某立磨設計說明書(畢業(yè)設計)綜述

1、洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）立式輻磨機的選型和結構設計摘要立式輾磨機是利用料床粉碎原理進行粉磨物料的一種研磨機械。本 課題是為了適應現(xiàn)代水泥工業(yè)的發(fā)展需求，滿足水泥生產(chǎn)線所需要的粉 磨能力而對MPS磨的開發(fā)研究，使之與日產(chǎn)3000噸的水泥工藝相適應。 本次設計主要根據(jù)立式輾磨機的實際生產(chǎn)情況來確定設計的型號，進一 步對立磨的主要結構進行設計和結構分析。力求簡單、方便、耐用，保 證磨機具有較高的粉磨效率，而且要能隨時根據(jù)物料的磨蝕性對粉磨條 件進行適時合理的控制與調(diào)整。在此基礎上完成立磨主要結構零部件磨 盤和磨輾等的設計以及主要受力部位的強度校核任務。本次設計既要保證磨內(nèi)料床的形成，使物料有效地

2、烘干和粉磨， 又要保證有效地進行粉磨后的物料分級且輸送合格的成品或半成品。使 之滿足水泥生產(chǎn)的要求。關鍵詞：立式輾磨機，MPS磨，粉磨，強度校核ISelection of roller mill and structural designABSTRACTVertical grinding mill is the use of bed is a principle of grinding materials, grinding machines. It is mainly used for cement, coal and electric power industries. The issue

3、 is to meet the development needs of the modern cement industry , Cement production line to meet the needs of the grinding capacity of grinding on the re-development of MPS, Nissan to make 3,000 tons of cement technology fit. The design of the main vertical roller mill according to the actual produc

4、tion to determine the design of the model, and further ground against the major structural design and structural analysis.This design is not only ensure the formation of bed material within the mill, so that the effective drying and grinding of materials , but also to ensure effectively the material

5、s after grinding and classification of finished or semi-qualified transportation. To make it content the requirements of cement production. Based on the main structure component finish grinding mill was designed and grinding of the main stress position and intensity.KEY WORDS: Vertical mill, MPSmill

6、, Grinding, Intensity洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）目錄前 言1第1章立式輻磨機總體方案論證 21.1 立式粉磨機簡述 21.1.1 立磨工作系統(tǒng)工藝流程 21.1.2 立式磨機的結構及工作原理 31.2 立式粉磨機的工作原理與特點 51.2.1 立式粉磨機的工作原理 51.2.2 立式粉磨機的特點 61.3 設計方案的提出及分析 7第2章MPS3150立式磨機的主要參數(shù) 82.1 MPS3150磨機主要參數(shù) 82.1.1 MPS3150 技術規(guī)格 82.1.2 鉗角o的確定82.1.3 磨輻直徑與磨輻寬度的確定 92.1.4 磨機的規(guī)格102.1.5 磨機的轉速112.1.

7、6 磨盤上料層最佳厚度設計 142.1.7 磨輻的輻壓142.1.8 磨機的功率152.1.9 磨機的產(chǎn)量 162.2 MPS3150立式輻磨機身立柱 162.2.1 立磨機身立柱受力分析 17第3章軸承的選擇203.1 軸承的計算及選擇 203.1.1 軸承選擇213.1.2 軸承壽命的計算 213.2 軸承的當量動載荷 223.3 軸承的選擇23iii洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）3.4 軸承的潤滑和密封 243.4.1 軸承的潤滑243.4.2 軸承的密封253.4.3 軸承的公差等級 25第4章 MPS3150主要零部件的優(yōu)化 264.1 易損件的選材優(yōu)化 264.1.1 輻軸的選材和校

8、核 264.1.2 磨輻和磨盤材料的選擇 274.1.3 磨盤襯板材料的選擇 294.1.4 磨盤材料的選擇 314.1.5 液壓缸、機身立柱材料的選擇 314.2 MPS3150立磨性能參數(shù)的核算 314.2.1 立磨的轉速、生產(chǎn)能力的核算 314.2.2 襯板壽命的核算 334.2.3 軸功率的計算 334.2.4 入磨物料允許最大尺寸的核算 344.3 主要部分參數(shù)核算 34結論36謝辭37參考文獻38附 錄40外文資料翻譯 41#洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）前言隨著水泥生產(chǎn)技術的不斷發(fā)展和水泥工業(yè)的日益大型化，立式輾磨機 越來越廣泛地用于水泥廠生產(chǎn)線。新建現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)線中，煤、生料的

9、 粉磨采用立式輾磨機者占90砌上，水泥熟料和礦渣粉磨采用立式輾磨機已成為工廠工藝過程重要裝備1。本次設計是為了適應現(xiàn)代水泥工業(yè)的發(fā)展需求，滿足水泥生產(chǎn)線所需 要的粉磨能力而對 MPS磨的開發(fā)研究，使之與日產(chǎn)3000噸的水泥工藝相適 應。此次的設計原則主要是關于穩(wěn)定和提高MPS磨的生產(chǎn)效率方面。本次設計的主要內(nèi)容是設計MPS3150磨的磨盤、磨輾部分。磨盤及磨輾是立式磨最重要的部件之一，合理的磨盤形狀配以相適應的磨輾，對提高粉磨效率、減少研磨體消耗有著極為重要的作用.通過具體的分析，選擇了一種具有三個輾的輾式磨，磨盤為碗式、磨輾為鼓輾、磨輾軸與水平面呈15夾角，采用液壓方式提供碾磨壓力，由此來提

