第二章 粉磨机械
§1.概述
一.粉磨的意义
1.增加了物料的表面积S
S增加，在水泥生产中，保证生料在窑洞中得到充分的化学反应，使煤粉能
够充分完全的燃烧水泥有利于水化，产生较高的强度； 2.使各种物料混合均匀
水泥生产中，生料里的石灰石、粘土、铁粉，水泥中的矿渣、石膏和熟料
等经过磨机粉磨以后，不但能磨细，还能混合均匀，以保证水泥的质量。 二.磨机的分类及特点
由于物料被粉磨的方式不同，是否采用研磨介质、以及结构、磨机的运动方式、操作方法等不同，磨机分为：
1.有介质磨
磨机内装有研磨介质，研磨介质通过磨体的振动或转动，实现对物料的冲击和研磨作用进行粉磨作业。
研磨介质通常为钢球、钢棒或钢段。 2.无介质磨
磨体转动，磨内的物料在重力的作用下自落相互撞击进行粉磨。 3.压研磨
在压辊的作用下实现粉磨，类似于农村的碾子，是一种立式磨。 4.锤击磨
磨内安装了锤子，借助锤与物料、物料与物料之间的撞击、摩擦 实现粉磨。 5.气力磨
将有一定压力的气体送入磨内，在气体推动下物料间相互撞击、摩擦实现粉磨。
6.挤压磨
让物料通过两个水平放置且有一定间距的辊子缝隙，通过辊子的挤压实现粉磨。
上述磨机中，球磨机应用最广泛。 三.粉磨作业的特点
粉磨机械作业的效率低，特别是球磨机，金属消耗量大，所以应根据物料的特点和产品要求，合理选择粉磨设备和工艺流程。 四.粉磨系统
1.开路（开流）系统 特点：
流程简单，设备少，投资少，操作简便，但物料必须达到产品细度要求后才能出磨。因此，要求产品较细时，已被磨好的物料将产生过粉现象，并在磨内形成缓冲大垫层，妨碍粗料进一步细磨，有时甚至出现细粉包球现象，从而降低了粉磨效率，增加了电耗；
2.闭路（圈流）系统 特点：
可以及时将细粉排出，减少了过粉碎现象，使磨机产量提高，同时产品粒度均匀，并且可以用调节分级设备的方法改变产品的粒度。 §2.球磨机
一.球磨机的工作原理、分类及特点 1.工作原理
教材P53，6.1.1 2.球磨机的分类
教材P53～54，6.1.2 3.特点 教材P53
4.球磨机的规格
筒体内径D×筒体长度L，有时间歇式球磨机以装填物料的数量（t)表示。 二.球磨机的构造
1.筒体2.衬板3.隔仓板4.进料卸料装置5.主轴承 详见教材P54～65 三.球磨机的工作参数
1.磨机转速（教材P65） (1)粉磨介质的运动状态 泻落式、抛落式、离心式 （2）磨机转速
a.临界转速n0
P67，公式（6—6）
b.最适宜工作转速（产生最大粉碎功率时的转速） P68，式6-7 c.实际工作转速
P68～69,公式6-8～6-11
转速率：
磨机的最适宜工作转速与临界转速的比值，通常为0.76。
2.粉磨介质的装填量和级配 a.粉磨介质种类（P69）
粉磨介质也称研磨体，目前普遍使用的有钢球、钢段、钢棒 b.粉磨介质的装填量
填充率见教材P70，式6—14 c.粉磨介质的级配
几种不同尺寸的研磨体相配合后装入磨内同一个仓中称之为粉磨介质的级配。 见教材P71。
d.粉磨介质的调整与补充 粉磨介质的调整，教材P72； 粉磨介质的补充，教材P73
3.球磨机的功率 见公式6-22～27 4.球磨机的产量 见公式6-32
四.间歇式湿法球磨机
详见教材P77～79及§3陶瓷磨机 五.提高磨机产量的措施 教材p79～84 §3.陶瓷磨机 一.概述
陶瓷磨机是用在陶瓷行业上的球磨机，由于工艺上的要求、结构追求简单、维修方便，使用机动灵活等方面的考虑，通常采用间歇式球磨机，即生产过程中的装卸料是间歇性的，先停车装填好物料，然后开机粉磨一定时间再停车卸料，并且采用湿法作业。
陶瓷磨机的工作原理、研磨体的运动方式、工作参数、结构及零件受力分析等方面与球磨机相同，主要不同点是研磨体和衬板材料的选择。 1.研磨体
a.级配
研磨介质一般为3～5级，搭配量是两边大，中间小，按生产实际确定。 研磨介质的填充系数一般在0.45～0.55之间。 b.研磨体的大小和形状
湿式作业要求研磨体尺寸较小，一般研磨体的尺寸25mm≤d＜60mm,d见式6-35或d≤（1/18～1/24)D；
为使研磨体各部分均能与物料接触，其形状以短圆柱和球状为好。表面有凹窝的研磨体不宜使用。
c.研磨体的材料
由于工艺上的要求，研磨体材料中不应含有影响原料性能的有害成分，特别是不应含有着色元素；
研磨体的密度越大，球磨机的生产能力越高，所以，应采用密度大的材料； 为了减少磨损率，材料的硬度与强度应较高； 来源应容易、成本要低。 常用：
普通瓷、高铝瓷、刚玉、锆质瓷和天然燧石 2.衬板
衬板作用是保护筒体使之不受磨损及起到提升研磨作用，同时，防止物料与铁质接触，以免物料受到污染。
目前多半采用瓷质和硅石质材料。前者容易磨损，价格也高，所以用的少；多用后者，厚度一般在100mm左右，是天然硅石经人工琢磨而成，衬板用快硬水泥砂浆贴于筒体内壁，衬板之间的接缝越小越好。一般寿命在2000h左右。 二.工作原理与结构
