Φ0.9x3m中心传动球磨机回转部分设计.doc

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1、洛阳理工学院毕业设计（论文） 摘 要球磨机在建材行业应用广泛，是目前工业上广泛使用的细磨机械。磨机能粉末各种硬度的物料，在矿场和发电厂均有应用。球磨机不但在建材工业中广泛应用，而且在冶金、选矿、化工、电力等工业中也广泛采用. 本次设计为0.9x3m中心传动球磨机，主要完成回转部分的任务，首先，这次磨机的隔仓板为提升双层隔仓板， 提升式双层隔仓板有强制物料流过的功能，即通过的物料是不受相邻两仓物料水平面的限制，甚至前仓的物料面比后仓物料面尚低的情况下仍可通过物料，可以控制其前后两白的适宜的“料球比”（该仓研磨体质量与仓内存料质量之比）。因此，它适合安装在干法磨的粉碎仓。第二，该磨机为两端主轴承支

2、撑，润滑方式采用静压启动，动压润滑的原理，这样可以降低启动转矩，节约能耗，降低成本。第三，磨机衬板的材料为高锰钢，它具有一定的抗冲击韧性，这样大大衬板的硬度和耐磨性。关键词：球磨机 ，提升式隔仓板，主轴承，动静压润滑，高锰钢 0.9x3m Center ball slewing part of the designABSTRACT Ball mill is widely used in building materials industry , is currently widely used in industrial grinding machinery. Powder mill can

3、be a variety of hardness of materials, mines and power plants in both applications . Mill not only widely used in building materials industry , but also in metallurgy , mineral processing, chemical, electric power and other industries are also widely used. The mill is designed to 0.9x3m Center Drive

4、 , mainly to complete the task of rotating parts , first of all, this mill compartment plate to enhance the double diaphragm plate , elevated double compartment plate with forced flow through the function of the material , namely, by the material is not subject to the horizontal plane between two ad

5、jacent positions of materials restricted or even higher than the surface of the material before the warehouse position after the material surface is still low in the case the material can still can control the front and back of the white suitable pellet ratio ( the warehouse grinding body mass and p

6、osition memory material mass ratio ) .Therefore, it is suitable for installation in dry grinding cutting chamber . Second, the ends of the main bearing support for the mill , lubrication hydrostatic started hydrodynamic lubrication theory , which can reduce the starting torque , save energy and redu

7、ce costs. Thirdly, the mill liner material for the high manganese steel, it has a certain impact toughness , which greatly liner hardness and wear resistance . KEY WORDS: ball mill,elevated compartment plate ,main bearings, hydrodynamic lubrication, high manganese steel6目录前言3第1章 粉磨工艺系统51.1 粉磨51.1.1

8、粉碎的意义及分类51.1.2 粉碎比及粒度表示51.1.3 物料的易碎性和易磨性61.2 粉磨系统流程61.2.1 开路流程及其特点61.2.2 圈路流程及其特点7第2章 球磨机的应用82.1 球磨机的工作原理82.2 球磨机的主要参数计算92.2.1 球磨机的临界转速92.2.2 球磨机的理论适宜转速102.2.3 球磨机的实际转速102.2.4 球磨机的功率112.2.5磨机的生产能力12第3章 球磨机的构造及主要零部件133.1 球磨机的构造133.1.1进料装置143.1.2支撑装置143.1.3轴承的润滑15第4章 球磨机的回转部分设计164.1 回转部分的主要零部件164.2 筒体

9、主要零部件164.2.1筒体164.2.2筒体的计算184.2.3 筒体设计194.2.4 磨门与人孔204.3 中空轴的设计214.4.1 衬板的材料234.5 隔仓板的设计254.6 出料装置26第5章传动部分的设计275.1 传动装置27第6章 主要零部件的强度计算296.1 筒体作用力的分布296.1.1 筒体弯曲强度306.2 中空轴的较算336.3 磨头与筒体法兰的连接螺栓强度计算356.3.1剪切计算356.3.2挤压计算36结论38谢 辞39参考文献40附录42外文资料翻译43前言建材产品的生产，从原料、燃料到半成品都需要进行破碎和粉磨，其目的是使物料的比表面积增加,以提高物理

