畢業(yè)設計任務書學生姓名 學號 班 級指導教師 職稱 單 位畢業(yè)設計（論文）題目星式球磨機設計畢業(yè)設計主要內(nèi)容和要求：本次設計所研究的新型球磨機是星式傳動式的球磨機。它與現(xiàn)有齒輪傳動式的球磨機的主要結構區(qū)別在于：多了一些制造費用低廉的滾子及短軸，少了一般球磨機所慣有的大齒輪和大主軸承，主軸承座等等。摩擦傳動方式的球磨機的關鍵問題是齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩傳遞方式由摩擦輪傳動的轉(zhuǎn)矩傳遞方式替代，筒體的重量從由本來的主軸承和主軸承座承受轉(zhuǎn)化為由滾子來承受，筒體的軸向限位和徑向限位從由軸承座限制轉(zhuǎn)化為由滾子和單獨的軸向限位裝置來限制。主要參考資料：[1]Zheng Shuilin Hao Baohong Mao Jufan .STUDY ON MACHANOCHEMICAL EFFECT OF POWDERV QUARTZ IN DRY AND WET GRINDING[J]. Journal of Wuhan University of Technology. Journal of Wuhan University of Technology. Vol. 11 No. 2：1～6[2]ZHOU Guofuand H. Bakker.Novel spin glasses by mechanical milling[J]. SCIENCE IN CHINA (Series E)，August 1996， Vol. 39 No. 4：354～368[3]常松枝 李德謙 趙紅霞等 .調(diào)窯時歪托輪的擋數(shù)推導及分析[J].洛陽工業(yè)高等?？茖W校學報. 1998 年 9 月.第 8 卷第 3 期：12～14[4]程鴻機 俞美.回轉(zhuǎn)窯托輪的調(diào)整及改進方法[J]. 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業(yè)學 生 姓 名學 號指 導 教 師 職 稱年 4 月 26 日 本 科 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 文 獻 綜 述系 別： 工程技術系 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化姓 名： 學 號： 年 3 月 1 日21 引言如今的球磨機大致可分為立式和臥式兩種。立式攪拌球磨機，由于采用新式設計，與滾筒式球磨機相比，具有自己獨特的優(yōu)點。它是通過電機驅(qū)動立式減速度，通過聯(lián)軸節(jié)帶動內(nèi)轉(zhuǎn)子研磨裝置旋轉(zhuǎn)，使介質(zhì)球、磨料、水混合液懸浮研磨。設備運行過程中，桶體固定不動，僅僅攪拌器發(fā)揮強有力的作用，故可在不停機的情況下進行抽樣檢驗和添加磨料。球磨機底部的過濾系統(tǒng)能夠檢驗磨粒是否符合規(guī)格，以便于大顆粒的再次研磨，以達到研磨和分散的需要。2 球磨機的攪拌設備攪拌可以使用兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相分散，從而達到均勻混合；也可以加速傳熱和傳質(zhì)過程。攪拌操作的例子頗為常見，例如在化驗室里制備某種鹽類的水溶液時，為了加速溶解，常常用玻璃棒將燒杯中的液體進行攪拌。又如為了制備某種懸浮液，就要用玻璃棒不斷的攪動容器中的液體，使固體顆粒不致沉下，而保持它在液體中的懸浮狀態(tài)。在工業(yè)生產(chǎn)中，攪拌操作是從化學工業(yè)開始的，圍繞食品、纖維、造紙、石油、水處理等，作為工業(yè)過程的一部分而被廣泛應用。在工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)的攪拌操作均系機械攪拌，攪拌設備主要由攪拌裝置、軸封、和攪拌罐三大部分組成。其中，攪拌設備分為：傳動裝置、攪拌器、攪拌軸；攪拌罐又分為：罐體和附件兩種。攪拌設備在工業(yè)生產(chǎn)中的應用范圍很廣，尤其是化學工業(yè)中，很多的化學生產(chǎn)都或多或少的應用著攪拌操作?；瘜W工藝過程的種種化學變化，是以參加反應物質(zhì)的充分混合為前提的，對于加熱，冷卻和液體萃取以及氣體吸收等物理變化過程，也往往要采用攪拌操作才能得到好的效果。攪拌設備在許多場合是作為反應釜來應用的 [12]。攪拌設備的應用范圍之所以這樣廣泛，還因攪拌設備操作條件（如濃度、溫度、停留時間等）的可控范圍較廣，又能適應多樣化的生產(chǎn)。使物料均勻混合。使氣體在液相中很好的分散。使固體粒子在液相中均勻的懸浮。使不相溶的另一液相均勻懸浮或充分乳化。強化相間的傳質(zhì)。強化傳熱。對于均勻相反應，混合的快慢，均勻程度和傳熱情況的好壞，都會影響效果。至于非均勻相系統(tǒng)，則還影響到相界面的大小和相間的傳質(zhì)速度，情況就更復雜，所以攪拌情況的改變，常很敏感的影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。如果攪拌情況不好，就會造成傳熱系數(shù)下降或局部過熱，使物料分散不均勻，影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，也容易導致物料粘壁，使反應不能很好的進行下去。 3攪拌設備使用歷史悠久，應用范圍廣，但對攪拌操作的科學研究還很不夠。攪拌操作看起來似乎簡單，但實際上，它所涉及的因素卻極為復雜。對于攪拌器形式的選擇，從工藝的觀點以及力學觀點來說，迄今都是研究得不夠的。過去有很多文獻論述了攪拌設備的動力消耗，并給出了不少情況下的計算公式，但是由于介質(zhì)操作條件的不同，物理化學性能的差異，容器形狀及內(nèi)部設施的不同以及各種攪拌器性質(zhì)上的區(qū)別，正確確定攪拌功率并適當?shù)倪x擇驅(qū)動電機是十分困難的。在沒有模擬試驗的情況下,設計新的攪拌設備時，常采用現(xiàn)有的設備數(shù)據(jù)的方法，寧大勿小，結果造成了不少浪費。國內(nèi)有些單位對一些生產(chǎn)中的攪拌設備進行了功率測試，從測試的結果可以看到，由于功率消耗難以計算準確，電動機選用過大，造成了負荷率很低的的不合理的現(xiàn)象。對于攪拌設備的研究，除功率問題外，有關攪拌的流體力學研究具有重要意義。這方面已做了許多工作，但尚需擴大和深入。在液體中進行攪拌時，攪拌器的功能不僅引起液體的整個運動，而且要在液體中產(chǎn)生湍動，湍動的程度與攪拌器使液體旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋渦現(xiàn)象有密切關系。這些旋渦因經(jīng)常的互相撞擊和破裂，使液體受到劇烈的攪拌。由此可見在攪拌操作中，對于流體力學理論的研究是極其重要的。關于攪拌器，除非遇有特殊的任務，需要特殊設計之外，現(xiàn)有的各種攪拌器，尤其是常用的框式、平槳式、推進式和渦輪式等已足夠應用。而且這些攪拌器已有相應的標準，所以對已有攪拌器性能的深刻了解，應予以更多地注意，以便使他們在使用中能夠充分的發(fā)揮作用。渦輪式攪拌器現(xiàn)正被廣泛使用，因為這種攪拌器在工業(yè)上適應性是很大的，它幾乎能有效的完成所有的攪拌任務，并能處理那些特別是化學工業(yè)中經(jīng)常遇到的各種粘度的物料。攪拌設備可以從各種不同的角度進行分類，如按工藝用途分、按攪拌器結構型式分或按攪拌裝置的安裝型式分等等。從按攪拌裝置的安裝型式分，可以分為（1）立式容器中心攪拌（2）偏心式攪拌（3）傾斜式攪拌（4）底攪拌（5）臥式容器攪拌（6）旁入式攪拌六種，其中旁入式攪拌又可以分為角度固定的旁入式攪拌和角度可變的旁入式攪拌兩種。設計中選用立式容器中心攪拌。這種攪拌裝置安裝在立式設備筒體的中心線上，驅(qū)動方式采用皮帶傳動和齒輪傳動，用普通電機直接連接或與減速機直接連接。3 主要技術介紹在選擇電動機的時候，攪拌器上常用的減速裝置是裝在設備上的齒輪減速機、渦輪減速機、三角皮帶以及擺線針齒行星減速機等。其中最常的是固定和4可移動的齒輪減速攪拌器，這是由于他們加工費用低、結構簡單、裝配檢修方便。有時由于設備條件的限制或其他情況必須采用臥式減速機時，也可利用一對傘齒輪來改變方向，但須注意由于只有一個軸承所以必須設置底軸承。這種結構因為傘齒輪不是浸在油箱內(nèi)，故不能應用在有防火，防爆要求的場合。減速機價格較貴，制造困難，因此，如果速比不大，可采用三角皮帶減速，但不要在有爆炸危險場合使用。我們所設計的設備是為實驗所用，因此選用三角皮帶減速。當攪拌器由靜止啟動時，槳葉要克服自身的慣性，還要克服槳葉所推動的液體的慣性以及液體的摩擦力。這時槳葉與液體的相對速度很大，槳葉受液體阻力的作用面積最大，因而所需的功率值必然較大，這就是所謂的攪拌器的啟動功率。攪拌過程進行時需要動力，籠統(tǒng)地稱這動力時就可叫做攪拌功率。但仔細進行分析時，就會發(fā)現(xiàn)所謂攪拌功率實際上包含了兩個不同的而又有兩系的概念，這就是攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率。具有一定結構形狀的設備中裝有一定物性的液體，其中用一定形式的攪拌器以一定轉(zhuǎn)速進行攪拌時，將對液體做功并使之發(fā)生流動，這時為使攪拌器連續(xù)運轉(zhuǎn)所需要的功率就是攪拌器功率。顯然攪拌器功率是攪拌器的幾何參數(shù)、攪拌槽的幾何參數(shù)、物料的物性參數(shù)和攪拌器的運轉(zhuǎn)參數(shù)等的函數(shù)。這里所指的攪拌器功率不包括機械傳動和軸封部分所消耗的動力。被攪拌的介質(zhì)在流動狀態(tài)下都要進行一定的物理過程或化學反應過程，即都有一定的目的，其中有的混合，有的分，有的傳熱，有的溶解等等。