粉碎机说明书.docx
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粉碎机说明书
中华人民共和国教育部
哈尔滨石油学院
毕业设计
设计题目：
链锤式粉碎机的设计
学生：
赵伟
指导教师：
孙雪副教授
学院：
哈尔滨石油学院
专业：
机械设计制造及其自动化
2013年5月
哈尔滨石油学院
毕业设计任务书
设计题目链锤式粉碎机的设计
指导教师孙雪副教授
专业机械电子工程2013级11班
学生赵伟
2013年5月8日
题目：
链锤式粉碎机的设计
任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）
一、内容
该机主要可粉碎含水率在14%以下的有机质和含水率不大于10%的回料。
由主电机驱动主轴及双层链锤进行高速旋转，将从进料口进入筒体内的化肥击碎，待粉碎后物料沉降后，被螺旋输送机从出料口送出。
本课题来源于生产实践，使学生清楚的了解所设计链锤式粉碎机的组成及加工特点以及运用所学的知识完成粉碎机的结构设计。
1．了解所设计链锤式粉碎机的整体机构、工作原理
2．链锤式粉碎机主轴的设计及相关的计算。
3．螺旋输送机的相关设计计算。
二、计划、时间安排
计划、时间安排：
3.02—3.31实习、资料收集、分析整理，初步形成课题思路，写出开题报告。
4.01—4.10检索文献,链锤式粉碎机的整体机构、工作原理。
4.10—5.01链锤式粉碎机主轴设计及相关的计算。
5.01—5.10螺旋输送机的相关计算
5.10—5.20绘制机械零件图和装配图（合计3张A0图纸，其中一张A1手绘图纸）
5.20—6.10整理资料，完成毕业设计说明书的撰写。
6.10—6.15完善改进图纸和说明书，导师评审。
三、完成工作量
完成计划安排；撰写设计说明书。
四、水平具体要求
该课题需应用计算机绘图、机械结构设计、工程材料、机电一体化技术、机械原理、电路等相关的基础课和专业课，通过该课题的设计，通过该课题的设计，提高学生将理论与实际应用结合，更能够培养学生的综合运用知识的能力。
其中：
参考文献篇数：
20篇以上（其中，外文文献3篇以上）
专业负责人意见
签名：
年月日
摘 要
随着国家逐步推进农业绿色化生产，链锤式粉碎机适用于对各种肥料的粉碎，所以研究主要用于各种肥料的粉碎的粉碎机具有现实意义。
生活中都有大量的原料和再利用的废料都需要用粉碎机进行加工处理，随着工业的迅速发展和资源的迅速减小，对生产中废料的再利用是很重要的。
本文介绍了链锤式粉碎机的发展现状与前景以及各种粉碎机的工作原理，主要研究了链锤式粉碎机，并对粉碎机的主要部分进行了理论设计，包括主轴的设计及其零部件的设计计算、锤头的设计、电机与V带的选择、螺旋输送机的设计计算、以及主轴和键的校核等等。
另外，本文还简单的对粉碎机的粉碎方法及其选择作了介绍。
关键词：
链锤式粉碎机；主轴；螺旋输送机
Abstract
Ascountriestostrengthenenvironmentalprotectionmanagementandsocialcapitaloftheindustry,topromotetheagriculturalproduction,circulationeconomygreenpolicyimplementation,chainhammer-shapepulverizerissuitableforallkindsoffatkindmaterial,sothestudyofmaterialismainlyusedforallkindsoffatofthegrindingmillhaspracticalsignificance.
Thisresearchismainlyusedformaterialcrushingoffatofthecrusherofchainofhammer-shapepulverizerprincipleareintroduced,andthepulverizereachsectionofthetheoreticaldesign,makeuseofknowledge,includingthedesignofthemillfinishfeedingtubedesign,structuredesign,andsupportthedesignandchainhammer-shapepulverizerinstallationandcommissioning.
