水泥球磨機(jī)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】

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The specification of this cement ball grinder is ?3×11m . First of all, I have learned the working principle and basic structure of the cement ball grinder by reading books and looking up some relevant papers, which laid a certain foundation for my next design calculation.. The design of cement ball grinder mainly includes the following contents: 1) design the overall structure of cement ball grinder. 2) analyze the performance of cement ball grinder. 3) select motor and deceleration mechanism. 4) design the transmission system and implement parts of the cement ball grinder. 5) check where the strength of important parts and components meet the requirements of safety production. 6) draw assembly drawings, part drawings, and write instructions. Keywords: ball grinder; Feeding device; lining board; Hollow shaft 目 錄 引 言 1 第一章 粉碎概述 2 1.1粉碎的意義及分類 2 1.2粉磨的目的 3 第二章 球磨機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 2.1球磨機(jī)的工作原理 4 2.2球磨機(jī)的分類 5 2.3水泥球磨機(jī)的主要構(gòu)造 5 2.4水泥球磨機(jī)的主要參數(shù)的確定 6 2.4.1臨界轉(zhuǎn)速n0 6 2.4.2理論適宜轉(zhuǎn)速n 6 2.4.3實(shí)際工作轉(zhuǎn)速ng 7 2.5球磨機(jī)的主要零部件 8 2.5.1筒體 8 2.5.2中空軸 8 2.5.3磨頭和磨尾 9 2.5.4襯板 9 2.5.5隔倉板 11 2.5.6主軸承 12 2.5.7進(jìn)料裝置 13 2.6球磨機(jī)的傳動(dòng)形式 13 2.6.1邊緣傳動(dòng) 13 2.6.2中心傳動(dòng) 13 第三章 球磨機(jī)主要零部件的強(qiáng)度計(jì)算 15 3.1筒體的強(qiáng)度校核 15 3.2中空軸的校核 18 結(jié) 論 20 參考文獻(xiàn) 21 謝 辭 22 引 言 目前市面上有很多規(guī)格的水泥球磨機(jī)，隨著生產(chǎn)建筑行業(yè)的發(fā)展，水泥球磨機(jī)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。水泥球磨機(jī)通過筒體的旋轉(zhuǎn)和筒體內(nèi)研磨體對(duì)物料的沖擊和研磨作用來獲得最終需要的一定細(xì)度的水泥產(chǎn)品。 水泥球磨機(jī)產(chǎn)品的各種技術(shù)的發(fā)展都已經(jīng)相對(duì)較成熟，比如已經(jīng)有研究人員發(fā)現(xiàn)了可以在不打開磨門即水泥球磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，可以向磨機(jī)筒內(nèi)添加所需的研磨體，這種方法的出現(xiàn)不但在某種程度上提高了水泥球磨機(jī)的工作效率更重要的是保障了工作人員的安全。即便如此，水泥球磨機(jī)仍然有很多可以優(yōu)化的余地。比如，球磨機(jī)工作效率的提高一直是很多研究人員攻克的一個(gè)重要方向。雖然在生產(chǎn)中水泥球磨機(jī)的問世為生產(chǎn)水泥提供了很大的幫助，但其工作的效率往往不盡如人意。如果設(shè)計(jì)計(jì)算出合理地研磨體的規(guī)格以及數(shù)量，設(shè)計(jì)出不同于現(xiàn)在已存在的襯板的形式，可能會(huì)對(duì)提高水泥球磨機(jī)的效率有很大的幫助。  第一章 粉碎概述 1.1粉碎的意義及分類 物料內(nèi)部的內(nèi)聚力由于外部力量（外部沖擊、電能、熱能等）的作用，導(dǎo)致其被破壞而導(dǎo)致物料分裂的過程，稱為粉碎。粉碎包括破碎和粉磨。物料由大塊破碎成小塊的過程稱為破碎；小塊物料經(jīng)過研磨作用轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)粉的過程稱為粉磨。破碎機(jī)械和粉磨機(jī)械，統(tǒng)稱為粉碎機(jī)械，它們是分別完成這些工作的機(jī)器。 