星式球磨機設(shè)計(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 星式球磨機的設(shè)計 摘 要 隨著社會科技的發(fā)展，為了提高粉磨效率，滿足生產(chǎn)工藝要求，在 球磨機規(guī)格限定的條件下構(gòu)思了星式球磨機摩擦傳動機構(gòu) 。 首先，根據(jù)星式球磨機的規(guī)格選擇了該球磨機的主要技術(shù)參數(shù)，并且選擇了摩擦輪傳動的類型和摩擦輪的材料 ,以及摩擦輪傳動機構(gòu)的方案論證與選擇。其次，通過計算對摩擦傳動機構(gòu)中重要數(shù)據(jù)經(jīng)行演算并且確定：這里面包括各個傳動比和軸徑的確定，其中包含初定傳動比、電動機的選擇、偶合器的選擇、減速器的選擇、按轉(zhuǎn)矩估算軸徑、軸承和軸承座的選擇、聯(lián)軸器的選擇等；滾子的個數(shù)及分組；滾子的結(jié)構(gòu)設(shè)計；軸 的結(jié)構(gòu)設(shè)計；筒體軸向限位裝置的設(shè)計等。而且還 設(shè)計了一種開流形式能實現(xiàn)圈流工藝的粉磨工藝系統(tǒng)， 采取了使用新型高效篩分隔倉板和出料裝置，并且調(diào)整了各個倉長等方法解決上述問題。同時采用了筒體焊接的新工藝，降低了磨機的生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞： 球磨機 ；電動機； 耦合器 ；減速器 Abstract With the development of science and technology, in order to improve the grinding efficiency, meet the requirements of the production process, in the ball mill specifications conditions of idea star ball friction driving mechanism. Firstly, according to the specifications of the choice of the planet ball mill ball mill and the main technical parameters, and selection of the friction wheel drive type and the friction wheel material, as well as the friction wheel transmission mechanism scheme reasoning and choice. Secondly, through the calculation of the friction drive mechanism of important data in the calculus and determine: which includes the transmission ratio and the shaft diameter determination, which contains the original transmission ratio, the choice of motor, coupling, reducer selection according to the torque estimation, shaft, bearing and bearing seat choice, the choice of coupling as the number and grouping； roller structure design； structural design； the cylinder axial spacing device design. But also to design an open stream forms can realize the circle flow process of grinding process system, taken using a new type of high efficiency sieving bin isolation board and a discharging device, and adjusting each chamber length to solve the problems. At the same time using the new welding process, reduce the production cost of grinding mill. Key words： ball mill； motor； coupler； reducer 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 目 錄 摘 要 . 1 1 引言 . 7 1.1 星式球磨機 的作用 . 7 1.1.1 問題的提出 . 7 1.1.2 研究意義 . 8 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 8 1.3 不同類型的球磨機在粉碎技術(shù)的應(yīng)用 . 9 2 星式球磨機的整體設(shè)計 . 11 2.1 球磨機的結(jié)構(gòu) . 11 2.2 球磨機的傳動方式及傳動比 . 12 2.3 星式球磨機的功率和電機的選取 . 13 2.3.1 球磨機的功率 . 13 2.3.2 電機的選取 . 14 2.4 減速器和偶合器的選擇 . 15 2.5 其他零件的選擇 . 16 2.5.1 軸徑和聯(lián)軸器的選擇 . 16 2.5.2 軸承的選取 . 