【JX446】树枝粉碎成型机粉碎装置的设计[RW+FY]【2A0】
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【JX446】树枝粉碎成型机粉碎装置的设计[RW+FY]【2A0】,jx446,树枝,粉碎,成型,装置,设计,rw,fy,a0
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毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 树枝粉碎成型机粉碎装置的设计 学号： 2008963240 姓名： 刘勇 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 周友行 教授 系主任： 周友行 教授 一、主要内容及基本要求 本设计的主要内容是设计一个树枝粉碎装置，将树枝粉碎，利用刀盘加锤片粉碎方式进行粉碎。 其工作原理是：由电动机带动，将动力传到转子组件上，物料在高速旋转的作用下，不断被击碎直至 达到筛网筛分的要求，进而落料。 粉碎装置的作用及功能是：利用刀盘的切碎与锤片的粉碎进而将树枝粉碎，有利于环境保护，产生再利用资源，而且便于运送。 为满足粉碎装置的各种性能，粉碎装置提出的设计要求有： 1）保证粉碎装置的平稳性。 2）具有好的粉碎能力和粉碎 效率。 3）保证粉碎颗粒的均匀性。 4）锤片末端要有合适的线速度。 5）噪音要尽量小 6）筛网结构筛分效果要好，要防止堵塞。 7）结构紧凑。 8）可靠地粉碎装置与传动间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时， 还要保证有足够的强度和寿命。 粉碎装置关键部件的设计 ： （ 1）振 筛结构的设计： 筛片的形状 筛孔的排列 （ 2）锤片的设计： 锤片的数量 锤片的排列方式 锤片的受力分析 （ 3）刀盘的设计：刀盘的上刀片数量形状结构的设计 刀片的受力分析 关键性理论和技术、技术指标： （ 1）锤片的数量以及硬度（ 2）锤片数目和锤筛间隙（ 3）粉碎装置空间尺寸（ 4） 粉碎装置的动力传动 本设计主要通过粉碎装置结构方案的对比选择最佳结构并对粉碎装置关键零件进行设计 从而设计出高效率，经济型的树枝粉碎机。 二、重点研究的问题 树枝粉碎机粉碎的各个关键零部件的设计， 熟练使用 其他三维制图软件，设计三维模型，得到粉碎机机结构设计部分装配图和关键零件的设计 图。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 查阅相关资料 第一周 2 确定 粉碎 系统 第二周 3 确定各部分的结构 第三周 4 零部件的 设计 第四 六周 5 画零件图 第七 十周 6 画装配图 第十一周 7 撰写毕业设计说明书 第十二 十三周 8 答辩 第十四周 四、应收集的资料及主要参考文献 1 牛晓华，吴 兆迁，樊涛 . 3枝粉碎机的设计 J 设备 2010（ 11）： 38 2 朱思洪，付东荔，缪小红等 J2004， 27（ 3）： 111 3 吉颖风 D中国农业大学， 2000. 4 王友林 J2008（ 2）： 31 5 赵国兴，孙广秦 J 电气化， 2007（ 3）： 15 6 王东，祝正加 J， 2000（ 11） 207 刘文广 D. 内蒙古 :内蒙古 农业大学， 2006. 8 濮梁贵， 纪明刚 高等教育出版社 M. 9 落迎社 武汉理工大学出版社 M. 10 孙桓， 陈作模 高等教育出版社 M. 1 附录 1： 锤磨机：锤片式粉碎机 在饲料加工过程中可能存在的成分需要某种形式的处理方式来完成。这些饲料成分包括粗糙的谷类植物，按要求减小玉米粒度可以提高原料的性能和营养价值。有许多不同的方法可以减小饲料微粒的粒度。在这里我们主要介绍锤磨机和滚子磨机，具体介绍如下： 锤片式和滚子式粉碎机都可以加工出满足要求的圆形饲料，但是要选择其他机器来满足同样要求的饲料粒度时就需要再加工前选择合适的加工方式。过度减小饲料粒度将会浪费电能、造成机械设备不必要的磨损和家畜的消化问题。为了深入了解实际加工过程中产生材料粒度减小的原 因请参考一下内容：微粒尺寸减小。 锤片式粉碎机 优点： 可以生产的饲料粒度范围广 可以用于加工脆性材料和纤维 操作简单 相对于滚子式粉碎机来说它的早期投入低 需要的维护很少 它粉碎的饲料微粒一般都是圆形的而且表面光滑 缺点： 相对于滚子粉碎机它的效率较低 产生热量（能量损失） 微粒大小不均匀（相差大） 易产生噪音和灰尘、污染环境 总体设计 如图所示，锤片粉碎机的主要零件包括： 传送部分：用于将物料送到粉碎室的通道。 转子部分：由一系列锤片组成的转子装在水平轴上工作粉碎物料，锤片可以 自由转动并悬浮平行于轴杆穿过转子盘。锤片的作用是击碎物料减小它们的粒度。 2 筛板：利用重力和空气的辅助来分离饲料微粒。粉碎机筛孔要能确保粉碎粒度最大物料的通过。 