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星式
球磨机
设计
10
图纸
优秀
- 资源描述：
-
星式球磨机设计
30页 17000字数+说明书+开题报告+任务书+文献综述+10张CAD图纸
A1筒体.dwg
A2出料轴.dwg
A2进料轴.dwg
任务书.doc
出料筒.dwg
封面.doc
文献综述.doc
星式球磨机设计开题报告.doc
星式球磨机设计说明书.doc
磨头.dwg
行星轮.dwg
装配图.dwg
诚信承诺书.doc
轮端盖.dwg
轮表层.dwg
零件图--主传动轴.dwg
目 录
摘 要1
1 引言1
1.1 星式球磨机的作用1
1.1.1 问题的提出1
1.1.2 研究意义1
1.2 国内外研究现状2
1.3 不同类型的球磨机在粉碎技术的应用3
2 星式球磨机的整体设计5
2.1 球磨机的结构5
2.2球磨机的传动方式及传动比6
2.3 星式球磨机的功率和电机的选取7
2.3.1 球磨机的功率7
2.3.2 电机的选取8
2.4 减速器和偶合器的选择8
2.5 其他零件的选择10
2.5.1 轴径和联轴器的选择10
2.5.2 轴承的选取10
3 星式球磨机滚子的设计11
3.1滚子的厚度11
3.2 滚子的间距12
3.3 刚滚架13
4 筒体装置的设计15
4.1 筒体的设计与计算15
4.1.1 筒体的结构15
4.1.2 筒体的计算17
4.2 磨头的结构18
5 轴的设计与校核19
5.1 轴的结构设计19
5.2 轴的强度校核20
5.3 刚滚架与轴的连接21
5.4刚滚架与滚子的连接22
6结语24
参考文献25
致 谢26
摘 要
随着社会科技的发展，为了提高粉磨效率，满足生产工艺要求，在球磨机规格限定的条件下构思了星式球磨机摩擦传动机构。首先，根据星式球磨机的规格选择了该球磨机的主要技术参数，并且选择了摩擦轮传动的类型和摩擦轮的材料,以及摩擦轮传动机构的方案论证与选择。其次，通过计算对摩擦传动机构中重要数据经行演算并且确定：这里面包括各个传动比和轴径的确定，其中包含初定传动比、电动机的选择、偶合器的选择、减速器的选择、按转矩估算轴径、轴承和轴承座的选择、联轴器的选择等；滚子的个数及分组；滚子的结构设计；轴的结构设计；筒体轴向限位装置的设计等。而且还设计了一种开流形式能实现圈流工艺的粉磨工艺系统，采取了使用新型高效筛分隔仓板和出料装置，并且调整了各个仓长等方法解决上述问题。同时采用了筒体焊接的新工艺，降低了磨机的生产成本。
关键词：球磨机；电动机；耦合器；减速器
- 内容简介：
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中国地质大学长城学院本科毕业设计（论文）文献综述系 别： 工程技术系 专 业：机械设计制造及其自动化姓 名： 刘萌萌 学 号： 05208326 2012年3月1日1 引言如今的球磨机大致可分为立式和卧式两种。立式搅拌球磨机，由于采用新式设计，与滚筒式球磨机相比，具有自己独特的优点。它是通过电机驱动立式减速度，通过联轴节带动内转子研磨装置旋转，使介质球、磨料、水混合液悬浮研磨。设备运行过程中，桶体固定不动，仅仅搅拌器发挥强有力的作用，故可在不停机的情况下进行抽样检验和添加磨料。球磨机底部的过滤系统能够检验磨粒是否符合规格，以便于大颗粒的再次研磨，以达到研磨和分散的需要。2 球磨机的搅拌设备搅拌可以使用两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。搅拌操作的例子颇为常见，例如在化验室里制备某种盐类的水溶液时，为了加速溶解，常常用玻璃棒将烧杯中的液体进行搅拌。又如为了制备某种悬浮液，就要用玻璃棒不断的搅动容器中的液体，使固体颗粒不致沉下，而保持它在液体中的悬浮状态。在工业生产中，搅拌操作是从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工业过程的一部分而被广泛应用。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，搅拌设备主要由搅拌装置、轴封、和搅拌罐三大部分组成。其中，搅拌设备分为：传动装置、搅拌器、搅拌轴；搅拌罐又分为：罐体和附件两种。搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化学生产都或多或少的应用着搅拌操作。化学工艺过程的种种化学变化，是以参加反应物质的充分混合为前提的，对于加热，冷却和液体萃取以及气体吸收等物理变化过程，也往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。搅拌设备在许多场合是作为反应釜来应用的12。