小型家用多功能磨粉機(jī)的設(shè)計,小型,家用,多功能,磨粉機(jī),設(shè)計 山東英才學(xué)院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 題 目 小型家用多功能磨粉機(jī)設(shè)計 專 業(yè) 學(xué)生姓名 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 二〇 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所提交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本研究做出過重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明并表示了謝意。 論文作者簽名： 日期： 年 月 日 摘 要 磨粉機(jī)由主機(jī)、分析機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、成品旋風(fēng)分離器、管道裝置、電機(jī)等組成。其中主機(jī)由機(jī)架、進(jìn)風(fēng)蝸殼、鏟刀、磨輥、磨環(huán)、罩殼及電機(jī)組成。輔助設(shè)備有顎式破碎機(jī)、畚斗提升機(jī)、電磁振動給料機(jī)、電控柜等，用戶可以根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇。 物料經(jīng)粉碎到所需粒度后，由提升機(jī)將物料送至儲料斗，再經(jīng)振動給料機(jī)將料均勻連續(xù)的送入主機(jī)磨室內(nèi)，由于旋轉(zhuǎn)時離心力作用，磨輥向外擺動，緊壓于磨環(huán)，鏟刀鏟起物料送到磨輥與磨環(huán)之間，因磨輥的滾動而達(dá)到粉碎目的。本次設(shè)計的小型家用磨粉機(jī)主要對磨粉機(jī)的原理做了介紹、并根據(jù)其設(shè)計原理進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計計算，并完成零部件的設(shè)計選擇等，注重設(shè)計在實際生活中的應(yīng)用，最后達(dá)到鍛煉自己的目的。 關(guān)鍵詞：磨粉機(jī)；小型；家用；磨輥 Abstract Roller mill, analysis by the host machine, blower, finished cyclone separator, plumbing, motor etc.. The host comprises a frame, inlet volute, blade, grinding roller and grinding ring, shell and motor. Jaw crusher, bucket elevator, electromagnetic vibration feeder, electric control cabinet and other auxiliary equipment, the user can flexibly choose according to the scene. Material through crushing to the desired size, by lifting machine to send the materials to hopper, again after vibrating feeder will feed continuously and uniformly into the grinding chamber of the main frame, due to the centrifugal force in rotation, grinding and swings outward, tightly pressed on the grinding ring, shovel knife to scrape up materials sent to the grinding roller and grinding ring, by grinding roll roll and achieve crushing purpose. The design of small household mill mainly the principle of milling machine is introduced, and according to the design principle of the design calculation, and complete the design and choice of components, pay attention to the design of the application in real life, finally reaching the purpose of training their own. Keywords: Milling machine；Small；Household；Grinding roller 目 錄 第1章 緒論 1 1.1 磨粉機(jī)工作原理 1 1.2 磨粉機(jī)結(jié)構(gòu)特征 1 1.3 縱擺系列磨粉機(jī) 2 1.4 磨粉機(jī)發(fā)展趨勢 7 第2章 磨粉機(jī)工作原理與主要工作構(gòu)件 8 2.1 工作原理 8 2.1.1 外形 8 2.1.2 機(jī)架相關(guān)設(shè)計 8 2.1.3 磨輥及其支承 9 2.1.4 磨輥與軸系零件的連接 9 2.1.5 結(jié)構(gòu)特點 9 2.1.6 喂料輥及其有關(guān)尺寸參數(shù)的確定 10 2.1.7 光輥的表面參數(shù) 10 2.2 傳動系統(tǒng) 11 2.2.1 快輥拖動 11 2.2.2 輥間傳動 11 2.2.3 喂料輥傳動 12 2.3 控制系統(tǒng) 13 2.3.1 離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu) 13 2.3.2 程序動作的實現(xiàn) 14 2.3.3 回差問題 14 2.3.4 過載沖擊問題 14 2.4 卸料方式 15 第3章 設(shè)計計算 16 3.1 動力計算、選配電機(jī) 16 3.2 V帶傳動設(shè)計 16 3.3 雙面圓弧齒同步帶的設(shè)計 17 3.4 喂料輥齒輪傳動設(shè)計計算 18 3.4.1 選用齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 18 3.4.2 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 20 3.4.3 幾何尺寸計算 21 3.5 磨輥設(shè)計 21 3.6 磨輥受力分析及校核 22 3.7 磨輥軸承的選擇與計算 23 3.7.1 磨輥軸承的選擇 23 3.7.2 軸承校核設(shè)計 24 3.8 磨輥軸與軸體過盈量和壓入力的計算 24 3.9 喂料輥動力消耗計算 26 3.10　喂料輥同步帶傳動設(shè)計 27 3.11 料門機(jī)構(gòu)設(shè)計 27 3.12 軋調(diào)機(jī)構(gòu)設(shè)計 28 結(jié)論 29 參考文獻(xiàn) 30 致 謝 31 第1章 緒論 1.1 磨粉機(jī)工作原理 磨粉機(jī)由主機(jī)、分析機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、成品旋風(fēng)分離器、管道裝置、電機(jī)等組成。 其中主機(jī)由機(jī)架、進(jìn)風(fēng)蝸殼、鏟刀、磨輥、磨環(huán)、罩殼及電機(jī)組成。輔助設(shè)備有顎式破碎機(jī)、畚斗提升機(jī)、電磁振動給料機(jī)、電控柜等，用戶可以根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇。 物料經(jīng)粉碎到所需粒度后，由提升機(jī)將物料送至儲料斗，再經(jīng)振動給料機(jī)將料均勻連續(xù)的送入主機(jī)磨室內(nèi)，由于旋轉(zhuǎn)時離心力作用，磨輥向外擺動，緊壓于磨環(huán)，鏟刀鏟起物料送到磨輥與磨環(huán)之間，因磨輥的滾動而達(dá)到粉碎目的。