1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题 目：基于径向锤片式饲料粉碎机转子组的改进设计学生姓名：*学 号：*专 业：机械设计制造及其自动化班 级：机械*班指导教师：*内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 2 页目 录目 录 2摘要 4Abstract5第一章 绪论 61.1 课题背景及其意义 61.2 国内外饲料粉碎机的发展及现状 71.3 目前我国粉碎机在质量上存在的问题 8第二章 总体设计方案的确定 102.1 喂料方式和粉碎室壳体的确定 102.1.1 喂料方式的确定 102.1.2 粉碎室壳体的确定 112.2 机体的确定 112.3 粉碎室参数的确定 112.3.1 转子直径和宽度
2、的确定 112.3.2 筛片和锤筛间隙的确定 122.4 主要性能指标的计算 142.4.1 锤片速度及转子转速 142.4.2 验算粉碎机的产量 14内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 3 页2.5 锤片的设计计算 152.5.1 锤片的形状和尺寸的确定 152.5.2 锤片安装方式的确定 172.6 锤片架的设计计算 182.6.1 转盘的设计计算 182.6.2 连接销的设计计算 182.6.3 套筒的设计计算 192.7 排料装置 192.8 电动机的选择 20第三章 带传动部分的设计计算 213.1 带传动的特点 213.2 V 带传动的设计计算 213.2.1 V 带传动的
3、已知条件 213.2.2 V 带传动的设计内容 213.2.3 设计计算 21第四章 轴和轴承的设计计算 284.1 轴的结构设计 284.2 主轴的校核计算 294.2.1 按钮转强度条件计算 294.2.2 按弯扭合成强度条件计算 30内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 4 页4.3 滚动轴承寿命的计算 344.3.1 计算轴承的径向载荷 和 351rF24.3.2 计算轴承的当量动载荷 和 351P24.3.3 计算轴承的寿命 354.3.4 轴承的润滑方式 35第五章 键的选择和计算 365.2 主轴和转子的键连接 36第六章 基于 Pr/E 的部分零件的三维实体造型 386.
4、1 主轴 386.2 锤片 386.3 套筒 396.4 转盘 40第七章 总结及进一步改进 417.1 总结 417.2 进一步改进设计 41致谢 42参考文献 43内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 5 页摘要我国自古以来都是一个农业大国，目前也还是一个发展中国家，但随着经济的高速发展，人们对生活中的各种工具、机器的需求性和依赖性增加。其中科学化、高效化的畜牧养殖业在农业生产中的比重也在不断的扩大，因此在日常养殖过程中对饲料的需求以及质量都有了很大的要求，所以粉碎物料是加工饲料过程中不可缺少也是最重要的一道工序。到目前为止我国的广大的农村地区，目前非常迫切的需要一种低能耗、生产高效
5、、使用安全以及操作简单的锤片式饲料粉碎机。本设计针对目前国内现有的径向锤片式粉碎机存在的耗电高、生产率低等问题，在机械结构部分进行设计，主要对转子部分进行改进设计。径向锤片式饲料粉碎机的工作主要是通过高速旋转的锤片对物料进行打击粉碎，从而达到粉碎的目的一种机器。这种工作原理的机器其具有结构简单、易于维修、效率高等等特点，可满足中国广大农村地区的大部分粉碎需求。本次毕业设计进行改进设计的径向锤片式饲料粉碎机在其动力配置上我依然采用目前广泛使用的皮带传动，其主要组成有：喂料口、机体外壳、转子、筛子、出料管以及传动部分。关键词：锤片式、饲料、机器、设计内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 6
6、页AbstractSince ancient times, China is a large agricultural country, and is also a developing country, but with the rapid development of economy, people have increased the demand for sex and dependence on various tools and machines in life. The proportion of the scientific and efficient animal husba
