雙軸錘片式粉碎機(jī)設(shè)計(jì)及其轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真

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1、 雙軸錘片式粉碎機(jī)設(shè)計(jì)及其轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真 摘要 錘片式粉碎機(jī)是飼料加工機(jī)械的四大主機(jī)之一,是飼料生產(chǎn)必要的設(shè)備之一,其性能對(duì)飼料廠的節(jié)能降耗意義重大。分析了錘片式粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理,對(duì)處理谷物的錘片式粉碎機(jī)提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以提高粉碎效率、降低能耗，獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。 根據(jù)已有的雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，提出了自己的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)方案。即：設(shè)計(jì)一種雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)，包括進(jìn)料口，機(jī)座，機(jī)殼和轉(zhuǎn)子總成，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)子的中心軸旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力及傳動(dòng)裝置，機(jī)殼位于機(jī)座上，進(jìn)料口位于機(jī)殼上，在機(jī)殼內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)相互平行的轉(zhuǎn)子總成；所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子總成的錘片是軸向錯(cuò)位設(shè)置的；并且軸向錯(cuò)位設(shè)置的錘片的錘頭端

2、有部分重疊，即兩個(gè)轉(zhuǎn)子總成的錘片的錘頭端面到軸心的距離之和大于兩軸的軸心之間的距離。 轉(zhuǎn)子是錘片式粉碎機(jī)的主要工作部件，利用Pro/E對(duì)錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子中的各零件進(jìn)行三維建模、虛擬裝配、模型分析和動(dòng)態(tài)仿真。設(shè)計(jì)者可以充分利用Pro/E單一數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，通過改變尺寸參數(shù)來方便地修改和更新零件，還可以直觀地觀察和分析轉(zhuǎn)子的外形、零件間的相互位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 關(guān)鍵詞：雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)；Pro/E；三維建模；仿真；轉(zhuǎn)子；高效率； I Abstract Hammers mill, which is one of the four main feed processi

3、ng machineries and one of the necessary equipment of feed processing, has a great influence on economy energy sources in feed factory.After introduced their structure and operating principle,a project of optimized design of them was put forword.On purpose to improve crush-up efficiency and to reduce

4、 the expenditure of energy. According to the structure and working principle of the double-rotor mill ,we put forward our own innovative designs .We design a dual-rotor hammer mil which includes the inlet, base, casing and rotor assembly, to drive the two rotors of the central axis of rotation and

5、power transmission equipment ,The casing is located on the base unit, inlet located on the casing ,while there are two rotor assembly that parallel to each other; the hammers of the two rotor assembly aforementioned are set by axial dislocation ,and the hammer’s hammer end exist some overlap .In ano

6、ther word, the sum of the distance between the hammers hammer end face of two rotor assembly to the axis is greater than the distance between the axes of the two-axis. Rotor is an important assembly of hammers mill. This research utilized Pro/E to carry out three-dimensional modeling of the parts o

7、f hammer mill’s rotor, virtual assemble, model analysis, and motion emulation. Designers can modify the parts easily by changing size parameters, and also can observe forming, position relation of parts and motion state of the rotor. Key words: double rotor hammer mill；Pro/E；3D modeling；Simulate；

8、rotor；high-level effciency II 目 錄 摘要 I Abstract II 目 錄 III 1 緒論 1 1.1 課題背景 1 1.2 課題研究的意義及主要內(nèi)容 2 2 飼料粉碎機(jī)械概述及總體方案設(shè)計(jì) 3 2.1 粉碎基本理論 3 2.2 粉碎機(jī)械的分類 3 2.3 國(guó)內(nèi)外粉碎機(jī)研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)述 4 2.3.1 我國(guó)飼料粉碎機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 4 2.3.2 國(guó)外粉碎機(jī)研究現(xiàn)狀綜述 5 2.4 錘片式粉碎機(jī) 7 2.4.1 錘片式粉碎機(jī)的構(gòu)造與工作過程 7 2.4.2 錘片式粉碎機(jī)主要工作部件 8 2.5 雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī) 10

9、2.5.1 雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的意義 10 2.5.2 雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)的用途及特點(diǎn) 10 2.5.3 雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)工作過程與原理 11 2.5.4 分析現(xiàn)有的兩種種雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī) 11 2.6 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 14 3 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 15 3.1 已知設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)要求 15 3.2 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 15 3.2.1 轉(zhuǎn)子直徑D與粉碎室寬度B的確定 15 3.2.2 擬定傳動(dòng)方案 16 3.3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 18 3.3.1 左側(cè)帶傳動(dòng) 18 3.3.2 右側(cè)帶傳動(dòng) 21 3.4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 24 3.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

10、 29 3.5.1 軸3的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 29 3.5.2 軸1的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 31 3.6錘片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 33 3.6.1 錘片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 3.6.2 錘片的布置 34 3.6.3 錘片的強(qiáng)度校核 34 3.7 軸的校核 35 3.7.1軸3的結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)度校核 35 3.7.2軸1的結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)度校核 40 3.8 軸承壽命計(jì)算 44 3.9 鍵的校核 46 3.9.1 主軸3上鍵的校核 46 3.9.2主軸1上鍵的校核 47 3.10 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)箱體設(shè)計(jì) 47 4.基于PRO/E的雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的三維模及虛擬裝配 49 4.1 主軸 4

11、9 4.2 錘片 50 4.3 錘架板和定位套筒 50 4.4 銷軸和錘片隔套 50 4.5 零件的虛擬裝配 51 4.6 動(dòng)態(tài)仿真分析 53 5 結(jié)論與討論 54 參考文獻(xiàn) 55 致謝 57 IV 1 緒論 1.1 課題背景 粉碎是飼料生產(chǎn)中最重要的工序之一。粉碎工序直接影響到配合飼料的質(zhì)量、產(chǎn)量、電耗和成本，粉碎工段的動(dòng)力配備約占飼料廠總動(dòng)力配備的30％～40％。我國(guó)每年有8000萬～1億噸飼料糧和l～2億噸農(nóng)作物秸稈等被粉碎加工成飼料。飼料粉碎機(jī)保有量為150萬臺(tái)以上，每年消耗動(dòng)力為20-30億千瓦小時(shí)。本課題設(shè)計(jì)一種在耗電和產(chǎn)量上有所突破的粉碎機(jī)。

