋落式運動狀態(tài)。拋落式運動工作時，粉磨介質(zhì)主要靠介質(zhì)群落下時產(chǎn)生的沖擊力而破碎，同時也靠部分研磨作用。3 球磨機主要參數(shù)的分析計算3.1 球磨機筒體的一般尺寸筒體的有

38、效直徑：D=3.2m，則L=（0.72）D，取L=3.1m。3.2 球磨機轉(zhuǎn)速的計算3.2.1 球磨機的臨界轉(zhuǎn)速當(dāng)球磨機筒體的轉(zhuǎn)速達到某一數(shù)值，使外層球的斷離角=0°，介質(zhì)的離心力等于介質(zhì)本身的重力，在理論上粉磨介質(zhì)將緊貼在筒壁上，隨筒體一起回轉(zhuǎn)而不會將落下來，在此情況下，球磨機的轉(zhuǎn)速叫做臨界轉(zhuǎn)速。 (3-1)由于此臨界數(shù)值是在假定條件的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的，因此，理論上求得的臨界轉(zhuǎn)速并非實際的臨界轉(zhuǎn)速。球磨機的臨界轉(zhuǎn)速主要取決于粉磨介質(zhì)的裝入量和襯板表面的形狀，實質(zhì)上是取決于介質(zhì)與介質(zhì)的，介質(zhì)與襯板之間的相對滑動量的大小。所以，球磨機理論臨界轉(zhuǎn)速只是標(biāo)定磨機工作轉(zhuǎn)速的一個相對標(biāo)準(zhǔn)。3.

39、2.2 球磨機的實際工作轉(zhuǎn)速為了使球磨機正常進行粉磨工作，球磨機的工作轉(zhuǎn)速必須小于臨界轉(zhuǎn)速。球磨機一般是按“拋落”狀態(tài)工作。實現(xiàn)這種工作狀態(tài)的工作轉(zhuǎn)速有很多，但其中一定有最有利的工作轉(zhuǎn)速。球磨機的最有利的工作轉(zhuǎn)速應(yīng)該保證球沿拋物線下落時的高度最大，從而使球在垂直方向獲得最大的動能來粉碎礦石。由此，可確定球磨機的最有利的工作轉(zhuǎn)速。理論工作轉(zhuǎn)速是從粉磨介質(zhì)能夠產(chǎn)生最大粉碎功的觀點推導(dǎo)出來的。這個觀點沒有考慮到粉磨介質(zhì)在隨筒壁上升的過程中，部分介質(zhì)的滑動和滾動的現(xiàn)象。這會影響介質(zhì)的提升高度，即真正最大的粉磨功。但在實際生產(chǎn)中，考慮轉(zhuǎn)速不能單純從得到最大粉磨功的觀點出發(fā)，因為物料的粉磨既有沖擊破碎，還

40、有研磨作用。所以要從達到最佳經(jīng)濟指標(biāo)的觀點出發(fā)，即要求磨機的生產(chǎn)能力最高，單位產(chǎn)量功率消耗最小，粉磨介質(zhì)和襯板的磨碎消耗量最小。在確定磨機實際工作轉(zhuǎn)速時，應(yīng)考慮磨機的直徑、生產(chǎn)方式、襯板形狀、介質(zhì)種類和裝添量、粉磨物料的性質(zhì)、入磨粒度和粉磨粒度等因素的影響。對于大直徑球磨機，實際工作轉(zhuǎn)速較為低些，約低于（0.760.88）；對于濕式磨機，由于水的潤滑作用，從而降低了介質(zhì)之間、介質(zhì)與襯板之間的摩擦系數(shù)，產(chǎn)生較大的相對滑動。因此，在相同條件下，濕式磨機應(yīng)比干式磨機的轉(zhuǎn)速略高。帶有凸棱的襯板表面，能減少介質(zhì)的相對滑動量，增加其相對提升高度，其實際工作轉(zhuǎn)速應(yīng)比用平滑襯板低些等等。在理論上，球磨機最有利

41、的工作轉(zhuǎn)速為：綜合上述因素，取，則： (3-2)3.3 球磨機內(nèi)球的脫離點軌跡計算任取一垂直截面，如圖3-1所示。當(dāng)筒體回轉(zhuǎn)時，筒體內(nèi)的鋼球在離心力的作用下隨著筒體作圓周運動，其運動方程式為：x2 + y2 = R2 (3-3)式中R 筒體內(nèi)半徑，米 當(dāng)球隨著筒體沿圓形軌跡運行到A點時，作用在球上的離心力C等于球重G的徑向分力N，而且其切向分力T被后面的一排球的推力作用所抵消。如球越過A點則球就以切線方向的速度v離開筒壁沿拋物線軌跡下落。故可以得到球的脫離點軌跡： x2 +( y) 2 = () 2 (3-4)式中n 筒體的轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分；已算得筒體轉(zhuǎn)數(shù)n = 20r/min，則： x2 +(

