畢業(yè)設(shè)計(jì)錘片式飼料粉碎機(jī)設(shè)計(jì)說明書

南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：學(xué)院：專業(yè)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱：2013年5月31日摘要目前，畜禽養(yǎng)殖業(yè)在農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值中所占的比重不斷擴(kuò)大，因此對(duì)飼料的需求量也日漸增加，而粉碎是飼料加工中最重要的工序之一，必然要用到粉碎機(jī)，粉碎使飼料暴露的表面積增大，以利于消化；對(duì)輸送、配料、混合、制粒與飼喂等后續(xù)工作更方便、效率更高，質(zhì)量更有保證。錘片式粉碎機(jī)是粉碎工序中最常用的設(shè)備之一。本次設(shè)計(jì)的粉碎機(jī)應(yīng)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，易與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)?？紤]提高其生產(chǎn)率，降低其單位產(chǎn)品電耗，可方便的控制產(chǎn)品粒度，提高其均勻度，還應(yīng)考慮到其使用的可靠性、操作安全性、維修方便等情況，可以滿足一般工廠對(duì)粉碎機(jī)的要求。本次設(shè)計(jì)的粉碎機(jī)是9F-40型錘片式粉碎機(jī)，動(dòng)力配置采用了廣泛使用的皮帶輪驅(qū)動(dòng)，該機(jī)主要組成部分有：機(jī)體、喂料口、轉(zhuǎn)子、篩片、傳動(dòng)部分。關(guān)鍵詞:錘片式；飼料；粉碎機(jī)；設(shè)計(jì)AbstractAtpresent,livestockandpoultrybreedingindustryaccountsfortheproportioninagriculturalgrossoutputvalueincreasing.Sothedemandforfeedisalsogrowing.Andpulverizingisoneofthemostimportantprocessesinfeedprocessing.Pulverizingmustusethemill.Crushingthefeedexposedsurfaceareaincreases,tofacilitatedigestion.Crushingismoreconvenient,moreefficient,morequalityassuranceontheconveyor,batching,mixing,granulatingandfeedingthefollow-upwork.Hammercrusherisoneofthemostcommonlyusedequipmentforgrindingprocess.Thedesignshouldhavetheadvantagesofsimplestructure,reliablework,easyinconjunctionwiththemotordirectly.Thedesignmustbeconsiderationofimprovingproductivity,reducingtheunitproductenergyconsumption,convenienttocontroltheproductsize,improvingitsuniformity.Considerationshouldalsobegiventothereliability,operationalsafety,convenientrepairanditsuse.Thisdesignofthegrinderis9F-40typeofhammermill.Powerconfigurationthemillusediswidelyusedpulleydriven.Thismachinemainlyconsistsofthebody,feedingport,rotor,sieve,transmissionpart.Keywords:Hammer,Fodder,Grinder,Design目錄第一章前言11.1課題研究的背景和意義11.2國內(nèi)外研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)1第二章總體方案的確定42.1粉碎機(jī)的分類42.2粉碎機(jī)的一般構(gòu)造42.3粉碎機(jī)的工作過程5.第三章粉碎機(jī)重要部件的選型與設(shè)計(jì)63.1機(jī)殼63.2機(jī)體73.3錘片73.3.1錘片的尺寸和形狀73.3.2錘片安裝方式83.4粉碎室93.5篩片103.6錘篩間隙113.7排料裝置11第四章粉碎機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)124.1帶輪124.1.1帶傳動(dòng)的特點(diǎn)124.1.2V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算124.2主軸15主軸的設(shè)計(jì)154.2.2主軸的校核174.3滾動(dòng)軸承194.3.1滾動(dòng)軸承的選擇194.3.2滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算194.4鍵204.4.1鍵的選擇204.4.2鍵的校核20第五章主要結(jié)論及進(jìn)一步改進(jìn)215.1主要結(jié)論215.2進(jìn)一步改進(jìn)21致謝23參考文獻(xiàn)24附錄25第一章前言1.1課題研究的背景和意義粉碎機(jī)是飼料加工業(yè)中的主要設(shè)備。目前我國粉碎機(jī)的品種型號(hào)較多,但對(duì)于飼料的粉碎加工而言,效果卻并不理想。