粉碎室设计 材料引入到粉碎室的路径由一个变量的速度静脉接驳。这种类型的路径有它自己的发动机由可编程的控制器连接锤片式粉碎机的主传动电机。各线路接驳的速度控制，以保持最佳电量的主电机负载。 锤片的设计和布局 锤片的设计和布局由操作参数，如转子转速、电动机功率和筛板间隙决定。锤片的的最佳设计和布局可以提供最大的饲料原料接触。粉碎机中转子的转速大约为 1800转 /分时应当用的锤片为 25厘米（ 10 英寸）长， 米（ 寸）宽， 米（ 寸）厚。对于转速约为 3600转 /分的的锤片一般应为 15 到 20 厘米（ 6， 5厘米（ 2 英寸）宽， 。 对于转速为 1800转 /分的锤片式粉碎机来说，锤片数量应该是 力，而对于转速为 3600转 /分的粉碎机来说锤片的数量为 12/马力。锤片应该是平衡的，而且它们在轴杆上的排列在运动时不至于相互碰撞。锤片和筛板之间的距离一般应为 1214毫米（ 1/2英寸）为了减小谷粒的大小。 锤片末端线速度是微粒粒度的关键，末端线速度是锤片末端或者远离转子边缘的速度，它可以通过轴的转速乘以轴的直径和圆周率再除以 12in/求得，详见下面公式： 英尺 /分 = D n/12 D 转子直径 n 转速 在锤片粉碎机中常见的速度变化范围一般为 5000分（ 16,00000 英尺 /分）。当末端线速度增大到 23000英尺 /分时就必须要考虑粉碎机的材料和所有零件结构是否能满足要 求。在转速为 分时改变轴的转速是不值得推荐的方法。 粉碎机中主要的力是冲击力。在锤片和饲料颗粒之间增加的任何距离 ;增加距离的重要性；或者有利于改善饲料微粒的大小。距离的增大可以通过提高锤片的速度来实现。 筛片设计 粉碎机中筛板的筛孔数量取决于微粒大小和粉碎效率。筛板设计必须保证饲料的最大微粒通过和提供最大的开放面积。在保证筛板强度的情况下筛孔的最佳排列方式直线排列与开放区域呈 603 角交错。这种方法可以设计出的筛片有 40的用的是 1/8 英寸）的筛孔并直线排列两孔中心距为 3/16英寸）。 操作者应该特别注意粉碎机筛板有效面积与功率的比值。对于小麦类植物一般推荐使用的比例为 55 平方厘米 /马力（ 8方英寸）（ 如果没有足够的功率面积比将产生热量。当温度达到 44 120粉碎机的生产能力将下降 50 . 饲料的排出是粉碎机设计的标准。粉碎机的度电产量不仅受生产效率的影响还受物料粒度的影响。当选用正确的有效筛板面积百分比和合适的锤筛间隙是粉碎的物料就能及时的从粉碎室中排出。994)曾声明物料微粒不能全部通过筛片是因为一部 分物料流在环流层外层 ( 靠近筛面 )随着转子高速旋转。这些微粒通过与筛片表面和彼此之间的摩擦来减小自身的尺寸。但过度减小微粒的尺寸也会产生反效果：能源都浪费在热量上，产量也会受到限制物料微粒也会变得过小。 多数的新型锤片式粉碎机都有吸风系统，可以将空气吸进粉碎室用于粉碎物料。吸风的目的是造成粉碎室负压 , 打破筛片表面的物料流促使室内残留的物料通过筛孔。有些粉碎机设计有两片筛片，这种筛片可以使用大的筛孔便于更多的减少滞留在筛片表面的物料数量。 锤片式粉碎机 锤片 锤片式粉碎机中锤片用来冲击物料使其尺寸变小，使得 它更用以与其他物料混合。锤片的布局、形状、材料都是很重要的。锤片有单孔的和双孔之分，双孔的锤片可以使用两次，一端磨损还可以使用另外一端。锤片安装在粉碎机轴杆上转动击打物料。 锤片的外形尺寸 A 厚度 B 宽度 C 轴孔半径 D 锤片伸出长度 E 锤片总长 锤片粉碎机常用筛片 粉碎机中筛片是用来分离物料微粒的。粉碎机可以将物料粉碎的的足够小，通过空气压缩系统的辅助微粒可以顺利的通过筛孔。 粒度： 4 粒度大小：谷类植物是从最外层开始被击碎的而后是微粒内部。微粒的大小不仅与筛片表面的微粒数量有关而且还与粉碎速度有关。增加表面积是 最重要的。对消化系统来说谷物的内部物质是重要，像淀粉和蛋白质等营养成分。这些营养成分可以改善消化道的吸收作用，增加动物的体能。微粒的成球形、物理性能可以提高物料的混合性便于转载和运输。 锤片式粉碎机 粉碎机是通过高速旋转地锤片不断地打击物料来降低其微粒尺寸的。锤片以 4880 米 /分（ 16,000英尺 /分）或者 7015米 /分（ 23,000英尺 /分）的线速度转动。能量的转移可以将物料达成许多微粒。微粒的大小取决于锤片线速度、锤片设计和布局、筛片的设计和筛孔大小以及吸风系统的共同作用。 因为锤片粉碎机中主要用来 粉碎物料的力是冲击力，所以增加锤片与物料间的冲击可以提高物料的卸出，对粒度的减小也是有利的。 994)声称当击打速度和筛孔的大小保持不变时，可以通过增加转子直径来增加锤片的末端线速度，进而生产出粒度更小的物料。锤片粉碎的物料一般是圆形的且表面光滑。微粒大小不一也就是说既有大微粒也有小粒度微粒。 粉碎机轴杆 锤片式粉碎机的锤片是固定在轴杆上的，并可以绕轴杆转动。轴杆的大小取决于粉碎机的设计。 辊子粉碎机 辊子粉碎机是通过力和机器特性相结合的方式来实现物料粉碎的。