球磨机设计.docx

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球磨机设计

摘要：

球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。

它广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色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。

本次设计就是围绕其基本结构及加工原理进行选择和设计的。

关键词：

筒体，轴承，轴承座，球磨机变频改造，传动装置和粉磨装置

Pickedto:

ballmillisusedtobebrokenafteranothersmashkeyequipment.Itiswidelyusedincement,silicateproducts,newbuildingmaterials,fire-proofmaterial,fertilizer,blackpottery,glassandmetalprocessingandproductionindustry,oforesandothermaterialsmaybedifficultfordry-orwetsexualFenmo.Thecurrentdesigniscenteredonthebasicstructureandprinciplesfortheselectionanddesignprocess.

Keyword:

receiver,bearings,bearingsBlock,ballmillfrequencyconversiontransformation,transmissiondeviceandfenmodevices。

引言

数控切割机行业一直以来，都是许多兵家相争相克的世界，那么它在未来的发展现状以及走向趋势来说，则是存有许多安全隐患和竞争力的，因为毕竟数控切割机这个企业领域，它所开设的区域以及幅度来说，都是非常广泛以及迅速的，所以说，它不同与其它器械行业，数控切割机在其未来的发展以及走向上，也是存有非常大的利润空间的。

从现在几种通用数控切割机应用情况来看，数控火焰切割机功能及性能已比较完善，其材料切割的局限性，切割速度慢，生产效率低，其适用范围逐渐在缩小，市场不可能有大的增加。

数控管材切割机适用于各种管材上切割圆柱正交、斜交、偏心交等相惯线孔、方孔、椭圆孔，并能在管子端部切割与之相交的相惯线。

这种类型的设备广泛应用于金属结构件生产，电力设备、锅炉业、石油、化工等工业部门。

数控坡口切割机是行内比较高端的产品之一，此类型设备的回转坡口切割功能可以满足焊接工艺中不同棒料开不同角度坡口的要求。

随着我国造船业的发展，船厂在国内率先引进和使用了数控等离子切割机。

随着技术的发展，目前国内外船厂纷纷配备具有回转坡口切割功能的数控等离子切割机，以满足高技术、高附加值船的建造要求。

数控火焰相贯线切割机，切割具有大厚度碳钢切割能力，切割费用较低，但存在切割变形大，切割精度不高，而且切割速度较低，切割预热时间、穿孔时间长，较难适应全自动化操作的需要。

它的应用场合主要限于碳钢、大厚度棒料切割，在中、薄碳钢棒料切割上逐渐会被等离子切割代替。

数控切割机在未来的发展趋势以及走向来看，它内部所存有的竞争力，在很大程度上，则是关联于切割技术以及国情发展的，因此，由未来逐渐发展的高经济、高科技的切割机来说，数控切割机在未来的发展形势，也是存有非常大的竞争空间的。

在机械加工过程中，棒料切割常用方式有手工切割、半自动切割机切割及数控切割机切割。

手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。

半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。

其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割。

数控切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高棒料切割地效率、切割质量，减轻操作者地劳动强度。

