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1、燕山大学课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书题目：题目： 圆盘造球机设计仿真与实物制作圆盘造球机设计仿真与实物制作 学院（系）：学院（系）：机械学院冶金机械系 年级专业：年级专业： 机械装备 12-2 学生姓名：学生姓名： 隋隋 昊昊 120101010203王志远王志远 120101010198 武吉祥武吉祥 120101010219贾瑞宁贾瑞宁 120101010191指导教师：指导教师： 张兴中教授 任素波副教授 王 葛教授 金 昕副教授 燕山大学课程设计（论文）任务书燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：机械学院 基层教学单位： 冶金机械系学 号12010101020312010
2、1010198120101010219120101010191学生姓名隋昊 王志远 武吉祥 贾瑞宁专业（班级）机械装备 12-2设计题目 圆盘造球机设计仿真与实物制作设 计 技 术参 数1. 完成圆盘造球机方案设计，确定主要工艺参数、设备参数，校核设备参数；2. 完成圆盘造球机的总图、零件图的 2D、3D 图(电子图)； 3. 对圆盘造球机进行三维仿真； 4. 进行实物设备的制造安装与调试。设 计 要 求1 圆盘造球机设计合理、工艺可行，设计过程必须考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。2完成造球机结构的三维仿真，仿真结果用于指导结构设计，并能理解仿真的局限性。3充分考虑经济因素，完
3、成造球机的成本核算，进行技术经济性评价。图面清晰，比例正确，尺寸及其标注方法正确；4完成项目报告，报告中应明确反映上述问题，并理解设计者应承担的责任，并明确个人分工和贡献度。工 作 量1 完成造球机结构设计图及关键零件图纸； 2 完成设计说明书不少于 5000 字。工 作 计 划第一周：方案设计及可行性分析 第二周：初步完成造球机结构设计及三维仿真 第三周：完善造球机设计及仿真，进行实物的加工、安装与调试，答辩。参 考 资 料1 汪用澎, 张信. 大型烧结设备M. 北京: 机械工业出版社, 1997: 11-195. 2 姜涛. 烧结球团生产技术手册M. 北京: 冶金工业出版社,2014 3
4、傅菊英. 烧结球团学M. 长沙: 中南工业大学出版社, 1996 指导教师签字基层教学单位主任签字摘要I摘要本课程设计说明书主要介绍了圆盘造球机的相关知识及工作原理，通 过相关计算得出了自行设计的圆盘造球机的总体尺寸以及各结构、零 件的具体尺寸，展示了二维总装图及部分所设计的零件图。关键词：圆盘造球机；尺寸；零件图；冶金设备设计课程设计说明书1目录摘要 .I 前言 .2 一、圆盘造球机简介 .3 二、圆盘造球机作业情况概述 .3 1.圆盘造球机的工作原理.3 2.圆盘造球机的工作特点.4 3.圆盘造球机的自动分级原理 .5 三、圆盘造球机结构简介 .5 1.伞齿传动圆盘造球机 .5 2.内齿轮
5、传动的圆盘造球机.6 3.工业用圆盘造球机实物图.7 四、圆盘造球机的参数 .8 五、圆盘造球机主要参数及结构确定 .11 六、部分零件二维图及总装图 .12 七、成本预算 .16 八、总结 .16 参考文献： .17前言将细粒物料预先在造球机中成球及球团固结，是球团生产的两大基本 环节，因此，造球机是球团厂的重要设备之一。造球机工作的好坏， 直接影响球团矿产量和质量及球团厂的技术经济指标。 对于造球机械设备，一般有以下要求：结构简单，工作平稳可靠；冶金设备设计课程设计说明书2设备重量轻，电能消耗少；对原料的适应性强，易于操作和维护； 产量高，质量好。 从上述要求出发，多年来国内外都进行了大量
6、的试验研究工作，这 对于球团矿的发展起了很好的促进作用。据报导，目前国内外有以下 几种造球机械设备：圆筒造球机；圆盘造球机；圆盘型圆锥造球机； 螺旋挤压圆锥造球机等。冶金设备设计课程设计说明书3一、圆盘造球机简介圆盘造球机是球团生产工艺中的制造生球的设备。其结构组成为转动 心轴结构，造球机圆盘支承在主轴上，主轴靠前端两支点铰接于设备 底座的支承轴上，主轴箱的末端通过倾角调整器于底座相连。机体上 周边圆盘与水平成一定的倾斜角度，可在规定的范围内任意调节。通 常情况下电机通过齿轮减速机和一对圆锥齿轮来带动圆盘转动。盘上 装有喷水管及刮料板等装置。粉料加进盘内被水湿润后，不断翻滚形 成料粒-小料球-
7、大料球，当小球偏向盘的中部继续滚大时，则滚向盘 边排出，造球完成。二、圆盘造球机作业情况概述1.圆盘造球机的工作原理它的主要部件系倾斜的带有周边的钢质圆盘，圆盘绕中心轴（或中 心线）按一定速度旋转； 通过皮带机向盘内加料区加入细粒的混合矿料； 从圆盘上方用喷水器加入适量水分，由于水的凝聚力的作用，使散 料形成母球； 物料在盘边、盘底产生的摩擦力的带动下向上提升，当矿料被带至 一定高度时，即当其本身的重力分量大于摩擦力分量时，矿料将向下 滚落，类似于“滚雪球” ，细粒物料粘在潮湿的母球表面，不断滚粘散 料而长大，不同大小的母球随圆盘作上向、下向滚动运动，不断搓压 而密实，并长大到规定的尺寸； 不
