1497-潤磨機(jī)設(shè)計(jì),潤磨機(jī),設(shè)計(jì)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 1 頁 共 35 頁本設(shè)計(jì)已經(jīng)通過答辯，如果需要圖紙請聯(lián)系 QQ 251133408 另專業(yè)團(tuán)隊(duì)代做畢業(yè)設(shè)計(jì)，質(zhì)量速度有保證。 1. 引言1.1 潤磨機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1.1.1 國外潤磨機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀筒式磨機(jī)是目前礦物加工領(lǐng)域應(yīng)用范圍最廣、應(yīng)用數(shù)量最多的一類粉磨設(shè)備，問世于 19世紀(jì)末，最早出現(xiàn)的是礫磨機(jī)，然后發(fā)展為球磨機(jī)和棒磨機(jī)，后來對于加工特殊物料，國外率先于 70年代末成功的研制開發(fā)出了潤磨機(jī)，潤磨機(jī)是對球磨機(jī)進(jìn)行的改進(jìn)設(shè)計(jì)，該機(jī)采用了獨(dú)特的進(jìn)料和排料方式，較好的解決了含水量較高的粉狀物料在磨機(jī)筒體的運(yùn)動(dòng)問題，大大提高了生產(chǎn)力。隨著物料加工的要求和對工作效率、工作環(huán)境的要求，國外在潤磨機(jī)的傳動(dòng)設(shè)備、支承結(jié)構(gòu)、襯板材料、介質(zhì)的尺寸和配比、自動(dòng)控制等等方面做了許多有益的改進(jìn)，這些措施不僅大大提高了生產(chǎn)效率，而且顯著改善了工作環(huán)境，降低了噪聲，減少了成本。在傳動(dòng)方面，由于潤磨機(jī)經(jīng)常需要帶負(fù)荷啟動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)必須適合這一工作狀況，小、中型潤磨機(jī)選用的額定功率有一定的余量，以滿足負(fù)荷啟動(dòng)要求。中、大型潤磨機(jī)為了減少電動(dòng)機(jī)成本和便于維修，除采用液力聯(lián)軸器或氣力聯(lián)軸器外，還采用加一套微拖裝置，用于潤磨機(jī)需要低速旋轉(zhuǎn)時(shí)。耳軸支承近年來在國外由于技術(shù)的發(fā)展，滾動(dòng)軸承的承載能力的不斷提高，外形尺寸的不斷減少，漸漸出現(xiàn)了用滾動(dòng)軸承取代滑動(dòng)軸承的現(xiàn)象，滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)遠(yuǎn)小于滑動(dòng)軸承，可大幅度降低磨機(jī)安裝功率、減少潤滑油和冷卻水用量，節(jié)約電能和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。20世紀(jì) 80年代，潤磨機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)了磁性襯板，一般用于處理含鐵磁性物質(zhì)的物料。目前，應(yīng)用最多的絕大多數(shù)是金屬磁性襯板。磁性襯板壽命可達(dá)普通高錳鋼襯板的 4～6 倍甚至更高，大幅度提高了磨機(jī)作業(yè)率，磁性襯板可吸附在筒體和端蓋上，不需要安裝螺釘，消除了料漿泄露造成的問題，減輕了工人 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 2 頁 共 35 頁的勞動(dòng)強(qiáng)度；磁性襯板較高錳鋼襯板薄，可增大磨機(jī)容積，提高處理能力；較錳鋼襯板輕，可以減輕負(fù)荷，降低磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)功率，節(jié)約電能，還可降低工作噪聲。近年來，由于單片機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，潤磨機(jī)的自動(dòng)化程度更高，不僅大幅度的提高了生產(chǎn)率，更減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，國外有些公司，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。