粉碎物料可以增加它的比表面積，從而使化學(xué)反應(yīng)的速度得到提高，其相互之間物理作用的效果也更加明顯；如果要混合不同的物料，經(jīng)過粉磨后，物料間的混合會(huì)更加均勻；同時(shí)，經(jīng)過粉碎后得物料，更容易貯存、干燥和運(yùn)輸。 粉碎作業(yè)的分類見表1.1。 表1.1 粉碎作業(yè)的分類 作業(yè) 段數(shù) 給料粒度（mm） 產(chǎn)品粒度（mm） 破碎 粗碎 （一級(jí)破碎） 露天礦 1500 ~ 1000 井下開采 600 ~ 350 250 ~ 125 125 ~ 20 細(xì)碎 （二級(jí)破碎） 250 ~ 125 15 ~ 0.5 粉磨 粗磨 15 ~ 0.5 2 ~ 0.2 中磨 2 ~ 0.2 -200目占70% ~ 80% 細(xì)磨 中磨產(chǎn)品 -（200 ~ 325）目占90% ~ 95% 超細(xì) 粉磨 微粉碎 細(xì)磨產(chǎn)品 >5μm 超細(xì)粉碎 微粉碎產(chǎn)品 <5μm 微 細(xì) 1 ~ 0.1μm 超 細(xì) 0.1 ~ 0.02μm 微 細(xì) <0.02μm 1.2粉磨的目的 1）增加物料的表面積 在生產(chǎn)水泥的過程中，為了使水泥生料在窯中的化學(xué)反應(yīng)得到充分地完成，煤粉燃燒可以獲得最大的使用效率，有利于提高水泥水化的效果，生產(chǎn)出符合強(qiáng)度使用要求的產(chǎn)品。 2）使各種物料混合均勻 生產(chǎn)水泥的過程中，經(jīng)過磨機(jī)粉磨以后的生料里的石灰石、粘土和鐵粉，水泥中的礦渣、石膏和熟料等，混合后均勻程度更高，進(jìn)一步保證了水泥的質(zhì)量。  第二章 球磨機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1球磨機(jī)的工作原理 球磨機(jī)主要由筒體、進(jìn)料卸料裝置、襯板、隔倉板以及主軸承構(gòu)成。電機(jī)通過減速機(jī)帶動(dòng)筒體以一定速度、一定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)磨體兩端的中空軸同步旋轉(zhuǎn)，中空軸內(nèi)裝有帶旋轉(zhuǎn)葉片的筒體，分別帶動(dòng)物料進(jìn)入和帶出筒體。磨機(jī)筒體內(nèi)裝有一定數(shù)量、一定貴=規(guī)格的的研磨體（通常為鋼球，少數(shù)情況下使用鋼鍛），研磨體在沒一倉的規(guī)格和數(shù)量有所差異。物料通過進(jìn)料裝置、中空軸內(nèi)的套筒進(jìn)入磨機(jī)筒體后，會(huì)在磨機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)的最用下隨研磨體一同運(yùn)動(dòng)，這部分的研磨體起研磨作用；同時(shí)也有一部分研磨體在筒體內(nèi)襯板的帶動(dòng)下，上升到一定高度，到達(dá)最高點(diǎn)后由于重力的作用對(duì)被研磨的物料產(chǎn)生撞擊作用，達(dá)到粉碎效果。當(dāng)物料在最后一倉粉磨完成后，會(huì)經(jīng)過卸料裝置最后被卸出。 圖2.1 水泥球磨機(jī)的工作原理圖 2.2球磨機(jī)的分類 干法磨 濕法磨 生產(chǎn)方法 傳動(dòng)方式 中心傳動(dòng)磨 邊緣傳動(dòng)磨 水泥球磨機(jī) 卸料方式 中心卸料磨 邊緣卸料磨 筒體長(zhǎng)度與直徑之比 長(zhǎng)磨 中長(zhǎng)磨 短磨 2.3水泥球磨機(jī)的主要構(gòu)造 筒體內(nèi)徑D（m）和筒體的長(zhǎng)度L（m）的乘式表示磨機(jī)的規(guī)格，本次設(shè)計(jì)的就是?3×11 m的水泥球磨機(jī)。 根據(jù)生產(chǎn)方式的不同、規(guī)格大小的不同、卸料、支撐和傳動(dòng)方式等不同可以將水泥球磨機(jī)分成多種類型，但是大體上都 差異不大，基本都由下列部分組成： （1） 進(jìn)料裝置 包括螺旋進(jìn)料筒和下料斗組成的整體 ，或只有一個(gè)進(jìn)料錐筒。 （2） 支撐裝置 分兩端主軸承支撐、混合支撐（主軸承和滑履軸承）、兩端都是滑履支撐等。 （3） 回轉(zhuǎn)部分 包括磨機(jī)筒體、與筒體兩端磨磨頭聯(lián)結(jié)的中空軸及安裝在磨內(nèi)的隔倉板、襯板、擋料圈等部件。 （4） 卸料裝置 分為邊緣卸料裝置、中心卸料裝置和中間卸料裝置三種。 （5） 傳動(dòng)裝置 分為邊緣傳動(dòng)和中心傳動(dòng)兩種方式 2.4水泥球磨機(jī)的主要參數(shù)的確定 2.4.1臨界轉(zhuǎn)速n0 當(dāng)磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，磨內(nèi)的研磨體由于離心力的作用緊貼附在筒壁上時(shí)，研磨體將與筒體一起旋轉(zhuǎn)而不會(huì)由于重力作用掉落，此時(shí)回轉(zhuǎn)的研磨體產(chǎn)生與它本身重力相等的離心力，此離心力使研磨體升舉至脫離角α=0° ，此時(shí)磨機(jī)筒體的轉(zhuǎn)速就稱為臨界轉(zhuǎn)速，用n0表示。 由于磨機(jī)內(nèi)研磨體的規(guī)格有所不同，當(dāng)磨機(jī)以某一速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，筒體內(nèi)研磨體運(yùn)動(dòng)的脫落角也會(huì)有所差異，因此在計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速時(shí)以最外層研磨體為基準(zhǔn)，即取磨機(jī)筒體的有效內(nèi)徑D1作為基準(zhǔn)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。 