毕业设计（论文）-球磨机设计 (2).doc

- 25 -第一章 绪论球磨机(ball grinding mill)是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，是工业生产中广泛使用的高细磨机械之一。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。它不但在建材行业中大量应用，而且在冶金选矿化工行业中也广泛采用，是水泥行业一直沿用至今的粉末设备。它具有如下优点：对各种性质的物料适应性强，如软的硬的脆的柔韧性的等都能粉磨。由于可制成各种大小规格的球磨机，因而能适应各种生产能力的的要求，粉碎比大，可大300以上，易于调整与控制物料细度，产品粒度均匀，混合作用好，可适应不同的情况进行操作，即可干法，也可湿方法作业，还可把干燥和粉磨合并在一起同时进行。结构简单，坚固，操作可靠维护管理容易，易损件便于检查和更换，能长期连续运转。在粉磨过程中，每生产1吨水泥需要粉末各种物料33.5吨；而粉末过程的电消耗约占水泥生产的6070%，材料消耗也很大。而粉磨的效率主要与筒体及其内部的零件机构有直接的联系。所以一直以来人们都在对球磨机磨机筒体内部的零件：衬板，隔仓板，研磨体等进行研究改造。以使球磨机在电耗，材料消耗上降低成本，提高粉磨的效率及经济效益。当今的社会越来越重视能源利用效率与环境保护，因此新型球磨机的研制必须在满足工艺要求的基础上重点考虑降低能耗，在借鉴和吸收国外先进技术的同时，积极地加以创新，大力发展我国自身的球磨机技术。本文主要介绍了球磨机的工作原理及结构，球磨机的发展新动态。对实验室用小型500800mm型球磨机的筒体结构，选材进行比较分析，并根据有关资料设计了部分零件的尺寸，并对零件及相关连接进行强度的校核，通过对大量参考文献及对大型磨机的结构的研究，研发出一种适合实验室应用便于学生掌握其结构的小型磨机，该球磨机有结构比较简单，比较轻便，转速平稳，噪声较小等特点。具体的研究方法是通过对球磨机不同结构的研究，计算找到最适合的结构和材料，组合成本次所设计的球磨机，对新型节能球磨机的研究创新有着重要得意义。1.1粉磨系统的简介粉磨系统的介绍：粉磨系统的选择应该考虑入磨物料的性能、产量、电耗、维修与是否便于操作和维护等因素。粉末系统有开路和闭路两种。在粉磨过程中，当物料一次通过磨机后就成为产品时，称为开路系统；当物料出磨机后经过分级设备选出产品，而使粗料分会磨机内再磨时，称为闭路系统。开路系统的优点是：流程简，设备少，投资省，操作简便；但物料要全打到合格粒度才能出磨机。因此，当要求产品细度较细时，以粉末的物料就产生过粉磨现象，并在磨机内形成缓冲层，妨碍物料进一步细磨；有时甚至会出现粉末包球现象，从而降低了粉末效率，提高了耗电。采用闭路系统可以消除过粉磨现象，使磨机产量提高，同时，闭路系统产品粒度均匀；而且可以调节分级设备的方法来改变产品细度。产品细度越细，返回磨机内的粗料也越多。粗料量与产品量之比称为闭路系统的循环负荷率。水泥厂的钢球磨机按其长度与直径之比可分为短磨、中长磨和长磨三种。长径比值在2以下时称为短磨，一般称为球磨机；长径比在3左右时为中长磨；长径比在4或4以上时为长磨。短磨一般为弹仓，长磨和中长磨为24仓。后两者也叫管磨或多仓磨。在闭路系统粉磨时，由于要求出磨的吸细度较粗，一般采用短磨或中长磨与分级设备组合成闭路系统。当分级设备与一台磨机形成闭路时，成为一级闭路系统；与两台短磨机形成闭路系统时，则称为二级闭路系统。由于长磨的出料较细，一般只用于开路系统，或用于循环负荷效率较低的闭路系统。二级闭路的优点是：物料出一级磨后经过分级设备即使现出产品，以减少二级磨的喂料中的细料，从而提高了二级磨的粉磨效率。