φ2.4×11M球磨機(jī)總體及筒體設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書】

φ2.4×11M球磨機(jī)總體及筒體設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書】,含CAD圖紙、說(shuō)明書,11,十一,球磨機(jī),總體,整體,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說(shuō)明書,仿單 1前言 建材產(chǎn)品的生產(chǎn)，從原料、燃料到半成品都需要進(jìn)行破碎和粉磨，其目的是使物料的比表面積增加,以提高物理作用的效果及化學(xué)反應(yīng)的速度,如促進(jìn)均勻混合 ,提高物料的流動(dòng)性,便于貯存和運(yùn)輸,提高產(chǎn)量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最終產(chǎn)品,其磨碎的粒度越細(xì),比表面積越大,則水泥的標(biāo)號(hào)就越高。改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,減少動(dòng)力消耗,降低生產(chǎn)成本,即達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗具有重要意義。 球磨機(jī)不但在建材工業(yè)中廣泛應(yīng)用，而且在冶金、選礦、化工、電力等工業(yè)中也廣泛采用。它的優(yōu)點(diǎn)是∶物料適應(yīng)性強(qiáng)；粉碎比大；適應(yīng)強(qiáng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、操作可靠，維護(hù)管理方便，能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)是∶工作效率低；體形笨重；磨機(jī)轉(zhuǎn)速低；研磨體和襯板的消耗量大；操作時(shí)噪聲大。 本課題源于大志環(huán)?？萍加邢薰?，課題為Φ2.4×11m球磨機(jī)，本人主要承擔(dān)Φ2.4×11m球磨機(jī)的總體及筒體部分的設(shè)計(jì)。技術(shù)性能：生產(chǎn)能力達(dá)到42t/h。技術(shù)要求：機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)保證其功能良好、使用可靠、維護(hù)方便；零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要選擇合理的毛坯型式和材料，并盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，并具有良好的工藝性。 本課題著重解決的問(wèn)題是正確選擇粉磨工藝系統(tǒng)，合理設(shè)計(jì)磨機(jī)的回轉(zhuǎn)部分，提高粉磨效率，最大幅度達(dá)到高細(xì)、高產(chǎn)和低能耗運(yùn)轉(zhuǎn)。 設(shè)計(jì)思路：首先進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，確定磨機(jī)主要參數(shù)、磨機(jī)回轉(zhuǎn)部件各主要部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)并進(jìn)行強(qiáng)度校核，改進(jìn)型高效篩分隔倉(cāng)板，改進(jìn)型磨尾出料裝置，擋料裝置。 預(yù)期成果：達(dá)到所要求的技術(shù)性能，解決磨機(jī)粉磨效率低下，能量利用率低等各種問(wèn)題，降低水泥的粉磨電耗，提高水泥企業(yè)效益，同時(shí)也符合國(guó)家對(duì)水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，即節(jié)能利廢。 2 粉磨工藝系統(tǒng) 2.1粉磨 2.1.1 粉碎的意義及分類 用機(jī)械方法或非機(jī)械方法克服固體物料內(nèi)部的內(nèi)聚力而將其分裂的過(guò)程稱為粉碎。粉碎包括破碎和粉磨，大塊物料破碎成小塊物料稱為破碎：小塊物料磨成細(xì)粉稱為粉磨。相應(yīng)地完成這些作業(yè)的機(jī)械，稱為破碎機(jī)械和粉磨機(jī)械，或統(tǒng)稱為粉碎機(jī)械。粉碎作業(yè)的分類見表2-1。 表2-1 粉碎作業(yè)的分類 粉 碎 破 碎 破 碎 碎至100mm 中 碎 碎至100～30mm 細(xì) 碎 碎至30～3mm 粉 磨 粗 磨 碎至3～0.1mm 細(xì) 磨 碎至0.1～0.06mm 超細(xì)磨 碎至20～5μm 物料經(jīng)粉碎后，比表面積增加，可提高化學(xué)反應(yīng)速度和物理作用效果；幾種不同固體物料的混合，在細(xì)粉狀態(tài)下易達(dá)到均勻的效果；物料經(jīng)粉碎后，便于干燥、傳熱、貯存和運(yùn)輸；物料經(jīng)粉碎后，還可用于材料科學(xué)，環(huán)境保護(hù)和選礦等部門。 