10、作用的效果及化学反应的速度,如促进均匀混合 ,提高物料的流动性,便于贮存和运输,提高产量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最终产品,其磨碎的粒度越细,比表面积越大,则水泥的标号就越高。改善和提高产品的质量和数量,减少动力消耗,降低生产成本,即达到优质、高产、低能耗具有重要意义。球磨机不但在建材工业中广泛应用，而且在冶金、选矿、化工、电力等工业中也广泛采用。它的优点是物料适应性强；粉碎比大；适应强；结构简单、坚固、操作可靠，维护管理方便，能长期连续运转。缺点是工作效率低；体形笨重；磨机转速低；研磨体和衬板的消耗量大；操作时噪声大。本课题源于大志环保科技有限公司，课题为0.93m球磨机，本人主要承担0.

11、93m球磨机的总体及筒体部分的设计。技术性能：生产能力达到42t/h。技术要求：机械设计应保证其功能良好、使用可靠、维护方便；零件结构设计要选择合理的毛坯型式和材料，并尽可能的采用标准件和通用件，并具有良好的工艺性。本课题着重解决的问题是正确选择粉磨工艺系统，合理设计磨机的回转部分，提高粉磨效率，最大幅度达到高细、高产和低能耗运转。设计思路：首先进行总体设计，确定磨机主要参数、磨机回转部件各主要部件的结构参数并进行强度校核，改进型高效筛分隔仓板，改进型磨尾出料装置。预期成果：达到所要求的技术性能，解决磨机粉磨效率低下，能量利用率低等各种问题，降低水泥的粉磨电耗，提高水泥企业效益，同时也符合国家

12、对水泥产业结构调整的要求，即节能利废。 第1章 粉磨工艺系统1.1 粉磨1.1.1 粉碎的意义及分类用机械方法或非机械方法克服固体物料内部的内聚力而将其分裂的过程称为粉碎。粉碎包括破碎和粉磨，大块物料破碎成小块物料称为破碎：小块物料磨成细粉称为粉磨。相应地完成这些作业的机械，称为破碎机械和粉磨机械，或统称为粉碎机械。粉碎作业的分类见表1-1。表1-1 粉碎作业的分类粉 碎破 碎破 碎 碎至100mm中 碎 碎至10030mm细 碎 碎至303mm粉 磨粗 磨 碎至30.1mm细 磨 碎至0.10.06mm超细磨 碎至205m 物料经粉碎后，比表面积增加，可提高化学反应速度和物理作用效果；几种不

13、同固体物料的混合，在细粉状态下易达到均匀的效果；物料经粉碎后，便于干燥、传热、贮存和运输；物料经粉碎后，还可用于材料科学，环境保护和选矿等部门。在建筑材料生产中，粉磨作业是很重要的过程。粉磨作业的情况直接关系着产品质量和产品成本。1.1.2 粉碎比及粒度表示 粉碎比是指粉碎前后物料的平均粒径之比。它表示物料粒径在粉碎过程中的缩小程度，是评价粉碎过程的技术指标之一。对破碎而言，称为破碎比，它是确定破碎系统和设备选型的重要依据。由于各种粉碎设备的粉碎比各有一定的范围，若要求物料的粉碎比较大，一台粉碎机难以满足要求时，就要用几台粉碎机串联粉碎，这种粉碎过程称为多级粉碎。第一级的进料平均粒径与最后一级

14、的出料平均粒径之比称为总破碎比。等于各级破碎比的乘积 = (1-1)粉碎过程中，各种粒径的物料组成了混合体，这种混合体称为颗粒群。颗粒群的平均粒径，通常用质量平均法测算。步骤如下：首先，取有代表性的试样，用套筛以筛分法把物料分成若干粒级，并用以下方法分别求出各粒级物料的平均粒径；设相邻两级筛子的孔径为 (大孔筛)和（小孔筛）,则该两级筛之间颗粒群（既小于且大于的颗粒群）可用算术平均粒径表示为=( + )/2,得到、。其次，分别称出物料的质量，得到、。最后，求出颗粒群的平均粒径。筛分所得的粒度级数越多，算得的颗粒群平均粒径越准确。1.1.3 物料的易碎性和易磨性易碎性是表示物料被破碎难易程度的特

