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1、-毕业设计（论文）-0.9x3m四筒平衡节能球磨机的设计（全套图纸）-第 22 页0.9x3m四筒平衡节能球磨机的设计 摘要从目前社会各种粉磨工业行业主要还在使用单筒结构磨机作业，虽然其结构简单、安装方便、检修便利的优点，但在节省能量，高效率粉磨方面还存在着一定的缺陷。武汉工业大学 许林发在发表的多筒球磨机功率的探讨中研究提出单筒式球磨机电耗较高,其主要原因是磨机在运转中研磨体重心偏离回转中心,因此产生了很大回转力矩,为了克服这个力矩需要很大动力【1】便增加了能耗。全套图纸加153893706本次设计的磨机主旨是节能降耗、提高研磨效率。在降低能耗、提高研磨效率方面，主要从筒体结构的改变来入手，
2、将单筒磨机的三分之二部分筒体改为并联四个小筒与单筒串联。通过理论计算及分析得出以下几个结论：节能方面；第一，整体来看大筒变小筒则筒体的直径缩小，在单筒最适宜转速下小筒的转速将增加，相反要使得小筒的转速为最适宜转速则磨机转速必须降低，所以磨机整体功率降低，这样便达到节能降耗的目的。第二，研磨体的偏心距减小，其产生的力矩减小，则磨机克服该力矩所需的功减小。第三，在填充率、磨机规格相同的情况下，四筒磨机比单筒磨机的功率降低了49%，即四筒磨机更加节能。第四，在相同的研磨体装载量的情况下，四筒磨机比单筒磨机的功率降低20%左右。研磨效率方面；第一，单筒改为四筒相同规格下，四筒磨机研磨体对筒体的空间占用
3、率增加，研磨更加充分，则研磨效率便相对提高，第二，四筒磨机在回转的过程中，四个小筒的研磨状态是在倾泻状态下研磨，则研磨效果更佳。关键词：降低能耗，提高粉磨效率，球磨机，四筒，填充率0.9 x3m four cylinder balance design of energy saving ball millABSTRACTSofar,thesocialvariousgrindingindustryresearchmainlystillusessinglecylindermilloperationstructure.Althoughitsadvantagesofsimplestructure,co
4、nvenientinstallationandmaintenanceconvenience,insavingnergy , highefficiencygrindingways,therearesomeshortcomings.XuLinfainwuhan universitypublishedtechnology in theconeballmillpowertoexploremoretostudy andput forwardthehigherpowerconsumptionofsingletypeballmill.Themainreasonismillgrindingrotarycent
5、erheartweightdeviationintheoperation,soproduceslargetorque,inordertoovercometheforcetorchneedbigpower1. Idesignthemillinreducingenergyconsumptionandimprovingthegrindingefficiencywhichisdifferentfromtheabovemethods,mainlyfromchangesinthestructureofcylinderofthetwo-thirdsofthesinglecylindergrindingmac
6、hinepartscylinderrestructuringforparallelfoursmalltubewithsingletubeseries,thebigdrumsmallercylindercylinderdiameterbecomessmallerinmonocularoptimumspeedundersmallcylinderspeedwillincrease,incontrasttomakethespeedofthesmalltubeforoptimumspeedissinglecylinderspeedmustbereduced,sothemilloverallpoweris
7、lower,thusachievethepurposeofsavingenergyandreducingconsumption,throughthetheoreticalcalculation,thefillingrate,millundertheconditionofsamespecification,fourcylindermillmoreenergy-savingthansingletubemill.Monoculartofourcylinderunderthesamespecification,grindingmediumspaceoccupancyrateincreases,theg
