我公司对直径3.6米系列格子 (溢流)型球磨机(滑动轴承或滚动轴承)进行更新设计，并以可靠、安全、寿命、操作、维护五方面依次作为该设备设计重点，经过三阶段设计，采用最权威的有限元分析平台对该设备的主回转体、传动系统等进行有限元分析，以充分实现设计验证，提高了该设备的整体设计水平和可靠性。
A.主电机（高原电机）
主电机为磨机专用的TDMK型低转速同步电机，主电机的额定电压为10kV。允许电压的偏差范围为±5%，额定电源频率为50Hz，额定功率因数为0.9，因为功率因数超前，对电网有一定的补偿作用。
电动机励磁系统采用无刷励磁装置。
电动机允许全电压直接起动，如用户电网不允许全电压直接起动，也可采用降压起动，此时电动机的起动电流与端电压成正比下降，而起动转矩则与端电压成正比降低。
电动机的防护等级为IP20，绝缘等级为F级，温升为B级。
主电机通过空气离合器与小齿轮联接，实现单级减速传动，驱动回转部转动。因为装备了空气离合器，可以实现电机——磨机分段起动，首先起动主电机，当主电机达到额定转速时，向空气离合器的气囊中充气，4~6秒内空气离合器的气囊达到额定压力压着闸瓦抱紧轮毂，带动小齿轮，驱动回转部回转。分段起动可降低起动功率，改善起动条件，减少了对电网的冲击，空气离合器可使电机的起动力矩仅为额定力矩的0.4倍（一般要达到1.8～2.8倍）,牵入转矩为额定力矩的0.3倍（一般为1.0倍），起动电流为额定电流的4倍（一般为6～7倍）。这样电机可获得良好的机械特性，尚可避免对电源造成巨大的冲击，可相应减小选矿厂主变压器的容量，降低无功损耗，同时可以降低磨机的装机功率。
主电机主要参数:
a) 电机型号: TDMK1250-40
b) 电机额定功率: 1250 kW
c) 电机额定转速: 150r/min
d) 电机额定电压:10000V
e) 绝缘等级: F
f) 效 率: 95%
g) 防护等级: IP20
h) 温升等级: B
i) 最大转矩倍数: 2.0
主电机生产厂家：沈阳沈电
B. 空气离合器
a) 主电机的功率 : 1250 kW
b) 离合器的转速 : 150 r/min
c) 电机的起动扭矩 : 为额定扭矩的 2倍
d) 磨机现场压缩空气压力 : 0.65~0.8 MPa
e) 磨机的类型: 溢流型球磨机
f) 磨机筒体的转速 : 17.3 r/min
g) 筒体的内径 : 3600 mm
h) 充填率 : 45%
i) 离合器安装在驱动轴上, 摩擦轮毂安装在被驱动端为正向: 正向
j) 现场电源: 220V / 50Hz
k) 供货范围：离合器本体、气动控制部分、电动控制部分
该型号离合器的应用在0.65MPa的气压下能够提供的扭矩，安全系数为2.05。该离合器正常传递电机扭矩所需的最小气压为0.65MPa, 推荐的启动时间为4到6秒之间(不能超过6秒)。使用空气离合器可以大大降低对电网的冲击，一般直联启动电流的倍数可达7倍，使用空气离合器后，启动电流倍数可降低到4倍。
C. 喷射润滑装置：
球磨机上用的喷射润滑设备主要取决于球磨机自身的需求，即大小齿轮润滑油的需求，一般中、小规格的球磨机大小齿轮的润滑油牌号为N680（中极压工业齿轮油），可以满足运行需求，大型球磨机大小齿轮的润滑油通常采用黏度为1500sCt（厘斯）以上，因此需要采用高可靠性的喷射润滑产品。
D. 空气压缩机
型 号：WW-0.8/10
主要技术性能：流量：0.8m3/min 公称气压：1MPa 储气罐容积：170 l
生产厂家：鞍山佳鹏
E. 磨机回转部
MQY3660溢流型球磨机筒体整体重量为67.5t，外形尺寸：Φ3620×6020（单位：mm），由于筒体中间处受力弯矩最大，因此采用多数量高强度螺栓把合。
