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KC021-1CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY毕 业 设 计 说 明 书题目： K9251干式球磨机总体与回转部设计 二级学院（直属学部）： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 职称： 评阅教师姓名： 职称： 年月摘要本设计为K9251干式球磨机，为卧式筒型旋转装置，外延齿轮传动，格子型。中空轴采用铸钢件，内衬可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。本机运转平稳，工作可靠。本设计主要是根据给料粒度和出料粒度以及产量确定并计算给料部和出料部的尺寸；根据最大装球量,工作转速以及产量计算出回转部（筒体）的外形尺寸；根据电动机功率以及转速确定传动部的结构排列，包括减速机，小传动齿轮，电机等。再分别对给料部出料部、回转部、传动部之间关键技术协调。进行计算，最终检验校核。关键词：球磨机 筒体 减速机 传动齿轮 联轴器AbstractThe design for the K9251 dry ball mill,which is horizontal rotation for the tube-type devices,extension drive and lattice-type.The hollow shaft is made with steel casting, and its lining can be Demolition and replacement. The rotary gear is made by cast parts with hobbling processing. The body inlaid with wear-resistant cylinder liner, which has a good wear resistance.It can be smooth-running and reliable work. The design is based mainly to size of the material,from feeding part and discharging part, to determine and calculate the size of feeding part and discharging part;According to the ball with the largest volume、speed and production work calculated the gyration part form factor;According to electrical power transmission and speed determine the structure of the feeding part and discharging partarrangement, including reducer、the small transmission gear、motor and so on.Then harmonizing the key technologies of the feeding part、discharging part and the transmission part. So I do the Calculation、the ultimate test of verification in the end.Keywords：Ball MillGyration PartReducer Transmission GearsCoupling目 录摘 要1Abstract2第一章 绪论5 1.1直径1500毫米系列的球磨机5 1.2机器的结构特性51.3.