課程設(shè)計（論文）錘片式粉碎機設(shè)計

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1、云南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院課程設(shè)計 科類 工科 學號2011310595 本科生課程設(shè)計 錘片式粉碎機設(shè)計 指導教師： 職稱 副教授 云南農(nóng)業(yè)大學 昆明 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 年級： 2011

2、 云南農(nóng)業(yè)大學 2015年 5 月 22 日 目 錄 目 錄 I 1、任務(wù)書 1 1.1課程設(shè)計的目的 1 1.2課程設(shè)計任務(wù)的內(nèi)容 1 1.3課程設(shè)計的步驟 1 1.4課程設(shè)計中應(yīng)注意的問題 2 1.5設(shè)計參數(shù)要求 2 2電機的選擇 2 3主軸轉(zhuǎn)速設(shè)計 3 4帶和帶輪的設(shè)計 3 5轉(zhuǎn)子的末端速度 4 6轉(zhuǎn)子直徑 4 7粉碎室寬度 4 8校核生產(chǎn)率 5 9錘篩間隙 5 10錘片數(shù)目與排列方式 6 10.1錘片類型選擇 6 10.2錘片數(shù)目 7 10.3排列方法 7 11篩片 8 12軸的設(shè)計 8 13

3、錘片式粉碎機安裝，技術(shù)參數(shù)分析及其檢修 9 13.1安裝 9 12.2技術(shù)參數(shù)分析 9 12.3飼料粉碎機的檢修 10 設(shè)計心得 10 參考文獻 11 I 錘片式粉碎機設(shè)計 1、任務(wù)書 1.1課程設(shè)計的目的 課程設(shè)計是《農(nóng)產(chǎn)品加工機械》課程重要的綜合性與實踐性教學環(huán)節(jié)。其基本目的是： （1）、綜合運用農(nóng)產(chǎn)品加工機械課程和其它先修課程的知識，分析和解決加工機械中的問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識。 （2）、通過設(shè)計實踐，逐步樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 （3）、通過設(shè)

4、計計算、繪圖以及運用技術(shù)標準、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料，進行全面的機械設(shè)計基本技能的訓練。 1.2課程設(shè)計任務(wù)的內(nèi)容 （1）裝配工作圖1張（A0或A1圖紙） （2）零件工作圖3張 （3）設(shè)計計算說明書1份 1.3課程設(shè)計的步驟 （1）設(shè)計準備：閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)； 現(xiàn)場參觀，看教學錄像，拆裝減速器，閱讀課程設(shè)計指導書； 準備設(shè)計資料及繪圖用具 （2）傳動裝置總體設(shè)計：擬訂傳動方案； 選擇電動機； 計算傳動裝置

5、運動和動力參數(shù) （3）傳動零件設(shè)計計算：各級傳動件的設(shè)計計算 （4）裝配圖設(shè)計 （5）零件工作圖設(shè)計 （6）編寫設(shè)計說明書：整理和編寫課程設(shè)計計算說明書 （7）實踐總結(jié)及答辯：進行課程設(shè)計總結(jié)，完成答辯準備工作 1.4課程設(shè)計中應(yīng)注意的問題 （1） 農(nóng)產(chǎn)品加工機械課程設(shè)計是在教師指導下由學生獨立完成的，也是對學生進行的一次較全面的設(shè)計訓練。學生應(yīng)明確設(shè)計任務(wù)，掌握設(shè)計進度，認真設(shè)計。每個階段完成后認真檢查，提倡獨立思考，有錯誤要認真修改，精益求精。 （2）課程設(shè)計進程的各階段是相互聯(lián)系的。設(shè)計時，零、部件的結(jié)構(gòu)尺寸不是完全由計算確定的，還要考慮結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟性以及標準化

6、、系列化等要求。由于影響零、部件結(jié)構(gòu)尺寸的因素很多，隨著設(shè)計的進展，考慮的問題會更全面、合理，故后階段設(shè)計要對前階段設(shè)計中不合理結(jié)構(gòu)尺寸進行必要的修改。所以，課程設(shè)計要邊計算、邊繪圖，反復修改，設(shè)計計算和繪圖交替進行。 （3）學習和善于利用長期以來所積累的寶貴設(shè)計經(jīng)驗和資料，可以加快設(shè)計進程，避免不必要的重復勞動，是提高設(shè)計質(zhì)量的重要保證，也是創(chuàng)新的基礎(chǔ)。然而，任何一項設(shè)計任務(wù)均可能有多種決策方案，應(yīng)從具體情況出發(fā)，認真分析，即要合理地吸取，又不可盲目地照搬、照抄。 （4）在設(shè)計中貫徹標準化、系列化與通用化可以保證互換性、降低成本、縮短設(shè)計周期，是機械設(shè)計應(yīng)遵循的原則之一，也是設(shè)計質(zhì)量的一

