小型球磨機(jī)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙】

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的生產(chǎn)效率和指標(biāo)，成為全廠生產(chǎn)的“咽喉”環(huán)節(jié)。因此，無(wú)論設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)階段對(duì)球磨機(jī)的選擇還是礦山企業(yè)在生產(chǎn)階段對(duì)球磨機(jī)的管理都十分重視。同時(shí)許多球磨機(jī)的設(shè)計(jì)研究單位和生產(chǎn)廠家也對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行了很多研究工作，取得了很大進(jìn)展，出現(xiàn)了多方面的研究方向。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的小型球磨機(jī)，通過(guò)對(duì)大量參考文獻(xiàn)及對(duì)大型磨機(jī)的結(jié)構(gòu)的研究，研發(fā)出一種適合實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用便于學(xué)生掌握其結(jié)構(gòu)的小型磨機(jī)，該球磨機(jī)有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，比較輕便，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，噪聲較小等特點(diǎn)。具體的研究方法是通過(guò)對(duì)球磨機(jī)不同結(jié)構(gòu)的研究，計(jì)算找到最適合的結(jié)構(gòu)和材料，組合成本次所設(shè)計(jì)的球磨機(jī)。具體設(shè)計(jì)方法過(guò)程見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；球磨機(jī)；破磨作業(yè) II 目 錄摘 要I第1章 緒論11.1 球磨機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義11.2 球磨機(jī)的發(fā)展11.2.1 球磨機(jī)的發(fā)展其中一項(xiàng)就是效率的提高11.2.2 球磨機(jī)的另一項(xiàng)發(fā)展趨勢(shì)就是節(jié)能21.3 新型的球磨機(jī)61.3.1 冷凍球磨機(jī)/振動(dòng)研磨機(jī)61.3.2 行星式球磨機(jī)61.4 設(shè)計(jì)球磨機(jī)的基本構(gòu)想7第2章 總體方案設(shè)計(jì)82.1 球磨機(jī)設(shè)計(jì)概述82.1.1 工作原理82.1.2 本磨機(jī)在工業(yè)部門(mén)的作用82.2 所設(shè)計(jì)的磨機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)和工作特點(diǎn)92.2.1 溢流型球磨機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)92.2.2 工作特點(diǎn)102.3 各類(lèi)磨機(jī)總體方案比較102.3.1 磨機(jī)的分類(lèi)102.3.2 各類(lèi)磨機(jī)的總體方案比較112.3.3 所設(shè)計(jì)球磨機(jī)類(lèi)型的選擇132.4 所設(shè)計(jì)的磨機(jī)部件方案比較132.4.1 所設(shè)計(jì)的球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成132.4.2 給礦部的比較選擇152.4.3 端蓋的結(jié)構(gòu)比較選擇162.4.4 進(jìn)、排料管的選擇182.4.5 筒體部的選擇192.4.6 排礦部的選擇222.4.7 主軸承選擇222.4.8 潤(rùn)滑部分的選擇222.4.9 傳動(dòng)部分的選擇222.4.10 各部件密封形式的選擇24第3章 球磨機(jī)工作參數(shù)的計(jì)算與選擇263.1 球磨機(jī)的自身參數(shù)263.1.1 臨界轉(zhuǎn)速263.1.2 工作轉(zhuǎn)速263.1.3 裝球量263.1.4 安裝電機(jī)功率273.1.5 球磨機(jī)裝球尺寸283.1.6 生產(chǎn)率的計(jì)算283.2 球磨機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算293.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)參數(shù)293.2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)速比的計(jì)算303.2.3 皮帶輪小輪直徑的選擇30第4章 結(jié)論31參考文獻(xiàn)32致謝342 學(xué)號(hào)： 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目： 姓 名： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué) 院： 指導(dǎo)教師： 成績(jī)：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 球磨機(jī)數(shù)據(jù)：1.大端1000mm; 2.小端 90mm 3.L=2000mm; 4.把煅燒過(guò)的白云石（簡(jiǎn)稱“煅白”）研磨成100目的粉狀； 5.兩班制工作，每班可研磨“煅白”15噸畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1.設(shè)計(jì)內(nèi)容：電機(jī)選型；減速器設(shè)計(jì)；球磨機(jī)設(shè)計(jì)；總裝圖設(shè)計(jì)。2.設(shè)計(jì)要求：a.總裝配圖 1張； b.部件圖 1張； c.另件圖 34張； d.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 1份畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)題部分：1.電機(jī)選型；2.減速器設(shè)計(jì)； 2.球磨機(jī)設(shè)計(jì)； 3總裝圖設(shè)計(jì)。 指導(dǎo)教師： 年 月 日摘 要 自1893年第一臺(tái)球磨機(jī)問(wèn)世以來(lái)，它就一直被廣泛的應(yīng)用于礦業(yè)、冶金、建材、化工及電力部門(mén)等若干基礎(chǔ)行業(yè)的原料粉碎中。在礦山建設(shè)時(shí)期，球磨機(jī)的設(shè)備及基建投資約占選礦廠破磨設(shè)備總投資的50%，在礦山生產(chǎn)期間, 球磨機(jī)的能耗(電耗和材料) 同樣占全部破磨作業(yè)的50%以上。同時(shí), 在礦山生產(chǎn)中, 球磨機(jī)作為主要的生產(chǎn)設(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)率和效率常常決定了全廠(系列) 的生產(chǎn)效率和指標(biāo)，成為全廠生產(chǎn)的“咽喉”環(huán)節(jié)。因此，無(wú)論設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)階段對(duì)球磨機(jī)的選擇還是礦山企業(yè)在生產(chǎn)階段對(duì)球磨機(jī)的管理都十分重視。同時(shí)許多球磨機(jī)的設(shè)計(jì)研究單位和生產(chǎn)廠家也對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行了很多研究工作，取得了很大進(jìn)展，出現(xiàn)了多方面的研究方向。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的小型球磨機(jī)，通過(guò)對(duì)大量參考文獻(xiàn)及對(duì)大型磨機(jī)的結(jié)構(gòu)的研究，研發(fā)出一種適合實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用便于學(xué)生掌握其結(jié)構(gòu)的小型磨機(jī)，該球磨機(jī)有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，比較輕便，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，噪聲較小等特點(diǎn)。