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1、管磨机动态特性及系统的测试分析摘要：磨机是发电、选矿、化工和建材等重工业领域中最广泛采纳的粉磨机械，其主要机件有传动装置、支承装置、回转筒体。本文建立了边缘传动式磨机系统的“小齿轮传动轴减速机大齿轮”横向振动的模型，分析计算了系统横向振动的动态特性，对系统的载荷进行了测试分析，同时，还建立了磨机系统的扭转振动模型，采用递推计算法对系统进行了扭转振动动态特性分析，验证了递推计算法的通用性。最终，对2.6X13m的磨机系统进行了动态特性的实例分析。讨论边缘传动磨机系统的动态特性，对避开由于激励频率接近或等于系统的固有频率而导致共振及设施的失效，猜测系统在可能激励下的响应特性，优化系统结构等等都具有
2、很重要的意义。用传递矩阵法及通用计算程序可以简便地分析边缘传动磨机系统横向振动的固有特性，以及计算不同激励状况下系统的响应，为讨论边缘传动磨机系统横向振动的动态特性供应了一个便利有效的方法。边缘传动磨机系统是一个模态偶合较紧的系统，因此，在磨机系统的设计、运行中，应留意使激励频率避开系统的固有频率，以免发生设施的早期失效。边缘传动式磨机系统的传动轴的设计是合理的。系统阻尼对系统的动态特性影响很大，是系统的一个重要性能参数。边缘传动磨机系统，可以通过实测低速轴的扭矩来确定系统中减速机的负载状况。关键词：振动载荷响应特性扭矩指导老师签名:TubeMillandtestingofthesystemD
3、ynamicAnalysisAbstract:TubeMillisimportantrulesthatResearchforDynamiccharacteristicsofthemillsystemofsingle-piniondrivesinoperationtopreventdamagefromtheresonancebetweenfixfrequencyandbestirfrequencyInthispaper,thepatternofPinion-DriveShaft-Deceleratorgearverticalvibrationinthemillsystemofsingle-pin
4、iondrivesisestablished.Dynamiccharacteristicsofverticalvibrationisanalyzedandcalculated,anditsexcitationloadsaretestedSimultaneously,themodeloftorsionvibrationinsystemisalsoestablished,itsdynamiccharacteristicsisanalyzedbyusingrecurrencecalculusmethod,thus,thismethodscurrentisverified.Finally,thepap
5、erstudiedthedynamiccharacteristicsof2.6x13mmillsystem.Millsystemofsingle-piniondrivesislighten,sothedesignandrunofmillsystem,bestirfrequencymustavoidinhesion.Thedesignofdriveshaftisrationalinmillsystemofsingle-piniondrives.Itisverylargethatdampofsystemeffecttodynamiccharacteristics,sothedampisaimpor
6、tantparameter.Loadofgearboxcanbedecidedbymeasuringoflowspeedshaftcontort.Inmillsystemofsingle-piniondrives.Keywords：vibrationresponsecharacteristicsloadtorqueSignatureofSupervisor：1引言32磨机的总体设计32.1 闭路循环系统与开流粉磨系统32.2 磨机的通风方式和水冷却52.2.1磨内温升缘由及危害52.2.2磨机通风方式42.2.3磨机的水冷却72.3 磨机各仓长度的确定62.4 研磨体的装载量82.5 磨内研磨
7、体运动状态分析102.5.1研磨体运动状态的三种基本状况10球磨机中研磨体的运动分析112.5.3磨体运动脱离点的轨迹12最内层研磨体的半径122.5.5研磨体动态作用力：123球磨机主要参数的确定W143.1磨机工作转数的确定143.2磨机功率的计算153. 3磨机生产率的确定153. 3.1影响磨机生产率的因素164. 3.2磨机生产率的计算164磨机主要机件的设计和计算W174.1 磨机筒体部分17筒体和筒体端盖的结构设计17筒体设计结构中的留意事项17筒体端盖设计中的留意事项184.2 中空轴的结构设计18中空轴的材料选择184.2.2中空轴的结构设计194. 3衬板205. 3.1衬
