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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
課題名稱 小型物料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 張鋒
學(xué) 號(hào) 8031208130
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 12-1
指導(dǎo)教師 萬暢
起止時(shí)間2011年11月25日—2012年5月29日
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說 明
一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫，頁(yè)面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
開題報(bào)告正文：
一、研究的意義及目的：
粉碎是利用機(jī)械的方法克服固體物料內(nèi)的凝聚力而將其破碎的一種操作，它是食品加工的基本操作之一，習(xí)慣上稱作為破碎。粉碎在工業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)具有重要的作用。而小型物料不但包括日常的生活用品，如花椒、玉米等日常生活用品，也包括某些材料如藥材等。在這些材料的加工過程中離不開粉碎機(jī)，隨意對(duì)粉碎機(jī)的研究是順應(yīng)省會(huì)生產(chǎn)的需要。
隨著化工、建材、非金屬礦、涂料等行業(yè)的發(fā)展,人們對(duì)非金屬礦物原料的產(chǎn)品細(xì)度要求越來越高。例如,超細(xì)粉可作為超導(dǎo)材料的添加劑某些藥品只有達(dá)到微米級(jí)才能被人體吸收彩色顯像管用的石墨乳、精細(xì)化工中的化妝品以及油漆、涂料等均需要產(chǎn)品細(xì)膩而均勻。
同時(shí)，粉碎機(jī)還應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品的加工，農(nóng)業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)、是國(guó)家發(fā)展的根本，機(jī)械化的普及，不僅使農(nóng)業(yè)加強(qiáng)了農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)也減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)北方地區(qū)種植小麥、玉米等農(nóng)作物約占我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的45%以上，同年出口量北方地區(qū)占全國(guó)達(dá)20%左右。因此我國(guó)北方地區(qū)更需要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)，從而提高農(nóng)業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率。如今我國(guó)北方大部分地區(qū)基本上從種到收到入倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，并且機(jī)械化技術(shù)越來越高，這就需要我們更進(jìn)一步的研究小型物料粉碎機(jī)，使其相關(guān)性能滿足農(nóng)產(chǎn)品加工的需求。
所以，為了更好解決生產(chǎn)過程的產(chǎn)生的各種問題，就需要我們進(jìn)一步研究小型物料粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理，找出產(chǎn)生以上問題的原因并加以解決，使小型物料粉碎機(jī)更好地服務(wù)于人們的日常生及工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面。
二、本課題所涉及的問題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析:
我國(guó)粉碎機(jī)是隨著20世紀(jì)五六十年代養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。1972年在山東紅旗爪齒式粉碎機(jī)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了全國(guó)系列化。國(guó)內(nèi)常用的普通粉碎機(jī)主要有錘片式和齒爪式兩種，它們都是采用機(jī)械的方法對(duì)原料以沖擊方式進(jìn)行粉碎。被粉碎的原料有谷粒類、果蔬類、莖稈類、餅粕類和礦物類等，起適用范圍廣泛，通用性強(qiáng)，而且構(gòu)造簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，易于控制產(chǎn)品的粒度，適用維修方便、可靠。目前，國(guó)內(nèi)小型粉碎機(jī)多為爪式，產(chǎn)量低、粉碎粒度不易調(diào)整。在農(nóng)戶中還有使用柴油機(jī)帶動(dòng)的粉碎機(jī)（如9F-36 等型號(hào)），其噪音大，使用不方便。