8、rindingmorefully,atthesametimeisthestatusofthefoursmallconegrindinginstatethroughthegrinding,sothegrindingefficiencyaregreatlyimproved.KEY WORDS: Reduce energy consumption, Improve the grinding efficiency，Ball mill，Fill rates 目录前言1第1章 球磨机的原理及总体方案21.1 球磨机的工作原理21.2 磨机的整体方案31.3 磨机的回转部分 3 1.3.1 筒体的结构设计3
9、 1.3.2 磨门与人孔4 1.3.3 磨机整体回转部分筒体的条件选择51.4 磨机的传动部分5 1.4.1 边缘传动5 1.4.2 中心传动61.5 磨机的支承部分6 1.5.1 滑履支承6 1.5.2 主轴承支承7 1.5.3 混合支承71.6 球磨机进料装置的形式8 1.6.1 利用螺旋叶片进料8 1.6.2 利用加料螺旋叶片进料8 1.6.3 截头圆锥漏斗进料81.7 磨机出料装置9第2章 磨机主要参数的计算102.1 四筒磨机研磨体装载量的计算102.2 讨论以小筒体为对象分析四筒磨机最适宜转速10 2.2.1 筒体磨机最佳转速10 2.2.2 四筒磨机的临界转速112.3 讨论以大
10、筒为对象分析计算小筒的参数12 2.3.1 单筒磨机的临界转速12 2.3.2 单筒的理论最适宜转速12 2.3.3 实际 工作转速132.4 四筒磨机的功率计算13 2.4.1 讨论在研磨体装载量相同下四筒与单筒磨机的功率比13 2.4.2 讨论在磨机相同规格下四筒与单筒磨机的功率比15 2.4.3 磨机电动机功率选择16 2.5 四筒磨机的生产能力计算16 2.5.1 四筒磨机的单位小时生产能力17 2.5.2 单筒磨机的单位小时生产能力18第3章 四筒磨机的零件设计193.1 磨头19 3.1.1 中空轴的相关尺寸20 3.1.2 四筒磨机磨头的计算21 3.1.3 四筒磨机磨头的结构2
11、23.2 衬板设计23 3.2.1 四筒磨机衬板作用23 3.2.2 四筒磨机衬板材料23 3.2.3 四筒磨机衬板种类24 3.3 隔仓板26 3.3.1 隔仓板的作用及结构 26 3.3.2 隔仓板的类型26第4章 磨机的校核284.1 筒体上所承受的总载荷284.1.2 第二部分力研磨体跟物料随筒体回转产生的力294.2 筒体作用力的分布294.3 四筒磨机筒体的弯曲强度计算31 4.3.1 进出料端主轴承处的支反力31 4.3.2 验算磨机筒体的弯曲强度334.4 磨头（磨尾）与筒体法兰的链接螺栓校核33结论35谢 辞36参考文献37外文资料翻译38前言本次四筒平衡节能磨机的设计课题的
12、研究意义主要有两个方面，第一个方面是目前水泥工业对于能量资源的需求是比较明显的，尤其是电能的消耗。在整个工厂中不光是煤炭资源的需求，在整个生产工艺路线中除了运送物料路线上的设备需要耗电之外，主要的电耗在于粉磨上面，尤其是球磨机这一环节。它是一个电耗无底洞，每天二十四小时运作，所以要对球磨机这块加大人力物力的投入，研究出一款能节约能源降低经济成本而且提高粉磨小率的球磨机，那么在这方面的需求就有着不可言喻，众所周知的迫切，从而可以引出本课题设计的四筒球磨机主要从降低能耗方面进行设计，那么如何相对于目前社会工业中普遍使用的单筒磨机在能耗方面降低的优势做出合理的理论依据呢？事实表明磨机在回转的过程中筒
13、体内部的研磨体和物体随筒壁一起上升下降回转运动，在这个过程中有一个回转力矩，就是筒体中心与研磨体重心之间的距离称之为偏心距，偏心距越大则要克服这个回转力矩便会需要越大的能量，从而导致磨机能耗的增加，所以四筒磨机主要就是为了减小这个偏心距来减小能耗。第二个方面就是单筒磨机除了偏心距大之外就是整个内部有效空间利用率低，四筒磨机的结构刚好将整个大得空间分割成四个较小的空间然后研磨体跟物料再回转的过程中尽可能的占用了越多的空间，四筒磨机较之于单筒磨机多筒磨机能够使细磨仓运行最佳化, 并且筒体结构的改变使得筒体空间体积利用率提高，小筒的转速较之于大筒转速相对减小使得物料充分研磨同时保证生产出高细度水泥提