8、板的作用206. 3.2衬板材料的选择207. 的表面外形及结构的设计214.4隔仓板22隔仓板的作用：224.4.2隔仓板的结构设计225提高磨机产量的途径245.1采纳助磨剂285.2磨内喷水285.3磨尾喷浆285.4 分别粉磨295.5 掌握并缩小入磨物料的粒度295.6 合理选择磨机衬板295.7 开路粉磨改为闭路粉磨29结论30参考文献31致谢32管磨机的总体和结构设计1引言我们国家是水泥大国,而水泥粉磨技术又直接影响到水泥工业的振兴和进展。显而易见，提高水泥厂粉磨工艺水平对企业综合效益的影响是非常显著的。降低能源消耗、减轻工人劳动强度以及延长球磨机的工作运转时间等问题是目前和今后
9、讨论和从事水泥生产工作者的首要任务。明显，全面增加节能意识、优质意识和环保意识已成为广阔水泥企业的当务之急。随着体制的改革，企业内部的经济搞活，各部门对水泥的需求量在渐渐增多。由于建材行业起步较晚、历史较晚，无论是水泥的质量，还是水泥的产量，都一时难以满意广阔社会的需要。为此，就影响提高水泥的产量、降低能源消耗、减轻工人劳动强度的因素很多，一般可分为工艺因素和机械因素两大类：1影响球磨机产质量的工艺因素a入磨物料粒度b入磨物料水分c入磨物料的特征与易磨性d粉磨工艺流程e对粉磨成品的比表面积要求2影响磨机产质量的机械因素a磨机筒体内的通风b磨内结构C研磨体级配和填充率O同时它存在着下列一些问题：
10、a当磨机结构肯定时，转速不变的状况下，同层物料之脱离角不变，物料在磨内被搅动，效果差，粉磨效率受到影响;b磨内增设隔仓板。它不仅削减了粉磨空间，而且隔仓板四周粉磨效率很低，加剧了隔仓板的磨损；c由于研磨体运动单调性，粉磨效率较低，装载磨体量大，而且球径也大，这样功能大大地增加；d一般开流磨机被广泛地应用而存在欠粉磨现象，不仅降低了粉磨效率，增加电耗，而且产品质量不稳定。本次毕业设计是参照徐州力大集团的生产状况，得到张晓荣老师与其他同学的大力支持，在此一并致谢。2磨机的总体设计2. 1闭路循环系统与开流粉磨系统对于开流系统，其流程简洁、投资省、操作简便，但物料必需全部达到成品细度后才能出磨，因此
11、要求产品细度较细时，已被磨细的物料将会产生过粉磨现象，并在磨内形成缓冲层，阻碍粗料进一步磨细。有时甚至消失细粉包球现象，从而降低粉磨效率，提高了电耗，采纳闭路系统可以消退过粉磨现象，使磨机的产量提高、电耗降低，同时闭路系统的产品粒度匀称，尤其是生料粉颗粒匀称，对煨烧熟料有利。在闭路系统粉磨时，由于要求出磨物料的细度较粗，一般采纳球磨或中长磨与分级设施组成闭路系统，与二台球磨机组成闭路时，称为二级闭路系统。粉磨系统的选择应考虑入磨物料的性能产品种类、产品细度、产量、电耗、投资以及是否便于操作与修理等因素。对长径比LD=4-6的磨机，依据工厂阅历，选用开流水泥磨，我们设计的水泥磨规格为2.6X13
12、mm,LD=132.6=5,依据阅历选用圈流水泥磨。圈流系统流程图如图2-1所示：图2-1圈流系统流程图2.2磨机的通风方式和水冷却2.2.1 磨内温升缘由及危害对于干法原料磨及水泥磨而言，由于磨机在运转过程中，冲击和研磨物料的同时，大部分的电耗转换为热能，必定要引起磨机本身研磨体及物料温度的提升，一般可使温度提升几十度。对于没有冷却措施的干法磨机内的物料出磨温度可达1OOC,其危害如下：a对机械设施来说，由于磨机在运转过程中和停止运转时温差很大，可使磨机产生显著的热变形及热应力，引起机体的损伤，如：衬板的几何变形、衬板螺栓的折断、主轴承维护要求要易烧毁等。b物料的易磨性随温度的提升而降低，由
13、于随着温度的提升,细小微粒的静电作用增加，使之易于分散和粘附，造成糊球现象严峻，并使水泥质量降低(易造成水泥的速凝)。为了降低磨温，提高粉磨效率削减电耗、提高产品质量，通常采纳加强磨内通风或磨内喷水冷却措施，均可提高磨机产量515%2.2.2 磨机通风方式A磨机的通风方式有三种：a自然通风-仅只有磨机卸料端装设拔气筒，磨内风速(常指磨机最终一仓的风速，一般W0.3mmSeC)要求入磨物料含水(17.5%。b强力通风-在磨内卸料端装设排风机，实现磨内的强力通风，以除去磨内的水蒸气，改善粉磨条件，降低磨内温度，提高效率，一般来说其风速vlmsec常用的风速：v=0.7msec由于强力通风必需在磨机
14、出口加收尘设施，通常用二级收尘设施：旋风收尘器与布袋收尘器或旋风收尘器与电收尘器的组合。c分仓通风-一在磨内一或二仓单独接出通风管，从磨尾空心轴穿出实现排风机强力分仓通风，这样可以使一或二仓细料准时由风管抽出，三仓仍延用自然通风，以降低磨内物料的流速，提高粉磨效率。本设计中2.6X13m磨机，选用自然通风。B磨机通风量的计算：自然通风时，需要从磨内抽出的风量，一般按每分钟抽出相当于磨机有效容积三倍的量，可用下式计算：v=DL(l-)X60X3/4(2-1)式中：V-从磨内抽出的风量，m3h;D-磨机有效内径，m；-钢球填充率，以小数表示；1.-磨机的有效长度，m；则V=JIX(2.6-2X0.