在建筑材料生產(chǎn)中，粉磨作業(yè)是很重要的過(guò)程。粉磨作業(yè)的情況直接關(guān)系著產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成本。 2.1.2 粉碎比及粒度表示 粉碎比是指粉碎前后物料的平均粒徑之比。它表示物料粒徑在粉碎過(guò)程中的縮小程度，是評(píng)價(jià)粉碎過(guò)程的技術(shù)指標(biāo)之一。對(duì)破碎而言，稱為破碎比，它是確定破碎系統(tǒng)和設(shè)備選型的重要依據(jù)。由于各種粉碎設(shè)備的粉碎比各有一定的范圍，若要求物料的粉碎比較大，一臺(tái)粉碎機(jī)難以滿足要求時(shí)，就要用幾臺(tái)粉碎機(jī)串聯(lián)粉碎，這種粉碎過(guò)程稱為多級(jí)粉碎。第一級(jí)的進(jìn)料平均粒徑與最后一級(jí)的出料平均粒徑之比稱為總破碎比。等于各級(jí)破碎比的乘積 =··… (2-1) 粉碎過(guò)程中，各種粒徑的物料組成了混合體，這種混合體稱為顆粒群。顆粒群的平均粒徑，通常用質(zhì)量平均法測(cè)算。步驟如下： 首先，取有代表性的試樣，用套篩以篩分法把物料分成若干粒級(jí)，并用以下方法分別求出各粒級(jí)物料的平均粒徑；設(shè)相鄰兩級(jí)篩子的孔徑為 (大孔篩)和（小孔篩）,則該兩級(jí)篩之間顆粒群（既小于且大于的顆粒群）可用算術(shù)平均粒徑表示為=( + )/2,得到、、、。其次，分別稱出物料的質(zhì)量，得到、、、。最后，求出顆粒群的平均粒徑。 篩分所得的粒度級(jí)數(shù)越多，算得的顆粒群平均粒徑越準(zhǔn)確。 2.1.3 物料的易碎性和易磨性 易碎性是表示物料被破碎難易程度的特性。它與其強(qiáng)度、硬度、密度、結(jié)構(gòu)均勻性、含水率、粘性、裂痕、表面形狀等有關(guān)。易碎性通常用易碎性系數(shù)表示，又稱相對(duì)易碎性系數(shù)。某物料的易碎性系數(shù)是指用同一臺(tái)粉碎機(jī)械在同一物料尺寸變化條件下，粉碎標(biāo)準(zhǔn)物料的單位產(chǎn)品電耗與粉碎該物料的單位產(chǎn)品電耗之比 （2-2） 水泥工業(yè)一般以中等易碎的回轉(zhuǎn)窯熟料作為標(biāo)準(zhǔn)易碎性物料，并令其易碎性系數(shù)為1。易碎性系數(shù)大的物料易于粉碎。 易磨性是表示物料本身被粉磨難易程度的特性。它與物料的種類和性能有關(guān)。礦渣比熟料難磨、熟料比石灰石難磨，是由它們的種類不同；種類相同時(shí)，脆性大的物料比脆性小的易磨，因此。水淬快冷礦渣比自然慢冷礦渣易磨，高飽和比熟料比低飽和比熟料易磨、地質(zhì)年代短的石灰石比地質(zhì)年代長(zhǎng)的石灰石易磨。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9964-88《水泥原料易磨性試驗(yàn)方法》規(guī)定了球磨機(jī)易磨性的試驗(yàn)方法。該法原理：物料經(jīng)規(guī)定的球磨機(jī)研磨至平衡狀態(tài)后，以磨機(jī)每轉(zhuǎn)生成的成品量計(jì)算粉磨功指數(shù)，此指數(shù)定量地表明物料粉磨的難易程度。輥式磨易磨性一般用小型試驗(yàn)?zāi)ミM(jìn)行。 易碎性和易磨性之間沒(méi)有規(guī)律性的關(guān)系。 2.2 粉磨系統(tǒng)流程 按一定粉磨流程配量的主機(jī)及輔機(jī)組成的系統(tǒng)稱作粉磨系統(tǒng)。粉磨系統(tǒng)可根據(jù)入磨物料的性能、產(chǎn)品種類、產(chǎn)品細(xì)度、產(chǎn)量、電耗、投資以及是否便于操作與維護(hù)等因素，通過(guò)比較選擇適當(dāng)?shù)姆勰ハ到y(tǒng)。水泥廠的粉磨作業(yè)有生料、水泥和煤粉三部分。 2.2.1 開路流程及其特點(diǎn) 在粉磨過(guò)程中，物料一次通過(guò)磨機(jī)后即為成品的流程為開路流程，如圖2-1所示。其優(yōu)點(diǎn)是：流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，投資省，操作簡(jiǎn)便。其缺點(diǎn)是：由于物料 全部到達(dá)細(xì)度要求后才能出磨，已被磨好的物料會(huì)出現(xiàn)過(guò)粉磨現(xiàn)象，并形成緩沖大墊層，妨礙粗料進(jìn)一步磨細(xì)，有時(shí)甚至出現(xiàn)細(xì)粉包球現(xiàn)象，從而降低了粉磨效率，增加了電耗。 圖2-1 粉磨系統(tǒng)流程 2.2.2 圈路流程及其特點(diǎn) 物料出磨后經(jīng)過(guò)分級(jí)設(shè)備選出成品，合格的細(xì)粉為成品，而使粗粒返回磨內(nèi)再粉磨的流程為圈路流程如圖2-1。其優(yōu)點(diǎn)是：可以及時(shí)將細(xì)粉排出、減少了過(guò)粉現(xiàn)象，使磨機(jī)產(chǎn)量提高，同時(shí)產(chǎn)品粒度均勻，并且可以用調(diào)節(jié)分級(jí)設(shè)備的方法改變的粒度。