7、ndry in agricultural production is also expanding, so the demand and quality of feed have a great demand in the daily feeding process, so the crushing material is indispensable and the most important process in the process of feed. In the vast rural areas of our country, an urgent need is a feed gri
8、nder with high efficiency, low energy consumption, simple operation and safe use. According to the problems of high power consumption and low productivity of the existing radial hammer grinder in China, the mechanical structure part is designed, mainly improve the rotor part. The radial hammer type
9、feed grinder is to crush the material through high speed rotating hammer, so as to achieve the purpose of crushing a machine. The machine has the characteristics of simple structure, easy maintenance and high efficiency, and can meet most of the crushing needs in rural areas of China. The improved d
10、esign of radial hammer type feed grinder is still widely used in power configuration, its main composition includes: the body shell, feeding mouth, rotor, out of, sieve and transmission part. 内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 7 页Key words: hammer type, feed, machine, design 第 1 章 绪论1.1 课题背景及其意义我国目前依旧是一个农业大国，并且处
11、于和将长期处于发展中国家，目前为止机械加工业在我国有着非常重要和高的地位，它可以说是我国国民经济的命脉。其对于成为整个工业行业中的基础以及重要组成部分的机械加工制造业中，它的主要任务就是要为我国整个国民经济体系中的各行各业提供它们所需要的装备的各种零件及其配件。可以说它的发展规模和发展水平是反应我国经济发展和科学技术的重要标志。目前，我国的各行各业都发展迅速，例如畜牧养殖业。在畜牧养殖业中，从物料到饲料的制作一般来说有七大工序：原料接收、清理、粉碎、配料、制粒成型、计量包装。在整个饲料制成中，粉碎的物料比重达到了 65%-80%，其中的粉碎加工环节所消耗的能量也占据了整个加工工艺的 35%-7
12、5%，其对物料加工的生产率和质量与饲料成品有着极大的关系。在生产过程中，可以对粉碎机工作造成各种影响有非常多的因素，比如：锤片的数量、锤片的磨损情况、转速等等。迄今为止，我国广大农村地区在对玉米、薯类这些进行加工的过程中，一般能够采用的都是使用睡式粉碎机，因为该种机型的粉碎机器它具有度电产量高、粉碎物料均匀等等这些优点。但是我国许多的淀粉生产厂家明明采用的是符合国家标准的饲料粉碎机用于淀粉的生产加工，可是却在实际生产中还是出现了许多的问题和难点。这是因为淀粉和饲料它们的生产条件是完全不一样的，在饲料的实际生产中过程中，不管是理论上内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 8 页还是说实践中一
13、般都要求被粉碎物料中的含水量不能够高于 13%，即干粉碎；而淀粉的生产过程不用说也是很明显是在湿粉碎的条件下进行生产加工的，它的含水量值已经非常的高于饲料粉碎的含水量的最高要求了。如果还是在这样的特定条件下去将锤片式饲料粉碎机直接拿来用于淀粉的生产，肯定就会暴露出很多的不足和缺点，主要表现在：效率低下、粉碎效果不理想、噪音大、机器使用寿命缩短等。饲料粉碎机的真正意义就在于可以粉碎物料，增大其表面积，可以让动物在食用后能更好的吸收营养。但从饲料效果来看，也不是说物料粉碎得越小就越好了，过细的饲料有可能引起动物在呼吸系统和消化系统上的不适。另外，物料粉碎过细会增加生产成本，消耗的的能耗也越多。所以
