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能够帮助到您的球磨机选型资料 郑州市鑫海机械制造有限公司球磨机选型技能是大多数用户需要学习的，在这里了解一些关于球磨机的资料，对球磨机有一个基本认识，就不害怕上当受骗了。1、 球磨机有什么用？球磨机是水泥厂、选矿厂、建材、化工等行业常用的矿石粉磨产品。目前国内球磨机种类多样， 溢流型球磨机、间歇磨、立磨、水泥磨、棒磨机，郑州市鑫海机械制造有限公司应有尽有，不同的名称适用范围也不一样，所以，对球磨机有一个基本认知是选型的根本。2、 球磨机的一些技术参数了解1、筒体直径 A.筒体钢板的厚度 磨机的粉磨能力与其筒体的有效内径成正比，衬板过厚等于减小了磨机的有效内径，降低粉磨效率。规格越小的磨机，衬板厚度对其粉磨效率的影响越大。所以，在保证强度和足够磨损量的前提下，衬板厚度越薄对提高粉磨效率越有利。一般可设计成4070mm厚，即：h = 4070 （mm）对大磨取大值，小磨取小值，具体可按表选取。衬板厚度推荐表磨机规格直径D(m)衬板厚度(mm)磨机规格直径D(m)衬板厚度(mm)1.835403.23.860651.82.440503.84.565752.43.250604.57590B.球磨机筒体有效内径的确定筒体的规格直径减去衬板的厚度所得到的实际内径称之为筒体的有效内径，具体计算如下：D0 = D 2h (2-1)将D=3.5m，h=60mm 代入得D0=3.38m。2、 球磨机转速 a.临界转速临界转速是指磨内最外层研磨体刚好贴随磨机筒体内壁作圆周运动时的这一瞬间的磨机转速。此时研磨体处于磨机筒体圆断面的顶点，即脱离角=0。将此值代入研磨体运动基本方程式，可得临界转速 （2-2）式中 磨机筒体有效直径, m。将=3.38代入计算得：= 23.06 （）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。 b.磨机的理论适宜转速 使研磨体产生最大冲击粉碎功的磨机转速称为理论适宜转速。当靠近筒壁研磨体层的脱离角=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 （2-3）将=3.38代入计算得：（）c.转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，即 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%。d.磨机的工作转速 以上适宜转速是在一定假设前提下推导出来的，而粉磨作业的实际情况很复杂，应该考虑的因素很多。一般认为，对于大直径的磨机，由于其直径大，研磨体冲击能力强，转速可以低些；对于小直径的磨机，研磨体冲击能力较差，加之一般工厂的入磨粒度相差不大，所以转速可以高些。国内干法磨机的工作转速多用下列公式计算： 当m时 （2-4）当1.8m2.0m时 （2-5）当1.8m （2-6）式中 磨机的实际工作转速，r/min；磨机的有效内径，m；磨机规格直径，m。本课题选用公式（2-4）3、球磨机功率a.研磨体的装填量 对提高磨机产量，降低单位产品的电耗，研磨体的装填量和级配等是个值得注意的问题。但目前这方面还没有比较成熟的理论根据，都是依靠生产实践中积累的经验来解决的。研磨体的装填量，可按下式计算 (27)式中：m-磨内研磨体装填量，t； L-磨机筒体有效长度，m； -磨内研磨体填充系数； Pn-研磨体容积密度。研磨体的密度，一般取填充率是磨机重要参数之一，它不但直截影响着粉磨过程的冲击次数及研磨面积，而且还影响着研磨体冲击高度，即对物料的冲击力。