爪式粉碎机设计说明书2

爪式粉碎机17-18-目录TOC\o"1-2"\h\u6199第一章前言 -1-183641.1研究饲料粉碎机的目的动态与方向 -1-17281.2总体方案设计 -3-191811.3齿爪式粉碎机的基本构成部件与原理 -4-191811.4本课题来源 -4-31974第二章齿盘的设计 -4-94532.1动齿盘的设计计算和机型的选择 -4-17152.2动齿盘的结构 -5-227162.3定齿盘的设计 -7-11715第三章筛片的选择 -7-31163第四章带的设机-8-285034.1带的设计计算与参数的选择 -9-4585第五章带轮的设计 -10-123375.1输入带轮结构的设计 -11-212025.2输出带轮结构的设计 -12-1076第六章轴承的选取 -13-120766.2轴承的校核计算 -14-4123第七章键的选择 -14-108117.1键的选择与计算 -14-15809第八章轴的设计计算 -15-213598.1轴的选材和轴径的初算 -15-32720第九章其它主要零件结构 -16-22493第十章粉碎机的使用 -17-200810.1检查 -17-831210.2调整 -17-1077010.3故障及原因 -18-27459参考文献 -18-致谢-18-摘要：本人此次设计的是250式齿爪式粉碎机，齿爪式粉碎机是一种固定锤式粉碎机。工作时，料斗的物料借自重和负压吸力而进入粉碎室的中央，受离心力和气流作用，自内圈向外圈运动，同时受到动、定齿爪和筛片的冲击、剪切、摩擦作用而被粉碎，利用动齿盘旋转时形成的风压，将粉碎物通过筛孔，从出料口吹出。动力采用常用的皮带轮驱动，主要机构有机体、动齿盘、定齿盘、环筛、喂料斗等部分，用于谷物和油料的粉碎。关键词：齿爪式粉碎机；动齿爪；定齿爪

Designofthediskmill

(OrientScience&TechnologyHunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China)Abstract:Thisdesignedthe250-styleclaw-typediskmill,thediskmillisaclaw-typehammermillfixed.thematerialhopperbyvacuumsuctionforcestosmashintothecentralchamber,bycentrifugalforceandairfloweffect,sincetheinnercircleoutwardmovement,bymovingatthesametime,clawsandteethwillbetheimpactofscreeningfilms,shear,frictiontheroleofbeingcrushed,theuseofdynamicformtoothplaterotatesthewind,willsmashthroughthesievematerial,thematerialfromthemouthbegins.Theuseofcommonlyusedpower-drivenpulley,theprincipalorgansofanorganism,movingteethsetteethsetdisk,Centralscreen,feedhopperandotherparts,andfuelusedtocrushgrain.

Keywords:diskmill；dynamictoothclaw；clawsetteeth

第一章前言1粉碎机的研究目的发张动态与方向1.1研究饲料粉碎机的目的:

近一两年来，由于经济飞速发展，人们的生活水平提高，促使养殖业结构发生改变，养殖户越来越多，为了让更多的养殖户效益提高。提高粉碎机的效率、粉碎机的操作简易性、安全性和低功耗、长效性是当前研究人员和生产一起共同探讨的话题。饲料原料的粉碎是饲料加工中非常重要的一个环节，通过粉碎可增大单位质量原料颗粒的大总表面积，增加饲料养分在动物消化液中的溶解度，提高动物的消化率;同时，粉碎原料粒度的小对后续工序(如制粒等)的难易程度和成品质量都有着非常重要的影响;而且，粉碎粒度的大小直接影响着生产成本，在生产粉状配合饲料时，粉碎工序的电耗约为总电耗的50%～70%。粉碎粒度越小，越有利于动物消化吸收，也越有利于制粒，但同时电耗会相应增加，反之亦然。我国每年粉碎加工总量达2亿多吨。饲料粉碎机作为饲料工业的主要装备，对饲料质量、饲料报酬、饲料加工成本的形成是一个重要因素。所以，恰当地掌握粉碎技术、选用适当的粉碎机型是饲料生产不可忽视的问题。

