1278-管磨機(jī)的總體與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1278-管磨機(jī)的總體與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),管磨機(jī),總體,整體,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 管磨機(jī)的總體和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系 別 航空工程系專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)學(xué)號(hào) 05802446學(xué)生姓名 周建文指導(dǎo)教師 張曉榮二 O 一 O 年 五 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：管磨機(jī)的總體和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：1．原始資料：①．管磨機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)格 φ2.6×13m；②．轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)的其它主要技術(shù)參數(shù)：入磨物料粒度：≤10mm; 填充率：30%;磨機(jī)轉(zhuǎn)速：17.5r/min; 產(chǎn)量： 35t/h; 出料粒度：4900 孔/平方厘米; 篩余量：≤12%注：磨機(jī)的工作狀況：適用于大中型企業(yè)應(yīng)用，磨機(jī)的制造適用于中小型企 業(yè)。2．設(shè)計(jì)技術(shù)要求：①　根據(jù)主要技 術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)管磨機(jī)的結(jié)構(gòu)。②　要求英文 資料翻譯忠實(shí)原文。③　要求完成的 設(shè)計(jì)能滿足實(shí)際要求，圖面及文字說(shuō)明表達(dá)簡(jiǎn)潔、清晰、易讀懂，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)范，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。能用于指 導(dǎo)實(shí)際的生產(chǎn)、裝配。④　要求畢業(yè)論 文敘述條理清楚，設(shè)計(jì)計(jì)算正確，論文格式規(guī)范。III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成 時(shí)間：1．收集有關(guān)資料，寫出開題報(bào)告； （2 周）2．外文翻譯(6000 字符以上)； （1 周）3．分析與研究：了解現(xiàn)有類似設(shè)備的工作原理，制 訂設(shè)備 工作原理圖。 (1.5 周)4．管磨機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)尺寸的計(jì)算。 （3.5 周）5．管磨機(jī)各主要配件圖和總 裝圖的繪制。 （以上合計(jì) A0 圖 3 張，A1 圖 2 張）。（5 周）6．撰寫畢業(yè)論文一份 （2 周）7．畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 （2 周）Ⅳ 、主 要參考資料：［1］.王 大 康 ， 盧 頌 峰 .機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) . 北 京 ： 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 出 版 社 ，2002.2。［2］.汪 愷 . 機(jī) 械 工 業(yè) 基 礎(chǔ) 標(biāo) 準(zhǔn) 應(yīng) 用 手 冊(cè) . 北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2001.6。［3］. 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) （ 新 版 ） .第 一 卷 、 第 二 卷 、 第 四 卷 、 第 五 卷 .北 京 ： 機(jī) 械 工業(yè) 出 版 社 ， 2004.8。［4］. 吳 宗 澤 .機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) .北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2003.11。［ 5］ . 時(shí) 鈞 .化 學(xué) 工 程 手 冊(cè) .北 京 ： 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 1996.1。［6］. 日 本 化 學(xué) 技 術(shù) .化 工 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 和 保 養(yǎng) .上 海 ： 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 文 獻(xiàn) 出 版 社 ，1985。［7］. Calculation of the Dimensions Blades for Drum Dryers. V.F.Pershin, A.A. Koryagin,V. L.Negrov, and A.G.Sidel'nikov. Khimicheskoe i Neftyanoe Mashinostroenie, No. 11, pp. 21-22, November。機(jī) 械 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)類 0681053 班學(xué)生（簽名）： 日期： 自 2010 年 3 月 1 日至 2010 年 7 月 2 日指導(dǎo)教師（簽名）： 助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)：機(jī)械制造工程 系（室）主任（簽名）：學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 管磨機(jī)動(dòng)態(tài)特性及系統(tǒng)的測(cè)試分析學(xué)生姓名：周建文 班級(jí)：05802446指導(dǎo)老師：張曉榮摘要：磨機(jī)是發(fā)電、選礦、化工和建材等重工 業(yè)領(lǐng)域中最廣泛采用的粉磨機(jī)械，其主要機(jī)件有傳動(dòng)裝置、支承裝置、回轉(zhuǎn)筒體。 本文建立了邊緣傳動(dòng)式磨機(jī)系統(tǒng)的“ 小齒輪——傳動(dòng)軸——減速機(jī)大齒輪”橫向振動(dòng)的模型，分析計(jì)算了系統(tǒng)橫向振動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性，對(duì)系統(tǒng)的載荷進(jìn)行了測(cè)試分析，同 時(shí)，還建立了磨機(jī)系 統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型，利用遞推計(jì)算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)動(dòng)態(tài)特性分析，驗(yàn)證了遞推計(jì)算法的通用性。最后，對(duì) Φ2.6×13m的磨機(jī)系 統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性的實(shí) 例分析。 研究邊緣傳動(dòng)磨機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，對(duì)避免由于激勵(lì)頻率接近或等于系統(tǒng)的固有頻率而導(dǎo)致共振及設(shè)備的失效，預(yù)測(cè)系統(tǒng)在可能激勵(lì)下的響應(yīng)特性， 優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等等都具有很重要的意義。 用傳遞矩陣法及通用計(jì)算程序可以簡(jiǎn)便地分析邊緣傳動(dòng)磨機(jī)系統(tǒng)橫向振動(dòng)的固有特性，以及計(jì)算不同激勵(lì)情況下系統(tǒng)的響應(yīng)， 為研究邊緣傳動(dòng)磨機(jī)系統(tǒng)橫向振動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性提供了一個(gè)方便有效的方法。 邊緣傳動(dòng)磨機(jī)系 統(tǒng)是一個(gè)模態(tài)偶合較緊的系統(tǒng)，因此，在磨機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行中，應(yīng)注意使激勵(lì)頻 率避開系統(tǒng)的固有頻率，以免發(fā)生設(shè)備的早期失效。 邊緣傳動(dòng)式磨機(jī)系統(tǒng)的傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)是合理的。 系統(tǒng)阻尼對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性影響很大，是系統(tǒng)的一個(gè)重要性能參數(shù)。 邊緣傳動(dòng)磨機(jī)系統(tǒng)，可以通過(guò)實(shí)測(cè)低速軸的扭矩來(lái)確定系統(tǒng)中減速機(jī)的負(fù)載狀況。關(guān)鍵詞：振動(dòng) 載荷 響應(yīng)特性 扭矩指導(dǎo)老師簽名： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 Tube Mill and testing of the system Dynamic AnalysisStudent name：zhoujianwen Class：05802446Supervisor：zhangxiaorongAbstract：Tube Mill is important rules that Research for Dynamic characteristics of the mill system of single -pinion drives in operation to prevent damage from the resonance between fix frequency and bestir frequency In this paper , the pattern of Pinion---Drive shaft---Decelerator gear vertical vibration in the mill system of single -pinion drives is established . Dynamic characteristics of vertical vibration is analyzed and calculated ,and its excitation loads are tested Simultaneously , the model of torsion vibration in system is also established, its dynamic characteristics is analyzed by using recurrence calculus method , thus , this methods current is verified . Finally, the paper studied the dynamic characteristics of 2.6x13m mill system. Mill system of single - pinion drives is lighten, so the design and run of mill system, bestir frequency must avoid inhesion.The design of drive shaft is rational in mill system of single - pinion drives. It is very large that damp of system effect to dynamic characteristics, so the damp is a important parameter. Load of gear box can be decided by measuring of low speed shaft contort. In mill system of single - pinion drives.Key words：vibration response characteristics load torqueSignature of Supervisor：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目 管磨機(jī)的總體和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 05802446學(xué) 生 姓 名 周建文指 導(dǎo) 教 師 張曉榮填 表 日 期 2010 年 3 月 22 日一、 選題的依據(jù)及課題的意義我國(guó)是水泥大國(guó),而水泥粉磨技術(shù)又直接影響到水泥工業(yè)的振興和發(fā)展。