锤片式粉碎机转子设计毕业设计论文

TOC\o"1-5"\h\z第一部分设计任务与调研 31综述 3.2粉碎机图片 4\o"CurrentDocument"3课题的目的和意义 74粉碎机发展概况和发展趋势 8第二部分设计说明 161设计任务2零件设计图第三部分设计成果 211整体的三视图2小零件的设计图纸第四部分结束语 28第五部分致谢 30第六部分参考文献 31

第一部分设计任务与调研1、综述粉碎机广泛地运用于饲料、制药、食品、化工、科研、冶金等行业。粉碎机图片

粉碎机的其工作原理是将大尺寸的固体原料打碎至一定细度的粉料或小颗粒料。根据所需物体细度的D90标准（90%的物料达到预定细度）可将粉碎机区分为破碎机（60目以下）、粉碎机（60-120目）、超细粉碎机（120-300目）、超微粉碎机（300目以上）。其结构由喂入机构、粉碎室（转子、锤片、筛片、齿板）、排料部分（风机、集料筒、集尘布袋）三部分组成。工作时，需粉碎的物料从喂入机构进入粉碎室，在粉碎室内，转子在高速旋转的过程中对进入的原料加以剪切、冲击、碾压、研磨而起到粉碎的作用。剪切主要适用于有韧性或带纤维的物料和大块物料的破碎。冲击主要用于粉碎和解聚，适用于脆性物料的粉碎。碾压主要用于高细度作业，适用于多种性质的物料进行超微粉碎作业。研磨适用于细度粉碎后的超微粉碎，但在实际过程中往往是几种外力同时起作用。锤片式粉碎机在各类粉碎机中因其结构简单，性能可靠，适合粉碎干燥的颗粒物料而被南方的饲料厂广泛采用。当物料进入粉碎室后，在高速回转的锤片的打击下飞向齿板，与齿板碰撞弹回后再次受到锤片的打击，同时在筛面与锤片间，饲料又受到强烈的磨擦，在反复的打击碰撞和磨擦作用下，饲料逐渐被粉碎，不带风机的粉碎机，由粉碎室内的气流使粉碎物通过筛孔排出。带风机的粉碎机，将粉碎物从筛孔抽出后，尚需通过集粉装置（如集料筒、集尘布袋等）将混合气流中的空气与粉碎物分离。首先根据产品所要求的粗细度选择与锤片线速相匹配的粉碎机系列；如果锤片线速不匹配，会降低粉碎机的工作效率，甚至造成粉碎机不能正常工作。线速慢会造成粉碎时间长，使物料堆集在粉碎室内，造成糊筛，降低筛理效率和筛理效果，增加锤片运动阻力，造成粉碎机非正常工作；线速过快，会造成粉碎粒度不均匀和浪费动力消耗。根据生产规模所要求的产量选择粉碎机：粉碎机型号的大小决定了产量的大小，根据粉碎工艺的配置，选定的粉碎机产量应大于设计产量的百分之十。3、课题的目的和意义目前，国内外饲料厂的原料粉碎大都采用锤片式粉碎机，它利用高速旋转的锤片对物料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（梁春鸿，2003：朱新华和郭文川，1999；庞声海和饶应昌，1989）。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一粉碎工程学，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。4、我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。我国农作物秸杆资源十分丰富，年产量高达517亿吨。秸秆中含有可消化干物质35%〜50%。粗蛋白3%〜8%，特别适合于喂饲牛、羊等反刍动物。改革开放以来，我国粮食总产量提高很快，但是我国人口多，人均耕地少，每年人均占有粮食一直低于400kg，不可能提供大量粮食用作饲料。因此，充分利用和开发农作物秸秆饲料，发展“节粮型畜牧业”，特别是对于发展农区秸秆养牛，具有十分重要的意义。80年代以来，我国对农作物秸秆处理进行了许多研究工作。应用最广泛的是粉碎和铡切机械加工，因为，无论是化学处理还是生物处理，其首先的工序需要将秸秆粉碎或铡切。下面对我国饲料粉碎机械和秸秆切碎机械的发展情况作一概述，并对存在的一些问题进行初步探讨。20世纪90年代以来，我国饲料机械行业中的企业江苏正昌集团和江苏牧羊集团，大胆引进国外先进技术和设备，根据当前国际上饲料粉碎机发展的潮流，先后开发生产160-200kW的水滴型粉碎机、立轴式粉碎机。