粉碎機畢業(yè)設計說明書

1、 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 36 頁由于牧草等農作物秸桿類物料是一種粗纖維物質，含有豐富的纖維素、半纖維素、木質素等物質，具有韌性大的特點，其切割主要是在搓擦力和剪切力的共同作用下進行的，故在本設計中采用鑿片和齒板共同作用，對秸桿進行搓擦使其細碎。且在加工前后的秸桿尺寸差異大，所以在進料口處安裝一定刀，使其和機體內的滾刀式切碎器共同作用，把秸桿切割為一定長度的碎段（約2025mm），完成秸桿的粗粉碎，為進一步的粉碎作好準備。該粉碎機采用無篩形式和自重排料，可提高生產率，降低生產成本。 根據秸桿類物料韌性大的特性、目前國內外現(xiàn)有技術資料、粉碎機理和粉碎理論，確定該粉碎機為圓筒形立式無篩秸

2、桿粉碎機。2.1 結構方案的確定 該機包括進料部分、切碎部分、粉碎部分、排料部分、傳動部分和機體六部分。該機結合現(xiàn)有生產設備，國內外先進技術，根據設計指導思想，確定本機結構采用無篩的形式，其結構和工作原理較其他通用型粉碎機都大不相同，具有很大的創(chuàng)新性。其具體結構布置如圖2.1：圖2.1 粉碎機總體結構布置圖1帶輪 2下機殼 3主軸 4進料口 5軸承 6切割器 7刀片 8鑿片 9齒板 10轉筒 11電動機 12帶輪 13機架2.2 工作原理 當秸桿類纖維質物料從側部的進料口進入機體后，被滾刀式切碎器切割為2025mm的碎段，碎段隨著轉子高速旋轉從而產生離心力，在離心力作用下均勻的進入圓筒型粉碎室

3、的四周。通過鑿片的作用，將物料壓向齒板，齒板產生的沖擊力使物料與鑿片的棱角工作處及齒板發(fā)生劇烈的搓擦、剪切而逐漸細碎，直至達到所需要的加工要求。粉碎粒度的大小可以根據下料處的粒度調節(jié)板進行調節(jié)。由于鑿片的排列方式采用的是對稱排列，在粉碎過程中，轉子運轉平衡，物料無側移現(xiàn)象，鑿片的磨損比較均勻，不需要另加任何平衡裝置。2.3 特點 根據所設計的具體結構和工作原理，該粉碎機具有以下特點： 通過轉子和傳動結構的優(yōu)化配置，它具有結構緊湊、體積小、工作平穩(wěn)的特點。 采用無篩的形式，進排料方便，提高了生產率，減少的篩片的使用，降低成本 。 結構簡單，操作維護方便，適合有于廣大農村使用。 產品粒度調節(jié)方便，

4、可通過對粒度調節(jié)板的調整來實現(xiàn)，且能適合多種物料的加工，具有廣泛的適應性。 電機與主軸采用帶連接，傳動裝置簡單，降低了成本。第3章 刀片形狀與各種刀片的性能分析盤刀式割草器上切割牧草的常用刀片有圖3-1所示的五種形狀，現(xiàn)分析其工作性能如下：3.1 直刃口刀片第4章 背負式割草機切割器刀片及人工割草器刀片設計由第三章對刀片的性能分析得出第五章 人工割草器的設計 針對物料粉碎前后長度比大的特性和對現(xiàn)有資料進行分析，粉碎機進料口的設計應具有防止秸桿等喂不進粉碎室和物料向喂入口飛濺等功能。在傳統(tǒng)的設計中，喂料口傾角為90º時，物料無反料和架空現(xiàn)象，但是該設計僅僅適合顆粒料的加工；喂料口傾角為