如果辊子以相同的速度旋转则粉碎 时用的力主要是压力。若辊子以不同的速度旋转粉碎时主要的力有切应力和压应力。如果是带槽的辊子将会撕裂或粉碎物料，槽宽的辊子粉碎机比细槽的粉碎机粉碎的物料粒度要小。设计合理的辊子粉碎机噪声低且低污染、维护方便。辊子粉碎机的运转速度较低因而不易产生热量而且物料水分损失也较少。 粉碎的微粒大小几乎一样，也就是说物料微粒很均匀。微粒形状不规则大多是长方体或立方体而不是圆形的。相对于锤片式粉碎机来说辊子式粉碎机中小尺寸微粒在辊子上的附着率要低 5 15。 辊子粉碎机 优点： 效率高 微粒粒度均匀 低噪声、低污染 5 缺点： 几乎不用于粉碎纤维类植物 粉碎的微粒形状不规则 前期投入可能要高（取决于系统的设计） 必要时维护保养费用要高 总体设计 有很多制造公司生产辊子粉碎机，但他们都有共同的设计特点如下所述： 传送部件将物料连续的送到粉碎室以供粉碎 一对辊子水平固定在支架上 一个转子固定不动另一个辊子间歇地靠近或远离它 辊子大都是以相同的速度反向旋转或者其中一个转动较快，辊子表面也许是光滑的也或许是有许多沟槽。 轴杆，几对辊子可能是固定在另一个支架的辊子上的 粉碎机中物料通常以连续不变的速度通过辊 子以保证粉碎机辊子的最佳运转。最简单的粉碎系统是一个储料器和一个手工操作的卸料门。这种类型的粉碎室最适合于粗糙的加工过程。对于研磨来说辊子粉碎是值得提倡的。这种类型的粉碎机中辊子位于储料器的下方，有一个手工操作或自动控制的可调卸料门。 一对辊子的直径是 912英寸（ 23 到 它们的长径比可以达到 4： 1。辊子之间的排列方式是非常重要的，物料粒度取决于辊子之间的间隙。如果间隙不一致其粉碎性能将变坏从而导致维护成本增加、生产率下降，总之生产成本增加。可调节的间距 ,通过使用自动或手动气动或液压缸通过电脑 操作或可编程序控制器来实现。 每对辊子都是反向旋转的。辊子快速旋转可以提高物料的粒度，每对辊子的转速不同粉碎得到的物料粒度也不同。典型的范围是 到 （由快到慢），对于一个 9 英寸（ 23 厘米）的辊子典型的速度是 1300英尺 /分（ 395米 /分），而对于一个 12 英寸（ 辊子来说速度为3140 英尺 /分（ 957 米 /分）。对于靠单独电机驱动的两个高速旋转地辊子可用皮带或链轮来减小速度。在底部的第三对高速滚子可以有单独的驱动电机，另外辊子表面的凹槽可以改善速度的差异并提高粉碎效率。 辊 子粉碎机通过将一对辊子撞到另一对辊子之上，第二对装在第三对之上的方式来提高粉碎效6 果，这种方式产生的微粒可以降到 500 微米，其粉碎能力是锤片式粉碎机的两倍。粉碎粗糙类谷物时辊子粉碎机比锤片式粉碎机有优势其度电产量可能要比锤片式粉碎机高 85，饲料生产行业中谷类植物的典型粒度为 600低了生产成本。 7 附录 2： n be a of of of a to we at on at of of to be at to to on in in to to - to a of of a - a be a 8 - to a of - - he of in - a is to to be of A of a of on - to of in to - a or of to of to a of by a of by a to of of is to of he of is by as in in is ,800 be 5 10 2.5 a of ,600 5 0 6-8 5 2 .4 of a ,800 .5 .5 ,600 be on so do 2 4 1/2 of or of is is of at or is by of by of A of in is in ,000 ,000 m/ 16,000 3,000 3,000 be to of in of of is a of in 3,000 is in a of a a a of or an in of be by of of in a be to of in a 60in a 40 .2 1/8 .8 3/16 to to of to 5 8-9 1990). in of 4C 6C (120 be as 0 10 of a is a of of of to is is of in a 1994) do of a of of by of As is by is is in of is an to be to on of to of on of to so is in It is to a on of to of on of to up it in in a of as or to be as is to of be a a to of a : : : to : : 11 a to of by of of by of of of of It is is of A of s is to to as of in is is to of in in or of by a as a a or