15、性。它与其强度、硬度、密度、结构均匀性、含水率、粘性、裂痕、表面形状等有关。易碎性通常用易碎性系数表示，又称相对易碎性系数。某物料的易碎性系数是指用同一台粉碎机械在同一物料尺寸变化条件下，粉碎标准物料的单位产品电耗与粉碎该物料的单位产品电耗之比 （1-2）水泥工业一般以中等易碎的回转窑熟料作为标准易碎性物料，并令其易碎性系数为1。易碎性系数大的物料易于粉碎。易磨性是表示物料本身被粉磨难易程度的特性。它与物料的种类和性能有关。矿渣比熟料难磨、熟料比石灰石难磨，是由它们的种类不同；种类相同时，脆性大的物料比脆性小的易磨，因此。水淬快冷矿渣比自然慢冷矿渣易磨，高饱和比熟料比低饱和比熟料易磨、地质年代

16、短的石灰石比地质年代长的石灰石易磨。国家标准GB9964-88水泥原料易磨性试验方法规定了球磨机易磨性的试验方法。该法原理：物料经规定的球磨机研磨至平衡状态后，以磨机每转生成的成品量计算粉磨功指数，此指数定量地表明物料粉磨的难易程度。辊式磨易磨性一般用小型试验磨进行。易碎性和易磨性之间没有规律性的关系。1.2 粉磨系统流程1.2.1 开路流程及其特点在粉磨过程中，物料一次通过磨机后即为成品的流程为开路流程，如图1-1所示。其优点是：流程简单，设备少，投资省，操作简便。其缺点是：由于物料全部到达细度要求后才能出磨，已被磨好的物料会出现过粉磨现象，并形成缓冲大垫层，妨碍粗料进一步磨细，有时甚至出现

17、细粉包球现象，从而降低了粉磨效率，增加了电耗。图1-1 粉磨系统流程1.2.2 圈路流程及其特点物料出磨后经过分级设备选出成品，合格的细粉为成品，而使粗粒返回磨内再粉磨的流程为圈路流程如图2-1。其优点是：可以及时将细粉排出、减少了过粉现象，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的粒度。其缺点是：圈路流程复杂、设备多、投资大、厂房高、操作麻烦、维修工作量大。本课题选用的是开路流程。 第2章 球磨机的应用球磨机，棒磨机，管磨机是发电，选矿，化工和建材等重工业领域中最广泛采用的粉磨机械。它能粉磨各种硬度的物料，在发电厂中用来磨制煤粉；在选矿厂中用来粉磨各种矿石；在水泥生

18、产中，经过破碎的原料，熟料，煤和其他混合材料都需要在磨机中进行粉磨，入磨粒径在20毫米左右，而出料径可达0.080毫米孔筛筛余515%。2.1 球磨机的工作原理 球磨机的主要工作部分是一个装在两个大型轴承上水平放置的回转筒体，筒体用隔仓板分为几个仓室，在各仓内装有一定形状和大小的研磨体。研磨体一般为钢球、钢段、钢棒、卵石、砾石和瓷球等。为了防止筒体被磨损，在筒体内壁装有衬板。当磨机回转时，研磨体在离心力和与筒体内壁的衬板面产生的摩擦力的作用下，贴附在筒体内壁的衬板面上，随筒体一起回转，并被带到一定高度，在重力作用下自由下落，下落时研磨体像抛射体一样，冲击底部的物料把物料击碎。研磨体上升、下落的

