小型物料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)【錘片式、水滴型篩片結(jié)構(gòu)頂端徑向進(jìn)料】

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A virtual prototype (VP) based on the rotor of SFSP11230 feed-grinder was set up by using MDT and vN4D for investigating the relationship between the abrasion of the hammer slice and the vibration of the rotor. By simulating the VP with various abrasion forms, it has been found that the abrasion form does not influence the makeup of the vibration frequency but the intensity. That is, the intensity of the low-frequency stage strengthens but that of the high-frequency stage weakens when the hammer slices are worn out. The vibration amplitude and intensity both increase when the abrasion makes the centroid of the rotor offset radially. However, they do not change much when the centroid offsets axially. The intensity of the forced vibration frequency also greatly rises when the center of mass offsets radially.Therefore, to damp the vibration of the feed-grinder the centroid of the rotor had better not offset radially. Key words feed-grinder; hammer slice; virtual prototype (VP); abrasion; vibration Vibration generated by the abrasion of the hammer slice in feed-grinder based on virtual prototype technologyJ. As one of the kernel equipment in feedstuff processing industry, the feed-grinder has been developed for years. But because of its special processing object, like cereal and mineral, there are few theoreti- cal studies on the feed-grinder except some experimen- tal researches. However, while the feed-grinder runs into many problems such as vibration, noise and clog- ging which mainly result from its own structure char- acteristics, running environment and fitting precision. Although some methods such as lower rotational speed and wider rotor diameter have been adopted to im-prove its performance, those problems cannot be thor- oughly solved. Recently, et al has analyzed the vibration of the feed-grinder by calculat- ing the natural frequency of the rotor. Therefore, the rotation speed can be adjusted to be lower or high- er than the resonance speed to damp the vibration of the pulverator. But the natural frequency of the rotor is not constant, especially after long time grinding. On account of the array of the hammer slices and other factors, the hammer slices usually abrade unevenly, which causes the eccentricity of the rotor and then make the grinder vibrate9. Therefore, studying the characteristics when the hammer slices abrade is quite practical for taking better action to damp the vibration of the pulverator. Virtual prototype (VP) technology is a process ofusing a CAD model, instead of a physical prototype, to test and evaluate the specific characteristics of a product or a manufacturing process1. The develop- ment of hardware and software of computer and network technology widely expands the application of VP. Meanwhile, traditional optimization and simula- tion techniques provide essential foundation to realize VP. Except for the hi-tech field, VP technology has also been applied to agricultural machinery design increasingly10. The authors attempt to apply VP technology to the engineering analysis of general machinery. In this paper a simplified dynamic model for the rotor of the feed-grinder was developed based on rotor dynamics and the corresponding virtual prototype of the rotor was generated by using MDT and vN4D. By simulating the VP under different abrasion situations, the vibration characteristics of the rotor when the hammer slices abrade was analyzed.1 Simplified model of the rotor The rotor of SFSP11230 feed-grinder with the symmetrical hammer slice array is shown in Fig.1. It consists of spindle, ball bearings, disk boards, ham-mer slices, pins and sleeves and its full-load rotational speed is 1480 r/min. So its