粗饲料粉碎机全套CAD图纸毕业设计.docx

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粗饲料粉碎机全套CAD图纸毕业设计

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目录

摘要1

关键词1

1前言2

1.1设计的目的和意义2

1.2提出背景及其存在问题2

1.3设计的关键问题及解决的思路3

2粉碎机结构的确定3

2.1各类粉碎机特点的比较与选择4

2.2结构方案的确定5

2.3工作原理5

3传动方案的设计7

3.1电动机选择7

3.2带传动的设计计算7

3.3带轮的结构设计9

4锤片式粉碎机的参数选择9

4.1凿片的末端线速度10

4.2转子工作直径和粉碎室宽度10

4.2.1转子工作直径11

4.2.2粉碎室宽度11

4.3转子转速的确定11

4.4凿片和齿板间隙11

4.5粉碎机生产率的确定12

4.6配套功率12

5锤片式粉碎机的零件设计12

5.1锤片的选择12

5.2筛子设计12

5.3锤筛间隙设计14

5.4转子设计14

5.5喂料装置设计15

5.6闸板设计15

5.7粉碎室设计16

6标准件的设计与校核17

6.1轴的设计17

6.2轴的校核18

6.3键的选择与校核20

6.4销轴的设计计算21

6.5轴承22

6.5.1轴承的选择22

6.5.2轴承的润滑和密封22

6.5.3轴承的密封23

6.5.4轴承端盖的设计23

6.6轴系零件的定位23

6.6.1轴向定位23

6.6.2周向定位23

6.7机架设计24

6.8箱体的设计24

7锤片式粉碎机注意事项、维护和保养24

8结论26

参考文献27

致谢27

附录28

粗饲料粉碎机的设计

学生：

谢哲

指导老师：

任述光

（湖南农业大学东方科技学院，长沙410128）

摘要：

粗饲料含有丰富的微量营养成分，且具有较高的饲养价值。

本课题的设计，对发展粗饲料深加工，增加财政收入，帮助山区农民脱贫致富将起到积极的推进作用。

本设计以增加粉碎能力和筛分效率入手，要设计一种高效、低耗、结构简单、操作方便、使用安全的小型粗饲料粉碎机。

该粉碎机结构简单，以小功率的电动机为动力源，采用带传动，利用高速旋转的锤片对进入粉碎室的物料进行反复锤击，加上转子的旋转离心力作用，使物料在粉碎室与筛片问相互撞击摩擦，利用筛片孔的直径控制加工产品粒度，最后粉碎成细0.1—2mm的小粉末，粉碎后的颗粒通过筛片进入出粉管经出料口排出。

关键词：

粗饲料；锤式结构；粉碎机；结构设计

TheDesignoftheCrudeFeedMill

Author:

XieZhe

Tutor:

RenShuguang

（OrientalScience&TechnologyCollegeofHunanAgriculturalUniversity,ChangSha410128）

Abstract：

Feedcontainsrichtracenutrients,andofthisproject,thedevelopmentCrudefeeddeepprocessing,increasethefiscalrevenue,tothemountainareatofarmerswillplayapovertyofpositiveprogress.Thisdesigntoincreasecrushingandscreeningefficiencyofabilitytodesignakindofstructure,convenientinoperation,usesafetyofsmallCrudefeedcrusher.Thiscrushersimplestructure,withlittlepowerforthemotorpowersource,usingbelttransmission,usingoftherotorcentrifugalforcefunction,makethematerialinthecrushingchamberandsievingsliceaskedmutualimpactfriction,aftersmashingparticlesthroughthescreenpieceintoapowderbythematerialfromthemouth[1].

Keywords：

Crudefeed；structure

1前言

1.1设计的目的和意义

经过30多年的发展，目前我国饲料的产业已成为我国的国民的经济中必不可少的非常重要的行业，它一头牵着种植业，每年都能转约1亿吨的国产玉米以及千万吨的豆粕和菜粕等各种各样的饲料原料；另外它还连接着我国的养殖业，极大的增加了我国奶、水产品、蛋和肉等一系列产品的产量增长，使得人民的生活水品不断的提高，其发挥着是无可替代的重大作用。

已经成为国民的经济中具有举足轻重的地位和无可替代最基础的产业。

2008年我国工业的饲料其产量已经到达1.37亿吨之多，自1992年开始，其产量已经连续位居世界的第二宝座达17年之久，因此也成为了世界上的饲料大国之一。

一般的饲料里面需要粉碎的各种原料能够占到配方的比例70%左右,用2008年我国的工业饲料的产量来为例，在2008年我国的饲料大概存在着约1亿吨的原料需要进行粉碎。

