2396 齒爪式飼料粉碎機設(shè)計,齒爪式,飼料,粉碎機,設(shè)計 目 錄摘要 .............................................................................................................................ⅠAbstract .................................................................................................................................Ⅱ第 1 章 緒論 .........................................................................................................................11.1 研究飼料粉碎機的目的 ..........................................................................................11.2 發(fā)展動態(tài) ..................................................................................................................11.3 研究方向 ..................................................................................................................21.4 發(fā)展前景 ..................................................................................................................21.5 研究方向 ..................................................................................................................31.6 粉碎設(shè)備類別及其特點 ..........................................................................................31.7 粉碎原理 ..................................................................................................................41.7.1 機械粉碎設(shè)備 .................................................................................................5Ghuuyh9 ...................................................................................................................8第 2 章 總體方案確定 .........................................................................................................92.1 基本內(nèi)容 ..................................................................................................................92.2 齒爪式粉碎機的基本構(gòu)成部件 ..............................................................................92.3 齒爪式粉碎機的工作原理 ....................................................................................102.4 主要工作部件 ........................................................................................................112.4.1 動齒盤 ...........................................................................................................112.4.2 定齒盤 ...........................................................................................................122.4.3 篩網(wǎng) ...............................................................................................................................122.5 本章小結(jié) ................................................................................................................13第 3 章 主要部件的選型和設(shè)計 ..................................................................................143.1 動、定齒盤直徑和粉碎室寬度的確定 ................................................................143.1.1 動齒盤的齒數(shù)和齒的尺寸 ...........................................................................143.1.2 定齒盤的齒數(shù)和齒的尺寸 ...........................................................................163.2 篩網(wǎng) ........................................................................................................................163.3 進料斗 ....................................................................................................................173.4 動力裝置和傳動裝置的設(shè)計計算 ........................................................................173.5 軸的設(shè)計計算及校核 ............................................................................................213.5.1 軸的設(shè)計原則 ...............................................................................................213.5.2 求粉碎機上的軸的功率和轉(zhuǎn)矩 ...................................................................223.5.3 初步確定軸的最小直徑 ...............................................................................223.5.