8、同尺寸的小球颗粒自然分级，小颗粒离开排料端，贴盘底沿大圆 弧滚动，大颗粒集中往排料端（盘边）滚动，最后经盘边排出。 冶金设备设计课程设计说明书4圆盘造球机的造球过程圆盘造球机加水加料过程示意图2.圆盘造球机的工作特点为了制造出质量良好的球团，对造球机要求不仅能产生滚动运动， 使物料滚动成球，而且能使料球产生一定的压实力，这就要求圆盘的 安装应倾斜一定的角度，当圆盘转动时，能使物料产生上向及下向的冶金设备设计课程设计说明书5滚动运动，制出球团。 所需要的给料量相当于排出的生球量。 能按颗粒大小自动分级，排出的是尺寸合格的生球。3.圆盘造球机的自动分级原理 所谓球粒的自动分级，即圆盘中物料能按其本
9、身粒径大小有规律地 运动，并且都有各自的运动轨迹。物料在圆盘中的运动轨迹逐渐长大， 且粒度大的运动轨迹靠近盘边，且在料面上。相反，粒度小或未成球 的物料，其运动轨迹贴近盘底和远离盘边。当球径大小到达要求时， 则从盘边自行排出，粒度小的球贴近盘底运动，继续滚动长大。自动 分级效果取决于是否能正确地选择圆盘造球机的工艺参数，以便最大 限度地提高造球机的产量和质量。因此，对圆盘造球机中的物料运动 规律进行分析是必要的。三、圆盘造球机结构简介圆盘造球机是目前国内外广泛采用的造球设备，我国球团厂都采用 这种设备，从结构上可分为：伞齿传动圆盘造球机；内齿传动圆 盘造球机 1.伞齿传动圆盘造球机 主要由圆盘
10、、刮刀、刮刀架、大伞齿轮、小圆锥齿轮、主轴、调倾角 机构、减速机、电动机、三角皮带和底座等组成。造球机的转速可通 过改变皮带轮的直径来调整，圆盘的倾角可以通过螺杆调节。1-刮刀架 2-刮刀 3-圆盘 4-伞齿轮 5-减速机 6-中心轴 7-调倾角螺杆 8- 电动 机 9-底座冶金设备设计课程设计说明书6伞齿轮传动的圆盘造球机结构图2.内齿轮传动的圆盘造球机 内齿轮传动的圆盘造球机是在伞齿轮传动的圆盘造球机的基础上改进 的。改造后的造球机主要结构为，圆盘连同带滚动轴承的内齿圈固定 在支承架上，电动机、减速机、刮刀架均安在支承架上，支承架安装 在机座上，并与调整倾角的螺杆相连，当调节螺杆时，圆盘连
11、同支承 架一起改变角度。1-圆盘 2-刮刀 3-刮刀架 4-小齿轮 5-减速机 6- 电动机 7-调倾角螺杆 8-底座 9-内齿圈 伞齿轮传动的圆盘造球机结构图冶金设备设计课程设计说明书73.工业用圆盘造球机实物图四、圆盘造球机的参数为了制取合格的生球，圆盘造球机的参数，如圆盘转速、圆盘倾角、 盘边高度、填充率以及物料停留时间等，均应根据不同的圆盘规格而冶金设备设计课程设计说明书8定，圆盘直径是圆盘机的最主要参数。 1. 圆盘直径圆盘造球机的圆盘直径决定着圆盘面积的大小。其面积对生球质量 没有影响，但对造球机的产量却具有决定性的意义。直径 D 增大，加 入盘中物料增多，物料在盘内碰撞的几率增大
12、，有利于母球的形成、 长大和密实。根据对圆盘造球机的运动特性分析，其产量是与圆盘面 积或圆盘直径的平方成正比的。圆盘直径的大小，主要依据造球规模 的大小而定。我国规定的造球机圆盘直径系列规格有 2000、2500、2800、3200、3500、4000、4500、5000、5500、6000mm 十种。国外的圆盘直径有的高达 7500mm。 2. 圆盘边高随着直径增大，边高也应相应增大，边高可按直径的 0.10.2 倍考 虑。边高与圆盘倾角和圆盘直径有关，它的大小直接影响着造球机的 容积填充率。倾角越小，边高越大，则填充率越大。但填充率过大， 部分粉料不能形成滚动运动，造球机生产率反而下降，所
13、以圆 盘边高 是有一定限度的。当圆盘直径和倾角都不变时，边高还与原料的性质 有关。如果物料的粒度粗、粘度小，盘边应取得高些；反之就可取得 低些。 Bhrany 曾提出： hCD（1） 式中：h-边高，m；D-圆盘直径，m；C-常数。 Pietsch 和 Bombled 认为该常数 C 为 0.2 。 Klatt 则认为常数 0.2 只 适宜于直径为 4m 以下的圆盘。直径再大时，该常数值应逐渐减小。 3. 圆盘倾角 圆盘倾角与物料性质和圆盘转速有关。不同物料其安息角不同，用 于不同物料的圆盘，其倾角必须大于物料的安息角。否则，物料将形 成一个相对于盘底静止的粉料层，与圆盘同步运动，此时，可借助刮 刀强迫物料下落而滚球，成球后安息角自然减小了。否则，无法进行 造球。单纯考虑倾角时，减小倾角，增大成球粒度；增大倾角，减小成球 粒度。取值一般在 45 60。转速高的圆盘，其倾角可取大值，否 则应取小值。倾角过大，则物料对盘底压力减小，物料的提升高度降 低，盘面不能充分利用，使圆盘造球机的产量下降。倾角的大小由经 验确定，一般为 4050。对于某些物料，在某种转速下，倾角也 有大到 60的。 4. 圆盘充填率 数值太大，会破坏物料的运动性，不能按粒度分层，其值一般在冶金设备设计课程设计说明书91020%之间。 5. 造球时间 从物料进入圆盘到制成合格生球的时间为造球时间。造球时间与