而随着现代饲料工业的不断发展，饲料的产量也会随着不断的增加，因此锤片式的粉碎机市场的需求也将会进一步的加大。

锤片式的粉碎机其粉碎的性能可能会直接的影响到了饲料的质量和产量以及生产成本，用来降低养殖的成本，从而使得肉蛋奶这一系列的日常生活必备的消费品的价格降低有着非比寻常的意义。

根据试验，针对碎物料的分离能力提高锤片式粗饲料的粉碎机的生产效率，为粗饲料的粉碎机的生产企业加大粉碎机其性能以及粗饲料的企业加工设备的配置和其选择的型号提供重要的依据[2]。

1.2提出背景及其存在问题

20世纪90年代以来,我国饲料机械行业中以江苏溧阳粮机厂、江苏扬州粮机厂为代表其企业用于改革适应于潮流，大部分企业都会大胆的引进国外的一些先进技术以及设备,依据目前世界上的粗饲料的粉碎机其发展的历史,已经研发并且生产出了160～200kW的水滴型的粉碎机和立轴式的粉碎机,都以水滴王相称，以及冠军和优胜等一系列的名称。

如果其中水滴型的粉碎机采用了有利于提高效率的水滴型的粉碎室,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。

目前,我国粗饲料的粉碎机生产的企业大概有400多家,生产出来的产品以及规格都非常的齐全,基本都能满足全国的畜牧以及水产的养殖业发展,但是还存在着一系列有着特殊要求的粗饲料，其粉碎机需要特大的功率机型,这就需要从国外来进口。

我国产的粉碎机其各项技术指标都已经非常成熟，基本都是国际的先进水平,并且价格上存在着非常之大的优势。

因此我国自行生产的多种机型都会有着良好的出口量,特别是小型的粉碎机，其出口量更加大,其主要是销售到东南亚以及非洲等这些发展中的国家去。

由于在饲料所用原料上的差异,在欧洲的饲料多采用混合粉碎（先配料后粉碎）,且经常没有各种谷物的原料；而在美国其饲料的配方都是以50%的小麦或者是玉米作为基础,很少有使用很难以粉碎的燕麦和大麦等杂粮谷物,原料的水分也会略低于欧洲国家。

这就使得锤片式的粉碎机的方向发展有两个:

第一美国的产品是追求筛板的面积要大,而在欧洲其讲究的是冲击齿板的面积要大。

第二就在安装筛板的方面。

美国产锤片式的粉碎机在安装和更换其筛板的时候是必须停止机器而且需要打开其机壳才能继续进行,而在欧洲国家其多数锤片式的粉碎机是由轴而插入的,不用停止机器即可打开机器的外壳壳，由此抽出其原有的筛板,并同时安装好新的换筛板；还会有部分机型能沿着轴一端直接插入到另一端将其抽出,还能实现自动的遥控换选筛。

我国的畜牧机械专业研究人员数量少，测试设备数量少，水平低，不能有效的揭示整机或主要部件的主要参数对工作过程的影响，致使产品设计工作长期停留在传统的“类比法”的基础上。

因此需要在设计方面进行创新，为了更加适合于畜牧业的发展，开发研制出创新产品，解决饲料问题，开发饲料资源，提高经济和社会效益具有重要的意义[3][4][5]。

1.3设计的关键问题及解决的思路

本设计设计一种小型粉碎机，采用锤片式、水滴型筛片结构，顶端径向进料，具有操作方便、质量轻、生产率高的特点，解决了粉碎机的过载问题，使电机工作稳定，本设计重点研究采用动力源为电动机，带动粉碎机，将粗饲料粉碎，粗饲料在粉碎室内受锤片与物料问相互撞击，粉碎成细小粉末实现对粗饲料的中等粉碎，要求成品粒度0.1-2mm。

其关键问题如下：

1）根据粗饲料粉碎机的生产率选择合适的配套功率。

2）确定传动方式。

3）根据配套功率设计粉碎室宽度B、锤片数Z、转子直径D等。

4）画出零件图和装配图。

5）对轴和键进行校核计算。

6）制定粉碎机的注意事项、日常维护和检修方案。

2粉碎机结构的确定

2.1各类粉碎机特点的比较与选择

2.1.1冲击式粉碎机

当前具有内分级的结构的冲击式的粉碎机也非常普遍，需要注意的是分级系统及其粉碎机里面的粉碎腔两者的有机结合，尤其是其分级的系统叶片进行设计和调整其上气流的其流动的方面。