但二级闭路系统需要设备多，流程复杂。为了简化流程，采用中卸磨机。中卸磨机一般为中长磨机，物料由第一仓出后，先有经级设备，然后再进入第二仓中。中卸磨为一种提升循环磨；它是一级闭路系统，但具有二级闭路系统的作用。前者的优点是工艺操作简单，物料出磨后即为成品。缺点是物料在磨内流速慢，滞留时间长，为保证出磨物料的粒度全部符合要求其中已磨细的物料也不能即使排除磨机，经常造成粉磨现象。开路磨系统生产能力相对较低，能耗较高，不可能随时灵活地调整出磨物料的的细度。后者加了选粉设备，可及时德将已磨细的细分、粉排除磨外，有效地避免了过粉磨现象，并可通过调节选粉机的工作参数灵活调节成品水泥的细度。此外，闭路磨内物料流速加快，各仓的研磨体分别恰当地承担者粉碎或粉磨任务，故产量提高，电耗降低，尤其是实例很多，如某厂的3m11m水泥磨由开路改为带SEPAX3.5型选粉机的闭路系统后，产量由来的20t/h提高至27t/h，粉磨机电耗则由52.8kWh/降低至t42.3kWh/t产量提高35%，电耗降低19.9%。图11.2球磨机的发展1.2.1球磨机背景球磨机是矿山，水泥，化工和电力等工业部门广泛使用的一种粉磨设备，主要工作机构是装有研磨介质的筒体，依靠筒体回转时介质的冲击和剥磨等作用使物料粉碎。自1893年球磨机出现100多年来，它在金属矿及非金属矿选矿厂、冶金、建材、华工急电力部门等若干基础行业的矿料粉碎中得到广泛的应用。球磨机在工业上应用及发展中经历了如此长时间而未被淘汰的这个事实本身就说明它从结构到工作原理基本上是可靠的，合理的，性能也是比较好的，虽然它也有些缺点，但要将它从矿料粉碎中淘汰出去是相当困难的。球磨机在今后相当长的时期内仍是十分必要的及有价值的。未来在破碎粉磨作业上，球磨机依然有着很大的发展空间，一段时间都不会被淘汰掉的。所以对于球磨机的设计是有很大意义的。1.2.2球磨机的新技术动态（1）内选选筛粉磨技术目前，国内的部分高产、高细、筛分磨存在筛分装置中筛分板孔径大（2.53.5mm）通料面积小（只有30%左右的通料面积）筛分板容易松动造成物料跑粗，蓖板蓖缝容易堵塞等弱点。导致用户在使用过程中产量提高不大，且质量波动大，有时甚至要停下机来，处理筛板和清理蓖板蓖缝，给用户造成很大的损失。经国内数十台高产、高细、筛分磨的分析和论证，创新开发的内选粉筛粉磨技术，汇集了康必登磨、高产、高细、筛分磨的技术，并针对上述缺点做了重大改进。该技术及设备是在磨机中采用新型筛分装置，以原有粉磨生产工艺为基础，考虑到生产系统中各个环节的工艺情况，如熟料粒度，温度，易磨性、混合材料种类、水分等。通过内选分装置的作用，将磨机粉磨过程中粗细颗粒及时有效分离。该技术以下特征：筛分装置中的筛分孔径可根据用户实际情况在1.03.5mm范围内设计，筛板通料面积可达4060%。使用过程中筛板不容易松动，蓖板蓖缝不易堵塞。生产过程中可以在最短时间内将适合二仓研磨的颗粒从一仓中分离出来，并使二仓内研磨要求的颗粒及时排除仓外。这样一仓的粉碎和二仓的研磨分工更加明确，并基本上杜绝了磨内过粉磨现象，提高了磨机的生产效率;对磨内的衬板结构、球锻级配进行优化调整，使3每台设备都能达到系统能力的最大化；由于通风能力的加强，通料面积增大，粉磨高湿、高温材料时台时产量下降幅度大大低于普通高产、高细、筛分磨；台时产量可以提高2040%，比表面积可以控制在300450m2/kg范围内；一般三个月可以收回投资，磨内改造12天即可完成。本技术适合于闭路磨、开路磨、超细3矿渣微粉改造。（2）生料烘干风扫磨技术 改造的闭路生料磨入磨水分高达3.5%时仍可达较高产量，一台2.27m的生料磨机改造费用最低几千元即可，磨内改造时间一般不超过24小时，同等条件下台产可以提高2080%左右。