7、項評價指標。在課程設(shè)計中應(yīng)熟悉和正確采用各種有關(guān)技術(shù)標準與規(guī)范，盡量采用標準件，兵注意一些尺寸需圓整為標準尺寸。同時，設(shè)計中應(yīng)減少材料的品種和標準件的規(guī)格。 1.5設(shè)計參數(shù)要求 （1）生產(chǎn)率：120kg/h （2）喂入方式：切向喂入 （3）錘片：國家標準錘片I型 （4）殼體：鑄件 （5）傳動方式：帶傳動 2電機的選擇 配用動力機械的功率(N)的大小，要根據(jù)粉碎機的生產(chǎn)能力(Q)來決定，不宜過大或過小。一般應(yīng)按下式計算：N=(6.4--10.5)Q。Q的單位是千瓦，Q的單位是噸/小時。如要求粉碎得較細，系數(shù)的值可取大一點，如要求粉碎得較粗，系數(shù)的值可取小一點。本粉碎機加工的是谷

8、物類飼料，對加工的飼料粉碎程度有多種選擇，故選擇參數(shù)較大一些。加工能力為0.12噸/小時，所以配用的電機功率為 N=0.77kW-1.26kW。 根據(jù)N=1.26kW選擇電動機型號。 異步電動機YL系列為單相雙值異步電動機，具有高轉(zhuǎn)矩，高效率，高功率因數(shù)的優(yōu)點，適用于要求啟動力矩較大的空氣壓縮機，木工機械，粉碎機及其他小型機械。 根據(jù)N=1.26kW，查表得，選取YL90s-2電動機,具體參數(shù)如下： 額定功率為1.5kW，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min，效率為76%，額定電壓為220V。 3主軸轉(zhuǎn)速設(shè)計 主軸直接連接電機，此時主軸轉(zhuǎn)速由電機的轉(zhuǎn)速確定，所以n = 1440 r

9、/min 、2880 r/min 主軸和電動機的傳動為帶傳動時，主軸轉(zhuǎn)速不超過4000 r/min，主軸的轉(zhuǎn)速又不能太小，主軸轉(zhuǎn)速過小會使轉(zhuǎn)子的直徑變大，粉碎機的機體隨之變大，使粉碎機的結(jié)構(gòu)變得不緊湊，增加生產(chǎn)成本。 設(shè)計帶傳動的傳動比為0.75，則主軸轉(zhuǎn)速n=4000r/min。 4帶和帶輪的設(shè)計 采用傳動的型式為開式傳動，其傳動特點可雙向傳動，膠帶只受單向彎曲，對其的使用壽命有利。在膠帶方面的選擇使用選用普通三角膠帶，有簾布結(jié)構(gòu)和線繩結(jié)構(gòu)兩種。簾布結(jié)構(gòu)的傳動在一般動力傳遞中應(yīng)用較為廣泛，農(nóng)業(yè)機械上應(yīng)用很多。線繩結(jié)構(gòu)的曲撓性能好。適用于較小帶輪直徑，曲撓次數(shù)多

10、的傳動中。但其扯斷強力底。簾布結(jié)構(gòu)的曲撓性能差，扯斷強力高。已知電機的轉(zhuǎn)速為3000r/min，功率為1.5kw。C=1150、打滑系數(shù)ε=0.01（三角膠帶）查表得。 大帶輪直徑D1=100mm 工作速度 小帶輪直徑 中心距 小帶輪包角 三角膠帶長度 三角膠帶根數(shù)Z= 曲饒次數(shù)次/秒6—10次/秒 5轉(zhuǎn)子的末端速度 （1） 粉碎脆性飼料（玉米、高梁籽粒等）時，轉(zhuǎn)子的末端速度v = 65~80 m/s （2） 粉碎秸稈時，轉(zhuǎn)子的末端速度 v = 80~105 m/s （3） 一般常選用轉(zhuǎn)子的末端速度v = 80~90 m/s 此課題選擇轉(zhuǎn)子末端速度v=80m