安装时应注意事项51.4安装技术要求5 1.5试车与调整61.6使用应注意事项61.7用户须知7第二章 主要设计过程8 2.1生产使用方面8 2.2制造加工方面8 2.3安装运输方面8第三章磨机主要参数的确定9 3.1磨机规格的确定9 3.2磨机转速的确定10 3.3研磨体的装载量103.4磨机功率的计算及电动机选型11 3.5关于磨机电机选型的说明12球磨机的负荷特性12对电力拖动的要求12适用于磨机拖动的电动机介绍133.6磨机产量复算15第四章磨机传动系统的总体设计16 4.1传动方案的确定16 4.2减速器的选型16磨机主减速器的选型16辅助传动减速机选型16 4.3联轴器或离合器的选型16减速机的选型17联轴器的选型174.4、边缘传动磨机大小齿轮设计18边缘传动磨机齿轮强度及几何尺寸计算18齿轮材料及技术要求26大齿圈与筒体的联接方式26大小齿轮的润滑27边缘传动磨机大小齿轮的密封问题27小齿轮上键联接选型27小齿轮轴用轴承的选型284.5传动装置的布置原则28第五章水泥磨的冷却305.1 磨体升温及其危害30 5.2降温办法30加强磨内通风30水泥磨磨内喷水冷却30 5.3喷水装置31第六章磨机总体布置的内容32 6.1磨机的中心高度32 6.2传动装置的布置32 6.3磨体跨距32 6.4磨机转向32 6.4磨机转向32结论33致谢34参考文献35第一章 绪论 1.1直径1500毫米系列的球磨机共具有三种规格,八种产品,可供小型水泥厂,耐火材料厂,化肥厂,选矿厂等厂矿,干式或湿式粉磨各种矿石和其他可磨性物料使用.1.2机器的结构特性传动部分由绕线型异步电动机通过减速机和周边齿轮减速和传动;磨体内部镀有条状高锰钢衬板保护筒体;主轴承采用自位调心球轴承,并设有冷却水道,供干法磨矿时通水冷却轴瓦,主轴承的润滑是利用固定在轴径上的油匀自带油润滑.该系列八种产品为一通用设计,大部分的零部件(如传动齿轮,主轴承等)互相通用. 1.3.安装时应注意事项1.3.1在机器安装之前应准确地检查基础相对位置尺寸及其质量情况,检查机器部件完好情况。 在安装过程中，要注意人生安全，特别要注意安装衬板时，要防止衬板脱落和筒体偏重而旋转。 主轴承安装时，应将轴承衬上的盛油槽和通水道彻底清洗干净，并清除轴瓦和轴颈处的伤痕和赃物。以保证轴承的良好润滑和冷却（干式磨矿）。干法磨矿时，应接通相应的漏水管冷却轴瓦。 主轴承的油勺，在安装时应注意方向（保证向上提油），轴承上的刮油板，应保证轴颈上的油向下刮为准确，切勿装反。 磨体内衬板安装时应均匀的压紧，如有间隙，特别是沿径向方向向环形间隙应用铁楔楔条，端盖与衬板间的较大间隙应用树脂或水泥等填料堵死，以免损失机件。 端盖与齿轮，筒体法兰接触面，轴承座与其底盘接触面部要加垫片调整。1.4.安装技术要求序号检查项目单位1500X15001500X15001500X1500备注1磨机轴线水平性偏差毫米0.50.512主轴瓦接触角度度90-12090-12090-1203主轴瓦研点在25X25毫米内点2-32-32-34转动后主轴承端面振摆毫米0.50.50.55大齿轮径向跳动毫米0.50.50.56大齿轮轴向摆动毫米0.50.50.57大小齿轮吻合时测向间隙毫米8大小齿轮面接触率齿高/齿长%40/5040/5040/501.5试车与调整设备应在安装完毕，并经检验合格后，方可进行空负荷试车。在试车时应检查主轴承，大小齿轮，减速机等润滑情况，经小时运转后确认无异常现象时则可进行负荷试车。在负荷试车时，应将定量的磨矿介质（球棒）分次加入磨体后，在加入介质后即应适当的给入被磨物料，以免损伤衬板和发热。满负荷试车经小时连续运转，在此过程中应注意下列事项：1.5.1大小齿轮和减速机部应有异常的噪音。1.5.2主轴承的温度不应超过60。1.5.3磨机工作应平稳，无强烈的震动。1.5.4电动机的电流应无异常波动。1.5.5各连接紧固件和结合面应无松动和漏油漏水（粉）等现象。1.6使用应注意事项1.6.1应注意在主轴承，减速机，传动齿轮的油池内，要经常保持有足够量的润滑油。要防止进入粉尘，矿浆和泥水等赃物，并要定期补加和更换油料。1.6.2磨机各润滑点应保证良好地润滑，特别是主轴承的润滑，更要严加看管和维护其温度不咬超过60。1.6.3在筒体与端盖的法兰结合面，磨体的衬板螺钉处要防止漏水或矿粉。1.6.4要经常注意和检查磨体内部衬板松动和磨损情况，并要定期更换维护，以免磨损筒体和端盖等机件。1.6.5 磨矿介质（球棒）重量和规格应根据具体情况确定，其重量不应超过规格范围。1.7用户须知1.7.1磨机各有左右两个旋转方向（面对出料口看启机，顺时针旋转为右旋，反之为左旋），如用户需要用左旋时应在订货时提出，并注明“左旋”，否则一律按右旋供货。磨矿介质（球棒）制造厂不提供。第二章 球磨机设计总论任何设计都是为了改进改进原有产品性能，为了创造新型产品；任何设计是生产过程的第一道工序，而且是重要的一道工序。