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...............................................................................................223.5.5 求軸上的載荷 ...............................................................................................233.5.6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 ...................................................................243.5.7 精確校核軸的疲勞強度 ...............................................................................243.6 鍵的選擇和校核 ....................................................................................................283.6.1 鍵的選擇 .......................................................................................................283.6.2 鍵的校核 .......................................................................................................283.7 本章小結(jié) ................................................................................................................29結(jié)論 ...............................................................................................................................................30參考文獻 ....................................................................................................................................31致謝 ...............................................................................................................................................32附錄 ..............................................................................................................................................331.生產(chǎn)操作 ...............................................................................................................332.設(shè)備維護 ...............................................................................................................343.篩網(wǎng)的修理和更換 ...............................................................................................344.V 帶的張緊與維護 ...............................................................................................351齒爪式飼料粉碎機設(shè)計第 1 章 緒 論1.1 研究飼料粉碎機的目的飼料粉碎的質(zhì)量，對畜牧業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。粉碎，是提高飼料質(zhì)量的必要條件，飼料過粗，畜禽不易消化吸收，浪費飼料。因為，動物對飼料的消化吸收主要依靠酶的作用。粉碎過的保證質(zhì)量要求的飼料，單位重量顆粒數(shù)目多，表面極大，酶的作用強，動物消化吸收較好。但也不是飼料越細(xì)效果越好，如果飼料過細(xì)，經(jīng)過畜禽消化道時易結(jié)團等很多因素的影響反而不利于消化吸收，甚至引起疾病或造成不應(yīng)有的損失。所以，設(shè)計合理配套的粉碎機械很有必要。齒爪式粉碎機的結(jié)構(gòu)組成，使得該機除了粉碎作用外還兼有混合攪拌的作用，飼料在機內(nèi)從中間向四周擴散，相當(dāng)于經(jīng)過多個粉碎室，因而可達到均勻的高細(xì)貨品力度。1.2 發(fā)展動態(tài)目前，隨著我國農(nóng)業(yè)機械化水平不斷提高，使得各項農(nóng)業(yè)活動有了飛速的發(fā)展和提升，尤其是作物種植的密度增大和單位面積產(chǎn)率大幅度增加，這就使得收獲后的秸稈處理成為了音響農(nóng)業(yè)貨的的一大難題，傳統(tǒng)農(nóng)家肥已經(jīng)不能吸納過多的作物秸稈，而現(xiàn)行的農(nóng)田焚燒秸稈，會導(dǎo)致升天環(huán)境的破壞及增加火災(zāi)隱患，就目前來說已經(jīng)被國際征服部門命令禁止。此外，秸稈的粉碎也出現(xiàn)了一系列想要的問題和危害，例如，病蟲害的泛濫和對后期播種出苗率的影響。正是在這樣的時代背景下，飼料、干飼料粉碎機械行業(yè)迎來了發(fā)展的大好時機，將作物秸稈粉碎后作為牲畜、家禽的供養(yǎng)飼料可謂是一舉多得，大大解放了農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展進程和水平。齒爪式粉碎機的結(jié)構(gòu)組成，原料從定齒盤中部的進料管流入，有動齒盤最外層的兩個攪拌齒撥入粉碎區(qū)，在告訴旋轉(zhuǎn)的動齒盤與定齒盤上的圓齒和扁齒的摩擦下粉碎，飼料的離心力和摩擦力的作用下，有的與篩片碰撞彈回粉碎區(qū)再次遭受摩擦作用，有的與定齒相撞進入齒間進一步被磨碎，旋轉(zhuǎn)的風(fēng)壓是合格的成品等穿過篩孔而別壓出2粉碎室，較大的顆粒則繼續(xù)留在機內(nèi)粉碎，這種粉碎機除了具有粉碎作用外海兼有混合攪拌的作用，飼料在機內(nèi)從中間向四周擴散，相當(dāng)于經(jīng)過多個粉碎室，因而可達到均勻的高細(xì)貨品粒度。1.3 國外飼料粉碎機發(fā)展情況錘片式粉碎機在國外飼料工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。由于在飼料所用原料上的差異，在歐洲的飼料多采用混合粉碎（先配料后粉碎） ，且經(jīng)常沒有任何谷物原料；而美國的飼料配方是以 50%的玉米或小麥為基礎(chǔ)的，很少使用難以粉碎的比如燕麥、大麥之類的谷物等，原料水分也略低于歐洲。這樣也就使得錘片式粉碎機向兩個方向發(fā)展；首先在于美國的產(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，而歐洲最為典型的是荷蘭的 Van Aarsen 公司的 2D 系列錘片式粉碎機，其沖擊齒板面積幾乎達整個粉碎機室外周圍面積的一半，占 46%；其次在于篩板的安裝。美國錘片式粉碎機在安裝、更換篩板時必須停機并且打開機殼才能進行，而歐洲的許多錘片式粉碎機是從軸間插入式，不需停機和打開機殼可抽出原有篩板；還有的機型可沿軸的一端插入從另一端抽出，還可實現(xiàn)自動遙控?fù)Q篩，如 Van Aarsen 公司的 2D 系列錘片式粉碎機兩側(cè)裝有遙控電動換篩裝置，在運行中就可以更換篩片。