目前在我国的一些中小企业甚至在一些大型企业中使用手工切割和半自动切割方式还较为普遍。

对于铸棒材料的切割技术数控化是我们研究的方向，本文所设计的铸棒线切割机由PLC控制，实现操作数控化，提高生产效率。

该机在结构上简单实用，性能安全可靠，操作方便可行，很好的实现了其预定功能。

第一章球磨机简介

1.1球磨机的现状

在硅酸盐工业中，数量很大的固体原料，燃料和半成品等需要经过各种不同程度的粉碎，使其块度达到各种工序所要求的大小，以便操作加工。

因处理物料尺寸大小的不同，可将粉碎分为破碎和粉磨两个过程。

将大块物料碎裂成小块的过程称为破碎，将小块物料碎裂成粉末的过程称为细磨。

而在粉碎的过程中，以挤压方式粉碎颗粒的又以球磨机为主。

随着硅酸盐工业的快速发展，大型的粉磨机器设备发挥起了越来越重要的作用，为了满足硅酸盐市场的各种需求，各种型号的球磨机也都逐渐的占据了时常极其重要的地位。

虽然结构比其他机械设备有些简单，但由于工作的环境不同，每个公司所要加工的对象以及所采用的介质不同，所以对球磨机的要求就愈来愈高。

1.2.球磨机的工作原理及类型

球磨机的主要工作部件就是筒体，内装有各种粉磨介质。

依靠体回转时介质的冲击和磨削等作用使物料粉碎，在球磨机粉磨配合料时，还兼起混合作用。

机身（筒体）为一个水平放置的回转筒体，筒体两端靠两个端盖封闭和固定，两个端盖分别靠两个固定在水泥浇注的支座上的轴承所夹紧。

依靠一个固定在筒体上的齿轮在电动机的带动下做慢速的旋转运动。

1.2.1其加工原理是，在电动机的带动下，筒体开始转动，由于筒壁的摩擦力的作用下，筒里的介质随着筒体一起做回转运动，当达到一定高度时，由于介质本身自重，介质开始自由泻落或抛落冲击筒底的物料，同时在筒体回转时，介质还有自己的滚动和滑动，使物料在介质中受到了冲压和磨削作用，从而达到将物料磨削成小颗粒的目的。

由于进料口不断的加料，进料端和出料端之间存在料位差，并且介质下落时，冲击物料所造成的轴向压力，因此，磨料机的机身虽然是水平放置，但物料却由进料端缓慢流向出料端，完成粉磨作业。

1.2.2球磨机的类型有很多种，在这里大体说一下按筒体类型分为短磨机，中长磨机和长磨机，按筒内按仓室数目可以分为但仓室和多仓室，按筒体形状可以分为圆筒型球磨机和圆锥型球磨机，按筒体数目可以分为单筒球磨机和多筒球磨机两种。

按卸料方式来看可以分为尾卸式球磨机和中卸式球磨机，按筒体支撑方式可以分为中空轴支撑式磨机和托轮式磨机，按传动方式可以分为中心传动式球磨机，边缘式传动磨机，行星式磨机和无齿轮传动式磨机。

按操作方式来分可以分为间隙式操作和连续式操作磨机。

按生产方式可以分为干式磨机和湿式磨机。

球磨机不仅在硅酸盐工业中大量应用，而器在冶金，选矿，电力，化工，煤炭等工业总也普遍应用。

1.3球磨机发展趋势之变频改造

长期以来，墙、地、砖、及化工工厂普遍采用球磨机研磨陶瓷原料，它一般采用简单的工频控制，易造成物料的过度研磨，所需研磨周期较长，研磨效率较低，单位产品功耗较大，启动电流大，对设备和电网的冲击很大，机械设备的生产维护量也大，而且电的损耗量相当惊人，这必然会给生产厂家带来很多不必要的麻烦和严重的资源浪费，所以随着社会经济的发展及企业生产规模的扩大，直接工控球磨机的弊病已暴露无遗，并严重地阻碍了各工业企业快速发展。

这就促使人们去研制启动平滑、研磨效率较高、产量大、能耗低的球磨机——变频控制球磨机。

2.主要构造

陶瓷工业球磨机主要由传动装置、筒体装置、加料装置、卸料装置及电气控制装置等组成。

3、传动装置

陶瓷工业球磨机装载量大，所需动力消耗也很大，因此陶瓷工业球磨机通常采用1至2台几百千瓦的大功率电动机通过液力偶合器共同驱动硬齿面圆柱齿轮减速机，再经一对齿轮传动或皮带轮等驱动筒体旋转，从而达到研磨物料的作用。

3工作原理：

球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机、小传动齿轮、电机、电控）等主要部分组成。

陶瓷工业具有一个水平放置的筒体，筒体被隔板（钻有许多小圆孔的圆板——筛板）分成3～4个研磨腔，每个研磨腔内装有一定形状尺寸的研磨体，筒体旋转时，物料和研磨体等在摩擦力和离心力的作用下被筒体提升到一定高度，然后在重力的作用下沿近似抛物线轨迹落下来冲击和研磨筒体底部的另一部分物料，并产生一定的轴向运动促使物料研磨和混合均匀。