14、，在实际粉碎生产中，根据不同的饲养对象和粉碎产品来确定合适的粉碎粒度。本次进行改进的饲料粉碎机属于锤片式，其基本原理就是利用高速旋转的锤片击碎物料从而达到粉碎的目的，这种机器的主要优点是：生产率高、操作简单、粉碎粒度良好和粉碎物料的种类多。因此，不断的对饲料粉碎机进行研究和改进，使其拥有更高的生产率和粉碎出更加均匀、质量更好的饲料，对我国的畜牧业长期稳定的发展有着重要的意义。1.2 国内外饲料粉碎机的发展及现状我国的锤片式粉碎机在上世纪 50 年代初才开始起步发展，到现在位置时间还很短，一直以来使用的都是小功率的小型粉碎机，整体的技术比较落后，水平也较低。一直等到了 1966年，我们的祖国的农
15、机部门才在湖北的武汉召开了锤片式饲料粉碎机的第一次现场会讨论大会，祖国的各地一共有 26 个省、市、自治区一共选送了差不多 30 台左右的试样机。专家和学者在会上通过对这 30 台左右的样机的参数、型号、动力、整体结构以及性能指标都进行了对比试验分析的比较，虽然整体来说较我国最初的技术已经有了很大的提高，但是并不能满足我国农畜牧业的发展和饲料供给加工的需求。在那之后在我们祖国的农机院的牵头组织带领之下，联合了我们国家的各省、市、自治区的综合力量，在 20 世纪的 70 年代中期又进行了对 9FQ-40 型、9FQ-50 型和 9FQ-60 型这三种粉碎机的试验研究设计，对于对这三种不同型号的锤
16、片式饲料粉碎机的试验研制的成功，对我国农机发展后来乃至现在我国饲料粉碎机的发展起到了非常棒的推动作用并打下了夯实的基础，后来在全国各省、市、自治区都得到了广泛的应用和推广。9FQ-60 饲料粉碎机这个型号的机器是属于中型的粉碎机器，主要还是被内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 9 页各大工厂用于各种饲料厂的生产线上，主要用于对谷物类的物料进行粉碎加工。其生产能力在同型筛网孔直径下已达到同时期国外的粉碎机的产能。为了迎合我国饲料持续增长的需求，我们国家的各地的主要粮食部门也都在进行积极的研究、设计和制造了一批各种不同型号和功能的饲料粉碎机，在这众多的研究队伍中，最具意义和价值的是隶属于商
17、业部的无锡粮食设计研究所在分析和研究了国内外的优良粉碎机之后，研究、设计并制造了一种 FSP11230型这种类型的锤片式粉碎机，在那个时候可以说弥补了我们祖国在 40kw 以上的粉碎机上的空白，基于它的实际意义以及实际生产价值，这种型号的粉碎机在上世纪八十年代初就通过了我国的部级鉴定。从 20 世纪 90 年代以来，我们的国家各地就诞生了以江苏的正昌、牧羊等等等为首的先进优秀企业集团，成为了我们国家在整个饲料粉碎机生产这个行业中的领头羊。这些先进优秀的企业公司通过自身不断的研究试验发现并且不断的引进国外先进的技术和设备，并在我们祖国各地进行实际调研，从我们祖国各地的广大农村的实际生产需求出发，
18、在短短数年中开发研制了 75350kw 的水滴型锤片式粉碎机、立轴式微型粉碎机这两种类型的饲料粉碎机。他们取得的成绩不仅仅如此，这些先进优秀的企业公司更是创造了“优胜”、“冠军”等等等这些在组国内以及祖国外的知名的粉碎机品牌。随着养殖业的不断发展，到了这个时间段跟据国家农业部不完全详尽统计的资料和数据显示，我们国家在目前的生产饲料粉碎机的厂家差不多可以有 500 家，每年的总产量都已经高于 350000 台，销售通往了我们祖国各地的广大农村需求的区域。日前，在国外的饲料加工厂里，最主要的物料粉碎还是主要采用的是锤片式饲料粉碎机，目前可以了解到饲料粉碎机资料，比如现在美国北美地区现在进行配备的饲
19、料粉碎机中，它们之中的机器现在配备的最大的直径有 1.9m、筛子面积达 4.2，锤片的实际线速度达108m/s、转速高达 3600r/min、功率也可以高达 450kw，在这其中还给非常多的设备还给它们配备了供风系统，主要用于对气力的运输。可以这么说锤片式饲料粉粹机虽然到现在为止在国外饲料工业生产中应用得非常之广泛，但是现实实际生产粉碎中还是由于不同的饲料它们所需要用原料不可能全都一样和相同，总所周知的是在欧洲的许多饲料它们基本采用的是混合粉碎（即先配料后粉碎）,而且更有意思的是经常没有添加任何谷物原料；但是有意思的是在美国的饲料配方中美国佬却是以 45%的玉米或者小麦为基础原料进行配料, 在
20、整个生产中很少的时候会使用难以粉碎的物料，例如燕麦、大麦、小麦等等之类的谷物等物料，并且他们内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 10 页在采用的原料的水分也略要低于欧洲的标准。毫无疑问的这样情况肯定就使得国外的锤片式粉碎机在研究的发展向两个不同但是可预存的方向发展：第一种情况就是由于美国的产品他们要求筛板面积要大，可是欧洲的人民讲究的必须是冲击齿板面积要大。例如之前很多媒体报告中的美国的几家叫做 Champion 公司、Jacobson 公司等等的企业公司就会标榜自己生产的产品为全周筛的粉碎机，但是在欧洲最为有名的在荷兰的一家企业 VanAarsen 公司所研发生产制成的一种 2D 系
