1、青島科技大學本科畢業(yè)設計論文2.球磨機的設計2.1球磨機特點一.球磨機的組成球磨機大致可分為立式和臥式兩種。立式攪拌球磨機，由于采用新式設計，與滾筒式球磨機相比，具有自己獨特的優(yōu)點。它是通過電機驅動立式減速度，通過聯(lián)軸節(jié)帶動內轉子研磨裝置旋轉，使介質球、磨料、水混合液懸浮研磨。設備運行過程中，桶體固定不動，僅僅攪拌器發(fā)揮強有力的作用，故可在不停機的情況下進行抽樣檢驗和添加磨料。球磨機底部的過濾系統(tǒng)能夠檢驗磨粒是否符合規(guī)格，以便于大顆粒的再次研磨，以到達研磨和分散的需要。球磨機可分為攪拌設備和磨球兩大局部。二.球磨機的攪拌設備 攪拌可以使用兩種或多種不同的物質在彼此之中互相分散，從而到達均勻混合

2、；也可以加速傳熱和傳質過程。攪拌操作的例子頗為常見，例如在化驗室里制備某種鹽類的水溶液時，為了加速溶解，常常用玻璃棒將燒杯中的液體進行攪拌。又如為了制備某種懸浮液，就要用玻璃棒不斷的攪動容器中的液體，使固體顆粒不致沉下，而保持它在液體中的懸浮狀態(tài)。在工業(yè)生產中，攪拌操作是從化學工業(yè)開始的，圍繞食品、纖維、造紙、石油、水處理等，作為工業(yè)過程的一局部而被廣泛應用12。在工業(yè)生產中，大多數的攪拌操作均系機械攪拌，攪拌設備主要由攪拌裝置、軸封、和攪拌罐三大局部組成。其中，攪拌設備分為：傳動裝置、攪拌器、攪拌軸；攪拌罐又分為：罐體和附件兩種。一攪拌設備在工業(yè)生產中的應用攪拌設備在工業(yè)生產中的應用范圍很廣

3、，尤其是化學工業(yè)中，很多的化學生產都或多或少的應用著攪拌操作。化學工藝過程的種種化學變化，是以參加反響物質的充分混合為前提的，對于加熱，冷卻和液體萃取以及氣體吸收等物理變化過程，也往往要采用攪拌操作才能得到好的效果。攪拌設備在許多場合是作為反響釜來應用的12。攪拌設備的應用范圍之所以這樣廣泛，還因攪拌設備操作條件如濃度、溫度、停留時間等的可控范圍較廣，又能適應多樣化的生產。攪拌設備的作用不外乎：使物料均勻混合。使氣體在液相中很好的分散。使固體粒子在液相中均勻的懸浮。使不相溶的另一液相均勻懸浮或充分乳化。強化相間的傳質。強化傳熱。對于均勻相反響，混合的快慢，均勻程度和傳熱情況的好壞，都會影響效果

4、。至于非均勻相系統(tǒng)，那么還影響到相界面的大小和相間的傳質速度，情況就更復雜，所以攪拌情況的改變，常很敏感的影響到產品的質量和數量。如果攪拌情況不好，就會造成傳熱系數下降或局部過熱，使物料分散不均勻，影響到產品的質量，也容易導致物料粘壁，使反響不能很好的進行下去。 攪拌設備使用歷史悠久，應用范圍廣，但對攪拌操作的科學研究還很不夠。攪拌操作看起來似乎簡單，但實際上，它所涉及的因素卻極為復雜。對于攪拌器形式的選擇，從工藝的觀點以及力學觀點來說，迄今都是研究得不夠的。過去有很多文獻論述了攪拌設備的動力消耗，并給出了不少情況下的計算公式，但是由于介質操作條件的不同，物理化學性能的差異，容器形狀及內部設施

5、的不同以及各種攪拌器性質上的區(qū)別，正確確定攪拌功率并適當的選擇驅動電機是十分困難的。在沒有模擬試驗的情況下,設計新的攪拌設備時，常采用現有的設備數據的方法，寧大勿小，結果造成了不少浪費。國內有些單位對一些生產中的攪拌設備進行了功率測試，從測試的結果可以看到，由于功率消耗難以計算準確，電動機選用過大，造成了負荷率很低的的不合理的現象。對于攪拌設備的研究，除功率問題外，有關攪拌的流體力學研究具有重要意義。這方面已做了許多工作，但尚需擴大和深入。在液體中進行攪拌時，攪拌器的功能不僅引起液體的整個運動，而且要在液體中產生湍動，湍動的程度與攪拌器使液體旋轉而產生的旋渦現象有密切關系。這些旋渦因經常的互相