所以，设计工作是极为重要的工作，是创造社会主义财富的工作。磨机是水泥工厂的主要设备之一，耗电量最大（约占全厂用电量），因此，设计产品的技术经济指标好坏具有十分重要的意义。在磨机总体设计时，必须从下列几个方面来考虑磨机的使用要求和经济指标。2.1生产使用方面 必须安装可靠。如果机器再好看，若强度，刚度不足，激起便无法安全运转，成为一堆废铁。所以，首先必须满足强度条件和刚度条件，以保证机器长期安全运转；同时主体机器操作简便而灵敏度高；结构合理而生产率高外型尺寸小而美观大方；动力消耗小而成本低廉。2.2制造加工方面必需简单方便。即机器结构尽可能简单，机加工尽可能少，零件的加工工艺性好，怎样制造工时少；新材料便宜意得，尽量地以焊代铸，以铁代钢，少用有色金属和稀有金属。同时，总体设计时，要着重考虑多用标准化零件代替特殊零件，以减少特殊零件的种类和数量；还应当考虑到机器的装配要求，使装配过程易于实现机械化。2.3安装运输方面 机器的安装操做简单可靠；结构形式便于现代运输工具的装卸；技术条件严格而不苛求，即经济合理。此外，各部件最好能分别组合，便于分开安装，而每一组部件轻巧而不笨重，借以减轻工人劳动强度。综上所述，磨机的几方面要求往往是互相矛盾的。因此，在初步设计时，要充分地调查研究，反复考虑，比较，才能选择较为合理的方案，广泛征求意见，订出初步设计方案及总体设计的主要数据，尺寸，这便是以后理论设计和舍宫设计的原则依据。 在磨机总体设计时，要有必要的原始数据。这就是：机器的产量（规格）进出料粒度，被磨物体本身的物理化学性质，生产方式等。这些数据，对于磨机总体设计是极为重要的。第三章 磨机主要参数的确定磨机主要参数包括：规格，转速，研磨体填料率，磨机的需用功率。在机械设计之前，必须把这些参数确定下来。3.1磨机规格的确定磨机的规格用来表示，其中是指磨机筒体内径，是指磨机筒体圆柱部分有效长度，单位都是米。 磨机的规格必须同水泥厂的工艺设计规模相适应，它们之间的关系是局部与全局的关系。磨机的规格取决与它的产量。如前所述，一台磨机的产量除了与它本身的特定状况有关，这与被磨物料的物理化学性质以及生产方式，流程有关。一般来讲，磨机生产能力的确定是一水泥窑的产量为依据并考虑一定的富裕能力而定下来的。在工艺设计上，磨机的年利用率比窑低：当窑利用率为0.90时，磨机的年利用率为0.750.80。磨机的产量确定下来后，可计算磨机规格：Q=N。K=0.157D。L。n(4.5)0.8K T/H 式中：磨机产量，可由窑的产量推算，K单位功率产量，。粉磨物需用功率，。磨机有效内径，。磨机有效长度，研磨体填充率；n磨机工作转速，。当预计生产率Q后，再选定转速比K，填充率，确定合适的长径比，便可由上式求出D。；将求出的D。圆整成系列（D。=0.9,1.2,1.5,1.8,2.0,2.2,2.4,2.6,3.0,3.2,3.5）。从而磨机L。长度可定出，这样便得到了磨机的规格。 实际上，D。，N。，K等之间互为因果，在计算过程中互相影响牵制，所以往往要互相校准，反复试凑，最后确定。长径比3.56，取m=3.8 转速比n=0.76(规格较小，故n取较大值)填充率：1=0.313,2=0.28,=0.297;单位功率产量K：K=0.050;将上述有关参数带入公式得，化简得， 圆整后，得磨机规格为3.2磨机转速的确定 根据公式及有关选用原料确定。即可根据磨机规格，生产方式，研磨介质，粉磨流程，或统计资料来确定实际工作转速。 磨机临界转速n。 磨机有效内径（为衬板平均厚度，如上所述）。将D。代入公式，得本磨机临界转速n。为 磨机理论最适宜转速n 由公式得磨机理论最适宜工作转速n为 磨机实际工作转速 考虑到本磨机规格不大，其直径，得即无须任何修正。 转速比K3.3研磨体的装载量 研磨体的填充率的确定 考虑到本磨机开流操作，自然通风，单程粉末等特点，为使研磨体和物料自磨头至磨尾形成一定的料面高差，有利于物料的流量和卸出 平均填充率； 第一二轮填充率为：，。 磨机各仑有效长度的确定 设隔仑板，磨头及磨尾衬板等占据仑长为225毫米，则磨机有效仑长为。同时，令第一仑有效长度与第二仑有效长度之比为1：1.8，则 研磨体装载量的计算 磨机第一仑衬板厚度为：0.050M，第二仑为小波形衬板，其平均厚度约为0.040M，故第一，二仑有效直径分别为 第一仑有效容积： 第一仑有效容积：磨机有效容积：磨机各仑研磨体装载量分别为 磨机研磨体总装载量G为3.4 磨机功率的计算及电动机选型 磨机粉磨物料需用功率N。