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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題目 管磨機(jī)的總體和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 05802446
學(xué) 生 姓 名 周建文
指 導(dǎo) 教 師 張曉榮
填 表 日 期 2010 年 3 月 22 日
一、 選題的依據(jù)及課題的意義
我國(guó)是水泥大國(guó),而水泥粉磨技術(shù)又直接影響到水泥工業(yè)的振興和發(fā)展。顯而易見(jiàn)，提高水泥廠粉磨工藝水平對(duì)企業(yè)綜合效益的影響是十分顯著的。降低能源消耗、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及延長(zhǎng)管磨機(jī)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等問(wèn)題是目前和今后研究和從事水泥生產(chǎn)工作者的首要任務(wù),管磨機(jī)的出現(xiàn)也有100多年之久。管磨機(jī)在水泥行業(yè)中占有相當(dāng)重要的位置，在回轉(zhuǎn)窯水泥廠中，它與回轉(zhuǎn)窯并駕齊驅(qū)，是兩大主機(jī)設(shè)備。管磨機(jī)也是選礦生產(chǎn)中的一個(gè)重要工序，而在我國(guó)選礦生產(chǎn)中也有廣泛的使用，在選礦生產(chǎn)中只有極少數(shù)夠礦石經(jīng)過(guò)破碎、篩分之后即可直接送去冶煉，而大多數(shù)礦石還必須被磨細(xì)0.1~0.074mm甚至更細(xì)，使有用礦物達(dá)到單體解離，并經(jīng)過(guò)分選之后才能送去冶煉。還有就是在鋼鐵業(yè)。經(jīng)過(guò)近幾年的快速發(fā)展，鋼鐵業(yè)也逐漸顯現(xiàn)出自然資源不足、噸產(chǎn)量能耗過(guò)大、環(huán)境污染等矛盾。廢鋼資源作為鋼鐵工業(yè)的“第二礦業(yè)”，具有節(jié)約能源、減少污染、保護(hù)環(huán)境、循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，其影響將越來(lái)越大。近幾年廢鋼供應(yīng)逐年在攀升，其作用逐漸在擴(kuò)大，使資源得到了進(jìn)一步循環(huán)利用?那么對(duì)于廢鋼加工行業(yè)來(lái)說(shuō)，破碎機(jī)的加工范圍更大，生產(chǎn)率更高，最重要最關(guān)鍵的是其能剔除雜物，若配以適當(dāng)?shù)姆诌x設(shè)備，則更能將對(duì)煉鋼有害的混在廢鋼里的有色金屬分選出來(lái)，得到非常純凈優(yōu)質(zhì)黑色金屬原料。
管磨機(jī)的核心原理就是利用錘子擊打的基本原理，在高速大扭矩電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，主機(jī)轉(zhuǎn)子上的錘頭輪流擊打進(jìn)入容腔內(nèi)的待破碎物，通過(guò)襯板與錘頭之間形成的空間，將待破碎物撕裂成合乎規(guī)格的破碎物。根據(jù)破碎機(jī)的工作狀況，可分成干式系統(tǒng)、濕式系統(tǒng)。干式系統(tǒng)主要是指破碎物須經(jīng)過(guò)空氣回旋分揀系統(tǒng)，把金屬和非金屬分離開(kāi)，另外整個(gè)系統(tǒng)裝有除塵裝置。濕式系統(tǒng)是指破碎的同時(shí)進(jìn)行噴水，并且在分揀同時(shí)進(jìn)行淋水清洗。半濕式系統(tǒng)只是在破碎需要時(shí)，進(jìn)行少量噴水，防止揚(yáng)塵，并無(wú)清洗。從而擴(kuò)大了破碎機(jī)的加工物料范圍。同時(shí)對(duì)提高破碎機(jī)的生產(chǎn)效率起著至關(guān)重要的作用。降低能源消耗、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及延長(zhǎng)管磨機(jī)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等問(wèn)題是目前和今后研究和從事生產(chǎn)工作的首要任務(wù)。
二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）
