《圆锥形滚刀式切碎机的设计本科毕设论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《圆锥形滚刀式切碎机的设计本科毕设论文（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、安徽科技学院 工学院 毕业设计（论文）目录1 引言12国内、外研究状况和应用前景22.1圆锥形滚刀式切碎机在国外的研究状况22.2圆锥形滚刀式切碎机在国内的研究状况22.3 圆锥形滚刀式切碎机的应用前景33 圆锥形滚刀式切碎机简介43.1工作原理及特点43.2组成部分44设计方案论证及传动方案的选择45相关重要零件的设计和计算55.1设计要求和依据55.2功率的计算与电动机的选择65.2.1功率的计算65.2.2选择电动机75.3传动比及动力参数的选择75.4带轮的结构设计95.4.1小带轮的设计和计算105.4.2 V带传动的安装与张紧115.5轴的结构设计和计算125.5.1轴的材料选择和
2、最小直径估算125.5.2 轴的校核计算145.6键的联结165.7滚动轴承及轴承座的确定175.7.1滚动轴承的选择175.7.2 滚动轴承的校核175.7.3轴承盒的结构及其装配185.8滚刀的安装196润滑的选择197电控原理图的组成及绘制207.1控制回路的绘制及动力线路的绘制207.2线路保护环节228结论与建议22致谢22参 考 文 献23圆锥形滚刀式切碎机的设计摘要：本课题设计的是一种农业生产用的具有很实用的切割机械，着重设计了切碎机的主要部件，比如带轮、滚刀轴，轴承座等的设计，通过对原始参数的分析、方案的论证比较和有关数据的分析计算，完成了切碎机的整体设计，在此基础上进行了滚刀
3、轴、轴承座、V带等相关部件的设计和选择。后面还包括切碎机的电气控制部分，同时介绍了本切碎机使用和维护方法等。关键词：切碎机，V带，滚刀，圆锥形滚刀 1 引言目前，国内外饲草切碎器及青饲料收获机上广泛采用的切碎装置有两类滚刀式和轮刀式。圆锥形滚刀式切碎器的动刀属等精切角切刀，它具有工作负荷均匀、机器振动小的显著特点。滚刀式切碎器结构紧凑，滚筒上可安装较多的切刀，滚筒在较低转速时，仍可获得较短的切碎段。滚筒上的动刀速度一致，切碎质量较好。滚刀式切碎器还具有安装方便、易于刃磨等优点，因此。滚刀式切碎器被广泛应用1。切碎机是将大尺寸的固体原料切碎至要求尺寸或形状的加工机械。它在农产品加工、中草药加工、
4、饲料加工等行业领域都又广泛的应用。切碎机按所切物料的形态不同可分为：茎杆类物料切碎机，块状类物料切碎机。茎秆类物料切碎机主要有两种类型，一种是盘刀式，一种就是滚刀式。盘刀式切碎机的主要特点是动刀片刃口线的运动轨迹是一个垂直于回转轴的圆形平面，这类切碎机的通用性广，可用来切割蔬菜、瓜果、和草料，也可以用来切割冻肉等。切割质量好，生产效率高，刀片的拆卸和安装方便，自动化程度高，它是目前农产品、食品和饲料加工中应用最为广泛的一种切碎机。滚刀式切碎机的主要特点是动刀刃口线的运动轨迹呈圆柱形，它的构造和工作过程与盘刀式基本相同，但是切碎器是滚筒式2。块状类物料切碎机按盘刀的方式不同可分为立式盘刀式切碎机
5、、水平盘刀式切碎机和滚刀式切碎机。当前的滚刀式切碎机其最主要的形式就是圆锥形滚刀式切碎机，其主要用来切碎青绿物料和块状茎，其动刀片一般安装在圆锥形滚筒上。当滚筒旋转时，料斗内的物料就被切碎，成品通过动刀和滚筒之间的空隙进入圆锥滚筒内，并沿着圆锥斜面从滚筒的大端排出。由于圆锥仅部分表面和喂料斗接触，所以生产效率较低，但工作较可靠3。本设计对滚刀的结构和轴承座的结构都设计了一下，滚筒采用独立盘式，并可以方便地安装和拆卸，维护也比较方便。设计示意图如图1图1 圆锥形滚刀切碎机示意图Fig.1 Schematic diagram of cone-shaped chopper hob2国内、外研究状况和
