1、编 号无锡太湖学院毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目： AHZC0655 锤片粉碎机的设计 信 机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称：副教授 ）（职称： ）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）全套图纸，加 153893706诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） AHZC0655 锤片粉碎机的设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班 级： 机械 97 学 号
2、： 0923827 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日I无锡太湖学院信 机 系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计 论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目 AHZC0655 锤片粉碎机的设计 2、专题 二、课题来源及选题依据粉碎在饲料的生产过程中是至关重要的一道工序对于原材料的充分利用以及动植物的充分吸收起到关键作用 而此次设计的锤片式粉碎机则是当前粉碎机内最为常见的一类， 它是一种利用高速旋转的锤片来击碎饲料的机器， 它具有通用性广、效率高、粉碎质量好、操作 维修方便、动力消耗低等优点。粉碎饲料原料常用击碎、磨碎、压碎或锯切碎等方式。但是，从粉碎粒度以及效率等要求出发，粉碎饲料
3、原料采用最广泛的是锤片粉碎机（击碎）。因此，分析研究并设计锤片粉碎机具有很强的现实意义。三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 熟悉 锤片粉碎机的发展历程，特别是近十几年来的先进的粉碎机的特点； 熟 练掌握机械设计的方法并将所学知识运用到设计上； 熟练掌握 CAD 等作 图软件并运用到设计 机械上； 掌握机械的设计、可行性分析、材料的选用、机械的装配； 分析所设计的机器的性能的优点及不足并提出展望； II四、接受任务学生：机械 97 班 姓名 五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师 签名签名签名教 研
4、 室 主 任学科组组长研究所所长 签名系主任 签名2012 年 11 月 12 日III摘 要粉碎是粮食加工生产过程中一道至关重要的工序，对于原材料的充分利用以及动植物的充分吸收起到关键作用，能够极大地提高饲料的利用率；同时，粉碎原料粒度的小对后续工序(如制粒等) 的难易程度和成品质量都有着非常重要的影响，而且，粉碎粒度的大小直接影响着生产成本，在生产粉状配合饲料时，粉碎工序的电耗约为总电耗的50% 70%。粉碎粒度越小，越有利于动物消化吸收，也越有利于制粒，但同时电耗会相应增加，反之亦然。 粉碎过程的实质是通过输入能量使得物料的比表面积增大的过程。在此过程中，能量消耗在表面积增大、颗粒变形、
5、摩擦、组织结构的变化方面。对于不同性质的原料，不同的粉碎方式，不同的输入能量，粉碎过程也不同。 我国每年粉碎加工总量达 2 亿多吨。饲料粉碎机作为饲料工业的主要装备，对饲料质量、饲料报酬、饲料加工成本的形成是一个重要因素。所以，恰当地掌握粉碎技术、选用适当的粉碎机型是饲料生产不可忽视的问题。 本课题设计的是一种经济节能型锤片粉碎机。本锤片粉碎机用于玉米等物料的破碎，具有产能高，节约能源，破碎效率高等特点。操作简便，维修方便，使用寿命长。关键词：粉碎；饲料加工；锤片式；节能高效IVAbstractGrinding is a very important procedure in food pro
6、cessing production process, to make full use of raw materials and the animals and plants to play a key role fully absorbed; the same time, crushed raw grain have a very significant impact on the degree of small follow-up processes (such as granulation, etc.), the ease and quality of finished product