17 3 星式球磨機滾子的設(shè)計 . 17 3.1 滾子的厚度 . 17 3.2 滾子的間距 . 18 3.3 剛滾架 . 19 4 筒體裝置的設(shè)計 . 21 4.1 筒體的設(shè)計與計算 . 21 4.1.1 筒體的結(jié)構(gòu) . 21 4.1.2 筒體的計算 . 23 4.2 磨頭的結(jié)構(gòu) . 24 5 軸的設(shè)計與校核 . 25 5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 25 5.2 軸的強度校核 . 26 5.3 剛滾架與軸的連接 . 27 5.4 剛滾架與滾子的連接 . 28 6 結(jié)語 . 30 參考文獻 . 31 致 謝 . 32 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 引言 1.1 星式球磨機的作用 1.1.1 問題的提出 現(xiàn)如今建筑材料的生產(chǎn)，從原料、燃料以及半成品都需要進行有目的的破碎和粉磨，其 目的是使原料、燃料和半成品的表面積增加 ,用來提高物理作用的效果及化學(xué)反應(yīng)的速度，從而達到促進均勻混合，提高材料的流動性，便于貯存和運輸，提高產(chǎn)量等。例如一些材料 比如水泥熟料和石膏一起磨碎成最終產(chǎn)品，其磨碎的粒度越細(xì)，表面積越大。為了改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，減少動力的消耗，降低生產(chǎn)的成本，即達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗具有重要意義。 球磨機不但在建材工業(yè)中廣泛應(yīng)用，而且在冶金、選礦、化工、電力等工業(yè)中也廣泛采用。它的優(yōu)點是：對于研磨的物料適應(yīng)性強；粉碎比例大；適應(yīng)強；結(jié)構(gòu)簡單、堅固、操作可靠，維護管理方便，能長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。缺點是：工作效率低；體形笨重；磨機轉(zhuǎn)速低；研磨體和襯板的消耗量大；操作時噪聲大。 在這些問題當(dāng)中需要進一步的解決，首先是減少過粉碎問題：粉碎工序要求 把全部或絕大部分產(chǎn)品粉碎至一定粒度以下，但其中小于某一粒度的產(chǎn)品應(yīng)力求減少；其次是“超細(xì)粉碎”的問題，有人做過試驗，在小型球磨機內(nèi)將原料長時間研磨，開始時磨碎細(xì)度隨研磨時間的增加而變細(xì)，但經(jīng)過一定時間后即達到所謂“磨礦限”，盡管研磨時間繼續(xù)增加，粒度不再變細(xì)或變化很慢，甚至由于粉末表面積增加而出現(xiàn)聚集現(xiàn)象，表現(xiàn)為粒度變粗，這種情況嚴(yán)重的影響了磨碎質(zhì)量。大型選礦廠用的粉碎機不但尺寸和重量很大，而且消耗功率很多，粉碎工具的磨損費用很高。 粉碎一般包含兩個階段：破碎階段和磨碎階段。因為本課題是研究星式球磨機，所以以下主要介紹球磨機方面的內(nèi)容。 首先是根據(jù)星式球磨機的規(guī)格選擇了該球磨機的主要技術(shù)參數(shù)，并且選擇了摩擦輪傳動的類型和摩擦輪的材料 ,以及摩擦輪傳動機構(gòu)的方案論證與選擇。其次，通過計算對摩擦傳動機構(gòu)中重要數(shù)據(jù)經(jīng)行演算并且確定：這里面包括各個傳動比和軸徑的確定，其中包含初定傳動比、電動機的選擇、偶合器的選擇、減速器的選擇、按轉(zhuǎn)矩估算軸徑、軸承和軸承座的選擇、聯(lián)軸器的選擇等；滾子的個數(shù)及分組；滾子的結(jié)構(gòu)設(shè)計；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計；筒體軸向限位裝置的設(shè)計等。 1.1.2 研究意義 在工業(yè)上各種的工業(yè)設(shè)備都有各自的作用，例如星 式球磨機的作用在于粉碎，而粉碎則是把大粒度物料利用破碎機或磨碎機來破碎至較細(xì)粒度的過程。材料破碎的目的如下：使材料中的有用成分解離。由于某種材料中的有用成分同雜質(zhì)緊密地結(jié)合在一起，只有將其充分粉碎，才能使有用成分釋放出來，即所謂“解離”。使物料的表面積增加。材料的表面積是單位重量或體積的物料的表面，物料的粒度越小，表面積將越大。增加物料的表面積的目的有：使物料同周圍介質(zhì)的接觸面積增大，反應(yīng)的速度增加；在水泥工業(yè)中需要提高水泥的標(biāo)號；為原料的下一步加工作準(zhǔn)備便于使用，貯存和運輸。在制備混凝土?xí)r，不僅石料需要破 碎至一定的粒度，而且當(dāng)天然砂不足時，可用粉碎方法制備人造砂；用于材料科學(xué)與環(huán)境保護。 在其他一些工業(yè)部門中，粉碎設(shè)備或粉碎車間的工作量占總工作量的比重雖不大，但往往對它有較高的技術(shù)要求，否則會影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量和總的經(jīng)濟效益。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 球磨機作為傳統(tǒng)的粉磨設(shè)備，已經(jīng)有了 100 多年的歷史。它作為將固體物料細(xì)化制粉的重要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、電力、醫(yī)藥以及國防工業(yè)等部門。尤其是冶金工業(yè)中的選礦部門，磨礦作業(yè)更是具有十分重要的地位。