1、 学校代码： 10410 序 号： 本 科 毕 业 论 文 题目： 多功能干湿磨粉机 学 院 ： 工 学 院 姓 名 ： 郑 晓 春 学 号 ： 20055028 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 年 级 ： 2005级 指导教师 ： 张 庐 陵 二 OO 九年 五 月江西农业大学毕业设计 1 摘 要 随着食品工业的发展，以及市场需求的变化，近年来我国的磨粉机层出不穷。专用的食品加工用的磨粉机从无到有、从少到多有了长足的发展。现今市场上有专用加工一种农作物的磨粉机，也有可加工干澡作物的磨粉机，也有加工湿润以后的磨粉机，也有干湿两用的磨粉机。从大型到小型，名目繁多。磨粉机的工作原理也不一样，有
2、的是用刀片切削的方式进行粉碎，也有的用磨盘进行磨碎，也有的先用一机构进行“切碎”，再进行磨粉。 经过我的现场的了解和对市 场上各种磨粉机的探究，市场上的磨粉机主要是大型商用磨粉机和超小型磨粉机，没有一种是中型磨粉机。这对需要中小型磨粉机的用户来说，没有合适的产品供其选择。在这里我针对这种情况，设计了一款中型磨粉机，非常适合小型加工厂的使用。可磨多种农作物，如大米、麦子等，也可磨植物的根、径、叶等。 我所设计的小型多功能干湿磨粉机主要是改变物料的物理尺寸，利用机械的方法克服固体物料内部的凝聚力而将大尺寸的固体变为小尺寸的固体的一种加工。加工的刀具形状是圆盘状的磨盘，利用两个磨盘的转动将物料研磨用
3、剪切粉。 关键词：磨粉机、盘式、多 功能、干湿、农作物 江西农业大学毕业设计 2 Abstract With the development of food industry, and the change of market demand in China in recent years, the mill emerge in endlessly. With the special food processing mill from scratch, from less than to a considerable development. Now on the market have sp
4、ecial processing a crop of mill, crops are also can do a mill, the crops have processing after wet mill, also have dry wet amphibious of grinding machine. From large to small, numerous. The working principle of grinding machine is different also, with a blade cutting of crushing, and some were with
5、micropipette grinding, also have a mechanism to chop, then grinding. After my site to understand and to all the mill, the market main have large commercial grinding mill and small-sized mill, no one is medium mill. This small mill in need of users, not suitable products for its choice.For this kind
6、of situation, design a medium mill, very suitable for small factories .To many crops, like rice, wheat, etc, also can grind the roots of the plant, leaf, etc. I have small multi-function wet grinding machine mainly if you change the size of materials, mechanical method overcomes the internal cohesiv