的计算 磨机主电机输出有用功率N的计算 磨机主电机选型 在电动机实际选型时，应有不少与5%的安全裕度。故将电动机主电机输出有用功率N乘以电机备用系数，即得电动机额定功率。 电动机额定功率为根据中华人民共和国电机产品样本，可选用下列性好电动机： 型号：JR-138-8 额定功率：245KW转速：735 额定电压：380V 电机重量：2110KG3.5关于磨机电机选型的说明 磨机是由电机拖动的。因此，我们不能只考虑机器本身而不考虑电气。选择电机时，要从下列几方面考虑： 球磨机的负荷特性磨机工作转速是恒定的，除非工艺上有特殊要求变速以外，一般对磨机主电机不要求调速；磨机是水泥工厂用电量最大的设备，如前所述，磨机用电约占水泥生产用电的三分之二；磨机在正常运转时，其负荷基本上是稳定的；磨机的启动转矩为电动机额定转矩的1.11.5倍 对电力拖动的要求：电力规格 所选电机额定功率应比磨机实际所需电机功率达1.051.1倍，保证负荷率在90%以上。这样，电机在工作过程中常处于满载状态，充分利用了设备的电力。电机启动要求 由于磨机主电机容量较大，故对启动电流应加以限制。否则，启动电流过大，势必造成电网电压突然下降，从而使工厂其他设备电机“失压”，甚至会造成停机事故。提高电动机的功率因素 三相交流电动机的输出功率N为 式中：I，V为电流和电压，为功率因素，为电机效率 提高功率因素的措施，一方面选用合适的电机类型，另一方面也取决于对功率因素的补偿措施。电源电压 在磨机的电力拖动中，有采用低压电：220V，380V；有采用高压电：3000V，6000V。一般地讲，小型磨机的电动机采用低压电，超过了300KW的大中型磨机的主电机宜用高电压。适用于磨机拖动的电动机介绍异步电动机 除小型磨机应用鼠笼型电动机拖动以外，中小型磨机大多数均采用三相绕线型异步电动机拖动。绕线型电动机有JR，JRQ，及YR等系列。异步电动机在磨机拖动上的主要有缺点是: 装备简单价格便宜; 有足够的启动转矩,可直接启动磨机;它的启动转矩可通过接入转子绕组的串联电阻来控制 频敏变阻器在电动机起动过程中会自动地使转子电路中的电阻发生改变,以适应改善启动性能的要求.启动时,只要合上电源开关,电动机就在频敏变阻器随转子转速上升而自动减少串在转子电路中的阻力,使电动机转速平稳地上升。 频敏变阻器启动的控制线路图： 启动过程：WD手动合闸的自动开关， C加速接触器， SJ加速时间继电器， ZJ中间继电器， 1BL 电流互感， RJ热继电器， 2BL BP频敏变阻器。 启动电流小。启动电流可控制在额定电流的1.5倍以下，所以应用在电网容量不很大的线路中，不会影响其他设备的正常运行。它唯一的缺点是，异步电动机具有较低的滞后的功率因素。这就限制了它在磨机拖动上的应用。改善功率因素的方法有二种：一种是适用大容量高压静电电容器；另一种是应用进相机，将它与主电机转子绕组相接，借改变电动机的相位来改善因素，使用进相机可使电动机功率因素提高到0.951.0。此外，异步电机的功率因素同电动机额定转速有关，转速愈低，功率因素也愈低，故从河里用电的观点出发，应优先采用高速异步电动机。同步电动机 拖动磨机的同步电动机有两种：普通的低启动转矩同步电动机，TD系列三相同步电动机；大型低速高转矩磨机专用同步电动机TDQ及TZ系列配球磨机用三相同步电动机。电机功率（KW）使用电压（V）同步转速（）启动电流启动转矩额定电流额定转矩TD系列25010003000/600016710005.57.01.01.351675004.56.00.551.0TDQ系列38013006000/30001502506.57.51.751.90感应同步电动机 感应同步电动机具有下列优点： 在启动时比异步电动机，具有启动转矩大，启动电流小的优点； 在运转时比同步电动机，具有功率因素超前的优点,从而解决了水泥厂电网无动补偿问题; 转速恒定缺点是制造复杂,价格昂贵.但是感应同步电动机作为大型磨机的传动原电动机是有发展前途的。磨机主电机选择原则选型时，除考虑上述各种电动机特性外，还应综合考虑下列几个问题： 必须将初次投资与运转费用统筹兼顾； 考虑到水泥厂其他设备的电机类型，即全厂电源网路的功率因素； 确定额定电压时，应考虑到水泥厂所在地区电网变压状况以及电网容量的大小； 确定电机应同磨机机械传动方案统一评定，评定时应考虑到减速机构的机械制造条件。