畢業(yè)設(shè)計(jì)之錘片式飼料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)與分析

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1、 學(xué)校代碼： 學(xué) 號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） BACHELOR DISSERTATION 論文題目： 錘片式飼料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)與分析 學(xué)位類別：

2、 學(xué)科專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者姓名：_________________ ____________________ 導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間： 2015年5月19日 錘片型飼料粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 摘 要 飼料粉碎機(jī)的主要功能是用來(lái)粉碎各種精飼料（如玉米、高粱）和粗飼料（如糠殼類、莖稈類和藤蔓類等）。錘片式飼料粉碎機(jī)于1975年制定形成聯(lián)合設(shè)計(jì)系列，并制定標(biāo)準(zhǔn)。錘片

3、式粉碎機(jī)也是現(xiàn)如今使用較多、度電產(chǎn)量較高、粉碎效果較好的一種機(jī)型。本畢業(yè)設(shè)計(jì)中的錘片式粉碎機(jī)內(nèi)部采用的是常用的錘片式結(jié)構(gòu)，粉碎室結(jié)構(gòu)呈水滴型，其飼料由粉碎機(jī)頂端流進(jìn)并得以粉碎。本設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置為帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)V帶帶動(dòng)主軸上帶輪運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子上的錘片高速轉(zhuǎn)動(dòng)將飼料粉碎。同時(shí)，錘片撞擊物料可將飼料中等粉碎，飼料最終被碎成細(xì)小碎粒。 設(shè)計(jì)的主要是部分是設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置，相比于多種傳動(dòng)裝置，最終采用V帶傳動(dòng)，因V帶是撓性件，并且?guī)鲃?dòng)可以緩沖、吸振。有電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶運(yùn)轉(zhuǎn)，利用大小帶輪直徑大小改變轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使主軸以一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)主軸上的轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子上的錘片轉(zhuǎn)動(dòng)并粉碎飼料。粉碎后的飼料經(jīng)下方的

4、篩網(wǎng)過(guò)濾后得到經(jīng)粉碎的飼料粒，整個(gè)粉碎過(guò)程結(jié)束。 關(guān)鍵詞：錘片；主軸；帶傳動(dòng)； ABSTRACT The main function of the feed mill is used to crush all kinds of fodder (such as maize, sorghum) and fodder (such as bran crustaceans, stem and vine type, etc.). Hammer mill feed formulation form joint design series

5、in 1975, and the development of standards. Hammer mill is now used more, higher electricity yield, crushing a better model. The graduation of the hammer mill is commonly used within the structure of hammer, grinding chamber structure was water drop, after its feed from the mill to the top of the fee

6、d hopper into the crushing chamber material to be crushed. The design of the belt drive gear motor through V-belt pulley driven spindle running turn the rotor rotates. Meanwhile, the hammer striking the material feed medium may be pulverized feed eventually crumbled into small crumb. The main part

7、of the design is to design gearing, compared to a variety of gear, the eventual adoption of V belt drive, because the V-belt has good flexibility, and the belt drive can be buffered, vibration absorption. A motor driven belt running,the spindle is rotated at a constant speed and drive the hammer rot

8、or and the rotor to rotate on the spindle. High-speed rotating hammer to feed into the crushing chamber were hit, and eventually rupture. Screen crushed beneath the feed by filtering to obtain pulverized feed grains, the end of the entire grinding process. KEY WORD: Hammer; Spindle; Belt Transmissi

9、on; 第一章 前言 1 1.1 設(shè)計(jì)的背景及相應(yīng)的問(wèn)題 1 1.1.1 背景 1 1.1.2 存在的問(wèn)題 1 1.2 設(shè)計(jì)的目的和意義 1 1.3 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和流程 1 第二章 粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)的確定 3 2.1 各類粉碎機(jī)簡(jiǎn)介 3 2.1.1 沖擊式粉碎機(jī) 3 2.1.2 振動(dòng)粉碎機(jī) 3 2.1.3 膠體磨 3 2.1.4 錘片式粉碎機(jī) 4 2.1.5 齒爪式粉碎機(jī) 4 2.2 關(guān)于錘片式飼料粉碎機(jī)的幾點(diǎn)說(shuō)明 5 2.3 確定生產(chǎn)率和基本結(jié)構(gòu) 5 2.4 粉

10、碎機(jī)工作過(guò)程 6 第三章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 7 3.1 各種傳動(dòng)方案比較 7 3.2 確定電動(dòng)機(jī) 7 3.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 8 3.3.1 確定計(jì)算功率 8 3.3.2 選擇V帶的帶型 8 3.3.3 確定粉碎機(jī)主軸帶輪基準(zhǔn)直徑并校驗(yàn)其帶速v 8 3.3.4 確定中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 9 3.4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 第四章 粉碎機(jī)特性參數(shù)的確定 12 4.1 錘片的末端線速度V 12 4.2 轉(zhuǎn)子直徑D和粉碎室內(nèi)壁寬度B的確定 12 4.2.1 轉(zhuǎn)子工作直徑 12 4.2.2 粉碎室寬度 13 4.3 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的確定 13 4.4 錘

