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小型
物料
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设计
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塔里木大学毕业论文（设计）开题报告课题名称 小型物料粉碎机的设计 学生姓名 张锋 学 号 8031208130 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 12-1 指导教师 万畅 起止时间2011年11月25日2012年5月29日机械电气化工程学院教务办制填 表 说 明一、学生撰写开题报告应包含的内容：1、本课题来源及研究的目的和意义；2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；6、完成本课题的工作方案及进度计划；7、主要参考文献（不少于7篇）。二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。开题报告正文：一、研究的意义及目的：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，它是食品加工的基本操作之一，习惯上称作为破碎。粉碎在工业、农产品加工行业具有重要的作用。而小型物料不但包括日常的生活用品，如花椒、玉米等日常生活用品，也包括某些材料如药材等。在这些材料的加工过程中离不开粉碎机，随意对粉碎机的研究是顺应省会生产的需要。随着化工、建材、非金属矿、涂料等行业的发展,人们对非金属矿物原料的产品细度要求越来越高。例如,超细粉可作为超导材料的添加剂某些药品只有达到微米级才能被人体吸收彩色显像管用的石墨乳、精细化工中的化妆品以及油漆、涂料等均需要产品细腻而均匀。同时，粉碎机还应用于农产品的加工，农业是我国的基础经济、是国家发展的根本，机械化的普及，不仅使农业加强了农业化生产，同时也减轻了农民的劳动强度。据不完全统计，我国北方地区种植小麦、玉米等农作物约占我国农业经济的45%以上，同年出口量北方地区占全国达20%左右。因此我国北方地区更需要实现农业机械化生产，从而提高农业的劳动生产率。如今我国北方大部分地区基本上从种到收到入仓，实现了机械化作业，并且机械化技术越来越高，这就需要我们更进一步的研究小型物料粉碎机，使其相关性能满足农产品加工的需求。所以，为了更好解决生产过程的产生的各种问题，就需要我们进一步研究小型物料粉碎机的结构及原理，找出产生以上问题的原因并加以解决，使小型物料粉碎机更好地服务于人们的日常生及工业生产的各个方面。 二、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析: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9F-36 等型号），其噪音大，使用不方便。 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l0一30。牧羊SWFP66100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1.9m，筛片面积4.5m2，转速3600rmin，锤片线速度107ms，功率447kW，大多还配有供风系统用于气力输送。 美国Roskamp Champion(CPM)公司的HM系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(324.8mm)的筛片组合使用，效率提高1015，可通过调节锤筛间隙来控制产品粒度。 荷兰Van Aarsen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GBS公司的MSVl2025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Buhler公司的DFZK一2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。三、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析：3.1对工作部分核心装置进行设计粉碎机设计主要组成部分：入料口、钉齿脱粒滚筒轴、栅格式凹板、机架等部分组成。整体组成如图1所示：3.1.1入料部分入料口与粉碎机设计的上盖部分相连，它是利用一厘米厚的铁板制成，入料部位与钉齿滚筒的钉齿部位相切，将物料从入料口倒入，下滑到脱粒部位，即钉齿滚筒和栅格式凹板之间，进行脱粒。