球磨機傳動方案的分析與計算

郭培力 高興陽

摘 要： 球磨機是一種低速重載的磨礦設備，通過電動機進行驅動，經傳動裝置帶動筒體旋轉，達到將筒體內物料磨細的目的，能量消耗比較低，本文主要介紹球磨機的傳動系統，如何選擇傳動方案，電動機的選擇，通過參數計算最終設計出球磨機，用于生產使用。

關鍵詞： 傳動方案；電動機；參數計算

1.傳動方案

球磨機的工作原理為電動機通過傳動裝置控制裝在兩個大型軸承上的一個可以回轉的筒體，這個筒體的內部有大小不同的研磨體，同時在筒體的內壁上還有襯板，防止內部物質對筒體的破壞，通過旋轉筒體，內部研磨介質與研磨體的相對作用和物質在內部拋物運動（如圖1），將其磨細。

傳動裝置作為球磨機的動力部件，其運行狀態直接影響整個磨機的工作效率，隨著磨機規格的不斷增大，傳動方案在設計上也趨于多樣化，有以下幾種方式（如圖2）：

a：異步電機+減速器+邊緣齒輪傳動（單側或兩側），適合小規格磨機，由于磨機載荷較大，需要的啟動轉矩較大，常采用繞線型異步機；

b：同步電機+氣動離合器+邊緣齒輪傳動（單側或兩側），國內應用最普遍，使用時間長，適用于大部分規格的磨機；

c：異步電機+減速器+中心傳動，減速器與回轉體之間通過膜片聯軸器連接，機械效率更高，電動機消耗功率更低，節能顯著；

以上三種方案是球磨機常用驅動方式，其中a、b方案中隨著磨機功耗的增大可由單驅改為雙驅模式，此外隨著技術不斷革新，又出現了環形電機無齒輪傳動球磨機，可以實現球磨機在一個小的范圍內無極調速，可根據礦石可磨性的變化自動調節磨礦機的產率。

2.電動機

球磨機傳動方案設計中，電動機的選擇主要是根據磨礦的功耗進行計算。

首先計算磨碎單位重量礦石所消耗的功W，公式如下：

式中：W1—邦德功指數；

P—產品粒度；

F—給礦粒度；

然后計算球磨機需要的功率Nt，公式如下：

式中：Qa—設計流程中原始給礦量；

W—磨碎單位重量礦石消耗的功；

EF—校正系數；

球磨的需要功率計算出來之后，需要乘以電動機、減速器、齒輪傳動裝置之間的傳動效率η總，電動機的功率要拋出中間環節損耗，所以電動機的輸出功率 。

電動機的功率計算出來之后，通過查找電動機樣本，綜合使用環境因素選擇合適型號的電機，然后進行球磨機總體安裝設計。

3.參數計算

球磨機總體設計完成之后，需要進行參數計算和校核，具體的內容如下：

（1）球磨機臨界轉速：

D-磨機有效內徑

需要計算臨界轉速保證球磨機的安全運轉，如果速度太大，離心力大，對筒體損傷大，所以計算臨界轉速，規定使用過程中不得超過該轉速值；

（2）球磨機理論范圍，需要對球磨機工作時候的的適宜轉速進行設計計算，保證球磨機正常工作，根據生產需求選擇不同的轉速率，通常球磨機的轉速率范圍為75%～85%；

（3）球磨機生產能力，根據客戶和技術要求，需要對設計完成之后的球磨機進行生產能力的核算，要保證滿足生產的實際要求，計算公式如下：

式中：Q—球磨機生產能力；

N—球磨機需要功率；

q—單位功率生產能力；

η—流程系數，開路取1.0，閉路1.15-1.5。

結論

球磨機作為磨礦設備的一種，其設備的設計需要考慮設備的技術和參數要求，還要考慮強度問題，它使用的環境非常惡劣，同時研磨的物質對設備的沖擊也大，設計上既要考慮設備的工作效率，還要避免破壞元件，延長使用壽命，為了保持磨機運轉穩定，滿足設備最大生產效率，降低成本，傳動系統的設計尤為重要。

參考文獻

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