球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)1 (1)

1、河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（機(jī)電一體化工程）地 市： 三門峽 準(zhǔn)考證號(hào)： 姓 名： 劉團(tuán)結(jié) 河南省高等教育自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1、 題目 2.411m球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì) 二、本環(huán)節(jié)自 2011年3月10日起至2011年5月20日止 3、 進(jìn)行地點(diǎn) 三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 4、 內(nèi)容要求 研發(fā)出一種適合實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用便于學(xué)生掌握其 結(jié)構(gòu)的小型磨機(jī) ，該球磨機(jī)有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，比較輕便，轉(zhuǎn) 速平穩(wěn)，噪聲較小等特點(diǎn)。 指導(dǎo)教師：王莉靜批準(zhǔn)日期：2011年5月20日摘 要 本課題主要的是用于水泥磨邊緣傳動(dòng)球磨機(jī)的回轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)。對(duì)2.411m的回轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要針對(duì)球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分零件的轉(zhuǎn)速參數(shù)、零件的

2、尺寸、重量，以及零件的材料選擇。根據(jù)使用要求，合理設(shè)計(jì)球磨機(jī)的回轉(zhuǎn)部分，盡可能降低生產(chǎn)成本，節(jié)約土地，帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益，并通過(guò)使用通用零件的方法，合理降低球磨機(jī)的制造成本，符合企業(yè)的要求。 在礦山建設(shè)時(shí)期，球磨機(jī)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(jī)的能耗同樣占全部破磨作業(yè)的50%以上。同時(shí)在礦山生產(chǎn)中，球磨機(jī)作為主要的生產(chǎn)設(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)率和效率常常決定了全廠的生產(chǎn)效率，同時(shí)在礦山生產(chǎn)中，球磨機(jī)作為主要的生產(chǎn)設(shè)備，其運(yùn)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)。 因此，無(wú)論設(shè)計(jì)院再設(shè)計(jì)階段對(duì)球磨機(jī)的選擇還是礦山企業(yè)在生產(chǎn)階段對(duì)球磨機(jī)的管理

3、都十分重視。同時(shí)許多球磨機(jī)的設(shè)計(jì)研究單位和生產(chǎn)廠家也對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行了很多研究工作，取得了很大進(jìn)展，出現(xiàn)多方面的研究方向。 本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的小型球磨機(jī)，通過(guò)對(duì)大量參考文獻(xiàn)及對(duì)大型球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)研究，研發(fā)出一種適合實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用便于學(xué)生掌握其結(jié)構(gòu)的小型磨機(jī)，該球磨機(jī)有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，比較輕便，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，噪聲較小等特點(diǎn)。具有的研究方法是通過(guò)對(duì)球磨機(jī)不同結(jié)構(gòu)的研究，計(jì)算找到最適合的結(jié)構(gòu)和材料，組合成所設(shè)計(jì)的球磨機(jī)。具體方法過(guò)程見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。關(guān)鍵詞：球磨機(jī)，回轉(zhuǎn)部分主要零件，回轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì) ABSTRACT This topic is mainly used for cement mill of rota

4、tion part edge transmission ball mill the design. To turn 11m 2.411m part, mainly for the design and calculation of ball mill rotary parts of speed parameters, parts and components, size, weight of material selection. Use requirements, reasonable design, as part of the mill turn lower production cos

5、t, saving land, bring better economic benefit, and through the use of general parts method, reasonably reduce cost of manufacture, accord with the ball mill business requirements.Therefore, no matter design institute for ball again design stage of choice in the production stage or mining enterprises

6、 to grinding machine attached importance to the management. KEY WORDS：The design of ball mill，Specific methods process see instructions，he ball mill rotary body design 前 言建材產(chǎn)品的生產(chǎn)，從原料、燃料到半成品都需要進(jìn)行破碎和粉磨，其目的是使物料的比表面積增加，以提高物理作用的效果及化學(xué)反應(yīng)的速度，如促進(jìn)均勻混合，提高物料的流動(dòng)性，便于貯存和運(yùn)輸，提高產(chǎn)量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最終產(chǎn)品，其磨碎的粒度越細(xì)，比表面積越大，則水

7、泥的標(biāo)號(hào)就越高，改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，減少動(dòng)力消耗，降低生產(chǎn)成本，即達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗具有重要意義。球磨機(jī)不但在建材工業(yè)中廣泛應(yīng)用，而且在冶金、選礦、化工、電力等工業(yè)中也廣泛采用。它的優(yōu)點(diǎn)是:物料適應(yīng)性強(qiáng);粉碎比大;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、操作可靠，維護(hù)管理方便，能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)是:工作效率低;體形笨重;磨機(jī)轉(zhuǎn)速低;研磨體和襯板的消耗量大，操作時(shí)噪聲大。 本課題源于大志環(huán)?？萍加邢薰?，課題為中2.4X11m.球磨機(jī)，本人主要承擔(dān)2.4X11m回轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)。技術(shù)性能:生產(chǎn)能力達(dá)到42t/h。技術(shù)要求:機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)保證其功能良好、使用可靠、維護(hù)方便;零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要選擇合理的毛坯型式和材料，