6、撞擊和破裂，使液體受到劇烈的攪拌。由此可見在攪拌操作中，對于流體力學理論的研究是極其重要的。 關于攪拌器，除非遇有特殊的任務，需要特殊設計之外，現有的各種攪拌器，尤其是常用的框式、平槳式、推進式和渦輪式等已足夠應用。而且這些攪拌器已有相應的標準，所以對已有攪拌器性能的深刻了解，應予以更多地注意，以便使他們在使用中能夠充分的發(fā)揮作用。渦輪式攪拌器現正被廣泛使用，因為這種攪拌器在工業(yè)上適應性是很大的，它幾乎能有效的完成所有的攪拌任務，并能處理那些特別是化學工業(yè)中經常遇到的各種粘度的物料。二攪拌裝置的安裝形式攪拌設備可以從各種不同的角度進行分類，如按工藝用途分、按攪拌器結構型式分或按攪拌裝置的安裝型

7、式分等等。從按攪拌裝置的安裝型式分，可以分為1立式容器中心攪拌2偏心式攪拌3傾斜式攪拌4底攪拌5臥式容器攪拌6旁入式攪拌六種，其中旁入式攪拌又可以分為角度固定的旁入式攪拌和角度可變的旁入式攪拌兩種。設計中選用立式容器中心攪拌。這種攪拌裝置安裝在立式設備筒體的中心線上，驅動方式采用皮帶傳動和齒輪傳動，用普通電機直接連接或與減速機直接連接。二.球磨機的磨球球磨機運轉時，攪拌器帶動磨球運動，從而粉碎物料顆粒，到達研磨的效果。2.2球磨機主要結構的選型2.2.1攪拌器的選擇一.攪拌過程與攪拌器攪拌過程有賴于攪拌器的正常運轉，因此攪拌器的結構、強度也是不容無視的問題。由于攪拌操作的多種多樣，也是攪拌器存

8、在著許多型式。各種攪拌器在配合各種可控制流動狀態(tài)的附件后，更能使流動狀態(tài)以及供應能量的情況出現多種變化，更有利于強化不同的攪拌過程。攪拌器的功能概括地說就是提供攪拌過程所需要的能量和適宜的流動狀態(tài)，以到達攪拌過程的目的。攪拌器的攪拌作用由運動著的漿液所產生，因此攪拌器的形狀、尺寸、數量以及轉速就影響攪拌器的功能。同時攪拌器的功能還與攪拌介質的物性以及攪拌器的工作環(huán)境有關。另外，攪拌槽的形狀、尺寸、擋板的設置情況、物料在槽中的進出方式都屬于工作環(huán)境的范疇，這些條件以及攪拌器在槽內的安裝位置及方式都會影響攪拌器的功能。二.攪拌器型式的選擇 為了提供能量與造成液體的流動狀態(tài)，攪拌器必須有合理的結構和

9、足夠的強度。所謂合理的結構，除了指槳葉的幾何尺寸及安裝位置要合理以外，主要還應符合以下幾個原那么：槳葉的制造工藝合理，槳葉與攪拌軸的連接方式穩(wěn)妥可靠，槳葉安裝檢修方便等等。 一個好的選型方法最好具備兩個條件，一是選擇結果合理，一是選擇方法方便，而這兩點卻往往難以同時具備。 我們從攪拌操作的目的分析了對攪拌的要求，諸如某過程要求對流循環(huán)好或者某過程要求剪切力強等等，進而分析了攪拌器的功能，在此根底上就可根據攪拌的目的來選擇攪拌器的型式。也可以從一種攪拌器的功能來分析判斷它是用于哪些攪拌過程。 各種攪拌過程對攪拌的要求有共性，而各種攪拌器的性能也有共性，這樣往往是適于某一種攪拌操作的可能有幾種型式

10、的攪拌器，而同一種攪拌器也可用于幾種攪拌過程。當然嚴格的說，還是各有所長的，諸如粘度上下、容積大小、轉速范圍等等，都會影響攪拌器使用的效果。目前的選型方法多數是根據實踐試經驗，選擇習慣應用的槳型，再在常用范圍內決定攪拌器的各種參數。也有通過小型試驗，取得數據，進行比較放大的設計方法。不管哪種做法，都離不開最初的根據攪拌目的選擇攪拌器類型這一步。由于液體的粘度對攪拌狀態(tài)有很大的影響，所以根據攪拌介質粘度大小來選型是一種根本的方法。幾種典型的攪拌器都隨粘度的上下而有不同的使用范圍。隨粘度增高的各種攪拌器的使用順序為推進式、渦輪式、槳式、錨式和螺帶式等。設計中選用的攪拌器的型式為槳式平直葉。槳式是結