具體的研究方法是通過(guò)對(duì)球磨機(jī)不同結(jié)構(gòu)的研究，計(jì)算找到最適合的結(jié)構(gòu)和材料，組合成本次所設(shè)計(jì)的球磨機(jī)。具體設(shè)計(jì)方法過(guò)程見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；球磨機(jī)；破磨作業(yè) III 目 錄摘 要I第1章 緒論11.1 球磨機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義11.2 球磨機(jī)的發(fā)展11.2.1 球磨機(jī)的發(fā)展其中一項(xiàng)就是效率的提高11.2.2 球磨機(jī)的另一項(xiàng)發(fā)展趨勢(shì)就是節(jié)能21.3 新型的球磨機(jī)61.3.1 冷凍球磨機(jī)/振動(dòng)研磨機(jī)61.3.2 行星式球磨機(jī)61.4 設(shè)計(jì)球磨機(jī)的基本構(gòu)想7第2章 總體方案設(shè)計(jì)82.1 球磨機(jī)設(shè)計(jì)概述82.1.1 工作原理82.1.2 本磨機(jī)在工業(yè)部門(mén)的作用82.2 所設(shè)計(jì)的磨機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)和工作特點(diǎn)92.2.1 溢流型球磨機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)92.2.2 工作特點(diǎn)102.3 各類(lèi)磨機(jī)總體方案比較102.3.1 磨機(jī)的分類(lèi)102.3.2 各類(lèi)磨機(jī)的總體方案比較112.3.3 所設(shè)計(jì)球磨機(jī)類(lèi)型的選擇132.4 所設(shè)計(jì)的磨機(jī)部件方案比較132.4.1 所設(shè)計(jì)的球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成132.4.2 給礦部的比較選擇152.4.3 端蓋的結(jié)構(gòu)比較選擇162.4.4 進(jìn)、排料管的選擇182.4.5 筒體部的選擇192.4.6 排礦部的選擇222.4.7 主軸承選擇222.4.8 潤(rùn)滑部分的選擇222.4.9 傳動(dòng)部分的選擇222.4.10 各部件密封形式的選擇24第3章 球磨機(jī)工作參數(shù)的計(jì)算與選擇263.1 球磨機(jī)的自身參數(shù)263.1.1 臨界轉(zhuǎn)速263.1.2 工作轉(zhuǎn)速263.1.3 裝球量263.1.4 安裝電機(jī)功率273.1.5 球磨機(jī)裝球尺寸283.1.6 生產(chǎn)率的計(jì)算283.2 球磨機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算293.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)參數(shù)293.2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)速比的計(jì)算303.2.3 皮帶輪小輪直徑的選擇30第4章 結(jié)論31參考文獻(xiàn)32致謝34 V第1章 緒論1.1 球磨機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義 球磨機(jī)是礦山，水泥，化工和電力等工業(yè)部門(mén)廣泛使用的一種粉磨設(shè)備，主要工作機(jī)構(gòu)是裝有研磨介質(zhì)的筒體，依靠筒體回轉(zhuǎn)時(shí)介質(zhì)的沖擊和剝磨等作用使物料粉碎1。自1893年球磨機(jī)出現(xiàn)100多年來(lái)，它在金屬礦及非金屬礦選礦廠、冶金、建材、華工急電力部門(mén)等若干基礎(chǔ)行業(yè)的礦料粉碎中得到廣泛的應(yīng)用。球磨機(jī)在工業(yè)上應(yīng)用及發(fā)展中經(jīng)歷了如此長(zhǎng)時(shí)間而未被淘汰的這個(gè)事實(shí)本身就說(shuō)明它從結(jié)構(gòu)到工作原理基本上是可靠的，合理的，性能也是比較好的，雖然它也有些缺點(diǎn)，但要將它從礦料粉碎中淘汰出去是相當(dāng)困難的。球磨機(jī)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍是十分必要的及有價(jià)值的2。未來(lái)在破碎粉磨作業(yè)上，球磨機(jī)依然有著很大的發(fā)展空間，一段時(shí)間都不會(huì)被淘汰掉的。所以對(duì)于球磨機(jī)的設(shè)計(jì)是有很大意義的。1.2 球磨機(jī)的發(fā)展1.2.1 球磨機(jī)的發(fā)展其中一項(xiàng)就是效率的提高（1）保證適當(dāng)?shù)耐搀w轉(zhuǎn)速，使原料和研磨體形成拋落運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)速過(guò)慢，離心力就小，摩擦力也小，研磨體不能隨筒壁上升，也就不可能形成拋落運(yùn)動(dòng)，反之，轉(zhuǎn)速過(guò)快，離心力就大，摩擦力也大，研磨體緊貼筒體內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)，也不能形成拋落運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有拋落運(yùn)動(dòng)，研磨體就沒(méi)有對(duì)原料形成碰撞，而只有研磨作用，效率降低，故筒體轉(zhuǎn)速過(guò)慢或過(guò)快都是不可取的3。（2）選擇合適的內(nèi)襯和研磨體。內(nèi)襯有兩方面的作用，一方面是保護(hù)筒體不被磨壞，另一方面防止物料與鐵接觸、避免物料污染。一般選用較耐磨和規(guī)則的內(nèi)襯，保證堅(jiān)固耐用。同時(shí)增加有效容積、在配方、入料量不變的前提下，應(yīng)選擇密度大、硬度高、大小配比合理的研磨體，以縮短球磨時(shí)間，同時(shí)減少研磨體的磨損率3。 （3）確定適當(dāng)?shù)牧?、球、水比例。研磨體的裝載量對(duì)球磨效率的提高有重大影響，裝載量過(guò)少，對(duì)物料的碰擊和研磨作用小，裝載量過(guò)多，入料量減少，研磨體相互作用增加，對(duì)物料作的功和研磨作用降低。在研磨體裝載量一定的時(shí)候，每球入料量不同其球磨是不一樣的，入料量過(guò)少，雖能縮短球磨時(shí)間，但日產(chǎn)量卻降低了，入料量過(guò)多，筒體內(nèi)剩余空間少，研磨體的碰擊作用減少，球磨效率低4。物料與水的比例要適當(dāng)，最終要看泥漿的含水率、流動(dòng)性而定入水量，水太少，漿料過(guò)于稠厚，物料的分散性差，對(duì)研磨體的運(yùn)動(dòng)阻力加大，削弱了對(duì)物料的粉碎作用，反之，水分太多，則必然要減少加料量，而且漿料過(guò)于稀薄，研磨體之間直接碰擊和研磨的機(jī)會(huì)多，既損失了能量又增大了研磨體的磨損率，一般情況下，料、球、水的比例為1：18：6，但總量料、球、水混合后的體積應(yīng)是有效容積的90左右5。 此外，還可以調(diào)整配方，減少硬質(zhì)原料的種類(lèi)，控制粗顆粒物料的最大直徑，選用適當(dāng)?shù)奶砑觿┑确椒ㄒ赃_(dá)到提高球磨機(jī)的效率。 1.2.2 球磨機(jī)的另一項(xiàng)發(fā)展趨勢(shì)就是節(jié)能（1）預(yù)選拋廢，減少入磨量隨著金屬礦石需求量的增加，貧礦石開(kāi)采日益擴(kuò)大，高強(qiáng)度采礦方法和大型采掘設(shè)備的應(yīng)用，礦石貧化日趨嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，露天開(kāi)采貧化率510，地下開(kāi)采貧化率2025。全國(guó)重點(diǎn)鐵礦入選原礦中約有1000萬(wàn)噸以上廢石，既影響選礦生產(chǎn)能力的提高，又增加了電耗11。預(yù)選可以拋棄大量混入礦石中的廢石，目前全國(guó)已有30多個(gè)磁選廠增加了預(yù)選，主要采用大塊磁選機(jī)和電磁感應(yīng)輥式強(qiáng)磁選機(jī)。弱磁性鐵礦和有色金屬礦預(yù)選主要用跳汰機(jī)等重力選礦法。