【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng)重要。 本文主要研究 的 是球磨機(jī)進(jìn)料裝置 ，并對(duì)其進(jìn)行 優(yōu)化 改進(jìn) 。進(jìn)料裝置是球磨機(jī)中一個(gè)不可缺少的部分， 進(jìn)料部分的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)直接影響著磨機(jī)的生產(chǎn)效率，因此它的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)磨機(jī)整體十分重要。 這里 通過對(duì)磨機(jī)整體的深入理解和探索，總結(jié)出進(jìn)料部分對(duì)整體的影響因素，通過對(duì)以前圖紙的分析和現(xiàn)場(chǎng)的觀察記錄，確定以前磨機(jī)進(jìn)料部分存在的問題。最終結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料和計(jì)算 參數(shù) ，完成磨機(jī)進(jìn)料部分的改進(jìn)設(shè)計(jì)。 磨機(jī) 進(jìn)料部分的改進(jìn)將大大提高進(jìn)料速率，從而提高生產(chǎn)效率。 1 磨機(jī) 概述 2 1 磨機(jī) 概述 粉磨的意義 磨機(jī)是發(fā)電、選礦、化工和建材等許多工業(yè)部門廣泛采用的粉磨機(jī)械。磨機(jī)能粉碎各種硬度的材料，在選礦場(chǎng)中被廣泛的 用來細(xì)磨各種礦石；在發(fā)電廠用來制備煤粉；在水泥廠經(jīng)過破碎的原料 、熟料和其它混 合材 料 都需要在磨機(jī)中進(jìn)行粉碎。歸納起來，粉碎的目的是： 。 保證生料在窯中得到充分的化學(xué)反應(yīng)，使能夠充分完成燃燒，水泥完全水化，產(chǎn)生較高的強(qiáng)度。為此目的，對(duì)水泥生料的細(xì)度應(yīng)控制在 毫米方孔篩的篩余為10%以下，水泥應(yīng)控制在 8%以下，煤粉應(yīng)控制在 14%以下。 。 水泥生料里的石灰石、粘土和鐵粉，水泥中的礦渣、石膏和熟料等經(jīng)過磨機(jī)粉磨以后不但能將其粉碎，還能使之混合均勻，以保證水泥的質(zhì)量。 磨機(jī)的分類及 工作特點(diǎn) 磨機(jī)的種類 由于物料被磨碎的 方式不同 ，是否采用研磨介質(zhì)，磨機(jī)運(yùn)動(dòng)方式以及磨機(jī)結(jié)構(gòu)等不同，粉磨設(shè)備也就 有各種形式，有的彼此差別也很大。 建材工業(yè)中一般能見到的磨機(jī)有球磨機(jī)、棒磨、環(huán)輥磨 （ 中速磨 ） 、自磨磨機(jī) （ 無介質(zhì)磨 ） 等。有時(shí)候生產(chǎn)和科研工作中還使用振動(dòng)磨，氣力磨等超細(xì)磨設(shè)備。 就上述的幾種磨機(jī)設(shè)備歸類如 圖 1。 圖 1 中 a、 b、 c、 d 類磨是靠允許磨介質(zhì)的沖擊和壓研作用磨碎； e 則靠壓研粉碎； f、 g 借錘與料，料與料間撞擊摩擦來粉碎。同時(shí) a、 b、 c 類磨裝有研磨介質(zhì)， d則無研磨介質(zhì)，稱自磨機(jī)。在結(jié)構(gòu)上， a、 b、 c 為圓筒形。 建材工業(yè)中以球磨 （ 包括棒 磨 ） 應(yīng)用最多，最普通、環(huán)輥式中速磨也常用粉碎煤，這兩種磨的歷史較長，其他型式磨機(jī)都是生產(chǎn)中逐步發(fā)展起來的。 1 磨機(jī) 概述 3 圖 1??1 磨機(jī)的分類方式 磨機(jī)工作的特點(diǎn) 在建筑材料、冶金和化工生產(chǎn)中有大量經(jīng)過破碎到一定粒度的物料：如水泥原料里的石灰石、礦渣、石膏等，選礦場(chǎng)里的礦石顆粒，根據(jù)工藝要求，都還要進(jìn)行細(xì)磨作業(yè)。 