物料研磨后的細(xì)粉隨鼓風(fēng)機(jī)的循環(huán)風(fēng)被帶入分析機(jī)進(jìn)行分選，細(xì)度過粗的物料落回重磨，合格細(xì)粉則隨氣流進(jìn)入成品旋風(fēng)集粉器，經(jīng)出粉管排出，即為成品。在雷蒙磨磨室內(nèi)因被磨物料中有一定的水分，研磨時生熱，水氣蒸發(fā)，以及整機(jī)各管道接口不嚴(yán)密，外界氣體被吸入，使循環(huán)氣壓增高，保證磨機(jī)在負(fù)壓狀態(tài)下工作,所增加的氣流量通過余風(fēng)管排入除塵器，被凈化后排入大氣。 1.2 磨粉機(jī)結(jié)構(gòu)特征 1、立體結(jié)構(gòu)，占地面積小，成套性強(qiáng)，從塊料到成品粉子獨立自成一個生產(chǎn)體系；2、成品粉子細(xì)度均勻，通篩率99%，這是其它磨粉設(shè)備難以具備的；3、機(jī)傳動裝置采用密閉齒輪箱和帶輪，傳動平穩(wěn)，運行可靠；4、重要部件均采用優(yōu)質(zhì)鋼材，耐磨件均采用高性能耐磨材料，整機(jī)耐磨性能高，運行可靠；5、電氣系統(tǒng)采用集中控制，磨粉車間基本可實現(xiàn)無人作業(yè)，并且維修方便。 高壓懸輥磨粉機(jī)適用范圍：高壓懸輥磨機(jī)用于粉碎重晶石、石灰石、陶瓷、礦渣等莫氏硬度不大于9.3級，濕度在6% 以下的非易燃易爆的礦山、冶金、化工、建材等行業(yè)280多種物料的高細(xì)制粉加工，成品粒度在 80-425目范圍調(diào)節(jié)（最細(xì)1000 目）。該機(jī)可通過添加特殊裝置，可生產(chǎn)出 30-80 目的粗粉。 高壓磨粉機(jī)主機(jī)內(nèi)，磨輥吊架上緊固有1000-1500公斤壓力的高壓彈簧。開始工作后，磨輥圍繞主軸旋轉(zhuǎn)，并在高壓彈簧與離心力的雙重作用下，緊貼磨環(huán)轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動壓力比同等動力條件下的雷蒙磨粉機(jī)高1.2倍，故產(chǎn)量大為提高。 當(dāng)被磨物料進(jìn)入磨腔后，由鏟刀鏟起送入磨輥與磨環(huán)之間進(jìn)行碾壓，碾壓后的粉子隨鼓風(fēng)機(jī)的循環(huán)風(fēng)帶入分析機(jī)，合格細(xì)粉隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)集粉器收集即為成品，大顆粒物粒落回重磨。循環(huán)風(fēng)返回鼓風(fēng)機(jī)再重復(fù)以上過程，余風(fēng)則進(jìn)入袋式除塵器凈化。當(dāng)磨輥與磨環(huán)達(dá)到一定磨損后，調(diào)整高壓彈簧長度，保持磨輥與磨環(huán)之間恒定碾壓力。從而保證穩(wěn)定的產(chǎn)量與細(xì)度。 注意事項 1、為使磨粉機(jī)運轉(zhuǎn)正常，應(yīng)制定設(shè)備“設(shè)備保養(yǎng)安全操作制度”方能保證雷蒙磨粉機(jī)長期安全運行，同時要有必要的檢修工具以及潤滑脂和相應(yīng)的配件。 2、磨粉機(jī)的磨輥裝置使用時間超過500小時左右重新更換磨輥時，對輥套內(nèi)的各滾動軸承必須進(jìn)行清洗，對損壞件應(yīng)及時更換，加油工具可用手動加油泵。 3、雷蒙磨粉機(jī)在使用過程當(dāng)中，應(yīng)有固定人員負(fù)責(zé)看管，操作人員必須具備一定的技術(shù)水平。雷蒙磨粉機(jī)在安裝前對操作人員必須進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)，使之了解雷蒙磨粉機(jī)的原理性能，熟悉操作規(guī)程。 4、雷蒙磨粉機(jī)使用一段時間后，應(yīng)進(jìn)行檢修。同時對磨輥磨環(huán)鏟刀等易損件進(jìn)行檢修更換處理，磨輥裝置在使用前后對連接螺栓螺母應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)檢查，看是否有松動現(xiàn)象，潤滑油脂是否加足。 1.3 縱擺系列磨粉機(jī) 縱擺系列磨粉機(jī)是在傳統(tǒng)雷蒙磨粉機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行的技術(shù)創(chuàng)新，該磨粉機(jī)各項技術(shù)指標(biāo)同比傳統(tǒng)雷蒙機(jī)均有大幅度提高，是高效節(jié)能的新型雷蒙機(jī)。縱擺磨粉機(jī)適用于粉磨石灰石、方解石、大理石、滑石、石膏、重晶石、瑩石、沸石、錳礦、鈦鐵礦、磷礦、膨潤土、淀粉、高嶺土等硬度在莫氏七級以下，濕度在濕度6%以下非易燃、易爆的物料，細(xì)度在0.18-0.015（80-800目）之間任意調(diào)整，是R型擺式磨粉機(jī)的更新?lián)Q代產(chǎn)品。 全新的研磨系統(tǒng)： 1. 新技術(shù)采用全新的縱擺磨輥裝置。磨輥與磨環(huán)在研磨過程中始終處于平衡狀態(tài)，形成均勻的線接觸研磨區(qū)，磨輥與磨環(huán)尺寸高度從原來的160mm增高到200mm，更大程度的增加了研磨接觸面積。 2. 分級機(jī)采用強(qiáng)制渦輪分級機(jī)，使成品的粒度從原來的80-325目區(qū)間擴(kuò)展到80-800目區(qū)間。 3. 風(fēng)力輸送及成品收集系統(tǒng)，更新為負(fù)壓，二級收塵高效收塵器，使成品收集更徹底。 可靠的性能： 新技術(shù)（梅花架及縱擺磨輥裝置），結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，機(jī)器振動非常小，噪音低，機(jī)械運行平穩(wěn)，性能可靠。 高效節(jié)能： 物料在單位研磨時間內(nèi)處理量更大、效率更高。 在與R型擺式磨粉機(jī)同比情況下總功率不變，產(chǎn)量同比提高40%以上，單位電耗成本節(jié)省30%以上，是真正高效節(jié)能型磨粉機(jī)產(chǎn)品。 縱擺磨粉機(jī)有小型縱擺磨粉機(jī)，中型縱擺磨粉機(jī)，大型縱擺磨粉機(jī)三種型號，不僅粉磨粉體的細(xì)度從80-325目擴(kuò)展到80-800目，而且產(chǎn)量也比同型的雷蒙磨粉機(jī)高出20%。 大型磨粉機(jī)的產(chǎn)量比同類5R磨粉設(shè)備產(chǎn)量高出2.5倍，它產(chǎn)量高，能耗低，無粉塵，無人化作業(yè)，高效高產(chǎn)，節(jié)能環(huán)保。型縱擺式磨粉機(jī)的出現(xiàn)填補了國內(nèi)超大型磨粉機(jī)市場的空白，被廣泛運用于方解石，石灰石，重晶石，石英石，白云石，鉀長石等非金屬物料的大型粉磨項目，并且全國錳粉行業(yè)龍頭企業(yè)均適用縱擺磨粉機(jī)。 在實際的生產(chǎn)中，物料并不是可以自由地從排料端離開磨粉機(jī)的，磨粉機(jī)排料端存在抑制大顆粒排出的作用，小顆?？身樌懦?，而大顆粒則留在磨機(jī)中繼續(xù)被磨碎，這種作用稱為出口分級。磨機(jī)本身的這種功能會影響物料在磨機(jī)內(nèi)停留的時間，且不同的排料方式抑制作用大小不同。對格子型球磨機(jī)，格子的作用對大顆粒的排出具有較大的抑制作用，即使格子開口較大，也一樣會阻止部分大顆粒的排出。溢流型球磨機(jī)中，也同樣存在著這種作用，但相對格子球磨機(jī)這種作用較小。建模中，如果忽略這種功能會造成模型預(yù)測值的大顆粒含量偏大。 為了反映這種功能，可以采用四種方法來處理： 1.在磨機(jī)的模型中引入分級作用，并令分級返砂直接返回至磨機(jī)的入口; 2.對不同的粒級采用不同的軸向速度來表示顆粒在磨機(jī)內(nèi)的前進(jìn)，因而可以等價為將分級返砂返回至每個混合器的入口; 3.對比破碎速率的表達(dá)進(jìn)行修改，此種方法的思想是，大顆粒被抑制排出則意味著大顆粒的平均停留時間長，因此，如果令大顆粒的停留時間與其它顆粒的停留時間一樣，同時令大顆粒的破碎速率加快而小顆粒的破碎速率變慢，則會達(dá)到和大顆粒停留時間較長一樣的效果，這種方法與偽時間法的思想相同; 4.采用非一階的破碎速率且破碎速率隨時間的進(jìn)行而增大，并令大顆粒的破碎速率增大較快，而小顆粒的破碎速率增大較慢，從而達(dá)到和大顆粒停留時間較長相同的效果。 