11、構最簡單的攪拌器型式，槳葉一般采用扁鋼制作，鑄造槳葉已很少用。小型槳葉為簡單計，常將槳葉焊在輪轂上，形成一個整體，然后用鍵、止動螺釘將輪轂連接在攪拌軸上。關于攪拌器在攪拌軸上的安裝層數，一般都是從槳葉的攪拌范圍來考慮的，液層過高那么要考慮設置多層槳葉，對于低粘度液體，徑流型槳葉可攪動槽內上下范圍為槳徑的4倍，所以對于常用的液層深度，只要一層槳葉即可。對于高粘度液體，可增加攪拌器層數。2.2.2傳熱部件的選型一.攪拌設備的傳熱 在容器中對被攪拌的液體進行加熱或冷卻是化工過程中一個經常遇到的操作，這對于在被攪拌的液體中進行化學反響極為重要。化學反響過程常伴有放熱和吸熱反響，而且常常需要向加熱促使化

12、學反響的進行，一旦反響開始往往又需要冷卻，調節(jié)溫度維持反響條件，直到反響完畢又需要散熱。因此，攪拌器必須具備傳熱裝置，以維持最正確的工藝條件，取得最好的反響效果。二.傳熱方式反響器的加熱和冷卻有多種方式?？稍谌萜魍獠炕騼炔吭O置供加熱或冷卻用的換熱裝置，例如在容器外部設置夾套，在容器內部設置蛇管、散熱器等。一般用得最普通的是采用夾套傳熱方式。三.夾套 傳熱夾套一般由普通碳鋼組成，它是有一個套在反響器筒體外面能形成密封空間的容器，既簡單又方便。夾套上設有水蒸氣，冷卻水或其他加熱、冷卻介質的進出口。在罐體的外側，以焊接或法蘭連接的方法裝設各種形狀的鋼結構，使其與罐體的外外表形成密閉的空間，在此空間內

13、通入載熱流體，以加熱或冷卻物料，維持物料的溫度在預定的范圍內，這種鋼結構件統(tǒng)稱之為夾套。根據夾套結構形式的不同，可分為多種類型。攪拌罐上采用最多的夾套型式是整體夾套，由于應用廣泛，工程上習慣簡稱為夾套。這種夾套是在罐體的外面再套上一個直徑稍大的容器。如果加熱介質是水蒸氣，那么進口管應靠近夾套上端，冷凝液從底部排出；如果傳熱介質是液體，那么進口管應安置在底部，液體從底部進入，上部流出，是傳熱介質能充滿整個夾套空間。這種結構簡單方便，根本上不需要維修。缺點是換熱面積受到罐體幾何形狀的限制而不能做得太大。1整體夾套的結構選型 選擇常用的典型結構：這種是圓筒的一局部和下封頭包有夾套。2整體夾套的尺寸及

14、連接形式整體夾套和罐體有兩種連接形式，即不可拆卸式和可拆卸式。不可拆卸式夾套的結構簡單，密封可靠，主要適用于碳鋼制的攪拌設備。如果罐體材質是不銹鋼而夾套為普通碳鋼時，應在結構的處理上防止不銹鋼罐體直接與碳鋼件焊接，以防止在焊縫處滲入過量碳元素是不銹鋼產生局部腐蝕。3整體夾套的應力由于夾套內流體壓力的作用，夾套封口環(huán)處會產生局部應力，其數值的大小根據夾套的結構和安裝方法而有所差異。按照設計中所選用的夾套形式，那么整體夾套的結構及強度可按下述關系進行考慮。 罐體與夾套間可采用拉撐件即選用蜂窩形夾套，由于夾套中流體壓力產生的軸向載荷為罐體所支撐，故封口環(huán)的板厚也可取與夾套筒體的板厚相等。 夾套筒體上

15、產生底周向應力應大于許用應力的1/2時，必須將封口環(huán)處的結構加強或將封口環(huán)板加厚。此時封口環(huán)板的厚度應不小于按許用應力1/2所算出的夾套筒體厚度。同時注意，封口環(huán)與筒體連接的焊縫必須給予特殊考慮。為了增大連接點的強度，必須規(guī)定焊縫完全焊透。4整體夾套附進口接管 整體夾套的出口接管結構和一般容器一樣，不需要進行特殊處理。進口接管那么因為夾套與罐體之間的距離較小，為了防止載熱流體直接沖刷罐體外外表，影響罐體的局部強度，進口接管應采用側開口或在夾套內安裝擋板。進水管一般布置在夾套底部，以便于提高傳熱效率。攪拌罐結構設計一、 攪拌罐的概述攪拌罐包括罐體和裝焊在上面的各種附件。 常用的罐體是立式圓筒形容