n0=30R1=42.4D1 （2-1） 式中 n0－－－－臨界轉(zhuǎn)速，; R1－－－－筒體有效半徑，m; D1－－－－磨機(jī)筒體有效直徑，m。 本次設(shè)計(jì)?3×11 的水泥球磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速 n=30R1=42.4D1=42.42.9=24.9rmin （2-2） 2.4.2理論適宜轉(zhuǎn)速n 當(dāng)磨機(jī)筒體以臨界轉(zhuǎn)速n0回轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用研磨體會(huì)貼附在內(nèi)壁上，對(duì)物料只能起到輕微的研磨作用，粉碎的效果極不明顯，粉碎的效率幾乎為零。當(dāng)筒體的轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，研磨體在筒體內(nèi)不能達(dá)到理論的最高點(diǎn)，對(duì)物料的作用主要以研磨為主，因此研磨體對(duì)物料作的粉碎功很小?？梢娧心ンw對(duì)物料的粉碎功與筒體轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系。因此，當(dāng)球磨機(jī)以一定的速度即理論適宜轉(zhuǎn)速n運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，研磨體對(duì)物料產(chǎn)生的粉碎作用才最強(qiáng)。 n=22.8R1=32.2D1 （2-3） 式中 －－－－球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速，單位為; 本次設(shè)計(jì)?3×11m 的水泥球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速 n=22.8R1=32.2D1=32.22.9=18.9rmin 令?為球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速之比，簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)速比，即 ?=nn0=22.8R130R1=0.76 在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的水泥球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速比約為76%。 2.4.3實(shí)際工作轉(zhuǎn)速ng 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，物料同時(shí)受到來自研磨體沖擊破碎作用與研磨作用，這兩個(gè)作用相輔相成，以此來完成物料的研磨與粉碎，獲得所需要的產(chǎn)品細(xì)度。在計(jì)算水泥球磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速時(shí)，既要考慮如何獲得最大粉碎功，也要考慮如何才能達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，從而使磨機(jī)既能達(dá)到最高的生產(chǎn)能力，又使消耗的單位產(chǎn)量功率最少。所以在選定實(shí)際工作轉(zhuǎn)速時(shí)，不但要考慮磨機(jī)的直徑、所安裝襯板的形狀、成品的生產(chǎn)方式、、研磨體的填充系數(shù)、填充率以及種類，還要根據(jù)即將粉磨物料的性質(zhì)、進(jìn)入磨機(jī)內(nèi)物料的粒度和最終粉磨產(chǎn)品的粉磨細(xì)度來確定磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速。 根據(jù)以往的水泥生產(chǎn)過程的經(jīng)驗(yàn)可以用如下方法確定磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速： 當(dāng)D>2m時(shí) ng=32.2D1-0.2D （2-4） 當(dāng)1.8≤D≤2m時(shí) ng=n=32.2D1 （2-5） 當(dāng)D<1.8m時(shí) ng=32.2D1+(1~1.5) （2-6） 式中 －－－－水泥球磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速，單位為; －－－－水泥球磨機(jī)筒體內(nèi)徑（規(guī)格直徑），單位為。 本次設(shè)計(jì)?3×11m 的水泥球磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速 ng=32.2D1-0.2D=32.22.9-0.2×3=18.3rmin 2.5球磨機(jī)的主要零部件 2.5.1筒體 用鋼板卷焊而成的一個(gè)空心空筒便可作為水泥球磨機(jī)的筒體使用，筒體的兩端都與磨頭聯(lián)結(jié)。