管磨机的总体和结构设计开题报告.docx

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管磨机的总体和结构设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告

题目管磨机的总体和结构设计

专业名称机械设计制造及自动化

班级学号

学生姓名

指导教师

填表日期2013年3月22日

一、选题的依据及课题的意义

我国是水泥大国,而水泥粉磨技术又直接影响到水泥工业的振兴和发展。

显而易见，提高水泥厂粉磨工艺水平对企业综合效益的影响是十分显著的。

降低能源消耗、减轻工人劳动强度以及延长管磨机的工作运转时间等问题是目前和今后研究和从事水泥生产工作者的首要任务,管磨机的出现也有100多年之久。

管磨机在水泥行业中占有相当重要的位置，在回转窑水泥厂中，它与回转窑并驾齐驱，是两大主机设备。

管磨机也是选矿生产中的一个重要工序，而在我国选矿生产中也有广泛的使用，在选矿生产中只有极少数够矿石经过破碎、筛分之后即可直接送去冶炼，而大多数矿石还必须被磨细0.1~0.074mm甚至更细，使有用矿物达到单体解离，并经过分选之后才能送去冶炼。

还有就是在钢铁业。

经过近几年的快速发展，钢铁业也逐渐显现出自然资源不足、吨产量能耗过大、环境污染等矛盾。

废钢资源作为钢铁工业的“第二矿业”，具有节约能源、减少污染、保护环境、循环利用等优点，其影响将越来越大。

近几年废钢供应逐年在攀升，其作用逐渐在扩大，使资源得到了进一步循环利用 那么对于废钢加工行业来说，破碎机的加工范围更大，生产率更高，最重要最关键的是其能剔除杂物，若配以适当的分选设备，则更能将对炼钢有害的混在废钢里的有色金属分选出来，得到非常纯净优质黑色金属原料。

管磨机的核心原理就是利用锤子击打的基本原理，在高速大扭矩电机的驱动下，主机转子上的锤头轮流击打进入容腔内的待破碎物，通过衬板与锤头之间形成的空间，将待破碎物撕裂成合乎规格的破碎物。

根据破碎机的工作状况，可分成干式系统、湿式系统。

干式系统主要是指破碎物须经过空气回旋分拣系统，把金属和非金属分离开，另外整个系统装有除尘装置。

湿式系统是指破碎的同时进行喷水，并且在分拣同时进行淋水清洗。

半湿式系统只是在破碎需要时，进行少量喷水，防止扬尘，并无清洗。

从而扩大了破碎机的加工物料范围。

同时对提高破碎机的生产效率起着至关重要的作用。

降低能源消耗、减轻工人劳动强度以及延长管磨机的工作运转时间等问题是目前和今后研究和从事生产工作的首要任务。

二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）

我国的磨矿设备制造工业是在解放后才发展起来的，最初是仿制，到1958年才开始进入自行设计制造阶段。

而1966年才能进行真正有效的系列设计。

从20世纪70年代末以来，我国的磨矿设备开始逐步采用国外业已出现的新技术，如气动离合器、动静压轴承、先进润滑方式、顶起装置、加铬耐磨钢衬板和橡胶衬板、自动控制装置等，同时增加了品种和扩大了规格寸。

 国内最早引进的是美国纽维尔公司的4000马力的破碎机，采用的是半湿式系统，于1996年投产，从目前的使用情况来看，其生产能力100吨/小时，有较多的富余，经常处于停机等料状态，设备的闲置率较高。

而且一次性资金投入很大。

立足于用户使用要求，真正开始关键核心技术引进，则是湖北力帝机床股份有限公司开始进行的。

他们一开始就认真进行市场调研，分析国内外市场现状，确定适合我国国情的、达到既经济又满足市场需求的机型。

在我国的选矿生产，用于磨矿作业的磨矿设备主要是管磨机、棒磨机和自磨机。

另外，建材、化工、电力和陶瓷等工业部门亦广泛使用各种型式的磨机，如管磨机用于水泥厂磨细原料和熟料；水泥工业用管磨机，目前较多的技术参数都是沿用五十年代国外的技术。