高壓懸輥磨主要由主機(jī)、細(xì)度分析機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、成品旋風(fēng)積粉器、布袋除塵器及聯(lián)結(jié)風(fēng)管組成。根據(jù)用戶需要也可配備破碎機(jī)、提升機(jī)、儲料倉，電磁振動給料機(jī)及電器控制柜等輔助設(shè)備。在主機(jī)中，磨輥組件通過橫擔(dān)軸懸掛在磨輥吊架上，磨輥吊架與主軸及鏟刀架固定聯(lián)系，壓力彈簧在磨輥軸承室的懸臂外端面，以橫擔(dān)軸為支點迫使磨輥緊緊壓在磨環(huán)內(nèi)圓表面上，當(dāng)電動機(jī)通過傳動裝置帶動主軸轉(zhuǎn)動時，裝在鏟刀架上的鏟刀與磨輥同步旋轉(zhuǎn)，磨輥在磨環(huán)內(nèi)圓滾動的同時自轉(zhuǎn)。電動機(jī)通過傳動裝置帶動分析機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪轉(zhuǎn)速越高，分選出的粉子越細(xì)。 高壓微粉磨機(jī)組成結(jié)構(gòu) 高細(xì)度粉碎機(jī)由粗碎、細(xì)碎，風(fēng)力輸送等裝置組成，以高速撞擊的形式達(dá)到粉碎機(jī)之目的。利用風(fēng)能一次成粉，取消了傳統(tǒng)的篩選程序。高壓微粉磨主機(jī)內(nèi)，磨輥吊架上緊固有1000-1500公斤壓力的高壓彈簧。高強(qiáng)磨.高強(qiáng)磨粉機(jī)開始工作后，磨輥圍繞主軸旋轉(zhuǎn)，并在高壓彈簧與離心力的作用下，緊貼磨環(huán)滾動，壓力比同等動力條件下的雷蒙磨粉機(jī)高1.2倍，所以產(chǎn)量大為提高。當(dāng)被磨物料進(jìn)入磨腔后，由鏟刀鏟起送入磨輥與磨環(huán)之間進(jìn)行碾壓，碾壓后粉末隨鼓鳳機(jī)的循環(huán)風(fēng)帶入分析機(jī)，合格細(xì)粉隨氣流入旋風(fēng)集粉器即為成品，大顆粒物料落回重磨。循環(huán)風(fēng)返回鼓風(fēng)機(jī)再重復(fù)以上過程，余風(fēng)則進(jìn)入袋式除塵器凈化。當(dāng)磨輥與磨環(huán)的磨損達(dá)到一定程度后，調(diào)整高壓彈簧長度，保持磨輥與環(huán)之間恒定碾壓力。從而保證穩(wěn)定的產(chǎn)量 高壓微粉磨性能特點 1、高壓微粉磨與氣流磨相比適用范圍更大。 2、高壓微粉磨與其它同類磨機(jī)相比，磨輥對物料的碾壓力在高壓彈簧的作用下提高800-1200Kg。 3、節(jié)能。在產(chǎn)量和細(xì)度相同的情況下，系統(tǒng)能耗僅為氣流磨的三分之一。 4、投資小，收益高。在產(chǎn)量和細(xì)度相同的情況下，高壓微粉磨價格僅為氣流磨的八分之一。 5、進(jìn)料粒度大，出料一次性平均粒徑可達(dá)到6.5um的超細(xì)粉。 6、重疊式多極密封研磨裝置，密封性能好。 7、高壓微粉磨除塵效果完全達(dá)到國家粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)。 高壓微粉磨結(jié)構(gòu)特征 高壓微粉磨主要由主機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)，超細(xì)度分析機(jī)，成品旋風(fēng)積粉器，布袋除塵器及連接風(fēng)管管道等組成，根據(jù)用戶需要可以配備提升機(jī)、儲料倉、電控柜、給粉機(jī)、破碎機(jī)等輔助設(shè)備。在微粉磨研磨室內(nèi)，磨輥總成通過橫擔(dān)軸懸掛在磨輥吊架上，磨輥吊架與主軸及鏟刀架固定聯(lián)結(jié)，壓力彈簧靠拉力桿緊緊的壓在磨輥軸承室的懸臂外端上，以橫擔(dān)軸為支撐點，靠彈簧壓力使磨輥緊緊壓在磨環(huán)內(nèi)圓表面上，當(dāng)電機(jī)通過傳動裝置轉(zhuǎn)動時，裝在鏟刀架上的鏟刀與磨輥同步轉(zhuǎn)動，磨輥在磨環(huán)內(nèi)圓表面上滾動的同時繞自身轉(zhuǎn)動，分析機(jī)通過電機(jī)傳動裝置帶動分析機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，其分析機(jī)的速度調(diào)整決定出粉細(xì)度。 高細(xì)度粉碎機(jī)有：400型高細(xì)度粉碎機(jī)、650型高細(xì)度粉碎機(jī)和700型高細(xì)度粉碎機(jī)。 風(fēng)選粉碎機(jī)適用于化工、石墨、橡膠、制藥、染料、油化、食品、建材、礦石、水泥、耐火材料等行業(yè)，可用于加工立德粉、碳墨粉、石膏粉、化石粉、硫磺粉、石灰粉、紅泥粉、貝殼粉、長石粉、焦粉、骨粉、膠粉、煤粉、黃紅丹粉、硫酸貝、氧化鋅、碳酸鈣、氧化鐵、金鋼砂、金礦石、鋁石、瓷石、堿石、煤干石、硼玻偶然、胡精、中草藥、還可加工小麥、黃豆、玉米等原料，產(chǎn)品細(xì)度可在20-325目之間任意人調(diào)節(jié)。 超壓梯形磨粉機(jī)已廣泛使用于電力、礦山、冶金、化工、鋼鐵、建材、煤炭等行業(yè)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 主要是用于礦山、建材、化工、冶金、火電、煤炭等行業(yè)粉磨莫氏硬度在9.3級以下，濕度在6%以下的各種非易燃易爆礦產(chǎn)物料，成品細(xì)度可在30-400目任意調(diào)節(jié)，例如水泥（生熟料）、石英、長石、方解石、白云石、石墨、螢石、硅灰石、磷礦石、鈣鎂磷肥、煤、煤矸石、礦渣、鋯英砂、滑石、花崗巖、鉀長石、大理石、重晶石、陶瓷、玻璃等千余種物料粉磨加工。 三環(huán)中速微粉磨粉機(jī)主機(jī)電動機(jī)通過減速器帶動主軸及各層轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤通過柱銷帶動幾十個環(huán)輥在磨環(huán)滾道內(nèi)滾動并旋轉(zhuǎn)。大塊物料經(jīng)錘式破碎機(jī)破碎成小顆粒后由提升機(jī)送入儲料倉，電磁振動給料機(jī)將物料均勻的送到上轉(zhuǎn)盤的中部，物料在離心力的作用下散向圓周邊，并落入磨環(huán)的滾道內(nèi)被環(huán)滾沖壓、滾碾、研磨而粉碎，物料經(jīng)第一層粉碎后又落入第二層及第三層，高壓離心風(fēng)機(jī)的抽吸作用將外部空氣吸入機(jī)內(nèi)，并將經(jīng)過第三層粉碎后的粗粉帶入選粉機(jī)內(nèi)。選粉機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)的渦輪所產(chǎn)生的渦流使粗顆粒物料回落重磨，細(xì)粉則隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)集粉器并由其下部的卸料閥排出即為成品，而帶有少量細(xì)粉塵的氣流則經(jīng)過脈沖除塵器凈化后通過風(fēng)機(jī)及消聲器排出。 主要特點 1．三環(huán)中速微粉磨粉機(jī)高效低耗。在物料、動力、成品細(xì)度相同的情況下，比氣流磨與攪拌磨的產(chǎn)量高40%。 2．三環(huán)中速微粉磨粉機(jī)使用壽命長。在物料及成品細(xì)度相同的情況下，比沖擊式粉碎機(jī)與渦輪粉碎機(jī)的磨損件使用壽命長，一般可達(dá)1年以上。 3．磨腔內(nèi)無滾動軸承、無螺釘。不存在軸承與其密封件及易損螺釘易松脫而毀壞機(jī)器等問題。 4．產(chǎn)品細(xì)度可一次達(dá)到d97≤5μm。 環(huán)旋超細(xì)簡介 環(huán)旋超細(xì)磨粉機(jī)是在研究國內(nèi)外雷蒙機(jī)、環(huán)輥磨、立磨等基礎(chǔ)上研制開發(fā)出來的一代新型專利產(chǎn)品，并已獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的《實用新型專利證書》，可以說它是一種新型磨粉機(jī)。它吸收了雷蒙機(jī)、環(huán)輥磨、立磨等優(yōu)點。具有沖擊、擠壓、研磨的聯(lián)合粉碎機(jī)理。使物料完全，徹底的粉碎。具有高細(xì)度、高產(chǎn)量、低能耗、高效率的優(yōu)點。2011年已被國家科技部列入國家火炬計劃項目。 