1.1.2 國內(nèi)潤磨機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)潤磨機(jī)的研制起步較晚，始于上世紀(jì) 90年代末。但是近年來，通過吸收國外先進(jìn)技術(shù)，在消化吸收、自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)室模型試驗(yàn)，采用了一系列的先進(jìn)技術(shù)。目前，國內(nèi)的潤磨機(jī)發(fā)展水平與國外同類設(shè)備相比，在系統(tǒng)參數(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、輔機(jī)配置、自動(dòng)控制等方面不僅做了大量的調(diào)整和改進(jìn)，而且強(qiáng)化了潤磨機(jī)的混料和細(xì)顆粒粉磨功能，改善物料在磨機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，提高了處理能力。由我國研究開發(fā)的潤磨設(shè)備已廣泛投入工業(yè)應(yīng)用, 取得良好工藝效果。國內(nèi)潤磨機(jī)的價(jià)格僅為進(jìn)口同類產(chǎn)品的三分之一，其各項(xiàng)性能指標(biāo)及設(shè)備可靠性不僅達(dá)到或超過了國外設(shè)備水平，而且還為國家節(jié)省了大量外匯。1.2 潤磨機(jī)的工作原理潤磨機(jī)，是潤式混捏球磨機(jī)的簡稱，它以潤態(tài)方式研磨和處理半干、半濕物料。通過潤磨后，提高物料粒級和堆比重，為下道造球工序提供物料，并造出強(qiáng)度高、不易破碎的生球和干球。潤磨機(jī)主要由進(jìn)料部、主軸承部、筒體部、大小齒輪裝置、減速器、主電動(dòng)機(jī)、慢速驅(qū)動(dòng)裝置。頂起裝置及潤滑、電控等部分組成。潤磨機(jī)為單倉周邊排料潤式磨機(jī)，物料經(jīng)給料機(jī)從給料端中空軸進(jìn)入筒體內(nèi)部，主電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器、減速器、大小齒輪裝置驅(qū)動(dòng)裝有研磨介質(zhì)（鋼球）的筒體旋轉(zhuǎn)。研磨介質(zhì)在襯板的摩擦力和離心力的共同作用下。被提升到一定高度后瀑落下來，給物料以沖擊，使大顆粒的物料得到破碎。另外物料與研磨介質(zhì)（鋼球） 。襯板之間的研磨作用，形成大量針片狀細(xì)小顆粒，最后經(jīng)筒體圓周邊緣排料口排除磨機(jī)，完成潤磨作用。潤磨機(jī)的工作原理簡圖如圖 1-1： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 3 頁 共 35 頁圖 1-11-電動(dòng)機(jī)；2、4-聯(lián)軸器；3-減速器；5-小齒輪；6-小齒輪座；7-大齒輪；8-筒體；9-軸承；10-人孔。1.3潤磨機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)要求（1） 傳動(dòng)形式——邊緣傳動(dòng)（2） 排料形式——周邊排料（3） 工作方式——連續(xù)工作（4） 支承方式——耳軸支承（5） 有效內(nèi)徑×有效長度（ × ）=1200×4500（ ）0DLm（6） 最大處理能力 ～ 5（ ）maxQth（7） 最大單位容積處理能力 ～ 1（ ）axq3t?（8） 磨機(jī)總重估重 ～ 20噸（9） 電機(jī)功率 ～ 18.5KW2. 潤磨機(jī)的整機(jī)方案的分析和選擇潤磨機(jī)是潤式混捏球磨機(jī)的簡稱，屬于筒式磨機(jī)。筒式磨機(jī)是目前礦物加 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 4 頁 共 35 頁工領(lǐng)域應(yīng)用范圍最廣、應(yīng)用數(shù)量最多的一類粉磨設(shè)備，問世于 19世紀(jì)末，最早出現(xiàn)的是礫磨機(jī)，后來發(fā)展為球磨機(jī)和棒磨機(jī)，而潤磨機(jī)是為了適應(yīng)特殊的物料而對球磨機(jī)進(jìn)行的一種改進(jìn)磨機(jī)。筒式磨機(jī)經(jīng)過一百多年的發(fā)展和演變，形成了許多類型和不同的方案。