毕业设计(论文)-φ0.9x3m四筒平衡节能球磨机的设计(全套图纸)(26页).doc
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1、-毕业设计(论文)-0.9x3m四筒平衡节能球磨机的设计(全套图纸)-第 22 页0.9x3m四筒平衡节能球磨机的设计 摘要从目前社会各种粉磨工业行业主要还在使用单筒结构磨机作业,虽然其结构简单、安装方便、检修便利的优点,但在节省能量,高效率粉磨方面还存在着一定的缺陷。武汉工业大学 许林发在发表的多筒球磨机功率的探讨中研究提出单筒式球磨机电耗较高,其主要原因是磨机在运转中研磨体重心偏离回转中心,因此产生了很大回转力矩,为了克服这个力矩需要很大动力【1】便增加了能耗。全套图纸加153893706本次设计的磨机主旨是节能降耗、提高研磨效率。在降低能耗、提高研磨效率方面,主要从筒体结构的改变来入手,
2、将单筒磨机的三分之二部分筒体改为并联四个小筒与单筒串联。通过理论计算及分析得出以下几个结论:节能方面;第一,整体来看大筒变小筒则筒体的直径缩小,在单筒最适宜转速下小筒的转速将增加,相反要使得小筒的转速为最适宜转速则磨机转速必须降低,所以磨机整体功率降低,这样便达到节能降耗的目的。第二,研磨体的偏心距减小,其产生的力矩减小,则磨机克服该力矩所需的功减小。第三,在填充率、磨机规格相同的情况下,四筒磨机比单筒磨机的功率降低了49%,即四筒磨机更加节能。第四,在相同的研磨体装载量的情况下,四筒磨机比单筒磨机的功率降低20%左右。研磨效率方面;第一,单筒改为四筒相同规格下,四筒磨机研磨体对筒体的空间占用
3、率增加,研磨更加充分,则研磨效率便相对提高,第二,四筒磨机在回转的过程中,四个小筒的研磨状态是在倾泻状态下研磨,则研磨效果更佳。关键词:降低能耗,提高粉磨效率,球磨机,四筒,填充率0.9 x3m four cylinder balance design of energy saving ball millABSTRACTSofar,thesocialvariousgrindingindustryresearchmainlystillusessinglecylindermilloperationstructure.Althoughitsadvantagesofsimplestructure,co
4、nvenientinstallationandmaintenanceconvenience,insavingnergy , highefficiencygrindingways,therearesomeshortcomings.XuLinfainwuhan universitypublishedtechnology in theconeballmillpowertoexploremoretostudy andput forwardthehigherpowerconsumptionofsingletypeballmill.Themainreasonismillgrindingrotarycent
5、erheartweightdeviationintheoperation,soproduceslargetorque,inordertoovercometheforcetorchneedbigpower1. Idesignthemillinreducingenergyconsumptionandimprovingthegrindingefficiencywhichisdifferentfromtheabovemethods,mainlyfromchangesinthestructureofcylinderofthetwo-thirdsofthesinglecylindergrindingmac
6、hinepartscylinderrestructuringforparallelfoursmalltubewithsingletubeseries,thebigdrumsmallercylindercylinderdiameterbecomessmallerinmonocularoptimumspeedundersmallcylinderspeedwillincrease,incontrasttomakethespeedofthesmalltubeforoptimumspeedissinglecylinderspeedmustbereduced,sothemilloverallpoweris
7、lower,thusachievethepurposeofsavingenergyandreducingconsumption,throughthetheoreticalcalculation,thefillingrate,millundertheconditionofsamespecification,fourcylindermillmoreenergy-savingthansingletubemill.Monoculartofourcylinderunderthesamespecification,grindingmediumspaceoccupancyrateincreases,theg