关于大型磨机辅助传动的造型，一般无特殊要求，可选择交流鼠笼型电动机3.6 磨机产量复算 用公式计算 T/H第四章 磨机传动系统的总体设计机传动系统总体设计的任务是：根据磨机传动的特点和发展，按照有关各种传动形式的分析与比较，因地制宜地确定磨机传动的几个方案，可能的话，还可以进行各项经济技术指标的对比，最后确定一个切实可行的传动方式。传动方式确定后，进行减速器的选型、联轴器的选型并提出必要的设计参数，对边缘传动齿轮付及轴系设计。 4.1传动方案的确定确定传动方案，首先考虑到磨机规格，一般说来，中小型磨机宜采用带减速箱的边缘传动方式，大中型磨机最好采用中心传动方式。其次，应考虑到工厂企业的实际情况及本地区机械制造水平，不能为之决不求之。第三要考虑综合技术指标，少花钱、多办事。 4.2减速器的选型磨机主减速器的选型主减速器的选型前应由磨机设计者提供下列数据：磨机主电动机功率、减速机高速（即减速机转速）、减速机总传动比、减速机的尖峰负荷能力、减速机延续时间工作率及周围环境温度等。有了这些参数后，便可按机械零件或有关设计手册介绍的方法选型。辅助传动减速机选型磨机辅助传动减速器的输出轴端与主减速器的高速轴相联接，以获得极大的传动比。单只辅助传动的减速器的传动比一般要求达到100上下，因此最好选用蜗轮蜗杆减速机，并把它附属在主减速机上。在选型时，磨机设计者应该提供下列数据：辅助传动的需要功率、辅助传动系统的总传动比辅助传动电动机转速。有了这些参数，便可以按机械零件或有关设计手册所介绍的方法选型。4.3联轴器或离合器的选型连轴器的选型可按机械零件或有关设计手册所介绍的方法选型，即根据计算扭矩（等于传递扭矩乘以工作情况系数K）及转速去选型。已知数据如下：电动机罐轴转速=735 r.p.m;电动机额定功率=245 kw;延续时间工作率B%=100%(连续型)；减速器的尖峰负荷：取额定负荷能力的2倍。4.3.1减速机的选型传动比的分配合理地分配传动比是减少一次投资的重要环节。对于开式圆柱齿轮，其传动比一般不宜取得太大。尤其对于磨机开式或半开式齿轮，若传动比太大，大齿圆外形尺寸将会很大，会增加制造费用，故=68比较适宜。传动系统的总传动比i为减速器的总传动比减速器载荷情况的分析与确定根据已知条件，减速器延续时间工作率B%=100%,属于连续工作型。同时，磨机正常工作后，其负载基本上是稳定的，即磨机粉磨功率N=210kw,无需折算成当量载荷。其尖峰负荷为N =2N =240kwN可作为选型减速器时确定额定功率参考。决定减速器型号查阅有关资料，考虑到ZD型渐开线圆拄齿轮减速器，主要适合用于冶金、矿山、水泥、建筑等工作部门。故选型如下：型号：ZD60-8-I;工作类型：连续型；高速轴许用功率：403kw;建议传动比：4.5;高速轴转速：750r.p.m;实际传动比：4.481。ZD型连续型允许尖峰载荷为其承载能力的3.1倍，故完全满足磨机起动及尖峰负荷的需要。这种减速器工作环境温度为-4045，可以正、反两向运转。联轴器的选型选用如下：电动机与减速器高速轴之间弹性圆柱销联轴器。弹性圆柱销联轴器的计算扭矩，可用下列公式计算 kg-Cm （5-3）试中：K联轴器工作情况系数，可查有关手册；电动机输出轴额定扭矩，按=245kw计算即故计算扭矩为（取工作情况系数K=2）查阅有关手册，决定用下列弹性圆柱销联轴器： JB108-60参数为：许用扭矩；许用转速。减速器与小齿轮轴之间胶块联轴器小齿轮轴传递扭矩为 kgCm式中：传动效率，取=0.88； n小齿轮轴转速，现计算如下：将有关参数代入上式，得 kgCm故胶块联轴器传递的计算扭矩为 kgCm =2558 kg-m查阅有关资料，选用下列型号胶块联轴器： TPB2010胶块联轴器的，。4.4、边缘传动磨机大小齿轮设计边缘传动磨机齿轮强度及几何尺寸计算开式齿轮传动以及灰尘较多，环境不洁净的半开式齿轮传动（如水泥工厂边缘传动磨机，回转窑等设备的齿轮传动），齿轮的磨损往往是个严重问题。但是，对于以磨损为主的磨机齿轮，尚没有一个完善的计算公式，故只能参照闭式齿轮传动计算接触能力。这主要因为半开式齿轮在加载运行后不久，由于承受载荷最大的部分被磨损达到齿面跑合的效果，软齿面齿轮的齿面接触率可以较快地增长，故认为其许用接触应力可比关闭式传动提高1020%（也有认为提高510%），因此，对于低速重载的开式齿轮传动，可按接触强度决定模数，然后校核其弯曲强度是否足够。