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哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘 要
秸稈纖維的制取一直是生物工程領(lǐng)域關(guān)注的問(wèn)題，本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)秸稈制取方式和纖維粉碎的各種方法的對(duì)比分析，采用機(jī)械原理制取微小秸稈纖維，并保證其生產(chǎn)率和纖維質(zhì)量。
首先通過(guò)討論傳統(tǒng)的秸稈纖維粉碎制取的方法，分析各種方法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。綜合各種粉碎方法，決定采用兩次粉碎的方法制取秸稈纖維，即先用連續(xù)沖壓模具錘擊初步粉碎，再利用錘片式粉碎機(jī)二次粉碎。沖壓模具的選取上，決定采取牙型模具配合傳統(tǒng)空氣錘。在眾多種類(lèi)的粉碎機(jī)中，通過(guò)比較，決定采取錘片式帶篩粉碎機(jī)，并配合風(fēng)選系統(tǒng)，提高效率，本文主要進(jìn)行粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)，首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括兩部分，一個(gè)是粉碎部分的結(jié)構(gòu)與功率的設(shè)計(jì)；二是風(fēng)選部分的結(jié)構(gòu)與功率的設(shè)計(jì)。粉碎部分包括錘片的選擇，篩網(wǎng)的選擇等等，其次進(jìn)行主軸的校核與軸承的校核。
關(guān)鍵詞：起重機(jī)；橋式；起升機(jī)構(gòu)；小車(chē)；卷筒組
Abstract
Manufacture of the straw’s fiber is always the focus which the field of Biological Engineering concern about. The article through contrasting and analyzing the traditional manufacture ways the straw’s fiber and crushing ways of fiber ,it introduces manufacturing of ways the straw’s fiber machinery and ensures its productivity and fibrous quality.
The article discuss the advantage and disadvantage of tradition method which manufacturing fiber of the straw and ways of machinery crush. Comprehensive various method I decide to choice firstly continuous Stamping die to first Smash, and use Hammer mill for again smashing. In the many types of pulverizers, I decided to take hammer-mill with screening by comparison, With the wind-election system?for improving efficiency?.The article mainly carried out the design of Hammer Mill. First, I must choose design structure?.It consists of two parts, One is design of structure and power?which smash part; Another is design of structure and power which wind-election system . Smash part include choose hammer, Screen, and so on. Next?checking the spindle and bearing.
Key words Fiber of the straw manufactured；Teeth-shape die；Hammer mill
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I
-II-
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1 秸稈纖維的制取方法 1
1.2 粉碎技術(shù) 2
1.2.1 粉碎的方法種類(lèi) 2
1.2.2 破碎機(jī)構(gòu)的種類(lèi) 3
1.2.3 粉碎機(jī)的分類(lèi) 5
1.2.4 粉碎機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 6
1.3 主要內(nèi)容 7
第2章 確定總方案 8
2.1 方案的確定 8
2.2 本章小結(jié) 9
第3章 壓力機(jī)與模具的選取 10
3.1 模具的設(shè)計(jì) 10
3.2 壓力機(jī)的選擇 10
3.3 本章小結(jié) 11
第4章 錘片粉碎機(jī)的原理及設(shè)計(jì) 12
4.1 錘片粉碎機(jī)的基本原理 12
4.1.1 原理及類(lèi)工作型 12
4.1.2 錘式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 12
4.2主要部件零件的設(shè)計(jì)說(shuō)明 14
4.2.1 已知條件 14
4.2.2 錘擊轉(zhuǎn)子的錘片個(gè)數(shù)計(jì)算 15
4.2.3 離心風(fēng)機(jī)的葉輪直徑的計(jì)算 16
4.2.4 功率的相關(guān)計(jì)算 16
4.2.5 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 17
4.2.6 主軸設(shè)計(jì)及校核 20
4.2.7 軸承選取與校核 23
4.3 本章小結(jié) 23
第5章 機(jī)器的使用和維護(hù) 24
5.1 粉碎機(jī)的正確使用 24
5.2 粉碎機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng) 24
5.3 本章小結(jié) 25
總 結(jié) 26
參考文獻(xiàn) 27
致 謝 28
附錄1 譯 文 29
附錄3 中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位 42
附錄4 數(shù)字用法示例 45
附錄5 插表示例 46
附錄6 有關(guān)的技術(shù)制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 46
附錄7 有關(guān)電氣圖形符號(hào)、文字符號(hào)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 46
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IV
第1章 緒 論
1.1 秸稈纖維的制取方法
秸稈是纖維組分含量很高的農(nóng)作物殘留物，秸稈纖維是天然纖維素纖維，有著廣泛的應(yīng)用前景，原材料豐富，價(jià)格低廉并可以降解。能夠適應(yīng)符合環(huán)境要求的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。秸稈是成熟農(nóng)作物莖葉（穗）部分的總稱(chēng)。通常指小麥、水稻、玉米、薯類(lèi)、油料、棉花、甘蔗和其它農(nóng)作物在收獲籽實(shí)后的剩余部分。農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有一半以上存在于秸稈中，秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機(jī)質(zhì)等，是一種具有多用途的可再生的生物資源,秸稈也是一種粗飼料。特點(diǎn)是粗纖維含量高（30%-40%），并含有木質(zhì)素等。木質(zhì)素雖不能為豬、雞所利用，但卻能被反芻動(dòng)物牛、羊等牲畜吸收和利用。我國(guó)農(nóng)民對(duì)作物秸稈的利用有優(yōu)久的歷史，只是由于從前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平低、產(chǎn)量低，秸稈數(shù)量少，秸稈除少量用于墊圈、喂養(yǎng)牲畜，部分用于堆漚肥外，大部分都作燃料燒掉了。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，我國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái)，糧食產(chǎn)量大幅提高，秸稈數(shù)量也多，加之省柴節(jié)煤技術(shù)的推廣，燒煤和使用液化氣的普及，使農(nóng)村中有大量富余秸稈。秸稈纖維的制取是一種比較有效處理秸稈，避免浪費(fèi)資源，污染環(huán)境的方法。
