1、毕业设计（论文） I 带清洗烘干装置的秸秆粉碎机设计 摘要 锤片式粉碎机是饲料加工机械的四大主机之一 ,是饲料生产必要的设备之一 ,其性能对饲料厂的节能降耗意义重大。分析了锤片式粉碎机的结构特点 ,设计出满足要求的锤片式粉碎机。 建立了锤片式粉碎机转子的离散化模型，利用 ADAMS 软件术对锤片对称交错排列形式的粉碎机转子进行动力学仿真分析，得到了与实际情况相近的结论。仿真结果表明，锤片对称交错排列转子的平衡性较好，其中交错排列转子两端轴承承载情况相近 ,转子稳定性好。转子是锤片式粉碎机的主要工作部件。利用Pro/E 对锤片式粉碎机转子中的各零 件进行三维建模、虚拟装配、模型分析和动态仿真。设
2、计者可以充分利用 Pro/E 单一数据库管理技术，通过改变尺寸参数来方便地修改和更新零件，还可以直观地观察和分析转子的外形、零件间的相互位置关系和运动状态。 关键词： 振动；仿真；锤片式粉碎机； Pro/E；转子；三维建模 毕业设计（论文） II 毕业设计（论文） II Abstract Hammers mill, which is one of the four main feed processing machineries and one of the necessary equipment of feed processing, has a great influence on eco
3、nomy energy sources in feed factory. In this paper the structural features of the hammers mill are analyzed. The statics and the vibration characteristic of its frame are investigated with the ADAMS software. A discrete model of hammers mills rotor was set up. Mills rotor arranged in different hamme
4、r forms was analyzed by way of dynamic simulation with virtual prototype technology. The result that is similar to facts was deduced. The conclusion indicated that the rotor with interlaced or symmetry-interlaced hammer form has better balance and the former is with good stability because of its equ
5、al load on each bearing. Rotor is an important assembly of hammers mill. This research utilized Pro/E to carry out three-dimensional modeling of the parts of hammer mills rotor, virtual assemble, model analysis, and motion emulation. Designers can modify the parts easily by changing size parameters,
6、 and also can observe forming, position relation of parts and motion state of the rotor. Key words: Vibration； Simulate； hammers mill； Pro/E； rotor； 3D modeling 毕业设计（论文） 1 目录 摘要 .I Abstract . II 1 综 述 . 3 1.1 课题的目的和意义 . 3 1.2 国内外锤片式粉碎机发展概况 . 4 1.2.1 国外锤片式粉碎机发展概况 . 4 1.2.2 我国粉碎机械发展概况 . 10 1.3、我国粉碎设备的
7、发展趋势 . 15 2 锤片式粉碎机的设计 . 16 2.1 锤片式粉碎机的主要结构 . 16 2.2.电动机、传动方案选择确定及设计计算 . 18 2.2.1 转子直径 D 与粉碎室宽度 B 的确定 . 18 2.2.2 配套功率 N 的确定 . 19 2.2.3. 传动装置的总体设计 . 21 2.2.4 V 带及 带轮的设计计算 . 22 2.3 转子的设计 . 36 2.3.1 轴的结构设计 . 36 2.3.2 锤片的设计 . 38 2.3.3 锤片的排列方式 . 40 2.3.4 锤架板 . 43 2.3.5 套筒的设计 . 44 2.4 机架、机壳、输送装置及进、出料口设计 .