通過(guò)預(yù)選可減少入磨礦量，降低廢石在磨、選過(guò)程中電耗，減少鋼耗和選別材料的消耗，增加生產(chǎn)能力，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益6。馬鞍山礦山研究院研制的CTDG系統(tǒng)永磁大塊磁選機(jī)已在全國(guó)大小磁選廠應(yīng)用。如漓渚鐵礦使用的CTDG1210型大塊磁選機(jī)在自磨機(jī)前對(duì)3500mm的大塊礦石進(jìn)行預(yù)選，拋廢率為1720，年節(jié)電670萬(wàn)kWh11。武鋼程潮鐵礦選廠，入選礦石品位42.144.3，廢石混入率1620。采用了預(yù)選拋廢流程，將中碎機(jī)排礦篩分成75mm13mm13mm3mm3mm0三個(gè)粒級(jí)。前兩個(gè)粒級(jí)用干選拋廢，后一級(jí)用濕式拋廢，拋廢率分別為27和4.09，合計(jì)31.09。每年拋除廢石62萬(wàn)噸，約占入磨量45.1，可節(jié)電500萬(wàn)kWh/a，成為全國(guó)鐵礦廠耗電最少的選廠。重選法預(yù)選拋廢也是降低磨礦電耗的有效方法。馬鞍山礦山研究院研制的AM-30、LTC-50和YMT-75等型跳汰機(jī)用于馬鞍山黃梅山鐵礦選廠、灑鋼樺樹(shù)溝等鐵礦選廠，拋廢率在90以上，對(duì)降低磨礦電耗收到顯著效果。廣西長(zhǎng)坡錫選廠用重介質(zhì)預(yù)選法，拋廢率40，節(jié)電7.7kWh/t原礦。目前國(guó)內(nèi)有10多個(gè)選廠采用跳汰機(jī)預(yù)選均收到明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果7。（2）多碎少磨、降低入磨粒度確定合理的最終產(chǎn)品粒度十分重要，它直接影響磨機(jī)處理能力、電耗和破磨作業(yè)的綜合成本。通過(guò)改變破碎產(chǎn)品性質(zhì)，降低產(chǎn)品粒度，增加細(xì)粒級(jí)含量以及提高磨機(jī)處理能力，降低電耗，增加經(jīng)濟(jì)效益8。物料破碎是靠破碎設(shè)備的擠壓和沖擊作用，而磨礦則靠離心力、摩擦力作用，使礦石不斷受到?jīng)_擊、擠壓、剪切和研磨而粉碎。常規(guī)破碎范圍內(nèi)能量隨粒度減小的變化率很小，而磨礦范圍內(nèi)能量隨粒度減小急劇增加，破碎比磨礦能耗低是選礦界公認(rèn)的觀念。因此實(shí)現(xiàn)多碎少磨，減小入磨粒度，可以大幅度提高生產(chǎn)能力，降低電耗6。鞍鋼東鞍山選礦廠為降低入磨粒度，引進(jìn)美國(guó)AC公司2133.6mm底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)用于四段破碎。使入磨粒度由200mm減至120mm， 3.2m3.6m球磨機(jī)臺(tái)時(shí)處理能力增加8t，每噸原礦電耗減少2.7kWh9。德興銅礦選廠三期擴(kuò)建工程，破碎作業(yè)采用三段閉路流程，細(xì)碎設(shè)備為Renord公司SXHD型西蒙斯圓錐破碎機(jī)。使入磨粒度由20mm降為12mm，使磨礦單位電耗下降6.88。（3）實(shí)現(xiàn)多碎少磨的主要措施根據(jù)礦石硬度、最大粒度及其組成和礦石含水、含泥量等礦石性質(zhì)以及選礦廠生產(chǎn)規(guī)模和磨礦工藝等確定破碎工藝流程。以山東某選廠生產(chǎn)實(shí)際為例進(jìn)行各種流程分析對(duì)比結(jié)果表明：三段閉路破碎流程的最終產(chǎn)品粒度最小，又比較均勻。從單位礦石電耗來(lái)看，兩段開(kāi)路破碎流程是兩段閉路破碎流程的1.26倍，是三段閉路破碎流程的1.39倍。因此三段閉路的破碎流程可以獲得較小的破碎產(chǎn)品粒度、較低的電耗。對(duì)某些選廠特殊要求，也可采用四段閉路流程10。高效節(jié)能破碎設(shè)備不僅本身有較低的電耗，而且由于其產(chǎn)品粒度較小，更深層次作用在于對(duì)破碎流程的影響，如減少作業(yè)段數(shù)，將閉路簡(jiǎn)化為開(kāi)路，可減少設(shè)備數(shù)量，節(jié)省基建投資，降低運(yùn)營(yíng)成本。隨著這些新設(shè)備的使用，可以得到更小的產(chǎn)品粒度，降低粉碎原礦的單位電耗，從而獲得全流程的效率。近年來(lái)，在改進(jìn)傳統(tǒng)圓錐破碎機(jī)的基礎(chǔ)上美國(guó)AC公司推出高能圓錐破碎機(jī)、俄羅斯烏拉爾重型機(jī)器廠推出慣性圓錐破碎機(jī)、德國(guó)的krupp polgsius公司等推出輥壓機(jī)以及各國(guó)推出的新型腭式破碎機(jī)等高效節(jié)能破碎設(shè)備，大幅度降低了破碎產(chǎn)品粒度，提高了磨機(jī)產(chǎn)量，降低了單位原礦的電耗。從1985年輥壓機(jī)問(wèn)世以來(lái)，首先在水泥工業(yè)推廣應(yīng)用，其增產(chǎn)節(jié)電所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益引起國(guó)際水泥行業(yè)極大興趣和關(guān)注11。（4）強(qiáng)化分級(jí)，降低磨礦循環(huán)負(fù)荷過(guò)磨是磨礦中能耗損失主要原因之一，導(dǎo)致過(guò)磨涂磨機(jī)本身原因之外，主要是分級(jí)效率低。目前我國(guó)大部分選礦廠分級(jí)作業(yè)采用螺旋分級(jí)機(jī)，分級(jí)效率低，因而在返砂中夾雜相當(dāng)數(shù)量的合格產(chǎn)品粒度；盡管有些選廠用水力旋流器代替螺旋分級(jí)機(jī)，要達(dá)到高的分級(jí)效率也比較困難,致使大量合格產(chǎn)品粒度返回磨機(jī)再磨，既影響產(chǎn)量又使礦物過(guò)磨增加電耗。芬蘭海諾寧教授研究表明：分級(jí)效率從51提高到80，可使磨礦效率提高25，電耗減少20。強(qiáng)化分級(jí)作業(yè)，提高分級(jí)效率，減少磨礦循環(huán)負(fù)荷是降低電耗的重要措施12。細(xì)篩在我國(guó)取代螺旋分級(jí)機(jī)進(jìn)行粗粒分級(jí)得到發(fā)展。首鋼大石河鐵礦選廠一段磨礦回路中用KBX1856A型雙軸直線振動(dòng)篩取代2400mm雙螺旋分極機(jī)，分級(jí)效率提高12.69，臺(tái)時(shí)處理能力增加19.79t，磨一噸原礦電耗下降1.9kWh。當(dāng)前，因內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)水力圓錐分級(jí)機(jī)、高頻振動(dòng)細(xì)篩、直線振動(dòng)細(xì)篩、旋流細(xì)篩、立式圓筒篩及雙渦流水力旋流器等新型分級(jí)設(shè)備以及兩段分級(jí)工藝的應(yīng)用，為我國(guó)強(qiáng)化分級(jí)作業(yè)創(chuàng)造了條件。對(duì)粗粒分級(jí)用細(xì)篩取代螺旋分級(jí)機(jī)；細(xì)粒分級(jí)以水力旋流品為主，以水力圓錐分級(jí)機(jī)或高頻細(xì)篩、旋流細(xì)篩、立式圓筒篩為輔的二次二段分級(jí)。但要迅速解決好水力旋流器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、材質(zhì)和自動(dòng)控制等問(wèn)題，以保持其工藝指標(biāo)的穩(wěn)定。（5）選用新型高效襯板，降低電耗磨機(jī)襯板結(jié)構(gòu)、材質(zhì)的優(yōu)劣，直接影響磨礦的電耗。目前我國(guó)金屬礦選廠球磨機(jī)仍以高錳鋼為主，存在問(wèn)題是鋼耗大，為0.25kg/t；電耗大，磨碎每噸礦石耗820kWh的電能，約占選礦廠總電耗的4565；壽命短，在一段球磨機(jī)中為68個(gè)月，二段為1218個(gè)月，重量大，噪音高，在濕磨中抵抗礦漿化學(xué)腐蝕性磨損能力差。近年研制成功橡膠襯板、圓角方型襯板和磁性襯板等，在球磨機(jī)上應(yīng)用取得明顯地節(jié)能效果8。海南鋼鐵公司橡膠襯板廠引進(jìn)瑞典司克嘉公司橡膠襯板制造技術(shù)，生產(chǎn)直徑0.9m5.5m(長(zhǎng)度不限)球磨機(jī)的整套襯板已在國(guó)內(nèi)許多選廠應(yīng)用。橡膠襯板具有獨(dú)特的彈性和突出的抗腐蝕性能。受沖擊時(shí)可以變形，壽命高，重量輕，節(jié)電效果顯著。一般可降低電耗101513。圓角方形襯板即角螺旋襯板，由于這種襯板相互錯(cuò)開(kāi)一定角度沿磨機(jī)排列，因而筒體內(nèi)的物料與磨機(jī)軸線形成了相垂直的剪切面，對(duì)物料產(chǎn)生附加的剪切作用，顯著地降低了電耗。馬鞍山礦山研究院開(kāi)發(fā)的圓角方形襯板，在馬鋼凹山選礦廠2.7m3.6m的二段球磨機(jī)使用，降低電耗22.6614。