小型花椒粉碎机的设计【全套12张CAD图+PPT+说明书】
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摘要
花椒含有丰富的芳香油成分及微量营养成分，且具有较高的食用价值。本课题的设计，对发展花椒深加工，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。长期以来，花椒一直以单一的原始调味品形式出现，其加工主要以干制为代表，其他加工及应用研究相对较少。
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、使用安全的小型花椒粉碎机。我的设计思路为：制定方案—选择功率—设计带传动—设计粉碎室宽度、转子直径—进行细节方面的设计（包括轴、筛子、锤片选择、轴承密封装置、机架、连接件等）—进行轴、键的强度校核—画零件图和装配图—编写说明书。
该粉碎机结构简单，粉碎室比较窄，生产率比较高主要包括转子、锤片、主轴、喂料口、闸板、筛子、粉碎室、机架等部分，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0.1—2mm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。
- 内容简介：
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1 1 绪论 花椒含有丰富的芳香油成分及微量营养成分，具有较高的食用价值。花椒籽富含油脂，可作为提取工业油脂的原料，油中所含的特殊成分可作化工合成的原料。另外，花椒特有的芳香气味对微生物、昆虫具有很好的杀灭效果，可作为药材，用于疾病的治疗。因此，今后我国花椒加工应注意借鉴日本和韩国的经验，依据我国不同地区的生活和饮食习惯，在搜集民间食用及医疗验方的基础上，应用现代科学技术及方法丰富花椒的花色品种，加强花椒在药物开发、化工、油料等方面的研究，增加花椒的经济效益，推动花椒加工产 业的发展 1。 花椒又可作为日常餐饮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，深加工后可开发花椒粉、花椒油、精品花椒系列产品。花椒又是医药、食品、美发等行业的重要原料，其主要成份是挥发性芳香油、麻味素及各种醇类和脂肪酸，这些化学物质具有较高的实用价值，也是医药的重要原料。据调查，全国花椒的种植面积正以 30的速度逐年递增，随着科学技术的不断发展，人们的生活质量逐渐提高，对花椒及其产品的需求将不断加大，这些将成为推进我国花椒产业快速发展的主动力。我国花椒种植面积雄居世界第一，产量也 是世界第一。本课题的研究，一方面将满足国内市场需求，另一方面对带动农业结构调整，发展花椒深加工产业化 2。 在粉碎工业粉碎机的地位是不可或缺的，各种各样的粉碎机虽然工作原理不尽相同，但是所产生的意义都是相同的。粉碎是利用机械的方法克服固体物料内的凝聚力而将其破碎的一种操作，属于尺寸减小机械的范畴，对物料施加一定的外力，克服分子间的内聚力，就将物料分裂破碎的操作称为尺寸减小，而物料的化学性质不会发生变化。本设计从增加粉碎能力和筛分效率入手，进行了各种方案的探讨，要设计一种具有高效、低耗、结构简单、操 作方便、使用安全的小型粉碎机 3 我国粉碎机是随着 20 世纪五六十年代养猪业的发展而发展起来的。 1972年在山东红旗爪齿式粉碎机的基础上，实现了全国系列化 。国内常用的普通粉碎机主要有锤片式和齿爪式两种，它们都是采用机械的方法对原料以冲击方式进行粉碎。被粉碎的原料有谷粒类、果蔬类、茎秆类、饼粕类和矿物类等，起适用范围广泛，通用性强，而且构造简单，生产效率高，易于控制产品的粒度，适用维修方便、可靠 。目前，国内小型粉碎机多为爪式，产量低、粉碎粒度不易调整。在农户中还有使 用柴油机带动的粉碎机（如 9型号），其噪音大，使用不方便 5。 例如：正昌 138系列冠军王粉碎机采用组合多腔粉碎室，粉碎效率较普通机型提高 30。牧羊 100 型锤片式微粉碎机采用可调节的轴端进风口。有效改善了粉碎机的辅助吸风系统，提高了粉提高了粉碎效率 。 国外典型的锤片式饲料粉碎机。由于锤片式粉碎机的技术进步，饲料粉碎作业具有更高的效率、更低的电耗和成本。 例如：北美地区使用的锤片式粉碎机，直径达 片面积 速 3600r 片线速度 107m s，功率 447多还配有供风系统用于气力输送。 美国 司的 列水滴型卧式锤片粉碎机，筛孔采用交错开孔排列布置方式，采用不同筛孔直径 (3 2 筛片组合使用，效率提高 10 15，可通过调节锤筛间隙来控制产品粒度。 荷兰 司的 2D 系列锤片式粉碎机两侧装有遥控电动换筛装置，在运行中即可更换筛板，配有自动电磁清洁系统，适应性得到提高。 意大利 司的 25型立式粉碎机，机 体内部涂覆耐磨材料显著降低了粉碎机噪声。 瑞士 司的 2 型系列双立轴锤片式粉碎机，自动控制系统中配备有重颗粒剔除、实时监测堵料等功能，先进合理的结构设计和动力配备使得该机的单位产量电耗相对早先机型有所降低 6。 