1497-潤磨機(jī)設(shè)計,潤磨機(jī),設(shè)計
本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 35 頁本設(shè)計已經(jīng)通過答辯，如果需要圖紙請聯(lián)系 QQ 251133408 另專業(yè)團(tuán)隊代做畢業(yè)設(shè)計，質(zhì)量速度有保證。 1. 引言1.1 潤磨機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1.1.1 國外潤磨機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀筒式磨機(jī)是目前礦物加工領(lǐng)域應(yīng)用范圍最廣、應(yīng)用數(shù)量最多的一類粉磨設(shè)備，問世于 19世紀(jì)末，最早出現(xiàn)的是礫磨機(jī)，然后發(fā)展為球磨機(jī)和棒磨機(jī)，后來對于加工特殊物料，國外率先于 70年代末成功的研制開發(fā)出了潤磨機(jī)，潤磨機(jī)是對球磨機(jī)進(jìn)行的改進(jìn)設(shè)計，該機(jī)采用了獨特的進(jìn)料和排料方式，較好的解決了含水量較高的粉狀物料在磨機(jī)筒體的運動問題，大大提高了生產(chǎn)力。隨著物料加工的要求和對工作效率、工作環(huán)境的要求，國外在潤磨機(jī)的傳動設(shè)備、支承結(jié)構(gòu)、襯板材料、介質(zhì)的尺寸和配比、自動控制等等方面做了許多有益的改進(jìn)，這些措施不僅大大提高了生產(chǎn)效率，而且顯著改善了工作環(huán)境，降低了噪聲，減少了成本。在傳動方面，由于潤磨機(jī)經(jīng)常需要帶負(fù)荷啟動，傳動系統(tǒng)必須適合這一工作狀況，小、中型潤磨機(jī)選用的額定功率有一定的余量，以滿足負(fù)荷啟動要求。中、大型潤磨機(jī)為了減少電動機(jī)成本和便于維修，除采用液力聯(lián)軸器或氣力聯(lián)軸器外，還采用加一套微拖裝置，用于潤磨機(jī)需要低速旋轉(zhuǎn)時。耳軸支承近年來在國外由于技術(shù)的發(fā)展，滾動軸承的承載能力的不斷提高，外形尺寸的不斷減少，漸漸出現(xiàn)了用滾動軸承取代滑動軸承的現(xiàn)象，滾動軸承的摩擦系數(shù)遠(yuǎn)小于滑動軸承，可大幅度降低磨機(jī)安裝功率、減少潤滑油和冷卻水用量，節(jié)約電能和運轉(zhuǎn)費用。20世紀(jì) 80年代，潤磨機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)了磁性襯板，一般用于處理含鐵磁性物質(zhì)的物料。目前，應(yīng)用最多的絕大多數(shù)是金屬磁性襯板。磁性襯板壽命可達(dá)普通高錳鋼襯板的 4～6 倍甚至更高，大幅度提高了磨機(jī)作業(yè)率，磁性襯板可吸附在筒體和端蓋上，不需要安裝螺釘，消除了料漿泄露造成的問題，減輕了工人 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 共 35 頁的勞動強(qiáng)度；磁性襯板較高錳鋼襯板薄，可增大磨機(jī)容積，提高處理能力；較錳鋼襯板輕，可以減輕負(fù)荷，降低磨機(jī)運轉(zhuǎn)功率，節(jié)約電能，還可降低工作噪聲。近年來，由于單片機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，潤磨機(jī)的自動化程度更高，不僅大幅度的提高了生產(chǎn)率，更減輕了工人的勞動強(qiáng)度，國外有些公司，已經(jīng)基本實現(xiàn)自動化控制。1.1.2 國內(nèi)潤磨機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)潤磨機(jī)的研制起步較晚，始于上世紀(jì) 90年代末。但是近年來，通過吸收國外先進(jìn)技術(shù)，在消化吸收、自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量的實驗室模型試驗，采用了一系列的先進(jìn)技術(shù)。目前，國內(nèi)的潤磨機(jī)發(fā)展水平與國外同類設(shè)備相比，在系統(tǒng)參數(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、輔機(jī)配置、自動控制等方面不僅做了大量的調(diào)整和改進(jìn)，而且強(qiáng)化了潤磨機(jī)的混料和細(xì)顆粒粉磨功能，改善物料在磨機(jī)內(nèi)的運動，提高了處理能力。