顯而易見，提高水泥廠粉磨工藝水平對(duì)企業(yè)綜合效益的影響是十分顯著的。降低能源消耗、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及延長(zhǎng)管磨機(jī)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等問題是目前和今后研究和從事水泥生產(chǎn)工作者的首要任務(wù),管磨機(jī)的出現(xiàn)也有100多年之久。管磨機(jī)在水泥行業(yè)中占有相當(dāng)重要的位置，在回轉(zhuǎn)窯水泥廠中，它與回轉(zhuǎn)窯并駕齊驅(qū)，是兩大主機(jī)設(shè)備。管磨機(jī)也是選礦生產(chǎn)中的一個(gè)重要工序，而在我國(guó)選礦生產(chǎn)中也有廣泛的使用，在選礦生產(chǎn)中只有極少數(shù)夠礦石經(jīng)過(guò)破碎、篩分之后即可直接送去冶煉，而大多數(shù)礦石還必須被磨細(xì)0.1~0.074mm甚至更細(xì)，使有用礦物達(dá)到單體解離，并經(jīng)過(guò)分選之后才能送去冶煉。還有就是在鋼鐵業(yè)。經(jīng)過(guò)近幾年的快速發(fā)展，鋼鐵業(yè)也逐漸顯現(xiàn)出自然資源不足、噸產(chǎn)量能耗過(guò)大、環(huán)境污染等矛盾。廢鋼資源作為鋼鐵工業(yè)的“ 第二礦業(yè)” ，具有節(jié)約能源、減少污染、保護(hù)環(huán)境、循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，其影響將越來(lái)越大。近幾年廢鋼供應(yīng)逐年在攀升，其作用逐漸在擴(kuò)大，使資源得到了進(jìn)一步循環(huán)利用那么對(duì)于廢鋼加工行業(yè)來(lái)說(shuō)，破碎機(jī)的加工范圍更大，生產(chǎn)率更高，最重要最關(guān)鍵的是其能剔除雜物，若配以適當(dāng)?shù)姆诌x設(shè)備，則更能將對(duì)煉鋼有害的混在廢鋼里的有色金屬分選出來(lái)，得到非常純凈優(yōu)質(zhì)黑色金屬原料。管磨機(jī)的核心原理就是利用錘子擊打的基本原理，在高速大扭矩電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，主機(jī)轉(zhuǎn)子上的錘頭輪流擊打進(jìn)入容腔內(nèi)的待破碎物，通過(guò)襯板與錘頭之間形成的空間，將待破碎物撕裂成合乎規(guī)格的破碎物。根據(jù)破碎機(jī)的工作狀況，可分成干式系統(tǒng)、濕式系統(tǒng)。干式系統(tǒng)主要是指破碎物須經(jīng)過(guò)空氣回旋分揀系統(tǒng)，把金屬和非金屬分離開，另外整個(gè)系統(tǒng)裝有除塵裝置。濕式系統(tǒng)是指破碎的同時(shí)進(jìn)行噴水，并且在分揀同時(shí)進(jìn)行淋水清洗。半濕式系統(tǒng)只是在破碎需要時(shí)，進(jìn)行少量噴水，防止揚(yáng)塵，并無(wú)清洗。從而擴(kuò)大了破碎機(jī)的加工物料范圍。同時(shí)對(duì)提高破碎機(jī)的生產(chǎn)效率起著至關(guān)重要的作用。降低能源消耗、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及延長(zhǎng)管磨機(jī)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等問題是目前和今后研究和從事生產(chǎn)工作的首要任務(wù)。二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）我國(guó)的磨礦設(shè)備制造工業(yè)是在解放后才發(fā)展起來(lái)的，最初是仿制，到1958年才開始進(jìn)入自行設(shè)計(jì)制造階段。而1966年才能進(jìn)行真正有效的系列設(shè)計(jì)。從20世紀(jì)70年代末以來(lái)，我國(guó)的磨礦設(shè)備開始逐步采用國(guó)外業(yè)已出現(xiàn)的新技術(shù)，如氣動(dòng)離合器、動(dòng)靜壓軸承、先進(jìn)潤(rùn)滑方式、頂起裝置、加鉻耐磨鋼襯板和橡膠襯板、自動(dòng)控制裝置等，同時(shí)增加了品種和擴(kuò)大了規(guī)格寸。 國(guó)內(nèi)最早引進(jìn)的是美國(guó)紐維爾公司的4000馬力的破碎機(jī)，采用的是半濕式系統(tǒng)，于1996年投產(chǎn)，從目前的使用情況來(lái)看，其生產(chǎn)能力100噸/ 小時(shí)，有較多的富余，經(jīng)常處于停機(jī)等料狀態(tài)，設(shè)備的閑置率較高。而且一次性資金投入很大。立足于用戶使用要求，真正開始關(guān)鍵核心技術(shù)引進(jìn)，則是湖北力帝機(jī)床股份有限公司開始進(jìn)行的。他們一開始就認(rèn)真進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，分析國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)現(xiàn)狀，確定適合我國(guó)國(guó)情的、達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又滿足市場(chǎng)需求的機(jī)型。 在我國(guó)的選礦生產(chǎn)，用于磨礦作業(yè)的磨礦設(shè)備主要是管磨機(jī)、棒磨機(jī)和自磨機(jī)。另外，建材、化工、電力和陶瓷等工業(yè)部門亦廣泛使用各種型式的磨機(jī)，如管磨機(jī)用于水泥廠磨細(xì)原料和熟料；水泥工業(yè)用管磨機(jī)，目前較多的技術(shù)參數(shù)都是沿用五十年代國(guó)外的技術(shù)。隨著建材行業(yè)機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，粉磨工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，粉磨條件的不斷改善，在設(shè)計(jì)管磨機(jī)時(shí)的較多經(jīng)驗(yàn)公式及在粉磨作業(yè)中操作方法仍然套用老模式，已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要。那么，如何確定具有升級(jí)技術(shù)管磨機(jī)的設(shè)計(jì)公式和切實(shí)可行的磨機(jī)在運(yùn)行時(shí)工藝操作方法，是目前設(shè)計(jì)部門和生產(chǎn)單位急待解決的問題?？蒲胁块T和水泥企業(yè)目前使用的實(shí)驗(yàn)?zāi)C(jī)都是直徑比較小的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，所作出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中差距較大。目前世界上流行和占主導(dǎo)地位的破碎機(jī)，大多數(shù)都是在美國(guó)紐維爾公司的基礎(chǔ)上衍生出來(lái)的，占有量近七成，如德國(guó)的林德曼、日本的富士車輛。破碎機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展，與廢鋼行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，最開始只為處理些輕薄料，隨著認(rèn)識(shí)的加深，以及破碎鋼的優(yōu)越性的顯現(xiàn)，各種規(guī)格的破碎機(jī)得到不斷開發(fā)，使用范圍也越來(lái)越廣。早在50年代，作為重要的工業(yè)資源，非金屬礦，金屬礦和燃料礦被稱為材料工業(yè)的支柱。由于三者獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，各種產(chǎn)品應(yīng)用于每一個(gè)工業(yè)部門，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重心。而不管是金屬礦也好還是非金屬礦，它們利用都需要經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程，如粉碎，加工，提純等等，然后才能用于工業(yè)中，其中最重要的一個(gè)步驟就是粉碎。因?yàn)橐M(jìn)行進(jìn)一步的加工，粉碎是先決條件。粉碎技術(shù)的發(fā)展對(duì)我國(guó)的礦產(chǎn)品的開發(fā)和利用提供了良好的基礎(chǔ)。 80年代以前，我國(guó)的粉碎設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)很少，有些規(guī)格根本就無(wú)法讓礦產(chǎn)物等的粉碎達(dá)到理想中的細(xì)度。所需的大部分設(shè)備依靠進(jìn)口，我國(guó)已在攻克粉碎技術(shù)難關(guān)上下足了工夫。并逐步向超細(xì)粉碎和精細(xì)粉碎機(jī)械設(shè)備發(fā)展，盡管研發(fā)過(guò)程中會(huì)面對(duì)很多難以預(yù)料的問題，但是可喜的是隨著我國(guó)在食品加工，生物工程研究與開發(fā)，保健品開發(fā)，新藥研制等行業(yè)的發(fā)展，其中粉碎機(jī)械作為紐帶與其密切聯(lián)系著。但這些行業(yè)的開發(fā)與生產(chǎn)所需要的環(huán)境條件非?？量?，對(duì)固體的粉碎規(guī)定非常嚴(yán)格。簡(jiǎn)言之，就是對(duì)粉碎機(jī)械提出更高的要求。超低溫粉碎技術(shù)剛好滿足所面臨的粉碎技術(shù)，在低溫的條件下粉碎成所需要的細(xì)度，并且原有的成分不會(huì)被破壞，實(shí)現(xiàn)了粉碎技術(shù)方面的飛躍。管磨機(jī)作為傳統(tǒng)的粉磨設(shè)備，已經(jīng)有了100多年的歷史，它作為將固體物料細(xì)化制粉的重要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、電力、醫(yī)藥以及國(guó)防工業(yè)等部門。尤其是冶金工業(yè)中的選礦部門，磨礦作業(yè)更是具有十分重要的地位。近幾年來(lái)，由于能源費(fèi)用增長(zhǎng)，礦石品位的下降，降低建設(shè)投資和生產(chǎn)費(fèi)用是世界各國(guó)礦石工業(yè)面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題，采用高效大型設(shè)備是現(xiàn)代選礦廠建設(shè)的主要傾向，管磨機(jī)的大型化已成為技術(shù)發(fā)展的方向。強(qiáng)度在高的礦石進(jìn)到大型磨機(jī)里，經(jīng)過(guò)研磨、粉碎都將成為粉末狀。只用這樣，低品位的礦石以及再利用才能夠?qū)崿F(xiàn)。　　20世級(jí)80年代國(guó)際上曾有預(yù)測(cè)，認(rèn)為管磨機(jī)合理的最大規(guī)格是直徑5米，原因是魔球工作時(shí)存在低效率的蠕動(dòng)區(qū)，但實(shí)際上管磨機(jī)向大型化發(fā)展的步伐一直都未停止?！　∧壳?，世界上生產(chǎn)大型管磨機(jī)的主要生產(chǎn)廠家有丹麥福勒史密斯礦業(yè)公司(FFF Minerals)，芬蘭奧托昆普公司(Outokumpu) 、芬蘭美卓礦業(yè)公司(Metso Minerals)，德國(guó)克虜伯公司(Krupp)和日本的川崎重工等。世界上最大的規(guī)格的濕式管磨機(jī)是南非Anglo Platinum 鉑礦訂購(gòu)的兩臺(tái)直徑 7.92米*12.2米管磨機(jī)，裝機(jī)容量為 17500千瓦/臺(tái)。由丹麥福勒史密斯礦業(yè)公司制造，已于2007年投入使用。世界最大規(guī)格的干式管磨機(jī)是克虜伯公司直徑6.2米*25.5米的管磨機(jī)，安裝功率為11200千瓦，1994年用于美國(guó)的一家金礦，處理難選金礦石?！　∧壳皣?guó)內(nèi)的磨機(jī)大型化與國(guó)際水平還存在一定的差距，國(guó)外管磨機(jī)技術(shù)和設(shè)備一直在不斷地發(fā)展，國(guó)內(nèi)自20世級(jí)80年代中期以來(lái)的近20年間，基本處于停滯狀態(tài)，拉大了與世界先進(jìn)水平的差距，隨著改革開放的不斷深入，國(guó)內(nèi)管磨機(jī)行業(yè)近年來(lái)正在重新興起，中國(guó)在借鑒外國(guó)先進(jìn)水平的基礎(chǔ)上，也正朝著管磨機(jī)大型化的方向邁進(jìn)三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案本課題研究的是管磨機(jī)的總體和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。當(dāng)然想要設(shè)計(jì)出良好的管磨機(jī)設(shè)備就要了解影響管磨機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量的因素，包括：（1） 影響管磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的工藝因素（如入磨物料粒度、入磨物料水分、入磨物料的特征與易磨性、粉磨工藝流程、對(duì)粉磨成品的比表面積要求） ；（2）影響磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的機(jī)械因素（如磨機(jī)筒體內(nèi)的通風(fēng)、磨內(nèi)結(jié)構(gòu)、研磨體級(jí)配和填充率） 。 （一）設(shè)計(jì)技術(shù)要求 1．管磨機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)格 φ2 .6×13m2．轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)的其它主要技術(shù)參數(shù)：入磨物料粒度：≤10mm; 3．填充率：30%4．磨機(jī)轉(zhuǎn)速：17.5r/min; 5．產(chǎn)量： 35t/h; 6．出料粒度：4900 孔/平方厘米; 7．篩余量：≤12%；8．功率 1000kw（二）設(shè)計(jì)內(nèi)容1 磨機(jī)的總體設(shè)計(jì) （1）閉路循環(huán)系統(tǒng)與開流粉磨系統(tǒng)（2）磨機(jī)的通風(fēng)方式和水冷卻（3）磨機(jī)各倉(cāng)長(zhǎng)度的確定（4）研磨體的裝載量（5）磨內(nèi)研磨體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析2 管磨機(jī)主要參數(shù)的確定（1）磨機(jī)工作轉(zhuǎn)數(shù)的確定（2）磨機(jī)功率的計(jì)算（3）磨機(jī)生產(chǎn)率的確定3 磨機(jī)主要機(jī)件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 （1）磨機(jī)筒體部分（2）中空軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）襯板（4）隔倉(cāng)板4 提高磨機(jī)產(chǎn)量的途徑四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度1、目標(biāo)根據(jù)主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)管磨機(jī)的結(jié)構(gòu)了解現(xiàn)有類似設(shè)備的工作原理，制訂設(shè)備工作原理圖管磨機(jī)各主要配件圖和總裝圖的繪制，最終設(shè)計(jì)出一臺(tái)合格的管磨機(jī)2、主要特色a 生產(chǎn)使用方面機(jī)器的生產(chǎn)效率高，動(dòng)力消耗少，經(jīng)久耐用運(yùn)轉(zhuǎn)安全，操作事業(yè)簡(jiǎn)便敏，外行尺寸小而美觀、成本低;b 制造加工方面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于加工，機(jī)加工量盡量減少，且加工工藝性能良好，材料成本低易購(gòu)，盡量少用有色金屬和稀有金屬;c 安裝運(yùn)輸方面總之，每項(xiàng)技術(shù)都有此缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，所以在使用過(guò)程中應(yīng)揚(yáng)長(zhǎng)避短，因地制宜地使用，發(fā)揮它的最佳效果，達(dá)到最好的市場(chǎng)效益才是根本。3、工作進(jìn)度1．收集有關(guān)資料，寫出開題報(bào)告； （2 周）2．外文翻譯(6000 字符以上)； （1 周）3．分析與研究：了解現(xiàn)有類似設(shè)備的工作原理，制訂設(shè)備工作原理圖。 (1.5 周)4．管磨機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)尺寸的計(jì)算。 （3.5 周）5．管磨機(jī)各主要配件圖和總裝圖的繪制。 （5 周）6．撰寫畢業(yè)論文一份 （ 2 周）五、參考文獻(xiàn)1 王 大 康 ， 盧 頌 峰 .機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) . 北 京 ： 北 京 工 業(yè) 大 學(xué)出 版 社 ， 2002.2。2 汪 愷 . 機(jī) 械 工 業(yè) 基 礎(chǔ) 標(biāo) 準(zhǔn) 應(yīng) 用 手 冊(cè) . 北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版社 ， 2001.6。3　機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) （ 新 版 ） .第 一 卷 、 第 二 卷 、 第 四 卷 、 第 五 卷 .北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2004.8。4　吳 宗 澤 .機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) .北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2003.11。5　時(shí) 鈞 .化 學(xué) 工 程 手 冊(cè) .北 京 ： 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 1996.1。6　日 本 化 學(xué) 技 術(shù) .化 工 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 和 保 養(yǎng) .上 海 ： 上 海 科 學(xué) 技 術(shù)文 獻(xiàn) 出 版 社 ， 1985。 7　楮瑞卿．建材通用機(jī)械與設(shè)備．武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1995.11 8 全國(guó)水泥粉磨技術(shù)優(yōu)秀論文集.中國(guó)建材報(bào)社-鹽城水泥粉磨技術(shù)研究 所,2002.109 鄭萬(wàn)才.機(jī)械設(shè)備裝備監(jiān)測(cè)及故障診斷綜述.P125.煤礦機(jī)械.煤礦機(jī)械出版社,2004.310 Calculation of the Dimensions Blades for Drum Dryers. V.F.Pershin, A.A. Koryagin,V. L.Negrov, and A.G.Sidel'nikov. Khimicheskoe i Neftyanoe Mashinostroenie, No. 11,pp. 21-22, November。1 引言 .................................................................................................................................................12 磨機(jī)的總體設(shè)計(jì) ....................................................................................................................22.1 閉路循環(huán)系統(tǒng)與開流粉磨系統(tǒng) ........................................................................................22.2 磨機(jī)的通風(fēng)方式和水冷卻 .................................................................................................32.2.1 磨內(nèi)溫升原因及危害 .....................................................................................................32.2.2 磨機(jī)通風(fēng)方式 ...............................................................................................................32.2.3 磨機(jī)的水冷卻 .................................................................................................................52.3 磨機(jī)各倉(cāng)長(zhǎng)度的確定 ..........................................................................................................52.4 研磨體的裝載量 ....................................................................................................................62.5 磨內(nèi)研磨體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 ...............................................................................................112.5.1 研磨體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的三種基本情況 ...............................................................................112.5.2 球磨機(jī)中研磨體的運(yùn)動(dòng)分析 ........................................................................................112.5.3 磨體運(yùn)動(dòng)脫離點(diǎn)的軌跡 ...............................................................................................122.5.4 最內(nèi)層研磨體的半徑 ....................................................................................................122.5.5 研磨體動(dòng)態(tài)作用力： ...................................................................................................123 球磨機(jī)主要參數(shù)的確定 .............................................................................................13]1[3.1 磨機(jī)工作轉(zhuǎn)數(shù)的確定 ........................................................................................................133.2 磨機(jī)功率的計(jì)算 ..................................................................................................................143.3 磨機(jī)生產(chǎn)率的確定 ..............................................................................................................153.3.1 影響磨機(jī)生產(chǎn)率的因素 ...............................................................................................153.3.2 磨機(jī)生產(chǎn)率的計(jì)算 .......................................................................................................154 磨機(jī)主要機(jī)件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 .................................................................................15]1[4.1 磨機(jī)筒體部分 ......................................................................................................................154.1.1 筒體和筒體端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................154.1.2 筒體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的注意事項(xiàng) ........................................................................................164.1.3 