6、应用前景2.1圆锥形滚刀式切碎机在国外的研究状况流化床式气流切碎机(Fluidized Bed OpposedJet Mil1)是1981年由德国Alpine公司首先研制成功的，AFG型是目前的主导机型，应用广泛。其工作原理是：物料利用二维或三维设置的数个喷嘴(3 7个)喷汇的气流冲击能，及其气流膨胀呈流化床悬浮翻腾而产生的碰撞、磨擦进行切碎；细粉在负压气流带动下通过顶部设置的涡轮式分级装置，排出机外由旋风分离器及袋式收集器捕集，粗粉受重力沉降返回切碎区继续切碎4。流化床式气流切碎机的突出优点是：噪声低、占地小，产品细度高(d可达310 txm)、粒度分布窄、能耗低，与扁平式气流切碎机相比约可
7、节能30 40 ，切碎效率高，采用A1 O 、SiC等材料做易磨损件，因而可生产莫氏硬度大于1O的产品和高纯度产品5。然而这种机型虽然涵盖了多喷管、流场多元化、料层流态化、卧式分级化等技术，但并非没有缺点，主要表现在： 为卸料方便，切碎室底部多设计成圆锥形状，但是对于二维流场的机型来说，由进料装置输送的物料一旦进入这个盲区，则无法切碎；切碎腔内的流场只能部分实现流态化，喷嘴上部及切碎腔边缘则不能形成流态化； 由于物料在切碎腔内流态化后才能被气流束缚撞击切碎，因此对于进料粒度上限有一定要求，对于密度大、纤维状、片状的物料则难于切碎6。2.2圆锥形滚刀式切碎机在国内的研究状况目前，国内切碎机(Mi
8、croJetMil1)生产厂家主要有上海化机三厂(生产Qs型)、南京理工大学江苏省超细粉体工程技术研究中心试验基地(生产sTJ型和GQF型)等。长沙矿山研究院的李关昌等通过在MicroJet-Mill型气流切碎机的中心区设分级叶轮来降低产品粒度并取得一定成功，生产的超细锆英粉平均粒径可达0430。JOM循环式气流切碎机(JetOMizer)的生产厂家主要有上海化机三厂(生产QSB型，QON系列)等。上海化机三厂在传统Jet-OMizer型气流切碎机的出料口处增设了一个曲率半径更小的二次分级腔和回料通道。对产品粒径要求比较高时，小颗粒料可以进入二次分级腔继续切碎、分级，从而进一步降低产品粒度；对
9、产品粒径要求不高时，则可以关闭二次分级腔前的阀门。据报道，JetOMizer型气流磨可获得粒径为0230的细粉。靶式气流切碎机由于对靶板的冲蚀非常严重，易对产品造成污染，一般只用来处理较粗的粒子，已经趋于淘汰。虽国内外很多公司对其进行改进，但都没有从根本上解决靶板的磨损问题。对冲式气流切碎机主要有国产的QLM型，这种机型生产能力大，冲击强度大，可以切碎莫氏硬度95以下的各种硬质、脆性、韧性的物料。叶菁发明的“中药材冲击摩擦超细气流切碎装置”是一种适用性强、切碎效率高的新型气流切碎机。其工作原理为物料由螺旋给料机送人离心布料盘，通过物料分配器及多个喷嘴与混合加速管，分别高速、对心冲击旋转靶，并在
10、不同的旋转靶表面摩擦纹理的剪切作用下，使药材得以冲击、摩擦切碎后，随上升气流进入设备上部的涡轮分级机构，分离出合格产品，不合格者回落分配器再切碎。切碎后的结果表明，对植物类的粉质硬脆性中药材和纤维类的坚韧药材及矿物质的珍珠母有很好的效果，对热敏性树脂药也有较好的效果。此切碎机打开了在中药材切碎方面使用气流切碎机的思路，是一种全新概念的气流切碎机7。冲击式超细切碎机是国内超细切碎机械开发研制成效最显著的领域之一。国内冲击式超细切碎机的主要机型有咸阳非金属矿研究院和西安飞机制造公司联合研制的CM型超细粉磨机，清华大学和沈阳重型机械厂共同开发的CZM多段冲击式切碎机、ACM型冲击式切碎机，湖北沙市津
