水滴式粉碎机实体设计开题报告

1 黑龙江八一农垦大学 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名： 学 号： 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计 (论文 )题目： 水滴式粉碎机实体设计 指导教师： 2009 年 3 月 18 日 2 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 文 献 综 述 1、饲料粉碎目的及意义 改革开放以来，我国畜牧业得到了长足发展，畜牧业生产水平不断提高，主要畜产品产量持续二十多年快速增长，畜牧业已成为我国农村 经济的支柱产业，也是农民增收的亮点 随着农村农业产业结构的调整 , 畜牧业将成为农村发展经济的主导产业。广大农民充分利用当地自然资源 , 大力发展养殖业 , 促进农产品转化增值 , 增加农民经济收入。 随着畜禽业迅速发展，我国饲料产量已达到 4500万 t，总产量居世界第二位。根据全国饲料发展钢要规定的目标， 2000年饲料加工能力要达到 1 1.2亿 t。我国主要生产年单班产量在 5万 t以下的饲料加工设备，不能满足市场发展的需要。因此，应重点发展年单班产量 5 4O万 t的饲料机械， 随着畜牧业的不断发展，农民对饲料机械的要求也越来越 高 。要重点发展的成套设备主要包括粉碎机、混合机、制粒机、冷却机、破碎机、分级筛、原粮及粉料清理机、膨化机等。饲料工业使用的粉碎设备有很多种形式。其中，锤片式粉碎机因其占地面积小、粉碎效率高、耗电量小等优点，得到了最广泛的普及应用。 粉碎 ,是饲料加工生产过程中 7大工序 (原料接收、清 理、粉碎、配料、混合、制粒成形、计量包装 )的重要工序之一 ,粉碎效果的好坏对饲料产品的适口性、饲喂效果及后续工序的加工品质有着重要影响。一般饲料中需粉碎的原料占配方比例的 50% 80%,粉碎加工环节的电耗占整个工艺的 30% 70%,其加工成本对整个饲料生产成本有着举足轻重 的作用。因此对粉碎机结构、粉碎效率、电耗、粉碎粒度大小及均匀性、易损部件的耐磨性、粉碎机自动控制等方面的研究 ,对配合饲料加工生产有着重要意义。 2、我国饲料粉碎机技术发展现状 20 世纪 90 年代以来 ,我国饲料机械行业中崛起了数家 以江苏牧羊、江苏正昌为代表的企业集团 ,成为行业中的龙 头企业 ,这些企业通过引进国外先进技术和设备 ,根据我国 市场需求调整产品结构 ,先后开发了 75350 kW 水滴型锤 片式粉碎机、立轴式微粉碎机 ,创出了水滴王、冠军、优胜等 品牌 ,形成了标准化、系列化 产品 ,一些产品已达到国际先进 技术水平。江苏牧羊集团至今已形成了以“水滴王 968” 系 列粉碎机为代表的粗粉碎机 , SWFP“ 超越 ” 系列微粉碎机为 代表的微粉碎机 , SWFL B 型 “ 超乐 ” 系列超微粉碎机为代表 的超微粉碎机等多种品类的粉碎机设备群。牧羊 968 水滴 王系列粉碎机 ,功率配备为 75350 kW,产量为 1270 t/h,适用筛片筛孔 1. 2 4. 0 mm。根据目前对比检测结果 ,968 系列在用 3. 0 mm 筛孔粉碎玉米时吨料电耗最低可达 5. 2 kWh, 其粗粉碎性能指标和稳定性处于领先地位 ,在结 构方 面 ,采用了有利于提高粉碎效率的水滴型筛片 ,一步到 位的联动式压筛机构 ,不停机换筛技术 ,可调整的锤筛间隙 ,实现普通粉碎与微粉碎的转换 ,提高了生产效率。 SWFP“ 超 越”系列微粉碎机功率配备为 55200 kW,适用筛片筛孔为 0. 6 2. 0 mm,吨料电耗较低 ,采用 1. 0 mm 筛孔筛片粉 碎玉米时吨料电耗可达 14. 5 kWh, 采用 0. 8 mm 筛孔筛 片粉碎玉米时吨料电耗可达 17. 8 kWh, SWFP66100(132 kW) 型鱼料粉碎产量为 10 t/h。 SWFL B 型 “ 超乐 ” 系 列超微粉碎机 ,功率 配备为 90160 kW,在 90%通过 80 目 的条件下产量为 1. 