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，表面积大，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(100目以下)，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。根据许多学者的证明，饲用过细饲料的生长肥育猪，多发生食道溃疡病。鸡饲料也要根据鸡的消化系统的特殊要求进行加工：要求饲料颗粒粗大而均匀，而且具有较大的颗粒表面积。因为，饲料在鸡的消化道中停留的时间较短，要求饲料易消化但不能为了增大表面积粉碎得过细。如果用过细的饲料或呈粉状的饲料喂鸡时，鸡在进食的过程中粘连在嘴中和呼吸道里，阻碍呼吸，采食量下降。如果长期饲喂这种饲料，鸡还会出现发炎、溃烂等现象，不及时处理可能造成不应有的损失。所以，设计合理配套的粉碎机械很有必要。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。

齿爪式粉碎机的结构组成，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。2总体方案的确定

根据设计任务书的要求，本粉碎机具有结构紧凑简单、机体小、重量轻、粉碎效率高，耗能较低等特点，但是齿爪和筛网易损坏和磨损，工作可靠性较差，通用性差，噪音较大，常用于饲料粉碎等操作。

粉碎室由筛网组合，动定齿盘组成，粉碎齿用螺栓固定在齿盘四周。更换筛网或齿爪时可开启操作门，筛网靠操作门自压紧，成独立的压紧机构。粉碎机工作时操作门被锁紧，保证机器在工作时操作门不能开启，以防事故的发生。动齿盘一个传动轴上，轴由轴承支撑，轴承两端用端盖密封，密闭空间内，加适量的润滑油。轴依靠皮带轮带动。示意图如下

。3齿爪式粉碎机的基本构成部件与原理

齿爪式粉碎机由机体、进料斗、动齿盘转子、定齿盘、包角为360°的环形筛网及出粉管等组成。定齿盘上有三圈定齿，齿的断面呈扁矩形；动齿盘上有四圈齿，其横截面是圆形或扁矩形。

机体：机体采用铸造件，分体式结构如图2.1.1所示。机壳与固定端盖采用6个均布联结安全可靠，便于拆装。活动端盖与固定端盖通过销轴联接，二者以销轴为转动中心，旋转角度达180o，有利于粉碎机清理和机器检视拆装。工作时，动齿盘上的齿在定齿盘齿的圆形轨迹线间运动。当物料沿喂料斗轴向喂入时，受到动、定齿和筛片的冲击、碰撞、摩擦及挤压作用而被粉碎，同时受到动齿盘高速旋转形成的风压及扁齿与筛网的挤压作用，使符合成品粒度的粉粒体通过筛网排出机外，较粗的物料则继续受到撞击和摩擦，知道通过筛孔为止。

