球磨机存在的缺点

我们的思维缺陷在机械设计中有很多体现，下面以选矿厂常见的球磨机为例说明。

在球磨机不同部位存在着不同的原始设计缺陷和习惯性设计缺陷以及单一型设计缺陷，经过较长期的现场检修实践，逐步改进了这些设计缺陷造成的设备故障，同时也养成了按科学、按实际现象进行设计的良好习惯。

在原始设计的原理性缺陷往往是最简单而又易被人们忽视的问题，比较难以找到问题的理论根据和类比模型。如端衬板的改进设计就是在检修实际中发现端衬板镶铺后总是存在两块衬板间隙上小下大，经过仔细思考，其实就是一个简单的空间几何问题，通过形象思维和抽象概括镶铺空间，正确的确定各种几何要素的关系，而这些要素则是现场空间实物的半径、锥度、衬板厚度、衬板上宽、下宽等。而对富重球磨机勺臂尺寸进行的改进则是理论力学的运动轨迹问题的应用。针对勺臂总是外表面磨损，产生薄弱故障点的现象，本来矿浆应由勺头舀起，在勺臂内流动的，经过勺头处一点运动轨迹的确认和改进，较好地解决了勺臂在近勺头处的磨损问题。

习惯性思维设计缺陷常常是人们根据实践经验或书本知识想像而容易忽视的设计细节，常常造成设备的薄弱环节。如球磨机进、出料筒的长度一般的设计就是与进、出料大端盖平齐即可，但根据矿浆在进、出料筒与筒体之间的流动情况和进、出料大端盖的磨损情况分析，设计成平齐状态恰恰是造成进、出料大端盖局部磨损的原因。这就是细节在有条件的情况下，也能成为主要因素的例子。而筒体人孔门的结构则是习惯性地认为在表面积为3.14×18002×6000mm=6.1×106平方的筒体表面开面积为642×682mm=4.37×105平方毫米的小孔，只占0.0075%，不足以使筒体抗弯扭能力减弱，甚至出现裂纹。但实践证明这微小的方孔却产生了裂纹，导致漏矿，发展严重后会使整个∮3.6×6.0米的筒体报废，经济损失多达50万元/台。所以，设计的完善不止在于大的方面要正确，更在于细节设计的科学、周密。

设备作为工作机器，当然必须满足特定的功能，满足强度、刚度、热稳定性等要求，另外还要满足经济，方便制造等，这些都是理论上的、单一性的考虑，到实际运行时却是系统的，全过程的，各方面都要求满足的。球磨机大齿圈接头改进就是因为在大齿圈设计时，为了制造方便，设计了退刀槽，使接头处的齿牙根部强度明显减弱，而且在退刀槽根部处也造成了应力集中，由于大齿圈齿牙受脉动循环应力作用，久而久之，造成大齿牙齐根断裂。这是在设计时没有考虑到运行实际情况而形成的设计缺陷。球棒磨机大齿圈动罩结构改进则是在设计时没有考虑到，动罩由于尺寸大，使制造精确比较困难，保证不了圆度，而且，为了保证运转时动罩不刮静罩，制作间隙较大，使密封效果不好，进水进矿时有发生，使齿轮副润滑恶化，加剧了磨损。这是在设计时没有考虑到制作大型焊件实际情况而形成的设计缺陷。所以在设计时就应该考虑到制造时的问题，制造时就要考虑到运行的问题，这其实就是从设备零部件的作用过程去系统化、全过程思考，找到影响问题发生的关联事件，才能较好地解决问题。

从彼得．圣吉《第五项修炼》一书可知，系统化思考的主要障碍是，归罪于外，自我设限，推论阶梯等，以上所举的设计缺陷也是机械设计系统化思考的主要障碍。原始设计的原理性缺陷往往是最简单而又易被人们忽视的问题，比较难以找到问题的理论根据和类比模型。习惯性思维设计缺陷常常是人们根据实践经验或书本知识想像而容易忽视的设计细节，常常造成设备的薄弱环节。设备作为工作机器，当然必须满足特定的功能，满足强度、刚度、热稳定性等要求，另外还要满足经济，方便制造等，这些都是理论上的、单一性的考虑，到实际运行时却是系统的，全过程的，各方面都要求满足的。从根本上来说，以上设计缺陷就是在机械设计中没有对所设计的设备零部件进行系统化、全过程思考而造成的。