例如：正昌138系列冠軍王粉碎機(jī)采用組合多腔粉碎室，粉碎效率較普通機(jī)型提高l0％一30％。牧羊SWFP66×100型錘片式微粉碎機(jī)采用可調(diào)節(jié)的軸端進(jìn)風(fēng)口。有效改善了粉碎機(jī)的輔助吸風(fēng)系統(tǒng)，提高了粉提高了粉碎效率。
國(guó)外典型的錘片式飼料粉碎機(jī)。由于錘片式粉碎機(jī)的技術(shù)進(jìn)步，飼料粉碎作業(yè)具有更高的效率、更低的電耗和成本。
例如：北美地區(qū)使用的錘片式粉碎機(jī)，直徑達(dá)1.9m，篩片面積4.5m2，轉(zhuǎn)速3600r／min，錘片線速度107m／s，功率447kW，大多還配有供風(fēng)系統(tǒng)用于氣力輸送。
美國(guó)Roskamp Champion(CPM)公司的HM系列水滴型臥式錘片粉碎機(jī)，篩孔采用交錯(cuò)開孔排列布置方式，采用不同篩孔直徑(3．2～4.8mm)的篩片組合使用，效率提高10％～15％，可通過調(diào)節(jié)錘篩間隙來控制產(chǎn)品粒度。
荷蘭Van Aarsen公司的2D系列錘片式粉碎機(jī)兩側(cè)裝有遙控電動(dòng)換篩裝置，在運(yùn)行中即可更換篩板，配有自動(dòng)電磁清潔系統(tǒng)，適應(yīng)性得到提高。
意大利GBS公司的MSVl20／25型立式粉碎機(jī)，機(jī)體內(nèi)部涂覆耐磨材料顯著降低了粉碎機(jī)噪聲。
瑞士Buhler公司的DFZK一2型系列雙立軸錘片式粉碎機(jī)，自動(dòng)控制系統(tǒng)中配備有重顆粒剔除、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)堵料等功能，先進(jìn)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)力配備使得該機(jī)的單位產(chǎn)量電耗相對(duì)早先機(jī)型有所降低。
三、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析：
3.1對(duì)工作部分核心裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)
粉碎機(jī)設(shè)計(jì)主要組成部分：入料口、釘齒脫粒滾筒軸、柵格式凹板、機(jī)架等部分組成。整體組成如圖1所示：
3.1.1入料部分
入料口與粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的上蓋部分相連，它是利用一厘米厚的鐵板制成，入料部位與釘齒滾筒的釘齒部位相切，將物料從入料口倒入，下滑到脫粒部位，即釘齒滾筒和柵格式凹板之間，進(jìn)行脫粒。
3.1.2脫粒部分
脫粒部分主要是由釘齒滾筒、柵格式凹板、半圓型上蓋組成。物料在釘齒滾筒和柵格式凹板之間進(jìn)行脫粒，將已脫下的玉米粒從柵格式凹板的縫隙漏下，落到下滑板，由倉(cāng)口排出機(jī)體之外，玉米芯借助于滾筒上的螺旋排列的釘齒的螺旋推力和螺旋導(dǎo)向作用，由入料口的另一端（即出料口）排出機(jī)體之外。
3.1.3篩選部分
篩選部分主要是由柵格式凹板完成，它是由一定數(shù)量的鐵條及兩條主要梁和兩條副梁組成，每?jī)筛F條之間的縫隙可以將玉米卡住，然后快速旋轉(zhuǎn)的釘齒滾筒將被卡死的玉米強(qiáng)行脫粒，當(dāng)然，無論是工作時(shí)還是安裝時(shí)，柵格式凹板是固定不動(dòng)的。粉碎機(jī)設(shè)計(jì)之后，再將物料經(jīng)過柵格式凹板，從凹板的縫隙漏出，順著斜滑板滑出機(jī)體之外，目的是將粉碎的物料與加入的物料分開。
3.1.4機(jī)架部分
機(jī)架是由左機(jī)架、右機(jī)架、出料口、下滑板及穩(wěn)定結(jié)實(shí)的主機(jī)梁組成，機(jī)架是粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的主要支撐，他承擔(dān)著粉碎機(jī)的主要重量和動(dòng)力、負(fù)載和力矩，因此它的設(shè)計(jì)是許強(qiáng)不弱的部分。機(jī)架的兩部分要各自穩(wěn)定，而且相對(duì)固定，以便做到機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)、歪斜，造成人身危險(xiǎn)，因此為了機(jī)架的堅(jiān)固，此家用食品粉碎機(jī)設(shè)計(jì)采用三毫米厚的角鐵制成。
1.5粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)
