家用型饲料粉碎机的结构毕业设计和实现机械制造专业.doc

摘 要 本人这次设计的是家用型饲料粉碎机，根据设计任务书的要求，只设计单机，不考虑辅助系统。本机动力配置采用了广泛使用的皮带轮驱动，该机主要组成部分有：机体、喂料斗、转子、筛片、传动部分。粉碎机是工农业生产中应用非常广泛的一种通用设备，本次设计主要是吸取现有粉碎机的优点，结合谷物和油料的特殊要求，对粉碎机的方案、传动系统和工作部件进行规范设计，最终设计出一种能适应于粉碎谷物、油料的小型家用型饲料粉碎机。 关键词：粉碎机；锤片式；设计 目 录 摘要 Ⅰ Abstract Ⅱ 第1章 绪论 1 1.1研究饲料粉碎机的目的 1 1.2发展动态 1 1.3研究方向 2 1.4发展前景 2 1.5研究方向 3 1.6粉碎设备类别及其特点 3 1.7粉碎原理 4 1.7.1机械粉碎设备 5 Ghuuyh9 8 第2章 总体方案确定 9 2.1基本内容 9 2.2饲料机的基本构成部件 9 2.3饲料机的工作原理 10 2.4主要工作部件 11 2.4.1动齿盘 11 2.4.2定齿盘 12 2.4.3筛网 12 2.5本章小结 13 第3章 主要部件的选型和设计 14 3.1动、定齿盘直径和粉碎室宽度的确定 14 3.1.1动齿盘的齿数和齿的尺寸 14 3.1.2定齿盘的齿数和齿的尺寸 16 3.2筛网 16 3.3进料斗 17 3.4动力装置和传动装置的设计计算 17 3.5轴的设计计算及校核 21 3.5.1轴的设计原则 21 3.5.2求粉碎机上的轴的功率和转矩 22 3.5.3初步确定轴的最小直径 22 3.5.4轴的结构设计 22 3.5.5求轴上的载荷 23 3.5.6按弯扭合成应力校核轴的强度 24 3.5.7精确校核轴的疲劳强度 24 3.6键的选择和校核 28 3.6.1键的选择 28 3.6.2键的校核 28 3.7本章小结 29 结论 30 参考文献 31 附录 33 1.生产操作 33 2.设备维护 34 3.筛网的修理和更换 34 4.V带的张紧与维护 35 第1章 绪 论 1.1 研究饲料机的目的 饲料粉碎的质量，对畜牧业的发展有着重要的意义。粉碎，是提高饲料质量的必要条件，饲料过粗，畜禽不易消化吸收，浪费饲料。因为，动物对饲料的消化吸收主要依靠酶的作用。粉碎过的保证质量要求的饲料，单位重量颗粒数目多，表面极大，酶的作用强，动物消化吸收较好。但也不是饲料越细效果越好，如果饲料过细，经过畜禽消化道时易结团等很多因素的影响反而不利于消化吸收，甚至引起疾病或造成不应有的损失。所以，设计合理配套的粉碎机械很有必要。 齿爪式粉碎机的结构组成，使得该机除了粉碎作用外还兼有混合搅拌的作用，饲料在机内从中间向四周扩散，相当于经过多个粉碎室，因而可达到均匀的高细货品力度。 1.2 发展动态 目前，随着我国农业机械化水平不断提高，使得各项农业活动有了飞速的发展和提升，尤其是作物种植的密度增大和单位面积产率大幅度增加，这就使得收获后的秸秆处理成为了音响农业货的的一大难题，传统农家肥已经不能吸纳过多的作物秸秆，而现行的农田焚烧秸秆，会导致升天环境的破坏及增加火灾隐患，就目前来说已经被国际征服部门命令禁止。此外，秸秆的粉碎也出现了一系列想要的问题和危害，例如，病虫害的泛滥和对后期播种出苗率的影响。 正是在这样的时代背景下，饲料、干饲料粉碎机械行业迎来了发展的大好时机，将作物秸秆粉碎后作为牲畜、家禽的供养饲料可谓是一举多得，大大解放了农业机械化的发展进程和水平。 饲料机的结构组成，原料从定齿盘中部的进料管流入，有动齿盘最外层的两个搅拌齿拨入粉碎区，在告诉旋转的动齿盘与定齿盘上的圆齿和扁齿的摩擦下粉碎，饲料的离心力和摩擦力的作用下，有的与筛片碰撞弹回粉碎区再次遭受摩擦作用，有的与定齿相撞进入齿间进一步被磨碎，旋转的风压是合格的成品等穿过筛孔而别压出粉碎室，较大的颗粒则继续留在机内粉碎，这种粉碎机除了具有粉碎作用外海兼有混合搅拌的作用，饲料在机内从中间向四周扩散，相当于经过多个粉碎室，因而可达到均匀的高细货品粒度。 