金屬磁性襯板靠磁力緊緊吸附在球磨機(jī)筒體上，其表面吸附磨碎的鋼球和不同粒度的磁性物料形成2050mm厚的滾動(dòng)保護(hù)層，呈波紋狀對(duì)入磨礦石有提升作用。細(xì)粒易磁化物料穩(wěn)定的固結(jié)在最底層，能有效消除襯板磨損。其特點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)，比高錳綱襯板高68倍。厚度薄、重量輕、鋼耗少，可以降低球磨機(jī)電耗67。目前已在我國(guó)選礦廠百余臺(tái)球磨機(jī)上應(yīng)用。磁性襯板的問(wèn)世是球磨機(jī)襯板史上一次重大突破15。（6）改進(jìn)現(xiàn)有球磨機(jī)，發(fā)展高效節(jié)能設(shè)備球磨機(jī)是選廠耗電最高的設(shè)備，為降低電耗在改進(jìn)現(xiàn)有球磨機(jī)的基礎(chǔ)上，要發(fā)展新型節(jié)能設(shè)備。近年，球磨機(jī)的發(fā)展是從降低電耗和鋼耗的角度來(lái)改善磨機(jī)性能，大型磨機(jī)普遍采用液壓動(dòng)力和靜壓軸承、氣胎離合器、齒輪潤(rùn)滑使用噴油裝置等新技術(shù)，使磨機(jī)整體技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益得到較大提高，單位電耗平均下降20，生產(chǎn)能力增加10，鋼耗下降40161.3 新型的球磨機(jī)1.3.1 冷凍球磨機(jī)/振動(dòng)研磨機(jī)德國(guó)Fritsch公司的Pulverisette 0(簡(jiǎn)稱P0) 冷凍球磨機(jī)/振動(dòng)研磨機(jī)，通過(guò)研磨球的沖擊和摩擦來(lái)粉碎實(shí)驗(yàn)室樣品。 適用于分析化學(xué)、X射線和光譜分析、電子顯微鏡、紅外分光光度測(cè)定、核研究、痕量分析、礦物學(xué)、微生物學(xué)。 該冷凍球磨機(jī)/振動(dòng)研磨機(jī)還可以對(duì)歐盟“RoHS”指令中的電子產(chǎn)品進(jìn)行常溫及冷凍的研磨，達(dá)到分析級(jí)別的研磨效果13。1.3.2 行星式球磨機(jī)KQM-X4型系列行星式球磨機(jī)是實(shí)驗(yàn)室、小批量生產(chǎn)用高效超細(xì)研磨、混合設(shè)備。該機(jī)美觀新穎，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，工作效率高，磨細(xì)粒度均勻。可廣泛在電子材料、磁性材料、生物醫(yī)藥、陶瓷釉漿、非金屬礦、新型材料等行業(yè)使用9。該機(jī)的行星輪傳動(dòng)采用全自動(dòng)漲緊裝置漲緊傳動(dòng)帶新技術(shù)，傳動(dòng)扭巨大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不用維護(hù),免除了因傳動(dòng)帶磨損而頻繁調(diào)整、更換傳動(dòng)帶麻煩。型號(hào)有： KQM-X4Y(3.2升)、KQM-X4(6升) 、KQM-X4A(12升) 、KQM-X4B(20升) 、KQM-X4C（40升) 、CKQM-X4D（80升) 6。 隨著現(xiàn)代科技的飛躍發(fā)展，新材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用在各高校、研究所乃至各行各業(yè)正引起人們的日益重視。然而，無(wú)論是提高材料的性能還是分析材料的成份，均需要制備更細(xì)、更均勻的材料樣本。常規(guī)的機(jī)械制取方法是采用普通球磨機(jī)方式，通過(guò)球磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)，機(jī)內(nèi)磨球與材料之間高能撞擊，達(dá)到粉碎、研磨、混合材料的目的17。 普通球磨機(jī)的研磨罐體是滾筒式，筒內(nèi)裝有若干磨球，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，筒內(nèi)磨球和材料在作豎直圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，互相撞擊，研磨材料。我們知道：物體作豎直圓周運(yùn)動(dòng)，必須滿足一定條件：否則起不到良好的研磨作用；另一方面，由于筒體和筒內(nèi)磨球與材料均勻同方向旋轉(zhuǎn)，這就使得球與球，球與材料之間的碰撞能量與碰撞幾率大大降低，其研磨效果和研磨效率也隨之下降；當(dāng)轉(zhuǎn)速0時(shí)，由于離心力的作用，磨球和材料均貼在滾筒內(nèi)壁上跟隨旋轉(zhuǎn)，失去相互之間的碰撞，同樣起不到研磨作用。所以，要想通過(guò)普通球磨機(jī)獲取粒度很小的材料，混合均勻的物料，是不容易的18。 行星式球磨機(jī)不同于普通球磨機(jī)的最大特點(diǎn)是該球磨機(jī)中的物料和磨球是在一個(gè)二維旋轉(zhuǎn)空間作高能運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方式見(jiàn)原理圖。在一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)上對(duì)稱裝有四個(gè)球磨罐，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)（公轉(zhuǎn)），球磨罐圍繞各自的中心軸作旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)），罐中磨球在高速運(yùn)動(dòng)中研磨和混合樣品。在某一確定的時(shí)刻，大轉(zhuǎn)盤(pán)所產(chǎn)生的較強(qiáng)的離心力使所磨材料與球從罐的內(nèi)壁分開(kāi)，并在自轉(zhuǎn)的高速條件下，球和材料從罐的一側(cè)飛越到另一側(cè)，相互撞擊，使得被磨材料的顆粒更小、更細(xì)。由于公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)兩個(gè)離心力同時(shí)作用在磨球和物料上，而且合力的方向在不斷變化，這就使得磨球與物料在球磨罐中的運(yùn)動(dòng)軌跡是雜亂無(wú)序的，這樣，就可以通過(guò)提高轉(zhuǎn)速，使磨球與材料獲取足夠的碰撞能量，達(dá)到高效研磨的作用。1.4 設(shè)計(jì)球磨機(jī)的基本構(gòu)想本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的球磨機(jī)是小型球磨機(jī)，主要面向?qū)嶒?yàn)室，屬于實(shí)驗(yàn)室型。它占地面積很小，功率小，排料量小。不是面對(duì)工廠的大規(guī)模作業(yè)。單獨(dú)零件的生產(chǎn)不必規(guī)模化。所以在選擇零件上會(huì)偏向易于單件加工，生產(chǎn)簡(jiǎn)單，容易維修的零件。第2章 總體方案設(shè)計(jì)2.1 球磨機(jī)設(shè)計(jì)概述2.1.1 工作原理磨機(jī)正常工作時(shí)，則破碎介質(zhì)（即鋼球）在高速旋轉(zhuǎn)的筒體中運(yùn)動(dòng)，任何一層介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌跡都可以分為兩段（圖2-2）：上升時(shí)，介質(zhì)從落回點(diǎn)A1到脫離點(diǎn)A5是繞圓形軌跡A1A5運(yùn)動(dòng)，但從脫離點(diǎn)A5到落回點(diǎn)A1，則按拋物線軌跡A5A1下落，以后又沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)，反復(fù)循環(huán)。在筒體內(nèi)壁（襯板）與最外層介質(zhì)之間的摩擦力作用下，外層介質(zhì)沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)。在相鄰各層介質(zhì)之間也有摩擦力，因此，內(nèi)部各層介質(zhì)也沿同心圓的圓形軌跡運(yùn)動(dòng)，它們好象是一個(gè)整體，一起隨筒體回轉(zhuǎn)。摩擦力取決于摩擦系數(shù)及作用在筒體內(nèi)壁（或相鄰介質(zhì)層）上的正壓力。正壓力是由重力的徑向分為N和離心力C產(chǎn)生。重力的切向分力T對(duì)筒體中心的力矩使介質(zhì)產(chǎn)生與筒體旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，如果摩擦力對(duì)筒體中心的力矩大于切向分力T對(duì)筒體中心的力矩，那么介質(zhì)與筒壁或介質(zhì)層之間便不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，反之則存在相對(duì)滑動(dòng)13。