技術(shù)原理 環(huán)旋超細(xì)磨粉機(jī)工作時，電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動主軸使裝配在托盤內(nèi)腔上部的磨環(huán)及下部的甩料板一起旋轉(zhuǎn)，電磁振動給料機(jī)將物料均勻的從罩筒上部的給料管中給到托盤下端的甩料板上，物料在離心力的作用下被甩料板拋上托盤上部并隨旋轉(zhuǎn)的磨環(huán)帶到磨輥之間（磨輥和磨環(huán)之間有3-5mm間隙），當(dāng)通過磨輥和磨環(huán)的物料層大于磨輥和磨環(huán)間隙時，物料受到磨輥來自兩根彈簧強(qiáng)大制粉力的作用下而粉碎，同時磨環(huán)旋轉(zhuǎn)通過物料帶動磨輥自轉(zhuǎn)，磨輥和磨環(huán)的相對轉(zhuǎn)動大大地增加了研磨面積。被粉碎后的粉末物料在托盤內(nèi)腔隨托盤一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)碰上靜止不動的鏟刀被拋上托盤的上端面時，被鼓風(fēng)機(jī)鼓入的切向螺旋氣流吹到主機(jī)罩筒上方的超細(xì)渦輪分級機(jī)進(jìn)行篩分，細(xì)度過粗者仍落入主機(jī)托盤內(nèi)重新研磨，細(xì)度合乎規(guī)格的隨風(fēng)流進(jìn)入旋風(fēng)收集器收集后成為成品。 技術(shù)比較 國外粉磨設(shè)備廠家主要有:美國Raymond公司生產(chǎn)的雷蒙機(jī)，德國萊歇公司生產(chǎn)立式磨機(jī)、研俄羅斯生產(chǎn)高速沖擊磨粉機(jī)、澳大利亞燃料公司生產(chǎn)的臥式?jīng)_擊磨粉機(jī)等等。以德國的超細(xì)粉設(shè)備較為先進(jìn)，但進(jìn)口設(shè)備價格非常昂貴，而且備件難買。 國內(nèi)市場上普遍使用的粉磨設(shè)備有：球磨機(jī)、振動磨、沖擊磨、環(huán)輥磨等等。雷蒙機(jī)研磨原理是磨輥在離心力的作用下向外壓緊磨環(huán)而使物料粉碎，所磨出來的粉末，細(xì)度不高，一般在400目以內(nèi)，所磨出來的粉體含鐵量高。球磨機(jī)工作原理：筒體圓周運動帶動筒體內(nèi)的鋼球（介質(zhì)）和物料一起沿筒體內(nèi)壁圓周運動，當(dāng)介質(zhì)和物料運轉(zhuǎn)到一定高度時在重力的作用下做拋物線運動，介質(zhì)砸在物料上而使物料粉碎。球磨機(jī)磨超細(xì)粉缺點：能耗大，所磨出來的粉末掉白度，含鐵量高。振動磨工作原理：物料和介質(zhì)裝入彈簧支承的磨筒內(nèi)，由偏心塊吸振裝置驅(qū)動磨機(jī)筒體做圓周運動，通過介質(zhì)的高頻振動對物料沖擊，摩擦、剪切等作用而粉碎。振動磨能耗大，所磨出來的粉末掉白度，含鐵量高。沖擊磨工作原理：利用圍繞水平或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上的錘頭對物料實施以激烈的沖擊，并使其與襯板之間以及物料與物料之間產(chǎn)生高頻的強(qiáng)力沖擊、剪切等作用而使物料粉碎。該設(shè)備缺點不適合研磨高硬度的物料，容易發(fā)熱。對熱敏性物質(zhì)的粉碎不適合用此設(shè)備。 而環(huán)旋超細(xì)磨粉機(jī)具有以下特點：（1）、研磨力大:磨輥所產(chǎn)生的研磨力來自兩根高壓彈簧的預(yù)緊力（約為4000Kg），是4R3216雷蒙機(jī)研磨力的3倍。（2）、研磨方式獨特：環(huán)旋超細(xì)磨粉機(jī)是磨輥平行懸掛在磨環(huán)內(nèi)腔，磨輥和磨環(huán)不直接接觸，磨環(huán)旋轉(zhuǎn)通過物料帶動磨輥自轉(zhuǎn)，同時磨輥在兩根彈簧高壓預(yù)緊力的作用下而使物料粉碎和研磨。因磨輥和磨環(huán)不直接接觸所磨出來的物料含鐵量低，而且不掉白度。（3）、研磨面大：因磨環(huán)旋轉(zhuǎn)通過物料帶動磨輥自轉(zhuǎn)，磨環(huán)和磨輥反向相對運動，使得磨輥和磨環(huán)的研磨面積為磨輥的兩倍。（4）、成品粒度細(xì)：成品粒度高達(dá)2000目以上。（5）、產(chǎn)量高，能耗低。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新： 環(huán)旋超細(xì)磨粉機(jī)結(jié)構(gòu)是在研究環(huán)輥磨、立磨的基礎(chǔ)上研制出來的一種新型結(jié)構(gòu)。該設(shè)備由主機(jī)、超細(xì)渦輪分級機(jī)、減速機(jī)、高壓鼓風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)收集器及管道系統(tǒng)組成。其中主機(jī)包括：軸承座、主軸、托盤、外殼、罩筒體、磨環(huán)、磨輥裝置、彈簧拉桿裝置、懸掛裝置等組成。下外殼的下端面與底座的上端面配裝，中部有一進(jìn)風(fēng)口，上部與罩筒相聯(lián)。主軸通過軸承座配裝在底座上，主軸下端頭裝有聯(lián)軸器，主軸上端與托盤相聯(lián)，托盤內(nèi)腔上部裝有磨環(huán)，托盤下端面裝有甩料板。罩筒體位于外殼的上方，下端面與外殼的上端面相聯(lián)，上端面與分機(jī)機(jī)殼體相聯(lián)。懸掛裝置固定罩筒體靠上部的外圓周面上。磨輥裝置通過銷軸鉸接在懸掛裝置上，磨輥裝置中的磨輥套成T字型，磨輥套T端部通過聯(lián)結(jié)叉與兩根彈簧拉桿相聯(lián)。磨輥裝置由排料盤、磨輥、密封蓋、磨輥套、磨輥軸、上下軸承、壓蓋組成。懸掛裝置由懸掛架、懸掛架軸、懸掛座、銷軸組成。 研磨原理創(chuàng)新： 因磨輥和磨環(huán)之間有間隙（3-5mm），鐵和鐵不直接接觸，而是通過物料層間接的研磨，所以所磨出來的粉體質(zhì)量好：含鐵量低、不掉白度、粉體晶體結(jié)構(gòu)不發(fā)生大的變化等先優(yōu)點。該設(shè)備易損件少，維修成本低，在眾多的超細(xì)粉設(shè)備中環(huán)旋超細(xì)磨粉機(jī)是節(jié)能最好的理想設(shè)備。 其實磨粉機(jī)也可以說是塑料機(jī)械的一種。磨粉機(jī)超微粉碎技術(shù)是近幾年伴隨著現(xiàn)代高技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)而發(fā)展起來的一項新的粉碎工程技術(shù)，現(xiàn)已成為最重要的工業(yè)礦物及其他原材料深加工技術(shù)之一，對現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。物料經(jīng)超細(xì)化后，隨著其表面積的聚增，可引起其它性能的變化，而大幅度地提高材料的使用效果和利用率。超細(xì)微粉正在滲入整個工業(yè)部門和高技術(shù)領(lǐng)域，被譽為現(xiàn)代高新技術(shù)的原點。超微粉碎技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、礦業(yè)、建材、日化、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保和航空航天等諸多領(lǐng)域。中國粉體行業(yè)已成為一個跨行業(yè)、跨學(xué)科的大產(chǎn)業(yè)，全國粉體業(yè)的產(chǎn)值已占到第一、二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值總和的一半以上，在國民經(jīng)濟(jì)當(dāng)中占有重要地位。胡榮澤教授指出“粉體工業(yè)由于它的廣泛性、前沿性和實用性，在整個國民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。” 1.4 磨粉機(jī)發(fā)展趨勢 磨粉機(jī)行業(yè)飛速猛進(jìn)的發(fā)展，涌現(xiàn)出了一批又一批精英企業(yè)，從粉體生產(chǎn)、應(yīng)用和設(shè)備制造的科研開發(fā)進(jìn)展速度非?？?，不斷有新設(shè)備、新產(chǎn)品在市場上出現(xiàn)，顯示出旺盛的生機(jī)和活力。隨著中國經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，磨粉機(jī)設(shè)備在其工程項目領(lǐng)地必定會發(fā)揮其至關(guān)重要的作用。