【文章內(nèi)容簡介】 板厚度是25mm。由公式： (41)式中：—筒體的有效內(nèi)徑，mm； —筒體壁厚，mm； —筒體每米長的自重，；由于，代入公式(41)得： 所以，可得筒體的重量為：。筒體上每一倉應(yīng)該開設(shè)一個人孔，其作用是檢修和更換磨體內(nèi)的各種易損件；停機(jī)檢查剝殼機(jī)的操作情況等。筒體上的人孔應(yīng)開在各倉的中部位置，這樣便于裝卸研磨體和襯板。但有時由于結(jié)構(gòu)的限制，不便與在筒體中間開設(shè)磨門，也可以在離筒體中間較近的地方開設(shè)磨門。本設(shè)計把磨門放在離進(jìn)料端蓋584mm處，為了使零件和人能自由進(jìn)出筒體，便于檢修并保證筒體強(qiáng)度，故要求筒體人孔尺寸要合適。我選擇開設(shè)的人孔長530mm、寬400mm，人孔的形狀為矩形，并與筒體縱軸線平行，這樣筒體的橫斷面積削弱得很少。人孔的補(bǔ)強(qiáng)措施：一種是用帶法蘭的鑄鋼框式結(jié)構(gòu)鉚固在人孔上，鉚釘孔距人孔較遠(yuǎn)，應(yīng)力集中影響較小。磨門蓋多采用外蓋式。另一種是在人孔處補(bǔ)強(qiáng)一層鋼板，然后一同開設(shè)人孔，適用于內(nèi)提式人孔蓋。本設(shè)計采用的是外蓋式磨門，人孔處補(bǔ)強(qiáng)一層鋼板，和焊接在筒體上的凸臺配合，并采用螺栓連接。磨門是封閉人孔的，要求裝卸方便、固定牢靠。我采用的磨門是外蓋式，其形狀如圖43所示，外蓋式人孔沿周圍的筒體襯板懸出人孔11～12mm，即使磨門蓋板與襯板懸出部分不接觸，對襯板強(qiáng)度也無影響。一般只需拆下磨門就可以檢修和裝卸研磨體，必要時可將人孔周圍襯板拆去。圖43 磨門得結(jié)構(gòu) 磨頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計磨頭由端蓋和中空軸兩部分組成，它是剝殼機(jī)的主要零件之一，承受整個剝殼機(jī)的動載荷，使用中要求長期安全可靠，所以再設(shè)計中應(yīng)該考慮是不更換的零件。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)簡單，安裝較方便，適用于中小型剝殼機(jī)。對于較大直徑的剝殼機(jī)，易產(chǎn)生鑄造缺陷，因磨頭端蓋占有較大的平展面積且又較薄，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渡曲面產(chǎn)生較大的應(yīng)力和組織疏松，這種缺陷有時在切削加工到一定程度才會發(fā)現(xiàn)，造成不應(yīng)有的返工浪費(fèi)，有時這種缺陷處于隱蔽狀態(tài)，不能及時發(fā)現(xiàn)，由于該部位在剝殼機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，承受著交變應(yīng)力，并且有較大的應(yīng)力集中，在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間后便產(chǎn)生斷裂，這時造成的損失就更大；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，加工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題，但在原材料消耗和加工工作量上都比較多，并增加了安裝工作量。目前多采用端蓋和中空軸分成兩部分制造再焊接在一起，焊接端蓋時，～，且焊接端蓋的焊縫不宜與筒體焊縫重合，也要避免與筒體上襯板螺栓孔重合。從“等強(qiáng)度”觀點出發(fā)，端蓋也應(yīng)設(shè)置中部增強(qiáng)板，其厚度在滿足強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)需要的原則下，盡量使端蓋鋼板厚度減小。筒體兩端的法蘭止口圓與磨頭要同心，端蓋與筒體結(jié)合面要精加工，兩端法蘭止口要彼此平行，并與筒體縱向中心線垂直。磨頭和法蘭螺栓孔要精確重合，并有不少于15%的絞孔螺栓起定位作用。螺栓要用一種牌號的鋼制造，螺栓要均勻擰緊，若達(dá)不到上述要求，則在磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中可能發(fā)生螺栓斷裂，引起停車事故。圖44 磨頭的結(jié)構(gòu)形式本設(shè)計選用的是鋼板焊接端蓋，中空軸與端蓋止口圓用螺栓連接。其結(jié)構(gòu)如圖44所示。