5、65º75º時，物料不反料，但是喂莖桿飼料時有一定程度的架空現(xiàn)象；喂料口傾角為30º時，物料無架空現(xiàn)象，粉碎莖桿飼料時其度電產量還略有提高，但是反料相當嚴重；根據實際現(xiàn)有資料和實際需要，設計進料斗與垂直線為15º角，選用厚為3mm的a3鋼板制造，進料口采用敞開口，斜面下滑的形式，采用螺釘與機體連接。在進料口一側裝有定刀，與切碎器配合工作。3.2 排料部分排料裝置采用自重排料，出料口安裝在機體下側。截面形狀為矩形，采用螺釘與機體連接，出料斗選用厚為3mm的a3鋼板制造。在出料斗處裝有一粒度調節(jié)板，可根據需要調節(jié)粉碎粒度大小。3.3 切碎部分 切碎部分主要是

6、切碎器。良好的切碎器應該是切割質量高，即成品的切割面光滑整齊，耗用動力小，結構緊湊，工作平穩(wěn)，安全可靠，便于磨刃，刀片拆卸、安裝、使用和維修方便，保證定刀與動刀有足夠小的間隙，以提高切碎質量，在切割草料時應盡可能省力，負荷均勻，自動化程度高。該設計采用滾刀式切碎器，該類型切碎器具有結構緊湊、切割質量好、負載比較均勻的優(yōu)點。在工作時與安裝在機體上的定刀共同作用。切碎器的主要作用是把秸桿等物料切割為一定長度的碎段以滿足的進一步粉碎加工要求，但切碎的長度并不是完全由理論計算可以得到的，它還和刀片間隙，刀片銳利程度，飼草種類和喂入時的狀態(tài)有關，一般取2025。該切碎器由厚為4mm的a3鋼板焊接為圓筒型

7、，高度為100mm，其結構形式如圖3.1所示： 圖3.1 切碎器結構圖切碎器主要由定刀和動刀組成，動刀和定刀結構確定如下：3.3.1 動刀的安裝動刀的運動軌跡為圓柱形，但是為了避免從喂入口送來的莖桿端部和刀片背部發(fā)生劇烈的摩擦，降低功耗。應使刀片與垂直線成角安裝，一般取3º5º。角由下式確定：式中： 刀片數(shù)目 切割碎段長度（一般為2025mm） 回轉中心到喂料口的最小距離，即動刀到回轉中心距離。所以 ，取。 3.3.2 動刀的結構形狀 根據粉碎物料特性，選用動刀片為折刃口刀片，刀片的折角約為10º，其特點是結構簡單，容易制造和磨銳，較直刃口刀片，在切割過程中，自喂

8、入口內側開始切割時鉗住角不會過大，切割終了時滑切角不致過小，即切割阻力和阻力矩的變化不太大，廣泛應用于粗莖桿的切碎。在滾筒上安裝刀片處有一突起部分，刀片用螺釘與其連接。由于在設計和選用刀片時應滿足下面三個要求： 鉗住物料，保證切割：在切割時，刀片的鉗住角必須小于才能鉗住物料，保證切割平穩(wěn)，即。定刀對物料的摩擦角，由實驗求的動刀對物料的摩擦角，由實驗求的 在切碎時要求產生滑切以降低功耗，而產生滑切角大于摩擦角，即，一般動刀與物料的摩擦角，在切割過程中，不同物料在刀刃參數(shù)和切割范圍一定的條件下，在一定范圍內增大滑切角可降低功耗。在切割粗莖桿物料時，為使其功耗最小，最佳滑切角。 切割的阻力矩要均勻：

9、隨著刀片切割進程的增加，切割阻力逐漸減小。根據以上分析可知：對切割草料，刃口銳角一般取，在刃口處留有寬度為為刃磨區(qū)，所以取。動刀厚度為，取為，定刀厚度為，取為，動定刀間隙，取。磨刃角對刀片的使用壽命和功率消耗有很大的影響，隨著角的增大，切割所需要的功耗增加，若大與30º時更為顯著，但太小使得刀片耐磨性降低，故常用的角為15º30º，由于切割的莖桿強度大，則小些，但是為了延長刀片使用壽命，可以取大些，所以取。則切割角。動刀的刀片形狀尺寸及安裝如圖3.2： 3.3.3 動刀材料及數(shù)量 動刀采用高強度，耐磨損的65mn鋼制成。由于在下料速度和轉子轉速達到圖3.2動刀的刀

