溢流型球磨機大型中心傳動溢流型球磨機的研究

溢流型球磨機背景技術(shù)

球磨機是繼破碎機之后，對礦石或其他物料繼續(xù)進行粉碎，旨在獲得工藝所要求的更細顆粒產(chǎn)品的機械設(shè)備。具有破碎比高，可靠性好、適應(yīng)性強、處理能力大等優(yōu)點；它廣泛地應(yīng)用于選礦、冶金、建筑及化工等工業(yè)，是磨礦作業(yè)的主要設(shè)備。

磨礦是入選前礦料準備的最后一道作業(yè)。它不僅能耗及材料消耗高，而且產(chǎn)品質(zhì)量直接影響后面選別作業(yè)的指標，磨礦的處理量實際上決定著選礦廠的處理量，球磨機的生產(chǎn)效率直接影響著整個礦山的生產(chǎn)效率，也決定了礦山能否完成生產(chǎn)目標，我們完全可以說球磨機以及磨礦作業(yè)是礦廠的命脈所在。

球磨機按被磨物料的輸送形式可分為干式球磨機和濕式球磨機，近年來，隨著磨礦技術(shù)的不斷發(fā)展，濕式磨礦成為主流工藝，溢流型球磨機作為濕式磨礦中的主要設(shè)備，被廣泛使用。溢流型球磨機主要用于濕法研磨各種礦石，在磨礦工藝中，向磨機連續(xù)給料的同時，也連續(xù)給入定量的水，使磨碎后的細小物料與水形成混合流體，礦漿以自流的方式由磨機排除，從而完成磨礦作業(yè)，故此稱其為溢流型球磨機。

溢流型球磨機常規(guī)溢流型球磨機

常規(guī)溢流型球磨機是由低轉(zhuǎn)速同步電動機驅(qū)動，通過空氣離合器與小齒輪裝置聯(lián)接，帶動周邊大輪減速傳動，驅(qū)動回轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)；筒體內(nèi)裝有適當?shù)哪サV介質(zhì)（鋼球）和物料，磨礦介質(zhì)和物料在離心力和摩擦力的作用下，隨著筒體的回轉(zhuǎn)而被提升到一定高度，然后按一定的線速度而被拋落，欲磨制的物料由給料部連續(xù)地入筒體內(nèi)部，被運動著的礦石和鋼球撞擊，以及球之間和球與筒體襯板之間的撞機粉碎與粉磨。并通過連續(xù)給料的力量將產(chǎn)品排出機外，完成破磨過程，以進行下一段工序處理。

溢流型球磨機中心傳動溢流型球磨機

中心傳動球磨機采用了與傳統(tǒng)球磨機完全不同的傳動方式，由異步電動機驅(qū)動，通過主減速機和膜片聯(lián)軸器與傳動篩架連接，驅(qū)動回轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)。以中心傳動取代大小齒輪的邊緣傳動，并采用閉式傳動，所有部件都位于同一軸線上，機械效率更高，能耗更低。其電動機所消耗功率比傳統(tǒng)磨機減少了10%-40%，節(jié)能效果顯著。由于其具有可以將傳動系統(tǒng)與研磨系統(tǒng)獨立分隔的結(jié)構(gòu)特點，廣泛受到了作業(yè)環(huán)境高粉塵、強腐蝕行業(yè)的歡迎，此結(jié)構(gòu)避免了有害蒸汽對設(shè)備操作人員的傷害，對精密設(shè)備的腐蝕。由于中心傳動球磨機傳遞效率高，更加節(jié)能環(huán)保、使用更安全等特點，市場需求量越來越大，為滿足產(chǎn)能要求對磨機規(guī)格也要求越來越大。原有的小規(guī)格中心傳動球磨機產(chǎn)品已經(jīng)無法滿足市場需求，急需開發(fā)和制造出大型中心傳動球磨機產(chǎn)品響應(yīng)市場的需求。

溢流型球磨機中心傳動溢流型球磨機的特點

中心傳動球磨機將傳統(tǒng)的開式齒輪傳動改成閉式齒輪結(jié)構(gòu)，齒輪潤滑條件得到了有效改善，由循化稀油潤滑取代了一次性潤滑油（脂）潤滑（不可回收），減少了環(huán)境污染，降低了設(shè)備運行成本；閉式傳動系統(tǒng)防護等級相對高，避免了蒸汽對設(shè)備內(nèi)部元件的腐蝕，傳動效率高，降低了電耗10%以上。

