我公司對直徑3.6米系列格子 (溢流)型球磨機(滑動軸承或滾動軸承)進行更新設計，並以可靠、安全、壽命、操作、維護五方麵依次作為該設備設計重點，經過三階段設計，采用最權威的有限元分析平臺對該設備的主回轉體、傳動系統等進行有限元分析，以充分實現設計驗證，提高瞭該設備的整體設計水平和可靠性。 

A. 主電機（高原電機） 

主電機為磨機專用的TDMK型低轉速同步電機，主電機的額定電壓為10kV。允許電壓的偏差范圍為±5%，額定電源頻率為50Hz，額定功率因數為0.9，因為功率因數超前，對電網有一定的補償作用。 

電動機勵磁系統采用無刷勵磁裝置。 

電動機允許全電壓直接起動，如用戶電網不允許全電壓直接起動，也可采用降壓起動，此時電動機的起動電流與端電壓成正比下降，而起動轉矩則與端電壓成正比降低。 

電動機的防護等級為IP20，絕緣等級為F級，溫升為B級。

主電機通過空氣離合器與小齒輪聯接，實現單級減速傳動，驅動回轉部轉動。因為裝備瞭空氣離合器，可以實現電機——磨機分段起動，首先起動主電機，當主電機達到額定轉速時，向空氣離合器的氣囊中充氣，4~6秒內空氣離合器的氣囊達到額定壓力壓著閘瓦抱緊輪轂，帶動小齒輪，驅動回轉部回轉。分段起動可降低起動功率，改善起動條件，減少瞭對電網的沖擊，空氣離合器可使電機的起動力矩僅為額定力矩的0.4倍（一般要達到1.8～2.8倍）,牽入轉矩為額定力矩的0.3倍（一般為1.0倍），起動電流為額定電流的4倍（一般為6～7倍）。這樣電機可獲得良好的機械特性，尚可避免對電源造成巨大的沖擊，可相應減小選礦廠主變壓器的容量，降低無功損耗，同時可以降低磨機的裝機功率。

主電機主要參數:

a) 電機型號: TDMK1250-40  

b) 電機額定功率: 1250 kW

c) 電機額定轉速: 150r/min 

d) 電機額定電壓:10000V

e) 絕緣等級:  F

f) 效    率:  95%

g) 防護等級:  IP20

h) 溫升等級:  B

i) 最大轉矩倍數:  2.0

主電機生產廠傢：沈陽沈電

B.  空氣離合器

a) 主電機的功率 :   1250 kW

b) 離合器的轉速 :   150 r/min

c) 電機的起動扭矩 :   為額定扭矩的 2倍

d) 磨機現場壓縮空氣壓力 :   0.65~0.8 MPa

e) 磨機的類型:   溢流型球磨機

f) 磨機筒體的轉速 :   17.3 r/min

g) 筒體的內徑 :  3600 mm

h) 充填率 :   45%

i) 離合器安裝在驅動軸上, 摩擦輪轂安裝在被驅動端為正向:   正向

j) 現場電源:   220V / 50Hz

k) 供貨范圍：離合器本體、氣動控制部分、電動控制部分

該型號離合器的應用在0.65MPa的氣壓下能夠提供的扭矩，安全系數為2.05。該離合器正常傳遞電機扭矩所需的最小氣壓為0.65MPa, 推薦的啟動時間為4到6秒之間(不能超過6秒)。使用空氣離合器可以大大降低對電網的沖擊，一般直聯啟動電流的倍數可達7倍，使用空氣離合器後，啟動電流倍數可降低到4倍。 

C.  噴射潤滑裝置： 

球磨機上用的噴射潤滑設備主要取決於球磨機自身的需求，即大小齒輪潤滑油的需求，一般中、小規格的球磨機大小齒輪的潤滑油牌號為N680（中極壓工業齒輪油），可以滿足運行需求，大型球磨機大小齒輪的潤滑油通常采用黏度為1500sCt（厘斯）以上，因此需要采用高可靠性的噴射潤滑產品。

D.  空氣壓縮機

型    號：WW-0.8/10

主要技術性能：流量：0.8m3/min  公稱氣壓：1MPa  儲氣罐容積：170 l

生產廠傢：鞍山佳鵬

E.  磨機回轉部

MQY3660溢流型球磨機筒體整體重量為67.5t，外形尺寸：Φ3620×6020（單位：mm），由於筒體中間處受力彎矩最大，因此采用多數量高強度螺栓把合。

筒體均采用外翻法蘭與相關件連接、止口定位。筒體鋼板厚度為36mm，筒體鋼板材料為Q235-A，筒體法蘭材料采用ZG35，所有焊縫均為熔透焊縫，焊後對所有焊縫均采用超音波探傷檢查，筒體焊接後整體進行退火消除應力處理。