由我國研究開發(fā)的潤磨設(shè)備已廣泛投入工業(yè)應(yīng)用, 取得良好工藝效果。國內(nèi)潤磨機(jī)的價格僅為進(jìn)口同類產(chǎn)品的三分之一，其各項性能指標(biāo)及設(shè)備可靠性不僅達(dá)到或超過了國外設(shè)備水平，而且還為國家節(jié)省了大量外匯。1.2 潤磨機(jī)的工作原理潤磨機(jī)，是潤式混捏球磨機(jī)的簡稱，它以潤態(tài)方式研磨和處理半干、半濕物料。通過潤磨后，提高物料粒級和堆比重，為下道造球工序提供物料，并造出強(qiáng)度高、不易破碎的生球和干球。潤磨機(jī)主要由進(jìn)料部、主軸承部、筒體部、大小齒輪裝置、減速器、主電動機(jī)、慢速驅(qū)動裝置。頂起裝置及潤滑、電控等部分組成。潤磨機(jī)為單倉周邊排料潤式磨機(jī)，物料經(jīng)給料機(jī)從給料端中空軸進(jìn)入筒體內(nèi)部，主電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器、減速器、大小齒輪裝置驅(qū)動裝有研磨介質(zhì)（鋼球）的筒體旋轉(zhuǎn)。研磨介質(zhì)在襯板的摩擦力和離心力的共同作用下。被提升到一定高度后瀑落下來，給物料以沖擊，使大顆粒的物料得到破碎。另外物料與研磨介質(zhì)（鋼球） 。襯板之間的研磨作用，形成大量針片狀細(xì)小顆粒，最后經(jīng)筒體圓周邊緣排料口排除磨機(jī)，完成潤磨作用。潤磨機(jī)的工作原理簡圖如圖 1-1： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁 共 35 頁圖 1-11-電動機(jī)；2、4-聯(lián)軸器；3-減速器；5-小齒輪；6-小齒輪座；7-大齒輪；8-筒體；9-軸承；10-人孔。1.3潤磨機(jī)設(shè)計參數(shù)及設(shè)計要求（1） 傳動形式——邊緣傳動（2） 排料形式——周邊排料（3） 工作方式——連續(xù)工作（4） 支承方式——耳軸支承（5） 有效內(nèi)徑×有效長度（ × ）=1200×4500（ ）0DLm（6） 最大處理能力 ～ 5（ ）maxQth（7） 最大單位容積處理能力 ～ 1（ ）axq3t?（8） 磨機(jī)總重估重 ～ 20噸（9） 電機(jī)功率 ～ 18.5KW2. 潤磨機(jī)的整機(jī)方案的分析和選擇潤磨機(jī)是潤式混捏球磨機(jī)的簡稱，屬于筒式磨機(jī)。筒式磨機(jī)是目前礦物加 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 共 35 頁工領(lǐng)域應(yīng)用范圍最廣、應(yīng)用數(shù)量最多的一類粉磨設(shè)備，問世于 19世紀(jì)末，最早出現(xiàn)的是礫磨機(jī)，后來發(fā)展為球磨機(jī)和棒磨機(jī)，而潤磨機(jī)是為了適應(yīng)特殊的物料而對球磨機(jī)進(jìn)行的一種改進(jìn)磨機(jī)。筒式磨機(jī)經(jīng)過一百多年的發(fā)展和演變，形成了許多類型和不同的方案。目前，生產(chǎn)中應(yīng)用最多的潤磨機(jī)大致有以下三種方案：2.1 方案一的分析方案一的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖 2-1：圖 2—1該方案是筒式磨機(jī)最基本的形式，小、中型磨機(jī)常用此種傳動和支承方式，耳軸支承多為滑動軸承，少數(shù)為滾動軸承。該方案的優(yōu)點：這種傳動和支承方式較為成熟，結(jié)構(gòu)和配置都比較簡單，成本也較低。該方案的缺點：工作效率不高。2.2 方案二的分析方案二的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖二： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁 共 35 頁圖 2-2該方案常用于球磨機(jī)和管磨機(jī)，支承方式用托輥取代了耳軸支承，主要適用于小、中型磨機(jī)。該方案的優(yōu)點：較之方案一成本有所降低。該方案的缺點：結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜。 2.3 方案三的分析 方案三的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖 2-3：圖 2-3 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁 共 35 頁該方案的特別適用于分批工作式磨機(jī)，屬于第一種方案的變形。