主軸承采用靜壓滑動軸承，主軸瓦內(nèi)襯采用巴氏合金，磨機啟動前和運轉(zhuǎn)中一直供高壓油，高壓油經(jīng)分流馬達進入軸瓦，自動進行靜壓油膜補償，保證油膜厚度一致，為磨機運行提供不間斷的靜壓油膜，確保中空軸和軸瓦完全不接觸，從而大大降低磨機啟動負荷，并可減少對減速機、電動機的沖擊，也可避免擦傷軸瓦，延長了軸瓦的使用壽命。當磨機停止運轉(zhuǎn)時高壓油仍將中空軸浮起，中空軸在軸瓦中逐漸停止，使軸瓦不被擦傷。軸承襯內(nèi)設(shè)有冷卻水管，在必要時，給入冷卻水，降低軸瓦溫度。

主軸承襯體與軸承座之間為雙圓弧結(jié)構(gòu)，線接觸，調(diào)心性能好，筒體由于溫度、載荷、安裝誤差等引起的變形，軸承能自動調(diào)整，保證工作正常。出料部內(nèi)部增加傳動篩管，連接回轉(zhuǎn)部和中心傳動減速機，由電機通過減速機驅(qū)動傳動篩管帶動磨機工作。出料篩管承受來自減速機的強大扭矩，需有足夠的強度和剛度，通過計算機三維軟件設(shè)計校核，出料篩管采用優(yōu)質(zhì)鑄鋼制造。出料篩管周圍設(shè)置排料口，末端由鋼板堵死，使完成研磨的物料通過排料口進入出料篩進行篩分。出料篩架采用分半結(jié)構(gòu)把合在出料篩管外部，便于安裝。

1、該設(shè)備應(yīng)安裝在水平的混凝土基礎(chǔ)上，用地腳螺栓固定。

2、安裝時應(yīng)注意主機體與水平的垂直。

3、安裝后檢查各部位螺栓有無松動及主機倉門是否緊固，如有請進行緊固。

4、按設(shè)備的動力配置電源線和控制開關(guān)。

5、檢查完畢，進行空負荷試車，試車正常即可進行生產(chǎn)。

機器的維護保養(yǎng)是一項極其重要的經(jīng)常性的工作，它應(yīng)與極其的操作和檢修等密切配合，應(yīng)有專職人員進行值班檢查。

1、軸承擔負機器的全部負荷，所以良好的潤滑對軸承壽命有很大的關(guān)系，它直接影響到機器的使用壽命和運轉(zhuǎn)率，因而要求注入的潤滑油必須清潔，密封必須良好，本機器的主要注油處（1）轉(zhuǎn)動軸承（2）軋輥軸承（3）所有齒輪（4）活動軸承、滑動平面。

2、新安裝的輪箍容易發(fā)生松動必須經(jīng)常進行檢查。

3、注意機器各部位的工作是否正常。

4、注意檢查易磨損件的磨損程度，隨時注意更換被磨損的零件。

5、放活動裝置的底架平面，應(yīng)出去灰塵等物以免機器遇到不能破碎的物料時活動軸承不能在底架上移動，以致發(fā)生嚴重事故。

6、軸承油溫升高，應(yīng)立即停車檢查原因加以消除。

7、轉(zhuǎn)動齒輪在運轉(zhuǎn)時若有沖擊聲應(yīng)立即停車檢查，并消除。

國內(nèi)球磨機的傳動方式根據(jù)磨機規(guī)格不同有如下幾種： （1）同步電動機傳動。大型球磨機采用低速同步電動機直接帶動球磨機的小齒輪，小齒輪再帶動大齒圈使球磨機轉(zhuǎn)動。優(yōu)點是傳動效率高、占地面積小、維修方便和改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，但同步電動機售價較高，而且需直流電源。 （2）異步電機齒輪減速器傳動。大、中型球磨機采用異步傳動，齒輪減速器帶動小齒輪、大齒圈而驅(qū)動球磨機。優(yōu)點是異步電動機價格便宜，但多用了一大套大型減速器。 （3）異步電機三角皮帶傳動。小型球磨機采用異步電動機通過三角皮帶帶動小齒輪，大齒圈而驅(qū)動球磨機。其缺點是傳動效率低，占地面積大，維修復雜。

