機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-FS400高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)【全套圖紙Proe三維】

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-FS400高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)【全套圖紙Proe三維】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-FS400高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)【全套圖紙Proe三維】（42頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、編編 號(hào)號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文） 題目：題目： FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 信機(jī) 系系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專專 業(yè)業(yè) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng)誠(chéng) 信信 承承 諾諾 書書 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） FS400 高速 渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取 得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引 用，表示致謝的內(nèi)容外，

2、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他 個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 95 學(xué) 號(hào)： 0923212 作者姓名： II 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú)無(wú)錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 信信 機(jī)機(jī) 系系 機(jī)機(jī)械械工工程程及及自自動(dòng)動(dòng)化化 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書 一、題目及專題：一、題目及專題： 1、題目 FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù)二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 隨著高新技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)際生產(chǎn)對(duì)超細(xì)粉體產(chǎn)品粒度、純度 及粒度分布等各項(xiàng)精度要求也相應(yīng)提高，同時(shí)又面臨節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等資 源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的

3、挑戰(zhàn)。超細(xì)粉碎技術(shù)是伴隨著現(xiàn)代高技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè) 以及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和資源綜合利用及深加工等發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的粉碎 工程技術(shù)，起越來(lái)越重要的作用。 在實(shí)際生產(chǎn)中，普通粉碎機(jī)存在能耗過(guò)大、效率低且產(chǎn)生過(guò)熱粉碎等問(wèn)題， 既影響產(chǎn)品品質(zhì)又阻礙粉碎原料的發(fā)展。高速渦流粉碎機(jī)是一種高效粉碎設(shè) 備，擁有能耗小、粉碎能力大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 閱讀并翻譯與課題相關(guān)的外文資料，語(yǔ)句通順準(zhǔn)確； 了解粉碎機(jī)的工作原理、工作過(guò)程及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)； 擬定分析設(shè)備設(shè)計(jì)方案； 運(yùn)用 Pro/E 軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)、三維裝配； II

4、繪制關(guān)鍵零件的二維圖和總裝配圖； 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，要求格式正確、語(yǔ)言簡(jiǎn)潔通暢、層次分明。 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 95 班班 姓名姓名 龔家柱 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 7 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）：六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名 教教研研室室主主任任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 年年 月月 日日 III 摘摘 要要 本文介紹了一種新型高效粉碎機(jī)，它可以粉碎非金屬、脆性、粘

5、性、韌性大或熱敏 感物料。由底座、電機(jī)、主軸、箱體、轉(zhuǎn)子、葉輪、進(jìn)料口、出料口組成，其特性是由 沿主軸設(shè)置的三級(jí)渦流室組成。第一級(jí)渦流室由進(jìn)料渦流風(fēng)機(jī)葉輪組成，第二級(jí)渦流室 有三組刀盤轉(zhuǎn)子，每組刀盤由14個(gè)徑向安裝軸向帶角度的撞擊刀片組成，在每組轉(zhuǎn)子之 間由間隔板分隔開各個(gè)刀盤，形成多個(gè)小渦流室，渦流室內(nèi)壁襯板與刀片保持較小的間 隙，第三級(jí)渦流室由排料渦流風(fēng)機(jī)葉輪組成，整個(gè)系統(tǒng)由主軸聯(lián)接，箱體夾層通過(guò)冷卻 水有效降溫。優(yōu)點(diǎn)是能耗低，效率高，損耗小，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，操作 簡(jiǎn)單。其工作原理是運(yùn)用高速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪產(chǎn)生超強(qiáng)渦流和高頻振動(dòng)空氣對(duì)物料進(jìn)行瞬間 粉碎，從而使產(chǎn)品粒度分布合理，不易

6、產(chǎn)生過(guò)熱，生產(chǎn)力大幅度提高、能耗下降。且機(jī) 構(gòu)簡(jiǎn)單，易于檢查、維修，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎，采用寬腔體帶水夾套結(jié)構(gòu)，有四組冷卻通 道，冷卻效果理想，能有效地防止粉末粘腔、粘力現(xiàn)象。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：粉碎機(jī)；渦流；高頻振動(dòng) IV Abstract This paper presents a new and efficient micronizer. It can be crushed to the non-metallic, brittle, viscosity, toughness or heat-sensitive materials. By the base, the motor, the spi

7、ndle casing, a rotor, impeller, feed port, spout composition, its characteristic tertiary vortex chamber is set by the spindle. The first stage of the swirl chamber from the feed eddy current fan impeller, the second level of the swirl chamber the three groups cutter rotor, each set of cutter instal

8、led by 14 radial axial angled impact blade between each set of rotor spacer plates separated from each cutter, forming a plurality of swirl chamber, the the vortex interior wall liner with the blade to maintain a small gap, the third level of the swirl chamber vortex fan impeller discharge, the enti

9、re system by the spindle connection, Case sandwich effective cooling by the cooling water. The advantages of low energy consumption, high efficiency, low loss, compact, stable, safe and reliable, simple operation. Its working principle is to use the high-speed rotation of the impeller super eddy cur

10、rent and high-frequency vibration air of the material for instant smash, so that the particle size distribution is reasonable, easy to produce overheating, significant productivity increase, energy consumption decreased. And the mechanism is simple, readily accessible for inspection, maintenance, th

11、e product structure, the use of a wide cavity with water jacket structure, there are four sets of cooling channels, the cooling effect is ideal, can effectively prevent the powder stick cavity, adhesion phenomena. Key words: Micronizer; Eddy; High-frequency vibration V 目目 錄錄 摘 要 .III ABSTRACT IV 目 錄

12、.V 1 緒論 .1 1.1 概況和發(fā)展趨勢(shì) 1 1.1.1 粉碎機(jī)的定義及應(yīng)用 .1 1.1.2 超微粉碎機(jī)概況 .2 1.2 課題的提出與意義 4 1.3 課題的主要內(nèi)容 5 2 總體方案的確定 .7 2.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 7 2.2 粉碎機(jī)總體方案的確定 7 2.2.1 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) .7 2.2.2 粉碎室的設(shè)計(jì) .7 2.2.3 水冷裝置的設(shè)計(jì) .7 3 FS400 高速渦流粉碎機(jī)總體設(shè)計(jì).8 3.1 粉碎機(jī)工作參數(shù)的選擇 8 3.1.1 回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速 .8 3.1.2 粉碎室刀片與牙板的間隙 .8 3.1.3 風(fēng)量的選擇 .8 3.2 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 9 3.2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .

13、9 3.2.2 V 帶的設(shè)計(jì).11 3.3 粉碎室的設(shè)計(jì) 13 3.3.1 粉碎機(jī)機(jī)殼的設(shè)計(jì) .13 3.3.2 粉碎機(jī)內(nèi)腔襯板的設(shè)計(jì) .14 3.3.3 粉碎機(jī)刀片和刀架的設(shè)計(jì) .15 3.3.4 進(jìn)料風(fēng)輪和出料風(fēng)輪的設(shè)計(jì) .17 3.3.5 主軸的設(shè)計(jì)及校核 .19 3.3.6 進(jìn)料口和出料擋板的設(shè)計(jì) .22 3.3.7 水冷裝置的設(shè)計(jì) .23 3.3.8 粉碎機(jī)的整體安裝 .24 3.3.9 粉碎機(jī)的注意事項(xiàng) .25 3.4 FS400 高速渦流粉碎機(jī)特性25 4 結(jié)論與展望 .27 4.1 結(jié)論 27 4.2 不足之處及未來(lái)展望 27 VI 致謝 .30 參考文獻(xiàn) .31 FS400