Keywords：
chainhammer-shapepulverizer;spindle;screwconveyor
目 录
第1章概述
1.1链锤式粉碎机的前景
现代工程技术将需要越来越多的高纯超细粉体，超细粉碎技术在高新技术研究开发中将起着越来越重要的作用。
高新技术产业与非金属矿物有着密切的联系，在未来非金属矿深加工技术开发和产业发展中要考虑高新技术及其产业的发展；再其开发利用及其深加工过程中还必须考虑人类的生存和可持续发展，注意环境保护。
链锤式粉碎机适用于各种肥料的粉碎，所以研究各种肥料粉碎的链锤式粉碎机具有现实意义。
1.2粉碎机的用途
适用于矿山、水泥、煤炭、冶金、建材、燃化等行业对中等硬度及脆性物料进行细碎。
锤式破碎机用于破碎各种中硬且磨蚀性弱地物料。
其物料的抗压强度不超过100MPa，含水率小于15%。
被破碎物料为煤、盐、白亚、石膏、砖瓦、石灰石等。
还用于破碎纤维结构、弹性和韧性较强地碎木头、纸张或破碎石棉水泥的废料以回收石棉纤维等等，该设备可根据用户要求调整蓖条间隙，改变出料粒度，以满足不同用户的不同需求。
1.3粉碎机图片例举
第2章链锤式粉碎机的总体设计
2.1链锤式粉碎机的工作原理
链锤式粉碎机的主体是筒体。
这种装置的工作原理图，如图1-1所示。
由主电机驱动主轴及链锤进行高速旋转，将从进料口进入筒体内的化肥击碎，待粉碎后的物料沉降后，被螺旋输送机从出料口送出。
1.门2.筒体3.链锤4.四环链5.主轴6.电机7.箱体8.进料口9.出料口10.输送电机
图2-1链锤式粉碎机的原理图
2.2链锤式粉碎机的特点及使用范围
链锤式粉碎机与其他粉碎机设备相比，具有如下优点：
（1）结构简单，粉碎比大，生产效率高；
（2）电耗低、产品粒度均匀；
（3）机械结构简单、紧凑轻便；
（4）投资费用少、管理方便；
这种粉碎机的缺点是：
（1）工作零件容易破损，需经常更换；
（2）粉碎腔中落入不易破碎的金属块时，易发生事故；
链锤粉碎机机适用于对肥料及有机质的粉碎。
本机主要用于含水率在14%以下的有机质及含水率不大于10%的肥料的粉碎。
2.3粉碎方法的确定
2.3.1常用的粉碎方法
粉碎是工业生产环节不可缺失的工序之一，它是指在外力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、物料颗粒单位质量表面积由小变大的过程。
（1）压碎物料在两平面之间受到压力作用而被粉碎。
挤压粉碎适用于脆性物料，食品加工中常用的对辊粉碎机，如果对辊的线速度相等，则为纯粹的挤压过程。
（2）劈碎物料受楔状刀具的作用而分裂。
多用于脆性、韧性物料的破碎，能耗较低。
（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，除了在外力作用点受劈力外，还发生弯曲折断。
多用于较大块的长或薄的硬、脆性物料粉碎。
（4）击碎物料在瞬间受到冲击力而被破碎。
多用于脆性物料的粉碎，粉碎范围很大。
（5）磨碎物料在两工作面或各种形状的研磨介质之间受到摩擦、剪切作用而被磨削成为细粒，多用于小块物料或韧性物料的粉碎。
2.4粉碎机分类及其工作原理
利用不同的粉碎方法，目前已发展出了多种多样的粉碎机。
机械冲击式粉碎机是利用围绕水平或垂直轴高速旋转的回转转子上的冲击元件（锤头、叶片、棒体等）对物料进行撞击，并使其在定子与转子间、物料颗粒间产生高频度的相互强力冲击、剪切作用而粉碎的设备。
其特点是粉碎比大、运转稳定，适合于中软硬度物料的粉碎。
粉碎成品的颗粒细度和形态由转子上锤头的运动状态和定子间间隙来决定，低速冲击可得细长的颗粒，而高速冲击则易得物料结晶状态相同的颗粒。