25. 5 t/h。 上海春谷实业有限公司研制开发的横宽形多层振动筛锤片式粉碎机 (见图 2),它是由电动机、多层筛体 (常分为内 外两层筛 )、振动器、机体等组成。内层筛起抗磨防破作用 ,外层筛起分级筛选作用。工作时 ,外层筛上物料在振动条件 下会回到内层筛上继续粉碎 ,合格粉粒在振动条件下从外层 筛筛孔排出。由于增加内层筛 ,使得外层筛的使用寿命成倍 延长 ,筛 3 破漏料事故下降。这种粉碎机对饲料的粗粉碎和超 细粉碎都适用 ,效率高 ,粉粒比较均匀 ,对水分较高的原料和 纤维含量 高的原料有较好的适应性 ,易损件筛片寿命长 ,锤 片更换周期长 。 3、我国饲料粉碎机技术发展值得注意的几个方面 从 1955年起 ,我国开始研制锤片式饲料粉碎机 ,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。 (1)粉碎设备自动化调控水平有待提高。目前国内粉碎 备大多是单元操作机 ,作业时还停留在人工控制阶段 ,人这样 ,粒度均匀性就得不到 工程控制的局限性决定了设备的生产效果难以达到很高的要求 ,如粉碎物料条件变化时 ,为了生产出特定粒度的颗粒 ,往 往需要不断的对设备进行调整 ；对紧急情况做出迅速的响应 ,使设备的安全性受到限制。因 此 ,在设计面向高端市场的设备时 ,应根据实际需要为设备 引入智能化控制系统 ,实现粉碎全过程的闭环控制 (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。因此 ,应从耐磨、耐 冲击、高寿命、低成本等方面综合考虑 ,如采用高合金及其它 新型耐磨材料作为耐磨件 ,利用表面渗硼、渗碳、硬质合金堆 焊等表面强化处理工艺 ,用热处理的手段来改变材料的组 织 ,获得各种耐磨的、高硬度的结构来提高耐磨性。 (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。 由于微粉碎时锤筛间隙较小 ,筛孔较小 ,而转子转速又高 ,物 料通过筛板困难 ,这增大了物料与筛板的摩擦生热 ,使得电 机的一部分功率转化为热能和噪声而浪费 ,同时还造成物料 在粉碎室内的过度粉碎 ,使粒度不均匀。粉碎效率是衡量 一个粉碎系统性能的关键指标 ,对饲料加工的经济效益有着 重要影响。提高粉碎效率 ,降低单位能耗一直是人们努力研 究的首要问题。建议今后在粉碎原理、流场分布、高效筛分、气流分选等方面进行深入研究 ,通过优化粉碎机结构及其配 套设备的操作参数 ,选用合理的粉碎工艺 ,研究粉碎粒度与 电耗的关系 ,充分发挥自动化控制作用 ,以进一步提高生 产率。 (4)粉碎机的可靠性及整机质量需要进一步提高。以辽 宁省的抽查结果为例 ,在抽查的 20 个产品中 有 65%的存在 不同程度的缺陷 。一般来说 ,以面向饲料加工企业的大中 型饲料粉碎机产品一般是由具有一定生产规模的企业生产 ,其产品质量相对较好。但以农村个体用户为主要销售对象的小型饲料粉碎机 ,由于结构简单 ,价格不高 ,市场需求大 ,生产投入小 ,容易拼装 ,也占据了不小的市场份额。这些粉 碎机存在的质量问题一般表现在以下几方面 :材质不符合要 求 ,偷工减料 ,安全警告标志、安全防护装置不符合要求。 (5)生物质能源领域需要的新型物料粉碎机械亟待研究 开发。农作物秸秆、树枝、树叶、草类等物料都是可利用的生物质能源 ,在生产生物质能源如 液体燃料过程中需要对其进 行完善的预处理 ,但生物质能源原料加工处理机械非常少 ,加工质量和效率很不理想 ,开发新型生物质能源物料粉碎机 械具有光明前景。由于各种生物质的物理特性有很大差异 ,因此应建立全面的物料特性数据库 ,以便研究开发专用的粉 碎机械。 Petre I. Miu 在 2006 年综述了玉米、大麦、小麦、水 稻秸秆等几种常见生物质的物理机械特性 ,对比分析了切碎 机、锤式粉碎机、圆盘粉碎机加工不同生物质时的工艺数据 ,提出研究粉碎、分离与能耗的关系 ,优化粉碎工艺 ,开发新型 粉碎机械仍是未来的发展方向 。 4 参考资料 1曹 康 ,金征宇 .