水滴式粉碎機(jī)實(shí)體設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　Abstract錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　1.前言- 3 -</p><p>　　1.1水滴式飼料粉碎機(jī)的發(fā)展前景- 3 -</p><p>　　1.2三維

2、實(shí)體設(shè)計(jì)在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的作用- 8 -</p><p>　　2.水滴式飼料粉碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)- 10 -</p><p>　　2.1 電動(dòng)機(jī)的確定- 10 -</p><p>　　2.2 基本結(jié)構(gòu)組成- 10 -</p><p>　　2.3 工作原理及力學(xué)分析- 11 -</p><p>　　3.關(guān)鍵部件的

3、設(shè)計(jì)- 13 -</p><p>　　3.1 錘片的設(shè)計(jì)- 13 -</p><p>　　3.1.1錘片的種類- 13 -</p><p>　　3.1.2錘片的材質(zhì)與熱處理- 14 -</p><p>　　3.1.3錘片數(shù)量的確定- 14 -</p><p>　　3.1.4錘片的排列和厚度- 15 -<

4、;/p><p>　　3.1.5錘片末端線速度的確定- 17 -</p><p>　　3.1.6錘篩間隙的確定- 18 -</p><p>　　3.2粉碎室的形狀和結(jié)構(gòu)- 19 -</p><p>　　3.2.1粉碎室的形狀- 19 -</p><p>　　3.2.2粉碎室的結(jié)構(gòu)- 20 -</p>

5、<p>　　3.3轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)并尺寸與粉碎室寬度及改進(jìn)- 20 -</p><p>　　3.3.1轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)并尺寸與粉碎室寬度- 20 -</p><p>　　3.3.2轉(zhuǎn)子上的改進(jìn)- 20 -</p><p>　　3.4篩片的設(shè)計(jì)- 21 -</p><p>　　3.5電機(jī)與轉(zhuǎn)子的連接- 22 -</p><

6、;p>　　3.6旋轉(zhuǎn)主軸的設(shè)計(jì)及理論校核- 23 -</p><p>　　3.6.1主軸的設(shè)計(jì)- 23 -</p><p>　　3.6.2旋轉(zhuǎn)主軸的力學(xué)分析及理論校核- 24 -</p><p>　　3.7滑動(dòng)軸承的熱平衡計(jì)算- 26 -</p><p>　　4.整機(jī)的虛擬裝配- 29 -</p><p&g

7、t;　　5.水滴型飼料粉碎機(jī)的主要參數(shù)- 31 -</p><p>　　6.結(jié)論- 32 -</p><p>　　7.結(jié)束語- 32 -</p><p>　　8.致謝- 32 -</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　錘片式粉碎機(jī)是轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)工況下工作的機(jī)械

8、，如其他高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械一樣，存在靜態(tài)不平衡問題，也存在旋轉(zhuǎn)工況下的動(dòng)態(tài)不平衡問題，這不可避免地要在運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，從而對(duì)粉碎機(jī)的安裝基礎(chǔ)、自身結(jié)構(gòu)、使用性能(能耗、效率)及工環(huán)境帶來不利影響。根據(jù)動(dòng)靜平衡原理，采用了改變錘片的在軸上的布置方式，將原來的非對(duì)稱式改為較易建立動(dòng)靜平衡的對(duì)稱交錯(cuò)排列，并運(yùn)用了傳統(tǒng)的平衡校驗(yàn)方法對(duì)改進(jìn)后的轉(zhuǎn)子進(jìn)行了驗(yàn)算，從而建立了基本上的動(dòng)靜平衡?？紤]了不平衡量大小和不平衡位置對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)的影響;校核了結(jié)構(gòu)

9、的強(qiáng)度，得到了機(jī)座結(jié)構(gòu)的靜剛度值和動(dòng)剛度值。分析結(jié)果表明不平衡度對(duì)整機(jī)的震動(dòng)和強(qiáng)度有較大影響。應(yīng)用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，探討了利用動(dòng)靜平衡原理進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化效果比較顯著;最后針對(duì)影響錘片式機(jī)動(dòng)態(tài)特性的其它因素，提出了減振措施。</p><p>　　所得結(jié)論為粉碎機(jī)產(chǎn)品的減振降噪設(shè)計(jì)以及轉(zhuǎn)子的動(dòng)靜平衡校驗(yàn)提供理論依據(jù)時(shí)，通過對(duì)錘片式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究，為今后相似類型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一個(gè)工

10、程參考。</p><p>　　關(guān)鍵詞:錘片式粉碎機(jī)；動(dòng)態(tài)特性；動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)；動(dòng)靜平衡。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Hammer mill is a high-speed rotation of rotor operating conditions in the work of machinery,

11、 like other high-speed rotating machinery, the existence of static imbalance, but also the dynamics of rotating unbalanced conditions, which inevitably arise in the operation vibration and noise, so the installed base of

12、 the mill, its own structure, the use of performance (energy efficiency) and a negative impact on work environment. According to the principle of static and dynamic balance, using a hammer</p><p>　　Basically

13、, in order to set up the static and dynamic balance. Taking into account the size and imbalance unbalance location of the vibration of rotor system; check the structural strength, by the base structure of the value of st

14、atic stiffness and dynamic stiffness values. Analysis of results showed that the imbalance of the whole intensity of the shock and have a greater impact. Application of mechanical optimal design theory, to explore the us

15、e of static and dynamic balance between the princip</p><p>　　The conclusions for the mill products, as well as noise and vibration reduction design of static and dynamic balance of rotor check and provide a

16、theoretical basis, through the hammer mill on the structural dynamic optimization design study for future similar to the type of optimum design of rotating machinery to provide a reference works.</p><p>　　Ke

17、ywords: hammer mill； dynamic characteristics；dynamic optimization of the design； static and dynamic balance.</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　1.1水滴式飼料粉碎機(jī)的發(fā)展前景</p><p>　　改革開放以來

18、，我國(guó)畜牧業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，畜牧業(yè)生產(chǎn)水平不斷提高，主要畜產(chǎn)品產(chǎn)量持續(xù)二十多年快速增長(zhǎng)，畜牧業(yè)已成為我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，也是農(nóng)民增收的亮點(diǎn)。隨著畜禽業(yè)迅速發(fā)展，我國(guó)飼料產(chǎn)量已達(dá)到4500萬t，總產(chǎn)量居世界第二位。根據(jù)全國(guó)飼料發(fā)展鋼要規(guī)定的目標(biāo)，2000年飼料加工能力要達(dá)到1～1.2億t。我國(guó)主要生產(chǎn)年單班產(chǎn)量在5萬t以下的飼料加工設(shè)備，不能滿足市場(chǎng)發(fā)展的需要。因此，應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展年單班產(chǎn)量5～4O萬t的飼料機(jī)械，隨著畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)

19、民對(duì)飼料機(jī)械的要求也越來越高。要重點(diǎn)發(fā)展的成套設(shè)備主要包括粉碎機(jī)、混合機(jī)、制粒機(jī)、冷卻機(jī)、破碎機(jī)、分級(jí)篩。</p><p>　　我國(guó)飼料工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，它對(duì)人民生活水平的提高及社會(huì)的發(fā)展發(fā)揮著越來越重要的作用。國(guó)內(nèi)外飼料工業(yè)的核心設(shè)備之一是飼料粉碎機(jī)，其中錘片式粉碎機(jī)扮演主角，雖然其工作性能受眾多因素影響，但沖孔篩篩分效率不高導(dǎo)致眾多問題:(l)能耗增高；(2)能量利用系數(shù)較低(