10、高其研磨能力，并在此基礎上 做新的改進，這次設計的創(chuàng)新點在于使用的輾子數(shù)為三個，這樣其結構比 較合理，穩(wěn)定性比較好，效率也提高了不少，在工藝系統(tǒng)布置上也做了科 學的改進。本課題在設計過程中，參考了大量的文獻、科研成果及設計成果，在 此對文獻作者表示深深的謝意。由于設計者水平有限，難免有不當之處，懇請指導老師批評指正。1洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）第1章立式輻磨機總體方案論證1.1 立式粉磨機簡述1.1.1 立磨工作系統(tǒng)工藝流程圖1-1典型原料粉磨系統(tǒng)工藝流程圖立式輾磨機新型干法水泥生產(chǎn)線的原料粉磨流程：原料通過下料溜子落到磨盤中心后，隨磨盤的旋轉，由于離心力的作用使物料進入磨盤與磨輾之間進行研

11、磨。經(jīng)磨盤高速旋轉粉碎和碾磨后的物料，被甩到磨盤周邊的粗渣下料口（即風環(huán)處），被磨盤外可調(diào)風環(huán)處高速上升的熱氣流帶入磨機上部的選粉機中進行分選。粗顆粒沿選粉機內(nèi)壁返回磨盤與新進入的物料一起粉磨，其余的料粉隨氣流經(jīng)選粉機分選，其中合格細料由出風口出磨。 被旋風除塵器收集即為生料成品；較粗的料粉落到磨盤上重新粉磨。另一方面，沒有被熱風帶起的鐵渣、粒度較大的物料排出磨外后，經(jīng)外循環(huán)系統(tǒng)（除鐵器和鼓形分離器）除鐵后，經(jīng)下料溜槽進入排渣皮帶，再 經(jīng)循環(huán)斗提，進人緩沖倉隨物料再次進入磨內(nèi)進行二次粉磨。在多次循環(huán)中，通過顆粒與氣體之間的傳熱使原料的水分蒸發(fā)。因此,立磨立式粉磨機集物料粉磨、輸送、選粉、烘干為

12、一身。01減速器05 搖臂1.1.2 立式磨機的結構及工作原理02加身03加壓裝置磨盤0-一磨短07克體08一選粉機09收科破宣0一底座立式磨機主要由主電動機、主減速機、磨盤、磨輾、加壓裝置、殼體、選粉機等部分組成。如圖1-2所示。主電動機為立式磨機的粉磨提供動力。主減速機既要起到減速和傳遞功率、帶動磨盤轉動的作用，又要承受 磨盤的重量及研磨壓力。磨盤固定在減速機的出軸上，磨盤上有環(huán)形槽，即為粉磨物料的碾壓 槽。磨盤由盤座、襯板、擋料環(huán)等組成。磨輾是對物料進行碾壓粉磨的主要部件。由輾套、輾心、軸、軸承及 輾子支架組成。該磨機內(nèi)安裝有四個工作磨輾，安裝在同一平面上。國內(nèi)外現(xiàn)代立磨所采用的磨盤、磨

13、輾搭配形狀有以下幾種 ：平盤磨盤配圓錐磨輾、溝槽形磨盤配輪胎斜輾、蝶形平盤磨盤配圓柱磨輾、溝槽形磨 盤配等。磨盤、磨輾不同形狀的配置各有具優(yōu)缺點。從國內(nèi)用戶使用情況看， 認為碗式盤、鼓輾的物料流動阻力小，磨損均勻，磨損后可調(diào)整輾壓以彌 補對產(chǎn)量的影響等優(yōu)點。所以本次開發(fā)采用碗式磨盤配鼓式磨輾。加壓方式：加壓裝置是提供碾壓力的重要部件，它由高壓油站、液壓缸、蓄能器 等組成，能向磨輾施加足夠的壓力使物料粉碎。一般小型立磨采用彈簧加壓，現(xiàn)代化大中型立磨均采用液力加壓。液 力加壓是通過油缸、蓄能器、液壓裝置實現(xiàn)的。調(diào)整液壓系統(tǒng)的壓力大小 可對輾磨壓力進行調(diào)整。蓄能器可以緩沖運行的沖擊波動，并吸收過載壓

14、 力。液壓缸通過搖臂將壓力傳遞給磨輾。在啟動時，由液壓換閥換向使磨 輾抬起，脫離磨盤，該間隙可由安裝在搖臂上的安全緩沖裝置進行調(diào)節(jié)。 從而實現(xiàn)空載啟動。當操作過程出現(xiàn)斷料時，也可自動抬輾。選粉機是保 證產(chǎn)品粒度的重要部件。它由可調(diào)速的傳動裝置、轉子、導風葉片、安裝 在殼體上的風葉片、粗粉落料漏斗、出風口等組成。選粉機選粉機是保證產(chǎn)品細度的重要部件，它由選粉機傳動系統(tǒng)、轉子、回 轉風葉片、粗粉落料錐斗、出風口以及安裝在選粉機殼體圓周上的固定風 葉片等組成，該選粉機集合了風葉轉子籠式選粉機和靜態(tài)導風葉片的特點，圖1-2立式粉磨機的結構圖3洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）等于是二級分選。固定風葉在外進行

15、粗選；然后再進入內(nèi)部回轉風葉細選。轉子為圓柱形籠子，四周均布了風葉，使氣流上下均勻地進入選粉區(qū)，這 種選粉機分離清晰，選粉效率高，但是阻力增加，導風葉及導風葉的磨損 也較大201.2 立式粉磨機的工作原理與特點1.2.1 立式粉磨機的工作原理立磨是根據(jù)料床粉磨原理，通過相對運動的磨輾、磨盤碾磨裝置來粉 磨物料的機械。所謂料床粉磨是將被粉磨的物料顆粒聚合在一起，形成顆粒床（多層顆粒），各個顆粒均被鄰近顆粒所限。外力施加于顆粒層，直接接觸顆粒的數(shù) 量很少，應力的傳遞主要是靠顆粒本身，顆粒相互作用產(chǎn)生裂紋、斷裂、 劈裂而被碎磨。單顆粒粉碎的主要功耗是粉碎能，而料床粉碎除了粉碎能，主要還是料床壓縮和流