14、高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 1 1 緒論緒論 1.1 概況和發(fā)展趨勢(shì)概況和發(fā)展趨勢(shì) 1.1.1 粉碎機(jī)的定義及應(yīng)用粉碎機(jī)的定義及應(yīng)用 粉碎機(jī)是將大尺寸固體原料粉碎至要求尺寸的機(jī)械。 根據(jù)被碎料或碎制料的尺寸，可將粉碎機(jī)分為粗碎機(jī)、中碎機(jī)、細(xì)磨機(jī)和超細(xì)磨機(jī)。 根據(jù)應(yīng)用范圍，可將粉碎機(jī)分為塑料粉碎機(jī)、木屑粉碎機(jī)、煤泥粉碎機(jī)、中藥粉碎 機(jī)、秸稈粉碎機(jī)、貝殼粉碎機(jī)、飼料粉碎機(jī)和鋸末粉碎機(jī)等。 根據(jù)工作原理，可將粉碎機(jī)分為箱式粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)、渦輪粉碎機(jī)、冷凍粉碎 機(jī)、低溫粉碎機(jī)、超細(xì)粉碎機(jī)和超微粉碎機(jī)等。 在粉碎過(guò)程中，施加于固體的外力有壓軋、剪斷、沖擊、研磨四種。壓軋主要用在 粗、中碎，適用于硬質(zhì)料和大

15、塊料的破碎。剪斷主要用在細(xì)碎，適于韌性物料的粉碎。 沖擊主要用在中碎、細(xì)磨、超細(xì)磨，適于脆性物料的粉碎。研磨主要在細(xì)磨、超細(xì)磨， 適于小塊及細(xì)顆粒的粉碎。實(shí)際的粉碎過(guò)程往往是同時(shí)作用的幾種外力。 大型粉碎機(jī)主要適用于建材、冶金、鋼鐵、化工等行業(yè)礦產(chǎn)品物料的粉磨加工，可 加工石英、方解石、重晶石、稀土、大理石、陶瓷等等莫氏硬度在 9.3 級(jí)以下且濕度在 6%以下的各種非易燃易爆的礦產(chǎn)物料等。 在近 30 年里，超微粉碎機(jī)作為一項(xiàng)高新技術(shù)，發(fā)展并應(yīng)用在了各行各業(yè)，它能把原 材料加工成微米甚至納米級(jí)的微粉末，在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。鑒于粉碎是中藥生 產(chǎn)及應(yīng)用中的基本加工技術(shù)，超微粉碎已愈來(lái)愈引起人

16、們的關(guān)注，雖然起步較晚，開發(fā) 研制的品種相對(duì)較少，但已顯露出特有的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。 超微粉碎技術(shù)是粉體工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，包括對(duì)粉體原料的超微粉碎，高精度 的分級(jí)和表面活性改變等內(nèi)容。根據(jù)原料和成品顆粒的大小或粒度，粉碎可分為粗粉碎、 細(xì)粉碎、微粉碎和超微粉碎。在實(shí)際生產(chǎn)中，各國(guó)各行業(yè)由于超微粉體的用途、制備方 法和技術(shù)水平的差別，對(duì)超微粉體的粒度有不同的劃分。 超微粉碎機(jī)一般為無(wú)篩式粉碎機(jī)，粉碎物料粒度由氣流速度控制，粉碎粒度要求 95通過(guò) 0.15mm（100 目） ，一般用于特種水產(chǎn)餌料或水產(chǎn)開口餌料，超微粉碎通常由超 微粉碎機(jī)、氣力輸送、分級(jí)機(jī)配套來(lái)完成，原料的粉碎粒度非常細(xì)，

17、同時(shí)也帶來(lái)了較多 的問(wèn)題，如靜電吸附、物料流動(dòng)性差、粉碎耗能大、提高了生產(chǎn)成本等等，這些不利影 響可以通過(guò)采用不同方法解決。 超微粉碎是通過(guò)對(duì)物料的沖擊、碰撞、剪切、研磨、分散等手段而實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)粉 碎中的擠壓粉碎方法不能用于超微粉碎，否則會(huì)產(chǎn)生造粒效果。選擇粉碎方法時(shí)，需要 根據(jù)粉碎物料的性質(zhì)和所要求的粉碎比來(lái)確定，在這其中被粉碎物料的物理、化學(xué)性能 具有很大的決定性作用，而其中物料的硬度和破裂性更是居于首要的地位，對(duì)于堅(jiān)硬和 脆性的物料，易采用沖擊的方式，而對(duì)于中藥材，則采用研磨、剪切的方式效果較好。 實(shí)際上任何一種粉碎機(jī)器都不是采用單純的某一種粉碎機(jī)理，一般都是采用由兩種或兩 種以上的粉

18、碎機(jī)理進(jìn)行物料的粉碎的，如氣流粉碎機(jī)是利用沖擊和碰撞粉碎物料的，高 速?zèng)_擊式粉碎機(jī)是利用沖擊和剪切粉碎物料的，振動(dòng)磨、攪拌磨和球磨機(jī)則主要是研磨、 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 沖擊和剪切的粉碎原理，而膠體磨的工作過(guò)程主要是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的磨體與固定磨體的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)烈剪切、摩擦、沖擊等等粉碎物料的。 1.1.2 超微粉碎機(jī)概況超微粉碎機(jī)概況 微粉碎機(jī)可分為軋輥式、高速回轉(zhuǎn)式、媒體式、氣流式、摩擦剪切式等多種。其中， 高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)主要是用高速回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生沖擊、剪切、摩擦作用，實(shí)現(xiàn)粒子的微細(xì) 化。 這種形式的粉碎最早為捶擊式，是一種歷史悠久的典型粉碎機(jī)。但是，近年來(lái)，由于從 不同角度進(jìn)行

19、研究，逐漸開發(fā)了許多新機(jī)種。特別是對(duì)于新材料的出現(xiàn)，已經(jīng)開發(fā)出許 多更高性能、更高效率的粉碎機(jī)。例如，作為靜電復(fù)印的顯像粉劑，為了實(shí)現(xiàn)這種精密 級(jí)粉碎，過(guò)去大多采用氣流式粉碎機(jī)，但最近已開發(fā)出新結(jié)構(gòu)的機(jī)械式高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)， 實(shí)現(xiàn)了能耗低、效率高的微粉碎處理。 (1) 高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用技術(shù) 高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)的粉方法有很多種。根據(jù)形狀和結(jié)構(gòu)可分為錘擊式、轉(zhuǎn)盤式、軸流 式、環(huán)形式、刀片式。另外，根據(jù)粉碎原理又可劃分為沖擊粉碎式和摩擦（壓縮、剪切） 式兩大類。 1）錘擊式。 錘擊式是在回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上安裝固定式或搖擺式的振錘或葉片。作為分級(jí) 機(jī)構(gòu)，多采用篩網(wǎng)進(jìn)行從中碎到 100m 的較粗粒子的

20、粉碎。 在其的轉(zhuǎn)子上，通常安裝馬鐙狀的搖擺銼，適合周速最高達(dá) 100m/s 的高速回轉(zhuǎn)，因 此也有高的粉碎能力。 2）轉(zhuǎn)盤式。 轉(zhuǎn)盤式如銷磨機(jī)或渦輪式磨機(jī)。在轉(zhuǎn)盤上固定著銷或葉片等沖擊元件， 是一種直徑方向比軸向更大的裝置。這種形式的粉碎機(jī)一般比錘擊式有更大的周速。所 以可能進(jìn)行更微細(xì)的粉碎。作為分級(jí)機(jī)，除了采用篩網(wǎng)之外，還采用截口點(diǎn)更小的風(fēng)力 分級(jí)機(jī)。另外，為了能使沖擊時(shí)的相對(duì)速度更大，已設(shè)計(jì)了使用 2 個(gè)回轉(zhuǎn)圓盤逆向回轉(zhuǎn) 的微粉化結(jié)構(gòu)。 AM 是這種微粉碎機(jī)的通用機(jī)型。它主要由沖擊式粉碎室和氣流分級(jí)室兩部分組成。 粉碎室由粉碎轉(zhuǎn)子和帶圓弧漕的定子構(gòu)成。轉(zhuǎn)子盤上面裝有舒數(shù)量不等的錘頭，其周速