8、并盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，并具有良好的工藝性。 目 錄摘要.2 ABSTRACT.3前言.4第一章 球磨機(jī)的基本知識(shí).7 §1.1 球磨機(jī)簡(jiǎn)介.7 §1.2 球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的工作原理.8第二章 回轉(zhuǎn)部分的主要零部件.10 §2.1 球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的構(gòu)造.10 §2.2 球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的零部件.11第三章 球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì).12 §3.1筒體部分的設(shè)計(jì).12 §3.1.1筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).12 §3.1.2 磨門與入孔.13 §3.1.3 筒體的基本要求和規(guī)定.13 §3.1.4 筒體的計(jì)算.14 &#

9、167;3.2 磨頭部分的設(shè)計(jì).20 §3.2.1磨頭結(jié)構(gòu)計(jì)算.20 §3.2.2中空軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).21 §3.2.3磨頭的計(jì)算.21 §3.3 襯板類型設(shè)計(jì).26 §3.3.1 襯板的作用.26 §3.3.2 襯板的材料.27 §3.3.3 襯板的種類.27 §3.3.4 襯板的安裝.28 §3.4 隔倉(cāng)板得選型設(shè)計(jì).28 §3.4.1 隔倉(cāng)板的作用.28 §3.4.2 隔倉(cāng)板的類型.29第四章 總結(jié).30參考文獻(xiàn).31 致謝.32 第一章 球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的基本知識(shí)§1.1

10、球磨機(jī)的簡(jiǎn)介一 磨機(jī)的分類工業(yè)中所用的磨機(jī)類型很多，由于它們的特征不同，而有以下幾種分類方法 1.根據(jù)破碎介質(zhì)不同可分為 球磨機(jī):介質(zhì)為鋼球或鑄鐵球。 棒磨機(jī):介質(zhì)為鋼棒。 自磨機(jī):介質(zhì)為礦物本身。 礫磨機(jī):介質(zhì)為礫石。 2.按筒體形狀分類 短筒磨機(jī):筒體長(zhǎng)度L不大于筒體直徑D，即LSD，如圖11 (a)，(b)，（c）所示，其中(a). (b)磨機(jī)在選礦廠中被廣泛采用。 長(zhǎng)筒磨機(jī):筒體長(zhǎng)度L= (1.5-3) D，如圖11 (e)所示。 管磨機(jī):筒體長(zhǎng)度L= (2.5-6) D，如圖11 (f)所示，在水泥廠被廣泛采用. 圓錐型磨機(jī):筒體長(zhǎng)度L= (0.325-1) D，如圖11 (c)所示

11、，由于該種磨機(jī)介質(zhì)填充率低，磨機(jī)利用率不充分，磨料效率較低，所以目前只在少數(shù)工業(yè)部門應(yīng)用。 3.根據(jù)排礦方式可分為 溢流型:通過(guò)中空軸排礦如圖11(a) 格子型:通過(guò)格子板排礦 周邊型:通過(guò)筒體周邊排礦 4.按作業(yè)特點(diǎn)分類 濕式磨機(jī):給料的同時(shí)加入水，排料成一定濃度的料漿而排出，在閉路系統(tǒng)中與水力分級(jí)設(shè)備組成閉路作業(yè)。干示磨機(jī):排料有的用風(fēng)流抽出，磨機(jī)與風(fēng)力分級(jí)裝置組成閉路，如水泥磨采用自流排料。 圖11球磨機(jī)分類簡(jiǎn)圖 (a)溢流形球磨機(jī)(短筒型)(o)圓錐型球磨機(jī)(短筒型)(e)長(zhǎng)筒型球磨機(jī)(溢流型)(b)格子型球磨機(jī)(短筒型)(d)周邊排料球磨機(jī)(f)多倉(cāng)管磨機(jī)§1.2 球磨機(jī)回

12、轉(zhuǎn)部分的工作原理 物料主要靠介質(zhì)群下落時(shí)產(chǎn)生的沖擊力而粉碎，同時(shí)也靠部分研磨作用磨機(jī)就同采用此種工作狀態(tài)而工作的球磨機(jī)在近代的選礦工業(yè)，化學(xué)工業(yè)和建材工業(yè)等中，都占有極其重要的地位，并發(fā)揮這巨大的作用，如圖12所示。 在選礦廠中，磨機(jī)被用來(lái)對(duì)礦石進(jìn)行粉磨，使其達(dá)到單體分離或下一段磨機(jī)所需的給礦力度。在化學(xué)工業(yè)中，通過(guò)對(duì)物料粉磨，可增加其表面積，為縮短物料化學(xué)所反應(yīng)的時(shí)間創(chuàng)造有利條件。 12介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與球的運(yùn)動(dòng)軌跡 第二章 回轉(zhuǎn)部分的主要零部件§2.1 球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的構(gòu)造如圖所示設(shè)計(jì)的磨機(jī)為2.411m球磨機(jī)。它由以下六個(gè)部分組成(如圖21） 圖2-1 球磨機(jī)的主要部分磨機(jī)的圓形筒

