机械毕业设计（论文）-管磨机的总体和结构设计.doc

管磨机的总体和结构设计(2011-12-21 15:49:24) 标签： 杂谈1 引言 1 2 磨机的总体设计 22.1 闭路循环系统与开流粉磨系统 22.2 磨机的通风方式和水冷却 32.2.1 磨内温升原因及危害 32.2.2 磨机通风方式 32.2.3 磨机的水冷却 52.3 磨机各仓长度的确定 52.4 研磨体的装载量 62.5 磨内研磨体运动状态分析 112.5.1 研磨体运动状态的三种基本情况 112.5.2球磨机中研磨体的运动分析 112.5.3 磨体运动脱离点的轨迹 122.5.4最内层研磨体的半径 122.5.5 研磨体动态作用力： 123 球磨机主要参数的确定 133.1 磨机工作转数的确定 133.2 磨机功率的计算 143.3磨机生产率的确定 153.3.1 影响磨机生产率的因素 153.3.2 磨机生产率的计算 154 磨机主要机件的设计和计算 154.1 磨机筒体部分 154.1.1筒体和筒体端盖的结构设计 154.1.2筒体设计结构中的注意事项 164.1.3筒体端盖设计中的注意事项 174.2 中空轴的结构设计 184.2.1中空轴的材料选择 184.2.2 中空轴的结构设计 184.3 衬板 224.3.1 衬板的作用 224.3.2 衬板材料的选择 224.3.3衬板的表面形状及结构的设计 234.4 隔仓板 244.4.1隔仓板的作用： 244.4.2 隔仓板的结构设计 245 提高磨机产量的途径 255.1 采用助磨剂 265.2 磨内喷水 265.3磨尾喷浆 265.4 分别粉磨 265.5 控制并缩小入磨物料的粒度 275.6 合理选择磨机衬板 275.7 开路粉磨改为闭路粉磨 27结 论 28参考文献 29致 谢 30管磨机的总体和结构设计1引言我国是水泥大国,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球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。显然，全面增强节能意识、优质意识和环保意识已成为广大水泥企业的当务之急。随着体制的改革，企业内部的经济搞活，各部门对水泥的需求量在逐渐增多。由于 建材行业起步较晚、历史较晚，无论是水泥的质量，还是水泥的产量，都一时难以满足广大社会的需要。为此，就影响提高水泥的产量、降低能源消耗、减轻工人劳 动强度的因素很多，一般可分为工艺因素和机械因素两大类：1 影响球磨机产质量的工艺因素a 入磨物料粒度b 入磨物料水分c 入磨物料的特征与易磨性d 粉磨工艺流程e 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a 磨机筒体内的通风b 磨内结构c 研磨体级配和填充率 。同时它存在着下列一些问题：a 当磨机结构一定时，转速不变的情况下，同层物料之脱离角不变，物料在磨内被搅动，效果差，粉磨效率受到影响;b 磨内增设隔仓板。它不仅减少了粉磨空间，而且隔仓板附近粉磨效率很低，加剧了隔仓板的磨损;c 由于研磨体运动单调性，粉磨效率较低，装载磨体量大，而且球径也大，这样功能大大地增加;d 一般开流磨机被广泛地应用而存在欠粉磨现象，不仅降低了粉磨效率，增加电耗，而且产品质量不稳定。 本次毕业设计是参照徐州力大集团的生产情况，得到张晓荣老师与其他同学的大力支持，在此一并致谢。2 磨机的总体设计21 闭路循环系统与开流粉磨系统 对于开流系统，其流程简单、投资省、操作简便，但物料必须全部达到成品细度后才能出磨，因此要求产品细度较细时，已被磨细的物料将会产生过粉磨现象，并在 磨内形成缓冲层，妨碍粗料进一步磨细。有时甚至出现细粉包球现象，从而降低粉磨效率，提高了电耗，采用闭路系统可以消除过粉磨现象，使磨机的产量提高、电 耗降低，同时闭路系统的产品粒度均匀，尤其是生料粉颗粒均匀，对煅烧熟料有利。 在闭路系统粉磨时，由于要求出磨物料的细度较粗，一般采用球磨或中长磨与分级设备组成闭路系统，与二台球磨机组成闭路时，称为二级闭路系统。 粉磨系统的选择应考虑入磨物料的性能产品种类、产品细度、产量、电耗、投资以及是否便于操作与维修等因素。