21、 高達(dá) 100m/s 乃至更高。分級(jí)室由分流環(huán)和分級(jí)葉輪構(gòu)成。粉碎和分級(jí)分別由各自電機(jī)帶 動(dòng)，由于內(nèi)裝可調(diào)速的空氣分級(jí)器，所以可得到所需的合適粒徑分布均勻的制品。經(jīng)分 級(jí)后的粗粉，再度回到粉碎是室粉碎。AM 粉碎機(jī)的特點(diǎn)是進(jìn)風(fēng)量大，可以抑制溫度上升， 非常適合各種粉體涂料、樹脂原料和熱弱性材料的粉碎，應(yīng)用范圍廣泛。 近來(lái)對(duì)本機(jī)進(jìn)行了新的開發(fā)。通過(guò)改進(jìn)轉(zhuǎn)子上的沖擊元件，增加了物料粉碎過(guò)程中 碰撞機(jī)率，可以提高一倍以上粉碎處理能力。另外為適應(yīng)用戶便于清潔的需求，本機(jī)也 采用開口式結(jié)構(gòu)，是一種便于清洗的機(jī)型。 3）軸流式。 軸流式粉碎機(jī)物料在粉碎過(guò)程中一邊回轉(zhuǎn)，一邊做軸向移動(dòng)進(jìn)行粉碎。 為了控制產(chǎn)品

22、粒度，在沖擊元件和分級(jí)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和風(fēng)量的調(diào)節(jié)。 在 2 個(gè)粉碎室的出口處安裝內(nèi)經(jīng)不同的環(huán)狀物進(jìn)行粒度控制。另外，在本裝置中沒(méi) 有被粉碎到一定尺寸的殘留物，通過(guò)螺旋噴嘴排出。原料進(jìn)入錐形料斗后，被裝在粉碎 室和襯套之間的小型沖擊元件粉碎，更通過(guò)有效的壓碎剪切效果，達(dá)到最微小粉碎。另 FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 3 外，還開發(fā)出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的偏心回轉(zhuǎn)，壓縮效果更高的粉碎機(jī)。 JM 立式高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)更是另一種高性能軸流式微粉碎機(jī)。有加料器定量共給并與 空氣一起從下部吸氣口進(jìn)入機(jī)內(nèi)的物料，經(jīng)皮帶拖動(dòng)的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子沿圓周方向均勻 分散后到達(dá)轉(zhuǎn)子與定子襯套之間形成的粉碎區(qū)。轉(zhuǎn)子和定子陳

23、套的表面部分分別制成特 殊形狀的多溝槽，并于定子襯套壁面摩擦為主的粉碎。這種與通常依靠轉(zhuǎn)子葉片棱角的 沖擊力進(jìn)行粉碎機(jī)理很不相同。本機(jī)的基本上制品粒度范圍 d50=5-20m，分布均勻，且 有球狀化效果，電能消耗省。 4）環(huán)形式。 環(huán)形粉碎機(jī)是軸流式粉碎機(jī)的一種。其轉(zhuǎn)子和襯套件留很小間隙，兩 者表面都加有許多溝槽。粉碎過(guò)程中在其中形成強(qiáng)烈的渦流，與這種有效粉碎密切相關(guān)。 它比其他粉碎機(jī)更能得到均勻的剪切速度場(chǎng)。所以能保證粒度十分均勻的微粉產(chǎn)品。 通過(guò)粉碎帶的流體模擬可以看出高速回轉(zhuǎn)的多葉片和襯套周邊的流體分布。在葉片 的間隙部分發(fā)出小渦流，促進(jìn)粒子的頻繁撞擊和粉碎。 這種粉碎原理不同于歷來(lái)的高

24、速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)，也有別于氣流粉碎機(jī)。這種粉碎機(jī)的 粉碎處理能力和產(chǎn)品平均粒徑與過(guò)去高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)比較。例如：對(duì)纖維素來(lái)說(shuō)，應(yīng)對(duì) 該機(jī)能將纖維粉碎到 30m 以下，這一點(diǎn)是過(guò)去的高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)難以實(shí)現(xiàn)的。 由于本機(jī)能單獨(dú)設(shè)定粉碎和分級(jí)部分轉(zhuǎn)速，所以能將產(chǎn)品平均粒徑控制在 5-10m 較 寬范圍內(nèi)隨意變化。 環(huán)形粉碎機(jī)還可以用于粒子的球狀化處理。如對(duì)靜電照明用的調(diào)色涂料，不僅要求 粒徑，還要求形狀和表面特性，這是因?yàn)檫@些特性對(duì)涂料粒子的帶電性、流動(dòng)性、清洗 型具有很大影響?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)原料在機(jī)內(nèi)的滯留時(shí)間或處理溫度等方法來(lái)滿足這些要 求。 5）刀片式。 刀片磨機(jī)利用高速回轉(zhuǎn)的銳利刀片和固定襯套之間產(chǎn)

25、生空氣渦流，使 粉碎物之間發(fā)生碰撞、剪切來(lái)實(shí)現(xiàn)粉碎。 該機(jī)對(duì)難粉碎原料（纖維質(zhì)、彈性質(zhì)）粉碎特別有效。為了能清掃機(jī)內(nèi)的殘留物， 采用了門蓋方式，打開門蓋，粉碎轉(zhuǎn)子露出，很方便清洗，對(duì)于食品工業(yè)小批量多品種 特別適合。 該機(jī)平均粒徑可達(dá) 10m，粒度分布范圍窄，其能量消耗僅為氣流磨的一半。 （2） 高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)的粉碎極限 高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)如上述可分為多種形式，即使在一種粉碎機(jī)中也復(fù)合了沖擊、剪切、 磨擦等不同粉碎機(jī)原理。所以應(yīng)看成復(fù)合作用，但在沖擊式粉碎機(jī)中，粒子和沖擊元件 的沖擊速度是起決定性主要因素。 另外，粉碎效果不僅和粉碎機(jī)的機(jī)械條件相關(guān)，也和物料的物性相關(guān)。原料為脆性 材料是，沖擊遠(yuǎn)見(jiàn)

26、給粒子最大的沖擊力 PmaxN，可以根據(jù) Hertz 接觸應(yīng)力理論推算出大 概值，然后根據(jù)這個(gè)沖擊力，利用平松式1算出粒子內(nèi)部發(fā)生的抗拉力 Spa，因此，沖 擊時(shí)，作用于粒子上的破壞力 Sfpa就能用下式算出： Sf=0.34(i-V)2IVt 1-v 另一方面，粒子（體積 Vp)的破壞強(qiáng)度 Ss 和碎粒的裂紋的分布概率有關(guān)，所以能用 威布爾式表示：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以歸納成下式計(jì)算:Ss=aVp-b(a、b：常數(shù)) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 因此當(dāng)粒子受到的皮壞力 Sf 避破壞強(qiáng)度 Ss 更大時(shí)，粒子就發(fā)生破壞，由此就能求出 沖擊引起的粉碎粒子的極限直徑 dpb(m)。以石灰石為例，沖擊元件為

27、鋼制件時(shí)的物性值 和實(shí)驗(yàn)常數(shù)。綜合上述兩式進(jìn)行粉碎，就能獲得石灰石在沖擊速度為 V 時(shí)，相應(yīng)的粉碎 極限粒徑。 （3） 不同類型粉碎機(jī)的粉碎效果2 1）篩網(wǎng)分級(jí)式?jīng)_擊式粉碎機(jī)。 由于篩網(wǎng)的網(wǎng)眼比粉碎粒子極限粒徑大，因此，未 經(jīng)充分粉碎的粒子也被送到系統(tǒng)外，粉碎效果不好。 2）使用氣流分級(jí)的沖擊式粉碎機(jī)。 有與直徑達(dá)的粒子在磨機(jī)內(nèi)反復(fù)循環(huán)，結(jié)果得 到更細(xì)的粉碎，效果比篩網(wǎng)好。 3）氣流分級(jí)沖擊磨碎機(jī)粉碎機(jī)。 該類型機(jī)綜合了剪切、磨擦等功能，能得到 5- 10m 的微粉，比沖擊性粉碎細(xì)度效果顯著。 現(xiàn)實(shí)生活中，由于實(shí)際粉碎處理能力常和產(chǎn)品粒度成反比，所以必須按客觀要求平 衡選擇機(jī)種。 （4） 機(jī)型