10、片形狀尺寸及安裝圖一定要求時，物料仍然可以被切割為一定程度的碎段，無須用太多的刀片。本設計的轉子轉速較高，故動刀數(shù)量確定為2把，定刀數(shù)量為2把。滾筒上每把刀片包圍滾筒的弧長：式中： 滾筒半徑（m） 滾筒上刀片數(shù)量，一般為24把滑切角，它等于鉗住角，為定值喂料口寬度（m） 由于考慮到其結構特性，取。3.3.4 定刀的配置及安裝 在滾筒切碎機中，切碎器配置的好壞對能否順利地將秸桿喂入和切碎有很大的關系，定刀配置在機體上的適當位置h，若圓周速度大，則h小些，若a值小些，則h小些。3.3.5 定刀的形狀及材料 定刀的形狀與其功耗有很大的關系，銳利的刀片切割功耗小，但是刀片容易磨損，對飼料的通用性也有一

11、定的影響，現(xiàn)在大多數(shù)都才用方形或頂面下稍有傾斜的定刀。根據粉碎的要求和切割功耗，同時考慮到刀片的耐磨性，選用方形刀片。其材料用優(yōu)質碳素結構鋼65mn，經過淬火處理，刀片的可工作寬度對滾筒式切刀為30。3.4 粉碎部分粉碎部分是由鑿片、軸和圓筒組成，鑿片用螺栓與圓筒連接，圓筒用鍵與軸連接。3.4.1 鑿片 鑿片形狀及尺寸根據粉碎秸桿為粗纖維物質的特性，鑿片采用階梯形，粉碎效果好，但耐磨性差。為加強粉碎效果，鑿片為u型，使得鑿片片數(shù)增加，并利于固定在圓筒上。根據現(xiàn)有資料，綜合考慮到粉碎秸桿時鑿片耐磨性及其加工的工藝性，鑿片的厚度一般為58，故取鑿片厚=6。鑿片形狀及參數(shù)如圖3.3：圖3.3 鑿片結

12、構尺寸圖 鑿片數(shù)目的確定 鑿片的工作密度不易太高，適當減少鑿片的數(shù)目，不僅能提高度電產量，還可節(jié)約材料，降低成本。但飼料的粗細粒度較大，鑿片磨損加快?，F(xiàn)有資料表明，較適宜的工作密度：切向粉碎機為0.270.36 ，軸向粉碎機為0.430.47。所以取鑿片工作密度為0.43，由下式可確定鑿片數(shù)量： ，取為32片，由于每一塊鑿片有兩片，故鑿片數(shù)目為四組對稱排列，共16塊。 鑿片材料由于鑿片是易損件，為提高使用壽命，選用優(yōu)質鋼（65mn鋼），進行熱處理，淬火深度為0.81.2，淬火后工作側面硬度hrc5070 ，距螺孔4 范圍內的硬度不超過hrc28。 鑿片的排列鑿片的排列要求：鑿片沿粉碎室寬度運動

13、軌跡分布均勻，物料不推過一側，有利于轉子的動靜平衡。故鑿片采用對稱排列，按互差90度排列為四列，用螺釘緊固在圓筒上，該排列方式簡單，工作時轉子運行平穩(wěn)，物料無側移現(xiàn)象，鑿片磨損比較均勻，在使用中最為廣泛。37125113951028560118105204301318.8鑿片排列布置如圖3.4：圖3.4 鑿片排列布置在粉碎機的工作過程中，由于鑿片為對稱排列，機器運行平穩(wěn)，不需要另外加平衡裝置。鑿片運動軌跡重復，但經過分析研究，鑿片數(shù)目為32片，在轉子速度一定的情況下，能夠達到粉碎要求。又由于物料在粉碎室上部停留的時間少，多集中在下部粉碎，故鑿片的排列從上到下由稀到密，以增強粉碎效果。3.4.2

