【正文】 計算壽命系數(shù) 潤滑油膜影響系數(shù) LVRZ ：按照 smv /? 、硬齒面、 5 級精度，查得： ?LVRZ 。 復合齒形系數(shù) YFS：根據(jù) ??20n? 、 1/mh nap ? 、 ? 、 ? 、 ? 等條件，查得 YFS1=、 YFS2=。 （如下圖 214） Φ 球磨機設計 36 圖 214 相對齒根圓的敏感系數(shù) 尺寸系數(shù) XY 查表得： ?XY （如下圖 215） 圖 215 尺寸系數(shù) 將以上數(shù)據(jù)代入安全系數(shù)的計算公式得： ??????? F XR r e lTr e lTNTFEF YYYYS ?? ? （ 234）
。 （如下圖） 圖 212 抗彎強度計算重合度 將以上數(shù)值代入式 （ 232） 得 ： Φ 球磨機設計 35 2212122211/362/359/359/8200115239mmNmmNYYmmNmmNYYKKKKbmFFSFSFFFSFFVAntF?????????????? ???? ??? 計算安全系數(shù) : FXR relTrelTNTFEF YYYYS ?? ?? （ 233） 上式中：壽命系數(shù) NTY ， 分別根據(jù) 81 ??N 、 92 ??N 查得： ?NTY 、 ?NTY 。 （如下圖 211） 圖 211 接觸強度計算的尺寸系數(shù) 將以上數(shù)值代入安全系數(shù)的計算公式得： 1 . 5 5 1 . 5 9 11l i m211l i m1??????????????HXWL V RNTHHHXWL V RNTHHZZZZSZZZZS????（ 231） Φ 球磨機設計 34 查表，選較高可靠度，取 ?HS ， minHH SS ? ，故安全。并因此查得系數(shù) K1=， K2=。 按 MQ 級質量要求，查得大小齒輪的齒面接觸疲勞極限σ Hlim、齒根彎曲疲勞極限σ Flim及基本值σ FE為：（如 圖 23） 圖 23 齒輪接觸疲勞強度極限 σ Hlim1= 1180N/mm2 σ Hlim2=1200 N/mm2 σ Flim1=360 N/mm2 σ Flim2=370 N/mm2 σ FE1=700 N/mm2 σ FE2=720 N/mm2 ⑵ 初選主要參數(shù) ， 因為是軟齒面齒輪，所以優(yōu)先考慮齒面接觸疲勞 強度。齒輪在裝配好以后，要考慮球磨機的運行環(huán)境，球磨機一般在粉塵比較大的環(huán)境中運行，就要求對齒輪要有一定的防塵措施，這就需要安裝齒輪罩，這中裝置可以有效地對齒輪進行保護和防塵。這樣可以有效地利用材料，節(jié)省材料，提高經濟效益。 ( 4)t f bd d d?? ～ ，則 t =1240mm。 tL — 由主軸承中心至法蘭端面的距離，取 tL = 276 mm 。 1d = 0d +3～ 4cm, 1d — 中空軸的軸肩直徑 ,取 1d = 830 mm 。 已知 D = 2700mm ，則 0 960 1200d ? ～ mm ,取 0d = 1100 mm 。 對于大型球磨機來說，其承受的載荷比較大，采用性能較高的材料， ZG200是比較理想的選著，可以在滿足性能要求的同時，提高經濟效益，對于小型球磨機，承受的載荷較小，用普通的材料可以滿足其要求，所以采用球墨鑄鐵 。 這一問題得到了有效的解決，因為要分別鑄造和加工，造成了對材料和時間的浪費，還要進行安裝，又增加了工作量，并且裝配過程也會產生誤差，有可能會使磨頭受力不均 ， 這也是個很大的缺點 ； 對于端蓋的制造，可以采用焊接的形式，選者能滿足性能要求的鋼板，焊接成 端蓋 ，這種制造工藝比較簡單 ， 同時也節(jié)約了材料，減少了加工程序，也保證了加工質量，避免了鑄造產生的各種不良影響 。 l —— 筒體長度 ,m . 代入公式 5 5 41 4 5 7 . 4 5 1 0 3 . 0 1 2 1 0 0 . 1 4 1 01 0 . 