28、的選擇和運(yùn)行 1）粒度。 高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)是一種包括錘擊式、壓縮、剪切、磨料式的廣譜型粉碎 機(jī)，也是一種粉碎粒度范圍廣泛的封閉式粉碎機(jī)。當(dāng)粉碎比大時(shí)，根據(jù)原料的粉碎性能、 原料和產(chǎn)品的粒度，可選擇普通粉碎機(jī)和特蘇粉碎機(jī)的組合，構(gòu)成高效率的多級(jí)粉碎。 從上述介紹中，可知其粉碎粒度從錘擊式、轉(zhuǎn)盤式到軸流式、環(huán)形式逐漸變細(xì)。另一方 面，磨碎式又比沖擊式更能得到微細(xì)產(chǎn)品。如果為了直接從粉碎機(jī)中得到微細(xì)產(chǎn)品，使 用沒(méi)有篩網(wǎng)的氣流分級(jí)機(jī)構(gòu)更有效。 2）形狀控制。 在沖擊粉碎機(jī)中，由于原料特性（如結(jié)晶）和機(jī)械特性（如沖擊元 件硬度、速度）的不同，破壞粒子的形狀而有所不同。通過(guò)反復(fù)粉碎，壓縮剪切效果的 微粉碎和

29、一般沖擊粉碎機(jī)相比粒子縱寬尺寸要小，所以更易于形成球狀化粒子。 3）弱熱性物質(zhì)。 雖然大多該種原料采用氣流粉碎，但近年來(lái)使用沖擊式粉碎機(jī)增 多，由于 AM 機(jī)進(jìn)風(fēng)量大，冷卻和細(xì)度好，非常適合這種粉碎。另一方面，可采用冷風(fēng) 乃至液氮冷卻的粉碎機(jī)。 4）其他。 有些原材料對(duì)氛圍要求苛刻，高速?zèng)_擊粉碎機(jī)在真空中粉碎空難，為了 防止氧化，引起材質(zhì)劣化，防止燃燒，爆炸等危險(xiǎn)，可選擇在氮?dú)獾榷栊詺怏w的氛圍中 進(jìn)行粉碎。 （5） 結(jié)語(yǔ) 高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)最近的動(dòng)向是一面推進(jìn)高速化，一面完成分解情況的簡(jiǎn)易化，并從 提高耐磨性等觀點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行多種改進(jìn)。另外，附加沖擊以外的機(jī)構(gòu)使粉碎更加有效。 在粉碎過(guò)程中如何能夠充

30、分利用能量避免作無(wú)用功是一個(gè)課題。 1.2 課題的提出與意義課題的提出與意義 現(xiàn)代工程技術(shù)將需要越來(lái)越多的高純超細(xì)粉體,超細(xì)粉碎技術(shù)在高新技術(shù)研究開發(fā)中 將起著越來(lái)越重要的作用。高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)與非金屬礦物有著密切的聯(lián)系,在未來(lái)非金屬礦 深加工技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中要考慮高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;在其開發(fā)利用及其深加工 過(guò)程中還必須考慮人類的生存和可持續(xù)發(fā)展,注意環(huán)境保護(hù)。 FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 5 未來(lái)非金屬礦物原料或材料總的發(fā)展趨勢(shì)是高純、超細(xì)和功能化。以高純超細(xì)非金 屬礦物深加工原料為龍頭,綜合開發(fā)利用各種非金屬礦產(chǎn)。雖然可以通過(guò)化學(xué)合成法制備 高純超細(xì)粉體,但成本過(guò)高,至今未能用于

31、工業(yè)化生產(chǎn)。獲得超細(xì)粉體的主要手段仍然是 機(jī)械粉碎方式,用機(jī)械方式制取超細(xì)粉體所依賴的超細(xì)粉碎與分級(jí)技術(shù)的難度不斷增大, 其研究深度永無(wú)止境。超細(xì)粉碎技術(shù)是多方面技術(shù)的綜合,其發(fā)展也有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn) 步,如高硬高韌耐磨構(gòu)件的加工、高速軸承、亞微米級(jí)顆粒粒度分布測(cè)定等。 但實(shí)際生產(chǎn)中，由于普通粉碎機(jī)3能耗過(guò)大，效率很低，且易產(chǎn)生過(guò)熱粉碎，既影 響了產(chǎn)品的質(zhì)量，又阻礙了粉碎原料的發(fā)展，所以高速渦流粉碎機(jī)在以后的生產(chǎn)中會(huì)有 很多的應(yīng)用。 隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，對(duì)各種非金屬礦產(chǎn)的綜合開發(fā)利用提出了更 高的要求，非金屬礦物原料或材料總的發(fā)展趨勢(shì)是高純、超細(xì)和功能化。超細(xì)粉碎技術(shù) 在產(chǎn)品的研

32、究開發(fā)中起著越來(lái)越重要的作用，可以充分利用原材料，保護(hù)環(huán)境，改善人 類的生存條件，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。 雖然可以通過(guò)化學(xué)合成法制備高純超細(xì)粉體，但由于成本過(guò)高，至今未能用于工業(yè) 化生產(chǎn)。獲得超細(xì)粉體的主要手段仍然是機(jī)械粉碎方式，用機(jī)械方式制取超細(xì)粉體所依 賴的超細(xì)粉碎與分級(jí)技術(shù)的難度不斷增大，其研究深度永無(wú)止境。超細(xì)粉碎技術(shù)是多方 面技術(shù)的綜合,其發(fā)展也有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，如高硬高韌耐磨構(gòu)件的加工、高速軸承、 亞微米級(jí)顆粒粒度分布測(cè)定等。因此，超細(xì)粉碎技術(shù)的發(fā)展應(yīng)集中在以下幾個(gè)方面： （1） 改進(jìn)現(xiàn)有超細(xì)粉碎與精細(xì)分級(jí)設(shè)備。主要是在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上提高單機(jī)處理 能力和降低單位產(chǎn)品能耗、磨耗,

33、提高自動(dòng)控制水平。 （2) 優(yōu)化工藝和完善配套。發(fā)展能滿足或適應(yīng)不同性質(zhì)物料、不同細(xì)度、級(jí)配和純 度要求、具有不同生產(chǎn)能力的超細(xì)粉碎成套工藝設(shè)備生產(chǎn)線和生產(chǎn)技術(shù)。 （3) 加強(qiáng)超細(xì)粉碎基礎(chǔ)理論的研究。在深入研究機(jī)械粉碎法技術(shù)的同時(shí)，探尋化學(xué) 合成法、物理法等其他非機(jī)械力超細(xì)粉碎技術(shù)。 （4) 完善、優(yōu)化超細(xì)粉碎設(shè)備和精細(xì)分級(jí)設(shè)備的配套。在現(xiàn)有粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上， 改進(jìn)、配套和完善分級(jí)設(shè)備、產(chǎn)品輸送設(shè)備等其他輔助工藝設(shè)備，優(yōu)化超細(xì)粉碎設(shè)備和 精細(xì)分級(jí)設(shè)備的配套組合工藝。 （5) 尋求解決超細(xì)粉碎過(guò)程中磨損的有效途徑。研制高密度、高硬度研磨介質(zhì)，解 決設(shè)備磨損、部件的材質(zhì)問(wèn)題也應(yīng)是超細(xì)粉碎技術(shù)研究的