如今的礦山機(jī)械磨粉機(jī)行業(yè)已經(jīng)走過了依靠低廉勞動力優(yōu)勢和犧牲環(huán)境為代價的粗放式發(fā)展階段，順應(yīng)國際低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢，磨粉機(jī)行業(yè)正在積極地向著探索節(jié)能環(huán)保的發(fā)展路徑。這不僅是各級政府需要進(jìn)一步轉(zhuǎn)變觀念的事情，也是廣大磨粉機(jī)生產(chǎn)制造企業(yè)需要進(jìn)一步解放思想，開闊視野，更需要以國際化的戰(zhàn)略眼光來對待產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 31 第2章 磨粉機(jī)工作原理與主要工作構(gòu)件 2.1 工作原理 此次設(shè)計的磨粉機(jī)工作原理是利用一對平置等徑不等速相向旋轉(zhuǎn)的齒輥（或光輥），以剪切、擠壓、研磨（或擠壓和研磨）的方法將物料粉碎。物料由喂料輥均勻地喂入磨輥的粉碎區(qū)內(nèi)，物料在被粉碎前與慢輥相對靜止，與快輥相對滑動。物料進(jìn)入粉碎區(qū)時，慢輥相當(dāng)于托板，快輥相當(dāng)于刮刀，把物料刮開，接觸到快輥齒的部分物料胚乳被快輥刮走，快輥齒夠不到的物料其余部分仍與慢輥保持靜止，直到除了粉碎區(qū)而落入料斗， 粘在磨輥上的物料通過清理機(jī)構(gòu)的清理作用也落入料斗，落入料斗的物料， 通過自流卸料方式或磨膛吸料方式被排出機(jī)外。 磨粉機(jī)的第一級傳動——電機(jī)到大皮帶輪，采用V帶傳動；兩個喂料輥間采用齒輪傳動，軋距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用單調(diào)手輪啟動離合軋，而且保安裝置就是利用本氣缸。磨輥采用一臺電動機(jī)獨立驅(qū)動，電動機(jī)通過 V 帶一級減速直接拖動快輥?？炻佒g采用同步齒形帶傳動。雙面齒形帶傳動比精確，結(jié)構(gòu)也能自動適應(yīng)離合軋和軋距調(diào)節(jié)所引起的快慢輥中心距變化；當(dāng)磨輥磨損引起較大的中心距變化時，可通過調(diào)節(jié)張緊輪補償。改變快慢輥帶輪的齒數(shù)，可方便地提供多種傳動比。 2.1.1 外形 目前， 磨粉機(jī)的外形有：敞開式，半封閉式,全封閉式三種。本機(jī)采用全封閉式外形，所謂全封閉是指整個磨粉機(jī)除快輥皮帶輪外，均布置在密封罩內(nèi)，它的優(yōu)越性在于避免敞開式和半封閉式的缺點， 使零、部件得到良好的保護(hù)，而且操作安全可靠，機(jī)器美觀， 車間衛(wèi)生清潔，改善了工人的工作環(huán)境。 2.1.2 機(jī)架相關(guān)設(shè)計 目前國內(nèi)外磨粉機(jī)的機(jī)架制造方式有三種：即整體鑄造、墻板拼裝和焊接墻板機(jī)架。 整體鑄造機(jī)架：其整體性和剛性好，節(jié)省切削加工工時，而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可以說百年不壞。但是，機(jī)架鑄造困難，而且鑄造技術(shù)要求高，成本高，不利于磨粉機(jī)的系列化。 墻板拼裝式機(jī)架：鑄件體積小，尺寸小，便于制造，成本低，便于安排其他零部件， 便于實現(xiàn)全封閉， 而且有利于磨粉機(jī)的系列化。但是， 機(jī)架剛度差，容易變形， 切削加工的工作量大。 焊接式機(jī)架：其生產(chǎn)周期短， 重量輕，成品率高。但是， 焊接技術(shù)要求高， 焊接后產(chǎn)生變形及應(yīng)力及中， 必須進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力及中。 綜合考慮以上各種機(jī)架的優(yōu)缺點， 本機(jī)采用墻板拼裝式機(jī)架。 料筒：料筒采用有機(jī)玻璃，可以觀察進(jìn)料情況，而且質(zhì)輕美觀。 上磨門：采用有機(jī)玻璃，這樣可以觀察到喂料輥轉(zhuǎn)動及料流等情況。 下磨門：采用A3鋼板制造，下磨門和下?lián)螕跤勉q支軸連接，與上撐擋用磁鐵吸住。此結(jié)構(gòu)簡單，實用性強(qiáng)，而且便于開啟、關(guān)閉。 罩殼：罩殼采用A3鋼板沖壓、焊接制成。側(cè)面罩殼分為上、下、左、右四塊，此結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。當(dāng)僅需觀察傳動情況時，只要向上打開上罩殼即可，不必把它卸掉。 2.1.3 磨輥及其支承 磨輥：輥體是空心的，外層為冷硬鑄鐵，內(nèi)層為普通灰口鑄鐵，采用離心兩次澆筑成型。輥軸采用碳鋼——45鋼。輥體和輥軸二者過盈配合，加工配合面后用壓力機(jī)將輥軸壓入輥體，然后再進(jìn)行機(jī)加工。 支承：傳統(tǒng)磨粉機(jī)中，磨輥的支承多采用滑動軸承?；瑒虞S承承受磨輥振動和沖擊載荷的能力強(qiáng)，壽命長，滑動軸承的徑向尺寸小，周向尺寸長，正適合在磨粉機(jī)墻板上安排，滑動軸承對拆裝磨輥方便，而且易于實現(xiàn)自位。但是滑動軸承也有它的不足之處，其摩擦嚴(yán)重，帶來的后果是磨粉機(jī)的消耗功率大，軸承發(fā)熱嚴(yán)重，甚至發(fā)生燒壞軸承的事故，滑動軸承精度低， 難以保證輥間軋距的穩(wěn)定性，因此后道磨粉機(jī)上（軋距僅百分之幾毫米）會產(chǎn)生空輥打擊事故，軸瓦磨損后有徑向間隙，更不利于定心，磨輥運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生徑向跳動。滑動軸承需要稀油潤滑，容易污染面粉，不符合衛(wèi)生要求， 而且要用寶貴的有色金屬?，F(xiàn)代磨粉機(jī)幾乎全部采用滾動軸承， 其摩擦損失小，發(fā)熱小，對減少磨粉機(jī)的功率消耗有很大的作用。滾動軸承的回轉(zhuǎn)精度高， 可保持快、慢輥間有穩(wěn)定的軋距。滾動軸承供應(yīng)充足，可節(jié)約稀有金屬。滾動軸承采用黃油脂潤滑， 基本上不存在污染問題。但是滾動軸承也有缺點，其承受磨輥振動和沖擊載荷的能力較差，壽命短。滾動軸承的徑向尺寸大，在磨粉機(jī)上安排較困難，而且對拆裝磨輥較為困難。綜合考慮上述兩種軸承，本機(jī)選用雙列向心球面滾子軸承。此軸承有自位性能，而且承受載荷較大。為了便于裝拆磨輥， 在軸承內(nèi)圈和磨輥之間加了緊釘錐套。軸承座為整體式，慢輥軸承座固定在牛腿上， 快輥軸承座固定在墻板上。 2.1.4 磨輥與軸系零件的連接 絕大多數(shù)磨粉機(jī)上，磨輥與軸系零件——大帶輪及同步輪的連接采用鍵。雖然鍵連接具有簡單、緊湊、可靠、成本低的優(yōu)點。但是，鍵槽減少了被連件的承載面積，特別是會引起高度的應(yīng)力集中，被連件也難以獲得精確的定心， 而且裝拆也不方便。本機(jī)采用彈性環(huán)連接。彈性環(huán)連接的定心性好，輪轂可以相對于軸緊固在任意軸向位置上， 裝拆方便， 只要把緊固螺釘松開，彈性環(huán)連接避免軸因鍵槽等原因而削弱， 承載能力高，可獲得緊密的連接，而且有安全保護(hù)作用。只要過載，內(nèi)、外環(huán)就會打滑，形成相對轉(zhuǎn)動，避免零件損懷。磨軸與軸承通過緊定套連接，這樣有利于裝拆軸承。慢輥與喂料輥三角帶輪的連接用螺釘，也便于裝拆。 2.1.5 結(jié)構(gòu)特點 本機(jī)的設(shè)計綜合了國內(nèi)外先進(jìn)磨粉機(jī)的優(yōu)點，并對某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，使其更加完善，可以說使一臺先進(jìn)的磨粉機(jī)。本機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，實用性強(qiáng)，裝、拆、檢修方便，而且各個結(jié)構(gòu)的尺寸都比較小。本機(jī)磨輥內(nèi)平置，其喂料性能好；喂料流可直接進(jìn)入粉碎區(qū)， 并便于操作人員觀察和調(diào)整喂料情況；粉碎后的物料對下磨門無噴粉情況，拆換磨輥方便。磨輥軸上的大皮帶輪和同步帶輪均采用彈性換聯(lián)結(jié)，裝拆方便。