摩擦系數(shù)決定于礦石的性質(zhì)，筒體內(nèi)表面（襯板）的特點(diǎn)和礦漿濃度。當(dāng)摩擦系數(shù)一定時(shí)，若筒體內(nèi)破碎介質(zhì)不多而筒體轉(zhuǎn)速也低時(shí)，由于正壓力小而使摩擦力很小時(shí)，則將出現(xiàn)介質(zhì)沿筒壁相對(duì)滑動(dòng)，而介質(zhì)層之間也有相對(duì)滑動(dòng)。這時(shí)介質(zhì)（鋼球）同時(shí)也繞其本身的幾何軸線轉(zhuǎn)動(dòng)19。在任何一層介質(zhì)中，每個(gè)介質(zhì)之所以沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)，并不是單靠這個(gè)介質(zhì)受到的摩擦力而孤立地運(yùn)動(dòng)，而是依靠全部介質(zhì)的摩擦力，這個(gè)介質(zhì)只作為所有回轉(zhuǎn)介質(zhì)群中的一個(gè)組成部分而被帶動(dòng)，并被后面同一層的介質(zhì)“托住”。物料主要靠介質(zhì)群下落時(shí)產(chǎn)生的沖擊力而粉碎，同時(shí)也靠部分研磨作用。磨機(jī)就同采用此種工作狀態(tài)而工作的。2.1.2 本磨機(jī)在工業(yè)部門(mén)的作用磨機(jī)在近代的選礦工業(yè)，化學(xué)工業(yè)和建材工業(yè)等中，都占有極其重要的地 圖2-1介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 圖2-2在拋落式工作狀態(tài)下球的運(yùn)動(dòng)跡 位，并發(fā)揮著巨大作用。在選礦廠中，磨機(jī)的被用來(lái)對(duì)礦石進(jìn)行粉磨，使其達(dá)到單體分離或下一段磨機(jī)所需的給礦粒度。在水泥廠中，磨機(jī)被用于將廠灰石、粘土及石膏等物料進(jìn)行粉磨，并且同時(shí)將其均勻混合。在化學(xué)工業(yè)中，通過(guò)對(duì)物料粉磨，可增加其表面積，為縮短物料化學(xué)所應(yīng)的時(shí)間創(chuàng)造有利條件。2.2 所設(shè)計(jì)的磨機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)和工作特點(diǎn)2.2.1 溢流型球磨機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)溢流型球磨機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理和維修方便，與同規(guī)格的格子型球磨機(jī)相此，檢修量小，故障少，因而其作業(yè)率高，并且價(jià)格較低，用于細(xì)磨時(shí)比格子型好。但其也存在著一些缺點(diǎn)：如排礦口礦漿面高，產(chǎn)量較格子型低，而產(chǎn)生過(guò)粉碎現(xiàn)象。2.2.2 工作特點(diǎn)采用聯(lián)合給礦器給礦，即可處理細(xì)篩返回礦同時(shí)又可處理分級(jí)機(jī)返回的礦砂。磨機(jī)由帶齒輪減速器的電動(dòng)機(jī)，通過(guò)一對(duì)大小皮帶輪傳動(dòng)，制造容易維修簡(jiǎn)單。2.3 各類(lèi)磨機(jī)總體方案比較2.3.1 磨機(jī)的分類(lèi)工業(yè)中所用的磨機(jī)類(lèi)型很多，由于它們的特征不同，而有以下幾種分類(lèi)方法：（1） 根據(jù)破碎介質(zhì)不同可分為球磨機(jī)：介質(zhì)為鋼球或鑄鐵球。棒磨機(jī)：介質(zhì)為鋼棒。自磨機(jī)：介質(zhì)為礦物本身。礫磨機(jī)：介質(zhì)為礫石。（2）按筒體形狀分類(lèi)短筒磨機(jī)：筒體長(zhǎng)度L不大于筒體直徑D，即L ，如圖2-3（a）,（b）,（c）所示，其中（a），（b）磨機(jī)在選礦廠中被廣泛采用。長(zhǎng)筒磨機(jī)：筒體長(zhǎng)度L=（1.53）D，如圖2-3（e）所示。管磨機(jī)：筒體長(zhǎng)度L=（2.56）D，如圖2-3（f）所示，在水泥廠被廣泛采用。圓錐型磨機(jī)：筒體長(zhǎng)度L=（0.3251）D，如圖2-3（c）所示，由于該種磨機(jī)介質(zhì)填充率低，磨機(jī)利用率不充分，磨料效率較低，所以目前只在少數(shù)工業(yè)部門(mén)應(yīng)用。（3）根據(jù)排礦方式可分為溢流型：通過(guò)中空軸排礦如圖2-3（a）。格子型：通過(guò)格子板排礦。周邊型：通過(guò)筒體周邊排礦。（4）按作業(yè)特點(diǎn)分類(lèi)濕式磨機(jī)：給料的同時(shí)加入水，排料成一定濃度的料漿而排出，在閉路系統(tǒng)中與水力分級(jí)設(shè)備組成閉路作業(yè)。干示磨機(jī)：排料有的用風(fēng)流抽出，磨機(jī)與風(fēng)力分級(jí)裝置組成閉路，如水泥磨采用自流排料。 （a）溢流形球磨機(jī)（短筒型） （b）格子型球磨機(jī)（短筒型）（c）圓錐型球磨機(jī)（短筒型） （d）周邊排料球磨機(jī)（e）長(zhǎng)筒型球磨機(jī)（溢流型） （f）多倉(cāng)管磨機(jī)圖2-3 球磨機(jī)分類(lèi)簡(jiǎn)圖2.3.2 各類(lèi)磨機(jī)的總體方案比較(1) 根據(jù)破碎介質(zhì)不同的分析比較球磨機(jī)：可處理各種硬度的礦石，其破碎比大，通常為200300。它的給礦粒度最大為65mm，最適宜的粒度在6mm以下，它的產(chǎn)品粒度在1.50.0075mm之間，因此，在選礦廠被廣泛地用來(lái)磨碎各種礦石，熱電站用來(lái)粉磨煤和油母頁(yè)巖；此外，它還用于化學(xué)工業(yè)，硅酸鹽工業(yè)，水泥工業(yè)和其它工業(yè)部門(mén)粉磨各種物料。棒磨機(jī)：多在球磨機(jī)之前用來(lái)進(jìn)行粗磨。給礦粒度一般不超過(guò)2025mm，產(chǎn)品粒度一般多在3mm以下。其主要優(yōu)點(diǎn)是：能進(jìn)行選擇性破碎，產(chǎn)品粒度均勻，泥化作用小，不而產(chǎn)生過(guò)粉碎現(xiàn)象，磨礦效率高，能耗較低，而且能按需要產(chǎn)出一種立方體形顆粒產(chǎn)品。其缺點(diǎn)是：由于給礦的影響，棒群在筒體中往往處于傾余狀態(tài)，傾余嚴(yán)重時(shí)則造成棒兩端運(yùn)動(dòng)的不一致性，從而產(chǎn)生棒在筒體內(nèi)的干擾現(xiàn)象，使磨礦效率隱藏低。另外，添加鋼棒時(shí)須停車(chē)，這樣就降低了磨機(jī)作業(yè)率，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度11。自磨機(jī)：適于破碎各種硬度的礦石，給礦粒度可達(dá)300400mm，排礦粒度在0.1mm以下，破碎比高達(dá)30004000mm。自磨機(jī)的粉碎原理和工作過(guò)程是粉磨作業(yè)中的一項(xiàng)重大技術(shù)革命，采用此種磨機(jī)可減少破碎、粉磨和運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備，因此工藝流程簡(jiǎn)單，投資少，占地面積小，并可減少操作工人，節(jié)約鋼球和鋼棒。其缺點(diǎn)是：干磨時(shí)總動(dòng)力消耗大，系統(tǒng)輔助設(shè)備多，密封困難，風(fēng)機(jī)和管路磨損快。濕磨時(shí)機(jī)內(nèi)襯板磨損快，實(shí)際應(yīng)用仍需向磨機(jī)內(nèi)加部分破碎介質(zhì)（球）5。礫磨機(jī)：稀有金屬選礦廠和負(fù)選廠采用礫磨機(jī)最普遍。國(guó)外一些鐵選廠已將球磨機(jī)改為礫磨機(jī)，用于二段磨礦，它的最大給礦粒度為1022mm，一般在0.80.2mm，排礦粒度在0.075mm時(shí)處理能力高（0.075mm的顆粒占產(chǎn)品的95%）。其優(yōu)點(diǎn)是：由于介質(zhì)是硅質(zhì)卵石，故減少鋼耗；生產(chǎn)費(fèi)用低；過(guò)磨現(xiàn)象少；對(duì)于稀有金屬選礦廠、鈾選廠、化學(xué)工業(yè)、玻璃工業(yè)及硅酸鹽工業(yè)采用礫磨機(jī)可以避免受鐵的污染。其缺點(diǎn)是：與同樣處理能力的球磨機(jī)比較，礫磨機(jī)尺寸大，重量大，并需從礦石中提取足夠數(shù)量的礫石介質(zhì)。與同規(guī)格的球磨機(jī)相比處理能力低1/21/33。(2)根據(jù)筒體形狀不同的分析比較短筒型球磨機(jī)：通常所用磨機(jī)的均屬短筒型。其優(yōu)點(diǎn)是物料在筒體中停留時(shí)間短，過(guò)粉碎現(xiàn)象少。