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1、云南農業(yè)大學機電工程學院課程設計 科類 工科 學號2011310595 本科生課程設計 錘片式粉碎機設計 指導教師： 職稱 副教授 云南農業(yè)大學 昆明 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 農業(yè)機械化及其自動化 年級： 2011

2、 云南農業(yè)大學 2015年 5 月 22 日 目 錄 目 錄 I 1、任務書 1 1.1課程設計的目的 1 1.2課程設計任務的內容 1 1.3課程設計的步驟 1 1.4課程設計中應注意的問題 2 1.5設計參數要求 2 2電機的選擇 2 3主軸轉速設計 3 4帶和帶輪的設計 3 5轉子的末端速度 4 6轉子直徑 4 7粉碎室寬度 4 8校核生產率 5 9錘篩間隙 5 10錘片數目與排列方式 6 10.1錘片類型選擇 6 10.2錘片數目 7 10.3排列方法 7 11篩片 8 12軸的設計 8 13

3、錘片式粉碎機安裝，技術參數分析及其檢修 9 13.1安裝 9 12.2技術參數分析 9 12.3飼料粉碎機的檢修 10 設計心得 10 參考文獻 11 I 錘片式粉碎機設計 1、任務書 1.1課程設計的目的 課程設計是《農產品加工機械》課程重要的綜合性與實踐性教學環(huán)節(jié)。其基本目的是： （1）、綜合運用農產品加工機械課程和其它先修課程的知識，分析和解決加工機械中的問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識。 （2）、通過設計實踐，逐步樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握機械設計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 （3）、通過設

4、計計算、繪圖以及運用技術標準、規(guī)范、設計手冊等有關設計資料，進行全面的機械設計基本技能的訓練。 1.2課程設計任務的內容 （1）裝配工作圖1張（A0或A1圖紙） （2）零件工作圖3張 （3）設計計算說明書1份 1.3課程設計的步驟 （1）設計準備：閱讀設計任務書，明確設計任務； 現(xiàn)場參觀，看教學錄像，拆裝減速器，閱讀課程設計指導書； 準備設計資料及繪圖用具 （2）傳動裝置總體設計：擬訂傳動方案； 選擇電動機； 計算傳動裝置

5、運動和動力參數 （3）傳動零件設計計算：各級傳動件的設計計算 （4）裝配圖設計 （5）零件工作圖設計 （6）編寫設計說明書：整理和編寫課程設計計算說明書 （7）實踐總結及答辯：進行課程設計總結，完成答辯準備工作 1.4課程設計中應注意的問題 （1） 農產品加工機械課程設計是在教師指導下由學生獨立完成的，也是對學生進行的一次較全面的設計訓練。學生應明確設計任務，掌握設計進度，認真設計。每個階段完成后認真檢查，提倡獨立思考，有錯誤要認真修改，精益求精。 （2）課程設計進程的各階段是相互聯(lián)系的。設計時，零、部件的結構尺寸不是完全由計算確定的，還要考慮結構、經濟性以及標準化

6、、系列化等要求。由于影響零、部件結構尺寸的因素很多，隨著設計的進展，考慮的問題會更全面、合理，故后階段設計要對前階段設計中不合理結構尺寸進行必要的修改。所以，課程設計要邊計算、邊繪圖，反復修改，設計計算和繪圖交替進行。 （3）學習和善于利用長期以來所積累的寶貴設計經驗和資料，可以加快設計進程，避免不必要的重復勞動，是提高設計質量的重要保證，也是創(chuàng)新的基礎。然而，任何一項設計任務均可能有多種決策方案，應從具體情況出發(fā)，認真分析，即要合理地吸取，又不可盲目地照搬、照抄。 （4）在設計中貫徹標準化、系列化與通用化可以保證互換性、降低成本、縮短設計周期，是機械設計應遵循的原則之一，也是設計質量的一

7、項評價指標。在課程設計中應熟悉和正確采用各種有關技術標準與規(guī)范，盡量采用標準件，兵注意一些尺寸需圓整為標準尺寸。同時，設計中應減少材料的品種和標準件的規(guī)格。 1.5設計參數要求 （1）生產率：120kg/h （2）喂入方式：切向喂入 （3）錘片：國家標準錘片I型 （4）殼體：鑄件 （5）傳動方式：帶傳動 2電機的選擇 配用動力機械的功率(N)的大小，要根據粉碎機的生產能力(Q)來決定，不宜過大或過小。一般應按下式計算：N=(6.4--10.5)Q。Q的單位是千瓦，Q的單位是噸/小時。如要求粉碎得較細，系數的值可取大一點，如要求粉碎得較粗，系數的值可取小一點。本粉碎機加工的是谷