（3）细碎鄂式破碎机改造技术 细碎颚式破碎机时运用固体容积原理和层压理论并根据破碎物料的性质、粒度对破碎机进行优化设计。新的细碎颚式破碎机板使物料从进入破碎腔就收到连续不断地压挤，并在破碎腔下部受到一定距离的平行压挤。由于物料在破碎腔内受到压挤的的次数数倍于普通破碎机，故破碎效率得到很大的提高，出料粒度平均只有510mm，且30%左右粉料。应用该技术改造细碎颚式破碎机只需投资鄂板改造费用，改造时间只要34小时，是水泥厂、粉磨站熟料颚式破碎机改造的最佳选择。（4）球磨机粉磨系统优化技术 是以原有粉磨生产工艺为基础，考虑物料刻粒度、温度、混合材料种类。运用系统平衡理论，对磨机内，一二仓长度、磨内通风过料能力，系统其他设备工作效率等进行优化调整，使整个系统的工作效率得到提高和平衡。应用本技术一般不需投资或很少投资，产量可提高1025%左右。1.2.3球磨机的发展方向（1）磨机设备的大型化：增大磨机筒体的有效内径，在同样的转速条件下，研磨介质具有良好的冲击粉磨效应，可使磨机的生产能力显著提高。（2）传动新型的多样化：a 中心传动 b 边缘传动 c 无齿轮直接传动（3）控制自动化：一般趋向于生产过程控制自动化和计算机化有些水泥机械制造公司已经设计和制造了一系列的自动化和集中控制设备，包括控制板、模拟控制器、工业电视、x射线分析仪、大型和中小型计算机等。 （4）衬板的特殊化：为了克服磨矿介质在磨机筒体横断面和轴向刨面上的反向分级，产生了多种衬板：凸楞螺旋分级衬板、角螺旋分级衬板、沟槽衬板、阶梯衬板、波纹衬板等等。 1.3球磨机设计的目的和意义球磨机是矿山，水泥，化工和电力等工业部门广泛使用的一种粉磨设备，球磨机的结构特点：球磨机由给料部、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。主要工作机构是装有研磨介质的筒体，依靠筒体回转时介质的冲击和剥磨等作用使物料粉碎。磨机能粉碎各种硬度的材料，在选矿场中被广泛的用来细磨各种矿石；在发电厂用来制备煤粉；在水泥厂经过破碎的原料、熟料和其它混合材料都需要在磨机中进行粉碎。归纳起来，粉碎的目的是：1.增加物料的暴露面积。2.使用各种物料混合均匀。当今的社会越来越重视能源利用效率与环境保护，因此新型球磨机的研制必须在满足工艺要求的基础上重点考虑降低能耗，在借鉴和吸收国外先进技术的同时，积极地加以创新，大力发展我国自身的球磨机技术。本次设计主要针对实验室用的小型球磨机，通过对大量参考文献及对大型磨机的结构的研究，研发出一种适合实验室应用便于学生掌握其结构的小型磨机，该球磨机有结构比较简单，比较轻便，转速平稳，噪声较小等特点。具体的研究方法是通过对球磨机不同结构的研究，计算找到最适合的结构和材料，组合成本次所设计的球磨机，对新型节能球磨机的研究创新有着重要得意义。第二章 球磨机的基本知识2.1球磨机在工业部门中的应用球磨机是矿山，水泥，化工和电力等工业部门广泛使用的一种粉磨设备，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。在选矿厂中，磨机的被用来对矿石进行粉磨，使其达到单体分离或下一段磨机所需的给矿粒度。在水泥厂中，磨机被用于将厂灰石、粘土及石膏等物料进行粉磨，并且同时将其均匀混合。在化学工业中，通过对物料粉磨，可增加其表面积，为缩短物料化学所应的时间创造有利条件。2.2球磨机的工作原理球磨机的主要工作部分（图2）是一个装在两个大型轴承上并水平放置的回转圆筒，筒体用隔仓板分成几个仓室，在各仓内装有一定形状和大小的研磨体。研磨体一般为钢球、钢锻、钢棒、卵石、砾石和瓷球等。为了防止筒体被磨损，在筒体内壁装有衬板。