1.构造和工作过程
构造：
筒体是由钢板焊接而成，中部有一个加料口，供加料和卸料用。筒体两侧为铸铁制成的端盖，端盖中间有短轴，两端短轴各由一个轴承支承。轴承下面为轴承座和机架。一侧端盖上有人孔，另一侧端盖上紧固着大齿圈。筒体内镶有衬板，装有研磨体。磨机筒体由电动机通过离合器、齿轮传动驱动。
离合器实现点动和停车。 工作过程：
开始工作时，被磨物料和适量的水从加料口加入，工作过程同球磨机。当物料磨到要求的细度后，停下机械，加料口朝上，打开盖子，装上带孔的卸料管，此时卸料管中的旋塞是关闭的，再将筒体转动使加料口朝下，打开卸料管中的旋塞，筒内的浆状物料就自动流出，由于卸料管的作用，可防止研磨体随同料浆一同排出。卸料时可以往筒体中加入压缩空气，使料浆在压缩空气的作用下流出。 2.传动形式
传动形式与水泥行业的球磨机相同，有中心传动和单边传动 。 3.加料与卸料及助磨剂的使用 加料：
一种是在陶瓷磨机上方装设单轨电动葫芦，配好的原料用电动葫芦运送到磨机筒体上方；另一种是在陶瓷磨机上方建筑一个操作平台，平台上与与筒体加料口对应的地方开有加料孔，配好的原料从平台上经溜管加入到磨机中。
水由定量水表控制。 卸料：
卸料方式如前述，筒体翻转，打开旋塞，料即被卸出。 助磨剂：
为了提高粉磨效率，可加入少量某种电解质，减弱物料的亲水性，使表面活化，硬度降低，防止微裂纹的愈合，加快粉磨速度，这些电解质称为助磨剂。
常用有水玻璃、碳酸钠、氧化铝等，加入量一般为物料质量的0.05％～0.1％。 4.工作参数
a.磨机转速
磨机湿法作业粉碎功是干法的40％，所以，磨机转速应比干法高些，见教材P77～78公式6-33、34；
b.功率 见教材P79，式6-38、39 c.生产能力见教材P78，式6-37； 粉磨石英和长石时，式6-38
5.主要零部件
a.筒体
筒体是陶瓷磨机的主要部分，由筒身、端盖、内衬、加料口和人孔等组成
一个圆筒磨腔。两侧端盖中心带轴颈，将筒体支承在机座的主轴承上。
筒身是用低碳钢弯卷焊接而成，工艺上应保证有足够的圆度。筒身的两内
头焊上通常由锻造或铸造加工成的法兰圈，法兰圈的内孔和外端盖最好在专用机床上加工，其中内孔作为安装端盖的对中基准。
近年来也出现了整体式筒身，即筒身与端盖焊成一体，但要求有较高的工
艺。
筒体受力：
筒体在外力作用下产生弯曲力矩、扭转力和剪切力，其中由扭转力和剪切
力产生的应力和变形非常小，因此，根据实践经验一般只需要计算最大弯曲应力和校核径向刚度。
b.端盖
结构上有两种，一种是装配式，即用螺栓将端盖固装在筒身上，要求有较
高的加工与装配精度，用于中小型磨机；另一种是整体式，由钢板焊接而成，制造工艺简单，材料消耗少，重量轻，筒体与端盖的连接牢靠，对焊接质量要求高，焊接工艺要求严，焊前预热、焊后高温回火，以消除内应力，稳定加工后的尺寸。整体式端盖有平板状和球冠状两种，后者外观美观，但加工困难。
c.主轴承
陶瓷球磨机主轴承支承筒体部件的全部重量，在低速重载下工作，基本上只承受向下的径向力，过去多用滑动轴承，但由于工作环境差，润滑不好，磨损大，轴瓦容易烧损，维修频繁，润滑油容易泄漏，所以改用双列向心球面滚子轴承。滚动轴承摩擦磨损小，机械效率高，装配和调整比较方便，但价格昂贵。 例题：
计算QM1800×2100型球磨机的临界转速、工作转速、研磨体、物料和水的装
?填量、研磨体的尺寸和球磨机需要的功率。取转速率λ=0.76，填充系数 =0.4，3?0.5?1.6t/m料：水：研磨体=1：：1.5，研磨体容积密度 ，C=7，已知衬板厚度B=100mm,筒体直径D1 =1800mm，筒体长度L1 =2100mm。 解：
1.筒体的有效直径D0和长度L0 D0 =D1 -2B=1800-2×100=1600mm L0 =L1 -2B=2100-2×100=1900mm 2.临界转速n临
3.工作转速n工
4.研磨体的装填量 ?D02M?L0??5.装料量Mm 46.装水量 3.14?1.62?.9??01.86t?0.4Mw??5M?0.5?11.67.研磨体尺寸 0.141d?(??8.需要的功率N ?242.4t?18)D0§4.其它磨机 11?(???)?1600一.辊压机 2418辊压机是国外上世纪?(67??89)mm80年代中期研制出来的高效节能设备，它在粉磨系统
中作为预粉磨和终粉磨设备，可使产量大幅度提高。
1.构造
辊压机主要由两个辊子、轴承、液压系统、传动装置及机架组成。
两个辊子水平平行安装，分别由两台相同的直流电动机通过行星减速器驱动，一个辊是固定的，用螺栓固定在机架上，另一个辊子是活动的，其轴承座装在滑块上，沿机架可以前后移动，以便按喂料量和物料性质随时调节辊子间的间隙。
第二章 粉磨机械
