_3_2m_7m溢流型球磨机筒体部的设计分析与改进

第 38 卷 2010 年第 6 期本栏目编辑　邱静雯　才静文经　验831.溢流堰2.螺旋叶板3.螺旋轴图 1　改进前螺旋分级机沉降区域存在沉降死区来，存在如下问题：沉降区域内易形成沉降死区，造成沉降面积减小，使矿粒无法得到充分分级，造成溢流粒度偏粗，影响分级效率的提高，故对其进行了相应的优化改进。

改进后溢流粒度 (-200 目含量) 提高 2.5%，球磨机的台时处理能力也得到提高，为下一段选别作业创造了条件。

1　改进前的状况(1) 螺旋分级机沉降区域存在沉降死区，分级效率低　螺旋轴最下端大叶板距溢流堰较远，而进料口距溢流堰较近 (见图 1)。

这样就造成部分矿浆未经过大小叶板的螺旋分级作用，直接冲击到螺旋轴上，进而沉淀，造成沉降死区，减小了分级沉降区域有效的利用面积，使各粒级矿粒得不到充分分级，造成溢流粒度偏粗，影响分级效率。

细粒级矿物夹杂在返砂中，造成过磨的恶性作业。

(2) 螺旋分级机螺旋轴及小叶板使用寿命缩短　在沉降区域内，由于部分矿浆直接冲击到螺旋轴上，螺旋轴所受的冲击力增大，加速了螺旋轴的磨损。

此外，螺旋分级机存在沉降死区后，小叶板摩擦力增大，造成了小叶板磨损加快，导致螺旋轴及小叶板的使用周期缩短，增加了生产成本。

2　改进措施(1) 解决分级机内沉降死区及螺旋轴磨损的问题 为了使沉降区域内矿浆得到充分搅拌，加强矿浆的分级效果，避免沉降死区的形成，如图 2 所示，将沉降区域内螺旋叶板间的距离由原来的 350 mm 缩短为 300 mm。

此外，为避免矿浆直接冲击螺旋轴，采取1.溢流堰2.螺旋叶板3.螺旋轴图 2　改进后的螺旋分级机 项目 改进前 改进后 差值溢流粒度 -200 目含量 45.7 50 2.5表 1　改进前后溢流粒度 -200 目的含量对比 %在螺旋轴下端安装 2 排支架，6 块大叶板，12 块小叶板。

改进后导程共增长 600 mm，有效地扩大了分级沉降区面积。

进料口处矿浆全部给到螺旋叶板上，使分级机沉降区内矿浆搅拌均匀，矿粒得到充分分级，有效提高了分级效率。

安装叶板的同时也达到了保护螺旋轴的目的。

(2) 小叶板材质的更换　由于沉降死区的存在，直接导致小叶板磨损加剧，致使小叶板更换频繁。

为此，将材质为铸铁的小叶板更换为锰钢小叶板，延长了小叶板的使用周期。

3　改进效果(1) 通过对螺旋轴的优化改进，避免了沉降区内沉降死区的形成，为矿粒提供了良好的沉降分级条件。

改进前后溢流粒度 -200 目的含量对比见表 1。

由表 1 可知，螺旋分级机在给矿相同的条件下，溢流粒度由改进前的 47.5% 提高到 50%，提高了 2.5%，有效地提高了分级效率，同时增加了球磨机的台时处理能力。

(2) 由于减少了合格粒级的返回量，杜绝了“过磨”的恶性循环作业，同时提高了磨机的处理能力。

(3) 增加支架和大叶板，起到保护分级机螺旋轴的作用，使用周期延长 12 个月。

在使用周期内可直接节约 10 万余元。

4　结语通过对螺旋分级机的优化改进，扩大了沉降分级面积，矿浆得到了充分搅拌，消除了沉降死区，使溢流粒度得到进一步提高，优化了下一道选别作业效果。

同时减小了螺旋轴及小叶板的磨损，延长了使用寿命，达到了预期效果，既提高了分级效率，又节约了生产成本。

□(收稿日期：2009-12-24)论文编号：1001-3954(2010)06-0083-03φ 3.2 m×7 m 溢流型球磨机筒体部的设计分析与改进张会提中实洛阳重型机械有限公司洗选研究所　河南洛阳　471000IHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIH溢流型球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，可以粉碎各种硬度的矿石，可用第 38 卷 2010 年第 6 期本栏目编辑　邱静雯　才静文经　验84于粗磨，也可用于细磨。