19、循环运动是周而复始的。此外，在磨机回转的过程中，研磨体还产生滑动和滚动，因而研磨体、衬板与物料之间发生研磨作用，使物料磨细。由于进料端不断喂入新物料，使进料与出料端物料之间存在着能强制物料流动，并且研磨体下落时冲击物料产生轴向推力迫使物料流动，另磨内气流运动也帮助物料流动。因此，磨机筒体虽然是水平放置，但物料却可以由进料端缓慢流向出料端，完成粉磨作业。在球磨机筒体中研磨体装填的越少，筒体转速愈大（在极限范围之内），则研磨体滚动和滑动也愈小；当研磨体装填的数量很多时，分布在靠近球磨机筒体横断面中心部分的研磨体，不足以形成抛射运动，而产生较多的滑动和滚动，致使物料受到研磨作用而磨细。所以，在细磨粒

20、径较大和较细的物料时，研磨的平均尺寸要大些，装填的数量要小些，这样就能保证研磨体抛射后具有足够的降落高度，冲击击碎物料的作用将会加大，对于小粒径物料的细磨是有益的。有此可见，研磨体的装填量，尺寸大小的配合都直接影响着球磨机操作的好坏。球磨机筒体回转速度对于粉磨物料的作用影响很大，当筒体具有不同的转速时，研磨体的运动就出现图1所示的三种基本情况：1转速过低（图21a）所示。当筒体转速过低时，研磨体被提升的高度不够，研磨体呈现倾泻状态，只有滚动和滑动，而没有足够的冲击力去击碎物料,磨机的生产能力降低。图2-1筒体转速对研磨体运动的影响(a)低转速；（b）适宜转速；（c）高转速2. 转速过高(图2-

21、1c)所示。当筒体转速过高时，由于惯性离心力的作用，研磨体贴附在筒体内壁上，与筒体共同回转而不下落，也就不能发挥冲击击碎物料的作用，磨机的工作效率很低。3. 转速适宜（图2-1b）所示，当筒体转速适宜时，由于惯性离心力作用的影响，研磨体贴附在筒体内壁上，与筒体一起回转做圆弧上升运动，并被带到适宜的高度，然后象抛射体一样下降，研磨体呈瀑布状态，以最大的冲击力将物料击碎;同时在筒体回转过程中，研磨体的滑动和滚动，也给与物料以研磨磨碎作用。很显然，在图2-1a和图2-1c的情况是得不到理想的粉磨的，只有在图1b中的情况才能得到良好的粉磨效果。因此，在设计磨机时，正确的选择转速，对于球磨机操作时有重大

22、意义的。 2.2 球磨机的主要参数计算2.2.1 球磨机的临界转速当磨机筒体的转速达到摸某一数值时，研磨体产生的离心力等于它本身的重力，因而使研磨体升至脱离角=0，即研磨体将紧贴附在筒体上，随筒体一起回转而不会降落下来，这个转速就称为临界转速。当研磨体处于极限位置时，脱离角=0，将此值代入研磨体运动基本方程式，可得临界转速，由4 （2-1）式中：临界转速，r/min；筒体有效半径，m；磨机筒体有效直径, m。代入公式 （2-2) 以上公式是在几个假定的基础上推导出来的，事实上，研磨体与研磨体、研磨与筒体之间是存在相对滑动的，而且物料对研磨体也是有影响的。因此，实际的临界转速比计算的理论转速要高

23、，且与磨机结构、衬板形状、研磨体填充率等因素有关。2.2.2 球磨机的理论适宜转速使研磨体产生最大粉碎功时的筒体转速称作球磨机的理论适宜转速。当靠近筒壁的最外层研磨体的的脱离角=5444时,研磨体具有最大的降落高度，对物料产生粉碎功最大。将=5444代入式cos，可得理论适宜转速，由4 代入公式 (2-3)2.2.3 球磨机的实际转速 根据水泥生产中磨机运转的经验和有关统计资料来确定磨机的实际工作转速。下面几个经验公式对干法磨机的实际工作的确定方法： 当D2m时 当1.8D2m时 当D1.8m时+（11.5） 由于本磨机的筒体内径为0.9m,所以选用第三个公式， (2-4)式中: ng球磨机的