14、 圓筒圓筒采用厚為4的優(yōu)質碳素結構鋼a3鋼板制成，為空心圓柱體，在圓筒內有加強肋板支撐，以保證其強度和剛度。加強肋板的的布置應力求使圓筒在轉動時所產生的離心力平衡。圓筒上下部分均用材料相同的鋼板制造的，用螺栓將這兩部分連接在起來，其上端與切割器焊接在一起。3.5 傳動部分 該機采用帶傳動，通過轉子主軸上的帶輪與電動機連接在一起，該連接方式簡單，操作方便，結構緊湊，傳動可靠。電動機選用y系列立式電動機，固定在機架上。3.6 機體部分機體包括外壁和機架兩部分：3.6.1 圓筒外壁外壁采用4厚的普通熱軋鋼板q235卷壓焊接而成圓筒形。外壁有加強肋板支撐，肋板上開有螺栓孔用以固定內壁的齒板，在粉碎筒體

15、的外側有一合頁式門，內附一齒板，以便清理和維護，延長機械使用壽命，維修使用方便。3.6.2 機架機架選用型號為3.6的熱軋等邊角鋼（gb97871988）其表示為40×40×5，通過焊接而成，在機架的一端上有一塊鋼板，用螺釘將其與角鋼連接，用于支撐電動機。3.7 齒板齒板選用耐磨性好的灰鑄鐵ht200制造。表面激冷成白口，以增強耐磨性。齒板采用直齒形。在該機的結構設計上，齒板分為六塊對稱地安裝在機壁上，齒板的安裝方式一般根據軸向、徑向和切向進料方式配置。該機采用螺栓將其上下端固定，力求安裝使用方便。齒板的作用主要是阻礙物料在鑿片與轉子高速回轉下所產生的環(huán)流層，加強對物料的碰

16、撞，搓擦和剪切作用，對纖維多、韌性大、水分高的秸桿類物料，粉碎作用比較明顯。根據現(xiàn)有資料，齒板的基本尺寸為：齒板厚度：12齒距：12.5齒形：直齒形第4章 主要技術參數(shù)的確定粉碎機的參數(shù)選擇是很重要的，影響粉碎機性能的因素很多，這些因素之間的關系也較復雜，完全靠計算確定還有困難。而所設計的粉碎機類型在國內尚無資料可查，其主要結構參數(shù)是通過對該機和通用型粉碎機的性能進行比較，并根據秸桿等粗纖維質物料的加工工藝性和國內外資料來合理確定的。4.1 鑿片的末端線速度目前，國內粉碎秸桿的線速度一般為，蘇聯(lián)的h.e推薦最佳線速度范圍是，但是常用的是。鑿片的線速度高，沖擊粉碎能力強，但噪音大，粉碎機振動加劇

17、且空轉轉速增加，特別是加工莖桿物料時，沖擊負荷大，功率消耗大，使得生產率降低。由于粉碎秸桿等纖維質物料，它的粉碎主要是靠搓擦、剪切作用進行粉碎，其線速度可取較小值且考慮到軸承壽命、零件強度、轉子動平衡問題，故取。4.2 轉子工作直徑和粉碎室寬度轉子工作直徑和粉碎室寬度與配套動力有一定的關系：其中： 系數(shù) 一般k=923之間較為適宜 配套動力（千瓦） 轉子工作直徑（） 粉碎室寬度（）4.2.1 轉子工作直徑當配套動力一定時，轉子直徑過大則機器龐大，材料消耗多，成本增加，若轉子直徑過小，當線速度一定時，則會造成主軸轉速過高，工作平穩(wěn)性差，不利于粉碎，促使生產率降低。根據實際生產需要、轉子速度和鑿片

18、線速度，確定轉子直徑為。 其中： 鑿片線速度（m/s） 轉子轉速 由后面計算得 取。4.2.2 粉碎室寬度粉碎室寬度太大，物料分布不均勻，當鑿片數(shù)量一定時，搓擦次數(shù)少，粉碎能力低；粉碎室寬度太小，物料不能得到很好的粉碎，粉碎能力降低，生產率也降低。根據現(xiàn)有資料和轉子直徑，考慮到粉碎物料為秸桿等粗纖維物質，可取大些，故確定粉碎室寬度。 由式可得：，滿足要求。4.3 轉子轉速的確定 根據粉碎機轉子直徑，線速度和現(xiàn)實加工要求，轉子轉速由下式可得： 4.4 鑿片和齒板間隙不適當?shù)蔫徠妄X板間隙很可能會顯著地降低生產率和增加鑿片與齒板的磨損，間隙過大，粉碎時間增加，不一定滿足粒度要求，降低了生產率，但間

