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球磨机传动方案的分析与计算

2018-05-09郭培力高兴阳

科学与财富 2018年8期
关键词:电动机

郭培力 高兴阳

摘 要: 球磨机是一种低速重载的磨矿设备,通过电动机进行驱动,经传动装置带动筒体旋转,达到将筒体内物料磨细的目的,能量消耗比较低,本文主要介绍球磨机的传动系统,如何选择传动方案,电动机的选择,通过参数计算最终设计出球磨机,用于生产使用。

关键词: 传动方案;电动机;参数计算

1.传动方案

球磨机的工作原理为电动机通过传动装置控制装在两个大型轴承上的一个可以回转的筒体,这个筒体的内部有大小不同的研磨体,同时在筒体的内壁上还有衬板,防止内部物质对筒体的破坏,通过旋转筒体,内部研磨介质与研磨体的相对作用和物质在内部抛物运动(如图1),将其磨细。

传动装置作为球磨机的动力部件,其运行状态直接影响整个磨机的工作效率,随着磨机规格的不断增大,传动方案在设计上也趋于多樣化,有以下几种方式(如图2):

a:异步电机+减速器+边缘齿轮传动(单侧或两侧),适合小规格磨机,由于磨机载荷较大,需要的启动转矩较大,常采用绕线型异步机;

b:同步电机+气动离合器+边缘齿轮传动(单侧或两侧),国内应用最普遍,使用时间长,适用于大部分规格的磨机;

c:异步电机+减速器+中心传动,减速器与回转体之间通过膜片联轴器连接,机械效率更高,电动机消耗功率更低,节能显著;

以上三种方案是球磨机常用驱动方式,其中a、b方案中随着磨机功耗的增大可由单驱改为双驱模式,此外随着技术不断革新,又出现了环形电机无齿轮传动球磨机,可以实现球磨机在一个小的范围内无极调速,可根据矿石可磨性的变化自动调节磨矿机的产率。

2.电动机

球磨机传动方案设计中,电动机的选择主要是根据磨矿的功耗进行计算。

首先计算磨碎单位重量矿石所消耗的功W,公式如下:

式中:W1—邦德功指数;

P—产品粒度;

F—给矿粒度;

然后计算球磨机需要的功率Nt,公式如下:

式中:Qa—设计流程中原始给矿量;

W—磨碎单位重量矿石消耗的功;

EF—校正系数;

球磨的需要功率计算出来之后,需要乘以电动机、减速器、齿轮传动装置之间的传动效率η总,电动机的功率要抛出中间环节损耗,所以电动机的输出功率 。

电动机的功率计算出来之后,通过查找电动机样本,综合使用环境因素选择合适型号的电机,然后进行球磨机总体安装设计。

3.参数计算

球磨机总体设计完成之后,需要进行参数计算和校核,具体的内容如下:

(1)球磨机临界转速:

D-磨机有效内径

需要计算临界转速保证球磨机的安全运转,如果速度太大,离心力大,对筒体损伤大,所以计算临界转速,规定使用过程中不得超过该转速值;

(2)球磨机理论范围,需要对球磨机工作时候的的适宜转速进行设计计算,保证球磨机正常工作,根据生产需求选择不同的转速率,通常球磨机的转速率范围为75%~85%;

(3)球磨机生产能力,根据客户和技术要求,需要对设计完成之后的球磨机进行生产能力的核算,要保证满足生产的实际要求,计算公式如下:

式中:Q—球磨机生产能力;

N—球磨机需要功率;

q—单位功率生产能力;

η—流程系数,开路取1.0,闭路1.15-1.5。

结论

球磨机作为磨矿设备的一种,其设备的设计需要考虑设备的技术和参数要求,还要考虑强度问题,它使用的环境非常恶劣,同时研磨的物质对设备的冲击也大,设计上既要考虑设备的工作效率,还要避免破坏元件,延长使用寿命,为了保持磨机运转稳定,满足设备最大生产效率,降低成本,传动系统的设计尤为重要。

参考文献

[1] 李启衡.碎矿与磨矿.[M]. 北京,冶金工业出版社.2006.

[2] 王遒琳.选矿设计手册.[M].北京,冶金工业出版社.1988.

[3] 段希祥.曹亦俊.球磨机介质工作理论与实践.[M].北京,冶金工业出版社.1999.

[4] 史丽猛.球磨机及其在矿山的应用.[A].北京:冶金工业出版社.2012.

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