該方案的優(yōu)點：此種方案是對第一種方案的變形，由于傳動形式發(fā)生變化，筒體的受力比第一種方案好些。該方案的缺點：由于結(jié)構(gòu)不太緊湊，目前生產(chǎn)中應(yīng)用很少。2.4 最終方案的確定通過對以上三種方案的分析和比較，結(jié)合該潤磨機(jī)的要處理的物料性質(zhì)、生產(chǎn)能力、工作方式、成本要求及加工難易程度等方面的原因，認(rèn)為第三種方案為最優(yōu)方案。3. 潤磨機(jī)主要參數(shù)的確定 3.1 潤磨機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)計計算；3.1.1 潤磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速 的計算;cnnc = (3-1)min/5.382.14.430rDoR??式中：nc——潤磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速，r/min；——筒體的有效直徑， ；0潤磨機(jī)的轉(zhuǎn)速比 q根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗一般取 0.3～0.35；潤磨機(jī)的轉(zhuǎn)速比: = (3-2)cn式中：——潤磨機(jī)的實際工作轉(zhuǎn)速，r/min；nc——潤磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速，r/min； 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 7 頁 共 35 頁3.1.2 潤磨機(jī)的實際工作轉(zhuǎn)速 的計算;n由公式 3-2可知:=(0.3～0.35)*27.37=11.56～13.475 r/min;n取 n=13 r/min3.2 潤磨機(jī)的生產(chǎn)能力的計算3.2.1 潤磨機(jī)實際生產(chǎn)所需的容積計算潤磨機(jī)達(dá)到每小時 5噸的生產(chǎn)任務(wù)所需的容積公式為：（3-1VQq?3）式中：——潤磨機(jī)所需的筒體體積， ;1 3m——潤磨機(jī)的生產(chǎn)能力 ， （ ） ；kghhkgtQ/50/ax?——潤磨機(jī)的單位容積生產(chǎn)能力， ,(本機(jī)的單位容積生q3kgh?產(chǎn)能力為 =1 );max3th?所以： =5/1=5 ; 1V3本機(jī)設(shè)計的 1.2m 2.4m潤磨機(jī)筒體的實際有效容積??=3.14 0.6 0.6 2.4=5.1 .3m3.2.2 潤磨機(jī)的粉磨介質(zhì)裝入量的計算潤磨機(jī)的粉磨介質(zhì)是潤磨機(jī)中的工作元件，又是主要的磨損消耗材料，對潤磨機(jī)的工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量和操作成本都有重要影響，歷來是潤磨機(jī)設(shè)計中 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁 共 35 頁研究和改進(jìn)的重要對象。目前，國內(nèi)外潤磨機(jī)的粉磨介質(zhì)普遍采用球形介質(zhì)，球形介質(zhì)（鋼球）有很多優(yōu)點，比如：球形的運動特性好，能使?jié)櫮ミ^程穩(wěn)定。介質(zhì)填充率對生產(chǎn)能產(chǎn)生重要影響，理論上有三種方法確定：(1)按最外層介質(zhì)具有最大拋落高度確定；(2)按縮聚層具有最大拋落高度確定；(3)按全部介質(zhì)產(chǎn)生最大功率確定。結(jié)合生產(chǎn)實踐可得出粉磨介質(zhì)——鋼球的裝入量的計算公式：= （3-4）1GV?1??式中：——裝入筒體的鋼球重量， ;1 t——筒體的有效容積， ；3m——鋼球的比重，由資料可查 為 4.7t/ ；1?——潤磨機(jī)的鋼球填充率，結(jié)合理論和實踐本機(jī)器可采用 15%1?的介質(zhì)填充率；所以可得: = ;1Gt6.3%57.4??3.2.3 潤磨機(jī)物料的裝入量的計算物料的裝入量的計算公式為：= （3-21V?2??5）式中：——物料的裝入量， ;2Gt——筒體的有效容積， ；1 3m——物料容重，根據(jù)物料的性質(zhì)選用,本潤磨機(jī)的物料容重是 1 2?t/ ；3m 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9 頁 共 35 頁——物料充填率，根據(jù)生產(chǎn)實踐最大充填率一般為 25%，本2?