润磨机的技术研究与试验

摘要：本文介绍了润磨机的工作原理，主要结构，阐述了润磨机的使用优势。以实例说明了润磨机的设计计算。用户反馈整机运转情况稳定，节能效果明显。

关键词：润磨机；工作原理；结构；计算实例；运转试验

中图分类号： TH 文献标识码： A 文章编号：

引言：在球团生产中，铁精粉矿等原材料必须破碎成极细的并且具有新的结合面的铁精粉才能更容易结成球，因此迫切需要出料粒度更精细的球磨产品。我们设计制造的润磨机可有效地提高物料破碎的精细度，提高结球率。

润磨机的工作原理

润磨机是冶金行业炼铁烧结前用于处理铁精粉的装备，主要用于铁精粉的进一步研磨，其传动型式为右置式边缘传动，主电机驱动主减速器、再由轴齿轮带动安装在磨机筒体上的大齿轮，带动筒体旋转，筒内装有磨碎介质，当筒体转动时，磨碎介质随筒壁上升至一定高度，然后呈抛物线落下，粉磨后的物料经筒体周边排料口排出。

结构

润磨机主要由主传动装置、筒体、主轴承、慢速驱动装置、给料装置、排料罩、系统组成。

㈠主传动装置

润磨机主传动采用边缘传动型式，由主电机驱动主减速器，再由小齿轮带动安装在磨机上的大齿轮，从而带动筒体旋转。该型式传动具有传递动力平稳，可靠性强的特点且齿轮加工精度相对比较低，整机造价低。

在主传动结构中，设计采用了渐开线斜齿圆柱齿轮传动，斜齿圆柱齿轮重合度大，传动平稳，承载能力高，这是与普通磨机不同之处。

普通磨机一般为直齿圆柱齿轮传动，它的制造比较简单，但是它的传动精度及承载能力低于斜齿传动，所以润磨机在此基础上加以改进，采用斜齿轮传动，适应了润磨机的跨度和载荷很大的特点。

㈡筒体

润磨机的筒体是润磨机的主要工作部件之一。筒体工作时除承受研磨体的静载荷外，还受到研磨体的冲击，且筒体是回转的，所以筒体上产生的是交变应力。因此，它必须具有足够的强度和刚度。这就是要求制造筒体的金属材料的强度要高，塑性要好，具有较好的机械性能和工艺性能才能保证磨机筒体的安全运行。

一般用于制造筒体的材料是普通结构钢，此种材料的强度、塑性、可焊性都能满足要求。经过有限元分析和实践证明，磨机筒体最大应力处不在筒体的中部，而是在筒体与端盖的焊接处，筒体发生断裂大多也在此部位的焊缝处或附近。因此该部位焊缝质量的好坏和焊缝坡口型式选择的是否合理都直接关系到润磨机质量和使用寿命。焊缝坡口型式有“V”型和“U”型之分。无论选择哪种坡口型式，在满足焊缝强度的条件下，焊肉尽量小，防止焊肉过大而撕裂母材。我们认为筒体钢板厚度≤25mm时采用“V”形坡口，角度α一般为60°±5°，筒体钢板厚度＞25mm时采用“U”形坡口，角度α一般为10°～20°。

㈢主轴承

润磨机的主轴承采用的是滚动轴承。滚动轴承在一般使用条件下摩擦系数低，采用滚动轴承的设备启动灵敏，运转过程的功率损耗小；对于同尺寸的轴径，滚动轴承的宽度小，可使设备的轴向尺寸紧凑；滚动轴承能同时承受径向和轴向载荷，轴承组合结构较为简单；轴承可采用稀油强制方式，也可采用脂，与密封的方法简单，轴承易于维护保养。

普通的球磨机主轴承最常用的是滑动轴承，其直径很大，但长度很短，轴瓦用巴氏合金浇注。与一般滑动轴承不同之处在于仅下半部分有轴瓦，整个轴承除轴瓦用巴氏合金浇注外，其余都用铸铁制成。由于球磨机的跨度和载荷很大，将发生一定程度的挠曲，而且制作和装配的误差也难以保证准确的同轴度，因此轴承制成自动调位型，使作用于轴瓦上的载荷分布均匀，一般采用稀油集中循环。这种方式的制作加工和维护保养方面都较复杂。