磨輥傳動采用源弧形雙面同步齒形帶，而且把改向輪和張緊輪合為一個改向張緊輪，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，趕得上國際先進(jìn)水平。喂料輥離合器采用了摩擦片離合器（氣動離合），喂料輥的動力來源于慢輥，這些都達(dá)到了國際先進(jìn)水平。本機(jī)的第一級傳動——電機(jī)到大皮帶輪，采用V帶傳動，；兩個喂料輥間采用齒輪傳動，軋距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用單調(diào)手輪啟動離合軋，而且保安裝置就是利用本氣缸。綜上所述，本機(jī)具有以下特征： 1.磨輥水平排列便于物料進(jìn)入磨輥縫隙； 2.磨膛吸風(fēng)可提高光棍的轉(zhuǎn)速，從而提高產(chǎn)量； 3.磨輥傳動采用V帶； 4.采用可調(diào)的、標(biāo)準(zhǔn)的自動調(diào)心滾子軸承，以保證精確的同心回轉(zhuǎn)； 5.采用玻璃鋼整體外殼結(jié)構(gòu)，密閉性好，噪音小。 2.1.6 喂料輥及其有關(guān)尺寸參數(shù)的確定 輥體材料及其制造方法：喂料輥采用20號無縫鋼管制成。 輥徑的確定：根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，分流輥直徑為70～90mm，初定一輥徑，再通過理論計算，得出亮輥徑都為75mm。 齒形的確定：齒形根據(jù)不同工藝要求，具體確定不同的皮磨機(jī)心磨的齒形。如果物料的散落性不好，應(yīng)將上輥（定量輥）改為鉸龍。 2.1.7 光輥的表面參數(shù) 光輥主要用于磨制高等級面粉時的心磨系統(tǒng)。光輥對物料的擠壓力，剪切力小，因此容易將胚乳研磨成細(xì)粉，并保持麩片的完整。光輥的表面參數(shù)主要有粗糙度、硬度中凸度或錐度等。磨輥輥面磨光后的粗糙粗為0.08um,光輥輥面的磨光后要進(jìn)行噴砂處理，以消除輥面光澤，并形成新的輥面粗糙度，借以提高輥面與物料的摩擦力，提高研磨效果。 光輥的硬度應(yīng)低于齒輥，以易于噴砂處理，并使磨輥的磨損以微粒脫落的形式進(jìn)行，保證輥面能形成研磨粗糙度，一般為1.5-2.5um.如果輥面硬度太高，會使噴砂困難，且磨輥磨損過程中易形成鏡面光。 光輥工作室的軋距較?。?.07-0.5mm）,但輥間壓力較大，磨輥會產(chǎn)生一定的彎曲變形，這樣軋距就會出現(xiàn)中間大兩端小的現(xiàn)象，造成粉碎效果的不均與和下降，甚至導(dǎo)致磨粉機(jī)不能正常工作。為了補償磨輥的彎曲變形，目前最常用的方法就是將輥面加工成中凸或兩端帶錐度的形狀，如圖 1 所示。 圖1 光輥的中凸度和錐度 Figure 1 Roll for the crown and taper 左圖：中凸度 右圖：錐度 Figure left: Convex degrees Figure right: Taper 2.2 傳動系統(tǒng) 2.2.1 快輥拖動 快輥是由電機(jī)通過帶傳動的。 2.2.2 輥間傳動 功能要求： 磨粉機(jī)快、慢輥間傳動裝置必須保證快、慢輥有較為準(zhǔn)確的傳動比，能適應(yīng)磨輥輥徑的變化及軋距調(diào)節(jié)所引起的快、慢輥中心的變化，有一定的使用壽命，而且噪音要小，傳動件在磨輥軸上應(yīng)便于安裝拆卸，為了適應(yīng)研磨不同的物料，快慢輥間應(yīng)有不同的速比。 磨粉機(jī)的輥間傳動機(jī)構(gòu)在空載時起傳動作用；在負(fù)載時， 由于封閉功率的存在，其定速作用。負(fù)載時， 存在封閉功率，使輥間傳動帶（或鏈）的松緊邊對調(diào)轉(zhuǎn)化，帶輪齒的非嚙合面磨損，磨粉機(jī)傳動件的壽命降低，所以封閉循環(huán)功率是傳動零件的設(shè)計依據(jù)。 傳動方式的比較確定：目前，國內(nèi)外磨粉機(jī)輥間傳動方式有：皮帶傳動，齒輪傳動及雙面同步齒形帶傳動。 皮帶傳動：皮帶傳動的動力大，磨粉機(jī)的粉碎能力大，產(chǎn)量大， 不需要潤滑，減小了污染性，對主、從動輪中心距變化的適應(yīng)能力強(qiáng)，松和閘對皮帶的傳動性能影響較小，工作中的噪音小。但是，皮帶傳動的速比不準(zhǔn)確，傳動效率低， 而且結(jié)構(gòu)齒寸大，還不安全。所以使得它在磨粉機(jī)上的使用越來越少，已逐漸被淘汰。 齒輪傳動：齒輪傳動的功率大， 傳動比準(zhǔn)確， 結(jié)構(gòu)簡單緊湊， 便于密封，操作安全。 但是， 齒輪傳動對中心距的要求嚴(yán)格，因此松合閘對傳動性能的影響較大，噪音大， 壽命低，需要系由潤滑， 而且因為有齒輪箱密封， 所以顯得笨重。對于一臺磨粉機(jī)， 要適應(yīng)不同的輥徑， 必須要有幾套齒輪備用。 對于磨粉機(jī)傳動的齒輪還有特殊的要求：合閘時， 齒輪處于是最佳工作狀態(tài)的中心距工作， 為了減小松合閘時齒輪因中心距偏大所產(chǎn)生的噪音， 必須用加長齒齒輪。 雙面同步齒形帶傳動：雙面同步齒形帶傳動集齒輪傳動合帶傳動的優(yōu)點于一身。其傳動效率高，節(jié)能效果高， 經(jīng)濟(jì)效益好，帶與齒形輪之間往返間隙小，嚴(yán)格同步，不打滑，傳動比準(zhǔn)確，角速度恒定，不需潤滑油， 既節(jié)省油又不會產(chǎn)生污染，使用壽命長而且不需維修保養(yǎng)， 使用速度范圍大，因其輕而離心力小，所以可高速傳動，也可低速高扭矩傳動。 帶的使用伸長非常小， 初張力也很小，帶的運轉(zhuǎn)生熱小，還可以延長電機(jī)和軸承的使用壽命，由于是圓弧齒， 所以嚙合圓滑， 傳動平穩(wěn)， 有一定的吸振作用，噪音小。 負(fù)載容量范圍大， 整體結(jié)構(gòu)簡單，尺寸也較小。 由于目前皆采用四個輪子傳動，所以結(jié)構(gòu)尺寸相對而言較大， 而改成三個輪子（把改向輪和張緊輪合為一個輪子——改向張緊輪），結(jié)構(gòu)尺寸更小，更為緊湊，在整機(jī)上更便于安排。綜上所述， 本機(jī)輥間傳動采用雙面同步齒形帶傳動。 2.2.3 喂料輥傳動 動力來源：傳統(tǒng)的磨粉機(jī)的動力來源都從快輥傳遞，由于快輥轉(zhuǎn)速較高， 而分流輥的轉(zhuǎn)速較低，所以必須配置減速箱，它不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 而且安裝也復(fù)雜，增加了成本。本機(jī)的動力來源于慢輥， 由于慢輥由磨輥傳動機(jī)構(gòu)減速了一級， 傳到分流輥再減速一級， 就不用減速箱了， 所以其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。 張緊問題：目前， 國內(nèi)外的磨粉機(jī)喂料輥傳動皆有張緊輪張緊， 而本機(jī)利用巧妙的結(jié)構(gòu)安排解決了張緊問題， 并不需要用專門的張緊裝置， 所以結(jié)構(gòu)得到了簡化。 離合器：磨粉機(jī)多采用牙嵌式離合器， 它靠一套杠桿進(jìn)行工作， 其靈敏度存在一些問題， 而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。本機(jī)采用摩擦片氣動離合器， 由膜片氣缸控制， 本機(jī)本來就是氣壓磨粉機(jī)，所以氣源充足， 而且其靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。 前后輥傳動方式：本機(jī)喂料輥前后輥傳動采用單面同步齒形帶傳動. 傳動示意圖： 圖 2 同步齒形帶定速傳動 Figure 2 Timing belt be-speed transmission 1-導(dǎo)向輪 2-慢輥帶輪 3-快輥帶輪 4-雙面圓齒形同步帶 5-張緊輪 6-張緊搖臂 7-張緊螺桿 8-張緊彈簧 2.3 控制系統(tǒng) 2.3.1 離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu) 功能要求：對離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)的功能要求是：使磨輥在工作時實現(xiàn)定軋距； 完成松和閘動作；能滿足新輥及舊輥的使用；機(jī)構(gòu)能簡便、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)兩磨輥的平行度， 使兩磨輥不平行度不大于0.01mm ；能簡便、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)軋距大小， 且在調(diào)節(jié)后仍保持兩輥的平行度；機(jī)構(gòu)設(shè)有磨粉機(jī)的過載安全保護(hù)裝置；對于自動控制松合閘的磨粉機(jī)， 必須另設(shè)手控松合閘機(jī)構(gòu)， 以免在自動控制系統(tǒng)失靈時能維持生產(chǎn)； 機(jī)構(gòu)應(yīng)便于拆換磨輥， 且在拆換的過程中盡可能少的拆換其他零件；機(jī)構(gòu)的各項操作簡單可靠；機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單可靠。 