但是 細(xì)磨作業(yè)的工作量是相當(dāng)大的，這項(xiàng)繁重的工作，目前都是在 磨機(jī)里進(jìn)行的?？墒?磨機(jī)的工作效率 非常 低 （ 15%～ 30%） ，所以耗用的電能比較多， 能量損失嚴(yán)重，碾磨中 金屬的消耗量也比較大。為了降低生產(chǎn)成本，就必須在了解 磨機(jī)這些作業(yè) 特點(diǎn)的前提下，根據(jù)物料的性質(zhì)（硬度、含水分多少），如物料粒度和出磨成品的細(xì)度要求，合理選擇粉磨工藝流程和細(xì)磨設(shè)備。 而且對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行與生產(chǎn)相適應(yīng)的改進(jìn) 。 磨機(jī)粉磨系統(tǒng) 粉磨系統(tǒng)有開流和圈流兩種。 開流在粉磨過程中，物料一次通過磨機(jī)后即為成品；而圈流是物料出磨后經(jīng)過分級(jí)設(shè)備選出成品，而使粗料返回磨內(nèi)再磨。 開流系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：流程簡單，設(shè)備少，投資省，操作簡單；但物料必須達(dá)到產(chǎn)品細(xì)度要 求后才能出磨。因此要求產(chǎn)品較細(xì)時(shí)，以被磨細(xì)的物料將會(huì)產(chǎn)生過粉碎現(xiàn)象，并在磨內(nèi)形成緩沖墊層，妨礙粗料進(jìn)一步磨細(xì)，有時(shí)甚至出現(xiàn)細(xì)粉包球現(xiàn)象，從而降低了粉磨效果，增加了電損耗。采用圈流系統(tǒng)，可以及時(shí)將細(xì)粉排出，消除了過分碎現(xiàn)象，使磨機(jī)產(chǎn)量提高；同時(shí)產(chǎn)品粒度均勻，并且可以用調(diào)節(jié)分級(jí)設(shè)備的方法改變產(chǎn)品細(xì)度。 1 磨機(jī) 概述 4 球磨機(jī) 的 分類及性能 球磨機(jī)的種類 球 磨機(jī)主要的 工作部分是回轉(zhuǎn)圓筒，一般是兩端支 承，一端出料并由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過傳動(dòng)裝置變速后帶動(dòng) ，另一端喂料。筒中裝有球、段、棒等研磨介質(zhì)，與物料一起被回轉(zhuǎn)筒體不斷帶 起拋落沖擊、 研磨將物料磨碎。 球 磨機(jī)具體類型 很多，其差別在于所裝載的研磨介質(zhì)、進(jìn)出料方法、傳動(dòng)與支承方式的不同。各種型式球磨機(jī) ， 現(xiàn)歸納如下： (一 )按所裝研磨介質(zhì)的不同來分 : ： 筒 體內(nèi)裝鋼球或鋼段，這種磨機(jī)使用最普通。 ： 簡體內(nèi)裝鋼棒作為粗磨機(jī)介質(zhì)，這種磨機(jī)產(chǎn)品粒度均勻。 ： 用礫石、卵石、瓷球?yàn)檠心ソ橘|(zhì)，花崗巖、瓷料等襯板，用于生產(chǎn)白色或色彩水泥以及陶瓷工業(yè)用。 (二 )按筒體的形狀分 : ： 筒體長度與直徑之比 L/D?～ （圖 2 中 a、 c） ，一般用于粗磨或一 級(jí)磨。 ： 筒體長度和直徑之比 L/D?(圖 2 中 b、 d)，當(dāng) L/D 之值增加至 3～ 7 則稱為管磨機(jī) ,管磨機(jī) 內(nèi)部分隔為幾個(gè)倉，稱為倉式管磨機(jī)，這種磨機(jī)在水泥廠用的較多。 。筒體仍為圓筒形，兩端蓋成圓錐形，其 L/D=～ ，如 圖 2中（ c） 所示。 圖 2 球磨機(jī)按筒體形狀及卸料方式分類 1 磨機(jī) 概述 5 (三 )按卸料方式分 。 