毕业设计---锤片式饲料粉碎机设计说明书.doc

南京林业大学南京林业大学 本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文） 题题 目：目： 学学 院：院： 专专 业：业： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 职职 称：称： 20132013 年年 5 5 月月 3131 日日 中文摘要 摘摘 要要 目前，畜禽养殖业在农业总产值中所占的比重不断扩大，因此对饲料的需求量也日 渐增加，而粉碎是饲料加工中最重要的工序之一，必然要用到粉碎机，粉碎使饲料暴露 的表面积增大，以利于消化；对输送、配料、混合、制粒与饲喂等后续工作更方便、效 率更高，质量更有保证。锤片式粉碎机是粉碎工序中最常用的设备之一。本次设计的粉 碎机应具备结构简单、工作可靠等优点，易与电动机直联。考虑提高其生产率，降低其 单位产品电耗，可方便的控制产品粒度，提高其均匀度，还应考虑到其使用的可靠性、 操作安全性、维修方便等情况，可以满足一般工厂对粉碎机的要求。本次设计的粉碎机 是9F- 40型锤片式粉碎机，动力配置采用了广泛使用的皮带轮驱动，该机主要组成部分有：机 体、喂料口、转子、筛片、传动部分。 关键词关键词:锤片式；饲料；粉碎机；设计 英文摘要 Abstract At present, livestock and poultry breeding industry accounts for the proportion in agricultural gross output value increasing. So the demand for feed is also growing. And pulverizing is one of the most important processes in feed processing. Pulverizing must use the mill. Crushing the feed exposed surface area increases, to facilitate digestion. Crushing is more convenient, more efficient, more quality assurance on the conveyor, batching, mixing, granulating and feeding the follow-up work. Hammer crusher is one of the most commonly used equipment for grinding process. The design should have the advantages of simple structure, reliable work, easy in conjunction with the motor directly. The design must be consideration of improving productivity, reducing the unit product energy consumption, convenient to control the product size, improving its uniformity. Consideration should also be given to the reliability, operational safety, convenient repair and its use. This design of the grinder is 9F-40 type of hammer mill. Power configuration the mill used is widely used pulley driven. This machine mainly consists of the body, feeding port, rotor, sieve, transmission part. Key words: Hammer, Fodder , Grinder, Design 南京林业大学本科毕业设计（论文） 目目 录录 第一章 前言1 1.1 课题研究的背景和意义1 1.2 国内外研究状况及发展趋势1 第二章 总体方案的确定4 2.1 粉碎机的分类4 2.2 粉碎机的一般构造4 2.3 粉碎机的工作过程5 .