16、動的能量。物料經(jīng)過多道鎖風閥門、下料溜子進入磨內(nèi)堆積在磨盤中間，由于磨 盤套裝在立式減速器上，在主電機的驅(qū)動下，磨盤旋轉并通過物料帶動磨 輾轉動，物料受離心力的作用下向磨盤邊緣移動，并被嚙入磨輾底部而被 粉碎，磨輾由液壓系統(tǒng)進行增、減壓以滿足粉磨的需要，由于磨盤的轉速 較高，物料不僅在輾下被壓碎，而且被推向外緣，越過擋料圈落入風環(huán)， 由于風環(huán)處通入了大量的熱風（風溫約250 c左右），這些熱風形成高速氣流，并把下落的物料帶起，大顆粒被折回落到磨盤，小顆粒被氣流帶入選 粉機內(nèi)，選粉機的殼內(nèi)安裝有多排風葉片，轉子在電機的帶動下進行旋轉，從而對物料進行分選，粗粉從錐斗落到磨盤內(nèi)進行再粉磨，合格的成品

17、隨 氣流帶出機外被收集作為產(chǎn)品，特別難磨的料塊及意外進入磨盤的金屬件 將穿過風環(huán)孔下落，并通過刮板和出渣口排出磨盤之外，并經(jīng)過分選后由 提升裝置提升回到喂料口進行重新喂料。物料在與熱氣流的接觸過程中被 烘干，達到所要求的產(chǎn)品水份。1.2.2 立式粉磨機的特點隨著立磨技術的逐步發(fā)展與完善，取代球磨機的趨勢有增無減，立磨與球磨機相比，具有以下特點：粉磨效率高。立磨采用料床粉磨的原理粉磨物料，能耗低，粉磨系統(tǒng)的電耗比球磨機低 20%-35% ,而且隨原料水分的增加，節(jié)能效果更顯著。烘干能力大。一方面可以利用窯尾廢氣作為烘干兼粉磨熱源的要求，另一方面可以通過風機鼓入大量的熱風。立磨采用氣體輸送物料，在

18、粉磨 水分較大的物料時可控制進風溫度，使產(chǎn)品達到要求的最終水分。在立磨內(nèi)可烘干水分達 12-20%的物料，可以不建原料烘干系統(tǒng)。入磨物料粒度大，可達磨輾直徑的4-5%左右，一般為 40-100毫米，所以，大中型立磨可以省掉二級破碎。產(chǎn)品的化學成分穩(wěn)定、 顆粒級配均齊。物料在立磨內(nèi)停留的時間僅2-3分鐘，而球磨機則需要15-20分鐘。所以產(chǎn)品的化學成分可以很快測定、校正，產(chǎn)品化學成分波動很小，有利于均化。止匕外，立磨內(nèi)的合格產(chǎn)品能及時分離出來，避免了過粉磨現(xiàn)象，產(chǎn)品細度可通過調(diào)節(jié)選粉機轉子轉速 得到改變，使產(chǎn)品粒度均齊。工藝流程簡單、建筑面積小、占用空間小。立磨內(nèi)有選粉機，出磨含塵氣體可直接進入

19、袋式收塵器或電收塵器收集產(chǎn)品，故工藝簡單，布局緊湊，建筑面積約為球磨機的70% o建筑空間約為球磨機系統(tǒng)的50-60%。噪音低、揚塵少、操作環(huán)境清潔。立磨在工作中磨輾和磨盤不直接接觸，沒有球磨機中鋼球相互碰撞、鋼球撞擊襯板的金屬撞擊聲，因此噪音小，比球磨機低 20-25分貝。另外，立磨采用整體密封，系統(tǒng)在負壓下操作，揚塵少，環(huán)境清潔。磨損小、利用率高。由于立磨運行中沒有金屬直接接觸，磨損小，單位產(chǎn)品磨耗一般為 5-10克/噸。粉磨水泥原料，輾套和襯板壽命在8000小時以上，運轉率可達 95%。漏風少，立式磨機的整體密封性好，其漏風比球磨少，有利于利用低溫廢氣301.3 設計方案的提出及分析立磨

20、是立式輾磨機的簡稱。第一臺立磨是上個世紀二十年代在德國研制出來的。第一臺用于水泥工業(yè)的立磨于1935年在西德出現(xiàn)，立磨在歐洲的水泥廠使用多年以后，才在美國和加拿大得到采用，歐洲和美、加之所 以樂于發(fā)展和應用立磨， 是由于當時歐洲各國的燃料和和電力費用比較高。美國也是因為后來能耗費用上升，才促使其對立磨增加興趣。美國第一臺立磨是在1973年末投入運轉。后來，日本、埃及、黑西哥、新西蘭、阿根廷、剛果等國也采用了立磨。現(xiàn)在主要的立磨有德國的LM（萊歇）磨、MPS磨，丹麥的ATOX磨，日本的CK磨，國內(nèi)的有合肥的 HRM磨等。本課題此次選用 MPS磨進行設計和優(yōu)化。 MPS磨是鼓輾碗式磨,即磨盤是碗式

21、的，磨輾是鼓輾輪胎形的。MPS磨機特點如下：磨機設有保護裝置，當壓力超過或低于調(diào)定范圍極限值時，會自動報警并自行停磨，確保磨機安全運行。磨機液壓系統(tǒng)具備自動控制和手動控制兩種功能，可提高操作上的靈 活性、可靠性。各磨輾有獨立的液壓加壓裝置，每個液壓缸都配置了足夠的蓄能器， 保證磨機運轉中輾壓波動最小，使磨機運轉平穩(wěn)。液壓站供油系統(tǒng)及其壓力控制均為自動的，使磨機運轉平穩(wěn)。分離器采用直流電動機驅(qū)動，改變其轉速即可滿足不同條件下對產(chǎn)品細度的要求，細度調(diào)節(jié)靈活方便。風環(huán)設計成可以調(diào)節(jié)的，改變風環(huán)截面積可以調(diào)節(jié)風環(huán)風速，以適應不同物料細度的要求。設有液壓翻輾裝置，檢修時磨輾能翻轉至磨外，節(jié)約檢修時間，減