設(shè)計原則：此次設(shè)計的機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則是能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能要求， 而且要結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、換輥方便。 離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)的比較確定：手動離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)：離合軋靠偏心縱軸的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 軋調(diào)靠手輪或手柄帶動牛腿動作來實現(xiàn)， 而且還安有保安彈簧。 此種機(jī)構(gòu)龐大，笨重， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 換輥也不太方便。 自動離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)：其松合閘靠氣缸推動牛腿運動來實現(xiàn)。 軋調(diào)只有單調(diào)機(jī)構(gòu)， 而沒有總調(diào)機(jī)構(gòu)，而且其只是旋轉(zhuǎn)手輪改變止推塊的位置， 而不是改變牛腿的位置。此種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，旋轉(zhuǎn)軋調(diào)手輪所需的力比較小，而且松合閘的行程是可以變化的（采用偏心縱軸的傳統(tǒng)磨粉機(jī)， 其松合閘行程是固定的），拆換磨輥也比較方便。 氣缸不僅是松合閘的執(zhí)行元件， 而且代替了彈簧來支承慢輥軸承臂，這不僅簡化了結(jié)構(gòu)， 而且充分離用氣壓系統(tǒng)的彈性好，動作靈敏的優(yōu)點，實現(xiàn)磨粉機(jī)的過載保護(hù)。 其用氣缸而不用液壓鋼的另一個原因是氣體沒有污染現(xiàn)象。 取消了偏心縱軸就出現(xiàn)了兩個氣缸的同步問題， 此問題可以從氣路中來解決或允許軸承有良好的自位性能。 綜合考慮以上幾種機(jī)構(gòu)， 本機(jī)采用自動離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)。 2.3.2 程序動作的實現(xiàn) 當(dāng)進(jìn)機(jī)物料達(dá)到一定值時，傘狀浮子下降到了一定程度， 通過杠桿組傳到伺服電機(jī)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，通過扇形齒輪帶動料門轉(zhuǎn)動， 料門打開。 與此同時， 喂料輥離合器的膜片氣缸和離合軋主氣缸充氣，喂料輥轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)喂料， 磨輥合軋， 開始正常工作。先喂料后合閘的動作順序是利用喂料輥離合的膜片氣缸負(fù)荷小，進(jìn)缸先完成，而離合閘主氣缸負(fù)荷大，進(jìn)缸后完成來實現(xiàn)的。 當(dāng)進(jìn)機(jī)物料減小到一定值時傘狀浮子上升到一定程度， 通過扇形齒輪帶動料門反向旋轉(zhuǎn)，料門關(guān)閉。 與此同時， 主氣缸有桿腔進(jìn)氣， 無桿腔快速排氣，實現(xiàn)離閘； 喂料輥逐漸停止轉(zhuǎn)動。先離閘，后停料的動作順序的實現(xiàn)是傳感器同時把信號傳給伺服電機(jī)和氣路執(zhí)行元件， 因主氣缸反方向通氣所以先離閘， 而喂料輥離合器膜片氣缸只是排氣， 而且當(dāng)摩擦片離開后，喂料輥靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)， 再者， 料門關(guān)閉后， 機(jī)內(nèi)還存有一定的物料， 所以物料后斷。程序動作實現(xiàn)的原則就是：開車時，先喂料后合閘，停車時，先離閘后斷料。 2.3.3 回差問題 當(dāng)進(jìn)機(jī)物料達(dá)到料筒體積的三分之二時， 實現(xiàn)磨輥的合閘；當(dāng)物料減少到料筒提及的三分之一時，實現(xiàn)磨輥的離閘，這就是所謂的回差問題。 通過對回差的控制，就可以解決磨輥離合閘動作頻繁的問題。 2.3.4 過載沖擊問題 本機(jī)的過載保護(hù)依靠氣缸。 氣缸支承者慢輥， 當(dāng)膜輥間進(jìn)入金屬異物時，輥間壓力增大， 由于氣缸桿的支承力是一定的，當(dāng)輥間壓力大于氣缸桿支承力時，由于空氣有壓縮性， 氣杠桿往回走，使氣缸中的壓力增大，當(dāng)壓力增大到一定值時， 使快速排氣閥打開排氣， 氣缸桿快速往回運動， 使磨輥的輥間間隙增大，直到金屬異物通過。這時輥間壓力減小，快速排氣閥關(guān)閉，氣體進(jìn)入氣缸，氣缸桿向前運動， 氣缸中的氣體恢復(fù)到正常工作狀態(tài)和壓力值， 磨輥合軋， 磨粉機(jī)繼續(xù)正常工作。 本機(jī)利用離合閘主氣缸就很好地解決了過載沖擊問題。 2.4 卸料方式 目前磨粉機(jī)的卸料方式就兩種：自流卸料和磨膛吸料，采用自流卸料。 第3章 設(shè)計計算 3.1 動力計算、選配電機(jī) 由帶傳動比為：2～4，為了防止打滑，增大帶輪包角，傳動比盡量取小。 電動機(jī)轉(zhuǎn)速：n= (2～4) ×750=1500～3000r/m 符合這一范圍的同步速度為：1500r/m，按照所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速的要求選定電動機(jī)的型號為:Y123S－4。 其主要參數(shù)： 3.2 V帶傳動設(shè)計 （1）選擇V帶的帶型：根據(jù)文獻(xiàn)[1]表8-7查的工作情況系數(shù)，計算功率： 根據(jù)、n由文獻(xiàn)[2]圖8-11選帶型號：選A型帶 （2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑。由文獻(xiàn)[2]表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑。驗算帶速v。按文獻(xiàn)[2]式8-13驗算帶的速度： v=在5～25m/s的范圍內(nèi)。 （3）計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)文獻(xiàn)[2]式8-15a，計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑： 根據(jù)文獻(xiàn)[2]表8-8，圓整為。 （4）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度 根據(jù)文獻(xiàn)[2]式8-20，初定中心距 400mm。 由文獻(xiàn)[2]式8-22計算帶所需的基準(zhǔn)長度 由文獻(xiàn)[2]表8-2選帶的基準(zhǔn)長度 按文獻(xiàn)[2]式8-23計算實際中心距。 中心距的變化范圍為393～450mm。 （5）驗算小帶輪上的包角。 °° （6）計算帶的根數(shù) z 計算單根帶的額定功率。 由和，查文獻(xiàn)[2]表8-4a得。 根據(jù)，和 型帶，查文獻(xiàn)[2]表8-4b得 查文獻(xiàn)[2]表8-5得，查文獻(xiàn)[1]表8-2得，于是 計算帶的根數(shù)。 