潤磨機(jī)采用 15%的物料充填率。所以：=5 1 15%=0.75 2G?t3.3 潤磨機(jī)所需功率的計算通常計算潤磨機(jī)所需功率的方法有兩種：（1）根據(jù)潤磨機(jī)以實際工作轉(zhuǎn)速時所需的能量消耗主要用于運動研磨體和克服傳動與支撐裝置的摩擦。經(jīng)驗公式為： = 0.222 n (3-6)0N1??0D?1V0.8G??????式中：——潤磨機(jī)所需理論功率， ；0 kw——機(jī)械傳動效率，當(dāng)潤磨機(jī)采用邊緣傳動時，取0.86～0.96；采用中心傳動時，取 0.92～0.94；本潤磨機(jī)的設(shè)計采用邊緣傳動，故取機(jī)械傳動效率為 0.9.——筒體的實際工作轉(zhuǎn)速， ;nminr——筒體的有效直徑， ；0D——筒體的有效容積， ；1V3——鋼球的重量， 。Gt（2）聚集層法所謂聚集層就是假想潤磨機(jī)筒體中所有的研磨體都集中在某一中間層運動，研磨體在這一中間層運動的各種性質(zhì)可代表全部研磨體在筒體內(nèi)的運動情況，該中間層稱為聚集層。按此種方法推到出來的潤磨機(jī)主要傳動功率的計算公式為： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁 共 35 頁(3-7)001.4gnNGR???式中：——理論所需功率， ；0 kw——鋼球的重量， ；1t——筒體的有效半徑， ；0m——筒體的實際工作轉(zhuǎn)速， ;ninr—— 重力加速度，9.8 ；g2s——機(jī)械傳動效率。潤磨機(jī)實踐所需工作功率?本潤磨機(jī)的設(shè)計功率計算采用公式（3—7）：所以：=0.041 3.6 0.6 13 9.8/0.9=12.54 ； 0N??kw根據(jù)生產(chǎn)實踐，必須留一定的功率余量，生產(chǎn)中一般留 5%～15%的功率余量，本潤磨機(jī)留 10%的功率儲備。則潤磨機(jī)的實際功率為：(3-8)0%)1(N??式中：——潤磨機(jī)實踐所需工作功率， ;kw——理論所需功率， ;0所以： =（1+10%） 12.54=13.794 ?3.4潤磨機(jī)排料口參數(shù)的選擇3.4.1 排料口尺寸的確定原則根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗和鋼球最小直徑的大小，取排料口寬度 B=40mm,考慮到不致過多削弱筒體剛度，取排料口長度 L=200mm。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 共 35 頁3.4.2 排料口數(shù)量及組數(shù)的確定3.4.2.1 筒體的有效表面積筒體的有效表面積的計算公式為：(3-9)FDL???式中：——筒體的有效表面積， ；2m——筒體的直徑， ;——筒體的長度， 。則： 2956.1.42.1.3mF???3.4.2.2 排料口的表面積排料口的表面積的計算公式為：(3-10)fk式中：——排料口的表面積， ；2m——筒體的有效表面積， ；F——開口率，系指排料口表面積與筒體表面積之比，一般國內(nèi)外k潤磨機(jī)的開口率為 1%～2.6%,本潤磨機(jī)選定開口率為 1.42%。則：=1.42%×16.956=0.24 ；f2m3.4.2.3 單個排料口的表面積單個排料口的表面積的計算公式為：(3-11)1BLf??式中： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁 共 35 頁——單個排料口的表面積， ；1f2m——排料口的寬度，mm;B——排料口的長度，mm。L則：=0.04×0.2=0.008 ；1f23.4.2.4 所需排料口的個數(shù)所需排料口的個數(shù) n(3-12)1f?式中：——排料口的個數(shù)；——排料口的表面積， ；f2m——單個排料口的表面積， 。1則：=0.24/0.008=30 個n3.4.2.5 排料口的組數(shù)取每三個為一組，則：(3-13)3m?式中： ——排料口的組數(shù)；——排料口的個數(shù)。n則:=30/3=10 組3.4.2.6 排料口的間距 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 共 35 頁10組排料口沿圓周等分布置，每間隔 36度一組，每組三個排料口均勻布置，其間距為 125.6mm.4 潤磨機(jī)筒體部件的設(shè)計4.1 筒體部件筒體部件由筒體、給料部分的選擇和兩端端蓋等部分組成。