20、約為2)40%)；(3)飼料過度粉碎影響畜禽采食及消化利用；(4)飼料環(huán)流層加劇整機(jī)工作性能下降；(5)生產(chǎn)能力受限，經(jīng)濟(jì)效益不佳，每年因此減少國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入保守估計(jì)約有數(shù)百億元，全球經(jīng)濟(jì)損失更是巨大。如何提高其篩分效率，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行過很多研究，研究?jī)?nèi)容及研究進(jìn)展可歸納為:(l)增大篩分面積 (2)改進(jìn)吸風(fēng)系統(tǒng) (3)加振動(dòng)裝置 (4)采用破壞環(huán)流層措施 (5)采用二次粉碎工藝。</p><p>　　在篩分過程方

21、面，有代表性的研究是THYN和PECHLUK曾利用同位素跟蹤技術(shù)研究粉碎機(jī)內(nèi)物料統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，沈在春、劉承俊等學(xué)者利用高速攝影研究過兩相環(huán)流的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但篩分效率與篩型及各參數(shù)的定量關(guān)系，篩分效率與有關(guān)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型等基礎(chǔ)性研究未見文獻(xiàn)報(bào)道。很多宏觀而定性分析評(píng)述或試驗(yàn)研究文獻(xiàn)在有關(guān)刊物到處可見。它反映出提高篩分效率是生產(chǎn)實(shí)踐渴求解決的重大問題之一，由于前人研究對(duì)象幾乎均為沖孔篩，創(chuàng)新程度有待加強(qiáng)，因而難以取得實(shí)質(zhì)性突破，篩分效率問題，

22、至今懸而未決。</p><p>　　通過試驗(yàn)和研究，在對(duì)國(guó)內(nèi)外大量機(jī)型分析比較后發(fā)現(xiàn):沖孔篩存在一些致命弱點(diǎn)，如高速運(yùn)動(dòng)(30-90m/s)的飼料顆粒在跨躍孔徑時(shí)間極短的條件下，小于或等于孔徑的顆粒穿過篩孔的統(tǒng)計(jì)概率很小。要從根本上解決問題，應(yīng)當(dāng)采用新型篩才能取得突破，因此本課題直接以全新的前所未有的篩型為研究對(duì)象進(jìn)行研究，爭(zhēng)取在篩分理論方面有所創(chuàng)新，起碼在新型篩的篩分原理及篩分效率方面提供一些新知識(shí)或新見解。高

23、效篩的發(fā)明能從根本上解決上述問題，并給飼料工業(yè)及畜禽養(yǎng)殖業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。另外，篩分作業(yè)也在其它行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，如水泥、化工、醫(yī)藥、礦業(yè)、陶瓷、輕工、生物工程、航空航天等。所以，本課題對(duì)推動(dòng)科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和個(gè)人生活水平的提高將產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。</p><p>　　飼料產(chǎn)業(yè)中最終產(chǎn)品是飼料，飼料在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中能否取勝，決定因素之一是飼料價(jià)格，而飼料價(jià)格與飼料加工成本密切相關(guān)。好的加工

24、設(shè)備不僅可以提高其質(zhì)量，而且還可以降低其加工成本。所以本課題的研究意義還在于:通過對(duì)新型粉碎機(jī)粉碎、篩分機(jī)理的研究、探索其內(nèi)在規(guī)律、找到提高粉碎機(jī)生產(chǎn)率、降低飼料的生產(chǎn)成本、提高飼料質(zhì)量的有效途徑，以促進(jìn)飼料粉碎的科技進(jìn)步。我國(guó)每年有8000萬億噸飼料糧和1-2億噸農(nóng)作物秸桿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)。現(xiàn)有粉碎機(jī)能耗很大，在能源緊張的情況下，對(duì)粉碎機(jī)的高效節(jié)能研究更具有重大意

25、義和迫切性。</p><p>　　最近十余年來, 世界上對(duì)肉、蛋、乳的需求有很大的增長(zhǎng), 而每生產(chǎn)噸肉或蛋需要混合飼料3.5—4.0噸, 每噸乳需要0.3噸精料。根據(jù)估計(jì), 全世界每年大約要用粉碎機(jī)粉碎六千萬噸谷物和其他飼料。隨著飼料消耗量的增加, 飼料加工機(jī)械近些年來有了很快的發(fā)展。此外, 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)展, 也為粉碎機(jī)械的改進(jìn)提供了不少方便之處。例如, 采用了先進(jìn)的電測(cè)儀器和高速攝影技術(shù), 為粉碎機(jī)的性

26、能側(cè)定提供了方便, 彈性力學(xué)的發(fā)展為粉碎理論的建立奠定了基礎(chǔ), 相似理論的發(fā)展為粉碎機(jī)械的系列化設(shè)計(jì)提供了依據(jù), 金屬材料的進(jìn)步為高強(qiáng)度耐磨部件的出現(xiàn)提供了可能性。</p><p>　　飼料工業(yè)使用的粉碎設(shè)備有很多種形式。其中，錘粉碎過程的研究進(jìn)展長(zhǎng)久以來, 研究粉碎機(jī)械的一些學(xué)者們, 皆認(rèn)為飼料在粉碎機(jī)內(nèi)的粉碎過程,大致可分為三個(gè)步驟：（1）飼料顆粒落人粉碎室內(nèi)后, 首先受到錘片的正面沖擊；(2) 受沖擊后的顆

27、粒以一定的速度沖向齒板, 被彈回后再次受到錘片的沖擊；(3)飼料顆粒與篩板和錘片產(chǎn)生摩擦，顆粒之間彼此互相碰撞。這些學(xué)者們?cè)谏鲜黾俣ǖ幕A(chǔ)五推導(dǎo)了一系列的計(jì)算公式, 大作數(shù)學(xué)游戲的文章, 對(duì)解決實(shí)際問題并沒有很大幫助。此外, 在粉碎機(jī)上還有一個(gè)很重要的問題, 長(zhǎng)久以來一直沒有弄清, 那就是如果把單顆飼料放到平板上, 受到工作部件</p><p>　　的沖擊或擠壓時(shí), 只需要很小的能量就能碎裂, 但是當(dāng)把飼料放到粉

28、碎機(jī)中去粉碎時(shí), 則往往要耗費(fèi)幾十倍的能量才能碎裂參這究競(jìng)是什承原因一直沒能得到滿意的答案。</p><p>　　直到近些年來, 由于高速攝影技術(shù)的進(jìn)步, 才有可能實(shí)地觀側(cè)粉碎機(jī)內(nèi)的粉碎過程, 通過對(duì)影片的分析, 獲得很多新的發(fā)現(xiàn), 從而否定了許多前人所建立的假說, 提出了一些新的見解。</p><p>　　片式粉碎機(jī)因其占地面積小、粉碎效率高、耗電量小等優(yōu)點(diǎn)，得到了最廣泛的普及應(yīng)用。&l

29、t;/p><p>　　最早的錘片式粉碎機(jī)都只有一個(gè)運(yùn)行速度，MIAG公司在上世紀(jì)50年代研制的H880型錘片式粉碎機(jī)同時(shí)配用兩臺(tái)轉(zhuǎn)速不同的電動(dòng)機(jī)，使該公司當(dāng)時(shí)不僅在制粒方面，而且在錘片式粉碎領(lǐng)域都處于領(lǐng)先地位。該機(jī)型可稱為第一臺(tái)真正用于配合飼料工業(yè)的錘片式粉碎機(jī)。當(dāng)時(shí)，人們對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速3000r/min是很推崇的。在以后的數(shù)年，人們的注意力集中在降低錘片式粉碎機(jī)的工作噪聲上，其主要措施之一是降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，一般降為1

30、000～1500r/min。為保持恰當(dāng)?shù)腻N片末端線速度，粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)子直徑必然要同時(shí)增大。Biihler-Beka公司研制了這類機(jī)型的第一代產(chǎn)品——zinal系列粉碎機(jī)，其轉(zhuǎn)子直徑約為1100～1200mm，粉碎室寬度為350～650mm。隨后又有被稱為大型粉碎機(jī)的產(chǎn)品不斷問世，典型的如Lame-miag公司產(chǎn)品，其粉碎室直徑為1200mm，篩板寬度達(dá)1100mm；Amandus kahl公司生產(chǎn)的Akana2000型，其轉(zhuǎn)子直徑為120

