1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题 目：基于径向锤片式饲料粉碎机转子组的改进设计学生姓名：*学 号：*专 业：机械设计制造及其自动化班 级：机械*班指导教师：*内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 2 页目 录目 录 .2摘要 .4Abstract.5第一章 绪论 .61.1 课题背景及其意义 .61.2 国内外饲料粉碎机的发展及现状 .71.3 目前我国粉碎机在质量上存在的问题 .8第二章 总体设计方案的确定 .102.1 喂料方式和粉碎室壳体的确定 .102.1.1 喂料方式的确定 .102.1.2 粉碎室壳体的确定 .112.2 机体的确定 .112.3 粉碎室参数的确定 .11
2、2.3.1 转子直径和宽度的确定 .112.3.2 筛片和锤筛间隙的确定 .122.4 主要性能指标的计算 .142.4.1 锤片速度及转子转速 .142.4.2 验算粉碎机的产量 .14内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 3 页2.5 锤片的设计计算 .152.5.1 锤片的形状和尺寸的确定 .152.5.2 锤片安装方式的确定 .172.6 锤片架的设计计算 .182.6.1 转盘的设计计算 .182.6.2 连接销的设计计算 .182.6.3 套筒的设计计算 .192.7 排料装置 .192.8 电动机的选择 .20第三章 带传动部分的设计计算 .213.1 带传动的特点 .21
3、3.2 V 带传动的设计计算 .213.2.1 V 带传动的已知条件 .213.2.2 V 带传动的设计内容 .213.2.3 设计计算 .21第四章 轴和轴承的设计计算 .284.1 轴的结构设计 .284.2 主轴的校核计算 .294.2.1 按钮转强度条件计算 .294.2.2 按弯扭合成强度条件计算 .30内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 4 页4.3 滚动轴承寿命的计算 .344.3.1 计算轴承的径向载荷 和 .351rF24.3.2 计算轴承的当量动载荷 和 .351P24.3.3 计算轴承的寿命 .354.3.4 轴承的润滑方式 .35第五章 键的选择和计算 .365
4、.2 主轴和转子的键连接 .36第六章 基于 Pr/E 的部分零件的三维实体造型 .386.1 主轴 .386.2 锤片 .386.3 套筒 .396.4 转盘 .40第七章 总结及进一步改进 .417.1 总结 .417.2 进一步改进设计 .41致谢 .42参考文献 .43内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 5 页摘要我国自古以来都是一个农业大国，目前也还是一个发展中国家，但随着经济的高速发展，人们对生活中的各种工具、机器的需求性和依赖性增加。其中科学化、高效化的畜牧养殖业在农业生产中的比重也在不断的扩大，因此在日常养殖过程中对饲料的需求以及质量都有了很大的要求，所以粉碎物料是加工
5、饲料过程中不可缺少也是最重要的一道工序。到目前为止我国的广大的农村地区，目前非常迫切的需要一种低能耗、生产高效、使用安全以及操作简单的锤片式饲料粉碎机。本设计针对目前国内现有的径向锤片式粉碎机存在的耗电高、生产率低等问题，在机械结构部分进行设计，主要对转子部分进行改进设计。径向锤片式饲料粉碎机的工作主要是通过高速旋转的锤片对物料进行打击粉碎，从而达到粉碎的目的一种机器。这种工作原理的机器其具有结构简单、易于维修、效率高等等特点，可满足中国广大农村地区的大部分粉碎需求。本次毕业设计进行改进设计的径向锤片式饲料粉碎机在其动力配置上我依然采用目前广泛使用的皮带传动，其主要组成有：喂料口、机体外壳、转