這種磨機(jī)出料口是在磨機(jī)中心軸孔，其中又分為： (1)溢流式中心卸料 ：如圖 2 中 a、 c，這種磨機(jī)在粉磨時(shí)，磨內(nèi)料面必須高出卸料口，而使物料溢流而出，工作時(shí)料球裝的多，磨內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單，而操作不靈活，粉磨過程不宜調(diào)整。 (2)格子式卸料磨機(jī) ：為克服上述缺陷在磨尾裝有格子式提升板以幫助卸料，如圖 2 中 b,這類磨機(jī)在水泥廠最多。 。 這種磨機(jī)的卸料是在筒體的周壁，如圖表 2 中 d，實(shí)際上它相當(dāng)于兩臺(tái)端部周邊卸料磨機(jī)的合體，而使設(shè)備緊湊，材料省，單位動(dòng)力產(chǎn)量高，為新的一種磨機(jī)，多用于有選粉機(jī)的圈流系統(tǒng)。 （ 四 ） 按傳動(dòng)方式分 。由卸料端經(jīng)空心軸直接與減速機(jī)出 軸聯(lián)接，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，傳動(dòng)軸的中心與簡體中心線一致 （圖 ）。 2 邊緣傳動(dòng)磨機(jī)。這種磨機(jī)的傳動(dòng)裝置是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過減速機(jī) 后，傳到與磨機(jī)筒體中心線相平行的傳動(dòng)軸上，在經(jīng)過這根軸上的齒輪帶動(dòng)裝在磨機(jī)筒體上的大齒輪，使磨機(jī)回轉(zhuǎn) （圖 ） 。 。仍屬于邊緣傳動(dòng)磨機(jī)，它是由安裝在筒體上的輪帶與主動(dòng)軸上的拖輪相摩擦而傳動(dòng) (圖 )。 (a)(b) (c) 圖 3 磨機(jī)按傳動(dòng)裝置分類 1 磨機(jī) 概述 6 （ 五 ） 其他分類 其他還可以 按支承 方式分為軸承支承與托 錕 支承，或兩者混合支承等。按工藝和操作又分為干法磨和濕法磨，間歇磨和連續(xù)式磨，其中間歇磨多作為化驗(yàn)室的試驗(yàn)?zāi)?，工業(yè)生產(chǎn)都用大型連續(xù)式磨。 球磨機(jī)的優(yōu) 缺 點(diǎn) 由于球磨機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，所以在許多部門中受到重現(xiàn)，得到了廣泛的應(yīng)用，它的主要特點(diǎn)如下： （一）優(yōu)點(diǎn) ，能連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大，可滿足 較 大規(guī)模生產(chǎn)的需要。 ，可達(dá)到 300以上，并易于調(diào)整產(chǎn)品的細(xì)度。 ，能干法生產(chǎn)，也可濕法生產(chǎn)，還可以把干燥的粉磨工序合并在一起同時(shí)進(jìn) 行。 ，能夠長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 。 ，防止粉塵飛揚(yáng)。 (二 )缺點(diǎn) ： 在生產(chǎn)水泥的過程中，用于粉碎作業(yè)的電量約占全廠的 2/3，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)一噸水泥的耗電量不低于 70 千瓦小時(shí)，但這部分電能的有效利用率卻很低，據(jù)分析，磨機(jī)輸入的功率用于粉碎物料 (做有用功 )的功率消耗只占一小部分，約 5%～7%，而絕大部分電能消耗于其他方面，主要是轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎吐暷芏У簦@是一項(xiàng)很大的浪費(fèi)。 ： 大型磨機(jī)的總重量可大幾百噸以上，這樣一次性投資必 然很大。 ： 由于磨機(jī)筒體轉(zhuǎn)速和很低 (每分鐘 15～ 25 轉(zhuǎn) )，如用普通電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，則需配置昂貴的減速裝置。 ： 研磨體在沖擊和研磨物料的同時(shí)，本身也要受到磨剝 ， 筒體內(nèi)的襯板等零件也被磨剝，因此在整個(gè)水泥生產(chǎn)過程中，粉碎作業(yè) （ 生料制備、磨水泥 ） 所消耗的鐵板量是很多的，據(jù)分析，大約每生產(chǎn)一噸水泥的鋼鐵消耗為 1 公斤左右。 1 磨機(jī) 概述 7 球磨機(jī)的主要構(gòu)造 球磨機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 球磨機(jī)是一種重要的細(xì)磨設(shè)備，這種設(shè)備在水泥工業(yè)中應(yīng)用很廣泛。這種磨機(jī)，由于筒體較長，可使物料在磨機(jī)中被粉磨的時(shí)間 較長，得到成品的細(xì)度和品質(zhì)也較高。 球磨機(jī)的規(guī)格是以筒體的內(nèi)徑和筒體的長度的乘式來表示的，如 ? 13m 磨機(jī)。 如圖 4 中 (a)、 (b)分別是 ? 13m 中心傳動(dòng)中心卸料和邊緣傳動(dòng)中心卸料球磨機(jī)的構(gòu)造圖，這兩種磨機(jī)除傳動(dòng)裝置外，其他部分的構(gòu)造基本相同。 如圖 5 所示是中心傳動(dòng)的球磨機(jī)。出料端蓋與帶有出料孔的傳動(dòng)接管相聯(lián)接。出料端部設(shè)有格子板 、 揚(yáng)料板和出料螺旋。螺旋線的方向與磨機(jī)的轉(zhuǎn)向相同，在傳動(dòng)接管上裝有一個(gè)圓筒篩。篩內(nèi)裝有振打裝 置，防止篩孔堵塞。這些裝置都被密封在出料罩內(nèi)。出料罩上部用管路通 向收塵器， 下部通過成品輸送設(shè)備將物料運(yùn)走。 傳動(dòng)接管的另一端從出料罩伸出來通過齒形聯(lián)軸節(jié)與減速機(jī)出來的低速軸相連接。在傳動(dòng)系統(tǒng)中還設(shè)有慢速驅(qū)動(dòng)裝置，以備檢修時(shí)可用它將筒體上的人孔門隨 時(shí)轉(zhuǎn)到所需要的位置，以及 在 啟動(dòng)磨機(jī)時(shí)應(yīng)用。 1 磨機(jī) 概述 8 圖 4 中心傳動(dòng)和邊緣傳動(dòng)球磨機(jī) （ a） 中心傳動(dòng)磨機(jī)；（ b）邊緣傳動(dòng)磨機(jī) 進(jìn)料部分 回轉(zhuǎn)部分主軸承 出料部分 圖 5 球 磨機(jī)的構(gòu)造 在多倉室的球磨機(jī)內(nèi)，各倉室之間用隔倉板將它 們隔開避免不同規(guī)格的研磨體互相串通。整個(gè)磨機(jī)筒體部分的重量由兩端的主軸承支撐，并在其上轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖 6 是球磨機(jī)筒體的斷面。為了更好地適應(yīng)粉磨工作的需要，各倉室要安裝一定形狀的襯板：一般在一、二倉鋪設(shè)階梯襯板或壓條襯板，后面的細(xì)磨倉鋪設(shè)波形襯板 。 1 磨機(jī) 概述 9 1234 圖 6??1 球磨機(jī)筒體斷面 1－Ⅰ 倉室襯板 ； 2－Ⅱ 倉室襯板 ； 3— Ⅰ、Ⅱ 倉室隔倉板 ； 4－ 揚(yáng)料板 球磨機(jī)的主要部件 （ 一 ） 筒體 磨機(jī)筒體是用鋼板卷制焊接而成的圓筒形薄壁殼體，筒體內(nèi)裝設(shè)有不同形狀的襯板和隔倉板，在筒體本身還開有人孔，以便檢修和裝填研磨體。 