15、03)13(1-0.27)X60X3/4=3406m3h通风管的斜度不小于50度，管道的风速为12T6msec,通风管道后的风量还应考虑30-40%的漏风系数，即：v1=130-140%v.式中：V1-通过管道后的风量m3h;V-从磨内抽出的风量m3h;风管的直径可按下式计算：d=10004v13600v(mm)(2-2)式中：d-风管的直径，(mm)VJ管道内的风速msec,(v,=14msec;则d=100041.3534O6/36001114=34Kmm)圆整取d=340mm2.2.3磨机的水冷却1磨机筒体外部淋水冷却，设施简洁，耗水量大，效果不甚抱负，特殊是对于大直径磨机，由于传动不良
16、，效果不佳，且水还会腐蚀筒体，有碍卫生等，已日趋削减。2喷水入磨冷却水与高压空气经充分混合雾化后，喷入磨内，采用水蒸发时所需的热量而将磨内的热量带走，所以水又是表面活性物质，简洁使微粒的聚结破坏解体，起到助磨作用。为此适当的喷水入磨不仅可以降低必要的冷却，还可以提高磨机的产量5-10%,降低磨机电耗，但喷水入磨装置结构较为简单。a采纳喷水入磨冷却的温度界限当入磨熟料温度50时,不宜采纳；当入磨熟料温度80C时，若第一仓隔仓板处的温度保持在105110左右，(要求一仓隔仓板处的温度不低于此值，以防止游离水使水泥水化，降低水泥强度，则可在细磨仓采纳逆向或顺向喷水冷却；当入磨温度IoooC时，则可采
17、纳磨头与磨尾同时喷水入磨冷却，以保证出磨温度3;该方案可以人为的形成各仓间的料位高差，使之由进料端向出料端递减，以加快料流速度，且不易返料，可避开过粉磨现象，但由于各仓填充率较小，故段与段之间不易滚动，积累紧密，以引起较大的偏心力矩，故粉磨效率受到肯定的影响，而该方案对于圈流中长管磨机亦是常常采纳的。b磨机进料端到出料端，各仓研磨体填充率递减的方案，即H2223；该方案具有限制磨内物料流速的缺点，且由于后仓料位高于前仓料面，必需带有扬料板的双仓层隔仓板，对于难磨的物料，细度要求较高的产品或磨机长径比较小时(LD=2-3.5)这类磨机上比较成熟的阅历是：水泥磨二仓比一仓高2-3%,生料磨二仓比一
18、仓高1%或两仓相等。这一方案也使用于强力通风的圈流磨机。本设计磨02.6X13m采纳第一种方案，即巾I23o查管磨机毕业设计参考资料,取II=O.3,2=0.27,力3=242磨内研磨体的装载量GG=DjL04(2-3)式中：G-磨内研磨体装载量，T；D0磨机有效内径，m；1.0磨机有效长度，m；中一磨内研磨体填充率；Y-研磨体容重，一般可取4.5Tm3；G=(2.6-20.03)130.27=27.99(T)3磨内研磨体的级配与补充(1)研磨体的级配在磨机的同一仓中，为了削减研磨体之间的空隙率，增加对物料的粉磨机会，限制物料的流速不致过快，常采纳不同规格的研磨体按比例协作使用，几种规格的研磨
19、体的协作比例，叫做研磨体的级配。钢球级配与填充率一样，直接影响到磨机产量，产品的质量和研磨体的磨损，钢球级配的合理选择，主要依据被粉磨物料的物理化学性能，磨机构造以及需求的产品细度等因素来确定。物料在粉磨过程中，一方面受冲击作用，另一方面受研磨作用，在研磨体装载量不变的状况下，小钢球比大钢球的总面积大，与物料的接触机会多，故增加小钢球的数量有助于提高粉磨力量，但从另一方面需要将大块的物料击碎才能进行有效的粉磨，此所以就必需增大钢球的直径，提高破裂效率。所以，钢球的安排从进料端向出料端球径渐渐递减，磨机的最大钢球直径参考建材图2-2使用后的钢球级配组合未使用过的研磨体加入球磨机前的外形如下图1-