8、物類飼料，對加工的飼料粉碎程度有多種選擇，故選擇參數較大一些。加工能力為0.12噸/小時，所以配用的電機功率為 N=0.77kW-1.26kW。 根據N=1.26kW選擇電動機型號。 異步電動機YL系列為單相雙值異步電動機，具有高轉矩，高效率，高功率因數的優(yōu)點，適用于要求啟動力矩較大的空氣壓縮機，木工機械，粉碎機及其他小型機械。 根據N=1.26kW，查表得，選取YL90s-2電動機,具體參數如下： 額定功率為1.5kW，同步轉速為3000r/min，效率為76%，額定電壓為220V。 3主軸轉速設計 主軸直接連接電機，此時主軸轉速由電機的轉速確定，所以n = 1440 r

9、/min 、2880 r/min 主軸和電動機的傳動為帶傳動時，主軸轉速不超過4000 r/min，主軸的轉速又不能太小，主軸轉速過小會使轉子的直徑變大，粉碎機的機體隨之變大，使粉碎機的結構變得不緊湊，增加生產成本。 設計帶傳動的傳動比為0.75，則主軸轉速n=4000r/min。 4帶和帶輪的設計 采用傳動的型式為開式傳動，其傳動特點可雙向傳動，膠帶只受單向彎曲，對其的使用壽命有利。在膠帶方面的選擇使用選用普通三角膠帶，有簾布結構和線繩結構兩種。簾布結構的傳動在一般動力傳遞中應用較為廣泛，農業(yè)機械上應用很多。線繩結構的曲撓性能好。適用于較小帶輪直徑，曲撓次數多

10、的傳動中。但其扯斷強力底。簾布結構的曲撓性能差，扯斷強力高。已知電機的轉速為3000r/min，功率為1.5kw。C=1150、打滑系數ε=0.01（三角膠帶）查表得。 大帶輪直徑D1=100mm 工作速度 小帶輪直徑 中心距 小帶輪包角 三角膠帶長度 三角膠帶根數Z= 曲饒次數次/秒6—10次/秒 5轉子的末端速度 （1） 粉碎脆性飼料（玉米、高梁籽粒等）時，轉子的末端速度v = 65~80 m/s （2） 粉碎秸稈時，轉子的末端速度 v = 80~105 m/s （3） 一般常選用轉子的末端速度v = 80~90 m/s 此課題選擇轉子末端速度v=80m

11、/s。 6轉子直徑 （1）由v、n計算 v = πDn/60 D = 60v/nπ （2） 由推薦系列來選直徑。如下表1. 表1 轉子直徑 560 1120 粉碎室寬度 300, 400 300, 400 錘片末端速度 80~90 80~90 （3）類比法 參考現(xiàn)有機型參數 在前面已經選擇了轉子末端速度，所以在此選擇公式計算的方法，來求轉子的直徑。 D = 60v/nπ 式中D—— 轉子的直徑 n—— 主軸轉速，前面已知為3000r/min v—— 轉子

12、末端速度，前面已知為80m/s 計算求得D=400mm。 7粉碎室寬度 （1）經驗公式 (D與B的比值約為1.3~2.8) 式中—— 經驗系數 常用=0.55~0.75 N—— 配套功率 V—— 錘片線速度 （2）按尺寸系列來選 （3）按生產率來計算 （噸/小時） 式中 k—系數（與篩孔大小有關）k=0.42~0.76 —容重（t/m3）粉料 0.5~0.65 D—轉子直徑 B—粉碎室寬度 n—主軸轉速 （4） 初選

13、 用試驗來決定或者來檢驗 在這里選擇使用經驗公式來確定。 D與B的比值約為1.3~2.8 所以通過計算得到B的范圍為143mm-308mm，選擇粉碎室寬度B=200mm。 8校核生產率 （T/h） 式中 k—系數（與篩孔大小有關）k=0.42~0.76 —容重（t/m3）粉料 0.5~0.65 D—轉子直徑 B—粉碎室寬度 n—主軸轉速 這里選?。合禂祂=0.42，容重=0.5（t/m3） 計算得：Q=1.5 t/h 設計任務要求生產率為0.12 t/h，

14、而校核生產率為1.5 t/h，所以設計滿足任務要求。 9錘篩間隙 對粉碎機的工作性能影響很大。過大，物料層厚，摩擦粉碎作用減弱，易形成環(huán)流層，堵塞篩孔，不易過篩；過小，篩片磨損加劇。 谷物飼料錘篩間隙 ?S=4~8mm 秸稈飼料錘篩間隙 ?S=10~18mm 國內大部分錘片式粉碎機為兼用型一般為?S=12mm 所以，我們取錘篩間隙?S=12mm 10錘片數目與排列方式 10.1錘片類型選擇 錘片形狀和尺寸：國標是矩形，有兩種型式I型和Ⅱ型。 標準NJ138-77有兩種型式，I型用于小型粉粹機，Ⅱ型用于大中型粉粹機，兩種皆為矩形，一般材料65Mn。 其他的錘片形狀還有