11、/s。 6轉(zhuǎn)子直徑 （1）由v、n計算 v = πDn/60 D = 60v/nπ （2） 由推薦系列來選直徑。如下表1. 表1 轉(zhuǎn)子直徑 560 1120 粉碎室寬度 300, 400 300, 400 錘片末端速度 80~90 80~90 （3）類比法 參考現(xiàn)有機型參數(shù) 在前面已經(jīng)選擇了轉(zhuǎn)子末端速度，所以在此選擇公式計算的方法，來求轉(zhuǎn)子的直徑。 D = 60v/nπ 式中D—— 轉(zhuǎn)子的直徑 n—— 主軸轉(zhuǎn)速，前面已知為3000r/min v—— 轉(zhuǎn)子

12、末端速度，前面已知為80m/s 計算求得D=400mm。 7粉碎室寬度 （1）經(jīng)驗公式 (D與B的比值約為1.3~2.8) 式中—— 經(jīng)驗系數(shù) 常用=0.55~0.75 N—— 配套功率 V—— 錘片線速度 （2）按尺寸系列來選 （3）按生產(chǎn)率來計算 （噸/小時） 式中 k—系數(shù)（與篩孔大小有關(guān)）k=0.42~0.76 —容重（t/m3）粉料 0.5~0.65 D—轉(zhuǎn)子直徑 B—粉碎室寬度 n—主軸轉(zhuǎn)速 （4） 初選

13、 用試驗來決定或者來檢驗 在這里選擇使用經(jīng)驗公式來確定。 D與B的比值約為1.3~2.8 所以通過計算得到B的范圍為143mm-308mm，選擇粉碎室寬度B=200mm。 8校核生產(chǎn)率 （T/h） 式中 k—系數(shù)（與篩孔大小有關(guān)）k=0.42~0.76 —容重（t/m3）粉料 0.5~0.65 D—轉(zhuǎn)子直徑 B—粉碎室寬度 n—主軸轉(zhuǎn)速 這里選取：系數(shù)k=0.42，容重=0.5（t/m3） 計算得：Q=1.5 t/h 設(shè)計任務(wù)要求生產(chǎn)率為0.12 t/h，

14、而校核生產(chǎn)率為1.5 t/h，所以設(shè)計滿足任務(wù)要求。 9錘篩間隙 對粉碎機的工作性能影響很大。過大，物料層厚，摩擦粉碎作用減弱，易形成環(huán)流層，堵塞篩孔，不易過篩；過小，篩片磨損加劇。 谷物飼料錘篩間隙 ?S=4~8mm 秸稈飼料錘篩間隙 ?S=10~18mm 國內(nèi)大部分錘片式粉碎機為兼用型一般為?S=12mm 所以，我們?nèi)″N篩間隙?S=12mm 10錘片數(shù)目與排列方式 10.1錘片類型選擇 錘片形狀和尺寸：國標是矩形，有兩種型式I型和Ⅱ型。 標準NJ138-77有兩種型式，I型用于小型粉粹機，Ⅱ型用于大中型粉粹機，兩種皆為矩形，一般材料65Mn。 其他的錘片形狀還有

15、階梯形和尖角形等。尖角形錘片適用于粉碎纖維較多的飼料，根據(jù)所給的設(shè)計要求，我們選擇國家標準I型錘片。 國家標準I型錘片的形狀和尺寸如下圖 具體參數(shù)如下：a=120mm， b=40mm， c=30mm，d=16.5mm， 厚度e=5mm 由于錘片是粉碎機加工的核心部件，所以要求較高。本錘片選擇的金屬材料是65Mn鋼，且經(jīng)過熱處理。熱處理淬火區(qū)硬度為 50-57HRC,非淬火區(qū)硬度不超過28HRC。 10.2錘片數(shù)目 （1）由公式確定 式中k1—錘片配置密度系數(shù) k1 = 0.28~0.42 （取小值時粉碎顆粒較粗） B—粉碎室寬度

16、 e—錘片厚度 （2）亦由公式確定 式中 C—系數(shù) （C=1.87~3.75）一般為C=2.5 B—粉碎室寬度 e—錘片厚度 選用公式（1）計算得Z的范圍為11.2—16.8 錘片數(shù)目為整數(shù)所以取Z=12 10.3排列方法 （1）螺旋線排列（見圖 3） 螺旋線排列方式分單螺旋和雙螺旋2種，該錘片排列方式最簡單，錘片軌跡均勻而不重復，但工作時會將飼料順螺旋線向一側(cè)推移，引起物料分布不均，使錘片和篩片也磨損不均勻。并在高速回轉(zhuǎn)時，出現(xiàn)不平衡力矩，使機器產(chǎn)生振動。 （2）對稱排列（見圖 4） 該排列對稱