秸稈的化學(xué)成分含纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。纖維素大分子鏈有規(guī)則的排列而聚合成微細(xì)纖維，若干微細(xì)纖維組成的細(xì)纖維，再組成纖維。半纖維素和木質(zhì)素在植物細(xì)胞中起著“粘合劑”和“填充劑”的作用，分布在細(xì)纖維之間的間隙里。纖維素是有結(jié)晶區(qū)和無(wú)定型區(qū)交錯(cuò)聯(lián)接而成。在結(jié)晶區(qū)內(nèi)纖維素鏈分子的排列具有完全的規(guī)則性；在無(wú)定型區(qū)，纖維素鏈分子排列規(guī)則性較差，排列較不規(guī)則，結(jié)合得較松弛。秸稈的抵抗拉伸變形的能力很強(qiáng)。
秸稈纖維的制取一直是生物工程領(lǐng)域關(guān)注的問(wèn)題。傳統(tǒng)制取秸稈纖維可以采用多種方法，如：汽爆法、研磨法和錘擊法等。
汽爆法所用的設(shè)備就是汽爆機(jī)，例如正道重機(jī)集團(tuán)有限公司的QB200汽爆機(jī)是由汽爆腔、物料收集腔、2臺(tái)高壓蒸汽發(fā)生器、啟爆執(zhí)行系統(tǒng)及電氣自動(dòng)化等部分組成，汽爆時(shí)伴隨有急促爆炸響聲，區(qū)別于無(wú)爆炸聲的熱噴放。
目前粉碎秸稈最常用的設(shè)備是粉碎機(jī)，具體設(shè)備將在后面介紹。
1.2 粉碎技術(shù)
1.2.1 粉碎的方法種類(lèi)
粉碎的方法類(lèi)型繁多，但按施力方法不同．對(duì)物料粉碎有擠壓、彎曲、沖擊、剪切和研磨等方法。而在粉碎機(jī)械中，施力情況很復(fù)雜，往往是幾種施力同時(shí)存在，當(dāng)然在某一臺(tái)粉碎機(jī)械中也只有一種或二種主要施力。
由于物料顆粒的形狀是不規(guī)則的，而且物料的物性不同，所以采用的粉研方法也不同。利用機(jī)械力粉碎物料按施加外力的不同有如下幾種方法。
1.2.1.1 壓碎
將物料置于兩塊工作面之間，施加壓力后，物料因壓應(yīng)力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度而破碎．其工作原理見(jiàn)圖1-1（a）。
圖1-1粉碎種類(lèi)
1.2.1.2劈碎
將物料置于一個(gè)平面及一個(gè)帶尖棱的工作平面之間，當(dāng)帶尖棱的工作平面對(duì)物料擠壓時(shí)，物料將沿壓力作用線(xiàn)的方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平面上的拉項(xiàng)力達(dá)到或超過(guò)物料拉伸強(qiáng)度極限。物料的拉伸強(qiáng)度極限比抗壓強(qiáng)度極限小很多。其工作原理見(jiàn)圖1-1（b）。
1.2.1.3 沂碎
物料受彎曲應(yīng)力作用而破碎。被破碎物料承受的彎曲應(yīng)力達(dá)到物料的彎曲強(qiáng)度時(shí)，即被折斷而破碎。其工作原理見(jiàn)圖1-1(c)(d)。
1.2.1.4 沖擊破碎
物料受沖擊力作用而破碎，見(jiàn)圖1-1（f）它的破碎力是瞬時(shí)作用的砷效率高、破碎比大、能量消耗小。沖擊破碎有如下幾種情況：
①運(yùn)動(dòng)的工作體對(duì)物料的沖擊；
②高速運(yùn)動(dòng)的物料向固定的工作面沖擊；
③高速運(yùn)動(dòng)的物料互相沖擊；
④高速運(yùn)動(dòng)的工作體向懸空的物料沖擊。
1.2.1.5 磨碎(研磨)
物料與運(yùn)動(dòng)的工作表面之間受一定的壓力和剪切力作用后、其剪切應(yīng)力達(dá)到物料的剪切強(qiáng)度極限時(shí)，物料便粉碎；或物料彼此之間摩擦?xí)r的剪切、磨削作用而使物料粉碎，見(jiàn)圖1-1（g）。
根據(jù)以上幾種粉碎方式得出有以下幾種不同的工作原理的機(jī)構(gòu)可共選擇。
1.2.2 破碎機(jī)構(gòu)的種類(lèi)
1.2.2.1 鄂式破碎
是依靠活動(dòng)鄂板作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，把進(jìn)入兩鄂板間的物料壓碎。其工作原理見(jiàn)圖1.2。
圖1-2 頸式破碎機(jī)破碎示意目
1.2.2.2 錘式破碎
物料受高速回轉(zhuǎn)的錘頭的沖擊和物料本身以高速向固定襯板沖擊而物料粉碎。其工作原理見(jiàn)圖1-3。
圖1-3 錘式破碎機(jī)破碎示意固
1.2.2.3 錐破碎 (旋回破碎)
靠?jī)?nèi)錐體的偏心回轉(zhuǎn)，使處方兩錐體間的物料受到彎曲和擠壓而破碎。其工作原理見(jiàn)圖1-4。
圖1-4圓錐破碎示意圖
1.2.2.4 輥式破碎
構(gòu)料落在兩個(gè)相互平行而旋向相反的輥?zhàn)娱g(相向轉(zhuǎn)動(dòng))，物料在輥表面的摩擦力作用下，被扯進(jìn)轉(zhuǎn)輥之間，受到輥?zhàn)拥臄D壓而破碎。其工作原理見(jiàn)圖1-5。
圖1-5 輥式破碎示意圖
1.2.3 粉碎機(jī)的分類(lèi)
粉碎機(jī)械分類(lèi)方法也有多種。按其工作原理可分為擊碎、磨碎、壓碎和鋸切碎等。按產(chǎn)品粒度及粉碎比可分為粗粉碎機(jī)、中粉碎機(jī)、微粉碎機(jī)及超微粉碎機(jī)。按粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可分為低速(<70r/min)、中速(70～900r/min)、高速(>900 r/min)粉碎機(jī)。
錘片式帶篩粉碎機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的粉碎機(jī)型之一。其基本構(gòu)造包括各種形狀的篩片(有圓筒型、水滴型.亞橢圓型、U型、n型等)、轉(zhuǎn)子、錘片和固定在錘片轉(zhuǎn)子周?chē)臎_擊齒板。粉碎原理是無(wú)支承式的沖擊粉碎，在粉碎過(guò)程中，被加工的物料進(jìn)人粉碎室內(nèi)，受到高速旋轉(zhuǎn)的錘片的反復(fù)沖擊、搓擦和在齒板上的碰撞，從而被逐步粉碎至需要的粒度后穿過(guò)篩孔排出。
錘片式無(wú)篩粉碎機(jī)是飼料工業(yè)中常用的一類(lèi)微粉碎機(jī)，按照轉(zhuǎn)子的布置可分為立式和臥式兩大類(lèi)。此類(lèi)粉碎機(jī)恨據(jù)機(jī)械沖擊的原理，利用圍繞水平或垂直軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上的沖擊工件對(duì)物料施以高速?zèng)_擊，并使其與定子間產(chǎn)生的強(qiáng)力沖擊，摩擦、剪切等作用而使物料粉碎。粉碎產(chǎn)生的細(xì)粉在氣流的作用下，通過(guò)分級(jí)裝置排出，粗粉在重力或負(fù)壓作用下重新進(jìn)人粉碎區(qū)再次被粉碎。
輥式粉碎機(jī)在加工中也是一種常用粉碎機(jī)，主要用于谷物原料的粉碎、破碎和壓片。它主要由機(jī)體、喂料機(jī)構(gòu)、磨輥、清潔刷和傳動(dòng)裝置組成。作業(yè)時(shí)通過(guò)水平或傾斜的單對(duì)或多對(duì)磨輥之間的擠壓、剪切、撕拉等綜合作用對(duì)物料進(jìn)行粉碎。隨著飼料工業(yè)的發(fā)展，工廠(chǎng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，輥式粉碎機(jī)的應(yīng)用也日益廣泛。與錘片式粉碎機(jī)相比其突出優(yōu)點(diǎn)有粒度均勻。溫升低，水分損失少;轉(zhuǎn)速低，耐磨損，使用周期長(zhǎng);能耗低，比錘片式粉碎機(jī)能耗低30%一85%;粉塵少、噪聲低。不足之處是對(duì)粉碎原料有限制，適用于脆性物料的粉碎。微粒表面形狀不規(guī)則，多為矩形。而錘片式粉碎機(jī)產(chǎn)的微粒主要是球形因此體積密度相比低5%-15%。初期設(shè)備投資較大，潛在維修成高。