管磨機(jī)：廣泛應(yīng)用在水泥工業(yè)和硅酸鹽工業(yè)中，選礦廠卻很少應(yīng)用它粉磨礦石。它的缺點(diǎn)是易使物料過(guò)粉碎，而使動(dòng)力的金屬非生產(chǎn)消耗增多，只有需要極細(xì)粒度的場(chǎng)合才應(yīng)用它。圓錐型球磨機(jī)：給礦端是圓筒形，排礦端是圓錐形，磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)大球移向有粗物料的給礦端。有效地防止了過(guò)磨現(xiàn)象，適用于產(chǎn)品粒級(jí)控制很?chē)?yán)的選分場(chǎng)合。但其制造復(fù)雜，且總載荷偏向給礦一端，這樣主軸承就得設(shè)計(jì)成兩種規(guī)格。(3) 根據(jù)排礦方式不同的分析比較溢流型球磨機(jī)：靠礦漿自流排礦，只有當(dāng)?shù)V漿面超過(guò)出料口底面時(shí)，礦漿才能溢流排出。與格子型球磨機(jī)相比：具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理和檢修都較方便，作業(yè)率高的特點(diǎn)。有的選廠將格子型改為溢流型以后，由于磨機(jī)實(shí)際有效容積增大和作業(yè)率的提高，因此實(shí)際處理能力并沒(méi)有降低。格子型球磨機(jī)：它的出料端裝有格子板，其優(yōu)點(diǎn)是：可強(qiáng)制排礦，處理量較大，過(guò)粉碎現(xiàn)象少。其缺點(diǎn)是：構(gòu)造復(fù)雜，并且格子板緊固螺栓經(jīng)常由于振動(dòng)和沖擊而松動(dòng)，造成格子板脫落故障，因而檢修頻繁，作業(yè)率低。有的選廠已將其改為溢流型。周邊排礦球磨機(jī)：此種排礦方式落后，生產(chǎn)率低，早已在金屬選廠看不見(jiàn)了。2.3.3 所設(shè)計(jì)球磨機(jī)類(lèi)型的選擇通過(guò)以上分析比較和選礦廠的實(shí)際使用情況表明，決定選短筒溢流型球磨機(jī)作為設(shè)計(jì)對(duì)象。該機(jī)要用于實(shí)驗(yàn)室等地方，不需要大規(guī)模生產(chǎn)。其給礦粒度為0.5350mm，排礦粒度為0.10.075mm。傳動(dòng)支承方式采用皮帶輪，自帶齒輪減速器的電動(dòng)機(jī)，角接觸球軸承支承，此方案制造容易，維修簡(jiǎn)單。2.4 所設(shè)計(jì)的磨機(jī)部件方案比較2.4.1 所設(shè)計(jì)的球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成所設(shè)計(jì)的磨機(jī)為300300mm溢流型球磨機(jī)。它由以下六個(gè)部分組成（如圖2-4）：筒體部3、給礦部1、排礦部5、軸承部2、傳動(dòng)部4組成。 圖2-4 球磨機(jī)的主要部分磨機(jī)的圓形筒體是由四塊10mm厚Q235A鋼板焊接而成，同時(shí)在它的兩端焊有帶有止口的法蘭盤(pán)，利用它和端蓋聯(lián)接。為了保護(hù)筒體內(nèi)表面不受磨缶和控制鋼球在筒體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，筒體內(nèi)鋪有襯板。為了使襯板與筒體內(nèi)壁緊密接觸和緩沖鋼球?qū)ν搀w的沖擊，在襯板與筒體內(nèi)壁之間敷有膠合板。每塊襯板用方頭螺栓固定在筒體內(nèi)壁上，為了防止礦漿沿螺栓孔漏出，在螺母下墊有帶有環(huán)槽的金屬墊圈和橡膠圈。為了便于更換襯板和檢查磨機(jī)內(nèi)部情況，在筒體上開(kāi)有人孔20。給礦部是由帶中空軸頸的端蓋，聯(lián)合給礦器，扇形襯板和進(jìn)料管等組成。聯(lián)合給礦器是用螺栓固定在進(jìn)料管法蘭盤(pán)上，進(jìn)料管又通過(guò)中間法蘭與端蓋的中空軸端面固接在一起。端蓋的內(nèi)壁鋪有Q235A鋼制成的扇形襯板，襯板與內(nèi)壁接觸處同樣敷設(shè)膠合板11。排礦部是由帶中空軸頸的端蓋，扇形襯板和排料管組成。其裝配關(guān)系與給礦部基本相同。磨機(jī)的中空軸頸支承在角接觸球軸承上。軸承基本是由軸承座，前后軸承蓋，加上軸承組成。球磨機(jī)筒體是通過(guò)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)的。傳動(dòng)裝置由裝在筒體的大皮帶大輪和電機(jī)前端安裝的小皮帶輪組成。2.4.2 給礦部的比較選擇(1) 鼓型給礦器（如圖2-5（a）：這種給礦器只能在給料位置高于磨機(jī)軸線水平的情況下使用，一般用在開(kāi)路（或干法）的磨機(jī)上，它的構(gòu)造是：一個(gè)兩端口的鼓型體，里面有螺旋形軀體，當(dāng)給礦器隨磨機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，礦石則沿著螺旋孔道被送入磨機(jī)內(nèi)。(2) 蝸形給礦器（如圖2-5（b）：它是由勺頭、勺體、軀體組成。這種給礦器能將礦漿從低于磨機(jī)軸線的地方舀起，送入磨機(jī)中，用于磨機(jī)和分級(jí)機(jī)組成閉路二段磨礦中。(3) 聯(lián)合給礦器（如圖2-5（c）：此種給礦器是上述兩種給礦器組合而成，可同時(shí)將原礦和分級(jí)機(jī)返礦輸入磨機(jī)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是：大塊物料可以不經(jīng)蝸形勺子的給料槽而直接送入磨機(jī)。綜上所述和實(shí)際需要選用聯(lián)合給礦器最佳。 (a) 鼓型給礦器 (b ) 蝸形給礦器(c) 聯(lián)合給礦器 圖 2-5給礦器2.4.3 端蓋的結(jié)構(gòu)比較選擇端蓋是球磨機(jī)的重要零件之一，它的結(jié)構(gòu)對(duì)其使用壽命影響很大。由于進(jìn)、排料管與中空軸靠近筒體端的圓柱面配合處，間隙過(guò)小則不易裝折，間隙過(guò)大又易使礦漿進(jìn)入中空軸與進(jìn)、排料管的之間的空隙處，這樣進(jìn)入空隙內(nèi)的礦漿隨磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)而不斷地磨損中空軸內(nèi)壁，而使帶中空軸的端蓋過(guò)早報(bào)廢。使用選廠也曾想過(guò)一些辦法，現(xiàn)在一直用的辦法是：裝配后用不銹鋼焊條將端蓋與進(jìn)（或排）料管靠近筒體端沿配合縫隙焊合。但由于焊縫赤經(jīng)處理，存在著焊接引起的應(yīng)力集中，磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)又受到振動(dòng)和沖擊及交變應(yīng)力等影響，焊縫經(jīng)常開(kāi)裂，不能達(dá)到預(yù)期愿望。折卸時(shí)還要切割焊縫，加重了檢修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和延長(zhǎng)了檢修時(shí)間16。 為了適應(yīng)本次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，將端蓋設(shè)計(jì)成圖2-6所示，與進(jìn)料口裝配的外表面設(shè)計(jì)的臺(tái)階是為了可以在軸向定住角接觸球軸承，起固定作用。在直徑126mm與直徑120mm兩圓柱兩之間形成的圓環(huán)面的中徑位置車(chē)一截面為半圓形的環(huán)槽，同時(shí)在與其配合的進(jìn)、排料管的相應(yīng)位置也車(chē)出與之對(duì)應(yīng)的環(huán)槽。裝配進(jìn)，排料管時(shí)，先將尺寸合適的O型橡膠密封環(huán)套在中120的圓柱面上，然后推入槽中，即可安裝。待進(jìn)、排料管與端蓋聯(lián)接螺栓緊固后，橡膠密封環(huán)即被緊緊夾于槽中，以實(shí)現(xiàn)密封的目的。 圖2-6 端蓋 2.4.4 進(jìn)、排料管的選擇(1) 進(jìn)料管的選擇：進(jìn)料管一般有如圖2-7(a)、(b)兩種形式，(b)種可以幫助給礦，但螺旋的旋向應(yīng)與磨機(jī)的轉(zhuǎn)向相同，其制造復(fù)雜，一般在濕式磨機(jī)上其優(yōu)越性并不顯著。(a)種用于濕式第二段球磨機(jī)上效果較好且易于制造。 （a） （b）圖2-7 進(jìn)料口本次在設(shè)計(jì)中選用入圖2-7（a）的進(jìn)料口。(2) 排料管的選擇：溢流型球磨機(jī)的排料管一般都選如圖2-8的形式，其螺旋可導(dǎo)回向處溢出的小球，螺旋的旋向與磨機(jī)的轉(zhuǎn)向相反，并且為雙頭螺旋。圖2-8 排料口2.4.5 筒體部的選擇筒體是磨機(jī)的主要部分，它是由筒體法蘭，筒體，人孔，襯板等組成。