第三章 粉碎机重要部件的选型与设计.6 3.1 机壳6 3.2 机体7 3.3 锤片7 3.3.1 锤片的尺寸和形状.7 3.3.2 锤片安装方式.8 3.4 粉碎室9 3.5 筛片10 3.6 锤筛间隙11 3.7 排料装置11 第四章 粉碎机传动部分设计12 4.1带轮.12 南京林业大学本科毕业设计（论文） 4.1.1 带传动的特点.12 4.1.2 V带传动设计计算 12 4.2 主轴15 4.2.1主轴的设计15 4.2.2 主轴的校核.17 4.3 滚动轴承19 4.3.1 滚动轴承的选择.19 4.3.2 滚动轴承寿命计算.19 4.4 键20 4.4.1 键的选择.20 4.4.2 键的校核.20 第五章 主要结论及进一步改进21 5.1主要结论.21 5.2 进一步改进21 致 谢.23 参考文献.24 附录.25 南京林业大学本科毕业设计（论文） 1 第一章第一章 前言前言 1.1 课题研究的背景和意义课题研究的背景和意义 粉碎机是饲料加工业中的主要设备。目前我国粉碎机的品种型号较多, 但对于饲料的粉碎加工而言, 效果却并不理想。随着饲料工业的发展, 饲料产品产量成倍增长, 质量也在不断提高,特别是随着生化饲料的出现, 对饲料粉碎的粗细要求已愈来愈高, 现有的粉碎机已经难以满足要求, 这就促使人们不断地探索和改进饲料粉碎机的结构和型式, 使其更能适应生产发展的需要1。 饲料粉碎机是通过粉碎饲料来增大饲料原料的总表面积，让动物能够更好的吸收； 更小的饲料颗粒能降低后续工序的难度以及提高产品的质量；而且，粉碎粒度的大小直 接影响着生产成本。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，更好的掌握粉碎技术、选择适当的粉碎机型 是饲料生产不可忽视的问题2。 本次研究的锤片式粉碎机主要是用于粉碎谷物。需加工物料经过粉碎后，可以使饲 料表面积增大，物料体积减小，更便于人们对物料的利用。动物消化饲料主要依靠各种 消化酶的作用，饲料粉碎后，颗粒增多，总的表面积增大，增加了消化酶对饲料的消化 速度，进而可以提高饲料的消化率。从饲料效果来看，并非粉碎物料粒度越细越好，粉 碎过细反而会引起牲畜呼吸系统、消化系统的障碍。此外，粉碎过细，能耗大，成本高 。因此，应该根据不同饲料对象和产品种类来确定合理粉碎粒度3。 锤片式饲料粉碎机是一种利用高速旋转的锤片击碎饲料的机器，其特点是生产率高 ，适应性广，粉碎粒度好，既能粉碎谷物类精饲料，又能粉碎纤维、水分较多的青草类 、秸秆类饲料，但其动力消耗较大4。 1.2 国内外研究状况及发展趋势国内外研究状况及发展趋势 我国锤片式粉机从五十年代开始研制，历史较短，当时各地生产的一般都是动力在1 3kW以下的小型锤片式粉碎机，总的来说水平比较低。1966年农机部门召开了全国饲料粉 碎机选型试验会。1972年召开了北方地区饲料粉碎机座谈会。1974年11月农机部门在武 汉召开了全国饲料粉碎机现场会，有26个省、市、自治区选送了38台样机，在会上对其 南京林业大学本科毕业设计（论文） 2 中34台进行了对比试验。通过对这些样机的型号、动力、整机结构、主要参数、性能指 标等进行的分析比较，认为虽然比以前的粉碎机有了很大提高，但还不能适应我国畜牧 业发展和饲料加工的需要。之后在中国农机院的组织下，联合各省的力量于1975年至197 7年期间进行了9FQ-40型(7.5-l0kW)、9FQ-50型(1317kW)、9FQ- 60型(3040kW)等三种粉碎机的研究设计。这三种粉碎机的研制成功对我国粉碎机的发 展起到了推动作用，并在全国各地得到了广泛应用。9FQ- 60型粉碎机是中型粉碎机，适用于中型饲料厂，主要用于粉碎谷物类饲料原料。在筛孔 直径相同情况下，其生产性能基本接近国外同类粉碎机的水平。各地粮食部门也研究、 设计、制造过一些小型粉碎机，1980年为了发展饲料工业和满足新建的一批年生产一万 吨和二万吨饲料厂的需要，商业部无锡粮食科研设计所分析和总结了国内外锤片粉碎机 的特点，研究设计制造了FSP11230型锤片粉碎机(5575kW)，填补了我国40kW以上粉 碎机的空白，并于1982年6月通过部级鉴定。