19、隙太小，粉碎室容納的物料少，增加功耗。根據國內設計粉碎機系列正交試驗結果，推薦谷物類，秸桿類，普通型。 故取。4.5 粉碎機生產率的確定由于粉碎機的功率都是生產出機器之后才能夠實際測量，現(xiàn)只有根據經驗公式進行初步計算，由公式： 其中： 物料容重 秸桿容重轉子轉速 物料形成環(huán)流成時的影響系數(shù) 取進料不均勻的影響系數(shù) 取下料口對排料所產生的影響系數(shù) 取轉子直徑 粉碎室高度 =0.3509 (t/h)4.6 配套功率粉碎機的粉碎功率可以有經驗公式求得：其中： 系數(shù) ，取 生產率， 所以配套功率第5章 標準件的選擇5.1 電動機的選擇根據粉碎機的工作條件及生產要求，在電動機能夠滿足使用要求的前提下，盡

20、可能選用價格較低的電動機，以降低制造成本。由于額定功率相同的電動機，如果轉速越低，則尺寸越大，價格越貴。粉碎機所需要的功率為，故選用y系列（ip44）型三相籠型異步電動機。 y系列三相籠型異步電動機是按照國際電工委員會（ieo）標準設計的，具有國際互換性的特點。其中y系列（ip44）電動機為全封閉的自扇冷式籠型三相異步電動機，具有防灰塵、鐵屑或其它雜務物侵入電動機內部之特點,b級絕緣,工作環(huán)境不超過40,相對溫度不超過95%,海拔高度不超過1000m,額定電壓為380v,頻率50hz,適用于無特殊要求的機械上，如農業(yè)機械。 y系列三相籠型異步電動具有效率高、啟動轉矩大、且提高了防護等級為ip5

21、4、提高了絕緣等級、噪音低、結構合理產品先進、應用很廣泛。其主要技術參數(shù)如下：型號： 同步轉速： 額定功率：滿載轉速：堵轉轉矩/額定轉矩： 最大轉矩/額定轉矩：質量：極數(shù)：4極機座中心高：該電動機采用立式安裝，機座不帶底腳，端蓋與凸緣，軸伸向下。5.2 軸承的選擇根據對該粉碎機的結構和對軸的受力分析可知，由于鑿片為對稱排列，在轉子的轉動過程中鑿片所產生的離心力相互抵消，軸承受到鑿片產生的徑向力為零，但是由于轉子自己會產生一定的離心力；同時由于轉子自身的重力，會使軸承受到軸向力。因此，在工作過程中軸承同時受到軸向和徑向載荷的作用，且軸承受到的軸向載荷較大，故選擇圓錐滾子軸承中大錐度軸承31300

22、，其錐度為：= 。5.3 鍵的選擇 轉子主軸上與帶輪的連接鍵，轉筒與主軸的連接鍵選用普通平鍵：選用gb109679。5.4 螺栓的選擇用來連接支承電動機鋼板與支架、支承粉碎機鋼板與支架用螺栓：由于是用于板間連接，螺栓主要是受到剪切作用，故采用受剪螺栓連接。連接轉子和鑿片用螺栓和連接齒板與機體用螺栓主要是受到拉伸應力，采用受拉螺栓連接。選用gb578386。5.5 螺母的選用 主要根據所用螺栓規(guī)格進行選擇： gb617086。5.6 墊圈的選擇 根據需要選用普通平墊圈：gb84885。第6章 帶傳動及軸的設計計算 根據設計方案及結構，該機選用普通v帶傳動。它具有緩和載荷沖擊、運行平穩(wěn)、無噪音、中