16、器，它有頂蓋、筒體、和罐底，通過支座安裝在根底或平臺上。罐體在規(guī)定的操作溫度和操作壓力下，為物料完成其攪拌過程提供了一定的空間。 為了滿足不同的工藝要求，或者因為攪拌罐本身結構上的需要，罐體上裝有各種不同用途的附件。例如，由于物料在反響過程中常常伴有熱效應，為了提供或取出反響熱，需要在罐體的外側安裝夾套或在罐體的內部安裝蛇管；為了與減速機和軸封相連接，頂蓋上要焊裝底座；為了便于檢修內件及加料和排料，需要裝焊人孔、手孔、和各種接管；為了在操作過程中有效的監(jiān)視和控制物料的溫度、壓力和料面高度，那么要安裝溫度計、壓力表、液面計、視鏡和平安泄放裝置；有時為了改變物料的流型、增加攪拌強度、強化傳質和傳熱

17、，還要在罐體的內部焊裝擋板和導流筒。但是隨著附件的增加，往往會給設備的制造和維修帶來很多麻煩，增加設備的制造和維修費用。所以在確定攪拌罐結構的時候應全面的綜合考慮，使設備既滿足生產工藝要求有做到經濟合理，實現最正確化設計。一罐體的長徑比和裝料量在知道攪拌罐操作時盛裝的物料的容積以后，首先要選擇適宜的長徑比HDi和裝料量，確定筒體的直徑和高度。1罐體的長徑比選擇罐體的長徑比應考慮的主要因素有3個方面，即長徑比對攪拌功率的影響、對傳熱的影響以及物料攪拌反響特性對長徑比的要求。罐體長徑比對攪拌功率的影響 一定結構形式攪拌器的漿葉直徑同與其裝配的攪拌罐罐體內徑通常有一定的比例范圍。隨著罐體長徑比的減小

18、，即高度減小而直徑放大，攪拌器漿葉直徑也相應放大。在固定的攪拌軸轉數下，攪拌器功率與攪拌器漿葉直徑的五次方成正比。所以，隨著罐體直徑的放大，攪拌器功率增加很多，這對于需要較大攪拌作業(yè)功率的攪拌過程是適宜的，否那么較小長徑比只能無謂的損耗一些攪拌器功率，長徑比那么可以考慮選得大一些。罐體長徑比對傳熱的影響罐體長徑比對夾套傳熱有顯著影響。容積一定時，長徑比越大，那么罐體盛料局部外表積越大，夾套的傳熱面積也就越大。同時長徑比越大，那么傳熱外表距離罐體中心越近，物料的溫度梯度就越小，有力于提高傳熱效果。因此，但從夾套傳熱角度考慮，一般希望長徑比取得大一些。物料特性對罐體長徑比的要求 某些物料的攪拌反響

19、過程對罐體長徑比有著特殊要求，根據實踐經驗，一般攪拌罐的長徑比為11.3，設計中取HDi=1.3。2攪拌罐的裝料量 選擇了罐體的長徑比之后，還要根據攪拌罐操作時所允許的裝滿程度考慮選擇裝料系數，然后經過初步計算、數值圓整及核算，最終確定筒體的直徑和高度。裝料系數罐體全容積V與罐體的公稱容積即操作時盛裝物料的容積Vg有如下關系： Vg=Vm3 2-1設計時應合理的選用裝料系數值，盡量提高設備利用率。通?？扇?.60.85.取=0.8。Vg=5L，所以V=6.25L初步計算筒體直徑 知道了筒體的長徑比之后，還不能直接算出筒體直徑和高度，因為當筒體直徑不知道時封頭的容積就不知道，罐體全容積也就不能最

20、后確定。 先忽略封頭的容積，認為：VD2iH/4(m2) 式中DI及H單位是m.把罐體長徑比代入上式為:VD3i(H/Di)/4 (m3) (2-2) 將式2-1代入式2-2整理：Di4Vg/(H/Di)1/3 m 2-3Di45/1.30.81/3Di182 取Di=175確定筒體直徑和高度將式2-3計算出的結果圓整成標準直徑，代入式2-4算出筒體高度：H=(V-v)/(/4) Di2=(Vg/-v)/(Di2/4) 2-4H=46.25106/1752=259取H=220二攪拌罐結構選型參看各種攪拌罐結構，選擇所設計的攪拌罐。1罐體的主要結構特征為橢圓形焊接的底和可以揭開的平蓋。2散熱器的

21、形式為整體夾套式。二.攪拌器的計算 查表可得： dj/Di=0.7 dj=0.7175=122.5 取dj=120 槳寬與槳徑的比b/dj=0.15 b=0.15 120=18 取b=18 兩槳葉的距離h=0.3H=52 取h=552.2.4傳動部件的計算一.幾種傳動方式攪拌設備具有單獨的傳動機構，一般包括電動機、減速裝置、聯(lián)軸節(jié)及攪拌軸等。在比電動機速度低得多的攪拌器上常用的減速裝置是裝在設備上的齒輪減速機、渦輪減速機、三角皮帶以及擺線針齒行星減速機等。其中最常的是固定和可移動的齒輪減速攪拌器，這是由于他們加工費用低、結構簡單、裝配檢修方便。有時由于設備條件的限制或其他情況必須采用臥式減速機

