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粉碎机械概述

  一、绪论1、粉碎机械概述粉碎机械是应用机械力对 固体物料进行粉碎作业使之变为小块、细粒或粉末的机械。粉碎 机械是破碎机械和粉磨机械的总称。两者通常按排料粒度的大小 作大致的区分排料中粒度大于3 毫米的含量占总排料量50 以上者 称为破碎机械小于3 毫米的含量占总排料量50 以上者则称为粉磨 机械。有时也将粉磨机械称为粉碎机械这是粉碎机械的狭义含意 1。2、粉碎机分类根据被碎料或碎制料的尺寸可将粉碎机区分为 粗碎机、中碎机、细磨机、超细磨机。在粉碎过程中施加于固体 的外力有压轧、剪断、冲击、研磨四种。压轧主要用在粗、中碎 适用于硬质料和大块料的破碎剪断主要用在细碎适于韧性物料的 粉碎冲击主要用在中碎、细磨、超细磨适于脆性物料的粉碎研磨 主要在细磨、超细磨适于小块及细颗粒的粉碎。3、工作原理粉碎 机生产运作时电机带动主轴及涡轮高速旋转其转速最高可达 700r/min。涡轮与筛网圈上的磨块组成破碎、研磨副其结构紧凑。 当物料由加料斗进入机腔内使进入机腔的物料在旋转气流中紧密 地摩擦和强烈地冲击到涡轮的叶片内边上并在叶片与磨块之间的 缝隙中再次研磨。在这破碎、研磨物料的同时涡轮吸进大量空气 这些气体起到了冷却机器、研磨物料及传送细料的作用物料粉碎 的细度取决于物料的性质和筛网尺寸以及物料和空气的通过量。 粉碎机破碎机的轴承部位装有特制的迷宫密封可以有效地阻止粉 尘进入轴承腔从而延长了轴承的使用寿命。机门内装有二道 粉尘泄漏而污染操作环境。本课题设计的是为一种小型的经济型的粉碎 机SFY-B-2 锤片粉碎机设计。该机结构简单使用方便主要运用于粮 食加工行业和食品加工行业比较适合小型作业的用户。二、课题 简介及设计要求 1、简介本课题是根据实际生产需要利用所学机 械设计、机械制造工艺等专业知识及现代电子技术所设计的一种 SFY-B-2 锤片粉碎机设计。该机有转子上、下机壳等主要部件组成 其中转子由主轴、圆盘、销轴和锤片组成上机壳装有齿板下机壳 装有筛网使达到粉碎要求的物料下落达到加工目的。2、本设计的 具体要求 a允许最大进料粒度mm15 b允许最大物料硬度莫氏6.5 允许最大物料莫氏硬度6.5 粉碎要达到的颗粒物料的大小m45830 产量最小达到小时kg300西安工业大学继续教育学 院毕业设计论文 三、粉碎机械种类的选择和确定1、物料粉碎 的方法种类物料粉碎的方法类型繁多但按施力方法不同对物料粉 碎有挤压、弯曲、冲击、剪切和研磨等方法。而在粉碎机械中施 力情况很复杂往往是几种施力同时存在当然在某一台粉碎机械中 也只有一种或二种主要施力。由于物料颗粒的形状是不规则的、 而且物料的物性不同所以采用的粉研方法也不同利用机械力粉碎 物料按施加外力的不同有如下几种方法。1 压碎将物料置于两块 工作面之间施加压力后物料因压应力达到其抗压强度而破碎其工 作原理见图 a2 劈碎将物料置于个平面及一个带尖棱的工作平面 之间当带尖棱的工作平面对物料挤压时物料将沿压力作用线的方 向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平面上的拉项力达到或超过物料 拉伸强度极限。物料的拉伸强度极限比抗压强度极限小很多。其 工作原理见图 b3 沂碎西安工业大学继续教育学院毕业设计论文 物料受弯曲应力作用而破碎。被破碎物科承受集中载扮作用的支点筒支梁或多支点梁当物料的弯曲应力达到物料的弯曲强度时 即被折断而破碎。其工作原理见图c d4 冲击破碎物料受冲击力作 用而破碎见图 它的破碎力是瞬时作用的砷效率高、破碎比大、能量消耗小。冲击破碎有如下几种情况运动的工作体对物料的 冲击高速运动的物料向固定的工作面冲击高速运动的物料互 相冲击高速运动的工作体向悬空的物料冲击。