隨著飼料工業(yè)的發(fā)展,飼料產(chǎn)品產(chǎn)量成倍增長(zhǎng),質(zhì)量也在不斷提高,特別是隨著生化飼料的出現(xiàn),對(duì)飼料粉碎的粗細(xì)要求已愈來愈高,現(xiàn)有的粉碎機(jī)已經(jīng)難以滿足要求,這就促使人們不斷地探索和改進(jìn)飼料粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和型式,使其更能適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要[1]。飼料粉碎機(jī)是通過粉碎飼料來增大飼料原料的總表面積，讓動(dòng)物能夠更好的吸收；更小的飼料顆粒能降低后續(xù)工序的難度以及提高產(chǎn)品的質(zhì)量；而且，粉碎粒度的大小直接影響著生產(chǎn)成本。飼料粉碎機(jī)作為飼料工業(yè)的主要裝備，對(duì)飼料質(zhì)量、飼料報(bào)酬、飼料加工成本的形成是一個(gè)重要因素。所以，更好的掌握粉碎技術(shù)、選擇適當(dāng)?shù)姆鬯闄C(jī)型是飼料生產(chǎn)不可忽視的問題[2]。本次研究的錘片式粉碎機(jī)主要是用于粉碎谷物。需加工物料經(jīng)過粉碎后，可以使飼料表面積增大，物料體積減小，更便于人們對(duì)物料的利用。動(dòng)物消化飼料主要依靠各種消化酶的作用，飼料粉碎后，顆粒增多，總的表面積增大，增加了消化酶對(duì)飼料的消化速度，進(jìn)而可以提高飼料的消化率。從飼料效果來看，并非粉碎物料粒度越細(xì)越好，粉碎過細(xì)反而會(huì)引起牲畜呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)的障礙。此外，粉碎過細(xì)，能耗大，成本高。因此，應(yīng)該根據(jù)不同飼料對(duì)象和產(chǎn)品種類來確定合理粉碎粒度[3]。錘片式飼料粉碎機(jī)是一種利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片擊碎飼料的機(jī)器，其特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，適應(yīng)性廣，粉碎粒度好，既能粉碎谷物類精飼料，又能粉碎纖維、水分較多的青草類、秸稈類飼料，但其動(dòng)力消耗較大[4]。1.2國內(nèi)外研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)我國錘片式粉機(jī)從五十年代開始研制，歷史較短，當(dāng)時(shí)各地生產(chǎn)的一般都是動(dòng)力在13kW以下的小型錘片式粉碎機(jī)，總的來說水平比較低。1966年農(nóng)機(jī)部門召開了全國飼料粉碎機(jī)選型試驗(yàn)會(huì)。1972年召開了北方地區(qū)飼料粉碎機(jī)座談會(huì)。1974年11月農(nóng)機(jī)部門在武漢召開了全國飼料粉碎機(jī)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，有26個(gè)省、市、自治區(qū)選送了38臺(tái)樣機(jī)，在會(huì)上對(duì)其中34臺(tái)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。通過對(duì)這些樣機(jī)的型號(hào)、動(dòng)力、整機(jī)結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)、性能指標(biāo)等進(jìn)行的分析比較，認(rèn)為雖然比以前的粉碎機(jī)有了很大提高，但還不能適應(yīng)我國畜牧業(yè)發(fā)展和飼料加工的需要。之后在中國農(nóng)機(jī)院的組織下，聯(lián)合各省的力量于1975年至1977年期間進(jìn)行了9FQ-40型(7.5-l0kW)、9FQ-50型(13～17kW)、9FQ-60型(30～40kW)等三種粉碎機(jī)的研究設(shè)計(jì)。這三種粉碎機(jī)的研制成功對(duì)我國粉碎機(jī)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用，并在全國各地得到了廣泛應(yīng)用。9FQ-60型粉碎機(jī)是中型粉碎機(jī)，適用于中型飼料廠，主要用于粉碎谷物類飼料原料。在篩孔直徑相同情況下，其生產(chǎn)性能基本接近國外同類粉碎機(jī)的水平。各地糧食部門也研究、設(shè)計(jì)、制造過一些小型粉碎機(jī)，1980年為了發(fā)展飼料工業(yè)和滿足新建的一批年生產(chǎn)一萬噸和二萬噸飼料廠的需要，商業(yè)部無錫糧食科研設(shè)計(jì)所分析和總結(jié)了國內(nèi)外錘片粉碎機(jī)的特點(diǎn)，研究設(shè)計(jì)制造了FSP112×30型錘片粉碎機(jī)(55～75kW)，填補(bǔ)了我國40kW以上粉碎機(jī)的空白，并于1982年6月通過部級(jí)鑒定。1982年又設(shè)計(jì)制造了FSP56×36型錘片粉碎機(jī)(22～30kW)。由于該機(jī)型結(jié)構(gòu)緊奏、性能優(yōu)良、操作方便，在商業(yè)部系統(tǒng)的新建飼料廠中得到了廣泛的應(yīng)用，在全國十多個(gè)糧機(jī)廠中批量生產(chǎn)。1982年底商業(yè)部開展了飼料設(shè)備選型、定型、標(biāo)準(zhǔn)化工作，確定以FSP112×30和FSP56×36錘片粉碎機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)完善，并對(duì)錘片粉碎機(jī)系列制定了標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過改進(jìn)定型的FSP112×30粉碎機(jī)經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)和測(cè)定，證明性能又有了進(jìn)一步提高。1985年6月在黑龍江省牡丹江飼料廠進(jìn)行產(chǎn)品定型驗(yàn)收會(huì)，測(cè)定結(jié)果表明該機(jī)性能已經(jīng)達(dá)到了目前國際上單位電耗產(chǎn)量為170～210kg/度的先進(jìn)水平。