11、江超细粉公司生产的DJM900型超细切碎机等。其中ACM 型切碎机结构简单、加工造价低、适应物料范围广，加上大风量输送物料，传热效果好、切碎区域温度较低，可用于某些热敏性物料的切碎，这是其他设备所难以比拟的 。近几年来，冲击式超细切碎机在国内的发明专利大量涌现，如多功能超微粉机(专利号CN2230184Y)、湍流超细粉磨机(专利号CN2247561Y)、多级高效旋磨分选超细切碎机(专利号CN2250807Y)、离心超细粉磨机(专利号CN2274985Y)、立式高速离心超细切碎机(专利号CN2290402Y)、立式风选超细度涡轮切碎机(专利号CN2295530Y)、双吸双磨超细磨(专利号CN23
12、10621Y)、中高产窄分布超细粉磨机(专利号CN2313663Y)、旋风式无介质超细磨(专利号CN2321522Y)。2.3 圆锥形滚刀式切碎机的应用前景由于切碎机在各行各业的普遍使用，因此国内外对切碎机的研究与发展均很重视。日本细川公司研制的ACM型切碎机，是典型的立轴内分级式微切碎机，西班牙克拉维约机械制造公司和埃格斯曼特种饲料公司联合设计制造的立式切碎机系统也大受欧洲各国普遍欢迎。上海市药材有限公司中药机械厂新近研制的FCZ300和FCZK450切碎机组不仅畅销上海和外地药厂及其他行业，解决了中药浸膏不易切碎的难题，并得到了泰国等东南亚各国的青睐，江苏昆山密友实业有限公司的QYF系列流
13、化床气流切碎机也已问世，它填补了我国中草药材超微切碎设备的空白，郑州金属涂塑料研究所设计制造的专门用于切碎热塑性粉末涂料的二级闭路循环控温切碎机，它攻克了切碎过程中的升温难题，还有日本设计制造的气流切碎机、德国研制的低温切碎机均闻名于世。据笔者调研，目前我国切碎机的市场还有很大潜力，但真正有生命力的拳头产品还不多，还有待广大科研人员和制造商们的发明创造，研制出既能解决实际难题，又具有高效率的切碎机，来添补我国乃至世界的技术空白8。3 圆锥形滚刀式切碎机简介圆锥形滚刀式切碎机其主要用来切碎青绿物料和块状茎，其动刀片一般安装在圆锥形滚筒上。当滚筒旋转时，料斗内的物料就被切碎，成品通过动刀和滚筒之间
14、的空隙进入圆锥滚筒内，并沿着圆锥斜面从滚筒的大端排出。由于圆锥仅部分表面和喂料斗接触，所以生产效率较低，但工作较可靠。3.1工作原理及特点本设计最大的特点就是滚筒与滚刀相分离，滚筒与轴相分离，而且滚筒两端也是可以分开拆卸的。当电机高速转动，小带轮利用V带带动大带轮转动，带动传动轴旋转，从而带动滚筒以及飞刀旋转，物料（马铃薯）依靠重力与飞刀接触，然后被飞刀切成片状，切下的物料从滚筒下面飞刀之间的缝隙抛出。如图1-1所示3.2组成部分圆锥形滚刀式切碎机主要由以下几个部分组成：1）电动机；2）V带；3）带轮；4）传动轴；5）滚筒；6）支架；7）料斗。4设计方案论证及传动方案的选择本设计的理论依据主要
15、是利用飞刀刃口绕着轴旋转和物料的重力，物料与飞刀刃口相接触，飞刀利用其刃口斜度切入物料，并最终将其分离，成型为片状。传动方式主要由两种传动方式，第一种就是在电动机与轴之间用减速器减速，如图4-1；第二种就是直接用带传动如图4-2。第一种方案中间加了减速机，虽然这样可以提高切碎机的稳定性和安全性，但是这样大量地提高了产品的成本，有些得不偿失，由于中间加入了加速器，其效率明显不高，而且还使后期使用和维护带来不必要的麻烦。第二种方案显然相对于第一种方案节约了相当大的成本，而且不需要联轴器在其中进行传递，提高了效率，方便用户的使用和维护。带传动是具有中间挠性的一种传动，所以：1)能缓和载荷冲击；2）运行平稳，无噪声；3）制造和安装精度不像啮合传动那样严格；4）过载时将引起带在带轮上打滑，因而可以防止其他零件的损坏；5）可增加带长以适应中心距较大的工作条件（可达15米）。所以本设计采用第二种方案，利用V带进行传递转矩和功率。5相关重要零件的设计和计算5.1设计要求和依据根据课题要求，本课题是作为农产品（马铃薯）为以后的成品干燥和加工的初加工设备，原始数据及有关参数如下：1
