球磨机毕业设计论文可编辑Word文档格式.docx
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223进料端材质的选择19
23合理选取磨机进料点19
231球磨机的工作原理19
232实际生产中的进料方式20
233研磨体的运动轨迹22
234研磨体及物料的受力分析24
235影响研磨的原因28
236对进料点的选取28
237球磨机进料方式的改进30
3进料装置相关参数及计算31
31磨机作业的技术条件和工艺技术指标32
32主要参数34
33磨机填充率35
34磨机的适应转速36
35磨机功率计算39
4结论42
致谢43
参考文献44
Contents
AbstractⅢ
ChartlistingⅤ
Millintroduction1
Summarize2
Themeaningofmill2
Millssortandgrindingtrait2
Millssort2
Grindingtrait3
Grindingsystem3
Ballmillssortandopinion4
Ballmillssort4
Ballmillsopinion6
Ballmillsstructure7
Ballmillsbasicstructure7
Ballmillsimportancestructure9
Ballmillsfeed-partdesigningoptimize15
Millsfeedform15
Millsfeedinletdesigningoptimize17
Theproblemofmillsfeedinlet17
Feedinletimproving18
Choosematerial19
Choosefeed-inpoint19
Ballmillsworkprinciple19
Feed-infashioninfact20
Grindersmovement22
Grinderandmaterielsforceanalysis24
Grindreasonsummarize28
Selectfeed-inpoint28
Improveballmillsfeed-infashion30
Ballmillsfeed-partparameterandaccount31
Grindingtraitandtechniqueindex32
Importantparamerer34
Millfillingvelocity35
Millcondignrotatespeed36
Millpoweraccount39
Conclusion42
Compliment43
Reference44
摘 要
球磨机是通过圆筒内的钢球在材料之上作用来碾磨材料的是一种能有效的碾磨多种材料的工具其被广泛地被用于建材化工选矿等行业
球磨机的能量利用率很低这和物料在磨内分布情况有极大的关系越靠近筒体的外层运动轨迹研磨作用越大而磨机实际生产时物料进入筒体就直接落入内层内层的物料要经过较长时间才能进入外层充分碾磨从而损失了大量能量
为了使物料合理地分布对磨机进料部分进行改进将旧式的直角下料溜改为倾角式下料溜使物料溜角大于休止角物料顺畅进给合理的选取进料点使物料直接进入筒体外层最后通过计算和一些经验数据确定进料装置的材质物料填充率筒体适应转速和磨机功率等相关参数
关键词球磨机进料装置进料口进料点
Abstract
BallmillwinchgrindsmaterialbyrotatingacylinderwithsteelgrindingballsisanefficienttoolforgrindingmanymaterialsintofinepowderItiswidelyusedinbuildingmaterialchemicalindustryetcABallMill
