1、哈尔滨远东理工学院学士学位论文-I-摘 要粗饲料含有丰富的微量营养成分，且具有较高的饲养价值。本课题的设计，对发展粗饲料深加工，增加财政收入，帮助山区农民脱贫致富将起到积极的推进作用。本设计以增加粉碎能力和筛分效率入手，要设计一种高效、低耗、结构简单、操作方便、使用安全的小型粗饲料粉碎机。该粉碎机结构简单，以小功率的电动机为动力源，采用带传动，利用高速旋转的锤片对进入粉碎室的物料进行反复锤击，加上转子的旋转离心力作用，使物料在粉碎室与筛片问相互撞击摩擦，利用筛片孔的直径控制加工产品粒度，最后粉碎成细 0.12mm 的小粉末，粉碎后的颗粒通过筛片进入出粉管经出料口排出。关键词：粗饲料；锤式结构；
2、粉碎机；结构设计哈尔滨远东理工学院学士学位论文-II-AbstractCrude feed containing trace amounts of rich nutrition, and has high feeding value. The design of this subject, the development of deep processing of coarse fodder, increase revenue, help the peasants will play a positive role in promoting. This design to increase t
3、he grinding ability and the screening efficiency of, to design an efficient, low cost, simple structure, convenient operation, safe use of small coarse feed grinder. The machine has the advantages of simple structure, with small power motors as the power source, the belt drive, the use of high-speed
4、 rotation of the hammer on the material into the crushing chamber repeatedly hammering, rotating centrifugal force and rotor, the materials in the crushing chamber and the screen asking each other friction, using the sieve hole diameter control processing the particle size of the product, finally cr
5、ushed into a small fine powder of 0.1 - 2mm, the crushed particles through the sieve into the flour pipe through the discharge port.Keywords: coarse fodder; hammer type crusher structure; structure design哈尔滨远东理工学院学士学位论文-III-目 录摘 要 .IAbstract.II目 录 .III第 1 章 绪 论 .11.1 设计的目的和意义 .11.2 提出背景及其存在问题 .11.3