31、0mm，篩板寬度1000mm，配用動(dòng)力355kW；Afall/zaragoza公司的產(chǎn)品，其粉碎室直徑達(dá)1446mm，篩板寬度達(dá)1100mm。</p><p>　　綜合各種資料可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)錘片式粉碎機(jī)盡管有許多相同之處，但仍存在很大區(qū)別，其重要原因在于飼料廠所用原料的不同。歐洲的飼料廠多為混合粉碎（先配料后粉碎），且經(jīng)常沒有任何谷物原料；而大多數(shù)美國(guó)的飼料配方是以50%的玉米或小麥為基礎(chǔ)的，很少使用難以粉碎的

32、比如燕麥、大麥之類的谷物等，原料水分也略低于歐洲，國(guó)內(nèi)的情況與后者基本相似。    大多數(shù)錘片式粉碎機(jī)都具有結(jié)構(gòu)對(duì)稱，轉(zhuǎn)子可正反轉(zhuǎn)以利用錘片兩側(cè)的特點(diǎn)，外形多為上部帶斜角的矩形，同時(shí)水滴式的也較流行，轉(zhuǎn)速為3000r/min，1500r/min左右。它們的主要區(qū)別在于美國(guó)的產(chǎn)品追求篩板面積大，而歐洲的講究沖擊齒板面積大。例如，美國(guó)的Champion公司及Jacobson公司等標(biāo)榜自己的產(chǎn)品為全周篩，而歐洲

33、最為典型的是荷蘭的Van Aarsen公司的2D系列錘片式粉碎機(jī)，其沖擊齒板面積幾乎達(dá)整個(gè)粉碎室外周圍面積的一半（占46%）。其次在于篩板的安裝。美國(guó)錘片式粉碎機(jī)在安裝、更換篩板時(shí)必須停機(jī)并且打開機(jī)殼才能進(jìn)行，而歐洲的許多錘片式粉碎機(jī)是從軸向插入式，不需停機(jī)和打開機(jī)殼即可抽出原有篩板，插入新?lián)Q篩板；還有的機(jī)型可沿軸的一端插入從另一端抽出</p><p>　　幾乎所有的錘片式粉碎機(jī)都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即粉碎后物料的

34、粒度不夠理想，因?yàn)轱暳显辖?jīng)錘片粉碎后的物料粒度分布接近于對(duì)數(shù)——正態(tài)分布，也就是說粉碎后物料粒度是不均勻的。傳統(tǒng)的錘片式粉碎機(jī)控制粉碎物料粒度的能力是有限的，雖然錘片的厚度可影響粉碎物料的粒度（較厚的錘片會(huì)產(chǎn)生較多的細(xì)粉，較薄的錘片粉碎物料的粒度略粗），但錘片不易經(jīng)常更換，所以最初控制粉碎物料粒度的措施是采用不同篩眼的篩網(wǎng)或沖孔篩板等。    篩孔實(shí)際上控制的是最大粒度，粉碎物料的粒度分布仍為對(duì)數(shù)——正

35、態(tài)分布，粒度仍然不均勻。后來，有些錘片式粉碎機(jī)采用不同速度的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，高轉(zhuǎn)速（3000r/min）用于細(xì)粉碎，低轉(zhuǎn)速（1500r/min）用于粗粉碎，但這兩種速度差別太大，而且研究表明錘片末端速度對(duì)粉碎物料的粒度分布、對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的影響也不大。近年來，還有些廠家推崇采用頻率控制裝置來控制改善粉碎粒度的均勻度，但這類設(shè)備的價(jià)格太高，難以應(yīng)用于飼料生產(chǎn)。    為使粉碎粒度均勻合理，從上世紀(jì)80年代初，飼

36、料行業(yè)就開始嘗試從其它行業(yè)引入循環(huán)粉碎，先粉后篩、篩后再粉的分步粉碎工藝，同時(shí)可提高粉碎產(chǎn)量和粉碎效率、降低粉碎電耗。在組合</p><p>　　粉碎是飼料加工生產(chǎn)過程中重要工序之一，粉碎作業(yè)涉及到飼料加工成本（ 電耗、 易損部件）、重量損耗（ 水分和粉塵） 、混合、顆粒飼料質(zhì)量、畜禽魚的生產(chǎn)性能和家畜的健康（ 潰瘍）、操作環(huán)境的改善（ 粉塵、 聲） 。因此，飼料粉碎技術(shù)改進(jìn)對(duì)提高飼料生產(chǎn)效率、飼料產(chǎn)品質(zhì)量和降低

37、生產(chǎn)成有著重要的經(jīng)濟(jì)意義，也是許多研究人員一直探索的課題。研究主要內(nèi)容有粉碎效率的提高、合理的粉碎工藝、粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)、粉碎機(jī)電耗、粉碎機(jī)操作的方便性、粉碎粒度的大小和均勻性、易損部件的耐磨性、粉碎機(jī)噪聲的控制、粉碎機(jī)的自動(dòng)控制、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和畜禽魚生產(chǎn)性能的影響等。本文對(duì)飼料粉碎技術(shù)發(fā)展進(jìn)粉碎機(jī)的類型與粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)粉碎機(jī)類型的不同及粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)粉碎物料的影響相當(dāng)大。根據(jù)粉碎物料的粒度可分為普通粉碎機(jī)、微粉碎機(jī)、超微粉碎機(jī)；根據(jù)粉碎機(jī)

38、的結(jié)構(gòu)可分為銷連錘片式、勁錘式、對(duì)輥式和齒爪式。一般的畜禽料通常采用普通的錘片粉碎機(jī)或?qū)伔鬯闄C(jī)，幼小</p><p>　　動(dòng)物、普通的水產(chǎn)飼料可采用微粉碎機(jī)、水滴式錘片粉碎機(jī)、爪式粉碎機(jī)，而特種水產(chǎn)飼料和水產(chǎn)的開口飼料需要采用超微粉碎機(jī)，有的甚至需要用膠體磨才能達(dá)到開口飼料所需要的粒度要求。行綜合分析，以使飼料粉碎技術(shù)能更好地為飼料生產(chǎn)服務(wù)。</p><p>　　普通錘片粉碎機(jī)是飼料工業(yè)

39、生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的。其粉碎原理是無支承式的沖擊粉碎， 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)耗能高的重要原因之一。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，出現(xiàn)了物料與錘片的反復(fù)沖擊，形成物料的過度粉碎

40、， 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，更加嚴(yán)重堵塞篩孔，粉碎效率下降，尤其是在物料細(xì)粉碎時(shí)，環(huán)流對(duì)粉碎效率的影響更嚴(yán)重。要提高錘片粉碎機(jī)效率，就必須破壞粉碎過程的環(huán)流產(chǎn)生。</p><p>　　立軸式粉碎機(jī)也是錘片粉碎機(jī)的一種，粉碎過程可分成預(yù)粉碎和主粉碎2個(gè)區(qū)域，其特征是采用了環(huán)篩，還有底面的篩板，篩理面積大，有助于粉碎后物料快速排料，同時(shí)由于物料的重力作用，

41、環(huán)篩的垂直篩面上粘附物料少，篩孔通過能力強(qiáng)；粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子上的刮板保證了底篩的有效利用，且產(chǎn)生一定的風(fēng)壓，促進(jìn)粉碎后物料的快速排出，有效提高了整個(gè)粉碎室的篩落能力，無需在排料中設(shè)置獨(dú)立吸風(fēng)系統(tǒng)，既省去吸風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備投資，又解決了長(zhǎng)期困擾飼料廠因吸風(fēng)系統(tǒng)故障而產(chǎn)生的粉碎效率低下的問題，且減少了物料在粉碎過程中水分損失。 粉碎效率和粉碎機(jī)產(chǎn)量有較大程度的提高，粉碎后的物料粒徑均勻，潛在的細(xì)粉少，粉碎電耗可以節(jié)省 。立軸式錘片粉碎機(jī)適合于飼料粗粉