21、列的锤片式粉碎机，在生产过程中它的冲击齿板的面积几乎可以达到整个粉碎室外周围面积的一半；第二种情况就是在于对筛板的安装，在美国，那里的人民的需求就是要求锤片式饲料粉碎机在安装和更换筛板的时候，必须首先要关闭机器，然后打开机壳才能够进行操作作业，可是在欧洲，那里的人民的需求就是让许多锤片式粉碎机都是要从轴向段的插入式，和美国的需要完全不一样，他们完全不需要停机和打开机壳，很轻松愉快的就可以抽出原来的筛板，然后再插入需要新更换进去的筛板，在这其中的有的机型甚至可沿轴的一端插入然后又从另一端抽出，就和玩游戏一样有趣简单，除此以外他们还可实现自动遥控换筛作业，大家都知道的一家公司就是 VanAarse
22、n 公司，他们研发生产的 2D 系列的锤片式粉碎机就在两侧安装了可进行遥控电动机来更换筛的装置，可实现在工作中完成换筛作业，这样的装置极其的省心和安全。经过对各种难点的攻破，到了现在这个阶段，国外的为了使粉碎粒能够更加的均匀和合理,逐步进行可尝试引入循环粉碎这样的原理，这种原理就是进行先粉后筛、筛后再粉的粉碎的工艺，这个时候就将粉碎机与筛子设备按一定的匹配的关系进行组合，然后再进行安装，那么粉碎机就只负责粉碎，配套的筛分设备就只用来来控制粉碎物料粒度的任务。毫无疑问的是这样的方式很大程度上就提高了粉碎的产量和粉碎的效率，另一方面也在一定程度上有效的降低了粉碎生产的电耗。除此以外，为了达到避免不
23、必要的料粒的运动，以及还有其它的变型的粉碎机，例如我们知道的涡轮粉碎机，这种机器它的主要特点就是：在粉碎室筛板的末尾或者在与进料口约成 280的地方，使还没有过筛的粗粒物料沿垂直的方向向上抛离离开粉碎室，然后再靠它的自身的重力的作用再返回到粉碎区域，这种机器的优点很明显，就是根本不需要再配备外设筛分的设备，粗粒物料自己就可以在机器粉碎室内自行循环，不断反复的进行粉碎作业工作；毫不疑问的缺点就是整机结构不不是特别的对称，在实际生产加工的使用过程中，操作者不能通过简单的调换转子旋转方向来进而达到利用锤片的两侧的目的。内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 11 页1.3 目前我国粉碎机在质量上
24、存在的问题1、标准不完善到目前为止，我们的国家在标准化的信息网络这一块现在还不够完善和充分，在实际生产粉碎中的很多的厂家在实际生产中根本就没有办法找到产品的相关合格标准，感到惊讶的是有的生产的产品甚至根本就没有标准，所以实际中就有很多标准化生产意识差的厂家干脆进行起了无标生产；另一方面，我国的标准化规范主要是体现在生产出来的产品的性能指标上，可是就是这样就忽视了对于生产产品上的安全技术上的标准上还很不健全和完善，例如，对于本次进行改进的锤片式饲料粉碎机在其生产转速上和其外壳上就没有任何的限制要求。所以很多的生产厂家为了提高其机器的生产效率，一方面不断的提高其生产转速，却又在另一方面为了降低成本
25、将机器的壳体变薄，这样生产出来的机器的综合性能以及机器生产出来的产品质量就可想而知了。2、安全生产意识不够安全生产意识的欠缺不仅体现在使用者身上，同样也体现在生产者身上。不管是使用者或者生产者，始终把眼光局限于机器所生产出来的产品的质量上，对于机器的安全运行上根本不够重视。例如：在机器上的安全注意事项不够明确、机器无安全标识或者安全标识不全等等；同样，使用者在实际生产使用中也不注重安全使用，例如：擅自将机器提速、更换外壳、更换锤片时不注重其平衡等等现象。这些问题深刻的反映了我们的安全生产意识薄弱，对自身安全的自我保护忽视。所以，提高生产厂家和使用的安全意识也是提高产品质量上不可或缺的。内蒙古科
26、技大学毕业设计论文（设计说明书）第 12 页内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 13 页第 2 章 总体设计方案的确定2.1 喂料方式和粉碎室壳体的确定本次进行改进设计的锤片式饲料粉碎机是一种小型机器，其具有体积小、操作方便、生产成本低廉和结构简单等特点。使用者可根据自身饲养的禽畜和对饲料的要求情况，自行的加工物料，这无疑对于我国农村的长期发展和活跃商品经济有着积极的推动作用。本次改进设计的核心主要是在粉碎室内转子组的主要性能参数的设计计算和校核。2.1.1 喂料方式的确定本次改进的锤片式饲料粉碎机主要是高速旋转的锤片与进入粉碎室内物料不断的进行撞击以及在筛板和粉碎室内的齿板上摩擦，从
27、而达到粉碎的目的。粉碎机的整体性能对于物料的最终粉碎颗粒度的大小和均匀度有着重要的影响。目前饲料粉碎机在喂料方式上常有的方式有：径向式、顶部喂入式、轴向喂入式，如下图 2.1 所示：（a） （b ） （c）图 2.1 喂料口的形式图其中（a）种方式为径向式喂料方式，这种喂料方式有利于锤片抓住放入的物料，从而可以达到增加生产率；（b ）种方式为顶部喂入式喂料方式，这种喂料方式主要利用的物料自重进行入料，但是当物料为农作物秸秆时，使用这种方式入料将及其的不方便且不易控制；（c）种方式为轴向式喂料方式，同样这种喂料方式在物料为农作物秸秆时，需要首先将物料斩切断，这将增加工作量，降低了生产率。2.1.