筒體的制造工藝：1）按照GB/T700-1988《碳素結構鋼》中有關Q235-A的化學成分尤其是P、S含量之規定檢查來料合格與否；2）檢驗合格後對鋼板噴砂除銹、塗漆，下料、拼接；3）刨邊並加工焊接坡口；4）卷板、在自動焊接機上焊接成整體，校圓，以保證橢圓度及直線度；5）下料、拼接法蘭，並加工焊接坡口及內圓；6）法蘭與筒體鋼板組對，采用自動焊接機焊接；7）焊接後，對所有焊縫進行探傷（超音波探傷）檢查，可疑之處γ射線照相；8）整體到端麵車床（φ4×14m）上一次裝夾加工，保證兩端定位止口的同軸度及法蘭端麵的垂直度，加工人孔；9）粗加工後，熱處理消除應力；10）精加工各處配合止口及端麵；11）加工筒體上的襯板把合孔。

技術要求：

1）     焊縫采用全熔透焊縫，在鋼板厚度上應連續堆積，不應有氣孔；

2） 鋼板縱橫向間不得同時有貫穿狀焊縫，縱向焊縫應交錯在1000mm以上，焊縫為X型；

3） 焊縫距孔邊緣距離最小為60mm；

4） 筒體內表麵焊後焊縫應平整，不得高出基麵，否則要磨平；筒體外表麵  焊縫高出5mm；

5） 筒體彎曲度不得超過3mm；

6） 為防止筒體運輸過程中變形，用鋼管加固；

7） 各孔均在焊後采用機械加工；

8） 部件全部焊完後，再加熱爐中進行消除應力處理：

a. 低於300℃時自然加熱，然後加熱速率100℃/h；

b. 加熱和保溫時間（550～600℃）48小時，按熱處理工藝；

c. 冷卻速率100℃/h，低於300℃時自然冷卻；

d. 在焊接件附近設置傳感器，用來檢查熱循環。

9） 焊縫采用超音波探傷應符合GB/T11345-1989《鋼焊縫手工超音波探傷方法和探傷結果分級》標準規定C級，檢驗Ⅰ級。

焊接工藝：

1） 焊接時先焊接筒體內側，從外部將焊渣清除乾凈，並確信已焊接部分沒有缺陷方可焊接外側；

2） 焊縫表麵應沒有裂紋、咬邊等缺陷；

3） 筒體兩端機械加工坡口，加工後與法蘭連接，坡口形式，執行有關行業標準；

4） 采用X射線對所有T型焊縫檢驗，對100%焊縫進行超音波檢驗。

磨機筒體與襯板之間采用耐堿、耐高溫橡膠板。

通過對端蓋鑄造的分析、鑄造采用特殊工藝，磨機中空軸與端蓋之間采用分體式，解決徑肩區應力集中問題，裝配形式采用過盈配合，減小整體同軸度誤差。

為瞭確保這種結構的強度和剛度，我公司采用Ansys軟件對該部分進行有限元分析，部分分析結果如下：

F.  磨機主軸承

磨機主軸承：主軸承為動靜壓滑動軸承，在啟動及停車時采用高壓油潤滑，用靜壓形成油膜，將空心軸頂起，正常運行時給入低壓油，靠軸頸的運動形成油膜。主軸承采用鉛基軸承合金(硬度<30HB)，腰鼓形線接觸調心結構，活塞環式密封，筒體運動時在主軸承上產生的熱量由軸瓦下埋有的蛇形冷卻水管帶走，軸承密封采用活塞環式密封，密封效果好。

衡量主軸承的標準為壓應力P及壓應力與中空軸徑的線速度的乘積（PV），經過計算，結果證明均小於許用值。該類型軸承引進的該項技術，現已經制造幾百臺，小到2.7米系列球磨機，大到MQY5064溢流型球磨機，根據現場運行反饋的信息，證明該類型軸承完全可以替代進口產品，另外，在軸承襯體兩側安裝雙支鉑熱電阻，用以檢測軸承襯體的溫度，這些信號都引入低壓控制系統中，以數字的形式顯示，並且這些信號還作為開停機的必要信號。