1982年又设计制造了FSP5636型锤片粉碎机 (2230kW)。由于该机型结构紧奏、性能优良、操作方便，在商业部系统的新建饲料厂 中得到了广泛的应用，在全国十多个粮机厂中批量生产。1982年底商业部开展了饲料设 备选型、定型、标准化工作，确定以FSP11230和FSP5636锤片粉碎机为基础进行改进完 善，并对锤片粉碎机系列制定了标准。经过改进定型的FSP11230粉碎机经生产试验和测 定，证明性能又有了进一步提高。1985年6月在黑龙江省牡丹江饲料厂进行产品定型验收 会，测定结果表明该机性能已经达到了目前国际上单位电耗产量为170210kg/度的先进 水平。广东顺德从澳大利亚杰比公司引进了一套饲料加工设备，为了提高产量，在引进 的粉碎机旁加了一台国产FSP5636型粉碎机，使用结果证明国产粉碎机比进口粉碎机性 能好，度电产量高。定型产品FSP56x40型粉碎机在FSP5636的基础上又做了改进，并增 加了进料斗，使粉碎机进料更加均匀、流量更加容易控制、工作电流更加稳定57。 20世纪90年代以来，我国饲料机械行业中崛起了数家以江苏牧羊、江苏正昌为代表 的企业集团，成为行业中的龙头企业。这些企业通过引进国外先进技术和设备，根据我 国市场需求调整产品结构，先后开发了75350kW水滴型锤片式粉碎机、立轴式微粉碎机 ，创出了水滴王、冠军、优胜等品牌，形成了标准化、系列化产品，一些产品已达到国 际先进技术水平。江苏牧羊集团至今已形成了以“水滴王968”系列粉碎机为代表的粗粉碎 机，SWFP“超越”系列微粉碎机为代表的微粉碎机，SWFL B型“超乐”系列超微粉碎机为代表的超微粉碎机等多种品类的粉碎机设备群8。 目前在国外饲料工厂中，锤片式粉碎机是最常用的粉碎设备。如北美地区配备的锤 片粉碎机，最大直径可达1.9m，筛片面积4.5m2，转速3600r/min，锤片线速度107m/s，功 南京林业大学本科毕业设计（论文） 3 率447kW，大多还配有供风系统用于气力输送。但在近几年中，辊式粉碎机由于其适于粗 粉生产及低噪音、低能耗、粒度均匀这些优点而越来越受欢迎。下面介绍几种国外比较 典型的粉碎机械。 美国Roskamp Champion(CPM)公司生产的HM系列水滴型卧式粉碎机采用全宽度顶部双向进料方式，使 筛片有效利用面积最大化，减少了换锤片次数，水滴型筛可以阻止物料环流层的形成， 大大提高了粉碎效率。HM54系列粉碎机转子直径为1.372m，锤片末端速度达123.3m/s， 配套动力为75447kW，筛片面积1.5274.583m2。Champion系列粉碎机采用交错开孔排 列布置的筛片，不同孔径的筛片组合使用，效率提高10%15%，并在粉碎机转子隔板上 分布有2组销轴孔来调节锤筛间隙，以此调节粉碎粒度。意大利GBS公司(GOLFETTO/BE RGA/SANTATI)生产的MSVl20/25型立式粉碎机，在增大锤片与物料撞击区的同时，尽可 能减少了粗粉与筛片的摩擦以降低温升；其转筒型筛片及大筛理面积结构有助于出粉， 无须再配传统的吸风装置；机体内部涂覆耐磨材料显著降低了噪声。该机配备了AB 60/R型喂料机，可自动排出铁质杂物，能根据电机的功耗实现均匀进料。荷兰HeemHorst 公司生产的HEMILL和HEMOS系列粉碎机，采用型半圆筛，双侧面大冲击板，双向双 速电动机。HEMOS系列配有电子控制的变速喂料机，可根据主电机负荷自动调整喂料量 。与HEMOS系列相比，HEMILL系列采用双倍转子直径、低转速设计(1500r/min)，两者 锤片端线速度相同，均为100m/s。HEMILL筛片面积增大有助于粉体及时筛出，提高了产 量，适用于粗粉的制备。这种大转子低转速设计，还有助于减少振动和噪音。德国Heitlin g EMl2系列粉碎机可选用双速控制或无级调速，全新的快速锤片更换结构，筛片分6片安装 ，可快速不停机换筛片，筛孔尺寸可调，筛面包角达324。瑞士布勒(Buhler)公司生产的 DNZF型锤片式微粉碎机，采用鱼鳞形筛片，平均粉碎粒度能达100500m。该公司的D FZH型立式粉碎机，有单轴式和双轴式两种机型。这类粉碎机主机为立式结构，安装圆筛 框形筛片，顶部进料口配有可调流量式专用喂料器，自带吸风风机，出口处设置传感器 ，可实时监测堵料情况，具有产量高，粒度规则，结构简单，操作维护方便等特点9。