对长径比L/D=4-6的磨机，根据工厂经验，选用开流水泥磨，我们设计的水泥磨规格为2.613mm,L/D=13/2.6=5,根据经验选用圈流水泥磨。圈流系统流程图如图2-1所示：图2-1 圈流系统流程图2.2 磨机的通风方式和水冷却2.2.1 磨内温升原因及危害对于干法原料磨及水泥磨而言，由于磨机在运转过程中，冲击和研磨物料的同时，大部分的电耗转换为热能，必然要引起磨机本身研磨体及物料温度的升高，一般可使温度升高几十度。对于没有冷却措施的干法磨机内的物料出磨温度可达，其危害如下： a 对机械设备来说，由于磨机在运转过程中和停止运转时温差很大，可使磨机产生显著的热变形及热应力，引起机体的损伤，如：衬板的几何变形、衬板螺栓的折断、主轴承维护要求要易烧毁等。 b物料的易磨性随温度的升高而降低，因为随着温度的升高,细小微粒的静电作用增强，使之易于凝聚和粘附，造成糊球现象严重，并使水泥质量降低（易造成水泥的速凝）。 为了降低磨温，提高粉磨效率减少电耗、提高产品质量，通常采用加强磨内通风或磨内喷水冷却措施，均可提高磨机产量515%。2.2.2 磨机通风方式 A 磨机的通风方式有三种： a 自然通风-仅只有磨机卸料端装设拔气筒，磨内风速（常指磨机最后一仓的风速，一般0.3mm/sec）要求入磨物料含水1-1.5%。 b 强力通风-在磨内卸料端装设排风机，实现磨内的强力通风，以除去磨内的水蒸气，改善粉磨条件，降低磨内温度，提高效率，一般来说其风速v ；该方案可以人为的形成各仓间的料位高差，使之由进料端向出料端递减，以加快料流速度，且不易返料，可避免过粉磨现象，但由于各仓填充率较小，故段与段之间不易滚动，堆积紧密，以引起较大的偏心力矩，故粉磨效率受到一定的影响，而该方案对于圈流中长管磨机亦是经常采用的。b 磨机进料端到出料端，各仓研磨体填充率递减的方案，即 ；该方案具有限制磨内物料流速的缺点，且由于后仓料位高于前仓料面，必须带有扬料板的双仓层隔仓板，对于难磨的物料，细度要求较高的产品或磨机长径比较小时 （L/D=23.5）这类磨机上比较成熟的经验是：水泥磨二仓比一仓高2-3%，生料磨二仓比一仓高1%或两仓相等。这一方案也使用于强力通风的圈流磨 机。本设计磨2.6X13m采用第一种方案，即 。 查管磨机毕业设计参考资料,取 =0.3, =0.27, =0.24。各级钢球的比例：可按二头小中间大的原则配合。在满足物料粒度要求的前提下，平均球径应该小些，以增加接触面积，提高粉磨效率，前仓的最小球径等于后仓的最大球径。物料经过长期的研磨候，研磨体的极配组合如下图2-2所示: 同时由于研磨体长期使用磨损，所以必须对钢球进行处理，大体清仓时间可参照下列时间而定:粉磨矿渣水泥：一，二仓钢球每月清理一次生料磨：二仓钢球每两月清理一次 重新配球时，表面被磨光、尺寸变小的研磨体可选作相应规格磨体继续使用b与筒体一起回转上升的那部分研磨体的重力Gc作抛落运动那部分研磨体产生的冲击力Ps. 如前所述，磨机总体设计中，着重从工艺方面考虑，主要是如何提高粉磨效率和降低电耗，而磨机机件的设计，则是保证上诉条件下，如何提高机械制造和降低原材料的消耗，为此，磨机各机件的结构设计既要有足够的强度，又要加工工艺性好，重量轻坚固耐用。 41磨机筒体部分磨机筒体部分是磨机的主体，包括磨机筒体，筒体端盖，中空轴，磨内的衬板，隔仓板及扬料板等。 41.1筒体和筒体端盖的结构设计筒体和筒体端盖有整体结构两部分组成，筒体和端盖目前广泛采用钢板焊接结构，它在制造方面具有以下优点：A机件的制造工艺程度简单，没有车间工种间的反复和交错B 切削加工工序及切削加工面积少 C避免了大型整体铸造产生的缺陷，材料消耗小 D加工容易，无特殊设备要求 筒体是用钢板卷削焊接而成的薄壁件，两端焊有相同材料钢板制成的端盖，筒体是承受重载，交变动载荷是处于低速长期运行的机件，它是筒体的主要零件，故设计时要求它是不更换零件，以保证它在工作中安全可靠，长期使用，且在使用过程中，亦必须保证质量，对于磨机的寿命一般要求大于25年。 钢板材质的选择：制造筒体的材料有普通结构刚A3，锅炉钢板20 g,20号优质结构钢，和16Mn低合金结构刚。近年来，广泛采用低合金钢高强度钢16Mn，这类钢易于施焊，韧性较好，而16Mn可焊性综合机械性能如耐磨性，耐疲劳性，腐蚀性及切削加工