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9F系列锤片式粉碎机设计
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英文摘要
1 前言 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
1.1 设计的目的和意义••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
1.2 设计的基本要求••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
2 总体方案的选择与设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
2.1 粉碎机的构造••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
2.2 工作原理••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
3 重要部件的原型与设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
3.1 进料部分••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
3.2 出料部分•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
3.3 粉碎部分•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
3.3.1 锤片•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
3.3.2 转子•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
3.3.3 筛子的选型•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
3.3.4 锤筛间隙 的确定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
3.4 传动部分••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
3.5 机体部分••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
3.5.1 外壁••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
3.5.2 机架••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
4 主要技术参数的确定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
4.1 锤片的末端线速度v•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
4.2 转子工作直径和粉碎室宽度•••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
4.3 转子转速n•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
4.4 粉碎机生产率Q•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
4.5配套动力•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
4.5.1 配套功率N•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
4.5.2 选择电动机•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
5 标准件的选择•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
5.1 轴承的选择•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
5.2 键的选择••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
5.3螺栓的选择•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
5.4螺母的选择•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
5.5垫圈的选择•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
6 带的设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
6.1 确定V带型号和带轮直径••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
6.2计算带长•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
6.3 求中心距 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
6.4 带长计算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
6.5 带基准长度 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
6.6 求带轮包角••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
6.7 求带根数z•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
6.8 求轴上载荷••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
6.9 带轮结构••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
7 轴的设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
7.1 轴的计算•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
7.1.1 轴的转数•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
7.1.2 轴的输入功率••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
7.1.3 轴转矩••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
7.1.4 轴直径的初步确定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
7.1.5 轴的结构设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
8 主要工作零部件的强度校核•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
8.1 锤片的强度校核•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
8.1.1 锤片单片的横断面抗拉强度•••••••••••••••••••••••••••••••••18
8.1.2 锤片螺孔处抗剪切强度校核•••••••••••••••••••••••••••••••••19
8.2 轴的强度校核•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
8.2.1 作用在轴上的力的分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
8.2.2 轴的校核•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
8.3 键的校核 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
9 轴承的寿命计算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
参考文献••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••24
致谢••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••25
摘要
9F系列粉碎机中，9表示畜牧机械的分类代号，F指粉碎机，按其转子直径大小的不同可以分为：20、25、26、28、万能、多功能等型号，本人这次设计的是9F-20型锤片式粉碎机，根据设计任务的具体要求，着重设计单机，而配套辅助系统只作简单介绍。本机动力配置采用皮带轮驱动，该机主要组成部分有：进料斗、粉碎机机体、转子、筛桶、传动部分、电机。粉碎机是工农业生产中应用非常广泛的一种设备，本次设计主要吸取已有粉碎机的有点，结合谷物和茎杆的特殊要求，对粉碎机的方案、传动系统和工作部件进行规范设计，最终设计出一种能使用于粉碎谷物、茎杆的小型锤片式粉碎机。
9F-20型锤片式粉碎机是一种利用高速旋转的锤片来击碎谷物的机器，它具有通用性广、效率高、粉碎质量好、操作方便、动力消耗低等优点。本文将对其进行设计讨论，将着重对方案选择及总体设计、主轴的设计、箱体的结构设计进行深刻的研究和探讨。
关键词：设计；粉碎机；锤片
Abstract
In 9F series pulverizer ,9 means codes of classification of animal husbandry machinery, F refers to the pulverizer, according to the rotor diameter size of the different can be divided into: 20, 25, 26, 28, universal and multifunctional model.I design this time is 9 F - 20 type, hammer type crusher according to the specific requirements of design task, design single, and form a complete set of auxiliary system only simple introduction. The machine power configuration driven by belt pulley, the aircraft main part: into the hopper, crusher body, the rotor and sieve drum, transmission parts, motors. Mill is very widely used in industrial and agricultural production is a kind of equipment, this design mainly use existing mill is a little bit, combined with the special requirements of grain and stem, the mill design, transmission system and the working parts to specification, the final design out a stem can be used for crushing grain, small hammer type crusher.