24、实际工作转速，r/min； D球磨机筒体内径（规格直径），m。 磨机的有效内径，m2.2.4 球磨机的功率 计算球磨机功率的目的是为了能够正确的选择电动机的规格，选择或计算减速装置以及为球磨机筒体进行强度计算等提供依据。 球磨机运转时所需功率，其中一部分用于提升研磨体和物料至一定高度，并使之具有一定速度抛射出去，按抛物线轨迹下落，进行冲击击碎物料，另一小部分则是克服机械摩擦阻力，球磨机中空轴在主轴承中的摩擦，传动装置中的摩擦等消耗的功率，可用机械效率来考虑，则球磨机所需功率N0为 (2-5)式中 N0球磨机所需功率，kw G球磨机筒体内研磨体的总重量，N 球磨机的机械效率 中心传动球磨机，=0

25、.920.94，边缘传动球磨机，=0.860.90 球磨机电动机功率Nq应在需要功率N0的基础上再加大10%15%，此储备量用来克服球磨机启动时研磨体的惯性力和在工作时球磨机的可能过载。 代入公式得N0=15.7kwNq=（1.101.15）N0=（17.3018.06）kw 取用电机30kw。 2.2.5磨机的生产能力 影响磨机需用功率的因素很多，主要有以下几个方面：粉磨物料的种类、物理性质和产品细度；生产方法和流程；磨机及主要部件的性能；研磨体的填充率和级配；磨机的操作等。常用磨机生产能力计算式为： Q=0.2VDn(G/V)0.8 K （2-6）式中：磨机生产能力，t/h； V球磨机筒体

26、的有效容积，m D筒体的有效内径，m K球磨机单位功率单位时间的产量，t/（KWh）。代入公式得Q=0.55t/h 。球磨机的年生产能力, Qn=8760Q （2-7）式中:磨机的年生产能力，；磨机台时生产能力，；磨机的年利用率，生料开路磨80%，生料闭路磨78%，水泥开路磨85%,水泥闭路磨82%。所有系统的年利用率不得低于70%。代入公式 Qn=8760Q =8760800.55=3854.4t/y11洛阳理工学院毕业设计（论文） 第3章 球磨机的构造及主要零部件3.1 球磨机的构造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广泛。这种磨机由于筒体较长，可使物料在磨内被粉磨的时间较

27、长，得到成品的细度也较高。磨机的规格是以筒体的内D（m）和筒体长度L（m）的乘积来表示，本设计为0.93m球磨机。磨机根据生产方式、规格、卸料、支承、和传动方式的不同可分成多种类型,但在结构上大体相同,主要由以下基本部分组成（1）进料装置 包括下料斗，螺旋进料筒，或进料锥筒。（2）支承装置 分两端主轴承支承；混合支承（主轴承和滑履）；两端滑履等，（3）回转部分 包括中空轴，磨机筒体及磨内的隔仓板，衬板。挡料圈等部件。（4）卸料装置 分边缘卸料，中心卸料和中间卸料。（5）传动装置 分边缘传动和中心传动两种形式，包括主电机、辅助电机、减速机、传动轴及边缘传动的大小齿轮等。如图3-1为本次设计的球磨

28、机的主要构造磨机的两端用主轴承支承，此磨机为中心传动、中心卸料的球磨机。 图3-1 中心单传动 1-主电动机 2-联轴器 3-辅助电动机 4-主减速器 5-法兰 6-磨机筒体3.1.1进料装置 该部分由进料漏斗，套筒，螺旋叶片，装料接管，隔板，等组成，利用螺旋叶片进料，物料由进料口进入装料接管内，接管由钢板制成，内装有螺旋叶片和隔板，中空轴颈内装有套筒，套筒的里面焊有螺旋叶片。当接管和套筒随磨机旋转时，由进料口进入接管中的物料，在螺旋叶片的推动下进入隔板中，并由隔板带起流入套筒中，进入套筒中的物料在螺旋叶片的作用下被推入磨体中。3.1.2支撑装置 球磨机的主轴承（中空轴轴承）承担整个磨机回转部