球磨机广泛应用于水泥、硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其他可磨性物料进行干式或湿式粉磨。

溢流型球磨机结构简单，在中空轴颈衬套的内表面装有反螺旋叶片，可将矿浆中溢出的小球和粗矿块返回磨机内，管理和检修都比较方便，作业率比较高，通常适用于磨矿粒度要求较细的工艺流程[1]。

φ3.2 m×7 m 溢流型球磨机在采纳了国内外先进技术的同时，对该球磨机原有的筒体部进行了设计分析与改进。

1　溢流型球磨机筒体部的结构简介筒体部是球磨机的机体部分，主要由筒壳 、衬板、法兰盘、人孔盖、进出料口和进出料端盖等零件组成 (见图 1)。

筒壳是由钢板卷制焊成的圆筒，为便于更换衬板和检查筒内情况，在筒体上开设 1～2 个矩形人孔。

磨机运转时，人孔须用盖子密封，用螺栓将盖子固定在筒体上。

筒壳内壁装有衬板，以防止筒体磨损，提升研磨体和物料。

衬板应耐磨和便于拆装。

它的型式对球磨机的效果影响较大。

2　筒体部的设计与改进原溢流型球磨机在使用中存在工作效率低，使用寿命短，生产成本和能耗高等缺点。

新设计的溢流型球磨机主要从筒体部的筒体材料、衬板布置、筒体排料、衬板材料和类型及出料装置等方面做了改进设计，提高了工作效率，延长了使用寿命，降低了能耗和生产成本。

