【文章內容簡介】 為了筒化計算，主要考慮以下幾種載荷： 1G —— 筒體重量 2G —— 裝球量 3G —— 襯板重量 4G —— 物料 19 重量 P—— 動態(tài)研磨體所產生的力 球磨機運行時，作用于筒體的總載荷 Q 包括兩部分：一部分是球磨機的回轉部分重量 mG ，另一部分是動態(tài)研磨體所產生的力 P。球磨機回轉部分的重量 mG 為： 1 2 3 4G G G G G? ? ? ?m 其中 221 ()4G D D? ??? ? ?［ ］ L ? ? 2 233 . 1 4 3 . 0 7 . 84 1 . 5 0 . 0 3 1 . 5 1 0??? ? ? ? ? ?????? ? 由 知 2 G t??球 由 知 3 ? 物料重量：物料重量約為 2G 的 14%， 42 14% 2G G t? ? ? 動態(tài)研磨體所產生的力 P 為研磨體總重的 倍，即 ? 包括物料在內的動態(tài)研磨體所產生的力為 ?? ? 球磨機運行時的總載荷為 22( 1 . 1 4 ) 2 ( 1 . 1 4 ) c o s ( 1 8 0 )om m pQ G P G p ?? ? ? ? 其中 p? 為 mG 與 兩力的夾角，通常 p? =7186。41 20 0 0 0c os (18 0 ) c os (18 0 7 41 39。) 1p?? ? ? ? ? 所以筒體總載荷為： 22(1 .1 4 ) 2 (1 .1 4 ) ( 1 )mmQ G P G p? ? ? ? ?? 圖 33 筒體受力 圖中 Q力與鉛垂 y 軸的夾角為β， p? 一般在 8186。以下， 根據(jù)上式計算總載荷 Q G P?? 1 2 3 4 21. 16 3G G G G G? ? ? ? ? =++++ = t （二）邊緣傳動時大齒輪的圓周力 筒體臨界轉速 /minr D? 21 4 2 .4 4 2 .4 3 4 .61 .5L Dn ? ? ? 根據(jù)參考資料，角螺旋球磨機的適宜轉速按以下公式計算： D? 將 D= 代入 3 3 .9 3 3 .9 2 7 .7 / m in1 .5nrD? ? ? 磨機需用 功率計算 裝有角螺旋襯板磨機的需用功率可按下面的經驗公式計算 ? 其中： N—— 一噸鋼球所需的功率 千瓦 D—— 磨機的有效內徑 米 將 D= 代入得 7N D k w? ? ? ? 球磨機需要功率： 1 8 .7 5 7 6 .3 5 5 .1 7N k wNG? ? ? ? ?球 邊緣傳動時大齒輪的圓周力 19550cbNP nR? 式中： 1N —— 球磨機所需功率， kw。 n—— 球磨機筒體轉數(shù)， r/min。 bR —— 大齒輪節(jié)圓半徑， m。 22 V—— 大齒輪圓周速度， m/s。 由于還沒進行齒輪設計，假設大齒輪節(jié)圓半徑 ，則 2 7 . 7 3 . 1 4 0 . 9 1 . 3 0 /3 0 3 0bnRv m s? ??? ? ? 所以 19550c bNP nR? 27. 7 kN?? ?? （三）、筒體強度校核 計算作用在筒體的彎矩時，作用力分布如 34圖所示。 圖 34 球磨機筒體作用力的分布 筒體重量、鋼球、襯板重量和物料重量可看作是沿著筒體長度 l 而均勻分布的，其單位載荷為： 1 2 3 41 G G G Gq L? ? ?? 23 4 41 1 . 6 3 2 1 0 3 . 8 8 /3 . 0 10 Nm?? ? ? 物料和動態(tài)研磨體所產生的力 ，也是沿著筒體長度 L 而均勻分布的，單位長度上的分布力為： 4 421 . 1 4 1 . 1 4 1 . 0 2 6 . 3 1 0 2 . 4 4 /3 . 0 10p NmLq ? ? ?? ? ? ? 