图2当球磨机回转时，研磨体在离心力和与筒体内壁的衬板面产生的摩擦力的作用下，贴附在筒体内壁的衬板面上，随筒体一起回转，并被带到一定高度（如图3所示），在重力作用下自由下落，下落时研磨体像抛射体一样，冲击底部的物料把物料击碎。研磨体上升、下落的循环运动是周而复始的。此外，在磨机回转的过程中，研磨体还产生滑动和滚动，因而研磨体、衬板与物料之间发生研磨作用，使物料磨细。由于进料端不断喂入新物料，使进料与出料端物料之间存在着料面差能强制物料流动，并且研磨体下落时冲击物料产生轴向推力也迫使物料流动，另外磨内气流运动也帮助物料流动。因此，磨机筒体虽然是水平放置，但物料却可以由进料端缓慢地流向出料端，完成粉磨作业。图3 磨机粉磨物料的作用研磨体运动的基本状态： 球磨机筒体的回转速度和研磨体的填充率对于粉磨物料的作用影响很大。当筒体以不同转速回转时，筒体内的研磨体可能出现三种基本状态，如图4所示。图(a)，转速太慢，研磨体和物料因摩擦力被筒体带到等于动摩擦角的高度时，研磨体和物料就下滑，称为“倾泻状态”，对物料有研磨作用，但对物料的冲击作用很小，因而使粉磨效率不佳；图(c)，转速太快，研磨体和物料在其惯性离心力的作用下贴附筒体一起回转（作圆周运动），称为“周转状态”，研磨体对物料起不到冲击和研磨作用；图(b)，转速比较适宜，研磨体提升到一定高度后抛落下来，称为“抛落状态”，研磨体对物料较大的冲击和研磨作用，粉磨效率高。（a）低转速；（b） 适宜转速；（c） 高转速图4筒体转速对研磨体运动的影响实际上，研磨体的运动状态是很复杂的，有贴附在磨机筒壁向上的运动；有沿筒壁和研磨体层向下的滑动；有类似抛射体的抛落运动；有绕自身轴线的自转运动以及滚动等。所谓研磨体对物料的基本作用，正是上述各种运动对物料的综合作用的结果，其中主要的可以归结为冲击和研磨作用。分析研磨体粉碎物料的基本作用，目的是为确定研磨体的合理运动状态，这是正确选择与计算磨机的适宜工作转速、需用功率、生产能力以及磨机机械计算的依据。2.3球磨机的分类按筒体的长度和直径之比分类：.短磨机；.中长磨机；长磨机。按是否连续操作可分类：连续磨机；间歇磨机。按传动方式分类：.中心传动磨机；.边缘传动磨机。按卸料方式分类：.尾卸式磨机；.中卸式磨机。按磨内研磨介质的形状分类：.球磨机；.棒球磨机；.砾石磨机。按操作工艺分类：.干法磨机；.湿法磨机。2.4球磨机的构造及主要零部件球磨机构造如图（5）示：给矿部1、轴承部2、筒体部3、传动部4、排矿部5筒体：球磨机的筒体是其主要工作部件之一，被粉磨物料是在筒体内受到研磨体的冲击和粉磨作用而成细粉末的，包括中空轴、磨机筒体及磨内的隔仓板、衬板、挡料圈等部件。衬板：作用：保护筒体，使筒体免受研磨体和物料的直接冲击和摩擦；另外，利用不同形式的衬板可调整磨内各仓研磨体的运动状态。分类（图6）：（a）条形组合衬板 （b）波形衬板 （c）舵形衬板（d）楔形衬板 （e）平凸形衬板（f）齿形衬板图6隔仓板：作用：A.分隔研磨体；B.防止大颗粒物料窜向出磨端；C.控制磨内物料流速。分类：隔仓板分为单层和多层两种，双层隔仓板又分为过度仓式、提升式和分级式几种。主轴承：个类磨机主轴承的重要构造基本相同，都是由轴瓦、轴承座、润滑及冷却系统组成。进料、卸料装置：进料装置的种类有：A.溜管进料；B.螺旋进料；C.勺轮进料传动系统传动形式：边缘传动和中心传动。包括主电动机、辅助电动机、减速机、传动轴及边缘传动的大小齿轮等。筒体部3、给矿部1、排矿部5、轴承部2、传动部4组成。图5第三章 球磨机工作参数的计算及选择3.1球磨机自身参数3.1.1临界转速当磨机筒体的转速达到某一数值时，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: （3-1）式中：临界转速，r/min；筒体有效半径,m；磨机筒体有效直径, m。