22、輕 勞動強度。磨輾輾套與輪轂之間以及輾軸與搖臂之間分別采用錐面結構和脹套結構連接，拆裝方便。所以此次設計采用 MPS磨。第2章MPS3150立式磨機的主要參數(shù)2.1 MPS3150磨機主要參數(shù)2.1.1MPS3150技術規(guī)格1）立磨規(guī)格：4 3150mm2）磨盤直徑：3150mm;3）磨輾直徑：2300mm;4）磨輾寬度：751mm;5）磨輾數(shù)量：3 個；6）磨盤轉速： 25r/min ;7）最大入磨物料尺寸：100mm;8）產(chǎn)量：150t/h;9）加壓液壓缸：活塞直徑 4450mm活塞桿直徑 1 190mm10）工作壓力：12MP ;2.1.2 鉗角a的確定為計算簡便，假設被粉碎物料塊是球形

23、的，物料本身的重力與破碎力 相比可略去不計，由于在磨盤上風力對料層的影響較小，也可略去不計。從物料塊與磨輾及磨盤的接觸點引切線，兩條切線的夾角稱鉗角a ,如圖2-1所示。要把直徑為 d的物料塊拖到磨輾下面，同時把它壓碎，若 鉗角a太大，就不能達到目的。物料與磨輾的接觸點產(chǎn)生正壓力P, P與垂線成B角。在E-E方向上的力平衡是保證鉗住物料的基本條件，即aaaaf ? cosfP1cosPsin P1 sin一2222（2-1 ）式中f 鋼在物料上的摩擦系數(shù)，f=0.24;a引A、B兩點切線所夾的角，即鉗角；圖2-1磨輻機的鉗角P磨輾作用在物料上的力；?1 磨盤作用在物料上的反作用力。解方程，得平

24、盤式輾磨機鉗角為*=270式中*=摩擦角,f =tan *。實際采用的鉗角應小于27。對于粗料，最大允許鉗角為16二40；粉磨水泥生料時，鉗角在 8 -10 之間。本次設計取鉗角為15 12.1.3 磨輾直徑與磨輾寬度的確定磨輾直徑的確定由圖2-1的幾何關系可知(2-2)OB =r （R r）cos（ - -二）（OC -h - R）cos 口 式中R磨輾半徑，m；r物料半徑，m；磨盤與磨輾之間的間隙，設h=kR,其中系數(shù)k=0-0.06 。9化簡式（2.2 ）得:洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）dD =0.0576-0.061式中d物料粒徑，mmD磨輾直徑，mm上式說明了物料粒徑與磨輾直徑的關系

25、，磨輾直徑大，入料粒徑也可 相應增大，若比值等于或超過上式中的值，則輾磨機的平穩(wěn)性就差，振動 和噪音也會相應增加，一般取 d0.05Do應本次設計入磨的最大物料尺寸d=100mm 所以磨輾直徑的設計尺寸 D=2300mm磨輾寬度的確定在磨輾對物料施加的碾壓力以及磨輾直徑一定的情況下，磨輾越寬， 單位面積上的壓力越小。不利于粉磨物料。磨輾越窄，對物料的壓強越大， 碾壓過的物料細粉比例越大，但碾壓的物料總量少，而且磨損較大。所以 選擇合適的磨輾寬度對提高粉磨效率、保證設備的使用壽命是非常重要的。根據(jù)統(tǒng)計資料 MPS立式磨的各種參數(shù)之比如表2-1所示：表2-1 MPS 立式磨各參數(shù)之比磨別MPS磨輯

26、數(shù)i34輾徑DR :盤徑D0.730.5輾寬B:盤徑D0.2380.187輾寬B:輾徑DR0.3270.375從前面的設計知磨輻直徑DR=2300mm 參考表 2-1再考慮其他因素取輾寬 B=751mm2.1.4 磨機的規(guī)格輾式磨的粉磨能力由物料的易磨性、輾壓和磨機規(guī)格決定。若物料相 同，輾壓不變且磨機通風量足以帶出產(chǎn)品時，磨機的生產(chǎn)能力與磨盤直徑 的2.5次方成正比。按規(guī)格計_ 2 5Gm = KD t/h( 2-3 )式中 Gm 輾磨的粉磨能力，t/h ;K 常數(shù)，與輾磨型式、選用壓力。備研磨物料性能有關表2-2磨盤規(guī)格參數(shù)LMMPSK參考值9.66.6D取值外徑中徑D磨盤直徑，ml本次設

27、計的是 MPS磨，所以有 200=6.6 D2解得磨盤直徑 D=3.15, 將磨盤直徑圓整后，選取磨機規(guī)格為6 3150mm2.1.5 磨機的轉速磨盤的轉速過低，磨機產(chǎn)量低，轉速也不能太大，否則物料會因過大 的離心力的作用而不經(jīng)磨輾研磨便直接甩出磨盤，使磨機產(chǎn)量降低，電耗 升高，合理的轉速應使處于磨盤內(nèi)邊緣的物料能靠慣性離心力滑入磨槽內(nèi), 使物料在磨盤內(nèi)獲得合理的接觸面積承受磨輾的研磨。如下圖2-2所示，物料在轉動的磨盤中受到兩種力的作用，一為慣性離心力Fc,使物料拋向磨盤的邊緣 ；另一為物料對磨盤的摩擦力Fd,此力阻止物料向外排出。物料在盤內(nèi)B處，在兩力處于平衡時，才不會發(fā)生徑向移動，以便更

