立式搅拌式球磨机设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 摘  要  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  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 a is a or of be to of of is a by is of a a a a a a  on of of on of of of is  E is of of of of of be to in is of 要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 目  录  摘  要  . I .  1 章  绪论  . 1 磨机概述  . 1 作原理  . 1 构特点  . 1 类  . 2 磨机的优缺点  . 3 第 2 章  总体方案设计  . 5 计要求  . 5 数要求  . 5 容要求  . 5 案设计  . 5 第 3 章  总体参数选择与计算  . 6 择电动机  . 6 动机类型的选择  . 6 动机功率的选择  . 6 动机转速的选择  . 6 力参数计算  . 6 动比的计算  . 6 轴的转速  . 7 轴的输入功率  . 7 轴的输入转矩  . 7 他参数计算  . 7 磨机的临界转速 0n  . 7 磨机的理论适宜转速 n  . 8 速比  . 8 机的实际工作转速  . 8  机的功率  . 9 机的生产能力  . 10 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 4 章  主要零部件的设计与校核  . 12  带传动的设计  . 12  带的基本参数  . 12 轮结构的设计  . 14 轮涡杆设计  . 14 择涡轮涡杆的传动类型  . 14 择材料  . 15 计齿面接触疲劳强度计算进行设  . 15 杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸  . 17 核齿根弯曲疲劳强度  . 17 的设计与校核  . 18 杆轴  . 18 轮轴  . 21 承的校核  . 21 杆轴上的轴承寿命校核  . 21 轮轴上的轴承校核  . 22 的校核  . 23 杆轴上键的强度校核  . 23 轮轴上键的强度校核  . 23 体部分设计  . 23 体的结构设计  . 23 门与人孔  . 24 体的基本要求和规定  . 25 体的计算  . 26 结  论  . 34 致  谢  . 35 参考文献  . 36 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 1 章  绪论  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。  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。  构特点  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 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  类  （ 1） 按冲击分类：轻型，重型  （ 2） 按长度分类：   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。   中长磨机  长径比在 3 左右时为中长磨机   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   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   棒磨机  磨内装入直径为 50 110钢棒作为研磨介质。棒磨机的长度与直径之比一般为  2 棒球磨机  这种磨机通常具有 2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 间，棒长比棒仓短 100右，以利于钢棒平行排列，防止交叉和乱棒。   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。   需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 （ 4） 按卸料方式分类   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   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。   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   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。   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。  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   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。   粉碎比大，可达到 300 以上，并易于调整产品的细度 。   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。   设备本身操作可靠，能够长时间连续运转。   维护管理简单易进行。   有很好的密封装置，防止粉尘飞扬。  （ 2） 缺点   工作效率低：  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 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。   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。   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。   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。  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 2 章  总体方案设计  计要求  数要求  选定技术参数如下：  规格型号  筒体转速 (r/装球量 (t) 进料粒度 (出料粒度 (产量  电机功率 (9001400 36 38 20  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 。  案设计  根据设计要求采用 结构方案如下图示。  图 2体方案简图  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 3 章  总体参数选择与计 算  择电动机  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。  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： 机械设计 手册 表 19取电动机额定功率为  动机转速的选 择  螺杆 转速： m 836   涡轮 涡杆 传动比为： 408蜗i  带传动 的传动比为： 42链i  所以电动机实际转速的推荐值为：  m 080576 w  符合这一范围的同步转速为 1000、 1500、 3000r/ 综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用同步转速 1500r/电机。  型号为 载转速 470 rn m ，功率   力参数计算  动比的计算  （ 1）传动比为： m  7 0 ri  （ 2）传动比  取涡轮 涡杆 传动比： 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 则 带传动 的传动比为：  轴的转速  1 轴  m 351  2 轴   m i n/ 512 ；  轴的输入功率  1 轴   m ；  2 轴   ；  轴的输入转矩  1 轴        07 3  5 09 5 5 0 111；  2 轴        7  5 09 5 5 0 222；  将各轴动力参数整理如下表：  轴名  功率  转矩  )/( 传动比  电机轴  470  1 轴  35 2 2 轴  他参数计算  磨机的临界转速 0n  当磨机筒体的转速达到摸某一数值时，研磨体产生的离心力等于它本身的重力，因而使研磨体升至脱离角 =0 ，即研磨体将紧贴附在筒体上，随筒体一起回转而不会降落下来，这个转速就称为临界转速。