13、體是由四塊10mm厚Q235A鋼板焊接而成，同時(shí)在它的兩端焊有帶有止口的法蘭盤，利用它和端蓋聯(lián)接。為了保護(hù)筒體內(nèi)表面不受磨擊和控制鋼球在筒體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，筒體內(nèi)鋪有襯板。為了使襯板與筒體內(nèi)壁緊密接觸和緩沖鋼球?qū)ν搀w的沖擊，在襯板與筒體內(nèi)壁之間敷有膠合板。每塊襯板用方頭螺栓固定在筒體內(nèi)壁上，為了防止泥漿沿螺栓孔漏出，在螺母墊有帶有環(huán)槽的金屬墊圈和橡膠圈。為了便于更換襯板和檢查磨機(jī)內(nèi)部情況，在筒體上開(kāi)有人孔。球磨機(jī)筒體是通過(guò)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)的。傳動(dòng)裝置由裝在筒體的大皮帶大輪和電機(jī)前端安裝的小皮帶輪組成。 §2.2 球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的零部件 如圖2-2所示球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分回轉(zhuǎn)部分的主要

14、零部件 圖2-2 球磨機(jī)的回轉(zhuǎn)部分1中空軸 2磨頭襯板 3簡(jiǎn)體法蘭 4大齒圈 5出料櫪板 6筒體 7平襯板 8隔倉(cāng)板 9階梯襯板 10磨門 11 葉片 第三章 球磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)§3.1 筒體部分的設(shè)計(jì)§3.1.1筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、筒體的結(jié)構(gòu)形式 一般筒體都設(shè)計(jì)成整體式結(jié)構(gòu)，因?yàn)檎w式結(jié)構(gòu)的制造綜合偏差相對(duì)較小，且加上費(fèi)用相對(duì)也低一些。 大規(guī)格的筒體則往往會(huì)受運(yùn)輸條件和制造加上能力的限制，而不得不將筒體設(shè)計(jì)成“分段式”結(jié)構(gòu)。筒體段節(jié)之間一般采用帶定位置口的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)。筒體分段的另一種辦法是現(xiàn)場(chǎng)焊接:筒體在制造廠按運(yùn)輸條件分段，然后準(zhǔn)確地加上出帶止口的特殊焊縫坡口，連同

15、專用的全套施焊設(shè)備運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，由制造廠的焊接技師在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接和消除焊接應(yīng)力。這種方法只有在該地區(qū)時(shí)球磨機(jī)的筒體需要在現(xiàn)場(chǎng)焊接才比較合算，否則是不經(jīng)濟(jì)的。二、筒體與端蓋的聯(lián)接形式 筒體與磨頭端蓋的聯(lián)接形式有以下三種: 1、外接型法蘭聯(lián)接 在磨機(jī)規(guī)格大型化之前，筒體采用外接型法蘭與端蓋相聯(lián)接的結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)是與磨頭組裝比較方便，但筒體外形直徑大，切削加工面和材料消耗也比較大。 內(nèi)接型法蘭聯(lián)接是大中型磨體廣泛采用的結(jié)構(gòu)。其特點(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。 2、無(wú)法蘭聯(lián)接 無(wú)法蘭聯(lián)接實(shí)際上是將筒體和磨頭端蓋直接焊為一體的結(jié)構(gòu)形式，焊接接頭都是接焊結(jié)構(gòu)。從端蓋結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，這

16、種無(wú)法蘭對(duì)接焊聯(lián)接的形式，將通過(guò)各種規(guī)格和各種類型的磨體，因?yàn)橐丫哂薪Y(jié)構(gòu)合理、制造簡(jiǎn)便和使用可靠等特點(diǎn)。本磨機(jī)選用的是內(nèi)接法蘭聯(lián)接。§3.1.2磨門與人孔 磨門是為封閉人孔設(shè)置的，要求裝卸方便、固定牢固。人孔的主要作用是:檢修和更換磨體內(nèi)的各種易損件，裝卸研磨體以及對(duì)磨內(nèi)物料的采樣。一、磨門 磨門分“內(nèi)提式”和“外蓋式”兩種結(jié)構(gòu)類型。 1、內(nèi)提式磨門 內(nèi)提式磨門有兩種結(jié)構(gòu)形式:一種是把磨門和磨門襯板鑄造成一整體這種結(jié)構(gòu)只適用于韌性高的耐磨材料，因?yàn)樵煨痛蠖鴱?fù)雜，脆性材料容易斷裂。 另一種結(jié)構(gòu)是把磨門和磨門襯板分開(kāi)制造。磨門襯板用螺栓固定在型鋼鑄鋼制造的磨門上，然后用弓形架再把磨門固定