12、 目前錘片式粉碎機(jī)的型號(hào)很多，一般由錘片、轉(zhuǎn)子、篩片、機(jī)殼、電機(jī)等組成。工作過程是由電機(jī)提供動(dòng)力，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，固定在轉(zhuǎn)子上的錘片打擊物料使之粉碎，合格的物料從篩片排出，完成整個(gè)粉碎過程?，F(xiàn)有普通錘片式粉碎機(jī)是飼料工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的。其粉碎原理是無支撐式的沖擊粉碎，在粉碎過程中，錘片與物料的碰撞絕大部分為偏心沖擊，使物料在粉碎室內(nèi)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，會(huì)消耗一部分的能量，這也是錘片粉碎機(jī)耗能高的主要原因之一。同時(shí)，由于錘片粉碎機(jī)的粉碎室結(jié)構(gòu)和物料受高速錘片的沖擊作用，物料在離心力作用下會(huì)貼著篩面形成圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生環(huán)流層，大顆粒的物料在外層，小顆粒的物料在內(nèi)層，粉碎達(dá)到粒度要求后小顆粒不能及時(shí)從篩孔正常排出

13、，出現(xiàn)了物料與錘片的反復(fù)沖擊，形成物料的過度粉碎，粉碎電耗增加，粉料的溫度升高，使物料內(nèi)的水分形成水蒸汽，水蒸汽與細(xì)粉末會(huì)粘附于篩板，嚴(yán)重后會(huì)堵塞篩孔，粉碎效率下降，尤其是在物料細(xì)粉碎時(shí)，環(huán)流對(duì)粉碎效率的影響更加嚴(yán)重。要提高錘片粉碎機(jī)效率，就必須破換粉碎過程的環(huán)流產(chǎn)生。水滴型粉碎機(jī)是研究人員針對(duì)普通錘片粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將粉碎室從圓形變?yōu)樗涡?，這樣既增大了粉碎室篩板的有效篩理面積，又能破壞物料在粉碎室形成環(huán)流，有利于粉碎后物料排出粉碎室，粉碎效率提高。另外水滴型粉碎機(jī)有主粉碎室和再粉碎室，物料在粉碎室內(nèi)可形成二次打擊。但是這種打擊的力度只限于錘片運(yùn)動(dòng)切線的速度。專利CN1830568A公開了一

14、種粉碎機(jī)及其粉碎方法，其具有兩個(gè)進(jìn)料口和兩個(gè)粉碎室，兩粉碎室內(nèi)各有帶錘片的轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)，并且在兩轉(zhuǎn)子間設(shè)置了對(duì)物料起導(dǎo)向和分流作用的導(dǎo)流裝置。當(dāng)?shù)谝环鬯槭覂?nèi)經(jīng)粉碎未合格出篩的物料在導(dǎo)流裝置租用下進(jìn)入第二粉碎室，被第二粉碎室內(nèi)的錘片撞擊而粉碎，同時(shí)第二粉碎室內(nèi)經(jīng)粉碎未合格出篩的物料在導(dǎo)流裝置作用下進(jìn)入第一粉碎室，被第一粉碎室內(nèi)的錘片撞擊而粉碎。未合格出篩的物料循環(huán)粉碎知道合格后，再通過粉碎室底部設(shè)置的篩網(wǎng)出篩。該技術(shù)的兩個(gè)轉(zhuǎn)子同向運(yùn)轉(zhuǎn)，那么兩轉(zhuǎn)子之間錘片切線的相對(duì)速度比單轉(zhuǎn)子提高了一倍，錘擊力度也就增加了一倍，效率較同功率的產(chǎn)品提高。同時(shí)也破壞了物料在粉碎室形成環(huán)流。大大提高了粉碎機(jī)的粉碎效率

15、。 市場(chǎng)現(xiàn)有的錘片式粉碎機(jī)，無論是國(guó)產(chǎn)的還是進(jìn)口的多為單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。為了提高粉碎機(jī)的粉碎效率，通常是采用增大轉(zhuǎn)子半徑來提高錘片的線速度。目前單轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)，由于受到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料強(qiáng)度的限制，其錘片的最高線速度目前達(dá)到了100米每秒，其材料的安全系數(shù)已經(jīng)很低，要想進(jìn)一步提高錘片的線速度，已經(jīng)非常危險(xiǎn)。因此，單轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)的工作效率已沒有良好辦法進(jìn)一步提高。粉碎作業(yè)能耗高，效率低．生產(chǎn)能力與粉碎細(xì)度相互制約。而粉碎效率是衡量一個(gè)粉碎系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)．對(duì)倒料加工的經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響。提高粉碎效率，降低單位能耗一直是國(guó)內(nèi)外研究人員努力解決的首要問題。 1.2 課題研究的意義及主要內(nèi)容 本課題

16、以SFSP 5640型雙軸錘片式粉碎機(jī)為研究參考對(duì)象，對(duì)其結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行深入分析，針對(duì)錘片式粉碎機(jī)設(shè)計(jì)中存在的問題和實(shí)際生產(chǎn)制造需要，對(duì)錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)改善和動(dòng)力學(xué)特性研究，提出自己的優(yōu)化可行性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案從而為粉碎機(jī)優(yōu)化與故障診斷提供參考依據(jù)。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有： 1對(duì)雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)的機(jī)構(gòu)及工作原理進(jìn)行分析。針對(duì)轉(zhuǎn)子的工作效率及動(dòng)力學(xué)特性，改善轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，錘片布置方式，以提高粉碎機(jī)的工作效率。從系統(tǒng)的角度分析雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)的整機(jī)性能，在設(shè)計(jì)階段對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況做出預(yù)測(cè)，以此提出改善建議。 2 采用三維機(jī)械CAD設(shè)計(jì)軟件 Pro/ENGINEER（以下簡(jiǎn)稱Pr

17、o/E）完成雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的三維實(shí)體造型； 3 采用Pro/E的集成運(yùn)動(dòng)模塊，Pro/MECHANICA MOTION對(duì)雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。 2 第 頁 2 飼料粉碎機(jī)械概述及總體方案設(shè)計(jì) 2.1 粉碎基本理論 粉碎機(jī)械主要利用沖擊、擠壓、剪切、摩擦等綜合作用對(duì)物料進(jìn)行粉碎。 1沖擊利用物料與工件構(gòu)件的極高相對(duì)速度，使物料在瞬間收到很到的沖擊力而被粉碎。此方法適合于脆性物料的粉碎。 2 擠壓 利用工作構(gòu)件對(duì)物料的擠壓作用，產(chǎn)生很大的壓應(yīng)力，使其大于物料的抗壓強(qiáng)度極限，將物料粉碎。擠壓粉碎主要適合于脆性物料。 3 剪切 利用工作構(gòu)件對(duì)物料