其它類(lèi)型粉碎機(jī)各有特點(diǎn)。比如爪式粉碎機(jī)，其特點(diǎn)是體積小，重量輕，工作轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)品粒度細(xì)，對(duì)加工物料的適應(yīng)性廣;不足之處是動(dòng)力消耗大，噪聲高，單機(jī)粉碎產(chǎn)量低。隨著粉碎機(jī)的發(fā)展，越來(lái)越多的種類(lèi)出現(xiàn)，而且有專(zhuān)門(mén)粉碎某種原料的粉碎機(jī)，粉碎機(jī)的效率也越來(lái)越高，噪音、污染、耗電都越來(lái)越少，隨著科技的發(fā)展，粉碎機(jī)也日新月異的發(fā)展著。
1.2.4 粉碎機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.4.1 國(guó)內(nèi)粉碎機(jī)整機(jī)現(xiàn)狀
20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)機(jī)械行業(yè)中崛起了數(shù)家以江蘇牧羊、江蘇正昌為代表的企業(yè)集團(tuán)，成為行業(yè)中的龍頭企業(yè)，這些企業(yè)通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，根據(jù)我國(guó)市場(chǎng)需求調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，先后開(kāi)發(fā)了75一350 kW水滴型錘片式粉碎機(jī)、立軸式微粉碎機(jī)，創(chuàng)出了水滴王、冠軍、優(yōu)勝等品牌，形成了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，一些產(chǎn)品已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平。江蘇牧羊集團(tuán)至今已形成了以“水滴王968"系列粉碎機(jī)為代表的粗粉碎機(jī)，SWFP"超越”系列微粉碎機(jī)為代表的微粉碎機(jī),SWFL B型“超樂(lè)”系列超微粉碎機(jī)為代表的超微粉碎機(jī)等多種品類(lèi)的粉碎機(jī)設(shè)備群。牧羊968水滴王系列粉碎機(jī)，功率配備為75-350kW，產(chǎn)量為12-70t/h,適用篩片篩孔Φ1.2-4.0mm。根據(jù)目前對(duì)比檢測(cè)結(jié)果，968系列在用Φ3.0mm篩孔粉碎玉米時(shí)噸料電耗最低可達(dá)5.2kW·h，其粗粉碎性能指標(biāo)和穩(wěn)定性處于領(lǐng)先地位。在結(jié)構(gòu)方面，采用了有利于提高粉碎效率的水滴型篩片，一步到位的聯(lián)動(dòng)式壓篩機(jī)構(gòu)，不停機(jī)換篩技術(shù)，可調(diào)整的錘篩間隙，實(shí)現(xiàn)普通粉碎與微粉碎的轉(zhuǎn)換，提高了生產(chǎn)效率。SWFP"超越”系列微粉碎機(jī)功率配備為55-200kW，適用篩片篩孔為Φ0.6mm-Φ2.0mm,噸料電耗較低，采用Φ1.0mm篩孔篩片粉碎玉米時(shí)噸料電耗可達(dá)14.5kW·h，采用Φ0.8mm篩孔篩片粉碎玉米時(shí)噸料電耗可達(dá)17.8kW·h,SWFP66100(132 kW)型魚(yú)料粉碎產(chǎn)量為10t/h， SWFC B型“超樂(lè)”系列超微粉碎機(jī)，功率配備為90-160kW，在90%通過(guò)80目的條件下產(chǎn)量為1.2-5.5t/h。
1.2.4.2 國(guó)外典型粉碎機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
目前在國(guó)外粉碎機(jī)工廠(chǎng)中，錘片式粉碎機(jī)是最常用的粉碎設(shè)備。如北美地區(qū)配備的錘片粉碎機(jī)，最大直徑可達(dá)1.9m,篩片面積4.5，轉(zhuǎn)速3600r/min，錘片線(xiàn)速度107m/s，功率447kw，大多還配有供風(fēng)系統(tǒng)用于氣力輸送。但在近幾年中，輥式粉碎機(jī)由于其適于粗粉生產(chǎn)及低噪音、低能耗、粒度均勻這些優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受歡迎川。美國(guó)RoskampChampion(CPM)公司生產(chǎn)的HM系列水滴型臥式粉碎機(jī)采用全寬度頂部雙向進(jìn)料方式，使篩片有效利用面積最大化，減少了換錘片次數(shù)，水滴型篩可以阻止物料環(huán)流層的形成，大大提高了粉碎效率。HM54系列粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑為1.372m，錘片末端速度達(dá)123.3m/s，配套動(dòng)力為75-447kW,篩片面積1.527 -4.583 。Champion系列粉碎機(jī)采用交錯(cuò)開(kāi)孔排列布置的篩片不同孔徑的篩片組合使用，效率提高10% -15%，并在粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子隔板上分布有2組銷(xiāo)軸孔來(lái)調(diào)節(jié)錘篩間隙，以此調(diào)節(jié)粉碎粒度。意大利GBS公(GOLFETTO/BERGA/SANTATI)最新生產(chǎn)的MSV120/25型立式粉碎機(jī)，在增大錘片與物料撞擊區(qū)的同時(shí)，盡可能減少了粗粉與篩片的摩擦以降低溫升,其轉(zhuǎn)筒型篩片及大篩理面積結(jié)構(gòu)有助于出粉，無(wú)須再配傳統(tǒng)的吸風(fēng)裝置,機(jī)體內(nèi)部涂覆耐磨材料顯著降低了噪聲。該機(jī)配備了AB60/R型喂料機(jī)，可自動(dòng)排出鐵質(zhì)雜物，能根據(jù)電機(jī)的功耗實(shí)現(xiàn)均勻進(jìn)料。
1.3 主要內(nèi)容
對(duì)秸稈纖維制取的方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并從中選取比較，決定選用機(jī)械粉碎的方法來(lái)制取秸稈纖維。然后對(duì)粉碎方式進(jìn)行介紹，并說(shuō)明每種方式的優(yōu)缺點(diǎn)。最后介紹了粉碎機(jī)的種類(lèi)和現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外粉碎機(jī)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，其中每一種粉碎機(jī)都有自己的有點(diǎn)和缺點(diǎn)，把粉碎機(jī)常用的種類(lèi)和用于何種原料的加工都進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。
第2章 確定總方案
2.1 方案的確定
目前秸稈粉碎主要分為兩種。一種是用汽爆法，所用設(shè)備為汽爆機(jī)，汽爆之前一般將秸稈用特殊溶液浸泡一定時(shí)間，再進(jìn)行蒸汽汽爆，所以會(huì)產(chǎn)生廢水，不容易處理。
本課題要求采用機(jī)械原理制取微小秸稈纖維，并保證其生產(chǎn)率和纖維質(zhì)量，這就要用到另一種粉碎方法——機(jī)械粉碎，常用的粉碎機(jī)為錘片粉碎機(jī)和輥式粉碎機(jī)。
輥式粉碎機(jī)，構(gòu)料落在兩個(gè)相互平行而旋向相反的輥?zhàn)娱g(相向轉(zhuǎn)動(dòng))，物料在輥表面的摩擦力作用下，被扯進(jìn)轉(zhuǎn)輥之間，受到輥?zhàn)拥臄D壓而破碎。其突出優(yōu)點(diǎn)有粒度均勻。溫升低，水分損失少;轉(zhuǎn)速低，耐磨損，使用周期長(zhǎng);能耗低;粉塵少、噪聲低。但是輥式粉碎機(jī)的粉碎原則有限，適用于脆性物料的粉碎。微粒表面形狀不規(guī)則，多為矩形，不符合課題要求的。
錘片粉碎即物料受高速回轉(zhuǎn)的錘頭的沖擊和物料本身以高速向固定襯板沖擊而物料粉碎。其原理是無(wú)支承式的沖擊粉碎，在粉碎過(guò)程中，被加工的物料進(jìn)人粉碎室內(nèi)，受到高速旋轉(zhuǎn)的錘片的反復(fù)沖擊、搓擦和在齒板上的碰撞，從而被逐步粉碎至需要的粒度后穿過(guò)篩孔排出。傳統(tǒng)的普通錘片粉碎機(jī)間隙大，秸稈會(huì)有塊狀剩余物，間隙小纖維形狀不符合要求。