如其中的水滴型粉碎机采用了有利于提高效率的水滴型粉碎室，锤筛间隙可调，实现了粗细微粉碎，还可以实现自动负荷控制等特点。上海春谷实业有限公司最新研制开发的横宽形振动筛锤片式粉碎机，它是由电动机、多层筛体（筛体分内层筛和外层筛）、振动器、机体等组成。饲料的粗粉碎和超细粉碎两者可以通用，效率高，粉粒比较均匀，对水分较高的原料和含纤维的原料有较好的适应性，易损件筛片寿命长，锤片更换周期长等优点。经过50多年的研究、设计、生产和改进，国产锤片式粉碎机的技术水平和性能已接近或达到国际同类产品先进水平。我国饲料粉碎机生产企业的产品品种、规格齐全，能基本满足我国畜牧、水产养殖业发展的需要，但在目前社会整体能源短缺的背景下，锤片式粉碎机还是存在功耗高的缺点显得尤为突出。饲料粉碎机械是我国应用最为普遍的粉碎机械，也是最为典型的粉碎机械，其中粗饲料粉碎机械主要有通用饲料粉碎机械、草粉加工机械、秸秆揉搓机械和多功能组合机械等。通用饲料粉碎机按结构形式可分为锤片式、齿爪式、磨盘式和辊式等，其中以锤片式应用最广泛。1）锤片式粉碎机锤片式粉碎机是我国主要农业机械产品之一，据统计2004年我国约有300多家饲料粉碎机的生产企业。我国从1955年开始，在从原苏联引进的技术与样机的基础上进行研究设计锤片式粉碎机，有部分省市设计生产了多种型号规格的产品。1958年开始大量推广，1966年各地自己选型、设计、制造，型号杂乱，没有统一的标准。1966〜1975年间，国家组织了全国科技力量对已有的各种机型进行试验、选型及系列设计。1972年在山东省红旗牌爪式饲料粉碎机的基础上，制定了NJ86-72部级标准。1975年原第一机械工业部机械院农机所组织了11个省市23个单位对锤片式粉碎机进行了一系列试验选型和系列设计工作，把全国几十个品种统型为一个系列六种机型，即9F、32、45、55和9FQ—40、50、60型，初步完成了以9F系列锤片粉碎机为主的饲料粉碎机型定型工作，使该产品提高了标准化、系列化和通用化程度，并对产品更新换代、提高行业的生产水平和产品质量起到了很大的作用，但是70年代以前，全国几乎没有专业化的锤片式粉碎机械生产厂家。锤片式粉碎机作为一个专业化的机械制造行业则是在80年代初才开始发展起来的。根据国家科委“星火计划”和原机电部新产品研制计划，中国农业机械化研究院与该行业的17家主要生产企业进行了锤片式粉碎机新系列新产品的联合设计，并于1991年3月通过了部级新产品鉴定，该系列包括3个系列，11种机型，配套动力从3kW到45kW。20世纪90年代以来，我国饲料机械行业中的企业江苏正昌集团和江苏牧羊集团，大胆引进国外先进技术和设备，根据当前国际上饲料粉碎机发展的潮流，先后开发生产160〜200kW的水滴型粉碎机、立轴式粉碎机。如其中的水滴型粉碎机采用了有利于提高效率的水滴型粉碎室，锤筛间隙可调，实现了粗细微粉碎，还可以实现自动负荷控制等特点。上海春谷实业有限公司最新研制开发的横宽形振动筛锤片式粉碎机，它是由电动机、多层筛体（筛体分内层筛和外层筛）、振动器、机体等组成。饲料的粗粉碎和超细粉碎两者可以通用，效率高，粉粒比较均匀，对水分较高的原料和含纤维的原料有较好的适应性，易损件筛片寿命长，锤片更换周期长等优点。经过50多年的研究、设计、生产和改进，国产锤片式粉碎机的技术水平和性能已接近或达到国际同类产品先进水平。我国饲料粉碎机生产企业的产品品种、规格齐全，能基本满足我国畜牧、水产养殖业发展的需要，但在目前社会整体能源短缺的背景下，锤片式粉碎机还是存在功耗高的缺点显得尤为突出。2）齿爪式饲料粉碎机齿爪式饲料粉碎机具有结构紧凑、体积小、重量轻优点，也是应用较广的一种饲料粉碎机。50〜60年我国以仿制、改进机型为主，70年代在红旗牌爪式碎机的基础上进行了系列设计，统一成270、310、370、450型5个品种，配套动力为3〜13kW,并布实施了《爪式粉碎机》标准；80年代后，山东即墨县农业机械厂和青岛大华机器厂开发生产了FFC系列爪式饲料粉碎机，其型号包括FFC—45、FFC—45A、FFC—37、FFC—23、FFC—15等，配套动力为111〜11kW。