在生产的实践中，很多企业经常将过分看重粉碎机的结构部分从而忽视了分极的系统，结果设备使用不理想。

2.1.2振动粉碎机

有水平型气流磨、垂直环形气流磨、对冲式气流磨、流化床式气流磨、靶式气流磨、旋转式气流粉碎机等。

其粉碎机理也是靠冲击，不过是靠高速气流推带物料，使物料与物料、气流、固定机件（冲突板）的冲击而粉碎的干式、连续作业。

可适用于矿靶式和旋转式还可以用作塑料及纤维分布区域很窄。

又因为气体在喷嘴处所以粉碎温度很低，可用于低温点和粉碎机的设各投资大、能耗大、运转成本高，所以其应用受到了很大限制。

一般只在高值高档产品才使用。

此外。

尚有称喷射粉碎法的，是气流粉碎的别称。

原理是利用流体能量进行喷射而使物料粉碎。

有超声波冲击粉碎、喷射冲击、喷气粉碎等。

其本质都是在循环气流中运动的粒子能中心部位被加速，引起相互冲突而式粉碎机一类使用于硬质性物料粉碎。

2.1.3胶体磨

胶体磨是一种高速旋转、靠冲击、剪切和摩擦而粉碎的湿式、连续作业国有多种产品。

缺点是对固液浓度比有一定要求，且要求破碎比鞍大时，需多次磨才能达到要求。

2.1.4锤片式粉碎机

锤片式粉碎机是利用高速旋转的锤片对进入粉碎室的物料反复锤击，加上转子的旋转离心力作用，使物料与粉碎室内的筛片相互撞击摩擦，利用筛片控制加工产品粒度，粉碎成细小粉末。

粉碎机采用双圆盘转子，中间设置架板，既作转予骨架支撑两片圆盘，又起到风机叶片的作用，在转子高速旋转时造成负压，实现了轴向高负压进料和高压差排料的理想设计。

其特点是机构简单，粉碎室比较窄，具有温度低、噪音小、效率高等特点,适宜制药、食品、化工、科研、冶金等工业部门将含淀粉的物料或矿石等干燥的物料,粒度大小通过更换不同孔径的网筛获得。

2.1.5齿爪式粉碎机

齿爪式粉碎机对物料的粉碎以打击为主，兼有挤压、锯切碎等。

其主要有进料口、动齿盘转子、定齿盘、包角为360o的环筛和排料口等组成。

工作时，物料从喂料斗轴向喂入，落入粉碎室的物料在定齿的支撑作用下，受到定、动齿盘和筛片的冲击、碰撞与搓擦作用，粉碎后的颗粒通过筛片进入出粉管经出料口排出。

定齿盘上有两圈齿，齿的断面呈扁矩形，动齿盘上安装有三圈齿，其横截断面呈圆、扁矩形。

其缺点是噪声和粉尘较大。

由于粗饲料是一种主要成分为粗纤维物质，含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素等物质，具有韧性大的特点，其粉碎主要是在搓擦力和剪切力的共同作用下进行的，故在本设计中采用采用锤片式、水滴型筛片结构，顶端径向进料，受锤片与物料间相互撞击使其细碎。

