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硬件设计答辩ppt

这是硬件设计答辩ppt,包括了粉碎机研究的目的和意义,主要研究设计方案及其工作完成情况,总体设计方案的确定,主要工作部件的研究设计与计算,前景分析,结论,设计心得等内容,欢迎点击下载。

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玉米粉碎机的设计 姓 名:杨军 学 号:2002071044 班 级:农机02-2班 指导教师:胡斌 完成日期:2006.06.08 答辩提纲 1、粉碎机研究的目的和意义 2、主要研究设计方案及其工作完成情况 3、总体设计方案的确定 4、主要工作部件的研究设计与计算 5、前景分析 6、结论 7、设计心得 1粉碎机研究的目的和意义 1.1粉碎机研究的必要性 (1)玉米是当今世界最重要的三大粮食作物之一 ,我国玉米总产量和单产水平都已超过了小麦而跃居粮食作物的第二位, 玉米在我国粮食生产中有举足轻重的地位。 (2) 我国是世界上畜牧业发展最快的国家, 而畜牧业的发展直接带动了饲料工业的发展。饲料工业的发展需要大量的配合饲料,其中粉碎的玉米作为主要的添加原料,在添加原料中占有重要的地位。目前还没有专用的小型玉米粉碎机,玉米的粉碎主要依靠大型通用的粉碎机来进行粉碎,大型通用的粉碎机的造价较高,不适合于在广大的畜牧区推广使用。 (3)我国食品工业在高速发展,在食品工业中,玉米作为重要的生产原料也是必须进行粉碎的,而食品工业中,粉碎机一般都要求小型的专用玉米粉碎机。 1.2粉碎机研究的目的和意义 (1)为我国蓬勃发展的饲料加工工业提供相应的技术支持,促进饲料业快速健康的向前发展。 (2)为我国高速发展的食品加工企业提供专用的小型玉米粉碎机,为食品工业的迅速发展提供相应的技术支持。 (3)对玉米进行深加工,提高玉米的综合利用率和玉米的附加值,提高玉米产区广大农民的收入,促进农业产业结构的调整和升级,加快农业现代化的发展。 (4)培养自己发现问题、提出问题、解决问题以及学会利用资源来收集资料、筛选和提取有用的信息的能力。 (5)通过该课题使自己掌握及完成一个整机设计的基本训练,使学生巩固,加深和扩大课堂所学知识有关的基础理论知识及进一步在专业技术某一方面有较深入的提高,以提高学生综合运用所学知识,在解决生产实践中的实际问题能力,为毕业后适应专业、工作打下较好基础。 2 设计方案及其工作完成情况 2.1设计方案 目前,国内用于玉米粉碎的主要机型是卧式锤片粉碎机。该机型尽管优点较多,但其缺点也比较突出,这就是能量消耗大、生产率不高的问题。为解决这些问题,多年来,在设计上也采取了不少改进措施,如加大筛板包角、设计水滴形粉碎室、设计偏心粉碎室、加强辅助吸风等,这些措施虽也有一定效果,但受卧式锤片粉碎机整体结构的限制,难以有明显的成效。另外,粉碎机还有齿爪式粉碎机、立式粉碎机、水滴型粉碎机等。齿爪式粉碎机其结构紧凑,体积小,可靠性高,但能耗大,对粉碎多种物料的适应性差;立式粉碎机生产率高,能耗低,无需吸风,换筛方便,有效地干扰或破坏了粉碎室内的气物环流层,避免了重复无效的过度粉碎,但结构复杂,价格昂贵,不适合于普通的场合;水滴型粉碎机粉碎室呈水滴型,粉碎效率高,能耗小,但结构复杂,体积大,制造加工难,工艺复杂。 本设计方案是齿盘式粉碎机,粉碎机采用的是动齿盘和定齿盘之间的相对的高速运动使玉米受齿盘揉搓、冲击,剪切,及玉米粒彼此间等摩擦综合作用,来粉碎玉米。 2.2工作完成情况 (1)粉碎机设计之前进行的市场调查。 (2)粉碎机设计之前进行的玉米粉碎机的研究设计及其发展状况。 (3)粉碎机设计之中进行的玉米粉碎机资料的收集、整理。 (4)玉米粉碎机的选题指南、设计任务书。 (5)玉米粉碎机方案的确定及其分析和计算。 (6)玉米粉碎机设计图,共1张零号图纸, 1张一号图纸, 4张二号图纸,8张三号图纸。 (7)玉米粉碎机的开题报告、设计说明书。 (8)玉米粉碎机的理论研究已完成,没有投入实际生产中,也没有进行改进。 3总体方案的确定 3.1功能要求 ①玉米粉碎机,粉碎效率较高,生产率较高。 ②能在粉碎玉米的同时,还能粉碎常见的物料。例如干燥的脆性物料。 ③结构简单,维修方便,可靠性好。 3.2设计要求 考虑到小型玉米粉碎机的实际需要,玉米粉碎机的设计指标为: 外形尺寸(长×宽×高)630mm × 364mm × 710mm 配套动力(KW)1.5kw Y90S-2 主轴转速(r/min)5680r/min 粒度大小(mm) 1mm 生产率 (t/h)1 t/h 3.3粉碎机类型的选择 粉碎机类型的不同及粉碎机结构的变化,对粉碎物料的影响相当大。根据粉碎机的结构可分为普通锤片式、水滴型、立轴式、对辊式、齿爪式和齿盘式。 (1)普通锤片粉碎机粉碎原理是无支承式的冲击粉碎,在粉碎过程中,锤片与物料的碰撞绝大部分为偏心冲击,使物料在粉碎室内发生旋转,会消耗一部分的能量,同时,由于锤片粉碎机的粉碎室结构和物料受高速锤片的冲击作用,物料在离。动力作用下会贴着筛面形成圆周运动,产生环流层,大颗粒的物料在外层,小颗粒的物料在内层,粉碎达到粒度要求后小颗粒不能及时从筛孔正常排出,出现了物料与锤片的反复冲击,形成物料的过度粉碎,粉碎电耗增加,粉料的温度升高,使物料内的水分形成水蒸汽,水蒸汽与细粉末会粘附于筛板,更加严重堵塞筛孔,粉碎效率下降,尤其是在物料细粉碎时,环流对粉碎效率的影响更严重。 (2)水滴型粉碎机是研究人员针对普通锤片粉碎机结构特点,将粉碎室从圆形变为水滴形,这样既增大了粉碎室筛板的有效筛理面积,又能破坏物料在粉碎室形成环流,有利于粉碎后物料排出粉碎室,粉碎效率提高15%。另外水滴型粉碎机有主粉碎室和再粉碎室,物料在粉碎室内可形成二次打击,同一台粉碎机就能实现粗。细、微细3种粉碎形式,粉碎后的物料平均粒度为100~500µm。 (3)立轴式粉碎机也是锤片粉碎机的一种,粉碎过程可分成预粉碎和主粉碎2个区域,其特征是采用了360°环筛,还有底面的筛板,筛理面积大,有助于粉碎后物料快速排料,同时由于物料的重力作用,环筛的垂直筛面上粘附物料少,筛孔通过能力强;粉碎机转子上的利板保证了底筛的有效利用,且产生一定的风压,促进粉碎后物料的快速排出,有效提高了整个粉碎室的筛落能力,无需在排料中设置独立吸风系统,既省去吸风系统的设备投资,又解决了长期困扰因吸风系统故障而产生的粉碎效率低下的问题,且减少了物料在粉碎过程中水分损失。粉碎效率和粉碎机产量有较大程度的提高,粉碎后的物料粒径均匀,潜在的细粉少,粉碎电耗可以节省25%。立轴式锤片粉碎机适合于饲料粗粉碎及二次粉碎工艺前道粉碎,但不适用于物料的细粉碎。 (4) 对辊粉碎机是有支承的粉碎。物料的粉碎作用主要由对辊的剪切、挤压作用产生,外力的作用绝大部分用于物料的粉碎,物料的粉碎效率比较高,大大降低了粉碎的能耗(没有物料的旋转、过度粉碎,物料的温度升高较小),可减少粉尘产生和维持费用,降低噪音。粉碎过程中物料水分损失少,粉碎产品的粒度均匀性好,产品的物理特征极佳,有利于物料流动和混合。在物料的粗粉碎中能取得较好的粉碎效果,但辊式粉碎机木适用于细粉碎,对多种物料的通用性也较差,尤其是各种物料混合以后的粉碎性能就更差,轧辊的维修需要专用设备,这些特性限制了对辊粉碎机在生产中的应用。 (5)齿爪式粉碎机、其特点是体积小,重量轻,工作转速高,产品粒度细,对加工物料的适应性广,但其不足之处是功率消耗大、噪声高、单机粉碎产量小。 (6)齿盘式粉碎机粉碎过程分为粗粉碎和细粉碎,其粉碎室内有预粉碎和主粉碎2个区域,物料先进行粗粉碎,然后进入主粉碎区域进行细粉碎,,其采用了360°环筛,筛理面积大,有助于粉碎后物料快速排料,同时由于物料的重力作用,环筛的垂直筛面上粘附物料少,筛孔通过能力强。粉碎机轴上的高速旋转产生一定的风压,促进粉碎后物料的快速排出,无需风机。 普通锤片粉碎机能量消耗大、生产率不高,粉碎机类型不选普通锤片式;水滴型粉碎机能耗大,结构复杂,体积大,制造加工难,工艺复杂,粉碎机类型不选水滴型;立轴式粉碎机结构复杂,价格昂贵,不适合于普通的场合,粉碎机类型不选立轴式;对辊式粉碎机不适用于细粉碎,对多种物料的通用性也较差,粉碎机类型不选对辊式;齿爪式粉碎机不足之处是功率消耗大、噪声高、单机粉碎产量小,粉碎机类型不选齿爪式;齿盘式粉碎机既具有立轴式粉碎机粉碎效率高、能耗小的优点,又具有齿爪式粉碎机适应性广,可粉碎多种物料的性质,粉碎机结构选齿盘式。 3.4传动方案的确定 3.4.1常见的机械传动方案 3.4.1.1带传动的特点 带传动结构简单,传动平稳,造价低廉,缓冲吸振的特点,在机械中被广泛应用 带传动的类型及特点 3.4.1.2链传动的特点 链传动无弹性滑动和打滑现象,能保持准确的平均传动比,传动效率较高,作用于轴上的径向压力较小,链传动结构较为紧凑,制造与安装精度要求较低,成本低廉,缺点是只能用于同向回转的传动,不能保证恒定的瞬时传动比,工作时有噪音,不宜在载荷变化较大和急速反向的传动中使用 3.4.1.3齿轮传动的特点 效率高,工作可靠,传动比稳定。但制造及安装精度要求高,价格贵,不适合于传动距离过大的场合。 3.4.1.4蜗杆传动的特点 传动比大,结构紧凑,冲击载荷小,传动平稳,噪声低,具有自锁性,对金属材料及制造要求高。 3.4.2机械传动方案的选择 V带在同样的张紧力下,较平带传动能产生更大的摩檫力,V带传动允许的传动比大,结构紧凑,V带多已经标准化并能大量生产等优点,机械传动方案选V带传动。 3.5动齿盘的选择 3.5.1齿盘厚度 齿盘厚度:齿盘厚度对粉碎机工作性能的影响很大。动齿盘厚度不同,所产生的打击力和接触面积不同,一般来说,随着齿盘厚度变厚,粉碎机生产率会有所上升,即齿盘越厚粉碎效果越好。粉碎机在粉碎玉米等脆性物料时,主要靠齿盘高速揉搓使物料颗粒粉碎;在粉碎茎蔓类物料时,则是靠齿盘的高速冲击使物料与筛片、齿盘与齿盘发生剧烈搓擦来粉碎物料。厚动齿盘有利于这个过程的进行。但动齿盘不能过厚薄,否则齿盘的阻力过大,使用效率下降。因此在不影响齿盘使用寿命的情况下,应采用较厚的齿盘。 3.5.2齿盘数目 齿盘数目:齿盘数目的多少对粉碎机的性能有一定的影响。动齿盘数量多,密度偏大,粉碎机工作时,单位时间内动齿盘揉搓物料的次数可能增加,粉碎能力高,同时,启动转子所需力矩增大,空载功率偏高,粉碎机有效功率相对减少;动齿盘数目少,在单位时间内动齿盘揉搓物料的次数偏少,粉碎能力降低,效率下降。齿盘数目选四个。 3.5.3齿筛间隙 齿筛间隙:齿筛间隙是指动齿盘与筛片内侧之间的静态距离。齿筛间隙也是影响粉碎机性能指标的主要参数之一。当齿筛间隙过大时,物料的环流层厚,物料得不到很好的粉碎和筛理;齿筛间隙过小时,外圈饲料受动齿盘揉搓机会增多,物料不易通过筛孔,受到摩擦粉碎作用也增大,饲料粉碎过细,浪费动力,度电产量也不高。一般来说,粉碎的物料颗粒较粗,转子直径较大,动齿盘线速度较高时,采用较大的齿筛间隙,否则采用较小的锤筛间隙。齿筛间隙△R=16mm。 3.5.4动齿盘末端线速度 动齿盘末端线速度对粉碎机性能指标有很大影响。