由于球磨機處理能力和粉磨后的粒度對后續(xù)作業(yè) 的效率和整體生產(chǎn)流程的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)影響顯著，所以，有關(guān)球磨機的研究在國內(nèi)外一直受到廣泛關(guān)注和高度重視。近幾年來，由于能源費用增長，礦石品位的下降，降低建設(shè)投資和生產(chǎn)費用是世界各國礦山工業(yè)面臨的一個嚴(yán)峻問題，采用高效大型設(shè)備是現(xiàn)代選礦廠建設(shè)的主要傾向，球磨機的大型化已成為技術(shù)發(fā)展的方向。強度再高的礦石進到大型磨機里，經(jīng)過研磨、粉碎都將成為粉末狀。 20 世紀(jì)八十年代國際上曾有預(yù)測，認(rèn)為球磨機合理的最大規(guī)格是直徑 5米，原因是磨球工作時存在低效率的蠕動區(qū)，但實際上球磨機向大型化發(fā)展的步伐一直都未停止。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 在選礦、水泥、 建筑材料、煤炭、化工等許多工業(yè)部門中都需要磨碎作業(yè)。球磨機、棒磨機和管磨機是這些工業(yè)部門最重要的設(shè)備之一。這類磨碎機的主要機件都是一個緩慢旋轉(zhuǎn)的筒體，里面裝有大量磨礦介質(zhì)（簡稱磨介），由于其轉(zhuǎn)速較慢，可稱為慢速磨碎機。這類磨碎機的重量大、造價高、功耗多、操作費用昂貴，對于企業(yè)的投資、產(chǎn)品的質(zhì)量以及操作運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟合理性，有很大的影響。 在選礦工業(yè)中，除某些砂礦不需要經(jīng)過磨碎外，一般金屬礦石是細(xì)粒嵌布的，需要經(jīng)過磨碎使礦石中各個成分彼此分離，才能順利地進行選別。選別指標(biāo)（指精礦品位和金屬回收率）在很大程度上取決 于磨碎作業(yè)的操作。如磨碎產(chǎn)品細(xì)度不夠，各成分之間未能達到單體分離，選用指標(biāo)就不能提高；但是，如果磨碎的粒度過細(xì)，往往又惡化選別過程。 現(xiàn)代化的磨碎機則具有生產(chǎn)效率高、運轉(zhuǎn)可靠、維修操作方便等特點。長期以來，雖然人們對于這類磨碎機的磨碎理論、同磨碎機配套的設(shè)備、以及磨碎流程等都做過深入的研究，但由于物料性質(zhì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作條件及對物料磨碎的要求各不相同，除了進行理論分析外，仍需要結(jié)合生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗，才能圓滿的解決這類磨碎機的工作參數(shù)、襯板形狀、磨介配比以及磨碎的工藝流程等問題。 1.3 不同類型的球磨機 在粉碎技術(shù)的應(yīng)用 超細(xì)粉碎和分級工藝的完成必須借助于機械設(shè)備來實現(xiàn)。在先進的工業(yè)化國家，微米級超細(xì)粉碎分級設(shè)備已渡過了其發(fā)明時期，而進入成熟、配套、完善的階段。超細(xì)粉碎分級設(shè)備的性能大大改善，設(shè)備研究在朝著亞微米級超細(xì)粉碎和微米級精密分級的方向發(fā)展。粉碎技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在產(chǎn)品微細(xì)化、微粉功能化、設(shè)備自動化、節(jié)能新工藝和新設(shè)備及低污染高硬度材料的應(yīng)用等方面。國內(nèi)研究開發(fā)超細(xì)粉碎分級的單位逐年增多，從仿制設(shè)備開始，逐漸過渡到開展工藝基礎(chǔ)研究，開發(fā)適合國情的設(shè)備，以滿足國內(nèi)市場日益增長的需求。 （ 1）攪拌球磨機 ：攪拌球磨機是超細(xì)粉碎機中最有發(fā)展前途而且能量利用率最高的設(shè)備。攪拌裝置使球介質(zhì)和物料在整個筒體內(nèi)不規(guī)則地翻滾，產(chǎn)生相互撞擊和研磨的雙重作用，致使產(chǎn)品磨得很細(xì)并達到均勻分散的效果。同常規(guī)球磨機相比，攪拌式磨機采用高轉(zhuǎn)速和高介質(zhì)充填率及小介質(zhì)尺寸，這使攪拌式磨機內(nèi)獲得了極高的功率密度，使細(xì)物料研磨時間大大縮短，小介質(zhì)提高了微細(xì)物料的研磨效率，適用于不同產(chǎn)品粒度和物料性質(zhì)的各種攪拌式磨機。特別是立式攪拌式膳機，以其構(gòu)造簡單、操作容易、維護方便等優(yōu)點成為目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛細(xì)磨設(shè)備之一。高功率密度（高轉(zhuǎn)速）攪拌磨 機適用于最大粒度小于微米以下產(chǎn)品，在顏料、陶瓷、造紙?zhí)钔苛?、化工產(chǎn)品中已獲得了成功。目前高功率密度攪拌磨在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用則更好的解決了量小和磨損成本高兩大難題。 （ 2）沖擊式粉碎機：近年來，隨著高硬度高韌性金屬材料的出現(xiàn)，以高速打擊為原理的沖擊式粉碎機的性能有了較大的提高和應(yīng)用也得到了普及。高速沖擊式粉碎機按轉(zhuǎn)子的布置方式和錘頭的個數(shù)和形式分為多種，其特點是粉碎比量大、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，適合于硬度物料的粉碎。