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球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业。其由电机、带传动、涡轮涡杆传动、搅拌轴、搅拌棒、筒体等构成。
本次设计首先，通过对立式搅拌式球磨机结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了总体结构方案接着，对主要技术参数各主要零部件进行了设计与校核；然后，绘制了立式搅拌式球磨机装配图及主要零部件图。
通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。
关键词：立式；球磨机；涡轮蜗杆；设计
Abstract
High lift device called weight lifting device, a top heavy machinery, lifting machine is a with relatively small force can the weight lifting, descending or shift of simple tools, can also be used to correct the deformation of the equipment installation and the deviation of the component such as. Electric lifting device is a lifting device for lifting heavy objects by screw drive. The motor is composed of a motor, a belt drive, a turbine vortex rod drive, a screw, a nut, a lifting rod, etc..
This design first, based on the structure and the principle of electric lifting device of high analysis, this analysis based on put forward the overall structure scheme of and then, the design and verification of main technical parameters of the main parts is discussed; then, through the three-dimensional design software Pro / E design the electric lifting device and motion simulation is carried out. Finally, draw the electric lifting device assembly and major parts of the map.
Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software, for the future work in life is of great significance.
Keywords: Lifting equipment; Turbine; Spiral; Design; Simulation
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1球磨机概述 1
1.1.1工作原理 1
1.1.2结构特点 1
1.1.3分类 2
1.1.4球磨机的优缺点 3
第2章 总体方案设计 5
2.1设计要求 5
2.1.1参数要求 5
2.1.2内容要求 5
2.2方案设计 5
第3章 总体参数选择与计算 6
3.1 选择电动机 6
3.1.1电动机类型的选择 6
3.1.2 电动机功率的选择 6
3.1.3 电动机转速的选择 6
3.2 动力参数计算 6
3.2.1传动比的计算 6
3.2.2各轴的转速 7
3.2.3各轴的输入功率 7
3.2.4各轴的输入转矩 7
3.3其他参数计算 7
3.3.1 球磨机的临界转速 7
3.3.2 球磨机的理论适宜转速 8
3.3.3 转速比 8
3.3.4 磨机的实际工作转速 8
3.3.5 磨机的功率 9
3.3.6 磨机的生产能力 10
第4章 主要零部件的设计与校核 12
4.1 V带传动的设计 12
4.1.1 V带的基本参数 12
4.1.2 带轮结构的设计 14
4.2涡轮涡杆设计 14
4.2.1选择涡轮涡杆的传动类型 14
4.2.2选择材料 15
4.2.3按计齿面接触疲劳强度计算进行设 15
4.2.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 17
4.2.5校核齿根弯曲疲劳强度 17
4.3轴的设计与校核 18
4.3.1涡杆轴 18
4.3.2涡轮轴 21
4.4轴承的校核 21
4.4.1涡杆轴上的轴承寿命校核 21
4.42涡轮轴上的轴承校核 22
4.5键的校核 23
4.5.1涡杆轴上键的强度校核 23
4.5.2涡轮轴上键的强度校核 23
4.6筒体部分设计 23
4.6.1 筒体的结构设计 23
4.6.2磨门与人孔 24
4.6.3筒体的基本要求和规定 25
4.6.4筒体的计算 26
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
第1章 绪论
1.1球磨机概述
球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥，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，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛用于选矿，建材及化工等行业，可分为干式和湿式两种磨矿方式。
1.1.1工作原理
球磨机在加气混凝土原料制备中最重要的设备就是球磨机，他用于石灰，石膏，砂，矿渣等物料的粉磨。物料只有经过粉磨并到要求细度后才能进行充分混合相互作用，才能使制品达到强度，粉磨是加气混凝土生产中的重要程序，粉磨过程耗电量大，球磨机一般是加气混凝土工厂中电机容量最大的设备。
