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12 屆畢業(yè)設(shè)計 小型物料粉碎機的設(shè)計 說明書 學(xué)生姓名 學(xué) 號 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 指導(dǎo)教師 日 期 塔里木大學(xué)教務(wù)處 目錄 前言 ................................................................................................................................................................1 1 緒論 ............................................................................................................................................................2 1.1 本課題研究的目的及意義 ..................................................................................................................2 1.2 本課題的研究現(xiàn)狀和分析 ..................................................................................................................2 1.2.1.現(xiàn)有粉碎機類型及其特點 ...............................................................................................................2 1.3 本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 ......................................................................3 2 錘片式粉碎機結(jié)構(gòu)說明 ............................................................................................................................3 2.1 錘片式粉碎機的結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖 ......................................................................................................3 2.2 錘片式粉碎機的工作原理 ..................................................................................................................4 3 傳動方案設(shè)計 ............................................................................................................................................4 3.1 電動機選擇 ..........................................................................................................................................4 3.2 帶傳動的設(shè)計計算 ..............................................................................................................................5 3.3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..................................................................................................................................6 4 錘片式粉碎機的零件說明 ........................................................................................................................7 4.1 轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)直徑 D（MM） 、粉碎室寬度 B（MM）和主軸轉(zhuǎn)速 N (R/MIN) ....................................7 4.2 錘片選擇 ..............................................................................................................................................7 4.3 篩子設(shè)計 ..............................................................................................................................................8 4.4 錘篩間隙設(shè)計 ......................................................................................................................................8 4.5 轉(zhuǎn)子設(shè)計 ..............................................................................................................................................9 4.6 喂料裝置設(shè)計 ......................................................................................................................................9 