3.1.2脱粒部分 脱粒部分主要是由钉齿滚筒、栅格式凹板、半圆型上盖组成。物料在钉齿滚筒和栅格式凹板之间进行脱粒，将已脱下的玉米粒从栅格式凹板的缝隙漏下，落到下滑板，由仓口排出机体之外，玉米芯借助于滚筒上的螺旋排列的钉齿的螺旋推力和螺旋导向作用，由入料口的另一端（即出料口）排出机体之外。3.1.3筛选部分 筛选部分主要是由栅格式凹板完成，它是由一定数量的铁条及两条主要梁和两条副梁组成，每两根铁条之间的缝隙可以将玉米卡住，然后快速旋转的钉齿滚筒将被卡死的玉米强行脱粒，当然，无论是工作时还是安装时，栅格式凹板是固定不动的。粉碎机设计之后，再将物料经过栅格式凹板，从凹板的缝隙漏出，顺着斜滑板滑出机体之外，目的是将粉碎的物料与加入的物料分开。3.1.4机架部分 机架是由左机架、右机架、出料口、下滑板及稳定结实的主机梁组成，机架是粉碎机设计的主要支撑，他承担着粉碎机的主要重量和动力、负载和力矩，因此它的设计是许强不弱的部分。机架的两部分要各自稳定，而且相对固定，以便做到机械在运转过程中不会产生晃动、歪斜，造成人身危险，因此为了机架的坚固，此家用食品粉碎机设计采用三毫米厚的角铁制成。1.5粉碎机设计的总体设计 为了更优化小型物料粉碎机的机型和结构设计，此粉碎机设计采用电力拖动，而且电动机也同样采取节能式，电动机安装在粉碎机设计的下部，与粉碎机的机架的下机梁固定连接，这样可以节省电动机所占用的空间。粉碎机设计的从入料到脱粒到分离玉米粒和玉米芯，最后将玉米粒和玉米芯排出机体之外，是粉碎机设计一体完成的，它最大的优点是在短时间内可以完成几个人的劳动强度，从而提高了工作效率，节省了劳动时间。此粉碎机设计有这些优点之外，还有安全性能高、效率高、坚固耐用、结构简单便于维修和保管 。1.喂料斗 2.闸板 3.粉碎室 4.转子 5.轴 6.锤片 7.筛片 8.出料口 9.机架图一 锤片式粉碎机结构图3.2现有粉碎机类型及其特点：（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）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360o的环筛和排料口等组成。工作时，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。3.3现有的粉碎方法：（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。3.2对主要组成部分部分进行改进，实现粉碎精细化效果：1.增加破碎力，使小型物料在工作室里所受到的压力增大，从而达到精细化目的；2.增加工作室的撞击物；3.增大电机工作效率，使其满足需要。四、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路：重点设计机架部分和工作部分，机架内容要包含核小型物料粉碎机整体装置，以实现安全平稳、定位准确的整体，以及破壳的受力分析，确定破壳的形状大小。小型物料粉碎机的设计是一个相当复杂的系统工作，所牵涉的问题也很多，如功能、强度、可靠性、经济性和标准化等。无论是总体布局、传动方式还是零部件的结构设计都必须综合考虑各方面的因素，仔细分析比较，选择最优化方案。五、完成本课题的必须工作条件和解决的方法：完成本课题需要查阅有关农业机械学、机械原理及机械设计等方面的文献资料，了解产品性能、用途，以及各个部件、装置的用途，这就要求我们对机械设计、机械原理、机械制图等课程熟练掌握。通过上网查阅相关资料了解各部件的作用，根据简图想象实物，在草稿纸上画出草图。 完成本课题除需要大量的文献资料外，还需要学校提供计算机等硬件设备，需要用制图软件auto-CAD完成对核桃破壳的总体设计，及各部分零件的设计。同时由于我的理论和实际联系不密切，对核桃破壳机具体工作不太了解。除深入实际，到生产工厂中咨询有经验的老师傅，参与到生产工作中，熟悉小型物料粉碎机的各部分的生产工艺。在操作中观察，发现现有小型物料粉碎机存在的普遍问题外，在课题的选定、分析及研究方面都需要请教指导老师万畅老师。六、完成本课题的工作方法和进度计划：这个课题工作量略大，通过深思熟虑，决定拟定以下工作方案及进度计划：拟定工作进度（以周为单位）第1周第2周通过查找文献资料，了解小型物料粉碎机的国内外现状。第3周第5周 设计小型物料粉碎机的总体方案。第6周第9周 对小型物料粉碎机的结构进行具体设计。第10周第12周 撰写设计说明书，对部分问题修改、调整。第13周，整理材料，准备答辩。七、主要参考文献：1.沈再春.农产品加工机械与设备M,北京：中国农业出版社
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