日 本细川密克朗(Hosokawa Micron)公司生产的ACM型立式无筛微粉碎机，通过不同形式的转子体与定子对套的优化 配置，可获得最佳粉碎效果。利用高效分级涡轮可及时排出细粉，避免过度粉碎，能耗 较低，同时产品细度调节较为方便，平均细度(d50)在101000m范围。由于大风量输送 物料，散热效果好，可有效地降低物料温升。Hosokawa 南京林业大学本科毕业设计（论文） 4 Micron公司生产的卧式多级微粉碎机，将风机和粉碎机同轴组合在一起，采用两级串联粉 碎和内分级，粉碎效率高、能耗低，产品平均粒径3100m，并内设排渣装置，提高了 粉碎产品的质量和纯度10。 第二章第二章 总体方案的确定总体方案的确定 2.1 粉碎机的分类粉碎机的分类 粉碎机在农产品和饲料加工中发挥着重要的作用。饲料粉碎机主要用于粉碎谷粒饲 料和各种粗饲料。饲料经过粉碎后，表面积增大，从而便于畜禽消化吸收，有利于提高 消化率，增强饲料适口性，以及便于饲料的输送、混合和制粒。饲料粉碎的方法主要有 击碎、破碎、压碎三种，其中击碎加工方法应用最多。 目前饲料厂常用的粉碎机有锤片式粉碎机、爪式粉碎机、无筛式粉碎机和辊式粉碎 机。现在国内外广泛采用新型的立轴式锤片粉碎机。立式粉碎机有许多优点，例如不带 吸风装置，却有较大的吸风量，从而降低了粉碎产物的温度，使粉碎产量有了明显的提 高，与常用的卧轴式锤片粉碎机相比，其结构紧凑，体积小且占地空间少，配用功率小 ，生产成本也比较低。因此，就目前来讲这种机型最受广大消费者的喜欢。 立轴式锤片粉碎机在结构上的一项明显变革是其转子轴的立式布置。须粉碎的物料 通过供料装置从机体上部的两个（或三个）进料口进入粉碎室，物料运动轨迹与锤片运 动轨迹垂直相交，物料与锤片之间有很大的相对速度，加上有几个进料口同时进料，因 而物料受到的锤击力度大且均匀。在此作用下，大部分物料被粉碎到合适的细度。部分 粉碎不足或少量未粉碎的物料继续下降，落入转子下层粉碎区域，与锤片架相连的刮片 将欲沉积在底筛上的物料刮起，并随转子旋转，将其甩向周围的锤片作用区域继续进行 粉碎。刮片同时有风机叶片的功能，能产生一定的风压和风量，这既有利于细粉的排出 ，也可降低粉碎室内的温度和湿度，有利于粉碎加工11。 2.2 粉碎机的一般构造粉碎机的一般构造 锤片式粉碎机一般由电机、传动部分、供料装置、机体、转子、齿板、筛片、集料 筒等组成。 南京林业大学本科毕业设计（论文） 5 锤片架和锤片等构成的转子由轴支撑在机体内，机体安装有齿板和筛片，齿板和筛 片呈圆形包围转子，与粉碎机侧壁一起构成粉碎室。锤片用销轴连接在锤片架的四周， 锤片之间装有隔套（或垫片），使锤片之间批次错开，按一定规律均匀沿轴向分布。 更换筛片或锤片时需开启操作门，筛片靠操作门来紧固，或采用独立的压紧装置， 粉碎机工作室操作门通过某种装置被锁住，保证转子工作时不能被开启，以防发生安全 事故12。 2.3 粉碎机的工作过程粉碎机的工作过程 粉碎机工作时，物料进入粉碎室，受高速回转锤片的打击而破裂，并以很高的速度 分向齿板和筛片，与齿板和筛片撞击进一步破碎，通过如此反复打击，物料被粉碎成小 碎粒。在打击撞击的同时，物料还受到锤片顶端和筛片的摩擦、搓擦作用而进一步粉碎 。在此同时，较细颗粒由筛孔漏出，留在筛面上的较大颗粒，再次受到粉碎，直到从筛 孔漏出，最后从底座出料口排出。 一般来说，锤片式粉碎机的工作过程主要由两方面构成：一是锤片对物料的冲击作 用；二是筛片对物料以及物料之间的摩擦、搓擦作用。谷物、矿物等脆性物料，主要依 靠冲击作用而粉碎；牧草、秸秆蔓藤等柔性物料主要依靠摩擦作用而粉碎，当然还有其 他剪切作用等。但是，不管哪种物料的粉碎都是多种粉碎方式联合作用结果，不存在只 有单一粉碎方式的粉碎过程，只不过对于某一具体的粉碎过程，总有一种粉碎方式处于 主导地位13。 南京林业大学本科毕业设计（论文） 6 第三章第三章 粉碎机重要部件的选型与设计粉碎机重要部件的选型与设计 3.1 机壳机壳 锤片式粉碎机机壳的作用保证物料顺利进入粉碎室，其结构应能防止谷物颗粒向喂 入口出现架空现象；同时将被粉碎且穿过筛孔的物料收集，使之从下部排料口顺利排出 ，目前我国使用的锤片式粉碎机机壳进料口位置基本上有切向喂入式、顶部喂入式和轴 向喂入式三种（图3-1）。 （a） （b） （c） 图3-1 入料口形式图 （a）切向式喂料：这种喂料方式喂入时物料容易被锤片抓取，如果入料口与锤片成 一定角度，可增大增大锤片抓取物料的面积，可增加生产率。通过实验可得入料口与锤 片之间的角度一般在1520。 （b）顶置式喂料：这种喂料方式较为省力，可通过重力直接入料，但若加工对象为 农作物秸秆，秸秆体积较为庞大，若采用顶置式喂料口会很不方便，在喂料时冲击较大 ，不好控制，并且会出现堵塞现象。 （c）轴向式喂料：当采用轴向式喂料时，若加工秸秆，由于秸秆体积较为庞大，故 需加切刀装置，这将提高产品的成本 ，不经济14。 综上所述，通过对上述三种方案的分析，故采用切向喂料的方式。 粉碎机为切向进料式，采用的上机盖，的上机盖不反料、不架空、度 电产量高，壳体也经凑（图3-2）。 南京林业大学本科毕业设计（论文） 7 图3-2 机壳示意图 3.2 机体机体 机体是用钢板或铸铁制成，有整体式及上下分式，机体内腔有的全部安装有筛片， 有的上半部分为齿板，下半部分为筛片。本次设计的机体采用铸铁制造，机体上半腔为 齿板，下半腔为筛片。 3.3 锤片锤片 3.3.1 锤片的尺寸和形状锤片的尺寸和形状 锤片是锤片式粉碎机中最主要的组成部分，也是最容易耗损的工作部件。锤片的形 状、尺寸和工作密度对粉碎机的单位产量和粉碎机的粒度分布宽窄都有着很大的影响。 目前国内外所用锤片种类很多（图3-3）。 图3-3 锤片种类 a.矩形 b.c.d.堆焊锤片 e.阶梯形 f.多角形 g.尖角形 h.环形 i.复合钢矩形 目前应用的锤片形状很多，但使用最广泛的是板状矩形锤片（图3- 3a），因它形状简单，易制造，通用性好。它有两个销轴孔，其中一孔穿在销轴上，可轮 换使用四角来工作。在传统矩形锤片工作边涂焊、堆焊碳化钨或焊上一块特殊的耐磨合 金，锤片的使用寿命提高78倍，但制造成本较高（图3- 南京林业大学本科毕业设计（论文） 8 3b、c、d）。将四角作成梯形、棱角和尖角，提高其对牧草纤维饲料的粉碎效果，但耐磨 性差（图3-3e、f、g）。环形锤片（图3- 3h）只有一个销孔，工作中自动变换工作角，因此磨损均匀，使用寿命较长，但结构复杂 。复合钢矩形锤片（图3- 3i）是由轧钢厂提供的两表层硬度大中间夹层韧性好的钢板，制造简单，成本低。 我国饲料粉碎机的锤片已标准化，机械工业部定有I、II、III型三种标准锤片（都是 矩形双孔锤片）15。本次设计的粉碎机转子直径在500mm以下，据相关标准选择I型锤片 ，锤片工作边涂焊、堆焊碳化钨或焊上一块特殊的耐磨合金，以延长使用寿命，锤片示 意图下图3-4： 图3-4 锤片示意图 3.3.2 锤片安装方式锤片安装方式 粉碎机转子上锤片的排列方式，直接关系到转子的平衡、物料在粉碎室内的分布和 锤片的磨损均匀程度，对锤片排列的要求是：沿粉碎室工作宽度锤片运动轨迹分布均匀 ，物料不推向一侧，有利于转子的动平衡。 常见的锤片排列方式有四种。一是螺旋式，分为单（图3- 5a）、双螺旋线排列。排列方式最简单，轨迹均匀不重复。但工作时物料将顺着螺旋线向 一侧推移，使此侧的锤片磨损加剧。此外，当转子高速旋转时锤片出现不平衡力矩，使 机器产生振动。二是对称排列(图3- 5b)。对称两销轴、和、上的锤片对称安装。对称排列的锤片运动轨迹重复。在 同样轨迹密度下，需增加锤片数量，耗用钢材多。但其对称销轴的离心力合力可以相互 平衡，故转子运转平稳，物料无侧移现象，锤片磨损也比较均匀。三是交错排列(图3- 5c)。有单锤片交错平衡排列和双锤片交错平衡排列两种。锤片轨迹均匀，不重复。对称 销轴上离心力合力相互平衡，转子运转平稳，但工作时物料略有推移，销轴间隔套品种 较多，不便于更换锤片。四是混合排列(图3- 南京林业大学本科毕业设计（论文） 9 5d)。不仅轨迹均匀，不重复，而且锤片排列左右对称，四根销轴上的离心力合力相互平 衡，因此转子运转平衡性好，但间隔套种类较多16。 图3-5 锤片排列形式 a.单螺旋线排列 b.对秤排列 c.交错排列 d.混合排列 本次设计采用对称排列，对应两组锤片对称安装。因而，转子上对应两销轴上所受 的力可以相互平衡，转子运行更加平稳，且锤片安装简单方便，各锤片磨损较为同步。 3.4 粉碎室粉碎室 粉碎机转子直径D与粉碎室宽度B之间可以用以下经验公式求得： DB=N/V （3-1） 式中V为锤片末端速度，为60100m/s；为经验系数，一般K0=0.550.75。