7、eness and solid materials will be large size of solid into small size of solid a processing. Machining tool of the disc mill is turning millstone, using two material abrasive shear powder. Keywords: Grinding machine, disc, multi-function, dry and wet,crop 江西农业大学毕业设计 3 目 录 1 前言 . 4 2 粉碎原理 . 5 2.1 锤式粉
8、碎原理 . 5 2.2 辊式粉碎原理 . 5 2.3 气流粉碎原理 . 6 2.4 盘式磨粉原理 . 7 3 磨粉机总体设计 . 7 4 主要部件的设计与计算 . 8 4.1 磨片直径的确定 . 8 4.2 磨片的强度 . 8 4.3 动盘转动时产生不平衡力的计算 . 9 4.4 螺旋推进杆器的设计计算 . 9 4.5 螺旋面型的选择 . 10 4.6 螺旋推进杆的设计 . 10 4.7 螺旋角的设计 . 10 4.8 螺旋推进器输送能力的核算 . 11 4.9 螺旋直径与转速的核算 . 12 4.10 电动机功率的确定 . 12 5 磨粉系统 . 12 5.1 磨片的设计 . 12 5.2
9、螺旋推进器的设计 . 13 6 传动 系统 . 14 6.1 轴的设计 . 14 6.2 键的选择与强度计算 . 15 6.3V 带传动设计 . 15 7 粉粒大小的控制 . 17 8 零件的结构设计 . 17 9 多功能干湿磨粉机使用说明书 . 18 9.1 用途及适用范围 . 18 9.2 主要技术参数 . 18 9.3 注意事项 . 18 9.4 构造及工作原理 . 18 9.5 安装及操作方法 . 18 9.6 保养 . 19 9.7 常见故障及排除方法 . 19 10 总结 . 20 11 参考文献 . 20 江西农业大学毕业设计 4 1 前言 食品工业是人类的生命工业，也是永恒不衰
10、的工业。目前的食品加工动手术分类方法很多，有根据所加工厂的原料分，有根据加工单元操作分，有根据包装特点分，还有根据加工技术的特点分。从原料特点出发，食品加工动手术可以分为粮食加工工艺，乳品加工工 艺、油脂加工工艺、发酵工艺、软饮料加工工艺等。每一类都是一个系统加工技术，是针对原料的特点而设定的。从加工单元操作分类的方法，不考虑所处理的原料而是根据加工方式的特点进行分类，这类分法主要将食品加工技术分为研磨 /粉碎技术、加热技术、低温技术、分散技术、成型技术、生物技术，材料工艺以及特殊工艺技术等。 磨 /粉碎技术主要是指利用各种物理、化学手段减小原料物理尺寸的技术，它可以进一步分为干法技术和湿法技
11、术两小类。现在，人们往往根据粉碎的尺寸将其分为常规粉碎、微粉碎、超微粉碎及纳米技术。此项技术往往带与分级技术相连 。 人们对食品粉碎技术并不陌生，如将大米粉碎成米粉等。在一定的粒度范围内，粉碎仅仅是改变物料的尺寸及其它物料的混合性能，对食品物料的物理性质的影响不是很大。但是当粒度尺寸减小到一定值之下时，物料的性质会发生显著的影响，如碳酸钙。一般性粉碎对其在人体内的利用没有多少影响。但当将其粒度减小至 400 目以上时，其在人体的吸收利用率会大大提高。因此现代食品粉碎技术的研究包括两个方向。一是改变物料尺寸以改变其加工性能，如形态变化、物料重组等。二是通过改变物料尺寸来改变物料的生物特性。 在这
12、次设计中我所设计的小型多功能干 湿磨粉机主要是改变物料的物理尺寸，利用机械的方法克服固体物料内部的凝聚力而将大尺寸的固体变为小尺寸的固体的一种加工。加工的刀具形状是圆盘状的磨盘，利用两个磨盘的转动将物料研磨用剪切粉。 采用单相高速电机作为动力，能连续性快速将各种粮食、中药材等物料研磨成 60300 目（视物料性质而不同）的均匀粉末。该磨粉机系列靠两块布满齿槽的钢磨对磨运转的原理快速均匀地粉碎各种干性物料。 也能进行湿磨，如磨豆浆，为浆等。 该机结构 紧凑 、体积小、重量轻、功效高、操作简便、省电安全、无粉尘、噪音低 。非常适合小型加工店的使用。 江西农业大学毕业设计 5 2 粉 碎原理 2.1