29、分的重量。它一般球磨机的主轴承（中空轴轴承）承担整个磨机回转部分的重量。它一般是由轴瓦，轴承盖，轴承底座及润滑系统组成。轴瓦底面呈球面形，装在轴承底座的凹球面形。轴承一般多用铅基轴承合金制成。轴瓦的润滑有油泵供油式和油圈带油式等几种形式。油泵供油式一般是由过滤，冷却等装置组成闭路供油系统，润滑效果较好。主轴承分固定式和活动式两种形式。活动式只适用于磨机进料端。图3-2球磨机的主轴承 轴瓦与轴瓦支座之间用定位板来进行定位和限制其活动。3.1.3轴承的润滑 主轴承采用两种润滑方式：（1）在轴瓦与中空轴之间采用高压油泵加高压油润滑，使中空轴与轴瓦之间形成一层油膜，以达到润滑效果。（2）在支撑轴承上面

30、加低压油进行淋油润滑。主轴承润滑可采用动压和动静压两种方式，本次设计采用动静压结合的方式，静压启动，动压润滑的原理。 第4章 球磨机的回转部分设计4.1 回转部分的主要零部件 回转部分包括中空轴、磨机筒体、磨内隔仓板、衬板、出料蓖板等部件，本设计为中心传动磨机，本设计为短磨机筒体，筒体由钢板卷制而成，磨机的端盖和中空轴为焊接件，端盖内壁用螺栓固定有磨头盖衬板，以保护端盖不被磨损。在端盖与衬板之间的间隙处灌以水泥砂浆。在进料端中空轴里装有套筒，里装上螺旋叶片，促进物料的流进磨内，筒体两端中空轴安装在两主轴承上。物料由进料装置喂入磨机，经进口中空轴进入磨筒体内，受各仓研磨体冲击和研磨后，经出料篦板

31、出磨。 本机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机，电机，电控）等主要部分组成。中空轴采用铸钢件，内衬可拆换，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。本机运转平稳，工作可靠。4.2 筒体主要零部件4.2.1筒体筒体是磨机的主体，是磨机主要工作部件之一，物料是在筒体内被研磨体冲击和研磨而磨成细粉的。1）筒体材料筒体工作时，除受研磨体的静载荷作用外，还受到研磨体的冲击作用。筒体是薄壁圆筒，承受交变重载荷，并长期低速连续运转。筒体属于不更换的零件，要保证工作中安全可靠，并能长期连续使用，所以要求制造筒体的金属材料的强度要高，塑性要好，且应具有一定的抗冲击性能。筒体是由钢板卷制焊接而成的，要求可焊性要

32、好。因此，一般用于制造筒体的材料是普通结构钢板Q235，它的强度、塑性、可焊性都能满足这些要求。16Mn钢比Q235在机械强度较好，故一般为筒体的首选材料。还可选用锅炉钢板20g和20号优质结构钢。由于我国低合金高强度钢的迅速发展，近年来新设计的大型磨机的筒体多采用16Mn钢板制造，其弹性强度极限s比Q235约高50%，耐蚀能力也比Q235高50%，冲击韧性（尤其在低温时）比Q235高。而且16Mn还具有良好的切削加工性、可焊性、耐磨性和耐疲劳性。所以，16Mn是当前制造筒体的较优先采用的材料。A.钢板材质和厚度的选择筒体属于不更换的零件，要保证工作中安全可靠，并能长期连续使用。所以要求制造筒

33、体的材料的金属材料的强度要高，塑性要好，且应具有一定的抗冲击性能。筒体是由钢板卷制而成，要求可焊性要好。因此，一般用于制造筒体的材料是普通结构钢板Q235，它的强度、塑性、可焊性都能满足这些要求，且易购到。根据经验公式筒壁厚=（0.010.02）D=9mm18mm这里设计选取12mm （4-1） 式中: D筒体的规格直径，m； 筒体的有效直径，m； 衬板厚度，m；取=0.04m。代入公式（4-1） b.筒体的有效长度 （4-2） 式中: 筒体的规定长度，m；筒体的有效长度，m；、分别为隔仓板、端盖衬板、扬料装置的厚度,m；取0.3m。代入公式(4-2) C.筒体钢板的排列原则a.充分利用钢板的