1.3 国外饲料粉碎机发展情况 家用型饲料粉碎机在国外饲料工业生产中应用最为广泛。由于在饲料所用原料上的差异，在欧洲的饲料多采用混合粉碎（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比如燕麦、大麦之类的谷物等，原料水分也略低于欧洲。这样也就使得家用型饲料粉碎机向两个方向发展；首先在于美国的产品追求筛板面积大，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全周筛，而欧洲最为典型的是荷兰的Van Aarsen公司的2D系列家用型饲料粉碎机，其冲击齿板面积几乎达整个粉碎机室外周围面积的一半，占46%；其次在于筛板的安装。美国家用型饲料粉碎机在安装、更换筛板时必须停机并且打开机壳才能进行，而欧洲的许多家用型饲料粉碎机是从轴间插入式，不需停机和打开机壳可抽出原有筛板；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，如Van Aarsen公司的2D系列家用型饲料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。 为使粉碎机粒度均匀合理，饲料行业尝试引入循环粉碎，先粉后筛、筛后再粉的分步粉碎工艺将粉碎机与筛分设备按一定的关系进行组合，粉碎机只负责粉碎，把控制粉碎物料粒度的任务交给了相配套的筛分设备。这样也就提高了粉碎产量和粉碎效率，降低了粉碎电耗。为避免不必要的粒度运动，还有其他变型粉碎机，如涡轮粉碎机，其特点为在粉碎室筛板的末尾或在与进料口约成270°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要配备外设筛分设备，粗粒物料在机内自动循环；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。 1.4发展前景 饲料行业属于高耗能行业之一，选购设备应该考虑到长期的节能使用，使用粉碎机也是如此，要优选低耗能产品，兼顾粒度和产量。每种粉碎机都有其最适合的工作场合，畜禽饲料粒度较粗，适合使用家用型饲料粉碎机，水产饲料要求高粒度，适于使用齿爪式粉碎机。 饲料机在粉碎机粒度高、能耗低这两点上具有综合的优势，在水产饲料行业有良好的声誉，除蟹、鳗以及某些小型鱼虾类的饵料要求达到95%过80甚至100目，需要配备超微粉碎机外，一般水产饲料只要在0.5—1.2mm筛孔范围内更换筛片，饲料机的粉碎粒度完全可以满足绝大部分水生动物饲料的要求。可以这么说：饲料机是水产饲料行业最实用的粉碎机型。 1.5 研究方向 从1955年起，我国开始研制饲料粉碎机，经过50多年的发展，我国饲料粉碎机械不论是产品品种、产品结构，还是在生产能力及综合性能都有了长足的发展和进步。经历了引进、消化吸收、自主开发、合资合作生产等几个阶段，目前我国饲料粉碎机械工业已具备一定的规模和水平，生产的饲料粉碎机械设备主要技术指标与国际水平基本相当。但是从整体上看，我国饲料粉碎机械工业尚处于由传统型向机械化、自动化和集约化过渡的起步阶段，仍然有许多问题需要努力解决，不断改进提高。近年来，我国养殖规模、养殖品种的多元化发展，对饲料粉碎机提出了新的要求，今后几年的粉碎机技术研究应主要集中在以下几个方面： 1.粉碎设备自动化调控水平有待提高。目前国内粉碎设备大多是单元操作机，作业时还停留在人工控制阶段。 2.主要易损部件消耗大，使用寿命有待进一步提高。目前我国粉碎机使用的锤片、筛片及齿板等易损件在性能、使用寿命上还与国际水平有一定差距。