13、 锤式粉碎原理 锤式破碎机 是利用高速回转的锤子对物料进行冲击破碎。其过程如下：物料进入机内，立即受到高速回转的锤子的冲击而粉碎。粉碎了的物料，从锤头处获得动能，以高速向机壳内壁的衬板和蓖条上冲击而受到二次粉碎。此后，小于蓖条缝隙的物料，便从缝隙中排出，而块度较大的物料，弹回锤头回转的轨道内，又将受到锤头的继续冲击而粉碎。另外，落到衬板和蓖条上的粒状物料，再一次受到锤头的铣削和研磨，而且物料在粉碎过程中，也有物料之间的冲击粉碎。 锤式破碎机 的最大特点是粉碎比高 10 50，并且构造简单，尺寸紧凑，功 率消耗较少，维护方便，修理和更换易损零件容易，产品粒度均匀，过粉碎少。但是，锤头、蓖条、衬板
14、、转子圆盘磨损较快，特别是破碎较硬的物料时磨损更快；当被碎料的含水量超过 !“#或含粘土时，蓖条缝隙易堵塞，从而降低生产能力，并且增加能量消耗和锤头等零件的磨损 1。 图 1 锤式粉碎原理结构图 2.2 辊式粉碎原理 辊压机构造和工作原理：辊压机的结构同常用的双辊破碎机很相似，它由两个速度相同，彼此平行而相对向内转动的辊子，通过四个重型滚动轴承安装在一个机架上，其中一个是固定辊，另一个是由油缸施加较大压力的活动辊，活 动辊的轴承在机架上可以前后移动，机架由纵梁和横梁组成，它是由铸钢件通过螺栓连接而成的。液压缸使活动辊以一定压力向固定辊靠近，如压力过大，则液压油排至蓄能器，使活动辊后移，起到保护
15、机器的作用。辊子之间的作用力由机架上的剪切销钉承受，使螺栓不受剪力。固定辊的轴承座与底架端部之间有橡皮垫起缓冲作用，活动辊的轴承座底部衬有聚四氟乙烯。为了保护辊子，在辊子的表面堆焊一层耐 磨 材料。辊压机工作时，当活动辊被电动机带动转动时，松散的物料由上方喂入两辊的间隙中，并向下运动，到下面受到破碎和挤压，形成密实的料床，经 150-200Mpa 的高压处理后，物料颗粒内部都产生强大的应力，当应力达到颗粒的破碎应力时，这些颗粒就相继被粉碎，或粒径变小，或成粉状，或部分颗粒产生微小裂纹，增大了物料的易磨性，从辊压机卸出的物料成片状料饼，但强度很低，经打散机打散后的颗粒物料中，有 70-80%颗粒
16、的直径小于 2mm，有 20-30%颗粒的直径小于 0.05mm。两辊之间的缝隙约为 15-35mm。物料从被辊面咬住时开始，受到辊子作用力逐渐增加，最大压力可达 200Mpa，物料在两辊间是以一个料层或一个料床得到破碎压实，料床在高压下形成，压力导致一部分颗粒挤压 其它邻近的颗粒，直至其主要部分破碎、断裂、产生裂缝或劈开。所在双辊之间必须要有一层相适应的物料，否则就成为一台辊式破碎机了。粉碎作用主要决定于料粒间的压力，而不是决定于间隙 1。 但是这种粉碎机由于结构部件较多，对于小型磨粉机来说是不可行的。 江西农业大学毕业设计 6 图 2 辊式粉碎原理结构图 2.3 气流粉碎原理 气 流粉碎技
17、术气 片切割和高速气流冲击，碰撞双重粉碎功能于一体，并能同时完成微粒分选加工工序。在刀片切割粉碎过程中，转子产生高速气流随刀片切割方向旋转，物料在气流中加速，并反复冲击使物料同时受到双重粉碎，加速物料的粉碎率。 被粉碎的物料随气流进入分级室，由于分级转子的高速旋转，粒子既受到分级转子产生的离心力作用，又受到气流粘性作用产生向心力作用，当粒子受到的离心力大于向心力时，既分级径上的粗粒子返回粉碎室继续粉碎分级以下的细粒子随气流进入集粉器收集，气体由散风除尘口自动排出，是一种新型组合设备，其性能优于气流粉碎机和机械式粉碎机，可替代进口设备。具有能耗低，工艺流程短占地面积小，无粉尘污染，产生热量小，成
18、品粒度细，粉碎范围广，物料含水量不限，进料粒度不限等特点 1。 无法进行湿磨，这对于中小型磨粉机来说是不可行的 。 图 3 气流粉碎原理图 江西农业大学毕业设计 7 2.4 盘式磨粉原理 盘式磨片结构使物料在动、静磨片之间受到磨片的挤压及由两磨片间的速度差所形成的剪切和研磨 ,磨片表面的细齿又大大增加了这种研磨能力。工作时 ,物料由进料斗流入机内 ,螺旋推进器将物料送到两磨片之间 ,物料经挤压、剪切和研磨后成为细粉 ,粉碎后的物料经径向出料口流出。粉的粒度可通过转动调节螺杆调整 ,以满足不同物料的粉碎要求 1。 图 4 盘式磨粉原理图 3 磨粉机总体设计 图 5 磨粉机结构示意图 江西农业大学
