（优秀毕业全套设计）树枝粉碎成型机粉碎装置的设计

其发展和研究的主要方面应包括开发粉碎与分级相结合的闭路工艺及设备，从而降低能耗，提高生产率提高和改进现有粉碎设备的性能，降低生产成本，增加品种和机型实现工艺研究和设备开发的体化，针对具体物料特性，进行设备开发设计重视粉碎基础理论的研究。

树枝粉碎机方案的比较与选择树枝粉碎机按其工作原理可分为盘式切碎加锤片粉碎鼓式切碎加锤片粉碎直接锤片粉碎和刀盘粉碎四种结构形式。

在这四种方案中，结合上述粉碎机的各种特点进行比较，对本设计我选择了盘式切碎加锤片粉碎方式，其原因是盘式切碎加锤片粉碎这种形式因其具有结构简单操作维修简便粉碎效果好和生产效率高等优点。

刀盘锤片式粉碎机的结构和工作原理是刀盘锤片式粉碎机由切削部分粉碎部分筛分部分三部分组成。

其工作原理是传动轴从电动机获得动力后，驱动刀盘和粉碎锤片在机壳内做旋转运动，树枝不断的投入，粉碎机不断的切削和粉碎筛分，通过筛孔的物料被风吹到机外，不能通过的则在机内继续粉碎。

第章.锤片式粉碎机的设计.刀盘锤片式粉碎机的主要结构刀盘锤片式粉碎机主要由电动机，机架和机壳，转子，进出料口，输送装置等部分组成。

简图如下所示图刀盘锤片式粉碎机整体结构已知设计参数该粉碎机为单轴锤片式树枝粉碎机，为了提高粉碎机的利用率，采用刀盘加锤片粉碎，刀盘线速度为。

工作条件连续单向运转，工作时有轻微震动。

粉碎装置参数的确定及设计计算转子直径与粉碎室宽度的确定转子直径的确定由得转子直径为粉碎室宽度的确定粉碎机转子直径与粉碎室宽度之积可用以下经验公式求得式中粉碎室宽度，经验系数，般取转子直径，。

确定之后，为了降低噪音，般采用大转子低转速，确定要根据粉碎物料的品种具体分析。

如果以树枝等物料为主，要采较小的和较大的如果是以粉碎牧草为主，则要采用较大的和较小的。

将数据代入式得.配套功率的确定电动机配套功率由下式确定式中电动机功率，生产率，。

得配套电动机的功率为.根据所选电动机的型号为，其主要参数如下所示功率电流.转速额定转矩.最大转矩.机座带底脚，端盖无凸缘型安装尺寸和外形尺寸见表所示表电动机安装尺寸机座号.详见图图电动机外形.转子的设计转子是粉碎机的主要工作部件，由主轴刀盘飞刀定位套筒锤架板销轴锤片和锤片隔套等组成。

轴的结构设计初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径式中轴的最小直径，系数，可由下表查的输出轴上的功率，带的传动效率.，轴的转速，。

表轴常用几种材料的及值轴的材料注数中值是考虑了弯矩而降低了许应扭矩切应力。

在下述情况时，取较大值，取较小值弯矩较小或只受扭矩作用，载荷较平稳无轴向载荷或只有较小的轴向载荷，减速器的低转速轴，轴只做单向性旋转反之，取较小值，取较大值。

选取轴的材料为刚，调质处理。

根据上表，取在此计算转速为的转子直径，则有.根据实际需要去该轴的最小直径为。

拟定轴上零件的装配方案根据设计的要求该轴上零件的装配方案如下图所示图转子结构图各轴段的直径和长度确定.为了满足皮带轮的轴向定位的要求，轴段右端需制出轴肩，由于皮带轮轴向比较长又考虑到轴的强度问题所以与皮带轮配合的轴的长度要小于皮带轮宽度，故取。