28、好的送入磨輾下面輾壓?？傻?式中：mm衛(wèi)302Rmin = mgf物料質(zhì)量，kg ;n磨盤理論轉速,Rmin磨盤半徑，r/min;mm(2-4)g重力加速度，f 物料摩擦系數(shù),2g=9.8m/ s ；f =0.2 0.8 。于是有：Rmin =gf (二 n/30)2對于處于磨盤邊緣A點的物料顆粒2Va2 = 2a aS式中：Va 磨盤邊緣 A點的速度（m/s） , VA=（nn/30）Rmax；Rmax磨盤半徑，mm物料在磨盤走過的路程,H11S Rmax RminFc - Fd = ma ,于是處于 A點的物料顆粒物料在兩力作用下走過料床,洛陽理工學院畢業(yè)設計(論文)的加速度為：22、aA

29、 =(二 n/30 Rmax -gf(m/s )式中Rmax磨盤半徑，m；其他同上。通過以上各式得：bn/30)Rmax f = 2 K(n n/30)Rmax gf 】Rmax gf /(n n/30)2(2-5)從上式可求得磨盤的理論轉速為：n = 55.24FU 05磨盤的實際轉速則為：n = 78.12qD.5(2-6)式中D磨盤外徑，m；q速度修正系數(shù)。速度修正系數(shù)與磨盤半徑有一定關系，見圖2-3由圖2-3查得，當 R=3.15m時，q=0.73M n=78.12qD。5=32r/min故磨機的轉速 n=32r/min0.900.360,820,780.740.70ON 0.61,0

30、41.8 2.22.6圖2-3速度修正系數(shù)曲線圖2.1.6 磨盤上料層最佳厚度設計保持適當料層厚度是輾式磨穩(wěn)定運行的必要條件。料層太薄，就會降 低粉磨效率甚至因磨機強振而停；料層太厚，也會降低研磨效率，并易造 成“飽磨”。料層厚度與輾徑關系式，可以參考下式：h = D(1 -cosP) +emin(2-7 )h = D(1 -cos173) + emin( 2-8 )式中h料層厚度，mmD磨輾直徑，mm一：一一立磨磨盤上無聊的碾入角，即在碾入角范圍內(nèi)物料均能被碾入 而不外滑。考慮到物料楔塞，會使實際碾入角增大，也為了可靠，一般取 P=173 ;emin 一一磨輾與磨盤表面最小間距，這是為了保證

31、在極限狀態(tài)下，磨 輾不會接觸磨盤，從而減小磨損和功耗。由上面計算知磨輾直徑D=2300mm代入公式 2.8可得h=90mm應該指出，實際的碾入角隨實際料層變化而改變，料層越厚，物料的 擠壓，阻滯作用，使摩擦增加，實際碾入角增加，有利于粉磨。但過厚會 使物料與磨輾相對滑動量增加，磨輾起伏振動增加；反之，若物料層減薄， 碾入角減少，立磨有效碾壓區(qū)減小，碾壓效率降低；過薄時磨輾的上下振 動加劇，甚至損壞機件。為保證穩(wěn)定的粉磨條件，應有穩(wěn)定的最佳料層厚 度。2.1.7 磨輾的輾壓立磨是借助于對料床施加高壓而粉碎的。隨著壓力的增加，成品 但壓力達到某一臨界值后，粒度不再變化。該臨界值取決于物料的性質(zhì)和物

32、料粒度的大小。熟料高，石灰石 臨界值高，粒度大臨界值低。立磨是多級粉碎，循環(huán)粉磨，逐步達到要求的出料粒度。因此其 力并未達到臨界值，一般為 10-35MPa。根據(jù)水泥廠實際操作情況，壓 壓力備用系數(shù)一般取0.1-0.25 。本次設計的立磨輾壓定為P=12MPa故粉磨壓力 b 1 口 0 ,磨輾總壓力 Fp之K1so卜】p p p p式中：h 立磨輾粉磨物料的適宜壓力，MPa；1.1.1 物料強度極限；Ki 實際承壓面對有效承壓面的修正系數(shù)，即壓力備用系數(shù)。2.1.8 磨機的功率磨機功率主要消耗在克服磨輾與物料間的滑動和滾動以及機械傳動摩 擦上。磨盤轉動時克服加載物料磨阻功Pi。Pi是碾壓粉碎有

33、用功主體，與碾磨數(shù)，磨盤轉速，研磨壓力，磨盤公稱直徑，磨輾寬度有關，可用單個磨 輾克服加載物料磨阻功B和磨輾數(shù)m的積表示；即Pi=mR(2-9)由于料層不均，磨輾上下起伏振動的慣性沖擊附加摩擦功P2 O P2與料層均勻性，料層厚度有關，與磨輾數(shù)關系不大，而且輾越多越平穩(wěn)，振動 越小，這部分功耗可用系數(shù)K2表示；P2 = K2B(2-10)實踐中，K2=0.1-0.3立磨傳動損耗能量 P3P3 = K3 P P2(2-11)式中根據(jù)傳動系統(tǒng)確定，一般取 K3 =0.06-0.1立磨電機儲備功 P4P4=K4(R +P2 )(2-12)式中K4為儲備系數(shù)，取 0.05-0.2, K4值隨磨機大小，

34、負荷情況變動。一般 磨小，K 4值較大；破碎粒度均齊，K4較小。單個磨輾碾磨時，克服物料磨阻功P0 , P0可按下式計算P0 =nFprf(P)/9550(2-13)式中 n轉速， r/min ；F p碾磨壓力，Nr當量摩 1S 半徑，m； 一 般 = 2；-D；(Dj-D2),而 D1 = D0 +B/2, D2 =D0 -B/2D 0磨盤公稱直徑，m;B磨輾軸向?qū)挾龋琺；f(P)-平均阻力系數(shù)，此系數(shù)與物料層，物料粒度有關，一般物 料層增加，碾入角也增加，f(P )= (0.3-0.5產(chǎn)；鋼與物料最大靜摩擦系數(shù)，=0.25-0.30 ,將各規(guī)格立磨相應的D0, B, Fp, f(P)值代入