14、高粉磨效率。 从国内外的研究状况来看，四筒磨机尚在一个萌芽期，并不是普遍推广使用，在前苏联一家水泥厂将一台单筒磨机结构改变为四筒，运作试验发现电耗较之于单筒降低了将近一半。在国内也处于研究状态，合肥水泥设计院也对多筒磨机进行了试验得出了同样的结论，所以四筒磨机有一定的发展空间和潜力。 第1章 球磨机的原理及总体方案确定1.1 球磨机的工作原理球磨机的主要工作部分是一个回转筒体，装在两个轴承上水平放置，用隔仓板把筒体分成几个仓而各仓内用一定量及规格的研磨体填充，研磨体主要有钢球、钢段、钢棒、卵石、砾石等。在筒体内壁装有衬板其作用是为了防止筒体被磨损。磨机转动时，研磨体在离心力跟与衬板面产生的摩擦
15、力的作用下，在筒体固定的衬板面上粘连，随筒体一起转动，而且随它运动到一定的高度，重力作使其自由掉落，掉落时它会像抛物体那样，撞击底部的物料把物料击碎同时在运动的过程中研磨体跟物料之间相互挤压摩擦而碾碎物料。在筒体运转的过程中研磨体跟物料的运动情况就这样上去下来周而复始的不停地运动研磨。物料由进料端缓慢流动到出料端是在进料端不断喂入新物料情况下，进料与出料端物料之间存在着一定的压迫力，并且研磨体下落时冲击物料产生轴向推力迫使物料流动而且磨内气流运动也有一定的使物料横向流动流动的力，从而完成作业。杨树森译自苏联水泥，文章中指出目前在水泥工业中应 用的管磨机是不经济的, 磨制一吨水泥需耗30 一35
16、 度电能。电耗大的主要原因是, 物料和研磨体偏心地分布在磨机中, 使磨机运转时产生很大的阻力矩, 因此就必须用相当的能量克服之。查阅相关资料苏联奥尔格水泥工业设计院, 研制了一种均衡式多筒球磨机, 经过试验得到了满意的结果。多筒式球磨机多个筒体组成: 一个中心筒体, 用于粗碎物料, 三个(或四个) 均衡用的筒体, 起着继续破碎作用; 还有六个( 或八个) 筒体成对地分布在外围, 用来最后细磨水泥【2】。最终实验结果表明，其一相比较同规格同条件下的传统单筒磨机其耗电量降低了将近一倍，其二粉磨效率提高30%。我国国家建材局合肥水泥研究设计院也做了相似的实验并且也进行了工业性试验也得出相同的结论。那
17、么结构的改变从理论来讲磨机在运转中研磨体重心偏离回转中心产生了很大回转力矩,为了克服这个力炬需要很大动力从而增加了电耗，同时多筒在单筒的基础上增加了研磨体的填充率，在单筒的转速下多筒的转速增大从而也提高了其粉磨效率。1.2磨机的整体方案首先磨机它分为以下几大部分，传动部分、支承部分、回转部分、进料部分、出料部分 图1-1球磨机总装图 图1-2 球磨机总装图 1进料部分 2主轴承支承 3回转部分 4尾部出料部分 5中心传动部分1.3 磨机的回转部分1.3.1 筒体的结构设计 本次筒体设计成“分段式” 结构，结构分三个部分，第一部分位置在进料端为一个单筒，主要对大颗粒物料进行粉磨，这一部分占总体长
18、度的三分之一，第二部分为四个并联的小筒组成，该部分为设计的主要部分其长度占总长的接近三分之二，第三部分为汇料仓，主要使四个小筒的物料汇集到一起最终将物料排出。 筒体每一部分之间采用法兰联接结构，筒体与端盖的链接方式选用的是内接法兰联接，这样的联接是大中型磨体广泛采用的结构他的特点是原材料的利用率相当高，结构设计比较合理。 图1-3 磨机回转体部分计算得大筒半径与小筒半径的关系式为： （1-1）由于R=450mm，代入上式得 =186.7 从结构来讲小筒需要安装固定在大筒上则需要留出小筒与大筒链接法兰部分尺寸，法兰尺寸定为48mm，另外为了便于安装需要预留水平方向最近的两个小筒之间的距离能使工作
19、人员的手进出，取值为32mm， 图1-4 筒体结构图1.3.2 磨门与人孔 我们知道磨门是便于人孔的封闭而设置的，主要作用就是拆卸安装便利，衔接牢靠。人孔的作用顾名思义就是便于工作人员进出维修 、安装、采样。磨门分“内提式”和“外盖式”两种结构类型，本次我使用外盖式结构类型。其衬板与盖用螺栓链接，简单易行，操作方便。1.3.3 整个磨机回转部分筒体的条件选择由于本次设计是小规格试验型磨机我们选用筒体的钢板材料为选择Q235材料，其优点硬度、强度、塑性、韧性均适中耐磨性也不错，而且经济实惠降低生产成本。筒体有的部分需要焊接，所以钢板的厚度=20mm。筒体的最小内径 （1-2） 式中 筒体的最大直
20、径，=900mm； 筒体的最小内径，mm； 衬板厚度，m；取50mm。筒体的有效长度 （1-3） 式中 筒体的规定长度，L=3000mm； 筒体的有效长度，mm； 端盖衬板的厚度，mm；取50 隔仓板的厚度，mm；取50mm 扬料装置的厚度,mm；取100m。代入公式(1-3) m1.4 磨机的传动部分1.4.1 边缘传动 图1-5 边缘传动边缘传动需要在筒体上安装一个大齿圈，而这个大齿圈直径大制造难度大，同时它会使得磨机整体占用空间大，机械效率相对较差 。1.4.2.中心传动 图1-6 中心传动中心传动通过中空轴带动筒体转动，占用空间小，机械效率较高本次设计采用中心传动。1.5 支承部分1.