目前，生產(chǎn)中應(yīng)用最多的潤磨機(jī)大致有以下三種方案：2.1 方案一的分析方案一的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖 2-1：圖 2—1該方案是筒式磨機(jī)最基本的形式，小、中型磨機(jī)常用此種傳動(dòng)和支承方式，耳軸支承多為滑動(dòng)軸承，少數(shù)為滾動(dòng)軸承。該方案的優(yōu)點(diǎn)：這種傳動(dòng)和支承方式較為成熟，結(jié)構(gòu)和配置都比較簡單，成本也較低。該方案的缺點(diǎn)：工作效率不高。2.2 方案二的分析方案二的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖二： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 5 頁 共 35 頁圖 2-2該方案常用于球磨機(jī)和管磨機(jī)，支承方式用托輥取代了耳軸支承，主要適用于小、中型磨機(jī)。該方案的優(yōu)點(diǎn)：較之方案一成本有所降低。該方案的缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜。 2.3 方案三的分析 方案三的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖 2-3：圖 2-3 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁 共 35 頁該方案的特別適用于分批工作式磨機(jī)，屬于第一種方案的變形。該方案的優(yōu)點(diǎn)：此種方案是對第一種方案的變形，由于傳動(dòng)形式發(fā)生變化，筒體的受力比第一種方案好些。該方案的缺點(diǎn)：由于結(jié)構(gòu)不太緊湊，目前生產(chǎn)中應(yīng)用很少。2.4 最終方案的確定通過對以上三種方案的分析和比較，結(jié)合該潤磨機(jī)的要處理的物料性質(zhì)、生產(chǎn)能力、工作方式、成本要求及加工難易程度等方面的原因，認(rèn)為第三種方案為最優(yōu)方案。3. 潤磨機(jī)主要參數(shù)的確定 3.1 潤磨機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)計(jì)算；3.1.1 潤磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速 的計(jì)算;cnnc = (3-1)min/5.382.14.430rDoR??式中：nc——潤磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速，r/min；——筒體的有效直徑， ；0潤磨機(jī)的轉(zhuǎn)速比 q根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)一般取 0.3～0.35；潤磨機(jī)的轉(zhuǎn)速比: = (3-2)cn式中：——潤磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速，r/min；nc——潤磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速，r/min； 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 7 頁 共 35 頁3.1.2 潤磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速 的計(jì)算;n由公式 3-2可知:=(0.3～0.35)*27.37=11.56～13.475 r/min;n取 n=13 r/min3.2 潤磨機(jī)的生產(chǎn)能力的計(jì)算3.2.1 潤磨機(jī)實(shí)際生產(chǎn)所需的容積計(jì)算潤磨機(jī)達(dá)到每小時(shí) 5噸的生產(chǎn)任務(wù)所需的容積公式為：（3-1VQq?3）式中：——潤磨機(jī)所需的筒體體積， ;1 3m——潤磨機(jī)的生產(chǎn)能力 ， （ ） ；kghhkgtQ/50/ax?——潤磨機(jī)的單位容積生產(chǎn)能力， ,(本機(jī)的單位容積生q3kgh?產(chǎn)能力為 =1 );max3th?所以： =5/1=5 ; 1V3本機(jī)設(shè)計(jì)的 1.2m 2.4m潤磨機(jī)筒體的實(shí)際有效容積??