20、3所示：图2-3新研磨体级配组合依据研磨体在各仓内的大小组合状况，级配安排如下：第一仓DmaX=70mm此毕业设计已通过答辩，详细计算，完整说明书和全套设计图纸，.请联系扣扣：豌Xi)零；3XD-=20(mm)(2)研磨体的补充磨机中运行的研磨体被渐渐磨损，体积减小，外形变异，研磨体的装载量和级配都发物料名称研磨体消耗量(千克/吨)物料名称研磨体消耗量(千克/吨)石英tl0.8旷渣1.0熟料0.6水泥1.1煤0.3同时由于研磨体长期使用磨损，所以必需对钢球进行处理，大体清仓时间可参照下列时间而定：粉磨矿渣水泥：一、二仓钢球每月清理一次生料磨：二仓钢球每两个月清理一次重新配球时，表面被磨光、尺寸
21、变小的研磨体可选作相应规格磨体连续使用。2.5磨内研磨体运动状态分析2.5.1研磨体运动状态的三种基本状况a泻落式运动状态当筒体的转速过低，且研磨体太少时.，研磨体顺筒体旋转肯定的角度。当研磨体超过自然休止角时，则象雪崩一样泻落下来，这样不断地反复循环，研磨体被提升的高度不高，只有滚动和滑动，基本上没有冲击作用，因而粉磨效果不佳。b抛落式运动状态当筒体的转速相宜时，由于离心力作用的影响，研磨爱护附在筒体内壁上，与筒体作圆弧提升运动，并被带到相宜的高度，然后象抛射体一样降落，研磨体呈瀑布状态以最大冲击力将物料击碎，同时在筒体回转的过程中，研磨体的滚动和滑动也对物料起到研磨作用。C离心力运动状态当
22、筒体转速过高时，由于离心力作用的影响，研磨爱护附在筒体内壁上与筒体一起回转，而不降落则研磨体不发挥冲击和研磨作用，也就不能粉磨物料。2.5.2球磨机中研磨体的运动分析球磨机的粉磨作用主要是研磨体对于物料的冲击和研磨。为了确定磨机的主要工作参数，必需对研磨体的运动状态加以分析。研磨体运动的实际状态是很简单的，为了使分析问题简化，作如下基本假设：a磨机在正常操作时，研磨体在筒体内按其所在位置是一层一层地进行循环运动。在轴向各个不同的横断面上，研磨体的运动状况完全相像。b研磨体在磨机筒体内在工作轨迹只有两种，一一种是一层层地以磨机筒体横断面的几何中心为圆心，按同心圆弧轨迹随着筒体回转作向上运动，另一
23、种是一层层地按抛物线轨迹降落下来。c研磨体与磨机筒壁间及研磨体层与层之间的相对滑动微小，可忽视。d磨机筒体内物料对于研磨体运动的影响略去不计。e略去研磨体直径不计取紧贴筒体衬板内壁的最外层研磨体作为讨论对象，研磨体在随筒体作圆弧向上运动过程中，当达到某一位置时，其离心力PC小于或等于本身重力的径向分力，研磨体就开头离开圆弧轨迹，作抛射体运动，即按抛物线轨迹运动。由此可见，研磨体在脱离点开头脱离应具备的条件为：cosRn2/900(2-8)以上的公式为研磨体运动的基本方程式，研磨体的脱离角与筒体的转速和有效半径有关，而与研磨体的质量无关。2.5.3磨体运动脱离点的轨迹当磨机在肯定的转速下进行操作
24、时，研磨体的基本方程式代表任一层脱离点诸因素之间的关系，它有着普遍意义，把上式改写为：R=900cos/n2(2-9)此式即为脱离点轨迹的曲线方程，它是一段圆弧。2.5.4最内层研磨体的半径若要求各层研磨体恒在同一轨迹上做循环回转运动而又不产生相互干涉，就必需确定最内层研磨体的半径R2,否则就会使提升和下落的研磨体在中途相碰而相互干涉其运动规律，只要降落点处于极限位置，此处即为由降落曲线求得的横坐标X的最小值，依据代数公式解得X为最小值时的脱离角为2=73o441与此脱离角相当的最内层研磨体的半径为：R=900cos2/n2=252n2因此在确定研磨体的装载量时，务必使最内层研磨体的半径比25
