【文章內(nèi)容簡介】 12 粉磨系統(tǒng)流程 開路流程及其特點 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(jī)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。 6 第 2 章 球磨機(jī)的總體設(shè)計 球磨機(jī)的工作原理 球磨機(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)料端不斷喂入新物料，使進(jìn)料與出料端物料之間存在著能強(qiáng)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(jī)筒體雖然是水平放置，但物料卻可以由進(jìn)料端緩慢流向出料端，完成粉磨作業(yè)。 球磨機(jī)的主要參數(shù)計算 球磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速 0n 當(dāng)磨機(jī)筒體的轉(zhuǎn)速達(dá)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] 0 030 RD?? （ 21） 式中： 0n —— 臨界轉(zhuǎn)速， r/min； R —— 筒體有效半徑， m； 7 0D —— 磨機(jī)筒體有效直徑 , m。 代入公式 00???? DRn 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(jī)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(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速 n 使研磨體產(chǎn)生最大粉碎功時的筒體轉(zhuǎn)速稱作球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速n 。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? ≥9002Rn ，可得理論適宜轉(zhuǎn)速 ,由 0 DRn ?? （ 22） 代入公式（ 22） 0 ??? Dnr/min 轉(zhuǎn)速比 ? 球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速之比，簡稱為轉(zhuǎn)速比 ,由 000???DDnn? （ 23） 上式說明理論適宜轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的 76%。一般磨機(jī)的實際轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的 70～ 80% 8 磨機(jī)的實際工作轉(zhuǎn)速 磨機(jī)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(jī)運轉(zhuǎn)的經(jīng)驗及相關(guān)統(tǒng)計資料來確定磨機(jī)的實際工作轉(zhuǎn)速。下面幾個經(jīng)驗公式是對干法磨機(jī)的實際工作轉(zhuǎn)速的確定方法 ,由 [11]當(dāng) ?D m 時 03 2 .2 0 .2gnDD?? （ 24） 當(dāng) D ≤ 時 0 ? （ 25） 當(dāng) D ≤ 0 ? +() （ 26） 式中 : gn —— 磨機(jī)的實際工作轉(zhuǎn)速， r/min； 0D —— 磨機(jī)的有效內(nèi)徑， m； D —— 磨機(jī)規(guī)格直徑， m。 磨機(jī)的實際轉(zhuǎn)速為 ????? ?nn g r/min 磨機(jī)的功率 影響磨機(jī)需用功率的因素很多，如磨機(jī)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(jī)需用功率的計算式有以下三種 ,由 [5] 0 .8000 .2 ( )GN V D n V? （ 27） D n??? (28) 000. 18 4 6. 16 5. 75N V D n ????（） （ 29） 式中 : 0N —— 磨機(jī)需用功率， kW； V —— 磨機(jī)有效容積， m3 ； 0D —— 磨機(jī)有效內(nèi)徑， m； 9 n —— 磨機(jī)的適宜轉(zhuǎn)速， r/min； G—— 研 磨體裝載量， t； ?—— 磨機(jī)填充率（以小數(shù)表示）。 選用公式（ 37）計算： ???????? VGnVDN KW 磨機(jī)配套電動機(jī)功率計算 NQ == 式中 : 1K —— 與磨機(jī)結(jié)構(gòu)、傳動效率有關(guān)的系數(shù)，見表 21； 2K —— 電動機(jī)儲備系數(shù)，在 ～ 間選取。 表 21 與磨機(jī)結(jié)構(gòu)、傳動效率有關(guān)的系數(shù) 1K 磨機(jī)形式 干法磨 中卸磨 邊緣傳動 中心傳動 （ 2）中心傳動 磨機(jī)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(jī)，在電動機(jī)與減速機(jī)之間必須用離合器連接，否則就要用高轉(zhuǎn)矩電動機(jī)。根據(jù)以上論證，此磨機(jī)設(shè)計采用中心單傳動方式。 圖2. 中心 單傳動1主 電動機(jī)；2 聯(lián) 軸器；3 輔助電動機(jī)；4 主 減速機(jī)；5 聯(lián)軸器；6 磨 機(jī)筒體 圖 21 中心單傳動 1主電動機(jī) 2聯(lián)軸器 3輔助電動機(jī) 4主 減速器 5法蘭 6磨機(jī)筒體 10 磨機(jī)的生產(chǎn)能力 磨機(jī)小時生產(chǎn)能力的計算 影響磨機(jī)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(jī)及主要部件的性能；研磨體的填充率和級配；磨機(jī)的操作等。