綜合上述結(jié)果，考慮到課題需要低成本及無(wú)污染，決定采用兩次粉碎進(jìn)行制取秸稈纖維。
首先對(duì)秸稈采用錘擊法。將秸稈原料送入設(shè)計(jì)的高速壓力機(jī)和錘擊模具，經(jīng)過(guò)高速錘擊后初步獲得所需要的纖維。再配合錘片粉碎機(jī)進(jìn)行再次粉碎，這樣即可提高纖維質(zhì)量又可保證生產(chǎn)率。
擬定的具體要求
a 允許最大進(jìn)料粒度（mm） 15
b 允許最大物料硬度 (莫氏) 6.5
c 允許物料最大含水量 6%
d 粉碎細(xì)度要達(dá)到（目） 20-325
e 產(chǎn)量最小達(dá)到小時(shí)（kg） 30
2.2 本章小結(jié)
對(duì)目前制作秸稈纖維的方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，通過(guò)比較選用粉碎法。其中汽爆法雖然效率較高，但是制作過(guò)程中會(huì)留有廢水，難以處理，污染環(huán)境，所以采取粉碎法。通過(guò)不同種粉碎方式比較，決定采用錘片粉碎機(jī)的方式，最適應(yīng)秸稈粉碎。 如果正常將原料放入錘片粉碎機(jī)直接粉碎，會(huì)有塊狀剩余物，而且粉碎的形狀不規(guī)則。所以先用壓力機(jī)沖壓，然后在送入粉碎機(jī)的方式，這樣既可以提高纖維質(zhì)量又可以提高效率。對(duì)粉碎機(jī)的具體要求擬定數(shù)據(jù)。
第3章 壓力機(jī)與模具的選取
3.1 模具的設(shè)計(jì)
秸稈屬于木材纖維，強(qiáng)度很低，粉碎所需力很小。
初次粉碎時(shí)，希望能保證秸稈纖維能沿著纖維方向粉碎，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，只選用平面模具的沖擊，可以達(dá)到一定的效果，但是秸稈粉碎后易粘結(jié)在一起，不可取。為了提高粉碎效率和保證粉碎質(zhì)量，擬定選擇牙型模具。牙型的尺寸太大會(huì)影響粉碎效率，太小使纖維粘結(jié)，初步尺寸如圖3-1。
圖3-1 牙型模具
材料選擇：
此模具工作環(huán)境為連續(xù)沖擊，受力復(fù)雜，升溫低，需選擇耐磨、耐沖擊性好的材料，可選擇碳素工具鋼T10A，或高速工具鋼W18Cr4V，即可滿(mǎn)足要求。
3.2 壓力機(jī)的選擇
壓力機(jī)是對(duì)材料進(jìn)行壓力加工的機(jī)床，通過(guò)對(duì)坯件施加強(qiáng)大的壓力使其發(fā)生變形和斷裂來(lái)加工成零件。包括液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)的壓力機(jī)。它由電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪及齒輪驅(qū)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸的軸心線(xiàn)與其上的曲柄軸心線(xiàn)偏移一個(gè)偏心距，從而便可通過(guò)連桿(連接曲柄和滑塊的零件)、帶動(dòng)滑塊做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
粉碎秸稈需要連續(xù)打擊，選取空氣錘，因?yàn)樾枰拇驌裟芰亢苄?，C41-150型即可滿(mǎn)足要求。
其中主要參數(shù)如下：
落下部分重量150千克；
打擊能量為250千克；
打擊次數(shù)180次/分；
工作區(qū)高度為300mm；
主電機(jī)18.5kW；
外形尺寸為長(zhǎng)2154mm、寬1033mm、高2450mm。
3.3 本章小結(jié)
通過(guò)查詢(xún)資料，得到?jīng)_壓時(shí)采用平面模具，粉碎時(shí)能保證秸稈纖維能沿著纖維方向粉碎，為了防止秸稈粉碎后易粘結(jié)在一起，提高粉碎效率和保證粉碎質(zhì)量，擬定選擇牙型模具。根據(jù)秸稈的材質(zhì)，選取壓力機(jī)為C41-15型。
第4章 錘片粉碎機(jī)的原理及設(shè)計(jì)
4.1 錘片粉碎機(jī)的基本原理
4.1.1 原理及類(lèi)工作型
錘式破碎機(jī)的主要工作部件為帶有錘子(又稱(chēng)錘頭)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由主軸、圓盤(pán)、銷(xiāo)軸和錘子組成。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子在破碎腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)。物料自上部給料口給入機(jī)內(nèi)，受高速運(yùn)動(dòng)的錘子的打擊、沖擊、剪切、研磨作用而粉碎。在轉(zhuǎn)子下部，設(shè)有篩板，粉碎物料中小于篩孔尺寸的粒級(jí)通過(guò)篩板排出，大于篩孔尺寸的粗粒級(jí)阻留在篩板上繼續(xù)受到錘子的打擊和研磨，最后通過(guò)篩板排出機(jī)外。
錘式破碎機(jī)類(lèi)型很多，按結(jié)構(gòu)特征可分類(lèi)如下：
按轉(zhuǎn)子數(shù)目，分為單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)和雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)；
按轉(zhuǎn)于回轉(zhuǎn)方向，分為可逆式(轉(zhuǎn)子可朝兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn))和不可逆式兩類(lèi)；
按錘子排數(shù)，分為單排式(錘子安裝在同一回轉(zhuǎn)個(gè)面上)和多排式(錘子分布在幾個(gè)回轉(zhuǎn)平面上)；
按錘子在轉(zhuǎn)子上的連接方式，分為固定錘式和活動(dòng)錘式。固定錘式主要用于軟質(zhì)物料的細(xì)碎和粉磨。
4.1.2 錘式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)
4.1.2.1 單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)
單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)可分為可逆式和不可逆式兩種類(lèi)型?？赡媸藉N式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子首先向某一方向旋轉(zhuǎn)，對(duì)物料進(jìn)行破碎。該方向的襯板、篩板和錘子端部即受到磨損。磨損到—定程度后，使轉(zhuǎn)于反方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)破碎機(jī)利用錘子的另一端及另一方的襯板和篩板工作．從而連續(xù)工作的壽命幾乎可提高一倍。單轉(zhuǎn)子不可逆錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子只能向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)錘子端部磨損到一定程度后．必須停車(chē)調(diào)換錘子的方向(轉(zhuǎn)180。)或更換新的錘子。機(jī)殼由上下兩部分組成，分別用鋼板焊成，各部分用螺栓連接成一體。襯板由高錳鋼制成，襯板磨損后可以拆換。
為了便于檢修、調(diào)整和更換篩條，機(jī)殼的前后兩面均開(kāi)有檢修孔。為了便于更換錘子，機(jī)殼的兩例壁也開(kāi)有檢修孔。
破碎機(jī)的主軸上安裝有數(shù)排圓盤(pán)，在轉(zhuǎn)子圓盤(pán)上有兩排銷(xiāo)孔，當(dāng)錘子端部磨損后可以把銷(xiāo)軸插在外因孔內(nèi)，從而調(diào)整錘子與篩條之間的間隙。錘子用銷(xiāo)軸鉸接在各排圓盤(pán)之間，為了防止圓盤(pán)和錘子的軸向竄動(dòng)，在圓盤(pán)兩端用壓緊錘盤(pán)和銷(xiāo)緊螺母固定。轉(zhuǎn)子兩端支承在滾動(dòng)軸承上，軸承用螺栓固定在機(jī)殼上。主軸與電動(dòng)機(jī)用彈性聯(lián)軸器直接聯(lián)接。為了使轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，在主軸的另一端裝有飛輪。