取根。 （7）計算單根帶的初拉力的最小值 由文獻(xiàn)[2]表得型帶的單位長度質(zhì)量所以 （8）帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計 帶輪的材料選用。根據(jù)軸徑的大小，選擇帶輪孔徑，大帶輪孔徑，小帶輪孔徑。 3.3 雙面圓弧齒同步帶的設(shè)計 (1) 確定設(shè)計功率 取，計算得。 （2）選擇帶型 按，，根據(jù)圖，選型。 （3）確定帶輪直徑 確定帶輪齒數(shù)：小帶輪齒數(shù)按原則確定，根據(jù)表 選。大帶輪直徑。帶輪節(jié)圓直徑、和帶輪外徑、由中表查得。，，，。 （4）確定帶的基本額定功率 根據(jù)中表～，查得 （5）確定帶的額定功率 帶的額定功率按中式計算： 查，,,。 （6）確定帶和帶輪的寬度 按的原則選擇帶輪的寬度，則： 式中見表中選擇標(biāo)準(zhǔn)，計算得。 按計算結(jié)果從表中選擇標(biāo)準(zhǔn)，并從表中確定帶輪寬度，。 3.4 喂料輥齒輪傳動設(shè)計計算 3.4.1 選用齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) （1）磨粉機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。 （2）材料選擇。由文獻(xiàn)[7]表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬 為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 （3）選小齒輪齒數(shù)Z1=20，大齒輪齒Z2=i×Z1=45。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 按文獻(xiàn)[2]式（10-9a）進(jìn)行試算，即 （1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)Kt=1.1。 2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 3）由文獻(xiàn)[7]表10-7選取齒寬系數(shù)φd=0.6。 4）由文獻(xiàn)[7]查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mpa1/2。 5) 由文獻(xiàn)[7]圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限aH1iml=600Mpa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限aH1iml=550Mpa。 6）由文獻(xiàn)[2]式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 N1=60n1jLh=60×80×1×（300×8×15）=1.728×108（次） N2=1.728×108/2.25=7.68×107（次） 7)由文獻(xiàn)[2]圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=1.15，KHN2=1.17。 8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效率為1%，安全系數(shù)S=1，由文獻(xiàn)②式（10-12）得： [бH]1=KHN1б1im1/S=1.15×600=690Mpa [бH]2=KHN2б1im2/S=1.17×550=643.5Mpa （2）計算 1）計算小齒輪分度圓的直徑d1t，代入[бH]中較小的值。 2）計算圓周速度。 3）計算齒寬b及模數(shù)mnt。 齒寬b=фdd1t=0.6×65.396mm=39.24mm 模數(shù)mnt=d1t/z1=2.779mm 齒高h(yuǎn)=2.25mnt=2.25×2.779/6.25=6.28 齒寬與齒高之比b/h=39.24/6.25=6.28 4）計算載荷系數(shù)K。 根據(jù)V=0.23m/s，7級精度，由文獻(xiàn)[2]圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.05； 直齒輪，Kha= Kha=1； 由文獻(xiàn)[2]表10-2查的使用系數(shù)KA=1； 由文獻(xiàn)[2]表10-4用插值法查的7級精度、小齒輪懸臂布置時，KHβ=1.35。 由b/h=6.28，KHβ=1.35查文獻(xiàn)圖10-13得KHβ=1.28；故載荷系數(shù) K=KAKVKHa KHβ=1×1.05 KHβ=1.351 KHβ=1.351.35=1.418 6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由文獻(xiàn)[2]得 7）計算模數(shù)mn。 Mn=d1/z1=3.02mm 3.4.2 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 由文獻(xiàn)[2]式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 （1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）由文獻(xiàn)[2]10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE1=500Mpa；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限σFE1=380Mpa； 2）由文獻(xiàn)[2]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85，KFN2=0.88； 3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3，由文獻(xiàn)②圖式（10-12）得 4）計算載荷系數(shù)K。 K=KAKVKFaKFβ=1×1.05×1×1.28=1.344 5）查取齒形系數(shù)。 由文獻(xiàn)[2]表10-5查得YFa1=2.80；YFa2=2.35 6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由文獻(xiàn)[2]表10-5查得YSa1=1.55；YSa2=1.68. 7)計算大、小齒輪的YFaYFsa/[σF]并加以比較。 大齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計計算 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的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)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.83并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=60.489mm，算出小齒輪齒數(shù) Z1=d1/m=60.489/2≈30 Z2=2.25×30=67.5，取Z2=68。 3.4.3 幾何尺寸計算 （1）計算分度圓直徑 d1=Z1m=30×2mm=60mm d2=Z2m=68×2mm=136mm （2）計算中心距 a=（d1+d2）/2=98mm （3）計算齒輪寬度 取B2=40mm，B1=45mm。 3.5 磨輥設(shè)計 初步計算磨輥軸的結(jié)構(gòu)尺寸： 根據(jù)文獻(xiàn)[1]式（15-2），磨輥軸為實心軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度： A=103~126， 取A=110； P=5.23kw n=750rpm 計算得：d=21.02mm； 按扭轉(zhuǎn)剛度： 取B=109， 得：d=31.49mm， 取整d=32mm。 同樣的方法，對另一軸可得：d=41.45mm。 故?。篸=42mm。 3