对于钢制齿轮付，其接触应力校核计算公式为：（5-4）按齿面接触强度的设计计算公式为（5-5）考虑齿面磨损后的弯曲应力校核公式为（5-6）按轮齿弯曲强度的摸数设计计算公式为（5-7）式中：i大小齿轮传动比， ; Z1、Z2小齿轮、大齿轮的齿数； B赤宽，Cm; A中心距，Cm; Kj载荷集中系数，可查有关设计手册； Kd动载系数，查有关设计手册； Km按齿面磨损占齿厚的百分比查设计手册，若无法决定磨损量时，可按30%查表决定Km值。也可按下列公式决定磨损量：（5-8）其中：f根据材料性质与润滑油品种而决定的摩擦系数； N在工作时间（T）内的平均功率，HP； T设计齿轮的使用寿命，H； C计算系数，如表5-5：表5-5齿轮表面计算系数材料系数C材料系数C渗碳淬火铬镍钢10铸钢40正常化处理镍钢13磷青铜47普通碳素钢27Df齿轮分度圆（或节圆）直径，cm,齿轮压力角（或啮合角）；对应出中心距的齿宽系数，对于磨机传动齿轮，系数对应于齿轮分度圆直径的齿宽系数，之间Y齿型系数，查有关设计手册；Mn1小齿轮传递扭矩，kg-cm许用接触应力，按有关设计手册确定；许用弯曲应力，按有关设计手册确定；由于大角度变位齿轮具有减小齿面磨损和胶合，提高齿面接触强度、提高轮齿抗弯强度、寿命长等一系列优点，而且制造也不困难，所以在水泥工厂球磨机上采用大角度齿位齿轮，简称大变位齿轮。边位齿轮面接触强度计算公式为（5-9）或（5-9a）式中：角变位对接触强度影响系数，它具体反映了角度变位时接触强度比非变位传动提高的程度，其值为（5-10）、大小齿轮强度计算、选择齿轮材料：考虑到磨机小齿轮工作频繁、较易磨损，故选好一些的材料，决定用国产新合金钢，大齿轮材料用铸钢。小齿轮材料：35siMn,调质硬度HB1=116255（经齿面正火硬度HB1=200270）, ;大齿轮材料：ZG45、调质HB2=163197（最后齿面正火硬度HB2=200230），；决定大小齿轮的许用应力设齿轮寿命10年，年利用率为95%，则应力循环次数N1为（每转啮合齿数a=1）而大小齿轮传动比iz故大齿轮的应力循环次数N2为由N1、N2查机械设计手册得寿命系数为许用接触应力查阅有关设计手册知齿轮长期工作的许用接触应力为故齿轮许用接触应力、为对于低速重载的磨机齿轮，其许用接触应力为根据机械零件设计手册，对于齿轮损坏了引起严重后果的齿轮传动，许用应力要降低2035%，我们取降低28%，故得两齿轮许用弯曲应力为决定齿轮Z1 Z2对于直齿圆柱齿轮，在不变位的情况下，Z117。一般可取Z1=1930。为避免传动装置尺寸过大，初选Z1=21,则Za=iz、Z1=6.6921=140。则大小齿轮齿数为：决定齿型系数Y根据Z1、Z2查阅有关手册得：以作为弯曲强度计算依据齿宽系数及载荷系中系数Kj、动载荷系数Kd、磨损系数Kw.：因为，取平均值，得，故根据查设计手册得，小齿轮薄脉动循环，故Kd:根据齿轮圆周速度来查手册，但齿轮尚未设计出来，故U也可采取估计或用下列经验公式计算（5-11）式中:N1小齿轮传递的功率，HP； N1小齿轮转速，r.p.m; I大小齿轮实际传动比。又，故假定齿轮精度为级9-9-8De(JB179-60),并由U=3.3查阅有关手册得动载系数为Kd=1.5Km:由磨损30%查设计手册知，Km=2磨机齿轮强度计算将i、等参数代入公式（5-5），得按接触强度设计计算要求的中心距为换算成为按工作平稳性精度9级及查阅有关手册知，动载系数Kd仍为1.5，这样A就无需进行修正。齿轮模数m为取标准值，得齿轮模数m=22mm。齿轮弯曲强度验算如下：将Kg、Kd、Km、Mn1、Z1、m、i、代入公式（5-6）得所以，弯曲强度足够。、大小齿轮几何尺寸计算不变位齿轮几何尺寸计算已知条件：m=22mm, ,。现计算如下：中心距分度圆直径：齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径：周节：基节：齿宽：取齿轮公差：级9-9-8De JB179-60大变位齿轮的几何尺寸计算根据齿数,用图线插入法求得变位系数这样便可以计算几何尺寸了。合角：中心距变动系数：中心距A实：A实反变位系数：分度圆直径：齿顶圆直径：齿根圆直径：齿顶高h：齿根高h”: 齿宽B: 节圆直径d: 基圆直径：精度等级：级9-9-8De JB179-60齿轮材料及技术要求鉴于磨机大小齿轮工作环境大多是不洁净的，故材料除具有较高的强度外，还应有较高的耐磨性，良好的加工性能。大齿轮材料一般均为ZG35ZG45,它具有良好的切削性能，可以承受中等冲击载荷。这些材料经正火处理，硬度可达HB170HB200。