该粉碎机采用锤片式、水滴型筛片结构，可提高生产率，降低生产成本[6][7][8]。

根据粗饲料韧性大的特性、目前国内外现有技术资料、粉碎机理和粉碎理论，确定该粉碎机为锤片式粉碎机。

2.2结构方案的确定

筛片面积以及其开孔率对粉碎机的生产效率有很大的影响，也是最重要的一个影响因素。

锤式粉碎机的生产率就是受筛片通过能力的限制。

它们关系如下：

G=vFP×3600

式中：

G——生产率（t

筛片开孔率

筛片孔径（mm）

粉碎室长度（mm）

粉碎室宽度（mm）

原粉碎机

23.4

1.2

150

100

现粉碎机

57.6

4

180

120

1.喂料斗2.闸板3.粉碎室4.转子5.轴6.锤片7.筛片8.出料口9.机架

图1锤片式粉碎机结构图

Figure1Structurediagramofperformanceofmotor

型号

额定功率

满载转速

额定电流

A

效率

%

功率因数

电动机质量

Y90s-2

1.5

2840

3.44

78

0.78

2.3

22

表3电动机主要外形尺寸

Tabel3Maindimensionsofmotor

中心高

H

外形尺寸

L×（AC2+AD）×HD

底脚安装尺寸

A×B

地脚螺栓孔直径

K

轴伸尺寸

D×E

装键部位尺寸

F

90

310×245×190

190×140

10

24×50

8

电动机主要外形安装尺寸如表3

3.2带传动的设计计算

3.2.1确定计算功率

Pca=kAP=1.0×1.05×1.05=1.10kw

（1）

其中kA为工作系数，P为传动的额定功率。

3.2.2选择V带的带型

根据Pca、n1，参考机械设计，选用Y型带。

3.2.3确定带轮的基准直径并验算带速V

1）初选主动轮的基准直径。

参考机械设计中公式与图表，取大带轮的

基准直径=40mm≥=20mm

2）验算带速V

=ms

因为5ms

3）计算从动轮的基准直径。

参考机械设计中公式与图表，计算从动轮基准直径

整圆为

3.2.4确定中心距a和基准长度Ld

1）参考机械设计中公式与图表，初定中心距=400mm。

2）参考机械设计中公式与图表,计算带所需的基准长度

1022mm

（2）

参考机械设计中公式与图表,选带的基准长度=1120mm。

3）计算实际中心距a

489mm（3）

中心距的变化为489-0.015×1200=471mm

489+0.03×1200=525mm（4）

4）验算小带轮上的包角

（5）

5）计算带的根数z

参考机械设计中公式与图表知

kw（6）

，取2根。

6）求作用在在带轮轴上的压力

参考机械设计中公式与图表得Y型带的单位长度质量q=0.02kgm,所以

=

70.77N（7）

应使带的实际初拉力>，作用在轴上的压力为[9][11]

280.78N（8）

3.3带轮的结构设计

小带轮的材料选择HT150，由小带轮的基准直径=40mm<2.5d=2.5×20=50mm，因此小带轮可采用实心式；参考机械设计中公式与图表得Y型槽的结构尺寸bd=5.3mm,=3372rmin，取D=180mm。

4.2.2粉碎室宽度

粉碎室宽度太大，物料分布不均匀，当凿片数量一定时，搓擦次数少，粉碎能力低；粉碎室宽度太小，物料不能得到很好的粉碎，粉碎能力降低，生产率也降低。

根据现有资料和转子直径，考虑到粉碎物料为秸杆等粗纤维物质，可取大些，故确定粉碎室宽度B=120mm。

由式可得：

，满足要求。

DB===0.01375（11）

=1.32.8，取=1.5。

式中为经验系数，一般=0．550.75

由上式可以得知，当D=180mm时，B=120mm。

4.3转子转速的确定

根据粉碎机转子直径，线速度和现实加工要求，转子转速由下式可得：

===3372rmin（12）

4.4锤片和齿板间隙

不适当的凿片和齿板间隙很可能会显著地降低生产率和增加凿片与齿板的磨损，间隙过大，粉碎时间增加，不一定满足粒度要求，降低了生产率，但间隙太小，粉碎室容纳的物料少，增加功耗。

根据国内设计粉碎机系列正交试验结果，推荐谷物类，秸杆类，普通型。

故取。

4.5粉碎机生产率的确定

由于粉碎机的功率都是生产出机器之后才能够实际测量，现只有根据经验公式进行初步计算，由公式：

（13）

其中：

——物料容重粗饲料容重

——转子转速

——物料所形成的环流成时影响的系数取

——进料造成不均匀影响的系数取

——下料口所对排料产生影响的系数取

——转子直径

——粉碎室高度

=0.3509（Tofcommon

6.1.2初步确定轴的最小直径。

选取轴的材料为45钢，调质处理，取。

考虑到轴上有两个键槽，所以:

17.2mm（18）

19.436mm，（19）

查手册取=20mm。

6.1.3装配方案

转子、套筒、转子从左边装，轴承各从两边装。

6.1.4轴的结构如图

轴的材料：

轴的材料主要是碳钢和合金钢。

由于碳钢比合金钢价格便宜，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，所以本设计采用45号钢作为轴的材料,调制处理[19][20]。

图11轴的结构

Figure11Structureofshaft

图12轴的三维图

Figure12Three-dimensionalmapoftheshaft

6.2轴的校核

6.2.1求水平面的支反力

，为单根V带的预紧力

148N

根据∑A=0

109.5×

=2007.2N

∑B=0

（109.5+101）+101=69.5

=-15819.5N

6.2.2求垂直面内的支反力

=2758.05N

=4020.4N

∑A=0

109.5=（101+69.5）+101

=-92.2N

∑B=0

（109.5+101）+101=

=-1727.8N

6.2.3求水平面内的弯矩图

×=-15819.5×=-305.5Nm（20）

×=2007.2×=193.8Nm（21）

6.2.4求垂直面内的弯矩图

=×=-1727.8×=-333.6Nm（22）

=×=-92.2×=-8.9Nmm（23）

6.2.5合弯矩

=361.4Nm（24）

=333.7Nm（25）

6.2.6扭矩

根据计算结果做出以上校核如图12。

6.3键的选择与校核

键主要是为了实现轴上零件的周向定位来传递转距，键的形式用多种，根据传动的要求，键的选择根据轴的直径的不同，应该选择不同型号的键，第一处轴的直径D=20mm选择GBT1096键6×6×16,轴的材料是45号钢，且属于静联接,由机械设计，键与轮毂的键槽的接触高度为。