不同的攪拌過程不同的物性、物料量在完成其過程時所需要的動力不同，這是由工藝過程的特性所決定的。這個動力的大小是被攪拌的介質(zhì)的物理、化學性能以及各種攪拌過程所要求的最終結果的函數(shù)。我們把攪拌器使攪拌槽中的液體以最佳方式完成攪拌過程所需要的功率叫做攪拌作業(yè)功率。在處理攪拌過程的功率的問題時，最好是能夠知道為了達到攪拌過程所要求的結果而必須用于被攪拌介質(zhì)的功率即攪拌作業(yè)功率，同時運用攪拌器的功率的概念，來提供一套能向被攪拌介質(zhì)中輸入足夠功率的攪拌裝置。最理想的狀況當然是腳板其功率正好就等于攪拌作業(yè)功率，這就可使攪拌過程以最佳方式完成。攪拌器功率小于攪拌作業(yè)功率時，可能使過程無法完成，也可能拖長操作時間而得不到最佳方式。而攪拌器的功率過分大于攪拌作業(yè)功率時，只能浪費動力而于過程無益。遺憾的是目前無論攪拌器的功率也好，攪拌作業(yè)功率也好，都還沒有很準確的求法，當然也很難評價最佳方式是否達到的問題。生產(chǎn)實踐中攪拌器功率不足的問題易于察覺，而攪拌器功率過大造成浪費的問題則容易被忽視。5帶傳動是由固連于主動輪上的帶輪，固連于從動輪上的帶輪和緊套在兩輪上的傳動帶組成的。當原動機驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)動時，由于帶和帶輪間的摩擦，便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞一定動力。帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉以及緩沖吸振等特點，因此被廣泛應用。在帶傳動中，常用的有平帶傳動、V 帶傳動、多楔帶傳動和同步帶傳動等。平帶傳動結構最簡單，帶輪也容易制造，在傳動中心距較大的情況下應用較多。常用的平帶有帆布芯平帶、編織平帶、錦綸片復合平帶等數(shù)種，其中以帆布芯平帶應用最廣。在一般機械傳動中，應用最廣的是 V 帶傳動。V 帶截面成等腰梯形，帶輪上也做出相應的輪槽。傳動時，V 帶只和輪槽的兩個面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦原理，在同樣的張緊力下，V 帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。這是 V 帶傳動性能上的最主要的優(yōu)點。再加上 V 帶傳動允許的傳動比較大，結構較緊湊，以及 V 帶多以標準化并大量生產(chǎn)等優(yōu)點，因而 V 帶傳動的應用逼平帶傳動廣泛的多。多楔帶兼有平帶和 V 帶的優(yōu)點：柔性好，摩擦力大，能傳遞的功率較大，并解決了多根 V 帶長短不一而使帶受力不均的問題。多楔帶主要用于傳遞功率較大而結構要求緊湊的場合。綜合上面各種帶的優(yōu)缺點，在設計中選擇的帶傳動為 V 帶傳動。4 發(fā)展趨勢球磨機作為傳統(tǒng)的粉磨設備，已經(jīng)有了 100 多年的歷史。它作為將固體物料細化制粉的重要設備，廣泛應用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、電力、醫(yī)藥以及國防工業(yè)等部門。尤其是冶金工業(yè)中的選礦部門，磨礦作業(yè)更是具有十分重要的地位。由于球磨機處理能力和粉磨后的粒度對后續(xù)作業(yè)的效率和整體生產(chǎn)流程的技術經(jīng)濟指標影響顯著，所以，有關球磨機的研究在國內(nèi)外一直受到廣泛關注和高度重視。近幾年來，由于能源費用增長，礦石品位的下降，降低建設投資和生產(chǎn)費用是世界各國礦山工業(yè)面臨的一個嚴峻問題，采用高效大型設備是現(xiàn)代選礦廠建設的主要傾向，球磨機的大型化已成為技術發(fā)展的方向。強度再高的礦石進到大型磨機里，經(jīng)過研磨、粉碎都將成為粉末狀。只有這樣，低品位的礦石以及礦石再利用才能夠?qū)崿F(xiàn)。20 世紀八十年代國際上曾有預測，認為球磨機合理的最大規(guī)格是直徑 5 米，原因是磨球工作時存在低效率的蠕動區(qū)，但實際上球磨機向大型化發(fā)展的步伐一直都未停止。隨著球磨機的大型化，軸承作為球磨機的關鍵部件，其工作的穩(wěn)定性將直接影響球磨機生產(chǎn)能否正常運行。從傳統(tǒng)的小型球磨機發(fā)展到目前筒體直徑能6達到 7 米以上的大型球磨機，其主軸承的使用主要有普通滑動軸承、滾動軸承、動壓軸承、靜-動壓軸承、靜壓軸承。目前靜壓軸承以其可靠性高、使用壽命長、能耗小、承載能力大等特點，在大型球磨機中應用比較廣泛。球磨機無論是靜止還是轉(zhuǎn)動，都是靠外界的高壓油作用下在軸瓦和中空軸之間形成一層較厚的油膜實現(xiàn)全液體潤滑。靜壓軸承的潤滑狀態(tài)和油膜壓力與中空軸轉(zhuǎn)速的關系很小，球磨機起動與工作時，軸瓦與中空軸間始終處于純液體摩擦潤滑狀態(tài)，不易擦傷軸瓦。而且靜壓軸承的承載能力主要與油壓有關，提高油壓可以提高油膜的承載能力。由于液體靜壓軸承在純液體潤滑狀態(tài)下工作，其摩擦副表面不直接接觸，因而磨損極小，壽命長，理論上可以稱為無限壽命。7參考文獻[1] 陳 勇, 張 健 水泥磨系統(tǒng)增產(chǎn)調(diào)試 亞泰集團哈爾濱水泥有限公司制成車間, 黑龍江 哈爾濱 [2] 王繼杰 球磨機的研究進展及實用技術綜述 咸陽陶瓷設計研究院 咸陽 [3] 劉景洲 水泥機械設備安裝、修理及典型實例分析 2002 年[4] 王仲春 水泥工業(yè)粉磨工藝技術中國建材工業(yè)出版社 2006 年 1 月第一版[5] 褚瑞卿 建材通用機械與設備[M].武漢：武漢工業(yè)大學出版社，1995.11. [6] 汪瀾 水泥工程師手冊 中國建材工業(yè)出版社 1997 年 12 月[7] 朱昆泉 建材機械工程手冊[M]．武漢：武漢理工大學出版社，2000.[8] 許林發(fā) 建筑材料機械設計[M]. 第一版. 武漢：武漢工業(yè)大學出版社，1997.[9] 吳宗澤 機械結構設計[M]. 第一版. 北京：機械工業(yè)出版社，1988.[10]江旭昌 管磨機[M]．北京：中國建材工業(yè)出版社，1992.12 畢業(yè)設計開題報告學生姓名 學號 專業(yè)班級指導教師 職稱 單 位課題性質(zhì) 設計? 論文□ 課題來源 科研□ 教學□ 生產(chǎn)? 其它□畢業(yè)設計題目 星式球磨機的設計一、研究的目的、意義目的：現(xiàn)如今建筑材料的生產(chǎn)，從原料、燃料以及半成品都需要進行有目的的破碎和粉磨，其目的是使原料、燃料和半成品的表面積增加,用來提高物理作用的效果及化學反應的速度，從而達到促進均勻混合，提高材料的流動性，便于貯存和運輸，提高產(chǎn)量等。例如一些材料比如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，表面積越大。為了改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，減少動力的消耗，降低生產(chǎn)的成本，即達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗具有重要意義。球磨機不但在建材工業(yè)中廣泛應用，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)點是：對于研磨的物料適應性強；粉碎比例大；適應強；結構簡單、堅固、操作可靠，維護管理方便，能長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。缺點是：工作效率低；體形笨重；磨機轉(zhuǎn)速低；研磨體和襯板的消耗量大；操作時噪聲大。在這些問題當中需要進一步的解決，首先是減少過粉碎問題：粉碎工序要求把全部或絕大部分產(chǎn)品粉碎至一定粒度以下，但其中小于某一粒度的產(chǎn)品應力求減少；其次是“超細粉碎”的問題，有人做過試驗，在小型球磨機內(nèi)將原料長時間研磨，開始時磨碎細度隨研磨時間的增加而變細，但經(jīng)過一定時間后即達到所謂“磨礦限” ，盡管研磨時間繼續(xù)增加，粒度不再變細或變化很慢，甚至由于粉末表面積增加而出現(xiàn)聚集現(xiàn)象，表現(xiàn)為粒度變粗，這種情況嚴重的影響了磨碎質(zhì)量。大型選礦廠用的粉碎機不但尺寸和重量很大，而且消耗功率很多，粉碎工具的磨損費用很高。意義：在工業(yè)上各種的工業(yè)設備都有各自的作用，例如星式球磨機的作用在于粉碎，而粉碎則是把大粒度物料利用破碎機或磨碎機來破碎至較細粒度的過程。材料破碎的目的如下：使材料中的有用成分解離。由于某種材料中的有用成分同雜質(zhì)緊密地結合在一起，只有將其充分粉碎，才能使有用成分釋放出來，即所謂“解離” 。使物料的表面積增加。材料的表面積是單位重量或體積的物料的表面，物料的粒度越小，表面積將越大。增加物料的表面積的目的有：使物料同周圍介質(zhì)的接觸面積增大，反應的速度增加；在水泥工業(yè)中需要提高水泥的標號；為原料的下一步加工作準備便于使用，貯存和運輸。在制備混凝土時，不僅石料需要破碎至一定的粒度，而且當天然砂不足時，可用粉碎方法制備人造砂；用于材料科學與環(huán)境保護。在其他一些工業(yè)部門中，粉碎設備或粉碎車間的工作量占總工作量的比重雖不大，但往往對它有較高的技術要求，否則會影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量和總的經(jīng)濟效益。二﹑現(xiàn)狀：球磨機作為傳統(tǒng)的粉磨設備，已經(jīng)有了 100 多年的歷史。它作為將固體物料細化制粉的重要設備，廣泛應用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、電力、醫(yī)藥以及國防工業(yè)等部門。