為使粉碎機粒度均勻合理，飼料行業(yè)嘗試引入循環(huán)粉碎，先粉后篩、篩后再粉的分步粉碎工藝將粉碎機與篩分設(shè)備按一定的關(guān)系進行組合，粉碎機只負(fù)責(zé)粉碎，把控制粉碎物料粒度的任務(wù)交給了相配套的篩分設(shè)備。這樣也就提高了粉碎產(chǎn)量和粉碎效率，降低了粉碎電耗。為避免不必要的粒度運動，還有其他變型粉碎機，如渦輪粉碎機，其特點為在粉碎室篩板的末尾或在與進料口約成 270°角處，使未過篩的粗粒物料沿垂直方向向上拋出粉碎室，然后靠重力作用返回粉碎區(qū)。該機型的優(yōu)點是不需要配備外設(shè)篩分設(shè)備，粗粒物料在機內(nèi)自動循環(huán)；缺點是整機結(jié)構(gòu)不對稱，不能通過簡單調(diào)換轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向來利用錘片的兩側(cè)。1.4 發(fā)展前景飼料行業(yè)屬于高耗能行業(yè)之一，選購設(shè)備應(yīng)該考慮到長期的節(jié)能使用，使用粉碎機也是如此，要優(yōu)選低耗能產(chǎn)品，兼顧粒度和產(chǎn)量。每種粉碎機都有其最適合的工作場合，畜禽飼料粒度較粗，適合使用錘片式粉碎機，水產(chǎn)飼料要求高粒度，適于使用齒爪式粉碎機。3齒爪式粉碎機在粉碎機粒度高、能耗低這兩點上具有綜合的優(yōu)勢，在水產(chǎn)飼料行業(yè)有良好的聲譽，除蟹、鰻以及某些小型魚蝦類的餌料要求達到 95%過 80 甚至 100目，需要配備超微粉碎機外，一般水產(chǎn)飼料只要在 0.5— 1.2mm 篩孔范圍內(nèi)更換?篩片，齒爪式粉碎機的粉碎粒度完全可以滿足絕大部分水生動物飼料的要求?？梢赃@么說：齒爪式粉碎機是水產(chǎn)飼料行業(yè)最實用的粉碎機型。1.5 研究方向從 1955 年起，我國開始研制飼料粉碎機，經(jīng)過 50 多年的發(fā)展，我國飼料粉碎機械不論是產(chǎn)品品種、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，還是在生產(chǎn)能力及綜合性能都有了長足的發(fā)展和進步。經(jīng)歷了引進、消化吸收、自主開發(fā)、合資合作生產(chǎn)等幾個階段，目前我國飼料粉碎機械工業(yè)已具備一定的規(guī)模和水平，生產(chǎn)的飼料粉碎機械設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)與國際水平基本相當(dāng)。但是從整體上看，我國飼料粉碎機械工業(yè)尚處于由傳統(tǒng)型向機械化、自動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，不斷改進提高。近年來，我國養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖品種的多元化發(fā)展，對飼料粉碎機提出了新的要求，今后幾年的粉碎機技術(shù)研究應(yīng)主要集中在以下幾個方面：1.粉碎設(shè)備自動化調(diào)控水平有待提高。目前國內(nèi)粉碎設(shè)備大多是單元操作機，作業(yè)時還停留在人工控制階段。2.主要易損部件消耗大，使用壽命有待進一步提高。目前我國粉碎機使用的錘片、篩片及齒板等易損件在性能、使用壽命上還與國際水平有一定差距。進一步研究如何提高錘片、齒爪和篩片的質(zhì)量，降低單位產(chǎn)量的錘片、齒爪和篩片消耗率，延長其使用壽命，降低易損部件對粉碎成本的影響。3.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。尤其在微粉碎時，物料溫升高，噪聲大，粒度不均勻。提高粉碎機加工精度與裝配精度, 從結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化, 降低粉碎機的噪聲。4.粉碎機的可靠性及整機質(zhì)量需要進一步提高。5.秸稈、草類專用粉碎機有待進一步開發(fā) 農(nóng)村中粉碎農(nóng)作物秸稈飼料，仍普遍采用通用式粉碎機，如錘片式等。6.生物質(zhì)能源領(lǐng)域需要的新型物料粉碎機械亟待研究開發(fā)。1.6 粉碎設(shè)備類別及其特點粉碎機一般分為機械式粉碎機、氣流粉碎機、研磨機和低溫粉碎機四個大類。41.機械式粉碎機是以機械方式為主，對物料進行粉碎的機械，它又分為齒式粉碎機、錘式粉碎機、刀式粉碎機、渦輪式粉碎機、壓磨式粉碎機和銑削式粉碎機。 (1)齒式粉碎機：由固定齒圈與轉(zhuǎn)動齒盤的高速相對運行,對物料進行粉碎(含沖擊、剪切、碰撞、摩擦)等的機器。  (2)錘式粉碎機：由高速旋轉(zhuǎn)的活動錘擊件與固定圈的相對運動,對物料進行粉碎(含錘擊、碰撞、摩擦) 等的機器。錘式粉碎機又分活動錘擊件為片狀件的錘片式粉碎機和活動錘擊件為塊狀件的錘塊式粉碎機。 (3)刀式粉碎機：由高速旋轉(zhuǎn)的刀板(塊、片) 與固定齒圈的相對運動對物料進行粉碎( 含剪切、碰撞、摩擦)等的機器。 刀式粉碎機又分為：刀式多級粉碎機：主軸臥式，刀刃與主軸平行并具有單級或多級粉碎功能的機器；斜刀多級粉碎機：主軸臥式，傾斜刀式并具有單級或多級粉碎功能的機器；組合立刀粉碎機:主軸臥式,多層立刀組合的粉碎器；立式側(cè)刀粉碎機：主軸立式，側(cè)刀轉(zhuǎn)盤運動并帶有分級功能的粉碎機器。(4)渦輪式粉碎機 :由高速旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片與固定齒圈的相對運動，對物料進行粉碎(含剪切、碰撞、摩擦) 等的機器。(5)壓磨式粉碎機：由各種磨輪與固定磨面的相對運動，對物料進行碾磨性粉碎的機器。 (6)銑削式粉碎機：通過銑齒旋轉(zhuǎn)運動，對物料進行粉碎的機器。2.氣流粉碎機氣流粉碎機是通過粉碎室內(nèi)的噴嘴把壓縮空氣（或其他介質(zhì)）形成氣流束變成速度能量，促使物料之間產(chǎn)生強烈的沖擊、摩擦進行粉碎的機器。 3.研磨機研磨機是通過研磨體、頭、球等介質(zhì)的運動對物料進行研磨 使物料研磨成超細(xì)度混合物的機器。它又分為：(1)球磨機：由瓷質(zhì)球體或不銹鋼球體為研磨介質(zhì)的機器。 (2)乳缽研磨機：由立式磨頭對乳缽的相對運動 對物料進行研磨的機器。 (3)膠體磨：由成對磨體(面) 的相對運動，對液固相物料進行研磨的機器。(4)低溫粉碎機低溫粉碎機是經(jīng)低溫(最低溫度) 處理，對物料進行粉碎的機器。1.7 粉碎原理：粉碎方法主要有五種：(1)壓碎。如圖 1.1-a 所示，物料在兩平面之間受到緩慢增長的壓力作用而被粉碎。對于大塊物料，第一步采用此法處理。擠壓粉碎適用于脆性物料，食品加工中常用的5是對輥粉碎機，如對輥的線速度相等，則為純粹的擠壓過程。 (2)劈碎。如圖 1.1-b 所示，物料受到楔狀刀具的作用而被分裂。多用于脆性，韌性物料的破碎，能耗較低。 (3)剪碎。如圖 1.1-c 所示，物料在兩個破碎工作面間，如同承受載荷的那個支點(或多支點) 梁，除了在外力作用點受劈外，還發(fā)生彎曲折斷。多用于較大塊的長或薄的硬脆性物。圖 1.1 物料粉碎方法示意圖(4)擊碎。如圖 1.1-d 所示，物料在瞬間受到外來的沖擊力而被破碎。沖擊的方法較多，如在堅硬的表面上受到外來沖擊體的打擊，高速運動的機件沖擊物料，高速運動的物料沖擊到固定堅硬物體上，物料塊之間的相互沖擊等。此種方法多用于脆性物料的粉碎，粉碎范圍很大。 (5)磨碎。如圖 1.1-e 所示，物料在兩工作面或各種形狀的研磨之間受到摩擦，剪切作用而被磨削成為細(xì)粒。多用于小塊物料或韌性物料的粉碎。在粉碎操作上，所使用的粉碎方法應(yīng)根據(jù)物料的物理性質(zhì)，塊粒大小以及需要粉碎的程度而定，實際操作時常常采用兩種或兩種以上的方法組合進行。1.7.1 機械粉碎設(shè)備 (1)機械沖擊式粉碎機機械沖擊式粉碎機是指：利用圍繞水平或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上的沖擊組件(錘頭、葉片、棒體等) 對物料進行撞擊,并使其在定子與轉(zhuǎn)子間、物料顆粒與顆粒間產(chǎn)生高頻度的相互強力沖擊、剪切作用而粉碎的設(shè)備。這種粉碎機型式很多，按沖擊組件的結(jié)構(gòu)形式的不同有高速錘式、高速棒式、高速刀片式等多種類型。