frequency of the forced vibration should be 1480/60=24.67Hz. Fig.1 Diagram of the rotor of SFSP11230 feed-grinder Based on the simplification principle of lumped parameter method2that the simplified model should have the same gross mass, moment of inertia and posi- tion of centroid to the original, the rotor of the pulver- ator was simplified into a one-span six-disc rotor system with two springs support, as shown in Fig.2. The right end of the spindle and the center of each ball bearing and disk board are chosen as the positions of six disks. Fig.2 Simplified model of the rotor The ball bearing is generally considered that it only provides stiffness because of its small damping3. In the system each self-aligning bearing on one side of the spindle is modeled as a spring, the stiffness of which can be calculated in the light of the following equation4:2 Virtual prototype of the rotor The 3D model of the rotor which only includes parts related to the simulation was built in MDT, a three- dimensional modeling software. The initialization of VP was fulfilled in vN4D, including importing the 3D model from MDT, modifying constraints between the parts and appending motor power5. Some important steps are listed below: 1) Instead of flat key joint each disk board is attached to the spindle by rigid joint which locks two bodies together absolutely. 2)Rigid jointis also used to fasten the pin with the disk board. 3) Because sleeves are used to limit the positions of the hammer slices, rigid joint is set as the constraint between the sleeve and the pin. 4) Constraint between the hammer slice and the pin is revolution joint, which is used to limit the motion of two bodies so that one body only rotates about a certain axis with respect to the other body. 5) The ball bearings are replaced by bushing constraint which can simulate the function of ball bearings. Eq. (1) is set as the stiffness function parameter of bushing constraint. 6) A motor constraint is added to the left end .3 VP simulation and analysis In order to accelerate the simulation speed, only those circumstances without external applied load were simulated. Meanwhile, since the pulverator needs a very short accelerating time, only the stage when the rotor runs stably is considered in this paper. As a result of the permutation of the hammer slices, the axial distribution of the material in the mill housing is often inhomogeneous and so does the wear extent of each hammer slice along the spindle. There- fore, the centroid of the rotor deviates from its original position. According to the probable deviation direction of the centroid, namely, radial, axial and both directions, four kinds of abrasion forms were specified. Furthermore, to contrast with the vibration under abrasion situations the performance with undamaged hammer slices was also simulated. The results of simulation are listed in Table 1.Table 1 VP simulation results with five abrasion forms of hammer slicesThe diagrammatic sketch of the assumed abrasion forms is shown in Fig. 4. The four pin-and-sleeve groups were labeled fromtoclockwise when viewed from the axial direction and the hammer slices in each group are all marked from 1 to 8 parallel to the spindle. In Fig.4a the worn extent of each hammer slice is equal. In Fig. 4b the worn extent of each hammer slice in one group is unequal while the corresponding hammer slices in groupandhave the same worn extent. As for Fig.4c and Fig.4d the worn extent of the hammer slice is not identical entirely. Figure 5 shows the vibration acceleration and power spectrum diagram (PSD) of the ball bearings collected in the process that the VP of the rotor ran for one second after it had wheeled for 14 s. Real line represents the vibration response of the left bearing and dashed line represents that of the right one. Fig.4 Sketch