11、篩間隙 13 4.5 確定粉碎機(jī)的生產(chǎn)率 13 4.6 配套功率 14 第五章 粉碎機(jī)主要零部件設(shè)計(jì) 15 5.1 錘片的選擇 15 5.2 篩網(wǎng)設(shè)計(jì) 15 5.3 轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì) 16 5.4 喂料部分設(shè)計(jì) 16 5.5 閘板設(shè)計(jì) 17 5.6 粉碎室設(shè)計(jì) 17 第六章 主要零部件設(shè)計(jì)與校驗(yàn) 18 6.1 軸的設(shè)計(jì) 18 6.1.1 計(jì)算主軸上的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 18 6.1.2 初步確定軸的最小直徑 18 6.1.3 軸的結(jié)構(gòu)如圖 18 6.2 軸的校核 19 6.2.1 軸的強(qiáng)度校核 19 6.2.2 軸的剛度校核 20 6

12、.3 鍵的選擇與校核 20 6.4 軸承的確定 22 6.4.1 軸承的選擇 22 6.4.2 軸承的潤(rùn)滑和密封 23 6.4.3 軸承的密封 23 6.4.4 軸承端蓋尺寸如下 24 6.5 軸上零部件的定位 24 6.5.1 零部件的軸向定位 24 6.5.2 零部件的周向定位 24 6.6 機(jī)架設(shè)計(jì) 24 6.7 箱體的設(shè)計(jì) 25 第七章 粉碎機(jī)使用注意事項(xiàng)、維護(hù)和保養(yǎng)方案 26 7.1 使用操作注意事項(xiàng) 26 7.1.1 清除粉碎室內(nèi)的金屬雜物 26 7.1.2 飼料的含水率應(yīng)控制在15%以下 26 7.1.3 粉碎機(jī)工作之

13、前的相關(guān)檢查 26 7.1.4 工作人員安全 26 7.1.5 停機(jī)清理和更換 26 7.2 保養(yǎng)和維護(hù) 26 7.2.1 軸承使用 26 7.2.2 傳動(dòng)帶發(fā)熱 27 7.3 錘篩間隙應(yīng)適中 27 7.4 注意機(jī)器是否平衡 27 7.5 試機(jī) 27 7.6 操作 27 第八章 結(jié)論 29 參考文獻(xiàn) 30 致謝 31 第一章 前言 1.1 設(shè)計(jì)的背景及相應(yīng)的問(wèn)題 1.1.1 背景 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)制造銷售飼料粉碎機(jī)的廠家已經(jīng)大約增長(zhǎng)到三百多家，大體上能滿足國(guó)內(nèi)飼料生產(chǎn)發(fā)展的需要。但還有很多專門(mén)針對(duì)于特定場(chǎng)合的機(jī)型需從海外進(jìn)口，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)

14、生產(chǎn)的諸多產(chǎn)品從基本生產(chǎn)需求上來(lái)說(shuō)都能取代進(jìn)口，并且重要參數(shù)指標(biāo)已接近世界先進(jìn)，而且國(guó)內(nèi)機(jī)型有很大價(jià)值優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)制造的各類機(jī)型都有很多銷售出路，其中當(dāng)屬小型粉碎機(jī)械出口較大，主要銷往國(guó)際上的大多數(shù)第三世界國(guó)家。目前國(guó)內(nèi)粉碎機(jī)制造廠家尤其是具有一定實(shí)力和具備一定科研能力的廠家是坐落于東南發(fā)達(dá)省份，而處于西部落后地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廠家主要仍是之前的廠家。 1.1.2 存在的問(wèn)題 經(jīng)搜集網(wǎng)上資料發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)廠家的核心技術(shù)仍需依賴從海外引進(jìn)，而且國(guó)內(nèi)廠家的技術(shù)創(chuàng)新能力不足。不僅如此，當(dāng)下市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)如此激烈，加之國(guó)外一流技術(shù)進(jìn)入中國(guó)，提高自主創(chuàng)新能力成為國(guó)內(nèi)廠家生存的唯一出路。作為中國(guó)新生企業(yè)，該增加

15、科研經(jīng)費(fèi)投入，增加科學(xué)技術(shù)支持，提高自主創(chuàng)新能力，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。 1.2 設(shè)計(jì)的目的和意義 當(dāng)今飼料加工存在一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)：飼料原料的粉碎。通過(guò)對(duì)飼料進(jìn)行粉碎有利于飼料在動(dòng)物體內(nèi)的消化，另外，加工之前飼料粒大小嚴(yán)重影響之后操作工序的難易水平和飼料品質(zhì)，而更直接的是，不同的粉碎粒度也會(huì)產(chǎn)生不同的生產(chǎn)成本。生產(chǎn)飼料時(shí)，粉碎加工的電耗占比非常大。雖然較小的粉碎粒度可幫助動(dòng)物消化，但是電損耗會(huì)同時(shí)增加，而且粉碎機(jī)可影響飼料品質(zhì)、收益及生產(chǎn)成本。所以，粉碎技術(shù)和機(jī)型非常重要。 1.3 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和流程 本設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置為帶傳動(dòng),電動(dòng)機(jī)通過(guò)V帶帶動(dòng)主軸帶輪運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),錘片隨轉(zhuǎn)子