25、2/r?要大，否则研磨体在降落时会相互干扰、碰撞，损失其能量，降低粉磨效率。2.5.5研磨体动态作用力：磨机在正常运转时，研磨体所产生的动态作用力有以下三个方面：a与筒体一起回转提升部分研磨体产生的离心力Pcb与筒体一起回转提升的那部分研磨体的重力Gc作抛落运动那部分研磨体产生的冲击力PS3球磨机主要参数的确定3.1 磨机工作转数的确定1磨机的临界转速n假定钢球与研磨体无滑动时，最外层钢球产生临界运转时的理论临界转数公式：n0=42.4D0(rpm)(3-1)式中：n0一-磨机的理论临界转数，(rpm)；D0-磨机的净空直径，(m)；故n0=42.454=26.6(rpm)2球磨机的理论相宜转
26、数n最外层钢球具有最大降落高度时的理论最相宜转数公式(即为列文松公式)：n=32.2/D0=32.2/54=20.2(rpm)(3-2)式中：=nno=2O.2/26.30=0.76n一磨机理论相宜转数，(rpm)；甲-转数比；3球磨机的实际工作转速*确定磨机合理的工作转数，它与衬板外形、研磨体的装载量，被磨物料的物理性质磨机的生产工艺流程等均有着亲密的关系，且直接影响到提高磨机产量，降低电耗和削减钢球和衬板的损耗磨机的工作转数有三种工作制度：(1)高转数的工作制度一与接近或超过(微超或大些)理论临界转速磨机可以超过理论临界转数运行而不发生临界现象，即使最外层钢球接近或超过临界运行时，其各层钢
27、球仍能正常运行，且由于转速的提高，研磨体的周转率提高,故粉磨效率提高。(2)低转速工作制度n(0.58-0.62)n0,它使用于湿法生产溢流卸流的二级磨机(3)中等转数的工作制度对中等转数适用范围等二种不同意见：a当球磨机工作转数为0.7611o时，磨机效率最高，也就是比生产效率高(每一马力吨/小时)，而工作转数为临界转速的68%,确定生产率提高，但电耗比前者大2-3倍，从经济观点动身，推举采纳n?=0.7nob在肯定转速范围内，生产率随转数的增加功率并不快，为提高磨机生产率可以采纳n0.88n0确定磨机实际工作转数原则：当D2m时，n=32.2Do-0.2D本设计为2.6X13m磨机，所以n
28、s=32.2Do-0.2D(3-3)二32.26-0.22.6-19.45(rpm)取ng=19.5(rpm)o3.2磨机功率的计算磨内研磨体呈瀑布状态，工作时的功率计算磨机需用功率可用下式计算：N=0.2v0Dong(G/vo)08(kw)(3-4)式中:No=0.265(2.6-2O.03)19.5(27.99/65)08(kw)=327(kw)磨机电机功率可用下式计算：N=k1k2No=1.3X1.1X327=467.6(kw)(3-5)故取N=470(kw)o3 .3磨机生产率的确定4 .3.1影响磨机生产率的因素a粉磨物料的种类它的物理性质(水分、温度、易磨性等)入磨前的粘度，欲磨细
29、的程度；b磨机的形式：长度、直径、仓数、各不见外形；c研磨体的种类、装载量和级配；d被粉磨物料的加料匀称程度、喂料量大小及助磨剂的应用等。3.3.2磨机生产率的计算建筑材料机械设计介绍的常用的球磨机产量计算公式如下：=0.2vDn(mv)08k(3-6)=0.2652.54X19.5X(78.93/65)080.055=41.37(th)由上式可知,磨机产量在42th左右,满意设计要求。4磨机主要机件的设计和计算“如前所述，磨机总体设计中，着重从工艺方面考虑，主要是如何提高粉磨效率和降低电耗，而磨机机件的设计，则是保证上述条件下，如何提高机械制造和降低原材料的消耗，为此，磨机各机件的结构设计既