按轉(zhuǎn)子的布置方式可分為立式和臥式兩種類型。其特點是粉碎比大。運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。適合于中軟硬度物料的粉碎。沖擊式粉碎機借助于轉(zhuǎn)子上錘頭對物料的以 50~100m/s 的高6速打擊而將其粉碎，處于定子和轉(zhuǎn)子間隙處的物料被剪切和反彈到粉碎室內(nèi)與后續(xù)飛來的顆粒相撞 是粉碎過程反復(fù)進行。定子襯圈和轉(zhuǎn)子端部錘刃之間形成強有力的高速湍流場 其中產(chǎn)生強大壓力變化可使物料受到交變應(yīng)力而破碎和分散。粉碎成品顆粒細(xì)度和形態(tài)由轉(zhuǎn)子上錘頭的運動狀態(tài)和定子間間隙來決定 低速沖擊可得細(xì)長的顆粒 而高速沖擊則易得物料結(jié)晶狀態(tài)相同的顆粒。 (2)齒爪式粉碎機齒爪式粉碎機可用于谷物等的粉碎。它主要由進料斗、動齒盤轉(zhuǎn)子、定齒盤、包角為 360°的環(huán)篩和排料口等組成。定齒盤上有兩圈定齒，齒的斷面呈扁矩形。工作時動齒盤上的三圈齒在定齒盤的兩圈齒的圓形軌跡間運動。齒爪式粉碎機由機體、進料斗、動齒盤轉(zhuǎn)子、定齒盤、包角為 360°的環(huán)形篩網(wǎng)及出粉管等組成。如圖 1.21.喂料斗 2.定齒盤 3.進料管 4.機殼 5.電機架 6.主軸7.皮帶輪 8.動齒盤 9.齒爪 10.篩片 11.出粉管圖 1.2 齒爪式粉碎機結(jié)構(gòu)圖當(dāng)物料從喂料斗軸向喂入時，受到定、動齒和篩片的沖擊，碰撞與搓擦等作用，最終被粉碎成粉粒狀排出體外。動齒和定齒之間的間隙為 3.5mm。齒爪式粉碎機的特點是結(jié)構(gòu)簡單，粉碎室比較窄，篩片包角為 360°生產(chǎn)效率比較高，但噪聲和粉塵比較大。國產(chǎn)齒爪式粉碎機有 FFC 型系列產(chǎn)品。 (3)渦輪式粉碎機 7渦輪式粉碎機由進料口、葉輪、齒板和排料口等部分組成。葉輪是由多個葉片及葉片與其側(cè)面的隔板形成的多個室組成。機殼的內(nèi)表面裝有許多帶有溝槽的齒板。葉輪高速回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高速渦流，從而形成高頻振動區(qū)。物料在粉碎室內(nèi)受到反復(fù)粉碎不僅有沖擊和剪切作用，又以無數(shù)的超高速渦流加劇顆粒之間的相互摩擦，以及由于高頻振動產(chǎn)生的擠壓作用等，使物料得到充分粉碎后，排出機外。渦輪式粉碎機主要有T-400 型和 T-800 型兩種。 粉碎室內(nèi)徑分別為 400mm 和 800mm 配用動力 11-30kw 和 30-75kw。生產(chǎn)率分別 30~800kg/h 和 100~2500kg/h。該粉碎機的特點是粉碎物溫升比較低，適合于粉碎脫脂大豆、米、小麥粉、食鹽、礦物質(zhì)添加劑和顏料等。80%以上的粉碎物可以通過100-150 目的篩孔。 (4)立式錘片粉碎機 立式錘片粉碎機是一種高效的超微粉碎設(shè)備，與臥式錘片粉碎機相比，效率高又節(jié)能，且可省去輔助補風(fēng)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，加上其換篩方便等特點。小型立式超微粉碎機主要由轉(zhuǎn)子、粉碎盤、錘片、篩框、機體、供料裝置及排料裝置等組成。 粉碎盤底部裝有刮片，可使沉積在底篩上的物料刮起，并隨轉(zhuǎn)子的離心力甩向粉碎區(qū)域繼續(xù)粉碎。刮片又起到補風(fēng)的作用，旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一定的風(fēng)量，形成粉碎室內(nèi)外的氣壓差，有利于細(xì)粉的排出，且可降低粉碎室內(nèi)外的溫度差，有利于粉碎加工。刮片產(chǎn)生的風(fēng)壓可以改善粉碎室內(nèi)的氣流狀況，有利于負(fù)壓吸進物料和正壓排料，并破壞整個粉碎室內(nèi)的環(huán)流層，使粉碎合格物料能及時排出，避免重復(fù)、無效的過度粉碎。物料從進料口加入，其運動軌跡與旋轉(zhuǎn)錘片的運動軌跡垂直相交，因而物料擊中率較高。由于物料與錘片兩者之間的速度相差很大，在錘片沖擊作用下，物料顆粒內(nèi)部迅速產(chǎn)生向四方傳播的應(yīng)力波，并在內(nèi)部缺陷、裂紋和晶粒界面等處產(chǎn)生應(yīng)力集中 物料將首先沿著這些脆弱界面破碎。在轉(zhuǎn)子上層，由較短的錘片與篩片形成的預(yù)粉碎區(qū)內(nèi)，大部分物料得到了粉碎或半粉碎，粉碎合格的細(xì)物料迅速通過周圍環(huán)篩孔排出粉碎室。半粉碎和未粉碎的物料繼續(xù)下降，落入下層主粉碎區(qū)域。由于下層錘片末端線速度更高，與篩片的間隙更小，錘片除對物料繼續(xù)施加剪切力和沖擊力外，且伴有研磨力等聯(lián)合作用，使物料得到進一步粉碎并借助粉碎室內(nèi)氣流正壓力，迅速通過環(huán)篩和底篩篩孔排出，完成粉碎加工。 (5)臥式粉碎機這是一種水平軸、雙室、氣流分級式粉碎機，主要依靠沖擊粉碎原理工作，在粉8碎的同時能夠進行分級和清除雜質(zhì)。它是由水平軸上安設(shè)的兩個串聯(lián)的粉碎，分級室和風(fēng)機組成。粉碎分級室由帶撞擊葉片的轉(zhuǎn)子和定子襯套以及分級葉輪組成。第一二轉(zhuǎn)子的葉片分別為 30°、40°傾角 旋轉(zhuǎn)時形成風(fēng)壓而相應(yīng)的第一、二分級輪為徑向葉片，旋轉(zhuǎn)時形成風(fēng)阻，兩者旋轉(zhuǎn)時便形成旋循氣流，使顆粒反復(fù)地受強烈的沖擊、剪切、摩擦作用而粉碎。兩串聯(lián)的粉碎分級室之間用隔環(huán)分隔，因第一、二級轉(zhuǎn)子的圓周速度分別為 50m/s、55m/s(第二轉(zhuǎn)子直徑大)故第二粉碎室粉碎力更強，成為細(xì)磨區(qū)，產(chǎn)品粒度達數(shù)微米。細(xì)粉隨氣流由風(fēng)機排出機外捕集。此機的特點是采用兩極串聯(lián)粉碎裝置，故粉碎效率高，能耗較低，產(chǎn)品粒度細(xì)，(平均粒徑 3~100μm),機內(nèi)設(shè)有排渣裝置,可將難予粉碎的雜質(zhì)排出,故產(chǎn)品純度高；負(fù)壓操作，可減少粉塵對環(huán)境的污染。適用于莫氏硬度低于 5 級的物料，例如涂料、顏料、非金屬礦、化工原料、農(nóng)藥等的微粉碎。9第 2 章 總體方案的確定2.1 基本內(nèi)容1.根據(jù)粉碎原料的材料及尺寸要求，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。2.喂料斗、定齒盤、動齒盤、齒爪、篩片的設(shè)計及各零部件和粉碎機整體的校核。3.扁齒、圓齒、篩片磨損的分析、生產(chǎn)能力、功率的計算。4.總裝備圖中各零部件的安裝，及零件的定位和配合公差等問題。2.2 齒爪式粉碎機的基本構(gòu)成部件根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本粉碎機具有結(jié)構(gòu)緊湊簡單、機體小、重量輕、粉碎效率高，耗能較低等特點，但是齒爪和篩網(wǎng)易損壞和磨損，工作可靠性較差，通用性差，噪音較大，常用于飼料粉碎等操作。粉碎室由篩網(wǎng)組合，動定齒盤組成，粉碎齒用螺栓固定在齒盤四周。更換篩網(wǎng)或齒爪時可開啟操作門，篩網(wǎng)靠操作門自壓緊，成獨立的壓緊機構(gòu)。粉碎機工作時操作門被鎖緊，保證機器在工作時操作門不能開啟，以防事故的發(fā)生。動齒盤一個傳動軸上，軸由軸承支撐，軸承兩端用端蓋密封，密閉空間內(nèi)，加適量的潤滑油。軸依靠皮帶輪帶動。如圖 2.1 所示。10圖 2.1 實物圖齒爪式粉碎機由機體、進料斗、動齒盤轉(zhuǎn)子、定齒盤、包角為 360°的環(huán)形篩網(wǎng)及出粉管等組成。定齒盤上有三圈定齒，齒的斷面呈扁矩形；動齒盤上有四圈齒，其橫截面是圓形或扁矩形。機體：機體由圓柱筒形外壁和支架部分組成，根據(jù)零件選材的一般原則，選用Q235 為圓柱形筒的材料，Q235 屬于低碳鋼，塑性、韌性優(yōu)良，且經(jīng)濟性較好，可進行焊接；機殼與固定端蓋采用 4 個均布聯(lián)接安全可靠，便于拆裝。 活動端蓋與固定端蓋通過銷軸聯(lián)接，二者以銷軸為轉(zhuǎn)動中心，旋轉(zhuǎn)角度達 180o，有利于粉碎機清理和機器檢視拆裝。鋼材焊接性能的優(yōu)劣決定于鋼中的含碳量，一般是含碳量低的鋼，其焊接性能優(yōu)于含碳量高的鋼。