在球磨機(jī)工作的過程中，筒體要承受加大的力，包括筒體本身和筒體內(nèi)安裝的襯板、隔倉板、對(duì)物料起研磨作用和粉碎作用的研磨體以及在筒體內(nèi)進(jìn)行加工的物料等的重力。因此，足夠的強(qiáng)度和剛度是筒體所必須滿足的條件，可以選用機(jī)械性能和工藝性能都較好的鋼板來制造磨機(jī)筒體，這樣可以同時(shí)保證所需的抗彎強(qiáng)度。，磨機(jī)直徑的可以選為筒體鋼板的厚度，因本次設(shè)計(jì)筒體的直徑大且筒體的長(zhǎng)度也較長(zhǎng)，鋼板厚度取其高值。 本次設(shè)計(jì)的水泥球磨機(jī)的規(guī)格為是?3×11m，可以取筒體鋼板的厚度為40mm。 為了檢修和更換磨體內(nèi)的各種易損件如襯板、隔倉板，會(huì)在水泥球磨機(jī)筒體上每一倉都開設(shè)一個(gè)人孔。為了便于調(diào)整隔倉板的位置和裝卸研磨體，應(yīng)將每一倉的人孔開在每個(gè)倉的中間位置。并為了使筒體的橫斷面積削弱得少些，人孔應(yīng)與與筒體縱軸線平行。人孔的形狀一般為橢圓形或具有大圓角的矩形，尺寸為長(zhǎng)軸在500~800mm左右，短軸為300~400mm左右。 為了封閉各倉的人孔，要在水泥球磨機(jī)的筒體上設(shè)置一個(gè)既方便裝卸、又能牢固固定的磨門。磨門根據(jù)安裝位置的不同可分為“內(nèi)提式”磨門和“外蓋式”磨門。 本磨機(jī)選用的是外蓋式磨門。 2.5.2中空軸 在水泥球磨機(jī)筒體的兩段有負(fù)責(zé)進(jìn)料和出料的中空軸，它傳遞來自電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使水泥球磨機(jī)能夠正常地工作運(yùn)轉(zhuǎn)。所以合理地設(shè)計(jì)中空軸的尺寸以此來保證球磨機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也是此次設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。 此次設(shè)計(jì)中，中空軸和磨門分別制造，然后再用螺栓將它們連接起來。根據(jù)圖2.2 ，此次選擇 ，中空軸的厚度選定為70mm ,則 ；軸的軸間高度選為20mm，則；選取過度圓弧半徑。 圖2.2 中空軸結(jié)構(gòu) 2.5.3磨頭和磨尾 水泥球磨機(jī)的另一個(gè)重要的組成部件便是由端蓋和中空軸兩部分組成磨頭和磨尾。在水泥球磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)，整個(gè)磨機(jī)的動(dòng)載荷都要由左右兩端的磨頭和磨尾來承載，由于磨頭和磨尾對(duì)水泥球磨機(jī)來說是不可更換的零件。所以要求其在使用中長(zhǎng)期安全可靠，以保證水泥球磨機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 此次設(shè)計(jì)的?3×11m 水泥球磨機(jī)屬于大型水泥球磨機(jī)，故將中空軸和端蓋分別鑄造，用螺栓將它們聯(lián)結(jié)起來。 目前設(shè)計(jì)磨頭和磨尾較常使用的方案是采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)沒有復(fù)雜的機(jī)件制造工藝程序，有較少的切削加工程序和加工面，消耗的原材也料較少，更重要的是鑄件的鑄造缺陷不存在，有效的保證了端蓋質(zhì)量。 2.5.4襯板 1）襯板的作用 襯板的作用是保護(hù)水泥球磨機(jī)的筒體內(nèi)壁免受研磨介質(zhì)和物料的沖擊和研磨作用，使其擁有更長(zhǎng)的使用壽命，保證生產(chǎn)加工的正常進(jìn)行。而且還能夠通過安裝不同形狀的襯板來使研磨介質(zhì)的保持能夠產(chǎn)生最好加工效果的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，降低襯板金屬的消耗，提高水泥球磨機(jī)的生產(chǎn)效率。 2）襯板的材料 制作水泥球磨機(jī)襯板的材料大多數(shù)是金屬材料，也有少量非金屬材料。由于各倉內(nèi)研磨體的規(guī)格各不相同，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也不同，為達(dá)到所要求的襯板的工作狀態(tài)，選擇的各倉襯板材料也會(huì)不同。 在本次設(shè)計(jì)中，將水泥球磨機(jī)的第一倉和第二倉作為粉碎倉，在粉碎倉內(nèi)需要研磨體對(duì)物料的作用以沖擊為主，所以在選擇襯板材料時(shí)，較好的抗沖擊和耐磨性能是我們應(yīng)該考慮的重要因素。高錳鋼（ZGMn13）就是作為襯板材料的一個(gè)很好的選擇，它不但具有良好的抗沖擊韌性，并且在收到一定的沖擊時(shí)，表面由于產(chǎn)生冷作硬化而變得更加堅(jiān)硬耐磨，因此通常采用高錳鋼（ZGMn13）作為襯板材料。將水泥球磨機(jī)的第三倉作為細(xì)磨倉，在第三倉內(nèi)需要研磨體對(duì)物料的作用主要以研磨為主，因此具有良好的耐磨性能的材料是我們的不二選擇，比如耐磨白口鐵、冷硬鑄鐵、中錳稀土球墨鑄鐵等。 3）襯板的種類 根據(jù)工作表面形狀的評(píng)價(jià)襯板的類型是相對(duì)簡(jiǎn)單的，有以下幾種類型： A. 平襯板 平襯板是指具有平坦的工作表面或工作表面上鑄有花紋的等厚度襯板。