30、要有足够的强度，又要加工工艺性好，重量轻结实耐用。4.1 磨机筒体部分磨机筒体部分是磨机的主体，包括磨机筒体，筒体端盖，中空轴，磨内的衬板，隔仓板及扬料板等。4.1.1 筒体和筒体端盖的结构设计筒体和筒体端盖有整体结构两部分组成，端盖分焊接和铸造两种结构，焊接的端盖是将钢板直接焊在筒体上，再经车削加工出端面及安装中空轴出口，这样能够保证端盖与筒体的同心度及端盖的端面与筒体中心线的垂直度。筒体和端盖目前广泛采纳钢板焊接结构，它在制造方面具有下列优点：a机件的制造工艺程度简洁，没有车间工种间的反复和交叉b切削加工工序及切削加工面积少c避开了大型整体铸造产生的缺陷，材料消耗少d加工简洁，无特殊设施要
31、求筒体是用钢板卷削焊接而成的薄壁件，两端焊有相同材料钢板制成的端盖，筒体是承受重载，交变动载荷是处于低速长期运行的机件，它是筒体的主要零件，故设计时要求它是不更换零件，以保证它在工作中平安牢靠，长期使用，且在使用过程中，亦必需保证质量，对于磨机的寿命一般要求大于25年。钢板材质的选择：制造筒体的材料有一般结构钢A3,锅炉钢板20g、20号优质结构钢，和16Mn低合金结构钢。近年来，广泛采纳低合金高强度钢16Mn,这类钢易于施焊，韧性较好，而16Mn可焊性综合机械性能如耐磨性、耐疲惫性，腐蚀性及切削加工均化比Q235A为好，故应优先采纳，本设计Q235-A、GB700-884.1.2筒体设计结构
32、中的留意事项a必需满意工艺提出的磨机规格要求的净空长度，为此，筒体的内径D=Do+26(4-1)1.1 p为衬板的平均厚度，一般取3p=0.05mm筒体的长度：L=Lo+1+2+3(4-2)1.2 I23分别为隔仓板、磨头衬板、出料端扬料装置等的厚度。b筒体钢板排列拼凑原则排列筒体钢板时，应充分地选用标准规格的钢板，避开余料或接长现象，力求降低边角料的消耗，拼凑排列钢板时应尽可能的削减筒体焊缝数目，使筒体上的纵环焊缝最少，且应避开在筒体中消失环的焊缝。依据阅历，磨机钢板的厚度约为磨机直径的1T5虬本规格磨可取3=30m。筒体的纵向焊缝最多不超过4条，各每节的焊缝应交叉90度以上，避开“十”字形
33、接缝，每节间纵向焊缝应按衬板宽度的整数倍错开。c筒体上固定的衬板与隔仓板的螺钉孔应依据衬板尺寸等距开设、纵横成行，以便于统一衬板规格和便于调整隔仓板位置，衬板螺孔距筒体焊缝距筒体焊缝距离2.5d(d为螺钉孔直径)这是由于焊缝四周有较大的应力集中，同时也便于衬板螺钉的固定。d筒体上的人空应避开开设在筒体的中心，而且又应尽量开设仓室的中部这样对调整隔仓板的位置有较大的余量，同时也便于装卸研磨体和更换磨损零件，如衬板隔仓板等，人孔的开设应在保证人能进出筒体的前提下，越小越好，尽量削减筒体强度的减弱，且人孔外形应使筒体产生最小的应力集中，使筒体断面模数减弱最小，还要尽可能削减衬板的种类。为增加筒体人孔
34、四周应设置整块的加强板，加强板面不得压缩筒体焊缝，加强板与筒体结合采纳钾接较牢靠，加强板厚度Sl.1o取S21.lX30=33mm人孔的开设有沿筒体母线方向单向开设和交叉开设,单向开设时会由于人孔强板等重的离心、惯性力，增加筒体动载荷，但对装卸研磨体有利，错开开设时，刚好相反。本设计采纳的格式如图4-1所示：TZZr3a图4-1人孔交叉开设本设计采纳矩形，人孔口尺寸为309X5IOnIn1,圆角半径为R60,人孔开设宜用机械加工方法，而不宜用任何火焰气割，由于火焰气割会产生较大的热应力，若不得以用气割则最好采纳退火处理。1.3 .3筒体端盖设计中的留意事项a平面端盖的钢板厚度依据计算打算，一般
35、可按下式计算选取6（1.5-2.5）X30=45-75mm,一般依据实际阅历，取64=5Oniin拼焊的端盖，其焊缝应避开与筒体焊缝重合，也要避开它与筒体焊缝重合也要避开与螺栓孔重合。b从等强度观点动身，端盖应设计中部补强板其厚度在满意强度和结构需要的原则下，应与筒体钢板厚度相等。c端盖内侧应设置加强筋，其作用为：可用较薄的加强补强端盖，使端盖钢板厚度减小，爱护用于固定中空轴的螺栓头，筋板的厚度可取为筒体钢板厚度，宽度可酌情取为端盖厚的两倍。d端盖与筒体的焊接形式由于筒体在此部分的应力较小，计算结果证明切应力都在100kS/cm2以下，而弯曲应力就更小了，故在正常状况下，这些状况均能满意强度要