广东省阳山县机械厂开发生产了9FZ系列齿爪式饲料粉碎机，其型号包括9FZ—150、9FZ—230、9FZ—370、9FZ—450,配套动力为015〜10kW，四川简阳机械厂等单位开发生产了9FZ系列齿爪式饲料粉碎机，其型号包括9FZ—15、9FZ—20、9FZ—23、9FZ—29、9FZ—31、9FZ—35、9FZ—37，配套动力为0175〜7kW；河南荥阳市三张机械厂生产的JWF系列齿盘式饲料粉碎机，其型号包括JWF150、JWF160、JWF200、JWF250、JWF320°1984年修订了《齿爪式粉碎机》标准，取代了1972年的标准。80年代中期以前，我国没有专用的草粉加工机械，而是用通用型锤片粉碎机加工草粉。1985年，由呼和浩特牧机所研制的9CJ—500型草粉加工机组通过机械部鉴定，是国内最早研制的草粉机。1986年，该所研制的9FQ—40型饲草粉碎机通过鉴定。随后北京市农机所研制了93FC—750和93FCY—150型草粉机，辽宁农业机械化研究所研制了9CJ—55型草粉机，新疆牧机厂研制生产了93FC—650和93FC—750型草粉机，江西红星机械厂生产了93FC—50型饲草粉碎机。石家庄市农机研究所研制的9JF和9JF-A型草粉机，可加工小麦、玉米等秸秆草粉，也可铡切青干饲料和粉碎玉米等，9JF-A型于1997年通过鉴定，投入批量生产。该机加工草粉的生产率比老式粉碎机提高1倍。为适应玉米秸秆养牛发展的需要，80年代后期开始，我国北方一些省、市、区，开发研制了粗饲料揉搓机。它可以将玉米等秸秆揉搓成细丝状，提高了玉米秸秆喂牛的适口性，利于牛消化吸收秸秆中的营养物质。揉搓机是在锤片式饲料粉碎机基础上发展起来的，用齿板代替筛片，在高速旋转的锤片和齿板作用下，将秸秆揉搓成细丝。1989年，黑龙江省畜牧机械化研究所研制的9RC40型粗饲料揉搓机通过了省级鉴定。随后在90年代初期和中期，辽宁省农机研究所研制的9RF-40型揉搓粉碎机，吉林省农机研究所研制的9RF-40型揉搓机，吉林省白城市农牧机械化研究所研制的9QT-800型粗饲料揉切调质处理机，安徽省濉溪县农机推广站研制的9JX-300型秸秆揉搓机均通过鉴定。一些企业也开发生产了饲料揉搓机械。如江西红星机械厂的93FC-50型揉草机，山西省大同农牧机械厂的9RS-40型揉草机，北京燕京集团的9SC-400型揉草机，辽宁省凤城东风机械厂的93RC-40型揉搓机。中国农大农业工程研究院研制的9LRZ—80型立式秸秆揉切机，克服了铡草机破节率低、揉搓机能耗高、生产率偏低的缺点，并吸收了这两种机具的优点，使其结构新颖，效率较高，巳于1999年通过农业部鉴定。这是将铡草、粉碎和揉搓等功能组合成一体的机械。如黑龙江八一农垦大学研制的93RZ-40型揉浆机，集切断、粉碎、揉搓功能于一体，物料在锤刀、定刀和齿板的综合作用下被粉碎，在离心力和风机作用下排出提高了效率。磨碎机主要依靠两个工作表面或介质之间的挤压和摩擦力将物料研磨成极细的产品。1） 片磨：适用于物料磨碎，也适用于研磨含水分高的物料以及韧性大的物料。按照磨盘安装位置可以分为立磨和卧磨两种；按照磨片的材质不同可分为刚磨、金刚砂磨、石墨、陶瓷磨等，用途十分广泛。2） 锥形磨粉机：适用于小麦、杂粮和豆类的干磨和湿磨。工作时，依靠两磨头磨齿对物料的挤压和剪切作用磨碎物料。锥形磨的特点是适应性广、经久耐用、加工低廉，但是干磨时成品的温升较高、成品质量较差、耗能大、生产效率低、噪声较大、轧距调整比较复杂。3） 对辊式粉磨机：根据使用对象不同，又可分为农用小型磨粉机和大、中型磨粉机。前者装备有一对磨，其结构简单，操作方便、生产率低;后者配制有两对磨辊，其结构复杂、机械化自动化程度高、生产率高，如国产MY型磨粉机。4） 立式辊磨机：亦称立式磨，其结构型式有十余种之多，如莱歇磨（Loeshemill）等。