34、重點(diǎn)。 在實(shí)際生產(chǎn)中，普通粉碎3機(jī)由于能耗過(guò)大、效率較低，且易產(chǎn)生過(guò)熱粉碎，既影響 了產(chǎn)品的質(zhì)量，又阻礙了粉碎原料的發(fā)展。而研究表明，高速渦流粉碎機(jī)是一種高效粉 碎設(shè)備，具有能耗少、粉碎能力大、結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)、清洗方便等優(yōu)點(diǎn)， 具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 1.3 課題的主要內(nèi)容課題的主要內(nèi)容 本課題在消化引進(jìn)同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì) FS400 型高速渦流粉碎機(jī)，保證產(chǎn)品質(zhì) 量和產(chǎn)品使用性能，解決實(shí)際工程問(wèn)題。 FS 高效粉碎機(jī)的粉碎部分主要有電機(jī)、皮帶輪、底座、進(jìn)料口、出料口、回轉(zhuǎn) 軸分散器、葉輪 刀片殼體、牙板等組成。其粉碎原理和工作過(guò)程為通過(guò)回轉(zhuǎn)軸高 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 速

35、轉(zhuǎn)動(dòng)， 產(chǎn)生超強(qiáng)的榀流及高頻振動(dòng)的空氣， 使得定量給出的物料被吸八入口螺旋室， 通過(guò)慣性力被加速再由分散器將其均勻地送入粉碎室，物料在粉碎室被高速轉(zhuǎn)動(dòng)的刀片、 超強(qiáng)的渦流、高頻振動(dòng)的空氣瞬間粉碎，被粉碎的物料和空氣一起通過(guò)出口螺旋室排出 機(jī)體，從而完成整個(gè)粉碎過(guò)程，由此完成回轉(zhuǎn)軸，刀片等直接元件的設(shè)計(jì)，并且分析進(jìn) 料口和出料口刀片的如何排布等，進(jìn)一步進(jìn)行強(qiáng)度和配合等審核 本設(shè)計(jì)需滿足的要求如下： （1） 達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求，滿足實(shí)際工作需要。 （2） 整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，滿足設(shè)計(jì)要求。 （3） 工作時(shí)能盡量減少噪音，設(shè)備外形力求簡(jiǎn)約美觀。 FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 7 2 總體方案的確定總

36、體方案的確定 2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)天然食用增稠劑不僅從質(zhì)量上而且從用量上都有了大幅度的提高，但 在生產(chǎn)中，由于粉碎機(jī)能耗過(guò)大、效率很低且易產(chǎn)生過(guò)熱粉碎，既影響了產(chǎn)品的質(zhì)量， 又阻礙了天然食用增稠劑的發(fā)展。為此開始了高效粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)。通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān) 粉碎機(jī)的資料、文獻(xiàn)和專利，對(duì)其進(jìn)行深入細(xì)致的研究、對(duì)比和分析，并結(jié)合天然食用 增稠劑本身的特性，設(shè)計(jì)出了適合于粉碎天然食用增稠劑的高效粉碎機(jī)。通過(guò)查閱有關(guān) 文獻(xiàn)，粉碎機(jī)的類型主要有對(duì)輥型、錘片型、磨盤型、牙齒型、摒輪型等形式。通過(guò)分 析和比較，認(rèn)為只有渦輪型4較適合于天然食用增稠劑的粉碎。利用葉片背面產(chǎn)生的無(wú)數(shù) 超聲波渦流，以及

37、由此產(chǎn)生的高頻壓力的振動(dòng)作用將物料粉碎更加適合現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。 2.2 粉碎機(jī)總體方案的確定粉碎機(jī)總體方案的確定 這次設(shè)計(jì)的FS高速渦流粉碎機(jī)主要用來(lái)對(duì)合成樹脂、儀器化學(xué)藥品等物料進(jìn)行微粉 碎的機(jī)械，所以一定要到使物料達(dá)到一定的細(xì)度，所以主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定是高速的，利用高 速轉(zhuǎn)動(dòng)的刀片將物料剪切、碰撞。 2.2.1 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 由于粉碎機(jī)處于高速運(yùn)作狀態(tài)，并且設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單和排布合理，傳動(dòng)精度不是要求很 高，所以用 V 帶傳動(dòng)1比較合適。帶傳動(dòng)是一種常用的、成本較低的動(dòng)力傳動(dòng)裝置。帶 傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、清潔（無(wú)需潤(rùn)滑）的特點(diǎn)，具有緩沖減振和過(guò)載保護(hù)作用 并且維修方便。與鏈傳動(dòng)和

38、齒輪傳動(dòng)相比，帶傳動(dòng)的強(qiáng)度較低以及疲勞壽命較短。 2.2.2 粉碎室的設(shè)計(jì)粉碎室的設(shè)計(jì) 為了設(shè)計(jì)出合理的粉碎機(jī)，要對(duì)物料的粉碎方案進(jìn)行初步的確定。通常有錘擊式、 轉(zhuǎn)盤式、軸流式、環(huán)形式等，經(jīng)過(guò)比較和考慮，認(rèn)為環(huán)形粉碎機(jī)比較合適。環(huán)形粉碎機(jī) 是軸流式粉碎機(jī)的一種，其轉(zhuǎn)子和襯套間留很小間隙，兩者表面都加有許多溝槽，粉碎 過(guò)程中在其中形成強(qiáng)烈的渦流，與這種有效粉碎密切相關(guān)。它比其他粉碎機(jī)更能得到均 勻的剪切速度場(chǎng)。所以能保證粒度十分均勻的微粉產(chǎn)品。通過(guò)粉碎帶的流體模擬可以看 出高速回轉(zhuǎn)的多葉片和襯套周邊的流體分布。在葉片的間隙部分發(fā)出小渦流，促進(jìn)粒子 的頻繁撞擊和粉碎。 2.2.3 水冷裝置的設(shè)計(jì)水

39、冷裝置的設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)的的粉碎機(jī)由于高速長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)作和與物料間的相互剪切和碰撞一定會(huì)產(chǎn)生高 溫，這樣會(huì)可能使物料粘腔，粘力現(xiàn)象，故設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)，采用寬腔體帶水夾套結(jié)構(gòu)5，有 四組冷卻通道，冷卻效果理想，能使產(chǎn)品更好。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 3 FS400 高速渦流粉碎機(jī)總體設(shè)計(jì)高速渦流粉碎機(jī)總體設(shè)計(jì) 3.1 粉碎機(jī)工作參數(shù)的選擇粉碎機(jī)工作參數(shù)的選擇 3.1.1 回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速 主軸的轉(zhuǎn)速在粉碎過(guò)程中起著重要的作用，如圖3.1所示。轉(zhuǎn)速越高，粒度越細(xì)而且 粒度分布越集中。 圖3.1 轉(zhuǎn)速與粒度關(guān)系 3.1.2 粉碎室刀片與牙板的間隙粉碎室刀片與牙板的間隙 通過(guò)更換刀片，調(diào)整刀片與牙板

40、間的問(wèn)隙可以改變物料的粒度和生產(chǎn)能力，如圖3.2 所示。間隙越小，粒度越細(xì)且粒度分布越集中。 圖3.2 間隙與粒度關(guān)系 3.1.3 風(fēng)量的選擇風(fēng)量的選擇 粉碎機(jī)排風(fēng)量越大，生產(chǎn)量就隨之提高，但粒度會(huì)變粗，其關(guān)系如圖3.3所示。 FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 9 圖3.3 風(fēng)量、粒度、產(chǎn)量的關(guān)系 由此可見(jiàn)，調(diào)整回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速、刀片與牙板間的間隙及風(fēng)量，均可改變粉碎機(jī)的粒度和 產(chǎn)量。通過(guò)比較，最終參數(shù)的數(shù)據(jù)為： 回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速：4000r/min 刀片與牙板間隙：10mm 風(fēng)量：1020/min 3 m 動(dòng)力：30kW 3.2 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 3.2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 設(shè)計(jì)