8、rindingmorefully,atthesametimeisthestatusofthefoursmallconegrindinginstatethroughthegrinding,sothegrindingefficiencyaregreatlyimproved.KEY WORDS: Reduce energy consumption, Improve the grinding efficiency,Ball mill,Fill rates 目录前言1第1章 球磨机的原理及总体方案21.1 球磨机的工作原理21.2 磨机的整体方案31.3 磨机的回转部分 3 1.3.1 筒体的结构设计3
9、 1.3.2 磨门与人孔4 1.3.3 磨机整体回转部分筒体的条件选择51.4 磨机的传动部分5 1.4.1 边缘传动5 1.4.2 中心传动61.5 磨机的支承部分6 1.5.1 滑履支承6 1.5.2 主轴承支承7 1.5.3 混合支承71.6 球磨机进料装置的形式8 1.6.1 利用螺旋叶片进料8 1.6.2 利用加料螺旋叶片进料8 1.6.3 截头圆锥漏斗进料81.7 磨机出料装置9第2章 磨机主要参数的计算102.1 四筒磨机研磨体装载量的计算102.2 讨论以小筒体为对象分析四筒磨机最适宜转速10 2.2.1 筒体磨机最佳转速10 2.2.2 四筒磨机的临界转速112.3 讨论以大
10、筒为对象分析计算小筒的参数12 2.3.1 单筒磨机的临界转速12 2.3.2 单筒的理论最适宜转速12 2.3.3 实际 工作转速132.4 四筒磨机的功率计算13 2.4.1 讨论在研磨体装载量相同下四筒与单筒磨机的功率比13 2.4.2 讨论在磨机相同规格下四筒与单筒磨机的功率比15 2.4.3 磨机电动机功率选择16 2.5 四筒磨机的生产能力计算16 2.5.1 四筒磨机的单位小时生产能力17 2.5.2 单筒磨机的单位小时生产能力18第3章 四筒磨机的零件设计193.1 磨头19 3.1.1 中空轴的相关尺寸20 3.1.2 四筒磨机磨头的计算21 3.1.3 四筒磨机磨头的结构2
11、23.2 衬板设计23 3.2.1 四筒磨机衬板作用23 3.2.2 四筒磨机衬板材料23 3.2.3 四筒磨机衬板种类24 3.3 隔仓板26 3.3.1 隔仓板的作用及结构 26 3.3.2 隔仓板的类型26第4章 磨机的校核284.1 筒体上所承受的总载荷284.1.2 第二部分力研磨体跟物料随筒体回转产生的力294.2 筒体作用力的分布294.3 四筒磨机筒体的弯曲强度计算31 4.3.1 进出料端主轴承处的支反力31 4.3.2 验算磨机筒体的弯曲强度334.4 磨头(磨尾)与筒体法兰的链接螺栓校核33结论35谢 辞36参考文献37外文资料翻译38前言本次四筒平衡节能磨机的设计课题的
12、研究意义主要有两个方面,第一个方面是目前水泥工业对于能量资源的需求是比较明显的,尤其是电能的消耗。在整个工厂中不光是煤炭资源的需求,在整个生产工艺路线中除了运送物料路线上的设备需要耗电之外,主要的电耗在于粉磨上面,尤其是球磨机这一环节。它是一个电耗无底洞,每天二十四小时运作,所以要对球磨机这块加大人力物力的投入,研究出一款能节约能源降低经济成本而且提高粉磨小率的球磨机,那么在这方面的需求就有着不可言喻,众所周知的迫切,从而可以引出本课题设计的四筒球磨机主要从降低能耗方面进行设计,那么如何相对于目前社会工业中普遍使用的单筒磨机在能耗方面降低的优势做出合理的理论依据呢?事实表明磨机在回转的过程中筒
13、体内部的研磨体和物体随筒壁一起上升下降回转运动,在这个过程中有一个回转力矩,就是筒体中心与研磨体重心之间的距离称之为偏心距,偏心距越大则要克服这个回转力矩便会需要越大的能量,从而导致磨机能耗的增加,所以四筒磨机主要就是为了减小这个偏心距来减小能耗。第二个方面就是单筒磨机除了偏心距大之外就是整个内部有效空间利用率低,四筒磨机的结构刚好将整个大得空间分割成四个较小的空间然后研磨体跟物料再回转的过程中尽可能的占用了越多的空间,四筒磨机较之于单筒磨机多筒磨机能够使细磨仓运行最佳化, 并且筒体结构的改变使得筒体空间体积利用率提高,小筒的转速较之于大筒转速相对减小使得物料充分研磨同时保证生产出高细度水泥提