进一步研究如何提高锤片、齿爪和筛片的质量，降低单位产量的锤片、齿爪和筛片消耗率，延长其使用寿命，降低易损部件对粉碎成本的影响。 3.粉碎作业能耗高，效率低，生产能力与粉碎细度相互制约。尤其在微粉碎时，物料温升高，噪声大，粒度不均匀。提高粉碎机加工精度与装配精度, 从结构上进行优化, 降低粉碎机的噪声。 4.粉碎机的可靠性及整机质量需要进一步提高。 5.秸秆、草类专用粉碎机有待进一步开发 农村中粉碎农作物秸秆饲料，仍普遍采用通用式粉碎机，如锤片式等。 6.生物质能源领域需要的新型物料粉碎机械亟待研究开发。 1.6 粉碎设备类别及其特点 粉碎机一般分为机械式粉碎机、气流粉碎机、研磨机和低温粉碎机四个大类。 1.机械式粉碎机是以机械方式为主，对物料进行粉碎的机械，它又分为齿式粉碎机、锤式粉碎机、刀式粉碎机、涡轮式粉碎机、压磨式粉碎机和铣削式粉碎机。 (1)齿式粉碎机：由固定齿圈与转动齿盘的高速相对运行,对物料进行粉碎(含 冲击、剪切、碰撞、摩擦)等的机器。  (2)锤式粉碎机：由高速旋转的活动锤击件与固定圈的相对运动,对物料进行粉碎(含锤击、碰撞、摩擦)等的机器。锤式粉碎机又分活动锤击件为片状件的家用型饲料粉碎机和活动锤击件为块状件的锤块式粉碎机。 (3)刀式粉碎机：由高速旋转的刀板(块、片)与固定齿圈的相对运动对物料 进行粉碎(含剪切、碰撞、摩擦)等的机器。 刀式粉碎机又分为：刀式多级粉碎机：主轴卧式，刀刃与主轴平行并具有单级或多级粉碎功能的机器；斜刀多级粉碎机：主轴卧式，倾斜刀式并具有单级或多级粉碎功能的机器；组合立刀粉碎机:主轴卧式,多层立刀组合的粉碎器；立式侧刀粉碎机：主轴立式，侧刀转盘运动并带有分级功能的粉碎机器。 (4)涡轮式粉碎机:由高速旋转的涡轮叶片与固定齿圈的相对运动，对物料进行粉碎(含剪切、碰撞、摩擦)等的机器。 (5)压磨式粉碎机：由各种磨轮与固定磨面的相对运动，对物料进行碾磨性粉碎的机器。 (6)铣削式粉碎机：通过铣齿旋转运动，对物料进行粉碎的机器。 2.气流粉碎机气流粉碎机是通过粉碎室内的喷嘴把压缩空气（或其他介质）形成 气流束变成速度能量，促使物料之间产生强烈的冲击、摩擦进行粉碎的机器。 3.研磨机研磨机是通过研磨体、头、球等介质的运动对物料进行研磨使物料研磨成超细度混合物的机器。它又分为： (1)球磨机：由瓷质球体或不锈钢球体为研磨介质的机器。 (2)乳钵研磨机：由立式磨头对乳钵的相对运动对物料进行研磨的机器。 (3)胶体磨：由成对磨体(面)的相对运动，对液固相物料进行研磨的机器。 (4)低温粉碎机低温粉碎机是经低温(最低温度)处理，对物料进行粉碎的机器。 1.7粉碎原理： 粉碎方法主要有五种： (1)压碎。如图1.1-a所示，物料在两平面之间受到缓慢增长的压力作用而被粉碎。对于大块物料，第一步采用此法处理。挤压粉碎适用于脆性物料，食品加工中常用的是对辊粉碎机，如对辊的线速度相等，则为纯粹的挤压过程。 (2)劈碎。如图1.1-b所示，物料受到楔状刀具的作用而被分裂。多用于脆性，韧性物料的破碎，能耗较低。 (3)剪碎。如图1.1-c所示，物料在两个破碎工作面间，如同承受载荷的那个支点(或多支点)梁，除了在外力作用点受劈外，还发生弯曲折断。多用于较大块的长或薄的硬脆性物。 图1.1 物料粉碎方法示意图 (4)击碎。如图1.1-d所示，物料在瞬间受到外来的冲击力而被破碎。冲击的方法较多，如在坚硬的表面上受到外来冲击体的打击，高速运动的机件冲击物料，高速运动的物料冲击到固定坚硬物体上，物料块之间的相互冲击等。此种方法多用于脆性物料的粉碎，粉碎范围很大。 (5)磨碎。如图1.1-e所示，物料在两工作面或各种形状的研磨之间受到摩擦，剪切作用而被磨削成为细粒。多用于小块物料或韧性物料的粉碎。 在粉碎操作上，所使用的粉碎方法应根据