0029-小型花椒粉碎機的設(shè)計【全套12張CAD圖+PPT+說明書】
0029-小型花椒粉碎機的設(shè)計【全套12張CAD圖+PPT+說明書】,全套12張CAD圖+PPT+說明書,小型,花椒,粉碎機,設(shè)計,全套,12,十二,cad,ppt,說明書,仿單
1 緒論
1.1本課題研究的目的及意義
花椒含有豐富的芳香油成分及微量營養(yǎng)成分，具有較高的食用價值?；ń纷迅缓椭?，可作為提取工業(yè)油脂的原料，油中所含的特殊成分可作化工合成的原料。另外，花椒特有的芳香氣味對微生物、昆蟲具有很好的殺滅效果，可作為藥材，用于疾病的治療。因此，今后我國花椒加工應(yīng)注意借鑒日本和韓國的經(jīng)驗，依據(jù)我國不同地區(qū)的生活和飲食習(xí)慣，在搜集民間食用及醫(yī)療驗方的基礎(chǔ)上，應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及方法豐富花椒的花色品種，加強花椒在藥物開發(fā)、化工、油料等方面的研究，增加花椒的經(jīng)濟效益，推動花椒加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。
花椒又可作為日常餐飲加工中重要的芳香作料，粉碎后的花椒粉更有利于花椒的充分利用，深加工后可開發(fā)花椒粉、花椒油、精品花椒系列產(chǎn)品?；ń酚质轻t(yī)藥、食品、美發(fā)等行業(yè)的重要原料，其主要成份是揮發(fā)性芳香油、麻味素及各種醇類和脂肪酸，這些化學(xué)物質(zhì)具有較高的實用價值，也是醫(yī)藥的重要原料。據(jù)調(diào)查，全國花椒的種植面積正以30％的速度逐年遞增，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量逐漸提高，對花椒及其產(chǎn)品的需求將不斷加大，這些將成為推進我國花椒產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的主動力。我國花椒種植面積雄居世界第一，產(chǎn)量也是世界第一。本課題的研究，一方面將滿足國內(nèi)市場需求，另一方面對帶動農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展花椒深加工產(chǎn)業(yè)化[2]。
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[3-4]。
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(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[5]。
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(fēng)口。有效改善了粉碎機的輔助吸風(fēng)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(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[6]。
1.2.1.現(xiàn)有粉碎機類型及其特點[7]
（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
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)。可適用于礦靶式和旋轉(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(dá)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(xì)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(fēng)機葉片的作用，在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時造成負(fù)壓，實現(xiàn)了軸向高負(fù)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(xì)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，將花椒粉碎，花椒在粉碎室內(nèi)受錘片與物料問相互撞擊，粉碎成細(xì)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)花椒粉碎機的生產(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，確定小型花椒粉碎機的總體結(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(dāng)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。