圓弧狀卸料篩板安裝在轉(zhuǎn)子下方，篩條的兩端裝在橫梁上，員外面的篩條用壓板壓緊．篩條排列方向與轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向垂直。篩條間隙由篩條中間凸出部分形成。為了便于物料的排出。篩條之間構(gòu)成向外擴(kuò)大的篩縫，同時(shí)還向轉(zhuǎn)子方向傾斜。
在進(jìn)料部分還安裝有打擊板．是首先承受物料沖擊和磨損的地方。打擊板出托板和討板等部件組裝而成。托板是用鋼板焊接的，上面的襯板是高錳鋼鑄件，組裝后用兩根軸架裝在破碎機(jī)的機(jī)體上。進(jìn)料角度可用調(diào)螺栓進(jìn)行調(diào)整，襯板磨損后可以更換。
4.1.2.2 粉碎機(jī)主要易損部件
粉碎機(jī)的易損部件主要是錘片、篩片及沖擊齒板，也是粉碎過(guò)程中影響粉碎成本的重要因素。高質(zhì)量的易損件可以減少備件消耗，節(jié)省更換停機(jī)時(shí)間，提高單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量。雖然高質(zhì)量的零件的成本價(jià)格是普通材料零件的二倍到三倍，但是高質(zhì)量的零件的使用壽命卻是普通零件的 八倍到九倍，所以易磨損零件使用高質(zhì)量的部件是很有必要的。不僅節(jié)省備件停機(jī)更換的時(shí)間，能提高單位內(nèi)的產(chǎn)量，也是對(duì)成本的節(jié)省，可以將利益最大化。碎機(jī)錘片的形狀、尺寸、排列形式、線(xiàn)速度對(duì)粉碎效率有很大的影響。目前世界上有多種形狀的錘片.各種錘片的使用性能比較見(jiàn)表4-1
表4-1 錘片性能
錘片類(lèi)型
使用性能
矩形錘片
通用性好，形狀簡(jiǎn)單，易制造
焊耐磨合金
延長(zhǎng)使用壽命，制造成本較高
階梯型錘片
工作棱角多，粉碎效果好，但耐磨性差
尖角錘片
適用于粉碎纖維物料，耐磨性差
環(huán)形錘片
只有一個(gè)銷(xiāo)孔，工作中自動(dòng)變換工作教，磨損均勻，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜
其中矩形錘片因其通用性好、生產(chǎn)成本低而應(yīng)用最廣。我國(guó)粉碎機(jī)所用錘片已標(biāo)準(zhǔn)化，JB/T 9822.2-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三種規(guī)格，制造錘片的材料有10,20號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼及65錳鋼。10,20號(hào)鋼需經(jīng)滲碳處理以實(shí)現(xiàn)耐磨與韌性的統(tǒng)一。為提高錘片的耐磨性，目前常見(jiàn)處理方法是在錘片工作棱角堆焊碳化鎢合金，對(duì)錘片進(jìn)行表面硬化處理。試驗(yàn)結(jié)果表明，堆焊碳化鎢合金錘片與65錳鋼整體淬火錘片相比較，雖然前者的成本比后者高2倍多，但其使用壽命提高了7一8倍，現(xiàn)已大量采用這種錘片。國(guó)外優(yōu)質(zhì)錘片采用先進(jìn)的噴涂技術(shù)、自動(dòng)堆焊技術(shù)進(jìn)行保護(hù)層硬化處理，使用壽命可達(dá)1000h。對(duì)于錘片的排列形式，主要有螺旋排列、對(duì)稱(chēng)排列、交錯(cuò)排列和對(duì)稱(chēng)交錯(cuò)排列四種，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與基于虛擬樣機(jī)的仿真分析表明，錘片交錯(cuò)排列和對(duì)稱(chēng)交錯(cuò)排列轉(zhuǎn)子的平衡性較好，其中交錯(cuò)排列轉(zhuǎn)子兩端軸承承載情況相近，轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性好。粉碎機(jī)的篩片一般由冷軋俐板沖孔而成，通常采用圓孔，呈正三角形排列。這種篩片生產(chǎn)成本較低，應(yīng)用最廣。目前也有圓錐孔篩和魚(yú)鱗篩等數(shù)種，經(jīng)試驗(yàn)，采用魚(yú)鱗篩片比平板圓孔篩片產(chǎn)量高出20%一30%。但是用魚(yú)鱗篩片，成品平均粒度大，且在雙向旋轉(zhuǎn)切換時(shí)需要掉換篩片方向。為增加篩片的使用壽命通常還需對(duì)篩片進(jìn)行滲碳、氮化等提高硬度的熱處理。沖擊齒板通常裝在進(jìn)料口的兩側(cè)，用于阻礙環(huán)流層運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)對(duì)物料的碰撞、搓擦和摩擦作用。齒板一般用鑄鐵鑄造，其表面激冷成白口，以增強(qiáng)其耐磨性，齒形主要有人字形、直齒形和高齒槽三種。易損部件需要采用適當(dāng)?shù)牟牧?，才可以使機(jī)器的效率最大化。
4.1.2.3 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)子圓周速度的大小與物料性質(zhì)、破碎粒度、錘頭的磨損和機(jī)器結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。隨著圓周速度的增加可使破碎比以及產(chǎn)品中細(xì)初級(jí)含量增加。但是圓周速度過(guò)大，將顯著地增加功率消耗、同時(shí)會(huì)引起錘頭、篩條和襯板的強(qiáng)烈磨損。破碎脆性物料時(shí)．轉(zhuǎn)子速度應(yīng)比粉碎粘性物料大40％。轉(zhuǎn)子的四周速度，一般在30～50m/s。通常把圓周速度大于30m/s的稱(chēng)為快速錘式破碎機(jī)，小于30m/s的稱(chēng)為慢速錘式破碎機(jī)。選取適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，才可以使機(jī)器磨損和帶來(lái)的效益之間平衡，達(dá)到最佳的效果
4.2主要部件零件的設(shè)計(jì)說(shuō)明
4.2.1 已知條件
a 允許最大進(jìn)料粒度（mm） 15
b 允許最大硬度 (莫氏) 6.5
c 允許秸稈最大含水量 6%
d 粉碎細(xì)度要達(dá)到（目） 20-325
e 產(chǎn)量最小達(dá)到小時(shí)（kg） 300
由已知的硬度，及生產(chǎn)能力可以查設(shè)計(jì)手冊(cè)（破碎與篩分機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)）可得粉碎該級(jí)硬度的物料需要錘頭動(dòng)能
E=1.47J
可脾性系數(shù)
=0.5
離心風(fēng)機(jī)需要風(fēng)量
QA=1900m3/h
4.2.2 錘擊轉(zhuǎn)子的錘片個(gè)數(shù)計(jì)算
錘擊轉(zhuǎn)子由錘片、銷(xiāo)軸、錘柄、錘柄套、隔盤(pán)、端板和隔套等組成。錘擊轉(zhuǎn)子在機(jī)殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用錘頭呈輻射狀。物料進(jìn)入機(jī)先后，在破碎腔內(nèi)被錘片擊碎，同時(shí)造成物料與機(jī)殼、物料與物料之間的碰撞，加之錘片對(duì)物料的研磨作用而使物料粉碎。
粉碎能力主要與錘片的動(dòng)能、錘頭與襯板的間隙、物料的性質(zhì)(如物料的可碎密度及硬度等)、含水率及喂料的均勻程度等因素有關(guān)。
粉碎機(jī)生產(chǎn)能力經(jīng)驗(yàn)公式：
（4-1）
式中 ： Q1 錘擊轉(zhuǎn)子粉碎能力，t／h;
Kr 錘頭數(shù)量系數(shù)；
Kf 可脾性系數(shù)
表4-2 K與錘頭數(shù)量關(guān)系
錘頭數(shù)量/個(gè)
K
6～8
0.02
9～12
0.022
15～18
0.024
18～24
0.025
由4-1式帶 E=1.47J
KF=0.5（均由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得）
Q=0.3t/h
計(jì)算 0.3=Kr×1.2／0.5
得： Kr≈0.024查上表4-2得錘片個(gè)數(shù)應(yīng)在15-18之間，考慮到回轉(zhuǎn)平衡的需要取錘頭個(gè)數(shù)
K=16
錘片的材料以用高錳為好，高錳鋼價(jià)格較貴，一般很少使用。都選用含烙材料來(lái)制造錘頭。主要特點(diǎn)是韌性較低，但強(qiáng)度大，硬度高，耐磨性好，且加上性能好，可用來(lái)代替低碳鋼、中碳鋼。