筒体均采用外翻法兰与相关件连接、止口定位。筒体钢板厚度为36mm，筒体钢板材料为Q235-A，筒体法兰材料采用ZG35，所有焊缝均为熔透焊缝，焊后对所有焊缝均采用超声波探伤检查，筒体焊接后整体进行退火消除应力处理。
筒体的制造工艺：1）按照GB/T700-1988《碳素结构钢》中有关Q235-A的化学成分尤其是P、S含量之规定检查来料合格与否；2）检验合格后对钢板喷砂除锈、涂漆，下料、拼接；3）刨边并加工焊接坡口；4）卷板、在自动焊接机上焊接成整体，校圆，以保证椭圆度及直线度；5）下料、拼接法兰，并加工焊接坡口及内圆；6）法兰与筒体钢板组对，采用自动焊接机焊接；7）焊接后，对所有焊缝进行探伤（超声波探伤）检查，可疑之处γ射线照相；8）整体到端面车床（φ4×14m）上一次装夹加工，保证两端定位止口的同轴度及法兰端面的垂直度，加工人孔；9）粗加工后，热处理消除应力；10）精加工各处配合止口及端面；11）加工筒体上的衬板把合孔。
技术要求：
1） 焊缝采用全熔透焊缝，在钢板厚度上应连续堆积，不应有气孔；
2） 钢板纵横向间不得同时有贯穿状焊缝，纵向焊缝应交错在1000mm以上，焊缝为X型；
3） 焊缝距孔边缘距离最小为60mm；
4） 筒体内表面焊后焊缝应平整，不得高出基面，否则要磨平；筒体外表面 焊缝高出5mm；
5） 筒体弯曲度不得超过3mm；
6） 为防止筒体运输过程中变形，用钢管加固；
7） 各孔均在焊后采用机械加工；
8） 部件全部焊完后，再加热炉中进行消除应力处理：
- 低于300℃时自然加热，然后加热速率100℃/h；
- 加热和保温时间（550～600℃）48小时，按热处理工艺；
- 冷却速率100℃/h，低于300℃时自然冷却；
- 在焊接件附近设置传感器，用来检查热循环。
9）焊缝采用超声波探伤应符合GB/T11345-1989《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》标准规定C级，检验Ⅰ级。
焊接工艺：
1）焊接时先焊接筒体内侧，从外部将焊渣清除干净，并确信已焊接部分没有缺陷方可焊接外侧；
2）焊缝表面应没有裂纹、咬边等缺陷；
3）筒体两端机械加工坡口，加工后与法兰连接，坡口形式，执行有关行业标准；
4）采用X射线对所有T型焊缝检验，对100%焊缝进行超声波检验。
磨机筒体与衬板之间采用耐碱、耐高温橡胶板。
通过对端盖铸造的分析、铸造采用特殊工艺，磨机中空轴与端盖之间采用分体式，解决径肩区应力集中问题，装配形式采用过盈配合，减小整体同轴度误差。
为了确保这种结构的强度和刚度，我公司采用Ansys软件对该部分进行有限元分析，部分分析结果如下：
F. 磨机主轴承
磨机主轴承：主轴承为动静压滑动轴承，在启动及停车时采用高压油润滑，用静压形成油膜，将空心轴顶起，正常运行时给入低压油，靠轴颈的运动形成油膜。主轴承采用铅基轴承合金(硬度<30HB)，腰鼓形线接触调心结构，活塞环式密封，筒体运动时在主轴承上产生的热量由轴瓦下埋有的蛇形冷却水管带走，轴承密封采用活塞环式密封，密封效果好。
衡量主轴承的标准为压应力P及压应力与中空轴径的线速度的乘积（PV），经过计算，结果证明均小于许用值。该类型轴承引进的该项技术，现已经制造几百台，小到2.7米系列球磨机，大到MQY5064溢流型球磨机，根据现场运行反馈的信息，证明该类型轴承完全可以替代进口产品，另外，在轴承衬体两侧安装双支铂热电阻，用以检测轴承衬体的温度，这些信号都引入低压控制系统中，以数字的形式显示，并且这些信号还作为开停机的必要信号。
主轴承中包括：测温电阻（Pt100双支铂热电阻，数量：4件）、油流信号器（型号：XYSQ-10Ⅱ；参数：电压12V,功率110W，数量：2件）、温度继电器（型号：xu-200；参数： 200V，30VA，数量：2件）、蛇形冷却水管（紫铜管）等。