廣東順德從澳大利亞杰比公司引進(jìn)了一套飼料加工設(shè)備，為了提高產(chǎn)量，在引進(jìn)的粉碎機(jī)旁加了一臺(tái)國產(chǎn)FSP56×36型粉碎機(jī)，使用結(jié)果證明國產(chǎn)粉碎機(jī)比進(jìn)口粉碎機(jī)性能好，度電產(chǎn)量高。定型產(chǎn)品FSP56x40型粉碎機(jī)在FSP56×36的基礎(chǔ)上又做了改進(jìn)，并增加了進(jìn)料斗，使粉碎機(jī)進(jìn)料更加均勻、流量更加容易控制、工作電流更加穩(wěn)定[5～7]。20世紀(jì)90年代以來，我國飼料機(jī)械行業(yè)中崛起了數(shù)家以江蘇牧羊、江蘇正昌為代表的企業(yè)集團(tuán)，成為行業(yè)中的龍頭企業(yè)。這些企業(yè)通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，根據(jù)我國市場(chǎng)需求調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，先后開發(fā)了75～350kW水滴型錘片式粉碎機(jī)、立軸式微粉碎機(jī)，創(chuàng)出了水滴王、冠軍、優(yōu)勝等品牌，形成了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，一些產(chǎn)品已達(dá)到國際先進(jìn)技術(shù)水平。江蘇牧羊集團(tuán)至今已形成了以“水滴王968”系列粉碎機(jī)為代表的粗粉碎機(jī)，SWFP“超越”系列微粉碎機(jī)為代表的微粉碎機(jī)，SWFLB型“超樂”系列超微粉碎機(jī)為代表的超微粉碎機(jī)等多種品類的粉碎機(jī)設(shè)備群[8]。目前在國外飼料工廠中，錘片式粉碎機(jī)是最常用的粉碎設(shè)備。如北美地區(qū)配備的錘片粉碎機(jī)，最大直徑可達(dá)1.9m，篩片面積4.5m2，轉(zhuǎn)速3600r/min，錘片線速度107m/s，功率447kW，大多還配有供風(fēng)系統(tǒng)用于氣力輸送。但在近幾年中，輥式粉碎機(jī)由于其適于粗粉生產(chǎn)及低噪音、低能耗、粒度均勻這些優(yōu)點(diǎn)而越來越受歡迎。下面介紹幾種國外比較典型的粉碎機(jī)械。美國RoskampChampion(CPM)公司生產(chǎn)的HM系列水滴型臥式粉碎機(jī)采用全寬度頂部雙向進(jìn)料方式，使篩片有效利用面積最大化，減少了換錘片次數(shù)，水滴型篩可以阻止物料環(huán)流層的形成，大大提高了粉碎效率。HM54系列粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑為1.372m，錘片末端速度達(dá)123.3m/s，配套動(dòng)力為75～447kW，篩片面積1.527～4.583m2。Champion系列粉碎機(jī)采用交錯(cuò)開孔排列布置的篩片，不同孔徑的篩片組合使用，效率提高10%～15%，并在粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子隔板上分布有2組銷軸孔來調(diào)節(jié)錘篩間隙，以此調(diào)節(jié)粉碎粒度。意大利GBS公司(GOLFETTO/BERGA/SANTATI)生產(chǎn)的MSVl20/25型立式粉碎機(jī)，在增大錘片與物料撞擊區(qū)的同時(shí)，盡可能減少了粗粉與篩片的摩擦以降低溫升；其轉(zhuǎn)筒型篩片及大篩理面積結(jié)構(gòu)有助于出粉，無須再配傳統(tǒng)的吸風(fēng)裝置；機(jī)體內(nèi)部涂覆耐磨材料顯著降低了噪聲。該機(jī)配備了AB60/R型喂料機(jī)，可自動(dòng)排出鐵質(zhì)雜物，能根據(jù)電機(jī)的功耗實(shí)現(xiàn)均勻進(jìn)料。荷蘭HeemHorst公司生產(chǎn)的HEMILL和HEMOS系列粉碎機(jī)，采用Ω型半圓篩，雙側(cè)面大沖擊板，雙向雙速電動(dòng)機(jī)。HEMOS系列配有電子控制的變速喂料機(jī)，可根據(jù)主電機(jī)負(fù)荷自動(dòng)調(diào)整喂料量。與HEMOS系列相比，HEMILL系列采用雙倍轉(zhuǎn)子直徑、低轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)(1500r/min)，兩者錘片端線速度相同，均為100m/s。HEMILL篩片面積增大有助于粉體及時(shí)篩出，提高了產(chǎn)量，適用于粗粉的制備。這種大轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)，還有助于減少振動(dòng)和噪音。德國HeitlingEMl2系列粉碎機(jī)可選用雙速控制或無級(jí)調(diào)速，全新的快速錘片更換結(jié)構(gòu)，篩片分6片安裝，可快速不停機(jī)換篩片，篩孔尺寸可調(diào)，篩面包角達(dá)324°QUOTE。瑞士布勒(Buhler)公司生產(chǎn)的DNZF型錘片式微粉碎機(jī)，采用魚鱗形篩片，平均粉碎粒度能達(dá)100～500μm。該公司的DFZH型立式粉碎機(jī)，有單軸式和雙軸式兩種機(jī)型。這類粉碎機(jī)主機(jī)為立式結(jié)構(gòu)，安裝圓篩框形篩片，頂部進(jìn)料口配有可調(diào)流量式專用喂料器，自帶吸風(fēng)風(fēng)機(jī)，出口處設(shè)置傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)堵料情況，具有產(chǎn)量高，粒度規(guī)則，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便等特點(diǎn)[9]。日本細(xì)川密克朗(HosokawaMicron)公司生產(chǎn)的ACM型立式無篩微粉碎機(jī)，通過不同形式的轉(zhuǎn)子體與定子對(duì)套的優(yōu)化配置，可獲得最佳粉碎效果。