22、時，也可利用一對傘齒輪來改變方向，但須注意由于只有一個軸承所以必須設置底軸承。這種結構因為傘齒輪不是浸在油箱內，故不能應用在有防火，防爆要求的場合。減速機價格較貴，制造困難，因此，如果速比不大，可采用三角皮帶減速，但不要在有爆炸危險場合使用。我們所設計的設備是為實驗所用，因此選用三角皮帶減速。二.電動機的選擇一關于攪拌器功率的問題 當攪拌器由靜止啟動時，槳葉要克服自身的慣性，還要克服槳葉所推動的液體的慣性以及液體的摩擦力。這時槳葉與液體的相對速度很大，槳葉受液體阻力的作用面積最大，因而所需的功率值必然較大，這就是所謂的攪拌器的啟動功率。 攪拌過程進行時需要動力，籠統(tǒng)地稱這動力時就可叫做攪拌功率

23、。但仔細進行分析時，就會發(fā)現所謂攪拌功率實際上包含了兩個不同的而又有兩系的概念，這就是攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率。 具有一定結構形狀的設備中裝有一定物性的液體，其中用一定形式的攪拌器以一定轉速進行攪拌時，將對液體做功并使之發(fā)生流動，這時為使攪拌器連續(xù)運轉所需要的功率就是攪拌器功率。顯然攪拌器功率是攪拌器的幾何參數、攪拌槽的幾何參數、物料的物性參數和攪拌器的運轉參數等的函數。這里所指的攪拌器功率不包括機械傳動和軸封局部所消耗的動力。 被攪拌的介質在流動狀態(tài)下都要進行一定的物理過程或化學反響過程，即都有一定的目的，其中有的混合，有的分，有的傳熱，有的溶解等等。不同的攪拌過程不同的物性、物料量在完成其

24、過程時所需要的動力不同，這是由工藝過程的特性所決定的。這個動力的大小是被攪拌的介質的物理、化學性能以及各種攪拌過程所要求的最終結果的函數。我們把攪拌器使攪拌槽中的液體以最正確方式完成攪拌過程所需要的功率叫做攪拌作業(yè)功率。 在處理攪拌過程的功率的問題時，最好是能夠知道為了到達攪拌過程所要求的結果而必須用于被攪拌介質的功率即攪拌作業(yè)功率，同時運用攪拌器的功率的概念，來提供一套能向被攪拌介質中輸入足夠功率的攪拌裝置。最理想的狀況當然是腳板其功率正好就等于攪拌作業(yè)功率，這就可使攪拌過程以最正確方式完成。攪拌器功率小于攪拌作業(yè)功率時，可能使過程無法完成，也可能拖長操作時間而得不到最正確方式。而攪拌器的功

25、率過分大于攪拌作業(yè)功率時，只能浪費動力而于過程無益。遺憾的是目前無論攪拌器的功率也好，攪拌作業(yè)功率也好，都還沒有很準確的求法，當然也很難評價最正確方式是否到達的問題。生產實踐中攪拌器功率缺乏的問題易于發(fā)覺，而攪拌器功率過大造成浪費的問題那么容易被無視。二電動機的選型攪拌設備選用電動機的問題，主要是確定系列、功率、轉速以及安裝型式和防爆要求等幾項內容。三Y系列封閉式三相異步電動機主要性能及結構特點：效率高，耗電少，性能好，噪聲低，振動小，體積小，重量輕，運行可靠，維修方便。為B級絕緣。結構為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機內部。冷卻方式為IC411。用途：適用于灰塵多.土揚水濺

26、的場合，為一般用途攪拌機。工作條件：1海拔不超過1000m。2環(huán)境溫度不超過40。C,最低溫度為-15。C軸承允許溫度不超過95。C。3)最濕月月平均最高相對濕度為90，同時該月月平均最低溫度不高于25。C。4額定電壓為380V，額定功率為50Hz。53kW以下為Y接法，4kW及以上為接法。6工作方式為連續(xù)使用SI。四根據以上條件，最終選擇電動機為：機座帶底角，端蓋上無凸緣的電動機。其中電動機的輸出軸軸徑為19mm。三.皮帶傳動一帶傳動的選擇種類帶傳動是由固連于主動輪上的帶輪，固連于從動輪上的帶輪和緊套在兩輪上的傳動帶組成的。當原動機驅動主動輪轉動時，由于帶和帶輪間的摩擦，便拖動從動輪一起轉動

