离心式切碎机设计 论文综述.doc

离心式切碎机设计摘要：离心式切碎机经高速转动通过离心力使物料碰撞刀片切碎物料，它具有结构简单，切碎比大，生产效率高等特点。切碎机应用市场非常广泛，包括化工、食品、建筑等各个行业。随着国家继续扩大内需，基础设施建设步伐的加大，这就带动了破碎机行业的的蓬勃发展，切碎机技术也逐渐走向成熟，使切碎机的应用范围非常的广泛。从世界角度来看,今后几年里，全世界对小型切碎机械的需求会明显增加。与国外目前同行业的发展现状相比，我国小型切碎机整体科技水平不高,质量不高,关键技术还要依靠引进. 关键词：切碎机 离心式 材料 关键技术一 国内外切碎机发展现状1国内切碎机发展现状：目前，常用的秸秆加工机械主要有铡草机、粉碎机、揉切机和压捆机等。铡草机也称切碎机，具有结构简单、功耗低和生产率较高等特点，是重要的饲草料加工机械，主要用于切碎粗饲料(如谷草、稻草、麦秸、苜蓿和玉米秸)。内蒙古农业大学机械厂研制开发的9ZC-160型青秆饲草铡草机，在喂料阶段由喂人辊将物料压扁后切碎。该机为小型饲草加工机械，适用于铡切各种青秆饲草(如玉米秸秆、苜蓿)，配套动力为75千瓦，也可由小四轮拖拉机液压悬挂作业，便于流动作业。在同样动力情况下，生产效率为其他机型的2-3倍，青饲草铡切量为58吨川、时。此外，还有各类型号的揉草机，可分为小型、中型和大型。小型铡草机结构紧凑，全部采用钢球轴承运转和齿轮传动，加装吃草装置和磨刀砂轮，生产效率高，安全可靠，配置1-22千瓦电动机，220伏和380伏电压都可使用，用于铡切干草、秸秆或青饲料，以滚筒式居多。中型铡草机可以切碎秸秆和青饲料，故又称为秸秆青贮饲料切碎机。大型铡草机常用于规模较大的牛、羊饲养场，主要用于切碎青贮饲料，故又称为青贮饲料切碎机，多为圆盘式。大中型铡草机为了便于移动和作业，常装有行走轮，而小型铡草机多为固定式。 铡草机加工秸秆(尤其是玉米秸秆)的切口不齐，易产生粗硬的秸秆段，故牲畜不喜采食。秸秆粉碎机是当前品种较多的秸秆加工机械，其加工方式主要是粉碎和揉搓。粉碎机械加工出的秸秆饲料因粒度细小而不利于反刍家畜的消化。因此主要作为秸秆饲料制粒和压块等工序的前期加工设备。另外，秸秆粉碎机动力消耗也较大。 针对铡草机和粉碎机的诸多缺点，近年来一些厂家研制开发了多种揉碎机，它们集中了切碎机和粉碎机的优点。如内蒙古农业大学机械加工厂生产的卧式9R-40型揉碎机，既可以与拖拉机悬挂移动，也可采用一般运输方式，提高了机动性能。工作时，锤片式转子在动力机的带动下高速旋转，物料由人工喂人，进入揉碎室后在锤片变高度斜齿板及抛送叶轮的综合作用下受到打击，揉碎而成为丝条状的饲料由抛送叶轮抛送到机外切碎机能把秸秆切成碎段，粉碎机加工艺品的产品呈颗粒状或粉末状，而揉碎机可将秸秆(如玉米、高粱、小麦、牧草和藤蔓)揉碎成丝状段。其独特之处在于：破坏了秸秆表面硬质茎节，不损失其营养成分，把牲畜不能直接食用的秸秆加工成丝状和适口性好的饲料。有利于秸秆的干燥、打捆、储存和运输，提高了饲料利用率，扩大了饲料来源。提高了牲畜的采食率、吃净率和消化率，克服了整秆饲喂利用率低、浪费大和污染严重等缺点。因此，揉碎机在秸秆开发利用中发挥着重要的作用，它实现了牧区和农区之间的资源互补。揉碎机不仅要具有良好的加工性能，而且还要有合理紧凑的结构、较好的动力配套性和机动灵活性。秸秆打捆机采用压缩的加工方式，将松散与密度低的秸秆压缩成高密度草捆，解决了贮存和运输的问题。我国至今已开发研制了包括圆捆机和方捆机在内的多种秸秆、饲草打捆机和田间捡拾打捆联合作业机械。