14、高粉磨效率。 从国内外的研究状况来看,四筒磨机尚在一个萌芽期,并不是普遍推广使用,在前苏联一家水泥厂将一台单筒磨机结构改变为四筒,运作试验发现电耗较之于单筒降低了将近一半。在国内也处于研究状态,合肥水泥设计院也对多筒磨机进行了试验得出了同样的结论,所以四筒磨机有一定的发展空间和潜力。 第1章 球磨机的原理及总体方案确定1.1 球磨机的工作原理球磨机的主要工作部分是一个回转筒体,装在两个轴承上水平放置,用隔仓板把筒体分成几个仓而各仓内用一定量及规格的研磨体填充,研磨体主要有钢球、钢段、钢棒、卵石、砾石等。在筒体内壁装有衬板其作用是为了防止筒体被磨损。磨机转动时,研磨体在离心力跟与衬板面产生的摩擦
15、力的作用下,在筒体固定的衬板面上粘连,随筒体一起转动,而且随它运动到一定的高度,重力作使其自由掉落,掉落时它会像抛物体那样,撞击底部的物料把物料击碎同时在运动的过程中研磨体跟物料之间相互挤压摩擦而碾碎物料。在筒体运转的过程中研磨体跟物料的运动情况就这样上去下来周而复始的不停地运动研磨。物料由进料端缓慢流动到出料端是在进料端不断喂入新物料情况下,进料与出料端物料之间存在着一定的压迫力,并且研磨体下落时冲击物料产生轴向推力迫使物料流动而且磨内气流运动也有一定的使物料横向流动流动的力,从而完成作业。杨树森译自苏联水泥,文章中指出目前在水泥工业中应 用的管磨机是不经济的, 磨制一吨水泥需耗30 一35
16、 度电能。电耗大的主要原因是, 物料和研磨体偏心地分布在磨机中, 使磨机运转时产生很大的阻力矩, 因此就必须用相当的能量克服之。查阅相关资料苏联奥尔格水泥工业设计院, 研制了一种均衡式多筒球磨机, 经过试验得到了满意的结果。多筒式球磨机多个筒体组成: 一个中心筒体, 用于粗碎物料, 三个(或四个) 均衡用的筒体, 起着继续破碎作用; 还有六个( 或八个) 筒体成对地分布在外围, 用来最后细磨水泥【2】。最终实验结果表明,其一相比较同规格同条件下的传统单筒磨机其耗电量降低了将近一倍,其二粉磨效率提高30%。我国国家建材局合肥水泥研究设计院也做了相似的实验并且也进行了工业性试验也得出相同的结论。那
17、么结构的改变从理论来讲磨机在运转中研磨体重心偏离回转中心产生了很大回转力矩,为了克服这个力炬需要很大动力从而增加了电耗,同时多筒在单筒的基础上增加了研磨体的填充率,在单筒的转速下多筒的转速增大从而也提高了其粉磨效率。1.2磨机的整体方案首先磨机它分为以下几大部分,传动部分、支承部分、回转部分、进料部分、出料部分 图1-1球磨机总装图 图1-2 球磨机总装图 1进料部分 2主轴承支承 3回转部分 4尾部出料部分 5中心传动部分1.3 磨机的回转部分1.3.1 筒体的结构设计 本次筒体设计成“分段式” 结构,结构分三个部分,第一部分位置在进料端为一个单筒,主要对大颗粒物料进行粉磨,这一部分占总体长
18、度的三分之一,第二部分为四个并联的小筒组成,该部分为设计的主要部分其长度占总长的接近三分之二,第三部分为汇料仓,主要使四个小筒的物料汇集到一起最终将物料排出。 筒体每一部分之间采用法兰联接结构,筒体与端盖的链接方式选用的是内接法兰联接,这样的联接是大中型磨体广泛采用的结构他的特点是原材料的利用率相当高,结构设计比较合理。 图1-3 磨机回转体部分计算得大筒半径与小筒半径的关系式为: (1-1)由于R=450mm,代入上式得 =186.7 从结构来讲小筒需要安装固定在大筒上则需要留出小筒与大筒链接法兰部分尺寸,法兰尺寸定为48mm,另外为了便于安装需要预留水平方向最近的两个小筒之间的距离能使工作
19、人员的手进出,取值为32mm, 图1-4 筒体结构图1.3.2 磨门与人孔 我们知道磨门是便于人孔的封闭而设置的,主要作用就是拆卸安装便利,衔接牢靠。人孔的作用顾名思义就是便于工作人员进出维修 、安装、采样。磨门分“内提式”和“外盖式”两种结构类型,本次我使用外盖式结构类型。其衬板与盖用螺栓链接,简单易行,操作方便。1.3.3 整个磨机回转部分筒体的条件选择由于本次设计是小规格试验型磨机我们选用筒体的钢板材料为选择Q235材料,其优点硬度、强度、塑性、韧性均适中耐磨性也不错,而且经济实惠降低生产成本。筒体有的部分需要焊接,所以钢板的厚度=20mm。筒体的最小内径 (1-2) 式中 筒体的最大直
20、径,=900mm; 筒体的最小内径,mm; 衬板厚度,m;取50mm。筒体的有效长度 (1-3) 式中 筒体的规定长度,L=3000mm; 筒体的有效长度,mm; 端盖衬板的厚度,mm;取50 隔仓板的厚度,mm;取50mm 扬料装置的厚度,mm;取100m。代入公式(1-3) m1.4 磨机的传动部分1.4.1 边缘传动 图1-5 边缘传动边缘传动需要在筒体上安装一个大齿圈,而这个大齿圈直径大制造难度大,同时它会使得磨机整体占用空间大,机械效率相对较差 。1.4.2.中心传动 图1-6 中心传动中心传动通过中空轴带动筒体转动,占用空间小,机械效率较高本次设计采用中心传动。1.5 支承部分1.
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