6、子、筛子、出料管以及传动部分。关键词：锤片式、饲料、机器、设计内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 6 页AbstractSince ancient times, China is a large agricultural country, and is also a developing country, but with the rapid development of economy, people have increased the demand for sex and dependence on various tools and machines in life. The
7、proportion of the scientific and efficient animal husbandry in agricultural production is also expanding, so the demand and quality of feed have a great demand in the daily feeding process, so the crushing material is indispensable and the most important process in the process of feed. In the vast r
8、ural areas of our country, an urgent need is a feed grinder with high efficiency, low energy consumption, simple operation and safe use. According to the problems of high power consumption and low productivity of the existing radial hammer grinder in China, the mechanical structure part is designed,
9、 mainly improve the rotor part. The radial hammer type feed grinder is to crush the material through high speed rotating hammer, so as to achieve the purpose of crushing a machine. The machine has the characteristics of simple structure, easy maintenance and high efficiency, and can meet most of the
10、 crushing needs in rural areas of China. The improved design of radial hammer type feed grinder is still widely used in power configuration, its main composition includes: the body shell, feeding mouth, rotor, out of, sieve and transmission part. 内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 7 页Key words: hammer type, feed
11、, machine, design 第 1 章 绪论1.1 课题背景及其意义我国目前依旧是一个农业大国，并且处于和将长期处于发展中国家，目前为止机械加工业在我国有着非常重要和高的地位，它可以说是我国国民经济的命脉。其对于成为整个工业行业中的基础以及重要组成部分的机械加工制造业中，它的主要任务就是要为我国整个国民经济体系中的各行各业提供它们所需要的装备的各种零件及其配件。可以说它的发展规模和发展水平是反应我国经济发展和科学技术的重要标志。目前，我国的各行各业都发展迅速，例如畜牧养殖业。在畜牧养殖业中，从物料到饲料的制作一般来说有七大工序：原料接收、清理、粉碎、配料、制粒成型、计量包装。在整个饲料