15、階梯形和尖角形等。尖角形錘片適用于粉碎纖維較多的飼料，根據所給的設計要求，我們選擇國家標準I型錘片。 國家標準I型錘片的形狀和尺寸如下圖 具體參數如下：a=120mm， b=40mm， c=30mm，d=16.5mm， 厚度e=5mm 由于錘片是粉碎機加工的核心部件，所以要求較高。本錘片選擇的金屬材料是65Mn鋼，且經過熱處理。熱處理淬火區(qū)硬度為 50-57HRC,非淬火區(qū)硬度不超過28HRC。 10.2錘片數目 （1）由公式確定 式中k1—錘片配置密度系數 k1 = 0.28~0.42 （取小值時粉碎顆粒較粗） B—粉碎室寬度

16、 e—錘片厚度 （2）亦由公式確定 式中 C—系數 （C=1.87~3.75）一般為C=2.5 B—粉碎室寬度 e—錘片厚度 選用公式（1）計算得Z的范圍為11.2—16.8 錘片數目為整數所以取Z=12 10.3排列方法 （1）螺旋線排列（見圖 3） 螺旋線排列方式分單螺旋和雙螺旋2種，該錘片排列方式最簡單，錘片軌跡均勻而不重復，但工作時會將飼料順螺旋線向一側推移，引起物料分布不均，使錘片和篩片也磨損不均勻。并在高速回轉時，出現(xiàn)不平衡力矩，使機器產生振動。 （2）對稱排列（見圖 4） 該排列對稱

17、兩銷軸上的錘片安裝對稱，錘片運動軌跡重復，在同樣錘片工作密度下，需加大錘片數目，耗用鋼材較多，但對稱銷軸的離心力合力可相互平衡，轉子工作平穩(wěn)。飼料在粉碎室內分布均勻，錘片磨損也較均勻。 （3）交錯排列（見圖 5） 該排列分單片和雙片 2 種形式，圖示為雙片交錯排列。其錘片運動軌跡均勻不重復，對稱銷軸的離心力合力可相互平衡，轉子工作平穩(wěn) ；缺點是物料略有推移，銷軸間隔套種類較多。 （4）對稱交錯排列（見圖 6） 此種方式不僅軌跡均勻且不重復，而且錘片排列左右對稱，4 根銷軸上的離心力合力作用在同一平面上，平衡性好。 11篩片 錘片式粉碎機上所用多為圓孔曬，篩孔分為四個等

18、級： 細孔直徑 1~2mm 中孔直徑3~4mm 粗孔直徑 5~6mm 大孔直徑 8mm以上 孔徑從2mm起每增加1mm，生產率能提高20~30%，顆粒細碎度相應加大25~35%，顆粒細碎度相應加大25%—35%，一般選用中孔篩。 本設計篩片選用中孔篩，具體參數如下： 篩孔直徑為4mm；篩片對轉子的包角為180度， 篩片數目及型式：一片，半篩；篩片厚度為3mm 12軸的設計 軸的材料主要是優(yōu)質碳素鋼，其中常用的是45鋼，為保證力學性能，一般進行調質或正火處理，故從設計的各方面考慮，應選取45鋼正火處理。軸的最小直徑計算如

19、下： d 式中——126-103 P——軸傳遞的功率 N——軸的轉速 本設計中取=126 通過公式計算得d9.09mm 由于軸上有鍵槽還要有軸承定位，所以應該增加軸的直徑，取軸的最小直徑為15mm。具體尺寸如下圖7所示： 軸的尺寸設計圖7 13錘片式粉碎機安裝，技術參數分析及其檢修 13.1安裝 1、粉碎機長期固定使用時，應將粉碎機架安裝在水泥基礎上，也可將粉碎機單獨固定在車架上使用。 2、所有電器設備及線路必須安裝正確可靠。 3、安裝后各轉動部件要運轉靈活，進行空運轉半小時，檢查有無卡碰及不正常響聲，連接是否牢靠。 4、三角帶轉

20、動部分必須安裝防護罩。安裝固定點為機器軸承座固定螺栓和電機座固定螺栓。 12.2技術參數分析 錘片式粉碎機是飼料加工機械中主要耗能設備, 它的性能好壞直接影響生產率和單位能耗。影響粉碎機工作性能的因素很多, 其中最主要是粉碎機本身 的結構參數。因此, 研究和合理選擇錘片式粉碎機結構參數,對提高性能指標和降低成本具有重要的經濟意義。 影響錘片式粉料機性能的技術參數較多。其中最主要的是錘片末端線速度。錘片末端線速度是影響粉碎機工作性能的重要因素。錘片式粉碎機的工作原理,靠高速旋轉的錘片對物料打擊、剪切和挫擦等綜合作用, 把錘片的功能變?yōu)槲锪系姆鬯槟?。錘片的功能與線速度平方成正比，