9 f - 20 hammer type pulverizer is a kind of high speed rotating hammer is used to crush grain machine, it has generality, good quality, wide, high efficiency, convenient operation, low power consumption advantages. Will discuss on the design, this paper will focus on the overall design scheme selection and structure design, the design of the main shaft, box carries on the profound study and discussion.
Keyword:design;pulverizer;hammer type
1 前言
1.1 设计的目的和意义
本次研究的锤片式粉碎机主要用于粉碎谷物、玉米、高粱、豆类、薯类、茎杆类及打浆。需加工物料经粉碎后，可以使其表面积增大，体积减小，更利于人们对物料的利用，同时，也便于物料的输送、混合与制粒。
随着我国经济的持续快速发展，人民生活质量的显著提高，农产品生产和消费量也相应的增加；同时，国家也愈来愈重视现代农业建设并加大投入力度，使得畜牧机械、秸秆利用设备和其他的农产品加工机械的需求量也随之增长。生产开发农作物粉碎加工机械，不但可以充分利用农作物资源，而且对促进农作业的发展，丰富市场农产品供应、增加农民收入、增加资金积累、促进经济发展都具有现实意义。因此开发研制出经济实用的畜牧机械，具有很大的社会效益和经济效益。
1.2 设计的基本要求
该粉碎机主要用于农作物的加工，对其有一下要求：
1.对加工物料的适应性广，能加工各种类型的农作物，对含水量较大、含杂量较大的农作物也具有较好的适用性。
2.粉碎程度应能够根据具体要求进行调整，以满足不同的市场需求；粉碎粒度应尽量均匀，以提高其适口性。
3.配套动力合理，吨料电耗低，生产率高，能耗低。
4.工作部件耐磨性好，减少更换次数，以降低生产成本，提高经济效益。
5.机型结构简单、尺寸紧凑、体积小、占地少、成本低，以适合广大农户生产。
1.３ 技术指标
表1-1 主要技术参数
参数名称 配套动力(KW) 主轴转速(r/min) 生产率(kg/h) 吨料电耗(KW.h/t)
技术参数 2.2 4800 100-180 ≤11
2 总体方案的选择与设计
2.1 粉碎机的构造
锤片式粉碎机一般由电机、传动部分、进料部分、机体、转子、筛桶、操作门、出料部分以及控制系统部分组成。
锤架板和锤片等构成的转子由轴承支撑在机体内，机体安装有齿板和筛桶，齿板和锤片呈圆形包围转子，与粉碎机侧壁一起构成粉碎室。锤片用销轴连在锤板架的内侧，锤片之间装有隔套，使锤片之间彼此错开，按一定规律均匀沿轴向分布。
2.2 工作原理
粉碎机工作时，物料在一定的供料装置作用下进入粉碎室，受高速回转锤片的打击而破裂，并以很高的速度分向筛桶，与齿板和筛片撞击进一步破碎，通过如此反复打击，物料被粉碎成小碎粒。在打击撞击的同时，物料还受到锤片顶端和筛桶的摩擦、搓擦作用而进一步粉碎。在此同时，较细颗粒由筛孔漏出，留在晒面上的较大颗粒，再次受到粉碎，直到足够小从筛孔漏出，最后从底部的出料口排除。
总的来说，锤片式粉碎机的工作过程主要由两方面构成：一是锤片对物料的冲击作用；二是锤片对物料、筛桶与物料以及物料相互之间的摩擦搓擦作用。谷物、玉米等脆性物料，主要靠冲击作用而粉碎；茎杆类柔性物料则主要依靠摩擦作用而粉碎；当然还有其他剪切作用等。不管哪种物料的粉碎过程都是多种粉碎方式联合作用的结果，不存在只有单一粉碎方式的粉碎过程，只不过对于某一具体的粉碎过程，总有一种粉碎方式处于主导地位。
3 重要部件的选型与设计
9F系列锤片式粉碎机设计 ...
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