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第一篇 粉碎工程的基本理论 1

第一章 绪论 1

1—1—1 碎矿磨矿的目的和意义 1

一、粉碎的定义 1

二、粉碎的目的 1

三、粉碎作业的意义 2

1—1—2 粉碎工程学科的结构 3

一、粉碎工程学科的形成 3

二、粉碎工程学科的结构 4

1—1—3 碎矿磨矿车间的技术经济指标 5

一、单位产品电耗 5

二、粉碎比 5

三、产量、质量系数和综合指标 6

四、单位钢耗和单位球耗 6

1—1—4 近代粉碎技术及设备进展 6

一、粉碎理论 7

二、粉碎工艺技术进展 10

三、粉碎机械设备进展和趋向 14

第二章 破碎矿石的理论基础 32

1—2—1 矿物和岩石的性质 32

一、机械强度 32

二、可碎性和可磨性 32

三、磨蚀性 36

四、腐蚀性 37

五、物质结构和晶体组织 38

1—2—2 粉碎机械的类型和工况 39

一、粉碎机械的施力情况 39

二、粉碎机械的类型 39

三、国外关于粉碎机械的分类法 41

1—2—3 固体物料粉碎的强度理论 43

一、固体物料强度理论的概念 43

二、固体物料的强度理论 44

1—2—4 破碎矿石的能耗理论及应用 49

一、固体物料质点间的内聚力 49

二、固体物料的功耗理论 50

三、三个功耗学说的比较和应用 54

第三章 粒度物性和筛分分析 57

1—3—1 粒度组成和粒度分析 57

一、粒度表示法 57

二、混和料的平均粒度和均匀度 57

三、粒度分析 58

1—3—2 筛分分析 60

一、标准筛和非标准筛 60

二、筛分分析 65

1—3—3 粒度曲线和粒度特性方程式 66

一、粒度特性曲线 66

二、粒度频度分布曲线 66

三、粒度特性方程式 69

四、粒度特性方程式的应用 73

第四章 筛分理论 76

1—4—1 筛分原理和筛分效率 76

一、筛分原理 76

二、筛分效率 78

1—4—2 筛分动力学及应用 79

一、筛分效率和筛分时间的试验 79

二、筛分动力学方程式 80

三、筛分动力学的应用 81

1—4—3 影响筛分效率的因素 82

一、被筛物料的性质 82

二、筛面种类和筛孔几何参数 84

三、筛机的工作参数 85

四、操作条件 85

二、开流和圈流粉磨流程的比较 86

一、开流和圈流的概念 86

1—5—1 开流和圈流磨矿流程述评 86

第五章 磨矿流程及磨矿动力学 86

三、水泥工业的粉磨流程 93

1—5—2 闭路磨矿中各参数的关系 106

一、循环负荷和选粉效率的计算方法 106

二、循环负荷率和选粉效率的关系 108

三、粉磨效率和循环负荷率、选粉效率的关系 108

四、循环负荷率与成品细度的关系 113

1—5—3 磨矿动力学的数学模型 114

一、磨矿动力学方程式 114

二、磨矿作业的数学模型 116

三、解析粉磨速度论的基本方程式 120

1—5—4 磨矿动力学的应用 121

一、确定磨机各仓长度 121

二、对磨机生产率进行修正 122

三、预测磨机生产率 123

四、预测和检验产品细度 124

五、预测闭路系统产量和循环负荷率的关系 124

第六章 颗粒分级与分选的基本理论 125

1—6—1 颗粒分选机理—气固两相流动理论 125

一、气固两相流动形式 125

二、气固两相流动的理论基础 125

三、颗粒运动时的流体阻力计算 132

1—6—2 颗粒沉降理论 133

一、颗粒在介质中的沉降概念 133

二、颗粒在静止流体中的自由沉降 134

三、颗粒在流体内的运动 140

1—6—3 旋转气流—转圈理论和隔筛理论 142

一、单相旋转气流的速度分布和压力分布 142

二、气固两相旋转气流的速度分布和压力分布 142

三、旋流设备分离的最小粒径和沉降时间 147

四、旋风收尘器的局部阻力系数和收尘效率 148

五、隔筛理论 151

第二篇 破碎 152

第一章 绪论 152

2—1—1 国内外破碎设备发展史回顾 152

一、颚式破碎机 152

二、锤式破碎机 154

三、反击式破碎机 157

2—1—2 国内外破碎机设备发展趋势 160

一、破碎机大型化 161

二、深入研究破碎机理 161

三、破碎机向高速高能发展 162

四、改进机构和提高自动控制水平 162

五、改进机构零部件 163

2—1—3 细碎及超细碎机的研制及发展 164