4.2.3 離心風(fēng)機(jī)的葉輪直徑的計(jì)算
公式： QA=8nDh3 （4-2）
式中： QA 風(fēng)機(jī)計(jì)算風(fēng)量
Dh 葉輪直徑
n 葉輪轉(zhuǎn)速
帶入數(shù)據(jù)得： Dh≈212.3
取整得： Dh ＝210mm
離心風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算
公式： （4-3）
式中： n 葉輪轉(zhuǎn)速r/min
Dh 葉輪直徑
帶入數(shù)據(jù)得：
P全=1390Pa
4.2.4 功率的相關(guān)計(jì)算
4.2.4.1 錘擊轉(zhuǎn)子功率的計(jì)算
錘擊轉(zhuǎn)子所需功率與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)直徑、轉(zhuǎn)速、錘頭的質(zhì)量及物料性質(zhì)等有關(guān)，可以按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
（4-4）
式中 ： R 錘擊轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)半徑，m；
η 風(fēng)選錘式粉碎機(jī)的機(jī)械效率，—般取0.85-0.9
帶入數(shù)據(jù)得：
P1=GAR216×0.5×0.024/81000η
解得：
P1≈5.82kW
4.2.4.2 離心風(fēng)機(jī)的功率計(jì)算
風(fēng)選錘式粉碎機(jī)的離心風(fēng)機(jī)不同于標(biāo)準(zhǔn)的離心風(fēng)機(jī)和排粉機(jī)，其機(jī)殼曲線(xiàn)和葉片形狀是根據(jù)設(shè)備的工作特點(diǎn)而確定。日前尚無(wú)—個(gè)準(zhǔn)確的功率計(jì)算公式，而是應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算離心風(fēng)機(jī)功率：
（4-5）
代入數(shù)據(jù)得：
P2≈4.53kW
4.2.4.3 總功率的計(jì)算
P= +
式中 ： P 風(fēng)選錘式粉碎機(jī)功率，kW；
Pl 錘擊轉(zhuǎn)子功率，kW；
P2 離心風(fēng)機(jī)功率，kW；
代入數(shù)據(jù)得：
P=10.35≈11kW
查設(shè)計(jì)資料文獻(xiàn)[1]可知Y160M-4電動(dòng)機(jī)可以選用額定功率P=11kW轉(zhuǎn)速n=1460r/min
4.2.5 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
4.2.5.1 確定設(shè)計(jì)功率
公式 ：
Pd=KAP （4-6）
式中： KA 工作情況系數(shù)；
P 所傳遞的功率kW；
由設(shè)計(jì)資料文獻(xiàn)[1]得
KA=1.2
得 Pd =13.2kW
4.2.5.2 選擇V帶的型號(hào)
普通V帶的型號(hào)根據(jù)傳動(dòng)設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1選?。?
已知：
Pd =13.2kW n=1460r/min
查文獻(xiàn)1應(yīng)選用B型帶。
4.2.5.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1，dd2并驗(yàn)算帶速
由文獻(xiàn)[1]GB/T13575.1-92中選取dd1=140mm
則：
dd2= dd1=n1dd1/n2=150
得
dd1 =140mm dd2=150mm
驗(yàn)算帶速v
v=v1=d1n1/60000m/s
=3.14×1460dd1/60000=18.6m/s≤25m/s
帶速在允許范圍之內(nèi)。
4.2.5.4 驗(yàn)算傳動(dòng)比誤差
轉(zhuǎn)動(dòng)比：
i= dd2/dd1=150/140 =0.97
原傳動(dòng)比：
i’= dd1=n2/n1=1460/1440 =0.96
δ=（0.97-0.96）/0.97=1%≤5%
在允許誤差范圍內(nèi)。
4.2.5.5 確定中心距a及帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld
可設(shè)定中心距：
ao=1500mm
則可以計(jì)算帶長(zhǎng)Ld0
由公式：
Ld0≈2a0+ （dd1+ dd2）+ mm （4-7）
得
Ld0=2×1500+1.57（140+150）+102/6000=3450mm
由文獻(xiàn)[1]選取Ld0=3550mm
確定實(shí)際的中心距a：
由公式： （4-8）
得：
a=1500+100/2
=1550mm
中心距調(diào)整范圍
amax=a+0．03Ld=1550+0.03×3550
=1656.5mm
amin=a-0．015Ld=1550-0.015×3550
=1496.75mm
4.2.5.6 驗(yàn)算小帶輪包角a1
由
=180-57．3×0.01
=175.3≥120°
所以合適。
4.2.5.7 確定V帶的根數(shù)Z
由公式：
（4-9）
查文獻(xiàn)1可得=2.83kw KA =0.99 KL=1.30 帶入數(shù)據(jù)
得
Z≥13.2/（3×1.5）=2.96
取Z=3根
4.2.5.8 確定帶的初拉力F0
由公式：
（4-10）
其中q=0.17kg/m帶入數(shù)據(jù)
得：
F0=128N
4.2.5.9 計(jì)算作用在軸上的壓力Fz
由公式：
Fz≈2ZF0sina/2 （4-11）
得：
Fz=2×3×128×sin180/2≈768N
4.2.6 主軸設(shè)計(jì)及校核
本機(jī)械中的主軸所受徑向力很小可以忽略不計(jì)，按只受扭矩下計(jì)算
公式： （4-12）
因?yàn)槭菍?shí)心軸
式中 ： 扭剪應(yīng)力 ，N/mm2；
T 軸承受的工作扭矩，N?mm；
WT 軸的抗扭截面摸量，mm3
P 軸傳遞的功率，kw；
n 軸的轉(zhuǎn)速r/min；
變形得軸的設(shè)計(jì)公式
為：
（4-13）
式中取A≈170 得：
D=30.6mm
由于軸上有3個(gè)鍵槽故軸的直徑應(yīng)增加11%。
最后得主軸直徑為：
D=34mm
校核危險(xiǎn)截面軸的強(qiáng)度
圖4-1 軸承支反力
計(jì)算得 ＝1014.7N, =246.7N
最大彎矩 M＝FZ×101.5＝77957 N·mm
圖4-2平面彎矩圖
粉碎部分轉(zhuǎn)矩 ＝39644 N·mm
風(fēng)機(jī)部分轉(zhuǎn)矩 ＝30857 N·mm
圖4-3轉(zhuǎn)矩圖
圖4-4當(dāng)量彎矩圖
確定危險(xiǎn)截面為當(dāng)量彎矩最大的截面Ⅰ Me＝105108N·mm
＝25.97mm<40mm
結(jié)論：根據(jù)當(dāng)量彎矩法校核，軸的強(qiáng)度足夠
4.2.7 軸承選取與校核
由設(shè)計(jì)軸承文獻(xiàn)[1]中選取7208C，
軸承校核
因?yàn)樗艿妮S向力非常小，所以忽略不計(jì)，=0
因?yàn)椋?014.7N, =246.7N，所以校核的軸承
當(dāng)量動(dòng)載荷
查表4-1 選取2.0，基本額定靜載荷 Co=25800 (N)
表4-1 軸承參數(shù)
軸承代號(hào)
基本額定載荷
計(jì)算系數(shù)
Cr
Co
fp
7208C
1.94
2.58
2.0
X=1,Y=0 帶入數(shù)據(jù) P=2029.4N
基本額定動(dòng)載荷 C=36800 (N)，工作溫度<120℃，＝1.0
帶入數(shù)據(jù)得 ＝70883h ，符合一般要求
4.3 本章小結(jié)
第一，介紹了錘片粉碎機(jī)的原理和構(gòu)造，其中對(duì)易損部件特別介紹；第二，通過(guò)粉碎機(jī)要求的具體數(shù)據(jù)，計(jì)算錘擊轉(zhuǎn)子的錘片個(gè)數(shù)、離心風(fēng)機(jī)的葉輪直徑、離心風(fēng)機(jī)功率、錘擊轉(zhuǎn)子的功率，通過(guò)總功率選取電動(dòng)機(jī)；第三，設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)裝置及校核；第四，主軸的設(shè)計(jì)及校核；第五，軸承的選取和校核。