16、高速轉(zhuǎn)動(dòng)將飼料粉碎。該粉碎機(jī)內(nèi)部采用的是錘片式結(jié)構(gòu),粉碎室結(jié)構(gòu)呈水滴型,其飼料由粉碎機(jī)頂端的徑向入口流進(jìn)粉碎室粉碎,并要求最終粒度為。 其主要設(shè)計(jì)流程如下： ① 初步計(jì)算生產(chǎn)率，由生產(chǎn)率確定合適的功率； ② 確定傳動(dòng)方式和傳動(dòng)裝置，這是設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)； ③ 根據(jù)確定的傳動(dòng)裝置選取V帶帶型，并對(duì)其進(jìn)行校核，再接著對(duì)軸和鍵等零部件計(jì)算校核； ④ 根據(jù)功率設(shè)計(jì)粉碎室參數(shù)，錘片、轉(zhuǎn)子等參數(shù)； ⑤ ； ⑥ ； 第二章 粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)的確定 2.1 各類粉碎機(jī)簡(jiǎn)介 2.1.1 沖擊式粉碎機(jī)

17、 沖擊式粉碎機(jī) 選擇市面上這種沖擊式粉碎機(jī)十分盛行。但日常使用中，大多過(guò)分重視結(jié)構(gòu)而不考慮分級(jí)系統(tǒng)，造成裝備使用不當(dāng)。 2.1.2 振動(dòng)粉碎機(jī) 振動(dòng)粉碎機(jī) 該粉碎機(jī)是靠高速運(yùn)轉(zhuǎn)的氣流擊打飼料，即利用流體動(dòng)力使得飼料粉碎。 2.1.3 膠體磨 膠體磨 膠體磨是一種利用離心力工作的裝置，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，適用于粘度高、粒度大的飼料，可取代石磨且性能高于石墨。 2.1.4 錘片式粉碎機(jī) 錘片式粉碎機(jī) 該種粉碎機(jī)采用高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)錘片轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)飼料進(jìn)行擊打，同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)中的離心力使飼料與篩片再一次撞擊摩擦，篩片孔徑的大小控制粒度，

18、最終過(guò)濾成所需的成品飼料。 2.1.5 齒爪式粉碎機(jī) 齒爪式粉碎機(jī) 該粉碎機(jī)主要以錘打的方式使飼料粉碎等。飼料經(jīng)軸向喂料斗流進(jìn)粉碎室，經(jīng)粉碎后由篩網(wǎng)過(guò)濾并排出。 2.2 關(guān)于錘片式飼料粉碎機(jī)的幾點(diǎn)說(shuō)明 錘片式飼料粉碎機(jī)目前是市面上使用最多、度電產(chǎn)量（消耗一度電所能創(chuàng)造的產(chǎn)量或價(jià)值）較高、粉碎粗飼料效果也較好的一款粉碎機(jī)。 根據(jù)粉碎機(jī)的特點(diǎn)不同具體又可分為幾種不同類型： 按動(dòng)力大小分大、中、小等機(jī)型； 按進(jìn)料方式可分為切向進(jìn)料式（飼料從沿轉(zhuǎn)子的切線方向進(jìn)入粉碎室）和軸向進(jìn)料式（飼料沿轉(zhuǎn)子的軸線方向，即與主軸平行，進(jìn)入粉碎室）。 切向粉碎機(jī)型號(hào)有9FQ-40、9FQ-50

19、、9FQ-60等，軸向粉碎機(jī)機(jī)型有9F-32、9F-45、9F-55等。 2.3 確定生產(chǎn)率和基本結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)率受篩網(wǎng)的面積及其面上開(kāi)孔率的影響，因?yàn)楹Y網(wǎng)的過(guò)濾能力對(duì)粉碎機(jī)的生產(chǎn)率會(huì)產(chǎn)生很大影響。它們之間關(guān)系如下： 式中：； ； ； 通過(guò)查閱資料，新舊粉碎機(jī)篩網(wǎng)參數(shù)對(duì)比如下，如表1所示： 表1 新舊粉碎機(jī)篩網(wǎng)的參數(shù)對(duì)照 篩網(wǎng)開(kāi)孔率 篩網(wǎng)孔徑() 粉碎室長(zhǎng)() 粉碎室寬() 原來(lái) 24% 1.2 150 100 現(xiàn)有 40% 2 400 200 經(jīng)查閱資料和分析粉碎機(jī)裝置，大體確定粉碎機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外形

20、，粉碎機(jī)的整體設(shè)定為左右對(duì)稱，粉碎機(jī)頂部設(shè)有喂料斗讓飼料進(jìn)入，使得谷物類飼料順利粉碎，使用也很方便，內(nèi)部結(jié)構(gòu)草圖如圖1所示： 圖1 粉碎機(jī)內(nèi)部圖 2.4 粉碎機(jī)工作過(guò)程 工作時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)V帶和帶輪帶動(dòng)粉碎室內(nèi)部轉(zhuǎn)子和錘片高速旋轉(zhuǎn)，錘片撞擊飼料直至飼料裂開(kāi)，被粉碎的飼料高速飛向篩網(wǎng)，與篩網(wǎng)碰撞和摩擦利用慣性使飼料繼續(xù)破碎，循環(huán)反復(fù)，飼料將被粉碎并最終被粉碎的碎粒經(jīng)下方篩網(wǎng)過(guò)濾并最終被排出。 粉碎機(jī)在加工生產(chǎn)時(shí)具體有兩過(guò)程： 一、飼料從頂端的喂料斗進(jìn)入，與正在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的錘片相碰撞，錘片擊打飼料使之粉碎； 二、粉碎室內(nèi)部的內(nèi)壁，篩網(wǎng)，轉(zhuǎn)子在對(duì)飼料進(jìn)行撞擊和摩擦。