no is at a ,880 m/16,000 in ,015 m/ 23,000 ( of is a of or is is in a to of of a a a of or be to of be by of 1994) of 12 a be in a of be to of on of a of If at is If at If a or is is or do is to be in is of to be or of do as of on a be 5 by a 13 - - or no on to be in on - be of - a to a of to be - a of in a - is in be to or - at or be or or - of be on of in a 14 To be in a is a an it a of is a is In of is a or If is it be to of of up a 2 23 0.5 in of to be as :1. It is to of is If is to be or of or a or of is of in a in (to ,300 395 m/a 923 ,140 957 m/a 1230.5 a is to a or In a a In be to of By of on of or it is to 00 of a of a a as 5 a in of of to 600 00 is 0 0 I 目 录 摘要 . . 1 章 论 . 错误 !未定义书签。 题的目的和意义 . 错误 !未定义书签。 内外粉碎机发展概况 . 错误 !未定义书签。 外粉碎机发展概况 . 错误 !未定义书签。 国粉碎机械发展概况 . 错误 !未定义书签。 国粉碎设备的发展趋势 . 错误 !未定义书签。 枝 粉碎机方案的比较与选择 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 . 错误 !未定义书签。 盘锤片式粉碎机的主要结构 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 子直径 D 与粉碎室宽度 B 的确定 . 错误 !未定义书签。 套功率 N 的确定 . 错误 !未定义书签。 子的设计 . 错误 !未定义书签。 的结构设计 . 错误 !未定义书 签。 盘的设计 . 错误 !未定义书签。 片的设计 . 错误 !未定义书签。 片的排列方式 . 错误 !未定义书签。 架板 . 错误 !未定义书签。 筒的设计 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 . 错误 !未定义书签。 的强度校核 . 错误 !未定义书签。 轴上的载荷 . 错误 !未定义书签。 承寿命校核 . 错误 !未定义书签。 比值 . 错误 !未定义书签。 步计算当量动载荷 P . 错误 !未定义书签。 算轴承寿命 . 错误 !未定义书签。 的选择及校核计算 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 的转子三维实体造型 . 错误 !未定义书签。 轴 . 错误 !未定义书签。 片 . 错误 !未定义书签。 筒、锤架板 . 错误 !未定义书签。 片隔套、销轴 . 错误 !未定义书签。 盘、飞刀 . 错误 !未定义书签。 子的虚拟装配 . 错误 !未定义书签。 总 结 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 附录 1： . 错误 !未定义书签。 附录 2： . 错误 !未定义书签。 要 刀盘锤片式粉碎机是树枝粉碎成型加工机械的四大主机之一 ,其性能对树枝的加工节能降耗意义重大。分析了刀盘锤片式粉碎机的结构特点 ,设计出满足要求的刀盘锤片式粉碎机。建立了刀盘锤片式粉碎机转子的基本模型，参考文献表明，锤片对称交错排列转子的平衡性较好，其中交错排列转子两端轴承承载情况相近 ,转子稳定性好。转子是锤片式粉碎机的主要工作部件。利 用 对锤片式粉碎机转子中的各零件进行三维建模、虚拟装配、模型分析。设计者可以充分利用 单一数据库管理技术，通过改变尺寸参数来方便地修改和更新零件，还可以直观地观察和分析转子的外形、零件间的相互位置关系。 