慣性球磨的制造方法
【專利摘要】一種慣性球磨機主要用于塊狀或粒狀礦物的破碎和粉磨作業，本實用新型慣性球磨機主要由筒體、格篩板、分級裝置、以及置于筒體內的多個振動體、中間環、軟軸等構成的運動系統組成，該系統由傳動裝置驅動作高速旋擺運動，對物料實施破碎和粉磨。本實用新型極大地提高磨機效率，減少能耗，設備體積小，重量輕，結構簡單、維修容易。
【專利說明】慣性球磨機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種慣性球磨機，它是把不同硬度的塊狀或者粒狀礦物粉磨成極細顆粒的設備，廣泛用于選礦、冶金、建材、化工、發電等工業領域。
【背景技術】
[0002]在各種粉磨作業中，球磨機是應用得最廣泛的一種設備，這是因為球磨機具有以下優點:(1)對物料的適應性強、能連續運轉、生產能力大、可滿足大規模生產要求；(2)粉碎比大，可達300以上，并且產品細度容易調整；(3)能適應干、濕作業，也可將粉磨和干燥兩種作業同時進行；(4)結構簡單、堅固、運轉可靠、維護管理容易。
[0003]這種球磨機如圖1所示，它是將筒體4、兩個帶有空心軸的端蓋3組裝成一體，支承位于兩端的軸承2上，筒體內壁裝有襯板，筒體內部裝有研磨體，研磨體一般為鋼球、鋼段、鋼棒或者礫石等。物料由給料裝置I加入。其工作原理是:傳動裝置8通過小齒輪7和裝在筒體端部的大齒輪5驅動整個筒體旋轉，由于離心力的作用，使研磨體貼附在筒體內襯板上與筒體一起旋轉，當被帶到一定高度后由于重力而呈拋射狀落下，達到沖擊并破碎物料，研磨體的滑動和滾動對物料進行進一步磨細，如此周而復始，完成粉磨作業。在排料方式上，濕式磨機尚有溢流排料和格子排料之別，干式磨機則是外接風力系統排料。
[0004]這種球磨機之主要缺點是:(I)工作效率很低，通常容積利用率小于50%，工作轉速只有15-30r / min，且不允許再提高，電能有效利用率只有4%左右，其余大部分都變為熱量浪費掉，粉磨作業耗電量約為總耗電量2 / 3； (2)工作時噪音大；(3)機體龐大笨重，大者千噸以上。
[0005]第二種使用較多的是自磨機，如圖2所示，其結構主要有筒體4，其內壁裝有提升板9，端部有楔形板(10)，筒體端部裝有大齒輪5，軸承2支承在兩端蓋3之空心軸上，筒體內不加裝或少裝研磨體，其工作原理是:物料自入料口 I加入，轉動裝置通過大齒輪5帶動筒體轉動，利用提升板9將粒度不同的礦物提升到一定高度后，由于重力作用而落下，通過礦石間的相互撞擊和摩擦實現破碎和粉磨，已磨細的物料借助風力自出料口 6排出，該設備入料礦物可不經粗碎和中碎直接入磨，通常用于粗磨，適于脆性物料粉磨，其余的優缺點與第一種球磨機相同。雖然省略了加裝研磨體，但為了提高礦石的沖擊力，往往使其筒體直徑比球磨機還要大得多。
[0006]第三種普遍使用的是振動磨機，如圖3所示，筒體4安裝在彈簧12和底座13組成的基座上，偏心軸11上裝有兩個偏心塊，偏心軸11通過撓性聯軸器與電機連接，筒體內裝入研磨體和物料，研磨體可以是鋼球、鋼段和鋼棒，其工作原理是:當電機驅動偏心軸高速旋轉時，偏心質量產生的激振力使筒體4產生高頻低幅振動，筒內研磨體產生整體旋轉和單體自轉，對物料產生沖擊和研磨，完成粉磨作業，由于是高頻低幅振動，物料是在高頻小沖擊力作用下產生疲勞裂紋而破碎。該類設備雖然重量輕作用頻率高，但振幅小，作用力小，入料粒度范圍小，產量低，很難滿足大型化需要。
【發明內容】