利用高效分級(jí)渦輪可及時(shí)排出細(xì)粉，避免過度粉碎，能耗較低，同時(shí)產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)較為方便，平均細(xì)度(d50)在10～1000μm范圍。由于大風(fēng)量輸送物料，散熱效果好，可有效地降低物料溫升。HosokawaMicron公司生產(chǎn)的臥式多級(jí)微粉碎機(jī)，將風(fēng)機(jī)和粉碎機(jī)同軸組合在一起，采用兩級(jí)串聯(lián)粉碎和內(nèi)分級(jí)，粉碎效率高、能耗低，產(chǎn)品平均粒徑3～100μm，并內(nèi)設(shè)排渣裝置，提高了粉碎產(chǎn)品的質(zhì)量和純度[10]。第二章總體方案的確定2.1粉碎機(jī)的分類粉碎機(jī)在農(nóng)產(chǎn)品和飼料加工中發(fā)揮著重要的作用。飼料粉碎機(jī)主要用于粉碎谷粒飼料和各種粗飼料。飼料經(jīng)過粉碎后，表面積增大，從而便于畜禽消化吸收，有利于提高消化率，增強(qiáng)飼料適口性，以及便于飼料的輸送、混合和制粒。飼料粉碎的方法主要有擊碎、破碎、壓碎三種，其中擊碎加工方法應(yīng)用最多。目前飼料廠常用的粉碎機(jī)有錘片式粉碎機(jī)、爪式粉碎機(jī)、無篩式粉碎機(jī)和輥式粉碎機(jī)?，F(xiàn)在國內(nèi)外廣泛采用新型的立軸式錘片粉碎機(jī)。立式粉碎機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，例如不帶吸風(fēng)裝置，卻有較大的吸風(fēng)量，從而降低了粉碎產(chǎn)物的溫度，使粉碎產(chǎn)量有了明顯的提高，與常用的臥軸式錘片粉碎機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小且占地空間少，配用功率小，生產(chǎn)成本也比較低。因此，就目前來講這種機(jī)型最受廣大消費(fèi)者的喜歡。立軸式錘片粉碎機(jī)在結(jié)構(gòu)上的一項(xiàng)明顯變革是其轉(zhuǎn)子軸的立式布置。須粉碎的物料通過供料裝置從機(jī)體上部的兩個(gè)（或三個(gè)）進(jìn)料口進(jìn)入粉碎室，物料運(yùn)動(dòng)軌跡與錘片運(yùn)動(dòng)軌跡垂直相交，物料與錘片之間有很大的相對(duì)速度，加上有幾個(gè)進(jìn)料口同時(shí)進(jìn)料，因而物料受到的錘擊力度大且均勻。在此作用下，大部分物料被粉碎到合適的細(xì)度。部分粉碎不足或少量未粉碎的物料繼續(xù)下降，落入轉(zhuǎn)子下層粉碎區(qū)域，與錘片架相連的刮片將欲沉積在底篩上的物料刮起，并隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將其甩向周圍的錘片作用區(qū)域繼續(xù)進(jìn)行粉碎。刮片同時(shí)有風(fēng)機(jī)葉片的功能，能產(chǎn)生一定的風(fēng)壓和風(fēng)量，這既有利于細(xì)粉的排出，也可降低粉碎室內(nèi)的溫度和濕度，有利于粉碎加工[11]。2.2粉碎機(jī)的一般構(gòu)造錘片式粉碎機(jī)一般由電機(jī)、傳動(dòng)部分、供料裝置、機(jī)體、轉(zhuǎn)子、齒板、篩片、集料筒等組成。錘片架和錘片等構(gòu)成的轉(zhuǎn)子由軸支撐在機(jī)體內(nèi)，機(jī)體安裝有齒板和篩片，齒板和篩片呈圓形包圍轉(zhuǎn)子，與粉碎機(jī)側(cè)壁一起構(gòu)成粉碎室。錘片用銷軸連接在錘片架的四周，錘片之間裝有隔套（或墊片），使錘片之間批次錯(cuò)開，按一定規(guī)律均勻沿軸向分布。更換篩片或錘片時(shí)需開啟操作門，篩片靠操作門來緊固，或采用獨(dú)立的壓緊裝置，粉碎機(jī)工作室操作門通過某種裝置被鎖住，保證轉(zhuǎn)子工作時(shí)不能被開啟，以防發(fā)生安全事故[12]。2.3粉碎機(jī)的工作過程粉碎機(jī)工作時(shí)，物料進(jìn)入粉碎室，受高速回轉(zhuǎn)錘片的打擊而破裂，并以很高的速度分向齒板和篩片，與齒板和篩片撞擊進(jìn)一步破碎，通過如此反復(fù)打擊，物料被粉碎成小碎粒。在打擊撞擊的同時(shí)，物料還受到錘片頂端和篩片的摩擦、搓擦作用而進(jìn)一步粉碎。在此同時(shí)，較細(xì)顆粒由篩孔漏出，留在篩面上的較大顆粒，再次受到粉碎，直到從篩孔漏出，最后從底座出料口排出。一般來說，錘片式粉碎機(jī)的工作過程主要由兩方面構(gòu)成：一是錘片對(duì)物料的沖擊作用；二是篩片對(duì)物料以及物料之間的摩擦、搓擦作用。谷物、礦物等脆性物料，主要依靠沖擊作用而粉碎；牧草、秸稈蔓藤等柔性物料主要依靠摩擦作用而粉碎，當(dāng)然還有其他剪切作用等。但是，不管哪種物料的粉碎都是多種粉碎方式聯(lián)合作用結(jié)果，不存在只有單一粉碎方式的粉碎過程，只不過對(duì)于某一具體的粉碎過程，總有一種粉碎方式處于主導(dǎo)地位[13]。第三章粉碎機(jī)重要部件的選型與設(shè)計(jì)3.1機(jī)殼錘片式粉碎機(jī)機(jī)殼的作用保證物料順利進(jìn)入粉碎室，其結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止谷物顆粒向喂入口出現(xiàn)架空現(xiàn)象；同時(shí)將被粉碎且穿過篩孔的物料收集，使之從下部排料口順利排出，目前我國使用的錘片式粉碎機(jī)機(jī)殼進(jìn)料口位置基本上有切向喂入式、頂部喂入式和軸向喂入式三種（圖3-1）。（a）（b）（c）圖3-1入料口形式圖（a）切向式喂料：這種喂料方式喂入時(shí)物料容易被錘片抓取，如果入料口與錘片成一定角度，可增大增大錘片抓取物料的面積，可增加生產(chǎn)率。通過實(shí)驗(yàn)可得入料口與錘片之間的角度一般在15～20o。（b）頂置式喂料：這種喂料方式較為省力，可通過重力直接入料，但若加工對(duì)象為農(nóng)作物秸稈，秸稈體積較為龐大，若采用頂置式喂料口會(huì)很不方便，在喂料時(shí)沖擊較大，不好控制，并且會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。