沖擊式粉碎機借助于轉(zhuǎn)子上錘頭對物料的以 50 100m/s 的高速打擊而將其粉碎，處于定子和轉(zhuǎn)子間隙處 的物料被剪切和反彈到粉碎室內(nèi)與后續(xù)高速飛來的顆粒相撞，使粉碎過程反復(fù)進行。定子襯圈和轉(zhuǎn)子端部錘刃之間形成強有力的高速湍流場，其中產(chǎn)生的強大壓力變化可使物料受到交變應(yīng)力而破碎和分散。粉碎成品顆粒細(xì)度和形態(tài)由轉(zhuǎn)子上錘頭的運轉(zhuǎn)狀態(tài)和定轉(zhuǎn)子間間隙來決定，低速沖擊可得細(xì)長的顆粒，而高速沖擊則易得物料結(jié)晶狀態(tài)相同的顆粒。我們在硅灰石針狀粉的超細(xì)粉碎工藝中選用沖擊粉碎機可以取得了較好的效果。 (3)氣流式粉碎機：氣流超微粉碎利用高壓氣體通過噴嘴產(chǎn)生的高速氣流所具有的巨大動能，使物料顆粒發(fā)生互相沖擊碰撞，達到粉碎目 的。這類粉碎機已經(jīng)得到了廣泛的普及，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家較多，有多種機型：圓盤式、 O 形環(huán)式、沖擊靶式、對撞式、流化床對撞式等。由于這種粉碎原理中能量經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換、微顆粒撞擊能量小、內(nèi)部晶格缺陷減少等原因，決定了氣流粉碎機的能量消耗很大。最好是用于高附加值物料的超細(xì)粉碎和干燥團聚物的解散。因選型不當(dāng)，用于建材和非金屬礦加工的企業(yè)多處于停頓狀態(tài)。 （ 4）球磨超細(xì)加工系統(tǒng)：球磨機的問世已近 200 年，多年的研究與改進，使其成為粉磨行業(yè)主流。經(jīng)球磨機粉碎的產(chǎn)品，其粒度多為雙峰分布，細(xì)粉含量高、粗粒級分布較寬。閉路粉磨是一有 效手段，但傳統(tǒng)的選粉機無法控制小于 20 m的顆粒。工業(yè)界形成了一種誤區(qū)，認(rèn)為球磨機不能用于超細(xì)粉碎，人們曾一度對它失去信心而試圖尋找其他粉磨設(shè)備，諸如振動磨、攪拌磨、氣流磨等。這些設(shè)備的加工細(xì)度雖有所提高，但是其處理量、運轉(zhuǎn)率和能耗指標(biāo)遠(yuǎn)不能適應(yīng)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的需求。大型超細(xì)分級機的出現(xiàn)，使管磨機生產(chǎn)超細(xì)粉提供了可能途徑。大型超細(xì)分級機與球磨機（特別是高細(xì)管磨機）的配合，將系統(tǒng)的控制粒徑降低到 10 m 以下，其特點是為了強化介質(zhì)對物料的微細(xì)研磨作用能力和作用時間，而將磨機的結(jié)構(gòu)、簡體長度、介質(zhì)配比等方面作了 一系列的改進。近年來，國內(nèi)外大批量物料的超細(xì)化處理多采用這種系統(tǒng)。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 2 星式球磨機的整體設(shè)計 2.1 球磨機的結(jié)構(gòu) 球磨機有三種結(jié)構(gòu)類型，即星式球磨機，格子型球磨機，風(fēng)力排料干法球磨機。以下主要講星式球磨機。 星式球磨機的筒體由鋼板焊接而成，兩端有鑄鋼制成的端蓋，端蓋上的中空軸頸支承于主軸承上。筒體和端蓋內(nèi)部敷設(shè)襯板。大齒圈固定于筒體上，電動機通過小齒輪和大齒將筒體帶動。而大小齒輪猶如行星一樣轉(zhuǎn)動，即所謂的行星。物料經(jīng)給料器通過中空軸頸從左方給入筒體。筒體內(nèi)裝有一定重量的鋼球作為磨 介。物料受到鋼球的作用而磨碎，然后經(jīng)端蓋和中空軸頸排出機外。由于破碎產(chǎn)品經(jīng)中空軸排出。故這種球磨機稱為星式球磨機，是一種廣泛應(yīng)用的球磨機。 兩個中空軸頸中，有一個可以在主軸承上軸向伸縮，另一個是固定的。星式球磨機的齒輪傳動產(chǎn)生一些軸向力，設(shè)計時使一個中空軸頸帶有兩個凸肩，凸肩之間的距離正好等于軸瓦的長度，從而防止發(fā)生軸向活動。另一個中空軸頸不帶凸肩，起長度大于軸瓦長度，當(dāng)筒體因受熱而伸長或由于載荷使筒體撓曲時，可以在一定范圍內(nèi)自由伸縮。一般選擇靠近傳動齒圈的軸頸為固定的中空軸頸。 球磨機的主軸承最常用的是滑 動軸承，其直徑很大，但長度很短。與一般滑動軸承不同之處在于僅僅下半部有軸瓦。整個軸承除軸瓦用巴氏合金澆鑄外，其余都用鑄鐵制成。 由于球磨機的跨度和載荷很大，將發(fā)生一定程度的撓曲，而且制造和裝配的誤差也難以保證準(zhǔn)確的同心度，因此，軸承制成只調(diào)位型，球面瓦座和球面瓦之間以球心為旋轉(zhuǎn)中心能夠略為相對移動，使作用于軸瓦上的載荷分布均勻。 球面軸瓦和球面瓦之間還設(shè)有定位銷，以限制球面瓦移動的范圍。在安裝時，可以用螺釘調(diào)整球面瓦座的位置。也有用斜楔調(diào)整裝置的。 主軸承是球磨機的一個關(guān)鍵部件，對于其潤滑問題必須充分重視， 一般都采用稀油集中循環(huán)潤滑，小型機也有采用有環(huán)潤滑、油杯滴潤滑或毛線潤滑等方式的。 筒體襯板不僅防止筒體遭受磨損，而且直接影響剛球的運動和磨碎效率，所以得慎重選擇。襯板的材質(zhì)有高錳鋼、高鉻鑄鐵、鎳硬鑄鐵和橡膠等。襯板同筒體之間鋪有膠合板、石棉碘或橡皮等襯墊，以減緩鋼球?qū)ν搀w的沖擊。通常襯板用螺釘固定在筒體上，螺帽下面有橡皮和金屬墊圈，以防礦漿漏出。 襯板的形狀多種多樣，有的較為平滑，有的則突出部較高，對鋼球的推舉作用較大。在較平滑的襯板中，鋼球與襯板之間的相對滑動較大，因而產(chǎn)生較多的研磨作用，但在相同轉(zhuǎn)速下 鋼球被提升的高度和拋射所作的功較小，它適用于細(xì)磨。