(1) 筒體法蘭它是筒體上重要零件之一（如圖2-9所示），通常用Q235A鋼制造，然后焊在筒體上，經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，與帶有中空軸的兩個(gè)端蓋裝配，為保證兩中空軸的同軸度，法蘭制成帶止口型的，并在互成120角的螺栓孔位置加工出供定位用的三個(gè)鉸制孔。(2) 筒體材料及壁厚筒體一般由Q235A鋼板卷制焊接而成，鋼板的厚度一般為8-50mm。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查：決定用4塊厚度為10mm的Q235A鋼板卷制焊接筒體。(3) 人孔形狀人孔是用來(lái)檢查和更換襯板，以及停機(jī)檢修時(shí)供清除機(jī)內(nèi)破碎介質(zhì)和礦物用。常用人孔形狀有橢圓形和矩形兩種。人孔的形狀對(duì)筒體的強(qiáng)度影響很大，橢圓形和帶圓角的矩形人孔都可以減小應(yīng)力集中，對(duì)筒體強(qiáng)削弱較小。但更換襯板時(shí)橢圓形就顯得不如帶圓角的矩形人孔方便。因此鐵選廠所用球磨機(jī)筒體人孔形狀多采用帶圓角的矩形人孔。分別設(shè)置在互成180角的筒體兩側(cè)，且分別靠近兩端蓋的地方14。 圖2-9 筒體 1 筒體法蘭 2 人孔形狀(4) 襯板的選擇：筒體的襯板選擇：襯板的作用在于防止筒體磨損，提升破碎介質(zhì)和礦物。襯板的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于安裝和更換，常用的形狀有如圖2-10所示幾種。（a）條形組合襯板 （b）波形襯板 （c）舵形襯板（d）楔形襯板 （e）平凸形襯板（f）齒形襯板圖2-10 襯板波形襯板（如圖2-10 b）：具有波峰，可減少介質(zhì)向下滑動(dòng)，但由于波舉凹起是逐漸的，故介質(zhì)仍有一些滑動(dòng)。它既減少了像平板形襯板那樣介質(zhì)的向下滑動(dòng)，又避免了部分介質(zhì)提升過(guò)高產(chǎn)生過(guò)大的沖擊。因此，磨剝作用顯著，用細(xì)磨效果好7。其它幾種突棱襯板，如圖（a）、（c）、（e）、（f），與波形襯板相比較更能降低介質(zhì)的向下滑動(dòng)，提升高度大適于粗磨。本球磨機(jī)使用條形組合襯板，它加工方便，便于安裝。端面的襯板選擇：目前一般的鐵選廠端面襯板都采用扇形襯板。2.4.6 排礦部的選擇 目前溫式球磨機(jī)的排礦方式有兩種：即溢流型和格子型。由于溢流型比格子型有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，故選溢流型排礦。2.4.7 主軸承選擇磨機(jī)主軸承是支承磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重要部件，應(yīng)能承受來(lái)自磨機(jī)的低速重載及沖擊載荷，滾動(dòng)軸承效率高，選擇做為我所設(shè)計(jì)的小型球磨機(jī)的主軸承。由于磨機(jī)有軸向力。所以我們選用角接觸球軸承，可以保證軸向的推力，效率還比較高16。2.4.8 潤(rùn)滑部分的選擇球磨機(jī)的主要潤(rùn)滑點(diǎn)是主軸承。主軸承潤(rùn)滑：主軸承的潤(rùn)滑極其重要，潤(rùn)滑不良將導(dǎo)致機(jī)體損壞。中小型球磨機(jī)的潤(rùn)滑方式一般有如下兩種：（1）自動(dòng)循環(huán)油潤(rùn)滑這種潤(rùn)滑是用油泵將油從油箱中吸出，通過(guò)油管送至潤(rùn)滑點(diǎn)，然后經(jīng)回油管流入油箱。其優(yōu)點(diǎn)是油量充足，并可起到冷卻作用。但由于供油系統(tǒng)很難保證所要求的密封程度，而屢次發(fā)生回油管阻塞現(xiàn)象，造成潤(rùn)滑油處泄，而使檢修頻繁，浪費(fèi)嚴(yán)重。因此，一些鐵選廠已把自動(dòng)循環(huán)潤(rùn)滑改為毛線潤(rùn)滑5。（2）毛線潤(rùn)滑此種潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，克服了自動(dòng)潤(rùn)滑的弊病，工作可靠，維護(hù)容易，還可節(jié)約潤(rùn)滑油，但增加了加油次數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)使用證明此種潤(rùn)滑效果較好。因此采用毛線潤(rùn)滑主軸承。潤(rùn)滑油冬用HJ-3D，夏用HJ-4D。我所選用的球磨機(jī)的利用稀油潤(rùn)滑，直接加入軸承部，潤(rùn)滑油用擋板中的密封圈密封于軸承作用部位10。2.4.9 傳動(dòng)部分的選擇球磨機(jī)的工作特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較低，最常見(jiàn)的傳動(dòng)方式有如圖2-11所示三種：（1）同步電動(dòng)機(jī)齒輪傳動(dòng)（如圖2-11（a）其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊且簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高。同步電動(dòng)機(jī)具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，功率因數(shù)高并可提高網(wǎng)路的功率因數(shù)的特點(diǎn)，而球磨卻經(jīng)常在有載善下起動(dòng)，因此選用此種傳動(dòng)方式是合適的。此種傳動(dòng)的缺點(diǎn)是同步電動(dòng)機(jī)的體積大，造價(jià)高，檢修較復(fù)雜。（2）異步電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、齒輪傳動(dòng)（如圖2-11（b）其結(jié)構(gòu)較緊湊，價(jià)格較低，但檢修量大，傳動(dòng)效率較低。由于減速機(jī)通常用稀油潤(rùn)滑，這樣就會(huì)由于密封不良，而增加了泄漏點(diǎn)。（3）三角皮帶、齒輪傳動(dòng)（如圖2-11（c）其優(yōu)點(diǎn)是制造容易維修簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率低，占地面積大，且皮帶需定期張緊，張緊時(shí)還需停機(jī)。因此，此種傳動(dòng)只適于小型磨機(jī)。圖2-11 傳動(dòng)部分（a） 同步電動(dòng)機(jī)齒輪傳動(dòng)（b） 異步電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、齒輪傳動(dòng)（c） 三角皮帶、齒輪傳動(dòng)本次所設(shè)計(jì)的球磨機(jī)屬于小型磨機(jī)選用不帶齒輪的皮帶傳動(dòng)，將大皮帶輪直接固定于筒體，小皮帶輪可直接安裝在電機(jī)軸上。這樣的設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單，維修容易，成本比較低8。本設(shè)計(jì)球磨機(jī)的傳動(dòng)方式如圖2-12所示：圖2-12 皮帶輪傳動(dòng)2.4.10 各部件密封形式的選擇球磨機(jī)的密封點(diǎn)有：主軸承，襯板螺栓孔。（1）主軸的密封主軸密封質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響到主軸承的壽命和潤(rùn)滑油的清潔程度。密封的方法很多，但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況表明，采用氈圈密封已可滿足要求，而且制作簡(jiǎn)單，更換容易，造價(jià)低廉。其結(jié)構(gòu)為：壓緊端蓋、開(kāi)口氈圈及緊固螺栓組。如還嫌密封效果差，可在中空軸靠端蓋一側(cè)安設(shè)擋環(huán)。（2）襯板螺栓孔的密封工作中，由于鋼球的不斷沖擊，致使襯板螺栓聯(lián)接很容易松動(dòng)，造成礦漿從螺栓孔處處溢。所以要注意襯板螺栓孔的密封，其結(jié)構(gòu)為：锪平的筒體螺栓孔、O型橡膠環(huán)、帶環(huán)槽的墊圈及緊固螺栓組。此種結(jié)構(gòu)密封可靠，更換容易。第3章 球磨機(jī)工作參數(shù)的計(jì)算與選擇3.1 球磨機(jī)的自身參數(shù)3.1.1 臨界轉(zhuǎn)速根據(jù)磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速公式1 （5-1）計(jì)算得到。式中：D球磨機(jī)筒體內(nèi)徑，單位m；D=0.3m。3.1.2 工作轉(zhuǎn)速根據(jù)球磨機(jī)最有利的工作轉(zhuǎn)速1： (5-2）計(jì)算得到58.868.1rpm，所以轉(zhuǎn)速選擇：60rpm。