42、碎及二次粉碎工藝前道粉碎，但不適用于物料的細(xì)粉碎。</p><p>　　對(duì)輥粉碎機(jī)是有支承的粉碎。物料的粉碎作用主要由對(duì)輥的剪切、擠壓作用產(chǎn)生，外力的作用絕大部分用于物料的粉碎，物料的粉碎效率比較降低了粉碎的能耗（ 沒有物料的旋轉(zhuǎn)、過度粉碎，物料的溫度升高較?。?，據(jù)介紹，輥式粉碎機(jī)與傳統(tǒng)的錘片粉碎機(jī)系統(tǒng)相比，節(jié)約能量在60%以上。可減少粉塵產(chǎn)生和維持費(fèi)用，降低噪音。粉碎過程中物料水分損失少，粉碎產(chǎn)品的粒度均勻性好

43、，產(chǎn)品的物理特征極佳，有利于物料流動(dòng)和混合。在物料的粗粉碎中能取得較好的粉碎效果，但輥式粉碎機(jī)不適用于細(xì)粉碎，對(duì)多種物料的通用性也較差，尤其是各種物料混合以后的粉碎性能就更差，軋輥的維修需要專用設(shè)備，這些特性限制了對(duì)輥粉碎機(jī)在飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)的一些次質(zhì)小麥因價(jià)格便宜而廣泛應(yīng)用于飼料生產(chǎn)，開發(fā)粉碎小麥的專用粉碎機(jī)有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)需求，對(duì)輥粉碎機(jī)在這方面應(yīng)有一席之地。錘片粉碎機(jī)是一個(gè)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備。粉碎過程易損部件是粉碎機(jī)的錘片和篩片

44、， 也是粉碎過程中影響粉碎成本的一個(gè)關(guān)鍵因素，高質(zhì)量的錘片可以降低粉碎過程中錘片的消耗，提高單位時(shí)間內(nèi)的粉碎機(jī)產(chǎn)量。因此，加強(qiáng)錘片表面強(qiáng)化工藝的研究十分必要，以提供各飼料廠家迫切需求的高耐磨性，高使用壽命的錘片。粉碎</p><p>　　粉碎工藝是飼料粉碎技術(shù)中比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，合理的粉碎工藝能使粉碎粒度符合要求和生產(chǎn)量合理，同時(shí)可節(jié)省粉碎過程中的能量消耗。粉碎工藝的選擇應(yīng)由產(chǎn)品質(zhì)量、粉碎粒度、加工成本、投資額

45、大小等來確定、從粉碎的先后有先配料后粉碎、先粉碎后配料或者是兩者的綜合；從粉碎的次數(shù)有一次粉碎、 二次粉碎和單一循環(huán)粉碎。先配料后粉碎工藝有利于控制飼料產(chǎn)品粒度的均勻性， 有利于某些油性物料和粘性物料等粉碎適合于加工含副產(chǎn)品較多的畜禽飼料和水產(chǎn)飼料以及寵物飼料；先粉碎后配料工藝可根據(jù)物料的特性配備相應(yīng)的粉碎機(jī)，針對(duì)性強(qiáng)，但對(duì)于多品種物料粉碎帶來不便；對(duì)較粗的粒料進(jìn)行先粉碎，然后配料混合后進(jìn)行粉碎，是先粉碎與后粉碎工藝綜合應(yīng)用，有利于物料

46、混合均勻，有利于物料碎粒度的降低，該工藝適合于特種水產(chǎn)飼料；大型畜禽飼料生產(chǎn)廠可采用二次粉碎或單一循環(huán)粉碎藝，前道粉碎可采用篩孔較大粉碎機(jī)或?qū)伔鬯橐蕴岣叻鬯闄C(jī)的產(chǎn)量和節(jié)省粉碎電耗；小型飼料生廠可采用一次粉碎工藝，以節(jié)省設(shè)備的投資。    綜上所述，縱觀錘片式粉碎機(jī)為適應(yīng)飼料粉碎的特點(diǎn)及需求的演變過程，可以得出以下大致的發(fā)展過程與趨勢(shì)：錘片式粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)膯嗡衮?qū)動(dòng)發(fā)展為雙速驅(qū)動(dòng)</p>&l

47、t;p>　　1.2三維實(shí)體設(shè)計(jì)在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的作用</p><p>　　我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)。進(jìn)入21世紀(jì)，特別是我國(guó)加入WTO以來，我國(guó)農(nóng)機(jī)工業(yè)和農(nóng)機(jī)化事業(yè)出現(xiàn)了一些新的變化，尤其是大面積的使用農(nóng)機(jī)具以提高勞動(dòng)效率，降低成本將是一個(gè)必然的趨勢(shì)。在我國(guó)的諸多農(nóng)機(jī)產(chǎn)品中，不僅種類繁多，其技術(shù)含量有高也有低，但總體來看與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距，與我國(guó)農(nóng)村的市場(chǎng)需求也存在一定距離。在這樣的形勢(shì)下，我們就更加需

48、要利用先進(jìn)的手段來進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)工作，爭(zhēng)取以最高的效率和最低的成本為廣大農(nóng)民兄弟提供最高效、最便捷的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品。</p><p>　　這樣三維農(nóng)業(yè)機(jī)械化的設(shè)計(jì)對(duì)新時(shí)代的發(fā)展來說就顯得尤為重要了。目前以三維設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化設(shè)計(jì)道路，正在以嶄新的姿態(tài)應(yīng)用于大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)當(dāng)中。隨著各種三維設(shè)計(jì)軟件功能的日益強(qiáng)大化,更加促進(jìn)了的三維設(shè)計(jì)的發(fā)展。不遠(yuǎn)的將來,以三維設(shè)計(jì)軟件為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化設(shè)計(jì)道路,將得到廣大的普及

49、和實(shí)際的利用。我們不但可以利用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)，更加可以進(jìn)行虛擬的裝配設(shè)計(jì)，最后我們可以利用裝配關(guān)系來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的仿真，既可以實(shí)現(xiàn)干涉的測(cè)量，又可以進(jìn)行產(chǎn)品說明展示和應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)。目前我們不但應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件來進(jìn)行實(shí)體零件的設(shè)計(jì)、裝配等產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工作，而且三維加工軟件在實(shí)際的生產(chǎn)中也起到了重大作用。我們可以利用三維軟件的制造模塊來對(duì)建構(gòu)的實(shí)體進(jìn)行NC加工的模擬，而且可以模擬加工走刀的路徑，和NC模擬切削，最后，我

50、們還可以對(duì)工件進(jìn)行過切的檢測(cè)。當(dāng)一切工序完成后，我們就可以生成NC數(shù)據(jù)，直接輸入加工中心進(jìn)行應(yīng)用。這樣可以大大的降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且能更好的體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想。</p><p>　　由此可見，機(jī)械現(xiàn)代化的發(fā)展和先進(jìn)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用是分不開的，合理有效的利用三維軟件，是加快設(shè)計(jì)，制造，生產(chǎn)等一系列流程的循環(huán)時(shí)間，使陳舊的生產(chǎn)模式在質(zhì)量上得到飛躍！雖然目前我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)三維軟件的應(yīng)用還在少數(shù)。但我相信，這種快捷的

51、生產(chǎn)模式必將是未來發(fā)展和新型建設(shè)的趨勢(shì)和動(dòng)力所在。</p><p>　　2.水滴式飼料粉碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 電動(dòng)機(jī)的確定</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算 跟據(jù)公式有 N=K·Q</p><p>　　其中 K——功率系數(shù)</p><p><b>　　Q——臺(tái)時(shí)

