球磨机设计说明书

目录

前言 (1)

第一章总体方案的确定 (4)

§1.1球磨机的工作原理 (4)

§1.2球磨机的主要参数计算 (4)

§1.2.1 球磨机的临界转速

n (4)

§1.2.2 球磨机的理论适宜转速n (5)

§1.2.3 转速比φ (6)

§1.2.4 磨机的实际工作转速 (6)

§1.2.5 磨机功率的确定 (8)

§1.2.6 磨机的生产能力 (9)

§1.2.7 球磨机中空轴确定 (11)

第二章球磨机支撑部分设计计算 (12)

§2.1 球磨机构造及主要零部件介绍 (12)

§2.1.1 球磨机主要构造 (12)

§2.2球磨机主要零部件 (12)

§2.2.1回转部分 (12)

§2.3 球磨机主要零部件的强度计算 (15)

§2.3.1 作用于筒体上总载荷Q (16)

§2.4 滚轮轴承的受力分析 (19)

§2.4.1 筒体作用力的分布 (19)

§2.5球磨机支撑其他装置的强度校核 (22)

§2.5.1支架的强度校核 (22)

§2.5.2凸凹球面体的设计及校核 (22)

§2.5.3 底板的设计及校核 (23)

第三章磨机的操作、维护、检修及润滑 (25)

总结 (27)

参考文献 (29)

致谢 (31)

前言

自1893年第一台球磨机问世以来，它就一直被广泛的应用于矿业、冶金、建材、化工及电力部门等若干基础行业的原料粉碎中。

在矿山建设时期，球磨机的设备及基建投资约占选矿厂破磨设备总投资的50%，在矿山生产期间, 球磨机的能耗(电耗和材料) 同样占全部破磨作业的50%以上。同时, 在矿山生产中, 球磨机作为主要的生产设备，其运转率和效率常常决定了全厂(系列) 的生产效率和指标，成为全厂生产的“咽喉”环节。

因此，无论设计院在设计阶段对球磨机的选择还是矿山企业在生产阶段对球磨机的管理都十分重视。同时许多球磨机的设计研究单位和生产厂家也对球磨机进行了很多研究工作，取得了很大进展，出现了多方面的研究方向。

建材产品的生产，从原料、燃料到半成品都需要进行破碎和粉磨，其目的是使物料的比表面积增加,以提高物理作用的效果及化学反应的速度,如促进均匀混合,提高物料的流动性,便于贮存和运输,提高产量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最终产品,其磨碎的粒度越细,比表面积越大,则水泥的标号就越高。改善和提高产品的质量和数量,减少动力消耗,降低生产成本,即达到优质、高产、低能耗具有重要意义。

球磨机不但在建材工业中广泛应用，而且在冶金、选矿、化工、电力等工业中也广泛采用。它的优点是∶物料适应性强，粉碎比大，适应强，结构简单、坚固、操作可靠，维护管理方便，能长期连续运转。缺点是∶工作效率低，体形笨重，磨机转速低，研磨体和衬板的消耗量大，操作时噪声大。

课题为Φ4.2×13m球磨机，本人主要承担Φ4.2×13m球磨机的支承装置的设计。技术性能：生产能力达到149.5t/h。

技术要求：机械设计应保证其功能良好、使用可靠、维护方便；零件结构设计要选择合理的毛坯型式和材料，并尽可能的采用标准件和通用件，并具有良好的工艺性。

本课题着重解决的问题是正确选择粉磨工艺系统，合理设计磨机支承部分，提高粉磨效率，最大幅度达到高细、高产和低能耗运转。

设计思路：首先进行总体设计，确定磨机主要参数、支承部分各主要部件的

结构参数并进行强度校核。

预期成果：达到所要求的技术性能，解决磨机粉磨效率低下，能量利用率低等各种问题，降低水泥的粉磨电耗，提高水泥企业效益，同时也符合国家对水泥产业结构调整的要求，即节能降耗。