34、规格尺寸和卷板机的最大能力，使筒体的焊缝总长达到最短为原则来排列钢板，厚钢板与薄钢板对接焊的过渡斜率不大于1：10为宜。当筒体纵、环焊缝在排列中发生矛盾时，应以减少纵焊缝为主来处理，这是基于焊接应力场的矢向都平行于筒体素线，避免形成应力叠加来考虑的。筒体段节间的纵向焊缝，应按100mm的整倍数错开，这是基于筒体上的衬板螺栓孔的周向节距是按100mm考虑的，这样可使各段节筒体上的螺栓孔，得到距焊缝最大的距离。b.焊缝距各种孔边的最小距离 焊缝不许通过筒体上的任何开孔。焊缝坡口边至孔边的最小距离为筒体厚度的2倍且不小于75mm为宜。当焊缝必须通过人孔加强板下面时，该焊缝必须全长磨平，磨平表面的粗糙

35、度不应低于钢板表面的相应值。4.2.2 筒体的计算A作用于筒体的总载荷Q，由4a.磨机回转部分的重力 （4-3）式中:磨机回转部分的重力，N；磨机筒体的重力，N；磨机磨头和磨尾的总重力，N；磨机研磨体的重力，N；磨机衬板的重力，N；磨机隔仓板的重力，N；磨机内物料的重力，N. (4-4)代入公式(4-4) 代入公式 (4-5)4.2.3 筒体设计 表4-1筒体基本尺寸符号Bhab短筒磨机0.01D(22.5) (44.5)d300500管磨机0.01D +(35)(22.5)(44.5)d300500 图4-1筒体结构图图3筒体图由以上公式可得B=(22.5) =2430mm 取B的大小为30

36、mmB筒体与端盖的联接形式 筒体与磨头端盖的联接形式有以下三种：a.外接型法兰联接在磨机规格大型化之前，筒体采用外接型法兰与端盖相联接的结构被广泛应用，其特点是与磨头组装比较方便，但筒体外形直径大，切削加工面和材料消耗也比较大。b.内接型法兰联接内接型法兰联接是大中型磨体广泛采用的结构。其特点是原材料的利用率相当高，结构设计比较合理。c.无法兰联接无法兰联接实际上是将筒体和磨头端盖直接焊为一体的结构形式，焊接接头都是对接焊结构。从端盖结构的发展趋势来看，这种无法兰对接焊联接的 形式，将通用于各种规格和各种类型的磨体，因为它具有结构合理、制造简便和使用可靠等特点。本磨机选用的是外接法兰联接。 4

37、.2.4 磨门与人孔磨门是为封闭人孔设置的，要求装卸方便、固定牢固。人孔的主要作用是：检修和更换磨体内的各种易损件，装卸研磨体以及对磨内物料的采样。A.磨门磨门分“内提式”和“外盖式”两种结构类型。a.内提式磨门内提式磨门有两种结构形式：一种是把磨门和磨门衬板铸造成一整体这种结构只适用于韧性高的耐磨材料，因为造型大而复杂，脆性材料容易断裂。另一种结构是把磨门和磨门衬板分开制造。磨门衬板用螺栓固定在型钢或铸钢制造的磨门上，然后用弓形架再把磨门固定在筒体上。b.外盖式磨门外盖式磨门的突出优点是磨门衬板和筒体衬板完全一样。本磨机选用的是外盖式磨门。B人孔a.内提式磨门的人孔内提式磨门的人孔有带补强板

38、和不带补强板之分。b.外盖式磨门的人孔外盖式磨门的人孔，均须设置固定磨门的“人孔框”。人孔框同时也起到补强板的作用，与筒体的联接均采用铆钉铆接。人孔的尺寸、孔口倒棱、孔面粗糙以及四个孔角的圆角半径等，基本要求和内提式磨门的人孔相同。4.3 中空轴的设计中空轴的材料为ZG230-450。 表42中空轴材料牌号抗拉强度b（MPa）屈服强度s（MPa）伸长率%硬度应用举例正火回火HBS淬火HRC ZG230-45045023022131铸造平坦的零件，如机座，机盖，箱体等焊接性良好。 表43中空轴尺寸 d1 b0 b hf（0.350.40）D（0.450.60）（0.060.07） 2mm注：D筒