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(xì)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[9]。
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)粉碎機粉碎花椒的生產(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(xì)，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=10.5×100×103=1.05kw，查機械手冊[10]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
滿載轉(zhuǎn)速
額定電流
A
效 率
%
功率因數(shù)
電動機質(zhì)量
Y90s-2
1.5
2840
3.44
78
0.78
2.3
22
表3-2 電動機主要外形尺寸
中心高
H
外形尺寸
L×(AC/2+AD)×HD
底腳安裝尺寸
A×B
地腳螺栓孔直徑
K
軸伸尺寸
D×E
裝鍵部位尺寸
F
90
310×245×190
190×140
10
24×50
8
電動機主要外形安裝尺寸如圖3-1
3.2帶傳動的設(shè)計計算
（1）確定計算功率
Pca=kAP=1.0×1.05×1.05=1.10KW （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、n1 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(zhǔn)直徑并驗算帶速V
①初選主動輪的基準(zhǔn)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(zhǔn)直徑 =40mm≥=20mm。 （3-2）
②驗算帶速V
=m/s （3-3）
因為5m/s，作用在軸上的壓力為
280.78N （3-15）
3.3帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
小帶輪的材料選擇HT150，由小帶輪的基準(zhǔn)直徑=40mm<2.5d=2.5×20=50mm，因此小帶輪可采用實心式；由機械設(shè)計第八版表8—10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺寸bd=5.3mm,ha=1.6mm,e=8mm,Z=2，da=dd+2ha=40+2×1.6=43.2mm，B=(Z—1)e×2f=(2—1)×8+2×6=20mm。
圖3—2 小帶輪結(jié)構(gòu)
大帶輪的材料選擇HT150，由大帶輪的基準(zhǔn)直徑=100mm<2.5d=2.5×24=60mm，因此大帶輪可采用腹板式,由機械設(shè)計第八版表8—10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺bd=5.3mm,ha=1.6mm,e=8mm,Z=2，da=dd+2ha=100+2×1.6=103.2mm，B=(Z—1)e×2f=(2—1)×8+2×6=20mm。
圖3—3 大帶輪結(jié)構(gòu)
4 錘片式粉碎機的零件說明
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)
先確定DB的關(guān)系，為了降低噪音，一般采用大轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速，確定要根據(jù)粉碎物料的品種具體分析。如果以粉碎個谷物顆粒為主，要采用較小的B和較大的D。
由下經(jīng)驗公式求轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)直徑D(mm)和粉碎室寬度(Bm)的關(guān)系
DB===0.01375； (4-1)
=1.32.8，取=1.5。 (4-2)
式中為經(jīng)驗系數(shù)，一般=0．550.75，N為配套電動機的功率，N=1.5kw.
由（1）和（2）可得：D=180mm,B=120mm,
主軸轉(zhuǎn)速===3372r/min； (4-3)