突出部較高的襯板使鋼球能提升至較高的位置，拋射作用較強，而且對鋼球和物料產(chǎn)生較劇烈的攪動。即使同一形狀，突出部伸出的高度以及相鄰?fù)怀霾恐g的距離等參數(shù)也很重要。它們必須同鋼球尺寸、物料性質(zhì)及操作方法等相適應(yīng)。拆裝方便、噪音小，我國水泥、陶瓷、磷肥、化工、冶金等工業(yè)部門研制推廣橡膠襯板，取得了較好的效果，其中型橡膠襯板適用與細(xì)磨，永登水泥廠在管磨機第一倉（大球倉）使用方形橡膠襯板。 2.2 球磨機的傳動方式及傳動比 球磨機的工作部分是一個裝在兩個軸承上的水平放 置的回轉(zhuǎn)筒體，筒體用隔倉板分為幾個倉室，在各倉內(nèi)裝有一定的形狀和大小不一樣的研磨體。研磨體一般為鋼球、鋼段、鋼棒、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)。由于進料端不斷喂入新物料，使進料與出料端物料之間存在著能強制物料流動，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，磨機筒體雖然是水平放置，但物料卻可以由進料端緩慢流向出料端，完成粉磨作業(yè)。 當(dāng)磨機筒體的轉(zhuǎn)速達到摸某一數(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，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，將此值代入研磨體運動基本方程式： 滾子與滾筒的傳動比為 1i =4.5 1/ 1 8 3 0 / 4 . 5 4 0 6 . 6 7d d i 筒 體滾 子mm （ 2-1） 341 0 . 5 8 3 6 1 0 9 . 8 0 . 2 2 5 4 . 6 1 0fF F f N （ 2-2） 47/ 2 4 . 6 1 0 4 0 6 . 6 7 0 . 9 4 1 0fT F d N m 轉(zhuǎn) 滾 子（ 2-3） 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 /T T TTW（ 2-4） 大型球磨機一般用低速同步電動機直接帶動球磨機的小齒輪、小齒輪再帶動大齒圈使球磨機轉(zhuǎn)動，起優(yōu)點是傳動效率高、占地面積小、維修方便和改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，但同步電動機售價較高。另一種傳動方式是采用異步電動機通過減速器來帶動小齒輪、大齒圈和球磨機。這種方式用于大、中型球磨機上，其電動機的售價低于同步電動機，但多了一套大型減速器。異步電動機通過皮帶傳動小齒輪、大齒圈和球磨機的傳動方式，只適用于小型球磨機，其傳動效率低、占地大、維修復(fù)雜。 最簡單的摩擦輪 傳動是由兩個互相壓緊的圓柱摩擦輪組成。其中一個摩擦輪的軸心可以移動，加壓裝置使兩輪接觸面間產(chǎn)生法向壓力，主動輪回轉(zhuǎn)時，由法向壓力產(chǎn)生的摩擦力帶動從動輪回轉(zhuǎn)。設(shè) f為輪面間的摩擦系數(shù)，則在接觸面可產(chǎn)生摩擦力 fq，其值應(yīng)大于或等于帶動從動輪工作所需的圓周力 F。 摩擦輪傳動工作時，在兩摩擦輪接觸面間將產(chǎn)生彈性滑動，嚴(yán)重時會出現(xiàn)打滑?；瑒訉?dǎo)致傳動效率降低，造成嚴(yán)重磨損，因此應(yīng)控制滑動率在允許的范圍內(nèi)。并且摩擦輪傳動結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，噪聲小，過載打滑防止零件損壞；但傳動效率低，磨損快，傳動比不嚴(yán)格恒定，不宜傳遞大功率 和大轉(zhuǎn)矩。常用的摩擦輪傳動有圓柱摩擦輪傳動、槽型摩擦輪傳動、端面摩擦輪傳動和圓錐摩擦輪傳動等。 各種摩擦輪傳動的特點及設(shè)計注意事項如下： 圓柱摩擦輪傳動：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易；壓緊力大，宜用于小功率傳動；為減小壓緊力，可將輪面之一用非金屬材料作覆面；大功率傳動，摩擦輪常采用淬火鋼，并采用自動壓緊卸載環(huán)；為降低二軸的平行度要求，可將輪面之一制成鼓形，軸系剛性差亦應(yīng)如此；用于回轉(zhuǎn)筒驅(qū)動裝置、儀表調(diào)節(jié)裝置等。 在選礦、水泥、建筑材料、煤炭、化工等許多工業(yè)部門中都需要磨碎作業(yè)。球磨機、棒磨機和管磨機是這些工業(yè)部門最重 要的設(shè)備之一。這類磨碎機的重量大、造價高、功耗多、操作費用昂貴，對于企業(yè)的投資、產(chǎn)品的質(zhì)量以及操作運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟合理性，有很大的影響。目前國內(nèi)的球磨機的傳動方式大多采用齒輪傳動，還有少部分采用中心傳動。對于大尺寸的球磨機來說，采用齒輪傳動必須要解決制造大齒輪的問題，制造大齒輪費用昂貴而且生產(chǎn)周期較長，而中心傳動對球磨機兩個支撐軸承的同軸度要求較高，要求的制造技術(shù)較高。為解決費用昂貴和制造技術(shù)較高的問題，本課題研究用摩擦輪傳動來代替球磨機齒輪傳動或中心傳動的方法。在球磨機這個課題上，摩擦輪傳動的優(yōu)點是制造技術(shù)要求 不高，制造費用低。 2.3 星式球磨機的功率和電機的選取 2.3.1 球磨機的功率 星式球磨機影響其功率的因素有很多的種類，例如球磨機的直徑、長度、轉(zhuǎn)速、內(nèi)部裝置、粉磨方式以及傳動形式等。計算功率在參考實際的工作情況下公式如下。 0 . 8000 . 