由于它對(duì)物料的研磨摩擦力較小，在水泥球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)工作時(shí)研磨體滑動(dòng)的現(xiàn)象比較容易出現(xiàn)，此時(shí)研磨體的提升高度并不太高，研磨效果也差強(qiáng)人意。 B. 壓條襯板 平襯板和壓條的組合就是壓條襯板。水泥球磨機(jī)的第一倉通常使用壓條襯板。但壓條襯板的提升能力是不均勻的，靠近壓條前側(cè)面的研磨體能被帶到較高的高度，獲得較大的沖擊能量，對(duì)所加工物料的粉碎效果會(huì)很好，但遠(yuǎn)離壓條前側(cè)面的研磨體由于出現(xiàn)局部滑動(dòng)，對(duì)所加工物料的粉碎效果很差。 C. 階梯襯板 階梯襯板與平襯板不同。階梯襯板的工作表面與水泥球磨機(jī)筒體切線的方向形成了一定的傾斜角度，這個(gè)傾斜的角度增大研磨體與被研磨物料之間的摩擦力，可以提高襯板對(duì)研磨體及物料的提升能力。如果合理地選擇襯板的工作表面與水泥球磨機(jī)筒體切線的方向的傾斜角度，會(huì)將研磨體帶到最大的高度，使其擁有最高的沖擊性能，達(dá)到粉碎物料的效果。 使用階梯襯板可以將同一層的研磨體和物料提升到均勻一致的高度，而且其表面磨損后表面形狀不會(huì)得到明顯改變，提升能力也不會(huì)受到大的影響。 D. 小波紋襯板 脈動(dòng)波紋襯墊襯具有較小的音調(diào)峰值，提高系數(shù)小，打開細(xì)磨隔室的錐形孔。 4）襯板的規(guī)格 為了更加方便地安裝襯板、使其在進(jìn)出磨門和維修更加便捷，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)選擇統(tǒng)一規(guī)格尺寸，即：長(zhǎng)500mm ,寬314mm ，平均厚度50mm ,重量在600N左右。 5）襯板的排列 在排列襯板時(shí)，絕對(duì)不能出現(xiàn)環(huán)形縫隙，以免降低水泥球磨機(jī)筒體地使用年限。同時(shí)考慮到襯板與研磨體和物料之間的摩擦引起的的熱變形以及制造時(shí)的整形誤差，在每一塊襯板的周圍應(yīng)預(yù)留一定的間隙，通常預(yù)留10mm 即可。 6）襯板的固定 在粗磨倉，也就是第一倉和第二倉一般用螺栓連接來固定襯板。安裝襯板時(shí)，水泥球磨機(jī)筒體內(nèi)壁與襯板間不能留有空隙，以免經(jīng)過粉磨后的物料殘留在筒體內(nèi)壁和襯板之間，影響筒體和襯板的使用壽命。在細(xì)磨倉即第三倉，襯板通常相互交錯(cuò)地鑲砌在筒體的內(nèi)壁，襯板相互間的擠壓作用和水泥砂漿的凝結(jié)硬化使其與筒體內(nèi)壁牢固地連接在一起。同時(shí)為了防止水泥球磨機(jī)筒體內(nèi)壁受到研磨體和物料的磨損破壞，在筒體內(nèi)壁和襯板間安裝有襯墊。 2.5.5隔倉板 1）隔倉板的作用 A．分隔研磨體 當(dāng)物料在水泥球磨機(jī)筒體內(nèi)加工時(shí)，從磨頭到磨尾物料的尺寸是逐漸遞減的，即顆粒細(xì)度越來越小。一個(gè)三倉的水泥球磨機(jī)，當(dāng)物料在第一倉和第二倉中加工時(shí)，研磨體對(duì)物料的加工要以沖擊作用為主，在第三倉中，研磨體對(duì)物料的加工要以研磨作用為主。研磨體的規(guī)格大小會(huì)直接影響它的研磨作用。故選用尺寸較小的研磨體，那么在研磨體總重相同的情況下，研磨體的數(shù)目就相對(duì)更多，研磨體擁有更大的表面積，可以起到較好的研磨作用。在多倉磨機(jī)中，隔倉板的存在成功地將不同級(jí)配或不同形狀的研磨體分隔開來，使研磨體發(fā)揮出更好地作用。 B．防止大顆粒物料竄向出料端 在生產(chǎn)水泥的過程中，為了防止未達(dá)到顆粒細(xì)度要求的物料進(jìn)入研磨體沖擊力較弱的區(qū)域，需要安裝可以起到篩析物料的作用的隔倉板。而隔倉板是通過使用不同的蓖孔尺寸或者合理地排列蓖孔的分布來起到這個(gè)作用。否則，未能經(jīng)過完全粉碎的物料在倉內(nèi)大量堆積，粉碎效果會(huì)被嚴(yán)重地影響，或未達(dá)到顆粒細(xì)度要求的物料通過卸料端流出水泥球磨機(jī)，導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品不合格，需再一次到水泥球磨機(jī)中進(jìn)行加工，浪費(fèi)了時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率。 C．控制磨內(nèi)物料流速 通過在隔倉板上使用不同的蓖孔尺寸或排列方式還能控制物料在磨內(nèi)加工過程的流速。磨內(nèi)物料的填充程度是由隔倉板蓖孔決定的，物料在磨內(nèi)的粉磨時(shí)間也由它來控制。 2）隔倉板類型 A.單層隔倉板 用一個(gè)中心板將若干個(gè)扇形篦板聯(lián)結(jié)在一起組成的整體就是單層隔倉板，在水泥球磨機(jī)的筒體的內(nèi)壁上通過螺栓連接將隔倉板的外圈篦板固定，這樣就形成了單層隔倉板。篦板的形式有扇形和弓形兩種。就使用時(shí)的牢固程度來說，弓形篦板較扇形篦板強(qiáng)，但安裝更為復(fù)雜。在設(shè)計(jì)計(jì)算篦板的外形和尺寸時(shí)，必須要保證篦板從筒體人孔的進(jìn)出是方便的。 在本次設(shè)計(jì)中將單層隔倉板安裝在第二倉和第三倉之間。 B.雙層隔倉板 根據(jù)各自的使用條件不同和本身的優(yōu)缺點(diǎn)，可以將雙層隔倉板劃分成四種形式，即過渡式雙層隔倉板、提升式雙層隔倉板、選粉式雙層隔倉板和篩粉式雙層隔倉板。 