7、s; Moreover, the granularity of the size of a direct impact on production costs in the production of powdered formula feed, grinding process power consumption is about the total power consumption of 50% to 70%. The smaller the granularity, the more conducive to animal digestion and absorption, the m
8、ore conducive to granulation, but power consumption will increase accordingly, and vice versa.The substance of the crushing process materials through the input energy makes the process of increasing the specific surface area. In this process, the energy consumption in the surface area increases, the
9、 particle deformation, friction, and organizational structure change. Crushing the raw materials of different nature, different input energy, the process of pulverizing.China smash the processing of a total of more than 200 million tons a year. The feed mill equipment, as the feed industry and feed
10、quality, feed efficiency, feed processing cost is an important factor. Therefore, the proper grasp of grinding technology, selection of the appropriate type of shredder feed production can not be ignored.The subject of design is an economical and energy-efficient hammer mill. The hammer mill for cru
11、shing of materials such as corn, high productivity, energy conservation, fragmentation and high efficiency. Simple operation, easy maintenance, long service life.Key words: crushing process；feed processing; hammer smashing; Energy conservation； efficientV目录摘 要 .IIIABSTRACT IV1 绪论 .11.1 粉碎理论 .11.2 粉碎
12、的方法 .11.2.1 压碎 .11.2.2 劈碎 .21.2.3 沂碎 .21.2.4 冲击破碎 .21.2.5 磨碎 (研磨 ) .21.3 粉碎机的分类 .31.4 锤片粉碎机的概况 .31.5 锤片粉碎机的原理 .41.6 锤片粉碎机的分类 .51.7 国内外锤片式粉碎机发展概况 .61.7.1 国外锤片式粉碎机发展概况 61.7.2 我国的锤片式粉碎机发展概况 72 锤片粉碎机的总体设计 .92.1 原理及工作类型 .92.2 锤片粉碎机的结构 .92.3 转子转速 .103 锤片粉碎机主要部件的设计说明 .113.1 已知条件 .113.2 电机的选择 .113.3 V 型带设计
