球磨机边缘双传动系统设计解读

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1、球磨机边缘双传动系统设计目的及意义（含国内外的研究现状分析）：球磨机不但在建材工业中大量应用， 而且在冶金、 电力、 选矿、化工等工业中也广泛采用。它具有如下优点：对各种性质的物料适应性强，如硬的、软的、脆的、韧性的等都能磨粉。由于可制成各种大小规格的球磨机， 因而能适应各种生产能力的要求， 小至实验室球磨机， 每小时产量仅几百克，大至每小时产量二三百吨。 能连续生产， 生产能力高，可满足现代大规模工业生产的需要。粉碎比大，可达300 以上，易于调整与控制物料细度，产品粒度均匀，混合作用好。 可适应不同的情况进行操作， 既可干法作业也可湿法作业， 还可把干燥和粉磨合并一起同时进行。结构简单和更

2、换，能长期连续运转。球磨机存在如下缺点：能量利用率低，有效利用率只有百分之 2 ，其余绝大部分变为热能和声能而消失。水泥厂用于粉磨作业的电量约占全厂用电量的2/3以上，每吨水泥耗电不低于70KWH研磨体和衬板得消耗量为 1Kg 左右。体型笨重，大型磨机可达数百吨。由于球磨机筒体转速很低，一般在 1330r/min 左右，如用普通电机驱动，需配置昂贵的减速装置。操作时噪音很大。近年来，在改进传统圆锥破碎机的基础上美国AC公司推出高能圆锥破碎机、俄罗斯乌拉尔重型机器厂推出惯性圆锥破碎机、德国的 krupp polgsius 公司等推出辊压机以及各国推出的新型腭式破碎机等高效节能破碎设备， 大幅度降

3、低了破碎产品粒度， 提高了磨机产量，降低了单位原矿的电耗。从1985 年辊压机问世以来，首先在水泥工业推广应用，其增产节电所带来的经济效益引起国际水泥行业极大兴趣和关注。未来在破碎粉磨作业上， 球磨机依然有着很大的发展空间， 一段时间都不会被淘汰掉的。所以对于球磨机的设计是有很大意义的。1 基本内容和技术方案：球磨机是一种体重、低速、重载、恒转速、有冲击的机械。目前球磨机传动的最大功率已达10000KW以上，对于直径为1.85.8m的磨机，工作转速为2513r/min左右。当电机转速为 750r/min 是，整个系统的减速比相当于3058. 对于这种大功率、大速比的传动，在技术上必须给予充分重

4、视。 由于以上特点， 球磨机传动的形式是多种多样的， 主要根据球磨机的规格大小、加工制造水平、传动效率、 使用维护和综合经济指标等方面来进行选择。 球磨机的传动方式：边缘传动，中心传动，无齿轮传动，辅助传动。而中心传动是由电机通过减速机来带动球磨机， 减速机得出轴与球磨机中心线同在一条直线上。 中心传动分单传动和双传动两种。随着大型减速机技术的发展，中心传动被广泛应用于1000KW以上的管磨机传动中。 无齿轮传动是管磨机大型化过程中出现的一种新型传动方式， 即环形马达传动。 由低速同步电机直接带动筒体， 筒体就是它的转子， 中间不在用减速机或齿轮减速。 由于电机转速极低，如果仍然采用 50Hz

5、 电源，电机就要几百级才能满足磨机对转速的要求，这不但制造困难， 而且效率很低。通过变频装置减速，使磨机在最适宜的转速下运转， 以取得较理想的技术经济指标。 辅助传动主要用于装卸研磨体时便于把磨门对正； 安装衬板和隔仓板时， 可以方便地把磨机转到需要的方位上。 但是本次由于转速比较低就选用了低速同步电动机边缘双传动系统设计， 传动方案： 电动机 - 联轴节 - 小齿轮 - 大齿轮 - 磨机筒体。 电动机和联轴节关于磨机筒体中性线对称。球磨机的发展1.1.1 球磨机的发展其中一项就是效率的提高（ 1）保证适当的筒体转速，使原料和研磨体形成抛落运动。转速过慢， 离心力就小， 摩擦力也小，研磨体不能