TheballmillenergyusefactorislowthedistributionsituationhastheenormousrelationswiththematerialingrindingThereforediscoveredmoreapproachedthegrindingmachineouterlayertheabrasiveactionisbiggerWhengrindingmachineactualproductionthematerialsenteredthemilltofalldirectlytheinnerlayertheprocessdynamicsanalysistheinnerlayermaterialhadtothroughthelongtimetoentertheouterlayerreducedtheproductionefficiencygreatly
InordertocausethematerialtobequicklyevenithasmadetheimprovementtogrindingmachinefeedingFirsttheold-stylerightanglefeedingchangetheinclinationangletypethenslidetheangletobebiggerthanstopstheanglewillcausethematerialfastsmoothlytoenterThenreasonableselectionfeedingspotcausesthematerialtoenterthetubebodyouterlayerdirectlyFinallythroughthecomputationandempiricaldateshaddeterminedthedevicematerialthematerialfeedingratethemilltherotationalspeedandthegrindingmachinepowerandsoon
KeyWordsBallmillfeed-infeedinlet
插图或附表清单
图1磨机的分类方式3
图2球磨机按筒体形状及卸料方式分类4
图3磨机按传动装置分类5
图4中心传动和边缘传动球磨机8
图5球磨机的构造8
图6球磨机筒体断面9
图7衬板的主要类型10
图8中心传动中心卸料装置11
图9中心传动边缘卸料装置12
图10边缘传动磨机的卸料端12
图11调心球面在壳体外的主轴承13
图12调心球面在壳体内的主轴承14
图13截头圆锥漏斗进料端15
图14螺旋叶片进料端16
图15加料螺旋进料端16
图16原进料口设计方式17
图17改进后的进料口下料溜子18
图18磨机磨碎物料的作用20
图19磨机转速对粉磨工作的影响20
图20N区域内富集大量粗颗粒物料21
图21锥体进料方式和螺旋进料方式21
图22滑履磨进料方式22
图23研磨体运动轨迹23
图24研磨体运动轨迹内的受力情况25
图25粗颗粒物料运动轨迹29
图26滑履磨进料方式的改进简视图29
表1不同品种水泥的细度要求33
表2各种物料的含水量33
表3磨机主要性能参数35
图27研磨体填充率35
图28球的运动轨迹37
引 言
随着现代科技发展提高生产效率成了机械行业追求的目标因此对机械设备的改进优化就相当重要
本文主要研究的是球磨机进料装置并对其进行优化改进进料装置是球磨机中一个不可缺少的部分进料部分的设计结构直接影响着磨机的生产效率因此它的结构设计对磨机整体十分重要
这里通过对磨机整体的深入理解和探索总结出进料部分对整体的影响因素通过对以前图纸的分析和现场的观察记录确定以前磨机进料部分存在的问题最终结合相关文献资料和计算参数完成磨机进料部分的改进设计
磨机进料部分的改进将大大提高进料速率从而提高生产效率
1磨机概述
11粉磨的意义
磨机是发电选矿化工和建材等许多工业部门广泛采用的粉磨机械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
保证生料在窑中得到充分的化学反应使能够充分完成燃烧水泥完全水化产生较高的强度为此目的对水泥生料的细度应控制在008毫米方孔筛的筛余为10以下水泥应控制在8以下煤粉应控制在14以下
2使用各种物料混合均匀