21、5.1 滑履支承 图1-7 滑履支撑滑履轴承的磨机是通过固装在磨机筒体上的轮带支承在滑履上运转，滑履轴承与回转筒体间的摩擦是滑动摩擦，即磨机筒体上的滑环在特殊金属层（一般为巴氏合金）表面滑动，以减小阻力。滑履轴承与普通轴承的功用差不多，但其最大缺点是不耐高温，一般75便会失效。1.5.2 主轴承支承 图1-8 主轴承支承 主轴承支承他承受整个磨机的筒体及其他部件的重量，主轴承的结构由轴瓦、轴承底座、轴承盖、润滑和冷却系统组成，轴瓦整体式的比较廉价一般用在受力要求比较低的地方，而轴承是标准件，用在受力要求比较高一点的地方，如果受使用空间或特殊要求限制或是受力或间隙要求非常严格，一般需要专门设计的
22、轴瓦（一般是对开式，极少用整体式）1.5.3 混合支承 图1-9 混合支承混合支承就是滑履支撑和主轴承支承的混合使用，这样的好处是磨机安装的自由度大，磨机长期使用的过程中灵活调节及维修操作，磨机在长期使用的过程中会受到不同程度的磨损，导致磨机运转不正常，从而增加能耗，降低生产率，目前工业中广泛使用这种混合支承。但缺点是制造成本高，对于试验样机来说不经济。那么本次设计支承装置就使用主轴承支承。1.6. 进料装置球磨机常用进料装置形式1.6.1利用螺旋叶片进料物料由进料口进入装料接管内,接管有钢板制成,内装有螺旋叶和隔板,接管用螺钉固定到空心轴径的端部,并随之一起旋转,空心轴径内装有套筒,套筒的里
23、面焊有螺旋叶片.当接管和套筒随磨机旋转时,由进料口进入接管中的物料,在螺旋叶的推动下进入隔板中,并由隔板带起流入套筒中,进入套筒中的物料在螺旋叶片的作用下被推入磨机机体中.在加料溜子和接管之间,装有毛毡密封圈以防止漏料.1.6.2利用加料螺旋进料 该进料装置的结构空心轴径中装有固定的套筒,由单独的传动机构带动螺栓在套筒中转动,物料由加料口加入套筒中,在螺栓的作用下,将物料推入磨体中.该进料装置形式只在一些原有的老式球磨机上还有使用,新型球磨机已不在采用.1.6.3截头圆锥漏斗形式 进料端物料经铸铁加料溜子加入球磨机,溜子支撑在支座上,物料从溜子进入锥形漏斗,漏斗嵌入轴颈内腔.漏斗有较大的中心角
24、,以保证加料充足,进料漏斗的物料能迅速沿轴线向筒体内移动,钢环起磨头衬板的作用,以保护磨头不受物料和研磨体的冲刷磨损.肋板起加强磨头钢度的作用,同时也是环的支架,钢环以螺栓与磨头联结.采用这种结构形式时截头圆锥的倾斜角大于物料的休止角. 图1-10 进料部分 图1-11 螺旋进料装置本次使用螺旋叶片进料方式1.7 出料装置 出料装置跟进料装置有很大得相似之处，出料装置需要一个外罩，其形式大致有三种，中心传动中心卸料，中心传动尾部卸料，边缘传动中心卸料。本次设计使用中心传动尾部卸料方式，在出料端的辅助设备中如果用螺旋运输机，在该设备里会有叫螺旋叶片的零件 图1-12出料装置第2章 主要参数的计算
25、2.1 四筒磨机的研磨体装载量计算 研磨体装载量的计算，它取决于填充率的大小选择研磨体填充系数为=0.3， H=0.00785Di2L （2-3）式中 G磨内研磨体装载量，t Di-磨机有效直径，m L磨机有效长度，m 磨内研磨体填充率， 研磨体容积密度，t/m3,(钢球的容积密度一般为4.564.85t/m3)第一部分筒体内研磨体的装载量，由公式 H1=0.00785Di2L =0.007850.8760.87610.34.56 =8.2410-3 t第二部分四个小筒内研磨体的装载量； H2=0.00785Di2L =0.007850.2760.27620.34.564 =6.510-3 t