8、45 3 零件强度校核 . 46 3.1 轴的强度校核 . 46 3.1.1 求轴上的载荷 . 46 3.2 轴承寿命校核 . 52 3.2.1 求比值 . 53 3.2.2 初步计算当量动载荷 P. 53 3.2.3 验算轴承寿命 . 54 3.3 键的选择及校核计算 . 54 4 基于 Pro/E 的转子三维实体造型 . 56 4.1 主轴 . 56 4.2 锤片 . 57 4.3 套筒、锤架板 . 57 4.4 锤片隔套、销轴 . 59 4.5 转子的虚拟装配 . 60 毕业设计（论文） 2 5 清洗装置三维造型 . 错误 !未定义书签。 6 总结与建议 . 61 6.1 总结 . 62
9、 6.2 建议 . 63 参考文献 . 64 致 谢 . 65 毕业设计（论文） 3 1 综 述 1.1 课题的目的和意义 目前，国内外饲料厂的原料粉碎大都采用锤片式粉碎机，它利用高速旋转的锤片对物料产生强烈的冲击和搓擦，而达到物料破碎的目的。其主要特点是结构简单、适应性强 (梁春鸿， 2003：朱新华和郭文川， 1999；庞声海和饶应昌， 1989)。 粉碎是工业生产环节不可缺失的工序之一。粉碎是指在外力的作用下，克服了固体物料分子间的内聚力，使固体物料外观尺寸由大变小，物料颗 粒的比表面积 (单位质量的表面积 )由小变大的过程。粉碎后可以提高物理作用及化学反应的速度。在把固体物料变成最终成
10、品的许多加工过程中，粉碎是一个非常重要的工艺过程，据不完全统计，人类生活和生产中每年约有数千亿吨固体物料需要经过各种程度的粉碎加工。由于人类生产的飞速发展和生活水平的迅速提高，人们对粉碎加工的产品需求增加。因而需经粉碎加工处理的固体物料也将增多。这就需要深入研究粉碎过程，对粉碎理论、方法、设备进行系统的探讨。为此在 20 世纪 80 年代初形成了一门独立的学科 粉碎工程学，专门研究固体物料的粉碎行为及其属性 的学科 。 粉碎机是粉碎加工的主要设备，在工农业生产、人类生活的许多领域被广泛应用。例如在制药业、化工业、食品业、饲料加工业，还有冶金矿山、涂料、建材、造纸等行业，甚至科研单位都需要粉碎机
11、。由于粉碎机在许多行业得到普遍使用，目前粉碎机的市场还有很大潜力，因此国内外对粉碎机的研究与发展均很重视。但是各种物料在粉碎加工过程中产生发热、振动和磨擦等作用，使能源大量消耗，因此粉碎作业是消耗巨大能量的低效作业。多年来，技术人员一直在从理论研究、旧设备改造到创新设备，直至改变生产工艺流程等方面来研究如何达到高效节能地完成粉碎过程，达到降低其功耗高等缺点。但目前真正节能高效的粉碎机还没有开发出来。研制出更符合实际生产需要的高效率的粉碎机，还有待于广大科研人员和制毕业设计（论文） 4 造商们的发明创造。相关粉碎工程学科专家指出，今后若干年内粉碎工程学发展的中心议题仍然是降低能耗，提高经济效益。
12、 1.2 国内外锤片式粉碎机发展概况 锤片式粉碎机因具有结构简单、通用性好、适应性强等优点，广泛地应用于各种物料的粉碎，被称为万能粉碎机。目前，在国内外饲料加工企业中锤片式粉碎机是最重要的生产设备之一，大约一半以上的物料要经过锤片式粉碎机加工。 1.2.1国 外锤片式粉碎机发展概况 近年来，国外对超细粉碎及分级设备、工艺、微细颗粒粒度测定等方面的研究十分活跃，这是由于国外在复合材料、新型陶瓷、电子材料等许多尖端技术方面迅速发展而决定的。在先进的工业化国家，微米级超细粉碎设备已渡过了其发明时期，而进入成熟、配套、完善的阶段 ,设备研究朝着亚微米级超细粉碎和微米级精密分级的方向发展。粉碎技术的发展
13、主要表现在产品微细化、微粉功能化、 设备自动化、节能新工艺和新设备及低污染高强度材料的应用等方面。 1895 年美国研制出人类历史上第一台锤片式粉碎机，之后锤片式粉碎机在国外饲料工业生产中便得到迅速发展。由于饲料所用原料上的差异，在欧洲的饲料加工多采用混合粉碎 (先配料后粉碎 )，且经常没有任何谷物原料；而美国的饲料配方是以 50的玉米或小麦为基础的，很少使用难以粉碎的谷物，比如燕麦和大麦等，原料水分也略低于欧洲。从应用形式上锤片式粉碎机向两个方向发展：首先在于美国的产品追求筛片面积大，而欧洲的讲究冲击齿板面积大。例如，美国的 Champion 公司及 Jacobson 公司等标榜自己的产品为