由于球磨机在物料粉碎中的一些优点，近十年来，磨矿设备仍然广泛应用普通卧式简型球磨机，但是围绕磨矿效率、降低能耗钢耗方面国内外的研究者做了大量的工作。

球磨机的大型化发展趋势，给球磨机的支撑带来了考验。因此一个好的合理的支撑方式，就成为了一个很重要的问题。所以国内外有许多的专家学者，都在做这方面的研究，考虑到支撑方式的发热，原因包括多方面的。所以不只是要考虑到轴承的支撑强度，还要考虑到他的散热和润滑。因此他要有独立的散热系统和润滑系统。至于散热系统大多数采用轴承瓦上开有蛇形的孔，冷却水从中流过，起到冷却的效果。谈到润滑系统，有静压润滑和动压润滑，还有静压和动压混合使用。静压润滑多用于滑动轴承支撑，但是启动和停止时，磨机会产生很多的热量，有可能会烧瓦。动压润滑则需要很大的压力泵，需要持续供油。所以现在大多采用动静压混合使用，当磨机刚启动时，采用静压润滑，启动以后，在用动压润滑。这样既防止发生烧瓦的现象，又不会因使用单独的供油系统而浪费太多的油。

磨机是工业上广泛使用的细磨机械设备，建材机械中以球磨机应用最多、最普遍。球磨机的优点：物料适应性强、粉碎比大、适应性强、结构简单、操作可靠、维护方便、有很好的闭封装置、可防止灰尘飞扬；球磨机的缺点：工作效率低、体型大而笨重、磨机转速低、研磨体和衬板消耗量大、操作时噪声大。球磨机的支撑方式所采用主轴承支撑，球磨机的中空轴的轴颈放到轴承上，主轴承由下轴承座、轴承盖、表面铸有巴氏合金的下轴瓦及圆柱销钉和密封压环等组成。轴承座和下轴瓦制成球面接触，以便补偿安装误差。在底座和轴瓦的球面中央放有圆柱销钉，可防止轴瓦从轴承座上滑出。进入管内的油通过喷油口成扇形注到轴颈上润滑轴承，润滑后的油经排油管流回油箱。

因为现在球磨机的发展逐渐向大型化发展，所以毋庸置疑，球磨机的支撑就成为一个关键的问题。以为启动力矩会很大，启动和停机的时候的摩擦很严重，

会产生大量的热量，甚至会产生烧瓦，严重影响生产效率和产量。现在球磨机的支撑方式有三种：1、主轴承支撑2、滑履支撑3、混合支撑（主轴承和滑履支撑混合使用）。

所以研究大型球磨机的支撑就成了一个很重要的问题。本课题研究球磨机的主轴承支撑，采用的轴承是多滚轮轴承。

下面介绍一下滚动轴承和其他支撑方式的比较：

一、滑动轴承：

由于滑动轴承轴瓦和中空轴轴颈直接接触，运转时两者相对滑动，摩擦系数较大，摩擦阻力矩也大，特别是球磨机启动和停止的时候，两者不是处在便捷摩擦，这样对轴瓦磨损比较大，甚至会出现烧瓦的现象，影响企业生产效率，降低磨机产量。另外一旦出现烧瓦现象，检修时需要对轴瓦和轴颈进行刮研，费时又费力。所以现在好多的球磨机都不在使用滑动轴承支撑。

二、滚轮轴承：

支撑滚轮轴承广泛应用于各类机械，其主要特点就是外圈壁厚较大。降低了磨机的能耗，提高了效率。而且滚动摩擦远小于滑动摩擦，减少了对电网的冲击和影响，起到了很好的节能作用。论分析和生产实践中得知，采用滚动轴承的小型球磨机节电达%30~%35，中型球磨机达%15~%20，大型球磨机达%10~%20。这确实为企业创造了不少的效益。

比较的结果：传动球磨机主轴承滚动轴承替代滑动轴承不仅可节约能耗，降低生产成本，而且维修量大大减少，维修费用也随之降低。维修操作方便，能够给企业带来显著的经济效益。因此滚轮轴承替代滑动轴承将成为球磨机主轴承改革的必然趋势。