【正文】 料重量選取軸承個數(shù)，進一步確定軸承類型，從而達到最好的支承狀態(tài)，使磨機工作效率提高。本設(shè)計具有很大的實用價值。因為采用了較多新的結(jié)構(gòu)，大大降低了制造和維護的費用，減少了機器調(diào)整的次數(shù)，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性,降低了生產(chǎn)成本，改善了產(chǎn)品性能，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益. 球磨機的設(shè)計首先是要制定總體方案，總體方案的制定與否將決定球磨機能否達到“好用”、“好造”、“好修”的要求，為了總體方案的制定合理在設(shè)計中密切地聯(lián)系實際，全面地了解被加工零件的加工情況和影響制定方案的各種因素。具體要做到工藝過程的加工精度的要求，設(shè)計的球磨機的中心傳動部分是否合理直接影響到球磨機的性能，再加上球磨機的工作環(huán)境的特殊性，滑履軸承為鑄件，在精加工后得到成品；要保證滑履軸承的精度能夠達到8級精度，；減速機、聯(lián)軸器等的選擇必須要載荷大，耐腐蝕等。這些主要用來確定球磨機的傳動裝置的選擇與設(shè)計。 第1章 粉磨工藝系統(tǒng) 粉磨 粉碎的意義及分類用機械方法或非機械方法克服固體物料內(nèi)部的內(nèi)聚力而將其分裂的過程稱為粉碎。粉碎包括破碎和粉磨，大塊物料破碎成小塊物料稱為破碎：小塊物料磨成細(xì)粉稱為粉磨。相應(yīng)地完成這些作業(yè)的機械，稱為破碎機械和粉磨機械，或統(tǒng)稱為粉碎機械。粉碎作業(yè)的分類見表11。 表11 粉碎作業(yè)的分類粉 碎破 碎破 碎 碎至100mm中 碎 碎至100～30mm細(xì) 碎 碎至30～3mm物料經(jīng)粉碎后，比表面積增加，可提高化學(xué)反應(yīng)速度和物理作用效果；幾種不同固體物料的混合，在細(xì)粉狀態(tài)下易達到均勻的效果；物料經(jīng)粉碎后，便于干燥、傳熱、貯存和運輸；物料經(jīng)粉碎后，還可用于材料科學(xué)，環(huán)境保護和選礦等部門。在建筑材料生產(chǎn)中，粉磨作業(yè)是很重要的過程。粉磨作業(yè)的情況直接關(guān)系著產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成本。 粉碎比是指粉碎前后物料的平均粒徑之比。它表示物料粒徑在粉碎過程中的縮小程度，是評價粉碎過程的技術(shù)指標(biāo)之一。對破碎而言，稱為破碎比，它是確定破碎系統(tǒng)和設(shè)備選型的重要依據(jù)。由于各種粉碎設(shè)備的粉碎比各有一定的范圍，若要求物料的粉碎比較大，一臺粉碎機難以滿足要求時，就要用幾臺粉碎機串聯(lián)粉碎，這種粉碎過程稱為多級粉碎。第一級的進料平均粒徑與最后一級的出料平均粒徑之比稱為總破碎比。等于各級破碎比的乘積,由[5] =… (11)粉碎過程中，各種粒徑的物料組成了混合體，這種混合體稱為顆粒群。顆粒群的平均粒徑，通常用質(zhì)量平均法測算。步驟如下：首先，取有代表性的試樣，用套篩以篩分法把物料分成若干粒級，并用以下方法分別求出各粒級物料的平均粒徑；設(shè)相鄰兩級篩子的孔徑為 (大孔篩)和（小孔篩）,則該兩級篩之間顆粒群（既小于且大于的顆粒群）可用算術(shù)平均粒徑表示為=( + )/2,得到、。其次，分別稱出物料的質(zhì)量，得到、。最后，求出顆粒群的平均粒徑。由[5] （12）篩分所得的粒度級數(shù)越多，算得的顆粒群平均粒徑越準(zhǔn)確。易碎性是表示物料被破碎難易程度的特性。它與其強度、硬度、密度、結(jié)構(gòu)均勻性、含水率、粘性、裂痕、表面形狀等有關(guān)。易碎性通常用易碎性系數(shù)表示，又稱相對易碎性系數(shù)。