27、，并傳遞一定動力。帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉以及緩沖吸振等特點，因此被廣泛應用。在帶傳動中，常用的有平帶傳動、V帶傳動、多楔帶傳動和同步帶傳動等。平帶傳動結構最簡單，帶輪也容易制造，在傳動中心距較大的情況下應用較多。常用的平帶有帆布芯平帶、編織平帶、錦綸片復合平帶等數種，其中以帆布芯平帶應用最廣。在一般機械傳動中，應用最廣的是V帶傳動。V帶截面成等腰梯形，帶輪上也做出相應的輪槽。傳動時，V帶只和輪槽的兩個面接觸，即以兩側面為工作面。根據槽面摩擦原理，在同樣的張緊力下，V帶傳動較平帶傳動能產生更大的摩擦力。這是V帶傳動性能上的最主要的優(yōu)點。再加上V帶傳動允許的傳動比較大，結構較緊湊，

28、以及V帶多以標準化并大量生產等優(yōu)點，因而V帶傳動的應用逼平帶傳動廣泛的多。多楔帶兼有平帶和V帶的優(yōu)點：柔性好，摩擦力大，能傳遞的功率較大，并解決了多根V帶長短不一而使帶受力不均的問題。多楔帶主要用于傳遞功率較大而結構要求緊湊的場合。綜合上面各種帶的優(yōu)缺點，在設計中選擇的帶傳動為V帶傳動。9帶輪結構設計V帶輪設計的要求設計V帶輪時應滿足的要求有：質量小；結構工藝性好；無過大的鑄造內應力；質量分布均勻，轉速高時要經過動平衡；輪槽工作面要精細加工外表粗糙度一般應為3.2，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。帶輪的材料帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的型號為HT1

29、50或HT200；轉速較高時宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成；小功率時可用鑄鋁或塑料。球磨機軸的計算及校核一軸的選擇及計算1軸設計的主要內容攪拌軸是攪拌設備的一個重要部件，它的設計的和加工的好壞對與之裝配的攪拌器有一定的影響。軸的計算主要是確定軸的最小截面尺寸，進行強度、剛度計算或校核、驗算軸的臨界轉速和撓度，以便保證軸能平安平穩(wěn)的運轉。對攪拌軸而言，承受扭轉和彎曲聯(lián)合作用，其中以扭轉為主，所以在工程應用中常用近似的方法進行計算。它假定軸只承受扭矩的作用，然后用增加平安系數以降低材料的許用應力來彌補由于忽略受彎曲作用所引起的誤差。軸受扭轉時，其截面上產生剪應力。 軸的結構設計是根據軸上零件的安

30、裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理確實定軸的結構形式和尺寸。軸的結構設計不合理會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造本錢和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結構設計是軸設計中的重要內容。 軸的工作能力計算是軸的長度、鋼度和震動穩(wěn)定性等方面的計算。多數情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強度。這時只需對軸進行強度計算，以防止斷裂或塑性變形。2軸的材料 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數用軋制圓鋼和鍛件，有的那么直接用圓鋼。 由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常

31、用的是45鋼。設計中采用軸的材料為45鋼。3軸的形狀確定 根據上述確定軸的相關知識，在設計的球磨機中確定的攪拌軸的的形狀如圖4計算軸的受力情況設定電動機輸出軸為軸，與大帶輪連接的軸為軸，攪拌軸為軸。 設定帶傳動的效率為1=0.96，軸承傳動的效率為2.3=0.98，聯(lián)軸器傳動的效率4=0.99。5軸的校核進行軸的強度計算時，應根據軸的具體受載及應力情況采取相應的計算方法并恰當的選取其許用應力，對于僅受扭矩的軸應該按扭轉強度計算；對與只承受彎曲的軸應該按彎曲強度條件計算；對于既承受彎矩又承受扭矩的軸應該按彎曲扭距合成強度條件進行計算。此外，對于瞬時過載很大或應力循環(huán)不對稱性較為嚴重的軸，還應按峰

32、尖載荷校核其靜強度，以免產生過量的塑性變形。首先對軸所受的剪應力和彎曲應力進行計算，其受力圖如圖2-4所示：2.2.5.2軸承的選擇及計算校核一軸承的選擇球磨機器工作中，攪拌軸工作轉速并不是特別的高，沒有特大的沖擊與振動，因此，采用滾動軸承支承。滾動軸承是現代機器中廣泛應用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承具有摩擦力小，功率消耗小，啟動容易等特點。滾動軸承很多，根據設計的攪拌軸的特點，我選用圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承的特點：可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，外圈可別離，安裝時可調整軸承的游隙。一般都是成對使用，這樣使用可以抵消軸所承受的軸向力。設計