7 （ 1）冲击式粉碎机 目前带有内分级结构的冲击式粉碎机也很普遍，要注意分级系统与粉碎机的粉碎腔的有机结合，特别是在分级系统的叶片设计与调整上气流的流动方面。生产实践中，有些企业往往注重粉碎机部分而忽略了分极系统，结果设备使用 不理想。 2 （ 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。 （ 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。 （ 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 （ 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 360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。 （ 1）压碎，物料在两平面间受到缓慢增长的压力作用而粉碎。对大块物料，第一步多采用此法处理。 （ 2）劈碎，物料受楔状刀具的作用而被分裂。多用于脆性材料的破碎。 （ 3）剪碎，物料在两个破碎工作面间，如同承受载荷的两支点（ 或多支点）梁，除了外力作用点受劈力外，还发生弯曲折断。多用于硬脆性大块物料的破碎。 （ 4）击碎，外力在瞬间受到外来的冲击力而被击碎。 （ 5) 磨碎，物料在两个工作面或各种形状的研磨面之间受到摩擦、剪切作用而被削成为细粒。 键的问题及解决的思路 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，将花椒粉碎，花椒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花椒的中等粉碎，要求成品粒度 （ 1）根据花椒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）制定粉碎机的注意事项、日常维护和检修方案。 2 锤片式粉碎机结构说明 经过探讨，确定小型花椒粉碎机的总体结构，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。 3 图 2片式粉碎机结构图 片式粉碎机的工作原理 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粒度，最后粉碎成细 2，粉碎后的颗粒通过筛片进入出粉管经出料口排出。锤片粉碎机的工作过程主要由两方面构成 :一是物料受锤片的冲击作用；二是锤片和物料、筛片和物料相互间的摩擦作用。 3 传动方案设计 综合考虑效率、质量、运动性能、生产条件。选择用普通 V 带传动。带传动具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动，结构简单，成本低廉等优点 9。 (1)配用的电动机的功率 P(大小，要根据粉碎机粉碎花椒的生产能力 Q(t/h)来 决定，不宜过大或过小。一般应按下式计算： P=(。如要求粉碎得较细，系数的值可取大一点，如要求粉碎得较粗，系数的值可取小一点。 ， 按照经验取 Q=100kg/h，则电动机的功率 P=100 103=机械手册 10综合考虑选用 Y 型 三相异步电动机 表 3动机主要性能 型 号 额定功率满载转速额定电流 A 效 率 % 功率因数 额定转矩最大转矩电动机质量 840 8 2 4 表 3动机主要外形尺寸 电动机主要外形安装尺寸如图 3（ 1）确定计算功率 （ 3 其中 P 为传动的额定功率。 （ 2）选择 V 带的带型 根据 机械设计第八版图 8 11 选用 Y 型带。 （ 3）确定带轮的基准直径 d 并验算带速 V 初选主动轮的 基准直径 1由机械设计第八版表 8 6 和表 8 8，取大 带轮的 基准直径 140 20 （ 3 验算带速 V 1 d= m/s （ 3 因为 5m/s F ，作用在轴上的压力为 F 2 i i n)(2 1m i （ 3 小带轮的材料选择 小带轮的基准直径 140滑脂的流动性差，不易流失，承载能力强，但发热量大，采用脂润滑时装脂量不应过多，一般填充 量不超过可填充空间的 1/31/2。 机械结构密封主要是防止灰尘水分等进入轴承，采用接触式密封，毛毡圈密封。 d0=6+1=7+7+6=52+2+15=67 e=5m=11； 图 8 1 轴承端盖结构 9 轴系零件的定位 为了防止轴上零件发生沿轴向的移动，必须对其进行定位，根据轴上零件的的安装要求和对轴 14 的结要求，要选择不同的定位方式，轴肩定位、套筒定 位、轴端挡圈，在本设计中有用到，具体的结构和参数见零件图和明细表。 键主要是为了实现轴上零件的周向定位来传递转距，键的形式用多种，因此要根据不同的要求来选择不同型号的键，根据传动的要求，本设计全部采用圆头普通平键（ A 型），它的两个侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙，其主要特点是定心性好、拆装方便。 