某物料的易碎性系數(shù)是指用同一臺粉碎機械在同一物料尺寸變化條件下，粉碎標(biāo)準(zhǔn)物料的單位產(chǎn)品電耗與粉碎該物料的單位產(chǎn)品電耗之比，由公式 （13）水泥工業(yè)一般以中等易碎的回轉(zhuǎn)窯熟料作為標(biāo)準(zhǔn)易碎性物料，并令其易碎性系數(shù)為1。易碎性系數(shù)大的物料易于粉碎。易磨性是表示物料本身被粉磨難易程度的特性。它與物料的種類和性能有關(guān)。礦渣比熟料難磨、熟料比石灰石難磨，是由它們的種類不同；種類相同時，脆性大的物料比脆性小的易磨，因此。水淬快冷礦渣比自然慢冷礦渣易磨，高飽和比熟料比低飽和比熟料易磨、地質(zhì)年代短的石灰石比地質(zhì)年代長的石灰石易磨。國家標(biāo)準(zhǔn)GB996488《水泥原料易磨性試驗方法》規(guī)定了球磨機易磨性的試驗方法。該法原理：物料經(jīng)規(guī)定的球磨機研磨至平衡狀態(tài)后，以磨機每轉(zhuǎn)生成的成品量計算粉磨功指數(shù)，此指數(shù)定量地表明物料粉磨的難易程度。輥式磨易磨性一般用小型試驗?zāi)ミM行。按一定粉磨流程配量的主機及輔機組成的系統(tǒng)稱作粉磨系統(tǒng)。粉磨系統(tǒng)可根據(jù)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護等因素，通過比較選擇適當(dāng)?shù)姆勰ハ到y(tǒng)。水泥廠的粉磨作業(yè)有生料、水泥和煤粉三部分。在粉磨過程中，物料一次通過磨機后即為成品的流程為開路流程，如圖11所示。其優(yōu)點是：流程簡單，設(shè)備少，投資省，操作簡便。其缺點是：由于物料全部到達細(xì)度要求后才能出磨，已被磨好的物料會出現(xiàn)過粉磨現(xiàn)象，并形成緩沖大墊層，妨礙粗料進一步磨細(xì)，有時甚至出現(xiàn)細(xì)粉包球現(xiàn)象，從而降低了粉磨效率，增加了電耗。 圖12 粉磨系統(tǒng)流程物料出磨后經(jīng)過分級設(shè)備選出成品，合格的細(xì)粉為成品，而使粗粒返回磨內(nèi)再粉磨的流程為圈路流程如圖12。其優(yōu)點是：可以及時將細(xì)粉排出、減少了過粉現(xiàn)象，使磨機產(chǎn)量提高，同時產(chǎn)品粒度均勻，并且可以用調(diào)節(jié)分級設(shè)備的方法改變的粒度。其缺點是：圈路流程復(fù)雜、設(shè)備多、投資大、廠房高、操作麻煩、維修工作量大。第2章 球磨機的總體設(shè)計 球磨機的工作原理球磨機的主要工作部分是一個裝在兩個大型軸承上水平放置的回轉(zhuǎn)筒體，筒體用隔倉板分為幾個倉室，在各倉內(nèi)裝有一定形狀和大小的研磨體。研磨體一般為鋼球、鋼段、鋼棒、卵石、礫石和瓷球等。為了防止筒體被磨損，在筒體內(nèi)壁裝有襯板。當(dāng)磨機回轉(zhuǎn)時，研磨體在離心力和與筒體內(nèi)壁的襯板面產(chǎn)生的摩擦力的作用下，貼附在筒體內(nèi)壁的襯板面上，隨筒體一起回轉(zhuǎn)，并被帶到一定高度，在重力作用下自由下落，下落時研磨體像拋射體一樣，沖擊底部的物料把物料擊碎。研磨體上升、下落的循環(huán)運動是周而復(fù)始的。此外，在磨機回轉(zhuǎn)的過程中，研磨體還產(chǎn)生滑動和滾動，因而研磨體、襯板與物料之間發(fā)生研磨作用，使物料磨細(xì)。由于進料端不斷喂入新物料，使進料與出料端物料之間存在著能強制物料流動，并且研磨體下落時沖擊物料產(chǎn)生軸向推力迫使物料流動，另磨內(nèi)氣流運動也幫助物料流動。因此，磨機筒體雖然是水平放置，但物料卻可以由進料端緩慢流向出料端，完成粉磨作業(yè)。 