21、 第三章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 3.1 各種傳動(dòng)方案比較 根據(jù)本科階段所學(xué)習(xí)的機(jī)械傳動(dòng)方案種類，有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸輪蝸桿、齒輪傳動(dòng)等傳動(dòng)類型。 相比于其他方案，帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)： 1、適用于大中心距的場(chǎng)合，齒輪和蝸輪的結(jié)構(gòu)過(guò)于緊湊； 2、帶具有優(yōu)秀的撓性，有吸振、緩沖的作用；鏈的瞬時(shí)速率、傳動(dòng)比不同導(dǎo)致多邊形效應(yīng)，摩擦大，效率低； 3、過(guò)載產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，避免對(duì)其余零件造成不必要的損壞； 4、帶傳動(dòng)容易、價(jià)格低廉，齒輪安裝精度高，價(jià)格高。 整體考慮之后，帶傳動(dòng)更適合本設(shè)計(jì)，故最終選擇使用帶傳動(dòng)作為傳動(dòng)裝置。 3.2 確定電動(dòng)機(jī) 根據(jù)粉碎機(jī)的生產(chǎn)能力(單位：)，可確定電動(dòng)機(jī)功率的

22、大小。由確定功率。粉碎后的粒度大小由前面的系數(shù)確定，系數(shù)大較細(xì)，系數(shù)小則較粗。按后面公式算得：，則得功率，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》）表12-1，選擇使用Y型三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)。參數(shù)如下表2，電動(dòng)機(jī)相關(guān)尺寸可查表，如表3； 表2 電動(dòng)機(jī)的主要性能 型 號(hào) 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 級(jí)數(shù) 同步轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 Y132S1-2 5.5 2900 2 3000 2.0 2.3 64 表3 電動(dòng)機(jī)外形尺寸 單位：mm 3.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 3.3.1 確定計(jì)算功率 ：工況系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表7-6查得；：傳

23、動(dòng)的額定功率。 3.3.2 選擇V帶的帶型 、，。 3.3.3 確定粉碎機(jī)主軸帶輪基準(zhǔn)直徑并校驗(yàn)其帶速v 1）。 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表7.7，取合適的主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 ； 2）驗(yàn)算帶速v 因, 故帶速符合要求。 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》，算得從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑， 整圓，取 3.3.4 確定中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1) 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》，初步確定中心距。 2) 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》，計(jì)算帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表7.2,選基準(zhǔn)長(zhǎng)度。 3) 計(jì)算實(shí)際中心距 中心距的變化為 4) 驗(yàn)算小帶輪上的包角

24、 5) 計(jì)算V帶根數(shù)z。 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表7.3，取 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表7.8，取 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表7.2，取 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表7.4，取 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表7.5知，取 ，故取4根。 6) 求帶輪轉(zhuǎn)軸的壓力 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖表7.1，得A型帶的,故 計(jì)算得帶的實(shí)際初拉力，作用在軸上之壓力為 3.4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知，小帶輪的材料為灰鑄鐵，代號(hào)，由小帶輪，故小帶輪為腹板式；查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》得Y型槽,,,，， ，如圖2。 圖2 小帶輪 大帶輪也選擇，因，故亦為腹板式,

25、 ，，如圖3。 圖3 大帶輪 第四章 粉碎機(jī)特性參數(shù)的確定 這些參數(shù)影響著粉碎機(jī)相關(guān)工作性能，依據(jù)現(xiàn)有的粉碎機(jī)特性參數(shù)可相對(duì)確定本設(shè)計(jì)的特性參數(shù)。 4.1 錘片的末端線速度V 錘片末端線速度和粉碎機(jī)主軸轉(zhuǎn)速是影響粉碎機(jī)的主要參數(shù)，當(dāng)轉(zhuǎn)子直徑確定時(shí)兩者成正比。對(duì)于一臺(tái)特定的粉碎機(jī)，其線速度有一個(gè)確定的范圍。 根據(jù)現(xiàn)有粉碎機(jī)的的參數(shù)以及本設(shè)計(jì)的要求，飼料粉碎主要靠沖擊和摩擦進(jìn)行粉碎，線速度主要由正交試驗(yàn)確定，本設(shè)計(jì)中取。 4.2 轉(zhuǎn)子直徑D和粉碎室內(nèi)壁寬度B的確定 這些特性參數(shù)可由如下公式確定： 其中：——

26、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； ——電動(dòng)機(jī)功率，取； ——轉(zhuǎn)子工作直徑； ——粉碎室寬度； 4.2.1 轉(zhuǎn)子工作直徑 轉(zhuǎn)子工作直徑對(duì)于粉碎機(jī)工作情況影響很大，由公式確定轉(zhuǎn)子直徑D。 其中：——錘片線速度， ——粉碎機(jī)主軸轉(zhuǎn)速， 由后面計(jì)算得：，取。 4.2.2 粉碎室寬度 過(guò)大或過(guò)小均對(duì)粉碎不利，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)考慮最終由下式設(shè)計(jì)粉碎室寬度B： ，式中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取得，現(xiàn)取。 由上式可以得知，當(dāng)D=400mm時(shí)，B=200mm。 4.3 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的確定 根據(jù)加工要求及相關(guān)公式，計(jì)算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：