2 ( )GN V D n V（ 2-5） 式中 : 0N 磨機需用功率， kW； V 磨機有效容積， m3 ； 0D 磨機有效內(nèi)徑， m； n 磨機的適宜轉(zhuǎn)速， r/min； G 研磨體裝載量， t； 磨機填充率（以小數(shù)表示）。 選用公式（ 2-5）計算： 2 0 . 80 . 800 2 . 3 7 9 . 8 30 . 2 ( ) 0 . 2 1 0 . 6 8 2 . 3 2 0 . 7 5 6 7 7 . 5 32 4 4 . 3 7GN V D n V kw 球磨機的配套電動機功率計 算 021 NKKN =1.3 1.0 677.53=880.789kW 式中 : 1k 與磨機結(jié)構(gòu)、傳動效率有關(guān)的系數(shù)。 2k 電動機儲備系數(shù)，在 1.0 1.1間選取。 2.3.2 電機的選取 電動機選擇因綜合考慮的問題：根據(jù)機械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機的起動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動機類型。根據(jù)負(fù)載的轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍和起動頻 繁程度要求，考慮電動機的溫升限制、過載能力和起動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機容量，并確定冷卻通風(fēng)方式，所選電動機容量應(yīng)留有余量。過大的備用容量會使電動機的效率降低，對于感應(yīng)電動機，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動機最大轉(zhuǎn)矩校驗強度的機械造價提高。還得根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護方式，選擇電動機的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)生產(chǎn)機械的最高轉(zhuǎn)速和對電力傳動調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程性能的要求，以及機械減速機構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。 此外，選擇電動機還必須符合節(jié)能的要求，考慮運行可靠 性、設(shè)備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價格、建設(shè)費用及考慮生產(chǎn)過程中前后期電動機容量變化等各因數(shù)。 系列三相異步電動機的特點及用途是：該系列電動機為封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，效率高、節(jié)能，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪聲低、振動小，運行可靠。能防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機內(nèi)部；具有與系列相同的用途外，還能適用用灰塵多、水土飛濺的場所，如球磨機、碾米機、磨粉機、脫谷機及其他農(nóng)業(yè)機械、礦山機械等。又因為在其計算除了球磨機的功率，所以把球磨機的功率定為：啟動功率為：NP（ 1.2 1.5） 127.56159.45kw。取NP 132kw 型號： Y315L2 6 轉(zhuǎn)速： 990r/min（ IP44 型 )。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 2.4 減速器和偶合器的選擇 減速器是動力機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增加轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要；在某些場合也用來增速，稱為增速器。常用的減速器主要有單級圓柱齒輪減速器和兩級圓柱齒輪減速器。單級圓柱齒輪減速器的推薦傳動比范圍為 1 i 8 10，特點是：齒輪可以作成直齒、斜齒 和人字齒。直齒用于速度（ 8m/s）或負(fù)荷較輕的傳動；斜齒或人字齒用于速度較高或負(fù)荷較重的傳動。箱體一般用鑄鐵組成，有時采用焊接結(jié)構(gòu)或鑄鋼件。軸承一般采用滾動軸承，只在重型或特高速時，才采用滑動軸承，其他型式與此類同。 兩級圓柱齒輪減速器中有三種形式：展開式、同軸式、分流式。其推薦傳動比范圍為8 i 60。展開式的特點：結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對與軸承的位置不對稱，因此，軸應(yīng)設(shè)計得具有較大的剛度。高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩的輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形能減弱軸在彎曲變形所引起的載荷變沿齒寬分布不均 勻的現(xiàn)象。建議用在載荷比較平穩(wěn)的場合，高速級可以作成斜齒，低速級可做成直齒。而分流式主要用于變載荷場合，且應(yīng)用較少。同軸式的特點：減速器的長度較短，兩對齒輪浸入油中深度大致相等。但減速器的軸向尺寸及重量較大；高速級齒輪的承受能力難于充分利用；中間軸承潤滑困難；中間軸較長；剛性差，載荷沿齒寬分布不均勻；僅能有一個輸入或輸出端，限制了傳動布置的靈活性。減速器的傳動比為2 9 9 0 / 1 0 8 9 . 1 7i 。