球磨機的主要參數(shù)計算 球磨機的臨界轉(zhuǎn)速當(dāng)磨機筒體的轉(zhuǎn)速達到摸某一數(shù)值時，研磨體產(chǎn)生的離心力等于它本身的重力，因而使研磨體升至脫離角=0176。，即研磨體將緊貼附在筒體上，隨筒體一起回轉(zhuǎn)而不會降落下來，這個轉(zhuǎn)速就稱為臨界轉(zhuǎn)速。當(dāng)研磨體處于極限位置時，脫離角=0176。，將此值代入研磨體運動基本方程式，可得臨界轉(zhuǎn)速,由[11] （21）式中：——臨界轉(zhuǎn)速，r/min；——筒體有效半徑，m； ——磨機筒體有效直徑, m。代入公式 以上公式是在幾個假定的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的，事實上，研磨體與研磨體、研磨與筒體之間是存在相對滑動的，而且物料對研磨體也是有影響的。因此，實際的臨界轉(zhuǎn)速比計算的理論轉(zhuǎn)速要高，且與磨機結(jié)構(gòu)、襯板形狀、研磨體填充率等相關(guān)因素有關(guān)。 球磨機的理論適宜轉(zhuǎn)速使研磨體產(chǎn)生最大粉碎功時的筒體轉(zhuǎn)速稱作球磨機的理論適宜轉(zhuǎn)速。當(dāng)靠近筒壁的最外層研磨體的的脫離角=54176。44′時,研磨體具有最大的降落高度,對物料產(chǎn)生粉碎功最大。將=54176。44′代入式cos≥，可得理論適宜轉(zhuǎn)速,由 （22）代入公式（22） r/min球磨機的理論適宜轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速之比，簡稱為轉(zhuǎn)速比,由 （23） 上式說明理論適宜轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的76%。一般磨機的實際轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的70～80% 磨機的實際工作轉(zhuǎn)速 磨機理論適宜轉(zhuǎn)速是根據(jù)最外層研磨體能夠產(chǎn)生最大粉碎功觀點推導(dǎo)出來的。這個觀點沒有考慮到研磨體隨筒體內(nèi)壁上升過程中，部分研磨體有下滑和滾動現(xiàn)象。根據(jù)水泥生產(chǎn)中磨機運轉(zhuǎn)的經(jīng)驗及相關(guān)統(tǒng)計資料來確定磨機的實際工作轉(zhuǎn)速。下面幾個經(jīng)驗公式是對干法磨機的實際工作轉(zhuǎn)速的確定方法,由[11]當(dāng)m時 （24）≤ （25） 當(dāng)≤ +() （26）式中: ——磨機的實際工作轉(zhuǎn)速，r/min；——磨機的有效內(nèi)徑，m；——磨機規(guī)格直徑，m。磨機的實際轉(zhuǎn)速為 r/min 磨機的功率影響磨機需用功率的因素很多，如磨機的直徑、長度、轉(zhuǎn)速、裝載量、填充率、內(nèi)部裝置、粉磨方式以及傳動形式等。計算功率的方法也很多，常用的計算磨機需用功率的計算式有以下三種,由[5] （27） (28) （29）式中: ——磨機需用功率，kW；——磨機有效容積，m；——磨機有效內(nèi)徑，m；——磨機的適宜轉(zhuǎn)速，r/min；——研磨體裝載量， t；——磨機填充率（以小數(shù)表示）。選用公式（37）計算：KW 磨機配套電動機功率計算N==式中: ——與磨機結(jié)構(gòu)、傳動效率有關(guān)的系數(shù)，見表21；——電動機儲備系數(shù)，～。表21 與磨機結(jié)構(gòu)、傳動效率有關(guān)的系數(shù)磨機形式干法磨中卸磨邊緣傳動中心傳動（2）中心傳動磨機中心傳動分單傳動和雙傳動兩種，見下圖；在中心傳動中，如采用低轉(zhuǎn)速電動機，在電動機與減速機之間必須用離合器連接，否則就要用高轉(zhuǎn)矩電動機。