1、 毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 1.83 7M 球磨机的设计 一、 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。自 1983 年第一台球磨机问世以来，它就一直广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与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。从长远来看，今后相当长的时期内球磨机仍将是磨碎作业中的主要设备。因此对球磨机的研究也受到了国内外相关专家的高度重视。 新型球磨机的研制 1.连续式球磨机。意 大利 Bologna 陶瓷中心研发的陶瓷原料连续锥形球磨机近年来在我国的陶瓷工
2、业中也得到一定的应用，它的优点主要有：（ 1）节省隔板及停机时间，使得球磨机的原料年产量增加；（ 2）节省能耗。 2.行星球磨机。德国一家公司最近研制出一种新型行星式球磨机，该设备根据原料试样可控制其运转速度，故能获得最佳均匀的研磨效果。该球磨机的结构设计可提供最大能量的传递，所以能研磨硬度较大的原料。南京大学仪器厂最近推出一种卧式行星球磨机。该机的特点是四只球磨罐被卧式安装在一竖直平面放置的大盘上作行星运动。在这种运动过程中，球磨罐没有 固定的底面，罐内磨球和磨料在竖直平面内受到公转离心力、自转离心力、重力三个力的共同作用。机器旋转时，罐内各点所受力的大小与方向都在不断变化，运动轨迹杂乱无章
3、，这就使得磨球与磨料在高速运转中相互之间猛烈碰撞、挤压，大大提高了研磨效率和研磨效果。特别是球磨罐处于水平卧放方式，由于自转，球磨罐没有固定的底面，便面了一部分材料的结底现象。 Retsch 有限公司最近展示了其最新的 PM100 行星磨。 PM100 行星磨的球磨罐从 12 到 500 毫升，有 6 种不同的材料，在转速增加到了 650rpm 以后，样品可以进行连续球磨到微米级别 甚至微米以下。由于增加了振动补偿，球磨机实现了自动工作。此外， PM100 行星磨还有方便的参数设置和控制屏、负载、能量输入和参数记忆功能及外带锁。 3.搅拌球磨机。爱立许机械厂研制了一种新型的干湿两用的搅拌球磨机
4、 马斯（ Maxx） 磨机。该设备的优点是能量分布非常好；单位能耗低；破碎比大；设备小但处理能力大；即使球磨装的很密实也没有堵塞的危险；可用于很粗的颗粒；研磨效果很好；可靠性高；物料不受温度应力；没有粉磨死角；同一台磨机可用于干、湿研磨；可以实现自磨；干、湿的产品可不经预先混合分别加入；在筒壁和底上没有 物料层。河南省荥阳市微粉设备厂研发成功 SBM 系列立式搅拌球磨机。该机采用螺旋装置，高耐磨聚氨脂衬里，对物料无污染，操作性能良好，粒度分布范围窄，出料方便，能把多种物料均匀混合研磨，自动化程度高，在相同条件下，效率是滚桶磨、振动磨得 1020 倍。通过实践验证，可替代进口产品。 4.其它类型
5、球磨机。 Stedman 最近推出了其 H 系列多笼式球磨机，可以有 2、 4、 6 组不同的型号，最高功率可达 250t/h。该机采用了新型的输送器、加热器以及水压机活塞。空气输送器安装在进口以及出口，用来防止湿粘材料阻塞；加热器安装在研磨 室，水压机活塞则代替了齿轮等，可以降低维护成本。中信重型机械公司成功研制了 5.5 8.5mm 溢流型球磨机。该机是目前国内最大的球磨机，电机功率、设备重量、装球载荷增加 35，对设备的机械强度，使用寿命提出了更高要求，主电机采用 4500KN 国产无刷励磁低速同步机，主轴承单个载荷 4000KN，采用钢瓦的全静压轴承，具有润滑良好、工作可靠、调心灵活、