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。
根据木质生物质的特性，宜采用机械冲击式粉碎机:
锤片式粉碎机、齿爪式粉碎机等打击类粉碎技术，碾磨和挤压对木质生物质的粉碎效果很有限，所以不宜采用。
这里要着重提到的是采用最多的锤片式粉碎机，它的粉碎过程主要体现在两方面：
一是物料收到锤片的冲击作用；二是锤片和物料、筛片或齿板和物料之间相互间的摩擦作用。
对于脆性物料，主要受冲击作用而粉碎；对于藤蔓类，韧性材料，主要受摩擦作用而粉碎。
但是，无论何种饲料得粉碎，都是冲击、搓擦和摩擦等作用的综合结果。
2.5本章小结
本章主要讲的是链锤式粉碎机的工作原理、链锤式粉碎机的特点及使用范围、粉碎方法的确定、常用的粉碎方法、粉碎方法的选择、粉碎机分类及其工作原理，本章是我们充分的认识到链锤式粉碎机在生活中的重要性，链锤式粉碎机的分类，链锤式粉碎机的优点缺点，以及我们以后要改进的地方。
第3章链锤式粉碎机参数的确定
3.1转子的直径、长度和转速
D=480mmL=724mm
转速
r/min
（3-1）
式中
—转子的圆周速度（m/s）；
—转子直径（m）。
目前，锤式破碎机的转子圆周速度的使用范围是15～80m/s，通常，粗碎时取15～40m/s，细碎时取40～80m/s。
虽然转子速度越高，破碎比越大，但锤头磨损也越快，功耗也大。
因此，在满足力度要求的情况下，转子的圆周速度应偏低。
由上分析可知：
（此处v取50m/s）
=915（r/min）
为了减少磨损和功率消耗，取n=900r/min
3.2电机与V带的选择
电机功率
（3-2）
=
kw
系数K取值在0.1到0.15之间
根据计算电动机功率的结果，综合各种要求，查表选择Y系列三相异步电
动机，型号为Y162M-2,功率为15kw，满载转速为2930r/min。
V带的选择
1）计算功率Pc，由表查得工况系数KA=1.2，故
kw（3-3）
2）选取普通V带型号
根据
kw,
r/min,由V带选型图确定选用B型。
3）验算带速v
m/s
因为普通V带一般要求带速在5-25m/s,故所求带速合格。
3.3锤头质量的计算
（3-4）
式中E—锤头的动能（J）；
m—锤头的质量（kg）；
v—锤头的圆周速度（m/s）。
将式
（2）代入式
（1）中，得
（3-5）
锤头动能的大小与锤头的重量成正比，即锤头越重，锤头的动能越大，破碎效率越高，但是锤头的重量越大，旋转起来的离心力也越大，对锤式破碎机的转子的其他零件都要产生影响，并且加快损坏，因此，锤头的重量不应该过重也不应该过轻，要适中。
正确的选择锤头的重量对破碎效果和能量消耗有很大的影响。
所以选择的锤头重量一定要满足锤击一次性使物料块破碎，并使无用功率消耗达到最小，同时，还必须不使锤头向后偏倒。
为此，必须使锤头运动起来产生的动能等于破碎物料所需要的打击功。
如公式（3）所示：
转子上全部锤头每转一次所产生的动能
为
N.m（3-6）
式中
—转子圆周方向的锤头排数
—转子纵向每排锤头的个数
转子每分钟n转时全部锤头所产生的动能为
为：
kw（3-7）
全部锤头每分钟所产生的动能Na是由电动机直接供给的，故使式（5）与电动机每分钟所发出的功率N相等，即可认为全部锤头所产生的打击能够击碎加工物料。
亦即：
Ng=Na=
kw
m=
N（3-8）
kg
式中
—粉碎机的电动机功率（kw）；取
=75kw
D—粉碎机的转子直径（m）；取D=0.48m
—转子圆周方向的锤头个数；
—转子纵向的锤头排数；
n—粉碎机的转速（r/min）。
取n=900r/min
3.4螺旋转速及节距的确定
螺旋直径初定为200mm,螺旋轴的转速为