5 磨碎研磨物料 与运动的工作表面之间受一定的压力和剪切力作用后、其剪切应 力达到物料的剪切强度极限时物料便粉碎或物料彼此之间摩擦时 的剪切、磨削作用而使物料粉碎见图g。根据以上几种粉碎方式得 出有以下几种不同的工作原理的机构可共选择 2、破碎机构的种 鄂式破碎是依靠活动鄂板作周期性的往复运动把进入两鄂板间的物料压碎。其工作原理见图颈式破碎机破碎示意目西安工业 大学继续教育学院毕业设计论文 52 锤式破碎物料受高速回转的 锤头的冲击和物料本身以高速向固定衬板冲击而物料粉碎。其工 作原理见图锤式破碎机破碎示意固 圆锥破碎旋回破碎靠内锥体的偏心回转伎处方两锥体问的物料受到弯曲和挤压而破砷。其工 作原理见图西安工业大学继续教育学院毕业设计论文 圆锥破碎示意图 辊式破碎构料落在两个相互平行而旋向相反的辊子间相向转动物料在辊表面的摩擦力作用下被扯进转辊之间受到辊子的 挤压而破碎。其工作原理见图。辊式破碎示意图 3、粉碎机械的 选择就经济和实用上原则讲锤式粉碎机机构简单只需配备一定功 力的电动机就可以使用就算家庭使用也可以符合经济型的原则。 所以选择SFY-B-2 锤片粉碎机设计。西安工业大学继续教育学院毕 业设计论文 四、粉碎机的原理及设计1、SFY-B-2 锤片粉碎机设 计的基本原理 原理及类工作型锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子又称锤头的转子。转子由主轴、圆盘、销轴和锤子组成。 电动机带动转子在破碎腔内高速旋转。物料自上部给料口给入机 内受高速运动的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而粉碎。在 转子下部设有筛板粉碎物料中小于筛孔尺寸的粒级通过筛板排出 大于筛孔尺寸的粗粒级阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨 最后通过筛板排出机外。锤式破碎机类型很多按结构特征可分类 如下按转子数目分为单转子锤式破碎机和双转子锤式破碎机按转 于回转方向分为可逆式转子可朝两个方向旋转和不可逆式两类按 锤子排数分为单排式锤子安装在同一回转个面上和多排式锤子分 布在几个回转平面上按锤子在转子上的连接方式分为固定锤式和 活动锤式。固定锤式主要用于软质物料的细碎和粉磨。2 碎机的结构一单转子锤式破碎机单转子锤式破碎机可分为可逆式和不可逆式两种类型。可逆式锤式破碎机的转子首先向某一方向 旋转对物料进行破碎。该方向的衬板、筛板和锤子端部即受到磨 损。磨损到定程度后使转于反方向旋转此时破碎机利用锤子的另 一端及另一方的衬板和筛板工作从而连续工作的寿命几乎可提高 一倍。单转子可逆式锤式破碎机结构示意见图4lb。单转子不可逆 锤式破碎机的转子只能向一个方向旋转。当锤子端部磨损到一定 程度后必须停车调换锤子的方向转 180。或更换新的锤子。单转 子不可逆锤式破碎机结构示意见图41a。图42 所示为单转子、多 排、不可逆式锤式破碎机。它由电动机I、联轴器2、轴西安工业 大学继续教育学院毕业设计论文8 承部3、主轴4、圆盘5、销轴 6、袖套 7、锤子 8、飞轮 9、进料口 10、机壳 11、衬板 12 板13等零部件组成。机壳由上下两部分组成分别用钢板焊成各部 分用螺栓连接成一体。衬板由高锰钢制成衬板磨损后可以拆换。 为了便于检修、调整和更换筛条机壳的前后两面均开有检修孔。 为了便于更换锤子机壳的两例壁也开有检修孔。破碎机的主轴上 安装有数排圆盘在转子圆盘上有两排销孔当锤子端部磨损后可以 把销轴插在外因孔内从而调整锤子与筛条之间的间隙。锤子用销 轴铰接在各排圆盘之间为了防止圆盘和锤子的轴向窜动在圆盘两 端用压紧锤盘和销紧螺母固定。转子两端支承在滚动轴承上轴承 用螺栓固定在机壳上。主轴与电动机用弹性联轴器直接联接。为 了使转子运转平稳在主轴的另一端装有飞轮。圆弧状卸料筛板安 装在转子下方筛条的两端装在横梁上员外面的筛条用压板压紧筛 条排列方向与转子运动方向垂直。筛条间隙由筛条中间凸出部分 形成。