水泥生料里的石灰石粘土和铁粉水泥中的矿渣石膏和熟料等经过磨机粉磨以后不但能将其粉碎还能使之混合均匀以保证水泥的质量
12磨机的分类及工作特点
121磨机的种类
由于物料被磨碎的方式不同是否采用研磨介质磨机运动方式以及磨机结构等不同粉磨设备也就有各种形式有的彼此差别也很大
建材工业中一般能见到的磨机有球磨机棒磨环辊磨中速磨自磨磨机无介质磨等有时候生产和科研工作中还使用振动磨气力磨等超细磨设备
就上述的几种磨机设备归类如图1
图1中abcd类磨是靠允许磨介质的冲击和压研作用磨碎e则靠压研粉碎fg借锤与料料与料间撞击摩擦来粉碎同时abc类磨装有研磨介质d则无研磨介质称自磨机在结构上abc为圆筒形
建材工业中以球磨包括棒磨应用最多最普通环辊式中速磨也常用粉碎煤这两种磨的历史较长其他型式磨机都是生产中逐步发展起来的
图1磨机的分类方式
122磨机工作的特点
在建筑材料冶金和化工生产中有大量经过破碎到一定粒度的物料如水泥原料里的石灰石矿渣石膏等选矿场里的矿石颗粒根据工艺要求都还要进行细磨作业
但是细磨作业的工作量是相当大的这项繁重的工作目前都是在磨机里进行的可是磨机的工作效率非常低15～30所以耗用的电能比较多能量损失严重碾磨中金属的消耗量也比较大为了降低生产成本就必须在了解磨机这些作业特点的前提下根据物料的性质硬度含水分多少如物料粒度和出磨成品的细度要求合理选择粉磨工艺流程和细磨设备而且对现有的设备进行与生产相适应的改进
123磨机粉磨系统
粉磨系统有开流和圈流两种
开流在粉磨过程中物料一次通过磨机后即为成品而圈流是物料出磨后经过分级设备选出成品而使粗料返回磨内再磨
开流系统的优点是流程简单设备少投资省操作简单但物料必须达到产品细度要求后才能出磨因此要求产品较细时以被磨细的物料将会产生过粉碎现象并在磨内形成缓冲垫层妨碍粗料进一步磨细有时甚至出现细粉包球现象从而降低了粉磨效果增加了电损耗采用圈流系统可以及时将细粉排出消除了过分碎现象使磨机产量提高同时产品粒度均匀并且可以用调节分级设备的方法改变产品细度
13球磨机的分类及性能
131球磨机的种类
球磨机主要的工作部分是回转圆筒一般是两端支承一端出料并由电动机经过传动装置变速后带动另一端喂料筒中装有球段棒等研磨介质与物料一起被回转筒体不断带起抛落冲击研磨将物料磨碎
球磨机具体类型很多其差别在于所装载的研磨介质进出料方法传动与支承方式的不同各种型式球磨机现归纳如下
一按所装研磨介质的不同来分
1球磨机筒体内装钢球或钢段这种磨机使用最普通
2棒磨机简体内装钢棒作为粗磨机介质这种磨机产品粒度均匀
3砾磨机用砾石卵石瓷球为研磨介质花岗岩瓷料等衬板用于生产白色或色彩水泥以及陶瓷工业用
二按筒体的形状分
1短筒形磨机筒体长度与直径之比LD10～15图2中ac一般用于粗磨或一级磨
2长筒形磨机筒体长度和直径之比LD15图2中bd当LD之值增加至3～7则称为管磨机管磨机内部分隔为几个仓称为仓式管磨机这种磨机在水泥厂用的较多
3圆锥形磨机筒体仍为圆筒形两端盖成圆锥形其LD025～10如图2中c所示
图2球磨机按筒体形状及卸料方式分类
三按卸料方式分
1中心卸料这种磨机出料口是在磨机中心轴孔其中又分为
1溢流式中心卸料如图2中ac这种磨机在粉磨时磨内料面必须高出卸料口而使物料溢流而出工作时料球装的多磨内结构简单而操作不灵活粉磨过程不宜调整
2格子式卸料磨机为克服上述缺陷在磨尾装有格子式提升板以帮助卸料如图2中b这类磨机在水泥厂最多
2周边卸料
这种磨机的卸料是在筒体的周壁如图表2中d实际上它相当于两台端部周边卸料磨机的合体而使设备紧凑材料省单位动力产量高为新的一种磨机多用于有选粉机的圈流系统
四按传动方式分
1中心传动由卸料端经空心轴直接与减速机出轴联接由电动机带动传动轴的中心与简体中心线一致图3a
2边缘传动磨机这种磨机的传动装置是将电动机的动力经过减速机后传到与磨机筒体中心线相平行的传动轴上在经过这根轴上的齿轮带动装在磨机筒体上的大齿轮使磨机回转图3b
3摩擦传动仍属于边缘传动磨机它是由安装在筒体上的轮带与主动轴上的拖轮相摩擦而传动图3c
图3磨机按传动装置分类
五其他分类