強(qiáng)制物料通過隔倉板是水泥球磨機(jī)中提升式雙層隔倉板的功能之一，即使在后倉的物料面比前倉物料面稍高的情況下，物料仍可順利、快速地通過。使用提升式雙層隔倉板提高了物料的通過率，加大粉磨效率。但同時(shí)水泥球磨機(jī)的有效容積有所減少，在雙層隔倉板兩側(cè)的存料較少，導(dǎo)致粉碎倉的粉碎效率過低，同時(shí)隔倉板的磨損也會(huì)加劇。 在本次設(shè)計(jì)中將提升式雙層隔倉板安裝在第一倉和第二倉之間。 2.5.6主軸承 分布在磨機(jī)兩端的主軸承支撐著筒體及中空軸，使其能夠正常工作。磨機(jī)的主軸承要承受磨體本身的質(zhì)量作用、物料和研磨體的總質(zhì)量以及它們?cè)趻伮鋾r(shí)產(chǎn)生的對(duì)筒體沖擊載荷。在重載低速下工作的球磨機(jī)的主軸承只需要下瓦就可。由于入磨物料具有較高的溫度，會(huì)有一部分的熱量經(jīng)空心軸時(shí)熱量傳遞給主軸承，加上低速重載工作下的軸頸與軸瓦摩擦產(chǎn)生的大量熱量，使軸瓦在比較高的溫度下工作，因此過水冷卻裝置對(duì)球磨機(jī)主軸承是必不可少的。同時(shí)磨機(jī)主軸承的潤滑也不可忽視，良好的潤滑會(huì)減少摩擦和使散熱效果更加顯著，這樣不會(huì)因?yàn)檩S瓦過熱而影響球磨機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 2.5.7進(jìn)料裝置 水泥球磨機(jī)中的進(jìn)料裝置是其整體中不可或缺的一部分。目前主要有以下幾種形式： 1） 截頭圓錐溜管進(jìn)料 物料經(jīng)過鑄鐵鑄成的加料溜子進(jìn)入漏斗，而漏斗是嵌入軸徑內(nèi)腔的，通過筒體的旋轉(zhuǎn)，物料最終成功進(jìn)入球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行加工粉碎。為了能夠充足地向球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)料，采用中心角相對(duì)較大的漏斗進(jìn)行送料，這樣物料進(jìn)入漏斗后能快速地向磨內(nèi)流動(dòng)，可以更好地保證加工效率。 2） 利用螺旋葉片進(jìn)料 此種方案是在進(jìn)料端的中空軸內(nèi)安裝一帶有螺旋葉片的套筒，當(dāng)水泥球磨機(jī)工作時(shí)，中空軸帶動(dòng)套筒一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)物料經(jīng)過漏斗進(jìn)入到套筒時(shí)，物料就會(huì)被旋轉(zhuǎn)的葉片帶入到磨機(jī)的第一倉，開始粉碎工作。 此外還有勺輪進(jìn)料裝置和加料螺旋進(jìn)料裝置。本次設(shè)計(jì)中將截頭圓錐溜管進(jìn)料裝置作為水泥球磨機(jī)的進(jìn)料裝置。 2.6球磨機(jī)的傳動(dòng)形式 2.6.1邊緣傳動(dòng) 邊緣傳動(dòng)是由電機(jī)帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪帶動(dòng)固定在筒體端部的大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，筒體隨大齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，最后達(dá)到傳動(dòng)的目的。 2.6.2中心傳動(dòng) 中心傳動(dòng)是電機(jī)通過減速機(jī)帶動(dòng)磨機(jī)一端的中心軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使筒體轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行工作。 具體的分類如下 中心傳動(dòng) 邊緣傳動(dòng) 側(cè)出軸減速機(jī)傳動(dòng) 同軸線式減速機(jī)傳動(dòng) 中心雙傳動(dòng)動(dòng)。 三角皮帶傳動(dòng) 減速機(jī)邊緣傳動(dòng) 低速電動(dòng)機(jī)邊緣直接傳動(dòng)。 兩種傳遞方式都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。邊緣傳動(dòng)中由于大齒輪的直徑過大，比較笨重，導(dǎo)致傳動(dòng)效率低。而中心傳動(dòng)的效率雖然較高，但對(duì)與其聯(lián)結(jié)的減速機(jī)精度要求高，減速機(jī)中的齒輪要經(jīng)過多層熱處理來達(dá)到較高的精度，符合安全生產(chǎn)的要求。 在我國近幾年的水泥工業(yè)中，這兩種傳動(dòng)形式長(zhǎng)期并存。就目前的生產(chǎn)形勢(shì)來說，由于中心傳動(dòng)磨機(jī)的傳動(dòng)效率比邊緣傳動(dòng)的高些，我國采用邊緣傳動(dòng)的多為小型磨機(jī)，而大型磨機(jī)則采用中心傳動(dòng)的方案 中心傳動(dòng)中的側(cè)出軸減速機(jī)傳動(dòng)是本次設(shè)計(jì)采用的方案。  第三章 球磨機(jī)主要零部件的強(qiáng)度計(jì)算 3.1筒體的強(qiáng)度校核 1）作用于筒體的總載荷Q 水泥球磨機(jī)在工作時(shí)，磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的重力和動(dòng)態(tài)研磨體（包括物料）所產(chǎn)生的力同時(shí)作用于筒體。 磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的重力Gm Gm=G1+G2+G3+G4+G5 （3-1） 式中 ------水泥磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的總重力，； G1------磨機(jī)筒體的重力，N； G2------磨機(jī)磨頭的重力，N； G3------磨機(jī)磨尾的重力，N； G4------磨機(jī)襯板的重力，N； G5------磨機(jī)研磨體的重力，N； 將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)帶入到式（3-1）得 2）動(dòng)態(tài)研磨體所產(chǎn)生的力 水泥球磨機(jī)在工作時(shí)，磨機(jī)內(nèi)研磨體式以拋落狀態(tài)運(yùn)動(dòng)的，動(dòng)態(tài)研磨體所產(chǎn)生的力是靜態(tài)研磨體的自重1.02倍，即 P=1.02G （3-2） 式中 ------動(dòng)態(tài)研磨體產(chǎn)生的力，。 3）粉磨物料的重力 粉磨時(shí)研磨體和物料是混在一起的，這部分物料重力約為研磨體自重的14%，即 G0=1.14G （3-3） 式中 ------粉磨物料的重力，N。 故在計(jì)算P值時(shí)應(yīng)乘以1.14倍，即包括物料在內(nèi)的動(dòng)態(tài)研磨體所產(chǎn)生的力為 1.14P=1.14×1.02G=1.16G 3）筒體作用力的分布 筒體、襯板和隔倉板的重力可以看作為沿筒體長(zhǎng)度的均勻分布，單位長(zhǎng)度上的受力為 q=G1+G4+G5l （3-4） 第一倉單位長(zhǎng)度上收到的動(dòng)態(tài)研磨體的作用力為 q1=1.14P1l1 （3-5） 第二倉單位長(zhǎng)度上收到的動(dòng)態(tài)研磨體的作用力為 q2=1.14P2l2 （3-6） 第三倉單位長(zhǎng)度上收到的動(dòng)態(tài)研磨體的作用力為 q3=1.14P3l3 （3-7） 將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)帶入到上述公式，最后得到 上式中 q1、q2、q3------分別為第一倉、第二倉、第三倉單位長(zhǎng)度受到的力，N/m； P1、P2、P3------分別為第一倉、第二倉、第三倉動(dòng)態(tài)研磨體所產(chǎn)生的作用力，N； l1、l2、l3------分別為第一倉、第二倉、第三倉長(zhǎng)度，m。 5）筒體的彎曲強(qiáng)度 進(jìn)料端主軸承承受的支座反力 RA=+q3l312l3+l7+G2l1+l2+l3+12l4+l7+G212l4+l7L +q1l112l1+l2+l3+l7+q2l212l2+l3+l7L 將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)帶入到上述公式，最后得到 （3-8） 出料端主軸承承受的支座反力 RB=q1l1+q2l2+q3l3+G2+G3+ql-RA （3-9） 將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)帶入到上述公式，最后得到 磨機(jī)筒體的承受的最大彎矩 Mmax=RAx-q1l1x-12l1-l6-q2x-l1-l622-qx-l622-G2x-l6+l4 令dMmaxdx=0，求得xmax=6.58，帶入上式，最后得Mmax=1.4×106N?m 磨機(jī)筒體所承受的扭矩 Mk=9550Nn （3-10） 將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)帶入到上述公式，最后得到 磨機(jī)筒體承受的當(dāng)量彎矩 M=Mmax2+(αMk)2 （3-11） 將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)帶入到上述公式，最后得到 磨機(jī)筒體抗彎斷面模數(shù) W=π(Re4-Ra4)4Re （3-12） 將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)帶入到上述公式，最后得到 6)磨機(jī)筒體承受的彎曲應(yīng)力 σ=MCW （3-13） 將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)帶入到上述公式，最后得到 7)磨機(jī)筒體的許用彎曲應(yīng)力 磨機(jī)筒體長(zhǎng)期在交變載荷的作用下工作 σ=σ-1n （3-14） σ-1=0.27(σs++σb) （3-15） 筒體的材料選擇普通結(jié)構(gòu)鋼（Q235），它的抗拉強(qiáng)度和屈服極限分別為 則 安全系數(shù) ，筒體能夠安全、長(zhǎng)期工作。 3.2中空軸的校核 中心傳動(dòng)的中空軸不但承受彎曲和剪切作用，還承受扭轉(zhuǎn)等多種載荷的作用 中空軸承受的彎矩 本次設(shè)計(jì)選用的是中心傳動(dòng)方案，故應(yīng)考慮扭矩的影響，采用中空軸的當(dāng)量彎矩。 式中，α為折合系數(shù)，取0.5。 