其缺點(diǎn)是：圈路流程復(fù)雜、設(shè)備多、投資大、廠房高、操作麻煩、維修工作量大。 本課題選用的是開路流程。 3 球磨機(jī)的總體設(shè)計(jì) 3.1 球磨機(jī)的工作原理 球磨機(jī)的主要工作部分是一個(gè)裝在兩個(gè)大型軸承上水平放置的回轉(zhuǎn)筒體，筒體用隔倉(cāng)板分為幾個(gè)倉(cāng)室，在各倉(cāng)內(nèi)裝有一定形狀和大小的研磨體。研磨體一般為鋼球、鋼段、鋼棒、卵石、礫石和瓷球等。為了防止筒體被磨損，在筒體內(nèi)壁裝有襯板。 當(dāng)磨機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)，研磨體在離心力和與筒體內(nèi)壁的襯板面產(chǎn)生的摩擦力的作用下，貼附在筒體內(nèi)壁的襯板面上，隨筒體一起回轉(zhuǎn)，并被帶到一定高度，在重力作用下自由下落，下落時(shí)研磨體像拋射體一樣，沖擊底部的物料把物料擊碎。研磨體上升、下落的循環(huán)運(yùn)動(dòng)是周而復(fù)始的。此外，在磨機(jī)回轉(zhuǎn)的過(guò)程中，研磨體還產(chǎn)生滑動(dòng)和滾動(dòng)，因而研磨體、襯板與物料之間發(fā)生研磨作用，使物料磨細(xì)。由于進(jìn)料端不斷喂入新物料，使進(jìn)料與出料端物料之間存在著能強(qiáng)制物料流動(dòng)，并且研磨體下落時(shí)沖擊物料產(chǎn)生軸向推力迫使物料流動(dòng)，另磨內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)也幫助物料流動(dòng)。因此，磨機(jī)筒體雖然是水平放置，但物料卻可以由進(jìn)料端緩慢流向出料端，完成粉磨作業(yè)。 3.2 球磨機(jī)的主要參數(shù)計(jì)算 3.2.1 球磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速 當(dāng)磨機(jī)筒體的轉(zhuǎn)速達(dá)到摸某一數(shù)值時(shí)，研磨體產(chǎn)生的離心力等于它本身的重力，因而使研磨體升至脫離角=0°，即研磨體將緊貼附在筒體上，隨筒體一起回轉(zhuǎn)而不會(huì)降落下來(lái)，這個(gè)轉(zhuǎn)速就稱為臨界轉(zhuǎn)速。當(dāng)研磨體處于極限位置時(shí)，脫離角=0°，將此值代入研磨體運(yùn)動(dòng)基本方程式，可得臨界轉(zhuǎn)速，由[4] （3-1） 式中：——臨界轉(zhuǎn)速，r/min； ——筒體有效半徑，m； ——磨機(jī)筒體有效直徑, m。 代入公式（3-1） 以上公式是在幾個(gè)假定的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來(lái)的，事實(shí)上，研磨體與研磨體、研磨與筒體之間是存在相對(duì)滑動(dòng)的，而且物料對(duì)研磨體也是有影響的。因此，實(shí)際的臨界轉(zhuǎn)速比計(jì)算的理論轉(zhuǎn)速要高，且與磨機(jī)結(jié)構(gòu)、襯板形狀、研磨體填充率等 因素有關(guān)。 3.2.2 球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速 使研磨體產(chǎn)生最大粉碎功時(shí)的筒體轉(zhuǎn)速稱作球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速。當(dāng)靠近筒壁的最外層研磨體的的脫離角=54°44′時(shí),研磨體具有最大的降落高度，對(duì)物料產(chǎn)生粉碎功最大。將=54°44′代入式cos≥，可得理論適宜轉(zhuǎn)速，由[4] （3-2） 代入公式（3-2） 3.2.3 轉(zhuǎn)速比 球磨機(jī)的理論適宜轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速之比，簡(jiǎn)稱為轉(zhuǎn)速比，由[4] （3-3） 上式說(shuō)明理論適宜轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的76%。一般磨機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的70～80%。 3.2.4 磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速 磨機(jī)理論適宜轉(zhuǎn)速是根據(jù)最外層研磨體能夠產(chǎn)生最大粉碎功觀點(diǎn)推導(dǎo)出來(lái)的。這個(gè)觀點(diǎn)沒(méi)有考慮到研磨體隨筒體內(nèi)壁上升過(guò)程中，部分研磨體有下滑和滾動(dòng)現(xiàn)象。