我國(guó)的磨礦設(shè)備制造工業(yè)是在解放后才發(fā)展起來(lái)的，最初是仿制，到1958年才開(kāi)始進(jìn)入自行設(shè)計(jì)制造階段。而1966年才能進(jìn)行真正有效的系列設(shè)計(jì)。從20世紀(jì)70年代末以來(lái)，我國(guó)的磨礦設(shè)備開(kāi)始逐步采用國(guó)外業(yè)已出現(xiàn)的新技術(shù)，如氣動(dòng)離合器、動(dòng)靜壓軸承、先進(jìn)潤(rùn)滑方式、頂起裝置、加鉻耐磨鋼襯板和橡膠襯板、自動(dòng)控制裝置等，同時(shí)增加了品種和擴(kuò)大了規(guī)格寸。
?國(guó)內(nèi)最早引進(jìn)的是美國(guó)紐維爾公司的4000馬力的破碎機(jī)，采用的是半濕式系統(tǒng)，于1996年投產(chǎn)，從目前的使用情況來(lái)看，其生產(chǎn)能力100噸/小時(shí)，有較多的富余，經(jīng)常處于停機(jī)等料狀態(tài)，設(shè)備的閑置率較高。而且一次性資金投入很大。立足于用戶使用要求，真正開(kāi)始關(guān)鍵核心技術(shù)引進(jìn)，則是湖北力帝機(jī)床股份有限公司開(kāi)始進(jìn)行的。他們一開(kāi)始就認(rèn)真進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，分析國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)現(xiàn)狀，確定適合我國(guó)國(guó)情的、達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又滿足市場(chǎng)需求的機(jī)型。
在我國(guó)的選礦生產(chǎn)，用于磨礦作業(yè)的磨礦設(shè)備主要是管磨機(jī)、棒磨機(jī)和自磨機(jī)。另外，建材、化工、電力和陶瓷等工業(yè)部門亦廣泛使用各種型式的磨機(jī)，如管磨機(jī)用于水泥廠磨細(xì)原料和熟料；水泥工業(yè)用管磨機(jī)，目前較多的技術(shù)參數(shù)都是沿用五十年代國(guó)外的技術(shù)。隨著建材行業(yè)機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，粉磨工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，粉磨條件的不斷改善，在設(shè)計(jì)管磨機(jī)時(shí)的較多經(jīng)驗(yàn)公式及在粉磨作業(yè)中操作方法仍然套用老模式，已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要。那么，如何確定具有升級(jí)技術(shù)管磨機(jī)的設(shè)計(jì)公式和切實(shí)可行的磨機(jī)在運(yùn)行時(shí)工藝操作方法，是目前設(shè)計(jì)部門和生產(chǎn)單位急待解決的問(wèn)題。科研部門和水泥企業(yè)目前使用的實(shí)驗(yàn)?zāi)C(jī)都是直徑比較小的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，所作出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中差距較大。
目前世界上流行和占主導(dǎo)地位的破碎機(jī)，大多數(shù)都是在美國(guó)紐維爾公司的基礎(chǔ)上衍生出來(lái)的，占有量近七成，如德國(guó)的林德曼、日本的富士車輛。破碎機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展，與廢鋼行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，最開(kāi)始只為處理些輕薄料，隨著認(rèn)識(shí)的加深，以及破碎鋼的優(yōu)越性的顯現(xiàn)，各種規(guī)格的破碎機(jī)得到不斷開(kāi)發(fā)，使用范圍也越來(lái)越廣。早在50年代，作為重要的工業(yè)資源，非金屬礦，金屬礦和燃料礦被稱為材料工業(yè)的支柱。由于三者獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，各種產(chǎn)品應(yīng)用于每一個(gè)工業(yè)部門，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重心。而不管是金屬礦也好還是非金屬礦，它們利用都需要經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程，如粉碎，加工，提純等等，然后才能用于工業(yè)中，其中最重要的一個(gè)步驟就是粉碎。因?yàn)橐M(jìn)行進(jìn)一步的加工，粉碎是先決條件。粉碎技術(shù)的發(fā)展對(duì)我國(guó)的礦產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和利用提供了良好的基礎(chǔ)。