关键词： 振动；刀盘锤片式粉碎机； ；转子；三维建模 is of of of a on in In of A of s s in by of is to or is of on is an of to of of s ； 3D 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题 目： 树枝粉碎成型机粉碎装置的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2008963240 姓 名： 刘勇 指导教师： 周友行 教授 完成日期： 2012 年 5 月 21日 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 树枝粉碎成型机粉碎装置的设计 学号： 2008963240 姓名： 刘勇 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 周友行 教授 系主任： 周友行 教授 一、主要内容及基本要求 本设计的主要内容是设计一个树枝粉碎装置，将树枝粉碎，利用刀盘加锤片粉碎方式进行粉碎。 其工作原理是：由电动机带动，将动力传到转子组件上，物料在高速旋转的作用下，不断被击碎直至达到筛网筛分的要求，进而落料。 粉碎装置的作用及功能是：利用刀盘的切碎与锤片的粉碎进而将树枝粉碎，有利于环境保护，产生再利用资源，而且便于运送。 为满足粉碎装置的各种性能，粉碎装置提出的设计要求有： 1）保证粉碎装置的平稳性。 2）具有好的粉碎能力和粉碎效率。 3）保证粉碎颗粒的均匀性。 4）锤片末端要有合适的线速度。 5）噪音 要尽量小 6）筛网结构筛分效果要好，要防止堵塞。 7）结构紧凑。 8）可靠地粉碎装置与传动间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时， 还要保证有足够的强度和寿命。 粉碎装置关键部件的设计 ： （ 1）振筛结构的设计： 筛片的形状 筛孔的排列 （ 2）锤片的设计： 锤片的数量 锤片的排列方式 锤片的受力分析 （ 3）刀盘的设计：刀盘的上刀片数量形状结构的设计 刀片的受力分析 关键性理论和技术、技术指标： （ 1）锤片的数量以及硬度（ 2）锤片数目和锤筛间隙（ 3）粉碎装置空间尺寸（ 4） 粉碎装置的动力传动 本设计主要通过粉碎装置结构方案的对比选择最佳结构并对粉碎装置关键零件进行设计 从而设计出高效率，经济型的树枝粉碎机。 二、重点研究的问题 树枝粉碎机粉碎的各个关键零部件的设计， 熟练使用 其他三维制图软件，设计三维模型，得到粉碎机机结构设计部分装配图和关键零件的设计图。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 查阅相关资料 第一周 2 确定 粉碎 系统 第二周 3 确定各部分的结构 第三周 4 零部件的 设计 第四 六周 5 画零件图 第七 十周 6 画装配图 第十一周 7 撰写毕业设计说明书 第十二 十三周 8 答辩 第十四周 四、应收集的资料及主要参考文献 1 牛晓华，吴兆迁，樊涛 . 3枝粉碎机的设计 J 设备 2010（ 11）： 38 2 朱思洪，付东荔，缪小红等 J2004， 27（ 3）： 111 3 吉颖风 D中国农业大学， 2000. 4 王友林 设计要点及分析 J2008（ 2）： 31 5 赵国兴，孙广秦 J 电气化， 2007（ 3）： 15 6 王东，祝正加 J2000（ 11） 207 刘文广 D. 内蒙古 :内蒙古 农 业大学， 2006. 8 濮梁贵， 纪明刚 高等教育出版社 M. 9 落迎社 武汉理工大学出版社 M. 10 孙桓， 陈作模 高等教育出版社 M. 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）评阅表 学号 2008963240 姓名 刘勇 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 树枝粉碎成型机粉碎装置的设计 评价项目 评 价 内 容 选题 现学科、专业特点和教学计划的基本要求 ，达到综合训练的目的； 量是否适当； 研、社会等实际相结合。 能力 合归纳资料的能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范； 是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何； 无创新之处。 综 合 评 价 论文选题难度、份量适当，符合培养目标要求，能体现学科专业特点，达到了综合训练的目的。该生具有较强的文献查阅、资料综合归纳整理的能力，具有综合运用知识的能力，设计方案可行，工作量饱满，论文质量良好。 同意参加答辩。 评阅人： 2012 年 5 月 21 日 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2008963240 姓名： 刘勇 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 43 页 图 表 8 张 论文（设计）题目： 树枝粉碎成型机粉碎装置的设计 内容提要： 本设计的主要内容是利用刀盘加锤片将树枝进行粉碎。 本设计主要对 150下的树枝进行粉碎，在此设计中初步方案有直接粉碎， ， 鼓 筒式粉碎，刀盘粉碎，刀盘加锤片粉碎。