式中V為錘片末端線速度，對于粉碎花椒V=60m/s，r為錘片末端到主軸中心的距離mm[5]。
4.2錘片選擇
錘片式粉碎機的錘片的性能比較如下圖所示：
表4-1 常見錘片使用性能比較
錘片類型 使用性能
矩形錘片
通用性好，形狀簡單，易制造。
焊耐磨合金
延長使用壽命，制造成本較高。
尖角錘片
適于粉碎纖維質(zhì)物料，但耐磨性差。
環(huán)形錘片
只有一個銷孔，工作中自動變換工作角，因此磨損均勻，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
錘片是錘式粉碎機最主要的工作部件，也是易損件。對于花椒粉碎，選用矩形錘片，但常規(guī)錘片材料存在一定缺陷，在錘片強化設(shè)計中，為克服低碳鋼、中碳鋼和特種鑄鐵的缺點，考慮在錘片工作棱角堆焊碳化鎢合金，對錘片進行表面硬化處理，堆層厚1～3mm。按中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選擇I型：120—40—4 SB/T 10118-92，材料為65Mn鋼。
圖4-1 錘片的結(jié)構(gòu)和三維圖
錘片數(shù)目Z===12.1 (4-4)
式中δ—錘片厚度，粉碎谷物時，δ=2~4mm；粉碎莖稈，δ=5~6mm；粉碎骨頭和貝殼，δ=6~10mm
K—錘片配置密度系數(shù)，K=0.28~0.42，取小值時粉碎粒度較大。
取整數(shù)Z=12片，錘片材料為65Mn鋼，兩端工作區(qū)熱處理后硬度為HRC56~62，采用錘片排列采 用對稱交錯式，軌跡均勻卻，而且錘片排列左右對稱，4根銷軸上的合力作用在同一平面上，對稱 軸相互平衡，因此平衡性好。
4.3篩子設(shè)計
篩面是錘式粉碎機的排料裝置，也是主要易損部件之一，其形狀和尺寸對粉碎效能有重大影響。一般設(shè)在轉(zhuǎn)子下半周的位置(底篩)，在粉碎加工中，考慮到多物料多粒度的要求，應(yīng)采用底篩或環(huán)篩。錘式粉碎機所用的篩片根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于錘片粉碎機篩片的標(biāo)準(zhǔn)選擇2mm厚的優(yōu)質(zhì)鋼板沖孔制成。篩孔的形狀通常是圓孔或長孔。篩孔孔徑根據(jù)粒度要求設(shè)計，選取孔徑為2mm的圓孔[8]。
表4-2 篩板開孔率
項目
孔徑/mm
篩孔徑/mm
0.6
0.8
1.0
1.2
1.5
2
2.5
3
3.5
4
孔間距/mm
1.6
1.8
2.0
2.2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
開孔率/%
12.6
17.8
22.5
23.4
32.4
40
46
50
54
57.6
圖4—2 篩子結(jié)構(gòu)
4.4錘篩間隙設(shè)計
錘篩間隙是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時錘片末端與篩板內(nèi)表面之間距離，如圖所示，它直接決定粉碎室物料層的厚度物料層太厚，摩擦粗碎作用減弱，粉碎可能將篩孔堵塞而不易穿過篩孔：物料厚太薄，則物料太易穿過，對粉碎粒度有影響。間隙的大小主要取決于篩孔直徑和被粉碎物料的品種，對于一定物料和篩孔有其最佳的錘篩間隙。據(jù)我國系列設(shè)計錘片式粉碎機的正交試驗結(jié)果，推薦谷物4～8mm；秸桿10～14mm。對于粉碎花椒選擇4mm[8]。
圖4-4 錘篩間隙
4.5轉(zhuǎn)子設(shè)計
采用雙圓盤轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子中間用套筒和鍵定位，在錘片高速旋轉(zhuǎn)時造成負(fù)壓，實現(xiàn)了軸向高負(fù)壓進料和高壓差排料。
圖4-5 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和三維圖
4.6喂料裝置設(shè)計
將喂料方式設(shè)計為徑向頂部喂入，這樣設(shè)計的好處是①可使該機結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，對物料的喂入可起一定的調(diào)節(jié)作用， 增加粉碎室內(nèi)的風(fēng)壓，提高排粉能力。②進料口四周均與水平面夾角為，更有利于物料的導(dǎo)向與進入粉碎室。如圖所示。
圖4-6 喂料裝置
4.7閘板設(shè)計
采用手動控制閘板式，閘板主要是控制進料量的大小和進料速度，如下圖。
圖4-7 閘板
4.8粉碎室設(shè)計