39、体直径，筒体的壁厚, h为中空轴的厚度d0=350mm初定中空轴内径=300mm，总长为680mm= +34cm, 中空轴的轴肩直径,取= 360mm r =(0.050.10),r 轴根圆角半径,取 r = 100mm 当=90时，+1.01.5cm 由主轴承中心至法兰端面的距离，取 = 450 mm 法兰外径,取=1100mm。 法兰厚度，一般不应小于端盖法兰部位的厚度，30mm 。 螺栓孔直径，由螺栓直径决定，应使0.7,=21mm取螺栓直径为20mm，则=1032.81059mm;取 = 1050mm ,螺栓分布圆直径 图4-2 中空轴4.4 衬板的作用 衬板的作用是保护筒体使其免受研

40、磨体和衬板的作用是保护筒体使其免受研磨体和物料的直接冲击和研磨，同时也可调整研磨体的运动状态。一仓装有提升能力强的衬板，以增强冲击能量，细磨仓装有波纹或平衬板，以增强研磨作用。4.4.1 衬板的材料球磨机衬板大多数用金属材料制造，也有少量用非金属材料制造。由于各仓内研磨体运动状态不同，为适应这种工作状态的要求，制造各仓衬板材料就不同。在粉碎仓，研磨体以冲击作用为主，要求衬板应具有抗冲击和耐磨特性。普遍采用高锰钢（ZGMn13）作衬板材料。它具有一定的抗冲击韧性，并且在受到一定的冲击时，它的表面产生冷作硬化，表面变得坚硬耐磨，一般硬度在HB300350，韧性相当高，冲击值可达700Nm/cm2。

41、但在使用中，容易过早反凸弯曲变形，拉断固定螺栓，造成衬板脱落，使之寿命降低，一般平均寿命在50006000。高烙铸铁，耐磨性好，在耐磨材料中居首。硬度高，所以是一种脆性材料。但经过适当的处理，可以制作粗磨仓衬板。磨机上结构复杂及薄壁大件不宜采用高烙铸铁，如隔仓篦板，磨头衬板等。现在高烙铸铁已发展了四种牌号，为了提高韧性随之而来的出现了高烙铸钢等材料。目前耐磨材料还可选用低烙铸铁、12硅锰烙钼钢、低碳硅锰合金钢、低合金高强度钢等耐磨材料。4.4.2衬板的种类 衬板的种类按工作表面形状分类比较直观，有以下类型：A. 平衬板 工作表面平整或铸有花纹的衬板均称平衬板。它对研磨体的摩擦力小，研磨体在它上

42、面产生的滑动现象较大，对物料的研磨作用强，通常多与波纹衬板配合用于用于细磨仓。B. 压条衬板 由平衬板和压条衬班组成。压条上有螺栓孔，螺栓穿过螺孔将压条和衬板（衬板上无孔）固定在筒体内壁上。压条高出衬板，可增大对研磨体的提升作用，使研磨体具有较大的冲击研磨力。适用于一仓，特别是入磨物料粒度大的一仓。C. 阶梯衬板 它的工作表面呈一倾角，安装后出现很多阶梯，可以加大对研磨体的推力。对同一层钢球的提升高度均匀一致，衬板表面磨损均匀，即磨损后表面形状改变不明显。适用于管磨机的一仓。D. 小波纹衬板 小波纹衬板具有较小的波峰和节距，提升系数小，开有锥形孔，适用于细磨仓。E. 端盖衬板 衬板表面是光滑的，用螺栓固定在磨机端盖上，以保护端盖免受研磨体和物料的磨损。F. 锥面分级衬板 衬板断面形状和在磨仓内的铺设所示。锥面分级衬板形状的主要特点是沿轴向具有斜度。在磨内安装方向是大端向着磨尾，也就是靠近料端直径大，出料端直径小。因分级衬板沿轴向具有斜度，能自动的使磨内钢球在粉磨过程中按物料粉磨规律