为了便于物料的排出。筛条之间构成向外扩大的筛缝同时 还向转子方向倾斜。在进料部分还安装有打击板是首先承受物料 冲击和磨损的地方。打击板出托板和讨板等部件组装而成。托板 是用钢板焊接的上面的衬板是高锰钢铸件组装后用两根轴架装在 破碎机的机体上。进料角度可用调螺栓进行调整衬板磨损后可以 更换2。二转子转速转子圆周速度的大小与物料性质、破碎粒度、 锤头的磨损和机器结构等因素有关。随着圆周速度的增加可使破 碎比以及产品中细初级含量增加。但是圆周速度过大将显著地增 加功率消耗、同时会引起锤头、筛条和衬板的强烈磨损。破碎脆 性物料时转子速度应比粉碎粘性物料大40。转子的四周速度一般 3050m/s。通常把圆周速度大于30m/s 的称为快速锤式破碎机 小于 30m/s 的称为慢速锤式破碎机。转子直径与转了转速的关系 见表 4l。二锤式破碎机的安装及操作机器的安装要求为厂保证安 全操作必须注意锤式破碎机的安装。锤式破碎机系内制造厂装配 成台后供给的。公安装的应进行检否以便消除在运输过西安工业 大学继续教育学院毕业设计论文 程中所产生的弊病并且按以下要求进行安装 本机应安装在混凝土基础上。2为了避免机器工 作时产生的振动影响建筑物锤式破碎机和混凝的基础中间应垫以 硬木垫板或其他减震材料。3 安装时电动机和转子轴的中心应保 证一直。以免影响联轴器的弹性套过早损坏及引起轴承发热。2、 主要部件零件的设计说明已知条件 允许最大进料粒度mm15 粉碎细度要达到目20-325 产量最小达到小时kg300Q由已知的物料硬度及生产能力可以查设计手册破碎与筛分机械设计选用手册可得粉碎该 级硬度的物料需要锤头动能 E1.47J 可脾性系数 KF0.5 离心风机需 要风量 QA1900m3/h 锤击转子的锤片个数计算锤击转子由锤片、 壳内高速旋转由于离心力的作用锤头呈辐射状。物料进入机先后在破碎腔内被锤片击碎同时造成物料与机壳、物料与物料之间的 碰撞加之锤片对物料的研磨作用而使物料粉碎 3。粉碎要 与锤片的动能、锤头与衬板的间隙、物料的性质如物料的可碎密 度及硬度等、含水率及喂料的均匀程度等因素有关。粉碎机生产 能力经验公式西安工业大学继续教育学院毕业设计论文 10 Q1锤击转子粉碎能力th Kr 锤头数量系数 Kf 可脾性系数由上式带 入数据其中 E1.47J KF0.5 均由设计手册查得 Q0.3t/h 计算 0.3KrX1.20.5 Kr0.024查上表得锤片个数应在 15-18 间考虑到回转平衡的需要取锤头个数K16 好高锰钢价格较贵一般很少使用。都选用含烙材料来制造锤头。主要特点是韧性较低但强度大硬度高耐磨性好且加上性能好可用 来代替低碳钢、中碳钢。离心风机的叶轮直径的计算公式 QA8nDh3 西安工业大学继续教育学院毕业设计论文 11 QA风机计算风量 Dh 叶轮直径 叶轮转速带入数据得D212.3 取整得 Dh210mm 离心风机风压的计算公式 Pn2Dh2/900 叶轮转速r/minDh 叶轮直径带入数据得 P1、 功率的相关计算1 锤击转子功率的计算13 锤击转子所需功率与转 子的回转直径、转速、锤头的质量及物料性质等有关可以按下述 经验公式计算式中 锤击转子的回转半径m风选锤式粉碎 P1GAR216X0.5X0.024/81000西安工业大学继续教育学院毕业设计论文12 P15.82kw2离心风机的功率计算风选锤 式粉碎机的离心风机不同于标准的离心风机和排粉机其机壳曲线 和叶片形状是根据设备的工作特点而确定。