42、y) 2 = () 2 (3-5) x2 + (y1.125) 2 = 1.125 2 公式3-5表示筒體內(nèi)各層球由圓運動轉(zhuǎn)入拋物線運動是，脫離點的軌跡以o1(0，1.125)為圓心，半徑為1.125m的圓的直角坐標(biāo)方程式。由此可知，各球?qū)用撾x點的位置隨筒體轉(zhuǎn)數(shù)的不同而變化。當(dāng)筒體轉(zhuǎn)數(shù)不變，已知球?qū)影霃?，脫離角為一定值。公式3-5為球的脫離點的軌跡方程式。3.4 球的落點軌跡的計算球從A點離開筒壁，以初速度v與水平成一角度拋出而沿拋物線軌跡運動，最后落到筒壁上的B點（圖3-2）。B點稱為落點稱為落角。取A點為XAY坐標(biāo)的原點，則對該坐標(biāo)可寫出球沿拋物線運動的軌跡方程式為： (3-6)對XAY坐

43、標(biāo)，球沿圓周運動的軌跡方程式為： (3-7)落點B的位置就是兩運動軌跡的交點。將公式（3-6）和公式（3-7）聯(lián)立解之，可得B點的坐標(biāo)為： 式中R筒體半徑，R = 1.6m； 斷離角，取當(dāng)處于最有利的工作條件， = 54°40； 則：XB = 4×1.6×sin54°40×cos254°40 = 1.75mYB =4×1.6×sin254°40×cos54°40 = 2.5m落角 = 390° = 3×54°4090° = 74°06

44、由此，從圖3-2中可以明顯看出：從球的斷離點到它的落點的圓弧長度，以及與它相適應(yīng)的圓心角等于4。球的斷離角越大，其落角也越大。此角決定了落點B的位置。3.5 球的循環(huán)次數(shù)的計算 球在球磨機中運動一周的時間并不等于筒體旋轉(zhuǎn)一周的時間。球在圓的軌跡上運動的時間是：s (3-8) 球在拋物線軌跡上運動的時間是：s (3-9)球運動一周的全部時間是： t0 = t 1+ t2 = 1.18 + 0.9 = 2.08s (3-10)當(dāng)球磨機旋轉(zhuǎn)一周時，球的循環(huán)次數(shù)是： j =1.44次/轉(zhuǎn) (3-11)式中t 筒體回轉(zhuǎn)一周的時間，t = s。由此可見，球的循環(huán)次數(shù)取決于斷離角。球磨機筒體轉(zhuǎn)速不變時，球的

45、循環(huán)次數(shù)是隨球所在回轉(zhuǎn)層的位置而異。同一層球的循環(huán)次數(shù)，隨轉(zhuǎn)速的改變而變化，轉(zhuǎn)速愈高，角愈小，因此，在筒體轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，循環(huán)的次數(shù)也愈小。達到臨界轉(zhuǎn)速時 =0，因此，在筒體轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，求也回轉(zhuǎn)一次。 以上是利用數(shù)學(xué)公式分析的方法來討 論鋼球在筒體內(nèi)的運動情況，因而導(dǎo)出一些用試驗方法進行觀察時所不易得到的結(jié)論和參數(shù)關(guān)系。實驗證明，理論和實際是相似的。其實際運動情況與理論間存在的差異主要是鋼球在筒體內(nèi)的運動并不像我們在推導(dǎo)數(shù)學(xué)公式時所假定的那樣，事實上，各層鋼球之間并非互相靜止，而是有滑動現(xiàn)象存在。3.6 球磨機中介質(zhì)充填率的計算球磨機運轉(zhuǎn)過程中介質(zhì)裝入量及其運動形態(tài)是直接影響筒體受力的主要

46、因素，介質(zhì)的運動形態(tài)又主要受介質(zhì)裝入量和介質(zhì)的形狀、尺寸、配比和磨機轉(zhuǎn)速、襯板形式、磨機中物料量及其流變特性等因素制約。通常把介質(zhì)的裝入量用介質(zhì)充填率表示，介質(zhì)充填率是指磨機靜止時介質(zhì)所占筒體有效容積百分數(shù)，介質(zhì)充填率的多少是磨機能否很好發(fā)揮效率的主要因素之一。我們在研究球在球磨機內(nèi)的運動規(guī)律時，先要介紹一下介質(zhì)充填率問題，充填率的選擇，首先從破碎比及處理能力方面進行綜合考慮，一般情況下，小型磨機采用的充填率較高，而大中型磨機的充填率較低，但關(guān)鍵是要達到最佳的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)流量與礦漿的比率，一定是最佳的動力學(xué)條件鋼球有一個相對大的拋落程度，使得充填料松散和膨脹，使大球和大塊物料落到筒體底部，充分利用