18、的作用，是剪切力大于物料的剪切強(qiáng)度極限，將物料粉碎。此方法主要適合于塑性材料。 4 摩擦 利用物料與工作構(gòu)件表面間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的擠壓和摩擦，使物料產(chǎn)生壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，將物料粉碎。 粉碎室一個(gè)及其復(fù)雜的過程，絕大多數(shù)的粉碎機(jī)械同時(shí)具有兩種以上的粉碎方式。 2.2 粉碎機(jī)械的分類 根據(jù)原料粉碎后粒徑不同，可以分為普通粉碎機(jī)、微粉碎機(jī)和超微粉碎機(jī)。常用的普通粉碎機(jī)主要有錘片式和齒爪式兩種，它們都是采用機(jī)械方法對(duì)原料以沖擊方式進(jìn)行粉碎。被粉碎的原料有谷粒類、果蔬類、莖稈類、餅粕類和礦物類等，其適用范圍廣泛，適用性強(qiáng)，而且構(gòu)造簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。易于控制產(chǎn)品的粒度，適用維護(hù)安全、方便、可靠。 普通

19、粉碎機(jī)加工的產(chǎn)品粒度較大，一般能通過6～60目篩孔。微粉碎機(jī)所得產(chǎn)品的粒度比較細(xì)，一般通過80～170目的篩孔。超微粉碎機(jī)粉碎后產(chǎn)品的粒度很細(xì)，通常通過200～325目的篩孔，其粒度甚至可以達(dá)到10～1。迄今為止，對(duì)粒度范圍的劃分，并沒有嚴(yán)格的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同行業(yè)的理解和劃分方法也不一樣。 粒度測(cè)定方法主要有四種，視被粉碎的物料種類而定。 1 量具測(cè)量法一般用于測(cè)量粒度較大的粉碎物和碎段； 2 篩選法，它是采用標(biāo)準(zhǔn)篩來測(cè)定的，常用每英寸（1英寸=25.4mm）長(zhǎng)度的篩孔數(shù)，及目數(shù)來表示。目數(shù)越大，篩孔尺寸越小。標(biāo)準(zhǔn)篩的篩孔尺寸和網(wǎng)絲直徑有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。按照常用的泰勒篩的規(guī)定，6目的篩孔尺寸為3

20、.36mm，60目為0.25mm，80目為0.177mm，150目為0.105mm，170目為0.105mm，200目為0.074mm，325目為0.044mm，標(biāo)準(zhǔn)篩的最小篩孔為0.037mm，即400目； 3 顯微鏡測(cè)量法一般粒度小于0.074mm，即200目的粉碎物采用此法； 4 粒度測(cè)定儀可以測(cè)定粒度為5～0.1的粉碎物，粒度測(cè)定儀的種類很對(duì)，如帶有數(shù)字處理系統(tǒng)的KF-16型顆粒分析儀、顆粒自動(dòng)測(cè)定儀等。 2.3 國(guó)內(nèi)外粉碎機(jī)研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)述 2.3.1 我國(guó)飼料粉碎機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 從1955年起，我國(guó)開始研制錘片式飼料粉碎機(jī)．經(jīng)過50多年的發(fā)展，我國(guó)飼料粉碎機(jī)械不論是產(chǎn)品品種、

21、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)．還是在生產(chǎn)能力及綜合性能都有了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步。經(jīng)歷了引進(jìn)、消化吸收、自主開發(fā)、合資合作生產(chǎn)等幾個(gè)階段，目前我國(guó)飼料粉碎機(jī)械工業(yè)已具備一定的規(guī)模和水平，生產(chǎn)的飼料粉碎機(jī)械設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)與國(guó)際水平基本相當(dāng)。但是從整體上看，我國(guó)飼料粉碎機(jī)械工業(yè)尚處于由傳統(tǒng)型向機(jī)械化、自動(dòng)化和集約化過渡的起步階段．仍然有許多問題需要努力解決，不斷改進(jìn)提高。 目前 ,我國(guó)飼料粉碎機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)約有 300多家 ,生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格齊全 ,能基本滿足我國(guó)畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的需要 ,但還有一些有特殊要求的飼料粉碎機(jī)和特大功率的機(jī)型 ,仍然需要從國(guó)外進(jìn)口。我國(guó)現(xiàn)在生產(chǎn)的許多規(guī)格的產(chǎn)品已經(jīng)能替代進(jìn)口產(chǎn)品 ,在

22、主要的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)接近國(guó)際先進(jìn)水平 ,而且在價(jià)格上有很大的優(yōu)勢(shì)。在我國(guó)生產(chǎn)的各種機(jī)型都有不同數(shù)量的出口 ,其中小型粉碎機(jī)的出口批量較大 ,主要銷往東南亞、非洲等第三世界國(guó)家。 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)粉碎機(jī)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性質(zhì)主要有股份制、集體、三資、私營(yíng)（ 即個(gè)體作坊式 ）的企業(yè)其中很大一部分是由那些成立于五六十年代的各地農(nóng)機(jī)修造企業(yè) ,通過轉(zhuǎn)制而成的股份制或私營(yíng)企業(yè)。還有一部分是在近幾年里迅速崛起的私營(yíng)企業(yè)。在粉碎機(jī)行業(yè)中絕大部分都是小型企業(yè)只有部分能根據(jù)市場(chǎng)需求來調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu) ,并具有自主開發(fā)能力 ,能下力氣進(jìn)行技術(shù)改造的企業(yè) ,成為了行業(yè)中的龍頭企業(yè) ,如江蘇正昌集團(tuán)、江蘇牧羊集團(tuán)。其余大部份企業(yè) ,

23、還只是在生產(chǎn)一些老型號(hào)的產(chǎn)品 ,有些是維持狀況 ,有些就走下坡路 ,難于維持生機(jī)。 2.3.2 國(guó)外粉碎機(jī)研究現(xiàn)狀綜述 目前在國(guó)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)I 9 m，篩片面積4.5，轉(zhuǎn)速3 600 r／min，錘片線速度107 m/s，功率447 kW，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(guó)外比較典型的粉碎機(jī)械。 美國(guó)Roskamp Champion(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

24、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1．372 m．錘片末端速度達(dá)123．3 m／s，配套動(dòng)力為75～447 kW，篩片面積1．527～4．583。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(GOLFETIO／BERGA／SANTATI)最新生產(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

25、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AB 60／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HeemHo硌t公司生產(chǎn)的HEMILL和HEMOS系列粉碎機(jī)，采用n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)子徑、低轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)(1 500 r／min)，兩者錘片端線速度相同．均為100 m／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

26、振動(dòng)和噪音。 德國(guó)Hei／liag EMl2系列粉碎機(jī)可選用雙速控制或無級(jí)調(diào)遣，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。 瑞士布勒(13uhler)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)到100～500 gm。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)。 日

27、本細(xì)川密克朗(Hosokawa Micron)公司生產(chǎn)的ACM型立式無篩馓粉碎機(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．利用高教分級(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(dS0)在10—1 000斗m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。Hosokawa Microll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3～100 gm，并內(nèi)設(shè)排渣裝置，提高了粉碎產(chǎn)品的質(zhì)量和純度?。 美國(guó)Jacobson公司生產(chǎn)的臥式單級(jí)微粉碎機(jī)．錘片線速度