4.7 閘板設(shè)計 ............................................................................................................................................10 4.8 粉碎室設(shè)計 ........................................................................................................................................10 5 軸的設(shè)計 ..................................................................................................................................................10 6 鍵選擇與校核 ..........................................................................................................................................11 7 軸的校核 ..................................................................................................................................................12 8 軸承 ..........................................................................................................................................................13 8.1 軸承的選擇 ........................................................................................................................................13 8.2 軸承的潤滑和密封 ............................................................................................................................14 8.3 軸承的密封 ........................................................................................................................................14 8.4 軸承端蓋的設(shè)計 ................................................................................................................................14 9 軸系零件的定位 ......................................................................................................................................14 9.1 軸向定位 ............................................................................................................................................14 9.2 周向定位 ............................................................................................................................................14 10 機架設(shè)計 ................................................................................................................................................14 11 箱體的設(shè)計 ............................................................................................................................................15 12 錘片式粉碎機注意事項、調(diào)試、維護和保養(yǎng) ....................................................................................15 13 結(jié)論 ........................................................................................................................................................16 致謝 ..............................................................................................................................................................17 參考文獻 ......................................................................................................................................................18 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 1 前言 小型物料含有豐富營養(yǎng)成分，且具有較高的食用價值和工業(yè)價值。本課題的設(shè)計，對發(fā)展小型 物料深加工，增加財政收入，幫助山區(qū)農(nóng)民脫貧致富將起到積極的推進作用。 本設(shè)計以增加粉碎能力和篩分效率入手，要設(shè)計一種高效、低耗、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、使 用安全的小型物料粉碎機。