据国内各生产厂的经验，填充率的选择可按以下原则进行：当物料粒度大，硬度大，需要破碎功率大时，填充率应高些。若该仓排料差，料球比小，仓内存料较多时就不能过分增加填充率，因过高的填充率会使仓空间变小，研磨体冲击高度大大降低。则粉磨效率就低；当物料易磨性好时，为增加产量可提高填充率。但物料易磨性差时，就不能为了提高产量而猛增填充率，尤其时段仓，这样会降低粉磨效率；当产品细度放宽，而产量又要求高时则需增加喂料量，仓内料球比下降，需要增加填充率；磨机转速高时，衬板对研磨体的提升能力强，研磨体带得高，并且松散，填充率可选低些；对于易，二仓间用单层隔仓板的磨机，因第一仓排料受第二仓的影响，第一仓的填充率不能低于第二仓。根据生产经验对于开流多仓磨机的平均填充率为;对圈流球磨：；对圈流中长磨：；对烘干兼粉磨的磨机要兼顾烘干溶积的要求，一般填充率均小于。各仓之间的关系，则为适当递减或基本相等。 研磨体的装填量 b.磨机的功率研究球磨机功率计算的目的是为了能够正确地选择电动机的规格,选择或计算减速装置以及对球磨机筒体进行强度计算等提供依据.球磨机运转时所需功率,其中一部分消耗在有益工作上,既提升研磨体和物料至一定高度,并使之具有一定速度抛射出去,按抛物线轨迹下落,进行冲击击碎物料;另一小部分则是克服机械摩擦阻力,如球磨机中空轴在主轴承中的摩擦,传动装置中的摩擦等消耗的功率,可用机械效率来考虑,则球磨机所需功率N0为: N0=410-5GR1n/ (28) 式中: N0球磨机所需功率,kW;G球磨机筒体内研磨体的总重量,N; 球磨机的机械效率。中心传动球磨机=0.920.94；边缘传动球磨机=0.860.90。本课题选用=0.88 磨机所需功率 = 球磨机电动机的功率应在需要功率的基础上加大10%15%，此备量用来克服球磨机启动时，研磨体的的惯性力和在工作时研磨体的可能过载。 =（1.101.15）1829KW =21022103.5KW式中：球磨机电机功率，KW。根据实际电机功率为2000 KW4、球磨机生产能力磨机小时生产能力的计算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 （2-9）式中: 磨机生产能力，t/h；磨机所需功率，kW；单位功率生产能力，；流程系数，开路取1.0；闭路1.151.5。代入公式（3-10）查表可知圈流系统q值为43 （t/h）符合设计要求。5、电机的选择球磨机用到到的电机大致有四类:异步电动机、同步电动机、感应同步电动机及低速变频同步环形电动机。A.异步电动机除小型磨机采用鼠笼型电动机外,都采用绕线型, ,系列(中型)及型(大型)异步电动机,异步电动机使用在磨机拖动上的优缺点:优点:a.装备简单,价格便宜;b.有足够的启动转矩,可以直接启动磨机,其启动转矩可以通过接入转子绕组的串联电阻来控制;c.启动电流小,一般可控制在1.5, 为电动机的额定电流,故对电网中其它设备正常运行影响较小;d.启动操作方便。缺点:功率因素较低且滞后。电网存在着大量的无功功率,损耗很大。异步电动机的功率因素与额定转速有关,随转速的增加,其提高。B.同步电动机优点:a. 系统装备简单,布置紧凑,启动平稳,操作方便可靠;b.功率因素超前且功率因素提高,提高用电系统的经济性。缺点:a.设备昂贵,比较大,用铜量较大;b.维护检修复杂,电机安装精度要求高。C.感应同步电动机启动转矩大,启动电流小;运转时是同步电动机,功率因素超前;恒速运转,制造较为复杂,价格昂贵。D.低速变频同步环形马达传动系统简单,可通过变频调速系统实现磨机快速调整,但结构和电器设备复杂昂贵,投资高且安装精度要求高。 