27、 4.4 錘篩間隙 錘篩間隙實(shí)為錘片尾部到粉碎室內(nèi)壁表面之間的距離，對(duì)粉碎的質(zhì)量有著很大的影響，不當(dāng)?shù)臅?huì)明顯地降低生產(chǎn)率。間隙過(guò)大造成粉碎不完全，導(dǎo)致生產(chǎn)率降低；但間隙過(guò)小的話被粉碎的飼料不易及時(shí)從篩網(wǎng)濾出，同樣會(huì)使生產(chǎn)率降低。綜合考慮和思考之后取。 4.5 確定粉碎機(jī)的生產(chǎn)率 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：，計(jì)算出生產(chǎn)率Q， 其中：——物料容重 飼料容重 ——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 ——粉碎機(jī)工作時(shí)的影響系數(shù) 取 ——進(jìn)料不均勻系數(shù) 取 ——出料影響系數(shù) 取 ——轉(zhuǎn)子直徑 ——粉碎室寬度

28、 4.6 配套功率 粉碎機(jī)配套功率可由如下公式計(jì)算： 其中： ——系數(shù) ，，取 ——生產(chǎn)率， 所以，配套功率 第五章 粉碎機(jī)主要零部件設(shè)計(jì) 5.1 錘片的選擇 粉碎機(jī)中不同錘片性能的對(duì)比，錘片的尺寸、形狀、和排列方法對(duì)粉碎機(jī)的度電產(chǎn)量、成品粗細(xì)均有一定影響。如表4所示： 表4 常見(jiàn)錘片的特點(diǎn)比較 本設(shè)計(jì)為錘片式，主要依靠錘片的擊打

29、和沖撞作用來(lái)完成粉碎飼料的工作。錘片不僅要有足夠的強(qiáng)度，還要有良好的耐磨性，并可以利用熱處理的方法來(lái)延長(zhǎng)錘片的使用壽命。常用材料為合金鋼和鑄鐵，依據(jù)《飼料加工機(jī)械》按中國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選擇I型，選用材料為鋼，如圖4所示： 圖4 錘片 錘片數(shù)目 最后結(jié)果圓整，錘片所采用材料為鋼，兩頭采用熱處理，硬度為，錘片在粉碎室內(nèi)交錯(cuò)對(duì)稱排列。 5.2 篩網(wǎng)設(shè)計(jì) 篩網(wǎng)是粉碎機(jī)排料部分的組成部分但易損壞，一般情況下，不同的形狀尺寸其粉碎能力也不同，篩網(wǎng)包角大則利于排粒。本設(shè)計(jì)采用半環(huán)形篩網(wǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，制作容易，應(yīng)用廣泛，放置于轉(zhuǎn)子下方，位于粉碎室的底部，即為底篩。 粉碎機(jī)篩網(wǎng)厚1.2~1.5m

30、m，孔用鋼板沖制而成。篩孔為圓形，直徑為2mm。 表5 篩板開(kāi)孔率 項(xiàng)目 孔徑/mm 篩孔徑/mm 0.6 0.8 1.0 1.2 1.5 2 2.5 3 3.5 4 孔間距/mm 1.6 1.8 2.0 2.2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 開(kāi)孔率/% 12.6 17.8 22.5 23.4 32.4 40 46 50 54 57.6 圖6 篩子結(jié)構(gòu) 5.3 轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)四個(gè)轉(zhuǎn)子直徑均取260mm，相鄰轉(zhuǎn)子中間部分用套筒軸向固定，轉(zhuǎn)子上的錘片由主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)以實(shí)現(xiàn)飼料的進(jìn)料和出料。 5.4

31、 喂料部分設(shè)計(jì) 飼料從粉碎機(jī)頂部進(jìn)入粉碎室內(nèi)部，這樣設(shè)計(jì)可以使: 1）機(jī)構(gòu)便于安裝拆卸，易清除雜質(zhì)，使用方便，可調(diào)節(jié)飼料進(jìn)入量大??； 2） 喂料斗的兩對(duì)面壁面夾角均為，這樣可使飼料更容易進(jìn)入粉碎室內(nèi)部； 圖7 喂料裝置樣圖 Figure 7 Feeding device 5.5 閘板設(shè)計(jì) 閘板為手動(dòng)推拉控制，這種方法可用來(lái)控制飼料進(jìn)入多少和速度。 圖8 閘板 5.6 粉碎室設(shè)計(jì) 粉碎室結(jié)構(gòu)呈水滴形，即粉碎室形狀好似一滴水滴，飼料在粉碎室內(nèi)由于主軸上轉(zhuǎn)子帶動(dòng)錘片運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用，會(huì)使得飼料高速旋轉(zhuǎn)并且沖向篩網(wǎng)。而且此種形狀的粉碎室可調(diào)整飼料分布，