因減速器的傳動比大于 9，所以選擇兩級圓柱齒輪減速器。兩級展開式圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu)簡單，并 且可以用在載荷比較平穩(wěn)的場合。所以選擇兩級展開式圓柱齒輪減速器。減速器的標(biāo)準(zhǔn)傳動比與 9.17 最接近的只有 9，因此，選擇標(biāo)準(zhǔn)減速器，型號為 ZLY224 傳動比： 9 液壓偶合器也稱為液力偶合器。它是利用液體的動能來傳遞轉(zhuǎn)矩的動力式液壓傳動。液壓偶合器的優(yōu)點是：液壓聯(lián)軸器能使其空載進行啟動，為了能減小起動時的振動，所以采用的方式方法是隔離扭轉(zhuǎn)振動，防止動力過載而對機器造成不必要的損壞，當(dāng)多臺原動機驅(qū)動一臺機械設(shè)備時，允許各原動機的轉(zhuǎn)速稍有差別，而使各原動機負(fù)載分配比較均勻，可進行無級調(diào)速和并且傳動的效率比較高。 液 壓偶合器按其特性可分為三種基本類型：普通型、限矩型和調(diào)速型；按結(jié)構(gòu)特點可以分為單腔式、雙腔式；按工作輪葉片的位置可分為直片式和斜片式。通常采用按特性分類法。 標(biāo)準(zhǔn)型液壓偶合器的特性是對過載系數(shù)GK不加控制，其值高達 6 20，甚至更大。這種偶合器的工作起來的容積大，效率高，結(jié)構(gòu)也比其它類型液壓偶合器簡單。它的主要缺點是GK太大，因而制動力矩大，故防止過載的性能很差，或不能起到過載保護的作用。一般不用于有過載保護 要求或調(diào)速要求的場合。目前已很少使用，為限矩型所代替。 限矩型液壓偶合器：該偶合器的特點是隨著速比的減小，轉(zhuǎn)矩趨于穩(wěn)定，因而它能夠有效地防止原動機或負(fù)載的過載，其過載系數(shù)GK越小，過載保護性能越好。這種偶合器的過載系數(shù)GK4。 調(diào)速型液壓偶合器：這種聯(lián)軸器在工作過程中，通過連續(xù)改變流道中的沖油度時，就可以實現(xiàn)對從動軸的無級調(diào)速。采用這種方法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)速范圍比較大，值可以降低到 0.4。因為液力偶 合器的充油量不能太少，過少的充油量將使液力偶合器的特性變得不穩(wěn)定，載荷稍有波動會很大，因此值不能降的太低。若在設(shè)計上作必要的改進，如改進流道的型式、加設(shè)適當(dāng)直徑的擋板等，可使液力偶合器的值降到 0.2。 調(diào)速型液力偶合器比限矩型液力偶合器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由于液力偶合器的效率，而且效率與輸出軸的轉(zhuǎn)速成比例關(guān)系，轉(zhuǎn)速降低，效率下降。因此，這類偶合器用于負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速下降而減小的機械比較合適。 可用液力偶合器配套的各種機械設(shè)備概況：礦山機械：鉆采機械、各種破碎機、球磨機、離心分析機、礦用泥漿泵、篩選機、巷道掘進機 、巷道風(fēng)機。這類機械一般用限矩型液力偶合器。使用的目的是起動平穩(wěn)，過載保護；滿載起動；緩沖隔振；減小起動電流和電網(wǎng)的電壓降；降低裝機容量、節(jié)能。 因此，根據(jù)電動機的功率和轉(zhuǎn)速及礦山機械的類型，我選擇用限矩型偶合器。偶合器類型為 TVA650，主要參數(shù)：輸入轉(zhuǎn)速 1000r/min，傳遞功率 90 170kw。 2.5 其他零件的選擇 2.5.1 軸徑和聯(lián)軸器的選擇 3 Pd A mmn（ 2-6） 式中 d 計算剖面處軸的直徑； P 軸傳遞的功率，； n 軸的轉(zhuǎn)速， r/min；A 與軸的材料及相應(yīng)的許用扭剪應(yīng)力 有關(guān)的設(shè)計系數(shù)。 mmnPAd 98.118583.424 132%104107 33 d=130mm 選擇聯(lián)軸器的類型為：凸緣聯(lián)軸器（ GB5843-86）凸緣聯(lián)軸器的特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，裝拆和維護均較簡便，能保證兩軸有較高的對中性，傳扭矩較大，應(yīng)用較廣，但不能消除沖擊和由于兩軸的不對中而引起的不良后果。主要 用于載荷較平穩(wěn)的場合?？傻茫嚎繙p速器最近的聯(lián)軸器的型號為 YLD17 。由于在不確定的軸線上，滾子分布未知，所以其他的幾個聯(lián)軸器還不能選擇。為方便計算，初取軸線上的聯(lián)軸器都與此相同，待滾子分組確定后再進行局部的調(diào)整。又因為凸緣聯(lián)軸器的0L都為 410mm ，聯(lián)軸器在軸線上的軸向長度為 410mm 。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 2.5.2 軸承的選取 因為上段算出 130d mm ，在此摩擦傳動中，軸承要受徑向和軸向的力。角接觸球軸承可以同時承受徑向負(fù)荷和單向的軸向負(fù)荷，也可承受純軸向的負(fù)荷。并且將一對軸承外圈同名端面相對安裝在軸上時，可限制軸在兩個方向的軸向位移。所以我選擇用角接觸球軸承。 軸承型號： 36224 主要參數(shù)： 1 3 0 , 2 3 0 , 4 0 , 4 4 . 2d m m D m m B m m a m m 。