一般粉碎室的形狀均采用圓形，而物料進入錘式粉碎機的圓形粉碎室，受到高速旋轉(zhuǎn)的錘片的作用后，形成物料層，并作與錘片運動方向相同的圓周運動，這種物料層環(huán)流運動的速度為錘片速度的70％左右，圓形粉碎室內(nèi)的環(huán)流層由于離心力的作用，使大顆粒在外、小顆粒在內(nèi)，這樣既不利于排粉，又減少了粉料受打擊的機會，使大部分粉料不是立即受到正面打擊而破裂，而是受到偏心沖擊，而受偏心沖擊的物料，在沖擊點與物料重心之間產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)力矩，該力矩只能使物料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動而不易破裂，造成能量的很大浪費。所以，物料在圓形粉碎室所受偏心沖擊現(xiàn)象和物料環(huán)流氣流層的存在，是錘式粉碎機性能低、效率差的根本原因。因此改變粉碎室的形狀是提高粉碎效率的重要途徑之一。
本設(shè)計為了提高粉碎效率,采用水滴形粉碎室所謂水滴形粉碎室，顧名思義，即粉碎室的形狀像水滴、篩片在粉碎室內(nèi)也呈水滴狀。采用水滴形粉碎室，可以改變物料層的分布狀態(tài)，使物料的環(huán)流運動—氣流層遭到有力的破壞，在水滴形粉碎室內(nèi)，物料由軸向喂入，進入粉碎室后，先作圓周運動，然后作直線運動，產(chǎn)生折射后，其加速度驟然減少，產(chǎn)生反向加速度后，又與錘片相撞，再作圓周運動。這種周而復(fù)始的運動能有效地破壞物料的環(huán)流層，且不會出現(xiàn)大在外、小在內(nèi)的層次分明的混合環(huán)流。物料在粉碎室內(nèi)處于混合狀態(tài)，在混亂中大粒再次受錘片打擊，而細(xì)碎的粒料、粉料則及時排出。如下圖：
圖4-8 圓形粉碎室（左）,水滴形粉碎室（右）
5 軸的設(shè)計
⑴計算主軸上的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩
=P=1.5×0.96×0.98=1.38kw； （5-1）
式中為帶傳動的傳動效率，為軸承的傳動效率，
=3372r/min； （5-2）
=950000=9500003388.79Nmm。 （5-3）
⑵初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理由機械設(shè)計第八版表15—3，取。
17.2mm， （5-4）
考慮到軸上有兩個鍵槽，所以19.436mm，查手冊取20mm。 （5-5）
(3)裝配方案
轉(zhuǎn)子、套筒、轉(zhuǎn)子從左邊裝，軸承各從兩邊裝。
(4)軸的結(jié)構(gòu)如圖
軸的材料：軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，所以本設(shè)計采用45號鋼作為軸的材料,調(diào)制處理。
圖6-1 軸的結(jié)構(gòu)
圖6-2 軸的三維圖
6 鍵選擇與校核
鍵主要是為了實現(xiàn)軸上零件的周向定位來傳遞轉(zhuǎn)距，鍵的形式用多種，，根據(jù)傳動的要求，鍵的選擇根據(jù)軸的直徑的不同，應(yīng)該選擇不同型號的鍵，第一處軸的直徑D=20mm選擇GB/T1096鍵6×6×16,軸的材料是45號鋼，且屬于靜聯(lián)接機械設(shè)計第八版表6-2查得許用擠壓應(yīng)力為[σp]=120-150MPa,取其平均值[σp]=135MPa。鍵的工作長度為,鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為。由機械設(shè)計第八版式6-1可得
（6-1）
T—傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.M），
d—軸的直徑（mm），
l—鍵的工作長度（mm）；A型，l=L－b，
k—鍵與輪轂的接觸高度（mm）；k=h－t，h為鍵的高度，
b—鍵的寬度（mm），
t—切向鍵工作面寬度（mm），
—鍵的許用切應(yīng)力（MPa），
—鍵連接的許用擠壓應(yīng)力（MPa），
可見聯(lián)接的擠壓強度滿足，即該鍵可以正常工作。
第二處軸徑D=31mm選擇GB/T1096鍵10×8×90。軸的材料是45號鋼。且屬于靜聯(lián)接機械設(shè)計第八版表6-2查得許用擠壓應(yīng)力為[σp]=120-150MPa,取其平均值[σp]=135MPa。鍵的工作長度為,鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為。由機械設(shè)計第八版式6-1可得
（6-2）