19、毕业设计 8 图 5 是磨粉机的结构示意图。我们可以 从这个图看出，磨粉机主要有三大系统组成。一是磨粉系统，二是传动系统，三是机座系统。 需要加工的物料放在料斗 6 内，在重力的作用下落入机座 13 中。在落的过程中，物料要经过由调量扳 7 构成的一个用来调节落料大小的落料口。这样通过调节调量扳就可以控制加工量的大小。物料在落入机座中最先要与螺旋推进器 3 中的螺旋推进杆接触。直径小于或等于螺旋推进杆与机座内孔间隙的物料将在螺旋推进杆的作用下进入两磨片之间，而直径大于螺旋推进杆与机座内孔间隙的物料，将会被剪切一次，然后才能被推到两磨片之间。磨片有动磨片 4 和静磨片 5。动磨片固定 在螺旋推进
20、器 3 上，静磨片固定在机座 13上。动磨片与螺旋推进器一起转动，这样就形成了动磨片和静磨片之间的速度差，物料就在两磨片之间被剪切、研磨成粉。粉将通过漏口流出磨粉机。两磨片的间隙是通过调节螺杆 2 和弹簧 12 来调节。调节必须在动磨片静止时进行调节，以防安全事故。 传动系统是磨粉机的重要组成部，它决定了磨粉机的多项性能指数。传系统的传动源是电动机，电动机经用过 V 型带把转动传递给磨粉机的 V 带轮 8。在键的作用下 V 带轮 8带动转动轴 9 转动。转动轴 9 就带动螺旋推进器 3 转动。轴动轴 9 与机座采用 U 型密封圈11 进行密封。 机 座系统是磨粉机的基础部份。机座 13 是这一
21、部份的核心件，所有其它的零件都安装在机座 13 上。 4 主要部件的设计与计算 4.1 磨片直径的确定 经过对生产加工现场的考察和查阅相关资料，确定磨片的线速度为 9.46 m/s9。速度过高，磨出的粉温度过高，粉的质量不好。速度过低，磨粉的效率低。磨片直径计算公式为 n vD 100060 (1) 式中 D 磨片的直径 v 磨片的线速度 n 磨片的轴转速 初步取磨片的轴转速为 1200r/min。 Dmm 7.1 8 01 2 0 014.3 16.91 0 0 060 所以选取磨片的外径 D=180mm，内径 d=80mm。 4.2 磨片的强度 磨片有一定的斜度，但是斜度非常的小，在这里我
22、们可以忽略这个斜度。认为是直的圆盘来计算其强度。材料为 MTCuMo-175， HBS=195-260。并以铸造的方式制造。应力计算公式为 228 )3( 22 br dDw (2) 江西农业大学毕业设计 9 23124 )3( 222 bDdw (3) 式中 r 径向最大拉应力 圆周方向的最大拉应力 b 最大许用应力 材料的密度 材料的泊松比 w 最大角速度 查阅相关资料可知 =2.5 =7.6g/cm3 b =175Mpa 且其中 725.11000 6016.914.3 vnw =1.725 rad/s 将上述数据代入上面两个式子中得 r =37.75Mpa =55.46Mpa 以上计算
23、假设为直式圆盘磨片，而实际磨片为锥式，且表面有不同的长、短两面种齿。所以再将计算应乖以修正系数 1.5。则 1.5 r =56.63Mpa 1.5 =83.12Mpa 磨片的强度足够。 4.3 动盘转动时产生不平衡力的计算 根 据转动件尺寸 b/D=0.050.2（ b 为动盘片的宽度）和转速 1200 r/min，查手册得 转动件的平衡精度等级取 G=6.3 校正平面许用偏心距 e=0.047 mm 平衡力计算公式 230 negMF (4) 式中 M=1040g 为动盘的重量，将数据代入上式中得 F=0.022N 4.4 螺旋推进杆器的设计计算 螺旋输送机是一种不带挠性的输送装置，主要输用各种粉状、粒状、小块状物料；、例如煤粉、面粉、水泥、砂、谷物、小块煤、卵石等。螺旋输送机不宜输送易变质的、粘性大的、易 结块的及大物料。螺旋输送机中的主要工作部件是螺旋（搅龙），它在固定的输送管内或槽内旋转。螺旋输送机结构简单，横截面面尺寸小，密封性能好，便于中间装料和卸料，操作安全方便，制造成本低；但输送过程中物料易破碎，零件磨损大 2。 螺旋输送机有很多的优点，其中的缺点之一也是我们磨粉机需要加工成粉的一个过程。所以很合适用来做磨粉机的送料机构。