14、全周筛，而欧洲最为典型的是荷兰的 Van Aarsen 公司的 2D 系列锤片式粉碎机，其冲击齿板面积几乎 达整个粉碎室周围面积的一半 (占 46 )；其次在于筛片的安装。美国锤片式粉碎机在安装、更换筛片时必毕业设计（论文） 5 须停机并且打开机壳才能进行，而欧洲的许多锤片式粉碎机是从轴向插入式，不需停机和打开机壳即可抽出原有筛片，插入新换筛片；还有的机型可沿轴的一端插入从另一端抽出，还可实现自动遥控换筛， Van Aarsen 公司的 2D 系列锤片式粉碎机两侧装有遥控电动换筛装置，在运行中就可以更换筛片。 还有其它变型粉碎机，如涡轮粉碎机，其特点为在粉碎室筛片的末尾或在与进料口约成 270
15、。角处，使未过筛的粗粒物料沿垂直方向向上抛出粉碎室，然 后靠重力作用返回粉碎区。该机型的优点是不需配备外设筛分设备，粗粒物料在机内自行循环；缺点是整机结构不对称，不能通过简单调换转子旋转方向来利用锤片的两侧。 大部分锤片式粉碎机只有一个转速， MIAC 公司在 20 世纪 50 年代研制出第一台双速驱动的 H880 型锤片式粉碎机，双转速可以增强打击作用，提高粉碎效率。在国外，近年来为适应饲料粉碎的特点及需求，还有采用变频装置控制锤片式粉碎机的转速来改善其粉碎性能。在结构上，近年来还出现了立式锤片粉碎机。 下面是几种国外常见的粉碎机： 1） V9H 型锤式粉碎机 罗马尼亚生产 的型锤式粉碎机是
16、一种万能型粉碎机 ,它既能粉碎各种谷物精饲料，也能粉碎干草覃秆等饲料，这种粉碎机的特点是初体用铸件制成，利于制造，筛板的包角大，生产效率高和采用内包式排料风扇，使排料部分的结构大大简化。 图 1.1 所示是这种粉碎机的内部结构，在两块圆形的转盘上销连有六排长方形的活动锤片，每排有锤片八枚共有 48 片，筛板包在转盘之外 ,其包角约为 280，较大的包角有利于粉碎饲料的通过，从而能减低动力消耗和提高生产率。整个筛板镶嵌在铸铁机壳的凹槽中，安装牢固，筛子不易变形 ,粉碎机上共附有五种不同孔径的筛板，其孔径分别 为 1、 2、 3、 4、 5 毫米。可以根据所粉碎饲料种类和细度要求的不同来选用适当的
17、筛板。撞击板装在粉碎室的右上角。 在精料盛料斗的底部有一个可调插板，它可以改变斗底排料口的大小，用来控制精料的流量。在斗底排料口的下面有一块倾斜的托料板，通过装在机壳外的调节毕业设计（论文） 6 杆可以调节托料板的倾斜角度，以控制饲料喂人斗。当托料板倾角增大时，饲料能很快的通过，因此喂入增大，反之则减小。 在粉碎茎杆、干草等粗饲料时 ,应把草料喂人斗前端的挡板向前转动使草料能直接落人粉碎室中。风扇叶片装在转盘的侧壁上，这样就大大地简化了风扇结构，并且也省去 了风扇人口部分的吸料管。动力通过皮带轮和一对齿轮来带动转盘，齿轮的速比为 1:3.5。 这种粉碎机适合与 2030 马力的拖拉机配套使用
18、,也可用 15 千瓦的电动机来带动。皮带轮的转速为 800900 转 /分。粉碎谷物饲料的生产率为 3501250 公斤 /时 ,干草为 100150 公斤 /时。外形尺寸为 1250 700 3000 毫米 ,重量为 710 公斤。 图 1.1 V9H 型粉碎机 2）英国 Massey-Ferguson 公司 935 型万能粉碎机 这种粉碎机的通用性很大，它除了能粉碎各种谷物饲料外，也能粉碎秸秆、磨制草粉和制 作青贮饲料，此外还能作为抛送器之用，将切碎的青饲料抛入青贮塔。 这种粉碎机的外形如图 1.2 所示，它由喂料斗、机壳、转盘、吹送管和聚料桶毕业设计（论文） 7 等部分组成。喂料斗装在机
19、壳的侧壁，机壳的内部装有转盘和筛板，顶部与吹送管相联，吹送管的末端与聚料桶相接。喂料斗成簸箕形，在其前端有一块半圆形 的罩盖，盖内有一块月牙形的挡板，用来防止饲料从粉碎室里向外飞溅。 图 1.2 935 型万能粉碎机 转盘结构见图 1.3 所示，其直径为 23 英寸，转盘的主体是一块用厚钢板制成的圆盘，中央装有主轴，轴的一端装有皮带轮。转盘的四周装有四排活 动的锤片，每排有 7 枚，共 28 枚。锤片销为埋头式，在粉碎干草时不致缠草。每排锤片的前侧各装有一块风扇叶板。叶板的作用是 5/8 英寸厚的钢板完成槽形，其工作面经过淬火处理。把风扇和锤片装在一起是这种粉碎机的最大特点。它可以大大地简化粉碎机的结构。转盘的侧面装有两把快速装卸的折刃口切刀。当粉碎谷物饲料时，必须把切刀卸下，粉碎干草或切碎青饲料时必须装上。