國外生產(chǎn)的球磨機傳動方式有下述三種：

（1）電動機通過小齒輪和大齒圈傳動。

（2）中心傳動，即電動機通過減速器帶動中空軸頸的延長部分。

（3）電動機的轉(zhuǎn)子直接裝在筒體或中空軸頸的延長部分上，定子固定于地基上，構(gòu)成所謂“無齒輪傳動”。此時，采用超低速同步電動機，其轉(zhuǎn)速等于球磨機的轉(zhuǎn)速，適用于傳動功率7500kw以上。

球磨機的給料是由給礦器完成的。給礦器固定于球磨機的中空軸頸上并隨中空軸頸一起傳動。常用的恒昌給礦器有鼓形、蝸形和聯(lián)合給礦器三種。 球磨機的筒體、端蓋、中空軸頸等處都敷有襯板。筒體襯板除保護筒體外，還對磨礦介質(zhì)的運動規(guī)律和磨礦效率有影響，當襯板較平滑時，對磨礦介質(zhì)的提升作用較弱，沖擊作用較小，而研磨作用較強。襯板還要求耐磨損。由于介質(zhì)和礦漿的沖擊、研磨和沖刷腐蝕造成了襯板的磨損，除了襯板的材質(zhì)和形狀外，磨損還與給礦粒度、礦石可磨性、鋼球大小、筒體直徑、球磨機的轉(zhuǎn)速以及礦漿的腐蝕性等因素有關(guān)。 襯板的材質(zhì)有高錳鋼、高鉻（白口）鑄鐵、橡膠等。中錳球墨鑄鐵（含Mn7%-9%，Si3.4%-4%，C3.2%-3.6%）的壽命不低于高錳鋼，但成本低得多。襯板厚度一般為50-130mm,與筒殼之間有10-14mm的間隙，用膠合板、石棉墊、塑料板或橡膠鋪在其中，用來緩沖鋼球?qū)ν搀w的沖擊。襯板用螺栓固定在筒體上，螺帽下面有橡膠環(huán)和金屬墊圈，以防止礦漿漏出。 襯板的形狀多種多樣，按其表面形狀可分為平滑和不平滑兩類。不平滑襯板可使磨礦介質(zhì)提升到較高的高度再落下，并且對鋼球和礦石較強的攪動，因而適用于粗磨。平滑襯板由于鋼球與襯板之間的相對滑動較大，因而產(chǎn)生較多的研磨作用而適用于細磨。當電動機通過小齒輪和大齒輪將筒體帶動時，物料經(jīng)給料器通過中空軸頸從左端給入筒體。筒體內(nèi)裝有一定質(zhì)量的鋼球作為磨礦介質(zhì)。物料受到鋼球的作用而磨碎，然后經(jīng)排礦端的中空軸頸排出機外。由于磨碎產(chǎn)品經(jīng)中空軸頸溢流排出，故這種球磨機稱為溢流型球磨機，是一種廣泛應(yīng)用的球磨機。

主軸承是溢流型球磨機的一個關(guān)鍵部件，必須充分重視其潤滑，一般采用稀油集中循環(huán)潤滑，油流經(jīng)泵分四路壓入主軸承和傳動軸承中，然后排到軸承底部的排油管道，再流回油箱。對中、小型球磨機，則有采用油環(huán)自動潤滑、油杯滴油潤滑或者采用固體潤滑劑等方式。有的選礦廠設(shè)置有斷油自動報警裝置，以保證潤滑的可靠性。