47、鋼球的動勢能，使粗物料迅速被破碎。對于這種破碎比較大，處理能力要求較高，且轉(zhuǎn)速比、鋼球尺寸的級配一定的條件下，小的充填率難以滿足要求，更須一個相對適中的充填率，另外，從能耗及金屬磨耗兩個方面考慮，在運轉(zhuǎn)過程中，磨機筒體內(nèi)鋼球的分布及本分為外層拋落區(qū)、內(nèi)層瀉落區(qū)及中間惰性區(qū)又叫“死區(qū)”。外層拋落區(qū)的鋼球具有較大的沖擊能，主要起到破碎物料的作用。 內(nèi)層泄落區(qū)的鋼球與鋼球之間的間距小，主要起到粉磨物料的作用；中間惰性的鋼球呈“懸浮”狀態(tài)，對于物料沒有作用，因此沒起到破碎或粉磨物料的作用。過高的充填率會使無磨礦作用的惰性區(qū)增大，并會帶來能耗過大和磨損嚴重的問題；過低的充填率，雖具有較大的平均磨球提升力

48、，致使外層拋落區(qū)增大，而起到粉磨作用的泄落區(qū)減小，粉磨效果差，排料粒度粗，以格子型球磨機為例，經(jīng)過設(shè)計計算確定充填率。因此關(guān)于球磨機的介質(zhì)充填率計算方法如下：圖3-1為磨機靜止時筒體剖面圖，圖中陰影部分為介質(zhì)所占面積。設(shè)筒體有效截面積為F，陰影部分所占面積為S，磨機有效內(nèi)長為L，磨球充填率為：= (3-12)圖3-1中R為磨機有效內(nèi)半徑，弦AB對的圓心角為2,h為介質(zhì)表面層（弦AB）與筒體中心線的垂直距離。夾角為的OAB扇形面積等于： (3-13)圖3-1 球磨機靜止時破碎介質(zhì)充填率式中：按弧度計。 （弧度） (3-14)設(shè)弦AB長等于a，則 此得到 (3-15)又介質(zhì)所占面積: (3-16)

49、 又圓面積，將F值及(3-16)式代入(3-12)式得: (3-17)在實際生產(chǎn)中測得裝球高度a=2012mm,襯板厚120mm,，(鋼球松散密度為4.5t/)即可利用式（3-17）計算格子型球磨機介質(zhì)充填率為，取。從現(xiàn)場生產(chǎn)驗證知是發(fā)揮磨機最大效能的介質(zhì)充填率。3.7 球磨機中裝球量的計算磨機內(nèi)裝球量的多少及各種介質(zhì)直徑的配比，對磨礦效率有著非常重要的影響。裝球量過少，會使磨礦效率降低；裝球量過多，內(nèi)層球運動時則會產(chǎn)生干涉作用，破壞了球的正常拋落運動，使球在下落時沖擊能量減少，磨礦效率因此降低。裝球量的多少不僅與筒體的有效容積有關(guān)，而且也與磨機的轉(zhuǎn)速有直接關(guān)系。一般情況下，在筒體轉(zhuǎn)速一定的前

50、提下，裝球量達到某一值時，能獲得最大生產(chǎn)率。磨機的裝球量可按下式計算：t (3-18)式中 D-磨機筒體的有效直徑，m； L-磨機筒體的有效長度，m； -粉磨介質(zhì)的充填率； -粉磨介質(zhì)的堆密度，此處，鍛造鋼球取4.5 t/m3。3.8 球磨機功率的計算磨礦機的功率主要消耗于破碎介質(zhì)在圓軌跡上運動時，從落回點提升到脫離點，并使其具有一定的運動速度，即獲得拋出的動能，而沿拋物線軌跡下落。這種功率稱為有用功率。此外，尚有一小部分功率消耗于克服空心軸頸與軸承之間的摩擦和傳動裝置的阻力。輸入電機的電能主要消耗在三個方面： （1）電動機本身的損失，約占總電能的5%10%，與電動機本身效率有關(guān)。 （2）機械摩擦損失，即克服傳動部件間的摩擦所消耗的功率。它與磨機軸頸和軸承的構(gòu)造