35、上式可計算相應的P。值P0= 431.87 KW立磨主機功率 P的計算P = R+ P2+ P3+P4=(m +K2I1 + K3 + K4Po(2- 14)確定 m=3, K2=0.1, K3=0.06, 七=0.05, P = 431.87 KW 代入上式可計算得主機功率P=1486 KW故可選用1600 KW電動機.2.1.9 磨機的產(chǎn)量平盤輾磨機的產(chǎn)量與物料層厚度、磨輾壓入物料的速度和磨輾的母線 長度成正比，與物料的循環(huán)次數(shù)成反比。一般按下面的經(jīng)驗公式計算其平 均產(chǎn)量：3600 vL2hZQ=2(2-15K式中Q輾磨機的產(chǎn)量，t/h ;水泥生料的容積密度，尸=1.45t /m3;v 磨

36、輾母線長度中點處的線速度，4.38m/s ;L2 磨輾母線的長度，0.703m ;h 物料層的厚度，0.09m；Z 磨輾個數(shù)，3個；K 物料在磨盤內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，一般取25;計算得Q=174t/h,符合設計要求4。2.2MPS3150立式輻磨機身立柱17洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）2.2.1 立磨機身立柱受力分析1 .加壓液壓缸的拉力FlFl=RA（2-16）式中 Py 液壓缸工作壓力Py =12Mpa；A液壓缸有桿腔面積（活塞直徑4 450mm活塞干直徑1 190mm2A =0.1306 m則Fl = 12 106 0.1306=157 1 04 N2 .機身立柱受力分析5受力情況如圖2-4所

37、示圖2-4機身立柱受力分析NLz液壓缸的在 Z方向?qū)C身立柱的拉力；NLx液壓缸的在 x方向?qū)C身立柱的拉力；Nzx機身立柱在軸承座處x方向上的所受載荷；Nzy 機身立柱在軸承座處y方向上的所受載荷；N zz 機身立柱在軸承座處z向上的所受載荷；Nzx,Nz&Fzx分配到兩軸承座處的力；Nm 單個地腳螺栓預緊拉力。NmNLzNmIILI(b)圖2-5立柱受力載荷分布圖和彎矩圖結合圖2-4和2-5得：NLz =FLsin 65 =142.3 104 N;NLx = fl cos 65 =66.4 104 N;Nzx =55.6 104 N;Nzx2=49 104 N;Nzy =6.1104 N;

38、Nzz =35.8 104 N;Nm=25 x104N。（共8個地腳螺栓）21第3章軸承的選擇3.1 軸承的計算及選擇根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可把軸承分為滑動摩擦軸承和滾動摩擦 軸承兩大類，簡稱滑動軸承和滾動軸承。滾動軸承依靠主要元件間的滾動 接觸來支承轉動零件的，由于摩擦系數(shù)小，起動阻力小，而且已經(jīng)標準化， 選用、潤滑、維護都和方便，因此在一般的機器中應用比較廣泛。根據(jù)具 體的工作情況，本機構中應用的就是滾動軸承。選用滾動軸承，應根據(jù)實際工作條件，首選確定軸承的類型，然后計 算被選軸承相關的數(shù)據(jù)，選擇軸承的材料，審核所選軸承的性能，選擇軸 承的潤滑方法，確定軸承與相關部件的配合等。在選擇滾

39、動軸承時，應該考慮以下幾個因素：載荷的方向、大小和性質(zhì)：向心軸承主要承受徑向載荷，推力軸承主 要承受軸向載荷。當滾動軸承同時承受徑向和軸向載荷時，可選用角接觸 球軸承、圓錐滾子軸承；當軸向載荷較小時可選用深溝球軸承。角接觸球 軸承和圓錐滾子軸承需要成對安裝使用。一般滾子軸承比球軸承承載能力 大，且承受沖擊載荷能力強。轉速：一般軸承的工作轉速應低于極限轉速niim。深溝球軸承、角接觸球軸承和圓柱滾子軸承的極限轉速較高，適用于高速運轉場合。推力軸承 的極限轉速較低。支承限位要求：固定支承限制兩個方向的軸向位移，可選用能承受雙 向軸向載荷的軸承；單向限位支承可選用能承受單方向軸向載荷的軸承； 游動軸

40、承軸向不限位，可選用內(nèi)、外圈不可分離的向心軸承。調(diào)心性能：當兩個軸承座孔同軸度不能保證或軸的撓度較大時，應選 用性能好的調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。剛度要求： 一股滾子軸承的剛度大，球軸承的剛度小。角接觸球軸承、圓錐滾子軸承采用預緊方法可以提高支承的剛度。其它要求：徑向空間受限制的場合可選用滾針軸承或滾針和保持架組件；對軸承的振動、噪音有要求的場合，可選用低噪音軸承；此外，還應考慮經(jīng)濟性和市場供應情況等。根據(jù)設計要求，滾動軸承連續(xù)工作，一天三班倒，要工作 24個小 時，連續(xù)工作在 3個月以上，因此要求滾動軸承的壽命比較長，在 2500 個小時以上。在受力分析中可以知道，且此處軸承的所受的徑向力比

41、較大，有一定的沖擊作用；在軸向方面，所受的力不大，只是有一定的竄動。因 此，在選擇軸承時，主要考慮的是保障軸承工作壽命下的向心軸承和接觸 角較小的向心推力軸承 603.1.1 軸承選擇我們知道，在通用的標準軸承中，向心軸承和接觸角較小的軸承有： 深溝球軸承、圓柱滾子軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承等。此次磨輾 軸承選用前端選用圓柱滾子軸承 ，后端選雙列圓錐式滾子軸承。3.1.2 軸承壽命的計算在一般工作條件下工作的滾動軸承，只要類型選擇合適，潤滑充分， 安裝、維護良好，大多數(shù)軸承均因工作表面疲勞剝落而失效。滾動軸承疲勞壽命也就是基本額定壽命，是指一套或一組滾動軸承在同一條件下運轉的、近似相同的