12、制成中，粉碎的物料比重达到了 65%-80%，其中的粉碎加工环节所消耗的能量也占据了整个加工工艺的 35%-75%，其对物料加工的生产率和质量与饲料成品有着极大的关系。在生产过程中，可以对粉碎机工作造成各种影响有非常多的因素，比如：锤片的数量、锤片的磨损情况、转速等等。迄今为止，我国广大农村地区在对玉米、薯类这些进行加工的过程中，一般能够采用的都是使用睡式粉碎机，因为该种机型的粉碎机器它具有度电产量高、粉碎物料均匀等等这些优点。但是我国许多的淀粉生产厂家明明采用的是符合国家标准的饲料粉碎机用于淀粉的生产加工，可是却在实际生产中还是出现了许多的问题和难点。这是因为淀粉和饲料它们的生产条件是完全不
13、一样的，在饲料的实际生产中过程中，不管是理论上内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 8 页还是说实践中一般都要求被粉碎物料中的含水量不能够高于 13%，即干粉碎；而淀粉的生产过程不用说也是很明显是在湿粉碎的条件下进行生产加工的，它的含水量值已经非常的高于饲料粉碎的含水量的最高要求了。如果还是在这样的特定条件下去将锤片式饲料粉碎机直接拿来用于淀粉的生产，肯定就会暴露出很多的不足和缺点，主要表现在：效率低下、粉碎效果不理想、噪音大、机器使用寿命缩短等。饲料粉碎机的真正意义就在于可以粉碎物料，增大其表面积，可以让动物在食用后能更好的吸收营养。但从饲料效果来看，也不是说物料粉碎得越小就越好了，过
14、细的饲料有可能引起动物在呼吸系统和消化系统上的不适。另外，物料粉碎过细会增加生产成本，消耗的的能耗也越多。所以，在实际粉碎生产中，根据不同的饲养对象和粉碎产品来确定合适的粉碎粒度。本次进行改进的饲料粉碎机属于锤片式，其基本原理就是利用高速旋转的锤片击碎物料从而达到粉碎的目的，这种机器的主要优点是：生产率高、操作简单、粉碎粒度良好和粉碎物料的种类多。因此，不断的对饲料粉碎机进行研究和改进，使其拥有更高的生产率和粉碎出更加均匀、质量更好的饲料，对我国的畜牧业长期稳定的发展有着重要的意义。1.2 国内外饲料粉碎机的发展及现状我国的锤片式粉碎机在上世纪 50 年代初才开始起步发展，到现在位置时间还很短
15、，一直以来使用的都是小功率的小型粉碎机，整体的技术比较落后，水平也较低。一直等到了 1966年，我们的祖国的农机部门才在湖北的武汉召开了锤片式饲料粉碎机的第一次现场会讨论大会，祖国的各地一共有 26 个省、市、自治区一共选送了差不多 30 台左右的试样机。专家和学者在会上通过对这 30 台左右的样机的参数、型号、动力、整体结构以及性能指标都进行了对比试验分析的比较，虽然整体来说较我国最初的技术已经有了很大的提高，但是并不能满足我国农畜牧业的发展和饲料供给加工的需求。在那之后在我们祖国的农机院的牵头组织带领之下，联合了我们国家的各省、市、自治区的综合力量，在 20 世纪的 70 年代中期又进行了
16、对 9FQ-40 型、9FQ-50 型和 9FQ-60 型这三种粉碎机的试验研究设计，对于对这三种不同型号的锤片式饲料粉碎机的试验研制的成功，对我国农机发展后来乃至现在我国饲料粉碎机的发展起到了非常棒的推动作用并打下了夯实的基础，后来在全国各省、市、自治区都得到了广泛的应用和推广。9FQ-60 饲料粉碎机这个型号的机器是属于中型的粉碎机器，主要还是被内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 9 页各大工厂用于各种饲料厂的生产线上，主要用于对谷物类的物料进行粉碎加工。其生产能力在同型筛网孔直径下已达到同时期国外的粉碎机的产能。为了迎合我国饲料持续增长的需求，我们国家的各地的主要粮食部门也都在进
17、行积极的研究、设计和制造了一批各种不同型号和功能的饲料粉碎机，在这众多的研究队伍中，最具意义和价值的是隶属于商业部的无锡粮食设计研究所在分析和研究了国内外的优良粉碎机之后，研究、设计并制造了一种 FSP11230型这种类型的锤片式粉碎机，在那个时候可以说弥补了我们祖国在 40kw 以上的粉碎机上的空白，基于它的实际意义以及实际生产价值，这种型号的粉碎机在上世纪八十年代初就通过了我国的部级鉴定。从 20 世纪 90 年代以来，我们的国家各地就诞生了以江苏的正昌、牧羊等等等为首的先进优秀企业集团，成为了我们国家在整个饲料粉碎机生产这个行业中的领头羊。这些先进优秀的企业公司通过自身不断的研究试验发现