為了更優(yōu)化小型物料粉碎機(jī)的機(jī)型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，此粉碎機(jī)設(shè)計(jì)采用電力拖動(dòng)，而且電動(dòng)機(jī)也同樣采取節(jié)能式，電動(dòng)機(jī)安裝在粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的下部，與粉碎機(jī)的機(jī)架的下機(jī)梁固定連接，這樣可以節(jié)省電動(dòng)機(jī)所占用的空間。粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的從入料到脫粒到分離玉米粒和玉米芯，最后將玉米粒和玉米芯排出機(jī)體之外，是粉碎機(jī)設(shè)計(jì)一體完成的，它最大的優(yōu)點(diǎn)是在短時(shí)間內(nèi)可以完成幾個(gè)人的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高了工作效率，節(jié)省了勞動(dòng)時(shí)間。此粉碎機(jī)設(shè)計(jì)有這些優(yōu)點(diǎn)之外，還有安全性能高、效率高、堅(jiān)固耐用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維修和保管 。
1.喂料斗 2.閘板 3.粉碎室 4.轉(zhuǎn)子 5.軸 6.錘片 7.篩片 8.出料口 9.機(jī)架
圖一 錘片式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖
3.2現(xiàn)有粉碎機(jī)類型及其特點(diǎn)：
（1）沖擊式粉碎機(jī)
目前帶有內(nèi)分級(jí)結(jié)構(gòu)的沖擊式粉碎機(jī)也很普遍，要注意分級(jí)系統(tǒng)與粉碎機(jī)的粉碎腔的有機(jī)結(jié)合，特別是在分級(jí)系統(tǒng)的葉片設(shè)計(jì)與調(diào)整上氣流的流動(dòng)方面。生產(chǎn)實(shí)踐中，有些企業(yè)往往注重粉碎機(jī)部分而忽略了分極系統(tǒng)，結(jié)果設(shè)備使用不理想。
（2）振動(dòng)粉碎機(jī)
有水平型氣流磨、垂直環(huán)形氣流磨、對(duì)沖式氣流磨、流化床式氣流磨、靶式氣流磨、旋轉(zhuǎn)式氣流粉碎機(jī)等。其粉碎機(jī)理也是靠沖擊，不過是靠高速氣流推帶物料，使物料與物料、氣流、固定機(jī)件(沖突板)的沖擊而粉碎的干式、連續(xù)作業(yè)?？蛇m用于礦靶式和旋轉(zhuǎn)式還可以用作塑料及纖維分布區(qū)域很窄。又因?yàn)闅怏w在噴嘴處所以粉碎溫度很低，可用于低溫點(diǎn)和粉碎機(jī)的設(shè)各投資大、能耗大、運(yùn)轉(zhuǎn)成本高，所以其應(yīng)用受到了很大限制。一般只在高值高檔產(chǎn)品才使用。此外。尚有稱噴射粉碎法的，是氣流粉碎的別稱。原理是利用流體能量進(jìn)行噴射而使物料粉碎。有超聲波沖擊粉碎、噴射沖擊、噴氣粉碎等。其本質(zhì)都是在循環(huán)氣流中運(yùn)動(dòng)的粒子能中心部位被加速，引起相互沖突而式粉碎機(jī)一類使用于硬質(zhì)性物料粉碎。
（3）膠體磨
膠體磨是一種高速旋轉(zhuǎn)、靠沖擊、剪切和摩擦而粉碎的濕式、連續(xù)作業(yè)國(guó)有多種產(chǎn)品。缺點(diǎn)是對(duì)固液濃度比有一定要求，且要求破碎比鞍大時(shí)，需多次磨才能達(dá)到要求。
（4）錘片式粉碎機(jī)
錘片式粉碎機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片對(duì)進(jìn)入粉碎室的物料反復(fù)錘擊，加上轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)離心力作用，使物料與粉碎室內(nèi)的篩片相互撞擊摩擦，利用篩片控制加工產(chǎn)品粒度，粉碎成細(xì)小粉末。粉碎機(jī)采用雙圓盤轉(zhuǎn)子，中間設(shè)置架板，既作轉(zhuǎn)予骨架支撐兩片圓盤，又起到風(fēng)機(jī)葉片的作用，在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)造成負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)了軸向高負(fù)壓進(jìn)料和高壓差排料的理想設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，粉碎室比較窄，具有溫度低、噪音小、效率高等特點(diǎn)。適宜制藥、食品、化工、科研、冶金等工業(yè)部門將含淀粉的物料或礦石等干燥的物料。粒度大小通過更換不同孔徑的網(wǎng)篩獲得
（5）齒爪式粉碎機(jī)