28、2 粉碎室壳体的确定饲料粉碎机在粉碎室上主要的形式有：椭圆形、圆形和水滴形。圆形的粉碎室在制造上内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 14 页可能很简单容易，可是其在物料的投放上存在一定的反弹；而椭圆形的粉碎室，按照目前的设计理论和方式暂时还不能计算出最为合适的参数，所以本次改进设计的饲料粉碎机依旧采用原机型的粉碎室形状-水滴型，其椭圆度、筛片包角等主要参数已是最优值。综合前面喂料的方式上，其主要形状和配置如下图 2.2 所示：图 2.2 粉碎室及转子的基本配置2.2 机体的确定在机体的铸造上，一般多采用的是钢板或者铸铁，有整体式和上下分式两种形式，一种为 360安装筛片；一种为上部分是
29、齿板，下部分安装筛片。本次改进设计采用原机型的方式，即铸铁制造，机体的上半腔为齿板，下半腔安装筛片。2.3 粉碎室参数的确定2.3.1 转子直径和宽度的确定转子直径 D 和粉碎室宽度是粉碎机的主要参数，由设计任务书中已知转子的径向尺寸为200 mm。由经验公式有：（式 21）vNKBD0式中： 锤片末端的线速度；经验系数，一般取 ；0 5.07配套动力。N查阅相关资料，转子的直径 和有效粉碎宽度 之间存在一定的比例关系，通常为DB。通过现场对本次改进设计的粉碎机的测量，得到了转子直径实际为 200 mm，5.31BD宽度为 230 mm，毫无疑问的就是这两个尺寸不符合二者的科学的比例关系。同时
30、在另一方内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 15 页面我们需要考虑到的是，在实际生产粉碎的工作中需要在一定程度下尽量降低机器的工作发出的各种噪音，所以我们一般就会采用大转子低转速这要的搭配。当然了，具体的确定还是要根据我们实际生产过程中粉碎的对不同物料品种的具体分析。即如果我们主要生产粉碎要以玉米颗粒为主的物料的时候，我们就应该采用较小的 和较大的 ；如果我们生产粉碎的BD主要以牧草为主的物料的时候，我们就应该采用较大的 和较小的 。但是在实际生产过程中，我们为了能够增大物料入口的尺寸，这个时候就需要适度的加大粉碎室的宽度，但是过宽的话，一是不满足二者的比例关系，二则就会导致转子悬臂过
31、大从而受力不均。综上所述：通过对目前我国不同系列的机型谱的查阅和以往的经验设计确定 mm，粉碎室的有效20D宽度为 mm，二者的比例关系为 ，符合科学比例设计的要求。150B3.1BD2.3.2 筛片和锤筛间隙的确定目前为止锤片式饲料粉碎机上的筛片的孔形在形状上目前市面上有圆孔形、圆锥孔1行、鱼鳞孔形等等的形状。其中以圆孔最为常见，其中孔的直径分为：小孔 12 .1mm、中孔 34.1 mm、粗孔 56 .1mm、大孔 8 mm。本次改进设计的原机中的筛子为圆孔，孔径为 2 mm。饲料粉碎机其在实际粉碎生产过程中有一个很重要的参数是度电产量，而影响这一参数的就是筛子的孔径，在一定的范围内，增大
32、筛子孔径有利于提高度电产量。我国在筛子形式上已经标准化了，如图 2.3 和表 2.1 所示。综合各个方面，本次改进设计中选择筛孔号 50 型的筛片。粉碎机的锤筛间隙即是转子组中运动中的锤片末端到筛片表面的距离，其对于物料2的粉碎具有很大的影响。当锤筛间隙过大时，物料会减小摩擦作用，不利于物料的粉碎，降低了饲料粉碎机的生产质量，还会造成物料不能及时通过筛片从而发生堵塞现象；当锤筛间隙过小时，物料的运动加剧，不利于其快速的从筛子通过排出，且其的摩擦作用增强，造成物料粉碎过细，机器的耗电增加，度产量减小。（a）展开图 （b）筛孔的排列内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 16 页图 2.3 标
33、准筛片的形式表 2.1 部分标准筛子的尺寸 单位： mm另一方面，饲料粉碎机在进行粉碎生产过程中，锤片的末端和筛片间会形成一股物料环流气层，它的平均速度大概为锤片运行速度的一半。这就导致了锤片对物料的打击作用降低，增加了功耗，此时颗粒比较大的物料由于离心力的作用处于环流气层的最外面，颗粒较小的物料处于环流层的最里面，就形成了大的物料无法粉碎，小的物料不能迅速排出的现象。通过查阅相关资料显示，锤片式饲料粉碎机的锤筛间隙的最优值在 mm 之间，综合本次改进64设计综合考虑，选择锤筛间隙为 5 mm。2.4 主要性能指标的计算2.4.1 锤片速度及转子转速锤片式饲料粉碎机在实际的生产粉碎过程中，它的