33、中選用的軸承型號為30205，e=0.37，二軸承的校核 軸承的壽命與所受載荷的大小有關，工作載荷越大，引起的接觸應力也就越大，因而在發(fā)生點蝕破壞前所能經受的應變化次數也就越少，亦即軸承的壽命越短，所謂軸承的根本的額定動載荷，就是是軸承的根本額定壽命恰好為106r轉時，軸承所能承受的載荷值。這個根本額定動載荷，對向心軸承，指的是純徑向載荷，并稱為徑向根本額定動載荷；對角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，指的是使套圈間產生純徑向位移的載荷的徑向分量。 滾動軸承的根本額定動載荷是在一定的運轉條件下確定的，實際上，軸承在許多應用場合，常常同時承受徑向載荷和軸向載荷。因此，在進行軸承壽命計算時，必須把實際載荷

34、轉換為與確定根本額定動載荷的載荷條件相一致的當量動載荷。這個當量動載荷，對于以承受徑向載荷為主的軸承，稱為徑向當量動載荷；對于以承受軸向載荷為主的軸承，稱為軸向當量動載荷。 實際上，在許多支承中還會出現一些附加載荷，如沖擊力、不平衡作用力、慣性力以及軸撓曲或軸承座變形產生的附加力等等，這些因素很難從理論上精確計算。為了計及這些影響，可對當量動載荷乘上一個根據經驗而定的載荷系數。三.軸承的潤滑 潤滑對于滾動軸承具有重要意義，軸承中的潤滑劑，不僅可以降低摩擦阻力，還可以散熱、減少接觸應力、收振動、防止腐蝕等作用。 經過綜合分析，設計中軸承的潤滑采用脂潤滑。2.2.5.3鍵的選擇計算及校核一鍵的選擇

35、 設計中采用的是普通平鍵聯(lián)接,平鍵聯(lián)接具有結構簡單、裝拆方便、對中性較好等優(yōu)點，缺點是這中間不能用來承受軸向力，因而對軸上的零件不能起到軸向固定的作用。但是在球磨機的設計中，各軸上鍵的使用主要是為了起到固定的作用，因此都選用平鍵。 普通平鍵按照構造分，有圓頭平鍵、平頭平鍵及單圓頭平鍵三種。圓頭平鍵的優(yōu)點是宜放在軸上用鍵槽銑刀銑出來的鍵槽中，鍵在鍵槽中的軸向固定良好。但它的缺點是鍵的頭部側面與輪轂上的鍵槽并不接觸，因而鍵的圓頭局部不能充分利用，而且鍵槽端部的應力集中較大。平頭平鍵是放在盤銑刀銑出來的鍵槽中，因而防止了上述缺點，但對于尺寸大的鍵，宜用緊定螺釘固定在軸上的鍵槽中，以防松動。單圓頭平鍵

36、那么常用于軸端與轂類零件的聯(lián)接。中和各種鍵的優(yōu)缺點，設計中采用圓頭平鍵。軸鍵選擇為 鍵630 GB1096-79圓頭普通平鍵A型b=6 h=6 l=30軸 1鍵830 GB1096-79圓頭普通平鍵A型b=8 h=7 l=30 2鍵618 GB1096-79圓頭普通平鍵A型b=6 h=7 l=18 3鍵618 GB1096-79圓頭普通平鍵A型b=6 h=7 l=18二鍵的校核平鍵聯(lián)接傳遞轉距時，聯(lián)接中鍵的受力主要有積壓應力和剪切應力。對于采用常見的材料組合和按標準選區(qū)尺寸的普通平鍵聯(lián)接，其主要失效形勢是工作面被壓潰。除非有嚴重的過載，一般不會出現鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓應力進行

37、強度校核計算。，鍵的材料選用45鋼，許用應力=60MPa，=100 MPa1軸d=30mm,鍵bhl=8730,傳遞的扭轉力偶距為Me=10.47N*m。首先校核鍵的剪切強度2.2.6球磨機磨球的設計一.服役條件和環(huán)境對球磨機磨損件性能的要求球磨機使用廣泛,工況條件千差萬別,可以考慮的因素有:磨機參數(規(guī)格、轉速等);物料性質(硬度、粒度、腐蝕性等);磨介(形狀、級配、品質等) 。這些因素從以下三方面對材料流失產生影響。1磨損球磨機運轉時,磨球與物料相對運動而產生磨損。磨損量受磨機的規(guī)格、轉速、磨損件硬度、物料粒度和硬度的影響。其中較直觀的因素是磨損件的硬度與物料的硬度比Hm/ Ha 。一般認