80年代以前，我國(guó)的粉碎設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)很少，有些規(guī)格根本就無(wú)法讓礦產(chǎn)物等的粉碎達(dá)到理想中的細(xì)度。所需的大部分設(shè)備依靠進(jìn)口，我國(guó)已在攻克粉碎技術(shù)難關(guān)上下足了工夫。并逐步向超細(xì)粉碎和精細(xì)粉碎機(jī)械設(shè)備發(fā)展，盡管研發(fā)過(guò)程中會(huì)面對(duì)很多難以預(yù)料的問(wèn)題，但是可喜的是隨著我國(guó)在食品加工，生物工程研究與開(kāi)發(fā)，保健品開(kāi)發(fā)，新藥研制等行業(yè)的發(fā)展，其中粉碎機(jī)械作為紐帶與其密切聯(lián)系著。但這些行業(yè)的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)所需要的環(huán)境條件非常苛刻，對(duì)固體的粉碎規(guī)定非常嚴(yán)格。簡(jiǎn)言之，就是對(duì)粉碎機(jī)械提出更高的要求。超低溫粉碎技術(shù)剛好滿足所面臨的粉碎技術(shù)，在低溫的條件下粉碎成所需要的細(xì)度，并且原有的成分不會(huì)被破壞，實(shí)現(xiàn)了粉碎技術(shù)方面的飛躍。
管磨機(jī)作為傳統(tǒng)的粉磨設(shè)備，已經(jīng)有了100多年的歷史，它作為將固體物料細(xì)化制粉的重要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、電力、醫(yī)藥以及國(guó)防工業(yè)等部門。尤其是冶金工業(yè)中的選礦部門，磨礦作業(yè)更是具有十分重要的地位。近幾年來(lái)，由于能源費(fèi)用增長(zhǎng)，礦石品位的下降，降低建設(shè)投資和生產(chǎn)費(fèi)用是世界各國(guó)礦石工業(yè)面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問(wèn)題，采用高效大型設(shè)備是現(xiàn)代選礦廠建設(shè)的主要傾向，管磨機(jī)的大型化已成為技術(shù)發(fā)展的方向。強(qiáng)度在高的礦石進(jìn)到大型磨機(jī)里，經(jīng)過(guò)研磨、粉碎都將成為粉末狀。只用這樣，低品位的礦石以及再利用才能夠?qū)崿F(xiàn)?！ ?0世級(jí)80年代國(guó)際上曾有預(yù)測(cè)，認(rèn)為管磨機(jī)合理的最大規(guī)格是直徑5米，原因是魔球工作時(shí)存在低效率的蠕動(dòng)區(qū)，但實(shí)際上管磨機(jī)向大型化發(fā)展的步伐一直都未停止?！ ∧壳埃澜缟仙a(chǎn)大型管磨機(jī)的主要生產(chǎn)廠家有丹麥福勒史密斯礦業(yè)公司(FFF Minerals)，芬蘭奧托昆普公司(Outokumpu)、芬蘭美卓礦業(yè)公司(Metso Minerals)，德國(guó)克虜伯公司(Krupp)和日本的川崎重工等。世界上最大的規(guī)格的濕式管磨機(jī)是南非Anglo Platinum鉑礦訂購(gòu)的兩臺(tái)直徑7.92米*12.2米管磨機(jī)，裝機(jī)容量為 17500千瓦/臺(tái)。由丹麥福勒史密斯礦業(yè)公司制造，已于2007年投入使用。世界最大規(guī)格的干式管磨機(jī)是克虜伯公司直徑6.2米*25.5米的管磨機(jī)，安裝功率為11200千瓦，1994年用于美國(guó)的一家金礦，處理難選金礦石?！ ∧壳皣?guó)內(nèi)的磨機(jī)大型化與國(guó)際水平還存在一定的差距，國(guó)外管磨機(jī)技術(shù)和設(shè)備一直在不斷地發(fā)展，國(guó)內(nèi)自20世級(jí)80年代中期以來(lái)的近20年間，基本處于停滯狀態(tài)，拉大了與世界先進(jìn)水平的差距，隨著改革開(kāi)放的不斷深入，國(guó)內(nèi)管磨機(jī)行業(yè)近年來(lái)正在重新興起，中國(guó)在借鑒外國(guó)先進(jìn)水平的基礎(chǔ)上，也正朝著管磨機(jī)大型化的方向邁進(jìn)
三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案