小齿轮材料可采用35SiMn、45MnB、45、40Cr等材料，加工前经调质处理，即经的油淬（或水淬）后经的高温回火处理，其硬度可达到HB220HB250。大齿圈的技术要求应包括：加工精度为级9-9-8De或级9-8-8De（JB179-60）；大齿圈轮缘厚度必须均匀，其偏差不得大于轮缘厚度的10%。齿面不准有气孔、砂眼、裂纹等缺陷；大齿圈与筒体的联接方式分为两类方式，第一类齿圈安装在磨头端盖的侧面上，其间加键或者螺栓联接固定。这种方式牢固可靠，但端盖结构复杂，制造加工量大，齿圈与端盖之间留有热膨胀间隙，当磨尾温度较高时，导致内部产生较大的热应力。故限制了这种联接方式在磨机上的应用。第二类分为三种，第一种为单排螺栓固定。筒体法兰被夹在端盖法兰与齿圈法兰之间，固定端盖与齿圈螺栓公用，但为了在抢修大齿轮时端盖位置不变，应设数个只固定端盖与筒体法兰的连接螺栓。第二种用双排螺栓联接，这种结构形式可能会加大齿圈的外形尺寸。第三种为焊接平端盖磨机齿圈联接方式。第二类联接方式结构简单，加工容易，但在运转时螺栓容易松动，使传动机构发生振动，故必须采用防松螺母，同时应定期检查螺栓联接。对于第二类联接，齿圈法兰与筒体法兰之间应有止口配合，保证对中性；在齿圈法兰上开一些豁口，消除热变形应力。此外，筒体（或端盖）法兰外经与齿圈法兰内经之间应留有间隙，允许磨头受热膨胀。大小齿轮的润滑齿轮传动的润滑是为了减少齿面磨损、降低功率消耗。正确地选择润滑的种类、粘度及供油方式，对齿轮传动寿命有很大影响。大齿轮带油润滑这是目前应用最广泛的一种方法。大齿轮轮齿浸在油池中一定深度，将润滑油带入啮合处润滑齿面。为了减少油的搅动发热和能量损失，齿轮浸入油中深度可等于一个齿高，但不得小于10厘米。油泵喷嘴润滑用油泵、油管及喷油咀，将润滑油直接喷入齿轮啮合处进行润滑。齿轮罩壳本身是油池，润滑油循环使用。很明显，由于磨机工作环境不洁净，加上罩壳密封不严，粉尘浸入润滑油；油泵及油管便会堵塞，油泵、油管有时还会漏油，增加了维护麻烦。油轮带润滑油金属或非金属制成的油轮，安装在齿轮罩壳下部的心轴上，油轮下部浸在油中，上部与大齿轮啮合，由大齿轮带动旋转，油便被带到大齿轮轮齿上，然后带到啮合处。干润滑方式润滑剂是一种新型的固体润滑材料。它能用来隔离相互摩擦的金属表面，以达到减少金属表面之间的摩擦和磨损的目的。固体润滑剂的润滑作用主要依靠它的晶体沿着滑移面滑移的结果来达到隔离两表面的目的。润滑剂用法是将粉状与2.5倍无水酒精调和均匀，喷涂在齿轮工作齿面上。根据某厂实验结果，喷涂一次可正常运转2个月左右。实践证明：干润滑方式，设备简单，不存在漏油问题，是一种良好的润滑方式。对于高温、低温、重负荷及有化学腐蚀等工作条件下的设备，均有良好的功效。虽然目前的喷涂新工艺还不成熟，但随着时间的推移，将会成熟起来，干润滑方式也就会普遍地应用起来。边缘传动磨机大小齿轮的密封问题磨机开式齿轮必须设计齿轮罩壳，防止粉尘浸入啮合面，加剧齿面磨损；另一方面防止漏油，有利于环境卫生。小齿轮上键联接选型小齿轮与轴的固定，不允许有轴向窜动，固定可靠，装拆方便。以往，小齿轮与轴之间是用平键联接，再加上一种对中良好的配合来传递扭矩，可用油压机或红装方法装配。这在理论上无疑是比较完善的。但由于水泥工厂往往缺少油压设备及红装设施，故使小齿轮的装卸十分困难。因此，现在一般用下列两种方法固定：齿轮一侧由轴肩定位，另一侧打入楔键固定。为使小齿轮可以掉面使用，在小齿轮上必须开方向错开角的两个键槽，小齿轮与轴的配合为或。小齿轮与轴用两个相互错开或的楔键联接，同时辅以或的配合。但不能错开。至于轴端联轴器与轴之间可用普通平键联接。小齿轮轴用轴承的选型考虑到磨机小齿轮的工作状况，决定选用双列向心球面滚子轴承，因为这种轴承在主要承受径向载荷的同时，也能同时承受任一方向的轴向载荷，并能自动调心。根据d=160mm,初选用型号：3532轴承GB286-74 件数：2 。取温度系数，动载系数，则当量动负荷p为假定寿命LH=6000小时，（滚子轴承），则由公式可算出c,即即计算动负荷小于额定动负荷，故3532型轴承可用。静负荷验算如下：由于，故，取，故这说明，3532型轴承静强度也足够。4.5传动装置的布置原则在磨房设计时，应将传动机构和磨房隔开，这样可使电动机及减速器在比较洁净的环境中工作，又利于传动系统的安全，同时也利于设备的维护和抢修。对于边缘传动磨机，大小齿轮啮合两轮转向同时向上。具体布置时，应使大小齿轮中心线同水平线之间的夹角等于齿轮压力角。很明显，由于安装角等于，故大轮上圆周力与经向力的合力（即齿面正压力）便处于铅垂位置。