13、113.4 主轴的设计 .143.4.1 选择轴的材料及热处理 143.4.2 主轴的结构设计 153.4.3 轴的强度校核 163.4.4 轴承的校核 193.4.5 轴承的校核 19VI3.4.6 有限元分析 203.5 锤片的设计 223.6 转子的设计 .243.7 筛网和齿板的设计 .253.8 排料装置的设计 .253.8.1 粉碎机排料装置的概况 253.8.2 输送设备的选择 263.8.3 螺旋输送机的结构设计 274 锤片粉碎机的操作、维护和检修 .284.1 生产操作 .284.2 设备维护和更换 .284.3 设备的定期检修 .294.4 锤片和筛网的更换 .295 结
14、论与展望 .305.1 结论 .305.2 不足之处及未来展望 .30致谢 .31参考文献 .32AHZC0655 锤片粉碎机的设计11 绪论1.1 粉碎理论粉碎过程的实质是通过输入能量使得物料的比表面积增大的过程。在此过程中，能量消耗在表面积增大、颗粒变形、摩擦、组织结构的变化方面。对于不同性质的原料，不同的粉碎方式，不同的输入能量，粉碎过程也不同。实际粉碎过程中的粉碎料粒度分布受到两个主要因素的影响，即原料性质和粉碎设备结构与操作参数，实际粉碎过程是一个比较复杂的过程，有以下三种粉碎破坏模型。（1）体积粉碎模型物料初始粉碎时整个颗粒就收到全面破坏，但初始生成物种大多数为粒度较大的中间颗粒，
15、随着粉碎的进行，这些中间颗粒逐渐被粉碎成细小颗粒，达到稳定，粉碎能耗与体积变化成正比。这种模型反映了大多数粉碎的过度过程，社用于一般脆性物料的冲击粉碎。（2）表面粉碎模型物料的粉碎进发生在颗粒的表面，而不发生在颗粒内部，即物料的粉碎过程是从外层逐渐向内层破碎的，所需能量与粉碎后新生的表面积成正比。该模型适用于各种物料的微粉碎和超微粉碎、韧性和坚硬物料的粉碎，粉碎作用方式主要是研磨和低强度冲击粉碎。（3）均一粉碎模型粉碎过程中输入至物料颗粒的能量直接传递到颗粒的各个部分，颗粒被直接粉碎成均匀的细小颗粒，粉碎能耗与物料内产生的裂纹长度成正比。适用于低强度脆性物料的强力冲击粉碎。1.2 粉碎的方法物
16、料粉碎的方法类型繁多，但按施力方法不同对物料粉碎有挤压、弯曲、冲击、 剪切和研磨等方法。 而在粉碎机械中， 施 力 情 况 却 是 很 复 杂 的 ， 往往是几种施力方式同时存在，当然在某一台粉碎机械中也只有一种或二种主要施力。由于物料颗粒本身的形状是不规则的、 而且不同物料的物性不同， 所以应该采用不同的粉研方法。利用机械力粉碎物料按施加外力的不同有如下几种方法。1.2.1 压碎在两块工作面之间放置， 然后施加压力， 物料在受到压应力作用后达到其抗压强度而破碎其工作原理见图a 。无锡太湖学院学士学位论文2图 1.1 机械力粉碎方式1.2.2 劈碎将物料置于一个平面和一个带尖棱的工作平面之间，
17、 当物料受到带尖棱的工作平面力的作用时， 物料会沿着压力作用线的方向劈裂。 劈裂的原因是由于劈裂平面上的拉项力达到或超过物料拉伸强度极限。 物料本身的拉伸强度极限比抗压强度极限小的多。其工作原理见图 b。1.2.3 沂碎在弯曲应力作用下物料破碎。 破碎后的物料受集中载荷作用： 支点简支梁或多支点梁， 当物料的弯曲应力达到物料的弯曲强度时， 即被折断而破碎。其工作原理见图 c、d。1.2.4 冲击破碎在冲击力作用下物料破碎， 见图 f， 其破碎力是瞬时作用的，具有效率高、 破碎比大、能量消耗小的特点。冲击破碎有如下几种情况： 固定的工作面受到高速运动的物料的冲击； 物料受到运动的工作体的冲击；
18、高速运动的物料互相冲击； 悬空的物料受到高速运动的工作体的冲击。1.2.5 磨碎 (研磨 )在受到一定的压力和剪切力作用后，物料与运动的工作表面之间其剪切应力达到物料的剪切强度极限时， 物料便粉碎； 或物料彼此之间摩擦时的剪切、 磨削作用 而使物料粉碎，见图g。根据以上几种粉碎方式得出有以下几种不同的工作原理的机构可供选择。1.3 粉碎机的分类在饲料、肥料、燃料的生产使用中，粉碎机主要有压碎机、辊式粉碎机、磨碎机、齿爪AHZC0655 锤片粉碎机的设计3式粉碎机、锤式粉碎机、刀式粉碎机等几大类型。1)压碎机压碎机是利用两个表面光滑、大小相同的压辊，以相同的速度相向运转，对进入物料产生压力，在压