[0007]為了解決現有球磨機等粉磨設備所存在的各種問題，本實用新型以高速動能碎磨物料的工作原理，取代傳統球磨機低速勢能碎磨物料的工作原理，以直接對物料施加破碎能量的方式取代傳統球磨機間接施加破碎能量的方式，設計了一種新型的慣性球磨機，如圖4所示，其技術方案主要由筒體4、振動體17、中間環18、傳動裝置8、軟軸115、軟軸II21、格篩板16、分級裝置23、減震彈簧12、底座13等部分組成，筒體4安裝在減震彈簧12和底座13組成的彈性基座上，筒體固定不動，其內設有2個振動體17和I個中間環18，在每個振動體17的中心位置處通過互成120°的3根拉索25與筒體4形成撓性連接，中間環18置于兩振動體17之間，并與兩振動體相鄰端保持齒槽松動連接，軟軸1121分別與兩振動體17相近端之主軸31連接，軟軸115分別將左邊振動體之主軸31和筒體外的傳動裝置8連接起來，如此，兩振動體17、中間環18、軟軸115、軟軸1121以及傳動裝置8構成一個串聯的雙端旋擺運動系統，在這個系統中，各振動體之主軸31、固定其上的偏心塊30、軟軸115、軟軸1121連成一體轉動，每個振動體17均繞其自身中心作無自轉的兩端旋擺運動，中間環18則在兩振動體帶動之下作無自轉的圓周運動；筒體4結構如圖4所示，筒體4內壁固定有耐磨襯板，在對應每個振動體17中心位置處，各有3個互成120°的窺視孔和視孔蓋19，筒體兩端部配有端蓋3，其中進料端之端蓋3具有進料口 I和進水孔20，筒體內接近出料端設有縫隙大小可調的格篩板16，筒體左端下方設置有分級裝置23 ;振動體17如圖6所示，它主要由偏心塊30、主軸31、殼體32和振動體軸承33組成，殼體32外表面裝有耐磨襯板，其中一端帶有齒槽結構，主軸31通過振動體軸承33與殼體(32)轉動連接，兩個偏心塊30分別固裝于主軸31之兩端，其方向互成為180° ;中間環18如圖7所示，它由兩個端環34、一個中環35和兩個橡膠內環36組成，端環34為整體圓環，中環35沿徑向剖分為兩個半環，橡膠內環36與端環34牢固粘接在一起，橡膠內環具有弧形內齒槽，該齒槽與振動體端部齒槽相配合，兩端環34與中環35通過螺栓緊固成一個完整環體，環體外表面裝有耐磨襯板；軟軸115和軟軸1121結構形式完全一樣，只是長度不同，如圖8所示，它由軟軸體37、密封護套38、軟軸接頭39組成，軟軸體37是用一根較粗鋼絲繩作為心軸，再將一根或多根較細鋼絲繩纏繞其上而成，也可用高強度纖維繩代替纏繞鋼絲繩制成，同時在其兩端固定有軟軸接頭39，該軟軸接頭將與振動體中之主軸31和傳動裝置8出軸連接，軟軸體37也可制成多個萬向節串聯結構，軟軸體外部裝有密封護套38，它由耐油耐磨橡膠制成，并要具有足夠的強度和彈性，密封護套38兩端將與振動體17端部固定并須保證其密封性，軟軸1121的安裝必須保證兩振動體相連端的兩偏心塊30方向一致；格篩板16如圖9所示，它由固定板40、動板41和錐形體42組成，固定板與動板均為環形結構，并具有放射狀縫隙，固定板40與筒體4固定，錐形體42與筒體端蓋3固定，動板41位于二者之間，并貼緊但可轉動，以調節篩縫大小；傳動裝置8可根據需要決定是否設置減速裝置，電機以采用調速電機為宜；分級裝置可以為弧形篩結構，也可以用溢流槽型結構。
[0008]本實用新型慣性球磨機振動體17之數量，可以是一個，也可以是兩個或多個，并配以相應數量的中間環18、軟軸115和軟軸1121，構成一個多振動體的雙端旋擺運動系統；其驅動方式既可以是一端驅動，也可是兩端驅動，根據實際需要設置。