52、產(chǎn)量</b></p><p>　　這里取K=10.5，而已知Q=0.6t/h</p><p>　　于是所需電動(dòng)機(jī)的功率N=10.5×0.6=6.3kw</p><p>　　取粉碎室的寬度B是280mm 轉(zhuǎn)子直徑D為560m， 在由公式：</p><p><b>　　（2-1）</b></p&g

53、t;<p>　　確定錘片的數(shù)量，粉碎機(jī)寬度B為280mm,取錘片厚度為5mm ,而錘片配置密度系數(shù)k一般取值0.2～0.42,本次取為0.42，算得 z=（0.42×280）/5=23.52所以確定錘片的數(shù)量z為24片。</p><p><b>　　圖1電動(dòng)機(jī)尺寸圖</b></p><p>　　JO4-52-Z結(jié)構(gòu)尺寸如上圖</p>

54、<p>　　表一 電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)</p><p>　　2.2 基本結(jié)構(gòu)組成</p><p><b>　　進(jìn)料口和喂料器</b></p><p>　?。?）本次設(shè)計(jì)的飼料粉碎機(jī)屬于中型機(jī)械 故選為徑向進(jìn)料方式。</p><p>　?。?）喂料器的選用：為保證粉碎機(jī)能夠連續(xù)穩(wěn)定的工作，需要配有能夠連續(xù)穩(wěn)定的供

55、料系統(tǒng)，能夠方便的調(diào)整物料流量的喂料器，常用的喂料器是皮帶式喂料器，本次設(shè)計(jì)亦采用此種結(jié)構(gòu)。</p><p>　　水滴式錘片飼料粉碎機(jī)基本構(gòu)造</p><p>　　包括水滴形篩板、轉(zhuǎn)子、錘片、用于錘片間定位的套筒、固定在轉(zhuǎn)子周圍的沖擊齒板、喂入口、拋送室、風(fēng)機(jī)葉片、上機(jī)體 、電機(jī)、下機(jī)體、機(jī)座、粉碎室等主要結(jié)構(gòu)構(gòu)成。</p><p>　　2.3 工作原理及力學(xué)分析&

56、lt;/p><p>　　傳統(tǒng)的粉碎機(jī)均使用環(huán)形篩。由于環(huán)形篩與轉(zhuǎn)子同心，錘片與篩子之間有一段距離，這樣就給物料提供了一個(gè)環(huán)狀的運(yùn)動(dòng)空間。當(dāng)物料進(jìn)入粉碎室后，被錘片打擊而被錘碎，并隨錘片做高速旋轉(zhuǎn)。由于顆粒大小不一樣，顆粒大的分布在環(huán)流層的外圈，顆粒小的在內(nèi)圈運(yùn)動(dòng)，這種分布狀況恰與生產(chǎn)要求相反，不但阻礙小粒粉料的過篩，也減少了大粒料受錘片擊打的幾率，所以必然導(dǎo)致粉碎機(jī)生產(chǎn)率的提高受到限制。</p><

57、;p>　　而本次設(shè)計(jì)的飼料粉碎機(jī)采用了水滴形的篩片，物料喂入粉碎室后，受錘片打擊而進(jìn)入環(huán)流層。當(dāng)環(huán)流的物料轉(zhuǎn)過270o 后，便以切線方向向?qū)γ婧Y片撞擊，部分粒度合格的物料穿過篩孔，不合格的物料重新落入錘片回轉(zhuǎn)區(qū)，再次受錘片的打擊。這樣，物料每環(huán)流一次，環(huán)流層就徹底的破壞一次，從而增加了錘片打擊物料的幾率，改進(jìn)了粉碎機(jī)的性能和排粉能力。</p><p>　　其兩大特點(diǎn)：（1）粒度均勻，粉末少，且物料升溫小。&

58、lt;/p><p>　　（2）功率消耗少，生產(chǎn)率高。</p><p>　　圖2. 粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　上機(jī)殼 2.篩片 3.錘片 4.側(cè)門 5.轉(zhuǎn)子 6.電動(dòng)機(jī) 7.篩托 8.下機(jī)殼 9.下料斗</p><p>　　錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子軸組所受的外力只有錘片對(duì)物料的打擊力，錘片是在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下與物料顆粒碰撞來擊碎物料，為減少由錘片

59、傳到軸承傳到機(jī)體上的沖擊力，應(yīng)使錘片回轉(zhuǎn)中心與銷軸的軸線重合。對(duì)于矩形錘片來說，錘片中心與銷軸中心之間的距離應(yīng)符合下式：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中： ， </p><p>　　我國(guó)錘片式粉碎機(jī)的錘片以制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械手冊(cè)，此次設(shè)計(jì)選用型錘片，其基本尺寸為：</p>

60、<p>　　表二 錘片的尺寸表</p><p>　　圖2 附錘片受力運(yùn)動(dòng)示意圖</p><p>　　故根據(jù)上式和上述數(shù)據(jù)帶入數(shù)據(jù)：</p><p><b>　　=332.6</b></p><p><b>　　y= </b></p><p>　　故算得=

61、30.32mm</p><p>　　由上述粉碎理論分析可知，當(dāng)質(zhì)量為m的物料由喂入口向機(jī)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在Δt時(shí)間內(nèi)速度由0增至V時(shí)，由沖量定律可知物料受到的打擊力為：</p><p>　　= （2-3）</p><p>　　式中 m—物料的質(zhì)量，㎏</p><p><b>　　D

62、—轉(zhuǎn)子直徑，m</b></p><p>　　V—錘片的末端線速度，m/s</p><p>　　n—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min</p><p>　　—物料受打擊的時(shí)間，s</p><p><b>　　3.關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1 錘片的設(shè)計(jì)</

63、b></p><p>　　3.1.1錘片的種類</p><p>　　錘片的種類有許多，按外型分有矩形錘片、階梯形錘片、多角形錘片與尖角形錘片等（如下圖5）。其中矩形錘片因其通用性好、形狀簡(jiǎn)單、易制造和節(jié)約原料而應(yīng)用最廣。它有兩個(gè)銷孔，其中一銷孔連在銷軸上，可輪換使用四個(gè)角來工作。在角邊堆焊碳化鎢或特殊的耐磨合金，可以延長(zhǎng)使用壽命2～3倍，但制造成本較高。階梯形錘片耐磨性能差，多角形錘

64、片與尖角形錘片相似，它們具有粉碎效果好、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，但制造復(fù)雜、生產(chǎn)成本高。我國(guó)的錘片式粉碎機(jī)的錘片已標(biāo)準(zhǔn)化，1986年由中國(guó)農(nóng)機(jī)院擬定的機(jī)械工業(yè)部部標(biāo)三種規(guī)格，都是矩形雙孔錘片，其中I型用于小型粉碎機(jī)。本文選用矩形錘片。</p><p>　?。╝)矩形錘片(b) (c) (d)兩端堆焊耐磨合金的矩形錘片(e)階梯錘片(f) (g)兩端有尖</p><p>　　角的錘片(h)周邊鋸齒

65、圓形錘片( i) (j)組合錘片(k)椰頭式錘片(l)雙菱頭錘片</p><p>　　圖3 錘片種類和形狀</p><p>　　3.1.2錘片的材質(zhì)與熱處理</p><p>　　錘片的材料與熱處理工藝的選擇很重要。目前我國(guó)常見的有低碳鋼固體滲碳淬火、中碳鋼熱處理、特種鑄鐵和在錘片工作棱角堆焊耐磨合金等多種方式。不論何種方法都應(yīng)在保證耐磨耐用的同時(shí)，保證錘片耐受沖擊、