综合上述四种电机的优缺点,考虑到满足有足够的启动转矩可以直接启动磨机,求得装备简单,经济合理,决定选用异步电动机。此外，无调速要求，启动条件沉重，大中功率，故选用绕线型电机综合以上条件，选出主电机：江西电机厂型号：YR2000-8 额定功率：2000KW 转速：745r/min 额定电压：6000V6、 减速机的选择根据主电机，选择边缘传动磨机减速器，确定为TSX-1300A，速比:7.5。根据主减速器的规格确定稀油站型号：MYZ63。图3-3 MBY系列减速器与稀油站连接图7、 其他辅助设备的选择磨机在主传动中，再接一段减速传动机构，单独以小功率的电动机驱动磨机，使其能以极低的0.10.3r/min或以磨机工作转速的2%的速度回转.这段减速传动装置,就是磨机的辅助传动装置。辅助传动的作用：使磨机能准确地停在所需的任何位置上，如装卸研磨体时，便于把磨门对正；安装衬板和隔仓板时，可方便地把磨体转到需要的位置上；保护磨体减小停磨后的变形。由于筒体上下受热不均匀，而产生热变形弯曲，需每隔1530min将磨体翻转180是十分有效的，可避免热弯曲的产生。辅助电动机的选择：根据参考文献建材通用机械与设备(2)P198辅助传动电机功率N（kW）可按下式计算： N=KN (31) 式中：N主电机功率，kW； n辅助电机传动时，磨机的转速，r/min n 主电机传动时，磨机的转速，r/min； K系数，按统计一般取1.62。 N=1.62000（KW）故选择辅助电机：型号：Y225M-6 额定功率：30KW 满载转速：980r/min 额定电压：380V 辅助减速器：ZS125-9 速比:125.68、 联轴器的选择 工作条件:载荷大、冲击、需正反转、电机与减速器之间速度较高,故选用弹性柱销齿式联轴器。根据14,由式3-2,得转矩计算如下: (3-2)式中: 驱动功率，； 工作转速，。将上述数据代入公式,可计算得:参考机械设计手册(3),满足扭矩要求的联轴器型号。工作条件:振动不大,低速轴转动 参考机械设计手册(3),满足扭矩要求的联轴器型号。9、 齿轮选择边缘传动磨机上大齿圈的材料，以前多用40、45和50号钢居多。由于磨机的大型化和材料工业的发展，现在有向合金钢方向发展的趋势，这是因为磨机大型化以后，对齿轮的精度要求亦越来越高。采用合金钢虽然初始投资大一些，单寿命却可以大大提高，综合起来是经济的。以前，一般大齿圈都是采用正火处理，小齿轮采用调质处理。可近来，大齿圈采用调质处理，小齿轮采用淬火处理的愈来愈多，并且取得了良好的效果。我国近年来也出现了作为磨机大小齿轮材料比较号的钢种，主要有35SiMn、42SiMn，50SiMn钢等。这些硅锰钢的特点是经过正火处理后，铁素体析出，硅和锰元素能强化铁素体，因而耐磨损能力比较强，表面强度比较高。同时，它们比碳钢还贵不了多少。大齿圈的材料及其热处理方法确定后，就可以据此来选择合适的小齿轮材料及其热处理方法。一般的方法是控制硬度差，即小齿轮的表面硬度为HB1=HB2+(4050) 式中 HB1小齿轮的硬度；HB2大齿圈的硬度。实践证明，控制一定的硬度差可以收到以下效果：a)齿轮的承载能力；b)齿轮的传动效率；c)齿轮耐磨损和抗胶合的能力；d)使大小齿轮的寿命同时得到提高。因此，根据江旭昌主编的管磨机第701页，确定大小齿轮的材料及其热处理。 表3-3 大小齿轮的材料及其热处理齿轮项目 大齿圈的钢种及其相应配对小齿轮钢种大齿圈材料 ZG35CrSiMn热处理 正火 调质硬度HB 217255 217269小齿轮材料 40Cr热处理 调质 表面淬火硬度HB 241286 HRC 485510、 齿圈直径的选择大齿圈不宜设计的过大,因为如果大齿圈的直径很大,甚至达到磨机规格直径的两倍,则不仅使大齿圈的重量成倍增加,造价昂贵,给制造、运输和安装等带来很大困难,而且还会使占地面积增大.