34、生产率、功耗都和锤片的实际线速度有很大的关系，试验可以发现的是在线速度 增大的时候，锤片在旋转运动过程中对物料的v打击和磨碎作用都会得到一定的增强，即能够增强其粉碎能力，但同时在另一方面机器的空载率一定程度上也会随之增大，转子这个时候也会因为不平衡产生一定的噪音和振动也会随之增强，那它的其粉碎能力也会减弱。由设计任务书中可知主轴转速为 ，则锤片min/290r的线速度为：m/s (式 22)35.062.143290Dnv式中： 转子直径， 。.m2.4.2 验算粉碎机的产量由经验公式得：内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 17 页（式 23）60.32BrnKDQ2907.15.7.
35、25.0ht/式中： 、 转子直径及宽度，m；DB物料容量，玉米 ；r7.0r3/t转子转速；n粉碎机结构系数，一般 。K80.52.K由此知 与设计任务书中的产量 相比，符合设计要求。5.0Qht/ 5.0Qht/2.5 锤片的设计计算2.5.1 锤片的形状和尺寸的确定（1）锤片形状的确定在锤片式饲料粉碎机中，锤片是其最重要和最主要的组成部分，也是其在生产工作中最容易耗损的部分。在本次改进设计中，整个转子组里最需要改进的就是锤片，在实际粉碎生产过程中，锤片的尺寸大小、形状以及其工作密度将对机器的度电产量、粉碎均匀度等产生很大的影响，到目前为止，国内外各大厂家生产的粉碎机使用的锤片的种类和形状
36、有很多，如图 2.4 所示：内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 18 页（ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ）abcdef图 2.4 锤片的种类本次改进设计的原机采用的就是图 2.4（ ）所示的矩形锤片。这种板状矩形锤片，它的a主要优点就是形状简单，容易生产制造且通用性好，但是这样的锤片在粉碎生产中却很容易磨损，会使使用者经常更换，这就极大地降低了生产效率和增大了人工工作量。同样，图2.4（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）所示的锤片同样存在（ ）种锤片的问题，而且生产制造bcdef a更为复杂。本次改进设计将在传统锤片（图 2.4 ）的四个工作角上焊接一小块耐磨合金。查阅相关金属材
37、料资料显示，这将有效的提高其使用寿命 89 倍，同时设计两个销轴孔，只有其中的一个孔穿在销轴上，在生产中可轮换使用，则使用寿命可达原来的 1416 倍。目前，锤片式饲料粉碎机的锤片在我国已经有了一定的标准，我国机械工业部制定的、型这三种标准的锤片（矩形双孔式）。由于在本次改进设计中，转子组转子的直径小于 ，查阅相关标准后，选择型锤片，并在锤片的四个工作角边焊上一小块耐磨50m合金。其示意图如下图 2.5 所示：图 2.5 锤片的示意图（2）锤片尺寸的确定锤片式饲料粉碎机锤片的基本尺寸如图 2.6、表 2.2 所示：图 2.6 锤片的基本尺寸表 2.2 锤片尺寸参数表尺寸型式 abcde 120
38、 95 40 16.5 3内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 19 页 180 140 50 20.5 5 140 100 60 30.5 5注：必要时可采用其他厚度，但是要保证销轴的强度则本次改进设计中，锤片的基本尺寸为 ； ； ；120am95b40cm5.16d； 。采用 钢制造，并进行渗碳处理，表面热处理硬度为 ，热m3eMn65 HRC25处理后不允许有裂纹、销孔的周围不能有毛刺等缺陷。其具体的硬度检测点、淬火区及其相关数据如下图 2.7 所示：图 2.7 锤片的技术要求2.5.2 锤片安装方式的确定粉碎机整个转子组上的锤片的排列方式，将会直接影响转子组的平衡、各个锤片磨损均