26、两部分研磨体装载量总和为G H=1.4710-2 t2.2 讨论以小筒为对象分析四筒磨机最适宜转速2.2.1 四筒磨机的最佳转速所谓理论最适宜转速通俗易懂的讲就是研磨体跟物料随筒体上升到一个相对于筒体底部形成的最大距离，那么这个距离是研磨体跟物料在回转的整个过程中的最大距离我们称之为最大降落高度，使得物料粉碎的效果最佳。如图所示 图2-1 研磨体的运动轨迹要使得研磨体在最大降落高度处的条件为 （2-7）其中 =0，=60，代入得四筒磨机的最佳转速 （rad/s）将R=0.45mm，代入公式得将角速度转换为转速，有公式即四筒磨机大筒的最佳转速为3.92rad/s时，小筒中研磨体跟物料获得最佳降落
27、冲击能，从而达到最佳研磨的效果。 但是为了提高研磨效率磨机的转速必须比上面计算的转速低，这样才能达到研磨体跟物料运动形成倾泻的状态。2.2.2 四筒磨机的临界转速 研磨体跟物料随筒体回转，筒体转速越大研磨体和物料随筒体内壁上升的高度越高，当筒体的转速达到一定值时研磨体跟物料在某个高度受力平衡即它本身的重力等于周转运动时产生的离心力，此时的研磨体跟物料的位置称为极限位置。 （2-8）将R=0.45mm，代入公式得则 2.3 讨论：以大筒为对象分析计算小筒的参数2.3.1 单筒的临界转速N0称为脱离角并且等于零，那么根据单筒临界转速的公式得： （2-9）式中 临界转速，r/min；磨机筒体有效直径
28、, m。代入公式 我们所采用的这个公式是在一定的假设情况下分析得出的优化公式，那么事实上这样计算出来的转速比实际转速小，那是怎么个小法呢且听我慢慢道来，我们假设的前提条件是研磨体之间以及研磨体与筒体内壁之间是不存在相对滑动的，那么实际情况是不可能不存在相对滑动的，所以要达到某个高度筒体的转速必须在理论基础上增加，所以实际筒体转速比理论转速高。2.3.2 大筒的理论最适宜转速n同样也会有个脱离角的值等于5444，根据公式 cos，得 （2-10）代入公式 我们可以根据他们的比值计算出转速比 （2-11）2.3.3 实际工作转速磨机的实际工作转速就是再次去掉假设模型，根据实际试验以及经验和各种资料
29、总结的一套经验值，我们同样得出一些经验公式，都是根据筒体的直径来做一定的变化，在此本次的磨机的筒体直径为=0.9m，那么他的相对应的经验公式为当1.8m （2-12）式中 筒体的实际工作转速，r/min；筒体的有效内径，m；筒体规格直径，m。代入公式经过上述讨论发现，根据研究分析在填充率、磨机筒体尺寸、磨机结构等相同条件下分析的对象不同得出的四筒磨机最佳转速不同。为了达到最佳状态，采用以大筒为对象分析计算出得磨机转速，下面我们根据第二种讨论方案计算的磨机转速数据分别来计算磨机的功率及其产量。2.4 四筒磨机的功率计算2.4.1 讨论一：研磨体装载量相同下，四筒磨机与单筒磨机的功率比A 根据转速
30、n计算四筒磨机的功率 磨机的功率主要根据磨机的有效容积磨机的有效内径磨机的最适宜转速和研磨体装载量以及磨机的填充率等数据来计算。其他的影响因素还有很多，但都是一些小得影响在这里就不做讨论，本次设计我们采用下面着个公式来计算磨机的功率。 （2-13）式中 W-磨机的功率；kw H-球磨机筒体内研磨体的总重量；N R-筒体有效半径 ；m n-磨机转速；r/min -球磨机的机械效率；（中心传动=0.92-0.94，边缘传动，=0.86-0.90）代入数据计算 由公式 =2.8710-3 kw则，总功率为 8.3510-3 kw B 根据转速n来计算单筒磨机的功率由上述功率公式在研磨体装载量相同的条