6、设计的关键问题及解决的思路 .2第 2 章 粉碎机结构的确定 .32.1 各类粉碎机特点的比较与选择 .32.1.1 冲击式粉碎机 .32.1.2 振动粉碎机 .32.1.3 胶体磨 .32.1.4 锤片式粉碎机 .32.1.5 齿爪式粉碎机 .42.2 结构方案的确定 .42.3 工作原理 .4第 3 章 传动方案的设计 .63.1 电动机选择 .63.2 带传动的设计计算 .63.2.1 确定计算功率 .63.2.2 选择 V 带的带型 .63.2.3 确定带轮的基准直径 d并验算带速 V .63.2.4 确定中心距 a 和基准长度 Ld.73.3 带轮的结构设计 .8第 4 章 锤片式粉
7、碎机的参数选择 .94.1 凿片的末端线速度 v .94.2 转子工作直径和粉碎室宽度 .94.2.1 转子工作直径 D .104.2.2 粉碎室宽度 B.104.3 转子转速 n 的确定 .104.4 锤片和齿板间隙R .104.5 粉碎机生产率 Q 的确定 .114.6 配套功率 N .11第 5 章 锤片式粉碎机的零件设计 .125.1 锤片的选择 .125.2 筛子设计 .135.3 锤筛间隙设计 .135.4 转子设计 .145.5 喂料装置设计 .155.6 闸板设计 .155.7 粉碎室设计 .15第 6 章 标准件的设计与校核 .17哈尔滨远东理工学院学士学位论文-IV-6.1
8、 轴的设计 .176.1.1 计算主轴上的功率 1P、转速 1n、转矩 1T.176.1.2 初步确定轴的最小直径。 .176.1.3 装配方案 .176.1.4 轴的结构如图 .176.2 轴的校核 .186.2.1 求水平面的支反力 .186.2.2 求垂直面内的支反力 .196.2.3 求水平面内的弯矩图 .196.2.4 求垂直面内的弯矩图 .196.2.5 合弯矩 .196.2.6 扭矩 .196.3 键的选择与校核 .196.4 销轴的设计计算 .216.5 轴承 .226.5.1 轴承的选择 .226.5.2 轴承的润滑和密封 .226.5.3 轴承的密封 .236.5.4 轴承
9、端盖的设计 .236.6 轴系零件的定位 .236.6.1 轴向定位 .236.6.2 周向定位 .236.7 机架设计 .246.8 箱体的设计 .24第 7 章 锤片式粉碎机注意事项、维护和保养 .257.1 粉碎物要干燥 .257.2 锤筛间隙不能过大或过小 .257.3 选用较大筛孔直径的筛片 .257.4 注意机器是否平衡 .257.5 试机 .257.6 操作 .26结 论 .27致 谢 .28参考文献 .29哈尔滨远东理工学院学士学位论文-1-第 1 章 绪 论1.1 设计的目的和意义经过 30 多年的发展，目前我国饲料的产业已成为我国的国民的经济中必不可少的非常重要的行业，它一
10、头牵着种植业，每年都能转约 1 亿吨的国产玉米以及千万吨的豆粕和菜粕等各种各样的饲料原料；另外它还连接着我国的养殖业，极大的增加了我国奶、水产品、蛋和肉等一系列产品的产量增长，使得人民的生活水品不断的提高，其发挥着是无可替代的重大作用。已经成为国民的经济中具有举足轻重的地位和无可替代最基础的产业。2008 年我国工业的饲料其产量已经到达 1.37 亿吨之多，自 1992 年开始，其产量已经连续位居世界的第二宝座达 17 年之久，因此也成为了世界上的饲料大国之一。一般的饲料里面需要粉碎的各种原料能够占到配方的比例 70%左右,用 2008 年我国的工业饲料的产量来为例，在 2008 年我国的饲料
11、大概存在着约 1 亿吨的原料需要进行粉碎。而随着现代饲料工业的不断发展，饲料的产量也会随着不断的增加，因此锤片式的粉碎机市场的需求也将会进一步的加大。锤片式的粉碎机其粉碎的性能可能会直接的影响到了饲料的质量和产量以及生产成本，用来降低养殖的成本，从而使得肉蛋奶这一系列的日常生活必备的消费品的价格降低有着非比寻常的意义。根据试验，针对碎物料的分离能力提高锤片式粗饲料的粉碎机的生产效率，为粗饲料的粉碎机的生产企业加大粉碎机其性能以及粗饲料的企业加工设备的配置和其选择的型号提供重要的依据。1.2 提出背景及其存在问题20 世纪 90 年代以来,我国饲料机械行业中以江苏溧阳粮机厂、江苏扬州粮机厂为代表