21、大量試驗證明,在一定范圍內提高線速度可以提高生產率和度電產量, 并減少粉料的粗細度。近年來, 國內外錘片式粉碎機的線速度都在提高。 12.3飼料粉碎機的檢修 一、篩網的修理和更換。篩網是由薄鋼板或鐵皮沖孔制成。當篩網出現(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；若大面積損壞，應更換新篩。安裝篩網時，應使篩孔帶毛刺的一面朝里，光面朝外，篩片和篩架要貼合嚴密。環(huán)篩篩片在安裝時，其搭接里層茬口應順著旋轉方向，以防物料在搭接處卡住。 二、軸承的潤滑與更換。粉碎機每工作300 小時后，應清洗軸承。若軸承為機油潤滑，加新機油時以充滿軸承座空隙 1/3 為宜，最多不超過1/2，

22、作業(yè)前只需將常蓋式油杯蓋旋緊少許即可。當粉碎機軸承嚴重磨損或損壞，應及時更換，并注意加強潤滑；使用圓錐滾子軸承的，應注意檢查軸承軸向間隔，使其保持為0.2-0.4 毫米。如有不適，可通過增減軸承蓋處紙墊來調整。 三、齒爪與錘片的更換。粉碎部件中，粉碎齒爪及錘片是飼料粉碎機中的易損件，也是影響粉碎質量及生產率的主要部件，粉碎齒爪及錘片磨損后都應及時更換。齒爪式粉碎機更換齒爪時，應先將圓盤拉出。拉出前，先要開圓盤背面的圓螺母鎖片，用鉤形扳手擰下圓螺母，再用專用拉子將圓盤拉出。為保證轉子運轉平衡，換齒時應注意成套更換，換后應做靜平衡試驗，以使粉碎機工作穩(wěn)定。齒爪裝配時一定要將螺母擰緊，并注意不要漏

23、裝彈簧墊圈。換齒時應選用合格件，單個齒爪的重量差應不大于 1.0-1.5 克。錘片式粉碎機的錘片有的是對稱式，當錘片尖角磨鈍后，可反面調角使用；若一端兩角都已磨損，則應調頭使用。在調角或調頭時，全部錘片應同時進行，錘片四角磨損后，應全部更換，并注意每組錘片重量差不得大5克；主軸、圓盤、定位套、銷軸、錘片裝好后，應做靜平衡試驗，以保持轉子平衡，防止機組振動。此外，固定錘片的銷軸及安裝銷軸的圓孔由于磨損，銷軸會逐漸磨細、圓孔會逐漸磨大，當銷軸直徑比原尺寸縮小1 毫米，圓孔直徑較原尺寸磨大1毫米時，應及時焊修或更換。 設計心得 機械設計課程設計是機械課程當中一個重要環(huán)節(jié)通過了3周的課程

24、設計使我從各個方面都受到了機械設計的訓練，對機械的有關各個零部件有機的結合在一起得到了深刻的認識。 由于在設計方面我們沒有經驗，理論知識學的不牢固，在設計中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計算標準件是可能會出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進的計算誤差會更大，在查表和計算上精度不夠準在設計的過程中，培養(yǎng)了我綜合應用機械設計課程及其他課程的理論知識和應用生產實際知識解決工程實際問題的能力，在設計的過程中還培養(yǎng)出了我們的團隊精神，大家共同解決了許多個人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認識到了自己在知識的理解和接受應用方面的不足，在今后的學習過程中我們會更加努力和團結。 由于本次設

25、計是分組的，自己獨立設計的東西不是全部的粉碎機，但在通過這次設計之后，我想會對以后自己獨立設計打下一個良好的基礎。 參考文獻 [1]]農業(yè)機械研究所.農業(yè)機械設計手冊(下冊).機械工業(yè)出版社.1973. [2]機械工程手冊（11卷）.機械工業(yè)出版社 [3] 配合飼料機械.農業(yè)出版社 [4]濮良貴，陳國定，吳立言.機械設計（第九版）.高等教育出版社.2013. [5]龔溎義，羅圣國，李平林，等.機械設計課程設計指導書.高等教育出版社.2003. [6]孔凌嘉.簡明機械設計手冊.北京理工大學出版社.2008. [7]周兆元，李翔英.互換性與測量技術基礎（第3版）.機械工業(yè)出版社.2013. [8]成大先.機械設計手冊單行本軸及其連接.化學工業(yè)出版社.2010. 12