2 切碎机发展现状20世纪80年代后期开始，北方地区开发研制了秸秆饲草揉碎机。这种机械是在锤片式饲料粉碎机基础上发展起来的，用齿板代替筛片，在高速旋转的锤片和齿板作用下，可将秸秆揉搓成细丝。1989年，黑龙江省畜牧机械化研究所研制的9RC-40型粗饲料揉碎机通过了省级鉴定。上世纪90年代初期和中期，辽宁省农机研究所研制的9RF-40型揉搓粉碎机以及吉林省农机研究所研制的9RF-40型揉碎机均通过鉴定。河北南农县大地农机制造有限公司生产的玉皇牌多功能秸秆揉碎机，具有生产能力高、能耗低、价位低、使用寿命长的特点，可把各类秸秆揉成绵软的丝条状饲料，在国内处于领先地位。北京嘉亮林海农牧机械有限责任公司生产的9RC-401型饲料揉碎机，适用于中小型牧场和饲养专业户。扛西省红星机械厂的93FC-50型揉碎机、山西省大同农牧机械厂的9RS-40型揉碎机等也问世。2002年，山东省淄博三明环保农业有限公司推出的新一代秸秆加工设备，即YJR3A型玉米秸秆挤丝揉碎机，适用于含水率70以下的玉米等秸秆的粗加工，压扁、纵切、挤丝和揉碎等复杂工序一次性完成。近两年来，国产的割草机、搂草机、捡拾打捆机、青饲收获机、铡草机、揉碎机以及牧草收贮加工设备和牧草干燥、草粉、草颗粒、草块(饼)与叶蛋白提取等饲料加工设备的销量大幅增加。畜牧业、养殖业和种植业的发展同畜牧、饲料加工机械行业的发展密切相关，也为该行业提供了巨大商机。3 切碎机械的发展方向(1)小型畜牧机械设备农村小规模、家庭化养殖和小型生态农业的发展需要配备完善的相关设备，特别是适应家庭化和小规模操作的、功能较全面而价格又相对便宜的小型畜牧设备是广大农民迫切需要的。(2)规模化及高技术化设备的制造应满足大型饲料企业向集团化、规模化发展的需要。一是发展热处理加工技术(如以膨化膨胀为代表的熟化加工技术正逐步形成一种新的发展潮流)；二是发展液体喷涂加工技术进一步提高饲料的品质，解决热敏营养物(如维生素、氨基酸、酶和微生物等)的添加，保证饲料配方不失真，使饲料生产符合安全与卫生的更高要求；三是提高单机自动化及成套设备自动控制水平。(3)发展行走式联合加机械饲草(秸秆)加工机械、饲喂机械、环境控制机械、厩肥清理和运输机械、撒肥机械、有机肥制备机械、草地改良机械及牧草收贮机械等仍有相当需求空间。尽管现在这些单功能的饲草加工机械还有市场，但集秸秆收获、挤丝揉搓、菌液喷洒、饲草和菌液混合、打捆于一体的行走式联合加工机械，因生产效率高、加工成本低、经济效益显著，将会成为今后市场购买的热点。行走式秸秆联合加工机械的配套动力应以大中型拖拉机为主，加工青秸秆每小时20吨(约667公顷)，能一次完成秸收获、挤丝揉搓、菌液喷洒、混合和打捆等工序。二 存在一些问题青饲切碎机生产率高，作业质量好，工作稳定，是各大农牧场青黄贮最为理想的机具。根据用户条件可选电机作动力，也可选拖拉机为动力，喂入装置有喂入槽和皮带输送机两种，均可自行选择。 关键词：青饲切碎机质量问题对策 0引言 目前，在农民的生产中，青饲切碎机的应用还极其广泛.比较普及的简易青饲料切碎机，就是用废铁回炉热轧的角铁点焊一个机架，配上一个劣质的电机，电机轴上安装一把切刀，切刀外面用不足1mm厚的铁皮或废旧铁皮点焊一个防护罩，含电机整机售价不足120元。这种机器价格低，年销量数十万台，不少个体户投入生产，已形成恶性价格竞争，偷工减料到了极限，安全隐患严重，伤亡事故触目惊心。据报道，仅某一县就发生事故1000例以上，成为名副其实的“切手机”，是农机中安全隐患最多的。