通过对此四种方案的比较 ， 在此选择了刀盘加 锤片粉碎，此方案的特点是结构简单，操作方便，粉碎效果好，生产率高，粉碎均匀等 优点。 此 粉碎装置的工作原理是：由电动机带动，将动力传到转子组件 上，带动刀盘旋转 从而带动飞刀旋转，飞刀将输送进来的树枝进行一部分一部分的切削，切削完的树枝在 风机的作用下到达锤片 组端，利用锤片进行再次粉碎，粉碎完的树枝达到筛分要求时在 筛网中排出，未达到筛分要求时不能从筛网中排出。从而在锤片的作用下继续粉碎直到 达到筛分要求，通过筛网从出料口处排出。 在此设计中，主要设计了主轴，刀盘，锤片，飞刀，锤架板等关键零部件。通过对 其结构的理解和参考，设计出一台树枝粉碎机，将其优化。 本设计利用刀盘加锤片进行粉碎，有利于保护环境，美化环境，产生再利用资源， 而且并于运送。 指导教师评语 刘勇同学在毕业设计过程中，态度十分认真，查阅了树枝粉碎装置相关中 英文资料，并对设计任务作了认真的理解与分析，通过多种设计方案的比较，从中提出了一个切实可行的设计方案。在此基础上，很好地完成了粉碎装置关键部件设计与建模，其主要工作如下：其一，对四种不同的粉碎方案的比较 ， 选择了刀盘加锤片粉碎；其二，确定了粉碎装置关键部件的相关参数；其三，设计了主轴，刀盘，锤片，飞刀，锤架板等关键零部件。在设计过程中，其理论知识扎实、善于分析、工作量饱满， 论文立论正确，论述清楚， 图纸符合设计要求。 同意参加答辩。建议评定成绩为良好。 指导教师： 2012 年 5 月 21 日 答辩简要情况及评语 根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为 答辩小组组长： 2012 年 月 日 答辩委员会意见 经答辩委员会讨论，同意该毕业论文（设计）成绩评定为 答辩委员会主任： 2012 年 月 日 I 目 录 摘要 . . 1 章 论 . 1 题的目的和意义 . 1 内外粉碎机发展概况 . 2 . 2 . 4 . 4 碎机方案的比较与选择 . 5 第 2 章 . 6 盘锤片式粉碎机的主要结构 . 6 . 6 与粉碎室宽度 . 6 套功率 . 7 . 8 的结构设计 . 9 . 13 片的设计 . 14 . 15 . 17 . 18 第 3 章 . 19 . 19 轴上的载荷 . 19 承寿命校核 . 24 . 24 . 25 . 25 . 26 第 4 章 的转子三维实体造 型 . 28 . 28 片 . 28 筒、锤架板 . 29 片隔套、销轴 . 30 盘、飞刀 . 31 子的虚拟装配 . 32 总 结 . 34 参考文献 . 35 致 谢 . 36 附录 1： . 错误 !未定义书签。 附录 2： . 错误 !未定义书签。 要 刀盘锤片式粉碎机是树枝粉碎成型加工机械的四大主机之一 ,其性能对树枝的加工节能降耗意义重大。分析了刀盘锤片式粉碎机的结构特点 ,设计出满足要求的刀盘锤片式粉碎机。建立了刀盘锤片式粉碎机转子的基本模型，参考文献表明，锤片对称交错排列转子的平衡性较好，其中交错排列转子两端轴承承载情况相近 ,转子稳定性好。转子是锤片式粉碎机的主要工作部件。利用 对锤片式粉碎机转子中的各零件进行 三维建模、虚拟装配、模型分析。设计者可以充分利用 单一数据库管理技术，通过改变尺寸参数来方便地修改和更新零件，还可以直观地观察和分析转子的外形、零件间的相互位置关系。 关键词： 振动；刀盘锤片式粉碎机； ；转子；三维建模 is of of of a on in In of A of s s in by of is to or is of on is an of to of of s ； 3D 1 第 1 章 论 题的目的和意义 目前，国内树枝粉碎大都采用锤片式粉碎机，它利用高速旋转锤片对树枝产生强烈的冲击和搓擦，而达到物料破碎的目的。其主要特点是结构简单、适应性强。 粉碎是工业生产环节不可缺失的工序之一。粉碎是指在外力的作用下，克服了固体物料分子间的内聚力，使固体物料外观尺寸由大变小，物料颗粒的比表面积 (单位质量的表面积 )由 小变大的过程。粉碎后可以提高物理作用及化学反应的速度。在把固体物料变成最终成品的许多加工过程中，粉碎是一个非常重要的工艺过程，据不完全统计，人类生活和生产中每年约有数千亿吨固体物料需要经过各种程度的粉碎加工。由于人类生产的飞速发展和生活水平的迅速提高，人们对粉碎加工的产品需求增加。因而需经粉碎加工处理的固体物料也将增多。这就需要深入研究粉碎过程，对粉碎理论、方法、设备进行系统的探讨。为此在 20世纪 80年代初形成了一门独立的学科 粉碎工程学，专门研究固体物料的粉碎行为及其属性的学科。 粉碎机是粉碎加工的主要 设备，在工农业生产、人类生活的许多领域被广泛应用。例如在制药业、化工业、食品业、饲料加工业，还有冶金矿山、涂料、建材、造纸等行业，甚至科研单位都需要粉碎机。由于粉碎机在许多行业得到普遍使用，目前粉碎机的市场还有很大潜力，因此国内外对粉碎机的研究与发展均很重视。