筒體端蓋設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng) ........................................................................................174.2 中空軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................................................................................184.2.1 中空軸的材料選擇 ........................................................................................................184.2.2 中空軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................................................................184.3 襯板 ........................................................................................................................................224.3.1 襯板的作用 ...................................................................................................................224.3.2 襯板材料的選擇 ...........................................................................................................224.3.3 襯板的表面形狀及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ....................................................................................234.4 隔倉(cāng)板 ....................................................................................................................................244.4.1 隔倉(cāng)板的作用： ............................................................................................................244.4.2 隔倉(cāng)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................................................................245 提高磨機(jī)產(chǎn)量的途徑 .......................................................................................................255.1 采用助磨劑 ...........................................................................................................................265.2 磨內(nèi)噴水 ...............................................................................................................................265.3 磨尾噴漿 ................................................................................................................................265.4 分別粉磨 ...............................................................................................................................265.5 控制并縮小入磨物料的粒度 ...........................................................................................275.6 合理選擇磨機(jī)襯板 .............................................................................................................275.7 開路粉磨改為閉路粉磨 ....................................................................................................27結(jié) 論 ..................................................................................................................................................28參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................29致 謝 ..................................................................................................................................................30 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 1本設(shè)計(jì)已經(jīng)通過(guò)答辯，如果需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系QQ 251133408 另專業(yè)團(tuán)隊(duì)代做畢業(yè)設(shè)計(jì)，質(zhì)量速度有保證。管磨機(jī)的總體和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 引言我國(guó)是水泥大國(guó),而水泥粉磨技術(shù)又直接影響到水泥工業(yè)的振興和發(fā)展。顯而易見，提高水泥廠粉磨工藝水平對(duì)企業(yè)綜合效益的影響是十分顯著的。降低能源消耗、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及延長(zhǎng)球磨機(jī)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等問題是目前和今后研究和從事水泥生產(chǎn)工作者的首要任務(wù)。顯然，全面增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)、優(yōu)質(zhì)意識(shí)和環(huán)保意識(shí)已成為廣大水泥企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。隨著體制的改革，企業(yè)內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)搞活，各部門對(duì)水泥的需求量在逐漸增多。由于建材行業(yè)起步較晚、歷史較晚，無(wú)論是水泥的質(zhì)量，還是水泥的產(chǎn)量，都一時(shí)難以滿足廣大社會(huì)的需要。為此，就影響提高水泥的產(chǎn)量、降低能源消耗、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的因素很多，一般可分為工藝因素和機(jī)械因素兩大類：1 影響球磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的工藝因素a 入磨物料粒度b 入磨物料水分c 入磨物料的特征與易磨性d 粉磨工藝流程e 對(duì)粉磨成品的比表面積要求2 影響磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的機(jī)械因素a 磨機(jī)筒體內(nèi)的通風(fēng)b 磨內(nèi)結(jié)構(gòu)c 研磨體級(jí)配和填充率 。同時(shí)它存在著下列一些問題： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 2a 當(dāng)磨機(jī)結(jié)構(gòu)一定時(shí)，轉(zhuǎn)速不變的情況下，同層物料之脫離角不變，物料在磨內(nèi)被攪動(dòng)，效果差，粉磨效率受到影響;b 磨內(nèi)增設(shè)隔倉(cāng)板。它不僅減少了粉磨空間，而且隔倉(cāng)板附近粉磨效率很低，加劇了隔倉(cāng)板的磨損;c 由于研磨體運(yùn)動(dòng)單調(diào)性，粉磨效率較低，裝載磨體量大，而且球徑也大，這樣功能大大地增加;d 一般開流磨機(jī)被廣泛地應(yīng)用而存在欠粉磨現(xiàn)象，不僅降低了粉磨效率，增加電耗，而且產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是參照徐州力大集團(tuán)的生產(chǎn)情況，得到張曉榮老師與其他同學(xué)的大力支持，在此一并致謝。2 磨機(jī)的總體設(shè)計(jì)2．1 閉路循環(huán)系統(tǒng)與開流粉磨系統(tǒng)對(duì)于開流系統(tǒng)，其流程簡(jiǎn)單、投資省、操作簡(jiǎn)便，但物料必須全部達(dá)到成品細(xì)度后才能出磨，因此要求產(chǎn)品細(xì)度較細(xì)時(shí)，已被磨細(xì)的物料將會(huì)產(chǎn)生過(guò)粉磨現(xiàn)象，并在磨內(nèi)形成緩沖層，妨礙粗料進(jìn)一步磨細(xì)。有時(shí)甚至出現(xiàn)細(xì)粉包球現(xiàn)象，從而降低粉磨效率，提高了電耗，采用閉路系統(tǒng)可以消除過(guò)粉磨現(xiàn)象，使磨機(jī)的產(chǎn)量提高、電耗降低，同時(shí)閉路系統(tǒng)的產(chǎn)品粒度均勻，尤其是生料粉顆粒均勻，對(duì)煅燒熟料有利。在閉路系統(tǒng)粉磨時(shí)，由于要求出磨物料的細(xì)度較粗，一般采用球磨或中長(zhǎng)磨與分級(jí)設(shè)備組成閉路系統(tǒng)，與二臺(tái)球磨機(jī)組成閉路時(shí)，稱為二級(jí)閉路系統(tǒng)。粉磨系統(tǒng)的選擇應(yīng)考慮入磨物料的性能產(chǎn)品種類、產(chǎn)品細(xì)度、產(chǎn)量、電耗、投資以及是否便于操作與維修等因素。對(duì)長(zhǎng)徑比 L/D=4-6 的磨機(jī)，根據(jù)工廠經(jīng)驗(yàn)，選用開流水泥磨，我們?cè)O(shè)計(jì)的水泥磨規(guī)格為 Φ2.6×13mm,L/D=13/2.6=5,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用圈流水泥磨。圈流系統(tǒng)流程圖如圖 2-1 所示： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 3圖 2-1 圈流系統(tǒng)流程圖2.2 磨機(jī)的通風(fēng)方式和水冷卻2.2.1 磨內(nèi)溫升原因及危害對(duì)于干法原料磨及水泥磨而言，由于磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，沖擊和研磨物料的同時(shí)，大部分的電耗轉(zhuǎn)換為熱能，必然要引起磨機(jī)本身研磨體及物料溫度的升高，一般可使溫度升高幾十度。對(duì)于沒有冷卻措施的干法磨機(jī)內(nèi)的物料出磨溫度可達(dá)１００℃，其危害如下：a 對(duì)機(jī)械設(shè)備來(lái)說(shuō)，由于磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中和停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫差很大，可使磨機(jī)產(chǎn)生顯著的熱變形及熱應(yīng)力，引起機(jī)體的損傷，如：襯板的幾何變形、襯板螺栓的折斷、主軸承維護(hù)要求要易燒毀等。b 物料的易磨性隨溫度的升高而降低，因?yàn)殡S著溫度的升高,細(xì)小微粒的靜電作用增強(qiáng)，使之易于凝聚和粘附，造成糊球現(xiàn)象嚴(yán)重，并使水泥質(zhì)量降低（易造成水泥的速凝） 。