常用磨機(jī)生產(chǎn)能力經(jīng)驗計算式為 , 10000 ?qNQ? Q=N0 qη /1000 （ 210） 式中 :Q—— 磨機(jī)生產(chǎn)能力， t/h； 0N —— 磨機(jī)所需功率， kg/kW； q—— 單位功率生產(chǎn)能力， kg/kW； ?—— 流程系數(shù)，開路取 ；閉路 ～ 。 代入公式 10000 ?qNQ? 476 551000?? = t/h 將 ?q 一起考慮，干法開路長磨粉磨系 統(tǒng)， ?q 值為 55～ 60。 球磨機(jī)的年生產(chǎn)能力 , nQ =8760 n? Q （ 211） 式中 : nQ —— 磨機(jī)的年生產(chǎn)能力， yt/ ； Q —— 磨機(jī)臺時生 產(chǎn)能力， ht/ ； n? —— 磨機(jī)的年利用率，生料開路磨 n? 80%，生料閉路磨n? 78%，水泥開路磨 n? 85%,水泥閉路磨 n? 82%。所有系統(tǒng)的年利用率 n? 不得低于 70%。 代入公式 nQ =8760 n? Q =8760 80% = 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第 3 章 滑瓦 設(shè)計計算 概述 取消中空軸以后，磨機(jī)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(jī)相比，雙滑履中心傳動球磨機(jī)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(jī)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(jī)的總重減小。 （ 5） 對于烘干兼粉磨的磨機(jī)。由于取消了中空軸，進(jìn)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(jī)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： / ( 1 5 0 )D C o C o M P a? ?? （ 31） 得 δ D/C=2400/150=16 因此 取δ =20 mm 所以筒體材料的體積為： （ 32） 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 V=179。 質(zhì)量為： M=Ρ v=1000 = （ 33） ② .襯板的質(zhì)量： 因襯板的平均厚度為 V=2 =2 11 =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=Ρ v= 1000 = （ 35） ③ .兩端蓋的質(zhì)量： 因端蓋 鋼板 厚度 一般 為筒 體鋼 板厚度 的 ~ 倍。 ?取端蓋厚60 mm? ? 327 .8 1 0 3 .1 4 2 .1 3 0 .0 6 6 .6 7m v t?? ? ? ? ? ? ? 前兩端蓋的總重量為 ： 2 6 .6 7 1 3 .3 4 t?? 4 0 . 7 2 6 8 . 4 1 3 . 3 4 1 2 2 . 4 6G m t? ? ? ? ? （ 36） 因為在此忽略了中空軸 ,隔倉板和螺栓的質(zhì)量 , Gm? 應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大 取 130Gm t? （ 2）動態(tài)研磨體所產(chǎn)生的力為 P： 磨機(jī)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 1F 的重量 1G 及 1F 部分的離心力 Pc 和拋磨部分面積 1F 的沖擊 SPs 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 2% 即 ? （ 37） （ 3）粉磨物料的重力 0G 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自重的 0 ? （ 38） 故在計算時 ,P 值應(yīng)乘以 倍 ,即包括物料在內(nèi)的動態(tài)研磨體所產(chǎn)生的力為： 1 .1 4 1 .1 4 1 .0 2 1 .1 6P G G? ? ? （ 4）磨機(jī)運轉(zhuǎn)時 ,作用于筒體上的總載荷為 ? 則： 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 如圖所示 ,利用余弦定理得： 2 2 0( 1 . 1 4 ) 2 ( 1 . 1 4 ) c o s ( 1 8 0 )m m PG p G p??? ? ? ? （ 39） ? —— 作用于筒體上的總載荷 p? —— Gm 與 兩力方向的夾角由水泥生產(chǎn)粉碎過程設(shè)備例 31可知 圖 31 0|715p? ? 0 0 0 |c os ( 18 0 ) c os ( 18 0 7 15 ) 1P? ? ?? ? ? ? ? ? 代入上式中可得： 22( 1 . 1 4 ) 2 ( 1 . 1 4 ) ( 1 )mmG P G P? ? ? ? ? ? 22(1 . 1 4 ) 2 (1 . 1 4 )mmG P G P? ? ? ?? GGpG mm ????? （ G為研磨體自重） （ 5）研磨體自重的計算： 因筒體長度和直徑之比 L/D=11/= ?該磨機(jī)為長筒形磨體 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 查水泥生產(chǎn)粉碎過程設(shè)備表 得：可取研磨體的填充率為 根據(jù) G V P?? 得：