溢流型球磨機通過兩端的中空軸支承在主軸承上，兩個中空軸對頸中，有一個可以在主軸承上軸向伸縮，另一個是固定的。由于球磨機的齒輪傳動會產(chǎn)生向力，在設(shè)計時使一個中空軸頸帶有兩個凸肩，凸肩之間的距離恰好等于軸瓦的長度，從而防止發(fā)生軸向運動。另一個中空軸頸不帶凸肩，其長度大于軸瓦長度給5-25mm,當筒體受熱而伸長或由于載荷使筒體撓曲時，可以在一定范圍內(nèi)自由伸縮。一般選擇靠近傳動齒圈的軸頸為固定的中空軸頸。中空軸頸內(nèi)裝有錐形襯套和軸承襯套，中空軸頸與內(nèi)套之間配合要求嚴密，并加以必要的密封。為了使球磨機內(nèi)礦漿面有一定的傾斜度，排料端中空軸頸的內(nèi)直徑稍大于給料端中空軸頸的內(nèi)徑。 中空軸頸的內(nèi)表面可以是平滑的表面或帶有螺旋葉片，給礦端中空軸頸內(nèi)的順向螺旋葉片用以運輸物料；排料端中空軸頸內(nèi)的反向螺旋葉片可使粗粒物料返回和防止小球跑出。 傳動大齒圈固定于排礦端的筒體上，與小齒輪嚙合，電動機通過小齒輪和大齒圈將筒體帶動。

磨機排礦是靠因排料端中空軸徑稍大于給料端中空軸徑，造成磨礦機內(nèi)礦漿面向排料端有一定傾斜度。當?shù)V漿面高度高于排料口內(nèi)徑最低母線時，礦漿便溢流排出磨機。這是非強迫的高料位排礦，排料速度慢，故礦料在機內(nèi)滯留時間長，介質(zhì)的有效作用也較低，因此溢流型球磨機過磨嚴重，處理量也比同樣規(guī)格的格子型低。一般適用于細磨或兩段磨礦中第二段磨礦。

溢流型球磨機筒體用厚度15-36mm的鋼板焊接而成，在筒體的兩端焊有鑄鋼制造的法蘭盤，用螺栓將端蓋2和3與法蘭盤連接在一起，二者須精密加工和配合，因為承載磨礦機質(zhì)量的中空軸頸焊在端蓋上。在筒體上開有1-2個人孔，供檢修和更換襯板用。筒體和端蓋內(nèi)部敷設(shè)有襯板5。端蓋上的中空軸頸支承在主軸承4上。主軸承常用的是滑動軸承，其直徑很大，但長度很短。軸瓦用巴氏合金澆鑄，與一般滑動軸承不同之處在于僅僅下半部有軸瓦。整個軸承除軸瓦用巴氏金澆鑄外，其余用鑄鐵制成。由于球磨機的跨度和載荷很大，將發(fā)生一定程度的撓曲，而且制造和裝配的誤差也難以保證準確的同心度，因此主軸承制成自動調(diào)心滑動軸承，為防止軸瓦轉(zhuǎn)位過大而從軸承座中滑出，在軸承座與軸瓦的球面中央放一圓柱銷釘。

作者中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會

《溢流型球磨機 襯板磨耗(GB/T 25705-2010)》由中國標準出版社出版。2100433B

按磨礦介質(zhì)的不同分為球磨機、棒磨機、礫磨機、礦石自磨機等，用得最多的是球磨機和棒磨機。

球磨機的磨礦介質(zhì)為鋼球或鐵球。球磨機又分為溢流型球磨機和格子型球磨機。溢流型球磨機排礦端礦軸直徑比給礦端中空軸頸的直徑大，形成磨機內(nèi)給礦端與排礦端的礦漿面有一個高差，促使礦漿從排礦端自動溢流出去。與格子型球磨機相比，溢流型生產(chǎn)率小，磨礦效率低，但其構(gòu)造簡單，能產(chǎn)出較細的產(chǎn)品，仍用于第三段磨礦上；格子型球磨機的排礦端有格子板強制排礦，磨機內(nèi)儲存的礦漿少，已磨細的礦粒能及時排出，所以格子型球磨機生產(chǎn)率高，產(chǎn)品粒度粗，用于兩段磨礦的第一段。

棒磨機的構(gòu)造與溢流型球磨機大致相同，惟磨機內(nèi)裝的磨礦介質(zhì)是一些長圓鋼棒，棒比筒體短25～50毫米，磨機一般較長。端蓋曲率較小，內(nèi)鋪平滑襯板，主要保證鋼棒順利運動而不易亂棒。棒磨機可選擇性地破碎，減少礦石的過粉碎，其產(chǎn)品粒度均勻，生產(chǎn)率大，在易泥化礦的磨礦及建筑材料的磨礦中使用較多。