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。使物料均匀混合。使气体在液相中很好的分散。使固体粒子在液相中均匀的悬浮。使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化。强化相间的传质。强化传热。对于均匀相反应，混合的快慢，均匀程度和传热情况的好坏，都会影响效果。至于非均匀相系统，则还影响到相界面的大小和相间的传质速度，情况就更复杂，所以搅拌情况的改变，常很敏感的影响到产品的质量和数量。如果搅拌情况不好，就会造成传热系数下降或局部过热，使物料分散不均匀，影响到产品的质量，也容易导致物料粘壁，使反应不能很好的进行下去。 搅拌设备使用历史悠久，应用范围广，但对搅拌操作的科学研究还很不够。搅拌操作看起来似乎简单，但实际上，它所涉及的因素却极为复杂。对于搅拌器形式的选择，从工艺的观点以及力学观点来说，迄今都是研究得不够的。过去有很多文献论述了搅拌设备的动力消耗，并给出了不少情况下的计算公式，但是由于介质操作条件的不同，物理化学性能的差异，容器形状及内部设施的不同以及各种搅拌器性质上的区别，正确确定搅拌功率并适当的选择驱动电机是十分困难的。在没有模拟试验的情况下,设计新的搅拌设备时，常采用现有的设备数据的方法，宁大勿小，结果造成了不少浪费。国内有些单位对一些生产中的搅拌设备进行了功率测试，从测试的结果可以看到，由于功率消耗难以计算准确，电动机选用过大，造成了负荷率很低的的不合理的现象。对于搅拌设备的研究，除功率问题外，有关搅拌的流体力学研究具有重要意义。这方面已做了许多工作，但尚需扩大和深入。在液体中进行搅拌时，搅拌器的功能不仅引起液体的整个运动，而且要在液体中产生湍动，湍动的程度与搅拌器使液体旋转而产生的旋涡现象有密切关系。这些旋涡因经常的互相撞击和破裂，使液体受到剧烈的搅拌。由此可见在搅拌操作中，对于流体力学理论的研究是极其重要的。关于搅拌器，除非遇有特殊的任务，需要特殊设计之外，现有的各种搅拌器，尤其是常用的框式、平桨式、推进式和涡轮式等已足够应用。而且这些搅拌器已有相应的标准，所以对已有搅拌器性能的深刻了解，应予以更多地注意，以便使他们在使用中能够充分的发挥作用。涡轮式搅拌器现正被广泛使用，因为这种搅拌器在工业上适应性是很大的，它几乎能有效的完成所有的搅拌任务，并能处理那些特别是化学工业中经常遇到的各种粘度的物料。搅拌设备可以从各种不同的角度进行分类，如按工艺用途分、按搅拌器结构型式分或按搅拌装置的安装型式分等等。从按搅拌装置的安装型式分，可以分为（1）立式容器中心搅拌（2）偏心式搅拌（3）倾斜式搅拌（4）底搅拌（5）卧式容器搅拌（6）旁入式搅拌六种，其中旁入式搅拌又可以分为角度固定的旁入式搅拌和角度可变的旁入式搅拌两种。设计中选用立式容器中心搅拌。这种搅拌装置安装在立式设备筒体的中心线上，驱动方式采用皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接连接或与减速机直接连接。3 主要技术介绍在选择电动机的时候，搅拌器上常用的减速装置是装在设备上的齿轮减速机、涡轮减速机、三角皮带以及摆线针齿行星减速机等。其中最常的是固定和可移动的齿轮减速搅拌器，这是由于他们加工费用低、结构简单、装配检修方便。有时由于设备条件的限制或其他情况必须采用卧式减速机时，也可利用一对伞齿轮来改变方向，但须注意由于只有一个轴承所以必须设置底轴承。这种结构因为伞齿轮不是浸在油箱内，故不能应用在有防火，防爆要求的场合。减速机价格较贵，制造困难，因此，如果速比不大，可采用三角皮带减速，但不要在有爆炸危险场合使用。我们所设计的设备是为实验所用，因此选用三角皮带减速。当搅拌器由静止启动时，桨叶要克服自身的惯性，还要克服桨叶所推动的液体的惯性以及液体的摩擦力。这时桨叶与液体的相对速度很大，桨叶受液体阻力的作用面积最大，因而所需的功率值必然较大，这就是所谓的搅拌器的启动功率。搅拌过程进行时需要动力，笼统地称这动力时就可叫做搅拌功率。但仔细进行分析时，就会发现所谓搅拌功率实际上包含了两个不同的而又有两系的概念，这就是搅拌器功率和搅拌作业功率。具有一定结构形状的设备中装有一定物性的液体，其中用一定形式的搅拌器以一定转速进行搅拌时，将对液体做功并使之发生流动，这时为使搅拌器连续运转所需要的功率就是搅拌器功率。显然搅拌器功率是搅拌器的几何参数、搅拌槽的几何参数、物料的物性参数和搅拌器的运转参数等的函数。这里所指的搅拌器功率不包括机械传动和轴封部分所消耗的动力。被搅拌的介质在流动状态下都要进行一定的物理过程或化学反应过程，即都有一定的目的，其中有的混合，有的分，有的传热，有的溶解等等。不同的搅拌过程不同的物性、物料量在完成其过程时所需要的动力不同，这是由工艺过程的特性所决定的。这个动力的大小是被搅拌的介质的物理、化学性能以及各种搅拌过程所要求的最终结果的函数。