畢業設計---錘片式飼料粉碎機設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 擊板，雙向雙速電動機。 HEMOS 系列配有電子控制的變速喂料 機，可根據主電機負荷自動調整喂料量。與 HEMOS 系列相比， HEMILL系列采用雙倍轉 子直徑、低轉速設計 (1500r/min)，兩者錘片端線速度相同，均為 100m/s。 HEMILL篩片面積增大有助于粉體及時篩出，提高了產量，適用于粗粉的制備。這種大轉子低轉速設計，還有助于減少振動和噪音。德國 Heitling EMl2 系列粉碎機可選用雙速控制或無級調速，全新的快速錘片更換結構，篩片分 6 片安裝，可快速不停機換篩片，篩孔尺寸可調，篩面包角達 324176。 錯誤 !未找到引用源。 。瑞士布勒 (Buhler)公司生產的 DNZF 型錘片式微粉碎機，采用魚鱗形篩片，平均粉碎粒度能達 100～ 500μm。該公司的 DFZH 型立式粉碎機，有單軸式和雙軸式兩種機型。這類粉碎機主機為立式結構，安 裝圓篩框形篩片，頂部進料口配有可調流量式專用喂料器，自帶吸風風機，出口處設置傳感器，可實時監測堵料情況，具有產量高，粒度規則，結構簡單，操作維護方便等特點 [9]。日本細川密克朗(Hosokawa Micron)公司生產的 ACM型立式無篩微粉碎機，通過不同形式的轉子體與定子對套的優化配置，可獲得最佳粉碎效果。利用高效分級渦輪可及時排出細粉，避免過度粉碎，能耗較低，同時產品細度調節較為方便，平均細度 (d50)在 10～ 1000μm范圍。由于大風量輸送物料，散熱效果好，可有效地降低物料溫升。 Hosokawa Micron公司生產的臥式多級微粉碎機，將風機和粉碎機同軸組合在一起，采用兩級串聯粉碎和內分級，粉碎效率高、能耗低，產品平均粒徑 3～ 100μm，并內設排渣裝置，提高了粉碎產品的質量和純度 [10]。 南京林業大學本科畢 業設計（論文） 4 第二章 總體方案的確定 粉碎機的分類 粉碎機在農產品和飼料加工中發揮著重要的作用。飼料粉碎機主要用于粉碎谷粒飼料和各種粗飼料。飼料經過粉碎后，表面積增大，從而便于畜禽消化吸收，有利于提高消化率，增強飼料適口性，以及便于飼料的輸送、混合和制粒。飼料粉碎的方法主要有擊碎、破碎、壓碎三種，其中擊碎加工方法應用最多。 目前飼料廠常用的粉碎機有錘片式粉碎機、爪式粉碎機、無篩式粉碎機和輥式粉碎機。現在國內外廣泛采用新型的立軸式錘片粉碎機。立式粉碎機有許多優點，例如不帶吸風裝置，卻有較大的吸風量，從而降低了粉碎產物的溫度，使粉碎產量有了明顯的提高，與常用的臥軸式錘片粉碎機相比，其結構緊湊，體積小且占地空間少，配用功率小，生產成本也比較低。因此，就目前來講這種機型最受廣大消費者的喜歡。 立軸式錘片粉碎機在結構上的一項明顯變革是其轉子軸的立式布置。須粉碎的物料通過供料裝置從機體上部的兩個（或三個）進料口進入粉碎室，物料運動軌跡與 錘片運動軌跡垂直相交，物料與錘片之間有很大的相對速度，加上有幾個進料口同時進料，因而物料受到的錘擊力度大且均勻。在此作用下，大部分物料被粉碎到合適的細度。部分粉碎不足或少量未粉碎的物料繼續下降，落入轉子下層粉碎區域，與錘片架相連的刮片將欲沉積在底篩上的物料刮起，并隨轉子旋轉，將其甩向周圍的錘片作用區域繼續進行粉碎。刮片同時有風機葉片的功能，能產生一定的風壓和風量，這既有利于細粉的排出，也可降低粉碎室內的溫度和濕度，有利于粉碎加工 [11]。 