代入公式（3-1）=59.96rp/m 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。3.1.2工作转速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。当靠近筒壁的最外层研磨体的的脱离角=5444时,研磨体具有最大的降落高度，对物料产生粉碎功最大。将=5444代入式cos，可得理论适宜转速，由 （3-2）代入公式（3-2） n=46.5 rp/m3.1.3各零件重量计算A作用于筒体的总载荷Q磨机运转时，作用于筒体的总载荷Q包括两部分，一部分是磨机回转部分的重力，另一部分是动态研磨体（包括物料）所产生的力P。a.磨机回转部分的重力 = + + + （3-3）式中:磨机回转部分的重力，N；磨机筒体的重力，N；磨机端盖的重力，N；磨机连接法兰的重力，N；磨机衬板的重力，N； (3-4)代入公式(4-4)代入公式(4-3)=4000NB.动态研磨体所产生的力P磨机内研磨体在抛落状态运转时,研磨体所产生的力,主要有泻落部分面积的重力及部分的离心力和抛落部分面积的冲击力等三部分.一般情况下,动态研磨体由上述三部分力所产生的合力,只比静态研磨体的自重G大2%,即: P=1.02G (3-5)式中： P 动态研磨体产生的力,N.代入公式(4-5) P=1.0279.839.8=7.98NC.粉磨物料的重力粉磨时研磨体和物料是混合在一起的,这部分物料重量约为研磨体重量的14%。即:=1.14G (3-6)式中: 粉磨物料的重力,N.代入公式(4-6) =1.1479.839.8=8.92Nd.磨机运转时,作用于筒体上的总载荷Q Q=+1.14P (3-7)代入公式(4-7) Q=6500N图7磨机筒体作用力的分布3.1.4装球、料量装球量: 在球磨机中装球量的多少是同球在圆筒里的运动形式相联系的，亦即要使装球量能使球产生以倾流为主的运动为最好。 一般地说，若转速既定，当球的体积只占球磨机圆筒容积的10时。球以滑动形式的运动为主，且球没有可能出现奔流。当装球量逐渐增加至30时，球的运动虽然仍以滑动为主，但已开始出现我们所需要的倾流。当装球量超过40时，球的运动将以倾流形式的占优势；当装球量达到圆筒总容量的50时，由于球群表面正好处在圆筒的直径线上，因而很容易产生倾流。据此，装球量在13至12之间是比较合适的，且以12为最理想。 装料量: 如果装球量既定，那么装料可能出现三种情况：一种是装料量填不满球与球之间的空隙，此时球将有一部分直接互相碰撞，球不能与适当量的墨料接触，墨料起不到研磨作用，同时将因此而增加了球本身的磨损；另一种是装料量超过球与球问的空隙，露在球间研磨区域之外的墨料要等球间研磨区域里的墨料被顶出一部分来，才有机会进入研磨区，亦即总有一部分墨料处在不受研磨作用的地方，这样研磨工时就会长些；还有一种量恰好盖住球群的表面，这是目前通过实践被公认为较理想的一种情况。 要想知道当墨料刚好盖住球群表面时的实际装料体积，这是需要对球群堆放的几何形状作了解的。假定所有的球都是大小一致的正圆球，当球以理想的立方体的形状排列时球的实际体积只占524，而球与球间的空隙占476；当球以理想的四面体形状排列时，球的实际体积就要占740，而球与球之间的空隙却只占260了。要注意的是球圆筒中的堆放是任意的，既不可能全部以立方体的形状排列，也不会全部以四面体的形状排列。经验证明，在球磨机里的球群中，球的实际体积约占60，而球与球间的空隙约占40，这个数值正好处在立方体和四面体排列时的数值之间。这样，球磨机的最佳装料量实际上是球磨机圆筒总体积的20。在实用上，20体积的装料量是被当作最小量来看的。