為了降低磨溫，提高粉磨效率減少電耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量，通常采用加強(qiáng)磨內(nèi)通風(fēng)或磨內(nèi)噴水冷卻措施，均可提高磨機(jī)產(chǎn)量 5—15%。2.2.2 磨機(jī)通風(fēng)方式A 磨機(jī)的通風(fēng)方式有三種：a 自然通風(fēng)---僅只有磨機(jī)卸料端裝設(shè)拔氣筒，磨內(nèi)風(fēng)速（常指磨機(jī)最后一倉(cāng)的風(fēng)速，一般≤0.3mm/sec）要求入磨物料含水〈1-1.5%。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 4b 強(qiáng)力通風(fēng)---在磨內(nèi)卸料端裝設(shè)排風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)磨內(nèi)的強(qiáng)力通風(fēng)，以除去磨內(nèi)的水蒸氣，改善粉磨條件，降低磨內(nèi)溫度，提高效率，一般來(lái)說(shuō)其風(fēng)速 vψ ；23該方案可以人為的形成各倉(cāng)間的料位高差，使之由進(jìn)料端向出料端遞減，以加快料流速度，且不易返料，可避免過(guò)粉磨現(xiàn)象，但由于各倉(cāng)填充率較小，故段與段之間不易滾動(dòng)，堆積緊密，以引起較大的偏心力矩，故粉磨效率受到一定的影響，而該方案對(duì)于圈流中長(zhǎng)管磨機(jī)亦是經(jīng)常采用的。b 磨機(jī)進(jìn)料端到出料端，各倉(cāng)研磨體填充率遞減的方案，即 ψ 〈ψ 〈ψ ；123該方案具有限制磨內(nèi)物料流速的缺點(diǎn)，且由于后倉(cāng)料位高于前倉(cāng)料面，必須帶有揚(yáng)料板的雙倉(cāng)層隔倉(cāng)板，對(duì)于難磨的物料，細(xì)度要求較高的產(chǎn)品或磨機(jī)長(zhǎng)徑比較小時(shí)（L/D=2—3.5）這類磨機(jī)上比較成熟的經(jīng)驗(yàn)是：水泥磨二倉(cāng)比一倉(cāng)高 2-3%，生料磨二倉(cāng)比一倉(cāng)高 1%或兩倉(cāng)相等。這一方案也使用于強(qiáng)力通風(fēng)的圈流磨機(jī)。本設(shè)計(jì)磨 ?2.6X13m 采用第一種方案，即 ψ 〉ψ >ψ 。 查管磨機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)參123考資料,取 ψ =0.3,ψ =0.27,ψ =0.24。1232 磨內(nèi)研磨體的裝載量 GG=πD L ψγ/4 （2-3）20式中：G---磨內(nèi)研磨體裝載量， T；D ---磨機(jī)有效內(nèi)徑， m；0L ---磨機(jī)有效長(zhǎng)度， m；ψ--磨內(nèi)研磨體填充率；γ—研磨體容重，一般可取 4.5T/ m ；3G=π×(2.6-2 ×0.03) ×13×0.27=27.99(T) 3 磨內(nèi)研磨體的級(jí)配與補(bǔ)充（1）研磨體的級(jí)配在磨機(jī)的同一倉(cāng)中，為了減少研磨體之間的空隙率，增加對(duì)物料的粉磨機(jī) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 7會(huì)，限制物料的流速不致過(guò)快，常采用不同規(guī)格的研磨體按比例配合使用，幾種規(guī)格的研磨體的配合比例，叫做研磨體的級(jí)配。鋼球級(jí)配與填充率一樣，直接影響到磨機(jī)產(chǎn)量，產(chǎn)品的質(zhì)量和研磨體的磨損，鋼球級(jí)配的合理選擇，主要根據(jù)被粉磨物料的物理化學(xué)性能，磨機(jī)構(gòu)造以及需求的產(chǎn)品細(xì)度等因素來(lái)確定。物料在粉磨過(guò)程中，一方面受沖擊作用，另一方面受研磨作用，在研磨體裝載量不變的情況下，小鋼球比大鋼球的總面積大，與物料的接觸機(jī)會(huì)多，故增加小鋼球的數(shù)量有助于提高粉磨能力，但從另一方面需要將大塊的物料擊碎才能進(jìn)行有效的粉磨，此所以就必須增大鋼球的直徑，提高破碎效率。所以，鋼球的分配從進(jìn)料端向出料端球徑逐漸遞減，磨機(jī)的最大鋼球直徑 參考建材部水泥工業(yè)技校發(fā)行的《粉磨工藝與設(shè)備》拉珠費(fèi)夫經(jīng)驗(yàn)公式D =28× （2-4）max3axd式中：d —進(jìn)料物料的最大粒徑，根據(jù)要求 d =10mmmax max所以 D =28× =28× =60.132mm3ad310圓整取 D =70mm.max各級(jí)鋼球的比例：可按二頭小中間大的原則配合。在滿足物料粒度要求的前提下，平均球徑應(yīng)該小些，以增加接觸面積，提高粉磨效率，前倉(cāng)的最小球徑等于后倉(cāng)的最大球徑。物料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研磨后，研磨體的級(jí)配組合如下圖 2-2 所示： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 8圖 2-2 使用后的鋼球級(jí)配組合未使用過(guò)的研磨體加入球磨機(jī)前的形狀如下圖 1-3 所示：圖 2-3 新研磨體級(jí)配組合根據(jù)研磨體在各倉(cāng)內(nèi)的大小組合情況，級(jí)配分配如下：第一倉(cāng) Dmax=70mm一倉(cāng): 鋼球 Φ70 Φ60 Φ50 級(jí)配 25% 40% 35%二倉(cāng): 鋼球 Φ50 Φ40 Φ30級(jí)配 30% 40% 30%三倉(cāng): 鋼球 Φ30 Φ20 Φ10級(jí)配 30% 40% 30%磨機(jī)有效容積 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 9V = π D L /4 （2-5）20= π×(2.6-2×0.03) ×13/42=65.84(m )3各倉(cāng)有效容積:一倉(cāng):v =65.84×3.9/13=19.75 (m )1 3二倉(cāng):v =65.84×3.25/13=16.46(m )2三倉(cāng):v =65.84×5.85/13=29.63(m )3 3一倉(cāng)鋼球重量:G =γv ψ =4.5×19.75×0.3=26.66(T) （2-6）11各級(jí)球重:Φ70: 26.66×25%=6.67(T)Φ60: 26.66×35%=9.33(T)Φ50: 26.66×40%=10.66(T)一倉(cāng)平均球徑:D = (D G +D G +D G )/(G +G +G ) （2-7）Ⅰ123123=(70×6.67+60×9.33+50×10.66)/(6.67+9.33+10.66) =58.5(mm)二倉(cāng)鋼球重量:G =γv ψ =4.5×16.46×0.27=20(T)Ⅰ2各級(jí)球重:Φ50: 20×30%=6(T)Φ40: 20×40%=8(T)Φ30: 20×30%=6(T)二倉(cāng)平均球徑:D = (D G +D G +D G )/(G +G +G )=(50×6+40×8+30×6)/20Ⅰ123123=40(mm)三倉(cāng)鋼球重量:G =γv ψ =4.5×9.63×0.24=32(T)Ⅰ3Ⅰ各級(jí)球重: 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 10Φ30: 32×30%=9.6(T) Φ20: 32×40%=12.8(T)Φ10: 32×30%=9.6(T)三倉(cāng)平均球徑:D = (D G +D G +D G )/(G +G +G )Ⅰ123123=(30×9.6+20×12.8+10×9.6)/32=20(mm)（2）研磨體的補(bǔ)充磨機(jī)中運(yùn)行的研磨體被逐漸磨損，體積減小，形狀變異，研磨體的裝載量和級(jí)配都發(fā)生了變化。為了維持正確合理的級(jí)配和裝載量，保持較高的粉磨效率，就得定期補(bǔ)充和更換研磨體，清倉(cāng)和補(bǔ)球時(shí)間應(yīng)視研磨體的機(jī)械性能（形狀、硬度和韌性、物料的物理機(jī)械性能、易磨性、溫度水分等）和磨機(jī)的運(yùn)行狀況而定。例如，鋼球比鋼鍛消耗快，比鋼棒也消耗大些，磨水泥比磨生料消耗快，而磨生料的鋼鍛消耗卻大于磨水泥的鋼鍛消耗。按我國(guó)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)水泥磨來(lái)說(shuō)：第一倉(cāng)通常 5-7 天從磨頭喂料口補(bǔ)球一次，每次補(bǔ)球量約為該倉(cāng)球量的 1-2%（一般只補(bǔ)入大球） ，第二倉(cāng)每隔 10-15 天補(bǔ)球一次，補(bǔ)充量約為 2%，每次補(bǔ)球的數(shù)量應(yīng)結(jié)合具體情況而酌情確定。一般每粉磨一噸的物料，研磨體的消耗大致如表（2-1）所示：表 2-1 粉磨一噸物料研磨體的消耗量同時(shí)由于研磨體長(zhǎng)期使用磨損，所以必須對(duì)鋼球進(jìn)行處理，大體清倉(cāng)時(shí)間可參照下列時(shí)間而定：粉磨礦渣水泥：一、二倉(cāng)鋼球每月清理一次生料磨：二倉(cāng)鋼球每?jī)蓚€(gè)月清理一次重新配球時(shí)，表面被磨光、尺寸變小的研磨體可選作相應(yīng)規(guī)格磨體繼續(xù)使用。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 112.5 磨內(nèi)研磨體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析2.5.1 研磨體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的三種基本情況a 瀉落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)當(dāng)筒體的轉(zhuǎn)速過(guò)低，且研磨體太少時(shí)，研磨體順筒體旋轉(zhuǎn)一定的角度。當(dāng)研磨體超過(guò)自然休止角時(shí)，則象雪崩一樣瀉落下來(lái)，這樣不斷地反復(fù)循環(huán)，研磨體被提升的高度不高，只有滾動(dòng)和滑動(dòng)，基本上沒有沖擊作用，因而粉磨效果不佳。b 拋落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)當(dāng)筒體的轉(zhuǎn)速適宜時(shí)，由于離心力作用的影響，研磨體貼附在筒體內(nèi)壁上，與筒體作圓弧上升運(yùn)動(dòng)，并被帶到適宜的高度，然后象拋射體一樣降落，研磨體呈瀑布狀態(tài)以最大沖擊力將物料擊碎，同時(shí)在筒體回轉(zhuǎn)的過(guò)程中，研磨體的滾動(dòng)和滑動(dòng)也對(duì)物料起到研磨作用。c 離心力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)當(dāng)筒體轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，由于離心力作用的影響，研磨體貼附在筒體內(nèi)壁上與筒體一起回轉(zhuǎn)，而不降落則研磨體不發(fā)揮沖擊和研磨作用，也就不能粉磨物料。2.5.2 球磨機(jī)中研磨體的運(yùn)動(dòng)分析球磨機(jī)的粉磨作用主要是研磨體對(duì)于物料的沖擊和研磨。為了確定磨機(jī)的主要工作參數(shù)，必須對(duì)研磨體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)加以分析。研磨體運(yùn)動(dòng)的實(shí)際狀態(tài)是很復(fù)雜的，為了使分析問題簡(jiǎn)化，作如下基本假設(shè)：a 磨機(jī)在正常操作時(shí)，研磨體在筒體內(nèi)按其所在位置是一層一層地進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動(dòng)。在軸向各個(gè)不同的橫斷面上，研磨體的運(yùn)動(dòng)狀況完全相似。b 研磨體在磨機(jī)筒體內(nèi)在工作軌跡只有兩種，一種是一層層地以磨機(jī)筒體橫斷面的幾何中心為圓心，按同心圓弧軌跡隨著筒體回轉(zhuǎn)作向上運(yùn)動(dòng)，另一種是一層層地按拋物線軌跡降落下來(lái)。c 研磨體與磨機(jī)筒壁間及研磨體層與層之間的相對(duì)滑動(dòng)極小，可忽略。d 磨機(jī)筒體內(nèi)物料對(duì)于研磨體運(yùn)動(dòng)的影響略去不計(jì)。e 略去研磨體直徑不計(jì)取緊貼筒體襯板內(nèi)壁的最外層研磨體作為研究對(duì)象，研磨體在隨筒體作圓弧向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)達(dá)到某一位置時(shí)，其離心力 Pc 小于或等于本身重力的徑向分力， 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 12研磨體就開始離開圓弧軌跡，作拋射體運(yùn)動(dòng)，即按拋物線軌跡運(yùn)動(dòng)。由此可見，研磨體在脫離點(diǎn)開始脫離應(yīng)具備的條件為：cosα ≥Rn /900 （2-8）2以上的公式為研磨體運(yùn)動(dòng)的基本方程式，研磨體的脫離角與筒體的轉(zhuǎn)速和有效半徑有關(guān)，而與研磨體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。