4本课题来源本课题在指导教师的指导下来源江西农业大学农机实验室，目的是使我们真正地了解一台机器从课题的选择到方案的确定，还有设计参数的选择和计算的整个过程，意义是对整个大学四年学习的一次检测，是我们踏出校园走上工作岗位的一次练兵。第二章齿盘的设计2.1动齿盘的设计计算和机型的选择在套功率已知的情况下，动齿盘的最大直径D和粉碎室宽度B（即动、定齿盘盘面间的轴向间距）的乘积可以由以下经验公式确定：DB=N/u式中——经验系数；常用=0.2～0.4，N值大是去小值取0.35N——电动机的功率KW取4kWu——动齿盘最大直径处的线速度m/s常用u=80～85m/su=85m/sD与B的比值为5.5～6.5。常用D=250～500mm；B=45～80mm。选电动机的功率N=4KWu=82m/s取D/B=6DB=N/u=0.35×4/82=0.017得B=53mmD=320mm根据表7-11，取D=330mm机型为330齿爪式粉碎机。表7-11爪粉碎机主要技术参数机型270310330370450配套动力（KW）2.8～34～5.57～7.51013～14转速（r/min）5000～57004900～51004700～50004100～44003300～3600偏齿线速度(m/s)78～80.879.5～8381～86.579～8578～85定齿盘直径270310330370450查7-11表可知N=7.5KW满足要求。2.2动齿盘的结构 动齿盘是粉碎机的主要工作部件如图2—1。动齿盘装在主轴上，主轴通过两个轴承支承在机体上，轴的另一端固定传动皮带轮。齿盘上的齿交错排列（如下图）最里面的圆齿如图2—2（二个）称搅拌齿，第二层圆齿（四个)称为粗碎齿，第三层圆齿（四个）称为细碎齿，最为层扁齿如图2—3（四个）称为粉碎齿。在搅拌附近有两个用于拆卸的螺孔，以便用拔盘器拆卸动齿盘。扁齿每四个一组，按重量选配，每组内部不许超过1克。动齿盘转速很高，为了机器振动、延长轴承的寿命，动齿盘装配好必须进行平衡调试。扁齿和圆齿磨损后应及时更换，以保持粉碎机的工作性能和动齿盘的平衡。它们都是长期在高速撞击和摩擦条件下工作，磨损较快，故要求有足够的强度和表面硬度，以提高使用寿命，以用45号钢制成。齿的端部进行热处理，要求硬度HRC40～48.图2—1动齿盘图2—2圆齿图2—3扁齿2.3定齿盘的设计定齿盘主要作用是减轻筛片的负荷，即减轻饲料对筛片的直接接触撞击，以延长筛片的寿命。定齿盘还起到辅助粉碎的作用。根据实验，定齿盘对粉碎机的生产率的影响不大，一般粉碎颗粒状饲料时，应该有定齿盘，如加工大块饲料可以拆掉定齿盘，否则无法工作。定齿盘用灰铸铁HT200铸成。其盘面上有2～3圈共有16～28个齿。本机选2圈，分内外二层，共16个齿与盘体铸成一体如图2—3所示。定齿端面为矩形，其内外两侧铸有弧形凹槽，为了便于铸造。内层为粗碎齿，外层为细碎齿。均固定活门上。第三章筛片的选择筛片组合:由筛圈、筛片、螺钉组成。使用时，先将筛片放在上、下两筛圈之间，用螺钉将筛片夹紧，然后放入机体的筛托上。筛片用普通碳素钢冷轧钢带（GB716-65）制成，基本尺寸见表7-15、7-16。筛片与机体之间距离要适当，距离过小，粉尘不仅滞留机体壁面上，并容易堵塞筛孔，散热性差，料温较高；饲料潮湿时，堵塞现象严重。距离过大，则环带内的气流速度太低不容易将粉碎物带走，也容易堵塞。根据实验，此距离以40毫米为宜。表7-15各机型筛片规格型号270310330370450L10001140120013301600B表7-16筛片号尺寸筛片号56891012141620253035dδt0.50.51.90.60.61.90.80.820.90.92.2112.21.21.22.61.41.22.81.61.2321.24.22.51.24.231.253.51.26根据不同的饲料和粒度的大小选择不同型号的筛片。第四章带的设计4.1带的设计计算与参数的选择电动机的选择查Y系列（IP44）三相异步电动机（JB/T9616-1999）可选Y132S2-2电动机转速2900r/min，额定功率为7.5kw。2.计算功率查表5.5得=1.3=P=1.3×7.5=9.75kw查表5.14选A型带3.确定带轮的基准直径查表5.6取=125，=1﹪==×125=72.5㎜查表5.6取=75㎜=（1-）==4885r/min5.验算带速带速v==m/s带速一般在5～25m/s范围内，符合要求。6.确定带长和中心距初定中心距由公式0.7（＋）＜＜2（＋）=300=2×300＋（75＋125）＋=916㎜查表普通V带的基准长度系列选基准长度L=900㎜7.计算实际中心距=427.9㎜8.验算小带轮的包角α=-=189符合要求9.确定V带的根数传动比i==1.75V带的根数可按下式计算Z=——计算功率，KW——单根V带在特定条件下能够传递的功率，KW查表=1.82——考虑时单根V带所能传递功率的增量，KW查表=0.54——包角系数查表=0.98——长度系数，考虑带长不等于特定长时对寿命的影响查表 =0.93Z===2.4取Z=3根10.求作用在带轮上的压力查表单位长度质量=0.10kg/m单根V带的张紧力可按下式计算==作用在带轮的压力为=第五章带轮的设计带轮应既有足够的强度，又应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避免由于铸造产生的过大应力。