由滾動軸承選擇配套的滾動軸承座：滾動軸承座型號： SN226 主要參數(shù)：m a x m a x1 3 0 , 2 3 0 , 9 01 9 0 , 1 5 0d m m D m m g m mA m m H m m 3 星式球磨機滾子的設(shè)計 3.1 滾子的厚度 已知0 410L mm， 96A mm ；設(shè)滾子的厚度為 h ；（其中為方便計算，螺栓的 k 和螺母的 m 按 120h mm 取值）滾子間間距為 X ；軸的軸向長度為 L ；按單位接 觸長度的許用壓力 q計算， N滾 子為在 7000mm 的軸向長度上滾子的最少個數(shù)；在 7000mm 的軸向長度上的實際布置滾子的個數(shù)為 N滾 子； ( 2 6 8 2 1 0 3 6 8 ) / 2 / 2 3 3X h h （ 3-1） 3 6 3 3 5 2 9 6 4 1 0 8 8 0 0L h h h （ 3-2） 滾子可作用的最大軸向長度： 7000L m m總 max350005 / 7 0 0 0 5 / ( 8 8 0 0 ) (8 8 0 0N L L h h 總滾 子 個 )（ 3-3） 1 m a x / ( )N F h q滾 子2558 0 . 5 8 3 6 1 0 0 0 9 . 8 / ( 8 0 )Nhh 滾 子為了滾子能夠承受筒體的壓力，則 N滾 子 N滾 子。 3 5 0 0 0 2 5 5 88 8 0 0hh( 3 5 0 0 0 2 5 5 8 8 ) 2 5 5 8 8 0 0 0h 140.78h mm 當(dāng) 120h mm 時2 6h mm，根據(jù) 120h mm ，選取固定墊板與滾子的螺栓和螺母，螺栓：六角頭螺栓 GB5783 1 6 , 4 4 , 1 0 , 1 4 0M b m m k m m L m m ；螺母：六角薄 螺母 GB6172 m a x1 6 , 8M m m m；已知21 4 0 , 1 0 , 6 , 8l m m k m m h m m m m m 可知： ( 1 4 0 2 1 0 3 6 8 ) / 2 9 3X m m 8 8 0 0 8 1 2 0 8 0 0 1 7 6 0L h m m 2 5 5 8 / 2 5 5 8 / 1 2 0 2 1 . 3 2 2Nh 滾 子 個個滾子組的軸向長度： 4 1 7 6 0 7 0 4 0 mm 滾子的厚度為 140h mm ；墊板厚度為2 6h mm；滾子的個數(shù)為 20N 滾 子 個；滾子組數(shù)為/ 5n 滾 子 組 。 3.2 滾子的間距 滾子的個數(shù)和分組由各個參數(shù)決定，如聯(lián)軸器的軸向長度，滾子的間距，軸承座的軸向長度。 聯(lián)軸器的軸向長度：0 410L mm；滾動軸承座的軸向長度： 96A mm ； 滾子間距的作用是為方便更換滾子，即在不裝拆其他滾子的情況下，能夠保證單獨更換滾子的間隙 。 決定滾子間距的因數(shù)有墊板厚度，滾子的厚度，固定墊板與滾子的螺栓和螺母。初設(shè)墊板厚度為2 6h mm； 滾子的厚度為 h ，軸上的滾子布置如下： 圖 3-1 滾子布置圖 設(shè) X為滾子間相鄰最近的兩個滾子的間距。要使非金屬滾子外層順利的更換、裝卸，下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 則必須滿足以下條件： 2222X h h m k h l k h （ 3-4） 式中： X 滾子間距； h 滾子的厚度；2h 墊板的厚度； m 螺母中的 m ； k 螺栓中的 k ； l 螺栓中的 l 。 即至少 2X 螺栓的全長。 m i n 2( 2 3 ) / 2X l k h m （ 3-5） 3.3 剛滾架 滾子作為此摩擦輪傳動中的主動輪，其結(jié)構(gòu)設(shè)計顯的尤為重要。滾子的結(jié)構(gòu)不僅要能保證滾子 在受到筒體的重壓下能夠正常工作，而且還要拆裝、更換方便。因此，這里的滾子是作為一個單元體來定義的，其本身由幾個部分組成。 滾子由滾子表層和鋼滾架兩部分組成，這兩部分則由墊板、螺栓和螺母聯(lián)接為一個整體 滾子。 鋼滾架是滾子的重要組成部分，它是滾子中不經(jīng)常更換的部分。它不僅要能承受筒體的重量而不易損壞，同時還要能傳遞扭矩給滾子表層。 因此，鋼滾架的結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖 3-2 鋼滾架結(jié)構(gòu)示意圖 滾子表層的材料為夾布膠木，與筒體的摩擦系數(shù)為 0.20 0.25，摩擦輪材料為夾布膠木鋼。滾子表層的主要失效形式為摩擦磨損。滾子表層要保證更換方便，結(jié)構(gòu)簡單，能夠準(zhǔn)確的傳遞扭矩。因此，滾子表層的結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖 3-3 滾子表層結(jié)構(gòu)示意圖 如圖 3 3 所示，滾子表層近似為一個半圓，因此要組成一個圓形的滾子外層需要有兩個滾子表層。滾子表層設(shè)計為這個形狀的目的是裝卸方便，與鋼滾架的徑向聯(lián)接準(zhǔn)確，兩個滾 子表層之間的配合緊湊。半圓形的滾子表層比較好裝卸，不必拆裝其他的滾子就可以單獨更換某個滾子。滾子表層的 3個凹槽用來保證與鋼滾架的配合。而其中滾子表層設(shè)計成階梯形是為了使它們兩個滾子之間的連接更緊湊。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 圖 3-4 滾子結(jié)構(gòu)示意圖 4 筒體裝置的設(shè)計 4.1 筒體的設(shè)計與計算 4.1.1 筒體的結(jié)構(gòu) 本次的設(shè)計我采用的是行星輪傳動為傳動方式的球磨機，因而在筒體的限位裝置上也與齒輪傳動的球磨機不同。齒輪傳動的主要限位裝置是筒體兩邊的兩個軸承座，而在 通過摩擦傳動在結(jié)構(gòu)上與齒輪傳動的