尤其是冶金工業(yè)中的選礦部門，磨礦作業(yè)更是具有十分重要的地位。由于球磨機處理能力和粉磨后的粒度對后續(xù)作業(yè)的效率和整體生產(chǎn)流程的技術經(jīng)濟指標影響顯著，所以，有關球磨機的研究在國內(nèi)外一直受到廣泛關注和高度重視。近幾年來，由于能源費用增長，礦石品位的下降，降低建設投資和生產(chǎn)費用是世界各國礦山工業(yè)面臨的一個嚴峻問題，采用高效大型設備是現(xiàn)代選礦廠建設的主要傾向，球磨機的大型化已成為技術發(fā)展的方向。強度再高的礦石進到大型磨機里，經(jīng)過研磨、粉碎都將成為粉末狀。20 世紀八十年代國際上曾有預測，認為球磨機合理的最大規(guī)格是直徑 5 米，原因是磨球工作時存在低效率的蠕動區(qū)，但實際上球磨機向大型化發(fā)展的步伐一直都未停止。在選礦、水泥、建筑材料、煤炭、化工等許多工業(yè)部門中都需要磨碎作業(yè)。球磨機、棒磨機和管磨機是這些工業(yè)部門最重要的設備之一。這類磨碎機的主要機件都是一個緩慢旋轉(zhuǎn)的筒體，里面裝有大量磨礦介質(zhì)（簡稱磨介） ，由于其轉(zhuǎn)速較慢，可稱為慢速磨碎機。這類磨碎機的重量大、造價高、功耗多、操作費用昂貴，對于企業(yè)的投資、產(chǎn)品的質(zhì)量以及操作運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟合理性，有很大的影響。在選礦工業(yè)中，除某些砂礦不需要經(jīng)過磨碎外，一般金屬礦石是細粒嵌布的，需要經(jīng)過磨碎使礦石中各個成分彼此分離，才能順利地進行選別。選別指標（指精礦品位和金屬回收率）在很大程度上取決于磨碎作業(yè)的操作。如磨碎產(chǎn)品細度不夠，各成分之間未能達到單體分離，選用指標就不能提高；但是，如果磨碎的粒度過細，往往又惡化選別過程?，F(xiàn)代化的磨碎機則具有生產(chǎn)效率高、運轉(zhuǎn)可靠、維修操作方便等特點。長期以來，雖然人們對于這類磨碎機的磨碎理論、同磨碎機配套的設備、以及磨碎流程等都做過深入的研究，但由于物料性質(zhì)、設備結構、操作條件及對物料磨碎的要求各不相同，除了進行理論分析外，仍需要結合生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗，才能圓滿的解決這類磨碎機的工作參數(shù)、襯板形狀、磨介配比以及磨碎的工藝流程等問題。3、設計內(nèi)容本次設計所研究的新型球磨機是星式傳動式的球磨機。它與現(xiàn)有齒輪傳動式的球磨機的主要結構區(qū)別在于：多了一些制造費用低廉的滾子及短軸，少了一般球磨機所慣有的大齒輪和大主軸承，主軸承座等等。摩擦傳動方式的球磨機的關鍵問題是齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩傳遞方式由摩擦輪傳動的轉(zhuǎn)矩傳遞方式替代，筒體的重量從由本來的主軸承和主軸承座承受轉(zhuǎn)化為由滾子來承受，筒體的軸向限位和徑向限位從由軸承座限制轉(zhuǎn)化為由滾子和單獨的軸向限位裝置來限制。四、進度安排1. 查閱資料，完成開題報告； 2011.12.10—2011.12.202. 結合課題進行外文資料閱讀，完成英文翻譯； 2011.12.21—2011.12.313. 學習、了解相關的知識，完成文獻綜述； 2012.1.1—2012.1.204．設計并繪制被加工零件的工序圖； 2012.1.21—2012.2.15. 設計并繪制被加工零件的加工示意圖； 2012.2.2—2012.3.206．設計并繪制總裝配圖； 2012.3.21—2012.4.207．整理資料，編寫設計說明書；準備答辯。 2012.4.21—2012.5.55、研究方案摩擦傳動的方案和摩擦輪的材料等；其次，要確定筒體和滾子的受力情況，同時摩擦傳動的重要數(shù)據(jù)傳動比和主傳動軸的軸徑等等也要確定，另外還有一些與此相關的聯(lián)接和固定甚至起動的部件需要選擇；再者，確定滾子的個數(shù)和分組，滾子的結構設計，軸的結構設計，筒體軸向限位裝置的設計等；最后，摩擦傳動機構中的幾個重要零部件的校核，主傳動軸的強度和剛度的校核，各個聯(lián)接鍵的強度校核，軸承的壽命計算等。6、參考文獻[1]Zheng Shuilin Hao Baohong Mao Jufan .STUDY ON MACHANOCHEMICAL EFFECT OF POWDERV QUARTZ IN DRY AND WET GRINDING[J]. 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Firstly, according to the specifications of the choice of the planet ball mill ball mill and the main technical parameters, and selection of the friction wheel drive type and the friction wheel material, as well as the friction wheel transmission mechanism scheme reasoning and choice. Secondly, through the calculation of the friction drive mechanism of important data in the calculus and determine: which includes the transmission ratio and the shaft diameter determination, which contains the original transmission ratio, the choice of motor, coupling, reducer selection according to the torque estimation, shaft, bearing and bearing seat choice, the choice of coupling as the number and grouping; roller structure design; structural design; the cylinder axial spacing device design. But also to design an open stream forms can realize the circle flow process of grinding process system, taken using a new type of high efficiency sieving bin isolation board and a discharging device, and adjusting each chamber length to solve the problems. At the same time using the new welding process, reduce the production cost of grinding mill.Key words：ball mill；motor ；coupler；reducer目 錄摘 要 .11 引言 .11.1 星式球磨機的作用 .11.1.1 問題的提出 .11.1.2 研究意義 .11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .21.3 不同類型的球磨機在粉碎技術的應用 .32 星式球磨機的整體設計 .52.1 球磨機的結構 .52.2 球磨機的傳動方式及傳動比 62.3 星式球磨機的功率和電機的選取 .72.3.1 球磨機的功率 .72.3.2 電機的選取 .82.4 減速器和偶合器的選擇 .82.5 其他零件的選擇 102.5.1 軸徑和聯(lián)軸器的選擇 102.5.2 軸承的選取 103 星式球磨機滾子的設計 113.1 滾子的厚度 .113.2 滾子的間距 123.3 剛滾架 134 筒體裝置的設計 154.1 筒體的設計與計算 154.1.1 筒體的結構 154.1.2 筒體的計算 174.2 磨頭的結構 185 軸的設計與校核 195.1 軸的結構設計 195.2 軸的強度校核 205.3 剛滾架與軸的連接 215.4 剛滾架與滾子的連接 .226 結語 .24參考文獻 25致 謝 26星式球磨機設計01 引言1.1 星式球磨機的作用1.1.1 問題的提出現(xiàn)如今建筑材料的生產(chǎn)，從原料、燃料以及半成品都需要進行有目的的破碎和粉磨，其目的是使原料、燃料和半成品的表面積增加,用來提高物理作用的效果及化學反應的速度，從而達到促進均勻混合，提高材料的流動性，便于貯存和運輸，提高產(chǎn)量等。例如一些材料比如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，表面積越大。為了改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，減少動力的消耗，降低生產(chǎn)的成本，即達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗具有重要意義。球磨機不但在建材工業(yè)中廣泛應用，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)點是：對于研磨的物料適應性強；粉碎比例大；適應強；結構簡單、堅固、操作可靠，維護管理方便，能長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。