6 8G G Gq l?? ? ? ? ? ?? ? ? 410? /Nm 磨頭的結構設計 磨頭有兩部分組成，端蓋和中空軸 [13]。 N—— 球磨機的功率 ,kW。 ② 焊縫距各種孔邊的最小距離 焊接時不允許通過筒體的開孔，而且焊接的距離要按機械設計手冊上的要求進行，焊接后還要檢查其焊接結果，對有最小距離要求的地方要進行檢驗，不合格要進行檢修。 ⑵ 筒體的有效內徑和有效長度， 由 ① 筒體的有效 內徑 0 2 pDD ??? （ 28） 式中 :D —— 筒體的規(guī)格直徑， m； 0D —— 筒體的有效直徑， m； p? —— 襯板平均厚度 ， m；一般取 p? =； 代入公式 （ 28） ： 2 5D? ? ? 0 ? m ② 筒體的有效長度 0 1 2 3LL ? ? ?? ? ? ? （ 29） 式中 : L —— 筒體的規(guī)定長度 ， m； 0L —— 筒體的有效長度， m； Φ 球磨機設計 20 1? 、 2? 、 3? —— 分別為隔倉板、端蓋襯板、揚料裝置的厚度 ,m；取。 滾筒的基本要求和規(guī)定 ⑴筒體鋼板的厚度和材料選擇 對球磨機筒體的要求是不能更換，而且要長期使用，而且其工作環(huán)境也很苛刻 。本 球 磨機選用的是外蓋式磨門。 ⑴ 磨門 的結構類型 ① 內提式磨門 這種磨門結構可以分為兩大類：一類 是 整體式，磨門與 磨門襯板 被做成 一 個整體 ，這種結構復雜，對材料的要求也比較苛刻，經濟效益不佳，而且還容易折斷 。從長遠來看， 焊聯(lián)接將 會取代以上兩種連接形式，因為這種連接方式具有廣發(fā)的通用性 ， 并且制造方便， 裝配 簡單 。 筒體與端蓋的聯(lián)接形式 筒體與端蓋主要有三種連接形式 ：外接型法蘭聯(lián)接 ： 對于小型球磨機的筒體，其筒體和端蓋才用外法蘭連接，這種結構的特點方便組裝，但是對于筒體的加工比較困難，因為筒體比較大 。 對于體積比較大的筒體，通常采用的是分段式加工，這樣可以方便交工制造和運輸，每段筒體之間采用法蘭連接 [11]。 綜上所述情況，可以用下面的公式近似地計算球磨機所需的功率： GC D? （ 27） 式中 ： N —— 球磨機所需要的功率， kW ； G —— 球磨機裝入介質量， t ； C —— 系數(shù)，如下表所示 ； D —— 球磨機的有效內徑， m Φ 球磨機設計 17 表 21 球磨機填充率 帶入數(shù)據(jù) （ 27）： 0 .7 5 0 .7 5 3 0 9 .9 2 .7 3 6 6 .0N GC D k w? ? ? ? ? ? 球磨機的生產能力 對球磨機功率有影響的主要有以下幾個方面：礦料的種類、 細度 和硬度 ；生產工藝 ；球磨機的性能；研磨體的填充率和級配。 上述結果在此范圍內。當接近研磨體的 脫離角 ? =54176。當研磨體處于極限位置時 [9]，脫離角 ? =0176。 本課題設計的球磨機是大型球磨機，進料粒度應小于 50mm，出料粒度在 之間。球磨機作業(yè) ， 使混合的物料有了充分的接觸，并且使物料混合均勻 。相反的話，球磨機產量低，能量消耗也大。球磨機就在這中連續(xù)不斷的運行中對物料產生破碎。但是在球磨機內部，這種現(xiàn)象是不可避免的。 ⑵ 空載試車 ① 潤滑部位正常無漏油； ② 球磨機主軸承溫度不超過 50℃ ； Φ 球磨機設計 12 ③ 運轉平穩(wěn)無異常聲音； ⑶ 負荷試車 球磨機一切都準備就緒后，就要進行在負載的情況下的試車，按照要求，將球磨機筒體內裝上研磨體和物料，不可裝滿，裝一半為佳，然后啟動球磨機，觀察球磨機是否平穩(wěn)運行，并對傳動部分進行檢查，還要 重點觀察下面的幾個方面，主電機電流在允許范圍內波動；溫度在允許溫升以下；各部潤滑正 常；主軸承溫度釬 60℃ ；各部無漏礦、漏水、漏油現(xiàn)象。 ⑶ 固定襯板的螺栓應密封好，不應出現(xiàn)礦漿泄漏的現(xiàn)象 。 ⑵ 齒輪嚙合接觸斑點，沿齒長不應小于 50%，要向 中部集中 。 ⑶ 齒圈的拼 合間隙應小于 。這樣，筒體與端蓋組裝完畢。主軸承瓦與中空軸裝配應符合設備文件的規(guī)定，無規(guī)定時，應符合下列規(guī)定 ：接觸面上的接觸點數(shù)，在沒 25mm 25mm 面積內不小于 2 點；軸承兩側間隙的總和應為軸頸的 %～ %。對其設計考慮的也是不更換為前提。 在 1 和 3 之間形成一個空間，成品物料會在這個空間里運動，然后從 2 中 排除來。物料 從 1 的孔排出后，落到葉片上，會被葉片帶走 。 綜上所述，本課題采用的是邊緣傳動。這種結構的軸瓦外 形 比較 大 ，比較重，在機械加工時也比較麻煩 。軸承上蓋以鋼板焊接結構。用過的油，由軸瓦下部接 排油管而流入循環(huán)油系統(tǒng)的過濾裝置。為了防止軸瓦從軸承座內滑出， 可以利用圓柱 銷穩(wěn)定在軸承座上 面。 Φ 球磨機設計 7 支持裝置 球磨機的主要支持裝置有兩類，主軸承和滑履軸承 。 端蓋是球磨機不可缺少的部件 。因此，在設計、安裝、 與維護時均須考慮筒體這一特點。 ⑵ 材料 筒體除承受襯板、隔板倉、研磨體和物料的重量外，工作時還受到研磨體的沖擊，運轉起來會產生巨大的轉 矩，所以在筒體上產生的是交變應力。 ⑵ 主軸承采用了大直徑雙列調心棍子軸承，代替原來的滑動軸承，減少了摩擦，降低耗能，磨機容易啟動。 ⑵ 筒體的轉速較低，一般要陪有減速器。 ⑷ 設備本身操作可靠，能夠長時間連續(xù)運轉。 圈流系統(tǒng)的優(yōu)點是可以及時排除細粉，減少過粉磨現(xiàn)象，提高球磨機的產量和生產效率，使礦石成品的粒度均勻 [3]。 開流系統(tǒng)的優(yōu)點是：設備少，投資少，操作簡單 ，工藝流程少。 在合理的情況下選擇好工藝流程會大大提高球磨機的生產效率。 Φ 球磨機設計 3 球磨機的工作特點 在礦建和化工方面，都需要將物料進行破碎后才能使用，例如對一些鐵礦石的提煉，要先將鐵礦石進行破碎、細磨，從中提取純度比較高的鐵。以上三種是按排礦方式進行分類的 [2]。目前國內已不再制造圓錐型球磨機，所以實際上只有一種圓筒形的。 在宏觀上把握好設計的主要設計參數(shù)。 對球磨機球磨介質的深入研究是為了提高球磨機的生產效率，在此基礎上還應該對球磨機的整體設計進行把握。無論鋼球作什么運動，只有鋼球與礦料相接觸才有可能產生破碎行為。 對球磨機整體而言，有個很大的問題就是其工作效率比較低， 其次是研磨體的合理級配也很難達到理論的設計要求，工作效率低 是因為機械設備比較大，比較重，耗能大。 礦石產品的生產中 ， 球磨機主要用來對礦石進行磨碎和制沙作業(yè)，使礦料達到使用的要求，在水泥制造廠 ， 球磨機的用來對物料進行細磨作業(yè)，用以提高物料的混合度，使其混合更加均勻，提高物料的化學反應速度，增進產品的性能，在火電廠，球磨機可以用來對大煤塊進行粗磨，粗磨后的煤 塊可以進行充分的燃燒，這樣就提高了煤的燃燒率，也提高了發(fā)電廠的經濟效益 。 Grinding。球磨機在工業(yè)上應用及發(fā)展中經歷了 如此長的時間而未被淘汰的這個事實就說明它從結構到工作原理基本上是可靠及合理的，性能也是比較好的，雖然它也有些缺 點，但要將它從礦料粉碎中淘汰出去是相當困難的，換 句話說，球磨機在今后相當長的時期內仍將是礦料磨碎作 業(yè)的主要設備，對它的設計過程進行理論上的研究仍是十分有價值的。除文中已經注明引用的內容外，本論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內容。 論 文作者簽名： 年 月 日 河南工程學院畢業(yè)設計原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文，是本人在指導教師指導下，進行研究工作所取得的成果。 論文作者簽名： 年 月 日 河南工程學院 畢業(yè)設計 任務書 題目 球磨機設計 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 學號