带轮的材料常用灰铸铁，钢铝合金或工程塑料等。灰铸铁是应用最为广泛的，当带速25m/s时用HT150或HT200.v=23.8m/s,由此用HT50。5.1输入带轮结构的设计基准直径125mm查表选实心轮中心孔径20mm基准线上槽深2.75mm取=3mm基准线下槽深=8.7～11.8取=10mm轮缘厚度6mm槽边距9取mm槽中心距=15mm带轮宽度=（Z-1）+2=(3-1)15+210=50mm带轮的外径125+23=131mm结构图所示5—1：图5—15.2输出带轮结构的设计基准直径75mm查表选辐板式中心孔径20mm基准线上槽深2.75mm取=4mm基准线下槽深=8.7～11.8取=10mm轮缘厚度6mm槽边距9取mm槽中心距=15mm带轮宽度=（Z-1）+2=(3-1)15+210=50mm带轮的外径75+23=81mm辐板宽度查表得S=12mm辐板直径～2）=228=56mm结构如图所示5—2图5—2第六章轴承的选取6.1轴承的选取计算因轴的转速较高（n1=5054r/min＞105r/min），所以选择轴承时按额定动载荷计算确定：（6-8）式中C—基本额定动载荷计算值，N；P—当量动载荷，N；fh—寿命因数，查手册取3.24；fn—速度数，查手册取0.222；fm—力矩动载荷因数，查手册取1.5；fd—冲击载荷因数，查手册取1.5；fT—温度因数，查手册取1.0；Cr—轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定动载荷，N。轴承当量动载荷的一般计算公式为：（N）（6-9）式中Fr—径向载荷，N；Fa—轴向载荷，N；X—径向动载荷系数；Y—轴向动载荷系数。因所受轴向载荷可忽略不计，故查设计手册得：X=1,Y=0。所以轴承当量动载荷=676.5N,轴承基本额定动载荷×676.5=23.5kN根据所计算的轴承额定动载荷和轴的直径初步选取轴承为：30204，其基本额定动载荷Cr=26.8kN＞C=23.5kN。6.2轴承的校核计算额定静载荷的校核可按式6-10计算校核：（6-10）式中C0—基本额定静载荷计算值，N；P0—当量静载荷，因轴向载荷不计，所以P0=Frc=676.5N；S0—安全因数，查手册取2；C0r—轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定静载荷，N。所以1.4kN查手册得：30204轴承的基本额定静载荷C0r=18.2kN＞C0=1.4kN。满足要求。极限转速可按式6-11校核计算（因为P＞0.1Cr）：（6-10）式中n'lim—轴承极限转速的计算值，r/min；f1—负荷系数，查手册得取0.90；nlim—轴承尺寸及性能表中所列极限转速，查表得nlim=10000r/min（润滑方式为油润）。所以=10000×0.90=9000r/min5054r/min因此，选30204轴承符合设计要求数量2个。第七章键的选择7.1键的选择与计算（1）输出带轮键的选用输出带轮与轴的联接采用键联接，查手册选取GB/T1095-2003键8×7×50。键联接的强度计算可按挤压强度条件公式计算校核，公式见式挤压强度条件式中T—转矩，N·㎜；d—轴的直径，㎜；h—建的高度，㎜；l—键的工作长度，㎜；对于A型键l=L-b；[σp]—许用挤压应力，查参考书目取[σp]=60MPa。所以经校核，强度足够。（2）输入带轮键的选用输入带轮与轴的联接采用键联接，查手册选取GB/T1095-2003键6×6×32。按上式得=9.660MPa经校核，强度足够。第八章轴的设计计算8.1轴的选材和轴径的初算1．选择轴的材料轴的材料主要是碳钢和合金钢，碳钢具有足够高的强度，对应力集中敏感性较低，便于进行各种热处理及机械加工，价格低、供应充足，应用最广。合金钢机械性能更高，常用于制造高速、重载的轴，或受力大而要求尺寸小、重量轻的轴。通过进行各种热处理、化学处理及表面强化处理，可以提高用碳钢或合金钢制造的轴的强度及耐磨性。特别是合金钢，只有进行热处理后才能充分显示其优越的机械性能。由于本台机器工作时有冲击载荷，对轴的硬度更高。故查书目[6]选择45号钢，热处理为调质处理。2、轴径的初步计算查书目[3]表11.3得C取114。d[2]/C(mm)P－轴所传递的功率(kW)；n—轴的转速（r/min）；C—由轴的许用切应力所确定的系数，与材料有关。114×=13.5㎜此轴最小直径显然是安装动齿盘与轴联接的螺母的直径。为了使所选轴直径与动齿盘的孔径相适应，根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度。选用轴的材料为45号钢，调质处理。应当指出，当轴的截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。对于直径d>100mm的轴，有一个键槽时，轴径增大3%；有两个键槽时，应增大7%。对于直径d100mm的轴，有一个键槽时，轴径增大5%~7%；有两个键槽时，应增大10%~15%。然后将轴径圆整为标准的直径。这样求出的直径，只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径3轴的结构设计