=3.14 0.6 0.6 2.4=5.1 .3m3.2.2 潤磨機(jī)的粉磨介質(zhì)裝入量的計(jì)算潤磨機(jī)的粉磨介質(zhì)是潤磨機(jī)中的工作元件，又是主要的磨損消耗材料，對潤磨機(jī)的工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量和操作成本都有重要影響，歷來是潤磨機(jī)設(shè)計(jì)中 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 8 頁 共 35 頁研究和改進(jìn)的重要對象。目前，國內(nèi)外潤磨機(jī)的粉磨介質(zhì)普遍采用球形介質(zhì)，球形介質(zhì)（鋼球）有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：球形的運(yùn)動(dòng)特性好，能使?jié)櫮ミ^程穩(wěn)定。介質(zhì)填充率對生產(chǎn)能產(chǎn)生重要影響，理論上有三種方法確定：(1)按最外層介質(zhì)具有最大拋落高度確定；(2)按縮聚層具有最大拋落高度確定；(3)按全部介質(zhì)產(chǎn)生最大功率確定。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐可得出粉磨介質(zhì)——鋼球的裝入量的計(jì)算公式：= （3-4）1GV?1??式中：——裝入筒體的鋼球重量， ;1 t——筒體的有效容積， ；3m——鋼球的比重，由資料可查 為 4.7t/ ；1?——潤磨機(jī)的鋼球填充率，結(jié)合理論和實(shí)踐本機(jī)器可采用 15%1?的介質(zhì)填充率；所以可得: = ;1Gt6.3%57.4??3.2.3 潤磨機(jī)物料的裝入量的計(jì)算物料的裝入量的計(jì)算公式為：= （3-21V?2??5）式中：——物料的裝入量， ;2Gt——筒體的有效容積， ；1 3m——物料容重，根據(jù)物料的性質(zhì)選用,本潤磨機(jī)的物料容重是 1 2?t/ ；3m 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9 頁 共 35 頁——物料充填率，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐最大充填率一般為 25%，本2?潤磨機(jī)采用 15%的物料充填率。所以：=5 1 15%=0.75 2G?t3.3 潤磨機(jī)所需功率的計(jì)算通常計(jì)算潤磨機(jī)所需功率的方法有兩種：（1）根據(jù)潤磨機(jī)以實(shí)際工作轉(zhuǎn)速時(shí)所需的能量消耗主要用于運(yùn)動(dòng)研磨體和克服傳動(dòng)與支撐裝置的摩擦。經(jīng)驗(yàn)公式為： = 0.222 n (3-6)0N1??0D?1V0.8G??????式中：——潤磨機(jī)所需理論功率， ；0 kw——機(jī)械傳動(dòng)效率，當(dāng)潤磨機(jī)采用邊緣傳動(dòng)時(shí)，取0.86～0.96；采用中心傳動(dòng)時(shí)，取 0.92～0.94；本潤磨機(jī)的設(shè)計(jì)采用邊緣傳動(dòng)，故取機(jī)械傳動(dòng)效率為 0.9.——筒體的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速， ;nminr——筒體的有效直徑， ；0D——筒體的有效容積， ；1V3——鋼球的重量， 。Gt（2）聚集層法所謂聚集層就是假想潤磨機(jī)筒體中所有的研磨體都集中在某一中間層運(yùn)動(dòng)，研磨體在這一中間層運(yùn)動(dòng)的各種性質(zhì)可代表全部研磨體在筒體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況，該中間層稱為聚集層。按此種方法推到出來的潤磨機(jī)主要傳動(dòng)功率的計(jì)算公式為： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 10 頁 共 35 頁(3-7)001.4gnNGR???式中：——理論所需功率， ；0 kw——鋼球的重量， ；1t——筒體的有效半徑， ；0m——筒體的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速， ;ninr—— 重力加速度，9.8 ；g2s——機(jī)械傳動(dòng)效率。潤磨機(jī)實(shí)踐所需工作功率?