缺點是：工作效率低；體形笨重；磨機轉(zhuǎn)速低；研磨體和襯板的消耗量大；操作時噪聲大。在這些問題當中需要進一步的解決，首先是減少過粉碎問題：粉碎工序要求把全部或絕大部分產(chǎn)品粉碎至一定粒度以下，但其中小于某一粒度的產(chǎn)品應力求減少；其次是“超細粉碎”的問題，有人做過試驗，在小型球磨機內(nèi)將原料長時間研磨，開始時磨碎細度隨研磨時間的增加而變細，但經(jīng)過一定時間后即達到所謂“磨礦限” ，盡管研磨時間繼續(xù)增加，粒度不再變細或變化很慢，甚至由于粉末表面積增加而出現(xiàn)聚集現(xiàn)象，表現(xiàn)為粒度變粗，這種情況嚴重的影響了磨碎質(zhì)量。大型選礦廠用的粉碎機不但尺寸和重量很大，而且消耗功率很多，粉碎工具的磨損費用很高。粉碎一般包含兩個階段：破碎階段和磨碎階段。因為本課題是研究星式球磨機，所以以下主要介紹球磨機方面的內(nèi)容。首先是根據(jù)星式球磨機的規(guī)格選擇了該球磨機的主要技術參數(shù)，并且選擇了摩擦輪傳動的類型和摩擦輪的材料,以及摩擦輪傳動機構的方案論證與選擇。其次，通過計算對摩擦傳動機構中重要數(shù)據(jù)經(jīng)行演算并且確定：這里面包括各個傳動比和軸徑的確定，其中包含初定傳動比、電動機的選擇、偶合器的選擇、減速器的選擇、按轉(zhuǎn)矩估算軸徑、軸承和軸承座的選擇、聯(lián)軸器的選擇等；滾子的個數(shù)及分組；滾子的結構設計；軸的結構設計；筒體軸向限位裝置的設計等。1.1.2 研究意義在工業(yè)上各種的工業(yè)設備都有各自的作用，例如星式球磨機的作用在于粉碎，而粉碎則是把大粒度物料利用破碎機或磨碎機來破碎至較細粒度的過程。材料破碎的目的如下：使材料中的有用成分解離。由于某種材料中的有用成分同雜質(zhì)緊密地結合在一起，只有將其充分粉碎，才能使有用成分釋放出來，即所謂“解離” 。使物料的表面積增加。材料的表面積是單位重量或體積的物料的表面，物料的粒度越小，表面積將越大。增加1物料的表面積的目的有：使物料同周圍介質(zhì)的接觸面積增大，反應的速度增加；在水泥工業(yè)中需要提高水泥的標號；為原料的下一步加工作準備便于使用，貯存和運輸。在制備混凝土時，不僅石料需要破碎至一定的粒度，而且當天然砂不足時，可用粉碎方法制備人造砂；用于材料科學與環(huán)境保護。在其他一些工業(yè)部門中，粉碎設備或粉碎車間的工作量占總工作量的比重雖不大，但往往對它有較高的技術要求，否則會影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量和總的經(jīng)濟效益。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀球磨機作為傳統(tǒng)的粉磨設備，已經(jīng)有了 100 多年的歷史。它作為將固體物料細化制粉的重要設備，廣泛應用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、電力、醫(yī)藥以及國防工業(yè)等部門。尤其是冶金工業(yè)中的選礦部門，磨礦作業(yè)更是具有十分重要的地位。由于球磨機處理能力和粉磨后的粒度對后續(xù)作業(yè)的效率和整體生產(chǎn)流程的技術經(jīng)濟指標影響顯著，所以，有關球磨機的研究在國內(nèi)外一直受到廣泛關注和高度重視。近幾年來，由于能源費用增長，礦石品位的下降，降低建設投資和生產(chǎn)費用是世界各國礦山工業(yè)面臨的一個嚴峻問題，采用高效大型設備是現(xiàn)代選礦廠建設的主要傾向，球磨機的大型化已成為技術發(fā)展的方向。強度再高的礦石進到大型磨機里，經(jīng)過研磨、粉碎都將成為粉末狀。20世紀八十年代國際上曾有預測，認為球磨機合理的最大規(guī)格是直徑 5 米，原因是磨球工作時存在低效率的蠕動區(qū)，但實際上球磨機向大型化發(fā)展的步伐一直都未停止。在選礦、水泥、建筑材料、煤炭、化工等許多工業(yè)部門中都需要磨碎作業(yè)。球磨機、棒磨機和管磨機是這些工業(yè)部門最重要的設備之一。這類磨碎機的主要機件都是一個緩慢旋轉(zhuǎn)的筒體，里面裝有大量磨礦介質(zhì)（簡稱磨介） ，由于其轉(zhuǎn)速較慢，可稱為慢速磨碎機。這類磨碎機的重量大、造價高、功耗多、操作費用昂貴，對于企業(yè)的投資、產(chǎn)品的質(zhì)量以及操作運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟合理性，有很大的影響。在選礦工業(yè)中，除某些砂礦不需要經(jīng)過磨碎外，一般金屬礦石是細粒嵌布的，需要經(jīng)過磨碎使礦石中各個成分彼此分離，才能順利地進行選別。選別指標（指精礦品位和金屬回收率）在很大程度上取決于磨碎作業(yè)的操作。如磨碎產(chǎn)品細度不夠，各成分之間未能達到單體分離，選用指標就不能提高；但是，如果磨碎的粒度過細，往往又惡化選別過程。現(xiàn)代化的磨碎機則具有生產(chǎn)效率高、運轉(zhuǎn)可靠、維修操作方便等特點。長期以來，雖然人們對于這類磨碎機的磨碎理論、同磨碎機配套的設備、以及磨碎流程等都做過深入的研究，但由于物料性質(zhì)、設備結構、操作條件及對物料磨碎的要求各不相同，除了進行理論分析外，仍需要結合生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗，才能圓滿的解決這類磨碎機的工作參數(shù)、襯板形狀、磨介配比以及磨碎的工藝流程等問題。星式球磨機設計21.3 不同類型的球磨機在粉碎技術的應用超細粉碎和分級工藝的完成必須借助于機械設備來實現(xiàn)。在先進的工業(yè)化國家，微米級超細粉碎分級設備已渡過了其發(fā)明時期，而進入成熟、配套、完善的階段。超細粉碎分級設備的性能大大改善，設備研究在朝著亞微米級超細粉碎和微米級精密分級的方向發(fā)展。粉碎技術的發(fā)展主要表現(xiàn)在產(chǎn)品微細化、微粉功能化、設備自動化、節(jié)能新工藝和新設備及低污染高硬度材料的應用等方面。國內(nèi)研究開發(fā)超細粉碎分級的單位逐年增多，從仿制設備開始，逐漸過渡到開展工藝基礎研究，開發(fā)適合國情的設備，以滿足國內(nèi)市場日益增長的需求。（1）攪拌球磨機：攪拌球磨機是超細粉碎機中最有發(fā)展前途而且能量利用率最高的設備。攪拌裝置使球介質(zhì)和物料在整個筒體內(nèi)不規(guī)則地翻滾，產(chǎn)生相互撞擊和研磨的雙重作用，致使產(chǎn)品磨得很細并達到均勻分散的效果。同常規(guī)球磨機相比，攪拌式磨機采用高轉(zhuǎn)速和高介質(zhì)充填率及小介質(zhì)尺寸，這使攪拌式磨機內(nèi)獲得了極高的功率密度，使細物料研磨時間大大縮短，小介質(zhì)提高了微細物料的研磨效率，適用于不同產(chǎn)品粒度和物料性質(zhì)的各種攪拌式磨機。特別是立式攪拌式膳機，以其構造簡單、操作容易、維護方便等優(yōu)點成為目前工業(yè)上應用最廣泛細磨設備之一。高功率密度（高轉(zhuǎn)速）攪拌磨機適用于最大粒度小于微米以下產(chǎn)品，在顏料、陶瓷、造紙?zhí)钔苛?、化工產(chǎn)品中已獲得了成功。目前高功率密度攪拌磨在工業(yè)上的大規(guī)模應用則更好的解決了量小和磨損成本高兩大難題。（2）沖擊式粉碎機：近年來，隨著高硬度高韌性金屬材料的出現(xiàn)，以高速打擊為原理的沖擊式粉碎機的性能有了較大的提高和應用也得到了普及。高速沖擊式粉碎機按轉(zhuǎn)子的布置方式和錘頭的個數(shù)和形式分為多種，其特點是粉碎比量大、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，適合于硬度物料的粉碎。沖擊式粉碎機借助于轉(zhuǎn)子上錘頭對物料的以 50～100m/s 的高速打擊而將其粉碎，處于定子和轉(zhuǎn)子間隙處的物料被剪切和反彈到粉碎室內(nèi)與后續(xù)高速飛來的顆粒相撞，使粉碎過程反復進行。定子襯圈和轉(zhuǎn)子端部錘刃之間形成強有力的高速湍流場，其中產(chǎn)生的強大壓力變化可使物料受到交變應力而破碎和分散。粉碎成品顆粒細度和形態(tài)由轉(zhuǎn)子上錘頭的運轉(zhuǎn)狀態(tài)和定轉(zhuǎn)子間間隙來決定，低速沖擊可得細長的顆粒，而高速沖擊則易得物料結晶狀態(tài)相同的顆粒。我們在硅灰石針狀粉的超細粉碎工藝中選用沖擊粉碎機可以取得了較好的效果。(3)氣流式粉碎機：氣流超微粉碎利用高壓氣體通過噴嘴產(chǎn)生的高速氣流所具有的巨大動能，使物料顆粒發(fā)生互相沖擊碰撞，達到粉碎目的。這類粉碎機已經(jīng)得到了廣泛的普及，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家較多，有多種機型：圓盤式、O 形環(huán)式、沖擊靶式、對撞式、流化床對撞式等。由于這種粉碎原理中能量經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換、微顆粒撞擊能量小、內(nèi)部晶格缺陷減少等原因，決定了氣流粉碎機的能量消耗很大。最好是用于高附加值物料的超細粉3碎和干燥團聚物的解散。因選型不當，用于建材和非金屬礦加工的企業(yè)多處于停頓狀態(tài)。（4）球磨超細加工系統(tǒng)：球磨機的問世已近 200 年，多年的研究與改進，使其成為粉磨行業(yè)主流。經(jīng)球磨機粉碎的產(chǎn)品，其粒度多為雙峰分布，細粉含量高、粗粒級分布較寬。閉路粉磨是一有效手段，但傳統(tǒng)的選粉機無法控制小于 20μm 的顆粒。工業(yè)界形成了一種誤區(qū)，認為球磨機不能用于超細粉碎，人們曾一度對它失去信心而試圖尋找其他粉磨設備，諸如振動磨、攪拌磨、氣流磨等。