润磨机的滚动轴承寿命高于滑动轴承，而且方式简单，采用的电机功率比滑动轴承功率低，达到节能效果。

㈣慢速驱动装置

由慢速驱动电机、行星减速器和离合器组成，设备需要维护检修或加球时合上离合器，设备正常运行时离合器处于分离状态。

㈤给料装置和排料装置

由给料皮带机经进料端口，将物料送入筒体，给料皮带机由电动滚筒驱动，托辊槽型布置。

在筒体出料端装有篦板，研磨后的物料经篦孔排出，篦板为易损件，材料选为ZGMn13Cr2。

㈥系统

主传动齿轮采用干油。

主减速器、主轴承及主传动齿轮轴承采用强制稀油。

设计实例

为某钢铁公司设计的Φ3.2mx5.4m润磨机。

㈠原始参数

物料：铁精粉矿+膨润土

物料堆比重：2～2.5t/m3

进料粒度：-200目30%～65%

出料粒度：-200目提高15%以上

原料水份：7～9%

膨润土填加量：2～4%

㈡设备技术规格

筒体内径：3200mm

工作长度：5400mm

有效容积：36 m3

产量：60t/h(每天24h运行)

㈢润磨机主要参数计算

1.磨机装载量

(1)介质装载量

Gra＝Vρsψ≈54(t)

V：有效容积

ρs：研磨介质松散密度

ψ： 填充率(25%)

(2)物料装载量

G＝0.14x Gra=7.56(t)

2.工作转速

N＝(0.68～0.76)*37.2/√(Dm)

＝14.141～15.805rpm

Dm： 筒体有效直径

3.速比分配

输入转速：N1＝750rpm

输出转速：N2＝16.5 rpm

总传动比：i＝N1/N2＝45.455

主传动齿轮速比：i1＝8.86

主减速器速比：i2＝5.13

4.功率计算

P`＝0.736Ks`G`DmN/32

＝656.7Kw

P＝P`/η＝656.7/0.9＝729.6 Kw

主电机功率800Kw

Ks`：研磨介质系数

G`： 装入介质和物料量(t)

Dm： 筒体有效直径(m)

N： 筒体工作转速(r/min)

η:机械效率

5.主传动齿轮参数计算

中心距：a＝2609.827mm

模数：m＝25

齿数：Z1/Z2＝186/21

材料：ZG42CrMo/40CrMnMo

齿轮精度：988GJ/988GH

齿轮强度验算：在此处省略

6.主减速器齿轮参数计算

中心距：a＝800mm

模数：m＝14

齿数：Z2/Z1＝92/18

齿轮精度887JL/887GJ

齿轮强度验算：在此处省略

7.慢速驱动装置

(1)慢速驱动减速器：BWD174-289-7.5(N=56580NMP=7.5KWi＝289)

(2)磨机筒体转速：n＝0.26 rpm

8.给料皮带机

按生产能力60t/h计算，各参数确定如下：

带宽：B＝400(mm)

胶带：EP100-3*(3.0/1.5)

带速：V＝1(m/s)

电机功率：P＝4Kw

拉紧型式：螺旋拉紧

电动滚筒型号：TJ-315/4/1/500

托辊：槽型布置

㈣润磨机主要参数

规格(直径*工作长度)：Φ3200*5400(mm)

筒体有效容积：36(m3)

最大装载量：物料+钢球＝61.56(t)

筒体工作转速：16.5rpm

主电机：YR5604-8

慢速驱动减速器：BWD174-289-7.5

给料皮带机电动滚筒型号：TJ-315/4/1/500

给料皮带机胶带：EP100-3(3.0/1.5)

运转试验

润磨机于2004年安装在某钢铁公司。经过八年的运转试验表明，该机工作稳定，物料粒度达到生产要求，节能效果明显。

结论

工业运转试验表明，润磨机增产节能效果显著，出料粒度满足用户要求。主轴承采用滚动轴承，传动部采用斜齿轮传动的研究设计更增加了设备运转的可靠性。

参考文献

吴宗泽 《机械设计》 中央广播电视大学出版社、1998年2月。

江耕华、胡来、陈启松 《机械传动设计手册》 煤炭工业出版社、1990年10月。

唐敬麟 《破碎与筛分机械设计选用手册》 化学工业出版社、2001年5月。