粉碎機的一般構造 錘片式粉碎機一般由電機、傳動部分、供料裝置 、機體、轉子、齒板、篩片、集料筒等組成。 錘片架和錘片等構成的轉子由軸支撐在機體內，機體安裝有齒板和篩片，齒板和篩片呈圓形包圍轉子，與粉碎機側壁一起構成粉碎室。錘片用銷軸連接在錘片架的四周，錘片之間裝有隔套（或墊片），使錘片之間批次錯開，按一定規律均勻沿軸向分布。 南京林業大學本科畢 業設計（論文） 5 更換篩片或錘片時需開啟操作門，篩片靠操作門來緊固，或采用獨立的壓緊裝置，粉碎機工作室操作門通過某種裝置被鎖住，保證轉子工作時不能被開啟，以防發生安全事故 [12]。 粉碎機的工作過程 粉碎機工作時，物料進入粉碎室，受高速回轉錘片的打擊而破裂 ，并以很高的速度分向齒板和篩片，與齒板和篩片撞擊進一步破碎，通過如此反復打擊，物料被粉碎成小碎粒。在打擊撞擊的同時，物料還受到錘片頂端和篩片的摩擦、搓擦作用而進一步粉碎。在此同時，較細顆粒由篩孔漏出，留在篩面上的較大顆粒，再次受到粉碎，直到從篩孔漏出，最后從底座出料口排出。 一般來說，錘片式粉碎機的工作過程主要由兩方面構成：一是錘片對物料的沖擊作用；二是篩片對物料以及物料之間的摩擦、搓擦作用。谷物、礦物等脆性物料，主要依靠沖擊作用而粉碎；牧草、秸稈蔓藤等柔性物料主要依靠摩擦作用而粉碎，當然還有其他剪切作用等 。但是，不管哪種物料的粉碎都是多種粉碎方式聯合作用結果，不存在只有單一粉碎方式的粉碎過程，只不過對于某一具體的粉碎過程，總有一種粉碎方式處于主導地位 [13]。 南京林業大學本科畢 業設計（論文） 6 第三章 粉碎機重要部件的選型與設計 機殼 錘片式粉碎機機殼的作用保證物料順利進入粉碎室，其結構應能防止谷物顆粒向喂入口出現架空現象；同時將被粉碎且穿過篩孔的物料收集，使之從下部排料口順利排出，目前我國使用的錘片式粉碎機機殼進料口位置基本上有切向喂入式、頂部喂入式和軸向喂入式三種（圖 31）。 （ a） （ b） （ c） 圖 31 入料口形式圖 （ a）切向式喂料：這種喂料方式喂入時物料容易被錘片抓取，如果入料口與錘片成一定角度，可增大增大錘片抓取物料的面積，可增加生產率。通過實驗可得入料口與錘片之間的角度一般在 15～ 20186。 （ b）頂置式喂料：這種喂料方式較為省力，可通過重力直接入料，但若加工對象為農作物秸稈，秸稈體積較為龐大，若采用頂置式喂料口會很不方便，在喂料時沖擊較大，不好控制，并且會出現堵塞現象。 （ c）軸向式喂料：當采用軸向式喂料時，若加工秸稈，由于秸稈體積較 為龐大，故需加切刀裝置，這將提高產品的成本 ，不經濟 [14]。 綜上所述，通過對上述三種方案的分析，故采用切向喂料的方式。 粉碎機為切向進料式，采用 錯誤 !未找到引用源。 的上機蓋， 錯誤 !未找到引用源。 的上機蓋不反料、不架空、度電產量高，殼體也經湊（圖 32）。 南京林業大學本科畢 業設計（論文） 7 圖 32 機殼示意圖 機體 機體是用鋼板或鑄鐵制成，有整體式及上下分式，機體內腔有的全部安裝有篩片，有的上半部分為齒板，下半部分為篩片。本次設計的機體采用鑄鐵制造，機體上半腔為齒板，下半腔為篩片。 錘片 錘 片的尺寸和形狀 錘片是錘片式粉碎機中最主要的組成部分，也是最容易耗損的工作部件。錘片的形狀、尺寸和工作密度對粉碎機的單位產量和粉碎機的粒度分布寬窄都有著很大的影響。目前國內外所用錘片種類很多（圖 33）。 