K0和N 确定后，DB就确定了。DB确定之后，为了降低噪音，一般采用大转子低转速。本次设计 的是9F-40型粉碎机，即转子直径D=400mm。根据要求选取电动机型号为Y132S2- 2则N取7.5kW，则经过计算，取B=202mm。 南京林业大学本科毕业设计（论文） 10 图3-6 转子分解图 1.锁紧螺母2.锁紧垫圈3.锤片销轴4.键5.锤片架6.锤片架间隔轴套7.主轴 8.锤片9.锤片间隔套 3.5 筛片筛片 粉碎机上所用的筛片有圆孔筛、圆锥孔筛和鱼鳞筛等数种。以圆孔筛应用较多。筛 孔直径分成四个等级:小孔12mm，中孔34mm，粗孔56mm，大孔8mm。 粉碎机产品的度电产量决定于粉碎机的性能，但对于同一粉碎机，其度电产量主要 决定于筛孔直径。筛孔直径加大时，度电产量大为增加。国外锤片式粉碎机的筛孔直径 为2l0mm，常用者为38mm。常设有不同孔径的筛子以便根据不同的要求更换。我国 筛片形式已标准化，如图3-717和表3-1选择筛孔号50型筛片。 南京林业大学本科毕业设计（论文） 11 3-7 标准筛片形式 （a）展开图 （b）筛孔排列 表3-1 部分标准筛片尺寸 单位：mm 筛孔号孔径（d）孔中心距（t）筛片厚（）开孔率（K/%） 80.81.80.60.817.9 101.02.20.81.018.7 121.22.51.01.220.9 151.53.022.7 202.03.61.21.528.0 303.05.032.7 404.06.02.02.540.3 505.07.243.7 808.011.02.53.048.0 3.6 锤筛间隙锤筛间隙 锤筛间隙是锤片末端到筛片表面之间的间隙，对粉碎室有很大影响。间隙大时，粉 碎物易通过筛孔，但搓擦作用减弱，使粉碎能力下降，但间隙过大，筛面上物料运动速 度过慢，反而容易阻塞筛孔，排粉不畅；间隙过小时，筛面上物料运动太快，使物料不 容易通过筛孔，同时搓擦作用增强，物料粉碎过细，耗电增加。锤筛间隙是影响粉碎机 的重要性能参数之一。粉碎机在工作时，粉碎室内锤片末端和筛片之间有一层随筛片旋 转着的物料环流气层，其平均速度约为锤片速度的一半，这将降低打击作用，增加摩擦 功耗。由于离心力的作用，粗颗粒处在环流层的外层，得不到很好的粉碎，而细颗粒处 在环流层的内层，难以从筛孔及时排出，这就不能保证粉碎效果。通过实验表明，在筛 孔直径为1.2mm时，最佳锤筛间隙为1416mm，考虑锤片磨损，我国联合设计系列粉碎 机锤筛间隙采用1014mm。由于本次设计饲料为谷物类，故选择锤筛间隙为10mm18。 3.7 排料装置排料装置 1.自重落料：利用粉碎机转子高速旋转，转子中心形成负压，靠近筛面为正压，从而 筛片两边的内外压力差使粉料排出。此结构简单，设备价格低，但粉碎效率低，输送及 风处理比较困难。 2.气力输送：利用风机抽吸作用，提高物料的过筛能力，提高生产率15%25%，可 南京林业大学本科毕业设计（论文） 12 以降低物料的稳升和减少粉尘的扬尘度，但风机的功耗增加19。 第四章第四章 粉碎机传动部分设计粉碎机传动部分设计 4.1带轮带轮 4.1.1 带传动的特点带传动的特点 带传动是一种绕行传动，具有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸震等特点， 是广泛的机械传动机构。带传动的类型包括平带传动、圆带传动、V带传动和多楔带传动 。其中平带传动结构简单、传动效率高、带轮制造简便，多应用于中心距较大的带传动 中；圆带传动结构简单，多应用于小功率传动；V带传动传递动力大，允许传动的传动比 大，结构紧凑、应用普遍；多楔带传动柔性好且能传动较大动力，传动平稳，多用于传 动功率较大且要求结构紧凑的场合20。综合考虑各种带传动的特点，选用V带传动作为本 设计的传动机构。 4.1.2 V带传动设计计算带传动设计计算 已知条件： （1）电动机功率P=7.5KW （2）大、小带轮的转速：=4000r/min，=2900r/min 设计计算 1.确定计算功率 南京林业大学本科毕业设计（论文） 13 由机械设计手册查得工作情况系数确定为=1.26，故 =P=1.267.5=9.45kW （4-1） 2.选择V带的类型 根据，转速由选型图选择A型带。 3.确定带轮的基准直径并验算带速v 1）初选小带轮的基准直径。