r/min（3-9）
圆整为标准转速，取n=90r/min
式中B—物料综合特性系数；
D—螺旋直径（m）。
因为此处螺旋选的是实体面型螺旋，故螺旋的节距取t=0.8D=160mm
3.5生产能力计算
（3-10）
（t/h）
所以此锤式破碎机的生产能力为5t/h左右。
式中D—螺旋输送机的螺旋直径（m）；
n—螺旋轴的转速（r/min）；
—物料的充填系数；
—物料的堆积密度（
）；
C—与螺旋机倾角有关的系数。
取C=1
3.6本章小结
本章主要讲的的链锤式粉碎机的参数的确定，其中包括转子直径、长度和转速的确定，电机与V带的选择、锤头质量的计算、螺旋转速及节距的确定、生产能力计算。
在运算过程中充分的利用了这些数据。
第4章主轴的相关设计
4.1各轴段的直径
由材料力学可知，实心圆轴的扭转强度条件为
（4-1）
由此得到轴的基本直径
mm（4-2）
该段轴上有一键槽，将计算值加大3%,
应为31.04mm。
考虑到粉碎机所承受的转矩变化和冲击载荷变化很大，则取轴的最细处
mm
式中d—轴的直径（mm）；
—轴的扭剪应力（MPa）；
T—轴传递的转矩（
）；
P—轴传递的功率（Kw）；
n—轴的转速（r/min）；
—轴的抗扭剖面系数（
）；
—许用扭剪应力（MPa）；
C—计算常数，取决于轴的材料及受载情况。
查表得许用扭切应力[τ]T=30MPa
即细轴55mm处的强度符合要求的强度条件。
图4-1主轴
由此估算轴段2的直径为65mm
根据此直径可选毡圈1，其d1=63,D=84,B=8
轴承的选择因其转子的转速为900r/min，所以主轴上轴承的转速很高，负荷很大，经过长时间工作后，会因为锤头的不均匀磨损而产生不平衡附加作用力。
轴承间距大，轴会产生挠曲，此外，轴承的中心也难保证同心，因此选用调心球轴承。
轴承代号为2213，外圈D=120,内圈d=65,宽度B=31
图4-2调心球轴承
轴段3的直径为75mm
根据此直径可选毡圈2和3，其d1=73,D=94,B=8
轴段4的直径为65mm
此段轴承选为圆锥滚子轴承，因其能同时承受径向和单向轴向载荷，轴承代号为32213，外圈D=120,T=32.75,B=31,C=27
4.2确定各轴段长度
轴段1长度l1
l1为带轮宽
（4-3）
=
=82mm
式中z—轮槽数，z=4；
e—槽间距，19
；
f—槽边宽，
。
由此可选择C型键因其轴的长度为82，故可选键的长度为80，
轴段2长度
因为轴承的宽度为31，以此取的轴承盖的宽度为20，为了便于轴承盖的拆装，取轴承盖外端面与带轮的下端面的间距为29mm。
故该段长度
为29+20+31=80mm
轴段3长度
此段长度即为转子长度，
=734mm
轴段4长度
根据此段轴承的宽度，
=33mm
4.3主轴的强度校核
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，由于粉碎机在工作中承受冲击载荷，而这种冲击载荷主要集中在打击物料的锤头处，为了计算方便，现将载荷简化为作用于转子上的均布载荷。
假设物料以某一角度与锤头碰撞（
）
则有
，
，
式中
则有：
N
N
N
考虑对于使用应力的余裕系数e=1.5（所谓余裕系数，即是在补偿载荷的偏差、估计的不准确度、尺寸精度的误差以及计算式的近似性的同时，对于因振动、冲击而产生的难以预测的应力上升，残留应力预测等不准确度进行补偿的系数。
）则作用于每个锤头上的力分别为：
N
N,
N
那么，作用与转子上的合力则为：
N
N
N
将此合力简化为一作用于转子上的均布载荷
其集度分别为：
则作用于轴上的支反力分别为：
水平面内支反力：
垂直面内支反力：