根據(jù)水泥生產(chǎn)中磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料來(lái)確定磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速。下面幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式是對(duì)干法磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速的確定方法，由[5] 當(dāng)D>2.0時(shí) （3-4） 當(dāng)1.8m25 25～18 18～11 <11 Σ 百分含量 % 18 42 26 14 100 根據(jù)mm，確定90mm球?yàn)樽畲蠹?jí)鋼球，該磨為二倉(cāng)開路磨，一倉(cāng)鋼球級(jí)數(shù)取4級(jí)，依次遞減選φ90mm、φ80mm、φ70mm、φ60mm四種鋼球級(jí)配。 每一級(jí)比例按“各種規(guī)格鋼球質(zhì)量百分比等于物料相應(yīng)各粒度級(jí)別質(zhì)量”的原則確定為： φ90mm 鋼球重量31.93×18%=5.7474t 鋼球個(gè)數(shù)n=5.7474×334=1920個(gè) φ80mm 鋼球重量31.93×42%=13.4106t 鋼球個(gè)數(shù)n=13.4106×474=6357個(gè) φ70mm 鋼球重量31.93×26%=8.3018t 鋼球個(gè)數(shù)n=8.3018×709=5886個(gè) φ60mm 鋼球重量31.93×14%=4.4702t 鋼球個(gè)數(shù)n=4.4702×1125=5029個(gè) b.平均球徑 b. 二倉(cāng)鋼球級(jí)配 根據(jù)研磨體級(jí)配原則，二倉(cāng)最大球徑與一倉(cāng)最小球徑相等，且球的配比為“兩頭小中間大”的原則配，球的級(jí)數(shù)可選為3～4級(jí)，取3級(jí)。以φ60mm求25%，φ50mm球50%和φ40mm球25%進(jìn)行配合： 即 φ60mm球： 47.9×25%=11.975t φ50mm球： 47.9×50%=23.95t φ40mm球： 47.9×25%=11.975t 本課題設(shè)計(jì)的φ2.4×10m生料磨級(jí)配方案見表5-2 表5-2 φ2.4×11m生料磨級(jí)配方案 一 倉(cāng) 二 倉(cāng) 鋼球(mm) 重量(t) 鋼球(mm) 重量(t) φ90 5.7474 φ60 11.975 φ80 13.4106 φ50 23.95 φ70 8.3018 φ40 11.975 φ60 4.4702 6 結(jié)論 水泥粉磨過(guò)程的高效率、低能耗運(yùn)行，一直是生產(chǎn)完企業(yè)追求的目標(biāo)。本課題主要從開流磨機(jī)的基礎(chǔ)上針對(duì)開流粉磨及設(shè)備作了一些設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)應(yīng)用雙層隔倉(cāng)板進(jìn)行磨內(nèi)自選粉，各倉(cāng)研磨體尺寸、級(jí)配不同，各零部件盡可能選用通用件和新型材料，以最大幅度達(dá)到高產(chǎn)、提高粉磨效率，高細(xì)和低能耗運(yùn)轉(zhuǎn)。 一般地，開流粉磨在近代的水泥廠設(shè)計(jì)中雖然已經(jīng)很少采用，這是因?yàn)樵谙嗤瑮l件下，圈流磨磨機(jī)產(chǎn)量能提高15～20%，電耗降低10%。此外襯板球耗均降低。成品溫度降低20～40，產(chǎn)品細(xì)度也易于調(diào)整。但圈流磨設(shè)備環(huán)節(jié)多，投資大、廠房高、操作復(fù)雜。 本設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)是在現(xiàn)有開流磨機(jī)的粉磨系統(tǒng)上，選型設(shè)計(jì)了磨內(nèi)分級(jí)選粉裝置，既保持了開流系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，投資少，操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，又發(fā)揮了圈流工藝的優(yōu)點(diǎn)，提高了粉磨效率。 致 謝 為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)基本結(jié)束了,回顧整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程,我覺(jué)得受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計(jì)既是對(duì)大學(xué)四年學(xué)習(xí)狀況的綜合檢測(cè)，也是畢業(yè)之前理論與實(shí)踐相結(jié)合的一個(gè)強(qiáng)化過(guò)程，對(duì)即將走上工作崗位的我們具有很大的幫助。 本次設(shè)計(jì)主要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段。