2.1　改进筒体材料球磨机的筒体是球磨机的主要工作部件之一。

筒体工作时，除承受研磨体的静载荷外，还受到研磨体的冲击，且筒体是回转的，所以筒体上产生的是交变应力。

因此，它必须具有足够的强度和刚度。

这就要求制造筒体的金属材料的强度要高，塑性要好，具有较好的机械性能和工艺性能，才能保证磨机筒体的安全运行。

原溢流型球磨机的筒体材料是普通结构钢 Q235，此种材料的强度、塑性和可焊性虽都能满足要求，但随着工业的发展，磨机能力 (产量) 也向大型化发展。

新设计的溢流型球磨机的筒体是用 16Mn 钢制造的，其弹性强度极限 σs 比 Q235 高约 50%，冲击韧性比 Q235 高得多 (尤其低温时)。

而且 16Mn 还具有良好的切削加工性、可焊性、耐磨性和耐疲劳性，所以16Mn 是一种相当适宜的钢材。

2.2　合理布置筒体衬板和筒体排料新设计的溢流型球磨机分为前后 2 个仓 (见图2)。

筒体总长 7 090 mm，前仓占 40%，后仓占 60%，除去隔仓板所占位置之外，对剩下的筒体板料空间进行合理布置。

布置时除了注意保证衬板的规格符合统一标准尺寸外，还要尽量减少衬板的规格种类，以便减少衬板模具，近而降低生产成本。

另外，在布置衬板时还要注意在筒体上每个仓都应开设一个磨门 (又称人孔)。

磨门的作用是更换衬板、隔仓板，装填或倒出研磨体及停磨检查磨机仓内情况等，所以磨门的尺寸设计需保证人能进去更换衬板、隔仓板。

此处磨门的形状应合理地设计为四周带圆角的矩形。

在考虑完以上所有因素之后，就可以合理布置筒体衬板了，这也是为下一步衬板零件的设计打下基础。

筒体衬板布置完毕后，即可进行筒体排料。

根据筒体来料尺寸进行合理的筒体排料、下料。

2.3　合理选择衬板材料和类型磨机筒体内壁安装衬板，目的是保护内壁不受磨损，并控制钢球在筒体内的运动。

因此，衬板必须耐磨，表面几何形状适宜，并尽可能便于制造、装拆和维护。

2.4　合理选择衬板材料原有的溢流型球磨机选用了金属钢衬板，而金属衬板的缺点是不便于加工成型，质量大，装拆不方便。

新设计的溢流型球磨机选用了非金属衬板 ——橡胶衬板，它不但耐磨性能好，质量小，噪声小，球1.进料口　2.进料端盖　3.人孔盖　4, 11.磨门　5.衬板　6.筒壳　7.法兰盘　8.出料端盖　9.出料口　10.后仓　12.隔仓衬板　13.前仓图 1　筒体部的装配结构1.磨门衬板　2, 7.磨门　3.筒体衬板　4.隔仓板　5.前仓　6.后仓图 2　圆筒衬板的布置第 38 卷 2010 年第 6 期本栏目编辑　邱静雯　才静文经　验85耗低，而且易于加工成形，装拆方便，使用寿命长。

其使用寿命相当于钢衬板的 3～4 倍。

2.5　合理选择衬板类型衬板的几何形状和配置方式对磨机的生产效率有直接影响。

原溢流型球磨机选用了波形衬板，这种衬板带球能力较凸棱衬板差，只适用于棒磨机或棒球磨机的棒仓。

新设计的溢流型球磨机选用了 B 形橡胶分级衬板，该衬板形状的主要特点是沿轴向具有斜度。

在磨内的安装方向是大端向着磨尾，即靠进料端直径大，出料端直径小。

这种衬板的形状会引起研磨体按其大小沿着磨机内通道自动分级，结果使大直径的研磨体留在磨机进料端地区，小直径的研磨体聚集到靠近磨机卸料端的一边，自动地将钢球沿磨机轴向由大到小排列，即能够自动分级，符合物料粉磨过程的要求，因而可减少磨机的仓数，增加磨机的有效容积，减少通风阻力，提高磨粉效率和产量，降低能耗。

另外，为了避免进料端大钢球或粗物料堆积过多，可在靠进料端装 1～2 排平衬板。

为了避免小钢球或物料集中于磨机的出料端，也可将靠出口处 1～2 排衬板安装成平衬板。

2.6　出料装置的改进溢流型球磨机在出料口中空轴颈的内表面装有反螺旋叶片，可将矿浆中溢出的小球和粗矿块返回磨机内。

原溢流型球磨机的出料口为内表面装有反螺旋叶片的铸铁件 (见图 3)，需制作模具，制造成本高，制论文编号：1001-3954(2010)06-0085-02大型开式滑动轴承密封装置的改进黄　盈江西南昌市红谷滩新区管理委员会社会事业发展局江西南昌　330038IHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIH矿山、建材等行业的许多重型机械 (例如各种破碎机、磨矿机等)上都使用大型开式滑动轴承，由于这些机械工作在恶劣环境下，外界粉尘无孔不入，所以在滑动轴承上都采用了橡胶圈或毛毡圈密封装置。

但由于这些机械密封装置很难调整适中，而且又极易磨损，根本做不到完全密封，总有一些细粒粉尘钻进摩擦副内，加剧了轴承的快速磨损，且密封装置需要时常更换，否则就更起不到密封的作用。

为了克服上述密封装置的不足，对原密封装置进行了改进，设计出一种空气密封装置。

该装置结构简单，密封可靠，能够实现在滑动轴承摩擦副内形成正压力，使粉尘根本无法进入轴承摩擦副内。

空气密封装置结构如图 1 所示。

原毛毡密封装置不动，只是在对开式滑动轴承轴承体两端靠近压毛毡1.轴承体2.轴瓦3.毛毡密封槽4.压缩空气入口图 1　空气密封装置结构作周期长。

新设计的溢流型球磨机的出料口采用焊接结构(见图 4)，制作方便，且周期短，成本也相对较低。

3　结语笔者对原溢流型球磨机的筒体部设计所存在的问题进行了分析，进而改进设计了新型的溢流型球磨机。

磨机经改进后，提高了工作效率和使用寿命，降低了能耗和生产成本。

参　考　文　献[1]　唐敬麟．破碎与筛分机械设计选用手册[M]．北京：化学工业出版社，2001：304-310.□(收稿日期：2009-12-29)(修改稿日期：2010-02-10)1.螺旋板2.钢管3.法兰盘14.法兰盘25.双头左旋螺旋图 4　改进后的出料口图 3　改进前的出料口。