（c）軸向式喂料：當(dāng)采用軸向式喂料時(shí)，若加工秸稈，由于秸稈體積較為龐大，故需加切刀裝置，這將提高產(chǎn)品的成本，不經(jīng)濟(jì)[14]。綜上所述，通過對(duì)上述三種方案的分析，故采用切向喂料的方式。粉碎機(jī)為切向進(jìn)料式，采用QUOTE的上機(jī)蓋，QUOTE的上機(jī)蓋不反料、不架空、度電產(chǎn)量高，殼體也經(jīng)湊（圖3-2）。圖3-2機(jī)殼示意圖3.2機(jī)體機(jī)體是用鋼板或鑄鐵制成，有整體式及上下分式，機(jī)體內(nèi)腔有的全部安裝有篩片，有的上半部分為齒板，下半部分為篩片。本次設(shè)計(jì)的機(jī)體采用鑄鐵制造，機(jī)體上半腔為齒板，下半腔為篩片。3.3錘片3.3.1錘片的尺寸和形狀錘片是錘片式粉碎機(jī)中最主要的組成部分，也是最容易耗損的工作部件。錘片的形狀、尺寸和工作密度對(duì)粉碎機(jī)的單位產(chǎn)量和粉碎機(jī)的粒度分布寬窄都有著很大的影響。目前國內(nèi)外所用錘片種類很多（圖3-3）。圖3-3錘片種類a.矩形b.c.d.堆焊錘片e.階梯形f.多角形g.尖角形h.環(huán)形i.復(fù)合鋼矩形目前應(yīng)用的錘片形狀很多，但使用最廣泛的是板狀矩形錘片（圖3-3a），因它形狀簡(jiǎn)單，易制造，通用性好。它有兩個(gè)銷軸孔，其中一孔穿在銷軸上，可輪換使用四角來工作。在傳統(tǒng)矩形錘片工作邊涂焊、堆焊碳化鎢或焊上一塊特殊的耐磨合金，錘片的使用壽命提高7～8倍，但制造成本較高（圖3-3b、c、d）。將四角作成梯形、棱角和尖角，提高其對(duì)牧草纖維飼料的粉碎效果，但耐磨性差（圖3-3e、f、g）。環(huán)形錘片（圖3-3h）只有一個(gè)銷孔，工作中自動(dòng)變換工作角，因此磨損均勻，使用壽命較長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。復(fù)合鋼矩形錘片（圖3-3i）是由軋鋼廠提供的兩表層硬度大中間夾層韌性好的鋼板，制造簡(jiǎn)單，成本低。我國飼料粉碎機(jī)的錘片已標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)械工業(yè)部定有=1\*ROMANI、=2\*ROMANII、=3\*ROMANIII型三種標(biāo)準(zhǔn)錘片（都是矩形雙孔錘片）[15]。本次設(shè)計(jì)的粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑在500mm以下，據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇=1\*ROMANI型錘片，錘片工作邊涂焊、堆焊碳化鎢或焊上一塊特殊的耐磨合金，以延長(zhǎng)使用壽命，錘片示意圖下圖3-4：圖3-4錘片示意圖3.3.2錘片安裝方式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子上錘片的排列方式，直接關(guān)系到轉(zhuǎn)子的平衡、物料在粉碎室內(nèi)的分布和錘片的磨損均勻程度，對(duì)錘片排列的要求是：沿粉碎室工作寬度錘片運(yùn)動(dòng)軌跡分布均勻，物料不推向一側(cè)，有利于轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。常見的錘片排列方式有四種。一是螺旋式，分為單（圖3-5a）、雙螺旋線排列。排列方式最簡(jiǎn)單，軌跡均勻不重復(fù)。但工作時(shí)物料將順著螺旋線向一側(cè)推移，使此側(cè)的錘片磨損加劇。此外，當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)錘片出現(xiàn)不平衡力矩，使機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)。二是對(duì)稱排列(圖3-5b)。對(duì)稱兩銷軸Ⅰ、Ⅲ和Ⅱ、Ⅳ上的錘片對(duì)稱安裝。對(duì)稱排列的錘片運(yùn)動(dòng)軌跡重復(fù)。在同樣軌跡密度下，需增加錘片數(shù)量，耗用鋼材多。但其對(duì)稱銷軸的離心力合力可以相互平衡，故轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，物料無側(cè)移現(xiàn)象，錘片磨損也比較均勻。三是交錯(cuò)排列(圖3-5c)。有單錘片交錯(cuò)平衡排列和雙錘片交錯(cuò)平衡排列兩種。錘片軌跡均勻，不重復(fù)。對(duì)稱銷軸上離心力合力相互平衡，轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但工作時(shí)物料略有推移，銷軸間隔套品種較多，不便于更換錘片。四是混合排列(圖3-5d)。不僅軌跡均勻，不重復(fù)，而且錘片排列左右對(duì)稱，四根銷軸上的離心力合力相互平衡，因此轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性好，但間隔套種類較多[16]。圖3-5錘片排列形式a.單螺旋線排列b.對(duì)秤排列c.交錯(cuò)排列d.混合排列本次設(shè)計(jì)采用對(duì)稱排列，對(duì)應(yīng)兩組錘片對(duì)稱安裝。因而，轉(zhuǎn)子上對(duì)應(yīng)兩銷軸上所受的力可以相互平衡，轉(zhuǎn)子運(yùn)行更加平穩(wěn)，且錘片安裝簡(jiǎn)單方便，各錘片磨損較為同步。3.4粉碎室粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑D與粉碎室寬度B之間可以用以下經(jīng)驗(yàn)公式求得：DB=QUOTEN/V（3-1）式中V為錘片末端速度，為60～100m/s；QUOTE為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般K0=0.55～0.75。K0和N確定后，DB就確定了。DB確定之后，為了降低噪音，一般采用大轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速。