28、為99．06～172．7 m／s，高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)品粒度可達(dá)5 。風(fēng)機(jī)單獨(dú)配置，以負(fù)壓方式運(yùn)行．因此避免了粉塵外泄。該機(jī)配有軸承自動(dòng)循環(huán)滑油潤(rùn)滑冷卻裝置，具有操作方便、粉碎效率高、適用范圍廣的特點(diǎn)。 荷蘭VAN Aarsen公司生產(chǎn)的GDld00型錘片粉碎機(jī)，配套160～400 kW功率變頻調(diào)速雙向電機(jī)，采用分體式結(jié)構(gòu)，不停機(jī)手動(dòng)／自動(dòng)換篩，帶有防振動(dòng)裝置，錘片用激光切割技術(shù)制造，可4個(gè)角掉換使用，一般產(chǎn)量為20～60 t／h。在谷物磨粉機(jī)械方面，典型的設(shè)備有GBS公司的SYNTHESIS系列和布勒公司的Newtronie MDDM系列輥式磨粉機(jī)。SYNTHESIS系列又稱全能智能型八輥式磨粉機(jī)

29、，主要特點(diǎn)有：喂料系統(tǒng)無級(jí)變速，采用紅外多點(diǎn)式料位傳感器判斷料位，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)喂料輥轉(zhuǎn)速，可有效利用工時(shí)和磨輥的長(zhǎng)度，同時(shí)可防止磨輥空運(yùn)轉(zhuǎn)；傳動(dòng)改用一根多楔帶傳動(dòng)可使機(jī)械傳動(dòng)更平穩(wěn)．更換磨輥更方便簡(jiǎn)單，不僅僅降低噪音．同時(shí)減少生產(chǎn)過程中的油污；磨輥軋距設(shè)定方法有兩種，一種是使用人工手動(dòng)和汽缸快速離合；一種是使用無刷電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及定位控制編碼器．具有更加精確的軋距凋節(jié)效果；采用鑄鐵底座，與普通鋼板焊接底座相比．重量增加了30％之多，設(shè)備運(yùn)行更加平穩(wěn)，同時(shí)減少整機(jī)生產(chǎn)過程中的機(jī)械應(yīng)力，設(shè)備使用壽命更長(zhǎng)；外殼采用鋁合金擠壓型材，雙層中空材質(zhì)，具有隔音、散熱、防凝效果，而且外形美觀，呈流線型；喂料輥

30、可以橫向?qū)С觯謇砦沽陷伿趾?jiǎn)便，設(shè)備接觸物料部分全部采用不銹鋼材質(zhì)，完全符合國(guó)際HACCP食品衛(wèi)生安全控制標(biāo)準(zhǔn)。 布勒公司Newtrozfic MDDM系列新型電控輥式磨粉機(jī)有四輥或八輥兩種形式，主要特點(diǎn)有：喂料機(jī)構(gòu)能保持恒定喂料，靠重力的傳感器自動(dòng)控制喂料量；自承應(yīng)力磨輥組可通過配有刻度表的手輪或計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制精確調(diào)節(jié)軋距，離心鑄造磨輥大大增加了磨輥使用壽命；集中潤(rùn)滑系統(tǒng)能為所有的滾動(dòng)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑加油，使維護(hù)最小化；獨(dú)立的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)。監(jiān)控所有的操作參數(shù)，最大程度地保證穩(wěn)定研磨；機(jī)體面板由聚氨脂(PUR)制成．它的熱絕緣(保溫)值比原有的鋼板好500倍左右，為防止磨膛內(nèi)結(jié)露提供了保護(hù)條件

31、，同時(shí)PUR也可大大降低設(shè)備噪音水平。 2.4 錘片式粉碎機(jī) 錘片式粉碎機(jī)按其進(jìn)料方式有切向式、軸向式和徑向式三種，如圖2-1所示。切向式錘片式粉碎機(jī)，進(jìn)料口和粉碎室比較寬，不但可以粉碎谷粒，而且可以加工莖稈類等物料，適應(yīng)性廣，操作方便可靠，工作時(shí)需配風(fēng)機(jī)和增速裝置，能耗較大。軸向式錘片粉碎機(jī)，像一個(gè)高速軸流風(fēng)扇，工作時(shí)，在進(jìn)料口處形成負(fù)壓，而在粉碎室周邊形成正壓，因而可以自動(dòng)吸料和輸送，適合于粉碎谷粒、莖稈、小塊豆餅料、貝殼等飼料原料。徑向式錘片粉碎機(jī)，物料從粉碎機(jī)頂部進(jìn)入機(jī)內(nèi)，大、中型粉碎機(jī)多為這種結(jié)構(gòu)。下面以切向式錘片粉碎機(jī)為例介紹其工作原理。 圖2-1 錘片粉碎機(jī)分類 2.

32、4.1 錘片式粉碎機(jī)的構(gòu)造與工作過程 切向錘片式粉碎機(jī)油進(jìn)料斗、粉碎部分和排粉輸送部分組成，如果2-2所示。粉碎部分由轉(zhuǎn)子、篩片、齒板、上機(jī)殼和下機(jī)殼等組成，也成為粉碎室。轉(zhuǎn)子主要有錘片、錘架板、銷軸、間隔套筒和軸等組成。轉(zhuǎn)子位于機(jī)殼的中間。 排料輸送部分包括風(fēng)機(jī)、輸送管、集料筒、吸料管等。風(fēng)機(jī)與轉(zhuǎn)子同軸，景輸送彎管與篩片下部的機(jī)座口相連。 圖2-2 切向錘片式粉碎機(jī) 1—喂料斗；2—上機(jī)殼；3—下機(jī)殼；4—篩片；5—齒板；6—錘片；7—轉(zhuǎn)子；8—錘片架；9—回料管；10—輸料管；11—風(fēng)機(jī)；12—集料筒；13—吸料管 錘片式粉碎機(jī)的工作過程是，飼料由進(jìn)料口沿轉(zhuǎn)子的切向方向

33、進(jìn)入粉碎室，被高速回轉(zhuǎn)的錘片打擊而破碎并被甩向齒板，與齒板產(chǎn)生撞擊破碎后被彈回，再次受到錘片的打擊和齒板的撞擊。飼料顆粒經(jīng)反復(fù)打擊。撞擊作用之后，成為細(xì)小粉粒。比篩片的孔徑小的粉粒從篩孔漏出，較大的顆粒仍留在曬面，繼續(xù)受到上述作用知道從篩孔漏出。景篩孔漏下的飼料粉粒，在風(fēng)機(jī)的吸力作用下，景輸送管被輸送至集料筒。帶粉粒的氣流沿集料筒壁高速旋轉(zhuǎn)，氣流中飼料粉粒在離心力作用下與筒壁摩擦而降低速度，沉積到筒底，從排粉口排出。回料管的作用是避免粉料排到空中造成損失，同時(shí)也保護(hù)了環(huán)境。 2.4.2 錘片式粉碎機(jī)主要工作部件 1錘片 錘片式粉碎機(jī)用于擊碎飼料的主要零件，也是主要易損件。錘片一般鉸接在轉(zhuǎn)