本潤磨機(jī)的設(shè)計(jì)功率計(jì)算采用公式（3—7）：所以：=0.041 3.6 0.6 13 9.8/0.9=12.54 ； 0N??kw根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，必須留一定的功率余量，生產(chǎn)中一般留 5%～15%的功率余量，本潤磨機(jī)留 10%的功率儲備。則潤磨機(jī)的實(shí)際功率為：(3-8)0%)1(N??式中：——潤磨機(jī)實(shí)踐所需工作功率， ;kw——理論所需功率， ;0所以： =（1+10%） 12.54=13.794 ?3.4潤磨機(jī)排料口參數(shù)的選擇3.4.1 排料口尺寸的確定原則根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和鋼球最小直徑的大小，取排料口寬度 B=40mm,考慮到不致過多削弱筒體剛度，取排料口長度 L=200mm。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 11 頁 共 35 頁3.4.2 排料口數(shù)量及組數(shù)的確定3.4.2.1 筒體的有效表面積筒體的有效表面積的計(jì)算公式為：(3-9)FDL???式中：——筒體的有效表面積， ；2m——筒體的直徑， ;——筒體的長度， 。則： 2956.1.42.1.3mF???3.4.2.2 排料口的表面積排料口的表面積的計(jì)算公式為：(3-10)fk式中：——排料口的表面積， ；2m——筒體的有效表面積， ；F——開口率，系指排料口表面積與筒體表面積之比，一般國內(nèi)外k潤磨機(jī)的開口率為 1%～2.6%,本潤磨機(jī)選定開口率為 1.42%。則：=1.42%×16.956=0.24 ；f2m3.4.2.3 單個(gè)排料口的表面積單個(gè)排料口的表面積的計(jì)算公式為：(3-11)1BLf??式中： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 12 頁 共 35 頁——單個(gè)排料口的表面積， ；1f2m——排料口的寬度，mm;B——排料口的長度，mm。L則：=0.04×0.2=0.008 ；1f23.4.2.4 所需排料口的個(gè)數(shù)所需排料口的個(gè)數(shù) n(3-12)1f?式中：——排料口的個(gè)數(shù)；——排料口的表面積， ；f2m——單個(gè)排料口的表面積， 。1則：=0.24/0.008=30 個(gè)n3.4.2.5 排料口的組數(shù)取每三個(gè)為一組，則：(3-13)3m?式中： ——排料口的組數(shù)；——排料口的個(gè)數(shù)。n則:=30/3=10 組3.4.2.6 排料口的間距 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 13 頁 共 35 頁10組排料口沿圓周等分布置，每間隔 36度一組，每組三個(gè)排料口均勻布置，其間距為 125.6mm.4 潤磨機(jī)筒體部件的設(shè)計(jì)4.1 筒體部件筒體部件由筒體、給料部分的選擇和兩端端蓋等部分組成。筒體內(nèi)部空間是完成粉磨過程的場所，筒體上設(shè)有人孔，以便安裝維修襯板和裝卸介質(zhì)。筒體形狀為圓筒形，這種形狀比較簡單，容易制造。4.1.1 筒體的設(shè)計(jì)和加工方法筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖 4-1：圖 4-1磨機(jī)筒體采用兩端法蘭加圓筒的結(jié)構(gòu)形式，法蘭焊接在筒體上。筒體材料采用 Q235-A鋼板，厚度為 16毫米。筒體的加工工藝是：采用圓筒體高效一次卷制成型方法，最后焊接加工成圓筒狀。焊后筒體進(jìn)行整體熱處理退火，消除鋼板的卷板應(yīng)力和焊接應(yīng)力。此 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 14 頁 共 35 頁種加工能有效地提高筒體疲勞強(qiáng)度，防止筒體疲勞開裂，保證筒體的使用年限。4.1.2 給料機(jī)的選擇給料機(jī)采用螺旋給料機(jī)，具體結(jié)構(gòu)性狀可參考資料。