18、并且不断的引进国外先进的技术和设备，并在我们祖国各地进行实际调研，从我们祖国各地的广大农村的实际生产需求出发，在短短数年中开发研制了 75350kw 的水滴型锤片式粉碎机、立轴式微型粉碎机这两种类型的饲料粉碎机。他们取得的成绩不仅仅如此，这些先进优秀的企业公司更是创造了“优胜”、“冠军”等等等这些在组国内以及祖国外的知名的粉碎机品牌。随着养殖业的不断发展，到了这个时间段跟据国家农业部不完全详尽统计的资料和数据显示，我们国家在目前的生产饲料粉碎机的厂家差不多可以有 500 家，每年的总产量都已经高于 350000 台，销售通往了我们祖国各地的广大农村需求的区域。日前，在国外的饲料加工厂里，最主要
19、的物料粉碎还是主要采用的是锤片式饲料粉碎机，目前可以了解到饲料粉碎机资料，比如现在美国北美地区现在进行配备的饲料粉碎机中，它们之中的机器现在配备的最大的直径有 1.9m、筛子面积达 4.2，锤片的实际线速度达108m/s、转速高达 3600r/min、功率也可以高达 450kw，在这其中还给非常多的设备还给它们配备了供风系统，主要用于对气力的运输。可以这么说锤片式饲料粉粹机虽然到现在为止在国外饲料工业生产中应用得非常之广泛，但是现实实际生产粉碎中还是由于不同的饲料它们所需要用原料不可能全都一样和相同，总所周知的是在欧洲的许多饲料它们基本采用的是混合粉碎（即先配料后粉碎）,而且更有意思的是经常没
20、有添加任何谷物原料；但是有意思的是在美国的饲料配方中美国佬却是以 45%的玉米或者小麦为基础原料进行配料, 在整个生产中很少的时候会使用难以粉碎的物料，例如燕麦、大麦、小麦等等之类的谷物等物料，并且他们内蒙古科技大学毕业设计论文（设计说明书）第 10 页在采用的原料的水分也略要低于欧洲的标准。毫无疑问的这样情况肯定就使得国外的锤片式粉碎机在研究的发展向两个不同但是可预存的方向发展：第一种情况就是由于美国的产品他们要求筛板面积要大，可是欧洲的人民讲究的必须是冲击齿板面积要大。例如之前很多媒体报告中的美国的几家叫做 Champion 公司、Jacobson 公司等等的企业公司就会标榜自己生产的产品
21、为全周筛的粉碎机，但是在欧洲最为有名的在荷兰的一家企业 VanAarsen 公司所研发生产制成的一种 2D 系列的锤片式粉碎机，在生产过程中它的冲击齿板的面积几乎可以达到整个粉碎室外周围面积的一半；第二种情况就是在于对筛板的安装，在美国，那里的人民的需求就是要求锤片式饲料粉碎机在安装和更换筛板的时候，必须首先要关闭机器，然后打开机壳才能够进行操作作业，可是在欧洲，那里的人民的需求就是让许多锤片式粉碎机都是要从轴向段的插入式，和美国的需要完全不一样，他们完全不需要停机和打开机壳，很轻松愉快的就可以抽出原来的筛板，然后再插入需要新更换进去的筛板，在这其中的有的机型甚至可沿轴的一端插入然后又从另一端
22、抽出，就和玩游戏一样有趣简单，除此以外他们还可实现自动遥控换筛作业，大家都知道的一家公司就是 VanAarsen 公司，他们研发生产的 2D 系列的锤片式粉碎机就在两侧安装了可进行遥控电动机来更换筛的装置，可实现在工作中完成换筛作业，这样的装置极其的省心和安全。经过对各种难点的攻破，到了现在这个阶段，国外的为了使粉碎粒能够更加的均匀和合理,逐步进行可尝试引入循环粉碎这样的原理，这种原理就是进行先粉后筛、筛后再粉的粉碎的工艺，这个时候就将粉碎机与筛子设备按一定的匹配的关系进行组合，然后再进行安装，那么粉碎机就只负责粉碎，配套的筛分设备就只用来来控制粉碎物料粒度的任务。毫无疑问的是这样的方式很大程
23、度上就提高了粉碎的产量和粉碎的效率，另一方面也在一定程度上有效的降低了粉碎生产的电耗。除此以外，为了达到避免不必要的料粒的运动，以及还有其它的变型的粉碎机，例如我们知道的涡轮粉碎机，这种机器它的主要特点就是：在粉碎室筛板的末尾或者在与进料口约成 280的地方，使还没有过筛的粗粒物料沿垂直的方向向上抛离离开粉碎室，然后再靠它的自身的重力的作用再返回到粉碎区域，这种机器的优点很明显，就是根本不需要再配备外设筛分的设备，粗粒物料自己就可以在机器粉碎室内自行循环，不断反复的进行粉碎作业工作；毫不疑问的缺点就是整机结构不不是特别的对称，在实际生产加工的使用过程中，操作者不能通过简单的调换转子旋转方向来进而达到利用锤片的两侧的目的。