所以,在条件许可的情况下,大齿圈的直径越小越好.大齿圈的直径可以由下式确定:d=(1.151.8)D (3-3)式中:d大齿圈的分度圆直径,mm; D磨机筒体的规格直径,mm.将D=3500mm代入得 d=40256300mm大齿圈直径确定以后,承载能力就与小齿轮的直径有关,小齿轮直径越大,既速比越小,所能传递的动力就越高.11、 齿形选择磨机的齿轮传动属于开式传动，这就决定了磨机大小齿轮的破坏和失效的主要原因是磨损和胶合。许多磨机上的大小齿轮都是因为轮齿薄无法再用而报废。在我国磨机上的大小齿轮以前都是采用直齿，前几年投产的冀东水泥厂在煤磨上采用了斜齿。在国际上，近几年由于磨机的大型化，为了提高齿轮的性能，斜齿应用越来越广。但由于它制造比较复杂，对安装要求比较高，因此在大型磨机上应用也远远不及直齿那样广泛。本课题采用标准直齿。12、齿圈与磨体的联接大齿圈与磨体的联接形式基本上可以分为两类七种，具体见下表表3-5大齿圈与磨体联接的种类联 接 类 别联 接 种 别双键联接铆钉外露式铆钉内函式无铆钉式螺栓联接单排轴向双联式单排轴向三联式双排轴向分联式双排径向式上面的三种双键联接方式，结构稍有异同，但它们有共同的缺点：a.大齿圈的重量一般都比其它类的联接型式要重；b.它们是以拧紧大齿圈对口把合螺栓而使其紧箍住磨体。这样，当磨头端盖受热膨胀时，大齿圈中就会产生很大的应力，其对口把合螺栓也随之产生一个很大的附加应力。因此，大齿圈对口的把合螺栓极易发生故障，甚至常常折断。如果在大型磨机上，必然会对生产造成一定威胁。所以不选择这种联接方式。螺栓联接类的各种型式中，单排轴向双联式的螺栓联接是目前用的最多的一种，因为它最简单，所以选择这种联接方式。13、大齿圈的结构设计A.大齿圈的截面形状大齿圈的截面形状主要有以下四种：a)字形截面形状b)工字形截面形状c)T字形截面形状d)形截面形状第一种和第四种结构的截面形状都是双辐板结构，第二种和第三种结构的截面形状都是单辐板结构。一二两种截面形状的结构的缺点是：大齿圈的重量太大，与磨体联接时有需要一个特殊的加工面，从大齿圈的断面刚度来说不需要这么大，所以不选，参照海建集团的大齿圈的截面形状，本课题采用T字形截面形状。B.大齿圈的端面形状大齿圈的端面形状主要有两种：一种是法兰带豁口的结构，目的是用来消除热变形的应力；一种是法兰不带豁口的整体式结构，其优点是能够防止齿圈变形、增大齿圈刚度、减少加工量和方便于加工。因为目前应力这个问题已经解决，所以选择第二种端面形状。C.大齿圈的对口连接结构大齿圈从使用角度要求有良好的整体性，而从铸造、运输和安装的方面要求又必须是分瓣的。这就是说，大齿圈应是分瓣的，但连接起来后必须牢固，满足整体性的要求。总的来说共有以下几种结构：a)螺钉定位在大齿圈对口接合面的筋上，对称的攻四个螺丝孔，然后以无头螺钉拧紧。这种螺钉定位，由于螺牙的作用，使两半大齿圈在轴向和径向都不会发生错动。这种定位方法有许多优点：简单可靠；加工方便；对口接合面的筋可以不加工；占位置很小，零件也少。b)锥销定位在大齿圈对口接合面上除了把合螺栓之外，还另加一个圆锥销。这种结构由于圆锥销的位置可以远离轮缘，使加工比较容易，所以在小型磨机上应用较多。c)矩形键定位这种结构只能起到径向定位的作用，而对轴向错位毫无约束，再者安装、加工都十分不方便，还得与铰孔螺栓配合使用，所以不采用。d)圆柱键定位在大齿圈对口接合面中放置一个比较粗大而且两端带头的圆柱形键。