19、力与摩擦力的作用下，将物料压扁或破碎。根据以上特点，有人送给这类粉碎机一个比较通俗易懂的称谓-压扁机。2)辊式粉碎机辊式粉碎机又分为圆柱形拉丝辊式粉碎机、方体锯齿辊式粉碎机两个小类别。辊式粉碎是利用表面有锐利锯齿状的两个相同或不同大小而转速不同的对辊将物料进行切碎、冲击、挤压，生产出不同细度的颗粒。优点是产量高、粉末少，颗粒成型好，缺点是对水分要求严格(17%)，对油料作物、纤维含量高物料不适合，一般应用在干燥后颗粒或块、片状物料的破碎。这种粉碎机又被人们称为对辊式破碎机或碎粒机。 3)磨碎机磨碎机是利用机体内两个表面带有齿槽的圆齿盘或圆锥型齿盘作相对运转，将进入物料摩擦、压榨，生产出各种粒度
20、的成品，特点是动力配置小、体积小、价位低、粉末多，成品中铁的含量高，主要用于粮食加工、食品制造方面。4)齿爪式粉碎机齿爪式粉碎机利用机体内高速旋转的转子盘与固定齿盘相咬合，将物料打击、冲撞，凭筛片细化成需要的粉末或颗粒。特点是细度高，均匀性好，主轴转速高，但相对产量低，传动方式单一。5)锤式粉碎机锤式粉碎机是靠转子的锤或锤片在转子的运转下，对物料撞击破碎，再用筛片细化。特点是用途广，产量高，传动连接方式灵活，空车启动迅速，维护方便，被广泛地应用在饲料、肥料、燃料、粮油生产当中，人们形象地称之为广谱性粉碎机。锤式粉碎机根据性能、构造又分为多功能粉碎专用高效型、水滴式、立轴锤式、双立轴锤式等多种样
21、式的粉碎机。6)刀式粉碎机刀式粉碎机又叫切片式多功能粉碎机，先由刀片将固体物料切片或段，而后利用锤片对物料做选择性粉碎。这类粉碎机适合粗切或粗粉，用途单一。1.4 锤片粉碎机的概况锤片粉碎机是饲料加工的主要设备，锤片式粉碎机基本构造包括锤片转子、圆筒筛板锤片和固定在锤片转子周围的冲击齿板。其工作原理是被粉碎的物料自上部给料口靠重力进入，其下落一段过程后，受到高速运动的锤片打击，低速的物料在首次与高速的锤片发生剧烈的撞击后，被锤片撞击后进入加速区，在此时颗粒速度能在很短的时间内被提高到接近锤片的末端线速度，并随着锤片一起作圆周运动，进而在全速区逐渐形成物料环流层，同时物料也得到进一步的粉碎。在转
22、子下部，设有筛板， 粉碎物料中小于筛孔尺寸的粒级通过筛板排出，大于筛孔尺寸的粗粒级阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨，最后通过筛板排出机外。锤片式饲料粉碎机因其占地面积小、粉碎效率高、耗电量小等优点，在目前饲料工业中得到无锡太湖学院学士学位论文4了广泛的普及应用。 锤片式粉碎机在国外饲料工业生产中同样有着广泛的应用。因为在饲料所用原料上存在着不同，美国的饲料配方主要是以玉米和小麦为基础的，很少使用难以粉碎的谷物，例如燕麦、大麦等,而欧洲的饲料多采用混合粉碎的方式，并且经常没有任何谷物原料；而原料水分也略高于美国。由于这样的原因进而使得锤片式粉碎机向两个方向发展：欧洲的粉碎机讲究冲击齿板面积大
23、，而美国的产品则追求筛板面积大。1.5 锤片粉碎机的原理粉碎机是由装有锤片的安装固定在主轴上的转子，转子外围安装的齿板或筛片组成。电机与转子一般采用直联传动。粉碎机一般采用上进料，物料进入锤片和筛片的间隙中，在悬空状态下被一定线速运转的锤片强烈打击，成为若干碎粒，物料在锤片运动的圆形轨迹的切线方向撞击在筛片或齿板上，部分碎粒穿过筛孔，排出机外为合格物料，不合格的物料再回弹，再受锤片打击，如此往复达到粉碎目的。同时，物料在粉碎过程中以阶梯式的轨迹环行运动，通常叫做环流（见示意图） 。环流是不能破坏的，所谓水滴式、在筛板低部设一 U 形槽根本没有起到任何破坏环流的作用。它破坏的只是该装置所占区域的
24、环流，但该区域的粉碎功能也随之消失了。1、筛片 2、物料环流轨迹 3、脆片运转轨迹图 1.2 环流AHZC0655 锤片粉碎机的设计51.6 锤片粉碎机的分类按照粉碎机转子轴的布置位置可分为卧式和立式。通常锤片粉碎机是指的卧式粉碎机。最近我国生产出立轴式锤片粉碎机，在性能上它具有很大的优越性，将有可能取代现有卧式锤片粉碎机。按照物料进入粉碎室的方向，锤片粉碎机可以分为切向喂入式、轴向喂入式和径向喂入式三种（图1.3） 。按某些部位的变异，它又有各种特殊型式：如水滴式粉碎机和无筛粉碎机等。1.切向喂入式粉碎机（图1.3a）饲料从粉碎室切向方向喂入，上机体安有齿板，故筛片包角一般为180。它可以粉