41、的傳動(dòng)方式是 V 帶傳動(dòng)，由于設(shè)計(jì)要求粉碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速為 4000r/min，粉碎功 率為 30kW，并且是一個(gè)增速傳動(dòng)，傳動(dòng)比 1.3。計(jì)算發(fā)現(xiàn)電動(dòng)的轉(zhuǎn)速=2950r/min。 1 n （1） 工作機(jī)所需功率= 30 kWPw （2） 所需電機(jī)輸出功率= d P Pw 而 V 帶效率95 . 0 1 代入上式求得: =31.6kW d P 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量和轉(zhuǎn)速6，查閱表 3-1 得 Y 系列（IP44）電動(dòng)機(jī)是全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有高效、節(jié)能、起 動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、可靠性高等特點(diǎn)。其功率等級(jí)及安裝尺寸完全符合 IEC 標(biāo) 準(zhǔn)。 Y 系列（IP44）電動(dòng)機(jī)是一般用途的

42、電動(dòng)機(jī)，適用于驅(qū)動(dòng)無(wú)特殊性能要求的各種機(jī)械 設(shè)備，如機(jī)床、水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械等。 Y 系列（IP44）電動(dòng)機(jī)額定電壓為 380V、額定頻率為 50Hz、絕緣等級(jí)為 B 級(jí)、防護(hù) 等級(jí)為 IP44。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 表 31 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 功率 （kW ） 效率 （% ） 功率 因數(shù) cos 起動(dòng)電 流倍數(shù) 起動(dòng) 轉(zhuǎn)矩 倍數(shù) 最大轉(zhuǎn) 矩倍數(shù) 額定 電流 （A） 額定 轉(zhuǎn)速 （r/m in） 同步 轉(zhuǎn)速 （r/mi n） 噪聲 （dB ） 振動(dòng) （m m/s） 重量 （kg ） Y160 L-2 18.590.00.89722.235.12

43、930872.8136 Y180 M-2 2290.50.89722.241.52940922.8170 Y200 L1-2 3091.40.89722.256.02950952.8224 Y200 L2-2 3792.00.89722.268.72950952.8245 Y225 M-2 4592.50.89722.283.02970972.8286 Y250 M-2 5593.00.89722.2101.02970973.5383 Y280 S-2 7593.60.89722.2136.82970993.5496 Y280 M-2 9093.90.89722.2163.62970993.5

44、550 Y315 S-2 11094.00.896.81.82.2199.829801043.5850 所以電動(dòng)機(jī)可選 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào) Y200L22，同步轉(zhuǎn)速：3000 r/min， 額定功率：37kW，額定轉(zhuǎn)速：2950 r/min，質(zhì)量 245Kg。 FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 11 3.2.2 V 帶的設(shè)計(jì)帶的設(shè)計(jì) （1） 確定計(jì)算功率 ca P 根據(jù)表 3-2， 表 3-2 工作情況系數(shù) A K A K 空、輕載起動(dòng)重載起動(dòng) 每天工作小時(shí)數(shù)/h 工況 1616 載荷 變動(dòng) 量小 液體攪拌機(jī)、通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng) 機(jī)（7.5kW） 、離心式水泵 和壓縮機(jī)、輕載荷輸送機(jī) 1.

45、01.11.21.11.21.3 載荷 變動(dòng) 小 帶式輸送機(jī)（不均勻負(fù)荷） 、 通風(fēng)機(jī)（7.5kW） 、旋轉(zhuǎn)式 水泵和壓縮機(jī)（非離心式） 、 發(fā)電機(jī)、金屬切削機(jī)床、 、印 刷機(jī)、旋轉(zhuǎn)篩、鋸木機(jī)和木 工機(jī)械 1.11.21.31.21.31.4 載荷 變動(dòng) 較大 制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù) 式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、 磨粉機(jī)、沖減機(jī)床、橡膠機(jī) 械、振動(dòng)篩、紡織機(jī)械、重 載輸送機(jī) 1.21.31.41.41.51.6 載荷 變動(dòng) 很大 破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等） 、 磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8 查得工作情況系數(shù)=1.2，故=1.2x37=44.4kW A K ca P

46、 A KP （2） 選擇 V 帶的帶型 根據(jù)、選用 SPA 型窄 V 帶。 ca P 1 n （3） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 d dv 1）初選大帶輪的基準(zhǔn)直徑 1d d 由 GB/T 10412-2002，取大帶輪的基準(zhǔn)直徑=200mm 1d d 2）驗(yàn)算帶速 11200 2950 30.8/ 60 100060 1000 d n vm s 窄 V 帶最大帶速在 35-40m/s，所以帶速合格 3）計(jì)算小帶輪的基準(zhǔn)直徑 =/i=200mm/1.3=153mm 2d d 1d d 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 根據(jù)表 3-3， 表 3-3 普通和窄 V 帶輪（基準(zhǔn)寬度制）直徑系列（摘自

47、 GB/T 10412-2002） 槽型 有效直 徑Y(jié) Z、SP Z A、SP A B、SP B C、SPCDE 圓跳動(dòng)公 差 t 1060.3 112 + 0.3 1180.3 1250.3 1320.3 1400.3 1500.3 1600.3 1700.4 1800.4 200+0.4 圓整=150mm 2d d （4） 確定 V 帶中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度a d L 1）初選中心距 =600mm 0 a 2）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mm 0 2 12 2100 42 2 a dd ddaL dd ddd 1751 6004 200150 150200 2 6002 2 查 表 3-4 基準(zhǔn)寬度制

48、窄 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列（摘自 GB/T 111544-1997） 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 d L帶型 基本尺寸極限偏差SPZSPASPBSPC 配組公差 63062 71082 80082 900102 1000102 1120132 1250132 1400162 1600162 1800202 2000202 2240254 FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 13 取mm1800 d L 3）計(jì)算實(shí)際中心距a mm625 2 17511800 600 2 0 0 dd LL aa （5） 驗(yàn)算小帶輪包角 1 90175 625 3 .57 150200180 3 . 57 180 211 a dd d

49、d （6） 確定帶的根數(shù) 由=200mm，=2950r/min，查表得=12.87kW，=0.23kW 1d d 1 n 0 P 0 P 查表，99. 0 K95 . 0 L K 60. 3 95 . 0 99 . 0 23 . 0 87.12 4 . 44 00 L ca KKPP P z 取 z=4 （7） 計(jì)算單根 V 帶的初拉力和壓軸力 0 F p F 查表得 SPA 型窄 V 帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.12kg/m Nqv Kzv P F ca 3898 .3012 . 0 1 99 . 0 5 . 2 8 . 304 4 .44 5001 5 . 2 500 22 0 作用在軸上壓

50、力 NzFFp3109 2 175 sin38942 2 sin2 0 3.3 粉碎室的設(shè)計(jì)粉碎室的設(shè)計(jì) 3.3.1 粉碎機(jī)機(jī)殼的設(shè)計(jì)粉碎機(jī)機(jī)殼的設(shè)計(jì) 機(jī)座和箱體等零件，在一臺(tái)機(jī)器的總質(zhì)量中占有很大的比例7（例如在機(jī)床中約占總 質(zhì)量的 70%90%） ，同時(shí)在很大程度上影響著機(jī)器的工作精度和抗振性能；若兼作運(yùn)動(dòng) 部件的滑道（導(dǎo)軌）時(shí)，還影響著機(jī)器的耐磨性等。所以正確選擇機(jī)座和箱體等零件的 材料和正確設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式及尺寸是減小機(jī)器質(zhì)量、節(jié)約金屬材料、提高工作精度、增 加機(jī)器剛度機(jī)耐磨性能等的重要途徑。 機(jī)座和箱體的材料及制法。固定式機(jī)器，尤其是固定式重型機(jī)器，其機(jī)座和箱體的 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，剛度要