17、在筒體上。 2、外蓋式磨門 外蓋式磨門的突出優(yōu)點(diǎn)是磨門襯板和筒體襯板完全一樣。 本磨機(jī)選用的是外蓋式磨門。二、人孔 1、內(nèi)提式磨門的人孔 內(nèi)提式磨門的.人孔有帶補(bǔ)強(qiáng)板和不帶補(bǔ)強(qiáng)板之分。 2、外蓋式磨門的人孔外蓋式磨門的人孔，均須設(shè)置固定磨門的“人孔框”。人孔框同時(shí)也起到補(bǔ)強(qiáng)板的作用，與筒體的聯(lián)接均采用鉚釘鉚接。人孔的尺寸、孔口倒棱、孔面粗糙以及四個(gè)孔角的圓角半徑等，基本要求和內(nèi)提式磨門的人孔相同。§3.1.3筒體的基本要求和規(guī)定一、鋼板材質(zhì)和厚度的選擇筒體屬于不更換的零件，要保證工作中安全可靠，并能長(zhǎng)期連續(xù)使用。所以要求制造筒體的材料的金屬材料的強(qiáng)度要高，塑性要好，且應(yīng)具有一定的抗沖

18、擊性能。筒體是由鋼板卷制而成，要求可焊性要好。因此，一般用于制造筒體的材料是普通結(jié)構(gòu)鋼板Q235，因?yàn)檫@種鋼的強(qiáng)度、塑性、可焊性都能滿足這些要求，且易購(gòu)到。鋼板厚度采用4Omm。二、筒體的有效內(nèi)徑和有效長(zhǎng)度 1、筒體的有效內(nèi)徑 D=Da+2.5p (3-1-1) 式中:D筒體的規(guī)格直徑，m; Da筒體的有效直徑，m; p襯板平均厚度 代入上式 2 .4=Da+20.05 Da=2 .3m (3-1-2) 2、筒體的有效長(zhǎng)度 (3-1-3) 式中:-筒體的規(guī)定長(zhǎng)度，m; -筒體的有效長(zhǎng)度，m; 分別為隔倉(cāng)板、端蓋襯板、揚(yáng)料裝置的厚度，m取0.32m代入公式 10=La+0.32 La=9.68

19、m3、筒體鋼板的排列原則 （1）充分利用鋼板的規(guī)格尺寸和卷板機(jī)的最大能力，使筒體的焊縫總長(zhǎng)達(dá)到最短為原則來(lái)排列鋼板，厚鋼板與薄鋼板對(duì)接焊的過(guò)渡斜率不大1:10為宜。當(dāng)筒體縱、環(huán)焊縫在排列中發(fā)生矛盾時(shí)，應(yīng)以減少縱焊縫為主來(lái)處理，這是基于焊接應(yīng)力場(chǎng)的矢向都平行于筒體素線，避免形成應(yīng)力疊加來(lái)考慮的。筒體段接間的縱向焊縫，應(yīng)按100mm考慮的。這樣可使各段節(jié)筒體上的螺栓孔，得到距焊縫最大的距離。 （2）焊縫距各種孔邊的最小距離焊縫不許通過(guò)筒體上的任何開(kāi)孔。焊縫坡口邊至孔邊的最小距離為筒體厚度的2倍且不小于75mm為宜。當(dāng)焊縫必須通過(guò)人孔加強(qiáng)板時(shí)，該焊縫必須全長(zhǎng)磨平，磨平表面的粗糙度不應(yīng)低于鋼板表面的相

20、應(yīng)值。§3.1.4筒體的計(jì)算一、作用于筒體的總載荷Q磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，作用于筒體的總載荷Q包括兩部分，一部分是磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的重力，另一部分是動(dòng)態(tài)研磨體(包括物料)所產(chǎn)生的力P。1、磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的重力Gm (3-1-4)式中: Gm磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的重力，N; G1磨機(jī)筒體的重力，N; G2磨機(jī)磨頭的重力，N; G3磨機(jī)磨尾的重力，N; G4磨機(jī)襯板的重力，N; G5磨機(jī)隔倉(cāng)板的重力，N; G6-磨機(jī)大齒圈得重力，N; （3-1-5）代入上式得 代入上式得 （3-1-6） 2、動(dòng)態(tài)研磨體所產(chǎn)生的力P磨機(jī)內(nèi)研磨體在拋落狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，研磨體所產(chǎn)生的力，主要有瀉落部分而積累的重力氣及汽部分的離心力和拋落