随着建材行业机械工业的不断发展，粉磨工艺技术的不断进步，粉磨条件的不断改善，在设计管磨机时的较多经验公式及在粉磨作业中操作方法仍然套用老模式，已经不能满足发展的需要。

那么，如何确定具有升级技术管磨机的设计公式和切实可行的磨机在运行时工艺操作方法，是目前设计部门和生产单位急待解决的问题。

科研部门和水泥企业目前使用的实验磨机都是直径比较小的实验室设备，所作出的实验数据应用到生产实践当中差距较大。

目前世界上流行和占主导地位的破碎机，大多数都是在美国纽维尔公司的基础上衍生出来的，占有量近七成，如德国的林德曼、日本的富士车辆。

破碎机的产生与发展，与废钢行业的发展息息相关，最开始只为处理些轻薄料，随着认识的加深，以及破碎钢的优越性的显现，各种规格的破碎机得到不断开发，使用范围也越来越广。

早在50年代，作为重要的工业资源，非金属矿，金属矿和燃料矿被称为材料工业的支柱。

由于三者独特的物理化学性质，各种产品应用于每一个工业部门，成为国民经济发展的重心。

而不管是金属矿也好还是非金属矿，它们利用都需要经过一定的过程，如粉碎，加工，提纯等等，然后才能用于工业中，其中最重要的一个步骤就是粉碎。

因为要进行进一步的加工，粉碎是先决条件。

粉碎技术的发展对我国的矿产品的开发和利用提供了良好的基础。

80年代以前，我国的粉碎设备生产企业很少，有些规格根本就无法让矿产物等的粉碎达到理想中的细度。

所需的大部分设备依靠进口，我国已在攻克粉碎技术难关上下足了工夫。

并逐步向超细粉碎和精细粉碎机械设备发展，尽管研发过程中会面对很多难以预料的问题，但是可喜的是随着我国在食品加工，生物工程研究与开发，保健品开发，新药研制等行业的发展，其中粉碎机械作为纽带与其密切联系着。

但这些行业的开发与生产所需要的环境条件非常苛刻，对固体的粉碎规定非常严格。

简言之，就是对粉碎机械提出更高的要求。

超低温粉碎技术刚好满足所面临的粉碎技术，在低温的条件下粉碎成所需要的细度，并且原有的成分不会被破坏，实现了粉碎技术方面的飞跃。

管磨机作为传统的粉磨设备，已经有了100多年的历史，它作为将固体物料细化制粉的重要设备，广泛应用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、电力、医药以及国防工业等部门。

尤其是冶金工业中的选矿部门，磨矿作业更是具有十分重要的地位。

近几年来，由于能源费用增长，矿石品位的下降，降低建设投资和生产费用是世界各国矿石工业面临的一个严峻问题，采用高效大型设备是现代选矿厂建设的主要倾向，管磨机的大型化已成为技术发展的方向。

强度在高的矿石进到大型磨机里，经过研磨、粉碎都将成为粉末状。

只用这样，低品位的矿石以及再利用才能够实现。

　　20世级80年代国际上曾有预测，认为管磨机合理的最大规格是直径5米，原因是魔球工作时存在低效率的蠕动区，但实际上管磨机向大型化发展的步伐一直都未停止。

　　目前，世界上生产大型管磨机的主要生产厂家有丹麦福勒史密斯矿业公司（FFFMinerals），芬兰奥托昆普公司（Outokumpu）、芬兰美卓矿业公司（MetsoMinerals），德国克虏伯公司（Krupp）和日本的川崎重工等。