现代饲料加工技术 M.上海 :上海科学技术 文献出版社 , 2003. 2李忠平 ,朱 江 ,韩邦华 .饲料粉碎技术研究新进展 J.饲料 工业 , 2002, 23(11): 36. 3俞信国 .锤片粉碎机 P.中国专利 : 97234455. 1, 1999-03-12. 4邓洁红 ,曹乐平 .锤式粉碎机的优化设计 J.粮油食品科技 , 2005, 13(3): 1421 5杜小强 ,宗 力 .基于虚拟样机的锤片式粉碎机转子动力学特 性研究 J.农业机械学报 , 2005, 36(7): 5356. 6贺志昌 .微粉碎机及风网系统的探讨 J.广东饲料 , 2000, 9(1): 3839. 7杨 柳 ,杨者森 .我省饲料粉碎机产品质量分析 J.农业机械 化与电气化 , 2006(4): 4243. 8饲料工业 “ 十一五 ” 发展规划 农牧发 2006-11 号 EB/ 9 OL.中国饲料工业信息网 , 2006-08-04. 10王少伟 ,孙成林 ,译 .粉碎 M.北京 :建筑工业出版社 ,1982. 11母福生 .破碎理论的研究现状及发展要求 J.硫磷设计与 粉体工程 ,2006,(4):20-23. 12方苍舟 ,等 .亚微米分级机的研制及其试验研究 J.非金属 矿 ,2006,(2):90-92. 13孙成林 .近年我国超细粉碎及超细分级发展及问题 J.全 国首届旋流器分离理论与应用研讨会论文集 ,矿业快报 ,2002,(增刊 ):65-70. 14孙成林 .我国干式分级理论研究现状 J.中国粉体技术 (信 息资讯版 ),2005,(3):22-28. 5 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径） 1、 锤片布置的优化设计 9FS 一 534 型粉 碎机采用了水滴形筛片， 物料喂入粉碎室后，受锤片打击而进入环流层。当环流的物料转过 270 度 后，便以切线方向向对 面筛片撞击，部分粒度合格的物料穿过筛孔，不合格即物料重新落入锤片旋转区，再次受锤片打击。这样，物料每环流一次，环流层就被彻底破坏一次，从而增加了锤片打击物料的机率，改进了粉碎机的粉碎性能和排粉能力，但由于其锤片布置方式为非对称交错性排列，虽锤片旋转时轨迹不重合，但其交错的排列增加了动不平衡性，引起两端轴承有较大的磨损，耗能增加。 结构型式：水滴式 锤筛间隙 :该机配置了 8、 12、 20 毫米三种锤 隙（间隙 的大小由筛托调节块来调整）。 粉碎室宽度 ： 选为 360 毫米。 锤片数目： 24 锤片布置方式：对称交错排列 优化后将原有的 16 个锤片改为 26 个，增加了作业容量，提高了物料的粉碎能力；此外对称交错排列不仅轨迹均匀、不重合，而且锤片排列左右对称，四根销轴上的合力作用在同一平面上，对称轴相互平衡，因此平衡性好。 2、 转子结型式构的优化设计 9FS 一 534 型粉碎机 采取了三锤架板的转子结构，为了适应侧顶部的进料方式，本次设计改为在两两锤架板之间，对称焊有后倾状的四对叶片，这样既能加强锤架板的强度，改善销轴的受力状况， 又能增加粉碎室的风量和风压，无须配用外部风运设备，节约投资。 3、 研究方法 Pro/ENGINEER 工 具 软 件 是 美 国 参 数 技 术 公 司 （ Parametric Technology Corporation，简称 PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件中占有重要地位，并作为当今世界机械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业界的认可和推广。作为高等学校和研究机构来说，该软件是进行设计的重要工具。 Pro/ENGINEER 第一个提出参数化设计的概念，并且采用了单一的数据库来解决特征的相关性问题。 Pro/ENGINEER 基于 特征方式，能够将设计至生产过程集成到一起，实现并行工程设计。 Pro/ENGINEER 软件的 CAE 模块具有强大的工程分析能力