34、子上，以便磨損后更換。錘片有多種結(jié)構(gòu)，如圖2-3，其中以長(zhǎng)方形錘片應(yīng)用較廣，它機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，通用性強(qiáng)，錘片經(jīng)長(zhǎng)期工作后將產(chǎn)生磨損弱錘片頂端旋轉(zhuǎn)方向一角的臺(tái)階磨突后，應(yīng)調(diào)面使用。一端的兩面都磨損后可調(diào)頭使用，四角都磨禿后更換新品。每次調(diào)換或更換錘片時(shí)，應(yīng)整副同時(shí)調(diào)換或更換，不能只調(diào)換或更換幾片，以免轉(zhuǎn)子失去平衡引起震動(dòng)。當(dāng)更換錘片時(shí)要分組測(cè)量錘片的重量，在對(duì)稱布置上的兩組錘片質(zhì)量差應(yīng)小于5g。每次拆裝錘片所拔出的開口銷不能再用，必須使用新開口銷，以免脫落發(fā)生撞擊事故。 （a）長(zhǎng)方形 （b）階梯形 （c）尖角形 （d）加重形 圖2-3 錘片的結(jié)構(gòu) 錘片

35、數(shù)量的多少直接影響粉碎機(jī)的生產(chǎn)率和功率消耗。錘片過多，工作時(shí)產(chǎn)生的環(huán)形氣流大，使飼料大部分集中于環(huán)流上，不僅減少了打擊機(jī)會(huì)，而且空載功率增加，導(dǎo)致粉碎能力下降，生產(chǎn)率也相應(yīng)減小。國(guó)產(chǎn)系列錘片粉碎機(jī)采用12～16塊錘片。 錘片一般分四組對(duì)稱地套裝在圓盤的銷軸上，其配置方法應(yīng)能保證錘片均勻地打擊飼料，又能保持轉(zhuǎn)子的靜平衡。常見的排列方式有：螺旋線排列、對(duì)稱排列和交錯(cuò)排列（如圖2-4所示）。國(guó)產(chǎn)系列粉碎機(jī)多采用交錯(cuò)排列。這種排列的特點(diǎn)是錘片的合理作用在同一平面內(nèi)，因而平衡性能好，機(jī)器工作時(shí)振動(dòng)小。為了保持錘片在每排上的位置不變，在錘片旁裝有套在銷軸上的間管，在安裝時(shí)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行，不能隨意亂裝。

36、 （a）螺旋線排列 （b）對(duì)稱排列 （c）交錯(cuò)排列 圖2-4 錘片式粉碎機(jī)錘片的排列方式 2齒板 齒板用于增強(qiáng)粉碎能力。齒板是一白面有許多凸起齒的弧形板，嵌在上機(jī)體內(nèi)壁上。齒的工作面（迎著轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)方向的齒面）應(yīng)與錘片旋轉(zhuǎn)的切向方向垂直，從而增強(qiáng)粉碎效果。齒板用白口鑄鐵制成，要求齒面平直光滑，沒有翹曲變形和裂紋。如果齒形磨損到高度小于3 mm或發(fā)現(xiàn)裂紋時(shí)，要及時(shí)更換。 3篩片 篩片的功用是控制飼料的粗細(xì)程度，以及與錘片配合粉碎飼料。常用的篩片有圓孔篩、圓錐孔篩和魚鱗篩等幾種類型。圓孔篩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，故應(yīng)用較廣。部頒標(biāo)準(zhǔn)篩是圓孔篩，篩孔的大小，可

37、根據(jù)需要更換不同的篩片。篩片經(jīng)長(zhǎng)期使用有嚴(yán)重磨損或出現(xiàn)大洞、斷裂時(shí)，應(yīng)更換新篩片。一般撞破或小洞口，可以鉚接或焊補(bǔ)繼續(xù)使用。 2.5 雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī) 2.5.1 雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的意義 飼料原料的粉碎是飼料加工中非常重要的環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)粉狀配合飼料時(shí)，粉碎工段動(dòng)力消耗占整個(gè)生產(chǎn)線的60%以上。隨著飼料業(yè)的發(fā)展研究，飼料越來粉碎的越細(xì)。但是粉碎的越細(xì)耗電越大產(chǎn)量越低。開發(fā)一種在耗電和產(chǎn)量上有所突破的粉碎機(jī)就成為了我們研究的重要課題。 2.5.2 雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)的用途及特點(diǎn) SFSP系列粉碎機(jī)可粉碎各種顆粒狀的有機(jī)飼料原料，如玉米、高梁、麥類及粉碎后的餅類；食品中辣椒的粉碎；化工行業(yè)中

38、木粉的粉碎及要求粉碎粒度較小的非油脂物料。 本系列粉碎機(jī)在繼承傳統(tǒng)粉碎機(jī)優(yōu)點(diǎn)（鋼板焊接結(jié)構(gòu)、電機(jī)與粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在同一個(gè)底座上，用彈性柱銷聯(lián)軸器直聯(lián)傳動(dòng)和頂部進(jìn)料）運(yùn)用現(xiàn)代最新粉碎理論設(shè)計(jì)制成，雙轉(zhuǎn)子、雙倍切線速度撞擊，瞬間粉碎物料避免了單轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)在微粉碎時(shí)產(chǎn)生環(huán)流、堵塞篩孔的問題比單轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)同功率產(chǎn)品產(chǎn)量提高30%以上具有傳統(tǒng)粉碎機(jī)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。 2.5.3 雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)工作過程與原理 需粉碎的物料通過進(jìn)料口，經(jīng)進(jìn)料導(dǎo)向板從左或右邊進(jìn)入粉碎室，兩粉碎室內(nèi)各有帶錘片的轉(zhuǎn)子在同向高速旋轉(zhuǎn)，并且在兩轉(zhuǎn)子間上下位置設(shè)置了對(duì)物料起導(dǎo)向作用的導(dǎo)流裝置。當(dāng)?shù)谝环鬯槭覂?nèi)經(jīng)粉碎未合格出篩的物料在導(dǎo)