现剖析其安全隐患，提出改进措施，以便企业整改提高和行业监督管理。它的不安全因素主要有以下几点个方面. 1喂入口与切刀水平距离小 目前，青切机普遍喂入口与切刀水平距离不足300mm，又无机械喂入装置，操作者用手喂料时，手指极易触及切刀发生切手事故。按照国家标准的要求，喂入口与切刀水平距离应850mm。加长喂入口在无机械喂入装置的情况下，必将导致喂料困难。综合安全和方便性考虑，建议设计成喂入口与水平方向15角，喂入口与切刀水平距离550mm，这样操作者站立时正常操作就不会发生切手事故。此外建议同时采用带长柄手持式推送机构，将青饲料推送至切刀处，并在推送机构长柄上和喂入口上设置防止推送机构触及切刀的限位装置，便可避免切手事故。 2切刀中心孔强度不够极易断裂飞出 目前，切刀非刃口厚度10mm和宽度100mm，薄而窄的切刀中心孔因应力集中、强度不够极易断裂飞出，击穿防护罩，造成伤亡事故。建议切刀采用65Mn、10、20、或Q235钢锻、冲压而成，非刃口厚度应15mm，宽度100mm，切刀宽度加工成距中心孔越近越宽，中心孔处最宽，经正规渗碳、淬火处理后，不允许有崩刃、裂纹等缺陷；同时切刀应标注磨损极限刻度，避免过度使用而发生断裂；切刀应进行静平衡试验；整机出厂应做运转试验，观察切刀与防护罩是否碰擦和是否平衡。 3安全防护罩不安全 目前切刀外面的安全防护罩使用不足1mm厚的铁皮或废旧铁皮点焊而成。曾多次发生切刀在2900r/min以上转速下断裂飞出，击穿防护罩，发生伤亡事故。此外目前出料口与切刀最大旋转外径的防护罩高度防护罩；此外加大出料口与切刀最大旋转外径的防护罩高度，使之距离为250mm，并适当增加出料口距地面的高度，但要将喂入口距地面高度控制在1100mm以内，由此可避免发生切伤手或脚的事故，也可减小物料堆积次数，使用中注意严禁用手、脚或金属工具清除堆积物料。如是采用皮带等方式传递动力的，外露回转件应安装防护装置。 4活动门与电机之间无联动刹车装置 曾多次发生加工刚结束，缺乏安全意识的农民，便急于打开活动门，此时虽已切断电源，切刀因惯性仍高速旋转，形成封闭圆盘，以致不易看清切刀仍在旋转，便伸手去清除切碎室内壁附着的物料，结果切断手指。据此建议增加活动门与电机之间的联动刹车装置，只须设置一个活动门与电机联动的总电源触头和停车反向制动开关，这样活动门打开或未关好，电机就会刹车停机或无法起动，避免发生切手事故。studa0904205切刀旋向设计错误未有防松措施 因切刀旋向设计错误和未采取可靠的防松措施，导致切刀松动脱落而飞出，造成事故的隐患。建议紧固切刀的螺母旋向应与电机旋转相反，锁紧螺母应不低于8级，同时采取有效的螺母防松措施（如加装开口弹簧垫，采用双螺母等）。 6机架断裂倒塌伤人 目前机架大多采用30303mm的废铁回炉热轧角铁点焊而成，完全达不到防止断裂倒塌伤人的事故。建议采用40405mm以上强度的正规热轧角钢连续焊接而成，不得用点焊，不允许有漏焊、脱焊、裂纹等缺陷，确保在正常使用中不致产生松动和脱焊。 7配套动力低劣 目前广泛配套动力的售价仅在60元左右，标示额定功率却在0.55kw以上的劣质电机，笔者经多次测试，其实际功率只有0.20.8kw，过载能力极差，喂料稍多，极易堵塞转不动，甚至烧毁电机。曾发生过切碎室物料堵塞操作者忘记切断电源去清除堵塞，结果电机突然运转，切伤手指事故。建议配套正规、知名企业生产的，获得国家强制认证（即“CCC”认证）的电机。以其标示额定功率为1.1kw为例，其正常价格应在200元左右；同时建议优先选用1450r/min的低速电机与青切机配套。 