軸承支反力與彎矩 1 2 3 412 1 .1 42 .0 pG G G GFF ? ? ? ??? = KN 距端點 x 處的彎矩方程： ? ? 21 12 2x x xqqMF? ? ? 令 0xdMdx? 解得 x=1m 將 x=1 代入彎矩方程 2m a x 1 1 3() 2xM F x q q? ? ? ? ? 294 .7 9 1 38 .8 2. 44 274 .1 71KN m? ? ? ? ??? 筒體所受扭矩 5 5 . 1 79 5 5 0 9 5 5 0 1 9 . 0 2 *2 7 . 7R c b N k N mnM P R? ? ? ? ? 24 磨機所受當量扭矩 22m a x ()kM M M??? ? —— 折合系數(shù)，球磨機計算時取 ? =～ 。本設計取 ? = 將 ? 、 maxM 、 kM 代入得 22m a x ()kM M M??? ? ? 22 K N m????? 球磨機的抗彎模量 將球磨機看作受彎曲作用的薄壁圓筒，抗彎模量 W為： 44()4eaeRRW R? ?? 式中 |： eR —— 筒體外半徑， cm； eR = aR —— 筒體內半徑 ,cm aR = 將以 上兩數(shù)代入得 44 44 3() 3 . 1 4 ( 1 . 5 3 1 . 5 ) 214111eaeeRRW c mRR? ? ??? ? ? 球磨機筒體所受彎曲應力 ? W? ?? M—— 磨機筒體所受當量彎矩， N m。 kN m?? W—— 磨機筒體抗彎模量， cm178。,由于人孔和螺栓孔消弱了筒體的截面，故公式中引入消弱系數(shù) . 將以上各量代入 25 2 274780 4 3 . 6 6 /0 . 8 0 . 8 2 1 4 1 1 110M NW cm? ?? ? ?? 磨機筒體的許用應力 []? 磨機筒體在變載荷作用下長期工作，因此，筒體許用應力 []? 按筒體材料的疲勞強度極限 1?? 來確定： 1 [] bKK??? ??? b? —— 筒體材料抗拉強度極限， 對于 Q235 鋼， b? =（ 38～ 47） 10179。（ N/cm178。）。取 b? =4010179。（ N/cm178。） K—— 安全系數(shù) K 大于等于 6，取 K=8， 將以上各量代入得 3 21 0 . 4 0 . 4 4 0 1 0[ ] 2 0 0 0 /8b N c mKK ??? ? ??? ? ? ? 筒體所受應力遠遠小于許用應力。所以滿足強度要求。 筒體徑向剛度計算 筒體的徑向變形量，因為筒體內經 D 比筒體壁厚 ? 大很多，因此，筒體易產生徑向變形，徑向變形超過一定數(shù)值將影響磨機的正常運行。圓柱形殼體一般用 D C?? 來控制， C 為經驗值 ，一般為 150，將 D、 ? 代入得 1500 5 0 1 5 030D? ? ? ? 滿足要求。 26 球磨機筒體設計關鍵數(shù)據(jù)歸納 在本節(jié)要對以上幾節(jié)做一總結，列出本次球磨機筒體設計的關鍵數(shù)據(jù)。 磨礦流程 一段閉式 磨機規(guī)格 162。1500 3000 mm 干式格子型 臨界轉速 r/min 適宜轉速 r/min 磨機功率 kW 鋼球總重 t 填充率 33% 襯板形式 角螺旋襯板 27 4 球磨機傳動設計 減速器的總體設計 擬定傳動方案 球磨機是低速重載機械，工作條件較差，載荷有一定的沖擊，且有粉塵等。與其它傳動方式相比，齒輪傳動有效率高，尺寸小，適應性強等優(yōu)點，所以設計球磨機采用齒輪傳動。設計球磨機工作二十年，每年工作 350 天，每天連續(xù)工作 24h。根據(jù)齒輪傳動的特點，擬定采用兩級傳動，第一級采用閉式斜齒輪傳動，第二級采用半 開式直齒輪傳動，如圖 41所示： 28 圖 41 球磨機運動方案見圖 電機選型 工業(yè)上一般用三相交流電源，無特殊要求，一般采用三相異步交流電機，最常用的的是 Y 系列籠形三相異步交流電機，其效率高、工作的靠、結構筒單、維修方便、價格低， 由上一章的計算知，磨機所需功率為 kW，由此計算電機的輸出功率： wd PP ?? 