因為機架的粗糙度要求不高，支架比較 牢固程度上，所以支架一般都是用焊接的方法進行加工的。支架選用 30 號鋼，因其硬度、強度較高，且兼有較好的塑性和韌性，綜合性能優(yōu)良，能滿足其工作要求，采用電動機安裝在支架橫拉桿上，支架焊接制造，為四角支撐。圖 2.2 拆機示意圖齒爪與轉(zhuǎn)子間的間隙：不適當(dāng)?shù)凝X爪與轉(zhuǎn)子間的間隙會顯著地降低生產(chǎn)效率和增加齒爪與轉(zhuǎn)子的磨損，間隙過大，粉碎時間增加，不一定滿足粒度要求，降低了生產(chǎn)率，但間隙太小，粉碎室容納的物料少，增加功耗。2.3 齒爪式粉碎機的工作原理工作時，動齒盤上的齒在定齒盤齒的圓形軌跡線間運動。當(dāng)物料沿喂料斗軸向11喂入時，受到動、定齒和篩片的沖擊、碰撞、摩擦及擠壓作用而被粉碎，同時受到動齒盤高速旋轉(zhuǎn)形成的風(fēng)壓及扁齒與篩網(wǎng)的擠壓作用，使符合成品粒度的粉粒體通過篩網(wǎng)排出機外，較粗的物料則繼續(xù)受到撞擊和摩擦，直到通過篩孔為止。2.4 主要工作部件2.4.1 動齒盤動齒盤是齒爪式粉碎機的主要工作部件，安裝在主軸的左端，呈懸臂支承。動齒盤由轉(zhuǎn)盤、圓齒、扁齒組成如圖 2.3 所示。齒爪在動齒盤上交錯排列，最里面的圓齒（4 個）成為攪拌齒，第二層圓齒（4 個）稱為粗碎齒，第三圈圓齒（4 個）稱為細(xì)碎齒，最外層扁齒（4 個）稱為粉碎齒。在攪拌齒附近有兩個用于拆卸的螺孔，便于用撥盤器拆卸動齒盤。圓齒是齒爪式粉碎機進行粉碎的主要工作部件之一，圓齒材料為 45 號鋼，采用螺紋聯(lián)接在齒盤上，且齒頂耐磨，齒根耐沖擊，工作部分經(jīng)熱處理以提高硬度，增強使用壽命。扁齒材料為 45 號鋼，用沉頭螺釘固定在動齒盤上。工作部分經(jīng)熱處理，以提高硬度，增加使用壽命。扁齒 4 個一組。動齒盤安裝后應(yīng)進行動，靜平衡實驗,其不平衡度在動齒盤上的最大直徑上不應(yīng)超過規(guī)定。扁齒和圓齒易磨損，應(yīng)及時檢查和更換，以保持粉碎機的工作性能和防止機器發(fā)生故障，引起事故。12圖 2.3 動齒盤2.4.2 定齒盤 定齒盤除了起到輔助粉碎的作用外，還可以減輕篩片負(fù)荷，避免飼料對篩片的直接撞擊。根據(jù)資料，定齒盤對粉碎機的生產(chǎn)率影響不大，因此在粉碎大塊飼料或定齒盤的齒爪被金屬、石塊損壞后，可以拆換定齒盤。定齒盤采用灰鑄鐵鑄造而成，固定在側(cè)蓋內(nèi)壁上，分內(nèi)中外三層，內(nèi)層和中層為粗碎層，外層為細(xì)碎層。粉碎機內(nèi)，外齒盤與左端盤鑄造成一體。如圖 2.4 所示。圖 2.4 定齒盤2.4.3 篩網(wǎng)齒爪式粉碎機所用篩網(wǎng)為環(huán)型篩，它由篩圈、篩片、螺釘組成。使用時將篩片安裝在兩個篩圈之間，并用螺釘將篩片壓緊，再裝入機體內(nèi)的篩托上。篩片已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，用冷軋鋼帶沖孔而成。如圖 2.5 所示。13圖 2.5 篩網(wǎng)2.5 本章小結(jié)齒爪式粉碎機的基本構(gòu)成部分，齒爪式粉碎機的工作原理，主要工作部件動齒盤、定齒盤、動齒爪，篩網(wǎng)的設(shè)計方案的確定。14第 3 章 主要部件的選型和設(shè)計3.1 動、定齒盤直徑和粉碎室寬度的確定根據(jù)《機械工程手冊》可知在已知配套功率的情況下，動齒盤的最大直徑 D 和粉碎室寬度 B(即動、定齒盤面間的軸向間距)的乘積可由經(jīng)驗公式確定： 10tBvNDK??式中： —經(jīng)驗系數(shù)；常用 =0.2～0.4，取 =0.4 tKt tN—配套電機功率（kw）u —動齒盤最大直徑處的線速度（m/s） ，常用D=250～500mm；B=45～80mm。根據(jù)設(shè)計書的要求查表可知，動齒盤的外徑 D=250mm。設(shè)計要求的配套動力為N=4.0kw，主軸轉(zhuǎn)速 n=5800 r/min.由經(jīng)驗公式可推算出 B=66mm。3.1.1 動齒盤的齒數(shù)和齒的尺寸該爪式粉碎機主要用于粉碎飼料以及化工原料，根據(jù)設(shè)計手冊（破碎與篩分機械設(shè)計選用手冊）可得粉碎該級硬度的物料需要動齒爪動能 E=6.6J可脾性系數(shù) =0.5fK工作時，動齒盤上的齒在定齒盤齒的圓形軌跡線間運動。當(dāng)物料沿喂料斗軸向喂入時，受到動、定齒和篩片的沖擊、碰撞、摩擦及擠壓作用而被粉碎，同時受到動齒盤高速旋轉(zhuǎn)形成的風(fēng)壓及扁齒與篩網(wǎng)的擠壓作用，使符合成品粒度的粉粒體通過篩網(wǎng)排出機外，較粗的物料則繼續(xù)受到撞擊和摩擦，直到通過篩孔為止。粉碎能力主要與動齒爪的動能、物料的性質(zhì)（如物料的可碎密度及硬度等） 、含水率及喂料的均勻程度等因素有關(guān)。粉碎機生產(chǎn)能力經(jīng)驗公式： rfEQK?15式中Q 轉(zhuǎn)子的粉碎能力，t/h；動齒爪數(shù)量系數(shù)；rK可脾性系數(shù)f表 3-1 齒爪數(shù)量與可脾性系數(shù) fK動齒爪數(shù)量/個 f8~12 0.0212~16 0.02216~20 0.02420~24 0.026由上式帶入數(shù)據(jù)其中 E=6.6J=0.5fKQ=0.3t/h計算0.3= 1.205r?得0.0227rK?根據(jù)表 3-1，動齒爪的數(shù)量應(yīng)在 12-16 之間，考慮到回轉(zhuǎn)平衡的需求取動齒爪個數(shù) K=16動齒盤的盤面裝有若干動齒。最外圈為扁齒爪，內(nèi)圈均勻為圓齒，扁齒和圓齒均用 45 號鋼制造。一般動齒爪長度為粉碎室寬度的 65%—75%，該機取動齒爪的長度為 44mm。如圖 3.1，3.2 所示。16圖 3.1 圓齒圖 3.2 扁齒3.1.2 定齒盤的齒數(shù)和齒的尺寸定齒盤為固定在粉碎機的喂料口一側(cè)，可隨喂料活門一起打開，便于清理粉碎室。定齒盤用 HT200 鑄鐵制造，其盤面上有 24 個定齒，與盤體鑄成一體。定齒斷面為矩形，其內(nèi)外兩側(cè)鑄有弧形凹槽。為便于鑄造，在使用三圈定齒，其固定齒盤交替排布為內(nèi)中外三圈，每圈 4 個定齒。定齒齒長為 20mm。3.2 篩網(wǎng)篩網(wǎng)做成圓筒狀，其兩側(cè)插裝在篩圈的環(huán)形槽內(nèi)。并用螺釘將篩片壓緊，再裝入機體內(nèi)的篩托上。篩片已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，用冷軋鋼帶沖孔而成。根據(jù)經(jīng)驗，動齒盤扁齒外緣與篩片間的間隙為 8~20mm,過大則產(chǎn)生反料和篩孔堵塞現(xiàn)象，粉碎效率大大下降。17齒爪式粉碎機上常用圓孔篩片。由出料粒度大小，篩孔直徑定為 10mm。篩網(wǎng)直徑為250mm.3.3 進料斗進料斗設(shè)置在機體上方，采用切向進料方式。固定在進料斗座上方。由流量插板控制進料速度，這既保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，均勻性，又保證了粉碎機不空載、不過載，既能節(jié)省能耗，又可延長設(shè)備的使用壽命。如圖 3.3圖 3.3 進料斗排料口設(shè)置在篩網(wǎng)下端，用螺栓固定在機體上，采用傾斜切向排料。排料口采用厚度為 2mm 的 HT200 鑄鐵制造。出料斗截面形狀采用矩形。3.4 動力裝置和傳動裝置的設(shè)計計算根據(jù)設(shè)計的粉碎機轉(zhuǎn)速較高，功率相對較大的特點，選擇所具有的結(jié)構(gòu)相對簡單，傳動平穩(wěn)，造價低廉和緩沖吸振的皮帶傳動。而在同等張緊力作用下，V 帶傳動允許18較大的傳動比，而且滿足結(jié)構(gòu)緊湊的要求，帶輪機構(gòu)尺寸計算如下：已知參數(shù)：額定功率 P=4.0kw, 選用電機型號為 Y112M-2，轉(zhuǎn)速 =2890r/min 粉碎1n機主軸 =5800r/min， 傳動比 i=0.498，日工作時間小于 10h。2n確定計算功率 caP計算功率 是根據(jù)傳遞的功率 P 和帶的工作條件確定的 caAKP?式中——計算功率，KW ；caP——工作情況系數(shù)，查表可知 =1.2AKAP ——所需傳遞的額定功率計算可得=1.2X4=4.8kwca選取帶型由上可知，根據(jù)計算功率 和小帶輪轉(zhuǎn)速caP可選用普通 V 帶 A 型。