为满足动齿盘的定位要求，在轴的左端必须有一定位螺母，并在轴的左端车制外螺纹，用于动齿盘的紧固，同时也便于安装与拆卸动齿盘。根据前面计算的轴的最小直径d=13.5mm,再查《机械设计课程设计》，可选定螺母的大小及型号为M16的六角螺母（GB6170-68）。为了满足动齿盘的轴向定位要求轴段右端制出一轴肩，并留螺纹退刀槽。为满足动齿盘的定位要求，右侧有一轴肩，初步选择滚动轴承，因为轴承可只考虑径向受力。由结构设计知，轴右侧也有一定位轴肩，以定位轴承，取d=20mm4.轴的校核由于轴向进料主要承受转矩，应按扭转强度条件校核___轴的转矩切应力，MpaT____轴所受的转矩，N.mm____轴的抗扭截面模量，n_____轴的转速，r/minP_____轴所传的功率，KW____轴的许用扭转切应力MPa查表去35==5.235由此，轴径满足要求扭矩图如9—1图9—1第九章其它主要零件结构其它主要零件结构机体:粉碎机的骨架，它与活门共同组成粉碎室。机体用灰铸铁HT20-40铸成，要求铸件表面光滑平整，无裂纹，加工时应保持两轴承孔同心度。活门：灰铸铁HT20-40制成的圆形盖盘，它用插销一机体铰接，并可绕插销转动，以便打开或关闭粉碎室，工作中用螺栓通过手轮将其压紧固定。活门中间的圆孔用来安装入料管，活门的内壁按装定齿盘。进料部分：由料斗、闸板、入料管组成。料斗有铁皮制成，分为两半，平时用挂钩连接在一起，料斗的一侧按装有闸板，用来控制进料的多少。人料管由灰铸铁HT20-40铸成，内装有磁石，以吸收混在饲料中的金属杂物，防止损坏机器。出料管：由铁皮制成，安装在机体下部。第十章粉碎机的使用10.1检查1.基座是否牢靠。2.各零部件是否完整，紧固是否可靠，特别注意转子部件。3.润滑是否良好。4.动力机与粉碎机两者的轴线是否平行，距离是否合适，两个皮带轮端面是否在一个平面内，转动方向是否符合要求。5.机内有无杂物，转子是否灵活。在上述检查正常后，进行空车试运转，观察有无振动和异常响声，轴承温度是否正常，确定无误后才能正常生产。10.2调整1.传动皮带的调整：调节电机在机座滑轨上的位置，以保持皮带紧度，使之不打滑为宜。2.喂入量的调整：利用进料斗甲板控制喂入量，以均匀不超负荷。3.粉碎粒度的调整：粉碎的粗细度靠更换筛子来控制，按需要选不同的号数。在换筛子时应注意筛