25、碎谷物、油饼（粕） 、秸秆等各种饲料，其通用性较好，既粉碎谷物，也粉碎小块豆饼和切碎后的茎杆及牧草。2. 轴向喂入式粉碎机（图1.3b）饲料从主轴方向进入粉碎室，即依靠安装在转子上的叶片起风机作用将物料吸进粉碎室。这种粉碎机的转子为悬臂式，转子周围一般为包角360的筛片（环筛或水滴形筛） 。其适于粉碎谷物，但在喂入口安装切片后，又可粉碎牧草，茎杆等。3.径向喂入式粉碎机（图1.3c）特点是整个机体左右对称、饲料从转子顶部进入粉碎室，转子可正反转使用，这样，当锤片的一侧磨损后，可以通过改变位于粉碎室正上方导料机构的方向以改变物料进入粉碎室的方向。同时，由于联动机构的作用，转子的运转方向随之发生改
26、变，这样不必拆卸锤片即可实现锤片工作角转换，大大简化了操作过程（图1.3） 。径向喂入式粉碎机的筛片包角大多为300左右，有利于排料。 a. 切向喂入 b. 轴向喂入 c. 径向喂入1. 进料口 2. 转子 3. 锤片 4. 筛片 5. 转子图1.3 锤片粉碎机类型4.水滴式粉碎机（图1.4） 由于粉碎室形饭店水滴页得名。它是轴向喂入式粉碎机的一种变形，其筛片做成水滴形状，目的是破坏物料环流层。据资料，这种粉碎机可以提高粉碎效率，降低能耗。按筛片结构的不同，水滴式粉碎机又分为全水滴筛式（图1.4a）和部分齿板式（图1.4b） 。后者的筛片包角只有270，在粉碎室的顶部则安装齿板，这种形式可以提
27、高无锡太湖学院学士学位论文6筛片的使用寿命，但筛分效率较前者有所降低。a. 全水滴筛式 b. 部分齿轮式1. 锤片 2. 筛片 3.齿板图1.4 水滴式粉碎机1.7 国内外锤片式粉碎机发展概况1.7.1 国外锤片式粉碎机发展概况1895年美国研制出人类历史上第一台锤片式粉碎机，之后锤片式粉碎机在国外饲料工业生产中便得到迅速发展。MIAG 公司在上世纪50年代研制的 H880型锤片式粉碎机同时配用两台转速不同的电动机，使该公司当时不仅在制粒方面，而且在锤片式粉碎领域都处于领先地位。该机型可称为第一台真正用于配合饲料工业的锤片式粉碎机。当时，人们对转子的转速3000r/min 是很推崇的。在以后的
28、数年，人们的注意力集中在降低锤片式粉碎机的工作噪声上，其主要措施之一是降低转子的转速，一般降为10001500r/min。为保持恰当的锤片末端线速度，粉碎机的转子直径必然要同时增大。Biihler-Beka 公司研制了这类机型的第一代产品zinal 系列粉碎机，其转子直径约为11001200mm，粉碎室宽度为350650mm。随后又有被称为大型粉碎机的产品不断问世，典型的如 Lame-miag 公司产品，其粉碎室直径为1200mm，筛板宽度达1100mm；Amandus kahl 公司生产的 Akana2000型，其转子直径为1200mm，筛板宽度1000mm，配用动力355kW；Afall/
29、zaragoza 公司的产品，其粉碎室直径达1446mm，筛板宽度达1100mm。综合各种资料可以发现，大多数锤片式粉碎机尽管有许多相同之处，但仍存在很大区别，其重要原因在于饲料厂所用原料的不同。欧洲的饲料厂多为混合粉碎（先配料后粉碎） ，且经常没有任何谷物原料；而大多数美国的饲料配方是以50%的玉米或小麦为基础的，很少使用难以粉碎的比如燕麦、大麦之类的谷物等，原料水分也略低于欧AHZC0655 锤片粉碎机的设计7洲。还有其它变型粉碎机，如涡轮粉碎机，其特点为在粉碎室筛片的末尾或在与进料口约成270角处，使未过筛的粗粒物料沿垂直方向向上抛出粉碎室，然后靠重力作用返回粉碎区。该机型的优点是不需配
30、备外设筛分设备，粗粒物料在机内自行循环；缺点是整机结构不对称，不能通过简单调换转子旋转方向来利用锤片的两侧。大多数锤片式粉碎机都具有结构对称，转子可正反转以利用锤片两侧的特点，外形多为上部带斜角的矩形，同时水滴式的也较流行，在国外，近年来为适应饲料粉碎的特点及需求，还有采用变频装置控制锤片式粉碎机的转速来改善其粉碎性能。在结构上，最新的还有立式锤片式粉碎机。 1.7.2 我国的锤片式粉碎机发展概况目前，饲料粉碎机在我国有着很好的应用和发展。我国饲料粉碎机的生产企业约有 300多家，生产的产品品种、规格齐全，能基本满足我国畜牧、水产养殖业发展的需要，但还有一些有特殊要求的饲料粉碎机和特大功率的机