筒體內(nèi)部空間是完成粉磨過程的場所，筒體上設(shè)有人孔，以便安裝維修襯板和裝卸介質(zhì)。筒體形狀為圓筒形，這種形狀比較簡單，容易制造。4.1.1 筒體的設(shè)計和加工方法筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖 4-1：圖 4-1磨機(jī)筒體采用兩端法蘭加圓筒的結(jié)構(gòu)形式，法蘭焊接在筒體上。筒體材料采用 Q235-A鋼板，厚度為 16毫米。筒體的加工工藝是：采用圓筒體高效一次卷制成型方法，最后焊接加工成圓筒狀。焊后筒體進(jìn)行整體熱處理退火，消除鋼板的卷板應(yīng)力和焊接應(yīng)力。此 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 頁 共 35 頁種加工能有效地提高筒體疲勞強(qiáng)度，防止筒體疲勞開裂，保證筒體的使用年限。4.1.2 給料機(jī)的選擇給料機(jī)采用螺旋給料機(jī)，具體結(jié)構(gòu)性狀可參考資料。4.1.3 端蓋的設(shè)計和加工方法兩端端蓋的結(jié)構(gòu)如圖 4-2、圖 4-3：圖 4-2 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 15 頁 共 35 頁圖 4-3端蓋的加工方法為整體鑄造，材料為 ZG230.4.2 筒體襯板的設(shè)計4.2.1 襯板的作用和選用原則（1）襯板固定在筒體和端蓋的內(nèi)側(cè)，作用是保護(hù)筒體和端蓋，使之免受粉磨介質(zhì)和物料的磨損，也具有改善介質(zhì)運動的作用。（2） 襯板的選用原則：適合粉磨過程要求，使介質(zhì)運動具有良好的運動狀態(tài)；具有較好的耐磨性能和較長的使用壽命；使用成本較低；安裝、維護(hù)和拆卸方便；對設(shè)備運轉(zhuǎn)和工藝過程更加有利，起碼沒有不利影響。 4.2.2 襯板材料的選擇材料是影響襯板耐磨性和壽命的重要因素，主要有金屬、非金屬、磁性襯板 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 16 頁 共 35 頁和復(fù)合襯板四類。比較成熟的金屬襯板和非金屬襯板，復(fù)合襯板有一定的發(fā)展趨勢。金屬襯板材料有高碳高錳耐磨鋼、抗磨白口鑄鐵和空冷貝氏體鋼等，金屬襯板有高的硬度和耐磨性，但是抗沖擊性能較差，且成本較高，造成整機(jī)重量很大。本潤磨機(jī)采用橡膠襯板。橡膠是一種高分子材料，是最常用的非金屬襯板材料，具有耐磨、耐腐蝕、質(zhì)量輕、隔音等特點。因而具有壽命長，適用于酸堿性條件工作，節(jié)能、降低噪聲，容易安裝、不產(chǎn)生金屬污染等優(yōu)點。筒體采用橡膠襯板，既降低了工作噪聲，又使電耗大幅度下降。橡膠襯板親水性較差，具有良好的彈性，當(dāng)鋼球沖擊襯板時，由于彈力的反作用，開始已粘附在襯板上的物料被彈起而脫落，故使用橡膠襯板不易粘料。4.2.3 襯板的組成及其結(jié)構(gòu)的設(shè)計 4.2.3.1 橡膠襯板的組成橡膠襯板是由襯板、壓條及螺栓固定等組成。4.2.3.2 襯板的結(jié)構(gòu)設(shè)計筒體采用平襯板，結(jié)構(gòu)如圖 4-4所示：圖 4-4襯板的設(shè)計主要考慮選用合適的厚度、寬度和長度。襯板厚度，對于80～ 90的鋼球來說，一般為 50毫米。厚度過小，會產(chǎn)生鋼球沖擊后“擊?穿”破壞；厚度過大，則會減少筒體有效容積從而影響磨機(jī)的生產(chǎn)能力。襯板 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17 頁 共 35 頁寬度由壓條間距決定。襯板長度不宜過短，以便減少分塊和接縫，為了使襯板相互擠緊避免物料滲透，實際長度應(yīng)比筒體長度長 1.5%。襯板采用撓性螺栓固定在筒體上。端蓋襯板因承受沖擊較小，故厚度可稍小。本潤磨機(jī)的端蓋襯板采用平襯板，又因為端蓋承受的沖擊不大，故端蓋襯板的固定方式可用膠粘結(jié)到端蓋上。4.2.3.3 壓條的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 4-5壓條的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 4-5壓條具有固定襯板，保護(hù)緊固螺栓，同時起提升鋼球和物料的作用，其斷面形狀設(shè)計是根絕提升效果、耐磨損程度等因素決定，本潤磨機(jī)采用了如圖 4-3所示形狀的壓條，其提升面是 K字形和圓弧的組合曲線，它基本符合壓條磨損后的自然形狀，其提升能力較好，破碎能力也較好，而摩擦物料的效果較強(qiáng)，它屬于非對稱型壓條，不能掉頭使用。