32、飼料由頂端進(jìn)入后先后作圓周和直線運(yùn)動(dòng)，并且相互擊碰，如此反復(fù)撞擊使飼料粉碎。粉碎室示意圖如下： 圖9 水滴形狀的粉碎室 第六章 主要零部件設(shè)計(jì)與校驗(yàn) 6.1 軸的設(shè)計(jì) 在機(jī)械傳動(dòng)中，軸起重要作用，設(shè)計(jì)時(shí)需采用恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)使得具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可采用階梯型，此外還應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)工藝性等。 6.1.1 計(jì)算主軸上的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 ，為傳動(dòng)效率，這里取， 電動(dòng)機(jī)主軸： 粉碎機(jī)主軸： 6.1.2 初步確定軸的最小直徑 選45號(hào)鋼，采用調(diào)制處理方式，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》中軸部分的設(shè)計(jì)，表10.2，取。 考慮階梯軸上有兩鍵槽，故，取。 6.1.3

33、 軸的結(jié)構(gòu)如圖 圖10 軸的結(jié)構(gòu) 圖11 軸的三維圖 6.2 軸的校核 6.2.1 軸的強(qiáng)度校核 在對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，應(yīng)按軸的實(shí)際工作情況，選取適當(dāng)?shù)男：斯剑ㄈ缦拢﹣?lái)校核，假如軸同時(shí)還承受不大的彎矩，用降低的手段來(lái)分析。 式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，； 　　　——主軸所受的扭矩，； 　　　——主軸的扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)，； 　　　——主軸的轉(zhuǎn)速，； 　　　——主軸傳遞功率,； 　　　——危險(xiǎn)截面處的軸徑，； 　　　，； 代入前面計(jì)算的數(shù)據(jù)，計(jì)算得，故滿足強(qiáng)度條件。 6.2.2 軸的剛度校核 在粉碎機(jī)主軸所受載荷作用下，主軸將或多或少發(fā)生

34、變形。如若軸發(fā)生的變形量大于許用極限，便會(huì)使軸上零部件不能正常地工作，并對(duì)其工作性能產(chǎn)生影響。因此，如果有剛度要求的話，需進(jìn)行剛度校核。 對(duì)于階梯軸，　 式中：——主軸所受扭矩，； 　　 ，，對(duì)于主軸的45號(hào)鋼， ； 　　　——主軸的極慣性矩，，這里，； 　　　——主軸受扭矩作用的長(zhǎng)度，； 　　　、、——第i段上的扭矩、長(zhǎng)度及極慣性矩； 　　　——階梯軸上受扭段數(shù)。 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》知，軸的扭矩剛度條件為： 式中：為軸的每米的許用扭轉(zhuǎn)角，一般傳動(dòng)軸：，精度高的傳動(dòng)軸：，精度不高的傳動(dòng)軸：。 經(jīng)計(jì)算，，故滿足剛度條件。 6.3 鍵的選擇與校核 鍵可承擔(dān)轉(zhuǎn)矩并起周向

35、定位的作用,有多種形式的鍵的類型。根據(jù)軸徑的不同選擇適用于特定要求的鍵。 第一處即安裝小帶輪的地方的軸徑為：，由《手冊(cè)》表4-1的、知，選擇鍵,軸為45號(hào)鋼，且屬靜聯(lián)接,查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》得, 取平均值。鍵工作長(zhǎng)度為，鍵工作高度。查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》可得： 式中： ——軸傳遞的轉(zhuǎn)矩； ——軸段直徑； ——鍵的工作長(zhǎng)度：型，； ——接觸高度：，：鍵高； ； ； ； 經(jīng)計(jì)算，該處鍵滿足要求，可安全工作。 第二處軸徑為：，由《手冊(cè)》表4-1的、知，選擇鍵型為，屬靜聯(lián)接,查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》得, 取均值。鍵工作長(zhǎng)度。鍵的工

36、作高度為。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中計(jì)算： 式中： ——軸傳遞的轉(zhuǎn)矩； ——軸段直徑； ——鍵的工作長(zhǎng)度：型，； ——接觸高度：，：鍵高； ； ； ； 經(jīng)計(jì)算，該鍵同樣滿足要求，可安全工作。 6.4 軸承的確定 6.4.1 軸承的選擇 根據(jù)軸徑的不同，挑選不同類型的軸承。主軸通過(guò)粉碎室內(nèi)部，兩端由軸承固定安裝在粉碎室上，主要承受錘片徑向力和一部分軸向力。故本設(shè)計(jì)選用深溝球軸承。 小帶輪所處軸徑，選內(nèi)徑的深溝球軸承，查閱《手冊(cè)》中表6-1深溝球軸承（ 摘錄），選代號(hào)6004的深溝球軸承（0尺寸系列）。另一處軸

37、徑也為，選內(nèi)徑為的深溝球軸承，查閱《手冊(cè)》中表6-1深溝球軸承（ 摘錄），也選代號(hào)為6004的深溝球軸承（0尺寸系列）。所選的軸承主要參數(shù)如下表6： 表6 軸承參數(shù) 主要尺寸/ 安裝尺寸/ 基本額定動(dòng)載荷 基本額定靜載荷 極限轉(zhuǎn)速/() 代號(hào) d D B 脂潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 6004 20 42 12 0.6 25 37 0.6 9.38 5.02 15000 19000 6.4.2 軸承的潤(rùn)滑和密封 潤(rùn)滑是使得機(jī)械得以正常工作的重要手段。潤(rùn)滑可起到如下作用： （1） 減少金屬零部件間相互摩擦，減緩其中磨損； （2）