23、心距變化范圍較大、結構簡單、制造成本低、使用安全等優(yōu)點。6.1 普通v帶傳動的計算已知：電動機功率 ， 電動機轉速 ，粉碎機主軸轉速。6.1.1 確定v帶型號和帶輪直徑工作情況系數(shù) 由表11.5 計算功率 選帶型號 由圖11.15 a型 小帶輪直徑 由表11.6 取大帶輪直徑 由式11.15 帶傳動滑動率一般為1%2% 取=1% 取大帶輪轉速 6.1.2 計算帶長求 求 6.1.3 求中心距 由式11.20 由表11.4 根據實際確定：中心距 6.1.4 帶長計算 由式11.2 =6.1.5 帶基準長度 由圖11.4 6.1.6 求帶輪包角小帶輪包角 由式11.4 6.1.7 求帶根數(shù)z 帶速

24、 傳動比 帶根數(shù) 由表11.8 由表11.7 由表11.12 由表11.10 由式11.22 = 取6.1.8 求軸上載荷單根v帶張緊力 由式11.21，由表11.4 = = 軸上載荷 由式11.23 6.1.9 帶輪結構 帶速時的帶傳動，其帶輪內一般用ht200制造，高速時應使用鋼制造，帶輪的速度可達到。由于該機帶速為，故帶輪材料選用ht200。在設計帶輪結構時，應使帶輪易于制造，能避免因制造而產生過大的內應力，重量要輕。根據結構設計，大帶輪選用輪輻式結構，輪輻截面為橢圓形，其長軸與回轉平面重合，輪輻數(shù)目可根據帶輪直徑選?。簳r取4，時取6，取8。由于該帶輪直徑為，取。中小直徑的帶輪可以采用腹

25、板式，更小的帶輪可以制造為圓柱形。故該機小帶輪制造為腹板式。帶截面尺寸和帶輪輪緣尺寸：帶型號：a型 頂部寬：13 節(jié)寬：11.0 高度： 帶輪基本參數(shù)：基準寬度， 基準線上槽深， 基準線下槽，槽間距， 槽邊距， 最小輪緣厚，帶輪寬度（輪槽數(shù)）， 外徑6.2 軸的計算6.2.1 軸的轉速已知：電動機轉速,粉碎機主軸轉速，傳動比6.2.2 軸的輸入功率電動機 粉碎機主軸 電動機與主軸的傳遞效率，帶傳動6.2.3 軸轉矩電動機轉矩： =粉碎機主軸： 6.2.4 軸直徑的初步確定選材：45鋼，調質處理，,結構設計：由機械設計式11.2確定軸的最小直徑： 其中： 許用切應力， 由表16.2 軸傳遞功率

26、， 主軸轉速， 由表16.2 ，由上式可得： ，故取。6.2.5 軸的設計 軸結構設計的一般原則：軸上零件的布置應使軸受力合理；軸上零件定位可靠，拆裝方便；軸應采用各種應力集中和提高軸疲勞強度繁的結構措施；應具有良好的結構工藝性，便于加工制造和保證精度；對于要求剛性大的軸，還應從結構上考慮減小軸的變形。根據以上原則，確定出軸的結構尺寸。在該設計中，軸的軸向固定采用軸肩軸端擋圈的固定方法：軸肩結構簡單，可以承受較大的軸向力，軸端擋圈常用于軸端零件的固定，。為了保證軸的疲勞強度，軸肩處采用過渡圓角，且圓角不應太小。第7章 主要零件的校核7.1 主軸的強度校核該機主軸與電動機軸聯(lián)接是通過帶傳動進行連

27、接，傳遞轉矩，轉筒固定在軸上，因此可以認為轉筒對軸的作用力為均布載荷均勻作用在軸上，轉筒分別通過鍵與軸兩端聯(lián)接。由于轉筒上鑿片的排列呈對稱排列形式，在同一個平面上每個鑿片所產生的力相等，相互抵消。所以鑿片產生的離心力對軸的變形無影響，只受到轉筒的作用力，使其產生彎曲變形，軸除受彎矩外，還受扭曲變形。所以用彎扭組合變形對軸進行強度校核。7.1.1 作用在軸上的力的分析由于鑿片在轉筒上采用對稱排列方式，其產生的離心力相互抵消，合理為零。計算轉筒的作用力：根據鋼板重量的計算公式，不同厚度的鋼板每平方米的理論重量，由可以計算其中： 給定厚度的鋼板每平方米的理論重量 鋼板厚度 鋼板密度， 由于轉筒面積為