66、生產(chǎn)安全。當(dāng)采用45號(hào)、65號(hào)、65Mn、60SiMn等優(yōu)質(zhì)鋼做錘片的材料時(shí)，熱處理后淬火區(qū)硬度為HRC50～57，非淬火區(qū)硬度不超過HRC28。一般使用60～100小時(shí)后錘片應(yīng)換角使用。為延長(zhǎng)錘片壽命，最常見的方法是堆焊碳化鎢合金，焊層厚1～3mm。其使用壽命比65Mn整體淬火錘片的使用壽命提高了7～8倍，但成本高出2倍。堆焊碳化鎢錘片的缺點(diǎn)是對(duì)焊接工藝和轉(zhuǎn)子平衡的要求較高。</p><p>　　選用65Mn的

67、錘片，經(jīng)滲碳處理，滲碳層深度0.8～1.2毫米， 淬火后硬度達(dá)HRC50～58。這種錘片粉碎含水10～12％ 的玉米時(shí)，使用壽命為120小時(shí)左右；采用45#鋼經(jīng)碳氮共滲，硬度為HRC56—62的錘片，粉碎含水10～20％ 的玉米，使用壽命一般是160小時(shí)左右；采用 鋼，先滲碳后滲硼的錘片。使壽命是350小時(shí)左右；采用45#鋼在工作邊進(jìn)行碳化鎢合金堆焊的錘片，使用壽命一般為600小時(shí)左右。如以65Mn滲碳處理的錘片使用壽命為1的話，45

68、鋼碳氮共滲為1．3 滲碳硼為3。45#碳化堆焊為5。</p><p>　　從以上數(shù)據(jù)可知，錘片使用低碳鋼經(jīng)滲碳滲硼處理，以及45#鋼經(jīng)碳化鎢合金堆焊處理后，使用壽命明顯得到提高，先滲碳后滲硼的錘片具有其它化學(xué)熱處理難以達(dá)到的硬度(表面硬度在HV1200～2000)，而且其外層是FeB，硼化鐵十分耐磨，使得錘片在工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生脆性剝落現(xiàn)象，從而起到保護(hù)作用。碳化鎢合金的堆焊是借助于基體金屬熔化將其粘合在一起，

69、堆焊部份的硬度可以達(dá)到HRA93～93.7．因而此處理方法的錘片也十分耐磨，但是專業(yè)生產(chǎn)廠家在堆焊過程中，比較難控制堆焊量，因而生產(chǎn)成本比65Mn滲碳處理高兩倍。但使用壽命比65Mn滲碳處理的錘片高三倍以上。因此選用45#鋼碳化鎢堆焊的錘片是比較經(jīng)濟(jì)劃算的。</p><p>　　本文選取錘片的材料采用45#鋼材料，在邊緣部分進(jìn)行滲碳處理，滲碳深度為0.8-1.3mm。</p><p>　　

70、3.1.3錘片數(shù)量的確定</p><p>　　錘片數(shù)量對(duì)粉碎的性能也有一定影響。片數(shù)太多，打擊次數(shù)多，功率消耗大，效率下降；片數(shù)太少，粉碎能力降低，效率也下降。偏離最佳值，效率就會(huì)下降。錘片數(shù)Z由下式確定：</p><p><b>　　（3-1）</b></p><p>　　式中： B一粉碎機(jī)寬度(mm)</p><p&

71、gt;<b>　　一錘片厚度(mm)</b></p><p>　　k一錘片配置密度系數(shù)，一般取k=O.28～0.42</p><p>　　由于需要對(duì)稱布置，故取為24片。</p><p>　　3.1.4錘片的排列和厚度</p><p>　　錘片安裝在轉(zhuǎn)子銷軸上的位置，稱做排列方式。它關(guān)系到轉(zhuǎn)子平衡、物料在粉碎室內(nèi)的分布、

72、錘片磨損的均勻程度。對(duì)錘片排列的要求：錘片的運(yùn)動(dòng)軌跡不重復(fù)、沿粉碎室寬度錘片運(yùn)動(dòng)均勻、物料不被推向一側(cè)、有利于轉(zhuǎn)子的平衡。常用的錘片的排列方式有螺旋線排列、對(duì)稱排列、交錯(cuò)排列和對(duì)稱交錯(cuò)排列四種。</p><p>　　以往機(jī)器采用交錯(cuò)排列，不僅不能滿足動(dòng)平衡要求，而且工作時(shí)物料略有推移，銷軸間隔套品種應(yīng)用較多。對(duì)稱排列的錘片運(yùn)動(dòng)軌跡重復(fù)，在相同軌跡密度下，需用較多錘片。優(yōu)點(diǎn)是對(duì)稱銷該設(shè)計(jì)選用的錘片是對(duì)稱排列的。軸的

73、離心力合力作用線重合e=0且大小相等，因此可以相互平衡，故轉(zhuǎn)子運(yùn)行平穩(wěn)，物料也無側(cè)移現(xiàn)象，錘片磨損比較均勻，且磨損量特別小，故應(yīng)用最廣。</p><p>　　對(duì)稱交錯(cuò)排列不僅軌跡均勻，不重復(fù)，而且錘片排列左右對(duì)稱，四根銷軸上的合力作用在同一平面上，對(duì)稱軸相互平衡，因此平衡性能好。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)就采用了對(duì)稱交錯(cuò)排列。</p><p>　　錘片的排列方式

74、如下：</p><p>　　圖4錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子錘片的布置方式</p><p>　　轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡計(jì)算，如下：</p><p>　　在每根錘片軸上分布8根的兩軸所構(gòu)成的平面上</p><p>　　圖5錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子平面受力圖</p><p>　　設(shè)每個(gè)錘片旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心力，兩標(biāo)線之間的距離為</p>

75、<p>　　由于有關(guān)離心力的各參數(shù)在錘片之間均相同，故各錘片所產(chǎn)生的離心慣性力均相等。且兩根軸的轉(zhuǎn)子數(shù)目相等，且相對(duì)于中間線對(duì)稱布置。</p><p>　　于是滿足靜平衡要求。</p><p>　　對(duì)兩端軸承A、B分別取矩</p><p><b>　　同理： </b></p><p>　　在此位置A、B兩處滿

76、足動(dòng)平衡。</p><p>　?。?）在每根錘片軸上分布4根的兩軸所構(gòu)成的平面上</p><p>　　圖6錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子平面受力圖</p><p>　　由于有關(guān)離心力的各參數(shù)在錘片之間均相同，故各錘片所產(chǎn)生的離心慣性力均相等。且兩根軸的轉(zhuǎn)子數(shù)目相等，且相對(duì)于中間線對(duì)稱布置。</p><p>　　，于是滿足靜平衡要求。</p>

77、<p>　　對(duì)兩端軸承A、B分別取矩</p><p><b>　　同理： </b></p><p>　　在此位置A、B兩處滿足動(dòng)平衡。</p><p>　　據(jù)有關(guān)資料及試驗(yàn)表明。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，錘片在物料中攪動(dòng)，好象若干把切刀，錘片過厚，則效率不高，但過薄又易磨損，故在我國(guó)是根據(jù)性能價(jià)格比來定的，一般采用5mm或6mm的矩形錘片。

78、轉(zhuǎn)子上錘片的多少對(duì)粉碎能力有較大的影響，每個(gè)錘片數(shù)目通過正交試驗(yàn)得到 并以錘片密度來衡量。我國(guó)一般現(xiàn)行的是低密度用于粗粉碎．高密度用于細(xì)粉碎。由于粉碎機(jī)在粉碎玉米等脆性物料時(shí)，主要是錘片的高速?zèng)_擊使物料顆粒受彎矩而粉碎的．而在粉碎秸稈、莖蔓類物料時(shí)，則主要是由于錘片的高速?zèng)_擊使物料與錘片的棱角和篩片、齒板發(fā)生劇烈的搓擦而粉碎的。試驗(yàn)證明．薄錘片有利于這兩種物料粉碎過程的進(jìn)行：在同等條件下粉碎玉米用3 mm厚錘片時(shí)．產(chǎn)量為ll4.7 kg