一、颚式细碎机 164

二、旋回式细碎机 165

三、锤式细碎机 166

四、高压辊轮磨(高压辊压机) 167

第二章 颚式破碎机 169

2—2—1 颚式破碎机的类型、工作原理及构造 169

一、简单摆颚式破碎机 169

二、复摆颚式破碎机 170

三、综合摆动式颚式破碎机 170

2—2—2 颚式破碎机的主要工艺参数 173

一、颚式破碎机的啮角 173

二、偏心轴的转速 174

三、颚式破碎机的生产率 174

四、颚式破碎机需用功率 175

2—2—3 颚式破碎机的结构参数及优化设计 176

一、进料口尺寸与排料口尺寸 176

二、啮角 176

三、动颚的摆动行程 176

八、动颚悬挂高度 177

七、连杆长度 177

2—2—4 颚式破碎机主要零部件的设计计算 177

一、复摆颚式破碎机的受力分析与计算 177

六、肘板摆动角 177

五、传动角 177

四、偏心距 177

二、颚式破碎机主要零部件的设计计算 178

2—2—5 细碎颚式破碎机在水泥工业中的应用 180

2—2—6 颚式破碎的设备管理 180

一、正确操作顺序 180

二、科学维护与运转 180

第三章 辊式破碎机 181

2—3—1 辊式破碎机的类型、工作原理及构造 181

一、辊式破碎机的类型 181

二、双辊破碎机的工作原理 181

三、辊式破碎机的构造 181

四、辊式破碎机的规格表示法 183

五、辊式破碎机的应用 184

二、辊式破碎机的工作参数 185

一、辊式破碎机的结构参数 185

2—3—2 辊式破碎机的主要工作参数 185

2—3—3 辊压力和弹簧压力计算 188

一、径向辊压力 188

二、弹簧压力 189

2—3—4 国外新型辊压机 189

一、概述 189

二、辊压机的构造 190

三、辊压机的主要参数 190

2—3—5 辊压机的作用 190

第四章 锤式破碎机 193

2—4—1 锤式破碎机的类型、工作原理及构造 193

一、锤式破碎机的类型 193

二、锤式破碎机的工作原理 193

三、锤式破碎机的构造及特点 194

2—4—2 其它形式的锤式破碎机及应用 195

一、立轴锤式破碎机 195

二、粘性物料锤式破碎机 196

四、单段锤式破碎机 197

三、环形锤式破碎机 197

五、烘干锤式破碎机 199

2—4—3 锤式破碎机主要参数的计算 200

一、锤式破碎机转子的转速 200

二、锤式破碎机的产量 200

三、锤式破碎机电机功率 201

四、锤头重量 201

2—4—4 锤式破碎机主要零部件的计算 201

一、锤头的打击平衡计算 201

二、转子的平衡计算 202

三、锤头的结构 202

二、操作及定时检查 203

三、停车注意事项 203

四、安全注意事项 203

一、开车的准备阶段 203

2—4—5 锤式破碎机的科学管理 203

2—4—6 国外新型锤式破碎机 204

第五章 反击式破碎机 205

2—5—1 反击式破碎机的类型及工作原理 205

一、反击式破碎机的概述 205

二、反击式破碎机的工作原理 205

四、反击式破碎机的规格表示法 207

三、反击式破碎机的分类 207

五、反击式破碎机的特点 208

2—5—2 反击式破碎机的构造及应用 208

一、单转子反击式破碎机 208

二、双转子反击式破碎机 209

三、反击锤式破碎机 211

四、烘干反击式破碎机 213

五、反击装置和转子 214

六、反击式破碎机的应用 217

七、国外新型反击式破碎机 217

一、反击式破碎机的主要结构参数 218

2—5—3 反击式破碎机的主要参数 218

二、反击式破碎机的主要工作参数 219

2—5—4 反击式破碎机主要零部件的设计计算 224

一、破碎力的确定 224

二、转子轴的强度计算 224

三、轴承载荷确定 224

四、反击装置的自重、弹簧预压力或液压力的确定 224

五、主轴临介转速计算 225

一、圆锥破碎机的类型和基本原理 227

第六章 圆锥破碎机 227

2—6—1 圆锥破碎机的类型、工作原理及结构 227

二、圆锥破碎机的特点和规格 228

三、中细碎圆锥破碎机 229

2—6—2 圆锥破碎机主要工艺参数 234

一、粗碎圆锥破碎机主要工艺参数的确定 234

二、中细碎圆锥破碎机主要工艺参数的确定 239

一、结构参数 241

2—6—3 圆锥破碎机的设计与计算 241