36、求。1.4 中空轴的结构设计中空轴是由铸钢制造带有法兰的空心圆柱体，装在筒体两端承受整个磨机的全部动载荷，故在工作中要求平安牢靠，长期使用。1.4.1 中空轴的材料选择中空轴承受弯扭，切交变载荷还有肯定的摩擦损耗，且中空轴与法兰的过度圆角应力集中较大，故对材料要求具有肯定的强度、塑性、硬度，且要求其对应力集中的敏感性不得太大。本设计磨机的中空轴材料采纳ZG45o1.4.2 中空轴的结构设计A中空轴的轴颈部分对一般圈流磨d=0.4D(4-3)1=(0.3-0.4)d(4-4)所以d=1040mm,依据工厂长期阅历，取d=1040mm1=(0.3-0.4)X1040=312-416mmB中空轴的技
37、术要求a为保证中空轴有良好的机械性能，故对铸件和焊件均需进行退火处理；b粗加工之后切凿宽度不得超过缺陷表面所在宽度的10%,切凿面积总和不得超过各该表面总面积2%,但连同毛坯件的切凿面积在内，其总和不得超过各该表面总面积的4%;c法兰端口的止口圆必需与轴颈同心，其不同心度对本磨机为小于等于0.25mm,法兰止口圆端对轴颈轴心线不垂直度WO.15mm。C筒体、筒体端盖、中空轴、磨头法兰、联结螺栓及传动接管的设计计算a筒体长径比LD=132.6=5,只能用计算应力。W。来初定6。b三个粉磨仓之间都用双层隔仓板，隔仓板层数Z=2+2=4层磨体部分重量Gz=D33+L(l+5D)D+(2+Z)D4(4
38、-5)=2.633+13(1+5/2.6)/2.6+(2+4)/2.641.0=87.5(t)c总载荷GG=Gz+1.37Gz=87.5+1.3787.5=209(t)(4-6)d计算筒体厚度取计算应力。=0.95。,筒体材料为A3,钢板厚度在2040mm的强度极限。z,=402-42IMpa,。=0.0717。，=0.95(4-7)=0.950.0717X(402421)=2.742.87X103(N/cm2)取其平均值：=2.8103N/cm2,筒体截面模数:1.5 衬板4. 3.1衬板的作用a爱护筒体，使筒体免受研磨体和物料的直接冲击和研磨b将磨机的能量传递给研磨体,并采用衬板不同的几何
39、外形的表面对研磨体的牵引力不同使研磨体获得不同的运动状态，以适应粉料粉磨工艺过程要求c对某些具有肯定几何外形的自动分级衬板还可以使研磨体按球径大小沿磨体由进料端向出料端自动按大小挨次排列，使各种不同的研磨体均能发挥其特有功能5. 3.2衬板材料的选择由于磨机主要是以冲击和研磨体粉磨物料的，故对衬板材料必需要求具有肯定的强度，抗冲击韧性，和良好的耐磨性a对于粗磨仓即一仓，冲击破裂是该仓的主要工作形式，要求材料应具有足够的强度和抗冲击韧性，常用ZGMnI3耐磨白口铸铁，中锦稀土球墨铸铁性质比较：高猛铸钢ZGMn13需经1000-1100C水淬及回火处理，HB220,得到不含奥氏体的金相组织，具有很
40、高的冲击韧性，衬板使用后，在磨内钢球冲击和延压一段时间后，其表面在局部应用作用下，将发生塑性变形，引起奥氏体组织渐渐转变为硬度极高的马氏体组织使之具有特高的耐磨性，此乃高锦铸铁的冷却硬化性，对于磨机内的高铺铸铁衬板，其冷作硬化后的硬度一般可达HB450-550,且硬度随钢球的冲击力的增大而提高，使寿命可达半年至一年。白口铸铁：不需热处理，其寿命比锦钢衬板高0.4-0.5倍，但对大直径磨机，其冲击力大，该材料的韧性及强度不能适应中锦球墨铸铁：HB500耐磨性比高钵钢好，成本低，但冲击韧性较差本设计采纳ZGMnl3（含Mnl2T4%,含碳0.9T.3%）b对于细磨机，即其次仓，研磨是该仓的主要工作