21、部分而積只的沖擊力只等三部分，一般情況分動(dòng)態(tài)研磨體由上述三部分力所產(chǎn)生的合力，只比靜態(tài)研磨體的自重G大2%，即: 式中:P動(dòng)態(tài)研磨體產(chǎn)生的力N （3-1-7）代入上公式 （3-1-8）3.粉磨物料的重力G。粉磨時(shí)研磨體和物料是混合在一起的，這部分物料重量約為研磨體重量的14%。即： (3-1-9) 式中： Go粉磨物料的重力，N代入上式 (3-1-10)4、磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，作用于筒體上的總載荷Q 代入公式 (3-1-11) B.邊緣傳動(dòng)時(shí)大齒輪的圓周力Pu 式中:Pu圓周力 N N磨機(jī)需要的功率，kw n磨機(jī)筒體的轉(zhuǎn)速，r/min; 大齒圈的節(jié)圓半徑;n代入公式 (3-1-12)二、筒體作用力的分

22、布 1、計(jì)算作用在筒體上的彎矩時(shí)，筒體上的作用力分布。 (3-1-13)式中:q單位長(zhǎng)度上受力，N/m; 筒體長(zhǎng)度，m.代入公式 (3-1-14) 2、動(dòng)態(tài)研磨體所產(chǎn)生的作用力1.14P，也是沿筒體長(zhǎng)度均勻分布。由于各倉(cāng)平均球徑和研磨體裝載量不同，產(chǎn)生的作用力大小也不一樣，所以應(yīng)該分倉(cāng)計(jì)算。一倉(cāng)單位長(zhǎng)度上受的力為: (3-1-15)二倉(cāng)長(zhǎng)度上的力為： (3-1-16)式中： 分別為一二倉(cāng)單位長(zhǎng)度上受的力，N/m; 分別為一二倉(cāng)動(dòng)態(tài)研磨體的作用力，N; 分別為一、二倉(cāng)的長(zhǎng)度，m P=G=mg代入公式 (3-1-17)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，一般設(shè)計(jì)雙倉(cāng)磨時(shí)，第一倉(cāng)倉(cāng)長(zhǎng)為全長(zhǎng)的30%一40%，第二倉(cāng)倉(cāng)長(zhǎng)為全

23、長(zhǎng)的60%一70%。代入上式得 (3-1-18) （3-1-19）3、邊緣傳動(dòng)大齒輪的重力Go作為集中載荷磨頭重力G2和磨尾重力G3也作為集中載荷，其作用點(diǎn)在磨頭(或磨尾)和筒體接觸而至支座(主軸承)支反力作用點(diǎn)距離的1/3處。三、筒體彎曲強(qiáng)度1、進(jìn)料端主軸承處的支反力Ra (3-1-20)代入公式 2、出料端主軸承處的支反力 (3-1-21)代入公式 3、磨機(jī)筒體所受的最大彎矩Mmax（3-1-22）代入上式 (3-1-23)4、磨機(jī)筒體所受的扭矩Mg (3-1-24)代入上式得： (3-1-25) 磨機(jī)筒體所受當(dāng)量彎矩M (3-1-26)式中:筒體所受當(dāng)量彎矩，N.m 筒體所受最大彎矩，N

24、i; 筒體所受扭矩，Ni; a折合系數(shù)，一般取為0.5一0.6 5、磨機(jī)筒體抗彎斷面模數(shù)W （3-1-27）式中:W筒體抗彎斷而模數(shù)， Rc磨機(jī)筒體的外半徑， Ra磨機(jī)筒體的內(nèi)半徑，代入上式得： (3-1-28) 6、磨機(jī)筒體所受的彎曲應(yīng)力 (3-1-29)式中:筒體所受的彎曲應(yīng)力，Pa; M筒體所受的當(dāng)量彎矩，N.m; W筒體抗彎斷而模數(shù)，m3; C筒體斷而消弱系數(shù)，是由人孔和襯板螺栓孔所引起的，一般取C=0.80.9代入上式得： (3-1-30) 7、磨機(jī)筒體的許用彎曲應(yīng)力 磨機(jī)筒體是在變載荷作用下長(zhǎng)期連續(xù)上作，因此筒體斷面許用應(yīng)力應(yīng)按筒體材料的疲勞極限來(lái)確定。 （3-1-31）式中:用彎