38、油膜增大接觸面積，促使接觸應(yīng)力減小； （3）降低工作表面溫度，防止零部件燒傷； （4） 軸承潤(rùn)滑方式由值選擇（d：軸承內(nèi)徑；n：軸承轉(zhuǎn)速），具體軸承選取參照下表。表中潤(rùn)滑方式為界限的最低值。通過(guò)計(jì)算得 ，因此確定1號(hào)、2號(hào)鈣-鈉脂潤(rùn)滑脂，詳細(xì)數(shù)據(jù)參考下表7、表8： 表7 軸承分類 表8 潤(rùn)滑脂選取 6.4.3 軸承的密封 在此密封主要是為了防止灰塵等雜質(zhì)溜進(jìn)軸承，查閱《手冊(cè)》，采用毛氈圈密封件密封。 6.4.4 軸承端蓋尺寸如下 　　　　　 圖15 軸承端蓋結(jié)構(gòu) 6.5 軸上零部件的定位 6.5.1 零部件的軸向定位 為防止軸上的零部件

39、產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，須對(duì)零部件采取軸向定位。依據(jù)軸上零件的安裝和使用要求，選擇特定的定位方式，比如軸肩定位方式、套筒定位方式、軸端擋圈零件等。 6.5.2 零部件的周向定位 鍵除了有軸向定位的作用，還有通過(guò)鍵來(lái)防止軸上零部件產(chǎn)生周向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)周向定位，現(xiàn)有很多不同鍵的類型，因此需根據(jù)不同的需要選擇特定的鍵。根據(jù)粉碎機(jī)的傳動(dòng)要求，本設(shè)計(jì)中的兩處鍵所采用的均為A型鍵，工作面是它的兩側(cè)面，為滿足一定的使用要求，兩鍵的上表面工作處均需要空出些許間隙，該種鍵的特點(diǎn)是具有優(yōu)良的定心性、拆裝使用方便。 6.6 機(jī)架設(shè)計(jì) 粉碎機(jī)主要的零部件為帶輪，軸以及轉(zhuǎn)子相關(guān)部件的設(shè)計(jì)，關(guān)于機(jī)架的設(shè)計(jì)

40、可根據(jù)具體情況而定。若工作地點(diǎn)固定，就可把粉碎機(jī)固定在機(jī)架上使之不能移動(dòng)；但若工作環(huán)境需不時(shí)變更，可把電動(dòng)機(jī)焊接在粉碎機(jī)的機(jī)架上，若需要移動(dòng)則直接移動(dòng)這個(gè)焊接的整體。 6.7 箱體的設(shè)計(jì) 粉碎機(jī)的外部箱體采用材料為鑄鐵，其主要尺寸也由具體情況而定，其相關(guān)尺寸也根據(jù)特定環(huán)境確定。 第七章 粉碎機(jī)使用注意事項(xiàng)、維護(hù)和保養(yǎng)方案 粉碎機(jī)利用安裝在轉(zhuǎn)子上錘片的旋轉(zhuǎn)慣性擊打飼料，若使用、維護(hù)和保養(yǎng)不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 7.1 使用操作注意事項(xiàng) 7.1.1 清除粉碎室內(nèi)的金屬雜物 本設(shè)計(jì)的粉碎機(jī)里沒(méi)有配置的清除金屬異物的相關(guān)

41、裝置，盡管錘片為金屬所制，在工作時(shí)錘片可能不是那么容易損壞，但進(jìn)入的金屬碎粒會(huì)對(duì)粉碎機(jī)下方的篩網(wǎng)進(jìn)行沖擊而影響工作。 7.1.2 飼料的含水率應(yīng)控制在15%以下 7.1.3 粉碎機(jī)工作之前的相關(guān)檢查 1）粉碎機(jī)有無(wú)漏電現(xiàn)象； 2）粉碎室里面有無(wú)雜質(zhì)； 3）粉碎機(jī)各相關(guān)螺栓、鍵、銷是否擰緊，是否能安全工作； 4）檢查錘片、篩網(wǎng)等是否完好無(wú)損； 7.1.4 工作人員安全 工作時(shí)，工作人員應(yīng)身著工作服、佩戴工作帽，確保人身安全，此外不應(yīng)站在機(jī)器的正面，應(yīng)站在側(cè)面，嚴(yán)禁將手伸入喂料斗。 7.1.5 停機(jī)清理和更換 在清理粉碎室里面的堵塞物以及更換錘片、篩網(wǎng)時(shí)須切斷電