我的設(shè)計思路為：制定方案—選擇功率—設(shè)計帶傳動—設(shè)計粉碎室寬 度、轉(zhuǎn)子直徑—進行細節(jié)方面的設(shè)計（包括軸、篩子、錘片選擇、軸承密封裝置、機架、連接件 等）—進行軸、鍵的強度校核—畫零件圖和裝配圖—編寫說明書。 該粉碎機結(jié)構(gòu)簡單，粉碎室比較窄，生產(chǎn)率比較高主要包括轉(zhuǎn)子、錘片、主軸、喂料口、閘 板、篩子、粉碎室、機架等部分，以小功率的電動機為動力源，采用帶傳動，利用高速旋轉(zhuǎn)的錘 片對進入粉碎室的物料進行反復(fù)錘擊，加上轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)離心力作用，使物料在粉碎室與篩片問相 互撞擊摩擦，利用篩片孔的直徑控制加工產(chǎn)品粒度，最后粉碎成細0.1—2mm 的小粉末，粉碎后的 顆粒通過篩片進入出粉管經(jīng)出料口排出。 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 2 1 緒論 1.1 本課題研究的目的及意義 粉碎是利用機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，隨意對粉碎機的研究是順應(yīng)省會生產(chǎn)的需要。 隨著化工、建材、非金屬礦、涂料等行業(yè)的發(fā)展,人們對非金屬礦物原料的產(chǎn)品細度要求越來 越高。例如,超細粉可作為超導(dǎo)材料的添加劑某些藥品只有達到微米級才能被人體吸收彩色顯像管 用的石墨乳、精細化工中的化妝品以及油漆、涂料等均需要產(chǎn)品細膩而均勻。 同時，粉碎機還應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品的加工，農(nóng)業(yè)是我國的基礎(chǔ)經(jīng)濟、是國家發(fā)展的根本，機械化 的普及，不僅使農(nóng)業(yè)加強了農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)，同時也減輕了農(nóng)民的勞動強度。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國北 方地區(qū)種植小麥、玉米等農(nóng)作物約占我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的 45%以上，同年出口量北方地區(qū)占全國達 20%左 右。因此我國北方地區(qū)更需要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)，從而提高農(nóng)業(yè)的勞動生產(chǎn)率。如今我國北方 大部分地區(qū)基本上從種到收到入倉，實現(xiàn)了機械化作業(yè)，并且機械化技術(shù)越來越高，這就需要我 們更進一步的研究小型物料粉碎機，使其相關(guān)性能滿足農(nóng)產(chǎn)品加工的需求。 在粉碎工業(yè)粉碎機的地位是不可或缺的，各種各樣的粉碎機雖然工作原理不盡相同，但是所 產(chǎn)生的意義都是相同的。粉碎是利用機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， 屬于尺寸減小機械的范疇，對物料施加一定的外力，克服分子間的內(nèi)聚力，就將物料分裂破碎的 操作稱為尺寸減小，而物料的化學(xué)性質(zhì)不會發(fā)生變化。本設(shè)計從增加粉碎能力和篩分效率入手， 進行了各種方案的探討，要設(shè)計一種具有高效、低耗、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、使用安全的小型粉 碎機。 1.2 本課題的研究現(xiàn)狀和分析 我國粉碎機是隨著 20 世紀五六十年代養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。1972 年在山東紅旗爪齒 式粉碎機的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了全國系列化。國內(nèi)常用的普通粉碎機主要有錘片式和齒爪式兩種，它 們都是采用機械的方法對原料以沖擊方式進行粉碎。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，而且構(gòu)造簡單，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，國內(nèi)小型粉碎機多為爪式，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帶動的粉碎機（如 9F-36 等型號） ，其噪音大，使用不方便。 例如：正昌 138 系列冠軍王粉碎機采用組合多腔粉碎室，粉碎效率較普通機型提高 l0％一 30％。牧羊 SWFP66×100 型錘片式微粉碎機采用可調(diào)節(jié)的軸端進風口。有效改善了粉碎機的輔助 吸風系統(tǒng)，提高了粉提高了粉碎效率。 國外典型的錘片式飼料粉碎機。由于錘片式粉碎機的技術(shù)進步，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，直徑達 1.9m，篩片面積 4.5m2，轉(zhuǎn)速 3600r／min ，錘 片線速度 107m／s，功率 447kW，大多還配有供風系統(tǒng)用于氣力輸送。 美國 Roskamp Champion(CPM)公司的 HM 系列水滴型臥式錘片粉碎機，篩孔采用交錯開孔 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 系列錘片式粉碎機兩側(cè)裝有遙控電動換篩裝置，在運行中即可更 換篩板，配有自動電磁清潔系統(tǒng)，適應(yīng)性得到提高。 意大利 GBS 公司的 MSVl20／25 型立式粉碎機，機體內(nèi)部涂覆耐磨材料顯著降低了粉碎機噪 聲。 瑞士 Buhler 公司的 DFZK 一 2 型系列雙立軸錘片式粉碎機，自動控制系統(tǒng)中配備有重顆粒剔 除、實時監(jiān)測堵料等功能，先進合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和動力配備使得該機的單位產(chǎn)量電耗相對早先機 型有所降低。 1.2.1.現(xiàn)有粉碎機類型及其特點 （1）沖擊式粉碎機 目前帶有內(nèi)分級結(jié)構(gòu)的沖擊式粉碎機也很普遍，要注意分級系統(tǒng)與粉碎機的粉碎腔的有機結(jié) 合，特別是在分級系統(tǒng)的葉片設(shè)計與調(diào)整上氣流的流動方面。生產(chǎn)實踐中，有些企業(yè)往往注重粉 碎機部分而忽略了分極系統(tǒng)，結(jié)果設(shè)備使用不理想。 （2）振動粉碎機 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 3 有水平型氣流磨、垂直環(huán)形氣流磨、對沖式氣流磨、流化床式氣流磨、靶式氣流磨、旋轉(zhuǎn)式 氣流粉碎機等。