本課題研究的是管磨機(jī)的總體和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。當(dāng)然想要設(shè)計(jì)出良好的管磨機(jī)設(shè)備就要了解影響管磨機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量的因素，包括：（1） 影響管磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的工藝因素（如入磨物料粒度、入磨物料水分、入磨物料的特征與易磨性、粉磨工藝流程、對(duì)粉磨成品的比表面積要求）；（2）影響磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的機(jī)械因素（如磨機(jī)筒體內(nèi)的通風(fēng)、磨內(nèi)結(jié)構(gòu)、研磨體級(jí)配和填充率）。
（一）設(shè)計(jì)技術(shù)要求
1．管磨機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)格φ2.6×13m
2．轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)的其它主要技術(shù)參數(shù)：入磨物料粒度：≤10mm;
3．填充率：30%
4．磨機(jī)轉(zhuǎn)速：17.5r/min;
5．產(chǎn)量： 35t/h;
6．出料粒度：4900孔/平方厘米;
7．篩余量：≤12%；
8．功率1000kw
（二）設(shè)計(jì)內(nèi)容
1磨機(jī)的總體設(shè)計(jì)
（1）閉路循環(huán)系統(tǒng)與開(kāi)流粉磨系統(tǒng)
（2）磨機(jī)的通風(fēng)方式和水冷卻
（3）磨機(jī)各倉(cāng)長(zhǎng)度的確定
（4）研磨體的裝載量
（5）磨內(nèi)研磨體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析
2 管磨機(jī)主要參數(shù)的確定
（1）磨機(jī)工作轉(zhuǎn)數(shù)的確定
（2）磨機(jī)功率的計(jì)算
（3）磨機(jī)生產(chǎn)率的確定
3 磨機(jī)主要機(jī)件的設(shè)計(jì)和計(jì)算
（1）磨機(jī)筒體部分
（2）中空軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（3）襯板
（4）隔倉(cāng)板
4 提高磨機(jī)產(chǎn)量的途徑
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
1、目標(biāo)
根據(jù)主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)管磨機(jī)的結(jié)構(gòu)了解現(xiàn)有類似設(shè)備的工作原理，制訂設(shè)備工作原理圖管磨機(jī)各主要配件圖和總裝圖的繪制，最終設(shè)計(jì)出一臺(tái)合格的管磨機(jī)
2、主要特色
a 生產(chǎn)使用方面
機(jī)器的生產(chǎn)效率高，動(dòng)力消耗少，經(jīng)久耐用運(yùn)轉(zhuǎn)安全，操作事業(yè)簡(jiǎn)便敏，外行尺寸小而美觀、成本低;
b 制造加工方面
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于加工，機(jī)加工量盡量減少，且加工工藝性能良好，材料成本低易購(gòu)，盡量少用有色金屬和稀有金屬;
c 安裝運(yùn)輸方面
總之，每項(xiàng)技術(shù)都有此缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，所以在使用過(guò)程中應(yīng)揚(yáng)長(zhǎng)避短，因地制宜地使用，發(fā)揮它的最佳效果，達(dá)到最好的市場(chǎng)效益才是根本。
3、工作進(jìn)度
1．收集有關(guān)資料，寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告； （2周）
2．外文翻譯(6000字符以上)； （1周）
3．分析與研究：了解現(xiàn)有類似設(shè)備的工作原理，制訂設(shè)備工作原理圖。 (1.5周)
4．管磨機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)尺寸的計(jì)算。 （3.5周）
5．管磨機(jī)各主要配件圖和總裝圖的繪制。 （5周）
6．撰寫(xiě)畢業(yè)論文一份 （ 2周）
五、參考文獻(xiàn)
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3 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（新版）.第一卷、第二卷、第四卷、第五卷.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8。
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