of abrasion forms. The component of the vibration frequency changes little before and after the hammer slices are worn out. But the intensity at each frequency is quite different Fig.5 Vibration response of each bearing from the corresponding frequency of undamaged rotor.At low-frequency stage the intensity strengthens and weakens at high-frequency stage. Especially the intensity under even abrasion situation changes much greater than that under other situations. And the same conclusion can be found for the vibration amplitude of the rotor. By contrasting Fig.5b and Fig.5c, it can be inferred that the radial offset of the centroid badly destroyed the balance of the rotor. This conclusion can also be acquired by contrasting Fig.5d and Fig.5e because the radial offset quantity of adjacent uneven abrasion is obviously larger than that of asymmetric uneven abrasion. The intensity at the forced vibration frequency (24.67Hz) increases much more sharply under even abrasion and adjacent uneven abrasion situations while it changes a little under the other two situations.4 Conclusions 1) The abrasion form of hammer slice does not influence the makeup of the vibration frequency of the rotor. However it really brings obvious changes to the intensity of the frequency, which exhibits that the intensity of low-frequency stage strengthens while that of high-frequency stage weakens.2) The radial offset of the centroid can markedly disrupt the balance of the rotor compared with the axial offset. The vibration amplitude and intensity both increase greatly when the center of mass deviates radially. 3) The intensity at the forced vibration frequency is greatly raised when either the hammer slices wear evenly or the adjacent hammer slice groups wear unevenly with respect to other abrasion forms. It owes to the larger radial centroidal offset of these two abrasion forms that results in the imbalance of the rotor. 4) Based on these conclusions above, in order to damp the vibration of the feed-grinder the centroid of the rotor should not present radial offset. So the rotor needs to be well balanced especially in the dynamic balance test before going into operation.塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué)院機(jī)械電氣化工程學(xué)院班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)課題名稱小型物料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)起止時(shí)間年 月 日 年 月 日（共 14 周）指導(dǎo)教師職稱講師課題內(nèi)容粉碎是利用機(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。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，使物料在粉碎室內(nèi)的齒板與篩片問(wèn)相互撞擊，粉碎成細(xì)小粉末。設(shè)計(jì)一種小型錘片式粉碎機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的中等粉碎，成品粒度0.1-2mm。擬定工作進(jìn)度（以周為單位）第 1周（ - ）查閱相關(guān)文獻(xiàn)，準(zhǔn)備撰寫開(kāi)題報(bào)告。第2-3周（ - ）粗畫結(jié)構(gòu)草圖，確定設(shè)計(jì)方案，完成開(kāi)題報(bào)告。第4-5周（ - ）根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊(cè)，選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算并校核各零部件。第6-8周（ - ）運(yùn)用CAD軟件，繪制并完成二維零件圖和裝配圖。第9-10周（ - ）條件允許的情況下，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成部分零部件的三維建模。第11周（ - ）從維護(hù)、調(diào)試等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行說(shuō)明。第12-13周（ - ）完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書。第14周（ - ）答辯。主要參考文獻(xiàn)1. 沈再春.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備M,北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1993.2. 肖旭霖主編.食品加工技術(shù)裝備M，北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，20073. 劉曼茹.錘片式粉碎機(jī)的研究J,農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),1990（3）：54-60.4. 朱建東.錘片和篩板的不同參數(shù)對(duì)粉碎機(jī)性能的影響J,飼料工業(yè)，1998（12）：9-12.5. 孫恒、陳作.機(jī)械原理（第七版）M，北京：高等教育出版社，20076. 紀(jì)名剛、濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）M，北京：高等教育出版社，20087. 吳宗澤、羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）M，北京：高等教育出版社，2007任務(wù)下達(dá)人（簽字）年 月 日任務(wù)接受人意見(jiàn)任務(wù)接受人簽名 年 月 日注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。