4.1.3 端蓋的設(shè)計(jì)和加工方法兩端端蓋的結(jié)構(gòu)如圖 4-2、圖 4-3：圖 4-2 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 15 頁 共 35 頁圖 4-3端蓋的加工方法為整體鑄造，材料為 ZG230.4.2 筒體襯板的設(shè)計(jì)4.2.1 襯板的作用和選用原則（1）襯板固定在筒體和端蓋的內(nèi)側(cè)，作用是保護(hù)筒體和端蓋，使之免受粉磨介質(zhì)和物料的磨損，也具有改善介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的作用。（2） 襯板的選用原則：適合粉磨過程要求，使介質(zhì)運(yùn)動(dòng)具有良好的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；具有較好的耐磨性能和較長的使用壽命；使用成本較低；安裝、維護(hù)和拆卸方便；對設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和工藝過程更加有利，起碼沒有不利影響。 4.2.2 襯板材料的選擇材料是影響襯板耐磨性和壽命的重要因素，主要有金屬、非金屬、磁性襯板 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 16 頁 共 35 頁和復(fù)合襯板四類。比較成熟的金屬襯板和非金屬襯板，復(fù)合襯板有一定的發(fā)展趨勢。金屬襯板材料有高碳高錳耐磨鋼、抗磨白口鑄鐵和空冷貝氏體鋼等，金屬襯板有高的硬度和耐磨性，但是抗沖擊性能較差，且成本較高，造成整機(jī)重量很大。本潤磨機(jī)采用橡膠襯板。橡膠是一種高分子材料，是最常用的非金屬襯板材料，具有耐磨、耐腐蝕、質(zhì)量輕、隔音等特點(diǎn)。因而具有壽命長，適用于酸堿性條件工作，節(jié)能、降低噪聲，容易安裝、不產(chǎn)生金屬污染等優(yōu)點(diǎn)。筒體采用橡膠襯板，既降低了工作噪聲，又使電耗大幅度下降。橡膠襯板親水性較差，具有良好的彈性，當(dāng)鋼球沖擊襯板時(shí)，由于彈力的反作用，開始已粘附在襯板上的物料被彈起而脫落，故使用橡膠襯板不易粘料。4.2.3 襯板的組成及其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.2.3.1 橡膠襯板的組成橡膠襯板是由襯板、壓條及螺栓固定等組成。4.2.3.2 襯板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)筒體采用平襯板，結(jié)構(gòu)如圖 4-4所示：圖 4-4襯板的設(shè)計(jì)主要考慮選用合適的厚度、寬度和長度。襯板厚度，對于80～ 90的鋼球來說，一般為 50毫米。厚度過小，會(huì)產(chǎn)生鋼球沖擊后“擊?穿”破壞；厚度過大，則會(huì)減少筒體有效容積從而影響磨機(jī)的生產(chǎn)能力。襯板 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 17 頁 共 35 頁寬度由壓條間距決定。襯板長度不宜過短，以便減少分塊和接縫，為了使襯板相互擠緊避免物料滲透，實(shí)際長度應(yīng)比筒體長度長 1.5%。襯板采用撓性螺栓固定在筒體上。端蓋襯板因承受沖擊較小，故厚度可稍小。本潤磨機(jī)的端蓋襯板采用平襯板，又因?yàn)槎松w承受的沖擊不大，故端蓋襯板的固定方式可用膠粘結(jié)到端蓋上。4.2.3.3 壓條的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 4-5壓條的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 4-5壓條具有固定襯板，保護(hù)緊固螺栓，同時(shí)起提升鋼球和物料的作用，其斷面形狀設(shè)計(jì)是根絕提升效果、耐磨損程度等因素決定，本潤磨機(jī)采用了如圖 4-3所示形狀的壓條，其提升面是 K字形和圓弧的組合曲線，它基本符合壓條磨損后的自然形狀，其提升能力較好，破碎能力也較好，而摩擦物料的效果較強(qiáng)，它屬于非對稱型壓條，不能掉頭使用。此外，壓條的設(shè)計(jì)中還應(yīng)該詳細(xì)考慮壓條的高度 H和間距 L之間的關(guān)系。壓條高度 H主要影響鋼球提升高度，而間距 L過大會(huì)使提升效果變差，鋼球和物料對襯板表面滑動(dòng)較大，使襯板磨損嚴(yán)重。L 過小則鋼球和物料容易填滿間隙，使磨機(jī)內(nèi)形成平滑表面，造成壓條表面磨損過大。一般濕法磨機(jī)推薦L/H=3～5，本潤磨機(jī)取 L/H=5。