國外球磨機的研究熱點

球磨機作為粉磨作業(yè)的重要設備之一，從1893年出現至今已在很多領域得到了廣泛的應用。由于其處理能力和粉磨后的粒度對后續(xù)作業(yè)的效率和整體生產流程的技術經濟指標影響顯著，國內外專家、企業(yè)對它的研究從未終止過。

近年來，由于能源費用的增長、礦石品位的下降，球磨機的大型化、高效化已成為必然的發(fā)展趨勢。隨著球磨機結構尺寸的增大，其所需要的驅動功率也必然隨之增大。為了滿足這些大型球磨機的正常驅動要求，對其傳動方式的研究和改進成為球磨機研究的一個重要方向。傳統(tǒng)的球磨機傳動方式主要有兩種，即齒輪周邊傳動和齒輪中心動。

(1)齒輪周邊傳動

齒輪周邊傳動是球磨機最常用的一種傳動方式，其結構如圖1.2所示。從圖中可以看出，這種傳動方式主要是通過由螺栓固聯(lián)在筒體法蘭上的大齒圈與一個或者兩個小齒輪嚙合，從而將驅動力由電動機傳導至回轉體上，實現球磨機的正常工作。

圖1 齒輪周邊傳動示意圖

1一主軸承;2一球磨機筒體;3一小齒輪;4一膠板彈性聯(lián)軸器;5一中間軸;6一齒輪聯(lián)軸器;7一電動機;8一大齒圈;9一減速器

圖2齒輪中心傳動示意圖

1一主軸承;2一球磨機筒體;3一聯(lián)軸器;4一減速器;5一電動機

(2)齒輪中心傳動

齒輪中心傳動是將球磨機的回轉體通過聯(lián)軸器直接連接在齒輪減速器的輸出軸，電動機輸出的驅動力通過減速器直接傳導至球磨機，帶動回轉體旋轉，其結構如圖2所示。

對比這兩種傳動方式可知，齒輪周邊傳動具有傳動平穩(wěn)、噪音小、壽命長、費用低等優(yōu)點，但由于大齒輪制造加工能力等原因影響，其筒體最大外徑受到一定限制;而齒輪中心傳動具有傳遞功率大、傳動效率高等優(yōu)點，但由于經常發(fā)生減速器故障，故增加了維修的工作量。

由圖1和圖2可以看到，齒輪周邊傳動和齒輪中心傳動都可以根據球磨機額定功率的大小，選用單電機或雙電機兩種不同的驅動方式。額定功率在75O0kW以內的球磨機使用單電機就可以滿足驅動要求，當額定功率大于7500kw時則需要采用雙電機驅動的傳動方式。但實踐證明，以現有技術水平制造的球磨機，即便是使用了雙電機驅動，其功率極限也被限制在15O00kW以內。瑞士的ABB公司為了攻克這一技術難關創(chuàng)造性地提出了無齒輪磨機驅動(GMD)的概念，并于1969年為法國拉法基集團設計制造了世界上第一臺無齒輪驅動球磨機。最初的無齒輪驅動球磨機只被應用于水泥工業(yè)中，直到1985年，該公司又設計制造了世界上第一臺適用于采礦工業(yè)的無齒輪驅動磨機，其功率為6MkW、轉速為17.2rpm。

無齒輪驅動球磨機是根據同步電機的原理設計的，主要由球磨機回轉體、定子、轉子和基座構成，如圖3所示。在無齒輪驅動球磨機的傳動系統(tǒng)中去掉了所有的齒輪嚙合傳動，而是將轉子代替大齒圈安裝在筒體的法蘭上。定子則安裝在球磨機的基座上，與筒體上的轉子相對應，兩者之間留有一定的氣隙，這樣便組成了一個電動機的基本結構。

圖3無齒輪驅動球磨機示意圖

在無齒輪驅動的系統(tǒng)中，球磨機所需要的驅動力矩是由定子與轉子氣隙間的電磁場產生的磁力提供的。以這種方式驅動球磨機的理論是將球磨機回轉體作為轉子結構的一部分，并在其上安裝磁極，磁極數的數量與球磨機所需的工作轉速有關。一般來說，球磨機直徑越大，臨界轉速越低。因此，隨著球機直徑的增大，磁極數也將隨之增加，在實際工程應用中，磁極數的選取范圍常為48一72之間。

無齒輪傳動系統(tǒng)與傳統(tǒng)的齒輪傳動方式相比具有以下優(yōu)點：

(1)使用最少的機械部件，極大的降低了機械故障率，可靠性高；

(2)工作過程中，定子與轉子并不發(fā)生接觸，無機械磨損，不需要其它傳動方式那樣停止驅動，更換損耗件；

(3)可以實現球磨機的變速傳動，且啟動性能良好；

(4)無齒輪驅動系統(tǒng)理論上沒有最大功率的限制，為球磨機的大型發(fā)展提供了技術基礎。

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