辊磨机是利用快速转动的若干个辊子对固定磨盘中的物料进行辊压产生的研磨作用而粉碎，有效粉碎功较高；由于它是风扫式磨，兼具粉磨与烘干的功能。其缺点是磨辊与磨盘的磨损大、寿命短，需采用高耐磨材料制作，且检修、更换较复杂。德国的洪堡公司、美国的富勒公司和丹麦的史密斯公司等都相继开发出各自的辊磨机系列产品。其他磨碎机械在此不再一一赘述。1.3、我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。第二部分设计说明根据毕业设计任务书的要求，我所设计的题目是锤片式粉碎机的转子部分。粉碎机转子部分一般是由一主轴带动，主轴通过几条皮带由电动机带动。那么就要考虑轴承的选用，轴承座的设计。此粉碎机粉碎能力为1000kg/h。通过查阅资料及实地考察，我了解到此粉碎机转子可以直接由电动机轴带动，选用2级的高速电动机，直接将其安装在粉碎机外壳上，其主轴的长度与粉碎机内腔宽度尺寸相符，这样就可以省掉粉碎机主轴了。这样的粉碎机结构更简单，更容易维修和保养。选用电动机型号为Y132S2-2-7.5KW，主轴大小为《38。粉碎室筛片内腔尺寸为小500X120。我的设计方案如下：由于转子部分直接装在电动机主轴上，所心必须先在其主轴的端面上钻孔攻丝，当转盘装好后，主轴端加一挡圈以阻挡转盘的退出。转子由转盘、销轴、锤片、销套、开口销等零件组成。根据以上所有资料设计出转子的上的各个零件和转子总成。1. 转盘的设计转子以两个转盘为主体，锤片经销轴成两组或四组连接到转盘上，随着主轴的运转而高速转动。转盘由厚为6mm的钢板加工而成。设计转盘大小时，应先考虑到锤片与筛片之间的间隙，粉碎机锤片与筛片的间隙越大时，粉碎室物料层的厚度越大，靠近筛片的那部分颗粒受锤片打击的机会较少，同时也由于速度的减小而与筛片的摩擦作用减小，粉料易堵塞筛孔，出料不顺，效率降低。锤片与筛片的间隙太小时，锤片撞击外层物料的频率越高，但筛面上的物料环流速度越高，这样不易通过筛孔，粉碎效率也会降低。综合考虑，一般此间隙设为5mm左右。锤片由于不断地与物料高速撞击，易磨损，所以转子的拆装是较频繁的，故转盘与轴的配合不宜过紧。所以转盘的设计要综合考虑各零部件的尺寸。转盘图片：锤片的设计锤片因长期与粉碎的物料高速碰撞，是粉碎机里最容易磨损的零件。所以会对其硬度作出一定的要求。我们一般会对其两端工作区进行热处理，使其硬度达到HRC58-62。为增加撞击频率，锤片的排列采用对称交错式，为保持平衡，相对的两组锤片数量相等。锤片的形式有如下几种：矩形锤片，通用性好，结构简单，加工方便，且可通过换边换头不重复利用。尖角锤片，适用于粉碎纤维物质，不耐磨。环形锤片，可自动变换工作角度，磨损均匀，但结构复杂。综合考虑，我选用矩形锤片，矩形锤片不但容易加工，将其磨损到一定程度后，可以将锤片换个边再使用，然后掉个头又能重复使用锤片：销轴的设计销轴在这儿的作用是将锤片与转盘连接起来。要考虑到拆卸方便，同时它的大小也会影响锤片与筛片的间隙。销轴尾部要设计开口销。轴销图片：销套的设计销套是用来隔离锤片间距的，其长短要依据锤片的排列形式考虑套筒图片：对称锤片粉碎机特点:结构简单、紧凑，质量轻、易于制造、维修、投资小、两侧辊可以做的很近。形成较准确，但剩余直边大。一般对称锤片粉碎机减小剩余直边比较麻烦。第三部分设计成果立体图:左视图:工程图:轴销图:销套图:锤片图:转盘图片:第四部分结束语经过几周的奋战毕业设计终于完成了。通过这次毕业设计发现这不仅是对前面所学知识的一种检验，而且是对自己能力的一种提高，通过这次的毕业设计，使我明白了自己原来知识还是比较欠缺的，并不是什么都懂，有点眼高手低，现在我明白了学习是一个长期积累的过程，在以后工作，生活都应该不断地学习，努力的提高自己知识和综合素质。粉碎机械在工业生产中起着一定作用，在这次毕业设计中我初步的了解了粉碎机械的基本构成情况，也了解了一些粉碎机的总体生产加工等情况。这次的设计中使用了计算机制图CAD等软件，在老师的指导下，我对软件的运用更加熟练了，巩固了我在学校时所学的内容，同学之间互相帮助，有什么不懂的都