Φ3.5×13M闭路水泥磨(传动及进出料部件)设计正文.doc

1前 言 水泥生产为制备生料粉、煤粉和水泥,都需要进行粉磨作业。常用于粉磨的设备有以冲击研磨为主的球磨机。磨机在水泥生产中，仍然是不可以完全替代的主要粉磨设备。改善和提高产品的质量和数量,减少动力消耗,降低生产成本,即达到优质、高产、低能耗具有重要意义。 水泥厂中粉磨设备的用电量约占全厂的三分之二,可见磨机传动装置设计是否正确,制造质量如何,安装、检修和维护的好坏,对磨机的正常运转和电耗都有极大的影响。此设计的技术经济指标高低对于水泥企业具有十分重要的意义。目前，主要传动方案有边缘传动与中心传动，设计时须对各种传动方式按具体情况,从加工制造工艺,设备造价,传动效率和电耗的大小,使用和维修等多方面进行综合分析和对比,最后确定传动方案。我国水泥行业有13000多台磨机和管磨机，其中95%以上采用边缘传动，发电、选矿行业的球磨机、自磨机等几乎都采用边缘传动[8]。国外边缘单传动磨机功率以达4000KW以上，边缘双传动总功率达9000KW，美国大型磨机基本都采用边缘传动，德国大功率磨机80%左右也采用边缘传动，我国已设计出2000KW的单边缘传动磨机，1000KW的单边缘传动磨机已投入运行。回转窑、烘干机广泛用于水泥、冶金、化工等行业。边缘传动的大小齿轮装置占机器本体造价的10-30%，是关系设备运行状态及大型化的主要因素。 本课题是Φ3.5×13M闭路水泥磨（传动及进出料部件）设计，本人主要进行球磨机主传动部分和进出料部分，回转大齿轮、、调整磨机转速，优化齿轮设计，增加磨机运转的平稳性和使用寿命技术上先进，经济上合理。的磨机;其二为传动轴轴心线与磨机中心线一致的中心传动形式,它多用于功率1000的磨机,最大的磨机功率已达8000～10000。它可分为由电动机经减速器减速后驱动磨机和由低速变频同步环形马达直接驱动磨机的两种形式。 边缘传动与中心传动的比较 a.边缘传动磨机的大齿轮直径比较大,制造困难,占地多,但精度要求较低;中心传动结构紧凑,占地面积小,但制造精度要求较高,对材质和热处理的要求高; b.后者较前者总质量要小些,加工精度高,因此,后者的造价要高些; c.前者较后者的零件分散,供油点多,检查点多,操作及检查不方便,磨损快,寿命短; 综上,中心传动较为先进,功率小于2500时,两种形式均可采用;若大于2500,尽可能选用中心传动方式。 从加工制造,机重造价,传动效率和电耗的大小,使用和维修等多方面进行综合分析和对比，结合我国的国情，本课题采用边缘传动。 传动方案如图2-2所示： 图2-2传动方案 1-主电动机；2-主减速器；3-辅助减速器；4-辅助电动机； 5-小齿轮；6-大齿轮；7-磨机筒体 2.3磨机的重要参数计算[1] 2.3.1筒体有效内径 a.平衬板厚度h的确定 磨机的粉磨能力与其筒体的有效内径成正比，衬板过厚等于减小了磨机的有效内径，降低粉磨效率。规格越小的磨机，衬板厚度对其粉磨效率的影响越大。所以，在保证强度和足够磨损量的前提下，衬板厚度越薄对提高粉磨效率越有利。一般可设计成40～70mm厚，即： h = 40～70 （mm） 对大磨取大值，小磨取小值，具体可按表2—1选取。 表2—1 衬板厚度推荐表 磨机规格直径D(m) 衬板厚度(mm) 磨机规格直径D(m) 衬板厚度(mm) ≤Φ1.8 35～40 ＞Φ3.2～Φ3.8 60～65 ＞Φ1.8～Φ2.4 40～50 ＞Φ3.8～Φ4.5 65～75 ＞Φ2.4～Φ3.2 50～60 ＞Φ4.5 75～90 联系本课题，选择衬板的厚度 h = 60mm。 b.磨机筒体有效内径的确定 筒体的规格直径减去衬板的厚度所得到的实际内径称之为筒体的有效内径，具体计算如下： D0 = D – 2h (2-1) 将D=3.5m，h=60mm 代入得D0=3.38m。 2.3.2磨机的转速 a.临界转速 临界转速是指磨内最外层研磨体刚好贴随磨机筒体内壁作圆周运动时的这一瞬间的磨机转速。此时研磨体处于磨机筒体圆断面的顶点，即脱离角=0°。将此值代入研磨体运动基本方程式，可得临界转速 （2-2） 式中 ——磨机筒体有效直径, m。 将=3.38代入计算得： = 23.06 （） 以上公式是在几个假定的基础上推导出来的，事实上，研磨体与研磨体、研磨与筒体之间是存在相对滑动的，而且物料对研磨体也是有影响的。 b.磨机的理论适宜转速 使研磨体产生最大冲击粉碎功的磨机转速称为理论适宜转速。当靠近筒壁研磨体层的脱