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 18 頁 共 35 頁4.2.3.4 壓條與襯板的固定方式 潤磨機(jī)的壓條與襯板固定方式采用“撓性”螺栓固定方式。其結(jié)構(gòu)如圖 4-7所示。圖 4-71-壓板； 2-橡膠套筒；3-橡膠墊圈采用“撓性”固定可以大大緩沖鋼球?qū)σr板的沖擊力，使其磨損減少。5.筒體的受力分析和校核5.1 筒體各部分重力的計(jì)算由前面設(shè)計(jì)可得：鋼球重： =3.6 ； 物料重： =0.75 ；1Gt2t筒體的重量的計(jì)算基本公式：（5-1）10WFL??? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 19 頁 共 35 頁式中：——理論重量， ；Wkg——鋼板的截面積， ； F2m——長度， ;L——鋼板密度， 。?3g7.85c理論重量和實(shí)際重量有一定的出入，只作為估算時(shí)參考。鋼板斷面積的計(jì)算公式：(5-2)Fa???式中：——鋼板的截面積， ；2m—— 鋼板的邊寬， ；—— 鋼板的厚度，mm，本潤磨機(jī)筒體的厚度取為 16mm; ?綜合公式 6-1和 6-2可得鋼板的理論估算重量：= 3768×16×4.5×7.85×1/1000=2.13 Wt襯板、壓條和螺栓等重量 粗略估算為 1 ;4Gt大齒輪重量 約為：0.52 ；t左端蓋約為：0.5 ;右端蓋約為：0.5 ;筒體所受的力中 、 、 、 可簡化為均布力分析：1234=（ ）×1000×9.8/4.5≈1.63×?G? 410Nm?其他各部分轉(zhuǎn)化為重力：=4900 N5 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 20 頁 共 35 頁=4900 N6G=5096 N7大齒輪受力可分解為徑向力 、圓周力 ，軸向力 ；rFtaF12dTFt??又 nP954式中 P為電動(dòng)機(jī)輸送到筒體上功率，經(jīng)計(jì)算得 P=15.8KW；n 為潤磨機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，n=13r/min;則： mNT?????4106.138.594為大齒輪分度圓直徑， =0.672m1dd則： NTFt 441 105.3672.012 ?????Nr 439.Fa0??筒體的受力可簡化成下圖 5-1表示： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 21 頁 共 35 頁圖 5-1對圖 5-1進(jìn)行受力分析可得下圖 5-2；圖 5-2由材料力學(xué)知識，對圖 5-2進(jìn)行分析計(jì)算，可畫出筒體簡化成的簡支梁所受的扭矩圖 5-3、剪力圖 5-4和彎矩圖 5-5。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 22 頁 共 35 頁圖 5-3F/N X41203637041918圖 5-4 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 23 頁 共 35 頁圖 5-55.2 筒體強(qiáng)度的校核潤磨機(jī)裝載后，通?？山频恼J(rèn)為筒體是承受均勻分布載荷的梁，受力如上節(jié)所分析，據(jù)材料力學(xué)知識可知，筒體在離左軸承中心點(diǎn) 2627mm處產(chǎn)生最大彎矩 maxM故在此處產(chǎn)生最大彎曲應(yīng)力 ，計(jì)算公式為 max?= （5-maxaxw3）式中：—— 筒體所受的最大彎曲應(yīng)力， ；max?MPa 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 24 頁 共 35 頁——筒體所受的最大彎矩， ；maxMNm?——圓柱體的抗彎截面系數(shù), ;w3的計(jì)算公式為：= （5-4）401()3D???·式中： ——圓柱體的抗彎截面系數(shù), ;3m——筒體的外徑，m；0——筒體的有效內(nèi)徑,m.1代入數(shù)據(jù)可得：=0.0196 ;w3筒體所受的最大彎矩 由水平方向的最大彎矩 和垂直方向的彎矩maxMh組成：v故 = = =5.523 max??21vh?82210)7.5.(??4Nm?