31、型,仍然需要从国外进口。我国现在生产的许多规格的产品已经能替代进口产品，在主要的技术指标已经接近国际先进水平，而且在价格上有很大的优势。在我国生产的各种机型都有不同数量的出口，其中出口批量较大的是小型粉碎机，主要销往非洲、东南亚等第三世界国家。70 年代以前，我国几乎没有专业化的锤片式粉碎机械生产厂家。锤片式粉碎机作为一个专业化的机械制造行业则是在 80 年代初才开始发展起来的。发展初期，是非常艰难的，因为存在着国际上的技术壁垒等缘故，许多关键技术需要自己不断去研究和探索，其中的艰辛不是一句两句就能说出来的，凝聚着多少人的智慧的结晶才达到现今的成果。所以我们更应该为今天的成果而向过去的前辈们致
32、敬。随着锤片式粉碎机产品的理论研究和对国外引进样机的分析、消化和吸收，以及一些新的国际标准的采用，该行业制定了ZBB9301889锤片式饲料粉碎机一般技术条件 、GB697186饲料粉碎机试验方法和 JB/T9822.199锤片式饲料粉碎机 技术条件 、SB/T10117 92锤片粉碎机等国家标准、行业标准，以指导锤片式粉碎机的研制、1895 年美国研制出人类历史上第一台锤片式粉碎机，之后锤片式粉碎机在国外饲料工业生产中便得到迅速发展。因为在饲料所用原料上存在着不同，美国的饲料配方主要是以玉米和小麦为基础的，很少使用难以粉碎的谷物，例如燕麦、大麦等,而欧洲的饲料多采用混合粉碎的方式，并且经常没
33、有任何谷物原料；而原料水分也略高于美国。由于这样的原因进而使得锤片式粉碎机向两个方向发展：欧洲的粉碎机讲究冲击齿板面积大，而美国的产品则追求筛板面积大。其次在于筛板的安装。美国锤片式粉碎机在安装、更换筛板时必须停机并且打开机壳才能进行，但是欧洲的许多锤片式粉碎机是从轴向插入式，不需停机和打开机壳即可抽出原有筛板，插入新换筛板；还有的机型可沿轴的一端插入从另一端抽出，还可实现自动遥控换筛，如VanAarsen 公司的 2D 系列锤片式粉碎机两侧装有遥控电动换筛装置，在运行中就可以更换筛片。所以具有很强的适用性。20 世纪 90 年代以来，我国饲料机械行业中的企业江苏正昌集团和江苏牧羊集团，大胆引
34、进国外先进技术和设备，根据当前国际上饲料粉碎机发展的潮流，先后开发生产无锡太湖学院学士学位论文8160200 kW 的水滴型粉碎机、立轴式粉碎机。如其中的水滴型粉碎机采用了有利于提高效率的水滴型粉碎室，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。经过几十年的研究、设计、生产和改进，国产锤片式粉碎机的技术水平和性能已接近或达到国际同类产品先进水平。但是目前我国饲料粉碎机企业的关键和核心技术基本依赖从国外引进，自主技术开发和创新能力弱。另一方面，锤片粉碎机存在的高能耗问题也迫切着需要得到合理的解决。所以问题很多，同时，可以发展和提高的方面也很多，我们更应该为我国的粉碎机发展而做出
35、贡献。AHZC0655 锤片粉碎机的设计92 锤片粉碎机的总体设计2.1 原理及工作类型锤片粉碎机的主要工作部件为带有锤片的转子，转子由主轴、轴套、销轴和锤片组成。电动机带动转子在破碎室内高速旋转。物料自上部给料口给入机内，手高速运动的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而粉碎。在转子下部，设有筛板，粉碎物料中小于筛孔尺寸的粒级通过筛板排除，大于筛孔尺寸的粗粒级阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨，最后通过筛板排除机外。采用螺旋输送机传送粉碎后的颗粒。锤式粉碎机类型很多，按结构特征可分类如下：按转子回转方向，分为单转子锤式破碎机和双转子锤式破碎机。按锤子排数，分为单排式（锤子安装在同一个回转个面上
36、）和多排式（锤子分布在几个回转平面上） 。按锤子在转子上的连接方式，分为固定锤式和活动锤式。固定锤式主要用于软质物料的细碎和粉磨。图 2.1 锤片粉碎机粉碎示意图2.2 锤片粉碎机的结构1)单转子锤片粉碎机可分为可逆式和不可逆式两种类型。本设计采用可逆式类型，锤片粉碎机的转子首先向某一方向旋转，对物料进行粉碎。该方向的锤片一侧即受到磨损。磨损到一定程度后，通过双向电机使转子反向旋转，此时锤片的另一侧继续参与工作。单转子不无锡太湖学院学士学位论文10可逆式锤片粉碎机的转子只能向一个方向旋转，当锤片磨损到一定程度后，必须停车调换转子的方向或者更换锤片。相比于转子不可逆的形式，该种设计大大提高连续工