這些設備的加工細度雖有所提高，但是其處理量、運轉(zhuǎn)率和能耗指標遠不能適應工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的需求。大型超細分級機的出現(xiàn)，使管磨機生產(chǎn)超細粉提供了可能途徑。大型超細分級機與球磨機（特別是高細管磨機）的配合，將系統(tǒng)的控制粒徑降低到 10μm 以下，其特點是為了強化介質(zhì)對物料的微細研磨作用能力和作用時間，而將磨機的結構、簡體長度、介質(zhì)配比等方面作了一系列的改進。近年來，國內(nèi)外大批量物料的超細化處理多采用這種系統(tǒng)。星式球磨機設計42 星式球磨機的整體設計2.1 球磨機的結構球磨機有三種結構類型，即星式球磨機，格子型球磨機，風力排料干法球磨機。以下主要講星式球磨機。星式球磨機的筒體由鋼板焊接而成，兩端有鑄鋼制成的端蓋，端蓋上的中空軸頸支承于主軸承上。筒體和端蓋內(nèi)部敷設襯板。大齒圈固定于筒體上，電動機通過小齒輪和大齒將筒體帶動。而大小齒輪猶如行星一樣轉(zhuǎn)動，即所謂的行星。物料經(jīng)給料器通過中空軸頸從左方給入筒體。筒體內(nèi)裝有一定重量的鋼球作為磨介。物料受到鋼球的作用而磨碎，然后經(jīng)端蓋和中空軸頸排出機外。由于破碎產(chǎn)品經(jīng)中空軸排出。故這種球磨機稱為星式球磨機，是一種廣泛應用的球磨機。兩個中空軸頸中，有一個可以在主軸承上軸向伸縮，另一個是固定的。星式球磨機的齒輪傳動產(chǎn)生一些軸向力，設計時使一個中空軸頸帶有兩個凸肩，凸肩之間的距離正好等于軸瓦的長度，從而防止發(fā)生軸向活動。另一個中空軸頸不帶凸肩，起長度大于軸瓦長度，當筒體因受熱而伸長或由于載荷使筒體撓曲時，可以在一定范圍內(nèi)自由伸縮。一般選擇靠近傳動齒圈的軸頸為固定的中空軸頸。球磨機的主軸承最常用的是滑動軸承，其直徑很大，但長度很短。與一般滑動軸承不同之處在于僅僅下半部有軸瓦。整個軸承除軸瓦用巴氏合金澆鑄外，其余都用鑄鐵制成。由于球磨機的跨度和載荷很大，將發(fā)生一定程度的撓曲，而且制造和裝配的誤差也難以保證準確的同心度，因此，軸承制成只調(diào)位型，球面瓦座和球面瓦之間以球心為旋轉(zhuǎn)中心能夠略為相對移動，使作用于軸瓦上的載荷分布均勻。球面軸瓦和球面瓦之間還設有定位銷，以限制球面瓦移動的范圍。在安裝時，可以用螺釘調(diào)整球面瓦座的位置。也有用斜楔調(diào)整裝置的。主軸承是球磨機的一個關鍵部件，對于其潤滑問題必須充分重視，一般都采用稀油集中循環(huán)潤滑，小型機也有采用有環(huán)潤滑、油杯滴潤滑或毛線潤滑等方式的。筒體襯板不僅防止筒體遭受磨損，而且直接影響剛球的運動和磨碎效率，所以得慎重選擇。襯板的材質(zhì)有高錳鋼、高鉻鑄鐵、鎳硬鑄鐵和橡膠等。襯板同筒體之間鋪有膠合板、石棉碘或橡皮等襯墊，以減緩鋼球?qū)ν搀w的沖擊。通常襯板用螺釘固定在筒體上，螺帽下面有橡皮和金屬墊圈，以防礦漿漏出。襯板的形狀多種多樣，有的較為平滑，有的則突出部較高，對鋼球的推舉作用較大。在較平滑的襯板中，鋼球與襯板之間的相對滑動較大，因而產(chǎn)生較多的研磨作用，但在相同轉(zhuǎn)速下鋼球被提升的高度和拋射所作的功較小，它適用于細磨。突出部較高的襯板使鋼球能提升至較高的位置，拋射作用較強，而且對鋼球和物料產(chǎn)生較劇烈的攪動。即使同一形狀，突出部伸出的高度以及相鄰突出部之間的距離等參數(shù)也很重要。它們必須同鋼球尺寸、物料性質(zhì)及操作方法等相適應。拆裝方便、噪音小，我國水泥、陶瓷、磷肥、化工、冶金等工業(yè)部門研制推廣橡膠襯板，取得了較好的效果，其中Ｋ型橡膠襯板適用與細磨，永登水泥廠在管磨機第一倉（大球倉）使用方形橡膠襯板。52.2 球磨機的傳動方式及傳動比球磨機的工作部分是一個裝在兩個軸承上的水平放置的回轉(zhuǎn)筒體，筒體用隔倉板分為幾個倉室，在各倉內(nèi)裝有一定的形狀和大小不一樣的研磨體。研磨體一般為鋼球、鋼段、鋼棒、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。當磨機回轉(zhuǎn)時，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)運動是周而復始的。此外，在磨機回轉(zhuǎn)的過程中，研磨體還產(chǎn)生滑動和滾動，因而研磨體、襯板與物料之間發(fā)生研磨作用，使物料磨細。由于進料端不斷喂入新物料，使進料與出料端物料之間存在著能強制物料流動，并且研磨體下落時沖擊物料產(chǎn)生軸向推力迫使物料流動，另磨內(nèi)氣流運動也幫助物料流動。因此，磨機筒體雖然是水平放置，但物料卻可以由進料端緩慢流向出料端，完成粉磨作業(yè)。當磨機筒體的轉(zhuǎn)速達到摸某一數(shù)值時，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，即研磨體將緊貼附在筒體上，隨筒體一起回轉(zhuǎn)而不會降落下來，這個轉(zhuǎn)速就稱為臨界轉(zhuǎn)速。當研磨體處于極限位置時，將此值代入研磨體運動基本方程式：滾子與滾筒的傳動比為 =4.51imm （2-1/830/4.56.7di??筒 體滾 子1）（2-341.9.2.10fFN??2）（2-47/2.610fTd m???轉(zhuǎn) 滾 子3）（2-??/TTW???4）大型球磨機一般用低速同步電動機直接帶動球磨機的小齒輪、小齒輪再帶動大齒圈使球磨機轉(zhuǎn)動，起優(yōu)點是傳動效率高、占地面積小、維修方便和改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，但同步電動機售價較高。另一種傳動方式是采用異步電動機通過減速器來帶動小齒輪、大齒圈和球磨機。這種方式用于大、中型球磨機上，其電動機的售價低于同步電動機，但多了一套大型減速器。異步電動機通過皮帶傳動小齒輪、大齒圈和球磨機的傳動方式，只適用于小型球磨機，其傳動效率低、占地大、維修復雜。最簡單的摩擦輪傳動是由兩個互相壓緊的圓柱摩擦輪組成。其中一個摩擦輪的軸心可以移動，加壓裝置使兩輪接觸面間產(chǎn)生法向壓力，主動輪回轉(zhuǎn)時，由法向壓力產(chǎn)生的摩擦力帶動從動輪回轉(zhuǎn)。設 f 為輪面間的摩擦系數(shù)，則在接觸面可產(chǎn)生摩擦力 fq，其值應大于或等于帶動從動輪工作所需的圓周力 F。星式球磨機設計6摩擦輪傳動工作時，在兩摩擦輪接觸面間將產(chǎn)生彈性滑動，嚴重時會出現(xiàn)打滑?；瑒訉е聜鲃有式档?，造成嚴重磨損，因此應控制滑動率在允許的范圍內(nèi)。并且摩擦輪傳動結構簡單，傳動平穩(wěn)，噪聲小，過載打滑防止零件損壞；但傳動效率低，磨損快，傳動比不嚴格恒定，不宜傳遞大功率和大轉(zhuǎn)矩。常用的摩擦輪傳動有圓柱摩擦輪傳動、槽型摩擦輪傳動、端面摩擦輪傳動和圓錐摩擦輪傳動等。各種摩擦輪傳動的特點及設計注意事項如下：圓柱摩擦輪傳動：結構簡單，制造容易；壓緊力大，宜用于小功率傳動；為減小壓緊力，可將輪面之一用非金屬材料作覆面；大功率傳動，摩擦輪常采用淬火鋼，并采用自動壓緊卸載環(huán)；為降低二軸的平行度要求，可將輪面之一制成鼓形，軸系剛性差亦應如此；用于回轉(zhuǎn)筒驅(qū)動裝置、儀表調(diào)節(jié)裝置等。在選礦、水泥、建筑材料、煤炭、化工等許多工業(yè)部門中都需要磨碎作業(yè)。球磨機、棒磨機和管磨機是這些工業(yè)部門最重要的設備之一。這類磨碎機的重量大、造價高、功耗多、操作費用昂貴，對于企業(yè)的投資、產(chǎn)品的質(zhì)量以及操作運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟合理性，有很大的影響。目前國內(nèi)的球磨機的傳動方式大多采用齒輪傳動，還有少部分采用中心傳動。對于大尺寸的球磨機來說，采用齒輪傳動必須要解決制造大齒輪的問題，制造大齒輪費用昂貴而且生產(chǎn)周期較長，而中心傳動對球磨機兩個支撐軸承的同軸度要求較高，要求的制造技術較高。為解決費用昂貴和制造技術較高的問題，本課題研究用摩擦輪傳動來代替球磨機齒輪傳動或中心傳動的方法。在球磨機這個課題上，摩擦輪傳動的優(yōu)點是制造技術要求不高，制造費用低。2.3 星式球磨機的功率和電機的選取2.3.1 球磨機的功率星式球磨機影響其功率的因素有很多的種類，例如球磨機的直徑、長度、轉(zhuǎn)速、內(nèi)部裝置、粉磨方式以及傳動形式等。計算功率在參考實際的工作情況下公式如下。（2-5）0.80.2()GNVDn?式中: ——磨機需用功率，kW；0——磨機有效容積，m ；V3——磨機有效內(nèi)徑，m；D——磨機的適宜轉(zhuǎn)速，r/min；n——研磨體裝載量， t；G——磨機填充率（以小數(shù)表示） 。?選用公式（2-5）計算：kw2 0.80.80 .3793.2()10.832.567.54NVDn??????????????????7球磨機的配套電動機功率計算=1.3×1.0 677.53=880.789kW021NK??式中: ——與磨機結構、傳動效率有關的系數(shù)。 ——電動機儲備系數(shù)，在1k 2k1.0～1.1 間選取。2.3.2 電機的選取電動機選擇因綜合考慮的問題：根據(jù)機械的負載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機的起動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動機類型。根據(jù)負載的轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍和起動頻繁程度要求，考慮電動機的溫升限制、過載能力和起動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機容量，并確定冷卻通風方式，所選電動機容量應留有余量。