中空軸環(huán)狀斷面模數(shù)W為： 表3.1 應(yīng)力集中系數(shù) r/ d1 0.3 0.2 0.1 0.05 K 1.5 2.0 2.25 3.0 由表3.1，根據(jù)等差法可以取K=2.1， 則中空軸所受彎曲應(yīng)力 校驗(yàn)中空軸的彎曲強(qiáng)度 本次設(shè)計(jì)中空軸選用的材料為ZG270（中碳鑄鋼），屈服強(qiáng)度 ，可以長(zhǎng)期安全的工作。 由于中空軸的剪切力較許用值較低，不需要進(jìn)行校核驗(yàn)算。  結(jié) 論 通過近三個(gè)月的查找資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制Auto CAD 圖紙，基本設(shè)計(jì)出了可以投入生產(chǎn)實(shí)際中并且能長(zhǎng)期、安全的運(yùn)轉(zhuǎn)的?3×11m 水泥球磨機(jī)。 通過此次的水泥球磨機(jī)設(shè)計(jì)，讓我更好地將大學(xué)四年里在課堂上學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中。雖然此前我們?cè)鲞^多次課程設(shè)計(jì)，但總體來說只需要掌握好本門課程的知識(shí)即可。而進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)所需要的知識(shí)儲(chǔ)備覆蓋但不限于大學(xué)課程里學(xué)習(xí)到的知識(shí)，為了了解水泥球磨機(jī)的工作原理，熟悉水泥球磨機(jī)的基本構(gòu)造，我通過查閱期刊、論文和相關(guān)的書籍，然后將所了解到的資料全部匯總，然后考慮我所設(shè)計(jì)的水泥球磨機(jī)的各個(gè)部件、它們之間的連接方式等等，對(duì)我們來說真的是一個(gè)很大的考驗(yàn)，也為我們以后解決在工作和學(xué)習(xí)中遇到的復(fù)雜問題奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。  參考文獻(xiàn) [1]濮良貴,紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京.高等教育出版社.2011 [2]李育錫.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京.高等教育出版社.2011 [3]劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京.高等教育出版社.2010 [4]關(guān)慧貞,馮辛安.機(jī)械制造裝配設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2012 [5]劉建壽,趙紅霞.水泥生產(chǎn)粉碎過程設(shè)備[M].武漢.武漢理工大學(xué)出版社.2015 [6]黃志興.球磨機(jī)[P].中國:201620290152.4,2016.04.28. 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Journal of Korean Institute of Metal and Materials[J]. 2009,50-58. 謝 辭 經(jīng)過幾個(gè)月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于接近了尾聲，正式進(jìn)入收尾階段，開始檢查我的裝配圖、零件圖，說明書的查重工作也開始著手。 能夠順利地完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該感謝我的指導(dǎo)老師—樸香蘭教授。在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始之初，由于對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)了解得不夠多，準(zhǔn)備得不充分，關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)得選題就非常讓我困擾，最后還是在樸老師的幫助下，選擇“水泥球磨機(jī)設(shè)計(jì)”作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目。在后期，進(jìn)行具體的計(jì)算、設(shè)計(jì)和方案的選擇時(shí)，樸老師也給了我很多更加合理可行的建議。在進(jìn)行整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，樸老師真的給予了我太多的幫助，真心地感謝樸老師。 在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要用到一些我記得不太清楚的知識(shí)時(shí)，除了查閱書籍外，我也會(huì)向我身邊的同學(xué)求助，而我的同學(xué)們總是能像開了掛似的給我進(jìn)行了詳細(xì)的解答，除了驚訝于他們廣泛的知識(shí)儲(chǔ)備外，更多的是對(duì)他們的熱情解答充滿了感謝。 總之，能夠順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的老師和同學(xué)們對(duì)我的幫助真的讓我少走了很多彎路、錯(cuò)路，真的很感謝樸老師和我的同學(xué)們。 27