当球群作倾流运动，且由于圆筒的转动而沿筒壁被带到上部的位置时，球群的表面是同水平成一角度的，此时球群的最下部需要有一点多余的墨料垫着，以便使球倾流而下时不致直接撞击筒壁。另一方面，球磨机的装料和出料都是比较费事的，因此在生产上往往不能只考虑最佳装料量而造成一昼夜间多次出料和装料，装料量常常就因此而被用来调节研磨时间的。根据这些情况，墨料的工作体积总要超过20，且以经验认为装料量可以在2545(对球磨机总体积而言)之间选择。 3.2球磨机功率及电机选型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 （3-8） （3-9） （3-10）式中: 磨机需用功率，kW；磨机有效容积，m；磨机有效内径，m；磨机的适宜转速，r/min；研磨体装载量， t；磨机填充率（以小数表示）。选用公式（3-7）计算： kW磨机配套电动机功率计算=1.31.00.835=1.2kW式中: 与磨机结构、传动效率有关的系数，见下表；电动机储备系数，在1.01.1间选取。磨机形式干法磨中卸磨边缘传动1.31.4中心传动1.251.35磨机结构、传动效率有关的系数电机选型：选择Y132S-8异步电动机，其参数为：极数：8功率：2.2 KW电压：380V频率：50HZ质量：63KG起动转距：2000NM第四章 总体设计方案4.1所设计球磨机的结构及组成本次设计是实验室用小型球磨机的设计，是小批量研磨混合设备，其设计方案简图8：其基本结构：1支架2轴承3法兰4筒体5进料口6轴7皮带轮8电机9出料口传动方式：带传动图8其实物简图9如下： 图9装配图10如下：图104.2 筒体的设计筒体是磨机的主体，是磨机的主要工作部件之一，物料是在筒体内被研磨体冲击和研磨而磨成细粉的。4.2.1筒体的材料筒体工作时，除了受研磨体的静载荷作用外，还受到研磨体的冲击作用。筒体是薄壁圆筒，承受交变重载荷，并长期连续低速运转。通体属于不更换的零件，要保证工作中的安全可靠，并能长期连续使用，所以要求制造通体的金属材料强度要高，塑性要好且具有一定的抗冲击性能。筒体是由钢板卷制焊接而成的，要求可焊性要好。因此，一般用于制造筒体的材料是普通结构钢板Q235，16Mn钢比Q235在机械强度较好，故一般为筒体的首选材料。本次设计是小型球磨机，其载荷小，因此选用普通结构钢板Q235即可满足要求。4.2.2筒体制造加工筒体是薄壁圆筒，筒体上开又人孔（磨门）和螺栓孔。在制造中关键是保证它的圆度和焊接质量。由于筒体易产生径向变形，为了保证正常运转，对径向变形加以限制，对圆柱形薄壁圆筒一般用d/c来控制其变形，一般取c=150.在本次设计中d=620mm，因此取=10mm，即可满足要求。筒体在制造中要满足以下要求：（1）筒体纵向中心线垂直，若不直，筒体中心偏离回转面中心，磨机在工作时会产生不平衡离心力。（2）筒体在焊接、切割磨门，应当退火。（3）筒体在回转过程中要考虑热变形综合以上，所设计筒体如图11：1筒体 2 进料口 3 法兰 4 端盖 5 出料口图114.3衬板的选择4.3.1衬板的作用及材料衬板的作用是保护筒体使其免受研磨体和衬板的作用是保护筒体使其免受研磨体和物料的直接冲击和研磨，同时也可调整研磨体的运动状态。一仓装有提升能力强的衬板，以增强冲击能量，细磨仓装有波纹或平衬板，以增强研磨作用。球磨机衬板大多数用金属材料制造，也有少量用非金属材料制造。由于各仓内研磨体运动状态不同，为适应这种工作状态的要求，制造各仓衬板材料就不同。4.3.2 衬板的分类及选型衬板的种类按工作表面形状分类比较直观，有以下类型：A. 平衬板 工作表面平整或铸有花纹的衬板均称平衬板。