3.1.3 裝球量根據(jù)球磨機(jī)的破碎介質(zhì)裝載量計(jì)算公式1： （5-3）式中：D，L分別為筒體的內(nèi)徑和長(zhǎng)度，單位m； D=0.3m L=0.3m破碎介質(zhì)懂的松散比重，選擇鑄造鐵球，=434.6，計(jì)算時(shí)取4.3； 破碎介質(zhì)的充填率，根據(jù)資料，對(duì)于溢流型球磨機(jī)=0.350.4，選擇充填率取 =0.35；所以，取G=0.030T。3.1.4 安裝電機(jī)功率根據(jù)資料球磨機(jī)的有用功率可按下式計(jì)算1：（5-4）式中：L，D磨機(jī)筒體的長(zhǎng)度和內(nèi)徑，單位m； 鑄造鐵球的松散比重=4.34.6T/m3，取T/m； 破碎介質(zhì)的充填率，同上取=0.39； 球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速率，； K隨值和值而變化的系數(shù)； （5-5）所以=0.127kW。安裝電機(jī)功率1 （5-6）其中磨機(jī)機(jī)械傳動(dòng)效率；根據(jù)資料對(duì)周邊傳動(dòng)球磨機(jī)=0.860.9，取=0.89。計(jì)算得到kW，故安裝電機(jī)功率可取N=140W。3.1.5 球磨機(jī)裝球尺寸從球磨機(jī)的裝球尺寸與給礦粒度之間的關(guān)系計(jì)算鋼球尺寸1： （5-7）式中 d95%的過(guò)篩度的給礦粒度，mm。以上公式是采用優(yōu)選數(shù)選擇處理的辦法并依靠拉蘇莫夫球徑經(jīng)驗(yàn)公式求解推導(dǎo)后提出的經(jīng)驗(yàn)公式，95%的過(guò)篩度選擇符合我國(guó)情況并且由于設(shè)計(jì)的小型實(shí)驗(yàn)室型球磨機(jī)可以允許其公式因素考慮少的問(wèn)題6。經(jīng)計(jì)算，得到D=18mm。3.1.6 生產(chǎn)率的計(jì)算由于第二段球磨機(jī)的給礦來(lái)源于二次分級(jí)和細(xì)篩返率，其值變化較大，因此二段球磨的第二段球磨機(jī)的生產(chǎn)率按第一段球磨機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算，實(shí)際上一般選廠也是這樣的。 生產(chǎn)率可由下式計(jì)算3： （5-8）Q 磨機(jī)的生產(chǎn)率，T/h；q磨機(jī)單位容積的生產(chǎn)能力，此值可根據(jù)第一段球磨機(jī)的排礦粒度0.535-0mm查表3得q=2.34T/h/m3；V磨機(jī)的有效容積m3， 計(jì)算公式為 （5-9）式中：D，L球磨機(jī)的筒體內(nèi)徑和長(zhǎng)度，m； 襯板的平均厚度；故v=16 m3?？紤]物料和給礦粒度的修正系數(shù)?？筛鶕?jù)中硬礦物，給礦粒度100mm，由查表3得=1.01；考慮排料粒度的修正系數(shù)。可根據(jù)排礦粒度0.5350mm查表3得=1.60；考慮磨機(jī)類(lèi)型的系數(shù)?？筛鶕?jù)所選類(lèi)型，查表3得 =0.9；考慮磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷的系數(shù)。取循環(huán)負(fù)荷占原物料的比例為300%，查表3得=1；考慮磨機(jī)直徑的修正系數(shù)。取實(shí)驗(yàn)?zāi)C(jī)為選廠使用的同型號(hào)球磨機(jī)，=1；故Q=0.0082T/h。3.2 球磨機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算3.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)參數(shù)選擇YCJ100140 齒輪減速器型電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)為：極數(shù)：4功率：140KW電壓：220V頻率：50HZ電流：0.96起動(dòng)轉(zhuǎn)距：2288mN.m額定轉(zhuǎn)距：1040mN.m額定轉(zhuǎn)速：1300r/min帶減速器后額定轉(zhuǎn)速：260r/min帶減速器后允許負(fù)載：4.1N.m3.2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)速比的計(jì)算傳動(dòng)比計(jì)算公式為3： （5-10）式中：帶齒輪減速器電機(jī)的帶負(fù)載額定轉(zhuǎn)速，=260rpm； 球磨機(jī)的工作轉(zhuǎn)速故。3.2.3 皮帶輪小輪直徑的選擇由于本設(shè)計(jì)選用皮帶傳動(dòng)，傳動(dòng)比為大小皮帶輪的比，為 （5-11） 因?yàn)椋詍m，取為92mm。第4章 結(jié)論當(dāng)今機(jī)械科學(xué)的發(fā)展日新月異，球磨機(jī)發(fā)展應(yīng)在以下幾個(gè)方面多加注意。（1）當(dāng)今的社會(huì)越來(lái)越重視能源利用效率與環(huán)境保護(hù)，因此新型球磨機(jī)的研制必須在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上重點(diǎn)考慮降低能耗，并把對(duì)環(huán)境造成的影響降到最低。（2）借鑒和吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，積極地加以創(chuàng)新，大力發(fā)展我國(guó)自身的球磨機(jī)技術(shù)。（3）加大在材料科學(xué)、機(jī)械制造科學(xué)及金屬冶煉科學(xué)等相關(guān)學(xué)科上的研究投入，以促進(jìn)我國(guó)球磨機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。（4）加強(qiáng)球磨機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作，打造自主的球磨機(jī)品牌。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)室用的小型球磨機(jī)，便于掌握球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)借鑒了許多參考文獻(xiàn)，對(duì)球磨機(jī)的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件都有所改進(jìn)，使其在效率有所提升的前提下壽命更長(zhǎng)，運(yùn)行更平穩(wěn)安全。參考文獻(xiàn)1 段希祥，曹亦俊. 球磨機(jī)介質(zhì)工作理論與實(shí)踐. 北京：冶金工業(yè)出版社，1999.2 蔡祖光. 陶瓷工業(yè)連續(xù)式球磨機(jī)3 蔣文俊，潘龍. 淺談陶瓷連續(xù)錐形球磨機(jī)4 李常鋒，李文生. 高錳鋼球磨機(jī)襯板的生產(chǎn)技術(shù)5 許利民，吳靜然，馬世輝. 球磨機(jī)襯板的選材及應(yīng)用6 朱軍，楊軍. 大型球磨機(jī)襯板材料的研究和應(yīng)用 7 劉興國(guó). 橡膠內(nèi)襯球磨機(jī)的特點(diǎn)8 張書(shū)輝. 二硫化鉬潤(rùn)滑塊在球磨機(jī)上的應(yīng)用9 洪建榮. ZPGR-2000型干稀油智能潤(rùn)滑裝置在球磨機(jī)上的應(yīng)用10 蔡飛虎. 淺談利用助磨劑提高球磨效率11 屈彬, 劉波. 助磨劑在陶瓷粉體機(jī)械粉碎過(guò)程中的助磨作用12 唐新民, 等. 格子型球磨機(jī)筒體襯板改形13 劉志亮. 磁性襯板在黃金選礦廠的應(yīng)用致謝大學(xué)學(xué)習(xí)幾年中，是我受益最多，也是感受最深的幾年。最感激的是我的導(dǎo)師 老師，細(xì)心的指導(dǎo)和無(wú)微不至的關(guān)懷，本課題的成功研制和畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成跟王老師的悉心指導(dǎo)和幫助是分不開(kāi)的。在此，對(duì)王老師致以崇高的敬意，并表示衷心的感謝!在課題研制過(guò)程中， 給了我許多寶貴的建議，對(duì)我的課題研究起到了很大的幫助，在此對(duì)他表示衷心的感謝!最后我要感謝我的家人和所有愛(ài)我和關(guān)心我的人，正是他們的關(guān)心和愛(ài)才我有今天的成績(jī)!再次對(duì)幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示由衷的感謝!33