28、所以轉筒總重量： 轉筒重量： 轉筒作用在軸上的分布載荷 帶輪的作用力由前面計算得：7.1.2 軸的結構形狀、尺寸及受力簡圖（a）軸的結構形狀和尺寸見圖7.1（a） 軸結構圖圖7.1（a） 軸的結構形狀和尺寸圖q=0.406n/mm（b）軸的受力圖圖7.1（b） 軸的受力圖計算支承反力（c）水平面(xy平面)受力圖水平面（xy面）受力圖圖7.1（c） 軸水平面受力圖水平面支承反力： 即： q=0.406n/mm垂直面（xz面）受力圖（d）垂直面(xz平面)受力圖圖7.1（d） 軸垂直面受力圖垂直面支承反力的計算 即 ： 則： 又由 得到： 在bc段上，有一個最大彎矩：設在x處，彎矩最大則要使最大

29、， 處，最大，且畫彎矩圖：（e）水平面彎矩圖：水平彎矩圖64557.89n·mmm xy 圖7.1（e） 水平面彎矩圖（f）垂直面彎矩圖：圖7.1（f） 垂直面彎矩圖5990.9n·mm20085.1n/mm5680.5n·mm垂直彎矩圖m/n·mm畫合成彎矩圖： 在截面處， 在截面處， 在截面處， 在截面處， =62608n.（g）合成彎矩圖：圖7.1（g） 合成彎矩圖8244.4n·mm38051.9n·mm59539.6n·mm64577.9n·mm合成彎矩圖m畫轉矩圖： t=（h）轉矩圖：圖7.1（h） 轉

30、矩圖轉矩圖tt=28210.5n·mm¦t=16644.2n·mm許用應力許用應力值，用插入法由表查得：， 應力校正系數(shù) 畫當量彎矩圖當量彎矩： 在截面處， 在截面處， 在截面處，在截面處， （i）當量彎矩圖 ：圖7.1（h） 當量彎矩圖當量彎矩圖m'10574.2n·mm41532.8n·mm61822.3n·mm66688.3n·mm校核軸徑： 在截面處， 在截面處， 在截面處， 所以軸的強度滿足要求。 7.2 轉筒的強度校核 7.2.1 轉筒的受力分析由于鑿片在轉筒上的排列及其固定方式對轉筒的受離情況有較大的影

31、響，從而影響轉筒的強度，在對轉筒進行校核時，應對其進行受力分析。轉筒采用厚度為4的優(yōu)質碳素結構鋼a3鋼板制造的，鑿片用m10的螺栓緊固在轉筒壁上。鑿片共有16組(32)片，分四列沿軸向按對稱排列在圓筒上，排列方式是鑿片沿軸從上至下距離逐漸減小，且由于轉筒在高速旋轉時，轉筒所受到得作用力非常復雜，除鑿片和本身所產生得離心力共同作用外，還受到轉矩。螺孔處還可能發(fā)生擠壓。所以應對轉筒進行強度和剛度等方面得校核。轉筒受到鑿片隨轉筒高速旋轉的離心力，由于轉筒形狀為圓柱形，在它上面各處直徑相同，則各鑿片對其產生的離心力相等。轉筒所受到的離心力為： 式中： 鑿片和聯(lián)接螺栓總質量 ， 鑿片和聯(lián)接螺栓總重量，

32、重力加速度， 轉筒轉速， 鑿片重心相對于主軸軸心底回轉半徑，各鑿片的相等，。轉筒的角速度 ， 鑿片的密度所以，由于各鑿片對圓筒產生的離心力相等，在轉子進行轉動的過程中，轉子運行較為平穩(wěn)，振動小，噪音小。7.2.2 轉筒螺孔處的抗剪切強度校核 轉筒螺孔處的抗剪強度校核，由公式： 式中： 鑿片離心力，f1=55.6n 剪切面積，連接處有墊片，其剪切面為墊片外徑計算： 墊片外徑， 轉筒厚度， 轉筒采用a3鋼板，查手冊得a3鋼的抗拉許用應力 所以，轉筒螺孔處的抗剪切強度滿足要求。7.2.3 轉筒螺孔處的擠壓強度校核鑿片受力復雜，物料對鑿片的作用力因物料的種類不同和機器的工作狀態(tài)不同而有所差異，在此只考