17、兩銷軸上的錘片安裝對稱，錘片運動軌跡重復，在同樣錘片工作密度下，需加大錘片數(shù)目，耗用鋼材較多，但對稱銷軸的離心力合力可相互平衡，轉(zhuǎn)子工作平穩(wěn)。飼料在粉碎室內(nèi)分布均勻，錘片磨損也較均勻。 （3）交錯排列（見圖 5） 該排列分單片和雙片 2 種形式，圖示為雙片交錯排列。其錘片運動軌跡均勻不重復，對稱銷軸的離心力合力可相互平衡，轉(zhuǎn)子工作平穩(wěn) ；缺點是物料略有推移，銷軸間隔套種類較多。 （4）對稱交錯排列（見圖 6） 此種方式不僅軌跡均勻且不重復，而且錘片排列左右對稱，4 根銷軸上的離心力合力作用在同一平面上，平衡性好。 11篩片 錘片式粉碎機上所用多為圓孔曬，篩孔分為四個等

18、級： 細孔直徑 1~2mm 中孔直徑3~4mm 粗孔直徑 5~6mm 大孔直徑 8mm以上 孔徑從2mm起每增加1mm，生產(chǎn)率能提高20~30%，顆粒細碎度相應(yīng)加大25~35%，顆粒細碎度相應(yīng)加大25%—35%，一般選用中孔篩。 本設(shè)計篩片選用中孔篩，具體參數(shù)如下： 篩孔直徑為4mm；篩片對轉(zhuǎn)子的包角為180度， 篩片數(shù)目及型式：一片，半篩；篩片厚度為3mm 12軸的設(shè)計 軸的材料主要是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其中常用的是45鋼，為保證力學性能，一般進行調(diào)質(zhì)或正火處理，故從設(shè)計的各方面考慮，應(yīng)選取45鋼正火處理。軸的最小直徑計算如

19、下： d 式中——126-103 P——軸傳遞的功率 N——軸的轉(zhuǎn)速 本設(shè)計中取=126 通過公式計算得d9.09mm 由于軸上有鍵槽還要有軸承定位，所以應(yīng)該增加軸的直徑，取軸的最小直徑為15mm。具體尺寸如下圖7所示： 軸的尺寸設(shè)計圖7 13錘片式粉碎機安裝，技術(shù)參數(shù)分析及其檢修 13.1安裝 1、粉碎機長期固定使用時，應(yīng)將粉碎機架安裝在水泥基礎(chǔ)上，也可將粉碎機單獨固定在車架上使用。 2、所有電器設(shè)備及線路必須安裝正確可靠。 3、安裝后各轉(zhuǎn)動部件要運轉(zhuǎn)靈活，進行空運轉(zhuǎn)半小時，檢查有無卡碰及不正常響聲，連接是否牢靠。 4、三角帶轉(zhuǎn)

20、動部分必須安裝防護罩。安裝固定點為機器軸承座固定螺栓和電機座固定螺栓。 12.2技術(shù)參數(shù)分析 錘片式粉碎機是飼料加工機械中主要耗能設(shè)備, 它的性能好壞直接影響生產(chǎn)率和單位能耗。影響粉碎機工作性能的因素很多, 其中最主要是粉碎機本身 的結(jié)構(gòu)參數(shù)。因此, 研究和合理選擇錘片式粉碎機結(jié)構(gòu)參數(shù),對提高性能指標和降低成本具有重要的經(jīng)濟意義。 影響錘片式粉料機性能的技術(shù)參數(shù)較多。其中最主要的是錘片末端線速度。錘片末端線速度是影響粉碎機工作性能的重要因素。錘片式粉碎機的工作原理,靠高速旋轉(zhuǎn)的錘片對物料打擊、剪切和挫擦等綜合作用, 把錘片的功能變?yōu)槲锪系姆鬯槟堋ｅN片的功能與線速度平方成正比，

21、大量試驗證明,在一定范圍內(nèi)提高線速度可以提高生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量, 并減少粉料的粗細度。近年來, 國內(nèi)外錘片式粉碎機的線速度都在提高。 12.3飼料粉碎機的檢修 一、篩網(wǎng)的修理和更換。篩網(wǎng)是由薄鋼板或鐵皮沖孔制成。當篩網(wǎng)出現(xiàn)磨損或被異物擊穿時，若損壞面積不大，可用鉚補或錫焊的方法修復；若大面積損壞，應(yīng)更換新篩。安裝篩網(wǎng)時，應(yīng)使篩孔帶毛刺的一面朝里，光面朝外，篩片和篩架要貼合嚴密。環(huán)篩篩片在安裝時，其搭接里層茬口應(yīng)順著旋轉(zhuǎn)方向，以防物料在搭接處卡住。 二、軸承的潤滑與更換。粉碎機每工作300 小時后，應(yīng)清洗軸承。若軸承為機油潤滑，加新機油時以充滿軸承座空隙 1/3 為宜，最多不超過1/2，