過大的備用容量會使電動機的效率降低，對于感應電動機，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動機最大轉(zhuǎn)矩校驗強度的機械造價提高。還得根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護方式，選擇電動機的結構形式。根據(jù)生產(chǎn)機械的最高轉(zhuǎn)速和對電力傳動調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程性能的要求，以及機械減速機構的復雜程度，選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。此外，選擇電動機還必須符合節(jié)能的要求，考慮運行可靠性、設備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價格、建設費用及考慮生產(chǎn)過程中前后期電動機容量變化等各因數(shù)。Ｙ系列三相異步電動機的特點及用途是：該系列電動機為封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，效率高、節(jié)能，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪聲低、振動小，運行可靠。能防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機內(nèi)部；具有與Ｙ系列相同的用途外，還能適用用灰塵多、水土飛濺的場所，如球磨機、碾米機、磨粉機、脫谷機及其他農(nóng)業(yè)機械、礦山機械等。又因為在其計算除了球磨機的功率，所以把球磨機的功率定為：啟動功率為：＝（1.2～1.5）Ｐ＝127.56～159.45kw。取 ＝132kw 型號：Y315L2－6 轉(zhuǎn)速：NP NP990r/min（IP44 型)。2.4 減速器和偶合器的選擇減速器是動力機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增加轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要；在某些場合也用來增速，稱為增速器。常用的減速器主要有單級圓柱齒輪減速器和兩級圓柱齒輪減速器。單級圓柱齒輪減速器的推薦傳動比范圍為1≤i≤8～10，特點是：齒輪可以作成直齒、斜齒和人字齒。直齒用于速度（ｖ≤8m/s）或負荷較輕的傳動；斜齒或人字齒用于速度較高或負荷較重的傳動。箱體一般用鑄鐵組成，有時采用焊接結構或鑄鋼件。軸承一般采用滾動軸承，只在重型或特高速時，才采用滑動軸承，其他型式與此類同。兩級圓柱齒輪減速器中有三種形式：展開式、同軸式、分流式。其推薦傳動比范圍為 8≤i≤60。展開式的特點：結構簡單，但齒輪相對與軸承的位置不對稱，因此，軸應星式球磨機設計8設計得具有較大的剛度。高速級齒輪布置在遠離轉(zhuǎn)矩的輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形能減弱軸在彎曲變形所引起的載荷變沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。建議用在載荷比較平穩(wěn)的場合，高速級可以作成斜齒，低速級可做成直齒。而分流式主要用于變載荷場合，且應用較少。同軸式的特點：減速器的長度較短，兩對齒輪浸入油中深度大致相等。但減速器的軸向尺寸及重量較大；高速級齒輪的承受能力難于充分利用；中間軸承潤滑困難；中間軸較長；剛性差，載荷沿齒寬分布不均勻；僅能有一個輸入或輸出端，限制了傳動布置的靈活性。減速器的傳動比為 。因減速器的傳290/18.7i?動比大于 9，所以選擇兩級圓柱齒輪減速器。兩級展開式圓柱齒輪減速器的結構簡單，并且可以用在載荷比較平穩(wěn)的場合。所以選擇兩級展開式圓柱齒輪減速器。減速器的標準傳動比與 9.17 最接近的只有 9，因此，選擇標準減速器，型號為 ZLY224 傳動比：9液壓偶合器也稱為液力偶合器。它是利用液體的動能來傳遞轉(zhuǎn)矩的動力式液壓傳動。液壓偶合器的優(yōu)點是：液壓聯(lián)軸器能使其空載進行啟動，為了能減小起動時的振動，所以采用的方式方法是隔離扭轉(zhuǎn)振動，防止動力過載而對機器造成不必要的損壞，當多臺原動機驅(qū)動一臺機械設備時，允許各原動機的轉(zhuǎn)速稍有差別，而使各原動機負載分配比較均勻，可進行無級調(diào)速和并且傳動的效率比較高。液壓偶合器按其特性可分為三種基本類型：普通型、限矩型和調(diào)速型；按結構特點可以分為單腔式、雙腔式；按工作輪葉片的位置可分為直片式和斜片式。通常采用按特性分類法。標準型液壓偶合器的特性是對過載系數(shù) 不加控制，其值高達 6～20，甚至更大。GK這種偶合器的工作起來的容積大，效率高，結構也比其它類型液壓偶合器簡單。它的主要缺點是 太大，因而制動力矩大，故防止過載的性能很差，或不能起到過載保護的作GK用。一般不用于有過載保護要求或調(diào)速要求的場合。目前已很少使用，為限矩型所代替。限矩型液壓偶合器：該偶合器的特點是隨著速比的減小，轉(zhuǎn)矩趨于穩(wěn)定，因而它能夠有效地防止原動機或負載的過載，其過載系數(shù) 越小，過載保護性能越好。這種偶合GK器的過載系數(shù) 4。GK調(diào)速型液壓偶合器：這種聯(lián)軸器在工作過程中，通過連續(xù)改變流道中的沖油度時，就可以實現(xiàn)對從動軸的無級調(diào)速。采用這種方法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，結構簡單，調(diào)速范圍比較大，Ｉ值可以降低到 0.4。因為液力偶合器的充油量不能太少，過少的充油量將使液力偶合器的特性變得不穩(wěn)定，載荷稍有波動會很大，因此Ｉ值不能降的太低。若在設計上作必要的改進，如改進流道的型式、加設適當直徑的擋板等，可使液力偶合器的Ｉ值降到 0.2。調(diào)速型液力偶合器比限矩型液力偶合器結構復雜。由于液力偶合器的效率＝Ｉ，而且效率與輸出軸的轉(zhuǎn)速成比例關系，轉(zhuǎn)速降低，效率下降。因此，這類偶合器用于負載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速下降而減小的機械比較合適?？捎靡毫ε己掀髋涮椎母鞣N機械設備概況：礦山機械：鉆采機械、各種破碎機、球磨機、離心分析機、礦用泥漿泵、篩選機、巷道掘進機、巷道風機。這類機械一般用限矩型液力偶合器。使用的目的是起動平穩(wěn)，過載保護；滿載起動；緩沖隔振；減小起動電流和電網(wǎng)的電壓降；降低裝機容量、節(jié)能。9因此，根據(jù)電動機的功率和轉(zhuǎn)速及礦山機械的類型，我選擇用限矩型偶合器。偶合器類型為 TVA650，主要參數(shù)：輸入轉(zhuǎn)速 1000r/min，傳遞功率 90～170kw。2.5 其他零件的選擇2.5.1 軸徑和聯(lián)軸器的選擇（2-6）3PdAmn?式中 d——計算剖面處軸的直徑；P——軸傳遞的功率，ＫＷ；n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min；A——與軸的材料及相應的許用扭剪應力［ ］有關的設計系數(shù)。?d=130mm98.153.42%10733 ????選擇聯(lián)軸器的類型為：凸緣聯(lián)軸器（GB5843-86）凸緣聯(lián)軸器的特點：結構簡單，制造成本較低，裝拆和維護均較簡便，能保證兩軸有較高的對中性，傳扭矩較大，應用較廣，但不能消除沖擊和由于兩軸的不對中而引起的不良后果。主要用于載荷較平穩(wěn)的場合?？傻茫嚎繙p速器最近的聯(lián)軸器的型號為 YLD17 。由于在不確定的軸線上，滾子分布未知，所以其他的幾個聯(lián)軸器還不能選擇。為方便計算，初取軸線上的聯(lián)軸器都與此相同，待滾子分組確定后再進行局部的調(diào)整。又因為凸緣聯(lián)軸器的 都為 ，聯(lián)軸器0L41m在軸線上的軸向長度為 。410m2.5.2 軸承的選取因為上段算出 ，在此摩擦傳動中，軸承要受徑向和軸向的力。角接觸球軸130d?承可以同時承受徑向負荷和單向的軸向負荷，也可承受純軸向的負荷。并且將一對軸承外圈同名端面相對安裝在軸上時，可限制軸在兩個方向的軸向位移。所以我選擇用角接觸球軸承。軸承型號：36224 主要參數(shù)： 。由滾130,2,40,.2dmDBma??動軸承選擇配套的滾動軸承座：滾動軸承座型號：SN226星式球磨機設計10主要參數(shù)： maxmax130,2,90915dDgAH??3 星式球磨機滾子的設計3.1 滾子的厚度已知 ， ；設滾子的厚度為 ；（其中為方便計算，螺栓的 和041Lm?96A?hk螺母的 按 取值）滾子間間距為 ；軸的軸向長度為 ；按單位接觸長度的許2hXL用壓力[q]計算， 為在 的軸向長度上滾子的最少個數(shù)；在 的軸向長[]N滾 子 70 70m度上的實際布置滾子的個數(shù)為 ；滾 子（3-1）(2681368)/23Xhh???????（3-2）359410Lh滾子可作用的最大軸向長度： 7m?總 ax（3-3）35/0/(8)(8Nh????總滾 子 個 )1max[]/()Fhq滾 子為了滾子能夠承受筒體的壓力，則250.583609.8/()h??滾 子 N滾 子 ?。[]N滾 子80h??(352)2580???140.78hm?當 時 ，根據(jù) ，選取固定墊板與滾子的螺栓和螺母，螺1m?6?12hm?栓：六角頭螺栓 GB5783 ；螺母：六角薄螺母 ,4,,MbkL?11GB6172 ；已知max16,8M?2140,,6,8lmkhm??