2.5.3 磨體運(yùn)動(dòng)脫離點(diǎn)的軌跡當(dāng)磨機(jī)在一定的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行操作時(shí)，研磨體的基本方程式代表任一層脫離點(diǎn)諸因素之間的關(guān)系，它有著普遍意義，把上式改寫為：R=900cosα/ n （2-9）2此式即為脫離點(diǎn)軌跡的曲線方程，它是一段圓弧。2.5.4 最內(nèi)層研磨體的半徑若要求各層研磨體恒在同一軌跡上做循環(huán)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而又不產(chǎn)生互相干涉，就必須確定最內(nèi)層研磨體的半徑 R2，否則就會(huì)使上升和下落的研磨體在中途相碰而互相干涉其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，只要降落點(diǎn)處于極限位置，此處即為由降落曲線求得的橫坐標(biāo) X的最小值，根據(jù)代數(shù)公式解得 X 為最小值時(shí)的脫離角為 α =73 °441 與此脫離2角相當(dāng)?shù)淖顑?nèi)層研磨體的半徑為：R=900cosα / n =252/ n22因此在確定研磨體的裝載量時(shí)，務(wù)必使最內(nèi)層研磨體的半徑比 252/n 要大，否2則研磨體在降落時(shí)會(huì)互相干擾、碰撞，損失其能量，降低粉磨效率。2.5.5 研磨體動(dòng)態(tài)作用力：磨機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，研磨體所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)作用力有以下三個(gè)方面：a 與筒體一起回轉(zhuǎn)上升部分研磨體產(chǎn)生的離心力 Pcb 與筒體一起回轉(zhuǎn)上升的那部分研磨體的重力 Gc 作拋落運(yùn)動(dòng)那部分研磨體產(chǎn)生的沖擊力 Ps 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 133 球磨機(jī)主要參數(shù)的確定 ]1[3.1 磨機(jī)工作轉(zhuǎn)數(shù)的確定1 磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速 n0假定鋼球與研磨體無(wú)滑動(dòng)時(shí)，最外層鋼球產(chǎn)生臨界運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的理論臨界轉(zhuǎn)數(shù)公式:n =42.4/ (rpm) （3-1）00D式中：n ---磨機(jī)的理論臨界轉(zhuǎn)數(shù)， (rpm)；0D ---磨機(jī)的凈空直徑， (m)；故 n =42.4/ =26.6（rpm）054.22 球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)數(shù) n最外層鋼球具有最大降落高度時(shí)的理論最適宜轉(zhuǎn)數(shù)公式(即為列文松公式)：n =32.2/ =32.2/ = 20.2(rpm) （3-2）0D54.2式中：Ψ =n/ n =20.2/26.30=0.760n--磨機(jī)理論適宜轉(zhuǎn)數(shù)，(rpm)；Ψ-轉(zhuǎn)數(shù)比；3 球磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速 ng確定磨機(jī)合理的工作轉(zhuǎn)數(shù)，它與襯板形狀、研磨體的裝載量，被磨物料的物理性質(zhì)磨機(jī)的生產(chǎn)工藝流程等均有著密切的關(guān)系，且直接影響到提高磨機(jī)產(chǎn)量，降低電耗和減少鋼球和襯板的損耗磨機(jī)的工作轉(zhuǎn)數(shù)有三種工作制度：（1）高轉(zhuǎn)數(shù)的工作制度--n 接近或超過(guò)（微超或大些）理論臨界轉(zhuǎn)速g磨機(jī)可以超過(guò)理論臨界轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)行而不發(fā)生臨界現(xiàn)象，即使最外層鋼球接近或超過(guò)臨界運(yùn)行時(shí)，其各層鋼球仍能正常運(yùn)行，且由于轉(zhuǎn)速的提高， 研磨體的周轉(zhuǎn)率提高，故粉磨效率提高。（2）低轉(zhuǎn)速工作制度n =（0.58-0.62）n ，它使用于濕法生產(chǎn)溢流卸流的二級(jí)磨機(jī)g0 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 14（3）中等轉(zhuǎn)數(shù)的工作制度對(duì)中等轉(zhuǎn)數(shù)適用范圍等二種不同意見：a 當(dāng)球磨機(jī)工作轉(zhuǎn)數(shù)為 0.76n 時(shí)，磨機(jī)效率最高，也就是比生產(chǎn)效率高（每0一馬力噸/小時(shí)） ，而工作轉(zhuǎn)數(shù)為臨界轉(zhuǎn)速的 68%，絕對(duì)生產(chǎn)率提高，但電耗比前者大 2-3 倍，從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，推薦采用 n =0.76ng0b 在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，生產(chǎn)率隨轉(zhuǎn)數(shù)的增加功率并不快，為提高磨機(jī)生產(chǎn)率可以采用 n =0.88 n 。g0確定磨機(jī)實(shí)際工作轉(zhuǎn)數(shù)原則：當(dāng) D>2m 時(shí)，n =32.2/ -0.2Dg0D本設(shè)計(jì)為 Ф2.6X13m 磨機(jī)，所以n =32.2/ -0.2D （3-3）g0= 32.2/ -0.2×2.66.2=19.45(rpm)取 n =19.5（rpm） 。g3.2 磨機(jī)功率的計(jì)算磨內(nèi)研磨體呈瀑布狀態(tài)，工作時(shí)的功率計(jì)算磨機(jī)需用功率可用下式計(jì)算：N =0.2v D n (G/v ) (kw) （3-4）00g08.式中：N ---磨機(jī)需用功率； 0v ---磨機(jī)有效容積；D ---磨機(jī)有效內(nèi)徑；0n ---磨機(jī)工作轉(zhuǎn)數(shù)；gG ---研磨體總裝載量；N =0.2×65×(2.6-2×0.03) ×19.5×(27.99/65) (kw)0 8.0=327 (kw)磨機(jī)電機(jī)功率可用下式計(jì)算:N = k k N =1.3×1.1×327=467.6(kw) （3-5） 120 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 15故取 N = 470(kw)。3.3 磨機(jī)生產(chǎn)率的確定3.3.1 影響磨機(jī)生產(chǎn)率的因素a 粉磨物料的種類 它的物理性質(zhì)（水分、溫度、易磨性等）入磨前的粘度，欲磨細(xì)的程度；b 磨機(jī)的形式：長(zhǎng)度、直徑、倉(cāng)數(shù)、各不見形狀；c 研磨體的種類、裝載量和級(jí)配；d 被粉磨物料的加料均勻程度、喂料量大小及助磨劑的應(yīng)用等。3.3.2 磨機(jī)生產(chǎn)率的計(jì)算《建筑材料機(jī)械設(shè)計(jì)》介紹的常用的球磨機(jī)產(chǎn)量計(jì)算公式如下：Ψ = 0.2vDn(m/v) k （3-6）8.0Ψ= 0.2×65×2.54×19.5×(78.93/65) 0.055.=41.37(t/h)由上式可知,磨機(jī)產(chǎn)量在 42t/h 左右,滿足設(shè)計(jì)要求。4 磨機(jī)主要機(jī)件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 ]1[如前所述，磨機(jī)總體設(shè)計(jì)中，著重從工藝方面考慮，主要是如何提高粉磨效率和降低電耗，而磨機(jī)機(jī)件的設(shè)計(jì)，則是保證上述條件下，如何提高機(jī)械制造和降低原材料的消耗，為此，磨機(jī)各機(jī)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既要有足夠的強(qiáng)度，又要加工工藝性好，重量輕堅(jiān)固耐用。4.1 磨機(jī)筒體部分磨機(jī)筒體部分是磨機(jī)的主體，包括磨機(jī)筒體，筒體端蓋，中空軸，磨內(nèi)的襯板，隔倉(cāng)板及揚(yáng)料板等。4.1.1 筒體和筒體端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)筒體和筒體端蓋有整體結(jié)構(gòu)兩部分組成，端蓋分焊接和鑄造兩種結(jié)構(gòu)，焊接的 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 16端蓋是將鋼板直接焊在筒體上，再經(jīng)車削加工出端面及安裝中空軸出口，這樣能夠保證端蓋與筒體的同心度及端蓋的端面與筒體中心線的垂直度。筒體和端蓋目前廣泛采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，它在制造方面具有下列優(yōu)點(diǎn)：a 機(jī)件的制造工藝程度簡(jiǎn)單，沒有車間工種間的反復(fù)和交錯(cuò)b 切削加工工序及切削加工面積少c 避免了大型整體鑄造產(chǎn)生的缺陷，材料消耗少d 加工容易，無(wú)特殊設(shè)備要求筒體是用鋼板卷削焊接而成的薄壁件，兩端焊有相同材料鋼板制成的端蓋，筒體是承受重載，交變動(dòng)載荷是處于低速長(zhǎng)期運(yùn)行的機(jī)件，它是筒體的主要零件，故設(shè)計(jì)時(shí)要求它是不更換零件，以保證它在工作中安全可靠，長(zhǎng)期使用，且在使用過(guò)程中，亦必須保證質(zhì)量，對(duì)于磨機(jī)的壽命一般要求大于 25 年。鋼板材質(zhì)的選擇：制造筒體的材料有普通結(jié)構(gòu)鋼 A3，鍋爐鋼板 20g、20 號(hào)優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，和 16Mn 低合金結(jié)構(gòu)鋼。近年來(lái)，廣泛采用低合金高強(qiáng)度鋼 16Mn，這類鋼易于施焊，韌性較好，而 16Mn 可焊性綜合機(jī)械性能如耐磨性、耐疲勞性，腐蝕性及切削加工均化比 Q235A 為好，故應(yīng)優(yōu)先采用，本設(shè)計(jì) Q235-A、GB700-884.1.2 筒體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的注意事項(xiàng)a 必須滿足工藝提出的磨機(jī)規(guī)格要求的凈空長(zhǎng)度，為此，筒體的內(nèi)徑D = D +2 δ （4-1）0pδ 為襯板的平均厚度，一般取 δ =0.05mmp筒體的長(zhǎng)度： L = L +δ +δ +δ （4-2）0123δ δ δ 分別為隔倉(cāng)板、磨頭襯板、出料端揚(yáng)料裝置等的厚度。123b 筒體鋼板排列拼湊原則排列筒體鋼板時(shí)，應(yīng)充分地選用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的鋼板，避免余料或接長(zhǎng)現(xiàn)象，力求降低邊角料的消耗，拼湊排列鋼板時(shí)應(yīng)盡可能的減少筒體焊縫數(shù)目，使筒體上的縱環(huán)焊縫最少，且應(yīng)避免在筒體中出現(xiàn)環(huán)的焊縫。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，磨機(jī)鋼板的厚度約為磨機(jī)直徑的 1-1.5%。本規(guī)格磨可取 δ=30m。 筒體的縱向焊縫最多不超過(guò) 4 條，各每節(jié)的焊縫應(yīng)交錯(cuò) 90 度以上，避免“十”字形接縫，每節(jié)間縱向焊縫應(yīng)按襯板寬度的整數(shù)倍錯(cuò)開。c 筒體上固定的襯板與隔倉(cāng)板的螺釘孔應(yīng)根據(jù)襯板尺寸等距開設(shè)、縱橫成行，以便于統(tǒng)一襯板規(guī)格和便于調(diào)整隔倉(cāng)板位置，襯板螺孔距筒體焊縫距筒體焊縫距離δ≥2.5d(d 為螺釘孔直徑)這是因?yàn)楹缚p附近有較大的應(yīng)力集中，同時(shí)也便于襯板 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 17螺釘?shù)墓潭ā 筒體上的人空應(yīng)避免開設(shè)在筒體的中央，而且又應(yīng)盡量開設(shè)倉(cāng)室的中部這樣對(duì)調(diào)整隔倉(cāng)板的位置有較大的余量，同時(shí)也便于裝卸研磨體和更換磨損零件，如襯板隔倉(cāng)板等，人孔的開設(shè)應(yīng)在保證人能進(jìn)出筒體的前提下，越小越好，盡量減少筒體強(qiáng)度的削弱，且人孔形狀應(yīng)使筒體產(chǎn)生最小的應(yīng)力集中，使筒體斷面模數(shù)削弱最小，還要盡可能減少襯板的種類。為增強(qiáng)筒體人孔周圍應(yīng)設(shè)置整塊的加強(qiáng)板，加強(qiáng)板面不得壓縮筒體焊縫，加強(qiáng)板與筒體結(jié)合采用鉚接較可靠，加強(qiáng)板厚度 S≥1.1δ。