10 机架设计 锤片式粉碎机的安装，可根据体情况来确定若有固定的加工房，不需要移动时，可安装在固定的水泥基础或坚固的木质机架上，用地脚螺栓固定，工作地点需要经常移动时，可把动力机和 粉碎机安装在同一个机架上。考虑整机的固定，采用角钢焊接成一个机架。 11 箱体的设计 考虑到箱体的安装设计，箱体的材料为铸铁，其结构尺寸由安装距来确定。其技术要求是： 装配前所有零件进行清洗机体内壁涂耐油油漆； 在轴承润滑油杯中加入润滑油； 箱体边缘处捏合要紧凑，边缘要对齐。 12 锤片式粉碎机注意事项、调试、维护和保养 锤片式粉碎机是利用高速旋转的锤片击碎物料的一种机械。如果使用、维护不当，不仅会严重影响粉碎质量，而且会缩短粉碎机的使用寿命。 （ l） 一般 要求粉碎时花椒一定要干燥，否则会堵住筛孔，物料不易被粉碎生产率和度电产量都要降低。 （ 2） 锤筛间隙不可过大或过小 锤筛间隙是指锤片端部与筛片之间的间隙，此间隙对粉碎机的工作性能有较大影响。当锤筛间隙较大时，在饲料中靠近筛面的饲料颗粒不易与筛片接触，受打击的机会少， 同时筛片对它们的摩擦作用也会因速度低而减弱，因此度电产量下降，成品变粗。间隙大到一定程度时，筛面上的饲料颗粒运动速度过慢，甚至堵塞筛孔，使生产率进一步下降。当锤筛间隙较小时，外圈饲料受到锤片打击的机会多，在筛面上的饲料运动速度高，不 易穿过筛孔，使摩擦粉碎的作用增大，将饲料粉碎得过细，更加不利于排粉，不但浪费动力，使度电产量下降，而且成品也显过细。 （ 3） 在满足要求的前提下，应尽量选用较大筛孔直径的筛片 筛孔直径对粉碎机度电产量的影响非常显著，同时也直接影响被粉碎花椒的细碎率 (花椒颗粒的平均直径 )。花椒细碎度 M=(d。 筛孔直径越大，度电产量越高，但粉碎的物料越粗。因此，在满足粉碎要求的前提下，应尽量选用较大孔直径的筛片。 （ 4） 要注意机器的平衡 粉碎机是高速旋转的机器，在出厂时均经过动、静 平衡试验。经过一段时间使用之后，当锤片棱角磨损到锤片宽度的 1 2时，换边或调头必须在原位进行。需更换新锤片时，要重新称配组，并保证每组质量差不超过 5g，避免影响机器的平衡而产生振动与噪声。 （ 5） 试机 粉碎机安装后，在投产之前，必须对机器进行全面的检查，检查内容如下： 安全装置是否配套，完善、可靠。 各个连接部分的可靠，机器安装在基础或机架上是否牢固。各紧固螺栓是否有松动或脱落现象。 打开机盖捡查粉碎室内有无杂物 ，转子上各零部件是否完好，开口销是否脱落或损坏。若没有什么问题，可放下机盖，旋紧六角把手，使机盖压紧在机座上，再用手转动主轴皮带轮，转子应能灵活转动，不得有异常的碰击声。 检查润滑系统。 如果各方面都符台要求，就可以开机试运转 1 h ，应检查轴承温升和各部位零件是否异常，轴承的温升不得超过 35 摄氏度。一般可用普通的温度计插入黄油杯里来进行检查（温度计测得的温度减去室温就是温升值），各部位都符合要求是，就可以投入生产。新机在初次使用时，最好是先加工谷壳或秕谷，干草，以使其清理机内的油污，铁锈等。 （ 6） 操作 被加工的物料必须干燥 （对于花椒含水量 15%），否则容易堵赛筛孔，影响生产效率。在 15 粉碎加工之前，必须先清除物料中的石子，铁钉等硬物，以免损坏机器。 机器开动后，运转正常，方可喂料。喂料时，应由少到多，逐步增加到额定负荷。同时，喂料必须均匀连续，不要时多时少，并应经常注意机器的负荷情况，若发现超负荷转速下降，应停止喂料，等转速恢复正常，再继续喂料。 在工作过程中，使用集粉袋时，应经常拍打布袋，使它既能增加透气性，又能使粉料积聚在布袋的尾部。当布袋里集聚到一定数量的粉料时（一般为布袋容积的四分之一至三分之一 左右）就 应及时出粉。出粉时，可将布袋的中部扎紧，打开尾部的活结，把粉料装进盛粉筐或盛粉布袋。 做好粉碎机的维修和保养工作，是使机器经常处在完好的技术状态，延长使用寿命的重要保证。对保养和维修工作，应做到忙时不忘记，闲时不放松。 13 结论 我所选 设计 题目是“ 小型花椒粉碎机的设计 ”，之所以选择这个题目，是因为我 对这个课题比较的感兴趣。经过查找资料和老师的指导，以及上网搜集 相关学术论文、核心期刊、书籍等 ，终于对粉碎机有了一定得了解，心里有了大体的思路。对于本次设计锤片式粉碎机得出以下结论： （ 1）首先了解花椒的特性，查资料确定花椒能被锤片劈碎的线速度为 60m/s 。 理解了粉碎的概念和现有的粉碎类型，制定出用锤片式粉碎机粉碎花椒的方案。 （ 2） 综合考虑效率、质量、生产条件，带传动具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动，结构简单，成本低廉等优点，采用带传动，以小功率的电动机为动力源。 （ 3）在对转子回转直径、粉碎室的宽度、粉碎室的设计时参考文献中的经验公式求的，锤片和筛子根据锤片式粉碎机的行业标准选择的。 （ 4）轴的设计主
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