25、曲應(yīng)力，Pa; 筒體材料的疲勞極限，Pa; 筒體材料的屈服極限，Pa; 筒體材料的抗拉強(qiáng)度極限，Pa; n安全系數(shù)，n >26。代入上式得： （3-1-32） 四、筒體徑向剛度的計(jì)算磨機(jī)筒體是一個(gè)大直徑的薄壁圓筒，容易產(chǎn)生徑向變形。徑向變形如果超過(guò)一定數(shù)植將會(huì)影響磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須對(duì)筒體徑向變形加以限制。對(duì)于圓柱形的客體，一般用D&<Ca來(lái)控制，Ca是經(jīng)驗(yàn)值。在磨機(jī)筒體上，根據(jù)目前的經(jīng)驗(yàn)一般取Ca=150。筒體縱向撓度，一般控制在0.3/1000以內(nèi)，而這樣小的撓度反映到具有球面支承的主軸承上，是不足為慮的。§3.2磨頭部分設(shè)計(jì)§3.2.1磨頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

26、 磨頭是筒體端蓋和中空軸的統(tǒng)稱。己承受著整個(gè)磨體及研磨體的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)載荷，在交變應(yīng)力的作用下連續(xù)運(yùn)行，是磨機(jī)本體最薄弱的環(huán)節(jié)，也是最難控制制造質(zhì)量的機(jī)件，使用中要求長(zhǎng)期安全可靠，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮是否經(jīng)常更換的零件磨頭的結(jié)構(gòu)形式有兩種:一種是端蓋與中空軸鑄成一整體式，這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝較方便，適用于中小型磨機(jī)。對(duì)于較大直徑的磨機(jī)，易產(chǎn)生鑄造缺陷，因磨頭端蓋占有較大的平展而積且又較薄，即使采用較多的澆冒口澆鑄，其冷卻收縮也是不均勻的，從而使中空軸與端蓋的過(guò)渡曲而產(chǎn)生較大的應(yīng)力和組織疏松，這種缺陷有時(shí)在切削加工到一定程度時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，造成不應(yīng)有的浪費(fèi)，有時(shí)這種缺陷處隱蔽狀態(tài)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于該部位

27、在磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，承受著交變應(yīng)力，并且有較大的應(yīng)力集中，在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后便產(chǎn)生斷裂，這時(shí)造成的損失就更大;另一種磨頭是將端蓋和中空軸分成兩部分再組合在一起，把端蓋和中空軸分別鑄造，加上后用螺栓組裝到一起，這種結(jié)構(gòu)，避免了上述的鑄造缺陷。這樣雖可解決一些問(wèn)題，但在原材料消耗和加工上都比較麻煩，并增加了安裝工作量;端蓋采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)件制造工藝程序簡(jiǎn)單，切削加工程序和切削加工面較少，原材料消耗少，端蓋質(zhì)量可得到保證，不存在鑄件的鑄造缺陷。端蓋與筒體焊接在一起，連接牢靠省工，避免了要求較高的螺栓或鉚釘連接。此種中空軸是鑄件與端蓋止口圓定位用螺栓連接成磨頭整體。 §3.2.2中空軸的

28、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)中，中空軸的結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸如圖（31）所示:一、中空軸軸頸部位的直徑，根據(jù)磨筒體內(nèi)研磨體的最大裝載量來(lái)確定必須滿足研磨體不能進(jìn)入中空軸的要求。一般 取=(0.4一0.5)(筒體規(guī)格尺寸);已知D=2400mm則d13=960 1200 ，取d2=1100mm二、中空軸軸頸寬，根據(jù)支座反力R、主軸瓦的許用壓力p和軸瓦包角通過(guò)計(jì)算確定: 圖31中空軸的結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸§3.2.3磨頭的計(jì)算 磨頭的結(jié)構(gòu)形式和尺寸如圖所示支座反力Ra=7.4210筒體轉(zhuǎn)速n=20r/min，傳動(dòng)需用功率Ns=442kw， 支承中心至法蘭端面的距離L=408mm 筒體材料為Q235，當(dāng)鋼板厚度為

29、16一40mm時(shí)，其應(yīng)力= 4.51000N/m ，=2.2510N·m，E=210N/m，u=0.28端蓋材料應(yīng)與筒體相同。端蓋外徑D=2400mm，補(bǔ)強(qiáng)板外徑,端蓋法蘭直徑d=1700mm端蓋鋼板厚度h=40mm，補(bǔ)強(qiáng)板厚度h=35mm.一、端蓋的計(jì)算1、系數(shù)k的計(jì)算： （3-1-32） 2、端蓋軸線轉(zhuǎn)角的計(jì)算 (3-1-33)代入上式得： 此值為滿載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的全轉(zhuǎn)角。 3、端蓋外徑D的應(yīng)力計(jì)算 (3-1-34)代入上式得： (3-1-35)磨頭的結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)尺寸如圖（32）所示 32磨頭的結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)尺寸 4、端蓋內(nèi)徑d處的應(yīng)力計(jì)算 （3-1-35）代入上式得： 此處是法蘭止