取 S ≥1.1×30=33mm人孔的開設(shè)有沿筒體母線方向單向開設(shè)和交錯(cuò)開設(shè),單向開設(shè)時(shí)會(huì)由于人孔強(qiáng)板等重的離心、慣性力，增加筒體動(dòng)載荷，但對(duì)裝卸研磨體有利，錯(cuò)開開設(shè)時(shí)，剛好相反。本設(shè)計(jì)采用的格式如圖 4-1 所示:圖 4-1 人孔交錯(cuò)開設(shè)本設(shè)計(jì)采用矩形，人孔口尺寸為 309×510mm, 圓角半徑為 R60,人孔開設(shè)宜用機(jī)械加工方法，而不宜用任何火焰氣割，因?yàn)榛鹧鏆飧顣?huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，若不得以用氣割則最好采用退火處理。4.1.3 筒體端蓋設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)a 平面端蓋的鋼板厚度根據(jù)計(jì)算決定，一般可按下式計(jì)算選取 δ =（1.5-d2.5）×30=45-75mm,一般根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，取 δ =50mmd拼焊的端蓋，其焊縫應(yīng)避免與筒體焊縫重合，也要避免它與筒體焊縫重合也要避免與螺栓孔重合。b 從等強(qiáng)度觀點(diǎn)出發(fā)，端蓋應(yīng)設(shè)計(jì)中部補(bǔ)強(qiáng)板其厚度在滿足強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)需要的原則下，應(yīng)與筒體鋼板厚度相等。c 端蓋內(nèi)側(cè)應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)筋，其作用為：可用較薄的加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)端蓋，使端蓋鋼板厚度減小，保護(hù)用于固定中空軸的螺栓頭，筋板的厚度可取為筒體鋼板厚度，寬度可酌情取為端蓋厚的兩倍。d 端蓋與筒體的焊接形式 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 18由于筒體在此部分的應(yīng)力較小，計(jì)算結(jié)果證明切應(yīng)力都在 100ks/cm 以下，2而彎曲應(yīng)力就更小了，故在正常情況下，這些情況均能滿足強(qiáng)度要求。4.2 中空軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中空軸是由鑄鋼制造帶有法蘭的空心圓柱體，裝在筒體兩端承受整個(gè)磨機(jī)的全部動(dòng)載荷，故在工作中要求安全可靠，長(zhǎng)期使用。4.2.1 中空軸的材料選擇中空軸承受彎扭，切交變載荷還有一定的摩擦損耗，且中空軸與法蘭的過(guò)度圓角應(yīng)力集中較大，故對(duì)材料要求具有一定的強(qiáng)度、塑性、硬度，且要求其對(duì)應(yīng)力集中的敏感性不得太大。本設(shè)計(jì)磨機(jī)的中空軸材料采用 ZG45。4.2.2 中空軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)A 中空軸的軸頸部分對(duì)一般圈流磨 d = 0.4D （4-3）l= (0.3-0.4)d （4-4）所以 d=1040mm,根據(jù)工廠長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)，取 d=1040mml=(0.3-0.4) ×1040=312-416mmB 中空軸的技術(shù)要求a 為保證中空軸有良好的機(jī)械性能，故對(duì)鑄件和焊件均需進(jìn)行退火處理;b 粗加工之后切鑿寬度不得超過(guò)缺陷表面所在寬度的 10%，切鑿面積總和不得超過(guò)各該表面總面積 2%，但連同毛坯件的切鑿面積在內(nèi)，其總和不得超過(guò)各該表面總面積的 4%;c 法蘭端口的止口圓必須與軸頸同心，其不同心度對(duì)本磨機(jī)為小于等于 0.25mm,法蘭止口圓端對(duì)軸頸軸心線不垂直度≤0.15mm。C 筒體、筒體端蓋、中空軸、磨頭法蘭、聯(lián)結(jié)螺栓及傳動(dòng)接管的設(shè)計(jì)計(jì)算a 筒體長(zhǎng)徑比 L/D=13/2.6=5，只能用計(jì)算應(yīng)力 σ≤[σ]來(lái)初定 δ。b 三個(gè)粉磨倉(cāng)之間都用雙層隔倉(cāng)板，隔倉(cāng)板層數(shù) Z=2+2=4 層磨體部分重量 G =D [3+L(1+5/D)/D+(2+Z)/D]/4ζ （4-5）t3=2.6 ×[3+13(1+5/2.6)/2.6+(2+4)/2.6]/4×1.0=87.5(t) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 19c 總載荷 GG = G +1.37G =87.5+1.37×87.5=209(t) （4-6）tnd 計(jì)算筒體厚度 δ取計(jì)算應(yīng)力 σ=0.95[σ],筒體材料為 A3，鋼板厚度在 20～40mm 的強(qiáng)度極限 σ=402～421Mpa, [σ]=0.0717σ ，b bσ= 0.95[σ] （4-7）=0.95×0.0717×(402～421)=2.74～2.87×10 (N/cm )32取其平均值：σ=2.8×10 N/cm ,32筒體截面模數(shù)： W =π D δ/4　　　　　　　　　　 （4-8）t=π×260 δ/42=1.69×10 πδ4筒體最大彎矩： M = L G/8 （4-9）maxk= 1460×2.09×10 /86= 3.65×10 (Ncm)8計(jì)算應(yīng)力： σ = M /W C （4-10）maxt= 3.65×10 /1.69×10 πδ×0.984=7639/δ=2.8×10 3δ= 7639/2.8×10 =2.73(cm)3故筒體厚度 δ 應(yīng)在 28～30 范圍內(nèi)選定。D 筒體彎矩與當(dāng)量彎矩M = G (L + 2×L ) （4-11）maxkt= 2.09×10 (1460+2×50)/86=4.08×10 (Ncm)8x = x+a/2 =336+52/2=362(cm)1 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 20M = G[x -( x - L ) /( L -2L )]/2 （4-12）x1t2kt=2.09×10 [362-(362-45) /(1460–2×45)]/26=3.02×10 (Ncm)8M = 955N 10 /n （4-13）maxks3= 955×1000×10 /17.53= 5.46 ×10 (Ncm)7M = 955N 10 ×(x / L )/nkxs31k= 955×1000×10 ×(362/1460)/17.5= 1.35×10 (Ncm)7M = （4-14）maxDM 0.25+ 2Kmax2max= )10(.46)1(4.08 278 ???= 4.9×10 (Ncm)M = （4-15）Dx 0.25+ 2kx2x= )10(.35.)1(3.0 2728 ???= 3.1 ×10 (Ncm)8E 筒體截面系數(shù) W筒體中部： W = πDδ /4 （4-16）t2=π(260) ×3/4=1.59 ×10 (cm )53人孔部位： W =πD δ(π-2b/D)/4+δ (D+2δ)(B-b)/22m1=3π260 (π-2×31/260)/4+3 (260+2×3)(76.5-30.9)/2 =1.65 ×10 ( cm )53 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 21F 筒體應(yīng)力a 彎曲應(yīng)力: σ=M/WC ≤[σ] （4-17）t筒體中部: σ = M /W Ctmaxtt= 4.08×10 /1.69×10 πδ×0.984= 2.8×10 (N/ cm )32故計(jì)算應(yīng)力 σ =2.8×10 =0.95[σ]=0.95×2.95×10 ，筒體厚度 δ=3cm 比較適t3 3中。人孔部位: σ = M / W Cmxtt=3.02×10 /1.69×10 πδ×0.984= 2.03×10 (N/ cm )32故 σ τ=470(N/ cm )332因?yàn)?τ/[τ]=470/1475=32%,故一般可不驗(yàn)算。G 筒體變形位移量的計(jì)算E=2×10 N/ cm72I =πD δ/8=π260 3/8=2.07×10 (cm )t3374L =L +2×L =1460-2×45=1370(cm)0kt驗(yàn)算最大撓度f(wàn) =G L [8-4(L / L ) +(L / L ) ]/384E Imax3k0k20k3t= 2.09×10 ×1460 [8-4( 6 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 221370/1460) +(1370/1460) ]/384×2×10 ×2.07×102377=0.105 (mm) 4.3 襯板4.3.1 襯板的作用a 保護(hù)筒體，使筒體免受研磨體和物料的直接沖擊和研磨b 將磨機(jī)的能量傳遞給研磨體,并利用襯板不同的幾何形狀的表面對(duì)研磨體的牽引力不同使研磨體獲得不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以適應(yīng)粉料粉磨工藝過(guò)程要求c 對(duì)某些具有一定幾何形狀的自動(dòng)分級(jí)襯板還可以使研磨體按球徑大小沿磨體由進(jìn)料端向出料端自動(dòng)按大小順序排列，使各種不同的研磨體均能發(fā)揮其特有功能4.3.2 襯板材料的選擇因?yàn)槟C(jī)主要是以沖擊和研磨體粉磨物料的，故對(duì)襯板材料必須要求具有一定的強(qiáng)度，抗沖擊韌性，和良好的耐磨性a 對(duì)于粗磨倉(cāng)即一倉(cāng)，沖擊破碎是該倉(cāng)的主要工作形式，要求材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和抗沖擊韌性，常用 ZGMn13 耐磨白口鑄鐵，中錳稀土球墨鑄鐵性質(zhì)比較：高猛鑄鋼 ZGMn13 需經(jīng) 1000-1100 ℃水淬及回火處理，HB≤220， 得到不含奧氏體的金相組織，具有很高的沖擊韌性，襯板使用后，在磨內(nèi)鋼球沖擊和延壓一段時(shí)間后，其表面在局部應(yīng)用作用下，將發(fā)生塑性變形，引起奧氏體組織逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕葮O高的馬氏體組織使之具有特高的耐磨性，此乃高錳鑄鐵的冷卻硬化性，對(duì)于磨機(jī)內(nèi)的高錳鑄鐵襯板，其冷作硬化后的硬度一般可達(dá) HB450-550，且硬度隨鋼球的沖擊力的增大而提高，使壽命可達(dá)半年至一年。白口鑄鐵：不需熱處理，其壽命比錳鋼襯板高 0.4-0.5 倍，但對(duì)大直徑磨機(jī)，其沖擊力大，該材料的韌性及強(qiáng)度不能適應(yīng)中錳球墨鑄鐵：HB 500 耐磨性比高錳鋼好，成本低，但沖擊韌性較差本設(shè)計(jì)采用 ZGMn13（含 Mn12-14%，含碳 0.9-1.3%）b 對(duì)于細(xì)磨機(jī)，即第二倉(cāng)，研磨是該倉(cāng)的主要工作形式，故要求材料應(yīng)具有足夠的硬度，常用材料：ZGMn13 耐磨白口鑄鐵，冷硬鑄鐵，中錳稀土球墨鑄鐵，橡膠鑄口；性能比較：冷硬鑄鐵、硬度 HRC47-50，成本低廉，而壽命高，可使用沖擊韌性目前正改善；中錳稀土球墨鑄鐵 HB>500, 耐磨性比高錳鋼好，成本也很低，但沖擊韌性較低，故本設(shè)計(jì)用 ZGMn13。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 234.3.3 襯板的表面形狀及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)襯板的形式:平襯板、壓條襯板、波形襯板、階梯襯板、圓角方形襯板a 選形目前廣泛采用階梯襯板，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)同一層研磨體的提升高度均勻一致，還可以減少內(nèi)層球的滑動(dòng)和磨損，且表面磨損均勻等顯著的優(yōu)點(diǎn)，適用于粗磨倉(cāng)。本設(shè)計(jì)粗磨倉(cāng)用了四排階梯襯板，主要是作起導(dǎo)向用。研磨體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：①　研磨體脫離角呈周期變化，磨機(jī)每轉(zhuǎn)一周，往返變化四次，②　研磨體脫離角在圓角段隨磨機(jī)轉(zhuǎn)角的改變而從大到小成曲線變化③　對(duì)同一直徑的磨機(jī)，當(dāng)磨機(jī)轉(zhuǎn)速不同時(shí)，研磨體脫離角和磨機(jī)轉(zhuǎn)交相對(duì)應(yīng)的位置，其變化規(guī)律不變④ 研磨體脫離角隨磨機(jī)轉(zhuǎn)速不同的增加而減小，但是脫離角的變化范圍不變b 設(shè)計(jì)襯板的原則① 襯板形狀能促進(jìn)物料的粉磨作用，且能均勻磨損② 制造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜③ 拆卸方便，易于更換④ 襯板的穩(wěn)定性好，長(zhǎng)期工作不致變形⑤ 連接襯板螺釘孔數(shù)目應(yīng)該最少，以免削弱簡(jiǎn)單的強(qiáng)度，同一磨機(jī)內(nèi)的襯板類型要盡量減少，以減少零件、便于管理、節(jié)約資金1 襯板重量不易過(guò)大（≤35-60kg）以減輕更換時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度，尺寸要盡可能順利地通過(guò)人孔，一般設(shè)計(jì)時(shí)，可大致取為：厚度：40-50mm 左右，最小不小于 20mm長(zhǎng)度：350-500mm 一般尺寸取 50mm 整數(shù)倍寬度：300-400mm 左右或等于 100Π mm c 計(jì)算法設(shè)計(jì)階梯襯板在磨機(jī)正常工作中，由于研磨體之間有內(nèi)摩擦存在，研磨體力求形成一個(gè)整體與磨機(jī)同轉(zhuǎn),外層研磨體與襯板之間的摩擦力大小,取決于摩擦系數(shù)及貼隨筒體同轉(zhuǎn)的研磨體。