42、滾動軸承，與90%的可靠度、常用材料和加工質(zhì)量以及常規(guī)的運轉條件相關的壽命，其計算公式為：Lio = （C/P）名（3-1 ）式中Li?？煽慷葹?0%的基本額定壽命（106r）;C滾動軸承的基本額定動載荷（N）;P滾動軸承承受的當量動載荷（N）;壽命系數(shù)，球軸承取 =3,滾子軸承取 = 10/3 o若轉換為工作小時來表示：L10h= 106 （C/P）6/60n（3-2）式中L10h可靠度為90%的基本額定壽命（h）;N軸承白轉速（r/m ）洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）3.2 軸承的當量動載荷滾動軸承的基本額定動載荷是在一定的運動條件下確定的，如載荷條件為：向心軸承僅承受純徑向載荷 Fr ,推

43、力軸承僅承受純軸向載荷 Fa 0 實際上軸承在許多應用場合，常常同時承受徑向載荷Fr和軸向載荷 Fa。因此，在進行軸承壽命計算時，必須把實際載荷轉換為確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當量動載荷，用字母P表示。這個當量動載荷，對于以承受徑向載荷為主的軸承，稱為徑向當量動載荷，常有Pr表示；對于以承受徑向載荷為主的軸承，稱為軸向當量動載荷，常用Pa表示0當量動載荷P的一般計算公式為：P=X F+Y Fa(3 3)式中X徑向動載荷系數(shù)；Y軸向動載荷系數(shù)。不同的軸承類型，這兩個載荷系數(shù)是不一樣的，詳細情況請查軸承手冊。對于只能承受Z徑向載荷F的軸承：rP= Fr(3 4)對于只能承受Z向載荷Fa的

44、軸承：P=Fa(3 5)按(33)、(3 5)計算得到的動量動載荷僅為一理論值。實際上， 在許多支承中還會出現(xiàn)一些附加載荷，如沖擊力、不平衡作用力、慣性力 以及軸繞曲或軸承座變形產(chǎn)生的附加力等等，這些因素很難從理論上精確 計算。為了計及這些影響，可以對當量動載荷乘以一個根據(jù)經(jīng)驗而定的載 荷系數(shù)f p,其值見表3-1 :所以實際計算時，軸承的當量動載荷為：P = f p (X F +Y Fa)(3 6)P= f pFr(3-7)P= f pFa(3 8)載荷性質(zhì)f p舉例無沖擊或輕微沖擊1.0 1.2電機、汽輪機、通風機等中等沖擊或中等慣性力較大沖擊及強大沖1.2 1.81.8 3.0車倆、動力

45、機械、機床等破碎機，軋鋼機、振動篩等表(3-1)3.3 軸承的選擇滾動軸承的材料選擇包括滾動軸承零件用材和保持架及其它輔助材料。目前軸承套圈和滾動體常用的鋼材基本上可以分為八大類別，保持架 可分為鋼鐵材料、非鐵金屬材料和聚合物材料。根據(jù)軸承的工作特性和實 際情況，選擇最合適的材料。一般情況下，軸承用鋼應具有以下的性能：高的接觸疲勞強度；高的耐磨性；高的彈性極限和屈服強度；高而均勻的硬度；一定的沖擊韌性；好的尺寸穩(wěn)定性良好的緩疑性；良好的工藝性能。在懸輾磨中，由于支承部分時懸浮式，因此又一定的沖擊能力；在磨 輾輾壓物料時，較大的徑向力通過滾壓輪作用在軸承上，在加上軸承的工 作轉速較高，因此要求軸

46、承有較高的耐磨性。根據(jù)這些實際情況，我們生 產(chǎn)軸承套圈和滾動體時，采用滲碳軸承鋼M50NiL,這是美國開發(fā)出來的高溫滲碳軸承鋼，其斷裂韌性特別好，高溫性能、高速性能、沖擊韌度、耐 磨性、耐疲勞性能十分優(yōu)越，這些性能和適合懸輾磨的工作條件網(wǎng)。3.4 軸承的潤滑和密封3.4.1 軸承的潤滑滾動軸承在運轉過程中，內(nèi)部各零件間均存在著不同形式的、不同程 度的相對運動，從而導致摩擦發(fā)熱和磨損，甚至燒傷。因此，必須為滾動 軸承做可靠性地潤滑設計。潤滑的作用有：減小摩擦、降低磨損、防止生 銹、散熱、緩和沖擊、密封與防塵等。影響潤滑方式選擇的主要因素有：軸承的工作溫度：每種潤滑劑都有適用的溫度范圍，軸承工作溫

47、度必 須在所用潤滑劑的適宜范圍內(nèi)。工作溫度過高會使?jié)櫥瑒┑恼扯冉档?，?滑效果變差。軸承工作載荷：軸承工作載荷大，潤滑區(qū)內(nèi)潤滑膜上的壓力就大，潤 滑劑被擠出，厚度變薄，甚至破裂，所以軸承上載荷必須在所選潤滑劑的 承載能力范圍內(nèi)。軸承工作轉速：軸承轉速越高，套圈、滾動體和保持架在運動中的摩 擦發(fā)熱量就越大。根據(jù)使用的潤滑劑的不同，滾動軸承的潤滑方式有油潤滑、脂潤滑和 固體潤滑三類。選用哪一類潤滑方式，這與軸承的轉速有關，一般用滾動 軸承的dn值（d為滾動軸承內(nèi)徑，單位為mm； n為軸承轉速，單位為r/min ） 表示軸承的速度大小。因此，參照機械設計書中滾動軸承這一章，根據(jù) dn值的大小，我 們