30、口，應(yīng)考慮1.5倍的應(yīng)力集中系數(shù)： 5、補(bǔ)強(qiáng)板外徑dk處的應(yīng)力 （3-1-36）代入上式得： 此處是補(bǔ)強(qiáng)板與端蓋的過(guò)渡交接部位，周邊的焊縫應(yīng)考慮1.5倍的應(yīng)力集中系數(shù)，即 （3-1-37）二、中空軸的計(jì)算由于中空軸的材料是ZG270，其 1、中空軸所受的彎矩My （3-1-38）式中：Ra進(jìn)料端主軸承處的支點(diǎn)反力N； 主軸承中心線到軸頸由小到大過(guò)渡區(qū)的長(zhǎng)度，m代入上式得： (3-1-39)由以上得： （3-1-40） 2、中空軸環(huán)狀斷面模數(shù)W為： （3-1-41） 式中：d1中空軸外徑，m； d2中空軸內(nèi)徑，m；代入上式得： （3-1-42）三、中空軸所受彎曲應(yīng)力； （3-1-43）代入上式得

31、: （3-1-44）式中:K應(yīng)力集中系數(shù)，可查表31。 表31應(yīng)力集中系數(shù)表r/d0.30.20.10.05 k1.52.02.253.0 注. 驗(yàn)算中空軸的彎曲強(qiáng)度 （3-1-45）式中：中空軸的許用彎曲應(yīng)力，Pa； 中空軸材料的疲勞強(qiáng)度，Pa； N安全系數(shù)，一般取58，取n=8代入上式得： （3-1-46）四、法蘭連接螺栓的計(jì)算螺栓規(guī)格為M36130，材料為Q235，其，許用應(yīng)力 許用剪切應(yīng)力 1、抗拉強(qiáng)度計(jì)算 （3-1-47）式中：法蘭外徑，df=1700mm； 外圈螺栓分布圓直徑，dt=1600mm； 內(nèi)圈螺栓分布圓直徑，dto=1470mm； Nt外圈分布的螺栓數(shù)量，nt=28； 內(nèi)

32、圈分布的螺栓數(shù)量，nto=14； Fr螺栓的有效截面積，fr=10.17cm代入公式得： （3-1-48）抗剪接強(qiáng)度計(jì)算 （3-1-49）式中：fg螺栓抗剪裁面積 Ng外圈分布圓上的鉸孔螺栓數(shù)， Ngo內(nèi)圈分布圓上的鉸孔螺栓數(shù)，代入公式得： （3-1-50） 2、抗壓強(qiáng)度計(jì)算： （3-1-51）式中：螺栓伸入鉸孔的有效配合長(zhǎng)度，lb=60mm； 鉸孔螺栓的配合直徑，dg=38mm；代入上式得: （3-1-52）§3.3襯板的選型設(shè)計(jì)§3.3.1襯板的作用 襯板的作用是保護(hù)筒體使其免受研磨體和襯板的作用從而使其免受研磨體和物料的直接沖擊和研磨，同時(shí)也可調(diào)整研磨體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。一

33、倉(cāng)裝有提升能力強(qiáng)的襯板，以增強(qiáng)沖擊能量，細(xì)磨倉(cāng)裝有波紋或平襯板，以增強(qiáng)研磨作用。§3.3.2襯板的材料 球磨機(jī)襯板大多數(shù)用金屬材料制造，也有少量用非金屬材料制造。由于各倉(cāng)內(nèi)研磨體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，為適應(yīng)這種工作狀態(tài)的要求，制造各倉(cāng)襯板材料就不同。 在粉碎倉(cāng)，研磨體以沖擊作用為主，要求襯板應(yīng)具有抗沖擊和耐磨特性。普遍采用高錳鋼（ZGMn13）作襯板材料。它具有一定的抗沖擊韌性，并且在受到一定的沖擊時(shí)，它的表而產(chǎn)生冷作硬化，表而變得堅(jiān)硬耐磨，一般硬度在HB300一350，韌性相當(dāng)高，沖擊值可達(dá)700Nm/。但在使用中，容易過(guò)早反凸彎曲變形，拉斷固定螺栓，造成襯板脫落，使之壽命降低，一般平均壽

34、命在5000一600Oh。§3.3.3襯板的種類襯板的種類按工作表面形狀分類比較直觀，有以下類型:一、平襯板工作表面平整或鑄有花紋的襯板均稱平襯板。對(duì)研磨體的摩擦力小，研磨體在表面產(chǎn)生的滑動(dòng)現(xiàn)象較大，對(duì)物料的研磨作用強(qiáng)，通常多與波紋襯板配合用于細(xì)磨倉(cāng)。 二、壓條襯板由平襯板和壓條襯板組成。壓條上有螺栓孔，螺栓穿過(guò)螺孔將壓條和襯板(襯板上無(wú)孔)固定在筒體內(nèi)壁上。壓條高出襯板，可增大對(duì)研磨體的提升作用，使研磨體具有較大的沖擊研磨力。適用于一倉(cāng)，特別是入磨物料粒度大的一倉(cāng)。 三、階梯襯板它的上作表面呈一傾角，安裝后出現(xiàn)很多階梯，可以加大對(duì)研磨體的推力。對(duì)同一層鋼球的提升高度均勻一致，襯板表