22、作業(yè)前只需將常蓋式油杯蓋旋緊少許即可。當粉碎機軸承嚴重磨損或損壞，應(yīng)及時更換，并注意加強潤滑；使用圓錐滾子軸承的，應(yīng)注意檢查軸承軸向間隔，使其保持為0.2-0.4 毫米。如有不適，可通過增減軸承蓋處紙墊來調(diào)整。 三、齒爪與錘片的更換。粉碎部件中，粉碎齒爪及錘片是飼料粉碎機中的易損件，也是影響粉碎質(zhì)量及生產(chǎn)率的主要部件，粉碎齒爪及錘片磨損后都應(yīng)及時更換。齒爪式粉碎機更換齒爪時，應(yīng)先將圓盤拉出。拉出前，先要開圓盤背面的圓螺母鎖片，用鉤形扳手擰下圓螺母，再用專用拉子將圓盤拉出。為保證轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)平衡，換齒時應(yīng)注意成套更換，換后應(yīng)做靜平衡試驗，以使粉碎機工作穩(wěn)定。齒爪裝配時一定要將螺母擰緊，并注意不要漏

23、裝彈簧墊圈。換齒時應(yīng)選用合格件，單個齒爪的重量差應(yīng)不大于 1.0-1.5 克。錘片式粉碎機的錘片有的是對稱式，當錘片尖角磨鈍后，可反面調(diào)角使用；若一端兩角都已磨損，則應(yīng)調(diào)頭使用。在調(diào)角或調(diào)頭時，全部錘片應(yīng)同時進行，錘片四角磨損后，應(yīng)全部更換，并注意每組錘片重量差不得大5克；主軸、圓盤、定位套、銷軸、錘片裝好后，應(yīng)做靜平衡試驗，以保持轉(zhuǎn)子平衡，防止機組振動。此外，固定錘片的銷軸及安裝銷軸的圓孔由于磨損，銷軸會逐漸磨細、圓孔會逐漸磨大，當銷軸直徑比原尺寸縮小1 毫米，圓孔直徑較原尺寸磨大1毫米時，應(yīng)及時焊修或更換。 設(shè)計心得 機械設(shè)計課程設(shè)計是機械課程當中一個重要環(huán)節(jié)通過了3周的課程

24、設(shè)計使我從各個方面都受到了機械設(shè)計的訓練，對機械的有關(guān)各個零部件有機的結(jié)合在一起得到了深刻的認識。 由于在設(shè)計方面我們沒有經(jīng)驗，理論知識學的不牢固，在設(shè)計中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計算標準件是可能會出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進的計算誤差會更大，在查表和計算上精度不夠準在設(shè)計的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機械設(shè)計課程及其他課程的理論知識和應(yīng)用生產(chǎn)實際知識解決工程實際問題的能力，在設(shè)計的過程中還培養(yǎng)出了我們的團隊精神，大家共同解決了許多個人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認識到了自己在知識的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學習過程中我們會更加努力和團結(jié)。 由于本次設(shè)

25、計是分組的，自己獨立設(shè)計的東西不是全部的粉碎機，但在通過這次設(shè)計之后，我想會對以后自己獨立設(shè)計打下一個良好的基礎(chǔ)。 參考文獻 [1]]農(nóng)業(yè)機械研究所.農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊(下冊).機械工業(yè)出版社.1973. [2]機械工程手冊（11卷）.機械工業(yè)出版社 [3] 配合飼料機械.農(nóng)業(yè)出版社 [4]濮良貴，陳國定，吳立言.機械設(shè)計（第九版）.高等教育出版社.2013. [5]龔溎義，羅圣國，李平林，等.機械設(shè)計課程設(shè)計指導書.高等教育出版社.2003. [6]孔凌嘉.簡明機械設(shè)計手冊.北京理工大學出版社.2008. [7]周兆元，李翔英.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)（第3版）.機械工業(yè)出版社.2013. [8]成大先.機械設(shè)計手冊單行本軸及其連接.化學工業(yè)出版社.2010. 12