其粉碎機理也是靠沖擊，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。又因為氣體在噴嘴處所以粉碎溫度很低，可用于低溫點和粉碎機的設(shè)各投資大、 能耗大、運轉(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)氣流中運動的粒子能中心部位被加速，引起 相互沖突而式粉碎機一類使用于硬質(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)國有多種產(chǎn)品。缺點 是對固液濃度比有一定要求，且要求破碎比鞍大時，需多次磨才能達到要求。 （4）錘片式粉碎機 錘片式粉碎機是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片對進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，粉碎成細小粉末。 粉碎機采用雙圓盤轉(zhuǎn)子，中間設(shè)置架板，既作轉(zhuǎn)予骨架支撐兩片圓盤，又起到風機葉片的作用， 在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時造成負壓，實現(xiàn)了軸向高負壓進料和高壓差排料的理想設(shè)計。其特點是機構(gòu)簡 單，粉碎室比較窄，具有溫度低、噪音小、效率高等特點。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 齒爪式粉碎機對物料的粉碎以打擊為主，兼有擠壓、鋸切碎等。其主要有進料口、動齒盤轉(zhuǎn) 子、定齒盤、包角為 360o的環(huán)篩和排料口等組成。工作時，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，動齒盤上安裝有三圈 齒，其橫截斷面呈圓、扁矩形。其缺點是噪聲和粉塵較大。 1.2.2 現(xiàn)有的粉碎方法: （1）壓碎 物料在兩平面間受到緩慢增長的壓力作用而粉碎。對大塊物料，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 物料在兩個破碎工作面間，如同承受載荷的兩支點（或多支點）梁，除了外力作 用點受劈力外，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粒。 1.3 本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 本設(shè)計設(shè)計一種小型粉碎機，采用錘片式、水滴型篩片結(jié)構(gòu)，頂端徑向進料，具有操作方便、 質(zhì)量輕、生產(chǎn)率高的特點，解決了粉碎機的過載問題，使電機工作穩(wěn)定，本設(shè)計重點研究采用動 力源為電動機，帶動粉碎機，將小型物料粉碎小型物料在粉碎室內(nèi)受錘片與物料問相互撞擊，粉 碎成細小粉末實現(xiàn)對花椒的中等粉碎，要求成品粒度 0.1-2mm。 （1）根據(jù)小型粉碎機的生產(chǎn)率選擇合適的配套功率。 （2）確定傳動方式。 （3）根據(jù)配套功率設(shè)計粉碎室寬度 B、錘片數(shù) Z、轉(zhuǎn)子直徑 D 等。 （4）畫出零件圖和裝配圖。 （5）對軸和鍵進行校核計算。 （6）制定粉碎機的注意事項、日常維護和檢修方案。 2 錘片式粉碎機結(jié)構(gòu)說明 2.1 錘片式粉碎機的結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖 經(jīng)過探討，確定小型物料粉碎機的總體結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子、錘片、主軸、喂料口、閘板、篩子、 粉碎室、機架等。 整個機體左右對稱，轉(zhuǎn)子可以正反轉(zhuǎn)工作。當錘片一側(cè)磨損后，可改變轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向，不需 停車來調(diào)換錘片。 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 4 583924671 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.機架 圖 2-1 錘片式粉碎機結(jié)構(gòu)圖 2.2 錘片式粉碎機的工作原理 工作時,電動機通過皮帶傳動帶動粉碎機的軸高速回轉(zhuǎn)，物料從喂料斗進入粉碎室后,受到高 速回轉(zhuǎn)錘片的打擊而破裂,并以較高的速度飛向篩片,與篩片撞擊和摩擦后進一步破碎,通過如此反 復(fù)打擊, 物料被粉碎成小碎粒。利用篩片孔的直徑控制加工產(chǎn)品粒度，最后粉碎成細0.1—2mm 的 小粉末 ，粉碎后的顆粒通過篩片進入出粉管經(jīng)出料口排出。錘片粉碎機的工作過程主要由兩方面 構(gòu)成:一是物料受錘片的沖擊作用；二是錘片和物料、篩片和物料相互間的摩擦作用。 3 傳動方案設(shè)計 綜合考慮效率、質(zhì)量、運動性能、生產(chǎn)條件。選擇用普通 V 帶傳動。帶傳動具有良好的撓性， 可緩和沖擊，吸收振動，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點。 3.1 電動機選擇 (1)配用的電動機的功率 P(KW)的大小，要根據(jù)粉碎機粉碎小型物料的生產(chǎn)能力 Q(t/h)來決 定，不宜過大或過小。一般應(yīng)按下式計算：P=(6.4～10.5)Q。如要求粉碎得較細，系數(shù)的值可取 大一點， ，如要求粉碎得較粗，系數(shù)的值可取小一點。 ，按照經(jīng)驗取 Q=100kg/h，則電動機的功率 P=10.5×100=1.05kw，查機械手冊綜合考慮選用 Y 型三相異步電動機 Y90s-2。 表 3-1 電動機主要性能 型 號 額定功率 kw滿載轉(zhuǎn)速 minr額定電流 A 效 率 % 功率因數(shù) 額 定 轉(zhuǎn) 矩最 大 轉(zhuǎn) 矩 電動機質(zhì) 量 kg Y90s-2 1.5 2840 3.44 78 0.78 2.3 22 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 5 表 3-2 電動機主要外形尺寸 電動機主要外形安裝尺寸如圖 3-1 圖 3-1 電動機外形尺寸圖 3.2 帶傳動的設(shè)計計算 （1）確定計算功率 Pca=kAP=1.1×1. 5×=1.65KW （3-1 ） 其中 kA 為工作系數(shù)，P 為傳動的額定功率。 （2）選擇 V 帶的帶型 根據(jù) Pca、n 1 由機械設(shè)計第八版圖 8—11 選用 Y 型帶。 （3）確定帶輪的基準直徑 并驗算帶速 Vd ①初選主動輪的基準直徑 。由機械設(shè)計第八版表 8—6 和表 8—8，取大帶輪的基準直徑 1 =40mm≥ =20mm。 （3-1dmin)(d 2） ②驗算帶速 V = m/s （3-1063.4??Vd95.106284.?? 3） 因為 5m/s
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