T—傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.m）,
d—軸的直徑（mm）,
l—鍵的工作長度（mm）；A型，l=L－b,
k—鍵與輪轂的接觸高度（mm）；k=h－t,h為鍵的高度，
b—鍵的寬度（mm），
t—切向鍵工作面寬度（mm），
—鍵的許用切應(yīng)力（MPa），
—鍵連接的許用擠壓應(yīng)力（MPa），
可見聯(lián)接的擠壓強度滿足，即該鍵可以正常工作。
7 軸的校核
1)求水平面的支反力
，（為單根V 帶的預(yù)緊力） （7-1）
148N
根據(jù)∑A=0
109.5× （7-2）
=2007.2N
∑B=0
(109.5+101)+101=69.5 （7-3）
=-15819.5N
2)求垂直面內(nèi)的支反力
=2758.05N
=4020.4N
∑A=0
109.5=(101+69.5)+101 （7-4）
=-92.2N
∑B=0
(109.5+101)+101=101 （7-5）
=-1727.8N
3)求水平面內(nèi)的彎矩圖
×=-15819.5×=-305.5Nm （7-6）
×=2007.2×=193.8Nm （7-7）
4)求垂直面內(nèi)的彎矩圖
=×=-1727.8×=-333.6Nm （7-8）
=×=-92.2×=-8.9Nmm （7-9）
5)合彎矩
=361.4Nm （7-10）
= 333.7Nm
6)扭矩 T=9550000P/n=Nmm （7-11）
圖7-1 校核圖
8 軸承
8.1軸承的選擇
根據(jù)軸的直徑的不同，應(yīng)該選擇不同型號的軸承。主軸通過粉碎室內(nèi)腔，其兩端由軸承固定在機架上同時主要承受錘片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的徑向力，同時承受一部分軸向竄動力。所以本設(shè)計選用的軸承是：深溝球軸承[12]。
已知此處軸徑，所以選內(nèi)徑為25mm的軸承，在機械設(shè)計手冊中選擇深溝球軸承；查表6-1，選擇型號為6007GB/T276—94的軸承。另一處已知軸徑為，所以選內(nèi)徑也為25mm的軸承，選擇型號也為6007GB/T 276—94的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下：
d=25mm，
D=37mm，
B=7mm。
8.2軸承的潤滑和密封
潤滑是保證機械裝置正常運轉(zhuǎn)、提高其工作能力的重要的技術(shù)手段。潤滑劑在機械設(shè)備工作中起如下的作用：
1）減少摩擦與磨損；
2) 散熱；
3) 清洗工作表面；
4) 提高密封效果。
滾動軸承的潤滑方式一般根據(jù)dn值選擇（d為滾動軸承內(nèi)徑，mm；n為滾動軸承轉(zhuǎn)速，r/min），具體選擇方法參考下表。表中所列為最低程度應(yīng)采用的潤滑方式。通過計算得dn=25×3372<1.5×105 ，因此選擇注潤滑脂，用示加注油杯潤滑脂。
表8-1 滾動軸承dn值與潤滑方法
軸承類型
油潤滑
脂潤滑
浸油潤滑
滴油潤滑
壓力供油潤滑
油霧潤滑
深溝球軸承
16
25
40
60
>60
潤滑脂的流動性差，不易流失，承載能力強，但發(fā)熱量大，采用脂潤滑時裝脂量不應(yīng)過多，一般填充量不超過可填充空間的1/3~1/2。
8.3軸承的密封
機械結(jié)構(gòu)密封主要是防止灰塵水分等進入軸承，采用接觸式密封，毛氈圈密封。
8.4軸承端蓋的設(shè)計
d0=d3+1=6+1=7mm；D0=D+2.5d3=37+2.5×6=52mm；D0=D+2.5d3=52+15=67mm；
e=5mm；m=11；
圖8—1 軸承端蓋結(jié)構(gòu)
9 軸系零件的定位
9.1軸向定位
為了防止軸上零件發(fā)生沿軸向的移動，必須對其進行定位，根據(jù)軸上零件的的安裝要求和對軸的結(jié)要求，要選擇不同的定位方式，軸肩定位、套筒定位、軸端擋圈，在本設(shè)計中有用到，具體的結(jié)構(gòu)和參數(shù)見零件圖和明細(xì)表。
9.2周向定位
鍵主要是為了實現(xiàn)軸上零件的周向定位來傳遞轉(zhuǎn)距，鍵的形式用多種，因此要根據(jù)不同的要求來選擇不同型號的鍵，根據(jù)傳動的要求，本設(shè)計全部采用圓頭普通平鍵（A型），它的兩個側(cè)面是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙，其主要特點是定心性好、拆裝方便。
10 機架設(shè)計
錘片式粉碎機的安裝，可根據(jù)體情況來確定若有固定的加工房，不需要移動時，可安裝在固定的水泥基礎(chǔ)或堅固的木質(zhì)機架上，用地腳螺栓固定，工作地點需要經(jīng)常移動時，可把動力機和粉碎機安裝在同一個機架上。考慮整機的固定，采用角鋼焊接成一個機架。