可知：(40236)/293X?? 012076Lm????個滾子組的軸向長度：[]58/10.Nh???滾 子 個 4滾子的厚度為 ；墊板厚度為 ；滾子的個數(shù)為 ；滾子組數(shù)1m26hmN滾 子 個為 。/n滾 子 組3.2 滾子的間距滾子的個數(shù)和分組由各個參數(shù)決定，如聯(lián)軸器的軸向長度，滾子的間距，軸承座的軸向長度。聯(lián)軸器的軸向長度： ；滾動軸承座的軸向長度： ；041Lm? 96Am?滾子間距的作用是為方便更換滾子，即在不裝拆其他滾子的情況下，能夠保證單獨更換滾子的間隙。決定滾子間距的因數(shù)有墊板厚度，滾子的厚度，固定墊板與滾子的螺栓和螺母。初設墊板厚度為 ； 滾子的厚度為 ，軸上的滾子布置如下：26h?h圖 3-1 滾子布置圖設 X 為滾子間相鄰最近的兩個滾子的間距。要使非金屬滾子外層順利的更換、裝卸，則必須滿足以下條件：（3-4）22Xhmkhl????式中： ——滾子間距； ——滾子的厚度； ——墊板的厚度； ——螺母中的 ；2m——螺栓中的 ； ——螺栓中的 。kkll星式球磨機設計12即至少 螺栓的全長。2X?∴ （3-5）min2(3)/Xlkhm??3.3 剛滾架滾子作為此摩擦輪傳動中的主動輪，其結構設計顯的尤為重要。滾子的結構不僅要能保證滾子在受到筒體的重壓下能夠正常工作，而且還要拆裝、更換方便。因此，這里的滾子是作為一個單元體來定義的，其本身由幾個部分組成。滾子由滾子表層和鋼滾架兩部分組成，這兩部分則由墊板、螺栓和螺母聯(lián)接為一個整體——滾子。鋼滾架是滾子的重要組成部分，它是滾子中不經(jīng)常更換的部分。它不僅要能承受筒體的重量而不易損壞，同時還要能傳遞扭矩給滾子表層。因此，鋼滾架的結構示意圖如下：圖 3-2 鋼滾架結構示意圖滾子表層的材料為夾布膠木，與筒體的摩擦系數(shù)為 0.20～0.25，摩擦輪材料為夾布膠木－鋼。滾子表層的主要失效形式為摩擦磨損。滾子表層要保證更換方便，結構簡單，13能夠準確的傳遞扭矩。因此，滾子表層的結構示意圖如下：圖 3-3 滾子表層結構示意圖如圖 3－3 所示，滾子表層近似為一個半圓，因此要組成一個圓形的滾子外層需要有兩個滾子表層。滾子表層設計為這個形狀的目的是裝卸方便，與鋼滾架的徑向聯(lián)接準確，兩個滾子表層之間的配合緊湊。半圓形的滾子表層比較好裝卸，不必拆裝其他的滾子就可以單獨更換某個滾子。滾子表層的 3 個凹槽用來保證與鋼滾架的配合。而其中滾子表層設計成階梯形是為了使它們兩個滾子之間的連接更緊湊。圖 3-4 滾子結構示意圖星式球磨機設計144 筒體裝置的設計4.1 筒體的設計與計算4.1.1 筒體的結構本次的設計我采用的是行星輪傳動為傳動方式的球磨機，因而在筒體的限位裝置上也與齒輪傳動的球磨機不同。齒輪傳動的主要限位裝置是筒體兩邊的兩個軸承座，而在通過摩擦傳動在結構上與齒輪傳動的重要區(qū)別就是少了筒體兩邊的這兩個軸承，以兩排的滾子來代替軸承來承受筒體的總重。但是，滾子沒有保證能使筒體一定不向軸向竄動的能力，因此我選擇在筒體的兩邊設計一個限位裝置。一般筒體都設計成整體式結構，因為整體式結構的制造綜合偏差相對較小。且加工費用相對也低一些。大規(guī)格的筒體則往往會受運輸條件和制造加工能力的限制，而不得不將筒體設計成“分段式” 結構。筒體段節(jié)之間一般采用帶定位止口的法蘭聯(lián)接結構。筒體分段的另一種辦法是現(xiàn)場焊接：筒體在制造廠按運輸條件分段，然后準確地加工出帶止口的特殊焊縫坡口，連同專用的全套施焊設備運到現(xiàn)場，由制造廠的焊接技師在現(xiàn)場進行焊接和消除焊接應力。這種方法只有在該地區(qū)有幾臺磨機的筒體需要在現(xiàn)場焊接才比較合算，否則是不經(jīng)濟的。而且筒體與端蓋的聯(lián)接形式有以下三種：外接型法蘭聯(lián)接，在磨機規(guī)格大型化之前，筒體采用外接型法蘭與端蓋相聯(lián)接的結構被廣泛應用，其特點是與磨頭組裝比較方便，但筒體外形直徑大，切削加工面和材料消耗也比較大。內(nèi)接型法蘭聯(lián)接是大中型磨體廣泛采用的結構。其特點是原材料的利用率相當高，結構設計比較合理。無法蘭聯(lián)接實際上是將筒體和磨頭端蓋直接焊為一體的結構形式，焊接接頭都是對接焊結構。從端蓋結構的發(fā)展趨勢來看，這種無法蘭對接焊聯(lián)接的 形式，將通用于各種規(guī)格和各種類型的磨體，因為它具有結構合理、制造簡便和使用可靠等特點。本磨機選用的是內(nèi)接法蘭聯(lián)接。磨門是為封閉人孔設置的，要求裝卸方便、固定牢固。人孔的主要作用是：檢修和更換磨體內(nèi)的各種易損件，裝卸研磨體以及對磨內(nèi)物料的采樣。磨門分“內(nèi)提式”和“外蓋式”兩種結構類型。內(nèi)提式磨門有兩種結構形式：一種是把磨門和磨門襯板鑄造成一整體這種結構只適用于韌性高的耐磨材料，因為造型大而復雜，脆性材料容易斷裂。另一種結構是把磨門和磨門襯板分開制造。磨門襯板用螺栓固定在型鋼或鑄鋼制造的磨門上，然后用弓形架再把磨門固定在筒體上。筒體屬于不更換的零件，要保證工作中安全可靠，并能長期連續(xù)使用。所以要求制造筒體的材料的金屬材料的強度要高，塑性要好，且應具有一定的抗沖擊性能。筒體是由鋼板卷制而成，要求可焊性要好。因此，一般用于制造筒體的材料是普通結構鋼板Q235，它的強度、塑性、可焊性都能滿足這些要求，且易購到。鋼板厚度采用 40mm。15圖 4-1 限位裝置又因為筒體在軸向力主要是由筒體內(nèi)的鋼球的不定向運動產(chǎn)生的。這個由鋼球產(chǎn)生的軸向力大約在 5 到 6 噸之間。按估算的方法求限位滾子的厚度：又因為限位滾子與筒體兩邊突出來的部分是線接觸的，所以可以采用許用單位長度接觸壓力進行計算。限位滾子的材料為鋼。由于為摩擦輪傳動，因而筒體的軸向力或多或少的被摩擦輪間的摩擦阻力抵消一些，所以計算的時候還應把筒體受的軸向摩擦阻力也算進去。該滾子的厚度＝ （4-3369.8102.5065.70m?????1）所以，當滾子厚度為 70mm 時，限位滾子能夠承受筒體的軸向擠壓。對限位軸進行剛度校核：在集中載荷的作用下，離限位軸與地面連接處最遠的點的撓度得：； （4-33941.8021FlvEId???2）取 就可以滿足限位軸的剛度要求了。0dm星式球磨機設計164.1.2 筒體的計算磨機運轉(zhuǎn)時，作用于筒體的總載荷 Q 包括兩部分，一部分是磨機回轉(zhuǎn)部分的重力 ，mG另一部分是研磨體（包括物料）所產(chǎn)生的力 P。磨機回轉(zhuǎn)部分的重力 mG（4-3）123456G???式中: ——磨機回轉(zhuǎn)部分的重力，N； ——磨機筒體的重力，N； ——磨機磨m 1 2頭的重力，N； ——磨機磨尾的重力，N； ——磨機襯板的重力，N； ——磨機隔3 4 5G倉板的重力，N； ——磨機大齒圈的重力，N.6(4-4)mgV??511 03.7??pgG?4223.5N544 1098???pgmG?45.6 61234561.20mGN?????筒體作用力的分布，計算作用在筒體上的彎矩時,筒體上的作用力分布(4-5)145Gql式中: ——單位長度上受力 , ——筒體長度, 。/Nlm9.75541457.03.120.168l???????40/N動態(tài)研磨體所產(chǎn)生的作用力 1.14P,也是沿筒體長度 均勻分布.由于各倉平均球徑和l研磨體裝載量不同,產(chǎn)生的作用力大小也不一樣,所以應該分倉計算。一倉單位長度上受的力為:(4-6)11.4Pql?17mnq/1035.841??4.2 磨頭的結構磨頭是筒體端蓋和中空軸的統(tǒng)稱。它承受著整個磨體及研磨體的運轉(zhuǎn)動載荷，在交變應力的作用下連續(xù)運行，是磨機本體最薄弱的環(huán)節(jié)，也是最難控制制造質(zhì)量的機件，使用中要求長期安全可靠，所以在設計中應該考慮是不更換的零件磨頭的結構形式有兩種：一種是端蓋與中空軸鑄成一整體式，這種形式結構簡單，安裝較方便，適用于中小型磨機。對于較大直徑的磨機，易產(chǎn)生鑄造缺陷，因磨頭端蓋占有較大的平展面積且又較薄，即使采用較多的澆冒口澆鑄，其冷卻收縮也是不均勻的，從而使中空軸與端蓋的過渡曲面產(chǎn)生較大的應力和組織疏松，這種缺陷有時在切削加工到一定程度才會發(fā)現(xiàn)，造成不應有的返工浪費，有時這種缺陷處于隱蔽狀態(tài)，不能及時發(fā)現(xiàn)，由于該部位在磨機運轉(zhuǎn)時，承受著交變應力，并且有較大的應力集中，在運轉(zhuǎn)一段時間后便產(chǎn)生斷裂，這時造成的損失就更大；另一種磨頭是將端蓋和中空軸分成兩部分再組合在一起，把端蓋和中空軸分別鑄造，加工后用螺栓組裝到一起，這種結構，避免了上述的鑄造缺陷。這樣雖可解決一些問題，但在原材料消耗和加工工作量上都比較多，并增加了安裝工作量；端蓋采用鋼板焊接結構，其優(yōu)點是機件制造工藝程序簡單，切削加工程序和切削加工面較少，原材料消耗少，端蓋質(zhì)量可得到保證，不存在鑄件的鑄造缺陷。端蓋與筒體焊接在一起，連接牢靠省工，避免了要求較高的螺栓或鉚釘連接。此種中空軸是鑄件與端蓋止口圓定位用螺栓連接成磨頭整體。焊接端蓋，其鋼板厚度一般為筒體鋼板厚度的 1.5～2.5 倍，且焊接端蓋的焊縫不宜與筒體焊縫重合，也要避免與筒體上襯板螺栓孔重合。從“等強度”觀點出發(fā)，端蓋也應設置中部增強板，其厚度在滿足強度和結構需要的原則下，盡量使端蓋鋼板厚度減小。端蓋與中心軸對心配合止口，一般設在端蓋增強板上，即用中心軸法蘭外圓對心定位，此種多用于大型磨機。筒體兩端的法蘭止口圓與磨頭要同心，端蓋與筒體結合面要精加工，兩端法蘭止口要彼此平行，并與筒體縱向中心線垂直。磨頭和法蘭螺栓孔要精確重合，并有不少于 15%的絞孔螺栓起定位作用。螺栓要用一種牌號的鋼制造，螺栓要均勻擰緊，若達不到上述要求，則在磨機運轉(zhuǎn)中可能發(fā)生螺栓斷裂，引起停車事故。