39、流裝置作用下進(jìn)入第二粉碎室，被第二粉碎室內(nèi)的錘片撞擊而粉碎，同時(shí)第二粉碎室內(nèi)經(jīng)粉碎未合格出篩的物料在導(dǎo)流裝置作用下進(jìn)入第一粉碎室，被第一粉碎室內(nèi)的錘片撞擊而粉碎。未合格出篩的物料循環(huán)粉碎直到合格后，再通過粉碎室底部設(shè)置的篩網(wǎng)出篩。該設(shè)備的兩個(gè)轉(zhuǎn)子同向運(yùn)轉(zhuǎn)，那么兩轉(zhuǎn)子之間錘片切線的相對(duì)速度比單轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子提高了一倍，錘擊力度也就增加了一倍，并且兩轉(zhuǎn)子相互都有破壞環(huán)流的作用。 2.5.4 分析現(xiàn)有的兩種種雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī) 1 如圖2-5所示的雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)由帶有錘片的兩個(gè)轉(zhuǎn)子7、9，篩片6和機(jī)殼所構(gòu)成的粉碎室，有進(jìn)料斗1、插門2和連動(dòng)式喂料撥輪3等所構(gòu)成的喂料機(jī)構(gòu)，清理室（有磁性除鐵裝置5、進(jìn)風(fēng)口1

40、1、風(fēng)門12和雜物斗10等構(gòu)成）以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分構(gòu)成。所說的轉(zhuǎn)子7和9是并排地布置在蝸形篩片6所構(gòu)成“”型粉碎室，該 轉(zhuǎn)子（7、9）的中心軸相互平行， 圖2-5 第一種雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)結(jié)構(gòu) 兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同（如圖中箭頭所示），二者不發(fā)生機(jī)械干涉；所述的篩片6的錘篩間隙沿所述的轉(zhuǎn)子（7、9）的旋轉(zhuǎn)方向由大變小，并且兩篩片以首尾相連形成剖面形狀為“”型的粉碎室。 工作時(shí)，由喂料機(jī)構(gòu)送來的物料進(jìn)入轉(zhuǎn)子7的上部，經(jīng)轉(zhuǎn)子7的錘片打擊，得以加速，并以高速正對(duì)轉(zhuǎn)子9的錘片碰撞，而隨轉(zhuǎn)子9旋轉(zhuǎn)的物料也正對(duì)轉(zhuǎn)子7的錘片碰撞，兩個(gè)轉(zhuǎn)子起到互為強(qiáng)制喂料的作用。錘片同物料的正對(duì)碰撞以及物料間

41、的正對(duì)碰撞，從而達(dá)到粉碎目的，正是由于這種強(qiáng)制喂料作用和物料相互碰撞作用，大大提高了正面打擊的概率，從而克服偏心沖擊的缺點(diǎn)。粉碎后的物料分別隨轉(zhuǎn)子7、9運(yùn)動(dòng)到各自篩片進(jìn)行篩分。由于由蝸形雙篩片構(gòu)成的“”型粉碎室結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)以及較低物料的運(yùn)動(dòng)速度，保證了篩分容易，從而提高了生產(chǎn)率，降低單位產(chǎn)品的電耗。同時(shí)，轉(zhuǎn)速低也就相應(yīng)降低了噪音，篩分后的未被排出的顆粒，隨著轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)，錘篩間隙逐漸變小，使得顆粒逐漸加速，再次運(yùn)動(dòng)到兩個(gè)轉(zhuǎn)子的接合部位進(jìn)行粉碎，這樣循環(huán)往復(fù)直到粉碎成效顆粒排出篩外為止。所述的轉(zhuǎn)子7、9可以用一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以分別用兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 2 如圖2-6所示一種雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)，包括進(jìn)料口

42、1、導(dǎo)料導(dǎo)向裝置2、機(jī)座8、機(jī)殼7和轉(zhuǎn)子總成3、4，機(jī)殼7位于機(jī)座8上，進(jìn)料口1位于機(jī)殼7上，在機(jī)殼7內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)水平互相平行的轉(zhuǎn)子總成3、4；所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子總成3、4的錘片6、9分別位于錘片支架61、91上，錘片6、9是軸向錯(cuò)位設(shè)置的；設(shè)置擋面31的主要作用是為了破壞粉碎室內(nèi)壁物料在轉(zhuǎn)子作用下所形成的料環(huán)，防止物料與錘片6、9產(chǎn)生相向運(yùn)動(dòng)，提高打擊效果。圖中導(dǎo)料導(dǎo)向裝置2的虛線部分為導(dǎo)料導(dǎo)向裝置2轉(zhuǎn)向另外一個(gè)方向的示意。 如此設(shè)計(jì)的雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)，其具有兩個(gè)高效粉碎區(qū)A、B，和一個(gè)超高效粉碎區(qū)C，在A、B兩個(gè)區(qū)間，物料與錘片的相對(duì)速度就是粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)錘片速度；在C區(qū)當(dāng)雙轉(zhuǎn)子總成3、4的軸

43、向錯(cuò)位設(shè)置的錘片6、9的錘頭端有部分重疊時(shí)，其物料與錘片6、9的相對(duì)線速度最高可以達(dá)到粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)錘片速度的2倍，故其可以極大地提高粉碎效率（見圖2-8）。 圖2-7為圖2-6雙轉(zhuǎn)子總成的錘片相互錯(cuò)位部分重疊的結(jié)構(gòu)示意圖；所述雙轉(zhuǎn)子總成3、4的軸向錯(cuò)位設(shè)置的錘片6、9的錘頭端面到軸心的距離之和大于兩軸5、10的軸心之間的距離。 圖2-8為圖2-6雙轉(zhuǎn)子總成的錘片相互對(duì)位有間隙的結(jié)構(gòu)示意圖；所述雙轉(zhuǎn)子總成3、4的軸向錯(cuò)位設(shè)置的錘片6、9的錘頭端面到軸心的距離之和小于兩軸5、10的軸心之間的距離。 圖2-6 第二種雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)結(jié)構(gòu) 1—原料進(jìn)

44、口；2—導(dǎo)料導(dǎo)向裝置；3—右轉(zhuǎn)子總成；4—左轉(zhuǎn)子總成；5—左主軸；6—左錘片；61—左錘片支架；7—機(jī)殼；8—機(jī)座；9—右錘片；91—右錘片支架；10—右主軸；31—擋料面；32—導(dǎo)料面；33—轉(zhuǎn)軸。 圖2-7 無重疊部分的錘片布置 圖2-8 有重疊部分的錘片布置 2.6 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)以上分析的兩種雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)的工作原理接設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，采用以上分析的雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。 1 采用第一種雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)的“”型粉碎室結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)有保證了篩分容易，從而提高了生產(chǎn)