本次設(shè)計(jì)的是9F-40型粉碎機(jī)，即轉(zhuǎn)子直徑D=400mm。根據(jù)要求選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S2-2則N取7.5kW，則經(jīng)過計(jì)算，取B=202mm。圖3-6轉(zhuǎn)子分解圖1.鎖緊螺母2.鎖緊墊圈3.錘片銷軸4.鍵5.錘片架6.錘片架間隔軸套7.主軸8.錘片9.錘片間隔套3.5篩片粉碎機(jī)上所用的篩片有圓孔篩、圓錐孔篩和魚鱗篩等數(shù)種。以圓孔篩應(yīng)用較多。篩孔直徑分成四個(gè)等級(jí):小孔1～2mm，中孔3～4mm，粗孔5～6mm，大孔8mm。粉碎機(jī)產(chǎn)品的度電產(chǎn)量決定于粉碎機(jī)的性能，但對(duì)于同一粉碎機(jī)，其度電產(chǎn)量主要決定于篩孔直徑。篩孔直徑加大時(shí)，度電產(chǎn)量大為增加。國外錘片式粉碎機(jī)的篩孔直徑為2～l0mm，常用者為3～8mm。常設(shè)有不同孔徑的篩子以便根據(jù)不同的要求更換。我國篩片形式已標(biāo)準(zhǔn)化，如圖3-7[17]和表3-1選擇篩孔號(hào)50型篩片。3-7標(biāo)準(zhǔn)篩片形式（a）展開圖（b）篩孔排列表3-1部分標(biāo)準(zhǔn)篩片尺寸單位：mm篩孔號(hào)孔徑（d）孔中心距（t）篩片厚（δ）開孔率（K/%）80.81.80.6～0.817.9101.02.20.8～1.018.7121.22.51.0～1.220.9151.53.022.7202.03.61.2～1.528.0303.05.032.7404.06.02.0～2.540.3505.07.243.7808.011.02.5～3.048.03.6錘篩間隙錘篩間隙是錘片末端到篩片表面之間的間隙，對(duì)粉碎室有很大影響。間隙大時(shí)，粉碎物易通過篩孔，但搓擦作用減弱，使粉碎能力下降，但間隙過大，篩面上物料運(yùn)動(dòng)速度過慢，反而容易阻塞篩孔，排粉不暢；間隙過小時(shí)，篩面上物料運(yùn)動(dòng)太快，使物料不容易通過篩孔，同時(shí)搓擦作用增強(qiáng)，物料粉碎過細(xì)，耗電增加。錘篩間隙是影響粉碎機(jī)的重要性能參數(shù)之一。粉碎機(jī)在工作時(shí)，粉碎室內(nèi)錘片末端和篩片之間有一層隨篩片旋轉(zhuǎn)著的物料環(huán)流氣層，其平均速度約為錘片速度的一半，這將降低打擊作用，增加摩擦功耗。由于離心力的作用，粗顆粒處在環(huán)流層的外層，得不到很好的粉碎，而細(xì)顆粒處在環(huán)流層的內(nèi)層，難以從篩孔及時(shí)排出，這就不能保證粉碎效果。通過實(shí)驗(yàn)表明，在篩孔直徑為1.2mm時(shí)，最佳錘篩間隙為14～16mm，考慮錘片磨損，我國聯(lián)合設(shè)計(jì)系列粉碎機(jī)錘篩間隙采用10～14mm。由于本次設(shè)計(jì)飼料為谷物類，故選擇錘篩間隙為10mm[18]。3.7排料裝置1.自重落料：利用粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子中心形成負(fù)壓，靠近篩面為正壓，從而篩片兩邊的內(nèi)外壓力差使粉料排出。此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備價(jià)格低，但粉碎效率低，輸送及風(fēng)處理比較困難。2.氣力輸送：利用風(fēng)機(jī)抽吸作用，提高物料的過篩能力，提高生產(chǎn)率15%～25%，可以降低物料的穩(wěn)升和減少粉塵的揚(yáng)塵度，但風(fēng)機(jī)的功耗增加[19]。第四章粉碎機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)4.1帶輪4.1.1帶傳動(dòng)的特點(diǎn)帶傳動(dòng)是一種繞行傳動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸震等特點(diǎn)，是廣泛的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。帶傳動(dòng)的類型包括平帶傳動(dòng)、圓帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)和多楔帶傳動(dòng)。其中平帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、帶輪制造簡(jiǎn)便，多應(yīng)用于中心距較大的帶傳動(dòng)中；圓帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多應(yīng)用于小功率傳動(dòng)；V帶傳動(dòng)傳遞動(dòng)力大，允許傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊、應(yīng)用普遍；多楔帶傳動(dòng)柔性好且能傳動(dòng)較大動(dòng)力，傳動(dòng)平穩(wěn)，多用于傳動(dòng)功率較大且要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合[20]。綜合考慮各種帶傳動(dòng)的特點(diǎn)，選用V帶傳動(dòng)作為本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。4.1.2V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：（1）電動(dòng)機(jī)功率P=7.5KW（2）大、小帶輪的轉(zhuǎn)速：QUOTE=4000r/min，QUOTE=2900r/min設(shè)計(jì)計(jì)算1.確定計(jì)算功率QUOTE由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得工作情況系數(shù)確定為QUOTE=1.26，故QUOTE=QUOTE?P=1.26×7.5=9.45kW（4-1）2.