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第5章 機(jī)器的使用和維護(hù)
5.1 粉碎機(jī)的正確使用
1、粉碎機(jī)長(zhǎng)期作業(yè)，應(yīng)固定在水泥基座上。如果經(jīng)常變換工作地點(diǎn)，粉碎機(jī)和電動(dòng)機(jī)要安裝在用角鐵制作的基座上，如果粉碎機(jī)用柴油機(jī)作動(dòng)力，應(yīng)使兩者功率匹配，即柴油機(jī)功率略大于粉碎機(jī)功率，并使兩者的皮帶輪槽一致，皮帶輪外端面在同一平面上。
2、粉碎機(jī)安裝完后檢查各部緊固件的緊固情況，若有松動(dòng)須予以擰緊。
3、要檢查皮帶輪皮帶松緊度是否合適，電動(dòng)機(jī)軸和粉碎機(jī)軸是否平行。
4、粉碎機(jī)啟動(dòng)前，先用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，檢查一下齒爪、錘片及轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活可靠，殼內(nèi)有無(wú)碰撞，轉(zhuǎn)子的旋向是否與機(jī)上箭頭所指方向一致，電機(jī)與粉碎機(jī)潤(rùn)滑是否良好。
5、不要隨便更換皮帶輪，以防轉(zhuǎn)速過(guò)高使粉碎室發(fā)生爆炸，或轉(zhuǎn)速太低影響工作效率。
6、粉碎機(jī)啟動(dòng)后先空轉(zhuǎn)2-3分鐘，沒(méi)有異?，F(xiàn)象后再投料工作。原料內(nèi)不得混有鐵塊和碎石等雜物。
7、工作中要隨時(shí)注意粉碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，送料要均勻，以防阻塞悶車(chē)，不要長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。若發(fā)現(xiàn)由振動(dòng)、雜音、軸承與機(jī)體溫度過(guò)高、向外噴料等現(xiàn)象，應(yīng)立即停車(chē)檢查，排除故障后方可繼續(xù)工作。
8、操作人員不要戴手套，送料時(shí)應(yīng)站在粉碎機(jī)側(cè)面，以防雜物反彈傷面部。
9、發(fā)生堵塞時(shí)，嚴(yán)禁用手、木棍強(qiáng)行喂入或脫出飼料。
10、工作結(jié)束應(yīng)空運(yùn)轉(zhuǎn)2-3分鐘，將機(jī)內(nèi)物料完全排除后，方可停止粉碎機(jī)和風(fēng)機(jī)。
5.2 粉碎機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)
1、篩網(wǎng)的修理和更換。篩網(wǎng)是由薄鋼板或鐵皮沖孔制成。當(dāng)篩網(wǎng)出現(xiàn)磨損或被異物擊穿時(shí)，若損壞面積不大，可用鉚焊的方法修復(fù)；若大面積損壞，應(yīng)更換新篩。安裝新篩時(shí)，應(yīng)使篩孔帶毛刺的一面朝里，光面朝外，篩片和篩架要貼合嚴(yán)密。環(huán)篩篩片在安裝時(shí)，其搭接里茬口應(yīng)順著旋轉(zhuǎn)方向，以防物料在搭接處卡住。
2、軸承的潤(rùn)滑與更換。粉碎機(jī)每工作300小時(shí)后，應(yīng)清洗軸承。若軸承為機(jī)油潤(rùn)滑，加新機(jī)油時(shí)以充滿(mǎn)軸承座空隙1/3為宜，最多不超過(guò)1/2，作業(yè)前只需將常蓋式油杯蓋旋緊少許即可。當(dāng)粉碎機(jī)軸承嚴(yán)重磨損或損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，并注意加強(qiáng)潤(rùn)滑；使用圓錐滾子軸承的，應(yīng)注意檢查軸承軸向間隙，使其保持0.2-0.4毫米，如有不適，可通過(guò)增減軸承蓋處紙墊來(lái)調(diào)整。
3、齒爪與錘片的更換。粉碎機(jī)部件中，粉碎齒爪及錘片是飼料粉碎機(jī)中的易損件，也是影響粉碎質(zhì)量及生產(chǎn)率的主要部件。粉碎齒爪及錘片磨損后都應(yīng)及時(shí)更換。齒爪式粉碎機(jī)更換齒爪時(shí)，應(yīng)先將圓盤(pán)拉出。拉出前，先要打開(kāi)圓盤(pán)背面的圓螺母鎖片，用鉤形扳手?jǐn)Q下圓螺母，再用專(zhuān)用拉子將圓盤(pán)拉出。為保證轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，換齒爪時(shí)應(yīng)注意成套更換，換后應(yīng)做靜平衡試驗(yàn)，以使粉碎機(jī)工作穩(wěn)定。齒爪裝配時(shí)一定要將螺母擰緊，并注意不要漏裝彈簧墊圈。換齒時(shí)應(yīng)選用合格件，單個(gè)齒爪的重量應(yīng)不大于1-1.5克。
錘片式粉碎機(jī)的錘片有的是對(duì)稱(chēng)式，當(dāng)錘片尖角磨鈍后，可反面調(diào)角使用；若一端兩角都已磨損，則應(yīng)調(diào)頭使用。在調(diào)角或調(diào)頭時(shí)，全部錘片應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，錘片四角磨損后，應(yīng)全部更換，并注意每組錘片重量差不得大5克；主軸、圓盤(pán)、定位套、銷(xiāo)軸、錘片裝好后，應(yīng)做靜平衡試驗(yàn)，以保持轉(zhuǎn)子平衡，防止機(jī)組振動(dòng)。此外，固定錘片的銷(xiāo)軸及安裝銷(xiāo)軸的圓孔由于磨損，銷(xiāo)軸會(huì)逐漸磨細(xì)、圓孔會(huì)逐漸磨大，當(dāng)銷(xiāo)軸直徑比原尺寸縮小1毫米，圓孔直徑較原尺寸磨大1毫米時(shí)，應(yīng)及時(shí)焊修或更換。
5.3 本章小結(jié)
粉碎機(jī)工作時(shí)如果產(chǎn)生意外，會(huì)發(fā)生很?chē)?yán)重的后果，所以多注意一些安全操作的技巧，會(huì)避免意外發(fā)生；機(jī)器的維護(hù)對(duì)機(jī)器的壽命和工作效率也至關(guān)重要，注意維護(hù)技巧可以事半功倍。
總 結(jié)
粉碎機(jī)械在工業(yè)生產(chǎn)中起著一定的作用，在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)中了解了粉碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)步驟以及其生產(chǎn)加工情況，以及粉碎機(jī)械的基本構(gòu)成情況。
這次的設(shè)計(jì)中使用了計(jì)算機(jī)制圖CAD等軟件，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我對(duì)軟件的運(yùn)用更加的熟練了，鞏固了我在學(xué)校時(shí)的所學(xué)內(nèi)容，這些軟件不但可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)中非創(chuàng)造設(shè)計(jì)勞動(dòng)的時(shí)間大大的減少了不必要的工作量，可以節(jié)省更多的時(shí)間去思考和設(shè)計(jì),在學(xué)習(xí)中我發(fā)現(xiàn)要想高效率的完成設(shè)計(jì)內(nèi)容根本離不開(kāi)這些軟件的支持，以后還要不斷的學(xué)習(xí)這些軟件。
在本次設(shè)計(jì)中，為了更好的滿(mǎn)足課題的要求，我采取錘片式帶篩粉碎機(jī)，并配合風(fēng)選系統(tǒng)，提高效率，本次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)，首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括兩部分，一個(gè)是粉碎部分的結(jié)構(gòu)與功率的設(shè)計(jì)；二是風(fēng)選部分的結(jié)構(gòu)與功率的設(shè)計(jì)。粉碎部分包括錘片的選擇，篩網(wǎng)的選擇等等，其次進(jìn)行主軸的校核與軸承的校核。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)到了很多東西，對(duì)我以后的工作將會(huì)有很大的幫助，將我以前在學(xué)校的理論知識(shí)用到了實(shí)踐中，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我在大學(xué)中的生活和學(xué)習(xí)的一次檢閱!