8建议完善危险部位文字警示说明和安全警示标志 应在喂入罩上设置“严禁手、金属、硬杂物入内”、“使用机器时严禁拆下喂入罩”；在活动门下方的出料口设置“严禁用手、脚、金属、硬杂物伸入防护罩内清除堆积物”、“机器运转时出料口严禁站人”；在活动门设置“机器工作时严禁拆下和打开活动门”的文字警示说明，应同时在上述危险部位，按照国家标准的相应规定，分别设置永久性醒目的安全警示标志；此外应在机器明显部位，用箭头标出耐久的切刀旋向。 9目前青切机大多都无铭牌、合格证、说明 建议在机器上固定耐久的铭牌，铭牌内容至少应包括型号、名称、配套动力、主轴转速、生产率、制造日期或出厂编号、厂名、厂址；应完善合格证；应配备语句简洁明了，易于理解的说明书。说明书应包括以下内容：机器型号、名称和用途；安全注意事项及警戒内容，其编写应符合GBT94802001中4.7的规定；操作说明；维修保养说明；机器的主要技术参数（配套动力kw、主轴转速r/min，生产率等。） 10建议说明书中应有详细的安全注意事项、警戒内容、操作说明和维修保养说明 应包括以下内容：严禁未成年人、老人、酒后的人、过度疲劳的人、未掌握安全使用要求的人、有智力问题或有精神病等带病的人操作机器；每次使用前，应检查机器各紧固件，尤其是切刀紧固螺母是否松动，检查电机是否可靠接地；首先试机检查各运动件是否有碰擦、是否有异常声响和振动；除操作者外，机器周围严禁站人；机器运转时，不得拆下喂入罩和打开活动门，操作者不得离开；操作者不应站在切刀旋转径向喂料，应站在喂入口的侧面喂料，以防切刀断裂飞出和喂入口飞出的物料伤人；机器运转时，严禁手、金属、硬杂物进入喂入口，严禁用手、脚、金属、硬杂物清除料口堆积物。使用中如遇电机转速明显下降，应减少喂入量；如发生物料堵塞或电机堵转，应立即切断电源，待切刀静止后再打开活动门，排除切碎室内的堵塞物料；加工结束后，也应待切刀静止后再打开活动门，清除切碎室内壁附着的物料。切刀磨损至极限刻度线后，不得随意更换劣质的低价切刀，应及时更换符合上述安全要求的正规切刀（最好更换原厂的切刀），并紧固好螺母和防松装置。studa090420就以上的不安全因素来看，我国的青饲切碎机的发展不很乐观，但是作为农业生产的一件必需品，我们一定要给与很高的重视，如果任由这种状况发展的话，其后果是难以想象的。三 为切碎机发展寻找出路为做好秸杆禁烧工作，秋收期间，江苏省淮安市金湖县农机局认真贯彻实施市、县各级党委政府有关工作部署，千方百计为禁烧后的秸秆寻求出路。在试验、筛选、推广价格适宜、性能可靠的秸秆切碎机的过程中做了大量的工作。一是精挑细选确定可靠的机型，变政府要求为农户需求。农机部门通过网上搜索各省的农机推广目录，联系机械公司的稻麦秸秆切碎机进行试验，邀请县委县政府分管领导现场观摩指导，经报请县政府同意，每购置一台秸秆粉碎机，县财政补贴400元，农户只需几百元即可拥有一台安全实用，性能可靠的秸秆粉碎机。农户要求购买使用切碎机的热情高涨，10天内全县预订超过600台，使政府要求变成了农民需求。二是急农户之所急，为农户争取农时。秋收期间天气变化较快，而从石家庄运来的切碎机有时傍晚才到，为了不耽误收割，县农机局的分管领导亲自带领农机推广站一班人连夜主动将切碎机送到各镇，经常到凌晨1、2点才结束；周末送来的，也随即送往乡镇。切碎机在该站库存的时间从未超过6小时。三是主动服务，为机手排忧解难。