但是各种物料在粉碎加工过程中产生发热、振动和磨擦等作用，使能源大量消耗，因此粉碎作业是消耗巨大能量的低效作业。多年来，技术人员一直在从理论研究、旧设备改造到创新设备，直至改变生产工艺流程等方面来研究如何达到高效节能地完成粉碎过程，达到降低其功耗高等缺点 。但目前真正节能高效的粉碎机还没有开发出来。研制出更符合实际生产需要的高效率的粉碎机，还有待于广大科研人员和制造商们的发明创造。相关粉碎工程学科专家指出，今后若干年内粉碎工程学发展的中心议题仍然是降低能耗，提高经济效益。 2 内外粉碎机发展概况 锤片式粉碎机因具有结构简单、通用性好、适应性强等优点，广泛地应用于各种物料的粉碎，被称为万能粉碎机。目前，在国内外树枝加工企业中锤片式粉碎机是最重要的生产设备之一，大约一半以上的物料要经过锤片式粉碎机加工。 近年来，国外对超细粉碎 及分级设备、工艺、微细颗粒粒度测定等方面的研究十分活跃，这是由于国外在复合材料、新型陶瓷、电子材料等许多尖端技术方面迅速发展而决定的。在先进的工业化国家，微米级超细粉碎设备已渡过了其发明时期，而进入成熟、配套、完善的阶段 ,设备研究朝着亚微米级超细粉碎和微米级精密分级的方向发展。粉碎技术的发展主要表现在产品微细化、微粉功能化、 设备自动化、节能新工艺和新设备及低污染高强度材料的应用等方面。 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。由于饲料所用原料 上的差异，在欧洲的饲料加工多采用混合粉碎 (先配料后粉碎 )，且经常没有任何谷物原料；而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谷物，比如燕麦和大麦等，原料水分也略低于欧洲。从应用形式上锤片式粉碎机向两个方向发展：首先在于美国的产品追求筛片面积大，而欧洲的讲究冲击齿板面积大。例如，美国的 司等标榜自己的产品为全周筛，而欧洲最为典型的是荷兰的 D 系列锤片式粉碎机，其冲击齿板面积几乎达整个粉碎室周围面积的一半 (占 46 )；其次在 于筛片的安装。美国锤片式粉碎机在安装、更换筛片时必须停机并且打开机壳才能进行，而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片，插入新换筛片；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， 司的 2运行中就可以更换筛片。 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。 3 大部分锤片式粉碎机只有一个转速， 0世纪 50年代研制出第一台双速驱动的 锤片式粉碎机，双转速可以增强打击作用，提高粉碎效率。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，近年来还出现了立式锤片粉碎机。 下面是几种国外常见的粉碎机： 1） 罗马尼亚生产的型锤式粉碎机是一种万能型粉碎机 ,它既能粉碎各 种谷物精饲料，也能粉碎干草覃秆等饲料，这种粉碎机的特点是初体用铸件制成，利于制造，筛板的包角大，生产效率高和采用内包式排料风扇，使排料部分的结构大大简化。 此种粉碎机的内部结构，在两块圆形的转盘上销连有六排长方形的活动锤片，每排有锤片八枚共有 48 片，筛板包在转盘之外 ,其包角约为 280，较大的包角有利于粉碎饲料的通过，从而能减低动力消耗和提高生产率。整个筛板镶嵌在铸铁机壳的凹槽中，安装牢固，筛子不易变形 ,粉碎机上共附有五种不同孔径的筛板，其孔径分别为 1、 2、 3、4、 5毫米。可以根据所粉碎饲料种类和细度要求的 不同来选用适当的筛板。撞击板装在粉碎室的右上角。 在精料盛料斗的底部有一个可调插板，它可以改变斗底排料口的大小，用来控制精料的流量。在斗底排料口的下面有一块倾斜的托料板，通过装在机壳外的调节杆可以调节托料板的倾斜角度，以控制饲料喂人斗。当托料板倾角增大时，饲料能很快的通过，因此喂入增大，反之则减小。 在粉碎茎杆、干草等粗饲料时 ,应把草料喂人斗前端的挡板向前转动使草料能直接落人粉碎室中。风扇叶片装在转盘的侧壁上，这样就大大地简化了风扇结构，并且也省去了风扇人口部分的吸料管。动力通过皮带轮和一对齿轮来带动转盘， 齿轮的速比为1: 这种粉碎机适合与 2030马力的拖拉机配套使用 ,也可用 15千瓦的电动机来带动。皮带轮的转速为 800900 转 /分。粉碎谷物饲料的生产率为 3501250 公斤 /时 ,干草为100150公斤 /时。外形尺寸为 1250 700 3000 毫米 ,重量为 710公斤。 2）英国 司 935型万能粉碎机 这种粉碎机的通用性很大，它除了能粉碎各种谷物饲料外，也能粉碎秸秆、磨制草粉和制作青贮饲料，此外还能作为抛送器之用，将切碎的青饲料抛入青贮塔。此种粉碎机的结构，它由喂料斗、 机壳、转盘、吹送管和聚料桶等部分组成。