二、工作参数 242

三、主要零部件强度计算 242

2—6—4 圆锥破碎机的科学管理 243

一、旋回圆锥破碎机的安装试车 243

二、圆锥破碎机的管理 248

2—6—5 国外新型圆锥破碎机 252

第三篇 粉磨 254

第一章 绪论 254

3—1—1 磨机发展的历史回顾 254

一、概述 254

二、磨机发展简史 254

三、我国粉磨机械发展概况 255

3—1—2 磨矿机械进展 256

一、磨矿设备大型化 256

二、传动新型多样化 256

四、衬板特殊化 258

三、控制自动化 258

五、新型粉磨机械的研制 259

3—1—3 磨机大型化的界限问题 259

一、磨机直径发展应当依从于水泥工厂的规模和投资 260

二、超越当前技术经济水平的大型磨机的缺陷 261

三、综合技术经济指标合理的磨机最佳直径 264

一、超细粉磨的概念及超微粒子的应用 265

二、超微粉碎机械的分类 265

3—1—4 超细粉磨的现实意义 265

三、超微粉碎机的选择 266

第二章 球磨机和管磨机 269

3—2—1 球(管)磨机概述 269

一、磨机在现代水泥生产流程中的地位和作用 269

二、磨机的特点 272

三、磨矿机械的用途 273

3—2—2 球磨机的类型和工作原理 273

一、球磨机的分类 273

三、筒体转速对于磨矿介质磨矿作用的影响 275

二、球磨机的工作原理 275

3—2—3 球磨机的构造 276

一、Φ1.8×7米边缘传动磨机的构造 276

二、Φ2.4×13米中心传动棒球磨的构造 279

三、Φ3.2×8.5米中卸烘干磨的构造 280

四、Φ3×11米中心传动水泥磨的构造 281

3—2—4 磨矿机的主要部件 283

一、磨机回转部分 283

二、磨机的进料装置 292

三、磨机的出料装置 297

四、磨机的支承装置 301

3—2—5 筒体内的主要零部件 308

一、衬板 308

二、隔仓板 355

三、磨头衬板 372

四、卸料篦板 376

三、磨机传动的分类 377

一、磨矿机传动的特点 377

二、磨矿机传动装置的发展 377

3—3—1 概述 377

第三章 磨矿机的传动系统 377

3—3—2 磨矿机的传动系统 378

一、边缘传动 378

二、中心传动 382

三、无齿轮传动 385

3—3—3 磨机传动用减速器和联轴器 387

一、球磨机传动用减速器 387

二、球磨机用联轴器 389

三、球磨机用电磁离合器 391

3—3—4 边缘传动磨机的大小齿轮副 392

一、大齿圈的固定与结构 392

二、大小齿轮副的安装位置角 395

三、大小齿轮副的磨损与润滑 397

四、大小齿轮副的罩壳设计和密封装置 399

五、边缘传动磨机小齿轮的轴向定位 400

六、边缘传动磨机齿轮副的啮合质量指标 401

3—3—5 磨机各种传动型式的比较 402

一、边缘传动与中心传动的比较 402

二、单传动与双传动的比较 403

三、无齿轮传动与齿轮传动的比较 403

第四章 磨内研磨体运动学 404

3—4—1 磨内研磨体运动基本方程式 404

一、球荷运动学和动力学分析的基本假设 404

二、磨内研磨体运动基本方程式 405

三、磨内筒体转速方程式 406

3—4—2 抛落状态研磨体的运动轨迹方程式 407

一、研磨体运动的脱离点轨迹 407

二、研磨体运动的降落点轨迹 407

三、研磨体运动的最内层轨迹 409

四、抛落运动研磨体的最高点轨迹 412

3—4—3 磨机筒体横断面上的球荷切面积 412

一、球荷切面积的概念 412

二、抛落状态的球荷切面积计算 413

三、研磨体运动的周转率 416

3—4—4 研磨体与衬板之间的相对滑动 417

一、磨内研磨体的相对滑动现象 417

二、磨内研磨体的相对滑动速度 418

第五章 球磨机的转速理论及进展 421

3—5—1 球磨机的理论临介转速及研究进展 421

一、球磨机的理论临介转速 421

二、球磨机的临介转速理论研究进展 421

三、钢球自转运动影响球磨机临介转速的理论 424

3—5—2球磨机的理论适宜转速桨研究进展 429

一、球磨机的理论适宜转速 429

二、球磨机的转速率和内外球层半径比 429

三、球磨机的最佳理论适宜转速的研究进展 431

3—5—3 球磨机转速的操作制啡 439

一、高转速操作制度 439

二、中转速操作制度 440