41、形式，故要求材料应具有足够的硬度，常用材料：ZGMnl3耐磨白口铸铁，冷硬铸铁，中锦稀土球墨铸铁，橡胶铸口；性能比较：冷硬铸铁、硬度HRC47-50,成本低廉，而寿命高，可使用冲击韧性目前正改善；中锦稀土球墨铸铁HB500,耐磨性比高锦钢好，成本也很低，但冲击韧性较低，故本设计用ZGMnI3。6. 3.3衬板的表面外形及结构的设计衬板的形式:平衬板、压条衬板、波形衬板、阶梯衬板、圆角方形衬板a选形目前广泛采纳阶梯衬板，由于它具有结构简洁，对同一层研磨体的提提升度匀称全都，还可以削减内层球的滑动和磨损，且表面磨损匀称等显著的优点，适用于粗磨仓。本设计粗磨仓用了四排阶梯衬板，主要是作起导向用。研磨
42、体的运动规律：研磨体脱离角呈周期变化，磨机每转一周，来回变化四次，研磨体脱离角在圆角段随磨机转角的转变而从大到小成曲线变化对同始终径的磨机，当磨机转速不同时，研磨体脱离角和磨机转交相对应的位置，其变化规律不变研磨体脱离角随磨机转速不同的增加而减小，但是脱离角的变化范围不变b设计衬板的原则衬板外形能促进物料的粉磨作用，且能匀称磨损制造简洁，价格廉价拆卸便利，易于更换衬板的稳定性好，长期工作不致变形连接衬板螺钉孔数目应当最少，以免减弱简洁的强度，同一磨机内的衬板类型要尽量削减，以削减零件、便于管理、节省资金1衬板重量不易过大（W35-60kg）以减轻更换时的劳动强度，尺寸要尽可能顺当地通过人孔，一
43、般设计时，可大致取为：厚度：40-5Onim左右，最小不小于20mm长度：350-50Omm一般尺寸取50mm整数倍宽度：300-40Onim左右或等于IoOnmmc计算法设计阶梯衬板在磨机正常工作中，由于研磨体之间有内摩擦存在，研磨体力求形成一个整体与磨机同转，外层研磨体与衬板之间的摩擦力大小，取决于摩擦系数及贴随筒体同转的研磨体。d衬板的排列与固定衬板的排列常用排列型式为折线环向缝排列法，按一般的阅历错开的距离b20-40mm以补偿铸造误差，冲击和变形及热胀冷缩，余量一般a取210T5mm,对白口铸铁衬板间隙至少要留5-8mm衬板的固定一般有两种方式：螺栓连接，其优点是抗冲击，耐振动，联结
44、牢靠，其缺点是需要在筒体上钻孔，耗费人力、财力、物力，减弱了筒体的强度，且可能漏料，故设计时在保证强度的前提下，尽量削减螺栓个数，一块衬板最好有两个螺栓固定，这样当一个折断时，衬板也不致掉落，不过因衬板每半年或一年就换一次，因此，用一个螺栓也就可以。本设计采纳与衬板接触的螺栓头及相应的衬板凹坑外形要保证以下条件，紧固螺栓时不会转动，衬板孔的应力集中系数最小，加工制造便利，螺栓头必需埋入衬板中，不得突出。目前常用的螺栓头外形有角锥形，圆锥形，椭圆锥形三种，本设计采纳椭圆锥形,圆锥角度取60度；螺栓规格是依据衬板的热应力及变形应力来确定的，通常有力2M30左右，为提高螺栓的寿命，实行下列措施，选用较大塑性的低碳钢（如Q235-A）制造，螺纹选用细牙型，为的是增加强度，并采用防松螺杆上预留长度1,以削减应力集中，l=llm11b一般取L20.7力。为了防松螺栓固定时要防松垫圈或双螺母,此外,螺栓要用浸过铅油的麻丝缠绕在螺栓上用锥形垫圈、弹簧垫圈及螺母压紧密封。4. 4隔仓板4.1 .1隔仓板的作用：a分隔研磨体，以防止不同级配的研磨体，由一仓跑到另一仓，适应粉磨工艺要求，b阻挡大块物料窜向卸料端，掌握物料在粉磨过程中的流速c采用篦孔尺寸和排列方式，以协调物料在磨内的颗粒分布和出料细度4.4 .2隔仓板的结构设计按隔仓板的结构可分为双层隔仓板和单层隔仓板，单层隔仓板