2012屆畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）資料學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 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)械化與自動(dòng)化 班 級(jí) 塔里木大學(xué)教務(wù)處制 12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型物料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 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) 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(jī)類型及其特點(diǎn) .2 1.3 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路 .3 2 錘片式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)說(shuō)明 .3 2.1 錘片式粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖 .3 2.2 錘片式粉碎機(jī)的工作原理 .4 3 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) .4 3.1 電動(dòng)機(jī)選擇 .4 3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .5 3.3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .6 4 錘片式粉碎機(jī)的零件說(shuō)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(jì) .8 4.4 錘篩間隙設(shè)計(jì) .8 4.5 轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì) .9 4.6 喂料裝置設(shè)計(jì) .9 4.7 閘板設(shè)計(jì) .10 4.8 粉碎室設(shè)計(jì) .10 5 軸的設(shè)計(jì) .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(rùn)滑和密封 .14 8.3 軸承的密封 .14 8.4 軸承端蓋的設(shè)計(jì) .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(jī)架設(shè)計(jì) .14 11 箱體的設(shè)計(jì) .15 12 錘片式粉碎機(jī)注意事項(xiàng)、調(diào)試、維護(hù)和保養(yǎng) .15 13 結(jié)論 .16 致謝 .17 參考文獻(xiàn) .18 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 1 前言 小型物料含有豐富營(yíng)養(yǎng)成分，且具有較高的食用價(jià)值和工業(yè)價(jià)值。本課題的設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)展小型 物料深加工，增加財(cái)政收入，幫助山區(qū)農(nóng)民脫貧致富將起到積極的推進(jìn)作用。 本設(shè)計(jì)以增加粉碎能力和篩分效率入手，要設(shè)計(jì)一種高效、低耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、使 用安全的小型物料粉碎機(jī)。我的設(shè)計(jì)思路為：制定方案選擇功率設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)粉碎室寬 度、轉(zhuǎn)子直徑進(jìn)行細(xì)節(jié)方面的設(shè)計(jì)（包括軸、篩子、錘片選擇、軸承密封裝置、機(jī)架、連接件 等）進(jìn)行軸、鍵的強(qiáng)度校核畫零件圖和裝配圖編寫說(shuō)明書。 該粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)架等部分，以小功率的電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，采用帶傳動(dòng)，利用高速旋轉(zhuǎn)的錘 片對(duì)進(jìn)入粉碎室的物料進(jìn)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(wèn)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(xì)0.12mm 的小粉末，粉碎后的 顆粒通過(guò)篩片進(jìn)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(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(guò)程中離不開(kāi)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(lái) 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(lái)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。 在粉碎工業(yè)粉碎機(jī)的地位是不可或缺的，各種各樣的粉碎機(jī)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(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， 屬于尺寸減小機(jī)械的范疇，對(duì)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(huì)發(fā)生變化。本設(shè)計(jì)從增加粉碎能力和篩分效率入手， 進(jìn)行了各種方案的探討，要設(shè)計(jì)一種具有高效、低耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、使用安全的小型粉 碎機(jī)。 1.2 本課題的研究現(xiàn)狀和分析 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(lái)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 SWFP66100 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 3600rmin ，錘 片線速度 107ms，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(kāi)孔 排列布置方式，采用不同篩孔直徑(324.8mm)的篩片組合使用，效率提高 1015，可通 過(guò)調(diào)節(jié)錘篩間隙來(lái)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 MSVl2025 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。 1.2.1.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) 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(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(guò)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(guò)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(guò)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。 