第一階段是實(shí)習(xí)即資料收集階段，第二階段是整理資料,第三階段是正式設(shè)計(jì)階段。在第一階段我們?nèi)チ撕０铲i飛集團(tuán)實(shí)習(xí)，主要是了解本課題的具體情況，對(duì)課題有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，取得本課題的第一手資料。第二階段重點(diǎn)整理分析所收集的資料，了解國(guó)內(nèi)外本課題的發(fā)展?fàn)顩r，確定課題的具體方向。第三階段進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制草圖和計(jì)算機(jī)圖樣，編寫說(shuō)明書。 設(shè)計(jì)中本人系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，學(xué)會(huì)了如何根據(jù)原始數(shù)據(jù)構(gòu)思具體的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案進(jìn)行理論上的論證，又根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)繪制出零件圖。 除了學(xué)習(xí)到本設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的大量知識(shí)外，應(yīng)特別提出的是，本次設(shè)計(jì)的完成，極大地鍛煉了我的實(shí)際動(dòng)手能力，包括機(jī)械設(shè)計(jì)的基本步驟，方案的確定，工具書的查找，機(jī)械制圖能力的強(qiáng)化，計(jì)算機(jī)繪圖能力的加強(qiáng)等等。 感謝姜大志老師以及孫俊蘭老師，姜老師給了我充分的發(fā)揮空間，在我設(shè)計(jì)中有困難的時(shí)候指明了方向，給予了極大的幫助。感謝劉平成、孫俊蘭等多位老師的熱情關(guān)心，也感謝我的同學(xué)們幫助我順利完成了設(shè)計(jì)。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 陳 勇, 張 健 Φ4.2 m×11 m 水泥磨系統(tǒng)增產(chǎn)調(diào)試 亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥有限公司制成車間, 黑龍江 哈爾濱 150000 [2] 王繼杰 球磨機(jī)的研究進(jìn)展及實(shí)用技術(shù)綜述 咸陽(yáng)陶瓷設(shè)計(jì)研究院 咸陽(yáng) 712000 [3] 劉景洲 水泥機(jī)械設(shè)備安裝、修理及典型實(shí)例分析 2002年 [4] 王仲春 水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)中國(guó)建材工業(yè)出版社 2006年1月第一版 [5] 褚瑞卿 建材通用機(jī)械與設(shè)備[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1995.11. [6] 汪瀾 水泥工程師手冊(cè) 中國(guó)建材工業(yè)出版社1997年12月 [7] 朱昆泉 建材機(jī)械工程手冊(cè)[M]．武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2000. [8] 許林發(fā) 建筑材料機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 第一版. 武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1997. [9] 吳宗澤 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]. 第一版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988. [10]江旭昌 管磨機(jī)[M]．北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，1992.12. 附 錄 序號(hào) 圖名 圖號(hào) 圖幅 1 φ2.4×11m球磨機(jī)總裝圖 QM2411-01-00 A0 2 回轉(zhuǎn)部分 QM2411-01-02-00 A0 3 筒體 QM2411-01-01-00 A1 4 出料螺旋筒 QM2411-01-02-03 A2 5 進(jìn)料中空軸 QM2411-01-02-01 A2 6 出料中空軸 QM2411-01-02-02 A2 7 階梯襯板 QM2411-01-02-04 A2 8 磨頭襯板 QM2411-01-02-06 A3 9 揚(yáng)料板 QM2411-01-02-07 A3 10 篦板 QM2411-01-02-08 A3 11 錐形卸料體 QM2411-01-02-09 A3 29