圖 33 錘片種類 目前應用的錘片形狀很多，但使用最廣泛的是板狀矩形錘片（圖 33a），因它形狀簡單，易制造，通用性好。它有兩個銷軸孔，其中一孔穿在銷軸上，可輪換使用四角來工作。在傳統矩形錘片工 作邊涂焊、堆焊碳化鎢或焊上一塊特殊的耐磨合金，錘片的使用壽命提高 7～ 8 倍，但制造成本較高（圖 33b、 c、 d）。將四角作成梯形、棱角和尖角，南京林業大學本科畢 業設計（論文） 8 提高其對牧草纖維飼料的粉碎效果，但耐磨性差（圖 33e、 f、 g）。環形錘片（圖 33h）只有一個銷孔，工作中自動變換工作角，因此磨損均勻，使用壽命較長，但結構復雜。復合鋼矩形錘片（圖 33i）是由軋鋼廠提供的兩表層硬度大中間夾層韌性好的鋼板，制造簡單，成本低。 我國飼料粉碎機的錘片已標準化，機械工業部定有 I、 II、 III 型三種標準錘片（都是矩形雙孔錘片） [15]。本次設計的粉碎機轉子直徑在 500mm以下，據相關標準選擇 I型錘片，錘片工作邊涂焊、堆焊碳化鎢或焊上一塊特殊的耐磨合金，以延長使用壽命，錘片示意圖下圖 34： 圖 34 錘片示意圖 錘片安裝方式 粉碎機轉子上錘片的排列方式，直接關系到轉子的平衡、物料在粉碎室內的分布和錘片的磨損均勻程度，對錘片排列的要求是：沿粉碎室工作寬度錘片運動軌跡分布均勻，物料不推向一側，有利 于轉子的動平衡 。 常見的錘片排列方式有四種。一是螺旋式，分為單（圖 35a）、雙螺旋線排列。排列方式最簡單，軌跡均勻不重復。但工作時物料將順著螺旋線向一側推移，使此側的錘片磨損加劇。此外，當轉子高速旋轉時錘片出現不平衡力矩，使機器產生振動。 二是對稱排列 (圖 35b)。對稱兩銷軸 Ⅰ 、 Ⅲ 和 Ⅱ 、 Ⅳ 上的錘片對稱安裝。對稱排列的錘片運動軌跡重復。在同樣軌跡密度下，需增加錘片數量，耗用鋼材多。但其對稱銷軸的離心力合力可以相互平衡，故轉子運轉平穩，物料無側移現象，錘片磨損也比較均勻。三是交錯排列 (圖 35c)。有單錘片交 錯平衡排列和雙錘片交錯平衡排列兩種。錘片軌跡均勻，不重復。對稱銷軸上離心力合力相互平衡，轉子運轉平穩，但工作時物料略有推移，銷軸間隔套品種較多，不便于更換錘片。四是混合排列 (圖 35d)。不僅軌跡均勻，不重復，而且錘片排列左右對稱，四根銷軸上的離心力合力相互平衡，因此轉子運轉平衡性好，但間隔套種類較多 [16]。 南京林業大學本科畢 業設計（論文） 9 圖 35 錘片排列形式 本次設計采用對稱排列，對應兩組錘片對稱安裝。因而，轉子上對應兩銷軸上所受的力可以相互平衡，轉子運行更加平穩，且錘片安裝簡單方便，各錘片磨損較為同步。 粉碎室 粉碎機轉子直徑 D 與粉碎室寬度 B 之間可以用以下經驗公式求得： DB=錯誤 !未找到引用源。 N/V （ 31） 式中 V為錘片末端速度，為 60～ 100m/s； 錯誤 !未找到引用源。 為經驗系數，一般K0=～ 。 K0和 N 確定后， DB 就確定了。 DB 確定之后，為了降低噪音，一般采用大轉子低轉速。本次設計的是 9F40 型粉碎機，即轉子直徑 D=400mm。根據要求選取電動機型號為 Y132S22 則 N 取 ，則經過計算，取 B=202mm。 圖 36 轉子分解圖 南京林業大學本科畢 業設計（論文） 10 篩片 粉碎機上所用的篩片有圓孔篩、圓錐孔篩和魚鱗篩等數種。以圓孔篩應用較多。篩孔直徑分成四個等級 :小孔 1～ 2mm，中孔 3～ 4mm，粗孔 5～ 6mm，大孔