筒體由 Q235-A等塑性材料滾彎后焊接成形，用第四強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算校核：校核公式為= （5-max???21wMT?5）式中：—— 筒體所受的最大彎曲應(yīng)力， ；max MPa 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁 共 35 頁——筒體所受的最大彎矩， ；MNm?——筒體所受的最大扭矩， 。T所以代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：= max? MPaaPa40][8.2108.2)16.523.(0196. 62 ?????? ?故可知強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求。 5.3 筒體剛度的校核筒體的撓度 可用疊加法分解求得， 可分為由均布力所引起的撓度 、f f 1f齒輪重力 和徑向力所引起的撓度 和兩端端蓋所引起的撓度 。7G2 35.3.1 均布力所引起的撓度 的計(jì)算1f均布力作用下，簡支梁的受力簡圖和變形如下圖 5-6： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 26 頁 共 35 頁圖 5-6根據(jù)材料力學(xué)知識，可知此種受力情況，最大撓度 發(fā)生在中點(diǎn)處，由手冊maxf可查 的計(jì)算公式：1f= = （5-1maxf?32384)EIqclr??6）式中：= = ;rl849.03.5?；mNq/16.4?為均布力的作用長度，c=4.5m;——兩支點(diǎn)之間的距離， ;ll3.5?——彈性模量，196 ；EGPa;01.)(0491.4??dDI為梁的抗彎剛度。所以：= =1fmax?32384)EIqclr??m0736..510.9634509????? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 27 頁 共 35 頁5.3.2 齒輪重力和徑向力所引起的撓度 的計(jì)算 2f齒輪重力和徑向力作用下，簡支梁的受力簡圖和受力變形如下圖 5-7： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 28 頁 共 35 頁圖 5-7由材料力學(xué)知識，該受力情況的梁，最大撓度 是由撓度 和 疊加而maxf/2f/成的。由計(jì)算公式可得：mNMe ?????34 108.1.083.1EIlfe 0149.3.9635.9 922max/2 ??mIlFf 693431/ax2 10.108. ??????式中：—— 和 的合力，N;r7G——兩支點(diǎn)之間的距離，m；L為 F 到右邊支點(diǎn)的距離；m,1l——彈性模量，196 ；EPa為梁的橫截面對中性軸的慣性矩， =0.0113。II代入具體數(shù)值可得：= （5-2f mf 0148.0149.136max/2ax/ ??????7）5.3.3 兩端端蓋重力所引起的撓度 的計(jì)算3f兩端端蓋作用下，簡支梁的受力簡圖和變形如下圖 5-8： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 29 頁 共 35 頁圖 5-8由材料力學(xué)知識可知，最大撓度 發(fā)生在梁的中間位置。maxf計(jì)算 的公式為：maxf= = = （5-3maxf2l 2(34)PEI??8）式中： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 30 頁 共 35 頁——作用在梁上如上圖的載荷， = ，N；PP5G——力的作用點(diǎn)的位置，m;a為比例因子， ；?0189.53?la?——軸承兩中心的距離，m;l——彈性模量，196 ；EGPa為梁的橫截面對中性軸的慣性矩， =0.0113。II代入數(shù)值可得：= .3fmax m076.1)089.43(01.96245. 922 ???????5.3.4 筒體剛度的校核由以上計(jì)算可得，簡支梁的撓度 ；f= =0.0736-0.001484+0.000776=0.0729mmf123?根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可得筒體撓度的最大安全值 為 0.2mm。??f可知：
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