確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ，并驗算帶速 vd初選帶輪的基準(zhǔn)直徑 ：根據(jù) V 帶帶型，確定小帶輪的直徑 =75mm。2 1d驗算帶速 v： 75802.765/61vms????符合要求，帶速合適。計算大帶輪基準(zhǔn)直徑= =0.498 75=152mm2d1i?根據(jù)資料圓整為 =160mm2d確定 v 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長度 dL根據(jù)式190.7（ + ）≤ ≤2（ + ）1d20a1d2初定中心距為=400mm0計算帶所需的基準(zhǔn)長度 210120()2()4dddLaa?????=2x400+ (75+160)+?2(675)?=1173選帶的基準(zhǔn)長度 1250mm，帶長修正系數(shù) =0.93計算實際中心距 a。 002dL???0125073448.52dLa???????驗算小帶輪包角 12157.3.8()8(6)69.2083d???? ???計算帶的根數(shù) z計算單根 V 帶的額定功率 。由 =75mm， =160mm 和 =2880r/min，得 =1.00kw知 0.34， =0.98， =0.93。P?于是1.22kw0Pr()(10.34).9803aLK??????V計算 V 帶根數(shù) z。 r.P12caz取 4 根計算單根 V 帶的初拉力的最小值 0min()F已知 V 帶的單位長度質(zhì)量 q=0.1kg/m，所以202 20min(2.5)(.5098)4.()441.70.5427acKPFqv Nz????????應(yīng)使帶的實際初拉力 。0min()F?計算壓軸力 p壓軸力的最小值為 1min0in 169.2()2()s240.5sin87pFz N??????帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計帶輪采用鑄鐵，牌號為 HT200結(jié)構(gòu)可采用腹板式，大帶輪直徑 d1=160mm，小帶輪 d2=75mmV 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑為 2.5d(d 為安裝帶輪的?軸的直徑，mm)時，可采用實心式；當(dāng) mm 時，可采用腹板式；當(dāng)d30?mm，同時 時，可采用孔板式；當(dāng) >300mm 時，可采用輪d30?10Ddm??d輻式。所以本次采用腹板式，如圖 3.4 所示。圖 3.4 皮帶輪213.5 軸的設(shè)計計算及校核3.5.1 軸的設(shè)計原則根據(jù)《機械設(shè)計》 ，軸的設(shè)計應(yīng)滿足下列幾方面的要求：合理的結(jié)構(gòu)、足夠的強度、必要的剛度和振動及良好的工藝性等。在設(shè)計軸時，除按工作能力準(zhǔn)則進行設(shè)計計算外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上還需滿足下列要求：多數(shù)軸上零件不允許在軸上作軸向移動，需要用軸向固定的方法使它們在軸上有確定的位置；為傳遞轉(zhuǎn)矩，軸上零件還應(yīng)作周向固定；軸的加工、熱處理、裝配、檢驗、維修等都有良好的工藝性。軸結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則：軸上零件的布置應(yīng)使軸受力合理；軸上零件的定位可靠，拆裝方便；軸應(yīng)采用各種應(yīng)力集中和提高軸疲勞強度結(jié)構(gòu)措施；應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，便于加工制造和保證精度；對于需求剛性大的軸，還應(yīng)從結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形。確定各軸長度時應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)緊湊，同時還應(yīng)保證零件所需的滑動距離，拆裝或調(diào)整所需空間，并注意轉(zhuǎn)動零件不得與其他零件相碰。軸上所有零件都應(yīng)無過盈（即不太緊）地到達配合部位。為了減少加工工具的種類和提高勞動生產(chǎn)率，軸上的倒角、圓角、鍵槽等應(yīng)盡可能取相同的尺寸。根據(jù)以上原則來確定軸的尺寸。3.5.2 求粉碎機上軸的功率 2P和轉(zhuǎn)矩 2T取 V 帶傳動的效率為 ?帶 =0.95，一對滾動軸承的效率為 ?軸 承 =0.99，2=P 帶 軸 承 =4?0.95 0.99kw=3.76kw, 2n=5800 r/min，于是， 22 3.7695095019/8PTNmn???3.5.3 初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。取 0A=112，此軸最小直徑顯然是安裝動齒盤與軸聯(lián)接的螺母的直徑 dⅠ -Ⅱ 。為了使所選軸直徑與動齒盤的孔徑相適應(yīng)，根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度。選用軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)軸的截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱。對于直徑d>100mm 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 3%；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大 7%。對于直22徑 d?100mm 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 5%~7%；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大10%~15%。然后將軸徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)的直徑。這樣求出的直徑，只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑 。mind3.5.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計為滿足動齒盤的定位要求，在軸的左端必須有一定位螺母，并在軸的左端車制外螺紋，用于動齒盤的緊固，同時也便于安裝與拆卸動齒盤。根據(jù)前面計算的軸的最小直徑 d=10mm,再根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計》 ，可選定螺母的大小及型號為 M10 的六角螺母（GB6170-68） 。為了滿足動齒盤的軸向定位要求 dⅠ -Ⅱ 軸段右端制出一軸肩，并留螺紋退刀槽。 由上可確定 dⅡ -Ⅲ =22mm，為滿足動齒盤的定位要求， dⅡ -Ⅲ 右側(cè)有一軸肩，初步選擇滾動軸承，因為軸承可只考慮徑向受力，故選用深溝球軸承，并由軸承產(chǎn)品目錄總初步選擇滾動軸承為中窄 6305（GB276-89 ） ，因此取 Ⅲ -Ⅳ =25mm。 ，由結(jié)構(gòu)設(shè)計知，軸 dⅢ -Ⅳ 右側(cè)也有一定位軸肩，以定位軸承，取 dⅣ Ⅴ =30mm。圖 3.5 軸的結(jié)構(gòu)確定軸上的圓角和倒角尺寸，取軸端倒角為 2X45°，各軸肩處的圓角半徑為LXL-16 如圖 3.5 所示。3.5.5 求軸上的載荷23圖 3.6 軸的載荷分析首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)，作出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，對于6305（GB276-89）軸承，a=17mm 。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距為L=82mm+17mm=99mm。根據(jù)軸的計算簡圖，做出軸的彎矩圖和扭矩圖。如圖 3.6。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出中間截面為危險截面?