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1、 毕业设计（论文）开题报告（学生填表 ）院系：机械工程系 2012年 3 月 20 日 课题名称4.212m边缘传动球磨机总体及支撑装置设计学生姓名锋哥专业班级B080203课题类型工程设计指导教师职称课题来源工程实际1. 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 球磨机是物料被破碎之后，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。它利用研磨体（钢球）的冲击和研磨，将颗粒物料变成粉状物料。在水泥行业中占有相当重要的位置。在回转窑水泥厂中，它与回转窑并驾齐驱，是两大主机
2、设备。一条生产线中，一条回转窑起码要有两台（以油气为燃料）或三台磨机为之配套；如果采用二级圈流粉磨系统，所用的球磨机那就更多了。在水泥厂中，每生产1吨水泥，需要粉磨的各种物料就有34吨之多；在总电耗中，粉磨生料、熟料和原煤这三种物料磨机的电耗约占6570%；它们的生产成本占水泥总成本的35%左右；这三种磨机的钢铁消耗占钢铁总消耗的55%以上。生料磨则是控制水泥质量最后也是最关键的一环，在一定程度上，粉磨质量可以弥补熟料质量的缺欠，保证出厂水泥的合格率。磨机的支撑装置要承受整个回转部分、研磨体和物料在运动过程中或静止状态时的载荷。磨机的轴承是决定安全生产、维护简便和节省能量的主要部件之一。主轴承
3、承担整个回转部分的重力（研磨体和物料在运转过程中或静止状态时的载荷），一般由轴瓦、轴承盖、轴承座、润滑及冷却系统所组成。2001年4月1日，由国家技术监督局颁布实施的水泥新标准（GB175-1999），是促使我国水泥质量上水平，实现我国水泥标准与ISO国际标准接轨的重要举措，也是对占我国水泥企业的严峻挑战。磨机支撑装置的工作有三大特点：(1)所承受的载荷较重，并且具有一定的振动；(2)中空轴的转速较低，一般中空轴的线速度在1m/s左右；(3)磨机的工作环境恶劣，灰尘很大。所以，在设计磨机支撑装置时，不仅要考虑到磨机能够连续运转，设法降低中空轴与球面瓦之间由于摩擦而产生的功耗，还要防止灰尘进入其
4、中。一般球磨机的主轴承支撑有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承应用于小型球磨机上是可以的，而大型磨机不采用滚动轴承的原因是其单件加工费用高，与轴承配合部分加工精度要求也高，滚动轴承的安装维修较困难，并且滚动轴承的使用寿命有限，且要求有过滤和冷却用的循环供油系统。因此，一般较大磨机不采用这种轴承而采用滑动轴承。磨机的滑动轴承，按其结构形式，可分为带中空轴颈的主轴承和滑履轴承两种。球磨机滑履轴承的支承方式是在进料端采用一组（两块）可移动的滑履轴承支承，而出料端采用一组单侧固定式（一块托瓦为固定，另一块托瓦为移动式）的滑履轴承支承。每组轴承的两块托瓦在与垂直方向呈30角的方向上支承球磨机的滑圈。每个托
5、瓦的下部都装有一对凸凹球体结构，凸球体坐落在凹球体的球窝内，两者之间呈球面接触，以便球磨机由于微量弯曲在回转时可以自动调位，整体托瓦通过凸凹球坐落在托辊上，从而可以在磨筒体热胀冷缩时，允许托瓦随磨机回转部分作轴向移动。出料端的滑履轴承中靠滑圈上行侧的一块托瓦的球体坐落在固定支座上，以保证球磨机传动一侧滑履轴承的固定。这种出料端采用的单侧固定，而进料端采用可移动的滑履轴承的支承方式，保证了托瓦与滑圈之间的良好接触。托瓦体为铸件，并浇铸一层轴承合金内衬。磨机向大型发展，轴承载荷也越来越大，另外烘干兼粉磨的磨机，其进料口要大而且热气流温度又高，以往的主轴承就不适合，这样就产生了滑履轴承。滑履支撑球磨
6、机的特点是去掉了中空轴和主轴承，以在筒体两端安装的滑环代替了中空轴，滑环与滑履底座内的滑动轴承之间采用油膜润滑，取代了主轴承的功能。筒体支撑点的距离缩短了，筒体的弯矩得到了减轻。大型球磨机采用主轴承支撑时，联结了中空轴与筒体的螺栓受剪切力的作用，容易产生断裂现象，这是球磨机安全运转的最大隐患。改用滑履支撑后，不仅消除了安全隐患，而且通过计算，在刚度值允许的情况下，减薄了筒体钢板的厚度，相应降低了设备重量10%左右和制造成本。因此，本次设计采用滑履支撑装置。滑履支撑与其他形式的支撑相比优点是：1）支撑球磨机轮带的滑履可以有两个、三个或四个，因此其结构不仅完全适应于中小型磨机，而且不受规格限制，还