31、件下四筒磨机与单筒磨机的功率之比为W即 从比值来看在同规格筒填充率等得条件下：四筒磨机比单筒磨机功率降低了22%左右，换言之四筒磨机比单筒磨机能量消耗降低了22%左右。2.4.2 讨论在相同规格下，四筒磨机与单筒磨机的功率比A 根据转速n计算四筒磨机的功率 =2.8710-3 kw则，总功率为 8.3510-3 kw B 根据转速n来计算同规格单筒磨机的功率 同规格下单筒磨机筒体内研磨体的装载量，由公式 H=0.00785Di2L =0.007850.8760.87630.34.56 =2.4710-2 t由上述功率公式在相同规格及其他条件下四筒磨机与单筒磨机的功率之比为W即 从比值来看在同规
32、格筒填充率等得条件下：四筒磨机比单筒磨机功率降低了49%，换言之四筒磨机比单筒磨机能量消耗降低了将近一半。2.4.3 磨机电动机功率计算=1.251.00.00835=1.0810-2 kW (2-14)式中 与磨机结构、传动效率有关的系数，见表2-1；电动机储备系数，在1.01.1间选取。表2-1 与磨机结构、传动效率有关的系数磨机形式干法磨中卸磨边缘传动1.31.4中心传动1.251.352.5 四筒球磨机的生产能力的计算球磨机的生产能力的计算方法有很多种，目前还没有统一的一套理论公式来计算其生产能力，就现在的一些公式都是根据跟磨机有关的相关性能及参数得到的经验公式，那么影响磨机生产能力的
33、因素大体又研磨体的填充率物料的颗粒粒度钢球的级配等。我们选择的经验公式为： (2-15)式中 Q-球磨机的生产能力，t/h V-球磨机筒体的有效容积，m3 K-球磨机单位功率单位时间的产量，t/(kw.h)；（普通开流系统的干法水泥的K值一般取0.029-0.031） D-球磨机筒体的有效内径，m2.5.1 四筒球磨机的单位小时生产能力 第一部分大筒的计算代入数据计算得： 第二部分四个小筒的计算 代入数据计算得：四筒磨机的单位小时的生产力为Q2.5.2 单筒磨机的单位小时生产力的计算通过上述两种研磨体装载量相等的情况下得出的单位小时生产能力，四筒磨机生产能力高于单筒。相反在相同规格下单筒磨机的
34、生产能力可以看出单筒磨机的单位小时生产能力大于四筒磨机。这是因为相同规格下单筒磨机的研磨体装载量大于四筒磨机的研磨体装载量。第3章 四筒磨机的零件设计3.1 磨头 磨头是一个总称，它从作用上分为筒体端盖、中空轴两部分，从整体来看他是一个两个作用合成的一个整体，从端盖的作用来讲，他是链接和固定筒体的结构通过螺栓将筒体上的法兰跟磨头链接，另外起到密封的作用将物料通过进料装置将物料送进磨头汇流到筒体，从中空轴的作用来讲，本次设计支撑装置是主轴承支承，支承的位置在中空轴上，磨机在运转时中空轴上会产生应力集中现象，所以在结构制造上应当有去除应力的工艺，由于磨头部分是磨机寿命最短的部位，所以需要用简单、易
35、换、好安装、另外某些部位需要精加工降低表面粗糙度，的结构，大多磨头的结构制造都采用浇铸式，浇铸式磨头有一些隐患就是工艺处理的过程中会在某些部位产生应力集中，如果没能及时消除这些应力，磨机在工作时间久了会产生不必要的安全隐患，还有的磨头结构采用焊接的方式将中空轴与端盖之间进行焊接，工艺简单，操作方便，比如端盖部分不需要加工精度直接浇铸，中空轴部分工艺比较多，也有精加工的部位，所以分开制造操作起来容易，本次设计就采用了焊接式的磨头结构。由于是小规格试验磨机所以不需要加强筋的结构， 图3-1 磨头3.1.1 中空轴的结构和相关尺寸已知 D = 900mm ，则mm ,取 = 750 mm 。 磨头轴