筒體是一種承受交變動(dòng)載荷并處于低速而長期運(yùn)轉(zhuǎn)的構(gòu)件，而且又是磨機(jī)的主體。因此在設(shè) 計(jì)中必須考慮它是不是更換零件，即要保證工作中安全可靠，長期使用。 在制造中的關(guān)鍵就是保證筒體的圓度和焊接質(zhì)量。 （ 球磨機(jī)筒體斷面 如 圖 6） 筒體的設(shè)計(jì)原則有： 1． 鋼板材質(zhì)的選擇； 2． 排列筒體鋼板的原則； 3． 對(duì)于直徑比較大的球磨機(jī)筒體，在其中部如有環(huán)向焊縫，可按等強(qiáng)度理論，把中部的鋼板選的適當(dāng)厚些，但筒體 的內(nèi)表面應(yīng)保證光滑。 1 磨機(jī) 概述 10 4． 筒體上固定襯板和隔倉板的螺栓孔應(yīng)根據(jù)襯板尺寸等距離開設(shè)，縱橫成行，以便于加工。 5． 筒體上的人孔應(yīng)開在各倉的中部位置，各倉的人孔還要沿筒體母線對(duì)稱錯(cuò)開，這樣對(duì)調(diào)整倉板位置有較大的余度，對(duì)筒體強(qiáng)度也有好處，也便于裝卸研磨體。 6． 人孔的規(guī)格。人孔也叫磨門，它的作用就是為了使筒體內(nèi)的零件和人能自由進(jìn)出，便于檢修，所以其尺寸不宜太小，但也不宜過大，若人孔開的過大，對(duì)筒體的斷面強(qiáng)度消弱嚴(yán)重。 （ 二 ）襯板 襯板是鋪設(shè)在筒體內(nèi)的一種保護(hù)筒體和起研磨作用的重要輔助部件。 其對(duì)材質(zhì)要求較高，在粗磨倉中要靠研磨體 的沖擊作用，所以要求材料有足夠抗沖擊的韌性，在受到?jīng)_擊后，其表面能夠冷作硬化，變得十分堅(jiān)硬耐磨。在細(xì)磨倉中主要靠研磨體的研磨作用，對(duì)襯板材質(zhì)要求是堅(jiān)硬而耐磨。 襯板表面形狀不同對(duì)研磨體的牽制能力也不一樣，可根據(jù)磨機(jī)特性和粉磨物料粗細(xì)不同選擇襯板的表面形狀。襯板的主要類型 如圖 ： (a)(b)(c)(d)(e)(f) 圖 7 襯板的主要類型 （三）磨頭 磨頭是磨機(jī)主要零件 之一，它承受整個(gè)磨機(jī)的動(dòng)載荷，在使用中要長期安全可靠，所以設(shè)計(jì)應(yīng)考慮為不更換件。 （四）隔倉板 1 磨機(jī) 概述 11 磨機(jī)根據(jù)筒體長度與直徑比值的不同，在筒體內(nèi)用隔板倉分隔成不同數(shù)目的倉室。一般是： L/D〈 為單倉磨 ； L/D=～ 為雙倉磨； L/D〉 為三倉或四倉磨。 隔板倉的主要作用有： 1． 分隔研磨體； 2． 防止大顆粒物料竄向出料端； 3． 控制物料的移動(dòng)速度。 (五 )磨機(jī)的出料裝置 中心傳動(dòng)磨機(jī)的出料端，有以下三種結(jié)構(gòu)形式。 1． 如圖 8 所示的中心傳動(dòng)中心卸料端。它的卸料篦子 1 用螺栓 5 與磨頭 2 連結(jié) 在一起，在卸料篦子與 磨頭之間有 葉板 4，在葉板中間裝有卸料錐 3。物料由卸料篦子 1 的孔排出后，被葉板 4 帶起。當(dāng)物料被帶到上部時(shí)，便由葉板上滑下，經(jīng)卸料錐 3 滑到軸頸內(nèi)的截頭漏斗 6 內(nèi)，最后從中間接管 7 上的橢圓孔落到控制篩 8上。篩 8 用螺釘固定到中間接管 7 的法蘭盤上，隨法蘭盤旋轉(zhuǎn)。 9 為卸料罩子，物料成品由罩子底部卸出，落入運(yùn)輸機(jī)中，沒有通過篩子的粗粒物料，沿篩子滑下來從孔 10 卸出。 圖 8 中心傳動(dòng)中心卸料裝置 2． 圖 9 是一種中心傳動(dòng)邊緣 卸料的裝置。在磨機(jī)端蓋內(nèi)表面和卸料篦板 3 之間，形成一個(gè)環(huán)行空間，在端 蓋壁上等距切割橢圓形孔 2，物料從此孔卸出，落到外罩下部（圖中外罩未畫出）。