实践表明,粉碎机空耗功率与其末端线速度成一定的比例关系。如果动齿盘末端线速度太小,功耗消耗小,但动齿盘对物料的相对速度小,打击力小,单位时间内动齿盘打击物料的次数也少,粉碎效率低;如果动齿盘末端线速度过大,粉碎机空载功率增加,同时因转子不平衡产生的振动和噪音也随之增加,粉碎能力反而下降。因此,选择合适线速度对提高粉碎机工作性能至关重要。国内外近几年发展情况表明,动齿盘式粉碎机线速度有提高趋向。动齿盘末端线速度:最佳为52m/s,考虑到玉米粉碎机不可能只粉碎一种作物,末端线速度可选在65—80m/s 3.6筛片的确定 3.6.1 筛孔直径:筛孔直径除了影响粉碎粒度以外,对粉碎机的生产率和能耗也有很大影响。在实际工作中,采用较大直径筛孔的筛片,可提高粉碎机的产量和效率,成品粒度均匀性变好,加工时物料温升较低。考虑到玉米粉碎的实际需求,筛孔直径为2mm 3.6.2 筛片面积及开孔率 筛片面积及开孔率:锤片式粉碎机的生产率受筛片通过能力的制约。试验证明,锤片式粉碎机的生产率与筛片的活筛理面积(筛孔面积总和)成一定的比例关系。加大筛片面积,提高筛片开孔率,可以增大筛片活筛理面积,提高粉碎机的生产率。资料表明,筛片的活筛理面积增大9%,粉碎机的生产率可提高35%,电耗降低13%。因此,合理选取筛片面积是提高粉碎机度电产量的重要措施之一。本设计方案中选的是长696mm,宽为200mm,厚度为1.5mm的20号筛片。开孔率为27% 3.6.3 筛片包角 筛片包角:当筛片宽度一定时,加大筛片包角,能增大筛理面积,有效提高度电产量。目前,粉碎机使用的筛片包角有180°、300°、360°3种,筛片包角越大,粉碎效率越高。试验表明,筛片包角从90°增加到360°,粉碎效率并非成线性增加,在90°~180°区间段内增加的幅度大,从180°~360°增加较慢。筛孔直径越小,筛片包角对度电产量影响越大。因此当粉碎机所用的筛孔直径较小时,应尽量选择较大的筛片包角。齿盘式粉碎机的粉碎室为圆柱型,可实现筛片包角360°。 3.7粉碎室形状的确定 一般粉碎室有偏心式、椭圆式和水滴式三种。粉碎室为圆形时较易形成环流层,不利于出料,而粉碎室为水滴式时较易破坏环流层,利于物料的吸出筛板。偏心式粉碎室设计制造较容易。本设计中没有风机,很难形成环流层粉室形状的选择可选择圆形粉碎室。 3.8动力的确定 根据玉米粉碎机生产率的大小,可确定动力的大小。动力为1.5KW ,采用电动机提供动力。 3.9进料斗 3.9.1料斗的选择 料斗的种类很多,有重力式料斗、人工式的料斗、气吸式的料斗、机械式和电磁振动式的料斗,重力式料斗在粉碎机进料口的上方设有一个盛料斗,这种装置结构简单,但供料量不易准确,多用于小型粉碎机;气吸式的料斗是利用粉碎机内附装的风机,产生负压将粒状物直接吸入到粉碎机内,气吸式的料斗结构简单,供料稳定,效率较高;人工式的料斗是用人手直接将物料投入到粉碎机进料口中,它适用于喂入块状或秸杆物料。其缺点是供料不均,劳动强度大,粉尘污染严重;机械式料斗多用于大中型粉碎机,其特点是能连续供料,造价较高;电磁振动式的料斗是使用交流电通入电磁铁产生振动,将粒状物料由盛料底端送入粉碎机,特点是能根据粉碎机的负荷程度自动调节喂入量,从而避免过载或负荷不足。该设计的粉碎机为小型的粉碎机,选用重力式料斗。 3.9.2进料口的位置的选择 进料口的位置对机器的喂入性能有很大影响。喂入方向有切向喂入和轴向喂入。切向喂入有3种情况,即喂入方向线与锤片末端运动轨迹相交、相切或相离。相交或相切时.锤片对物料的抓取性能好,但相变程度过大,在粉碎茎秆物料时机器负荷波动大,且易反料.所以相变程度宜小些。如果喂入线与锤片运动轨迹相离,物辩不易被抓取,喂人性能较差,目前一些粉碎机喂料斗与主轴.