我们把搅拌器使搅拌槽中的液体以最佳方式完成搅拌过程所需要的功率叫做搅拌作业功率。在处理搅拌过程的功率的问题时，最好是能够知道为了达到搅拌过程所要求的结果而必须用于被搅拌介质的功率即搅拌作业功率，同时运用搅拌器的功率的概念，来提供一套能向被搅拌介质中输入足够功率的搅拌装置。最理想的状况当然是脚板其功率正好就等于搅拌作业功率，这就可使搅拌过程以最佳方式完成。搅拌器功率小于搅拌作业功率时，可能使过程无法完成，也可能拖长操作时间而得不到最佳方式。而搅拌器的功率过分大于搅拌作业功率时，只能浪费动力而于过程无益。遗憾的是目前无论搅拌器的功率也好，搅拌作业功率也好，都还没有很准确的求法，当然也很难评价最佳方式是否达到的问题。生产实践中搅拌器功率不足的问题易于察觉，而搅拌器功率过大造成浪费的问题则容易被忽视。带传动是由固连于主动轮上的带轮，固连于从动轮上的带轮和紧套在两轮上的传动带组成的。当原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦，便拖动从动轮一起转动，并传递一定动力。带传动具有结构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲吸振等特点，因此被广泛应用。在带传动中，常用的有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等。平带传动结构最简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的情况下应用较多。常用的平带有帆布芯平带、编织平带、锦纶片复合平带等数种，其中以帆布芯平带应用最广。在一般机械传动中，应用最广的是V带传动。V带截面成等腰梯形，带轮上也做出相应的轮槽。传动时，V带只和轮槽的两个面接触，即以两侧面为工作面。根据槽面摩擦原理，在同样的张紧力下，V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。这是V带传动性能上的最主要的优点。再加上V带传动允许的传动比较大，结构较紧凑，以及V带多以标准化并大量生产等优点，因而V带传动的应用逼平带传动广泛的多。多楔带兼有平带和V带的优点：柔性好，摩擦力大，能传递的功率较大，并解决了多根V带长短不一而使带受力不均的问题。多楔带主要用于传递功率较大而结构要求紧凑的场合。综合上面各种带的优缺点，在设计中选择的带传动为V带传动。4 发展趋势球磨机作为传统的粉磨设备，已经有了100多年的历史。它作为将固体物料细化制粉的重要设备，广泛应用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、电力、医药以及国防工业等部门。尤其是冶金工业中的选矿部门，磨矿作业更是具有十分重要的地位。由于球磨机处理能力和粉磨后的粒度对后续作业的效率和整体生产流程的技术经济指标影响显著，所以，有关球磨机的研究在国内外一直受到广泛关注和高度重视。近几年来，由于能源费用增长，矿石品位的下降，降低建设投资和生产费用是世界各国矿山工业面临的一个严峻问题，采用高效大型设备是现代选矿厂建设的主要倾向，球磨机的大型化已成为技术发展的方向。强度再高的矿石进到大型磨机里，经过研磨、粉碎都将成为粉末状。只有这样，低品位的矿石以及矿石再利用才能够实现。20世纪八十年代国际上曾有预测，认为球磨机合理的最大规格是直径5米，原因是磨球工作时存在低效率的蠕动区，但实际上球磨机向大型化发展的步伐一直都未停止。随着球磨机的大型化，轴承作为球磨机的关键部件，其工作的稳定性将直接影响球磨机生产能否正常运行。从传统的小型球磨机发展到目前筒体直径能达到7米以上的大型球磨机，其主轴承的使用主要有普通滑动轴承、滚动轴承、动压轴承、静-动压轴承、静压轴承。目前静压轴承以其可靠性高、使用寿命长、能耗小、承载能力大等特点，在大型球磨机中应用比较广泛。球磨机无论是静止还是转动，都是靠外界的高压油作用下在轴瓦和中空轴之间形成一层较厚的油膜实现全液体润滑。静压轴承的润滑状态和油膜压力与中空轴转速的关系很小，球磨机起动与工作时，轴瓦与中空轴间始终处于纯液体摩擦润滑状态，不易擦伤轴瓦。而且静压轴承的承载能力主要与油压有关，提高油压可以提高油膜的承载能力。由于液体静压轴承在纯液体润滑状态下工作，其摩擦副表面不直接接触，因而磨损极小，寿命长，理论上可以称为无限寿命。参考文献1 陈 勇, 张 健 水泥磨系统增产调试 亚泰集团哈尔滨水泥有限公司制成车间, 黑龙江 哈尔滨 2 王继杰 球磨机的研究进展及实用技术综述 咸阳陶瓷设计研究院 咸阳 3 刘景洲 水泥机械设备安装、修理及典型实例分析 2002年4 王仲春 水
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