根據(jù)以上論證，此磨機設(shè)計采用中心單傳動方式。 圖21 中心單傳動 1主電動機 2聯(lián)軸器 3輔助電動機 4主減速器 5法蘭 6磨機筒體 磨機的生產(chǎn)能力磨機小時生產(chǎn)能力的計算影響磨機需用功率的因素很多，主要有以下幾個方面：粉磨物料的種類、物理性質(zhì)和產(chǎn)品細(xì)度；生產(chǎn)方法和流程；磨機及主要部件的性能；研磨體的填充率和級配；磨機的操作等。常用磨機生產(chǎn)能力經(jīng)驗計算式為, Q=Nqη/1000 （210）式中:——磨機生產(chǎn)能力，t/h；——磨機所需功率，kg/kW；——單位功率生產(chǎn)能力，kg/kW；——流程系數(shù)，；～。代入公式 = t/h將一起考慮，干法開路長磨粉磨系統(tǒng)，值為55～60。 球磨機的年生產(chǎn)能力,=8760 （211）式中:——磨機的年生產(chǎn)能力，；——磨機臺時生產(chǎn)能力，；——磨機的年利用率，生料開路磨80%，生料閉路磨78%，水泥開路磨85%,水泥閉路磨82%。所有系統(tǒng)的年利用率不得低于70%。代入公式 =8760=876080%= 10洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第3章 滑瓦設(shè)計計算 概述取消中空軸以后，磨機兩端的支撐距離縮短與傳統(tǒng)的邊緣傳動主軸承支承球磨機相比，雙滑履中心傳動球磨機有諸多有點，現(xiàn)簡述如下：（1） 取消了受力復(fù)雜、應(yīng)力集中過大的中空軸、端蓋和中空軸連接螺栓，毅結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)力集中不大的鋼板焊接滾圓作為磨機的磨頭，使得設(shè)備更加可靠。（2） 由于采用鋼板焊接滾圓。取消了鑄造較困難的大重量的鑄造滾圓，使得滾圓制造簡單化，少出廢品。（3） 由于采用滑履軸承，大直徑的滾圓與托瓦形成摩擦副，滾圓的線速度高于中空軸的線速度，比較易于實現(xiàn)流動方式潤滑，對于潤滑油膜的形成較為有利。（4） ，筒體彎曲應(yīng)力減小，筒體鋼板厚度可適當(dāng)減薄，幾項綜合，磨機的總重減小。（5） 對于烘干兼粉磨的磨機。由于取消了中空軸，進料口的橫斷面加大，減小了通風(fēng)阻力。（6） 中心傳動裝置傳遞效率高，而且制造相對簡單。綜上所述，本次設(shè)計采用雙滑履中心傳動形式。 滑履載荷的計算：一部分是磨機回轉(zhuǎn)部分的重力，另一部分是動態(tài)研磨體（包括物料）所產(chǎn)生的力。①.筒體質(zhì)量的計算因筒體是由鋼板卷制焊接而成的,要求可焊性較好,所以選16mn作為筒體材料,為防止筒體徑向變形,筒體的厚度應(yīng)合理選擇,對于圓柱形筒體由經(jīng)驗公式： （31）得 δD/C=2400/150=16因此取δ=20 mm 所以筒體材料的體積為： （32）V=179。質(zhì)量為：M=Ρv=1000= （33）②.襯板的質(zhì)量：V=2=211=179。 （34）在粉碎倉內(nèi),研磨體以沖擊作用為主,因此要求襯板具有抗沖擊。襯板質(zhì)量為：M=Ρv=1000= （35）③.兩端蓋的質(zhì)量： ~。取端蓋厚前兩端蓋的總重量為： （36）因為在此忽略了中空軸,隔倉板和螺栓的質(zhì)量,應(yīng)適當(dāng)擴大 ?。?）動態(tài)研磨體所產(chǎn)生的力為P：磨機內(nèi)研磨體在拋磨狀態(tài)逆轉(zhuǎn)時,研磨體所產(chǎn)生的力主要有，瀉磨部分面積的重量及部分的離心力和拋磨部分面積的沖擊等三部分,一般情況下,動態(tài)研磨體由上述三部分所產(chǎn)生的合力,只靜態(tài)研磨體的自重大 即 （37）（3）粉磨物料的重力粉磨時粉研磨體和物料是一體的這部分物料重力約為研磨體