本設(shè)計的剝殼機(jī)的中空軸采用ZG270～500，而有的剝殼機(jī)因受力較小，考慮到成本和取材容易，也可采用鑄鐵或球墨鑄鐵。其優(yōu)點是機(jī)件制造工藝程序簡單，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。 中空軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中空軸的結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸如圖45所示：圖45 中空軸的結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸—中空軸軸頸部位的直徑，根據(jù)剝殼機(jī)筒體內(nèi)研磨體的最大裝載量來確定必須滿足研磨體不能進(jìn)入中空軸的要求。一般水泥磨=～，取=(～)D(筒體規(guī)格尺寸)；已知，則=450～600mm，取?！锌蛰S軸頸寬，根據(jù)支座反力、主軸承的許用壓力和軸瓦包角，通過計算確定： (42)其中：，一般多取，是為了保持主軸瓦有必要的穩(wěn)定性和油膜的形成。取進(jìn)料中空軸，初定中空軸內(nèi)徑； (43)其中：—中空軸的軸肩直徑，；，取?！芍鬏S承中心至法蘭端面的距離，取 襯板的結(jié)構(gòu)設(shè)計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物料的直接沖擊和研磨，同時也可調(diào)整研磨體的運(yùn)動狀態(tài)。倉里可以裝有提升能力強(qiáng)的襯板，以增強(qiáng)沖擊能量，也可以裝有波紋或平襯板，以增強(qiáng)研磨作用。2. 襯板的材料剝殼機(jī)的襯板大多數(shù)用金屬材料制造，也有用非金屬材料制造。由于各倉內(nèi)研磨體運(yùn)動狀態(tài)不同，為適應(yīng)這種工作狀態(tài)的要求，制造各倉襯板材料就不同。由于設(shè)計的剝殼機(jī)只有一個倉，且主要以粉碎為主，所以我選用高錳鋼()作為襯板的材料。它具有一定的抗沖擊韌性，并且在受到一定的沖擊時，它的表面產(chǎn)生冷作硬化，表面變得堅硬耐磨，一般硬度在，韌性相當(dāng)高，沖擊值可達(dá)到。在使用中，一般壽命在5000～6000h。3. 襯板的種類 襯板的種類按工作表面形狀分類，有以下幾種類型： ① 平襯板 工作表面平整或鑄有花紋的襯板均稱為平襯板。它對研磨體的摩擦力小，研磨體在它上面產(chǎn)生的滑動現(xiàn)象較大，對物料的研磨作用強(qiáng)，通常多與波紋襯板配合用于細(xì)磨倉。 ② 壓條襯板 壓條襯板是由壓條和平襯板組成。壓條上有螺栓，通過壓條將平襯板固定在筒體內(nèi)壁上。壓條高出襯板，可增大對研磨體的提升作用，使研磨體具有較大的沖擊能量。適用于一倉，特別是入磨物料粒度大的一倉。 ③ 階梯襯板 它的工作表面呈一傾角，安裝后出現(xiàn)很多階梯，可以加大對研磨體的推力。對同一層鋼球的提升高度均勻一致，襯板表面磨損均勻，即磨損后表面形狀改變不明顯。適用于管磨機(jī)的一倉。 ④ 波形襯板 使凸棱平緩化就形成了波形襯板。對于一個波節(jié)，上升部分對提升研磨體是很有效的，而下降部分卻有些不利的作用。這種襯板帶球能力較凸襯板顯著減少。實際上可使研磨體產(chǎn)生一些滑動，但能避免將某些研磨體拋起過高的不良現(xiàn)象。這一特點比較適合于棒磨機(jī)，因為在棒倉必須注意防止過大的沖擊力而損傷襯板。 ⑤ 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，開有錐形孔，適用于細(xì)磨倉。⑥ 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。⑦ 凸棱襯板 它是平襯板上鑄成斷面為半圓形 或梯形的凸棱。凸棱的作用與壓條相同，其結(jié)構(gòu)參數(shù)與壓條襯板相仿。由于凸棱和平襯板是一個整體，當(dāng)凸棱磨損后需更換時，平襯板部分也隨之報廢。通過以上分析，由于本設(shè)計的研磨體為鋼棒，所以我選用波形襯板。本設(shè)計采用的襯板有整塊波形襯板和半塊波形襯板，其形狀如下面的圖所示。圖46 波形襯板圖47 半塊波形襯板 、排列及固定確定襯板的規(guī)格時，應(yīng)考慮到便于搬運(yùn)、裝卸和進(jìn)出磨門。近年來，磨機(jī)襯板尺寸已統(tǒng)一，它的寬度為314mm，整塊襯板長度為500mm，半塊襯板長為250mm，襯板的發(fā)展趨勢是規(guī)格愈來愈小，今后可能發(fā)展為現(xiàn)在襯板的一半左右。