36、颈宽。由磨头支承装置部位的支承力和他的许用压力分析得出mm （3-1） 图3-2 中空轴的结构及相关尺寸的距离的设计保证了轴颈间隙，由于磨机在长时间的运作过程中会有一定的磨损，磨损之后就会使轴的同轴度变大，从而导致不同轴产生振动，此时为了避免这个问题的出现将轴颈处进行预留间隙，让轴可以细微活。取=345mm，mm，刚开始计算我们先假定中空轴内径=925mm= +34cm, 中空轴的轴肩直径,取= 1130 mm 。r =(0.050.10),r 轴根圆角半径,取 r = 100mm 。3.1.2 磨头的计算 如图所示支承装置处那个支座反力N,四筒球磨机的转速n=33.94r/min,传动需用功
37、率,中空轴中心与筒体水平界面处的长度为mm.筒体材料跟端盖材料Q235，钢板厚度为1640mm，=0.28。磨头与筒体链接端处的最大尺寸D=985mm,端盖法兰直径d=1020mm,磨头与筒体链接端处板宽度L=40mm。3.1.4四筒球磨机中空轴的结构设计磨头支承装置处的弯曲应力= （3-5）代入公式=24.6MPa 式中：K应力集中系数，可查表3-1。 表3-1 应力集中系数r/ d10.3 0.2 0.1 0.05 K 1.5 2.0 2.25 3.0 取K=2.25验算磨头支承装置处的弯曲强度= /n （3-6）式中: 磨头支承装置处的许用弯曲应力，Pa; 磨头支承装置处中空轴材料的疲劳
38、极限， Pa; n 安全系数，一般取5-8。取n=8。代入公式（3-6） ,故材料足够. 图3-4 压条衬板3.3 隔仓板3.3.1隔仓板的作用及结构隔仓板就是在每一部分处有一个圆盘式的零件其结构如图所示，它的作用有这样几个面，第一，用来将物料从一部分运送到另一部分，期间会将一定大得颗粒阻挡住，即起到流通与筛选的作用。第二，筒体内部除了物料还有研磨体，研磨体有一定的规格，那么它只能在某一个特定的舱室内，不能随一定细度的物料溜走，所以隔仓板起到分离物料与研磨体。第三，磨机筒体内部的物料需要经过长久的慢慢研磨才能达到一定的细度要求，如果流动速度过快就不能达到要求，那么隔仓板的结构排列会对物料进行一
39、定的阻挡从而控制了物料的流动速度。即隔仓板有控制物料流动速度的作用。 图3-5 单层隔仓板3.3.2隔仓板的类型第一种，单层隔仓板，单层隔仓板它有篦板中心孔板，制作时主要考虑到它从人孔进出的尺寸进出 ，这一点很重要，本次设计主要用到五个隔仓板，第一个是大筒体部分的隔仓板，其他四个是用在四个小筒上的隔仓板。第二种，双层隔仓板，双层隔仓板又分为过渡式双层隔仓板、提升式双层隔仓板、选粉式隔仓板、筛粉式隔仓板，与单层隔仓板的区别就在于双层隔仓板多了一部分提升物料装置，筒体在选装的过程当中，物料经过提升板将物料从底部提升到高处然后在倾斜的角度面上溜走，最后将物料送到下一个部分舱室，本次设计没有采用双层隔
40、仓板，因为磨机规格以及结构的问题，将提升物料的部分单独设计，分为一个零件安装，这样方便拆卸运送物料更加高效。 本次设计使用了单层隔仓板，他的结构如图所示3.4 篦板篦板的形式有好多种形式，我们在实际使用的过程中发现扇形的形式使用起来比较方便，安装误差小。篦板的排版样子可谓是千差万别，按照缝隙的排列角度有同心圆式、多边形式、放射形状的、斜线形的、八字形的等等，本次设计采用同心圆式排列。 图3-6 篦板的局部形状图对于同心圆排列篦孔是平行的跟什么平行的就是跟研磨体的运动状态相一致。虽然隔仓板是有阻碍物料流通速度的作用但阻力大小也是对粉磨产量能力有一定的正相关的影响，对于同心圆篦孔他对物料的阻力小，而且量也多。对于篦板的主要要求就是