三、低转速操作制度 442

第六章 球磨机的主要工艺参数 444

3—6—1 磨内研磨体填充率 444

一、磨矿介质填充率的概念 444

二、磨矿介质动态填充率的计算 444

三、磨矿介质静态填充率的计算 445

四、磨矿介质的平均填充率及其分配原则 447

3—6—2 球磨机各仓仓径长度 449

一、用n阶磨矿动力学方程式确定各仓长度 449

二、按经验公式确定仓位长度 450

3—6—3 钢球级配 450

一、磨内研磨体装载量 450

二、磨内研磨体级配理论 451

三、磨内研磨体级配方法 454

四、配球方案的检查 467

3—6—4 研磨体的磨损及补充 469

一、概述 469

二、钢球磨损理论综述 470

三、钢球磨耗率的计算 473

四、磨内钢球的平衡补球法 474

五、其它补球方法 478

3—6—5 球磨机的功率 482

一、球磨机功耗分析 482

二、球磨机的功率计算 483

三、球磨机功率计算说明 494

3—6—6 球磨机的产量 495

一、影响磨机产量的因素 495

二、球磨机的产量计算 495

3—6—7 球磨机的增产理论与实践 498

一、球磨机工艺参数的调整 498

二、新技术的采用 506

第七章 球磨机内研磨体的动力学 512

3—7—1 抛落状态研磨体的动力学分析 512

一、抛落状态研磨体的动力学分析 512

二、抛落状态研磨体动力学分析的结论 515

3—7—2 泻落状态研磨体的动力学分析 518

一、理想泻落状态的描述 519

二、泻落弓形的几何参数和力学模型 519

三、辅助传动功率计算 522

四、泻落弓形的倾斜角计算 523

五、泻落状态磨矿介质的总载荷和球磨机起动 523

第八章 磨机主要零部件的设计计算 525

3—8—1 球磨机传动部分的设计计算 525

一、磨机规格的确定 525

二、传动系统传动比的分配 526

三、磨机小齿轮轴的跨距确定方法 527

四、磨机小齿轮轴的设计 528

3—8—2 磨机筒体强度和刚度计算 530

一、磨机筒体强度计算 530

二、磨机筒体刚度计算 533

三、磨头(磨尾)中空轴的强度计算 533

四、端盖与筒体法兰联接螺栓的强度计算 534

五、焊接平端盖的强度计算 538

六、铸造端盖的应力分析 541

七、国外在磨机筒体应力分析方面的结论 542

3—8—3 磨机其它零部件的设计计算 544

一、球磨机剖分式大齿轮圈的有关计算 544

二、主轴承验算 545

三、磨体热膨胀量计算 546

一、基础的施工 548

二、地脚螺栓 548

3—9—1 球磨机的基础 548

第九章 球磨机的安装、使用和科学管理 548

三、基础质量的检查和验收 551

3—9—2 球磨机安装前的准备工作 552

一、基础铲麻面和放垫铁 552

二、安装工具和仪器 554

三、设备检查 554

三、基础划线和架设“天线” 556

二、磨头和筒体的组装 556

3—9—3 球磨机的安装 556

一、球磨机安装的基本规律 556

四、磨机主轴承底座安装与测量 558

五、磨机主轴承安装与测量 560

六、磨体的安装 560

七、磨内零部件的安装 562

八、磨机传动部分的安装 562

九、全面复查及二次灌浆 564

3—9—4 球磨机的合理操作 564

一、球磨机的试运转 564

二、球磨机的开车 565

三、球磨机的停车 565

四、球磨机的正常操作 566

3—9—5 球磨机的科学管理 568

一、全面质量管理概述 568

二、球磨机的科学管理 570

三、球磨机的文明生产 571

一、近代修理学的概念 572

二、球磨机的计划修理 572

3—9—6 球磨机的维修 572

三、球磨机一些零件的修理 573

第十章 棒磨机 577

3—10—1 棒磨机的类型、构造和工作原理 577

一、棒磨机的类型 577

二、棒磨机的构造 577

三、棒磨机的工作原理 577

四、棒磨机的应用范围 578

四、棒荷填充率 579

七、棒磨机小时产量 579

六、棒磨机最佳给料粒度F0和最佳粉粹比R 579

五、棒磨机的功率消耗 579

二、钢棒和直径 579

一、棒仓筒体长径比 579

3—10—2 棒磨机的主要工作参数 579

三、棒磨机的工作转速 579

3—10—3 棒磨机在水泥工业中的应用 580

一、概述 580

二、棒磨机在生产中出现的问题及解决方法 580