51、求也比較高，因此通常都為鑄造。鑄造材料常用既便于施工又價(jià) 廉的鑄鐵（包括普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵與變性灰鑄鐵等） ；只有需要強(qiáng)度高、硬度大時(shí)才 使用鑄鋼；當(dāng)減小質(zhì)量具有很大意義時(shí)（如運(yùn)行式機(jī)器的機(jī)座和箱體）才用鋁合金等輕 合金。對(duì)于運(yùn)行式機(jī)器，如飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、及運(yùn)行式起重機(jī)等，減小機(jī)體的重量 很重要，故常用鋼或輕合金型材焊制。大型機(jī)座的制造，則常采取分零鑄造，然后焊成 一體的辦法。 鑄造及焊接零件的基本工藝，應(yīng)用特征及一般選擇原則可以參考金屬工藝學(xué)，設(shè)計(jì) 時(shí)應(yīng)全面進(jìn)行分析比較，以期設(shè)計(jì)合理，且能符合生產(chǎn)實(shí)際。例如雖然一般說(shuō)，成批生 產(chǎn)且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件以鑄造為宜，單件或少量生產(chǎn)，且生產(chǎn)期限較短

52、的零件則以焊接為 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 宜，但為具體的機(jī)座或箱體仍應(yīng)分析其主要決定因素。譬如成批生產(chǎn)的中小型機(jī)床及內(nèi) 燃機(jī)等的機(jī)座，結(jié)構(gòu)復(fù)雜是其主要問(wèn)題，固然應(yīng)以鑄造為宜；但成批生產(chǎn)的汽車底盤及 運(yùn)行式起重機(jī)的機(jī)體等卻以質(zhì)量小和運(yùn)行靈便為主，則又應(yīng)以焊接為宜。又如質(zhì)量及尺 寸都不大的單件機(jī)座或箱體以制造簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)為主，應(yīng)采用焊接；而單件大型機(jī)座或箱 體若單采用鑄或焊皆不經(jīng)濟(jì)或不可能時(shí)，則應(yīng)采用拼焊結(jié)構(gòu)等等。 FS400型粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)為了便于檢查和維修，機(jī)殼設(shè)計(jì)成上下2個(gè)機(jī)殼，兩機(jī)殼用鉸 鏈連接，其中一個(gè)可以從45角打開到水平位置。起粉碎腔直徑是400mm，由于要在內(nèi)壁 安裝齒形襯板，

53、故設(shè)計(jì)機(jī)殼內(nèi)徑尺寸為414mm,結(jié)構(gòu)如圖3.4和3.5所示所示。 圖3.4 上機(jī)殼 FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 15 圖 3.5 下殼體 上下機(jī)殼的設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際需要，其出料口的大小能滿足實(shí)際出料風(fēng)量和物料的輸出， 由于 2 個(gè)機(jī)殼是在 45能打開，其孔徑有同軸度的要求，所以在進(jìn)行機(jī)加工時(shí)一定要將上 下機(jī)殼安裝后進(jìn)行鏜孔處理，這樣能保證正確的黏合。出料口是一個(gè)法蘭結(jié)構(gòu)，機(jī)身本 身的生產(chǎn)可以采用逐步的焊接形式，直接鑄造的成本比較高，難度也比較大，可以用板 筋類的知識(shí)進(jìn)行逐個(gè)片體的加工8，和部分零件的鑄造，最后焊接成上下機(jī)殼。 3.3.2 粉碎機(jī)內(nèi)腔襯板的設(shè)計(jì)粉碎機(jī)內(nèi)腔襯板的設(shè)計(jì) FS400

54、 高速渦流粉碎機(jī)是內(nèi)腔直徑為 400mm，粉碎原理是使固體物料顆粒在內(nèi) 腔的齒形襯板與刀片之間受到擠壓、撕裂、碰撞、剪切等多種機(jī)理作用，從而達(dá)到 粉碎的目的。齒形襯板的結(jié)構(gòu)如圖 3.6 所示。 圖 3.6 齒形襯板 這種結(jié)構(gòu)能更好的對(duì)物料進(jìn)行粉碎和撞擊。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 3.3.3 粉碎刀片和刀架的設(shè)計(jì)粉碎刀片和刀架的設(shè)計(jì) 在機(jī)器內(nèi)部，由 3 組刀盤共 42 把刀片組成的粉碎轉(zhuǎn)子支承在左右端蓋的軸承 座上作高速旋轉(zhuǎn)，使固體物料顆粒在內(nèi)腔的齒形襯板與刀片之間受到擠壓、撕裂、 碰撞、剪切等多種機(jī)理作用，從而達(dá)到粉碎目的。同時(shí)轉(zhuǎn)子兩端的大、小葉輪的高 速旋轉(zhuǎn)，在進(jìn)口和出口間通過(guò)腔體形

55、式渦流效應(yīng)，使被粉碎顆粒順暢地進(jìn)口（間隙 大）到（間隙?。?，實(shí)現(xiàn)粉碎并細(xì)化。 1. 粉碎刀片的設(shè)計(jì) 粉碎刀片設(shè)計(jì)如圖 3-7 所示。 圖 3.7 粉碎刀片三維圖、二維圖 其刀片由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)物料進(jìn)行粉碎，受到的力比較大和沖擊載荷，所以設(shè)計(jì)了加強(qiáng) 筋類似的結(jié)構(gòu)9，與刀架配合用兩端開口刀削，并且刀片進(jìn)行淬火和回火處理，用來(lái)提高 鋼的硬度和強(qiáng)度極限，回火去除淬火的脆性和內(nèi)應(yīng)力，提高鋼的塑性和沖擊韌度。 由于粉碎機(jī)要求物料從間隙大到間隙小，所以設(shè)計(jì)出了大，小兩種刀片，即寬度有 50 和 55mm 兩種。 2. 刀架的設(shè)計(jì) 刀架是用來(lái)安裝刀片和與主軸配合的關(guān)鍵零件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 3-8 所示。 FS

56、400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 17 圖 3.8 刀架三維圖、二維圖 設(shè)計(jì)的刀架在滿足強(qiáng)度要求的情況下盡力減小尺寸。由于刀片尺寸的確定，故設(shè)計(jì)的 刀架與刀片配合的半圓形銷孔的位子 d=247mm，與軸配合的孔尺寸為 75mm，采用的鍵槽 寬度是 20mm，寬度為 100mm。 由于粉碎的需要，3個(gè)刀架必須錯(cuò)開一定角度，其中第二件鍵槽角度轉(zhuǎn)過(guò)12.5，達(dá)到 刀片錯(cuò)開，這樣粉碎的效果更好。這樣在安裝刀片和主軸后將粉碎腔分成了4個(gè)倉(cāng)，相互 保持相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。刀片和刀架的連接采用了開口刀削和軸用彈性擋圈10，如圖3-9所 示。 圖3.9 開口刀削及彈性擋圈 這種結(jié)構(gòu)方便刀片和刀架的拆裝，以便刀片的磨損

57、或者損壞進(jìn)行及時(shí)的跟換。 刀片與刀架安裝后如圖3-10所示。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 圖3.10 刀片、刀架安裝示意圖 3. 夾板的設(shè)計(jì) 夾板是用來(lái)分開2個(gè)粉碎刀架用的，讓其形成2個(gè)互相獨(dú)立的小粉碎腔，其尺寸根據(jù) 安裝好的刀架和刀片來(lái)確定，直徑d比刀架外徑小點(diǎn)，確定其d=376mm，厚度為2mm，結(jié) 構(gòu)如圖3-11所示。 圖3.11 夾板 3.3.4 進(jìn)料風(fēng)輪和出料風(fēng)輪的設(shè)計(jì)進(jìn)料風(fēng)輪和出料風(fēng)輪的設(shè)計(jì) 為了滿足設(shè)計(jì)要求，風(fēng)量能達(dá)到 10 20m3/min，設(shè)計(jì)了如下結(jié)構(gòu) 1. 進(jìn)料風(fēng)輪的設(shè)計(jì) FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 19 圖 3.12 進(jìn)料風(fēng)輪三維圖、二維圖 進(jìn)料風(fēng)輪位于進(jìn)料口