79、(kW·h)，比用5 mm厚錘片產(chǎn)量100.2 kg(kW·h)提高14.5％，但薄片耐磨性差，在具體確定時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況而定。因?yàn)楸疚乃O(shè)計(jì)的粉碎機(jī)主要用于谷類物料，故選取錘片厚度為5mm。</p><p>　　3.1.5錘片末端線速度的確定</p><p>　　粉碎機(jī)錘片的線速度對(duì)粉碎機(jī)主要性能指標(biāo)有著極為重要的影響。因?yàn)殄N片式粉碎機(jī)主要是靠沖擊來粉碎物料的，在粉

80、碎機(jī)其它結(jié)構(gòu)參數(shù)均不變的情況下，錘片施予被粉碎物體的能量是與錘片線速度的平方成正比的，錘片末端線速度V增大時(shí)，增強(qiáng)錘片對(duì)物料的打擊、搓擦和磨碎作用，能增加粉碎能力和產(chǎn)品細(xì)度，但V過大會(huì)使機(jī)器的空載功率增加，同時(shí)因轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)也隨之增加，粉碎能力反而下降，因此，合適的V值對(duì)提高粉碎機(jī)性能至關(guān)重要。根據(jù)有關(guān)資料介紹，不同的物料需要不同的V值(見表2)。</p><p>　　表三 不同物料的v值表<

81、;/p><p>　　計(jì)算錘片末端的線速度：</p><p>　　由于轉(zhuǎn)子直徑選為560mm，且電機(jī)轉(zhuǎn)速已選定為2910r/min，且經(jīng)過聯(lián)軸器直接連接于轉(zhuǎn)子的主軸之上，</p><p>　　根據(jù)公式： （3-2）</p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)中，粉碎機(jī)的應(yīng)用是多元的，需要通用性比較強(qiáng)的。根據(jù)試驗(yàn)及使用的經(jīng)驗(yàn)，

82、目前我國(guó)常用的錘片式粉碎機(jī)的錘片末端線速度多在80～90m/s。所以本文選取錘片末端線速度V為80～90m/s。</p><p>　　上述算得數(shù)據(jù)滿足上述末端線速度的選取范圍。</p><p>　　3.1.6錘篩間隙的確定</p><p>　　錘篩間隙是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)錘片末端與篩板內(nèi)表面之間距離，它直接決定粉碎室物料層的厚度，物料層太厚，摩擦粗碎作用減弱，粉碎可能將篩

83、孔堵塞而不易穿過篩孔：物料厚太薄。則物料太易穿過，對(duì)粉碎粒度有影響。錘篩間隙對(duì)粉碎機(jī)的工作性能有較大影響。當(dāng)錘篩間隙較大時(shí)，在飼料中靠近篩面飼料顆粒運(yùn)動(dòng)速度較慢，合格的產(chǎn)品容易穿過篩孔，但外圈稍大的飼料顆粒不易與篩片接觸，受打擊的機(jī)會(huì)少，同時(shí)篩片對(duì)它們的摩擦作用也會(huì)因速度低而減弱，因此度電產(chǎn)量下降，成品變粗。間隙大到一定程度時(shí)，篩面上的飼料顆粒運(yùn)動(dòng)速度過慢，甚至堵塞篩孔，使生產(chǎn)率進(jìn)一步下降。當(dāng)錘篩問隙過小時(shí)，外圈飼料受到錘片打擊的機(jī)會(huì)多

84、，在篩面上的飼料運(yùn)動(dòng)速度高，不易穿過篩孔，使摩擦粉碎的作用增大，將飼料粉碎得過細(xì)，更加不利于排粉，不但浪費(fèi)動(dòng)力，使度電產(chǎn)量下降，而且成品也顯過細(xì)。</p><p>　　圖7 錘篩間隙與度電產(chǎn)量的關(guān)系</p><p><b>　　圖8 錘篩間隙圖</b></p><p>　　間隙的大小主要取決于篩孔直徑和被粉碎物料的品種。對(duì)于一定物料和篩孔有其

85、最佳的錘篩間隙。因此建議一定要根據(jù)篩板孔徑來選擇合適的篩板孔徑。經(jīng)大量試驗(yàn)研究表明，粉碎室采用變化的錘篩間隙，能破壞錘片末端與篩片表面的環(huán)流層，有利于提高粉碎室的工作能力。本次設(shè)計(jì)的錘篩間隙采用8mm、12mm、20mm，三種錘篩間隙，間隙大小由篩托調(diào)節(jié)塊來調(diào)整。</p><p>　　3.2粉碎室的形狀和結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.2.1粉碎室的形狀</p><p&g

86、t;　　粉碎室有圓形和水滴式之分。圓形粉碎室又分偏心式粉碎室和橢圓式粉碎室，為圓形時(shí)較易形環(huán)流層，不利于出料。而粉碎室為水滴式時(shí)較易破壞環(huán)流層。利于物料的吸出篩板。傳統(tǒng)的粉碎機(jī)均使用環(huán)形篩。由于環(huán)形篩與轉(zhuǎn)子同心，錘片與篩子之間有一段距離，這樣就給物料提供了一個(gè)環(huán)狀的運(yùn)動(dòng)空間。當(dāng)物料進(jìn)入粉碎室后，被錘片打擊而被錘碎，并隨錘片做高速旋轉(zhuǎn)。由于顆粒大小不一樣，顆粒大的分布在環(huán)流層的外圈，顆粒小的在內(nèi)圈運(yùn)動(dòng)，這種分布狀況恰與生產(chǎn)要求相反，不但阻

87、礙小粒粉料的過篩，也減少了大粒料受錘片擊打的幾率，所以必然導(dǎo)致粉碎機(jī)生產(chǎn)率的提高受到限制。</p><p>　　在水滴型粉碎室中，物料喂入粉碎室后，受錘片打擊而進(jìn)入環(huán)流層。當(dāng)環(huán)流的物料轉(zhuǎn)過270o 后，便以切線方向向?qū)γ婧Y片撞擊，部分粒度合格的物料穿過篩孔，不合格的物料重新落入錘片回轉(zhuǎn)區(qū)，再次受錘片的打擊。這樣，物料每環(huán)流一次，環(huán)流層就徹底的破壞一次，從而增加了錘片打擊物料的幾率，改進(jìn)了粉碎機(jī)的性能和排粉能力。&

88、lt;/p><p>　　在粉碎室內(nèi)的環(huán)流運(yùn)動(dòng)是影響粉粒過篩能力的主要原因，也是降低生產(chǎn)率的重要因素。為克服環(huán)流運(yùn)動(dòng)，提高粉碎效率，水滴式粉碎室設(shè)汁制造較容易。本文選用的就是水滴式粉碎室。</p><p>　　3.2.2粉碎室的結(jié)構(gòu)</p><p>　　錘片式粉碎機(jī)的粉碎室主要有3個(gè)區(qū)，即初試破碎區(qū)、加速區(qū)、全速區(qū)。被粉碎物料靠重力從粉碎機(jī)進(jìn)料口進(jìn)入，其下落速度一般為

89、0.15m／s～0.30m／s 隨即和線速度為85m／s的錘片末端相接觸．低速的物料在首次與高速的錘片發(fā)生劇烈的撞擊后，被錘片拉入加速區(qū)，在此顆粒速度能在很短的時(shí)間內(nèi)被提高到接近錘片的末端線速度。并隨錘片一起作圓周運(yùn)動(dòng)。而在全速區(qū)內(nèi)逐漸形成物料環(huán)流層，同時(shí)物料也得到進(jìn)一步的粉碎。</p><p>　　3.3轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)并尺寸與粉碎室寬度及改進(jìn)</p><p>　　3.3.1轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)并尺寸與粉碎