它对研磨体的摩擦力小，研磨体在它上面产生的滑动现象较大，对物料的研磨作用强，通常多与波纹衬板配合用于用于细磨仓。B. 压条衬板 由平衬板和压条衬班组成。压条上有螺栓孔，螺栓穿过螺孔将压条和衬板（衬板上无孔）固定在筒体内壁上。压条高出衬板，可增大对研磨体的提升作用，使研磨体具有较大的冲击研磨力。适用于一仓，特别是入磨物料粒度大的一仓。C. 阶梯衬板 它的工作表面呈一倾角，安装后出现很多阶梯，可以加大对研磨体的推力。对同一层钢球的提升高度均匀一致，衬板表面磨损均匀，即磨损后表面形状改变不明显。适用于管磨机的一仓。D. 小波纹衬板 小波纹衬板具有较小的波峰和节距，提升系数小，开有锥形孔，适用于细磨仓。E. 端盖衬板 衬板表面是光滑的，用螺栓固定在磨机端盖上，以保护端盖免受研磨体和物料的磨损。F. 锥面分级衬板 衬板断面形状和在磨仓内的铺设所示。锥面分级衬板形状的主要特点是沿轴向具有斜度。在磨内安装方向是大端向着磨尾，也就是靠近料端直径大，出料端直径小。因分级衬板沿轴向具有斜度，能自动的使磨内钢球在粉磨过程中按物料粉磨规律发挥其作用。因而可减少磨机仓数，增加有效容积，减少通风阻力，提高产量，降低电耗。G. 角螺旋衬板 一般是由平衬板、圆角衬班和金属衬架组合而成。在磨内安装后，使磨机的有效断面呈圆角正方形。相邻两圈衬板的方圆角互相错开一个角度，四个圆角分别构成断续内螺旋。使研磨体在磨内的循环次数增加，脱离角和降落区域得以改变，加强了研磨体和物料之间的冲击效能，提高了粉磨效率。H. 沟槽衬板 普通式衬板从宏观上看是一个大弧面，其半径与该磨机内空间的半径等值，从微观上看是一个平面。它与磨球及物料的接触为点接触。沟槽式衬板的工作表面，是由许多等弧面组成，头仓（粗磨仓）为直弧面。这些弧面半径不依磨机直径的大小而变化，而是与磨球的直径有关，约R2555mm不等。磨球与衬板为弧线甚至弧面接触。接触的弧线长度可为整个磨球圆周长的1/41/3，弧度可达120。与点接触相比，其接触面积即研磨面积增加了几十倍。因此，整个磨机内的研磨空间就扩大了数倍乃至数十倍。另外，钢球在衬板上的排列为六方结构堆积，该结构配位数大，致密度高,球与球间的有效碰撞机会多。上述这一切为提高了粉磨效率,并节省电能奠定了基础。本次设计中，选用阶梯衬板。4.3.3衬板的安装A. 螺栓固定法 在固定衬板时，螺栓应加双螺母或防松垫圈，以防磨机在运转过程中因研磨体冲击使螺栓松动。在筒体和垫圈之间配有带锥形面的垫圈，锥形面内填塞麻丝，以防物料从螺栓孔流出。这种固定方法抗冲击、耐振动。大型磨机和中小型磨机的一、二仓的衬板一般都用螺栓固定。B. 镶砌法 镶砌时衬板和筒体之间家一层12的的水泥砂浆或石棉水泥，在衬板的环向缝隙中用铁板楔紧，再灌以12的水泥砂浆。将衬板互相交错地镶砌在筒体内。一般用于细磨仓的衬板固定。衬板的铺设如图（12）图124.4 支撑轴设计支承轴与端盖又合称为磨头，是磨机的主要零部件，承受着整个磨机的动力载荷。在使用中要长期安全可靠。在设计中应做为不更换零件考虑。其中支承轴受弯矩、切交变载荷，还有一定的摩擦损耗。由于以上原因，我们将连接法兰与传递动力的轴合为一体，设计如下： 图13：1处通过螺栓与筒体端盖连接2处与轴承配合，对筒体起支撑作用图13图14：1处通过螺栓与筒体端盖连接2处与轴承配合，对筒体起支撑作用3处与轴配合，传递动力 4处有端盖对轴进行定位 图14 4.5传动部分的设计针对小型实验室用球磨机，传动方式我们采用带传动。其主要优点是带传动可以缓和物料和研磨体的冲击和振动，并且安装方便，成本低。由于球磨机的工作转速是46.5rp/m,选用电动机的额定转速是750 rp/m，并且带传动的传动比一般小于8，因此我们选用2级带传动，来获得我们需要的工作转速。小带轮的设计如图15：图15此小带轮与电动机装