如图4-3所示，分别求出水平面和垂直面内各力产生的弯矩为：
作出扭矩图如图4-3所示，根据作出的总弯矩图，可以求出计算弯矩图
已知轴的计算弯矩后，即可针对某些危险截面（即计算弯矩大而直径可能不足的截面）作强度校核计算。
通常只校核轴上承受最大计算弯矩的截面（即危险截面转子中间截面）的强度。
由式：
（4-4）
可得
故安全。
此处由于主轴有过载保护装置，当有过大的瞬时过载及严重的应力循环不对称时，安全装置可保护主轴不产生塑性变形，故可略去静强度校核。
图4-3主轴受力分析图
4.4键的强度校核
平键连接最易发生的失效形式是压溃和磨损，此处针对挤压强度和耐磨性条
件进行校核。
抗压强度计算为:
（4-5）
键连接的挤压强度满足要求。
抗剪强度计算为：
（4-6）
键的抗剪强度满足要求。
4.5轴承的寿命计算
（1）调心球轴承
当量动载荷的计算：
（4-7）
式中
—实际径向负载；
—实际轴向负载；
x—径向系数；
y—轴向系数。
（4-8）
式中
—温度系数；
—载荷系数；
—寿命指数，对球轴承
=3，滚子轴承
。
（2）圆锥滚子轴承
当量动载荷的计算：
4.6本章小结
本章主要讲的是主轴的相关设计计算，其中各轴段的直径、确定各轴段长度、主轴的强度校核、键的强度、校核轴承的寿命计算，确定轴的稳定性，可以使其在运行中得到充分的保障。
第5章粉碎机的搬运、调试和保养
搬运在搬运粉碎机上、下汽车、火车时要用起重机轻吊慢放，在运输过程中底座固定，露天储存时加盖苫布，以免锈蚀。
在地面要用滚杠搬运，滚杠直径60-80mm为宜，遇有斜坡时，其坡度不得大于15°。
安装地基深度根据现场土壤决定，用楔铁调整机器底座呈水平状态，其不水平度不大于10/1000mm，精调合格后均匀将地脚螺栓拧紧，然后用水泥将楔铁固定，将地脚孔及机床底座四周抹平，以免油水参入。
调试试车前应首先开启筒体门，用手攀动主轴是否转动灵活，双层链锤及环是否与筒体内壁相碰，其次要接通螺旋输送机电机，使螺旋叶片按顺时针方旋转（右旋），否则会造成物料倒流，损坏减速器。
粉碎机主电机通电后，应无异常响动，正常运转2小时后，轴承部位及电机的温度不得超过60℃。
保养
（1）粉碎机在生产线上使用，配有电器箱，控制电器箱开关即可，如果单独
使用可自行配置三相刀闸开关和按钮即可。
（2）先启动螺旋输送机，再将粉碎机启动10分钟后，进行加料（要求上料均匀不允许超负荷工作）即可开始正常工作。
（3）根据物料和粉碎的情况，随时观察筒体粘壁情况，停机清理。
每班生产
后应打开筒体两边的门及螺旋输送机护瓦清理筒体和输送机壳内粘壁残留料。
（4）螺栓输送机减速器每三个月加注一次润滑脂。
（5）粉碎机主轴轴承部位每月通过黄油嘴加注一次锂基润滑脂（EL-2）。
（6）螺旋输送机轴承部位每月加注一次钙基润滑脂。
（7）开机时先启动螺旋输送机，停产清理筒体及输送机壳后，再启动一会儿螺旋输送机将残留物料排出。
5.1本章小结
本章主要讲粉碎机的搬运、保养及调试。
是我们了解粉碎机平时应该主注意的事项。
第6章结论
这次的设计包括：
（1）主轴的设计包括各轴段的直径和长度的确定以及轴的校核
（2）锤头的设计计算
（3）电机与V带的选择
（4）螺旋输送机的设计计算
（5）键的校核
（6）轴承的校核
经校核后，所有用件都满足强度要求。
本文还简单的介绍了粉碎的方法和各种粉碎机的工作原理，这次设计让我对自己所学的知识进行了检验，并且从中培养了自己对问题独立思考能力以及分析问题的能力，对资料和文献的检索能力，对培养我们独立工作能力和创新精神具有很重要的作用。
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