58、，在粉碎刀架的前面，在考慮其安裝固定問(wèn)題后，認(rèn)為左端靠 主軸上的階梯結(jié)構(gòu)，右端靠粉碎刀架 1 將其徑向固定，軸向定位用 3 個(gè)銷與粉碎刀架 1 連接， 如圖 3.12 所示。 其孔徑與刀架一樣為 75mm，厚度為 9mm。 2. 出料風(fēng)輪的設(shè)計(jì) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 圖 3.13 出料風(fēng)輪三維圖、二維圖 出料風(fēng)輪位于出料口，其主要作用是與進(jìn)料風(fēng)輪高速旋轉(zhuǎn)，在進(jìn)口和出口間通過(guò)腔 體形成渦流效應(yīng)，使被粉碎顆粒順暢地進(jìn)口（間隙大）到（間隙?。?，實(shí)現(xiàn)粉碎并細(xì)化， 結(jié)構(gòu)如圖 3-13 所示。 考慮到下面軸系的設(shè)計(jì)，將其孔的大小設(shè)計(jì)為 60mm，其接觸寬度為 60mm，查表得 到其鍵槽的寬度是

59、 18mm11。梯形葉片的結(jié)構(gòu)能更好的讓粉碎室產(chǎn)生渦流效應(yīng)。 3.3.5 主軸的設(shè)計(jì)及校核主軸的設(shè)計(jì)及校核 設(shè)計(jì)軸的大概形狀如圖 3-14 所示。 圖 3.14 主軸形狀分布 （1） 確定軸上的功率、 1 P 1 n 1 T =30kW，=4000r/min， 1 P 1 nmmN n P T71625 4000 30 95500009550000 1 1 1 （2） 初步確定軸的最小直徑 FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 21 選取軸的材料為 45Cr,調(diào)質(zhì)處理。查表，取，=95。于是得 45Mpa 0 A mm n P Ad 2 . 43 4000 30 95 3 3 1 1 0min 軸

60、的最小直徑顯然是安裝皮帶輪處軸的直徑，由于暫時(shí)無(wú)法確定 6 d （3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度12。 1）設(shè)計(jì) 1 段和 5 段是放軸承的，由于軸承基本就受到徑向力的作用，所以選用深溝球 軸承，基于粉碎刀架設(shè)計(jì)孔直徑是 75mm,且 2 段有個(gè)錐形設(shè)計(jì)，故查表確定選用軸承 6210，其尺寸為 d x D x T = 50mm x 90mm x 20mm，但是 1 段右端還要裝軸用擋灰圈， 起 L 為 50mm,右端還要安裝一個(gè)端蓋，其壓入尺寸最少為 3mm,所以 1 段長(zhǎng) =50+20+3=73mm， =50mm。 1 L 1 d 2）2 段是支座與進(jìn)料風(fēng)輪的臺(tái)

61、階，其左端 d 為 61，右端 d 為 95, 并且其凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的厚 度為 10mm，連接處倒圓就可以了，根據(jù)考慮其長(zhǎng)度=114mm。 2 L 3）3 段是軸的核心部位，是安裝進(jìn)料風(fēng)輪和刀架，由于其右端無(wú)法用階梯軸的形式或 軸承來(lái)壓緊，故設(shè)計(jì)了一個(gè)緊固定位螺母來(lái)對(duì)刀架和進(jìn)料風(fēng)輪進(jìn)行軸向定位。上面設(shè)計(jì) 刀架 L=100mm，夾板厚度 L=2mm。 查表設(shè)計(jì)了如圖 3.15 所示的緊固定位螺母13。 圖 3.15 緊固定位螺母 這個(gè)定位螺母的設(shè)計(jì)考慮到主軸在長(zhǎng)期高速轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸上面的進(jìn)料風(fēng)輪和刀架有一 定的軸向松動(dòng)，故有自鎖功能。緊固定位螺母在壓緊刀架后可以將 4 個(gè) M10 的螺栓擰緊， 使壓緊端面

62、發(fā)生變形，將螺栓翹緊達(dá)到緊固螺母無(wú)法被松開。防止了主軸上面零件的軸 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 向松動(dòng)。在 3 段軸右端要加上一個(gè) M72 的螺紋有退刀槽，設(shè)計(jì)其一共長(zhǎng)度 L=52mm，考 慮到有時(shí)可能要安裝 4 組刀片，故設(shè)計(jì)其長(zhǎng)度 L=9+100+2+100+2+100+2+100=415，但是 在右端要被緊固定位螺母壓緊必須留有余量，取=2 mm,所以 L=415-2=413mm,在軸上有 2 個(gè)鍵槽來(lái)對(duì)刀架進(jìn)行徑向定位，寬度 b=20mm。 3 段結(jié)構(gòu)圖如圖 3.16 所示。 圖 3.16 3 軸結(jié)構(gòu)示意圖 4）4 段是安裝出料風(fēng)輪的，上面設(shè)計(jì)出料風(fēng)輪 L=60mm,由于右端和 1

63、 段一樣要有一個(gè) 擋灰圈的設(shè)計(jì)，并起到軸向定位的作用，4 段軸的長(zhǎng)度必須比出料風(fēng)輪的 L 小一定的余 量，取=3mm,所以 4 段 L=60-3=57mm，軸上開有鍵槽，查表其 b=18mm 5）5 段是安裝軸承的，型號(hào)是 6210，其尺寸為 d x D x T = 50mm x 90mm x 20mm，左 端軸向定位靠實(shí)擋灰圈，右端是透蓋，透蓋和軸承座連接固定，這樣使主軸經(jīng)過(guò)左右透 蓋的壓緊，軸向定位保證。長(zhǎng)度 L=3+50+20+0.5=73.5mm ，3mm 是 4 段的余量，50mm 是擋灰圈的長(zhǎng)度，20mm 是軸承厚度，0.5mm 是 6 軸頂套壓入的余量。 6）6 段是安裝皮帶輪的

64、，軸向定位左端靠頂套，右端靠端蓋，端蓋是連接在主軸右端 的，直徑是最小的，5 段位 50mm，那設(shè)計(jì) 6 段直徑為 49mm，長(zhǎng)度 L=110mm，頂套長(zhǎng) 度為 41mm，在右端處開有鍵槽，查表寬度 b=14mm。 最后軸上零件的安裝如圖 3.17 所示。 FS400 高速渦流粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 23 圖 3.17 軸上零件的安裝 （4） 求軸上的載荷 假設(shè)就分擔(dān)在一個(gè)截面上，就在豎直面內(nèi)，取在極限N d T Ft395 400 7162522 1 2 位子，力全部集中在出料風(fēng)輪。=600，=160 1 L 2 L 則豎直反力 N38FNV1 N312FNV2 彎矩mmNM4980060083 max 扭矩 mmNT 71625 （5） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 此軸輸出轉(zhuǎn)矩，軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，可以認(rèn)為轉(zhuǎn)矩應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變化，mmNT 71625 故取，則0.6mmNT42975716256 . 0 M=mmNTM.657804297549800 22 2 2 a MP W M 6 . 5 601 . 0 65780 3 軸的材料是 45Cr,查表取 a MP70 1 1 強(qiáng)度符合要求 3.3.6 進(jìn)料口和出料擋板的設(shè)計(jì)進(jìn)料口和出料擋板的設(shè)計(jì) （1） 進(jìn)料口的設(shè)