此外，壓條的設(shè)計中還應(yīng)該詳細(xì)考慮壓條的高度 H和間距 L之間的關(guān)系。壓條高度 H主要影響鋼球提升高度，而間距 L過大會使提升效果變差，鋼球和物料對襯板表面滑動較大，使襯板磨損嚴(yán)重。L 過小則鋼球和物料容易填滿間隙，使磨機(jī)內(nèi)形成平滑表面，造成壓條表面磨損過大。一般濕法磨機(jī)推薦L/H=3～5，本潤磨機(jī)取 L/H=5。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 18 頁 共 35 頁4.2.3.4 壓條與襯板的固定方式 潤磨機(jī)的壓條與襯板固定方式采用“撓性”螺栓固定方式。其結(jié)構(gòu)如圖 4-7所示。圖 4-71-壓板； 2-橡膠套筒；3-橡膠墊圈采用“撓性”固定可以大大緩沖鋼球?qū)σr板的沖擊力，使其磨損減少。5.筒體的受力分析和校核5.1 筒體各部分重力的計算由前面設(shè)計可得：鋼球重： =3.6 ； 物料重： =0.75 ；1Gt2t筒體的重量的計算基本公式：（5-1）10WFL??? 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁 共 35 頁式中：——理論重量， ；Wkg——鋼板的截面積， ； F2m——長度， ;L——鋼板密度， 。?3g7.85c理論重量和實際重量有一定的出入，只作為估算時參考。鋼板斷面積的計算公式：(5-2)Fa???式中：——鋼板的截面積， ；2m—— 鋼板的邊寬， ；—— 鋼板的厚度，mm，本潤磨機(jī)筒體的厚度取為 16mm; ?綜合公式 6-1和 6-2可得鋼板的理論估算重量：= 3768×16×4.5×7.85×1/1000=2.13 Wt襯板、壓條和螺栓等重量 粗略估算為 1 ;4Gt大齒輪重量 約為：0.52 ；t左端蓋約為：0.5 ;右端蓋約為：0.5 ;筒體所受的力中 、 、 、 可簡化為均布力分析：1234=（ ）×1000×9.8/4.5≈1.63×?G? 410Nm?其他各部分轉(zhuǎn)化為重力：=4900 N5 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 20 頁 共 35 頁=4900 N6G=5096 N7大齒輪受力可分解為徑向力 、圓周力 ，軸向力 ；rFtaF12dTFt??又 nP954式中 P為電動機(jī)輸送到筒體上功率，經(jīng)計算得 P=15.8KW；n 為潤磨機(jī)實際轉(zhuǎn)速，n=13r/min;則： mNT?????4106.138.594為大齒輪分度圓直徑， =0.672m1dd則： NTFt 441 105.3672.012 ?????Nr 439.Fa0??筒體的受力可簡化成下圖 5-1表示： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁 共 35 頁圖 5-1對圖 5-1進(jìn)行受力分析可得下圖 5-2；圖 5-2由材料力學(xué)知識，對圖 5-2進(jìn)行分析計算，可畫出筒體簡化成的簡支梁所受的扭矩圖 5-3、剪力圖 5-4和彎矩圖 5-5。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22 頁 共 35 頁圖 5-3F/N X41203637041918圖 5-4 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 共 35 頁圖 5-55.2 筒體強(qiáng)度的校核潤磨機(jī)裝載后，通常可近似的認(rèn)為筒體是承受均勻分布載荷的梁，受力如上節(jié)所分析，據(jù)材料力學(xué)知識可知，筒體在離左軸承中心點 2627mm處產(chǎn)生最大彎矩 maxM故在此處產(chǎn)生最大彎曲應(yīng)力 ，計算公式為 max?= （5-maxaxw3）式中：—— 筒體所受的最大彎曲應(yīng)力， ；max?MPa 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 35 頁——筒體所受的最大彎矩， ；maxMNm?——圓柱體的抗彎截面系數(shù), ;w3的計算公式為：= （5-4）401()3D???