33、慮3倍于鑿片重量的作用下螺栓對螺孔的擠壓應力概算，進行參數(shù)校核，任選一螺孔進行計算。 式中： 擠壓面上的作用力， 擠壓面面積， 由于 所以，轉筒螺孔處的擠壓強度滿足要求。7.2.4 轉筒的強度校核 轉筒由于離心力的作用，有向外擴張的趨勢，而無其它主要變形，在轉筒壁上都有正應力。根據研究得知，當轉筒壁厚t遠遠小于轉筒直徑時(t0.05d)，可以認為壁內應力沿壁面均勻分布。壁筒上的周向應力： 式中： 單位壁筒上的拉力， 16片鑿片作用在轉筒上的總拉力 圓筒表面積 圓筒的直徑， 錐筒厚度， 則： 轉筒的許用應力屈服強度，a3鋼板，壁厚為4mm,查表得: 安全系數(shù)，對a3鋼板可視為塑性材料，取=2 轉

34、筒滿足強度要求。7.2.5 轉筒受扭轉的強度和剛度校核 扭轉的強度校核，根據材料力學有： 式中： 電動機轉矩轉筒直徑， 轉筒壁厚， 滿足扭轉強度要求。 扭轉的剛度校核，根據材料力學有可知，要滿足剛度要求，則 其中： 電動機轉矩 ， 材料的抗剪彈性模量，a3鋼 橫截面對圓心的極慣性矩由于 一般機械中 扭轉強度滿足要求。7.3 鑿片的強度校核鑿片是該粉碎機的主要工作部件之一，對于強度和硬度都有較高的要求。鑿片在工作中的損壞主要有兩個方面：一是搓擦物料時引起的磨損，二是當轉子高速旋轉時，鑿片所產生的離心力可能引起的破壞，即拉斷或剪斷。由于物料在粉碎室中的運動是相當復雜的，則其離心力作用又遠遠大于其它

35、對鑿片的作用力。鑿片的危險斷面在螺孔處，因此對鑿片的強度校核只考慮主要作用，故對鑿片單片橫斷面和鑿片螺孔處進行抗拉和抗剪的強度校核。7.3.1 鑿片單片的橫斷面抗拉強度 式中： 鑿片離心力，由前面計算得到：鑿片單片根部橫斷面的受拉面積 鑿片采用65mn鋼，查手冊得抗拉許用應力 滿足鑿片抗拉強度要求。 7.3.2 鑿片螺孔處抗剪切強度校核 式中： 鑿片離心力，由前面計算得到：剪切面積，聯(lián)接處有墊片，其剪切面為墊片外徑計算 墊片外徑， 鑿片厚度， 剪切許用應力和拉伸許用應力有如下近似關系：取 滿足鑿片抗剪強度。7.4 軸承壽命計算根據該機的工作情況，軸承壽命按照額定動載荷的方法計算較為合理：查手冊30207軸承主要性能參數(shù)如下：，,y=1.6, 7.4.1 軸承的受力分析軸承所受徑向力為，軸向載荷為，。7.4.2 軸承壽命計算附加軸向力 軸承軸向力 由于軸下端軸承被壓， x、y值 ，查表得 ， ，查表得 ，沖擊載荷系數(shù) 考慮中等沖擊，查表得： =1.5當量動載荷 軸承壽命 因為，只計算軸承2的壽命 式中： 以小時計算的軸承額定壽命，各種軸承的使用壽命有推薦值； 轉子轉速（轉/分）； 軸承壽命指數(shù)，對于滾子軸承，。根據以上計算，軸承壽命滿足要求。第8章 結論及建議8.1 結論通過對牧草等