6、随筒壁上升，也就不可能形成抛落运动，反之，转速过快，离心力就大，摩擦力也大，研磨体紧贴筒体内壁转动，也不能形成抛落运动，没有抛落运动，研磨体就没有对原料形成碰撞，而只有研磨作用，效率降低，故筒体转速过慢或过快都是不可取的 3 。（ 2）选择合适的内衬和研磨体。内衬有两方面的作用， 一方面是保护筒体不被磨坏， 另一方面防止物料与铁接触、 避免物料污染。一般选用较耐磨和规则的内衬，保证坚固耐用。同时增加有效容积、在配方、入料量不变的前提下，应选择密度大、硬度高、大小配比合理的研磨体，以缩短球磨时间，同时减少研磨体的磨损率。（ 3）确定适当的料、球、水比例。研磨体的装载量对球磨效率的提高有重大影响，

7、 装载量过少， 对物料的碰击和研磨作用小，装载量过多，入料量减少，研磨体相互作用增加，对物料作的功和研磨作用降低。在研磨体装载量一定的时候， 每球入料量不同其球磨是不一样的， 入料量过少， 虽能缩短球磨时间，但日产量却降低了，入料量过多，筒体内剩余空间少，研磨体的碰击作用减少，球磨效率低 4 。物料与水的比例要适当，最终要看泥浆的含水率、流动性而定入水量，水太少，浆料过于稠厚， 物料的分散性差， 对研磨体的运动阻力加大， 削弱了对物料的粉碎作用， 反之，水分太多， 则必然要减少加料量， 而且浆料过于稀薄， 研磨体之间直接碰击和研磨的机会多，既损失了能量又增大了研磨体的磨损率，一般情况下，料、球

8、、水的比例为 1： 18 ： 6，但总量料、球、水混合后的体积应是有效容积的90左右。此外， 还可以调整配方， 减少硬质原料的种类，控制粗颗粒物料的最大直径，选用适当 的添加剂等方法以达到提高球磨机的效率。1.1.2 球磨机的另一项发展趋势就是节能（ 1）预选抛废，减少入磨量随着金属矿石需求量的增加， 贫矿石开采日益扩大， 高强度采矿方法和大型采掘设备的应用，矿石贫化日趋严重。据统计，露天开采贫化率5%10%,地下开采贫化率20%25%。全国重点铁矿入选原矿中约有1000 万吨以上废石，既影响选矿生产能力的提高，又增加了电耗 11 。预选可以抛弃大量混入矿石中的废石，目前全国已有30 多个磁选

9、厂增加了预选，主要采用大块磁选机和电磁感应辊式强磁选机。弱磁性铁矿和有色金属矿预选主要用跳汰机等重力选矿法。 通过预选可减少入磨矿量，降低废石在磨、选过程中电耗， 减少钢耗和选别材料的消耗，增加生产能力，提高企业经济效益6 。马鞍山矿山研究院研制的 CTDG 系统永磁大块磁选机已在全国大小磁选厂应用。如漓渚铁矿使用的CTDG1210型大块磁选机在自磨机前对3500mm勺大块矿石进行预选，抛废率为17%20%,年节电 670万kWh11。武钢程潮铁矿选厂，入选矿石品位42.1 %44.3%,废石混入率16%20%。采用了预选抛废流程， 将中碎机排矿筛分成 75mm13mm ： 13mm3mm :

10、 3mm0三个粒级。前 两个粒级用干选抛废，后一级用湿式抛废，抛废率分别为 27和 4.09 ，合计 31.09 。每年抛除废石62 万吨，约占入磨量45.1 ，可节电500 万 kWh/a ，成为全国铁矿厂耗电最少的选厂。重选法预选抛废也是降低磨矿电耗的有效方法。马鞍山矿山研究院研制的 AM-30 、LTC-50 和 YMT-75 等型跳汰机用于马鞍山黄梅山铁矿选厂、洒钢桦树沟等铁矿选厂，抛废率在90以上，对降低磨矿电耗收到显著效果。广西长坡锡选厂用重介质预选法，抛废率40，节电7.7kWh/t 原矿。目前国内有10 多个选厂采用跳汰机预选均收到明显的技术经济效果。（ 2）多碎少磨、降低入磨

11、粒度确定合理的最终产品粒度十分重要， 它直接影响磨机处理能力、 电耗和破磨作业的综合成本。 通过改变破碎产品性质， 降低产品粒度，增加细粒级含量以及提高磨机处理能力，降 低电耗，增加经济效益。物料破碎是靠破碎设备的挤压和冲击作用， 而磨矿则靠离心力、 摩擦力作用， 使矿石不断受到冲击、挤压、 剪切和研磨而粉碎。 常规破碎范围内能量随粒度减小的变化率很小，而磨矿范围内能量随粒度减小急剧增加， 破碎比磨矿能耗低是选矿界公认的观念。 因此实现多碎少磨，减小入磨粒度，可以大幅度提高生产能力，降低电耗。鞍钢东鞍山选矿厂为降低入磨粒度，引进美国AC公司2133.6mm底部单缸液压圆锥破碎机用于四段破碎。使