.初步选择轴承。

因轴承需要承受径向力和承受轴向力，故选用圆锥滚子轴承。

参照工作要求并根据，由轴承产品目录中初步选取基本游隙组标准精度的圆锥滚子轴承，其尺寸为，轴承与轴的周向定位采用过渡配合来保证，此处选轴的直径尺寸公差为，而。

.取安装锤片处的轴段的直径为，锤片是装在靠锤架板支撑的销轴上的。

已知粉碎室的宽度为，为了固定锤架板将轴段设计成带有螺纹的，用锁紧螺母来固定锤架板，因此轴段。

.为了便于对锤片组与刀盘的安装与定位，在此轴段处安装轴肩，其直径为，。

.安装刀盘处的轴段的直径，由刀盘宽度为，为了使轴套筒端面可靠的压紧刀盘，刀盘右端用以锁紧螺母进行锁紧，因此此轴段。

.刀盘右端设计以锁紧螺母，将此轴段设计成带螺纹的，此轴段的直径为，。

.在轴段右端设计轴承将主轴固定，此轴段，。

.此轴已基本设计完成，其主轴总长为。

轴上零件的周向定位皮带轮与轴的周向定位均采用平键连接，按由机械设计手册查得平键截面，型键，键槽用键槽铣刀加工。

锤架板与轴连接选用型平键轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的。

刀盘与轴连接选用型平键，尺寸为。

取轴端倒角为，各轴肩处圆角如如轴所示。

飞刀的设计飞刀是刀盘粉碎机的主要部件之，飞刀的性能对树枝刀盘粉碎机的工作起很重要的作用。

由盘式树枝粉碎机的生产能力实积为式中设备时间利用系数，取工作时间利用系数，取原料形态影响系数，成捆树枝取，其他原料取刀盘转速，飞刀数量树枝平均长度，树枝的断面积，取，则由上式可得.，圆整为，故由生产率可选飞刀的数量为把。

由下式中，其中ε已知，为进料口的倾斜槽的倾角为︒，为常数，如要使主切削力最小就要使︒，考虑道具的强度取飞刀楔角︒，那么︒，在考虑到刀盘回转时的平衡，四把刀位置两两对称，考虑到两把刀刀刃长度必须大于进料口，才能使切削没有“死区”，进料口在，没把刀刃长度为，飞刀的安装高度为，由此得树枝的切碎长度为，根据主要参数设计刀具如下图所示图飞刀刀盘的设计刀盘主要是安装飞刀和储存能量，在切削树枝的时候释放动能，在不切削的时候储存动能，保证树枝粉碎机连续工作。

根据其中为切削时的扭矩，是切削力，是飞刀到中心轴线的距离。

由理论公式得，飞刀离主轴中心越近，切削时的扭矩就越小，到盘的外径尺寸可以设计得越小，粉碎机的结构也就越紧凑，但受到主轴和轴承座以及进料口的影响，并留有适当的余量，同时考虑飞刀通过进料口的组合长度应大于进料口的宽度即根据飞刀的尺寸设计安装孔的位置，较近的飞刀安装槽道主轴中心线的距离为，较远的飞刀安装槽距离主轴中心线的距离为，再加上飞刀宽度及边缘尺寸，刀盘的外径为较为合理，考虑刀盘本身的转动惯量和安装飞刀等因素，取刀盘的厚度为。

根据这些主要参数设计，如下图所示图刀盘锤片的设计锤片是锤式粉碎机最主要的工作部件，也是易损件。

我国每年锤片耗用钢材数万吨以上。

提高锤片的使用寿命具有重要意义。

锤片的形状尺寸排列方法线速度对粉碎效率有很大的影响。

目前世界上有多种形状的锤片。

各种锤片的使用性能比较见表。

表各种锤片使性能比较锤片类型使用性能矩形锤片通用性好，形状简单，易制造。

焊耐磨合金延长使用寿命，制造成本较高。

阶梯形锤片工作棱角多，粉碎效果好，但耐磨性差。

尖角锤片适于粉碎纤维质物料，但耐磨性差。

环形锤片只有个销孔，工作中自动变换工作角因此磨损损均匀，使用寿命较长，但结构较复杂。

由国家机械行业标准规定了锤片的型式，规格和设计要求。

根据本此的设计要求选择型锤片，其具体设计图形如图所示图锤片本次设计中选用型锤片，锤片的具体参数为长度宽度厚度孔到锤片端的距离由于锤片是粉碎机加工的核心部件，所以要求较高。