，F(xiàn)將計算的危險截面處的 M、M H、M V。表 3.2 軸上的載荷載荷 水平面 H 垂直面 V支反力 F 761N?21NNFN46.102?N?V彎矩 MMH=34245N/mm mM/7.51mV902?總彎矩 2213450673/N??242223459073541/MNm???扭矩 T T2=131759.8N.mm3.5.6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強度。根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 =0.6，?軸的計算應(yīng)力 232221 3()69(0.1759.8)3.67caMT MPaW????????前面已經(jīng)選定軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)資料查得 1[]0??，故安全。3.5.7 精確校核軸的疲勞強度1．危險截面的判斷截面 A、Ⅱ、B 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以截面A、Ⅱ、B 均無需校核。從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面Ⅲ和Ⅳ處的配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面 D 上的應(yīng)力最大。截面 Ⅲ上的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅳ的相似，都不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校核。截面 D 上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端） ，故此截面也不需要校核。截面Ⅰ和Ⅵ顯然更不需要校核。且鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因此該州只需校核截面Ⅴ左右兩邊即可。截面Ⅴ左側(cè)的抗彎截面系數(shù) 3330.1.2516.Wdm???抗扭截面系數(shù) 253330.2.512TWdm???彎矩 M 為 37692605.MN??截面上的彎曲應(yīng)力 13.20.865b aMPW???截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 1379.842.165T a???軸的材料為 45 號鋼,調(diào)質(zhì)處理 。MPaaMPaB 15,27,6401????截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 及 ，按附表 3-2 查取??因 1350.286,1.35rDdd??，經(jīng)插值后可查得： 864.1975????又由附圖 3-2 可得軸的材料敏性系數(shù)為， ，7.0?q3.?故有效應(yīng)力集中系數(shù)按附表 3-2 為: 75.1)(1???????k0??q尺寸系數(shù)為 ，69.???扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為 ，7.0?26軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為，92.0????軸表面未經(jīng)強化處理，即 1q??，得綜合系數(shù)值為 6.21??????kK34.???碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為 ，1.0???5.?計算軸的疲勞安全系數(shù)為 1275.06.608.1amSK????????1 3.74.4..3.22a?????2.1.5caSS?????截面右側(cè)抗彎截面系數(shù) 3330.1. 59.7mWd???抗扭截面系數(shù) 333.2.18.4T彎矩 M 及彎曲應(yīng)力為 351769293.8..5bMNmPaMW??????扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 2713759.8.18.364TNmMPaW????取過盈處的 ???k8.0?插值法查得 904.138.2????k軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為 92.0???故的綜合系數(shù)為 9.1467.2?????????kK所以軸在截面Ⅳ右側(cè)的安全系數(shù)為 127512.7.469.10.amSK??????????1 8.8.3.36..22a???6.41.5caSS??????故該軸在此截面的右側(cè)的強度也是足夠的。本機無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強度校核。至此,軸的校驗結(jié)束,軸的校驗合格。283.6 鍵的選擇和校核3.6.1 鍵的選擇均為一般聯(lián)接，可選用普通平鍵。安裝動齒盤處鍵的選擇：此處軸的直徑 1d=22mm，鍵的截面尺寸為：寬度 b=6mm,高度 h=6mm,取鍵長L=12mm.與皮帶輪聯(lián)接的鍵的選擇：此處軸徑為 2d=22mm，同理選用鍵的寬度 b=6mm,高度 h=6mm,取鍵長 L=25mm.3.6.2 鍵的校核鍵、軸的材料都是鋼，鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微。許用擠壓應(yīng)力 []p?=120～150Mpa,取 []p?=135Mpa。鍵 1 的工作長度 l=L-b=12mm-8mm=4mm鍵與齒盤的接觸高度 k=0.5h=3mm<3321024107.5P aTMPkld?????[]?強度合適?鍵 2 的工作長度 l=L-b=25mm-6mm=19mm鍵與皮帶輪的接觸高度 k=0.5h=3mm 33210410.67[]92p pTMPakld????????強 度 合 適T——傳動的轉(zhuǎn)矩，N·mk——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度l——鍵的工作長度，mm29d——軸的直徑3.7 本章小結(jié)動齒盤直徑和粉碎室寬度的確定， ；定齒盤的齒數(shù)和齒的尺寸的確定；篩網(wǎng)，進料斗的設(shè)計和尺寸的確定；動力裝置和傳動裝置的設(shè)計計算；軸的設(shè)計計算及校核；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計；鍵的選擇和校核。30結(jié) 論爪式粉碎機又稱齒爪式粉碎機，它是利用擊碎原理來工作的。這次設(shè)計的爪式粉碎機的主軸轉(zhuǎn)速達 5800r/min，所以也可稱為高速粉碎機。 選擇粉碎方法的重要依據(jù)是被粉碎物料的物理性質(zhì)。被粉碎物料的硬度和脆性是考慮的重點。對于硬而脆的物料采用撞擊和擠壓較為有效，對于韌性物料，采用剪切和摩擦則更為有效。飼料原料中，纖維含量較多的殼、皮及糠麩餅粕，選用以剪切、摩擦粉碎作用為主的齒爪式粉碎機較好。而脆硬的谷物原料采用偏心撞擊粉碎為主的錘片粉碎機就能滿足。一種通過擠壓和剪切作用為主的有支撐對輥式粉碎機，可以使谷物粉碎達到很高的效率。有資料顯示：在粉碎糧谷類原料時，滾石粉碎機的能耗低于撞擊作用為主的錘片粉碎機 15%—85%，并且粒度更均勻。在齒爪式粉碎機內(nèi)，物料不僅受到撞擊作用，同時還受到強烈的摩擦、碾磨作用，因此齒爪式粉碎機不但比錘片式粉碎機的原料通用性更強，而且粉碎制品更細(xì)，粉碎更節(jié)能。特別在粉碎糠麩餅粕類原料時，愈加能夠體現(xiàn)出齒爪粉碎機粉碎制品比錘片式粉碎制品更細(xì)更均勻的特點。這次設(shè)計的爪式粉碎機在進料斗與進料斗座之間安裝了流量插板，可隨時快速地控制進料速度，從而進一步確保粉碎的效率和工作的安全性。不足之處是，由于動齒盤的高速旋轉(zhuǎn)和動齒與物料之間撞擊，還是無法避免爪式粉碎機的高噪音這項缺點。31參考文獻［1］王與、王順喜. 飼料粉碎機發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].糧食與飼料工業(yè) 2007，10［2］王衛(wèi)國. 飼料粉碎粒度最新研究進展[J]. 