二、干式自磨机的结构 582

三、干式自磨机的工作原理 582

3—11—1 自磨机的类型、构造和工作原理 582

一、自磨机的类型 582

第十一章 自磨机 582

3—11—2 自磨机的主要参数 585

一、自磨机的规格和长径比 585

二、自磨机的转速率 586

三、给料配比和填充率的选择 587

四、自磨机的生产率 588

3—11—3 自磨机的应用 589

六、附加钢球的影响 589

五、自磨机的功率 589

第十二章 立式磨机 591

3—12—1 立式磨机的类型、构造和工作原理 591

一、立式磨机的类型 591

二、立式磨机的构造和工作原理 591

三、立式磨的特点 596

3—12—2 立式磨的主要参数 598

一、立式磨的主要工艺参数 598

二、平盘立式磨的结构主要参数 604

3—12—3 立式磨机的应用 605

第十三章 高细磨机 606

3—13—1 高细磨机 606

一、概述 606

二、超细磨 606

三、新型高细磨的构造和工作原理 607

四、高细粉磨流程 608

一、国内外情况 609

3—13—2 振动磨 609

二、振动磨结构及工作原理 611

三、振动超细粉磨工艺 613

四、振动粉磨的应用效果 614

第四篇 分级 617

第一章 绪论 617

4—1—1 粒度分级的目的和意义 617

一、分级的目的 617

二、分级的意义 618

4—1—2 粒度分级的方法和设备 618

一、粒度分级的方法 618

二、粒度分级的设备 619

第二章 筛分机械 622

4—2—1 固定筛 622

一、工作原理和构造 622

二、圆筒筛的主要参数 623

一、圆筒筛的分类和构造 623

4—2—2 圆筒筛 623

二、主要参数 623

4—2—3 振动筛的基本理论 625

一、直线运动振动筛的基本理论 625

二、圆运动振动筛的基本理论 633

4—2—4 直线运动振动筛 635

一、双轴惯性振动筛 635

二、共振筛 636

4—2—5 圆和椭圆运动振动筛 637

一、单轴惯性振动筛 637

二、自定中心振动筛 638

三、重型振动筛 639

四、非线性惯性共振筛 640

4—2—6 概率筛 640

一、概述 640

二、概率筛的工作原理 640

三、概率筛的结构 641

四、概率筛的参数 642

五、概率筛的特点和用途 649

4—2—7 国外新型筛分机械 650

一、复合振动频 650

二、胡基筛—湿法立式圆筒筛 650

三、沃利斯筛分机—超声筛 651

四、筛面曲张筛和托惠尔筛 651

五、德瑞克筛 652

六、胡麻筛—筛面振动筛 655

第三章 湿法生产中的分级设备 657

4—3—1 螺旋分级机 657

一、螺旋分级机的分类和构造 657

二、螺旋分级机的参数 658

三、螺旋分级机的用途 660

4—3—2 水力旋流器 660

一、水力旋流器的构造及工作原理 660

三、水力旋流器的主要尺寸 661

二、水力旋流器的基本理论 661

四、水力旋流器的用途 662

4—3—3 弧形筛 662

一、弧形筛的结构和工作原理 662

二、弧形筛的主要参数 664

三、弧形筛的特点和用途 665

4—3—4 细筛 665

一、细筛的构造和工作原理 665

二、细筛的参数 665

三、细筛的特点和用途 666

第四章 干法生产中的分级设备 667

4—4—1 通过式选粉机 667

一、通过式选粉机的构造和工作原理 667

二、通过式选粉机的分离粒径 668

4—4—2 离心式选粉机 669

一、离心式选粉机的构造和工作原理 669

四、细度调节 669

三、通过式选粉机的性能和用途 669

二、离心式式选粉机的分离粒径 670

三、离心式选粉机的主要结构参数 671

四、离心式选粉机的细度调节 671

五、离心式选粉机的工作参数 671

六、离心式选粉机的特点和用途 672

七、国内外对离心式选粉机的改进 673

一、旋风式选粉机的构造和工作原理 677

4—4—3 旋风式选粉机 677

二、旋风式选粉机的工作参数 678

三、旋风式选粉机的性能和用途 680

四、我国研制的高效旋风式选粉机 681

4—4—4 国外新型高效选粉机 683

一、O—Sepa型选粉机 683

二、MDS型组合式选粉机 687

三、Sepax型高效选粉机 689

四、其它新型选粉机 690

主要参考文献 692