11 箱體的設(shè)計
考慮到箱體的安裝設(shè)計，箱體的材料為鑄鐵，其結(jié)構(gòu)尺寸由安裝距來確定。其技術(shù)要求是：
⑴ 裝配前所有零件進行清洗機體內(nèi)壁涂耐油油漆；
⑵ 在軸承潤滑油杯中加入潤滑油；
⑶ 箱體邊緣處捏合要緊湊，邊緣要對齊。
12 錘片式粉碎機注意事項、調(diào)試、維護和保養(yǎng)
錘片式粉碎機是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片擊碎物料的一種機械。如果使用、維護不當(dāng)，不僅會嚴(yán)重影響粉碎質(zhì)量，而且會縮短粉碎機的使用壽命。
（l）一般要求粉碎時花椒一定要干燥，否則會堵住篩孔，物料不易被粉碎生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量都要降低。
（2）錘篩間隙不可過大或過小
錘篩間隙是指錘片端部與篩片之間的間隙，此間隙對粉碎機的工作性能有較大影響。當(dāng)錘篩間隙較大時，在飼料中靠近篩面的飼料顆粒不易與篩片接觸，受打擊的機會少， 同時篩片對它們的摩擦作用也會因速度低而減弱，因此度電產(chǎn)量下降，成品變粗。間隙大到一定程度時，篩面上的飼料顆粒運動速度過慢，甚至堵塞篩孔，使生產(chǎn)率進一步下降。當(dāng)錘篩間隙較小時，外圈飼料受到錘片打擊的機會多，在篩面上的飼料運動速度高，不易穿過篩孔，使摩擦粉碎的作用增大，將飼料粉碎得過細(xì)，更加不利于排粉，不但浪費動力，使度電產(chǎn)量下降，而且成品也顯過細(xì)。
（3）在滿足要求的前提下，應(yīng)盡量選用較大篩孔直徑的篩片
篩孔直徑對粉碎機度電產(chǎn)量的影響非常顯著，同時也直接影響被粉碎花椒的細(xì)碎率(花椒顆粒的平均直徑)?；ń芳?xì)碎度M=(0.25～0.33)d。篩孔直徑越大，度電產(chǎn)量越高，但粉碎的物料越粗。因此，在滿足粉碎要求的前提下，應(yīng)盡量選用較大孔直徑的篩片。
（4）要注意機器的平衡
粉碎機是高速旋轉(zhuǎn)的機器，在出廠時均經(jīng)過動、靜平衡試驗。經(jīng)過一段時間使用之后，當(dāng)錘片棱角磨損到錘片寬度的1／2時，換邊或調(diào)頭必須在原位進行。需更換新錘片時，要重新稱配組，并保證每組質(zhì)量差不超過5g，避免影響機器的平衡而產(chǎn)生振動與噪聲。
（5）試機
粉碎機安裝后，在投產(chǎn)之前，必須對機器進行全面的檢查，檢查內(nèi)容如下：
①安全裝置是否配套，完善、可靠。
②各個連接部分的可靠，機器安裝在基礎(chǔ)或機架上是否牢固。各緊固螺栓是否有松動或脫落現(xiàn)象。
③打開機蓋撿查粉碎室內(nèi)有無雜物 ，轉(zhuǎn)子上各零部件是否完好，開口銷是否脫落或損壞。若沒有什么問題，可放下機蓋，旋緊六角把手，使機蓋壓緊在機座上，再用手轉(zhuǎn)動主軸皮帶輪，轉(zhuǎn)子應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動，不得有異常的碰擊聲。
④檢查潤滑系統(tǒng)。
如果各方面都符臺要求，就可以開機試運轉(zhuǎn)1 h ，應(yīng)檢查軸承溫升和各部位零件是否異常，軸承的溫升不得超過35攝氏度。一般可用普通的溫度計插入黃油杯里來進行檢查（溫度計測得的溫度減去室溫就是溫升值），各部位都符合要求是，就可以投入生產(chǎn)。新機在初次使用時，最好是先加工谷殼或秕谷，干草，以使其清理機內(nèi)的油污，鐵銹等。
（6）操作
①被加工的物料必須干燥（對于花椒含水量≤15%），否則容易堵賽篩孔，影響生產(chǎn)效率。在粉碎加工之前，必須先清除物料中的石子，鐵釘?shù)扔参铮悦鈸p壞機器。
②機器開動后，運轉(zhuǎn)正常，方可喂料。喂料時，應(yīng)由少到多，逐步增加到額定負(fù)荷。同時，喂料必須均勻連續(xù)，不要時多時少，并應(yīng)經(jīng)常注意機器的負(fù)荷情況，若發(fā)現(xiàn)超負(fù)荷轉(zhuǎn)速下降，應(yīng)停止喂料，等轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常，再繼續(xù)喂料。
③在工作過程中，使用集粉袋時，應(yīng)經(jīng)常拍打布袋，使它既能增加透氣性，又能使粉料積聚在布袋的尾部。當(dāng)布袋里集聚到一定數(shù)量的粉料時（一般為布袋容積的四分之一至三分之一左右）就 應(yīng)及時出粉。出粉時，可將布袋的中部扎緊，打開尾部的活結(jié)，把粉料裝進盛粉筐或盛粉布袋。
