[發(fā)明專利]重心分散力矩平衡式球磨機(jī)的設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611187056.8
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106622503B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冷更新;張雨新;冷鑫磊
• 申請（專利權(quán)）人: 冷鑫磊
• 主分類號: B02C17/10
• 分類號: B02C17/10;B02C17/18;B02C23/02;B02C17/24
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一種重心分散力矩平衡式球磨機(jī)的設(shè)計方法，包括驅(qū)動電機(jī)，根據(jù)球磨機(jī)的種類、依據(jù)平衡式設(shè)計原理對包括筒體結(jié)構(gòu)、進(jìn)料口、出料口結(jié)構(gòu)以及襯板結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，具體方法是：將球磨機(jī)單筒改為多筒結(jié)構(gòu)，消除被加工物料重力形成的阻力矩；用多個小直徑筒體進(jìn)行組合，用多個相同尺寸的小筒結(jié)構(gòu)代替單筒結(jié)構(gòu)，利用每個筒的重心作用形成整體的平衡；將單筒等分設(shè)計成多空間結(jié)構(gòu)；用大小雙筒結(jié)構(gòu)等分；連續(xù)進(jìn)料的球磨機(jī)進(jìn)料口上加裝逆止器；在筒體的前后部分的分界處加裝有隔網(wǎng)。本方法設(shè)計的筒體結(jié)構(gòu)保證了各個等分區(qū)域空間被加工物料產(chǎn)生的重力阻力矩為零，而只有摩擦阻力矩。致使平衡式球磨機(jī)或烘干機(jī)具有良好的節(jié)能效果；具有更好的運(yùn)行平衡性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種球磨機(jī)的設(shè)計方法，特別是涉及一種重心分散力矩平衡式球磨機(jī)的設(shè)計方法。

背景技術(shù)

水泥行業(yè)應(yīng)用的連續(xù)式球磨機(jī)和烘干機(jī)以及陶瓷行業(yè)應(yīng)用的間歇式陶瓷球磨機(jī)等設(shè)備，其原理都是臥式筒型結(jié)構(gòu)，其筒體為單筒結(jié)構(gòu)，并利用底部周邊托輥支撐或中心軸支撐，同時使筒體采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)形式，達(dá)到其工作過程。工作時電機(jī)產(chǎn)生的主動力主要克服兩方面的阻力，一是克服由于被加工物料的重力在筒體旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的阻力矩，二是克服由于設(shè)備重量和加工物料的重量同時對曳引傳動輪下壓產(chǎn)生的摩擦力。

以圖1間歇式陶瓷球磨機(jī)為例說明其工作過程中的受力情況：

圖1中，W1為筒體重量，O1為筒體重心，W2為被加工物料的重量，O2為被加工物料的重心，ｒ為中心軸半徑，H為被加工物料的重心到回轉(zhuǎn)中心的距離，ｕ為軸承的摩擦系數(shù)。

當(dāng)筒體旋轉(zhuǎn)做功時，被加工物料重量W2與物料重心到回轉(zhuǎn)中心的距離H的乘積W2×H構(gòu)成了由被加工物料產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)阻力矩；由于筒體重量W1和被加工物料重量W2的和（W1+W2）同時作用在轉(zhuǎn)軸的兩端，其旋轉(zhuǎn)過程中與滾動軸承或滑動軸承產(chǎn)生的摩擦阻力為（W1+W2）×ｕ，因此其重力由于軸承摩擦系數(shù)產(chǎn)生的阻力矩為（W1+W2）×ｕ×ｒ。

總阻力矩M=被加工物料重力阻力矩（W2×H）+總重力摩擦阻力矩[（W1+W2）×ｕ×ｒ]

對于上面兩部分阻力矩，第一部分的被加工物料重力旋轉(zhuǎn)阻力矩（簡稱重力阻力矩）是與被加工量呈正比的，是耗能的主要部分，理論上講是可以消除的；而第二部分的總重力旋轉(zhuǎn)摩擦阻力矩（簡稱摩擦阻力矩），是不可能消除的，由于結(jié)果是與摩擦系數(shù)的乘積，因此和軸承的形式有關(guān)，也是耗能的相對次之部分。

對于摩擦系數(shù)而言，有滾動摩擦系數(shù)和滑動摩擦系數(shù)，滾動摩擦系數(shù)與滾動軸承的形式有關(guān)，一般圓柱滾子軸承和普通調(diào)心球軸承的摩擦系數(shù)較小，范圍在（0.0008～0.0012）；帶保持架滾針軸承摩擦系數(shù)范圍在（0.0020～0.0030）；滿裝型滾針軸承摩擦系數(shù)范圍在（0.0025～0.0035）。對于滑動軸承的摩擦系數(shù)一般范圍在（0.01～0.02），有時可達(dá)（0.1～0.2）。一般具有兩種以上運(yùn)動結(jié)構(gòu)的復(fù)合軸承摩擦系數(shù)范圍在（0.03～0.18）。

因此可以看出，總重力摩擦阻力矩[（W1+W2）×ｕ×ｒ]，（W1+W2）雖重量大，但和摩擦系數(shù)ｕ相乘后，由于μ在（0.0008～0.18）的范圍，理論上講其數(shù)值至少下降了80%，實(shí)際數(shù)值范圍在（0.1～20）%。

由于總重力旋轉(zhuǎn)摩擦阻力矩（簡稱摩擦阻力矩），是不可能消除，而可用平衡法消除的是被加工物料重力阻力矩（W2×H）,這也是球磨機(jī)和烘干機(jī)目前存在的一個主要耗能指標(biāo),因而致使現(xiàn)有的球磨機(jī)耗能高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有球磨機(jī)重力阻力矩、摩擦阻力矩耗能高的問題，提供一種采用滾動摩擦代替滑動摩擦來減小系統(tǒng)阻力，并采用回轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)兩側(cè)的重力平衡結(jié)構(gòu)方式來降低能量消耗的重心分散力矩平衡式球磨機(jī)的設(shè)計方法。

解決上述問題采用以下技術(shù)方案：