查手册初选小带轮的基准直径=112mm， 2）验算带速v。 （4-2） 因为5m/sv30m/s，所以带速合适。 3)计算大带轮的基准直径， i= （4-3） i （4-4） 根据标准，圆整为=150mm 4.确定V带的中心距a和基准长度Ld 1）根据： 2（） (4-5) 即， 初定中心距为=300mm。 2)计算带所需的基准长度： (4-6) 南京林业大学本科毕业设计（论文） 14 2 由手册选择带的基准长度Ld=1000mm 3）计算实际中心距a (4-7) 5.验算小带轮上的包角 (4-8) 180， 符合要求。 6.计算带的根数z 1)计算单根V带的额定功率 由=112mm和 =4000r/min，查手册得 =2.83kW 根据=4000r/min，i=1.38和A型带查得手册得=0.38kW，包角修正系数=0.982， 带长修正系数=0.89，于是： (4-9) 2)计算带的根数z (4-10) 所以取z=4根 7.计算单根V带的初拉力的最小值 由手册查得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m，所以 南京林业大学本科毕业设计（论文） 15 (4-11) 应使带的实际初拉力 8.计算压轴力 压轴力的最小值为： (4-12) 2 9.带轮结构设计 由Y132S12型电动机查手册可知，其轴直径d=38mm，长度L=80mm，故大带轮轴孔 直径为38mm，毂长小于80mm，所以大带轮采用实心式。 4.2 主轴主轴 4.2.1主轴的设计主轴的设计 指导思想：轴的结构设计需要定出轴的合理外形和全部尺寸。主要考虑以下因素：轴在 机器中的安装位置及形式；轴上安装零件的类型、尺寸、数量以及和轴连接的方法；载 荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。设计时，必须针对不同情况进行 具体分析。但必须满足：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；轴上的零件应便于 装拆和调整。 1.求主轴上的功率P、转速n和转矩T 取带轮的传动效率（包括轴承效率在内）为=0.95，则 P=P电=7.5 0.95=7.125kW (4-13) n=4000r/min (4-14) 南京林业大学本科毕业设计（论文） 16 2.初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，调质处理。查手册取=120，则 (4-15) 由于安装带轮处有键，故轴需加大5% 7%，则 故取该轴的基本轴径 3.绘制结构简图，如图4-1 图4-1 主轴的结构简图 4.各零件装配方案及固定方式（表4-1） 表4-1 轴上零件装配方案及固定方式 轴向固定 零件装配方案 左右 周向固定 带轮从左装入轴端挡圈轴肩键 左轴承从左装入弹性挡圈轴肩过渡 右轴承从右装入轴肩弹性挡圈过渡 粉碎室从右装入轴肩圆螺母键 5.确定各轴段尺寸 南京林业大学本科毕业设计（论文） 17 段：安装带轮，根据计算，带轮轮毂为（） ，选取轮毂长45mm，则轴长应略短于轮毂长度，故取 段：为轴肩，取，则 =+ 段：安装滚动轴承，因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用深沟球轴承，查手册选 用 6007型，则， 段：为轴肩，=，选取，则 = 段：轴承成对使用，则，又因安装弹性挡圈，所以取 段：与段相同，则 段：取粉碎室处轴径，此段为粉碎机最关键部分，根据加工要求，取 段：轴肩定位，=，取，则 ，取 因为段有毡圈密封，根据=30mm，则段处轴承盖 ，段处，取B=15mm。轴承盖内端距轴承5mm，为方便 装拆，取轴承盖外端距带轮端面20mm，则 则=22.5+35+7=64.5mm，=7+35+7+101=150mm，=101+35+6=142mm 6.确定轴上圆角和倒角尺寸 南京林业大学本科毕业设计（论文） 18 取轴端倒角为245 ，各轴肩处的圆角半径为R1。 4.2.2 主轴的校核主轴的校核 1.