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(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(lái)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。 1.3 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一種小型粉碎機(jī)，采用錘片式、水滴型篩片結(jié)構(gòu)，頂端徑向進(jìn)料，具有操作方便、 質(zhì)量輕、生產(chǎn)率高的特點(diǎn)，解決了粉碎機(jī)的過(guò)載問(wèn)題，使電機(jī)工作穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究采用動(dòng) 力源為電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)粉碎機(jī)，將小型物料粉碎小型物料在粉碎室內(nèi)受錘片與物料問(wèn)相互撞擊，粉 碎成細(xì)小粉末實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jī)的生產(chǎn)率選擇合適的配套功率。 （2）確定傳動(dòng)方式。 （3）根據(jù)配套功率設(shè)計(jì)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(duì)軸和鍵進(jìn)行校核計(jì)算。 （6）制定粉碎機(jī)的注意事項(xiàng)、日常維護(hù)和檢修方案。 2 錘片式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)說(shuō)明 2.1 錘片式粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖 經(jīng)過(guò)探討，確定小型物料粉碎機(jī)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(jī)架等。 整個(gè)機(jī)體左右對(duì)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(lái)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(jī)架 圖 2-1 錘片式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖 2.2 錘片式粉碎機(jī)的工作原理 工作時(shí),電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)粉碎機(jī)的軸高速回轉(zhuǎn)，物料從喂料斗進(jìn)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(jìn)一步破碎,通過(guò)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)0.12mm 的 小粉末 ，粉碎后的顆粒通過(guò)篩片進(jìn)入出粉管經(jīng)出料口排出。錘片粉碎機(jī)的工作過(guò)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(dòng)方案設(shè)計(jì) 綜合考慮效率、質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)性能、生產(chǎn)條件。選擇用普通 V 帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)具有良好的撓性， 可緩和沖擊，吸收振動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。 3.1 電動(dòng)機(jī)選擇 (1)配用的電動(dòng)機(jī)的功率 P(KW)的大小，要根據(jù)粉碎機(jī)粉碎小型物料的生產(chǎn)能力 Q(t/h)來(lái)決 定，不宜過(guò)大或過(guò)小。一般應(yīng)按下式計(jì)算：P=(6.410.5)Q。如要求粉碎得較細(xì)，系數(shù)的值可取 大一點(diǎn)， ，如要求粉碎得較粗，系數(shù)的值可取小一點(diǎn)。 ，按照經(jīng)驗(yàn)取 Q=100kg/h，則電動(dòng)機(jī)的功率 P=10.5100=1.05kw，查機(jī)械手冊(cè)綜合考慮選用 Y 型三相異步電動(dòng)機(jī) Y90s-2。 表 3-1 電動(dòng)機(jī)主要性能 型 號(hào) 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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)主要外形尺寸 電動(dòng)機(jī)主要外形安裝尺寸如圖 3-1 圖 3-1 電動(dòng)機(jī)外形尺寸圖 3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）確定計(jì)算功率 Pca=kAP=1.11. 5=1.65KW （3-1 ） 其中 kA 為工作系數(shù)，P 為傳動(dòng)的額定功率。 （2）選擇 V 帶的帶型 根據(jù) Pca、n 1 由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 811 選用 Y 型帶。 （3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 并驗(yàn)算帶速 Vd 初選主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 86 和表 88，取大帶輪的基準(zhǔn)直徑 1 =40mm =20mm。 （3-1dmin)(d 2） 驗(yàn)算帶速 V = m/s （3-1063.4Vd95.106284. 3） 因?yàn)?5m/sv ，作用在軸上的壓力為0min)(F 280.78N （3-min0)(F 24.165si7.2si)(21n0z 15） 3.3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小帶輪的材料選擇HT150，由小帶輪的基準(zhǔn)直徑 =40mm2.5d=2.520=50mm，因此小帶輪1d 可采用實(shí)心式；由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第五版表1310得Y 型槽的結(jié)構(gòu)尺寸 bd=5.3mm,ha=1.6mm,e=8mm,Z=2，d a=dd+2ha=40+21.6=43.2mm，B=(Z1)e2f=(21) 8+26=20mm。 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 7 圖32 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 =100mm2.5d=2.524=60mm，因此大帶2d 輪可采用腹板式,由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表1310得Y 型槽的結(jié)構(gòu)尺 bd=5.3mm,ha=1.6mm,e=8mm,Z=2，d a=dd+2ha=100+21.6=103.2mm，B=(Z1)e2f=(21) 8+26=20mm。 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 8 圖33 大帶輪結(jié)構(gòu) 4 錘片式粉碎機(jī)的零件說(shuō)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(gè)谷物顆粒為主，要采用較小的 B 和較大的 D。 由下經(jīng)驗(yàn)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) VNKe601.5 =1.3 2.8，取 =1.5。 (4-BDBD 2) 式中 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般 =055 0.75，N 為配套電動(dòng)機(jī)的功率，N=1.5kw.eeK 由（1）和（2）可得：D=180mm,B=120mm, 主軸轉(zhuǎn)速 = = =3372r/min； (4-3) 1nrv24.360170.24.36 式中 V 為錘片末端線速度，對(duì)于粉碎小型物料 V=60m/s，r 為錘片末端到主軸中心的距離 mm5。 4.2 錘片選擇 錘片式粉碎機(jī)的錘片的性能比較如下圖所示： 表4-1 常見(jiàn)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(jiǎn)單，易制造。 焊耐磨合金 延長(zhǎng)使用壽命，制造成本較高。 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 9 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(gè)銷孔，工作中自動(dòng)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(jī)最主要的工作部件，也是易損件。對(duì)于小型物料粉碎，選用矩形錘片，但 常規(guī)錘片材料存在一定缺陷，在錘片強(qiáng)化設(shè)計(jì)中，為克服低碳鋼、中碳鋼和特種鑄鐵的缺點(diǎn)，考 慮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，堆層厚 13mm 。按中華人民共 和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選擇 I 型：120404 SB/T 10118-92，材料為 65Mn 鋼。淬 火 區(qū) 非 淬 火 區(qū) 圖 4-1 錘片的結(jié)構(gòu)和三維圖 錘片數(shù)目 Z= = =12.1 (4-4) BK13028. 式中 錘片厚度，粉碎谷物時(shí)，=24mm；粉碎莖稈，=56mm；粉碎骨頭和貝殼，=610mm K 錘片配置密度系數(shù)，K =0.280.42，取小值時(shí)粉碎粒度較大。1 1 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 HRC5662，采用錘片排列采 用對(duì)稱交錯(cuò)式，軌跡均勻卻，而且錘片排列左右對(duì)稱，4 根銷軸上的合力作用在同一平面上，對(duì) 稱 軸相互平衡，因此平衡性好。 4.3 篩子設(shè)計(jì) 篩面是錘式粉碎機(jī)的排料裝置，也是主要易損部件之一，其形狀和尺寸對(duì)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(jī)所用的篩片根據(jù)中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于錘片粉碎機(jī)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(zhǎng)孔。篩孔孔徑根據(jù)粒度要求設(shè)計(jì)，選取 孔徑為 2mm 的圓孔 8。 表 4-2 篩板開(kāi)孔率 項(xiàng)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(kāi)孔率/% 12.6 17.8 22.5 23.4 32.4 40 46 50 54 57.6 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 10 圖 42 篩子結(jié)構(gòu) 4.4 錘篩間隙設(shè)計(jì) 錘篩間隙是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)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(guò)篩孔：物料厚太薄， 則物料太易穿過(guò)，對(duì)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(duì) 于一定物料和篩孔有其最佳的錘篩間隙。據(jù)我國(guó)系列設(shè)計(jì)錘片式粉碎機(jī)的正交試驗(yàn)結(jié)果，推薦谷 物 48mm；秸桿 1014mm。對(duì)于粉碎花椒選擇 4mm8。 4 圖 4-4 錘篩間隙 4.5 轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì) 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(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。 圖 4-5 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 4.6 喂料裝置設(shè)計(jì) 將喂料方式設(shè)計(jì)為徑向頂部喂入，這樣設(shè)計(jì)的好處是可使該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，對(duì)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。進(jìn)料口四周均與水平面 夾角為 ，更有利于物料的導(dǎo)向與進(jìn)入粉碎室。如圖所示。37 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 11 圖 4-6 喂料裝置 4.7 閘板設(shè)計(jì) 采用手動(dòng)控制閘板式，閘板主要是控制進(jìn)料量的大小和進(jìn)料速度，如下圖。 圖 4-7 閘板 4.8 粉碎室設(shè)計(jì) 一般粉碎室的形狀均采用圓形，而物料進(jìn)入錘式粉碎機(jī)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(yùn)動(dòng)方向相同的圓周運(yùn)動(dòng)，這種物料層環(huán)流運(yùn)動(dòng)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(jī)會(huì)，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(diǎn)與物料重心之間產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)力矩，該力矩只 能使物料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不易破裂，造成能量的很大浪費(fèi)。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(jī)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(jì)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(yùn)動(dòng)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(jìn)入粉碎室后，先 作圓周運(yùn)動(dòng)，然后作直線運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)。這種周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)能有效地破壞物料的環(huán)流層，且不會(huì)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(shí)排出。如下圖： 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 12 圖 4-8 圓形粉碎室（左）,水滴形粉碎室（右） 5 軸的設(shè)計(jì) 計(jì)算主軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 、轉(zhuǎn)矩1P1n1T =P =1.50.960.98 =1.38kw； （5-1P22 1） 式中 為帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率， 為軸承的傳動(dòng)效率，2 =3372r/min； （5-n 2） =950000 =950000 3388.79N mm。 （5-1T1P3728.1 3） 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(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 153，取 。