12、入磨粒度由200mm减至120mm 3.2mX3.6m球磨机台时处理能力增加8t,每吨原矿电耗减少 2.7kWh。德兴铜矿选厂三期扩建工程，破碎作业采用三段一一闭路流程，细碎设备为Rexnord公司 SXHD 型西蒙斯圆锥破碎机。使入磨粒度由 20mm 降为12mm ，使磨矿单位电耗下降 6.88 。（ 3）实现多碎少磨的主要措施根据矿石硬度、 最大粒度及其组成和矿石含水、 含泥量等矿石性质以及选矿厂生产规模 和磨矿工艺等确定破碎工艺流程。 以山东某选厂生产实际为例进行各种流程分析对比结果表明：三段闭路破碎流程的最终产品粒度最小， 又比较均匀。从单位矿石电耗来看， 两段开路破碎流程是两段闭路破

13、碎流程的 1.26 倍， 是三段闭路破碎流程的 1.39 倍。 因此三段闭路的破碎流程可以获得较小的破碎产品粒度、 较低的电耗。 对某些选厂特殊要求，也可采用四段闭路流程 10 。高效节能破碎设备不仅本身有较低的电耗， 而且由于其产品粒度较小， 更深层次作用在于对破碎流程的影响，如减少作业段数， 将闭路简化为开路， 可减少设备数量，节省基建投资，降低运营成本。 随着这些新设备的使用， 可以得到更小的产品粒度，降低粉碎原矿的单位电耗，从而获得全流程的效率。近年来，在改进传统圆锥破碎机的基础上美国AC公司推出高能圆锥破碎机、俄罗斯乌拉尔重型机器厂推出惯性圆锥破碎机、德国的 krupp polgsi

14、us 公司等推出辊压机以及各国推出的新型腭式破碎机等高效节能破碎设备，大幅度降低了破碎产品粒度，提高了磨机产量，降低了单位原矿的电耗。从1985 年辊压机问世以来，首先在水泥工业推广应用，其增产节电所带来的经济效益引起国际水泥行业极大兴趣和关注。（ 4）强化分级，降低磨矿循环负荷过磨是磨矿中能耗损失主要原因之一， 导致过磨涂磨机本身原因之外， 主要是分级效率低。 目前我国大部分选矿厂分级作业采用螺旋分级机， 分级效率低， 因而在返砂中夹杂相当数量的合格产品粒度； 尽管有些选厂用水力旋流器代替螺旋分级机， 要达到高的分级效率也比较困难 , 致使大量合格产品粒度返回磨机再磨，既影响产量又使矿物过磨

15、增加电耗。芬兰海诺宁教授研究表明：分级效率从 51 提高到80，可使磨矿效率提高25，电耗减少20。强化分级作业，提高分级效率，减少磨矿循环负荷是降低电耗的重要措施。细筛在我国取代螺旋分级机进行粗粒分级得到发展。 首钢大石河铁矿选厂一段磨矿回路中用Z KBX1856A型双轴直线振动筛取代。2400mm双螺旋分极机，分级效率提高12.69%,台时处理能力增加19.79t ，磨一吨原矿电耗下降1.9kWh。当前，因内外已经出现水力圆锥分级机、高频振动细筛、直线振动细筛、旋流细筛、立式圆筒筛及双涡流水力旋流器等新型分级设备以及两段分级工艺的应用， 为我国强化分级作业创造了条件。 对粗粒分级用细筛取代螺旋分级机； 细粒分级以水力旋流品为主， 以水力圆锥分级机或高频细筛、 旋流细筛、 立式圆筒筛为辅的二次二段分级。 但要迅速解决好水力旋流器的结构、参数、材质和自动控制等问题，以保持其工艺指标的稳定。（ 5）选用新型高效衬板，降低电耗磨机衬板结构、 材质的优劣， 直接影响磨矿的电耗。 目前我国金属矿选厂球磨机仍以高镒钢为主，存在问题是钢耗大，为 0.25kg/t;电耗大，磨碎每吨矿