37、作的寿命。2)本设计的主轴上安装有数排圆盘，在转子圆盘上连接锤片的销轴对应的有两排销孔，当锤片端部磨损后可以将销轴插在靠外的销孔内，从而调整锤片和筛网之间的间隙，增加锤片与物料的接触面积，提高粉碎效率。锤片用销轴铰接在各排圆盘之间。为了防止圆盘的轴向窜动，在圆盘的两端用压紧锤盘和销紧螺母固定。转子两端支承在滚子轴承上，轴承用螺栓固定在机壳上。主轴与电动机用皮带轮连接。3)圆弧状筛网安装在转子下方，筛网的两端用螺栓固定装在机壳的横梁上。2.3 转子转速转子线速度的大小与物料性质、破碎粒度、锤片的磨损程度和机器的结构等因素有关。随着线速度的增加可使破碎比以及产品中细初级含量增加，但是线速度过大，将
38、显著增加功率消耗，同时会引起锤片、筛网以及轴套的激烈磨损。粉碎脆性物料时，转子转速应该比粉碎粘性物料时大 40%。转子的线速度一般在 30-50m/s。通常把线速度大于 50m/s 的粉碎机称为快速粉碎机，低于 30m/s 的称为慢速粉碎机。本设计的主轴转速在 2600r/min 左右，锤片的线速度达到 80m/s 左右，属于快速粉碎机。AHZC0655 锤片粉碎机的设计113 锤片粉碎机主要部件的设计说明3.1 已知条件A.允许最大进料粒度（mm）15B.允许最大物料硬度（莫氏）6.5C.粉碎细度要求达到（目）20-325D.产量最小达到每小时（kg）600由已知的物料硬度，以及生产能力可以
39、查设计手册（破碎与筛分机械设计选用手册）可得到粉碎该硬度等级的物料需要锤片动能：E=1.47J；可脾性系数 K=0.5。3.2 电机的选择配根据粉碎机的工作条件及生产要求，在电动机能够满足使用要求的前提下，尽可能选用价格较低的电动机，以降低制造成本，因为额定功率相同的电动机，如果转速越低，则尺寸越大，价格越贵。同时，筛片中筛孔的尺寸大小也决定着所需电动机功率的大小，一般情况下，筛孔的直径越小，所需的电动机的功率越大。本粉碎机加工的是谷物类饲料，对加工的饲料粉碎程度有多种选择，故选择参数应较大，这里选择系数为 10，加工能力为 0.6 吨/小时，所以配用的电机功率 N=6KW，查找机械设计手册，
40、根据电机选择标准，选择额定功率 N=7.5KW 的 Y 系列三相交流异步电动机。具体参数如下：型号：Y132S2-2额定功率 7.5KW同步转速 3000r/min满载转速 2900r/min满载电流 7A满载时效率 86.2%满载功率因素 0.88堵转电流 7A堵转扭矩 2N*m最大转矩 2.2N*m噪声 83dB转动惯量 0.01kg*m2净重 70kg3.3 V型带设计 该工作机有轻微振动，由于 V 型带有缓冲吸振作用，采用 V 型带传动能减小振动带来的影响，并且 V 型带标准化程度高，结构简单，装卸方便，价格较低，降低了生产成本。无锡太湖学院学士学位论文12图 3.1 带传动示意图1）
41、确定设计功率公式： PKad（3.1）式中： 工作情况系数a 所传递的功率P由设计资料得取 1.2 =7.5kwaK得 =9kwd2）选用 V 带类型普通 V 带的型号根据传动设计功率 和小带轮的转速 选取。dP1n已知 =9kw =2900r/min 查机械设计手册选用 B 型带dP1n3）确定带轮基准直径 、 并验算带速d2参照 GB/T13575.1-92 中选取 =290mm，设计的主轴转速为 2600r/min。1d经计算，连接在主轴上的带轮基准直径 =325mm2验算带速 VAHZC0655 锤片粉碎机的设计13V= snd/60/1= 0294.3=28.7m/s0Fmin)(9
42、）确定压轴力 p压轴力的最小值为215sin.432sin)(2)(m0minFzp=1864N10）V 带的张紧通过不同位置的安装孔移动电机的位置，改变 V 带的中心距，从而实现对 V 带的张紧。3.4 主轴的设计3.4.1 选择轴的材料及热处理轴的材料种类很多，选择时应主要考虑如下因素：1. 轴的强度、刚度及耐磨性要求；2. 轴的热处理方法及机加工工艺性的要求；AHZC0655 锤片粉碎机的设计153. 轴的材料来源和经济性等。轴的常用材料是碳钢。碳钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广，一般用途的轴，多用含碳量为0.250.5%的中