式中： ? 為從電機到球磨機主軸之間的總效率，即 1 2 3 4 5 6 7 8? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 式中： 1? —— 電機與減速器之間聯(lián)軸器效率，取 ； 2? —— 減速器高速軸軸承效率，取 ； 3? —— 減速器斜齒輪嚙合效率，取 ； 4? —— 減速器低速軸軸承效率，取 ； 5? —— 減速器與小齒輪間聯(lián)軸器效率，其 ； 6? —— 小齒輪軸承效率，取 ； 7? —— 小齒輪與大齒輪嚙合效率。取 ； 8? —— 筒體軸承效率，取 . 將以上各值代入得 1 2 3 4 5 6 7 8? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 29 9 9 7 9 9 9 6 9? ? ? ? ? ? ? ? ? 由效率計算電機的輸出功率 5 5 .1 7 6 2 .90 .8 7 7wd PP kW?? ? ? 根據(jù)電機輸出功率，選擇電機型號 Y315M8 額定功率 75kW, 轉速 740r/min, 傳動裝置的總傳動比及其分配 計算總傳動比，由電機的滿載轉速和球磨機的工作轉數(shù)，計算總傳動比 740 2 6 .7 12 7 .7mwni n? ? ? 分配傳動比 12i ii? 選 1 ? ，則 2 1 2 6 .7 1 7 .8 63 .4ii i? ? ? 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 各軸轉速 n 各軸標號如圖 30 1 740 / m inmn n r?? 121740 2 1 7 .6 / m in3 .4nnri? ? ? 2322 1 7 . 6 2 7 . 6 9 / m in 2 7 . 7 / m in7 . 8 6nn r ri? ? ? ? 各軸功率 球磨機是專用機械，應用電機的輸入功率來計算各軸的輸入功率，電機的額定功率為 75kw，電動機的效率為0 ? ?，所以電動機的輸出功率為 各軸的輸入功率為： please contact Q 3053703061 give you more perfect drawings 各軸輸入轉矩 0019 5 5 0 8 9 5 .3 .ed NmpT n??? 31 1116 8 .6 89 5 5 0 9 5 5 0 8 8 6 .4740PT N mn? ? ? ? ? 2226 5 . 9 59 5 5 0 9 5 5 0 2 8 9 4 . 42 1 7 . 6PT N mn? ? ? ? ? ? 3336 1 . 4 39 5 5 0 9 5 5 0 2 1 1 7 8 . 92 7 . 7PT N mn? ? ? ? ? ? 將以上結果，整理列入下表 項 目 電動機軸 軸 1 軸 2 軸 3 轉速（ r/min） 740 740 功率（ kW） 轉矩（ N m） 傳動比 1 效率 齒輪設計 四個齒輪標號如圖 41 圖 41 32 減速器內斜齒輪設計 斜齒輪傳動比較平穩(wěn)，沖擊、震動、噪聲小，適用于高速重載傳動，所以球磨機傳動裝置高速級選擇斜齒輪傳動。 高速級傳動位于減速器內，屬閉式傳動，所以按齒面接觸疲勞強度計算，然后校核齒根彎曲疲勞強度。 齒輪材料、精度等級、齒數(shù)及螺旋角選擇 小斜齒輪都選擇 40Cr，調質處理， HB=241～ 286 強度極限為 700Mpa,屈服極限為 50Mpa,齒面硬度為 260HBS。大齒輪材料選用 45 號鋼，調質處理， HB=217～ 255，選取硬度為： 225 HBS