38、為,要防止材料的嚴重磨損應使Hm/ Ha 0. 8 。由于磨損是一個動態(tài)過程,在磨損中材料外表的組織性能都將發(fā)生變化,因而Hm 應當是變化后的硬度值,用Hm 表示。這樣,從磨損角度考慮材料的性能應滿足如下的關系式:Hm / Ha 0. 8 2沖擊要提高球磨機的粉碎效率,必定要增強磨球的沖擊。磨球每次受高能量沖擊的作用時間短、區(qū)域小、沖擊應力很大,易使磨球和襯板發(fā)生剝落、開裂或破碎(以下統(tǒng)稱“破碎) 。磨球的破碎率受磨機大小、轉速、物料緩沖程度、磨損件的抗沖擊疲勞性和韌性、磨損件的質等因素影響, 尤以磨損件的抗沖擊疲勞性能和磨損件的質量影響較大。為了突出材料韌性的重要,一些人提出用“磨損強度來評

39、價材料性能,即磨損強度= W-1K1 C(2)式中:W -1為材料總損耗量;K1 C為材料靜態(tài)斷裂韌性。由于材料在沖擊條件下的性能與靜態(tài)下的不同,因而這里應當考慮動態(tài)斷裂韌性K1 d,而不是靜態(tài)斷裂韌性K1 C 。不管使用哪一個韌性指標,(2) 式的意義在于把材料韌性提高到與耐磨性同等重要的程度。事實上,考慮到磨損件破碎的嚴重危害性,人們往往在保證不顯著降低耐磨性的情況下更多地注意改善材料韌性。磨損件質量與生產方式有關。對鍛鋼件來說會出現如鍛造裂紋、中空和折疊、過熱或過燒等鍛造缺陷;對鑄鐵件來說會出現皮下氣孔、中心疏松、夾渣等鑄造缺陷;假設熱處理不當,會出現淬火缺乏、未淬透、較大的剩余應力和開

40、裂等情況。這些質量因素往往更能使磨損件在沖擊作用下發(fā)生過早破壞。3腐蝕在濕磨情況下,磨損件與一定的酸堿度的物料直接接觸,必然會產生腐蝕。濕磨條件下40 % 90 % 的鋼耗可能是由腐蝕造成的。濕磨條件下材料的流失可用下式描述: W = Ww+Ws+W 2-20式中: Ww 為無腐蝕作用時的磨損量,與材料硬度有關; W s 為無磨損時的腐蝕量,與材料的成分和組織結構有關,而與材料的機械性能(硬度、韌性等) 無直接聯(lián)系;W 為磨損、沖擊和腐蝕三者綜合作用的結果(包括因磨損而加劇的腐蝕、因腐蝕而加劇的磨損以及因沖擊而產生的應力腐蝕、腐蝕疲勞等),顯然它與材料機械性能是相關的。二.球磨機磨損件的選材球

41、磨機磨損件的選材應綜合考慮工況條件、材料品質及材料價格三大因素,同時還注意襯板與磨球的匹配問題。一般情況下,磨球的硬度比襯板的大24HRC2 。1襯板選材與襯板形狀結構有關國外球磨機的襯板塊小而厚,有利于發(fā)揮耐磨材料性能,不易開裂。國內球磨機的襯板塊大而薄, 在使用新型耐磨材料時,如不改變形狀結構就容易開裂,因此采用新型耐磨材料有一個襯板形狀設計配合的問題。2襯板、磨球選材與粉磨工藝有關球磨機喂料量必須保持穩(wěn)定。喂料量過多,物料細度不夠不符合要求;喂料量過少,產量降低而且造成磨球直接砸襯板導致襯板開裂、磨球外表出現凹坑引起疲勞剝落。對于喂料量無自動控制難以保持穩(wěn)定的使用情況下,宜采用沖擊韌性高

42、、硬度稍低一點的耐磨材料。反之,那么可采用沖擊韌性值低而硬度高一些的耐磨材料。3襯板與磨球材料的匹配球磨機襯板如果采用高錳鋼而磨球選用耐磨性極好的高鉻鑄鐵(鋼),那么會造成高錳鋼襯板磨損增大,但是高錳鋼襯板仍然可以使用。反之襯板選用高鉻鑄鐵(鋼) 而磨球仍然選用耐磨性差的普通碳素鋼，那么由于磨球消耗大造成補球時甩球次數增多,每次甩球要涮磨,涮磨時不可防止地要空砸襯板導致襯板開裂,同時磨球外表被砸出凹坑。因此,襯板采用耐磨性好的材料而磨球也要采用耐磨性好的材料。比照碳素鋼磨球而言,使用高鉻襯板與高鉻磨球可減少甩球次數。另外,襯板與磨球都采用耐磨性好的材料,它們之間還存在一個硬度匹配問題,磨球的硬度比襯板的高24HRC 為宜。2.2.7球磨機工作時各方面的影響影響球磨機生產能力的主要因素：1球磨機的規(guī)格類型球磨機的直徑越大，物料受到的沖擊和磨剝作用力越大，磨物料的生產率也就越高，單位能耗