90、室寬度</p><p>　　錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子軸組主要由轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子盤、錘片銷軸、銷軸套、錘片等零件組成。轉(zhuǎn)子直徑是指兩錘片間最長(zhǎng)的距離。粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的安裝一般為兩塊篩板對(duì)稱面上且在下部篩板的圓心處。其實(shí)這不是最佳安裝，而是要有一點(diǎn)偏心更好。因?yàn)檫@樣更易破壞環(huán)流層，從而提高產(chǎn)量。</p><p>　　因?yàn)樵摲鬯闄C(jī)的功率N是5.4 KW，而K取值，根據(jù)公式：

91、 K=N/(B·D) （3-3）</p><p>　　選取轉(zhuǎn)子直徑D為560mm，經(jīng)計(jì)算選取粉碎室寬度280mm。</p><p>　　圖9錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子組示意圖</p><p>　　3.3.2轉(zhuǎn)子上的改進(jìn)</p><p>　　為了適應(yīng)側(cè)頂部的進(jìn)料方式，本次設(shè)計(jì)采用帶風(fēng)扇

92、葉片的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，分別在兩兩錘架板之間，對(duì)稱焊上四對(duì)后傾狀的葉片，這樣，既能增加錘架板的強(qiáng)度，改善軸的受力情況，又能增加粉碎室的風(fēng)量和風(fēng)壓，并且無須配備外部的風(fēng)運(yùn)設(shè)備，節(jié)約投資，降低成本。</p><p>　　1．錘片 2.銷軸及套 3.錘架板 4.風(fēng)扇葉片 5.輪轂</p><p>　　圖10 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　3.4篩片

93、的設(shè)計(jì) </b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用孔眼式篩面，根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)，篩片的主要參數(shù)如下</p><p>　　表四 篩片的結(jié)構(gòu)表</p><p>　　圖11 篩子結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用水滴式的粉碎篩，其兩側(cè)插裝在進(jìn)料口的兩側(cè)壁上，下端由圓弧狀的篩托支撐，動(dòng)齒盤扁齒外緣與篩片間的徑向間隙為8—

94、20mm，過大則會(huì)產(chǎn)生反料和堵塞現(xiàn)象，使效率顯著降低。</p><p>　　圖12 篩子形狀示意圖</p><p>　　3.5電機(jī)與轉(zhuǎn)子的連接 </p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用電機(jī)與轉(zhuǎn)子通過連軸器直接聯(lián)系的方式，連軸器的選用與計(jì)算如下：</p><p><b>　　聯(lián)軸器所受的扭矩 </b></p>&l

95、t;p>　　由于直接連于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之上，故其轉(zhuǎn)速為2910r/min，并根據(jù)軸徑選擇凸圓聯(lián)軸器。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用4個(gè)鉸制孔螺栓給聯(lián)軸器進(jìn)行定位，所以須對(duì)螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核，其過程如下：</p><p>　　每根螺栓所受的剪力 （3-4）</p><p>　　根據(jù)聯(lián)軸器選擇M8的鉸制孔螺栓</p><p>　　

96、則螺栓所受的剪應(yīng)力 （3-5） </p><p>　　螺栓所受的擠壓應(yīng)力 （3-6）</p><p><b>　　滿足使用要求。</b></p><

97、;p>　　聯(lián)軸器上鍵的校核 </p><p>　　鍵上所產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力</p><p>　　， 滿足使用要求。 （3-7）</p><p>　　3.6旋轉(zhuǎn)主軸的設(shè)計(jì)及理論校核</p><p>　　3.6.1主軸的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1

98、作用在軸上的力</b></p><p>　　電機(jī)軸扭矩==N·m，忽略連軸器的效率。所以主軸所承受的轉(zhuǎn)矩T=24.6N·m</p><p>　　2確定軸上的最小直徑</p><p>　　選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，據(jù)查=112。</p><p>　　= （3-8）</p&g

99、t;<p>　　取 ，由于存在鍵槽，則須增大最小軸徑的20%，算得為24mm，且又由于轉(zhuǎn)速較高，所以最后取最小軸徑</p><p><b>　　3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　各軸段的具體尺寸見下表：</p><p>　　表五 各軸段尺寸表 單 位（mm）</p>&

100、lt;p><b>　　主軸的結(jié)構(gòu)圖如下：</b></p><p>　　圖12 軸的尺寸設(shè)計(jì)圖</p><p>　　各軸段的配合：I ～ II段與連軸器連接，為了方便裝配采用間隙配合，配合為H7/g6。III～ IV和 X ～ XI段與滑動(dòng)軸承相連接，配合間隙的大小直接軸承的承載能力有關(guān)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，配合代號(hào)選為H8/f7。VII～ VIII段與轉(zhuǎn)

101、子配合，由于此處配合距離較長(zhǎng)，如采用鍵連接，對(duì)于轉(zhuǎn)子的鍵槽加工較難，且由于轉(zhuǎn)子承受的轉(zhuǎn)矩和軸向力較小，故選用過盈配合連接較為合適，配合代號(hào)為H8/v7。</p><p>　　3.6.2旋轉(zhuǎn)主軸的力學(xué)分析及理論校核</p><p>　　為了保證機(jī)器的正常工作，我們?cè)谠O(shè)計(jì)機(jī)器的各部件時(shí)，首先要保證有足夠的能力負(fù)擔(dān)起應(yīng)當(dāng)承受的載荷。因此它應(yīng)當(dāng)滿足強(qiáng)度要求、剛度要求、穩(wěn)定性要求。在粉碎室加長(zhǎng)、增加

102、錘片、定刀后，是否具有足夠的強(qiáng)度等問題，需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。所以對(duì)主軸進(jìn)行校核及力學(xué)分析：</p><p><b>　　1主軸所受的扭矩</b></p><p>　　電機(jī)軸扭矩 ==N·m， （3-9）</p><p>　　由于忽略連軸器的效率，主軸所承受扭矩與電動(dòng)機(jī)所受的扭矩相等。 </

103、p><p>　　2主軸上所受的各種力</p><p>　　轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后重量差5克引起的離心力</p><p>　　==0.005×0.21×（2×3.14×2910/60）=97.4N</p><p>　　由轉(zhuǎn)子中心偏移量（）引起的不平衡力 （3-10）</p>

104、;<p><b>　　==</b></p><p><b>　　式中：轉(zhuǎn)子重</b></p><p>　　假定兩個(gè)力作用在同一直線上，則</p><p><b>　　3求軸承支撐反力</b></p><p><b>　　主軸的受力圖</b>&

105、lt;/p><p><b>　　圖13 主軸受力圖</b></p><p><b>　　（1）強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　　先對(duì)A點(diǎn)取矩：</b></p><p><b>　　得： </b></p><p><b&

106、gt;　　算得 ： </b></p><p><b>　　取=0.6</b></p><p><b>　　T=14760 N</b></p><p>　　則算得軸所受的最大工作載荷在兩軸承之間的中點(diǎn)處。</p><p>　　于是：

107、 （3-11）</p><p><b>　　其中抗彎截面系數(shù)</b></p><p>　　最大應(yīng)力處的應(yīng)力為 ，</p><p>　　，所以滿足強(qiáng)度條件。</p><p><b>　?。?）剛度校核</b></p><p>　　中間處轉(zhuǎn)角 ：

108、 （3-12）</p><p>　　中間處的撓度： （3-13）</p><p>　　其中，取=38mm，故</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　帶入算得：</b><

109、/p><p><b>　　于是得到：</b></p><p><b>　　所以滿足強(qiáng)度條件。</b></p><p>　　3.7滑動(dòng)軸承的熱平衡計(jì)算</p><p>　　由于轉(zhuǎn)速較高，故取較大的寬徑比 B/d=1.5</p><p>　　算得軸承寬度 B=1.5d=1.5&#

110、215;35=52mm</p><p>　　算得主軸的圓周轉(zhuǎn)速 </p><p><b>　　計(jì)算軸承的工作壓力</b></p><p>　　選擇軸承材料 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，在保證 的條件下，選定軸承材料為</p><p>　　初估潤(rùn)滑油的黏度 （3-14）</p><p>　　計(jì)算相應(yīng)