主軸承中包括：測溫電阻（Pt100雙支鉑熱電阻，數量：4件）、油流信號

G.  磨機進料部

采用彎管給料器，密封結構好，彎管內部采用耐磨鑄鐵襯板，耐沖擊耐腐蝕性能好，端麵由法蘭連接，避免礦漿進料時造成的噴濺，使磨機進料更加充分。

H.  基礎部

采用敷設梁結構，承載能力強，更換螺栓方便。

K.  傳動部

大齒輪：材料為優質合金鑄鋼（ZG35CrMo），分兩半制造，采用銷定位，特制高強度合金鋼螺栓聯接、現場組裝，定位準確，安裝方便，采用斜齒，熱處理硬度207-241HB。小齒輪材料為37SiMn2MoV，齒形為漸開線齒形，齒麵硬度為45~50HRC。

H.  錳鋼襯板

球磨機筒體襯板及端襯板采用錳鋼襯板

材質：ZGMn13Ⅱ 采用單波形式襯板，使襯板磨損均勻，襯板更加耐磨，發揮襯板的最大使用壽命。

I.  起重裝置：

該裝置由一個油泵站、四個100噸千斤頂及相關托架、閥等組成，與每個千斤頂連接的管路上配有一個截流閥，用於調整頂起的同步程度，安全可靠、操作方便，該型號磨機的工作頂起高度為200mm。

4.2.3 電氣部分技術說明

控制要求

a)高低壓潤滑站中的油箱油位、油溫不進入控制（不作為停機的必要條件），隻作為監測報警；

b)高低壓潤滑站中的油箱油溫低於20℃時，啟動電加熱器；高於30℃時，停止電加熱器；

c)當磨機運轉過程中，如果高低壓潤滑站中低壓油油壓＜0.2Mpa時，啟動備用低壓泵；無論是否啟動備用低壓泵，如果高低壓潤滑站中的低壓油壓繼續下降＜0.1Mpa時，停空氣離合器（停機）；

d)主電機出現故障（主電機停止運轉）時，不停空氣離合器，但是高壓泵應自動啟動；

e)磨機啟動前，如果空氣離合器儲氣罐氣壓＜0.55Mpa時，不允許合空氣離合器；

f)在磨機運轉過程中，如果空氣離合器氣罐氣壓＜0.55Mpa時，空氣離合器應自動松開（放氣）；

g)磨機啟動前，如果空氣離合器氣囊氣壓＞0.02Mpa時，不允許啟動主電機；

h)主電機與慢速傳動電機之間無聯鎖；

i)從合空氣離合器開始計時，3分鐘後自動停高低壓潤滑站中的雙高壓泵；

j)在磨機運轉過程中，如果停離合器（松開，無論是自動還是手動），高低壓潤滑站中的雙高壓泵應自動啟動；

k)從啟動低壓泵時開始計時，2分鐘後向空氣離合器發出“可合”信號，前提必須是高低壓潤滑站運轉正常（高低壓油泵壓力條件滿足）；

l)主電機啟動後，2分鐘後向空氣離合器發出“可合”信號；

m)當主電機未啟動，且已滿足第11條，可合空氣離合器；當主電機啟動後，上述兩個信號都滿足時，可合空氣離合器；

n)慢速傳動電機啟動條件是高低壓潤滑站中的雙高壓泵啟動，壓力滿足；

o)磨機啟動/停止的標志是空氣離合器的合/開；

p)根據現場實測數據，可設定：出料端高壓油壓力為8Mpa，進料端高壓油壓力為7Mpa；

q)如果主軸承溫度≥50℃時，發出報警信號；如果主軸承溫度≥55℃時，停機（停空氣離合器）；

r)高/低壓潤滑油壓力與主電機無聯鎖；

s)在磨機運行過程中，如果噴射潤滑不能正常工作時，停機（停空氣離合器）；

t)磨機啟動順序：『手動啟動低壓泵』 à 『自動啟動噴射潤滑裝置』 à 『如果雙高壓泵控制開關處於手動位置，則需要手動啟動雙高壓泵，如果雙高壓泵控制開關處於自動位置，則將延時30秒自動啟動雙高壓泵』 à 『手動啟動主電機』 à 『（低壓泵啟動延時2分鐘，發出“可合”信號後）手動啟動空氣離合器』 ；

u)磨機停機順序：手動停空氣離合器 à（雙高壓泵自動啟動） à 自動停噴射潤滑 à 停主電機（按實際情況而定）。

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