④做好粉碎機的維修和保養(yǎng)工作，是使機器經(jīng)常處在完好的技術(shù)狀態(tài)，延長使用壽命的重要保證。對保養(yǎng)和維修工作，應(yīng)做到忙時不忘記，閑時不放松。
13 結(jié)論
我所選設(shè)計題目是“小型花椒粉碎機的設(shè)計”，之所以選擇這個題目，是因為我對這個課題比較的感興趣。經(jīng)過查找資料和老師的指導(dǎo)，以及上網(wǎng)搜集相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書籍等，終于對粉碎機有了一定得了解，心里有了大體的思路。對于本次設(shè)計錘片式粉碎機得出以下結(jié)論：
（1）首先了解花椒的特性，查資料確定花椒能被錘片劈碎的線速度為60m/s 。理解了粉碎的概念和現(xiàn)有的粉碎類型，制定出用錘片式粉碎機粉碎花椒的方案。
（2）綜合考慮效率、質(zhì)量、生產(chǎn)條件，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，采用帶傳動，以小功率的電動機為動力源。
（3）在對轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)直徑、粉碎室的寬度、粉碎室的設(shè)計時參考文獻中的經(jīng)驗公式求的，錘片和篩子根據(jù)錘片式粉碎機的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選擇的。
（4）軸的設(shè)計主要考慮易于裝拆和加工，以及軸上零件（轉(zhuǎn)子）的固定和定位。
（5）軸系零件的定位，選擇A型鍵是固定轉(zhuǎn)子，不讓其和軸有相對運動，鍵的兩個側(cè)面是主要的工作面，其定心性好，裝拆方便。
（6）軸承的主要承受錘片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的徑向力，同時承受一部分軸向竄動力，因此選擇深溝球軸承。
（7）對于錘篩間隙主要考慮花椒含有花椒油，因此對于粉碎花椒錘篩間隙選擇4mm，過小粉碎可能將篩孔堵塞而不易穿過篩孔。
總之，本次畢業(yè)設(shè)計是在對這四年所學(xué)知識一次總結(jié)，由于知識量不足，難免會有許多考慮不到的地方，還請各位老師給予批評指正。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我基本掌握錘片式粉碎機設(shè)計的基本方法，并提高分析和解決實際工程計算能力等方面，進一步鞏固了農(nóng)業(yè)機械專業(yè)所學(xué)的知識，同運用了畫化幾何、機械基礎(chǔ)和設(shè)計、AutoCAD制圖、機械工程材料、互換性與技術(shù)測量等方面的知識，而且自學(xué)了pre三維制圖軟件，繪制出一些簡單的零件圖；同時也掌握了文獻資料的查找技巧，為以后的學(xué)習(xí)和工作奠定必要的基礎(chǔ)。
致謝
參考文獻
[1] 王艷.花椒開發(fā)利用價值及豐產(chǎn)栽培技術(shù)[J],林業(yè)科技，2009（2）：21—22．
[2] 鄭大成.花椒深加工技木[J],技術(shù)與市場,2009(6），105．
[3] 沈再春.農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備[M],北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1993.
[4] 肖旭霖主編.食品加工技術(shù)裝備[M]，中國輕工業(yè)出版社，2007．
[5] 劉曼茹.錘片式粉碎機的研究[J],農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,1990（3）：54-60.
[6] 王衛(wèi)國.飼料加工技術(shù)新進展[J],糧食與飼料工業(yè)，2007(5)：25—27．
[7] 曹康,金征宇.現(xiàn)代飼料加工技術(shù)[M],上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻出版社，2003．
[8] 朱建東.錘片和篩板的不同參數(shù)對粉碎機性能的影響[J],飼料工業(yè)，1998，12：9-12．
[9] 濮良貴，季明剛主編.機械設(shè)計（第八版）[M]，北京：高等教育出版社，2006.5．
[10] 吳宗澤，羅圣國主編.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M]，北京：高等教育出版社，2006.5．
19
收藏