齒爪式粉碎機(jī)對(duì)物料的粉碎以打擊為主，兼有擠壓、鋸切碎等。其主要有進(jìn)料口、動(dòng)齒盤轉(zhuǎn)子、定齒盤、包角為360o的環(huán)篩和排料口等組成。工作時(shí)，物料從喂料斗軸向喂入，落入粉碎室的物料在定齒的支撐作用下，受到定、動(dòng)齒盤和篩片的沖擊、碰撞與搓擦作用，粉碎后的顆粒通過篩片進(jìn)入出粉管經(jīng)出料口排出。定齒盤上有兩圈齒，齒的斷面呈扁矩形，動(dòng)齒盤上安裝有三圈齒，其橫截?cái)嗝娉蕡A、扁矩形。其缺點(diǎn)是噪聲和粉塵較大。
3.3現(xiàn)有的粉碎方法：
（1）壓碎，物料在兩平面間受到緩慢增長(zhǎng)的壓力作用而粉碎。對(duì)大塊物料，第一步多采用此法處理。
（2）劈碎，物料受楔狀刀具的作用而被分裂。多用于脆性材料的破碎。
（3）剪碎，物料在兩個(gè)破碎工作面間，如同承受載荷的兩支點(diǎn)（或多支點(diǎn)）梁，除了外力作用點(diǎn)受劈力外，還發(fā)生彎曲折斷。多用于硬脆性大塊物料的破碎。
（4）擊碎，外力在瞬間受到外來的沖擊力而被擊碎。
（5) 磨碎，物料在兩個(gè)工作面或各種形狀的研磨面之間受到摩擦、剪切作用而被削成為細(xì)粒。
3.2對(duì)主要組成部分部分進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)粉碎精細(xì)化效果：
1.增加破碎力，使小型物料在工作室里所受到的壓力增大，從而達(dá)到精細(xì)化目的；
2.增加工作室的撞擊物；
3.增大電機(jī)工作效率，使其滿足需要。
四、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路：
重點(diǎn)設(shè)計(jì)機(jī)架部分和工作部分，機(jī)架內(nèi)容要包含核小型物料粉碎機(jī)整體裝置，以實(shí)現(xiàn)安全平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確的整體，以及破殼的受力分析，確定破殼的形狀大小。
小型物料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，所牽涉的問題也很多，如功能、強(qiáng)度、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和標(biāo)準(zhǔn)化等。無論是總體布局、傳動(dòng)方式還是零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都必須綜合考慮各方面的因素，仔細(xì)分析比較，選擇最優(yōu)化方案。
五、完成本課題的必須工作條件和解決的方法：
完成本課題需要查閱有關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)、機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的文獻(xiàn)資料，了解產(chǎn)品性能、用途，以及各個(gè)部件、裝置的用途，這就要求我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、機(jī)械制圖等課程熟練掌握。通過上網(wǎng)查閱相關(guān)資料了解各部件的作用，根據(jù)簡(jiǎn)圖想象實(shí)物，在草稿紙上畫出草圖。
完成本課題除需要大量的文獻(xiàn)資料外，還需要學(xué)校提供計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備，需要用制圖軟件auto-CAD完成對(duì)核桃破殼的總體設(shè)計(jì)，及各部分零件的設(shè)計(jì)。
同時(shí)由于我的理論和實(shí)際聯(lián)系不密切，對(duì)核桃破殼機(jī)具體工作不太了解。除深入實(shí)際，到生產(chǎn)工廠中咨詢有經(jīng)驗(yàn)的老師傅，參與到生產(chǎn)工作中，熟悉小型物料粉碎機(jī)的各部分的生產(chǎn)工藝。在操作中觀察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有小型物料粉碎機(jī)存在的普遍問題外，在課題的選定、分析及研究方面都需要請(qǐng)教指導(dǎo)老師萬暢老師。
六、完成本課題的工作方法和進(jìn)度計(jì)劃：
這個(gè)課題工作量略大，通過深思熟慮，決定擬定以下工作方案及進(jìn)度計(jì)劃：擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
第1周—第2周通過查找文獻(xiàn)資料，了解小型物料粉碎機(jī)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。
第3周—第5周 設(shè)計(jì)小型物料粉碎機(jī)的總體方案。
第6周—第9周 對(duì)小型物料粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
第10周—第12周 撰寫設(shè)計(jì)說明書，對(duì)部分問題修改、調(diào)整。
第13周，整理材料，準(zhǔn)備答辯。
七、主要參考文獻(xiàn)：
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