簡析球磨機的結構特征

彭宇 李卓 李建維 胡延濤 韓菲

【摘 要】當前球磨機總的發(fā)展趨勢是采用新技術和新的耐磨材料，不斷完善設備的各種技術性能。本文綜合介紹和分析了球磨機的工作原理和結構特征、所采用的靜動壓油膜軸承、高低壓潤滑油站、噴射潤滑裝置、慢速傳動裝置、氣動離合器、PLC和觸摸屏等新技術和配套設備，最后簡要介紹了安裝調試要點。

【關鍵詞】結構特征 動靜壓軸承 噴射潤滑 氣動離合器 PLC及觸摸屏

1 概述

磨機屬于選礦設備中的磨礦設備。磨礦是碎礦的后續(xù)作業(yè)，是生產細粒產品的階段，其目的仍然是使有用礦物與脈石礦物實現完全單體分離。其中，溢流型球磨機和格子型球磨機是目前使用最為普遍的兩種球磨機，它們的主要零部件有：給礦裝置、中空軸頸、端蓋、筒體、襯板、傳動裝置等。它們的工作原理是在摩擦力、離心力作用下，磨礦介質（鋼球）以一定線速度拋落，靠撞擊、附加壓碎磨削作用粉碎待磨礦石，并借助于水的沖力將物料送出。溢流型球磨機用于細磨時比格子型球磨機要好，其缺點是礦漿在磨機內停留的時間較長，單位生產能力較低，排礦粒度不均勻，易于產生過細碎現象。格子型球磨機的特點是礦漿面比溢流型球磨機低，裝球量多，由于這種磨機具有強制排礦作用，加快了排礦速度，因此待磨礦石不易過細碎和泥化并且生產率高。它的缺點是結構復雜、重量大。它與溢流型球磨機的主要區(qū)別是排礦端有格柵。

2 球磨機的結構特征、技術特性以及配套設備

2.1 給料部

采用溜管式或雙勺式，底部襯以10 mm厚的錳鋼襯板。

2.2 端蓋及中空軸

材質為鑄鋼件或合金鋼件，其中大型球磨機的端蓋和中空軸各單獨制造，采用分體式；小型球磨機的端蓋和中空軸鑄在一起，采用整體式。

2.3 筒體部

筒體殼由鋼板輥卷而成，襯板采用耐磨材料，材質為ZGMn13-2，鑄成波浪形斷面，與筒體內壁之間墊有橡膠墊板，此墊板起緩沖、貼緊作用。筒體外面螺母下墊密封圈和錐形墊圈，防止?jié)B漏。

2.4 主軸承座

主軸承座采用密封式結構，內部裝設120度搖桿式軸瓦，鎢金層預埋蛇形冷卻水管，并埋設測溫點，即埋設測溫鉑熱電阻或電偶。軸承襯與中空軸的包角呈120度，摩擦面上鑄有巴氏軸承合金，軸承襯與軸承座之間呈鼓形面接觸，可以自動調心，每個主軸承上裝有兩個鉑熱電偶，溫升超過規(guī)定值時，自動停機。

2.5 靜動壓軸承

這種靜動壓軸承，是一種既有動壓潤滑又有靜壓浮升作用的軸承。為實現上述功能，為此配置了高低壓液壓站。在球磨機啟動前及停止磨破時，高壓泵供入壓力為30MPa的高壓油，回轉部浮起，形成約0.1mm～0.25mm的油膜，此時實現靜壓頂起，能降低啟動負荷和沖擊，避免擦傷軸瓦，

2.6 傳動部

采用開式的大、小斜齒輪傳動副，材質為合金鋼，傳動平穩(wěn)、噪音小、效率高。根據開式傳動、低速重載、連續(xù)工作的特點，采用噴射潤滑裝置，以電動泵為動力，將微粒呈高粘度（N1000極壓工業(yè)齒輪油）的潤滑油超越一定距離、定時定量均勻地噴到齒輪表面。可采用PLC自動進行，也可采用繼電器手動操作，與傳統(tǒng)的飛濺式潤滑或手動潤滑相比較，齒輪壽命增加一倍，潤滑油消耗量降低50%。噴射潤滑裝置技術參數：公稱油壓：0.4～0.6MPa；公稱氣壓：0.4～0.8MPa；噴射距離：220±20mm；噴射寬度：240～48mm；噴油量：8g/s/油嘴；系統(tǒng)供油能力：6L/min；潤滑油牌號：冬季N460，夏季N680。

2.7 慢速傳動裝置

慢速傳動裝置由電機、行星擺線減速器、爪型離合器、棘爪棘輪組成。檢修或更換備件時可以使球磨機筒體慢速轉動，但停機時間超過4小時以上時，物料可能結成塊狀，在啟動主電機前用慢速傳動裝置盤車，松動物料。慢速傳動裝置與主電機被互鎖控制，啟動慢速傳動裝置時，主電機必須斷電停機。筒體可以獲得0.1～0.2rpm的轉速，方便地停在任意位置，用棘爪卡住。

2.8 氣動離合器

球磨機啟動前，同步電機先空載啟動，待達到同步轉速后，由PLC控制氣動離合器投入運行，帶動球磨機滿負荷運轉，實現了電機、主機分段啟動。氣動離合器具體優(yōu)點：（1）實現主電機無負荷啟動，縮短了啟動時間，降低電流對電網的沖擊；（2）啟動平穩(wěn)，實現無沖擊嚙合；（3）在球磨機暫短間歇停機時，可以允許主電機不停機，保護了啟動控制設備。

2.9 勵磁柜

采用全數字式勵磁調節(jié)，能實現閉環(huán)調節(jié)和控制，具有失步保護和不減載自動同步性能等。

2.10 PLC及觸摸屏

PLC及觸摸屏能對高低壓泵站、軸溫、油溫、氣動離合器、慢速傳動裝置、噴射潤滑等部件進行相互聯(lián)鎖控制，對一般性故障可以自行調整運行狀態(tài)并發(fā)出報警信號，指示故障部位。若發(fā)生嚴重故障，PLC發(fā)出命令停機，此外還可記錄運行時間，統(tǒng)計故障次數。

3 安裝調試要點

（1） 球磨機出廠前，用有效期為12個月的防銹油品進行防腐處理；（2）兩軸承座中心距按圖紙尺寸安裝，但進出料口、筒體組裝后如果實際尺寸存在偏差，按實際尺寸施工；（3）兩軸承座相對標高允差為0.5mm，并應保證進料端高于出料端；（4）安裝內襯橡膠板3～4個星期前，打開橡膠板卷，使其自由伸長，使用時先粘貼在端蓋和筒體內壁上并沖孔。打磨平整后，并視情況墊加薄鋼板，襯板間隙不得大于12mm，否則用碎鋼球填充。

4 結語

通過對球磨機的基本知識以及廣泛應用的深入學習認識，借鑒和吸收國外先進技術的同時，積極的加以創(chuàng)新，大力發(fā)展我國自身的球磨機技術；加大在材料科學、機械制造科學及金屬冶煉科學等相關學科上的研究投入，以促進我國球磨機及其相關技術的研發(fā)；球磨機的發(fā)展應重視能源利用效率與環(huán)境保護，新型球磨機的研制必須在滿足工藝要求的基礎上重點考慮降低能耗，并把對環(huán)境造成的影響降到最低。

參考文獻：

[1] 中國冶金設備總公司.國際冶金機電設備手冊[S].北京知識出版社，1990.

[2] 中國重型機械工業(yè)協(xié)會.重型機械標準.鑄鋼件.JB/T5000.云南科技出版社，2007.11.