日前尚无个准确的功 率计算公式而是应用在生产实践中总结出来的经验公式来计算离 心风机功率代入数据得 P24.533 总功率的计算式中 选锤式粉碎机功率kwPl 锤击转子功率kw P2 离心风机功率kw P3 挡料棒功率 kw 该部分功率一般可忽略不计代入数据得 P10.3511kw 查设计资料可知 Y160M-4 电动机可以选用额 定功率P11kw 转速n1460r/min2、带传动1 确定设计功率12 公式 西安工业大学继续教育学院毕业设计论文13 PdKAP KA工作 情况系数 所传递的功率KW由设计资料得KA1.2 Pd13.2kw2选择V带的型号普通V带的型号根据传动设计功率Pd和小带轮的 转速n1 选取已知 Pd13.2kw n1460r/min 查机械设计手册应选用B 确定带轮基准直径dd1dd2 并验算带速由资料 GB/T13575.1-92 中选取dd1140 dd2dd1n1dd1/n2150 dd1140dd2150 许范围之内。4验算传动比误差转动比 西安工业 大学 继续 教育 学院 计论文14 dd1n2/n11460/14400.960.97-0.96/0.972.25在允许误差 范围内。5 确定中心距 及带的基准长度Ld 可设定中心距 ao1500mm 则可以计算带长 Ld0 由公式 Ld02a0dd1 dd2 mm Ld03550mm确定实际的中心距 由公式aa0 mm amaxa003Ld15500.03X35501656.5mmamina-0015Ld1550-0.015X35501496.75mm6 a1180-573西安工业大学继续教育学院毕业设计论文15180-573X0.01175.3120所以合适。7 确定V 根查资料可得P02.83kwKA0.99 KL1.30 带入 数据得 Z13.2/3X1.52.96 确定带的初拉力F0由公式 F0500 qv2N其中查表得q0.17kg/m带入数据得 F0500X256N9 计算 作用在轴上的压力 Fz 由公式 Fz2ZF0sina/2 Fz2X3Xsin180/22136N3、主轴强度计算及轴承的选择本机械中的 主轴是只受扭矩的转动轴故只用以下计算 15 公式西安工业大学 继续教育学院毕业设计论文16 式中扭剪应力 N/mm2 轴承受的工作扭矩N?6?1mm WT 轴的抗扭截面摸量mm3 轴传递的功率kW 的转速r/min 变形得轴的设计公式为 d25 A170带如数据得 D38 由于轴上有3 个键槽故轴的直径应 增加11。最后得主轴直径为 D48mm故设计选用61308/P5 型轴承 和选用的1610 轴承座具体过程略4、风选锤式粉碎机最终主要技 术参数列表生产能力 0.3t/h 电动机型号 Y160M-4 锤片回转半径 230mm 电动机功率 11kw 锤头个数 4X4 个电动机转速 1460r/min 锤头动能 1.47J 离心风机风压 1390Pa 最大进料粒度 15X15mm 心风机风量1900m3/h 出料成品粒度 0.02mm 外型尺寸 705mmX603mmX585mm 传动类型带传动西安工业大学继续教育 学院毕业设计论文17 五、锤式粉碎机的操作、维护和检修1、生 产操作锤式粉碎机的正确操作是连续正常生产的保证。操作不正 确或疏忽大意是造成事故的主要原因。正确的操作和使用也有利 于提高生产能力.正确操作就是严格按照设备的操作规程开起设 备和停止运转。操作规程是生产经验的总结并随着设备的不断改 进和提高将逐步完善。1 开车前淮备工作 a.认真检查粉碎机的主 带是否完好、检查门和密封垫是否装好紧固螺栓等联接件是否拧紧。主轴转动是否灵活应无卡阻碰撞和其他障碍 检查输送管路尤其是弯管和水平管有力堵塞、漏气和密封不严等问题。 d.检查旋风分离器是否有积料。 e.轴承内是否有足够的润 滑油脂。 f.旋风分离器下部出料系统是否完好。 g.检查辅助设备 如喂料机、溜槽、带式输送机或其他输送设备电器设备是否完好. h.检查完上述工作并把发现的问题及时处理以后方可开车。2 动、运转中注意事项a.准备工作完成后、即可起动电机。电机起 动后应注意电机的起动电流、启动时间及空载电流是否符合电机 特性表。 b.设备正常运转后才能开动喂料设备向风选锤式粉碎机 内加料。喂料且可根据物料的粒度和含水量予以增减。增减量可 根据电机的电流来控制。 c.操作时必须做到均匀、连续喂料这样 可以提高产量和分离效率。