其他还可以按支承方式分为轴承支承与托锟支承或两者混合支承等按工艺和操作又分为干法磨和湿法磨间歇磨和连续式磨其中间歇磨多作为化验室的试验磨工业生产都用大型连续式磨
132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
一优点
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
二缺点
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23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
14球磨机的主要构造
141球磨机的基本结构
球磨机是一种重要的细磨设备这种设备在水泥工业中应用很广泛这种磨机由于筒体较长可使物料在磨机中被粉磨的时间较长得到成品的细度和品质也较高
球磨机的规格是以筒体的内径和筒体的长度的乘式来表示的如22×
13m磨机
如图4中ab分别是22×
13m中心传动中心卸料和边缘传动中心卸料球磨机的构造图这两种磨机除传动装置外其他部分的构造基本相同
如图5所示是中心传动的球磨机出料端盖与带有出料孔的传动接管相联接出料端部设有格子板扬料板和出料螺旋螺旋线的方向与磨机的转向相同在传动接管上装有一个圆筒筛筛内装有振打装置防止筛孔堵塞这些装置都被密封在出料罩内出料罩上部用管路通向收尘器下部通过成品输送设备将物料运走
传动接管的另一端从出料罩伸出来通过齿形联轴节与减速机出来的低速轴相连接在传动系统中还设有慢速驱动装置以备检修时可用它将筒体上的人孔门随时转到所需要的位置以及在启动磨机时应用
图4中心传动和边缘传动球磨机
a中心传动磨机b边缘传动磨机
图5球磨机的构造
在多仓室的球磨机内各仓室之间用隔仓板将它们隔开避免不同规格的研磨体互相串通整个磨机筒体部分的重量由两端的主轴承支撑并在其上转动
图6是球磨机筒体的断面为了更好地适应粉磨工作的需要各仓室要安装一定形状的衬板一般在一二仓铺设阶梯衬板或压条衬板后面的细磨仓铺设波形衬板
图6球磨机筒体断面
1－Ⅰ仓室衬板2－Ⅱ仓室衬板3ⅠⅡ仓室隔仓板4－扬料板
142球磨机的主要部件
一筒体
磨机筒体是用钢板卷制焊接而成的圆筒形薄壁壳体筒体内装设有不同形状的衬板和隔仓板在筒体本身还开有人孔以便检修和装填研磨体筒体是一种承受交变动载荷并处于低速而长期运转的构件而且又是磨机的主体因此在设计中必须考虑它是不是更换零件即要保证工作中安全可靠长期使用在制造中的关键就是保证筒体的圆度和焊接质量球磨机筒体断面如图6
筒体的设计原则有
钢板材质的选择
排列筒体钢板的原则
对于直径比较大的球磨机筒体在其中部如有环向焊缝可按等强度理论把中部的钢板选的适当厚些但筒体的内表面应保证光滑
筒体上固定衬板和隔仓板的螺栓孔应根据衬板尺寸等距离开设纵横成行以便于加工
筒体上的人孔应开在各仓的中部位置各仓的人孔还要沿筒体母线对称错开这样对调整仓板位置有较大的余度对筒体强度也有好处也便于装卸研磨体
人孔的规格人孔也叫磨门它的作用就是为了使筒体内的零件和人能自由进出便于检修所以其尺寸不宜太小但也不宜过大若人孔开的过大对筒体的断面强度消弱严重
二衬板
衬板是铺设在筒体内的一种保护筒体和起研磨作用的重要辅助部件其对材质要求较高在粗磨仓中要靠研磨体的冲击作用所以要求材料有足够抗冲击的韧性在受到冲击后其表面能够冷作硬化变得十分坚硬耐磨在细磨仓中主要靠研磨体的研磨作用对衬板材质要求是坚硬而耐磨
衬板表面形状不同对研磨体的牵制能力也不一样可根据磨机特性和粉磨物料粗细不同选择衬板的表面形状衬板的主要类型如图
图7衬板的主要类型
a压条衬板b凸棱衬板c波形衬板d阶梯衬板e平衬板f波纹衬板
三磨头
磨头是磨机主要零件之一它承受整个磨机的动载荷在使用中要长期安全可靠所以设计应考虑为不更换件
四隔仓板
磨机根据筒体长度与直径比值的不同在筒体内用隔板仓分隔成不同数目的仓室一般是LD〈20为单仓磨LD20～30为双仓磨LD〉30为三仓或四仓磨
隔板仓的主要作用有
分隔研磨体
防止大颗粒物料窜向出料端
控制物料的移动速度
五磨机的出料装置
中心传动磨机的出料端有以下三种结构形式