39、匀度以及物料在粉碎室的分布。目前，各种锤片式饲料粉碎机锤片的分布方式大致有四种： 螺旋排列式（如图 2.8 ）：这种方式简单且轨迹均匀不重复，但在实际粉碎生产中a会使物料顺着螺旋线的方向一侧移动，会导致粉碎室各个锤片的磨损度不均匀，受力不均产生振动； 对称排列式（如图 2.8 ）：在对称的两组销轴上对称安装，这种对称式的安装，锤b片运动轨迹重复，在相同轨迹密度下，需要更多的锤片数量，但是其对称的销轴的离心合力可以互相平衡，所以工作中运行比较平稳，物料也不会产生侧移现象，锤片的磨损也较为均匀；交错排列式（如图 2.8 ）：这种方式锤片的轨迹均匀，不会重复，对称的销轴的离心c合力也互相平衡，工作中
40、转子运行平稳，物料略有些许偏移； 混合排列式（如图 2.8 ）：这种安装方式锤片的运动轨迹均匀且不重复，其锤片的d排列在左右都对称，四根销轴上的离心力的合力互相平衡，转子在工作中运行平衡性也很好。（ ） （ ） （ ） （ ）abcd内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 20 页图 2.8 常见锤片的排列方式图综合各方面考虑，本次改进设计选用对称交错排列式的锤片安装（如图 2.9 所示），转子组中相互对应的销轴上的受力可以相互平衡，工作中转子的运转很平衡，不会造成很大的机器振动，且锤片的更换安装也简单方便。图 2.9 锤片的排列图2.6 锤片架的设计计算锤片架是用来安装锤片和主轴固定的一
41、个机构，其在设计中需要符合下列三个功能： 能在空间 旋转且不与内部其他机构相互干涉；360 与主轴同速径向运动且不会产生轴向移动； 能使锤片的有效粉碎区域达到最大。综合考虑，整个锤片架的设计计算中包括了：2 个转盘、20 个不同规格的套筒和 4 套长螺栓。由于粉碎的特殊要求，螺栓将不采用国家标准。基本原理是：16 个锤片平均分布在 4个长螺杆上，每个锤片之间通过使用不同规格的套筒来实行轴向定位，两个转盘由四个螺栓来连接。其基本效果图如下图 2.10 所示：图 2.10 锤片架的结构示意图 2.6.1 转盘的设计计算如图 2.11 所示，转子的直径为 ，螺杆所长圆周的直径为 。由前20Dm160
42、Dm面的设计可知锤片的长度为 ，转盘通过键与主轴相连，即 ，其中 为1a 4d1d螺钉孔，取螺钉尺寸为 ，则螺孔为 ，转盘的厚度为 。8M91d图 2.11 转盘的尺寸结构图内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 21 页2.6.2 连接销的设计计算螺栓主要用来连接两个转盘，使锤片能够均匀的分布在转盘之间，因为粉碎宽度为，转盘厚度为 ，螺母的长度为 并且 需要留有 的余量，则150Bm6m6m32m螺栓的设计如下图 2.12 所示。其尺寸结构计算如下：（式 24）26lBLmm176150图 2.12 螺钉的尺寸结构图其中 mm， mm。81d162d2.6.3 套筒的设计计算套筒主要作用
43、是给锤片进行轴向定位，本次锤片的排列方式为交错对称排列式，所以需要不同长度的套筒 20 个，即： 、 、 、 。65.34m425.17210m83套筒主要是安装在螺栓上对锤片轴向定位，所以它的内径为 ，外径为1d124d。其具体结构如图 2.13 所示：m图 2.13 套筒的结构示意图2.7 排料装置本次改进设计的原饲料粉碎机采用的是气力输出装置，此种输出方式在一定程度上能加快排料，但是同时也会增加能耗。锤片式饲料粉碎机在进行粉碎作业过程中，在转子中心会形成负压，靠近筛子处的为正压，此时形成的内外压力差将排出物料，所以本次改进设计将出料的方式改为通过粉碎后的物料的自重排料的方式。这种方式较原
44、方式在结构上更简单，内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 22 页生产成本上也降低。在最终改进设计中将不在设置气力输出装置，由于能力和时间有限，设计图纸中将保留原机型的形状特征。2.8 电动机的选择根据前面的计算和锤片式饲料粉碎机的实际工作中的条件以及其对生产上的要求，电动机必须满足其的各项使用要求，在这一大前提下尽量的选择价格较低、质量可靠的电动机，这样在一定程度上降低了我们的生产成本。根据实际经验我们知道，额定功率相同的电动机，其中转速越低的电动机的尺寸反而越大，且其价格越贵。由前面的条件可知，锤片式饲料粉碎机的配套功率为 5.5 kw、转速为 2900 r/min、产量为 0.5