20A 17.2mm， （5-331728.nPdt 4） 考慮到軸上有兩個(gè)鍵槽，所以 19.436mm，查手冊(cè)取 20mm。 %)13(mintd （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(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感 性較低，同時(shí)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(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用 45 號(hào)鋼作為軸的材料,調(diào)制處理。 圖 6-1 軸的結(jié)構(gòu) 6 鍵選擇與校核 鍵主要是為了實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位來(lái)傳遞轉(zhuǎn)距，鍵的形式用多種， ，根據(jù)傳動(dòng)的要求，鍵 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 13 的選擇根據(jù)軸的直徑的不同，應(yīng)該選擇不同型號(hào)的鍵，第一處軸的直徑 D=20mm 選擇 GB/T1096 鍵 6616,軸的材料是 45 號(hào)鋼，且屬于靜聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為p =120-150MPa,取其平均值p=135MPa。鍵的工作長(zhǎng)度為 ,鍵與輪轂的mbLl106 鍵槽的接觸高度為 。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式 6-1 可得mhk365.0. （6-pldT10 32p MPa13592174 1） T傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.M） ， d軸的直徑（mm） ， l鍵的工作長(zhǎng)度（mm） ；A 型，l=Lb， k鍵與輪轂的接觸高度（mm） ；k=ht，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） ，P 鍵連接的許用擠壓應(yīng)力（ MPa） ， 可見(jiàn)聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足，即該鍵可以正常工作。 第二處軸徑 D=31mm 選擇 GB/T1096 鍵 10890。軸的材料是 45 號(hào)鋼。且屬于靜聯(lián)接機(jī)械設(shè) 計(jì)第八版表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為p=120-150MPa,取其平均值p=135MPa。鍵的工作長(zhǎng)度 為 ,鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為 。mbLl 80190 mhk485.0. 由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式 6-1 可得 （6-pkldT 32p MPa135.493147.25 2） T傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.m）, d軸的直徑（mm）, l鍵的工作長(zhǎng)度（mm） ；A 型，l=Lb, k鍵與輪轂的接觸高度（mm） ；k=ht,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） ，P 鍵連接的許用擠壓應(yīng)力（ MPa） ， 可見(jiàn)聯(lián)接的擠壓強(qiáng)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）NF4.157.020z10F 148N 2Z 根據(jù)A=0 109.5 （7-BZ1Z8.99.5）（ 2） =2007.2NBZF B=0 (109.5+101)+ 101=69.5 （7-3）1AZR2ZF =-15819.5NAZ 2)求垂直面內(nèi)的支反力 = =2758.05N1YFP 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 14 = =4020.4N2YFP A=0 109.5 =(101+69.5) +101 （7-1Z2YFBYR 4） =-92.2NBY B=0 (109.5+101) +101 =101 （7-5）1Y2BY =-1727.8NAYF 3)求水平面內(nèi)的彎矩圖 =-15819.5 =-305.5N m （7-ZHM293.42193.4 6） =2007.2 =193.8N m （7-7）B1. 4)求垂直面內(nèi)的彎矩圖 = =-1727.8 =-333.6N m （7-VAYF293.42193.4 8） = =-92.2 =-8.9N mm （7-BM1. 9） 5)合彎矩 =361.4N m （7-2VAHA 10） = 333.7N m B2B 6)扭矩 T=9550000P/n = N mm （7- 3908.472.1950 11） 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 15 333.7N.m 8.9N.m 193.8N.m 扭矩 總彎矩 垂直面 361.4Nm.m 333.6N.m 水平面 垂直面 水平面 305.5N.m A MyF M AyR FMX M A RAX B RBy B RBX 3908.4N.mm N MH NyF N NXF 15419.5 19.5 X X MV M X T X 193.14 圖 7-1 軸受力分析及校核圖 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(hào)的軸承。主軸通過(guò)粉碎室內(nèi)腔，其兩端由軸承固定 在機(jī)架上同時(shí)主要承受錘片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的徑向力，同時(shí)承受一部分軸向竄動(dòng)力。所以本設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇深溝球軸承；md25 查表 6-1，選擇型號(hào)為 6007GB/T27694 的軸承。另一處已知軸徑為 ，所以選內(nèi)徑也md25 為 25mm 的軸承，選擇型號(hào)也為 6007GB/T 27694 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(rùn)滑和密封 潤(rùn)滑是保證機(jī)械裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)、提高其工作能力的重要的技術(shù)手段。潤(rùn)滑劑在機(jī)械設(shè)備工作 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 16 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(dòng)軸承的潤(rùn)滑方式一般根據(jù) dn 值選擇（d 為滾動(dòng)軸承內(nèi)徑，mm ；n 為滾動(dòng)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(rùn)滑方式。通過(guò)計(jì)算得 dn=25337260 潤(rùn)滑脂的流動(dòng)性差，不易流失，承載能力強(qiáng)，但發(fā)熱量大，采用脂潤(rùn)滑時(shí)裝脂量不應(yīng)過(guò)多， 一般填充量不超過(guò)可填充空間的1/31/2。 8.3 軸承的密封 機(jī)械結(jié)構(gòu)密封主要是防止灰塵水分等進(jìn)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(jì) d0=d3+1=6+1=7mm；D 0=D+2.5d3=37+2.56=52mm；D 0=D+2.5d3=52+15=67mm； e=5mm；m=11； 圖 81 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(dòng)，必須對(duì)其進(jìn)行定位，根據(jù)軸上零件的的安裝要求和對(duì) 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(jì)中有用到，具 體的結(jié)構(gòu)和參數(shù)見(jiàn)零件圖和明細(xì)表。 