[0009]本實用新型慣性球磨機之工作原理如下:首先在筒體內加裝好研磨體(鋼球)和物料，當電機啟動后，軟軸115和軟軸1121分別帶動兩個振動體17內之主軸31和偏心塊30高速旋轉，由于每個振動體中兩個偏心塊成180°方向對稱布置，而中間軟軸1121又使兩振動體相近端之偏心塊在同一方向，因此，當主軸31和偏心塊30高速旋轉時，偏心質量所產生的巨大離心力，驅動兩振動體17相近端并帶動中間環18向一個方向偏擺，而兩遠端則向相反方向偏擺，由于這個離心力之方向始終繞其中心旋轉，使兩振動體產生繞其各自中心位置的雙端旋擺運動，其擺幅大小隨料層厚度而變，拉索25的牽拉作用使振動體17之中心位置既不完全固定又不全無限制，而是允許在一個小的范圍內隨機移動，形成撓性定位，同時該拉索25又防止了振動體17在旋擺運動中因物料摩擦而產生的自轉，位于兩振動體之間的中間環18，因其與振動體兩近端保持齒槽松動連接，使其亦隨之作無自轉的圓周運動，這種由兩個振動體和一個中間環組成的兩端旋擺運動系統，在筒體內部與物料和研磨體直接接觸，將其所有的動能直接施加給研磨體和物料，直接對物料進行撞擊、擠壓、研磨破碎，同時，這一系統的多個兩端旋擺運動和振動體中心位置的隨機移動，使筒內物料在徑向、軸向和圓周等各個方向產生劇烈地翻滾、攪動，加強了物料與物料、研磨體與物料之間的粉碎作用并提高粉磨的均勻性，伴隨振動體的旋擺運動過程，還產生一種高頻振動沖擊，使物料因疲勞而破碎，因而整個過程是所有機械破碎過程的綜合。
[0010]本實用新型慣性球磨機既可以用作球磨機，也可以用作慣性自磨機和半自磨機，若在筒體內加入適量的研磨體(鋼球)它就成為慣性球磨機，如圖4所示，高硬度鋼球將加強對物料的破碎和研磨，使產品粒度更細；若不加研磨體而只有物料，則它就成為慣性自磨機(無介質磨)，這里只是沒有研磨體的作用，其它與慣性球磨機相同，當然少量加入研磨體即成為半自磨機，究竟作為哪種磨機使用可根據需要而定。
[0011]本實用新型慣性球磨機可以用作濕式磨機如圖4，運轉時自進水孔20連續加入適量的循環水(水量可調)，水和物料受到旋擺運動系統的作用而形成旋轉水環，并同時攜帶細顆粒物料由入料端緩慢地向出料端流動，當到達格篩板16之后，粗顆粒物料被截留在筒體內，繼續進行碎磨，細顆粒物料隨著水流透過格篩板16進入分級裝置23進行分級，格篩板篩縫大小可調；分級裝置23可以是弧形篩結構，也可以是溢流槽式結構；本實用新型慣性球磨機還可以用作干式磨機，用作這種磨機時，主要是筒體4有所不同，如圖5所示，它沒有圖4所示濕式磨機中的格篩板16和分級裝置23，其技術方案是:在筒體4之外部加裝有冷卻水套28和進水孔27及出水孔29，內壁裝有耐磨襯板，兩端部設有端蓋3，進料口 I位于筒體4右端上部，進氣口 26設于進料端端蓋3之中心部位，出料口 6位于筒體左端上部，并與外部風力系統相連接，當磨機工作時，冷卻水套28內充滿循環流動冷卻水，筒體內研磨好的細粒級物料借助于風力自給料端被輸送到出料端，由出料口 6進入到外部風力系統進行選粉分級處理，從而完成整個粉磨過程。本實用新型慣性磨機也可以取消拉索25，使振動體17在具有自轉情況下運轉，但這種情況會減少破碎過程中的研磨效果。
[0012]本實用新型慣性球磨機具有如下一些優點:
[0013]1、將慣性動能從內部直接對物料施加碎磨，并使物料受到強烈攪動和高頻沖擊，提高對物料的碎磨效果，因而效率高，能耗少；
[0014]2、本實用新型碎磨能量來自雙端旋擺運動系統，其大小與轉速的平方成正比，而這個轉速范圍很大，可達IOOOr / min以上，因而破碎能量大,研磨能力強,產能極大提高；
[0015]3、入料粒度范圍寛，破碎比更大，對物料適應范圍廣；
[0016]4、本實用新型之筒體為固定不動，旋擺運動系統轉速高，質量小，不僅高效節能，而且體積小，結構簡單，制造和維護容易，占據空間少，成本低；
[0017]5本實用新型可以帶料啟動，不存在過鐵安全問題，運轉安全可靠。
[0018]【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為現有廣泛使用的傳統球磨機示意圖