成一角度(O ~30 ),以增大斜切作用,提高切割能力,降低动力消耗。轴向喂入时,喂料口应尽量靠近主轴以利用气流吸力帮助进料.但太近刚会降低切割能力;若喂料口距主轴远, 会出现物料外喷现象。 该设计的对象是玉米,根据玉米本身的特性,进料口位置选择轴向喂入 3.9.3进料口数量的选择 进料口数量的选择可根据生产率的大小,粉碎室的容积,玉米的流速来确定。进料口数量一般有一到四个,本设计的玉米粉碎机生产率的值较小,可以选一个。 4主要工作部件的研究设计与计算 4.1齿盘式粉碎机的主要工作部件 齿盘式粉碎机由进料斗、机架、动齿盘、定齿盘、筛子、电动机等主要零部件组成。 4.1.1进料斗 加工玉米时,直接将玉米加入进料斗,用流量调节板控制流量。 4.1.2机架 机架是粉碎机的骨架,起保持零件的间距和支撑粉碎机箱体的作用。 4.1.3动齿盘 动齿盘是粉碎机的主要工作部件。动齿盘装在主轴上,主轴通过一个轴承支撑在机体上,齿盘上的齿呈90度分布,最里面的齿宽度较小,主要起粗粉碎的作用,最外面的齿宽度较大,主要起细粉碎的作用。 4.1.4定齿盘 定齿盘的作用主要是配合动齿盘来相互作用,通过动定齿盘之间的相对的高速运动,来对玉米进行揉搓剪切,达到粉碎玉米的目的。 4.1.5筛片组合 筛片用普通碳素钢冷轧钢带制成。筛片与机体的距离要适当,距离过小,粉尘不仅滞留在机体壁面上,并且容易堵塞筛孔,散热性差,料温较高;饲料潮湿时,堵塞现象尤为严重。距离过大,则环带内的气流速度太低,不易将粉碎物带走,也容易堵塞。筛子的型号根据需要选用。 4.2工作原理 齿盘粉碎机主要靠揉搓、剪切原理进行粉碎。工作时动齿盘作高速旋转,当物料从料斗进入粉碎室后,受到高速旋转的动齿盘和定齿盘的揉搓和剪切作用,同时在离心力的作用下,由动齿盘中心向外移动,不断地与定齿盘、筛片等发 生揉搓和剪切,同时,饲料之间发生摩擦,因而逐渐细碎成粉。合格的粉粒靠动齿盘的高速旋转而形成的风压,通过筛孔将其吹出,通不过的饲料则继续受到撞击,直到能够通过筛孔。 4.3皮带传动的计算 4.3.1题目简述:该机主要用于玉米谷物、粗青饲料(各种作物茎杆)。 4.3.2生产状况:一般农机制造厂都可制造。 4.3.3使用状况:室外工作,载荷平稳,动力源为三相交流电380V/220V,电机单向转动,使用期限为10年,每年工作300天,每天工作10小时;检修期为三年大修。 4.3.4设计参数:配套动力1.5千瓦、转子直径D=24mm、主轴转速n=3000转/分、外型尺寸310×180×190(mm)、机重约22Kg、生产率:玉米Ф=1.2mm每小时1000千克。 4.3.5电动机的选择 电动机的功率计算:由于粉碎机工作载荷变动小,每天工作大约10小时,所以工作情况系数k=1.1,根据设计参数配套动力1.5千瓦,则:计算功率N=k×N=1.1×1.5=1.65千瓦。计算功率大于配套动力,所以电动机的型号是:Y90 S-2(额定功率1.5千瓦、满载转速2840r/min、质量22千克)。 4.3.6传动零件的设计计算 (1)、三角带轮的设计计算 ①确定计算功率N 由工作情况系数k=1.1,得N=k×N=1.1×1.5 kW=1.65 kW 选择的带的型号:根据计算功率和小带轮的转速确定带的型号为 Y型。 确定小带轮的基准直径: 由参考资料查得,为了提高胶带的使用寿命,应选取较大直径,所以小带轮的基准直径D1=60mm。 大带轮的基准直径D2=D1×( )=120 mm =9.42m/s<25m/s带的速度合适。 确定传动中心距和带的基准长度 根据0.7(D1+D2 )

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