西安工业大学继续教育学院毕业设计 论文18 d.严格控制物料含水率含水率在4 为宜。水分过低分离效果差当含水量大于 10 时输送管道易堵塞、降低产量。 防金属物及不宜粉碎物进入粉碎机内。应在喂料前道工序没置清除杂物装置 f.当电动机自动停车时需查明原因严禁强行起动。 当发生以下情况时必须立即停止喂料关闭电动机.并进行检查和排除故障.滚动轴承温度超过70 L。发现有不正常的声音如金属的 擦碰声和大量粉尘外漏设备打运转中发现有强烈震动。应立即停 必须按照生产工艺流程顺序停车光停喂料机待粉碎机内物料全部被粉碎并送出粉碎机物料被分离器分离后关闭风选锤 式粉碎机最后延时停旋风分离器卸料处电动卸料阀反后续输送设 停机后打开检查门检查锤头销轴、叶片、挡料棒等易损件的磨损情况为下次开车做好准备工作认线、 设备维护锤式粉醉机在生产运转中受物料和高速气流的冲击、摩 擦、碰撞投机器本身产生的振动使轴承、主轴、锤头、衬扳、叶 片、挡料棒、输料管路和旋风分离器等零部件磨损、变形、损坏 以致失去正常的工作能力因此应对设备进行日常维护。以便预防 设备过于地磨损和损坏提高设备的完好率和延长使用期减少设备 事故提高设备的利用率及时排除各种可能发生的事故确保设备的 安全运行 c3、设备的定期检修定期检修是根据设备零部件的磨损 情况确定的.因此应根据生产时部件西安工业大学继续教育学院 毕业设计论文19 的磨损更换周期而建立小、中、大各种检修制度。 表为风选锤式粉碎机的主要易损件的使用寿命。1 小修时需修理 检查的项目日常维护 对磨损的锤头进行翻面和更换。无论是翻面或更换新锤头应做到圆周方 向一起进行翻面或更换以防失去平衡在运行时产生振动。 更换或修补离心风机叶片。6 个叶片应同时更换和修补并保持每个叶 片重量要基本相等以防转子失去平衡。 更换或修补挡料棒并调整与锥形壳体的径向间隙保证物料的产品粒度。 检查并加足袖承座内润滑油脂随时注意轴承温度不得大于70 检查的料管路及旋风分离器有无漏气现象并及时处理。 小修可结合日常维护同时进行作好检修记录为下次修理提供依据。2 中修时需修理 检查的项目 更换或修补送风弯管和旋风分离器的简桶部分 检查轴承座内的润滑油是否变质如变质应立即清洗轴承重新加足油脂西安工业大学继续教育 学院毕业设计论文203 大修时需修理检查的项目 a.更换轴承。 更换离心风叶部件和修整机壳、 检查修理电动机。f.对大修后的风选锤式粉碎机的运转进行调试 并按要求涂刷油漆以达完好状态.西安工业大学继续教育学院毕 业设计论文 21 结语通过近三个月学习和工作中的实践以及指导 老师石老师的精心指导终于完成了风选粉碎机粉碎装置的设计。 粉碎机械在工业生产中起着一定的作用在这三个月的设计中我初 步的了解了粉碎机械的基本构成情况了解了粉碎机的总体设计步 骤以及其生产加工情况。这次的设计中使用了计算机制图CAD 软件在指导老师的指导下我对软件的运用更加的熟练了巩固了我在学校时的所学内容这些软件不但可以简化设计中非创造设计劳 动的时间大大的减少了不必要的工作量可以节省更多的时间去思 考和设计在学习中我发现要想高效率的完成设计内容根本离不开 这些软件的支持以后还要不断的学习这些软件。通过这次毕业设 计使我学到了很多东西对我以后的工作将会有很大的帮助将我以 前在学校的理论知识用到了实践中。西安工业大学继续教育学院 毕业设计论文 22 参考文献1 孙桓陈作模葛文杰主编.机械原理 北京高等教育出版社2006 宋宝玉主编.机械设计课程设计指导书M北京高等教育出版社2006 左宗义冯开平主编画法几何与机械制图M广州华南理工大学出版社 2001 刘锋禹奇才主编.工程力学材料力学部分 M.广州华南理工大学出版社 2002 禹奇才张亚芳刘锋主编.工程力学理论力学部分 M.广州华南理工大学出版 社2002

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