選擇V帶的類型根據(jù)QUOTE，轉(zhuǎn)速Q(mào)UOTE由選型圖選擇A型帶。3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑QUOTE并驗(yàn)算帶速v1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑QUOTE。查手冊(cè)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑QUOTE=112mm，2）驗(yàn)算帶速v。QUOTE（4-2）因?yàn)?m/s<v<30m/s，所以帶速合適。3)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑QUOTE，i=QUOTE（4-3）QUOTEiQUOTE（4-4）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，圓整為QUOTE=150mm4.確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld1）根據(jù)：QUOTE2（QUOTE）(4-5)即QUOTE，初定中心距為QUOTE=300mm。2)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：QUOTE(4-6)QUOTE2QUOTEQUOTE由手冊(cè)選擇帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1000mm3）計(jì)算實(shí)際中心距aQUOTE(4-7)5.驗(yàn)算小帶輪上的包角QUOTEQUOTE(4-8)QUOTE180QUOTE，符合要求。6.計(jì)算帶的根數(shù)z1)計(jì)算單根V帶的額定功率QUOTE由QUOTE=112mm和QUOTE=4000r/min，查手冊(cè)得QUOTE=2.83kW根據(jù)QUOTE=4000r/min，i=1.38和A型帶查得手冊(cè)得QUOTE=0.38kW，包角修正系數(shù)QUOTE=0.982，帶長(zhǎng)修正系數(shù)QUOTE=0.89，于是：QUOTE(4-9)QUOTE2)計(jì)算帶的根數(shù)zQUOTE(4-10)所以取z=4根7.計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值QUOTE由手冊(cè)查得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m，所以QUOTE(4-11)應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力QUOTE8.計(jì)算壓軸力QUOTE壓軸力的最小值為：QUOTEQUOTE(4-12)QUOTE2QUOTE9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由Y132S1～2型電動(dòng)機(jī)查手冊(cè)可知，其軸直徑d=38mm，長(zhǎng)度L=80mm，故大帶輪軸孔直徑為38mm，轂長(zhǎng)小于80mm，所以大帶輪采用實(shí)心式。4.2主軸4.2.1主軸的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要定出軸的合理外形和全部尺寸。主要考慮以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體分析。但必須滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整。1.求主軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T取帶輪的傳動(dòng)效率（包括軸承效率在內(nèi)）為η=0.95，則P=P電η=7.5QUOTE0.95=7.125kW(4-13)n=4000r/minQUOTE(4-14)2.初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查手冊(cè)取QUOTE=120，則QUOTE(4-15)由于安裝帶輪處有鍵，故軸需加大5%QUOTE7%，則故取該軸的基本軸徑QUOTE3.繪制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖4-1圖4-1主軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4.各零件裝配方案及固定方式（表4-1）表4-1軸上零件裝配方案及固定方式零件裝配方案軸向固定周向固定左右?guī)л啅淖笱b入軸端擋圈軸肩鍵左軸承從左裝入彈性擋圈軸肩過渡右軸承從右裝入軸肩彈性擋圈過渡粉碎室從右裝入軸肩圓螺母鍵5.確定各軸段尺寸=1\*GB3①段：安裝帶輪，根據(jù)計(jì)算，QUOTE，帶輪輪轂為（QUOTE）QUOTE，選取輪轂長(zhǎng)45mm，則軸長(zhǎng)應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)度，故取QUOTE=2\*GB3②段：為軸肩，QUOTE，取QUOTE，則QUOTE=QUOTE+QUOTE=3\*GB3③段：安裝滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用深溝球軸承，查手冊(cè)選用6007型，則QUOTE，QUOTE=4\*GB3④段：為軸肩，QUOTE=QUOTE，選取QUOTE，則QUOTE=QUOTE=8\*GB3⑧段：軸承成對(duì)使用，則QUOTE，又因安裝彈性擋圈，所以取QUOTE=7\*GB3⑦段：與=4\*GB3④段相同，則QUOTE=6\*GB3⑥段：取粉碎室處軸徑QUOTE，此段為粉碎機(jī)最關(guān)鍵部分，根據(jù)加工要求，取QUOTE=5\*GB3⑤段：軸肩定位，QUOTE=QUOTE，取QUOTE，則QUOTE，QUOTE，取QUOTE因?yàn)?2\*GB3②=4\*GB3④=7\*GB3⑦段有氈圈密封，根據(jù)QUOTE=30mm，QUOTE，則=2\*GB3②段處軸承蓋QUOTE，=4\*GB3④=7\*GB3⑦段處QUOTE，取B=15mm。