7、可以在特大型球磨机上使用。2）采用滑履支撑结构，可取消大型磨机上易于磨损的中空轴和主轴承，运转比较安全，并可以缩短磨机的长度，减少占地面积。3）对于带烘干仓的球磨机，由于取消了中空轴，进料端的面积不受中空轴的约束，因此，可以更合理的设计进料口，有利于粉磨物料和热气流通过，并减少通风阻力。4）采用滑履支撑结构可以减小磨机筒体上的弯矩和应力，因此，磨机筒体钢板的厚度可以减薄。由上述可见，磨机不仅要消耗大量的电力，而且还要消耗大量的钢铁。因此，从系统工程学的观点出发，正确的选择粉磨工艺系统和磨机型式，合理地设计计算各个零件部件，提高它们的使用寿命，对提高粉磨效率、提高运转率、降低电耗和金属消耗，减少
8、维修费用等具有十分重大的意义。2. 研究的基本内容，拟解决的主要问题研究的基本内容：本次主要设计边缘传动球磨机的双滑履支撑装置，并对球磨机总体参数及载荷进行计算，对托瓦、凸球面积、凹球面积等进行工作分析，载荷计算，形状尺寸设计。主要解决以下问题：1）球磨机主要参数计算，完成球磨机的产量计算、台时产量计算；2）筒体载荷的分析计算；3）固定滑履、滑动滑履的布置；4）滑履轴承支撑约束力以及油压的计算；5）滑瓦的设计计算；6）油口结构设计的改进；7）球面瓦冷却管道的设计；8）球面瓦球径的选择；3. 研究步骤、方法及措施（1）完成球磨机的总体设计，确定其主要参数，包括球磨机的临界转速、理论适宜转速、转速
9、比、磨机的实际工作转速、磨机的功率、磨机的生产能力（2）滑瓦的设计计算，包括：滑履载荷的计算滑履支撑的受力分析托瓦的设计计算高压油腔的设计低压润滑系统布油槽的设计滑环的设计校核凸凹球面体的设计及校核底座的设计及校核（3）降低滑履支撑装置温度的方法研究查阅相关文献资料设计手册、实地观察、与指导老师沟通交流等。4.研究工作进度 第一周：查阅资料，选定题目。交指导教师审阅。下达任务书。第二周：查阅并整理出至少15篇与课题相关的文献资料，写出开题报告。第三至第五周：水泥厂实践实习，了解球磨机相关设备。第六周：1.了解课题的发展前沿及应用，分析和掌握设备工作原理、特点等；2.审阅开题报告，提出初步设计方
10、案。第七周：初步方案设计，绘制草图。交指导教师审阅。第八周：进行至少两个方案的论证、比较，写出论证报告，确定最终方案。第九周：1.设计计算（工作参数、结构参数、主要零件的强度计算与校核）。 2.确定各部分具体尺寸，及相关工艺数据。第十周：详细设计、绘制装配图。第十一周：详细设计、绘制装配图及零件图。第十二周：详细设计、绘制装配图及零件图。第十三周：打印出图、完成手工绘图。第十四周：撰写设计说明书。第十五周：整理所有资料，准备答辩。5.主要参考文献1 刘建寿，赵红霞. 水泥生产粉碎过程设备. 武汉:武汉理工大学出版社, 2005 2 王海瑞高效技能球磨机的特点及应用J新疆有色金属1998,202
11、4. 3 金 辉. 工程力学. 北京科技大学、东北大学, 北京:高等教育出版社, 19794 赵红霞，任海军. 建材设备安装与维修. 洛阳:洛阳理工学院, 2008.065 董洪涛球磨机设备技术的最新发展J.四川水泥，1997,5455.6 张森林. 建材机械与设备. 武汉：武汉工业大学出版社, 19917 孙振邦球磨机的功率计算J.沈阳黄金学院院报,149153.8 向晓东. 现代除尘理论与技术. 北京：冶金工业出版社, 20029 褚瑞卿. 建材通用机械与设备. 武汉：武汉工业大学出版社, 199510 刚梅林. 滑履支撑球磨机修改设计 洛阳矿山机械研究院粉磨所.河南洛阳.矿山机械第34卷
12、.2006年第四期11 韩仲琦现代水泥粉末技术的发展J.山西建材，2000，812.12 张建中. 课程设计. 北京：高等教育出版社, 2008.1213 李洪波，梁俊有. CAD工程设计. 呼和浩特. 远方出版社, 2002 14 母福生破碎粉磨技术进展J.矿山机械，2003.04,68.15 陈于萍. 互换性与测量技术基础. 北京：机械工业大学出版社，200516 陈桂芳. 机械制图与计算机绘图. 西安：西安电子科技大学出版，2005.1017 肖 珑. 机械制造基础. 河南科学技术出版社，2008.1018 江旭昌管磨机M. 北京：中国建材工业出版社，1992.19 刘平成，杨晓红，水中和管磨机与球破机粉碎机理研究J.矿山设备 第16卷 第5期20 王 俊. 3.813m滑履磨滑环过高温度的措施. 水泥，2000（10）教研室意见教研室主任签字： 年 月 日