当研磨体处于极限位置时，脱离角 =0 ，将此值代入研磨体运动基本方程式，可得临界转速 ,由 11 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 003 0 4 2 . 4（ 3 式中： 0n 临界转速， r/ R 筒体有效半径， m；   0D 磨机筒体有效直径 , m。  代入公式（ 3     003 0 4 2 . 4 4 2 . 42 7 . 9 6 / m i  3 以上公式是在几个假定的基础上推导出来的，事实上，研磨体与研磨体、研磨与筒体之间是存在相对滑动的，而且物料对研磨体也是有影响的。因此，实际的临界转速比计算的理论转速要高，且与磨机结构、衬板形状、研磨体填充率等因素有关。  磨机的理论适宜转速 n  使研磨体产生最大粉碎功时的筒体转速称作球磨机的理论适宜转速 n 。当靠近筒壁的最外层研磨体的的脱离角 =54 44时 ,研磨体具有最大的降落高度 ,对物料产生粉碎功最大。将 =54 44代入式 902可得理论适宜转速 ,由 11 （ 3 代入公式（ 3        03 2 . 2 3 2 . 2 2 1 . 2 3 / m i  3 速比  球磨机的理论适宜转速与临界转速之比，简称为转速比 ,由 11                                     （ 3 上式说明理论适宜转速为临界转速的 76%。一般磨机的实际转速为临界转速的 7080%。  机的实际工作转速  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 磨机理论适宜转速是根据最外层研磨体能够产生最大粉碎功观点推导出来的。这个观点没有考虑到研磨体随筒体内壁上升过程中，部分研磨体有下滑和滚动现象。根据水泥生产中磨机运转的经验 及相关统计资料来确定磨机的实际工作转速。下面几个经验公式是对干法磨机的实际工作转速的确定方法 ,由 11 当  m 时            03 2 . 2 0 . 2（ 3 当         （ 3 当 D          03 2 . 2 (1 1 . 5 )（ 3 式中 :   磨机的实际工作转速， r/ 0D 磨机的有效内径， m；  D 磨机规格直径， m。  代入公式（ 3 03 2 . 2 3 2 . 20 . 2 0 . 2 2 . 4 2 0 . 7 52 . 3 r/ 磨机的功率  影响磨机需用功率的因素很多，如磨机的直径、长度、转速、装载量、填充率、内部装置、粉磨方式以及传动形式等。计算功率的方法也很多，常用的计算磨机需用功率的计算式有以下三种 ,由 5 0 . 8000 . 2 ( ) D n V                                   （ 3 0 . 2000 . 1 4 8N D n                                    （ 3 000 . 1 8 4 6 . 1 6 5 . 7 5N V D n （）                         （ 3 式中 :   0N 磨机需用功率，  V 磨机有效容积，   0D 磨机有效内径， m；  n 磨机的适宜转速， r/ 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 G 研磨体装载量，  t；   磨机填充率（以小数表示）。  选用公式（ 3算：  0 . 80 . 800 5 1 . 30 . 2 ( ) 0 . 2 4 0 . 9 2 . 3 2 0 . 7 5 4 4 24 0 . 9 D n V 机配套电动机功率计算  021  =442=632中 :   1K 与磨机结构、传动效率有关的系数，见表 3 2K 电动机储备系数，在 选取。  表 3磨机结构、传动效率有关的系数 1K  磨机形式  干法磨  中卸磨  边缘传动  心传动   磨机的生产能力  影响磨机需用功率的因素很多，主要有以下几个方面：粉磨物料的种类、物理性质和产品细度；生产方法和流程；磨机及主要部件的性能；研磨体的填充率和级配；磨机的操作等。常用磨机生产能力经验计算式为 ,由 5 10000 3 式中 :  Q 磨机生产能力， t/h；  0N 磨机所需功率， kg/ q 单位功率生产能力， kg/ 流程系数，开路取 路  代入公式（ 3             10000 476 551000= 24 t/h 将 q 一起考 虑，干法开路长磨粉磨系统， q 值为 55 60。  B. 球磨机的年生产能力 ,由 5 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 8760 n Q                           （ 3 式中 :   磨机的年生产能力， ；  Q 磨机台时生产能力， ；  n 磨机的年利用率，生料开路磨 n <80%，生料闭路磨 n <78%，水泥开路磨n <85%,水泥闭路磨 n <82%。所有系统的年利用率 n 不得低于 70%。  代入公式（ 3      8760 n Q =8760 80% 24=168192 t/y 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 4 章  主要零部件的设计与校核   带传动的设计   带的基本参数  1）确定计算功率   已知： ； 470 rn m ；  查机械设计基础表 13工况系数： K ；  则： 2）选取 V 带型号：  根据cP、械设计基础图 13用 A 型 V 带 , 3）确定大、小带轮的基准直径1）初选小带轮的基准直径：  d 1251 ；  （ 2）计算大带轮基准直径：   5 01 2 5212   ；  圆整取 d 1502 ，误差小于 5%，是允许的。  4）验算带速：  )25,5(/  带的速度合适。  5）确定 V 带的基准长度和传动中心距：  中心距：  )(2)(1021  初选中心距 00  （ 2）基准长度：  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 25250()250125()(22202122100对于 A 型带选用 d 2500  （ 3）实际中心距：  002 0  6）验算主动轮上的包角 1 ：  由 1 8 0121 得 2  28 0 0  2 52 5 0(1 8 01 主动轮上的包角合适。  7）计算 V 带的根数 z ：  c)( 00  470 rn m ， d 1251 查机械设计基础表 13：  ；  （ 2） 2m 470   m ，查表得： ；  （ 3）由 查表得，包角修正系数 K  （ 4）由 d 2500 ，与 V 带型号 A 型查表得：  01.1综上数据，得  z  取 104 z 合适。  8）计算预紧力 0F （初拉力）：  根据带型 A 型查机械设计基础表 13：  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 9）计算作用在轴上的压轴力    3  0s  5422s 0o其中 1 为小带轮的包角。  10） V 带传动的主要参数整理并列表：  带型  带轮基准直径(传动比  基准长度 (A 1251 500 中心距（  根数  初拉力 (N) 压轴力 (N) 800 4  带轮结构的设计  1）带轮的材料：  采用铸铁带轮（常用材料  2）带轮的结构形式：  V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关。小带轮接电动机， d 1251 较小，所以采用实心式结构带轮；大带轮接减速器， d 2502 ，所以采用 幅 板式结构带轮。  轮 涡杆 设计  择 涡 轮 涡杆 的传动类型  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 传动参数：   i   35 根据设计要求选用阿基米德 涡杆 即 。  择材料  设 '