球磨机设计

(a)
(b)
(c)
筒体转速过低时， 筒体不能将研磨 体带到一定的高 度，冲击物料的 作用很小。
当筒体的转速适宜时， 筒体的转速超过“临
研磨体抛出后，才 界转速”时，研磨
能获得最大的降落 体在离心力的作用
高度，对物料产生 下贴附在筒体上，
较大的冲击效果
与筒体一起作圆周
运动，起不到对物
料的冲击作用。
2.确定传动方案 《手册》P19
❖ 电动机实际功率：Pd=P/η总； ❖ η总=η带η齿轮η轴承（见《手册》P44）
❖ 由《手册》P151-152：
同步转速：交流电机的同步转速是指旋转磁场的转速，若 电机转子转速低于同步转速，则该电机叫异步电动机。
L E
F
24
《手册》P5
型号
额定功率 (kW)
表1 电动机主要性能
满载转速 (r / min)
周边及粉碎效率90%； 制造方式为单件生产； 球磨机研磨物料20kg； 每天工作8小时； 要求工作平稳， （允许有轻微冲击）。
齿 轮 传 动
带 传 动
交流电机
二、传动装置的总体设计及计算
1.球磨机的基本参数 《手册》P19
1）研磨介质的合理载量G0 G1=0.14G0
式中： G1：研磨物料（kg），已知条件可知G1=20kg； G0：研磨介质（钢球）的合理装载量（kg）。
各轴的动力参数
轴号
传动比i 效率
电机轴
带
I轴
功率(kW) 转速(r/min) 扭
矩
T(N.m)
齿轮轴承
II轴
三、传动零件的设计计算
1. 带传动
❖ 带传动设计时的内容主要：
▪ 确定计算功率Pc； ▪ 选择V带型号； ▪ 选取大带轮和小带轮的基准直径
d1和d2； ▪ 验算带速v； ▪ 确定中心距a和带长Ld； ▪ 验算包角α1； ▪ 计算带的根数z； ▪ 计算在轴上的作用力FQ。
①计算功率Pc=KA·P（注：P取计算所得） 由已知条件和使用要求，载荷平稳、一班制：教材P262表11-3，KA =1.1
②确注定意V：带选型Z号会（出根问据题P：c、根n数1 由太多教，材在P2Z6、7-A图共1同1区- 5域选,取可选， A型）
③确定带轮直径（注意按标准系列推荐使用范围选取）
最大转矩/额定 转矩
(N m)
电机重量
(kg )
中心高H
表2
外廓尺寸
L(A/C 2A)D HD
电动机外形尺寸(mm)
安装尺寸
(AB)
轴伸尺寸
(DE)
平键尺寸
(FG)
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4.确定总传动比，分配各级传动比 （见《手册》P6-7）
由所选电动机的转速和工作机转速，得总传动比：
i总 nm nII
式中 nm：电动机的满载转速，r/min： nII：工作机的转速 r/min。
由图11-5及表11-10，取d1，d2
④验算带速
v d1nd ?(m/)s
601000
（5～25m/s）
小带轮转速n1(r/min)
V带型号的确定
Z区 A区
计算功率Pc(kW)
⑤确定带轮中心距a和带长Ld 初取a0=500：0.7（d1+d2）≤a0≤2（d1+d2 计算Ld0=2a0+3.14×（d1+d2）/2+（d2-d1）2/（4a0）
27
5、计算各轴的运动和动力参数
1）各轴转速 n nm i带
n
n i齿
nm：电动机的满载转速，r/min：
28
2）各轴输入功率
P Pd 带
P P齿轮 轴承
Pd：电动机的实际输出功率，kW：
29
3） 各轴转矩
Td
9550Pd nm
NM
TI
9550 PI nI
TII
9550PII nII
30
2）计算罐体体积 V
G0=Vγψ
式中：
V：罐体容积 m 3 γ：研磨介质（钢球）的比重，γ取4800kg/ m 3
ψ：研磨介质的填充系数，对于干式球磨机ψ取0.3。
3）计算罐体内径D
V πD2 L 4
式中： D：球磨机内径（m）； L：球磨罐长度，L取1.2D（m） 。
得到
D3
4V 1.2π
4）计算球磨机有利工作转速n2 n2 37.2D/(r/min)
15
❖ 电 动 机Biblioteka Baidu的 同 步 转 速 一 般 有 3 0 0 0 rpm、1500rpm、 1000rpm、750rpm，价格由低到高；体积由小到大。
❖ 从结构尺寸、价格等考虑选nd=1000rpm,
❖ 从球磨机的基本参数计算可知 nII
❖ 根据总传动比 ，可采用2级传动。
传动方案
总体方案配置图
相切
II
3.选择电动机（见《手册》P5、《教材》P427-428）
❖ 球磨机所需功率： GK
P0.22V 2DnII(V)0.8η (kW) 式中：
V：球磨机的有效容积 D:球磨机的内径 G：球磨机的装载量，G=G1+G0= K：电动机的储备系数，K取1.1； η：粉碎效率，已知η=90%。
（钢球）由于离心力的作用贴附在 磨机筒内壁上，与筒体一起回转， 并被带到一定的高度，在在重力的 作用下，以一定的速度，像抛射体
一样落下，将筒体内的物料击碎。
在球磨机回转过程中，研磨介
质还产生滑动和滚动，因而研磨 介质、衬板与物料之间发生研磨
作用使物料磨细。
一、设计任务书
已知条件、使用要求、设计内容 《手册》P18-23
球磨机设计
自学《手册》P1~17
P1~3
❖ 课程设计目的 ❖ 课程设计的方式 ❖ 机械设计的一般过程 ❖ 设计应注意的问题
1
球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的设备，是广泛 使用的高细磨机械，广泛用于选矿，建材及化工等行业。
生产线上的球磨机
北科大实验室用球磨机
应用场合
球磨机工作原理
当球磨机回转时，研磨介质
拟定几种方案，经比较确定最佳方案。方案评估内容: a.传动方式的工作条件，特性。 b.考虑传动效率、传动比、尺寸、成本、制造简单可靠、安全等 问题.
❖ 合理的传动比：一级：i≤5；二级：i<5～20；三级：i≥20 ❖ 传动方式的布置
▪ 带传动在高速级（因为F=1000P/V）； ▪ 蜗杆传动在高速级（因为扭矩小）； ▪ 开式齿轮传动在低速级（因为尘土）。
多级传动中，总传动比为各级传动比的乘积：
i总 i带i齿
如何合理选择和分配各级传动比，见教材P429-431。
选取大带轮和小带轮的基准直径d1和d2为标准值
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❖ 设计计算传动件时，需要知道各轴的功率、转速、转 矩，因此应将工作机上的功率、转速、转矩推算到各 轴上。
❖ 传动装置从电动机到工作机有两根轴，依次为 I、II 轴， 则：