球磨机是由水平的筒体，进出料空心轴及磨头等部分组成，筒体为长的圆筒，筒内装有研磨体，筒体为钢板制造，有钢制衬板与筒体固定，研磨体一般为钢制圆球，并按不同直径和一定比例装入筒中，研磨体也可用钢段，根据研磨物料的粒度加以选择，物料由磨机进料端空心轴装入筒体内，当球磨机简体转动时候，研磨体由于惯性和离心力作用，摩擦力的作用，使它帖附近筒体衬板上被筒体带走，当被带到一定的高度时候，由于其本身的重力作用而被抛落，下落的研磨体像抛射体一样将筒体内的物料给击碎。
物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。物料在第一仓达到粗磨后，经单层隔仓板进入第二仓，该仓内镶有平衬板，内有钢球，将物料进一步研磨。粉状物通过卸料箅板排出，完成粉磨作业。
筒体在回转的过程中，研磨体也有滑落现象，在滑落过程中给物料以研磨作用，为了有效的利用研磨作用，对物料粒度教大的一般二十目磨细时候，把磨体筒体用隔仓板分隔为二段，即成为双仓，物料进入第一仓时候被钢球击碎，物料进入第二仓时候，钢端对物料进行研磨，磨细合格的物料从出料端空心轴排出，对进料颗粒小的物料进行磨细时候，如砂二号矿渣，粗粉煤灰，磨机筒体可不设隔板，成为一个单仓筒磨，研磨体积也可之用钢段。
1.1.2结构特点
本机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机，小传动齿轮，电机，电控）等主要部分组成。中空轴采用铸钢件，内衬可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。本机运转平稳，工作可靠。
球磨机原理图
1.1.3分类
（1）按冲击分类：轻型，重型
（2）按长度分类：
①短磨机 长径比在2以下时为短磨机，或称球磨机。一般的单仓，用于粗磨或一级磨，也可以将2—3台球磨机串联使用。
②中长磨机 长径比在3左右时为中长磨机
③长磨机 长径比在4以上时为长磨机或称管磨机。中长磨和长磨，其内部一般分成2—4个仓，在水泥厂用得较多。
（3）按研磨介质形状分类
①球磨机 磨内装入的研磨介质主要是钢球或钢段。这种磨机使用最普遍
②棒磨机 磨内装入直径为50—110mm的钢棒作为研磨介质。棒磨机的长度与直径之比一般为 1.5—2mm
③棒球磨机 这种磨机通常具有2---4个仓，在第一仓内装入圆柱形钢棒作为研磨介质，以后各仓则装入钢球或钢段。
棒球磨机的长径比应在5左右为宜，棒仓长度与磨机有效直径之比应在1.2—1.5之间，棒长比棒仓短100mm左右，以利于钢棒平行排列，防止交叉和乱棒。
④砾石磨 磨内装入的研磨介质为砾石、卵石、瓷球等。用花岗岩、瓷料做衬板。用于白色或彩色水泥以及陶瓷生产。
（4）按卸料方式分类
①尾卸式磨机 欲磨物料由磨机的一端喂入，由另一端卸出，称为尾卸式磨机
②中卸式磨机 欲磨物料由磨机的两端喂入，由磨机筒体中部斜出，称为中卸式磨机。该类磨机相当于两台球磨机并联使用，这样设备紧凑，简化流程。
③尾卸式磨机 按其排料方式有格子排料、溢流排料、周边排料和风力排料等多种类型。
（5）按传动方式分类
①中心传动磨机 电动机通过减速机带动磨机卸料端空心轴而驱动磨机回转。减速机的出轴与磨机的中心线在一条直线上。
②边缘传动磨机 电动机通过减速机带动固定在卸料端筒体上的大齿轮而驱动磨机筒体回转。
（6）其他分类
根据工艺操作又可分为干法磨机、湿法磨机、间歇磨机和连续磨机。连续磨机与间歇磨式磨机相比，前者产量高、单位重量产品的电耗少、机械化程度高和所需操作人员少。但基建投资费用大，操作维护较复杂。现在间歇式磨机极少使用，常用作化验室试验磨。
1.1.4球磨机的优缺点
由于球磨机有许多优点，所以在许多部门中受到重现，得到了广泛的应用，它的主要特点如下：
（1）优点
①对于各种物料都能适应，能连续生产，生产能力大，可满足较大规模生产的需要。
②粉碎比大，可达到300以上，并易于调整产品的细度。
③可适度各种不同情况下工作，能干法生产，也可湿法生产，还可以把干燥的粉磨工序合并在一起同时进行。
④设备本身操作可靠，能够长时间连续运转。
⑤维护管理简单易进行。
⑥有很好的密封装置，防止粉尘飞扬。
（2）缺点
①工作效率低：
在生产水泥的过程中，用于粉碎作业的电量约占全厂的2/3，据统计，每生产一吨水泥的耗电量不低于70千瓦小时，但这部分电能的有效利用率却很低，据分析，磨机输入的功率用于粉碎物料(做有用功)的功率消耗只占一小部分，约5%～7%，而绝大部分电能消耗于其他方面，主要是转变为热能和声能而消失掉，这是一项很大的浪费。
②体型笨重：大型磨机的总重量可大几百吨以上，这样一次性投资必然很大。
③配置昂贵：由于磨机筒体转速和很低(每分钟15～25转)，如用普通电动机驱动，则需配置昂贵的减速装置。
④生产成本高：
研磨体在冲击和研磨物料的同时，本身也要受到磨剥，筒体内的衬板等零件也被磨剥，因此在整个水泥生产过程中，粉碎作业（生料制备、磨水泥）所消耗的铁板量是很多的，据分析，大约每生产一吨水泥的钢铁消耗为1公斤左右。
第2章 总体方案设计
2.1设计要求
2.1.1参数要求
选定技术参数如下：
规格型号 筒体转速(r/min) 装球量(t) 进料粒度(mm) 出料粒度(mm) 产量 电机功率(kw)
Ф900×1400 36～38 1.5 ≤20 0.075-0.89 0.65-2 18.5
2.1.2内容要求
1）完成搅拌式球磨机总传动方案设计、选择及确定；
2）完成搅拌式球磨机产品整机设计、计算及校对；
3）完成传动零件、筒体、旋转搅拌器等零件设计、计算及校对。
2.2方案设计
根据设计要求采用结构方案如下图示。
图2-1总体方案简图
第3章 总体参数选择与计算
3.1 选择电动机
3.1.1电动机类型的选择
按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机。
3.1.2 电动机功率的选择
标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。
根据所选型号球磨机规格参数，所需电机的功率为：18.5KW
查《机械设计手册》表19-1选取电动机额定功率为18.5kw。
3.1.3 电动机转速的选择
螺杆转速：
涡轮涡杆传动比为：
带传动的传动比为：
所以电动机实际转速的推荐值为：
符合这一范围的同步转速为1000、1500、3000r/min。
综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用同步转速1500r/min的电机。
型号为Y180M-4，满载转速，功率18.4。
川公网安备: 51019002004831号