6、保护完善等优点。北京贝思达工贸有限公司研制了一种新型的节能球磨机。这种新型节能球磨机用滚动轴承代替滑动轴承，减少了球磨机运转的阻力 ，降低了能耗。因此，与传统的球磨机相比，该球磨机配用电功率减少了 20以上。综合节能达 20，且10 年不用更换轴承，延长了球磨机使用寿命。 球磨机应用非常广泛，本次设计在查阅大量相关文献和技术资料的基础上，以溢流型湿式球磨机为研究对象，对球磨机磨球的运动规律以及磨球运动对衬板的表面结构和寿命的影响，提出了一下三点结论。这对节约能源、提高企业经济效益有重要意义。 1、对磨球运动学规律进行了探讨，得出了磨球做抛落运动时脱离点和落回点的轨迹方程、落回角与脱离角之间的关
7、系，以及各个可以计算磨球对衬板的冲击速度、冲击 功、冲击角度的算式。通过理论推导，各层磨球自转速度是不同的且回转半径越大自转速度越大，在同一层或回转半径接近时，位置不同磨球的处置速度也不同，位置越高自转速度越小。 2、根据磨球的运动与衬板结构之间相互关系，提出了怎样合理设计衬板的依据。对衬板所受两个不同形式的磨损进行了分析，建立了一个预测衬板近似寿命的数学模型，结果表明衬板的磨损量主要跟球磨机半径转速有关，但球磨机选定后半径和转速就确定，衬板的磨损量取决于磨球与衬板的相对滑动量，衬板的表面结构以及磨球的填充率。如在磨球的上升区，在一定的转速和填充率下，衬 板的磨损量主要取决于磨球和衬板滑动量，
8、衬板表面结构较平滑的话滑动量就越大。而在破碎区相对滑动量较小，衬板的磨损主要受冲击能量的影响，这为衬板结果设计提供了理论依据。 3、针对球磨机衬板所受的冲击力磨料磨损，使用 ANSYS/LS-DYNA 进行了仿真分析，获取了冲击过程中各项力学参数随时间变化的过程，其仿真结果也证实了冲击磨料磨损过程的特点。从材料的力学性能方面来分析，在冲击磨料磨损过程中，衬板极易在局部区域发生塑性变形且衬板材料晶粒越不均匀越容易导致塑性变形并降低衬板的耐磨性。 所以未来在破碎粉磨作业上， 球磨 机在磨碎效率，节能环保等方面还有很大的改进空间 ，一段时间都不会被淘汰。所以对于球磨机的设计是有很大意义的。 二、研究
9、的基本内容，拟解决的主要问题： 本次设计的球磨机是大型球磨机，其尺寸为 1.83 7M，主要面向工厂。它占地面积较大，功率大，排料量大，是面对工厂的大规模作业。研究的基本内容归结为四个步骤： 1.电机选型； 2.减速器设计； 3.球磨机设计； 4.总装图设计； 据近些年对水泥厂对此类型号的球磨机的使用情况分析得知，目前存在需改进的主要问题有： 一， 出料筛子上需增加出渣 孔和振打板； 二， 减速器需增设内循环冷却水管； 三， 进出料螺旋筒螺旋叶片需改进以较好的控制返料现象； 四， 减速器的防断裂需改进； 五， 固定螺旋筒与中空轴的螺栓防断裂需改进； 六， 油圈在中空轴上打滑需防止。 三、研究步
10、骤、方法及措施： 1、接受任务，查阅相关资料，了解国内外球磨机的发展； 2、翻译外文资料； 3、设计方案具体实施； 4、零件设计； 5、完成装配图； 6、完成设计论文。 四、参考文献 1 刘波 . 基于三维离散单元法的球磨机衬板提升条研究。昆明理工大学机械设计及理论， 2008 2 蔡祖光 . 陶瓷工业连续式 球磨机。陶瓷工程 ,1994 3 蒋文俊，潘龙 .浅谈陶瓷连续锥形球磨机。江苏陶瓷， 2001 4 卧式行星球磨机在南京大学仪器厂问世。中国粉体工业， 2001 5 许利民，吴静然，马世辉 . 球磨机衬板的选材及应用，承德石油高等专科学校学报， 2005 6 朱军，杨军 . 大型球磨机衬
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