本锤片选择的金属材料是钢，且经过热处理。

热处理淬火区硬度为，非淬火区硬度不超过。

锤片数目的确定参考锤片式饲料粉碎机，该树枝粉碎机的锤片数由下式确定为粉碎室宽度，为锤片配置密度系数，为锤片厚度，经计算得.故此树枝粉碎机设计为把锤片，分组，每组片。

锤片的排列方式锤片式粉碎机的转子不同于机械设备中常见的内部无活动部件的转子，其执行粉碎工作的主要部件锤片，是悬挂在均布于转子锤架板的销轴上的，其与销轴的联结方式属于铰接，各锤片可绕销轴自由转动。

般来说，不同用途规格的锤片式粉碎机转子的销轴数即圆周均布的锤片组数有所不同，但为减少运转过程中的不平衡，般均为偶数另外，单根销轴上装配的锤片数量时常差别很大，但总的原则是，同台粉碎机关于中心对称的两根销轴上装配的锤片数量相同。

如图所示为四销轴十六锤片对称排列转子结构。

图锤片式粉碎机转子结构销轴隔套园螺母止退垫圈锤片主轴锤架板主轴既起着安装支撑锤架板及锤片组的作用，又担负着动力的输入锤架板是将锤片组与主轴连接成体的中介销轴穿过两锤架板上对称均布的孔，并与锤片铰接隔套的作用仅是将锤片间隔开来，根据需要形成各种排列方式。

隔套的长短很容易通过加工予以改变，其排列位置顺序又可以方便地进行调整，这为锤片组多种排列形式的出现提供了条件。

常见的方式有螺旋线排列对称排列交错排列对称交错排列种。

如图所示螺旋线排列对称排列交错排列对称交错排列图转子锤片组排列螺旋线排列螺旋线排列方式分单双螺旋两种，图为单螺旋线排列。

该排列是最简单的锤片排列方式，锤片轨迹均匀，不重复，但关于主轴中心对称的各对销轴上各自锤片组产生的离心力合力的作用线不在同直线上，存在着不平衡力矩。

对称排列该排列方式中，关于主轴中心对称两销轴上的锤片安装对称，锤片运动轨迹重复。

工作过程中，锤片磨损比较均匀。

交错排列该排列分单片和双片两种形式，图为双片交错排列。

工作中，锤片轨迹均匀，不重复，但工作时物料略有推移，销轴间隔套品种多。

对称交错排列该方式锤片排列对称，运动轨迹均匀，不重复，轨迹覆盖区域广。

本次设计采用的是对称交错布置的锤片排列方式。

锤筛间隙的影响锤片外端面到筛板和粉碎室内壁间的间隙影响加工树枝的合格率，间隙过大，木屑在加工室内做环流运动时，遭受锤片打击的机会少间隙过小，木屑遭受打击的机会增多，使粉碎的木屑过细粉碎，锤片端部的摩擦阻力增大，功耗增大，参考国内外粉碎机的研究，本树枝粉碎的的间隙取为。

锤架板锤架板起支撑销轴和锤片的作用。

它利用套筒将其固定在主轴上，转盘架的直径设为，厚度为.其具体形状如图所示图锤架盘套筒的设计套筒形状如图示所示图套筒第章.零件强度校核.轴的强度校核求轴上的载荷由于影响主轴强度的因素较多，这里不作全面分析，只能做个初步的估算。

轴上受力分析轴上主要承受以下几种力.皮带轮的径向力.转子旋转时，由于不平衡引起的离心力.轴承支反力。

求各力的大小.皮带轮的压轴力由粉碎机的转速为，带根数为跟，由传动装置计算的皮带轮上的压轴力的最小值为.离心力公式为式中质量为重力，为重力加速度，质点距轴心的距离，角速度，。

锤片组允许质量差引起的离心力转子允许中心偏移量引起的离心力已知转子重，转子中心线允许偏移量为.刀盘引起的离心力三项合计转子重力和离心力，是由两个转盘传到主轴上的，离心力方向随主轴旋转而变化。

根据分析，当离心力方向均为铅垂方向时，对主轴受力最不利，所以现在按铅垂方向计算。

离心力由刀盘传到主轴上，离心力的方向随主轴旋转而变化。

根据分析得.在轴承作出的轴