12、其企业用于改革适应于潮流，大部分企业都会大胆的引进国外的一些先进技术以及设备,依据目前世界上的粗饲料的粉碎机其发展的历史,已经研发并且生产出了 160200kW的水滴型的粉碎机和立轴式的粉碎机,都以水滴王相称，以及冠军和优胜等一系列的名称。如果其中水滴型的粉碎机采用了有利于提高效率的水滴型的粉碎室,锤筛间隙可调,实现了粗细微粉碎,还可以实现自动负荷控制等特点。目前,我国粗饲料的粉碎机生产的企业大概有 400 多家,生产出来的产品以及规格都非常的齐全,基本都能满足全国的畜牧以及水产的养殖业发展,但是还存在着一系列有着特殊要求的粗饲料，其粉碎机需要特大的功率机型,这就需要从国外来进口。我国产的粉碎
13、机其各项技术指标都已经非常成熟，基本都是国际的先进水平,并且价格上存在着非常之大的优势。因此我国自行生产的多种机型都会有着良好的出口量,特别是小型的粉碎机，其出口量更加大,其主要是销售到东南亚以及非洲等这些发展中的国家去。由于在饲料所用原料上的差异,在欧洲的饲料多采用混合粉碎(先配料后粉碎),且经常没有各种谷物的原料；而在美国其饲料的配方都是以 50%的小麦或者是玉米作为基础,很少有使用很难以粉碎的燕麦和大麦等杂粮谷物,原料的水分也会略低于欧洲国家。这就使哈尔滨远东理工学院学士学位论文-2-得锤片式的粉碎机的方向发展有两个:第一美国的产品是追求筛板的面积要大 ,而在欧洲其讲究的是冲击齿板的面积
14、要大。第二就在安装筛板的方面。美国产锤片式的粉碎机在安装和更换其筛板的时候是必须停止机器而且需要打开其机壳才能继续进行,而在欧洲国家其多数锤片式的粉碎机是由轴而插入的,不用停止机器即可打开机器的外壳壳，由此抽出其原有的筛板,并同时安装好新的换筛板；还会有部分机型能沿着轴一端直接插入到另一端将其抽出,还能实现自动的遥控换选筛。我国的畜牧机械专业研究人员数量少，测试设备数量少，水平低，不能有效的揭示整机或主要部件的主要参数对工作过程的影响，致使产品设计工作长期停留在传统的“类比法”的基础上。因此需要在设计方面进行创新，为了更加适合于畜牧业的发展，开发研制出创新产品，解决饲料问题，开发饲料资源，提高
15、经济和社会效益具有重要的意义。1.3 设计的关键问题及解决的思路本设计设计一种小型粉碎机，采用锤片式、水滴型筛片结构，顶端径向进料，具有操作方便、质量轻、生产率高的特点，解决了粉碎机的过载问题，使电机工作稳定，本设计重点研究采用动力源为电动机，带动粉碎机，将粗饲料粉碎，粗饲料在粉碎室内受锤片与物料问相互撞击，粉碎成细小粉末实现对粗饲料的中等粉碎，要求成品粒度 0.1-2mm。其关键问题如下：1) 根据粗饲料粉碎机的生产率选择合适的配套功率。2) 确定传动方式。3) 根据配套功率设计粉碎室宽度 B、锤片数 Z、转子直径 D 等。4) 画出零件图和装配图。5) 对轴和键进行校核计算。6) 制定粉碎
16、机的注意事项、日常维护和检修方案。哈尔滨远东理工学院学士学位论文-3-哈尔滨远东理工学院学士学位论文-4-第 2 章 粉碎机结构的确定2.1 各类粉碎机特点的比较与选择2.1.1 冲击式粉碎机当前具有内分级的结构的冲击式的粉碎机也非常普遍，需要注意的是分级系统及其粉碎机里面的粉碎腔两者的有机结合，尤其是其分级的系统叶片进行设计和调整其上气流的其流动的方面。在生产的实践中，很多企业经常将过分看重粉碎机的结构部分从而忽视了分极的系统，结果设备使用不理想。2.1.2 振动粉碎机有水平型气流磨、垂直环形气流磨、对冲式气流磨、流化床式气流磨、靶式气流磨、旋转式气流粉碎机等。其粉碎机理也是靠冲击，不过是靠