受力分析，见图4-2a 主轴上的扭矩T=17011.1Nmm 1）轴承1、2水平面支反力 =+ 2)轴承1、2垂直面支反力 为转子对轴的压力，转子质量为40kg，则 南京林业大学本科毕业设计（论文） 19 图4-2 载荷分析 3)绘制弯矩图 水平面弯矩（图4-2b、c）： 垂直面弯矩（图4-2d、e）： 4）绘制扭矩图 见图4-2f 5）求危险截面弯矩 危险截面为B或C处左侧 C处水平面弯矩 C处合成弯矩 所以危险截面为B面 2.按弯扭合成应力校核轴的强度 查手册 45钢=60MPa 扭转切应力为脉动循环应力，取， 轴的抗弯截面系数 (4-16) 则 (4-17) 所以安全。 南京林业大学本科毕业设计（论文） 20 4.3 滚动轴承滚动轴承 4.3.1 滚动轴承的选择滚动轴承的选择 根据上述计算，选取6007型轴承。 4.3.2 滚动轴承寿命计算滚动轴承寿命计算 由以上计算可知 ， ， 则 因，所以寿命按轴承1计算 在理想状况下无轴向力，故e，所以X=1，Y=0。 查手册C=16.2kN，=10.5kN 查手册的=1.21.8，取fp=1.4，则 P=X=1.411309.3=1833.02N (4-18) (4-19) 南京林业大学本科毕业设计（论文） 21 4.4 键键 4.4.1 键的选择键的选择 根据轴径，带轮处选择键838，粉碎室处选择键14154。 4.4.2 键的校核键的校核 查手册，得=70MPa 带轮处 = (4-20) 粉碎室处 = 所以安全 第五章第五章 主要结论及进一步改进主要结论及进一步改进 51主要结论主要结论 经过半年的紧张设计，我的锤片式粉碎机的设计任务圆满完成了。在此次设计中， 我的主要任务是锤片式粉碎机的设计。毕业设计是机械课程当中一个重要环节，通过毕 业设计，我从各个方面都受到了训练，对原来课本上的知识有了更形象的认知。 由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不够牢固，在设计中难免会出现这样 那样的问题，如：在选择计算标准件出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误 差会更大，在查表和计算上精度不够准 在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生 产实际知识解决工程实际问题的能力，设计过程中，尽管有关方面的资料少，但是我集 南京林业大学本科毕业设计（论文） 22 思广益，主要是从锤片式粉碎机的基本工作原理出发，认真分析，做出了比较理想的总 体设计方案，并通过综合性分析，设计出了各个零件的具体结构和整机装配图。 毕业设计是对我们四年所学知识的一次综合性检验。通过这次设计，我们不仅巩固 了以前所学的基础知识和专业知识，而且也培养了我们综合分析问题和解决问题的能力 。同时培养了我们独立思考问题的能力。所有这些都将为我们今后走上工作岗位打下了 坚实的基础。 由于这次设计是我第一次在老师的指导下，运用所学的知识，独立完成一个机器的 全部设计过程，因此其中难免有不足和错误之处，希望通过答辩将错误与不足之处找出 来，一方面使设计更加成功，另一方面以便在今后其它设计中避免犯类似的错误。 5.2 进一步改进进一步改进 吸风能促使粉碎颗粒迅速地通过筛孔，经试验证明， 吸风比不吸风的产量可提高20%左右，而且在吸风过程中可以带走物料中0.1%0.5%的 水分21，良好的吸风有助于提高粉碎效率15%30%，降低电耗、控制粉碎粒度、降低料 温和减少粉尘等功能。所以，为了改进所设计的粉碎机，再增加一个吸风装置 离心式风机，改后的粉碎机如图5-1。 。 图5-1 三维示意图 1.机架 2.电机 3.入料口 4.风引出料口 5.风机 6.风引电机 7.皮带轮 离心式风机是根据动能转换为势能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，然后 减速、改变流向，使动能转换成势能（压力）。在单级离心式风机中，气体从轴向进入 南京林业大学本科毕业设计（论文） 23 叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入扩压器。在扩压器中，气体改变了流动方 向造成减速，这种减速作用将动能转换成压力能。压力增高主要发生在叶轮中，其次发 生在扩压过程。在多级离心式风机中，用回流器使气流进入下一叶轮，产生更高压力。 图5-2 风机示意图 致致 谢谢 粉碎机在我国广大农村市场广阔，对农产品、畜禽饲料的粗加工起着很重