组织农机技术人员深入到切碎机使用现场，观察机手操作收割机切碎的过程，在此基础上组织技术人员编写了稻麦秸秆切碎机使用注意事项，同时，县农机推广站通过测量试验，对动刀片进行了改进，得到厂家的高度认可，下发了稻麦秸秆切碎机使用操作要领，通过各镇农机员发给机手，指导机手优化调整切碎机，切碎效率明显提高，将为了及时指导用户正确使用、维护、维修切碎机，县农机推广站开通服务电话，并向所有购机户公布，技术人员无节假日轮流值班，手机24小时开通，确保使用一台，满意一台。四 常见切碎机械的国内外差距 A使用性能 圆锥式破碎机的性能主要体现在允许进料粒度、处理能力和排料粒度等3个方面。目前，国内市场上的弹簧圆锥式破碎机产品与国际上先进水平相比，性能上的差异主要有进料小、排料大、处理能力低和机器重等几个方面，这主要是设计理念落后造成的。 20世纪50年代，原苏联的西蒙斯式圆锥式破碎机技术进入我国，80年代我国又直接引进国钱60年代技术水平的西蒙斯弹簧圆锥机，至今虽经过不少改进，但主体结构基本上没有大的变化。因此，在腔形设计、动力学与运动学的设计等方面，运落后于国际先进水平。 B技术差距 ：设计上的落后主要表现在机构实现层压破碎原理（或称料层破碎）的程度上。20世纪50年代实验室试验证明，物料的单颗粒粉碎与多颗粒（形成料层）粉碎。其功耗和粉碎后的机械理尽可能实现层压破碎，因而可以摆脱完全依靠排矿口来控制出料粒级的情况，从而实现较大的进料粒度、较小的排料粒度和较大的处理能力。因此，设计的先进性在于尽可能为层压破碎创造条件，采用腔形设计和加大破碎力就是有效的措施。以主轴摆动速度和偏心距为例，不同发展阶段的3种圆锥式破碎机性能也不同。 目前，国内弹簧圆锥式破碎机均采用滑动轴承，而国际上至少已有4家主要的破碎机制造商（美国的JCI、锡达、Telsncith和英国的Pegson公司等）早在很多年之前就采用滚动轴承取代滑动轴承。滚动轴承允许比滑动轴承更高的运动速度，在同一工况条件下其处理能力超过国产设备30%以上。五让我们从世界的角度看下小型切碎机 行业预测分析：继2006年两位数字的高增长率之后，根据美国设备制造商协会(AEM)年度预测调查，小型破碎机设备制造商预计2007年全行业将会呈现小幅增长的态势。这种涨势会漫延到美国、加拿大以及世界各地的市场。他们预计美国小型破碎机设备全行业2006年的销售额将会比2005年增长11.2%。到2006年底，加拿大的贸易量将增长12.7%。世界其他市场的销售预计将增长10.9%。对于2007年，调查参与者预计美国的销售将增长3.9%，加拿大将增长5.0%，而世界其他市场的增长预计为6.4%。 全世界对建筑垃圾和拆除废料的填埋管理越来越严格，促使建筑商们在工地上和工地外对建筑废料进行再加工。这样做不但减少了填埋费用，还可以通过销售回收的建筑材料增加一笔收入。正因为如此，在世界各地许多大型拆除工地上，经常可以看到移动式破碎筛分机械在处理块状建筑废料和钢筋混凝土，然后把它们回收利用到新的建筑上。但是，世界上许多拆除作业的规模不大，从成本的角度看，不适合采用大型履带式或轮式破碎筛分机械。由于建筑废料处理的法规越来越严，许多建筑工程在规划时就将建筑废料的处理安排在工地上进行。因此，尽管大多数小型破碎机械的生产能力都不高，但对它们的需求仍然在不断增长。国际拆除与再利用杂志报道了这一行业的发展近况。欧洲在建筑废料的回收方面居世界领先地位，平均回收率在80% 左右（许多地方要比这一数值高得多），但立法当局仍然要求建筑行业进一步提高回收率。在英国，环境食品农村事务局（DEFRA）最近提出一项建议，