1、机械设计工作的实质。

机械设计工作说到底是一种过程，是一种将成熟的科学理论、实践经验逐步应用到机械设备及零部件从设计、制造，到安装，调试，运行、使用到更换报废的过程，其中每一步也是一种工序过程，机械设计工作是与设备制造、生产紧密相连的一系列流程，而其产品却是所设计设备及零部件生产、使用流程的优质，高效，低成本，所以，机械设计工作的全过程不只是设备零部件的计算，出图，而且也包括设备零部件的制造、安装，调试，运行、操作，维护，使用、更换、报废。即设备零部件由生到死的全部环节都要考虑到。

2、系统化机械设计的主要思路

系统化机械设计首先将设备机械设计工作作为一个系统来考虑，这个系统以设备零部件的流动全过程为载体，包含专业人员，技术手段，设计环境，技术规范，根据现场生产实际，不断的进行设计提问，问题分析，改进设计，总结提高。其次，将设备机械设计工作以生产现场实际为基础，向两头延伸，一方面注重机械设计设备零部件的质量、成本、效率，另一方面注重设计后设备的制造、安装，调试，运行、操作、使用、维护及改进完善。设计的机械质量主要是符合生产要求和设备运转周期要求。设计的机械成本主要体现在保证运转的长期性，稳定性上，进而减少检修维护的备件，材料，人工的用量。

在机械设计开始就要考虑到制造、使用、维护上的问题，不仅要求利用现有条件可以经济的制造，也要在工厂使用设备时维护、检修方便和低成本，尤其要在润滑与密封上多做工作，对设备运转部位能够及时加油，螺丝及时紧固，密封处设计好，防止进水进矿，可显著延长设备零部件的使用寿命，可起到事半功倍的效果。

在设备维护、检修中要坚持逢修必改。重要的不是设备出了什么问题，及时采取检修办法，而是设备为什么会出这些问题，采取什么办法改善它，这样，设备故障才会降下来，设备才会趋于正常磨损，生产的设备才会实现效益最大化。

3，机械系统化设计的体系构成，

设备系统化管理的体系是一三维体系，x向为设备从设计到报废的时间维，y向为设备所涉及的人机料法环。z向为设 计的PDCA循环。 机械的每一个零部件设计都要放在这一立体模式中去进行三维思考，应考虑的因素为三坐标上的元素，根据生产现场实际及设计数据推断出需要注意的关点细节，尤其是涉及跨行业、跨技术的界缘要素更应注意。再将细节点分类和完善设计要点和技术标准，使设计细节明确具体，这样，机械设计就比较系统和全面了。比如磨机筒体部件的设计关点细节有：筒体的衬板耐磨性，不仅要改进材料，更主要是均匀磨损，镶铺间隙较小，必要时可用可靠性设计；筒体的结构受力的平衡与稳定，不仅要容易制造，方便检修维护，更主要是不能出现局部应力集中与裂纹而提前报废，必要时可用有限元分析进行设计校核；磨机大齿圈的齿牙的密封设计不仅要可以制造，更主要的是在运行中起到作用，必要时可用优化设计等等。

写诗的人功夫在诗外，搞机械设计的人的真功夫其实就在机械以外的电气，热学，流体力学，机械制造，热处理等知识的综合应用能力，机械设计的系统化思考并不是无路可寻，而是要沿着设备机械设计工作的以设备零部件的流动全过程中的每一个工序进行三维思考，结合三坐标上的要素，找出薄弱环节、关键环节，从而找出设计缺陷，加以分析改进，就会达到设计的系统完美。

系统化是我们全面认识客观世界的哲学观点，系统发展观是科学发展观的本质所在，系统化设计是科学设计机械的最好方式，也是最难作好的方式。因此，我们需要更多的实践与思考，更多地掌握机械设计过程中的通透要素，界缘，即平衡运作的细节。只有全面掌握每个细节，我们才能较好地实现设计的机械优质，高效，低成本。