4、电气基本控制装置

陶瓷工业球磨机属于低速重载设备，装载量大，起动力矩也很大，因此陶瓷工业球磨机通常采用附加启动电机冲击启动或软启动装置来启动，对电网冲击大，而且启动完成后运转时所需的转距减小，所以在节约能源方面有很大的空间。

5、改造方案：

根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，改造后的球磨机系统应满足以下要求。

（1）造后的设备要有足够的起动转距，满足还球磨机装载量大的要求，并且保证设备在变频运行状态下使电机平稳运行，保障电动机具有恒功率特性。

（2）利用变频调速控制系统改造原有球磨机拖动系统，满足球磨机低速时的正常运行，确保正常的工艺控制技量，使球磨机及电动机的使用寿命延长，减少维护。

（3）改造后的设备能够实现自动控制，及手动/工频和故障自切换等功能，并能克服球磨机大惯性引起回升电压，有效地保证设备的正常运行。

6、变频器选型

根据上述原则，选择赛普公司的SAP500G系列变频器，使系统能够满足上述工况要求。

（1）SAP500G变频器采用磁通矢量PWM控制技术使用权低速负载能力可=达到200%的额定转距输出。

内置PLC程序控制功能，多种控制，操作方式，齐全的保护功能。

（2）SAP500G变频器的频率精度高，数字设定为+0.01%,模拟设定为+0.2%可使运转平稳满足设计要求。

（3）SAP500G系列变频器的过电压，过电流失速成禁止功能，可使用权变频器在加、减速过程中发生过电压或过电流时的频率维技，至解除过压，过流时自动再进行加、减速。

载波频率自动调调特性。

7、设备改造后的优越性

（1）利用变频调速技术改造了球磨机的拖动系统，满足了球磨机低速运行、大起动转距的特点，实现了球磨机的运行速度连续可调。

电机起动时无冲击电流，起动力距足够，保护功能完善。

保证了工艺控制质量、节约了维护成本。

（2）根据工状需要，将传动比改为A后正常运行时变频器运行给定频率设定为B（低于50HZ）运行电压为C（380V）运行电流为D（小于180A）改造后的系统平均每年耗电E度（C*D*每天工作时间*365）。

系统改造前为工频50HZ，运行电流为180A运行电压为380V，平均每年耗电F（90*每天工作时间*365）度。

节电率为（1-E/F）%

第二章球磨机设计过程

2.1球磨机设计前的分析

球磨机是一个外观庞大的设备，种类非常繁多，规格多样。

在不同的工艺流程中，对球磨机的要求又各不相同。

虽然它的内部结构非常的简单，但是对我们这些从来没独自进行设计过的大四学生来说有一定的难度，由于我们以前进行的参观实习也好，还是学习末的课程设计也好，一般都是由于我们几个同学一块讨论，然后进行设计的，但此次设计一般是每人一个题目，这对我们来说就感到了陌生。

这对我们来说既是一个挑战，同时又给我们带来了很大的压力，由于没有经验，我们进展的速度比较缓慢，学校规定的时间对我们来说有一点紧迫，所以在挑战带来的喜悦中，又有一定的担忧。

刚开始确定了设计题目后，在一段时间内我们都有一些茫然和不知所措，都不知道从何地方下手，最初我们只是在网上或者到图书馆进行查询，但得到实用的东西是少之又少，后来在指导老师的指导下，我们对各自的设计题目有了初步的了解，便开始着手于设计中。

球磨机在实际生产应用中十分广泛，在很多行业中比如硅酸盐，水泥和陶瓷工艺中，粉碎物料都要用到球磨机，球磨机的设备整体虽然十分的旁大，但是它的结构非常的简单，其主要结构就是一个筒体