参考机械设计可得

（27）

T—传递的转矩（N.M），

d—轴的直径（mm），

l—键的工作长度（mm）；A型，l=L-b，

k—键与轮毂的接触高度（mm）；k=

Ra=

（29）

Rb=

（30）

图14扭矩的计算

Fig.14Calculationoftorque

Mc=

=153Nm（31）

Mb=

211Nm（32）

输入转矩为T===345.5Nm

图14弯矩的计算

Fig.14Bendingmomentcalculation

6.5轴承

6.5.1轴承的选择

根据轴的直径的不同，应该选择不同型号的轴承。

主轴通过粉碎室内腔，其两端由轴承固定在机架上同时主要承受锤片高速旋转产生的径向力，同时承受一部分轴向窜动力。

所以本设计选用的轴承是：

深沟球轴承[12]。

已知此处轴径，所以选内径为25mm的轴承，在机械设计手册中选择深沟球轴承；查表，选择型号为6007GBT276—94的轴承。

另一处已知轴径为，所以选内径也为25mm的轴承，选择型号也为6007GBT276—94的轴承。

所选的轴承基本参数如下：

d=25mm，

D=37mm，

B=7mm。

6.5.2轴承的润滑和密封

润滑是保证机械装置正常运转、提高其工作能力的重要的技术手段。

润滑剂在机械设备工作中起如下的作用：

1）减少摩擦与磨损；

2）散热；

3）清洗工作表面；

4）提高密封效果。

滚动轴承的润滑方式一般根据dn值选择（d为滚动轴承内径，mm；n为滚动轴承转速，rmin），具体选择方法参考下表。

表中所列为最低程度应采用的润滑方式。

通过计算得dn=25×3372<1.5×105，因此选择注润滑脂，用示加注油杯润滑脂。

润滑脂的流动性差，不易流失，承载能力强，但发热量大，采用脂润滑时装脂量不宜过

表6滚动轴承dn值与润滑方法

Tabel6Thenumericalvalueofrollingbearingdnandmethodoflubricating

轴承类型

油润滑

脂润滑

浸油润滑

滴油润滑

压力供油润滑

油雾润滑

深沟球轴承

16

25

40

60

>60

多，一般填充量不超过可填充空间的13~12。

6.5.3轴承的密封

机械结构密封主要是防止灰尘水分等进入轴承，采用接触式密封，毛毡圈密封。

6.5.4轴承端盖的设计

d0=d3+1=6+1=7mm；D0=D+2.5d3=37+2.5×6=52mm；D0=D+2.5d3=52+15=67mm；

e=5mm；m=11；

图15轴承端盖结构

Figure13Structureofbearingendcover

6.6轴系零件的定位

6.6.1轴向定位

为了防止轴上零件发生沿轴向的移动，必须对其进行定位，根据轴上零件的的安装要求和对轴的结要求，要选择不同的定位方式，轴肩定位、套筒定位、轴端挡圈，在本设计中有用到，具体的结构和参数见零件图和明细表。

6.6.2周向定位

键主要是为了实现轴上零件的周向定位来传递转距，键的形式用多种，因此要根据不同的要求来选择不同型号的键，根据传动的要求，本设计全部采用圆头普通平键（A型），它的两个侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙，其主要特点是定心性好、拆装方便。

6.7机架设计

锤片式粉碎机的安装，可根据体情况来确定若有固定的加工房，不需要移动时，可安装在固定的水泥基础或坚固的木质机架上，用地脚螺栓固定，工作地点需要经常移动时，可把动力机和粉碎机安装在同一个机架上。

考虑整机的固定，采用角钢焊接成一个机架。

6.8箱体的设计

考虑到箱体的安装设计，箱体的材料为铸铁，其结构尺寸由安装距来确定。

其技术要求是：

1）装配前所有零件进行清洗机体内壁涂耐油油漆；

2）在轴承润滑油杯中加入润滑油；

3）箱体边缘处捏合要紧凑，边缘要对齐。

7锤片式粉碎机注意事项、维护