如图8所示的中心传动中心卸料端它的卸料篦子1用螺栓5与磨头2连结在一起在卸料篦子与磨头之间有叶板4在叶板中间装有卸料锥3物料由卸料篦子1的孔排出后被叶板4带起当物料被带到上部时便由叶板上滑下经卸料锥3滑到轴颈内的截头漏斗6内最后从中间接管7上的椭圆孔落到控制筛8上筛8用螺钉固定到中间接管7的法兰盘上随法兰盘旋转9为卸料罩子物料成品由罩子底部卸出落入运输机中没有通过筛子的粗粒物料沿筛子滑下来从孔10卸出
图8中心传动中心卸料装置
图9是一种中心传动边缘卸料的装置在磨机端盖内表面和卸料篦板3之间形成一个环行空间在端盖壁上等距切割椭圆形孔2物料从此孔卸出落到外罩下部图中外罩未画出
图9中心传动边缘卸料装置
边缘传动磨机的卸料端图10卸料篦子1和磨头2间有叶片3在篦子的中部装有螺旋叶片4叶片3能将物料带起并撒在螺旋叶片4上通过螺旋叶片4和装在套筒5里的螺旋叶片6使物料顺畅地从轴颈中卸出7为漏斗用螺钉固定在轴颈的端面上物料沿着漏斗落到控制筛8上9为机罩10为通风管道与排风机和收尘系统相联结
图10边缘传动磨机的卸料端
1－卸料篦子2－磨头3－叶片4－螺旋叶片5－套筒
6－螺旋叶片7－漏斗8－控制筛9－机罩10－通风管道
六主轴承
主轴承是磨机的支承部件磨机的全部重量和研磨体与物料的重量及离心力等都由主轴承承受
磨机是以空心轴支承于主轴承上的由于物料是由空心轴内出入磨机所以空心轴的外径和主轴承轴瓦直径都比较大管磨机的主轴承轴瓦内径为6001400毫米磨机回转时各作用力的合力方向近似垂直向下因此主轴承只需要下轴瓦
磨机主轴承采用滑动轴承结构滑动轴承都设计成自位调心的的有两大类一种是把自动调心的球面置于壳体之外如图11还有一种是把球面置于壳体之内如图12
图11调心球面在壳体外的主轴承
1－轴承上盖2－联结螺栓3－进水管4－主轴承瓦5－冷却水管道6－轴承座
7－冷却水管道8－出水管9－油管10－螺栓11－密封圈12－排油管13－圆柱销
图11主轴承的轴瓦4支承在凹形球面的轴承面6上轴瓦下面具有凸形球面而上部浇注轴承合金轴承座和轴瓦的接触球面要精加工这样磨机工作时可灵活地自动调位可消除轴瓦局部过负荷的可能性由于轴承上盖不承受载荷为了减轻制造工作量减轻重量它可采用钢板焊接的结构用螺栓2与瓦座刚性联结为了防止轴瓦从轴承座内滑出利用圆柱形销13稳定在轴承座上为了防止灰尘由轴瓦侧边和中空轴之间缝隙进入轴承内并防止润滑油流出在轴瓦两侧用螺栓固定密封圈11每一个密封圈都由两半组成用毛毡10密封当中空轴回转时
在环行槽内充满了润滑油则同样起密封作用润滑油沿着油管9进入轴承油管一端封闭下部壁上分布许多小孔润滑油通过这些小孔沿着回转中空轴均匀分布用过的油由轴瓦下部接管12和与其相连的集油管而流入循环油系统的过滤装置
图12磨机主轴承球面瓦6支承在底座1上球面瓦只有120°
由于中空轴在球面瓦上接触面夹角小于90°
缘故轴承上盖以钢板焊接结构为了防止球面瓦从轴承座内滑出用两个定位螺钉7和压板8是为了把中空轴上的油刮下防止流到外面对环境卫生有利
这两种主轴承比较起来金属用量方面外球面的比较省轴承密封外球面的比较优因为轴承两侧的密封圈有可能随调心球面瓦一起自动调整减小缝隙但这种外球面轴承储油量较少有时需要另外的油池或油箱使系统复杂化另外外球面的球瓦比较形大体重则在机械加工和浇注轴承衬时比较麻烦
图12调心球面在壳体内的主轴承
1－轴承座2－轴承上盖3－挂油器4－架板
5－挂油刷6－钨金瓦7－顶块8－挂油板
2球磨机进料装置的优化设计
21磨机的进料形式
进料装置是给磨机供料的一个完整的系统其对磨机产量影响很大传统的进料形式一般有三种
截头圆锥漏斗形式的进料端如图13所示
物料经铸铁加料溜子1加入磨机溜子支撑在支座8上物料从溜子进入锥形漏斗2漏斗嵌入轴颈内腔漏斗有较大的中心角以保证加料充足进料漏斗的物料能迅速沿轴线向筒体内移动钢环5起磨头衬板的作用以保护磨头不受物料和研磨体的冲刷磨损肋板4起加强磨头钢度的作用同时也是环5的支架钢环5以螺栓与磨头联结采用这
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