[0020](a)主視圖 (b)工作原理圖
[0021]1-給料裝置 2-軸承 3端蓋 4-筒體 5-大齒輪 6-出料口 7_小齒輪8-傳動裝置
[0022]圖2為現有廣泛使用的自磨機示意圖
[0023]1-進料漏斗2_軸承 3_端蓋4_筒體5_大齒輪6_出料口 9_提升板10-楔形板
[0024]圖3為現有普遍使用的振動磨機示意圖
[0025](a)主視圖(b)橫斷面圖
[0026]1-進料口 2-軸承3-端蓋4-筒體6-出料口 8_傳動裝置11_偏心軸12-垂直彈簧13-底座14-橫向彈簧
[0027]圖4為本實用新型慣性球磨機示意圖
[0028](a)主視圖(b) A-A剖面圖
[0029]1-進料口 3-端蓋4-筒體8-傳動裝置12-垂直彈簧13-底座15-軟軸116-格篩板17-振動體18-中間環19-視孔蓋20-進水孔21-軟軸II 22-細料出口 23-分級裝置24-粗料出口 25-拉索
[0030]圖5為本實用新型慣性球磨機干式磨機筒體示意圖
[0031]1-進料口 3-端蓋4-筒體6-出料口 26-進氣口 27進水孔28-冷卻水套29-出水孔
[0032]圖6為本實用新型慣性球磨機振動體示意圖
[0033]30-偏心塊31-主軸32-殼體33-振動體軸承
[0034]圖1為本實用新型慣性球磨機中間環示意圖
[0035]34-端環35-中環36-橡膠內環
[0036]圖8為本實用新型慣性球磨機軟軸I和軟軸II示意圖
[0037]37-軟軸體38-密封護套39-軟軸接頭
[0038]圖9為本實用新型慣性球磨機格篩板示意圖
[0039](a)主視圖(b) A-A剖視圖
[0040]40-固定板41-調節板42-錐形體
【具體實施方式】
[0041]根據本實用新型圖4至圖9之技術方案，筒體4安裝在彈簧12和底座13組成的彈性基座上，筒體4固定不動，筒體內設置有兩個振動體17和一個中間環18，中間環位于兩振動體之間,每個振動體17通過互成120°的3根拉索25與筒體作撓性連接，軟軸1121將兩個振動體17之主軸31連接在一起，并保證兩近端之偏心塊方向一致，軟軸115將左邊振動體之主軸31與筒體外部的傳動裝置8之出軸相連接，傳動裝置8可根據需要決定是否設置減速裝置，中間環18通過其兩端齒槽結構與兩振動體17之相應部位作松動鏈接，如此形成一個串聯結構，格篩板16之固定板40固定在筒體4內壁上，其錐形體42則固定在筒體端蓋3上，其動板41位于固定板和錐形體之間并貼緊但可轉動，分級裝置23安裝于筒體4出料端下部。
[0042]本實用新型慣性球磨機可以有幾種使用方式，在作為球磨機使用時，筒內加裝物料的同時須加裝適量的研磨體(鋼球)；若作為自磨機使用時，則無需加裝研磨體；如果作為濕式磨機使用時(如圖4所示)，應自進水口 20輸入清水，并要求水量可控；若作為干式磨機使用時，則須用圖5所示的干式筒體結構，并須輸入冷卻水和外接風力系統；若取消拉鎖25，則振動體17可以在有自轉狀況下運轉。
【權利要求】
1.一種慣性球磨機，主要由筒體(4)、振動體(17)、中間環(18)、傳動裝置(8)、軟軸I (15)、軟軸II (21)、格篩板(16)、分級裝置(23)、減振彈簧(12)、底座(13)等部分組成，其特征在于，筒體(4)安裝在由減振彈簧(12)和底座(13)組成的彈性基座上，筒體固定不動，筒體(4)內設置有兩個振動體(17)和一個中間環(18)，在每個振動體(17)的中心位置處通過互成120°的3根拉索(25)與筒體(4)形成撓性鏈接，中間環(18)置于兩振動體(17)之間，并與其相近兩端部保持松動的齒槽鏈接，軟軸11(21)分別與兩振動體(17)相近端之主軸(31)連接，軟軸1(15)分別將左邊振動體(17)之主軸31與筒體外部之傳動裝置⑶連接起來，如此，兩振動體(17)、中間環(18)、軟軸I (15)、軟軸11(21)以及傳動裝置(8)構成一個串聯的雙端旋擺運動系統，在這個系統中，各振動體之主軸31、固定其上的偏心塊30、軟軸115、軟軸1121連成一體轉動，每個振動體17均繞其自身中心作無自轉的兩端旋擺運動，中間環18則在兩振動體帶動之下作無自轉的圓周運動；筒體(4)內壁固定有耐磨襯板，在對應每個振動體(17)中心位置處，各有3個互成120°的窺視孔和視孔蓋(19)，筒體兩端部配有端蓋(3)，其中進料端之端蓋(3)上具有進料口(I)和進水孔(20)，筒體內接近出料端設有縫隙大小可調的格篩板(16)，筒體左端下方設置有分級裝置(23)；振動體(17)由偏心塊(30)、主軸(31)、殼體(32)、振動體軸承(33)等組成，殼體(32)外表面裝有耐磨襯板，其中一端帶有齒槽結構，主軸(31)通過振動體軸承(33)與殼體(32)轉動連接，兩個偏心塊(30)分別固裝于主軸(31)兩端，其方向互為180° ;中間環(18)主要由兩個端環(34)、一個中環(35)、兩個橡膠內環(36)組成，端環(34)為整體圓環，中環(35)沿徑向剖分為兩個半環，橡膠內環(36)必須與端環(34)牢固粘接在一起，橡膠內環具有弧形內齒槽，該弧形內齒槽將與振動體(17)端部之齒槽相配合，兩端環與中環通過螺栓緊固地連接為一個完整環體，環體外表面裝有耐磨襯板；軟軸1(15)和軟軸11(21)結構形式完全一樣，只是長度不同，主要由軟軸體(37)、密封護套(38)、軟軸接頭(39)組成，軟軸體(37)是用一根較粗鋼絲繩作為心軸，再將一根或多根較細的鋼絲繩纏繞其上而成，也可以用高強度纖維繩代替纏繞鋼絲繩制成，軟軸體兩端固定有軟軸接頭(39)，該接頭將分別與振動體(17)之主軸(31)以及傳動裝置(8)之出軸相連接；軟軸體(37)也可制成多個萬向節串聯結構；軟軸體(37)外部套裝有密封護套(38)，該密封護套用耐油耐磨橡膠制成，并要求有足夠的強度和彈性，密封護套(38)兩端將與振動體(17)之端部固定并須保證其密封性，軟軸11(21)的安裝須保證兩振動體相連端之兩偏心塊(30)方向一致；格篩板(16)由固定板(40)、動板(41)、錐形體(42)構成，固定板(40)和動板(41)均為環形結構，并具有放射狀篩縫，固定板(40)與筒體(4)固定，錐形體(42)與筒體端蓋(3)固定，動板(41)位于二者之間，并貼緊但可轉動，以調節篩縫大小。
2.根據權利要求1所敘述的慣性球磨機，其特征在于，振動體(17)之數量，可以是I個，也可以是2個或多個，并配以相應數量的中間環(18)、軟軸1(15)和軟軸11(21)，構成一個多振動體的雙端旋擺運動系統；該磨機的驅動方式，既可以一端驅動，也可以兩端驅動；該磨機也可取消拉索(25)，使振動體(17)在具有自轉狀態下工作。
3.根據權利要求1和2所敘述的慣性球磨機，其特征在于，用作干式球磨機時，其筒體結構是，筒體⑷之外部加裝有冷卻水套(28)和進水孔(27)及出水孔(29)，內壁裝有耐磨襯板，兩端部設有端蓋(3)，進料口(I)位于筒體(4)右端上部，進氣口(26)設于進料端端蓋(3)之中心部位，出料口(6)位于筒體左端上部，并與外部風力系統相連接。
【文檔編號】B02C17/10GK203556414SQ201320288051
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年5月24日 優先權日:2013年5月24日
【發明者】張學騫 申請人:張學騫