35、面磨損均勻，即磨損后表而形狀改變不明顯。適用于管磨機(jī)的一倉(cāng)。 四、小波紋襯板 小波紋襯板具有較小的波峰和節(jié)距，提升系數(shù)小，開(kāi)有錐形孔，適用于細(xì)磨倉(cāng)。 五、端蓋襯板 襯板表面是光滑的，用螺栓固定在磨機(jī)端蓋上，以保護(hù)端蓋免受研磨體和物料的磨損。 六、錐而分級(jí)襯板 襯板斷面形狀和在磨倉(cāng)內(nèi)的鋪設(shè)襯板形狀的主要特點(diǎn)是沿軸向具有斜度。在磨內(nèi)安裝方向是大端向著磨尾，也就靠近料端直徑大，出料端直徑小。因分級(jí)襯板沿軸向具有斜度，能自動(dòng)的使磨內(nèi)鋼球在粉磨過(guò)程中按物料粉磨規(guī)律發(fā)揮其作用。因而可減少磨機(jī)倉(cāng)數(shù)，增加有效容積，減少通風(fēng)阻力，提高產(chǎn)量，降低電耗。§3.3.4襯板的安裝 一、螺栓固定法 在固定襯板時(shí)

36、，螺栓應(yīng)加雙螺母或防松墊圈，以防磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中因研磨體沖擊使螺栓松動(dòng)。在筒體和墊圈之間配有帶錐形面的墊圈，錐形面內(nèi)填塞麻絲，以防物料從螺栓孔流出。這種固定方法抗沖擊、耐振動(dòng)。大型磨機(jī)和中小型磨機(jī)的一、二倉(cāng)的襯板一般都用螺栓固定。二、鑲砌法鑲砌時(shí)襯板和筒體之間墊一層l:2的的水泥砂漿或石棉水泥，在襯板的環(huán)向縫隙中用鐵板楔緊，再灌以1:2的水泥砂漿。將襯板互相交錯(cuò)地鑲砌在筒體內(nèi)。一般用于細(xì)磨倉(cāng)的襯板固定。§3.4隔倉(cāng)板的選型設(shè)計(jì)§3.4.1隔倉(cāng)板的作用 一、分隔研磨體使各倉(cāng)研磨體的平均尺寸保持由粗磨倉(cāng)向細(xì)磨逐步縮小，以適應(yīng)物料粉磨過(guò)中粗粒級(jí)用大球，細(xì)粒級(jí)用小球的合理原則。 二

37、、篩析物料隔倉(cāng)板的蓖縫可把較大顆粒的物料阻留于粗磨倉(cāng)內(nèi)，使其繼續(xù)受到?jīng)_擊粉碎。 三、控制物料和氣流在磨內(nèi)的流速隔倉(cāng)板的蓖縫寬度、長(zhǎng)度、面積、開(kāi)縫最低位置及蓖縫排列方式，對(duì)磨內(nèi)物料的程度、物料和氣流在磨內(nèi)的流速及球料比有較大影響，隔倉(cāng)板應(yīng)盡量消除。§3.4.2隔倉(cāng)板的類型 一、單層隔倉(cāng)板 一般由若干塊扇形蓖板組成。單隔倉(cāng)一般由若干扇型蓖板組成。大端用螺栓固定在磨機(jī)筒體上，小端用中心圓板與其他蓖板連接在一起。已磨至小于蓖孔的物料，在新喂入物料的推動(dòng)下，穿過(guò)蓖縫進(jìn)入下一倉(cāng)。 二、雙層隔倉(cāng)板 一般由前蓖板和后盲板組成，中間設(shè)有提升揚(yáng)料裝置。物料通過(guò)蓖板進(jìn)入兩板中間，由提升揚(yáng)料裝置將物料提到中心圓錐上，進(jìn)入下一倉(cāng)。強(qiáng)制排料，流速較快，不受隔倉(cāng)板前后填充率的影響，使填充率和配球進(jìn)入適下一倉(cāng)。雙層隔倉(cāng)板種類有過(guò)渡式雙隔倉(cāng)、提升式雙隔倉(cāng)和選粉式雙隔倉(cāng)。 第四章 總結(jié)水泥粉磨過(guò)程的高效率、低能耗運(yùn)行，一直是生產(chǎn)中企業(yè)追求的目標(biāo)。本課題主要從開(kāi)流磨機(jī)的基礎(chǔ)上針對(duì)