冷却水温度：一般小于或等于30℃的工业用水
冷却水流量：3 m3/h
冷却水压力：0.3 MPa
G. 磨机进料部
采用弯管给料器，密封结构好，弯管内部采用耐磨铸铁衬板，耐冲击耐腐蚀性能好，端面由法兰连接，避免矿浆进料时造成的喷溅，使磨机进料更加充分。
H. 基础部
采用敷设梁结构，承载能力强，更换螺栓方便。
K. 传动部
大齿轮：材料为优质合金铸钢（ZG35CrMo），分两半制造，采用销定位，特制高强度合金钢螺栓联接、现场组装，定位准确，安装方便，采用斜齿，热处理硬度207-241HB。小齿轮材料为37SiMn2MoV，齿形为渐开线齿形，齿面硬度为45~50HRC。
H. 锰钢衬板
球磨机筒体衬板及端衬板采用锰钢衬板
材质：ZGMn13Ⅱ 采用单波形式衬板，使衬板磨损均匀，衬板更加耐磨，发挥衬板的最大使用寿命。
I. 起重装置：
该装置由一个油泵站、四个100吨千斤顶及相关托架、阀等组成，与每个千斤顶连接的管路上配有一个截流阀，用于调整顶起的同步程度，安全可靠、操作方便，该型号磨机的工作顶起高度为200mm。
4.2.3电气部分技术说明
控制要求
a) 高低压润滑站中的油箱油位、油温不进入控制（不作为停机的必要条件），只作为监测报警；
b) 高低压润滑站中的油箱油温低于20℃时，启动电加热器；高于30℃时，停止电加热器；
c) 当磨机运转过程中，如果高低压润滑站中低压油油压＜0.2Mpa时，启动备用低压泵；无论是否启动备用低压泵，如果高低压润滑站中的低压油压继续下降＜0.1Mpa时，停空气离合器（停机）；
d) 主电机出现故障（主电机停止运转）时，不停空气离合器，但是高压泵应自动启动；
e) 磨机启动前，如果空气离合器储气罐气压＜0.55Mpa时，不允许合空气离合器；
f) 在磨机运转过程中，如果空气离合器气罐气压＜0.55Mpa时，空气离合器应自动松开（放气）；
g) 磨机启动前，如果空气离合器气囊气压＞0.02Mpa时，不允许启动主电机；
h) 主电机与慢速传动电机之间无联锁；
i) 从合空气离合器开始计时，3分钟后自动停高低压润滑站中的双高压泵；
j) 在磨机运转过程中，如果停离合器（松开，无论是自动还是手动），高低压润滑站中的双高压泵应自动启动；
k) 从启动低压泵时开始计时，2分钟后向空气离合器发出“可合”信号，前提必须是高低压润滑站运转正常（高低压油泵压力条件满足）；
l) 主电机启动后，2分钟后向空气离合器发出“可合”信号；
m) 当主电机未启动，且已满足第11条，可合空气离合器；当主电机启动后，上述两个信号都满足时，可合空气离合器；
n) 慢速传动电机启动条件是高低压润滑站中的双高压泵启动，压力满足；
o) 磨机启动/停止的标志是空气离合器的合/开；
p) 根据现场实测数据，可设定：出料端高压油压力为8Mpa，进料端高压油压力为7Mpa；
q) 如果主轴承温度≥50℃时，发出报警信号；如果主轴承温度≥55℃时，停机（停空气离合器）；
r) 高/低压润滑油压力与主电机无联锁；
s) 在磨机运行过程中，如果喷射润滑不能正常工作时，停机（停空气离合器）；
t) 磨机启动顺序：『手动启动低压泵』 ? 『自动启动喷射润滑装置』 ? 『如果双高压泵控制开关处于手动位置，则需要手动启动双高压泵，如果双高压泵控制开关处于自动位置，则将延时30秒自动启动双高压泵』 ? 『手动启动主电机』 ? 『（低压泵启动延时2分钟，发出“可合”信号后）手动启动空气离合器』；
u) 磨机停机顺序：手动停空气离合器 ?（双高压泵自动启动） ? 自动停喷射润滑 ? 停主电机（按实际情况而定）。