43、碳钢。根据粉碎机转子的工作强度，选择优质碳素钢45 钢，调质处理。3.4.2 主轴的结构设计 1、主轴输出功率，转速，转矩计算：根据第一部分电机计算可以得出 ，KWPm9min/260rn则转矩 NnTm .7534260959502、轴的最小直径计算：计算公式为 3032.095nPAdT（3.2）主轴的材料选择为 钢，查设计手册可得418,50AT则 ，取md34.726.3 md34.87即主轴上直径最小处： .3、拟定轴上的零件装配方案。如图图 3.2 主轴1）为了满足带轮的尺寸要求 L12=450mm， md1202）初步选择滚动轴承。因主轴承主要受有径向力较大的作用，而所受的轴向力
44、相对很小，初选圆柱滚子轴承，根据 L12 的直径，选择轴承型号为 N220E，d=150D=200，B=44，所以 L23 的直径为 150mm。由于转子轴向长度为 1600mm，初选L23=1800mm无锡太湖学院学士学位论文163）根据结构要求拟定 ， ；mL604-3d204-3， ；5 m185， ；866， 。L47d2473.4.3 轴的强度校核1.按钮局强度条件计算，公式如下（3.3）TTdnPW32.095已知 ，4mi,/26,9mrnKP根据设计轴的最小直径为 ，d3.87TT 6.24.2015min则其他各段也符合要求。2.弯扭合成强度计算轴上受到三个力的作用，分别是
45、V 带的拉力，一对轴承的径向力V 带的压轴力为 1864N，即为对轴垂直径向力根据大小带轮的轴径的位置关系可以得到 V 带队主轴的水平径向力水平径向力 NFRt 584an水平方向和竖直方向上的受力分析图如下：r1图 3.3 水平方向受力分析图AHZC0655 锤片粉碎机的设计17FtNH12图 3.4 竖直方向受力分析图其中，L1=320mm，L2=1750mm根据力矩平衡方程得： mNRFtT mNMVHNVrKNFHtN4.9316.0584 .5863,508(1 .2.2.461527031538282=图 3.5 水平面弯矩图无锡太湖学院学士学位论文18Mv1=506.3N图 3.
46、6 竖直面弯矩图586.图 3.7 总弯矩图T=93.4NM图 3.8 扭矩图AHZC0655 锤片粉碎机的设计19按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面 C）的强度。根据式（15-5 ）和上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力，取 a=0.6,轴的计算应力MpaWTMca 42.10150.)4.93()86()( 322221 前已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，由表 15-1 查得 61因此 ,故安全。1ca3.4.4 轴承的校核根据主轴设计，带轮键所在轴的直径为 120mm，查机械设计手册（摘自 GB/T1095-20
47、03，GB/T1096-2003)选取键的尺寸选定为 3018180，普通平键连接的强度条件为：3210kldTpp(3.4)式中：d 是轴的直径；l 是键的工作长度，l=L-b=150；h 是键的高度；p是许用压力；k 键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h,T 传递的转矩,取 h=9mm,L=150，则apap MPPkldFkldT 10536.12465.301210210 333 故键的强度满足要求。3.4.5 轴承的校核主轴两端安装有两个相同型号的圆柱滚子轴承，主要承受径向载荷。下面对这对圆柱滚子轴承寿命和强度校核。（一） 、圆柱滚子轴承寿命校核1 根据主轴设计可知： mNnPTm
48、.7530246950950由带轮计算可知：d12on2o则 NdTFt 6.503127.304 NFntr 45.132cos0tan62.503cosatanF则 0ta无锡太湖学院学士学位论文20查机械设计得深沟球轴承的最小 e 值为 0.22，故此时0Fta2、初步计算当量动载荷 P，根据式（4-22）（3.5）)(arpYXf查机械设计得 ，取 ；2.10pf 2.10,则 NP48597.28.13、根据公式（4-23） ，求轴承应有的基本额定动载荷：（3.6）610hnLPC则 NC24.3710536148.25964、演算轴承寿命，根据公式（4-24）（3.7）PCnLh601hh 502.6148.259373则该轴承符合设计要求。3.4.6 有限元分析有限元分析方法简介 有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是