世界上最大的规格的湿式管磨机是南非AngloPlatinum铂矿订购的两台直径7.92米*12.2米管磨机，装机容量为17500千瓦/台。

由丹麦福勒史密斯矿业公司制造，已于2007年投入使用。

世界最大规格的干式管磨机是克虏伯公司直径6.2米*25.5米的管磨机，安装功率为11200千瓦，1994年用于美国的一家金矿，处理难选金矿石。

　　目前国内的磨机大型化与国际水平还存在一定的差距，国外管磨机技术和设备一直在不断地发展，国内自20世级80年代中期以来的近20年间，基本处于停滞状态，拉大了与世界先进水平的差距，随着改革开放的不断深入，国内管磨机行业近年来正在重新兴起，中国在借鉴外国先进水平的基础上，也正朝着管磨机大型化的方向迈进

三、研究内容及实验方案

本课题研究的是管磨机的总体和结构设计。

当然想要设计出良好的管磨机设备就要了解影响管磨机生产质量的因素，包括：

（1）影响管磨机产质量的工艺因素（如入磨物料粒度、入磨物料水分、入磨物料的特征与易磨性、粉磨工艺流程、对粉磨成品的比表面积要求）；

（2）影响磨机产质量的机械因素（如磨机筒体内的通风、磨内结构、研磨体级配和填充率）。

（一）设计技术要求

1．管磨机的设计规格φ2.6×13m

2．转筒干燥机的其它主要技术参数：

入磨物料粒度：

≤10mm;

3．填充率：

30%

4．磨机转速：

17.5r/min;

5．产量：

35t/h;

6．出料粒度：

4900孔/平方厘米;

7．筛余量：

≤12%；

8．功率1000kw

（二）设计内容

1磨机的总体设计

（1）闭路循环系统与开流粉磨系统

（2）磨机的通风方式和水冷却

（3）磨机各仓长度的确定

（4）研磨体的装载量

（5）磨内研磨体运动状态分析

2管磨机主要参数的确定

（1）磨机工作转数的确定

（2）磨机功率的计算

（3）磨机生产率的确定

3磨机主要机件的设计和计算

（1）磨机筒体部分

（2）中空轴的结构设计

（3）衬板

（4）隔仓板

4提高磨机产量的途径

四、目标、主要特色及工作进度

1、目标

根据主要技术参数设计管磨机的结构了解现有类似设备的工作原理，制订设备工作原理图管磨机各主要配件图和总装图的绘制，最终设计出一台合格的管磨机

2、主要特色

a生产使用方面

机器的生产效率高，动力消耗少，经久耐用运转安全，操作事业简便敏，外行尺寸小而美观、成本低;

b制造加工方面

结构简单易于加工，机加工量尽量减少，且加工工艺性能良好，材料成本低易购，尽量少用有色金属和稀有金属;

c安装运输方面

总之，每项技术都有此缺点和优点，所以在使用过程中应扬长避短，因地制宜地使用，发挥它的最佳效果，达到最好的市场效益才是根本。

3、工作进度

1．收集有关资料，写出开题报告；（2周）

2．外文翻译（6000字符以上）；（1周）

3．分析与研究：

了解现有类似设备的工作原理，制订设备工作原理图。

（1.5周）

4．管磨机主要结构设计及相关尺寸的计算。

（3.5周）

5．管磨机各主要配件图和总装图的绘制。

（5周）

6．撰写毕业论文一份（2周）

五、参考文献

1王大康，卢颂峰.机械设计课程设计.北京：

北京工业大学出版社，2002.2。

2汪恺.机械工业基础标准应用手册.北京：

机械工业出版社，2001.6。

3　机械设计手册（新版）.第一卷、第二卷、第四卷、第五卷.北京：

机械工业出版社，2004.8。

4　吴宗泽.机械零件设计手册.北京：

机械工业出版社，2003.11。

5　时钧.化学工程手册.北京：

化学工业出版社，1996.1。

6　日本化学技术.化工机械设计和保养.上海：

上海科学技术文献出版社，1985。

7　楮瑞卿．建材通用机械与设备．武汉工业大学出版社，1995.11

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