喂料斗装在机壳的 4 侧壁，机壳的内部装有转盘和筛板，顶部与吹送管相联，吹送管的末端与聚料桶相接。喂料斗成簸箕形，在其前端有一块半圆形 的罩盖，盖内有一块月牙形的挡板，用来防止饲料从粉碎室里向外飞溅。 3）法国 司 该公司生产有三种类型的固定锤杆式粉碎机。 1 型为自重排料， 2 型和 3 型为气流排料。 4）日本横山工业公司的双转盘式粉碎机 目前世界上所有的锤式粉碎机都存在有粉碎效率不高的缺点，这主要是因为粉碎室内有一团已粉碎的树 枝包在转盘的周围，形成环形，随着锤片一同转动，因此从喂人口新进人的树枝首先是与这个环形的树枝相遇，被带着缓慢地旋转，然后才能与锤片相遇，受到锤片的打击。由于饲料颗粒在受打击时已具有一定的速度，根据冲量定律，这时打击力将会显著地减弱，使粉碎机的粉碎效率不高。但是采用双转盘式粉碎机不但能避免这种缺点，而且由于在打击时树枝木屑的运动方向是与锤片的方向相反，因此反而会增强打击作用，能提高粉碎机的效率。 国粉碎机械发展概况 粉碎的目的与意义：固体物料经过粉碎，颗粒由大变小，物料单位质量的表面积增加，可以提 高物理作用及化学反应的速度；在矿物加工过程中，矿石经过粉碎，可以实现不同矿物的彼此解离；几种固体物料的混合，也必须在细粉状态下，才能均匀混合。粉体材料最重要的质量指标之一是粒度和粒度分布，而粒度和粒度分布决定了粉体产品的技术性能和应用范围。例如，物料的比表面积、化学反应速率、吸附性、堆积性、补强性、在液相介质中的沉降速度、溶解性、光学性能、电性、磁性等，这些都与应用范围有直接关系。而产品的应用领域对物料的粒度及粒度分布均有严格的要求。粉碎是当代飞速发展的经济社会必不可少的一个工业环节。粉体技术被看作是高技术 工业最重要的基础技术之一。 国粉碎设备的发展趋势 鉴于粉碎技术及设备的应用涉及化工、冶金、建材、电子、化工、医药、农业等许多领域的广泛性，以及被粉碎材料种类的多样性，尤其是当代高新技术发展对材料深加 5 工制备提出越来越高的要求 :粒度微细化、粒度分布均匀化或颗粒形状特定化、品质高纯化、表面处理功能化等等，必将促使粉碎技术与设备的不断发展。其发展和研究的主要方面应包括 : 1)开发粉碎与分级相结合的闭路工艺及设备，从而降低能耗，提高生产率； 2)提高和改进现有粉碎设备的性能，降低生产成本，增加品种和机型； 3)实现工艺研究和设备开发的一体化，针对具体物料特性，进行设备开发设计； 4)重视粉碎基础理论的研究。 枝 粉碎机方案的比较与选择 树枝粉碎机按其工作原理可分为盘式切碎加锤片粉碎、鼓式切碎加锤片粉碎、直接锤片粉碎和刀盘粉碎四种结构形式。在这四种方案中，结合上述粉碎机的各种特点进行比较，对本设计我选择了盘式切碎加锤片粉碎方式，其原因是盘式切碎加锤片粉碎这种形式因其具有结构简单、操作维修简便、粉碎效果好和生产效率高等优点。 刀盘锤片式粉碎机的结构和工作原理是：刀盘锤片式粉碎机由切削部分、粉碎部分、筛 分部分三部分组成。其工作原理是：传动轴从电动机获得动力后，驱动刀盘和粉碎锤片在机壳内做旋转运动，树枝不断的投入，粉碎机不断的切削和粉碎筛分，通过筛孔的物料被风吹到机外，不能通过的则在机内继续粉碎。 6 第 2 章 盘锤片式粉碎机的主要结构 刀盘锤片式粉碎机主要由电动机，机架和机壳，转子，进、出料口，输送装置等部分组成。简图如下所示： 图 2已知设计参数： 该粉碎机为单轴锤片式树枝粉碎机，为了提高粉碎机的利用率，采用刀盘加锤片粉碎，刀盘 线速度为 80 120r/ 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微震动。 子直径 D 与粉碎室宽度 B 的确定 1）转子直径 由 00060 得转子直径为： 1 0 0 060 7 800 80100060 2）粉碎室宽度 粉碎机转子直径 之积可用以下经验公式求得 : (2 1) 式中： B 粉碎室宽度， k 经验系数 ,一般取 D 转子直径， 定之后 , 为了降低噪音 , 一般采用大转子低转速 , 确定要根据粉碎物料的品种具体分析。如果以树枝等物料为主 , 要 采较小的 B 和较大的 D；如果是以粉碎牧草为主，则要采用较大的 B 和较小的 D。 将数据代入式 (2 1)得： B=600258 配套功率 N 的确定 电动机配套功率由下式确定： N=（ Q (2 2) 式中： N 电动机功率， Q 生产率 ,t/h； Q=N/ 得配套电动机的功率为： N=（ W =（ 据 5274 1991 所选电动机的型号为 4，其主要参数如下所示： 功率： 22流： 速 :1470r/定转矩： m 8 最大转矩： m 机座带底脚，端盖无凸缘（ 装尺寸和外形尺寸见表 3 1所示： 表 2 1电动机安装尺寸 机座号 D F G E K H A B C C D L 180L 48 14 10 15 180 279 279 121 355 380 285 43
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