这种结构，既能起到径向定位的作用，又能起到轴向定位的作用，在回转窑的应用上较多。e)铰孔螺栓定位在大齿圈对口接合面的螺栓中，其中斜对角的两个螺栓采用光制铰孔螺栓。即可以起拉紧作用，又可以起定位作用。这种结构的特点是眼孔较少，但靠近轮缘的铰孔加工十分困难，可是它毕竟比较简单，所以应用比较广泛，鹏飞集团也是采用这种结构，所以我也采用这种结构。D.对口联接螺栓和螺母的型式大齿圈对口联接螺栓基本上有两种型式：一种是长型的双头螺柱；另一种是短型的双头螺柱或螺栓，而它们又有光制铰孔和普通螺栓这两种。长型的双头螺栓必须配用异形高桩螺母。这是因为磨机在运转中，大齿圈由于热应力的作用会使对口连接螺栓伸长。还有采用特殊防松螺母的。E.大齿圈主要部位几何尺寸的确定 以下计算公式参考江旭昌管磨机。大齿圈主要部位的几何尺寸可按下列经验公式选取。a)大齿圈的轮缘厚度按下式确定：0=(22.5)mn =56-70mm,取60mmb)大齿圈的辐板厚度按下式确定：1 =(22.5)mn =228 =56mmc)筋板厚度按下式确定： 2 =(1.01.7)mn =1.528 =42mmd)辐板凸出高度按下式确定：3 =(0.81.5)0 =156 =56mme)法兰凸出高度按下式确定：4=(0.81.3)0 =156 =56mmf)法兰宽度按下式确定：5 =(3.04.0)d =345 =135mm 上式中: mn齿轮的法向模数，mm； d法兰联接螺栓的直径，mm。14、小齿轮的安装布置 在设计小齿轮的位置时，应考虑以下几个原则：a)小齿轮的转向磨机的转向确定之后，小齿轮必须安放在是大小齿轮都向上翻转的一侧。这样能够防止落入螺栓、螺母、等杂物将轮齿挤坏，避免事故。另外，还能减轻主轴承和小齿轮传动轴承地脚螺栓的载荷。 b)安装和拆卸方便 小齿轮位置角的确定，还应注意到保证在不动小齿轮传动轴承下座或底座的情况下，小齿轮能够沿大齿圈滚入和滚出，进行调面或者更换新的小齿轮。 取为小齿轮的位置角，则必须满足的条件为：arccos (3-10) 式中: m小齿轮的模数；a 中心距；r小齿轮传动轴滚动轴承外圈半径。因为滚动轴承的型号为3003160，查得其外圈半径为230mm，又m为28，a为3122，所以arccos0.97161502419.6,取19c)基础合理小齿轮的位置过高，与小齿轮轴相连的减速器和电动机的基础都要随之增高。这样，不仅基础重量不必要的增大和复杂，而且维护也不方便。应尽量使小齿轮轴承基础和主轴承基础一样高或稍有差别。对于边缘单传动的磨机,小齿轮的布置角如下图3-4所示 图3-4小齿轮的安装角度和换向15、小齿轮与其轴的联接小齿轮与小齿轮轴的联接方式主要有两种：键联接和弹性环联接。A.键联接 键联接主要有以下缺点：a)采用平键联接，有时小齿轮会发生窜动。一旦发生窜动，就很难载固定牢固。 b)若采用双楔键对打，则小齿轮容易变形，是圆度受到影响，影响大小齿轮的啮合质量。 c)因为小齿轮的磨损较快，为了延长其使用寿命，常常需要换面使用。在拆卸换面时十分困难，有时用油加热也难以拆掉。即使拆掉，有是还会将轴表面或孔表面划毛。B.弹性环联接弹性环联接的原理是：利用具有弹性的圆环在受到轴向力作用时，在径向产生压紧力来固定轴和毂，达到轴毂联接的目的。弹性环联接具有很多优点：a)对中性特别好b)轴的抗疲劳强度提高c)拆卸后，联接零件的表面不能被擦伤，可以多次使用d)抗冲击性能好e)防腐蚀性能好f)可以实现安全联接g)可以传递很大的扭矩和轴向力h)可减少加工费用j)可大大缩短设计时间k)成批生产，成本降低由此可见，弹性环联接是一种很好的联接。16、齿轮罩的设计A.齿轮罩的形状齿轮罩的形状基本上有两种：一是圆形齿轮罩；二是多边形齿轮罩。在