本設(shè)計選用襯板有整塊和半塊，其尺寸為上面所述的尺寸。襯板厚度選用40mm，襯板重量在600N以下為宜。圖48 襯板鋪設(shè)圖 襯板排列如圖48所示，環(huán)向縫隙不能貫通，要相互交錯，以防止研磨體殘骸及物料對筒體的沖刷作用。為此襯板分為整塊和半塊兩種?？紤]到襯板的整形誤差，襯板四周都應(yīng)留間隙，本設(shè)計襯板四周間隙取為5mm。 (44)其中：—筒體內(nèi)壁的展開的長度，； —筒體內(nèi)徑，；塊 (45)塊 (46)襯板的固定有用螺栓連接和鑲砌兩種方式，粗磨襯板一般用螺栓固定。螺栓有圓頭、方頭和橢圓頭多種。安裝襯板時，要使襯板緊緊貼在筒體內(nèi)壁上，不得有空隙存在。為了防止料漿或料粉進(jìn)入沖刷筒體，應(yīng)在襯板與筒體間裝設(shè)有襯墊，為了防止料漿順螺栓孔流出，配有帶錐形面的墊圈。本設(shè)計采用螺栓連接，其形狀如圖49所示：圖49 金屬襯板的固定方式 筒體上卸料孔的設(shè)計由于本設(shè)計采用的是邊緣卸料，需要在襯板和筒體上開設(shè)孔來卸料。設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)在保證筒體和襯板有足夠的機(jī)械強(qiáng)度條件下，應(yīng)盡可能多開些孔。干法磨的通孔率不小于7%～9%。本設(shè)計開孔如圖410所示，其長為200mm，寬為35mm，由于襯板環(huán)向有14塊，一個襯板上可以開出兩個孔，所以可以開28個孔。圖410 卸料孔 (47)式中：—筒體規(guī)格的半徑，； —剝殼機(jī)的通孔率，； 通過以上計算，剝殼機(jī)的通孔率滿足干法磨的通孔率不小于7%～9%的要求，即在筒體上開設(shè)28個孔滿足要求，而且對筒體削弱也很小。 磨尾的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1. 磨尾法蘭的設(shè)計由于本設(shè)計采用的周邊卸料，不需要在磨尾出料，所以磨尾用一個法蘭來和筒體連接，就可以達(dá)到要求。由公式： (48) 其中：—法蘭外徑，；由48可得：通過以上計算，可取。法蘭厚度，一般不應(yīng)小于端蓋法蘭部位的厚度。螺栓孔直徑，由螺栓直徑?jīng)Q定，應(yīng)使通過以上計算，可取。 (49)其中：—螺栓分布圓直徑，；由公式49可得：，通過以上計算，可取。本設(shè)計的法蘭材料采用ZG270～500，對本設(shè)計其強(qiáng)度及其壽命能夠達(dá)到所需要的要求。通過以上計算可以得到法蘭的形狀和尺寸如下圖411所示，它通過螺栓與筒體上的法蘭連接，螺栓連接固定的優(yōu)點是抗沖擊，耐振動，比較可靠。但要求磨尾法蘭與筒體法蘭螺栓孔要精確重合，并有不少于的絞孔螺栓起定位作用。螺栓要用一種牌號的鋼制造，螺栓要均勻擰緊，若達(dá)不到要求，則在剝殼機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中可能發(fā)生螺栓斷裂，引起事故。圖411 法蘭的結(jié)構(gòu)形式 2. 磨尾軸的設(shè)計 本設(shè)計采用中心傳動周邊卸料，直接通過軸和磨尾法蘭通過螺栓進(jìn)行連接。進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計算時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取許用應(yīng)力。對于本設(shè)計的軸只承受扭矩，即該軸為傳動軸，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算這種方法是只按軸所受的扭矩來計算軸的強(qiáng)度；如果還受有不大的彎矩時，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常用這種方法初步估算軸徑。軸的扭轉(zhuǎn)條件為： (410)式中：—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，； —軸所受的扭矩，； —軸的抗扭截面系數(shù)，； —軸的轉(zhuǎn)速，；—軸傳遞的功率，； —計算截面處軸的直徑，； —許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，；表41 軸常用幾種材料的及值軸的材料Q235A、20Q27354540Cr15～2520～3525～4535～55149～126135～112126～103112～97由上式可得軸的直徑： (411)式中，由于軸采用45鋼，查表41得：=126；傳到此處的功率為：傳到此處的轉(zhuǎn)速，把以上數(shù)值代入411可得：應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱。對于軸徑的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大。對于軸徑的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大。然后將軸徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)軸徑。應(yīng)當(dāng)注意，這樣求出來的直徑，只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑。通過以上的計算，取軸徑，能夠滿足以上扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求。然后根據(jù)所計算的尺寸畫出結(jié)構(gòu)圖如圖412所示。圖412 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計磨尾軸通過一個墊板與磨尾法蘭用螺栓連接，墊板應(yīng)該根據(jù)軸的尺寸進(jìn)行設(shè)計。由于墊板只是為了便于定位，可以用薄鋼板，其結(jié)構(gòu)如圖413所示。圖413 墊板的結(jié)構(gòu)設(shè)計 支承裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計剝殼機(jī)的支撐裝置要承受整個回轉(zhuǎn)部分、研磨體和物料在運(yùn)動中或靜止?fàn)顟B(tài)時的載荷。剝殼機(jī)的軸承是決定安全生產(chǎn)、維護(hù)簡便和節(jié)省能量的主要部分之一。磨機(jī)的支承裝置可分為下述形式：主軸承主軸承支承、滑履支撐和托輪支承。一般磨機(jī)主軸承支承有滾動軸承和滑動軸承兩種。滾動軸承應(yīng)用于小型磨機(jī)上是可以的，而大型磨機(jī)不采用滾動軸承的原因是其單件加工費(fèi)用高，與軸承配合部分加工精度要求高，滾動軸承的安裝維修較困難，并且滾動軸承的使用壽命有限，且要求有過濾和冷卻用的循環(huán)供油系統(tǒng)。因此，一般較大的磨機(jī)不采用這種軸承而采用滑動軸承。綜上所述，本設(shè)計的剝殼機(jī)采用一端主軸承支承，主軸承采用滑動軸承，這樣可以使與其配合部分加工精度要求不高，而且還可以自動調(diào)心；另一端采用托輪支承，托輪軸承采用有調(diào)心作用的，當(dāng)筒體彎曲變形時，可以自動進(jìn)行調(diào)節(jié)。 主軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計1. 主軸承的結(jié)構(gòu)總述⑴ 剝殼機(jī)主軸承的結(jié)構(gòu)特點一是主軸承尺寸大、重量重、承受重載。剝殼機(jī)是以中空軸支承于主軸承上，由于物料是由中空軸內(nèi)出入剝殼機(jī)，所以中空軸的外徑和主軸承軸瓦直徑都比較大。二是采用自位調(diào)心球軸承，以保證剝殼機(jī)的直線度。主軸承是由軸瓦、軸承底座、軸承蓋、潤滑和冷卻系統(tǒng)所組成。軸瓦底座面呈球面形，裝在軸承底座的凹球面上。瓦襯一般多用鉛基和錫基軸承合金(巴氏合金)澆注而成。主軸承分固定式和活動式兩種形式?；顒邮街鬏S承只適用于剝殼機(jī)進(jìn)料端。由于本設(shè)計只有進(jìn)料端采用主軸承，所以主軸承采用活動式。⑵ 主軸承的結(jié)構(gòu)要求剝殼機(jī)主軸承是一個重要的部件，設(shè)計時應(yīng)充分考慮如何減少發(fā)熱，降低摩擦損耗。軸承發(fā)熱的主要原因是筒體內(nèi)的溫度經(jīng)中空軸傳給軸承襯，或者由于冷卻潤滑裝裝置失靈以及軸承密封不好使灰塵和磨蝕物料進(jìn)入；有時由于中空軸凸肩與軸瓦一個端面之間產(chǎn)生摩擦，其原因是由于剝殼機(jī)工作時發(fā)熱，導(dǎo)致筒體延長造成的。為避免后一種情況產(chǎn)生，在設(shè)計中空軸軸頸寬度等于軸瓦寬度，另一端中空軸的軸頸寬度稍大于軸瓦的寬度。這樣當(dāng)筒體熱伸長后，中空軸頸的凸肩不致碰觸軸瓦。 2. 殼體和底座的設(shè)