·式中： ——圓柱體的抗彎截面系數(shù), ;3m——筒體的外徑，m；0——筒體的有效內(nèi)徑,m.1代入數(shù)據(jù)可得：=0.0196 ;w3筒體所受的最大彎矩 由水平方向的最大彎矩 和垂直方向的彎矩maxMh組成：v故 = = =5.523 max??21vh?82210)7.5.(??4Nm?筒體由 Q235-A等塑性材料滾彎后焊接成形，用第四強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度計算校核：校核公式為= （5-max???21wMT?5）式中：—— 筒體所受的最大彎曲應(yīng)力， ；max MPa 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 共 35 頁——筒體所受的最大彎矩， ；MNm?——筒體所受的最大扭矩， 。T所以代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：= max? MPaaPa40][8.2108.2)16.523.(0196. 62 ?????? ?故可知強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求。 5.3 筒體剛度的校核筒體的撓度 可用疊加法分解求得， 可分為由均布力所引起的撓度 、f f 1f齒輪重力 和徑向力所引起的撓度 和兩端端蓋所引起的撓度 。7G2 35.3.1 均布力所引起的撓度 的計算1f均布力作用下，簡支梁的受力簡圖和變形如下圖 5-6： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 共 35 頁圖 5-6根據(jù)材料力學(xué)知識，可知此種受力情況，最大撓度 發(fā)生在中點處，由手冊maxf可查 的計算公式：1f= = （5-1maxf?32384)EIqclr??6）式中：= = ;rl849.03.5?；mNq/16.4?為均布力的作用長度，c=4.5m;——兩支點之間的距離， ;ll3.5?——彈性模量，196 ；EGPa;01.)(0491.4??dDI為梁的抗彎剛度。所以：= =1fmax?32384)EIqclr??m0736..510.9634509????? 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 共 35 頁5.3.2 齒輪重力和徑向力所引起的撓度 的計算 2f齒輪重力和徑向力作用下，簡支梁的受力簡圖和受力變形如下圖 5-7： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28 頁 共 35 頁圖 5-7由材料力學(xué)知識，該受力情況的梁，最大撓度 是由撓度 和 疊加而maxf/2f/成的。由計算公式可得：mNMe ?????34 108.1.083.1EIlfe 0149.3.9635.9 922max/2 ??mIlFf 693431/ax2 10.108. ??????式中：—— 和 的合力，N;r7G——兩支點之間的距離，m；L為 F 到右邊支點的距離；m,1l——彈性模量，196 ；EPa為梁的橫截面對中性軸的慣性矩， =0.0113。II代入具體數(shù)值可得：= （5-2f mf 0148.0149.136max/2ax/ ??????7）5.3.3 兩端端蓋重力所引起的撓度 的計算3f兩端端蓋作用下，簡支梁的受力簡圖和變形如下圖 5-8： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 29 頁 共 35 頁圖 5-8由材料力學(xué)知識可知，最大撓度 發(fā)生在梁的中間位置。maxf計算 的公式為：maxf= = = （5-3maxf2l 2(34)PEI??8）式中： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 35 頁——作用在梁上如上圖的載荷， = ，N；PP5G——力的作用點的位置，m;a為比例因子， ；?0189.53?la?——軸承兩中心的距離，m;l——彈性模量，196 ；EGPa為梁的橫截面對中性軸的慣性矩， =0.0113。II代入數(shù)值可得：= .3fmax m076.1)089.43(01.96245. 922 ???????5.3.4 筒體剛度的校核由以上計算可得，簡支梁的撓度 ；f= =0.0736-0.001484+0.000776=0.0729mmf123?根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，可得筒體撓度的最大安全值 為 0.2mm。??f可知：
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