42、源再予以處理。 7.2 保養(yǎng)和維護(hù) 7.2.1 軸承使用 由于粉碎機(jī)的軸是處于高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，應(yīng)選擇特定的潤(rùn)滑脂以保證軸在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得阻力得以減小。應(yīng)及時(shí)更換油封保證軸承內(nèi)部不應(yīng)該進(jìn)入臟物，而且軸承受損時(shí)須立即更換。軸承在安裝時(shí)需保證良好的對(duì)中性，以防止不能準(zhǔn)確定位，造成潤(rùn)滑油路不通，導(dǎo)致潤(rùn)滑不當(dāng)。 7.2.2 傳動(dòng)帶發(fā)熱 V帶過(guò)緊或過(guò)松都會(huì)影響粉碎機(jī)的使用，應(yīng)保證V帶具有良好的張緊度。但粉碎機(jī)上的V帶在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于發(fā)熱而使帶發(fā)生松動(dòng)，故而應(yīng)保證帶傳動(dòng)良好的運(yùn)行。 7.3 錘篩間隙應(yīng)適中 錘篩間隙為錘片尾部與粉碎室內(nèi)壁的間隙，影響粉碎機(jī)工

43、作性能。較大時(shí)，飼料不容易受到?jīng)_擊，同時(shí)篩網(wǎng)對(duì)飼料的摩擦也會(huì)降低，生產(chǎn)率會(huì)降低；較小時(shí)，會(huì)使篩網(wǎng)造成堵塞，也會(huì)使生產(chǎn)率降低。 7.4 注意機(jī)器是否平衡 粉碎機(jī)里轉(zhuǎn)子工作時(shí)處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，查閱《機(jī)械原理》，需對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)平衡試驗(yàn)來(lái)校驗(yàn)，使機(jī)器得以正常工作。 7.5 試機(jī) 安裝完成后，投入生產(chǎn)之前，須對(duì)機(jī)器進(jìn)行全方位安全檢查： 1）設(shè)備安裝是否合適、安全和是否可以正常使用。 2）連接部位是否牢靠，各螺栓及連接的零部件是否能保證機(jī)器不會(huì)松動(dòng)或者出現(xiàn)脫落。 3）勘察粉碎室里面有無(wú)無(wú)關(guān)雜質(zhì)，轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子上的錘片及各小零部件是否完好無(wú)損，銷是否滑動(dòng)或者破壞。若沒(méi)什么

44、其他故障，則上下機(jī)體可以合實(shí)，此時(shí)用扳手?jǐn)Q緊螺栓，使機(jī)蓋緊緊壓在下方機(jī)座上。 4）檢測(cè)潤(rùn)滑系統(tǒng)是否可以正常工作，若符合要求，則可以接通電源嘗試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢測(cè)各零部件能否正常工作。 7.6 操作 1）加工時(shí)使用的飼料一定要干燥，保證含水量在15%以下，不然篩網(wǎng)篩孔容易堵塞，降低生產(chǎn)率。飼料加工之前，必須提前把飼料中的小石頭或其余雜質(zhì)過(guò)濾掉。 2）機(jī)器接通電源后，假如機(jī)器試運(yùn)轉(zhuǎn)可以正常工作，則可繼續(xù)進(jìn)料。進(jìn)料時(shí)，不能全部一次性倒入，要緩緩增加，循序漸進(jìn)。 3）操作時(shí)工人衣服袖口必須扎緊，女性工作人員必須佩戴工作帽。需在機(jī)器的左右側(cè)操作，不能在正對(duì)進(jìn)料口，且注意力一定要集中。進(jìn)料口發(fā)生堵塞時(shí)

45、，用木棍（不能用鐵制棍棒）撥動(dòng)來(lái)幫助送料。 第八章 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生涯最后一次對(duì)于本專業(yè)知識(shí)總結(jié)性的設(shè)計(jì)，是對(duì)這四年在學(xué)校中所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次全面總結(jié)。但本次設(shè)計(jì)難免會(huì)有些地方考慮不周，這就需要靠老師的指導(dǎo)來(lái)糾正其中錯(cuò)誤。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我了解了粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的一些基本流程，知道了粉碎機(jī)是什么，屬于什么機(jī)械，分為哪些部分，是如何將飼料粉碎成功的，這同時(shí)也提升了我分析及解決這類問(wèn)題的能力，繼續(xù)加強(qiáng)了對(duì)本專業(yè)所學(xué)的知識(shí)概念的理解。在設(shè)計(jì)的同時(shí)，用到了工程圖學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、工程材

46、料、幾何公差等專業(yè)書(shū)籍，AutoCAD、UG軟件等電腦二維三維設(shè)計(jì)軟件，再通過(guò)這些電腦軟件作出零件圖和裝配圖。在此之外，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也熟練了論文、期刊的查找方法，為今后學(xué)習(xí)和研究做好了充足的前期準(zhǔn)備。 參考文獻(xiàn) [1] 王黎欽，陳鐵鳴主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社. 2004.5. [2] 吳宗澤，羅圣國(guó)主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 高等教育出版社. 2012.5.4. [3] 楊薩蘭主編. 飼料粉碎機(jī)[M].湖南科學(xué)技術(shù)出版社. 1985 [4] 趙家齊主編. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 2014.1. [5] 鄭文緯，吳克堅(jiān)主編. 機(jī)械原理[M]. 高等教育出版社. 2004.5. [6] 徐廼霆主編. 粉碎機(jī)械[M]. 商務(wù)印書(shū)館. 1952 [7] 周恩浦主編. 粉碎機(jī)械的理論與應(yīng)用[M]. 中南大學(xué)出版社. 2004.10. [8] 侯洪生主編. 機(jī)械工程圖學(xué)[M]. 科學(xué)出版社. 2008.9. 致謝 29