45、t/h，综合查表可得到合适的电动机型号为：Y 系列（Y132M-4）型三相笼型异步电动机。Y 系列的三相笼型异步电动机在生产中具有启动转矩大、高效率、防护等级高、低噪音、产品结构合理、产品技术先进、绝缘等级高和应用广泛等优点。其具体的主要参数如下：电动机型号：Y132M-4同步转速：1440 r/min满载转速：1440 r/min额定功率：5.5 kw最大转矩/ 额定转矩： 2.3 Tn/(N.m)内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 23 页第 3 章 带传动部分的设计计算3.1 带传动的特点带传动其实就是一种挠性传动，这种传动方式具有结构简单、传动平稳等等许多的优点，是目前我们国家
46、和国外广泛都应用的一种机械传动机构。带这种传动方式的基本组成零件为带轮（主动带轮和从动带轮）和传动带（如图 3.1 带传动运动示意图）。当我们让主动带轮1 开始转动的时候，这时就利用带轮和传动带之间的摩擦式啮合作用，就可以将运动和动力通过传动带 2 传递给从动带轮 3。综合考虑各种带传动的特点，本次改进设计依旧选用 V 带传动作为传动机构。图 3.1 带传动运动示意图内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 24 页3.2 V 带传动的设计计算3.2.1 V 带传动的已知条件（1） 电动机的功率 P=5.5 Kw；（2） 小带轮的转速 n1=2900 r/min，大带轮转速 n2=960 r
47、/min。3.2.2 V 带传动的设计内容（1） V 带的型号、基准长度以及需要的 V 带根数；（2） 大小带轮的中心距；（3） 带轮的基准直径以及它的结构尺寸；（4） 初拉力和压轴力等。3.2.3 设计计算（1） 确定计算功率 Pca在工作中，计算功率 Pca 是在根据传递的功率 P 和带的工作条件下，传动的用途和它的原动机类型来进行确定的。Pca=KAP=1.35.5=7.15 Kw （式 31）式中：P ca计算功率，Kw；KA工作情况系数，如表 3.1 所示；P电动机的额定功率，Kw。内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 25 页表 3.1 工作情况系数 AKA空、轻载启动 重载
48、启动每天工作小时数/h工 况10 1016 16 10 1016 16载荷变动微小液体搅拌机、通风机和轻负荷输送机 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3载荷变动小带式输送机（不均匀负荷）、通风机（7.5kw）、发电机、金属切削机床、印刷机、旋转筛、锯木机和木工机械1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4载荷变动大制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、起重机、橡胶机械、振动筛、纺织机械、重载输送机1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6载荷变动很大破碎机（旋转式、鄂式等等）、磨碎机（球磨、棒磨以及管磨）1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8注： 空、轻载的启动电动
49、机（交流启动、直流并励）、4 缸及其以上的内燃机、配备离心式的离合器、配置在液力连轴器上的动力机； 重载的启动电动机（联机交流启动）、4 缸及其以下的内燃机； 反复的启动、正反转频繁或者工作条件恶劣等等这些场合， 都应该乘以 1.2 ；AK内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 26 页 在增速传动场合， 应乘以下列系数：AK增速比（1/i）： 1.251.74 1.752.49 2.503.49 3.5系 数： 1.05 1.11 1.18 1.25（2） 选择 V 带的带型根据计算功率 Pca=7.15 Kw 和小带轮转速 n1=2900 r/min，查阅机械设计书中 157 页中的图 811“普通 V 带选型图”选择普通 V 带型号为 Z 型。（3） 确定带轮的基准直径 并验算带速 Vd为了提高带的工作寿命，所