45、率，降低單位產(chǎn)品的電耗，同時(shí)，轉(zhuǎn)速低較低相應(yīng)降低了噪音，篩分后的未被排出的顆粒，隨著轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)，錘篩間隙逐漸變小，使得顆粒逐漸加速，再次運(yùn)動(dòng)到兩個(gè)轉(zhuǎn)子的接合部位進(jìn)行粉碎，這樣循環(huán)往復(fù)直到粉碎成效顆粒排出篩外為止； 2 采用第二種雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)的雙轉(zhuǎn)子總成的錘片相互錯(cuò)位部分重疊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是提高粉碎機(jī)的粉碎效率，同時(shí)兩個(gè)轉(zhuǎn)子總成的重疊部分能夠減小物料粉碎后的粒度，在某種程度上也可以提高物料粉碎后的篩分效率。 3 采用兩個(gè)轉(zhuǎn)子總成相對(duì)反向旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于兩個(gè)單獨(dú)的單轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)，從而提高粉碎效率。 4為了減小錘片式粉碎機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，對(duì)銷軸上錘片的布置進(jìn)行研究分析，最后采用交錯(cuò)對(duì)稱

46、布置排列的方法。 5 繼承傳統(tǒng)粉碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：鋼板焊接結(jié)構(gòu)、電機(jī)與粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在同一個(gè)底座上和頂部進(jìn)料。 14 第 頁 3 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 已知設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)要求 該粉碎機(jī)為雙轉(zhuǎn)子錘片式谷物粉碎機(jī)，粉碎物料的錘片末端線速度為75 m/s。設(shè)計(jì)要求有： 1 粉碎能力為 0.7 t/h 2 粉碎機(jī)允許的最大物料給料粒度為：≤120 mm 3 粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為2500～3000 r/min 4 粉碎機(jī)的最大排料粒度為：≤3 mm 5 粉碎機(jī)的物料容許濕度：＜9% 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微震動(dòng)，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，每天工

47、作8小時(shí)，其生產(chǎn)率為0.7/h。 3.2 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 3.2.1 轉(zhuǎn)子直徑D與粉碎室寬度B的確定 1 轉(zhuǎn)子直徑D的確定 由得轉(zhuǎn)子直徑為： 初選轉(zhuǎn)子直徑為480 mm 2 確定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 3 粉碎室寬度B的確定 粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑D與粉碎室寬度B之積可用以下經(jīng)驗(yàn)公式求得: (3—1) 式中：B—粉碎室寬度，mm； k—經(jīng)驗(yàn)系數(shù),

48、一般取0.29～0.75； D—轉(zhuǎn)子直徑，mm。 D、B確定之后, 為了降低噪音, 一般采用大轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速, 確定要根據(jù)粉碎物料的品種具體分析。如果以粉碎玉米等顆粒為主, 要采較小的B和較大的D；如果是以粉碎牧草為主，則要采用較大的B和較小的 D。 將數(shù)據(jù)代入式(3—1)得： B=0.5480mm =240mm 4 配套電動(dòng)機(jī)功率N的確定 由 N=（6.4-10.5）Q (3—2) 式中：N—電動(dòng)機(jī)功率，KW； Q—生產(chǎn)率,t/h。 得配套電動(dòng)機(jī)的功率為：

49、 N=（6.4～10.5）0.7 KW =（4.48～7.35）KW 根據(jù)JB/T5274—1991 所選電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y132S—4，其主要參數(shù)如下所示： 額定功率：7.5 Kw 滿載轉(zhuǎn)速：1440 r/min 同步轉(zhuǎn)速：1500 r/min 額定轉(zhuǎn)矩：2.2 Nm 最大轉(zhuǎn)矩：2.3 Nm 3.2.2 擬定傳動(dòng)方案 擬定傳動(dòng)方案即是合理選擇機(jī)械傳動(dòng)裝置的餓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示，反映出運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞路線和各部件的組成和聯(lián)接關(guān)系。合理的傳動(dòng)方案首先要滿足機(jī)器的功能要求，例如傳

50、遞功率的大小，轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng)形式。此外還要適應(yīng)工作條件（工作環(huán)境、場(chǎng)地、工作年限等），滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、傳動(dòng)效率高、使用維護(hù)便利、工藝性和經(jīng)濟(jì)性合理等要求。要同時(shí)滿足這些條件是比較困難的，因此要通過分析比較多種比較方案，選擇能保證重點(diǎn)要求的較好的傳動(dòng)方案。 本設(shè)計(jì)為雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機(jī)設(shè)計(jì)，方案采用兩個(gè)轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)速一致。如圖3-1所示為可以采用的五種傳動(dòng)方案：（a）方案結(jié)構(gòu)不緊湊；（b）方案由于兩軸中心距比較大所以中間一對(duì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也會(huì)比較大，增加制造及材料成本，不采用；（c）方案交叉帶傳動(dòng)，磨損太大，不采用；（d）方案一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，中間的帶傳動(dòng)

51、實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)主軸直接按較大傳動(dòng)距離，是齒輪的結(jié)構(gòu)比較小，并且也滿足了本科階段設(shè)計(jì)要求；（e）方案兩個(gè)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，節(jié)省了制造成本，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠很容易實(shí)現(xiàn)兩根主軸的轉(zhuǎn)速相同正反轉(zhuǎn)，保證兩根主軸的轉(zhuǎn)速相同，大多數(shù)廠家生產(chǎn)的雙轉(zhuǎn)子粉碎機(jī)均采用了這種傳動(dòng)方案。 綜合考慮以上五種方案，本設(shè)計(jì)選擇（d）傳動(dòng)方案。 （a） （b） （c） （d） （e） 圖3-1 雙轉(zhuǎn)

52、子錘片式粉碎機(jī)傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 3.3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1 左側(cè)帶傳動(dòng) 1 確定計(jì)算功率 由表8-7查的工作情況系數(shù)=1.31.11，故 ==1.31.117.5 kW=10.8 kW 2 選擇V帶的帶型 根據(jù)、由圖8-11選用B型。 3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 1）初選大帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表8-6和表8-8，取大帶輪的基準(zhǔn)直徑= 280 mm 2）驗(yàn)算帶速。按式（8-13），驗(yàn)算帶的速度 因?yàn)? m/s＜＜30 m/s，故帶速合適。 3）計(jì)算小帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式（8-15a），計(jì)算小帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)表8-8，圓整為= 140

53、mm。 4 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1）根據(jù)式（8-20），初定中心距=600 mm。 2）由式（8-22）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mm mm 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1800 mm。 3）按式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距。 mmmm 5 驗(yàn)算小帶輪上的包角 6 計(jì)算帶的根數(shù)z 1）計(jì)算單根V帶的額定功率。 由mm和r/min，查表8-4a得kW 查表8-5得，表8-2得，于是 kW kW 2）計(jì)算V帶的根數(shù)z。 取2根。

54、7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 由表8-3的B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.18 kg/m，所以 N N 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力＞。 8 計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為 N 9 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8—10得到采用B型V帶時(shí)相應(yīng)的皮帶輪輪槽截面尺寸如圖3-2所示，帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3-4所示： 圖3-2 V型帶輪截面 圖3-4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 圖3-3 V型帶輪截面參數(shù) 3.3.2 右側(cè)帶傳