d 襯板的排列與固定①襯板的排列常用排列型式為折線環(huán)向縫排列法，按一般的經(jīng)驗(yàn)錯(cuò)開的距離 b≥ 20-40mm 以補(bǔ)償鑄造誤差，沖擊和變形及熱脹冷縮，余量一般 a 取≥10-15mm,對(duì)白口鑄鐵襯板間隙至少要留 5-8mm 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 24② 襯板的固定一般有兩種方式：螺栓連接，其優(yōu)點(diǎn)是抗沖擊，耐振動(dòng)，聯(lián)結(jié)可靠，其缺點(diǎn)是需要在筒體上鉆孔，耗費(fèi)人力、財(cái)力、物力，削弱了筒體的強(qiáng)度，且可能漏料，故設(shè)計(jì)時(shí)在保證強(qiáng)度的前提下，盡量減少螺栓個(gè)數(shù)，一塊襯板最好有兩個(gè)螺栓固定，這樣當(dāng)一個(gè)折斷時(shí)，襯板也不致掉落，不過(guò)因襯板每半年或一年就換一次，因此，用一個(gè)螺栓也就可以。本設(shè)計(jì)采用與襯板接觸的螺栓頭及相應(yīng)的襯板凹坑形狀要保證以下條件，緊固螺栓時(shí)不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，襯板孔的應(yīng)力集中系數(shù)最小，加工制造方便，螺栓頭必須埋入襯板中，不得突出。目前常用的螺栓頭形狀有角錐形，圓錐形，橢圓錐形三種，本設(shè)計(jì)采用橢圓錐形，圓錐角度取 60 度；螺栓規(guī)格是根據(jù)襯板的熱應(yīng)力及變形應(yīng)力來(lái)確定的，通常有 d ≥M30 左右，為提高螺栓的壽命，采取下列措施，選用較大塑性的低碳鋼e（如 Q235-A）制造，螺紋選用細(xì)牙型，為的是增加強(qiáng)度，并利用防松螺桿上預(yù)留長(zhǎng)度 l ，以減少應(yīng)力集中，l =11mm，一般取 l ≥0.7d 。為了防松螺栓固定時(shí)要防1 11e松墊圈或雙螺母，此外，螺栓要用浸過(guò)鉛油的麻絲纏繞在螺栓上用錐形墊圈、彈簧墊圈及螺母壓緊密封。 4.4 隔倉(cāng)板4.4.1 隔倉(cāng)板的作用：a 分隔研磨體，以防止不同級(jí)配的研磨體，由一倉(cāng)跑到另一倉(cāng)，適應(yīng)粉磨工藝要求，b 阻止大塊物料竄向卸料端，控制物料在粉磨過(guò)程中的流速c 利用篦孔尺寸和排列方式，以協(xié)調(diào)物料在磨內(nèi)的顆粒分布和出料細(xì)度4.4.2 隔倉(cāng)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按隔倉(cāng)板的結(jié)構(gòu)可分為雙層隔倉(cāng)板和單層隔倉(cāng)板，單層隔倉(cāng)板是由帶孔眼的篩板拼合而成，雙層隔倉(cāng)板由一層篩板、一層盲板及二者之間的揚(yáng)料板組成，它有使物料強(qiáng)制通過(guò)的能力，而不受相鄰的兩倉(cāng)物料面高度的影響，甚至在前倉(cāng)料面低于后倉(cāng)料面的情況下，物料仍能順利通過(guò)，但雙層隔倉(cāng)板占磨機(jī)的有效容積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通風(fēng)條件差，在雙層隔倉(cāng)板的兩側(cè)（前面和后面）存料都很少，故此區(qū)域粉磨效率降低，同時(shí)也加劇了隔倉(cāng)板的磨損。單層隔倉(cāng)板由扇形篦板組成，用中心圓板把這些扇形板連成一個(gè)整體，隔倉(cāng)板 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 25的外圈篦板用螺栓固定在磨機(jī)筒體上，中心圓板和環(huán)形固定圈用螺栓與內(nèi)圈篦板固定在一起，單層隔倉(cāng)板使用于溢流式過(guò)料，前倉(cāng)料位高于后倉(cāng)料面以下的細(xì)料通過(guò)時(shí)阻力較大，但占磨腔有效容積最少，且通風(fēng)阻力小，本設(shè)計(jì)采用雙層隔倉(cāng)板。A 篩板（篦板）為了安裝及維修的方便，篩板是由若干塊拼合而成，其形狀有弓形和扇形兩種，外形尺寸取決于磨門的尺寸，篩孔的排列和分布方式很多，可歸納為兩類：同心圓排列和放射形排列，前者物料通過(guò)的阻力小，流通量大，且不易堵塞，但通過(guò)的物料容易返回，磨損較大，幅射狀隔倉(cāng)板物料的通過(guò)阻力較大，物料不易返回，由于篩板呈幅射狀，對(duì)研磨體的提升作用較強(qiáng)，易使大球集聚，在此，形成倉(cāng)內(nèi)鋼球的反向分級(jí)，影響粉磨效率，一般在出料端不宜采用幅射狀篩孔。B 中心體所謂中心體，對(duì)于雙層隔倉(cāng)板是“導(dǎo)料錐” ，對(duì)于單層隔倉(cāng)板則是“篩板法蘭” ，它一則起聯(lián)接作用，一則是氣流的通路，磨門通風(fēng)對(duì)磨機(jī)的正常操作甚為重要，故應(yīng)盡量加大隔倉(cāng)板總的通風(fēng)面積，以減少阻力，為此，中心體的外徑應(yīng)盡量加大，以被研磨體經(jīng)常沖擊、磨削為限，當(dāng)磨機(jī)停止時(shí)，研磨體和物料不應(yīng)超過(guò)中心體外徑。C 隔倉(cāng)板設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題a 隔倉(cāng)板底座寬度必須根據(jù)筒體內(nèi)襯板安裝情況而定，一般為襯板長(zhǎng)的一半，且聯(lián)接螺栓直徑應(yīng)與筒體襯板的固定螺栓圈相同，其縱向和橫向的孔距也應(yīng)和筒體的襯板一致b 篩板與篩板之間縫隙寬度不能超過(guò)該道篩板的孔的寬度c 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意磨頭襯板和盲板、隔倉(cāng)板篩板與出料篦板應(yīng)力求通用互換①揚(yáng)料板裝在卸料篦板和端蓋之間，在卸料空間的中心部分，固定著錐形卸料體上，再由錐形卸料體向尾部推進(jìn)，最后靠中空軸內(nèi)的卸料螺旋筒，將物料推出卸料出口，再入卸料漏斗中，完成卸料，揚(yáng)料板的材料是焊接件:Q235-A②揚(yáng)料篦板的作用：一是篩板物料作用；二是控制物料在磨內(nèi)的流速。揚(yáng)料篦板材料的選擇主要是磨損嚴(yán)重，要求堅(jiān)固耐磨，所以根據(jù)材料的性能，采用ZGMn13。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 265 提高磨機(jī)產(chǎn)量的途徑影響磨機(jī)產(chǎn)量的途徑很多，諸如像磨機(jī)結(jié)構(gòu)，襯板形式，倉(cāng)的長(zhǎng)度，研磨體的裝載量，物理性質(zhì)等都會(huì)影響磨機(jī)的產(chǎn)量。在生產(chǎn)中，只要認(rèn)真分析找出影響因素，并采取相應(yīng)措施就能提高磨機(jī)產(chǎn)量，除此之外，還可根據(jù)生產(chǎn)情況采取以下措施來(lái)提高磨機(jī)粉磨效率，從而提高磨機(jī)產(chǎn)量。5.1 采用助磨劑水泥助磨劑是水泥粉磨過(guò)程中添加的一種提高粉磨效率的外加劑，它能消除研磨體和襯板表面細(xì)粉物料的粘附和顆粒聚結(jié)成塊的現(xiàn)象，強(qiáng)化研磨作用，減少過(guò)粉磨現(xiàn)象，從而可以提高粉磨效率，尤其是粉磨細(xì)度很細(xì)的高標(biāo)號(hào)水泥，助磨劑的效果更為顯著。助磨劑的種類繁多，其中有機(jī)表面活性物質(zhì)占大多數(shù)，如乙醇、丁醇、丁醇油、雜醇油、乙二醇、三乙醇胺等，助磨效果較好，來(lái)源較為廣泛。5.2 磨內(nèi)噴水向水泥磨的粉磨倉(cāng)內(nèi)噴入少量的霧狀水，能夠降低磨內(nèi)的溫度，限制細(xì)顆粒的靜電作用，減少研磨體的包層和襯板的粘附現(xiàn)象，是加強(qiáng)粉磨的有效方法，尤其是粉磨純熟料水泥時(shí)，磨內(nèi)噴水的效果更加顯著。實(shí)踐證明，當(dāng)粉磨純熟料水泥時(shí)，入磨熟料溫度超過(guò) 80℃時(shí)，向磨內(nèi)噴入 1-1.5%的霧狀水，可降低出磨，物料溫度 15-20℃，磨機(jī)小時(shí)產(chǎn)量可提高 8%以上。5.3 磨尾噴漿濕法生料磨磨尾噴漿就是把粘土漿由原來(lái)的磨頭喂入改為尾倉(cāng)，采用這種方法后，能提高磨機(jī)產(chǎn)量，降低電耗和研磨體消耗。磨機(jī)噴漿增加的主要原因是：首先，減少了磨頭喂水量后，磨內(nèi)的物料流速減慢，增加了物料在磨內(nèi)的停留時(shí)間，而且消除了粘性大的料漿粘附在研磨體和襯板上的現(xiàn)象，因而使前倉(cāng)研磨體加強(qiáng)了對(duì)物料的粉磨作用；其次，粘土不進(jìn)入磨倉(cāng)可增加石灰石的處理量，因而使前倉(cāng)的粉磨能力得到提高。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 275.4 分別粉磨生產(chǎn)水泥的原料和半成品都是按一定的比例混合粉磨而成水泥的，由于這些原料和半成品的易磨性都不相同，若在同一磨內(nèi)粉磨，則細(xì)度的變化也不一致，易磨性好的物料磨得細(xì)些，而它們又必須同時(shí)出磨，因而粉磨效率低，分別粉磨就是將這些物料分別粉磨，然后混合均勻。分別粉磨具有如下的優(yōu)點(diǎn)：a 便于根據(jù)不同性質(zhì)的物料，選擇不同的粉磨條件b 消除了由于各種物料的易磨性的不同而引起的相互影響c 各種物料可以根據(jù)要求磨出不同的細(xì)度,可提高產(chǎn)量 10%左右。5.5 控制并縮小入磨物料的粒度生料磨的入磨石灰石粒度一般都應(yīng)控制在 25mm 以下，設(shè)有三級(jí)破碎設(shè)備的工廠應(yīng)控制在 15mm 以下。5.6 合理選擇磨機(jī)襯板選擇合適的襯板形式，其目的是調(diào)整磨內(nèi)鋼球的運(yùn)動(dòng)形式，使鋼球產(chǎn)生的沖擊力和研磨體得到合理分配和調(diào)整，并避免磨內(nèi)鋼球大小分布的逆分離，盡可能使鋼球沿磨內(nèi)物料運(yùn)動(dòng)方向按大小次序進(jìn)行分級(jí)，改變襯板的表面形狀，還能改變磨內(nèi)每一段鋼球運(yùn)動(dòng)的拋物線軌跡，使脫離點(diǎn)位置多變，形成交叉配合的鋼球拋物狀態(tài)，本設(shè)計(jì)采用了階梯襯板，利于提高磨機(jī)效率和降低電耗。5.7 開路粉磨改為閉路粉磨a 增設(shè)選粉機(jī)，它分一級(jí)閉路系統(tǒng)和二級(jí)閉路系統(tǒng)，一級(jí)閉路系統(tǒng)用于長(zhǎng)管磨和中長(zhǎng)磨，二級(jí)閉路系統(tǒng)用于短磨，干法磨加設(shè)選粉機(jī)后，生料磨可提高產(chǎn)量 30-50%，水泥磨可提高 15%左右。b 使用弧形篩使用弧形篩能提高粉磨效率，較大幅度地提高磨機(jī)產(chǎn)量，降低產(chǎn)品單位電耗。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 28結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是參照徐州力大集團(tuán)以及中天仕名的生產(chǎn)情況，得到張曉榮老師及其他同學(xué)的大力支持，在此一并致謝。另外，各廠應(yīng)根據(jù)本廠原有的條件，靈活地取其工藝精髓，因地制宜地改造管磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遵循以下幾個(gè)總體設(shè)計(jì)的基本原則和要求:a 生產(chǎn)使用方面機(jī)器的生產(chǎn)效率高，動(dòng)力消耗少，經(jīng)久耐用運(yùn)轉(zhuǎn)安全，操作事業(yè)簡(jiǎn)便靈敏，外行尺寸小而美觀、成本低;b 制造加工方面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于加工，機(jī)加工量盡量減少，且加工工藝性能良好，材料成本低易購(gòu)，盡量少用有色金屬和稀有金屬; 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2010 屆學(xué)士學(xué)位論文 29c 安裝運(yùn)輸方面總之，每項(xiàng)技術(shù)都有此缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，所以在使用過(guò)程中應(yīng)揚(yáng)長(zhǎng)避短，因地制宜地使用，發(fā)揮它的最佳效果，達(dá)到最好的市場(chǎng)效益才是根本。參考文獻(xiàn)1 江旭昌．管磨機(jī)．中國(guó)建材工業(yè)出版社，1992.12 2 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