9.2 周向定位 鍵主要是為了實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位來(lái)傳遞轉(zhuǎn)距，鍵的形式用多種，因此要根據(jù)不同的要 求來(lái)選擇不同型號(hào)的鍵，根據(jù)傳動(dòng)的要求，本設(shè)計(jì)全部采用圓頭普通平鍵（A 型） ，它的兩個(gè)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(diǎn)是定心性好、拆裝方便。 10 機(jī)架設(shè)計(jì) 錘片式粉碎機(jī)的安裝，可根據(jù)體情況來(lái)確定若有固定的加工房，不需要移動(dòng)時(shí)，可安裝在固 定的水泥基礎(chǔ)或堅(jiān)固的木質(zhì)機(jī)架上，用地腳螺栓固定，工作地點(diǎn)需要經(jīng)常移動(dòng)時(shí)，可把動(dòng)力機(jī)和 粉碎機(jī)安裝在同一個(gè)機(jī)架上?？紤]整機(jī)的固定，采用角鋼焊接成一個(gè)機(jī)架。 11 箱體的設(shè)計(jì) 考慮到箱體的安裝設(shè)計(jì)，箱體的材料為鑄鐵，其結(jié)構(gòu)尺寸由安裝距來(lái)確定。其技術(shù)要求是： 裝配前所有零件進(jìn)行清洗機(jī)體內(nèi)壁涂耐油油漆； 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 17 在軸承潤(rùn)滑油杯中加入潤(rùn)滑油； 箱體邊緣處捏合要緊湊，邊緣要對(duì)齊。 12 錘片式粉碎機(jī)注意事項(xiàng)、調(diào)試、維護(hù)和保養(yǎng) 錘片式粉碎機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片擊碎物料的一種機(jī)械。如果使用、維護(hù)不當(dāng)，不僅會(huì)嚴(yán) 重影響粉碎質(zhì)量，而且會(huì)縮短粉碎機(jī)的使用壽命。 （l）一般要求粉碎時(shí)物料一定要干燥，否則會(huì)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(guò)大或過(guò)小 錘篩間隙是指錘片端部與篩片之間的間隙，此間隙對(duì)粉碎機(jī)的工作性能有較大影響。當(dāng)錘篩 間隙較大時(shí)，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(jī)會(huì)少， 同時(shí)篩片對(duì)它們 的摩擦作用也會(huì)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(shí)，篩面上 的飼料顆粒運(yùn)動(dòng)速度過(guò)慢，甚至堵塞篩孔，使生產(chǎn)率進(jìn)一步下降。當(dāng)錘篩間隙較小時(shí)，外圈飼料 受到錘片打擊的機(jī)會(huì)多，在篩面上的飼料運(yùn)動(dòng)速度高，不易穿過(guò)篩孔，使摩擦粉碎的作用增大， 將飼料粉碎得過(guò)細(xì)，更加不利于排粉，不但浪費(fèi)動(dòng)力，使度電產(chǎn)量下降，而且成品也顯過(guò)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(duì)粉碎機(jī)度電產(chǎn)量的影響非常顯著，同時(shí)也直接影響被粉碎物料的細(xì)碎率(花椒顆粒 的平均直徑)。小型物料細(xì)碎度 M=(0.250.33)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(jī)器的平衡 粉碎機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)器，在出廠時(shí)均經(jīng)過(guò)動(dòng)、靜平衡試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用之后，當(dāng)錘 片棱角磨損到錘片寬度的 12 時(shí)，換邊或調(diào)頭必須在原位進(jìn)行。需更換新錘片時(shí)，要重新稱配組， 并保證每組質(zhì)量差不超過(guò) 5g，避免影響機(jī)器的平衡而產(chǎn)生振動(dòng)與噪聲。 （5）試機(jī) 粉碎機(jī)安裝后，在投產(chǎn)之前，必須對(duì)機(jī)器進(jìn)行全面的檢查，檢查內(nèi)容如下： 安全裝置是否配套，完善、可靠。 各個(gè)連接部分的可靠，機(jī)器安裝在基礎(chǔ)或機(jī)架上是否牢固。各緊固螺栓是否有松動(dòng)或脫落 現(xiàn)象。 打開(kāi)機(jī)蓋撿查粉碎室內(nèi)有無(wú)雜物 ，轉(zhuǎn)子上各零部件是否完好，開(kāi)口銷是否脫落或損壞。若 沒(méi)有什么問(wèn)題，可放下機(jī)蓋，旋緊六角把手，使機(jī)蓋壓緊在機(jī)座上，再用手轉(zhuǎn)動(dòng)主軸皮帶輪，轉(zhuǎn) 子應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，不得有異常的碰擊聲。 檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)。 如果各方面都符臺(tái)要求，就可以開(kāi)機(jī)試運(yùn)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(guò) 35 攝氏度。一般可用普通的溫度計(jì)插入黃油杯里來(lái)進(jìn)行檢查（溫度計(jì)測(cè)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(jī)在初次使用時(shí)，最好是 先加工谷殼或秕谷，干草，以使其清理機(jī)內(nèi)的油污，鐵銹等。 （6）操作 被加工的物料必須干燥（對(duì)于小型物料含水量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?，以免損壞機(jī)器。 機(jī)器開(kāi)動(dòng)后，運(yùn)轉(zhuǎn)正常，方可喂料。喂料時(shí)，應(yīng)由少到多，逐步增加到額定負(fù)荷。同時(shí)， 喂料必須均勻連續(xù)，不要時(shí)多時(shí)少，并應(yīng)經(jīng)常注意機(jī)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。 在工作過(guò)程中，使用集粉袋時(shí)，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(shí)（一般為布袋容積的四分之一至三分之一左右） 就 應(yīng)及時(shí)出粉。出粉時(shí)，可將布袋的中部扎緊，打開(kāi)尾部的活結(jié)，把粉料裝進(jìn)盛粉筐或盛粉布袋。 做好粉碎機(jī)的維修和保養(yǎng)工作，是使機(jī)器經(jīng)常處在完好的技術(shù)狀態(tài)，延長(zhǎng)使用壽命的重要 保證。對(duì)保養(yǎng)和維修工作，應(yīng)做到忙時(shí)不忘記，閑時(shí)不放松。 13 結(jié)論 我所選設(shè)計(jì)題目是“小型物料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)”，之所以選擇這個(gè)題目，是因?yàn)槲覍?duì)這個(gè)課題 比較的感興趣。經(jīng)過(guò)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， 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文 18 終于對(duì)粉碎機(jī)有了一定得了解，心里有了大體的思路。對(duì)于本次設(shè)計(jì)錘片式粉碎機(jī)得出以下結(jié)論： （1）首先了解小型物料的特性，查資料確定物料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(jī)粉碎物料的方案。 （2