将其简化到大齿轮的中心以后，将有使磨机卸料端抬起的趋势，这使卸料端支反力不致由于安装了齿圈而变的过大。对于小齿轮来讲，齿面正压力方向相反，它简化到中心以后，方向垂直向下，将使两轴承支压受压，增加小齿轮轴承座的稳定性，改善了底座同底板联接螺栓及地脚螺栓的受力状况。另一方面，这样布置，也减少了磨机横向占地面积。根据以上计算结果及有关讨论结果，便可画出磨机传动部分装配图。第五章 水泥磨的冷却5.1 磨体升温及其危害 磨机粉磨水泥时，大量的机械能转化为热能，加上入磨料温度较高，都会使磨体内温度升高。对于没有冷却设设施的干法磨机，物料粉磨终了温度有时也到，甚至左右。 磨体内温度升高，带来一系列害处：从机械设备来讲，由于磨机在运转中，特别是停磨时，造成磨体上很大温度差，因而产生显著的热应力及热变形，有时甚至造成机件损坏，如衬板的几何变形，衬板螺栓折断等，热变形使停磨后启动时，产生一定惯性力，形成运转时的电流脉动及及其本身振动；此外，磨机热量传给主轴承，使驻轴承温度升高，护理困难。从工艺方面讲，物料的易磨性随温度的升高而降低。在磨内细度较高的区域，水泥的微小颗粒会互相摩擦产生静电吸附现象，除互相凝聚外，还吸附在研磨体上，形成所谓缓冲层，明显地降低了粉磨效果；而且温度愈高，这种凝聚的粉磨副作用也就愈严重。另外，磨内高温会影起水泥的缓凝聚剂石膏完全脱水，使水泥假凝或速凝，影响了水泥的质量。细度愈高，温度的影响就愈明显。5.2降温办法降低入磨物料温度是最基本的方法。当这个办法由困难时，可由磨机本身想办法，其一是加强磨内通风，其二是用水冷却。 加强磨内通风 根据磨机的热平衡可以算出磨水泥温度与同过磨机的冷却风量。但当入磨温度较高，冷却风量与风速都很大，这使粉磨经济效果变差。水泥磨磨内喷水冷却早先，磨体外部淋水冷却确曾被广泛地采用过，有一定的效果。但由于外部淋水冷却不能有效地传导高的热量，而且用水量大，腐蚀筒体以及有碍环境卫生等原因，故一般大型管磨机已取消了筒体淋水冷却的措施。于是，便在心的认识基础上，采用了磨内喷水冷却得措施。 水同压缩空气程雾化状态喷入磨内,不仅利用了水的显热,还利用了水在蒸发时的潜热,有效地带走了磨内热量,另外,水又是活性物质,容易使凝聚体肢解而起所谓”助磨”作用;雾化状态下的水蒸气将磨内”微粉”吸掉,防止微粉对研磨体与衬板的静电吸附现象,增加了粉磨效果;主要是可有效地控制石膏脱水,保证水泥质量. 据报道,国外大型管磨机一般均采用磨内喷水措施.一般在细磨仑内喷水,水泥产量的1%2%的雾化状水,可提高磨机产量的10%20%,大大降低水泥磨出口温度,并可改善通风气体的收尘状况。在磨内喷水时要注意: 熟料温度低时,第一仑不咬喷水,这点非常重要.第一道隔仑板处的温度任何时候都得保持在100度以上,以防止游离水使水泥开始水化,而使水泥强度性能下降.即温度在100度以下不喷水。 喷水量约为水泥的11.5%，一般不超过2%，否则水分不能完全蒸发，合成的水份，使施尼水化，强度性能变坏。5.3 喷水装置从磨头或磨尾喷水都是可行的。只有当入磨料温度高于100度时，才能从磨机进料端喷水，也可以顺流喷水。 磨尾采用逆流试喷水时，有时只能喷到末仑长度的一半，这时磨内温度就比磨尾温度高许多，有可能出现石膏脱水，水泥假凝的危险。故在许多情况下，安排顺流试喷水比较好。这样水雾流向同磨内风向一致，射程较远。 一般情况下，空气压力只要1.52/就可使水雾化。第六章磨机总体布置得内容磨机总体布置必须确定下列几个参数：磨机中心高度，传动系统布置，磨机跨距，磨机转向。6.1 磨机的中心高度磨机水平中心线与地面距离H，称为磨机中心高度。H的决定应照顾到清理到处研磨体的方便。在此原则下力求降低标高以减少基础的混凝土工程量。一般可取： 式中：D。磨机有效内径对于较小直径磨机，应保持磨机筒体到地面有不小于0.8M的净空高度。6.2 传动装置的布置要考虑到磨机排料，输道设备所占空间，及必要的抢修空间，这是由水泥厂工艺设计的要求来决定的。 6.3 磨体跨距跨距是指磨机两主轴承中心线之间的距离。确定跨距时，除磨机规格外，与此有关的其它另件尺寸尚不清楚，这需要参考同类型近似规格的磨机的有关另件加以估计。待以后将这些另件准确的确定以后，才能最后将筒体跨距确定下来。跨距确定是为了计算筒体，端盖，中空轴强度。虽然滑动轴承载荷不一定作用于轴瓦中点，但由于
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