17、高速气流推带物料，使物料与物料、气流、固定机件(冲突板)的冲击而粉碎的干式、连续作业。可适用于矿靶式和旋转式还可以用作塑料及纤维分布区域很窄。又因为气体在喷嘴处所以粉碎温度很低，可用于低温点和粉碎机的设各投资大、能耗大、运转成本高，所以其应用受到了很大限制。一般只在高值高档产品才使用。此外。尚有称喷射粉碎法的，是气流粉碎的别称。原理是利用流体能量进行喷射而使物料粉碎。有超声波冲击粉碎、喷射冲击、喷气粉碎等。其本质都是在循环气流中运动的粒子能中心部位被加速，引起相互冲突而式粉碎机一类使用于硬质性物料粉碎。2.1.3 胶体磨 胶体磨是一种高速旋转、靠冲击、剪切和摩擦而粉碎的湿式、连续作业国有多种产
18、品。缺点是对固液浓度比有一定要求，且要求破碎比鞍大时，需多次磨才能达到要求。2.1.4 锤片式粉碎机锤片式粉碎机是利用高速旋转的锤片对进入粉碎室的物料反复锤击，加上转子的旋转离心力作用，使物料与粉碎室内的筛片相互撞击摩擦，利用筛片控制加工产品粒度，粉碎成细小粉末。粉碎机采用双圆盘转子，中间设置架板，既作转予骨架支撑两片圆盘，又起到风机叶片的作用，在转子高速旋转时造成负压，实现了轴向高负压进料和高压差排料的理想设计。其特点是机构简单，粉碎室比较窄，具有温度低、噪音小、效率高等特点,适宜制药、食品、化工、科研、冶金等工业部门将含淀粉的物料或矿石等干燥的物料,粒度大小通过更换不同孔径的网筛获得。哈尔
19、滨远东理工学院学士学位论文-5-2.1.5 齿爪式粉碎机齿爪式粉碎机对物料的粉碎以打击为主，兼有挤压、锯切碎等。其主要有进料口、动齿盘转子、定齿盘、包角为 360o 的环筛和排料口等组成。工作时，物料从喂料斗轴向喂入，落入粉碎室的物料在定齿的支撑作用下，受到定、动齿盘和筛片的冲击、碰撞与搓擦作用，粉碎后的颗粒通过筛片进入出粉管经出料口排出。定齿盘上有两圈齿，齿的断面呈扁矩形，动齿盘上安装有三圈齿，其横截断面呈圆、扁矩形。其缺点是噪声和粉尘较大。由于粗饲料是一种主要成分为粗纤维物质，含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素等物质，具有韧性大的特点，其粉碎主要是在搓擦力和剪切力的共同作用下进行的，故在本
20、设计中采用采用锤片式、水滴型筛片结构，顶端径向进料，受锤片与物料间相互撞击使其细碎。该粉碎机采用锤片式、水滴型筛片结构，可提高生产率，降低生产成本。根据粗饲料韧性大的特性、目前国内外现有技术资料、粉碎机理和粉碎理论，确定该粉碎机为锤片式粉碎机。2.2 结构方案的确定筛片面积以及其开孔率对粉碎机的生产效率有很大的影响，也是最重要的一个影响因素。锤式粉碎机的生产率就是受筛片通过能力的限制。它们关系如下：G=vFP3600式中：G生产率(t/h);v物料通过筛孔时的平均速度(m/s);F筛片的有效筛理面积 (mz);P物料的容重(t/m)由上述公式可以得知，加大筛片面积、提高筛片的开孔率（增大有效筛
21、理的面积） ，可提高粉碎机的生产率。对比之前设计的粉碎机，本次课题研究旨在提高锤式粉碎机的生产效率，使其性能更加优化。通过以下表中数据可以得知本文设计的粉碎机生产效率更加高效。如表 1 所示。经过探讨，确定粗饲料粉碎机的总体结构，包括转子、锤片、主轴、喂料口、闸板、筛子、粉碎室、机架等。整个机体左右对称，转子可以正反转工作。当锤片一侧磨损后，可改变转子旋转方向，不需停车来调换锤片。哈尔滨远东理工学院学士学位论文-6-2.3 工作原理工作时,电动机通过皮带传动带动粉碎机的轴高速回转，物料从喂料斗进入粉碎室后 ,受到高速回转锤片的打击而破裂,并以较高的速度飞向筛片,与筛片撞击和摩擦表2-1 筛片参数对筛片开孔率筛片孔径(mm)粉碎室长度(mm )粉碎室宽度(mm )原粉碎机 23.4 1.2 150 100现粉碎机 57.6 4 180 1205839246711.喂料斗 2.闸板 3.粉碎室 4.转子 5.轴 6.锤片 7.筛片 8.出料口 9.机架 图 2-2 锤片式粉碎机结构图后进一步破碎,通过如此反复打击,物料被粉碎成小碎粒。利用筛片孔的直径控制加工产品