軸承蓋內(nèi)端距軸承5mm，為方便裝拆，取軸承蓋外端距帶輪端面20mm，則QUOTE則QUOTE=22.5+35+7=64.5mm，QUOTE=7+35+7+101=150mm，QUOTE=101+35+6=142mm6.確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2×45QUOTE，各軸肩處的圓角半徑為R1。4.2.2主軸的校核1.受力分析，見圖4-2a主軸上的扭矩T=17011.1N·mm1）軸承1、2水平面支反力QUOTE=QUOTE+QUOTE2)軸承1、2垂直面支反力QUOTE為轉(zhuǎn)子對(duì)軸的壓力，轉(zhuǎn)子質(zhì)量為40kg，則QUOTE圖4-2載荷分析3)繪制彎矩圖水平面彎矩（圖4-2b、c）：QUOTE垂直面彎矩（圖4-2d、e）：QUOTE4）繪制扭矩圖見圖4-2f5）求危險(xiǎn)截面彎矩危險(xiǎn)截面為B或C處左側(cè)C處水平面彎矩QUOTEC處合成彎矩QUOTE所以危險(xiǎn)截面為B面2.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度查手冊(cè)45鋼[QUOTE]=60MPa扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取QUOTE，軸的抗彎截面系數(shù)QUOTE(4-16)則QUOTE(4-17)QUOTE[QUOTE]所以安全。4.3滾動(dòng)軸承4.3.1滾動(dòng)軸承的選擇根據(jù)上述計(jì)算，選取6007型軸承。4.3.2滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算由以上計(jì)算可知QUOTEQUOTE，QUOTEQUOTE，QUOTE則因QUOTE，所以壽命按軸承1計(jì)算在理想狀況下無軸向力，故QUOTEe，所以X=1，Y=0。查手冊(cè)C=16.2kN，QUOTE=10.5kN查手冊(cè)的QUOTE=1.2～1.8，取fp=1.4，則P=QUOTEXQUOTE=1.4×1×1309.3=1833.02N(4-18)QUOTE(4-19)4.4鍵4.4.1鍵的選擇根據(jù)軸徑，帶輪處選擇鍵8×38，粉碎室處選擇鍵14×154。4.4.2鍵的校核查手冊(cè)，得[QUOTE]=70MPa帶輪處QUOTE=QUOTE[QUOTE](4-20)粉碎室處QUOTE=QUOTE[QUOTE]所以安全第五章主要結(jié)論及進(jìn)一步改進(jìn)5．1主要結(jié)論經(jīng)過半年的緊張?jiān)O(shè)計(jì)，我的錘片式粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)圓滿完成了。在此次設(shè)計(jì)中，我的主要任務(wù)是錘片式粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械課程當(dāng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從各個(gè)方面都受到了訓(xùn)練，對(duì)原來課本上的知識(shí)有了更形象的認(rèn)知。由于在設(shè)計(jì)方面我們沒有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)學(xué)的不夠牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會(huì)更大，在查表和計(jì)算上精度不夠準(zhǔn)在設(shè)計(jì)的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，設(shè)計(jì)過程中，盡管有關(guān)方面的資料少，但是我集思廣益，主要是從錘片式粉碎機(jī)的基本工作原理出發(fā)，認(rèn)真分析，做出了比較理想的總體設(shè)計(jì)方案，并通過綜合性分析，設(shè)計(jì)出了各個(gè)零件的具體結(jié)構(gòu)和整機(jī)裝配圖。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們四年所學(xué)知識(shí)的一次綜合性檢驗(yàn)。通過這次設(shè)計(jì)，我們不僅鞏固了以前所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，而且也培養(yǎng)了我們綜合分析問題和解決問題的能力。同時(shí)培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考問題的能力。所有這些都將為我們今后走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于這次設(shè)計(jì)是我第一次在老師的指導(dǎo)下，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，獨(dú)立完成一個(gè)機(jī)器的全部設(shè)計(jì)過程，因此其中難免有不足和錯(cuò)誤之處，希望通過答辯將錯(cuò)誤與不足之處找出來，一方面使設(shè)計(jì)更加成功，另一方面以便在今后其它設(shè)計(jì)中避免犯類似的錯(cuò)誤。5.2進(jìn)一步改進(jìn)吸風(fēng)能促使粉碎顆粒迅速地通過篩孔，經(jīng)試驗(yàn)證明，吸風(fēng)比不吸風(fēng)的產(chǎn)量可提高20%左右，而且在吸風(fēng)過程中可以帶走物料中0.1%～0.5%的水分[21]，良好的吸風(fēng)有助于提高粉碎效率15%～30%，降低電耗、控制粉碎粒度、降低料溫和減少粉塵等功能。所以，為了改進(jìn)所設(shè)計(jì)的粉碎機(jī)，再增加一個(gè)吸風(fēng)裝置——離心式風(fēng)機(jī)，改后的粉碎機(jī)如圖5-1。圖5-1三維示意圖機(jī)架