稂食與飼料工業(yè) 2009，11［3］潘樹良．小型爪式粉碎機常見故障[J]．農(nóng)機具之友，2007， （03）［4］段長勇等.發(fā)展飼料玉米優(yōu)化農(nóng)牧業(yè)結(jié)構(gòu).[J]．飼料與畜牧．2010， （1）：28~29．［5］王三民．機械原理與設(shè)計[M]．北京．機械工業(yè)出版社．2001．［6］機械設(shè)計手冊編委會．機械設(shè)計手冊[M]．北京．機械工業(yè)出版社．2004．［7］食品工業(yè)與設(shè)備[M]．中國輕工業(yè)出版社，2000．［8］王三民主編．機械原理與課程設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004．［9］成大先主編．機械設(shè)計手冊（單行本） ［減（變）速器．電機與電器］[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．［10］王世剛主編．機械設(shè)計實踐[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2003．［11］成大先主編．機械設(shè)計手冊（單行本） 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W.Classical and Modern Mechanisms for Engineers and Inventors.New York:Marcel Dekker,2012.3［19］W E Eder.Design modeling a design science approach[J].Journal of engineering design,2010.9(4):353~37132致 謝本設(shè)計的完成是在我的指導(dǎo)老師劉亞娟老師的細(xì)心指導(dǎo)下進行的，在每次設(shè)計遇到問題時，老師不辭辛苦的講解才使我的設(shè)計順利的進行，從開始的資料搜集到最后設(shè)計的修改的整個過程中，花費了劉老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡母兄x！劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！祝教授身體健康，工作如意、闔家歡樂。在這四年的學(xué)習(xí)中結(jié)識的各位生活上和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財富。在此，也對他們表示衷心感謝，同時也感謝同學(xué)們的支持和幫助。最后，感謝母校為我們提供了豐富的學(xué)習(xí)資源和優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境。33附 錄1.生產(chǎn)操作爪式粉碎機的正確操作是連續(xù)正常生產(chǎn)的保證。操作不正確或疏忽大意，是造成事故的主要原因。正確的操作和使用，也有利于提高生產(chǎn)能力。正確操作，就是嚴(yán)格按照設(shè)備的操作規(guī)程開啟設(shè)備和停止運轉(zhuǎn)。操作規(guī)程是生產(chǎn)經(jīng)驗的總結(jié)，并隨著設(shè)備的不斷改進和提高，將逐步完善。(1) 開車前準(zhǔn)備工作a 認(rèn)真檢查粉碎機的主要零件，如定齒、動齒、篩片、軸承、V 帶輪及 V 帶是否完好、檢查門和密封墊是否裝好，緊固螺栓等聯(lián)接件是否擰緊。主軸轉(zhuǎn)動是否靈活（應(yīng)無卡阻碰撞和其他障礙物） 。b 檢查機殼內(nèi)有無物料，若物料多，必須清理后方能開車。c 檢查輸送管路（尤其是彎管和水平關(guān)，有力堵塞、漏氣和蜜蜂不嚴(yán)等問題。d 軸承內(nèi)是否有足夠的潤滑油脂。e 檢查輔助設(shè)備如進料斗、出料斗插板導(dǎo)向條、流量插板等設(shè)備是否完好。f 檢查完上述工作并把發(fā)現(xiàn)的問題及時處理以后，方可開車。(2) 啟動、運轉(zhuǎn)中注意事項a 準(zhǔn)備工作完成后、即可啟動電機。電機啟動后應(yīng)注意電機的啟動電流、啟動時間及空載電流是否符合電機特性表。b 設(shè)備正常運轉(zhuǎn)后，才能開動喂料設(shè)備向粉碎機內(nèi)加料。喂料且可根據(jù)物料的粒度和含水量，予以增減。增減量可根據(jù)電機的電流來控制。c 操作時必須做到均勻、連續(xù)喂料，這樣可以提高產(chǎn)量。d 嚴(yán)防金屬物及不宜粉碎物進入粉碎機內(nèi)。e 當(dāng)電動機自動停車時，需查明原因，嚴(yán)禁強行啟動。f 當(dāng)發(fā)生以下情況時必須立即停止喂料，關(guān)閉電動機。并進行檢查和排除故障。滾動軸承溫度超過 70 度；發(fā)現(xiàn)有不正常的聲音（如金屬的擦碰聲）和大量粉塵外漏；設(shè)備在運轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)有強烈震動時應(yīng)立即停車；(3) 停車34a 先停喂料機，待粉碎機內(nèi)物料全部被粉碎并送出粉碎機，方可停機。b 停機后，打開檢查門，檢查動齒、定齒、篩片等易損件的磨損情況，為下次開車做好準(zhǔn)備工作。2.設(shè)備維護爪式粉碎機在生產(chǎn)運動中，受到物料和高速氣流的沖擊、摩擦、碰撞和機器本身產(chǎn)生的震動，使軸承、主軸、齒爪、等等部件磨損、變形、損壞以致失去正常的工作能力。因此應(yīng)對設(shè)備進行日常維護。以便預(yù)防設(shè)備過于地磨損和損壞，提高設(shè)備的完好率和延長使用期；減少設(shè)備事故，提高設(shè)備的利用率；及時排除各種可能發(fā)生的事故，確保設(shè)備的安全運行。設(shè)備的定期檢修定期檢修是根據(jù)設(shè)備零部件的磨損情況確定的，因此應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)時部件的磨損更換周期而建立小、中、大各種檢修制度。(1) 小修時需修理檢查的項目（日常維護）a 檢查時擰緊已松動的聯(lián)接螺栓。b 對磨損的齒爪進行更換。更換齒爪時應(yīng)做到圓周方向一起進行更換，以防失去平衡，在運動時產(chǎn)生振動。c 檢查并加足軸承座內(nèi)潤滑油脂，隨時注意軸承溫度。(2) 中修時需修理檢查的項目a 更換磨損的篩片。b 更換銷軸和銷軸上的螺母。c 檢查軸承座內(nèi)的潤滑油是否變質(zhì)，如變質(zhì)應(yīng)立即清洗軸承并重新加足油脂。(3) 大修時需修理檢查的項目a 更換軸承。b 檢查主軸無彎曲、裂痕和其他缺陷，進行修復(fù)或更換。c 修整機殼。d 檢查修理電動機。e 對大修后的爪式粉碎機的運轉(zhuǎn)進行調(diào)試。3.篩網(wǎng)的修理和更換篩網(wǎng)是由薄板鋼或鐵皮沖孔制成。當(dāng)篩網(wǎng)出現(xiàn)磨損或被異物擊穿時，若損壞面積不大，可用鉚補或錫焊的方法修復(fù)；若大面積損壞，應(yīng)更換新篩。安裝篩網(wǎng)時，應(yīng)使篩孔帶毛刺的一面朝里，光面朝外，篩片和篩圈要貼合嚴(yán)密。環(huán)篩篩片在安裝時其35搭接里層茬口應(yīng)順著旋轉(zhuǎn)方向以防物料在搭接處卡住。4.V 帶的張緊與維護V 帶工作一段時間后，會因塑性變形而松弛，使初拉力 F0 降低，影響帶的正常工作傳動；為此必須重新張緊。常見的張緊裝置有三種；a 定期張緊裝置：用定期調(diào)節(jié)中心距的方法，常見的有滑道式和擺架式兩種，通過調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)整。b 自動張緊裝置：利用電機自重，使帶始終在一定的張緊力下工作。c 張緊輪張緊裝置：當(dāng)中心距不可調(diào)節(jié)時，為使 V 帶只受單向彎曲，可采用張緊輪裝置，張緊一般在松邊內(nèi)側(cè)，并盡量靠近大帶輪，以免小輪包角減少太多，且應(yīng)使其直徑小于帶輪直徑。d 帶傳動安裝時，兩帶輪軸應(yīng)互相平行，各帶輪相對應(yīng)的 V 型槽對稱平面應(yīng)重合，其誤差不得超過 20，以防帶側(cè)面加劇磨損。e 定期檢查 V 帶：如發(fā)現(xiàn)有的帶松弛或損壞，并影響運動或動力傳動，應(yīng)全部更換新帶。新舊帶不能同時使用。f 帶避免與酸，堿，油污等接觸，工作溫度不超過 60 度。6