星式球磨機設計185 軸的設計與校核5.1 軸的結構設計軸是組成機器的主要零件之一。軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運動和動力。按照承受載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸三類。工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。直軸根據(jù)外形的的不同，可分為光軸和階梯軸兩軸兩種。在設計的這個摩擦傳動機構中，軸不僅承受著彎矩又承受扭矩，所以軸的類型選擇轉(zhuǎn)軸。又因為，滾子在軸上的布置方式為五個滾子均勻的分布在軸上，所以不適合選擇用階梯軸。為了軸的加工制造方便，選擇軸的外形為光軸。光軸形狀簡單，加工容易，應力集中源少，但零件不易裝配及定位。因此，我選擇用套筒對軸上的滾子進行軸向定位。130dm?因此，該主傳動軸的示意圖如下：圖 5-1 軸結構示意圖軸的長度為 1920mm,鍵槽的長度為 140mm,鍵槽的寬度為 32mm,鍵槽深度為 9mm。195.2 軸的強度校核受力情況如圖所示：圖 5-2 滾子受力圖該摩擦輪傳動的摩擦系數(shù)為 0.225，因此可求滾子的受力。（5-1）0.259.847fFKW????33610為防止軸在啟動的時候損壞，應該以電動機的輸出額定功率 作為最大負載功率來NP進行校核。；63 4129.5109.50.6104.58NPT mn??????:滾 子軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為：； （5-2）[]TTW??式中： ——扭轉(zhuǎn)切應力，單位為 Mpa； Ｔ——軸所受的扭矩，單位 n/mm； —T? TW—軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 ； ——軸的轉(zhuǎn)速，單位為 ； ——軸傳遞的功3mn/minrP率，單位為Ｋw； ——計算截面初軸的直徑，單位為 ； ——許用扭轉(zhuǎn)切應力。d []T?選取抗扭截面系數(shù)計算公式：（5-3）32()16TdbtW???由公式（5-2）可知：； （5-4）3253029(0)4.10161T m????星式球磨機設計20又因為軸的材料為 。40Cr（5-5）751.602.[]T TMPa?????所以，該軸滿足扭轉(zhuǎn)強度條件。5.3 剛滾架與軸的連接鍵是一種標準零件，通常用來實現(xiàn)軸和輪轂之間的周向固定以傳遞扭矩，有的還能實現(xiàn)軸零件的軸向固定或軸向滑動的導向。鍵聯(lián)接的主要類型有：平鍵連接、半圓鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接。在鋼滾架與軸的聯(lián)接我選用平鍵聯(lián)接，平鍵聯(lián)接具有結構簡單、裝拆方便、對中性較好等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。這種鍵聯(lián)接不能承受軸向力，因而對軸的零件不能起到軸向固定的作用。根據(jù)用途的不同，平鍵分為普通平鍵、薄型平鍵、導向平鍵和滑鍵四種。其中普通平鍵和薄型平鍵用于靜聯(lián)接，導向平鍵和滑鍵用于動聯(lián)接。我選用的是普通平鍵中的圓頭平鍵。平鍵的聯(lián)接強度計算：對于采用常見的材料組合和按標準選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接） ，起主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作表面上的擠壓應力來進行強度校核計算。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為：（5-6）3210[]PpTkld?????又因為： ，所選的圓頭平鍵的主要參數(shù)為：0.5,13khdm?；332,840,.6910bmLTNm?:140328lLbm???由公式（5-6）可知： 35287.1126080P MPa???[]5p???:因此，鋼滾架與軸的鍵聯(lián)接符合強度條件。215.4 剛滾架與滾子的連接鋼滾架與滾子表層的聯(lián)接方式為滾子裝配的總圖，從圖中可知鋼滾架和滾子表層的聯(lián)接用的是矩形花鍵的形式。并且，因為鋼滾架和滾子表層一般沒有相對位移，所以是靜聯(lián)接。與平鍵聯(lián)接比較，花鍵聯(lián)接在強度、工藝和使用方面有下述一些優(yōu)點：因為在軸上與轂孔上直接而勻稱地制出較多的齒與槽，故聯(lián)接受力較為均勻；因槽較淺，齒根處應力集中較小，軸與轂的強度削弱較少；齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷；軸上零件與軸的對中性好；導向性較好；可用磨削的方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量?；ㄦI聯(lián)接強度計算：花鍵聯(lián)接的主要失效形式是工作面被壓潰（靜聯(lián)接）或工作面過度磨損（動聯(lián)接） 。因此，靜聯(lián)接通常按工作面上的擠壓應力進行強度校核。則花鍵聯(lián)接的強度條件為：（5-7）3210[]ppmTzhld??????式中： ——載荷分配不均系數(shù)，與齒數(shù)多少有關，一般取 ，齒數(shù)多時取偏? 0.78??:小值；z——花鍵的齒數(shù)；l——齒的工作長度，單位為 mm；ｈ——花鍵齒側(cè)面的工作高度，矩形花鍵， ；2DdhC?——花鍵的平均直接，矩形花鍵， ；md md??——花鍵聯(lián)接的許用擠壓應力，單位為 mpa。[]p?已知 ；6140,.910,3lTNZ??:；324,280,()/240mDdDdhDdm????32.61.5[]074p pMPa????該鍵聯(lián)接滿足強度條件。聯(lián)軸器與軸聯(lián)接的鍵中以與減速器最近的那個最危險。對該鍵進行校核,該圓頭平鍵的主要參數(shù)：；20,13,8Lmdhm??；4ax168/91.60lbkTN??:星式球磨機設計224321.601.2[]120598p pMPaMPa???????:該鍵聯(lián)接滿足擠壓強度條件。滾動軸承的正常失效形式是滾動體或內(nèi)外圈滾道上的點蝕破壞。這是在安裝、潤滑、維護良好的條件下，由于大量重復地承受變化的接觸應力所致。一組在相同條件下運轉(zhuǎn)的近于相同的軸承，其可靠度為百分之九十時的壽命作為標準壽命，即按一組軸承中百分之十的軸承發(fā)生點蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時數(shù)作為軸承的壽命，并把這個壽命叫作軸承的壽命，并把這個壽命叫做基本額定壽命，以 表示。10L以小時數(shù)表示的軸承壽命 為：hL； （5-8）610()CnP??式中： 的單位為 ， 為指數(shù)，對于球軸承， ；對于滾子軸承， ＝10/3。10L6r?3??；222max(5.87)(.58)(1.7)8.5PkN??；1,40/minCkNnr?小時。63402().18.75hL?所以，即使在滾子受到摩擦傳動機構中最大的力時，軸承的壽命也有 小時。42.310?236 結語在通過對本次設計的學習之后,我對星式球磨機的一些相關知識有了進一步的程度的了解。磨碎作為粉碎工藝的一個重要環(huán)節(jié)，因此球磨機在選礦業(yè)中占有非常重要的地位。但是這類磨碎機的缺點是重量大、造價高、功耗多、操作費用昂貴，對于企業(yè)的投資、產(chǎn)品的質(zhì)量以及操作運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟合理性，有很大的影響。例如在選礦廠，每磨碎一噸礦石要耗費大量的電力。在水泥廠，磨碎一噸物料的能耗更高，可達 50 千瓦小時，占水泥廠總耗電量一半以上。因而，降低球磨機的制造成本和功耗成為其新型球磨機的主要問題。本次設計所研究的新型球磨機是星式傳動式的球磨機。它與現(xiàn)有齒輪傳動式的球磨機的主要結構區(qū)別在于：多了一些制造費用低廉的滾子及短軸，少了一般球磨機所慣有的大齒輪和大主軸承，主軸承座等等。摩擦傳動方式的球磨機的關鍵問題是齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩傳遞方式由摩擦輪傳動的轉(zhuǎn)矩傳遞方式替代，筒體的重量從由本來的主軸承和主軸承座承受轉(zhuǎn)化為由滾子來承受，筒體的軸向限位和徑向限位從由軸承座限制轉(zhuǎn)化為由滾子和單獨的軸向限位裝置來限制。新型球磨機的摩擦傳動機構的設計思路以解決球磨機的關鍵問題為主線。首先要確定的就是按規(guī)格選擇球磨機的主要技術參數(shù)，摩擦傳動的方案和摩擦輪的材料等；其次，要確定筒體和滾子的受力情況，同時摩擦傳動的重要數(shù)據(jù)傳動比和主傳動軸的軸徑等等也要確定，另外還有一些與此相關的聯(lián)接和固定甚至起動的部件需要選擇；再者，確定滾子的個數(shù)和分組，滾子的結構設計，軸的結構設計，筒體軸向限位裝置的設計等；最后，摩擦傳動機構中的幾個重要零部件的校核，主傳動軸的強度和剛度的校核，各個聯(lián)接鍵的強度校核，軸承的壽命計算等。通過對這個行星輪傳動機構的設計，我對球磨機摩擦傳動機構的一般設計步驟有了一定的認識。尤其是在沒有先例可以參考的情況下，做機械的改進型設計的前期工作應該是多查文獻資料以便對這種機械的原型有所認識，同時還要對需要改進部分進行深入的了解。分析原型機中應該改進部分的優(yōu)缺點和改進型改進部分的優(yōu)缺點，以便取長補短，最大的發(fā)揮機械改進后的作用。