55、動(dòng) 1 確定計(jì)算功率 由表8-7查的工作情況系數(shù)=1.3，故 ==1.310.8kW=14.04 kW 2 選擇V帶的帶型 根據(jù)、由圖8-11選用B型。 3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 1）初選大帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表8-6和表8-8，取大帶輪的基準(zhǔn)直徑= 140mm 2）驗(yàn)算帶速。按式（8-13），驗(yàn)算帶的速度 因?yàn)? m/s＜＜30 m/s，故帶速合適。 3）計(jì)算小帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式（8-15a），計(jì)算小帶輪的基準(zhǔn)直徑 4 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1）根據(jù)式（8-20），初定中心距=350 mm。 2）由式（8-22）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度

56、 mm mm 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1120 mm。 3）按式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距。 5 驗(yàn)算小帶輪上的包角 6 計(jì)算帶的根數(shù)z 1）計(jì)算單根V帶的額定功率。 由mm和r/min，查表8-4a得kW 查表8-5得，表8-2得，于是 2）計(jì)算V帶的根數(shù)z。 取4根。 7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 由表8-3的B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.18 kg/m，所以

57、 N 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力＞。 8 計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為 N 9 帶輪的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，帶槽的結(jié)構(gòu)和第一個(gè)帶傳動(dòng)相同，如圖3-5所示： 圖3-5 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 3.4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。 （1）根據(jù)所用傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （2）工作機(jī)為農(nóng)業(yè)機(jī)械，速度較高，故選用8級(jí)精度（GB 10095-88） （3）材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40（調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240 HBS，二者材料硬度

58、差為40 HBS。 （4）選小齒輪齒數(shù)=24，大齒輪齒數(shù)。 2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行試算，即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)。 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 3）由表10-7選取齒寬系數(shù)=1。 4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 6）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)；。 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，

59、由式（10-12）得 （2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 2）計(jì)算圓周速度。 3）計(jì)算齒寬。 4）計(jì)算齒寬與齒高之比。 模數(shù) 齒高 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 直齒輪，； 由表10-2查得使用系數(shù)； 由表10-4用插值法查得8級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，。 由，查圖10-13得 故載荷系數(shù) 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10-10a）得 7）計(jì)算模數(shù)。 3.按齒根彎曲

60、強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限； 2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù),； 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）得 4）計(jì)算載荷系數(shù)。 5）查取齒形系數(shù)。 由表10-5查得 6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由表10-5查得 7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。 大齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的

61、大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.73并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 4.幾何尺寸計(jì)算 圖3-6 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 （1）計(jì)算分度圓直徑 （2）計(jì)算中心距 （3）計(jì)算齒輪寬度 取， 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 因齒頂圓直徑小于160 mm,故以選用實(shí)心結(jié)構(gòu)為宜，如圖3-6所示。 3.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

62、計(jì)計(jì)算 3.5.1 軸3的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 1 求軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 取齒輪傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)），則 又 2 求作用在齒輪上的力 因已知小齒輪的分度圓直徑為 而 圓周力，徑向力及軸向力的方向如圖所示。 3 初步確定軸的最小直徑 先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得 取軸的最小直徑即安裝齒輪處軸的直徑為 4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 現(xiàn)選用，如圖3-7所示的裝配方案。 圖3-7

63、 軸3的結(jié)構(gòu)與裝配 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）初步選擇軸承。因軸承只需要承受徑向力而承受軸向力很小，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)=45 mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度的深溝球軸承6209，其尺寸為，，而取。 2）左端Ⅲ—Ⅳ用圓螺母和圓螺母用止動(dòng)墊圈來固定錘架板，=30 mm 3）取安裝錘片處的軸段Ⅳ—Ⅴ的直徑為，錘片是裝在靠錘架板支撐的銷軸上的。已知粉碎室的寬度為240mm，因此軸段，為了軸向固定錘架板Ⅴ—Ⅵ軸段制出一軸間，。 4）Ⅵ—Ⅶ制出一軸間，軸向固定軸承，取。 5）Ⅶ—Ⅷ安裝軸承，取 6）Ⅷ—Ⅸ安裝軸承端蓋，取 5

64、）Ⅸ—Ⅹ安裝齒輪，右端用軸用彈性擋圈軸向固定齒輪。所以，， 6）至此，已初步確定了軸的直徑和長(zhǎng)度，總長(zhǎng)度 （3）軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，按，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得平鍵截面，A型鍵，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為38 mm，錘架板與軸連接選用A型平鍵，尺寸為。軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的。 （4）取軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑如設(shè)計(jì)圖紙所示。 3.5.2 軸1的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 1 求軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 取齒輪傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)），則 又 2 初步確定軸的最小直徑 先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為4

65、5鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得 取軸的最小直徑即安裝齒輪處軸的直徑為 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3-8所示） 圖3-8 主軸1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 3.6錘片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 3.6.1 錘片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由國(guó)家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了錘片的型式，規(guī)格和設(shè)計(jì)要求。根據(jù)本此的設(shè)計(jì)要求選擇I型錘片，其具體設(shè)計(jì)圖形如圖3-9所示： 圖3-9 I型錘片結(jié)構(gòu) 圖3-10 錘片的淬火區(qū)

66、 圖3-11 錘片的布置展開圖 圖3-12 錘片的重疊部分 本次設(shè)計(jì)中選用I型錘片，錘片的具體參數(shù)參見圖3-13為： 圖3-13 錘片規(guī)格參數(shù) 長(zhǎng)度a: 120 mm 寬度c：40 mm 厚度e：4 mm 孔中心到錘片一端的距離b：90mm 由于錘片是粉碎機(jī)加工的核心部件，所以要求較高。本錘片選擇的金屬材料是10號(hào)鋼，且經(jīng)過熱處理。熱處理淬火區(qū)硬度為56-62 HRC,非淬火區(qū)硬度不超過28HRC。其淬火區(qū)如圖3-10所示。 3.6.2 錘片的布置 本設(shè)計(jì)中錘片的布置方式采用對(duì)稱排列方式布置（如圖3-11），并且雙轉(zhuǎn)子總成的錘片相互錯(cuò)位部分由重疊（如圖3-12） 3.6.3 錘片的強(qiáng)度校核 為了進(jìn)行強(qiáng)度校核，首先要計(jì)算其離心力。 錘片旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力P： （公斤） 式中：m—錘片質(zhì)量，m=0.18/9.8，其中0.18為錘片重量（公斤），9.8為重力加速度（米/秒）； r—錘片中心處的旋轉(zhuǎn)半徑，r=0.18（米）； —錘片旋轉(zhuǎn)角速度， （秒）； 因此，錘片離心力P為： （公斤）