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致 謝
經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。
在這里首先要感謝我的導(dǎo)師畢經(jīng)毅老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是畢老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩畢經(jīng)毅老師的專(zhuān)業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。
然后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。
最后感謝哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院四年來(lái)的培育。
附錄1 譯 文
摘 要:錘片磨損會(huì)破壞錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的平衡,加劇轉(zhuǎn)子振動(dòng)。該文的研究目的是基于虛擬樣機(jī)技術(shù)探討錘片磨損對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的影響規(guī)律。采用MDT和vN4D建立了SFSP112×30型錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的虛擬樣機(jī)模型,對(duì)不同錘片磨損情況下粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明:錘片磨損后,轉(zhuǎn)子振動(dòng)頻率組成變化不大,而振動(dòng)幅值和強(qiáng)度變化較大,其中低頻段振動(dòng)強(qiáng)度增強(qiáng),高頻段振動(dòng)強(qiáng)度降低;導(dǎo)致轉(zhuǎn)子質(zhì)心徑向偏移的錘片磨損使轉(zhuǎn)子振動(dòng)幅值和強(qiáng)度均變大,而導(dǎo)致質(zhì)心軸向偏移的磨損對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)影響不大;同樣由于轉(zhuǎn)子質(zhì)心的徑向偏移,轉(zhuǎn)子受迫振動(dòng)頻率強(qiáng)度增加較多。因此,為了降低子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng),最好避免轉(zhuǎn)子質(zhì)心發(fā)生徑向偏移。
關(guān)鍵詞:錘片式粉碎機(jī)；錘片；虛擬樣機(jī)(VP)；磨損；振動(dòng)
簡(jiǎn) 介
能從谷物中的營(yíng)養(yǎng)提取出來(lái)的飼料粉碎機(jī)已經(jīng)發(fā)展很多年了。但是因?yàn)樗荒芴幚硖厥獾脑希窆阮?lèi)食品和礦石，所以除了丕林島（地名）的少數(shù)人在研究飼料粉碎機(jī)外，很少人去研究他。盡管飼料粉碎機(jī)已經(jīng)可以解決很多問(wèn)題，比如振動(dòng)、噪音、堵塞，用他特有的結(jié)構(gòu)來(lái)解決問(wèn)題，而且可以連續(xù)工作并達(dá)到一定的精度。
雖然一些方法，比如比較低的回轉(zhuǎn)速度，寬的轉(zhuǎn)子直徑被采用，好轉(zhuǎn)了他的性能，但是那些問(wèn)題不能扯得的被解決。最近，分析了飼料粉碎機(jī)在工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)的速度能被粉碎機(jī)控制在稍低或者稍高的程度。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在正常工作下都是不變的，除了在長(zhǎng)時(shí)間工作摩擦后。由于錘片的排列或者是其他的因素，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的離心力不固定，所以錘片的磨損是不均衡的，因此，我們要學(xué)習(xí)掌握錘片要磨損時(shí)候的特征，為了使粉碎機(jī)振動(dòng)保持穩(wěn)定。
實(shí)質(zhì)上的原型技術(shù)（VP）是一個(gè)用cad加工程序代替真實(shí)的模型，為了測(cè)試這種產(chǎn)品的特性和特征。這就像電腦的硬件和軟件的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過(guò)vp技術(shù)開(kāi)展起來(lái)。同時(shí)，傳統(tǒng)的模擬技術(shù)對(duì)VP的認(rèn)識(shí)理解很有基礎(chǔ)。除了高科技種田，VP技術(shù)還適用于日益發(fā)展的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)。作者努力的將VP技術(shù)應(yīng)用于工程分析技術(shù)。
對(duì)于飼料粉碎機(jī)中轉(zhuǎn)子單一的動(dòng)力模型，被用來(lái)發(fā)展轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)，轉(zhuǎn)子有效的運(yùn)動(dòng)模型被MDT和VN4D當(dāng)做虛擬原型來(lái)用。VP技術(shù)模擬不同情況的磨損下，研究轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的震動(dòng)和錘片磨損的分析。
1.單一化轉(zhuǎn)子的模型
SFSP112×30的轉(zhuǎn)子的錘片被均勻的排列，它是由定子、滾球軸承、錘片、軸子組成，最大轉(zhuǎn)速為1480r/min。所以它的最大頻率應(yīng)該是1480/60=24.6Hz。
圖一 SFSP112×30的轉(zhuǎn)子圖表
基于集總的單一化原則叁數(shù)方法 被單一化的模型應(yīng)該有同樣的總質(zhì)量，瞬間的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有最初的質(zhì)心位置決定。粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)子被單一化的分別運(yùn)行在六個(gè)圓盤(pán)里。在這系統(tǒng)里，每一個(gè)自我排列的定子，會(huì)在壓力的作用下自己運(yùn)行到指定的位置，能夠計(jì)算出他們最后的位置。
2.轉(zhuǎn)子的虛擬原型
轉(zhuǎn)子的3D模型需要建立在一個(gè)MDT的三維建模軟件上，VP的技術(shù)原本是用來(lái)實(shí)現(xiàn)Vn4D的，其中包括重要的參數(shù)從轉(zhuǎn)子的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。一些重要參數(shù)列出如下
（1）定子連接上，平鍵連接被強(qiáng)固連接完全代替；
（2）強(qiáng)固連接也被用來(lái)連接圓盤(pán)；
（3）因?yàn)檩S子被用來(lái)限制錘片的位置，所以強(qiáng)固連接被用來(lái)限制軸子和錘片的位置；
（4）在錘片和螺釘通過(guò)強(qiáng)固連接，來(lái)限制彼此的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，來(lái)完成軸的夾緊；
（5）球軸承被軸襯所代替，軸襯確定參數(shù)。
（6）電動(dòng)機(jī)的限制被增加到左邊的結(jié)束，