48、選用脂潤滑。潤滑脂的潤滑膜強度高，能承受較大的載荷，不易流失， 容易密封，一次加脂可以維持相當長的時間。潤滑脂的主要性能指標為錐入度和滴點，根據(jù)dn值和載荷的大小選擇具有合適錐入度和滴點的潤滑脂。在dn值較大，載荷較小時，應選擇錐入度較大的潤滑脂；反之，應選用錐入度較下的潤滑脂。本機構中，dn值較小，載荷較大，因此選用錐入度較大的潤滑脂。常用的是極壓鋰基脂，這 類潤滑脂具有良好的高、低溫性、緩蝕性機械安定性、氧化安定性、極壓 抗磨性、耐磨性等。3.4.2 軸承的密封為了防止?jié)櫥瑒┑臑a出和塵埃、顆粒以及其它雜物、水分的侵入，滾 動軸承必須具有適當?shù)拿芊庋b置，以保持良好的潤滑條件和正常的工作環(huán) 境

49、。通常在選擇軸承密封形式時，應考慮以下幾個因素：軸承的外部工作環(huán)境；軸承的轉速和工作溫度；軸的支承結構特點；潤滑劑的種類和性能。密封裝置可分為接觸式密封和非接觸式密封。本機構一般屬于礦山粉 碎機械，轉速不是很高，采用的是脂潤滑，結合這些因素和實際情況，我 們選擇非接觸式潤滑。非接觸式密封裝置的密封間隙處，除了存在潤滑劑 的內(nèi)摩擦外，不會出現(xiàn)其它形式的摩擦，不會磨損，使用時間長也不會有 明顯的溫升，因此應用也較廣。其主要有隙縫密封、甩油密封和曲路密封, 我們采用 溝槽密封，其結構簡單，溝槽內(nèi)填充潤滑脂后使塵埃難以入侵。3.4.3 軸承的公差等級滾動軸承的公差主要是指軸承零件加工后的尺寸和形位公差

50、，以及軸承成品的旋轉運動精度。根據(jù)滾動軸承公差等級的選擇原則：在中等載荷、中等轉速以及旋轉精度要求不高的一般傳動裝置中，可選用P0級軸承。在轉速較高和旋轉精度要求較高的旋轉機構中，可選用P6、P5級軸承。在高速和高精度的旋轉機構中，可選用P4、P2級軸承。立式輾磨機屬于轉速較高和精度要求較高的旋轉機構，因此我們選用的公差等級為 P6網(wǎng)。25洛陽理工學院畢業(yè)設計(論文)第4章 MPS3150主要零部件的選材4.1 易損件的選材4.1.1 輾軸的選材和校核我們知道，磨輾軸有一徑向力從上到下，從大到小地作用在磨輾上，相應地作用在輾軸上，因此我們在對輾軸選材時，一定要保證輾軸的剛度，由于支撐部分是懸浮

51、式，因此有一定的沖擊力，所以對輾軸選材時，盡量使材料具有一定的耐沖擊性?；谶@些實際情況，參考機械設計第七版中軸這一章節(jié)， 我們選用經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的40CrNi鋼，這種鋼一般用于載荷較大，具有一定沖擊力，很重要的軸，查的其彎曲疲勞極限仃= 430MPa；剪切疲勞應力r=260MPa,比普通及45號鋼要大的多10。在磨盤上，隨著物料的逐漸輾碎，徑向力從上向下逐漸減小，我們把這一個逐漸減小的均布力考慮為一集中力，作用在滾壓輪上部1/3點初，則用：M=Fd(4-1)=3183X0.1=318.3(N/m)又因作用截面使一直徑d=20mm=2cmt勺圓形，所以：W=d3 /32(4-2)=(3.14X

52、23 )/323=0.785cm3因此：二二二M/ W(4-3)=318.3/0.785=405(MPa) 二經(jīng)過校驗可知：所選材料合格。40CrNi鋼的密度就在 7.85g/cm 3左右。1.1.2 磨輾和磨盤材料的選擇在懸輾磨中，主要的受力和磨損部件就是磨輾和磨盤，因此對磨輾的 材料和結構設計要求很高。對于磨輾，因其是磨損件，對其材料的耐磨性要求很高，再加上支撐 部分是懸浮式，因此要求其材料又一定的耐沖擊能力，所以普通的鋼已不 能滿足需要?，F(xiàn)在在各種工業(yè)的耐磨材料中，金屬材料是應用最廣的一類。它主要包括合金鑄鋼、鑄鐵、有色金屬和硬質(zhì)合金。第二代耐磨材料鍥硬 鑄鐵優(yōu)點是硬度高，耐磨性好。美國

53、、日本等國在1930年前后開始使用鍥硬鑄鐵，目前已發(fā)展到鍥硬4#,銘含量由2%提高到9%鍥含量由4%提高到6%金相組織中白碳化物由Fe3c型變?yōu)镸7c州，使韌性等力學性能顯著提高，鑄態(tài)厚截面也可獲得馬氏體組織，硬度在 HRC62以上，并具有一 定的韌性，其特點是幾噸重的大型磨輾，可以不經(jīng)熱處理，鑄態(tài)使用，用 于立式磨的磨盤和磨輾。鍥硬鑄鐵的成分性能見表5-1因此，對于磨輾零部件的材料，我們定為鍥硬鑄鐵IV。表5國際饃公司饃硬鑄鐵牌號、成分和性能牌號化學成分(%機械性能CSiMnNiCrMH(T w(M(T b(MA koRCpa)pa)4 30Ni-H3.0.0.3.1.0砂500-6230-328/4ard0-3-3-3-5-.453/61005011#3.0.0.4