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振动与冲击第29卷第5期JOURNAL OF VI BRATIO N AND S HOCK Vol .29N o .52010锤片式粉碎机转子结构动态优化设计收稿日期:2009-04-17第一作者王晓博女,硕士生,1984年生王晓博1,3,谢瑞清2,丁武学1,王栓虎1(1.南京理工大学机械工程学院,南京 210094;2.成都精密光学工程研究中心,成都610041;3.西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都 610031摘要:运用有限元法对锤片式粉碎机进行了动力学分析,得到了转子的固有频率、模态振型及不平衡响应等动态特性参数。
利用灵敏度分析技术研究了各结构参数对转子动态性能的影响程度。
以转子重量和不平衡振动响应为状态变量,以转子的固有频率为目标函数对结构进行了动态优化设计。
优化结果表明,转子动态性能得到明显改善,为解决粉碎机的振动问题提供了有效的途径。
关键词:锤片式粉碎机;优化设计;灵敏度分析;动力学分析;有限元法中图分类号:TH 133 文献标识码:A锤片式粉碎机是目前饲料工业中应用最广泛的一种粉碎机机型,它主要利用高速旋转的锤片对物料产生强烈的冲击和摩擦来达到对物料破碎的目的,具有结构简单、通用性好、适应性强、生产率高的特点。
但由于是在高速旋转工况下的机械,这类粉碎机普遍存在振动和噪音较大的问题。
目前国内外对锤片式粉碎机的研究主要集中在,诸如转子直径、粉碎室宽度、锤片末端线速度、锤筛间隙、锤片数量、锤片厚度、锤片排列方式以及吸风量等因素对粉碎机工作效率的影响上,其研究目的多在于提高粉碎效率,节能降耗[1-5]。
但对锤片式粉碎机的动态特性及其影响因素的研究则相对较少,关于锤片式粉碎机结构动态优化设计的研究则几乎空白。
本文利用有限元分析软件ANSYS ,对锤片式粉碎机转子-轴承系统进行了动力学分析,得到了系统的固有频率、振型以及不平衡振动响应。
基于灵敏度分析原理分析各结构参数对系统动态特性的影响,并根据现代机械优化设计理论对转子结构进行优化,可为相似类型的旋转机械的动态优化设计提供参考。
回料管负压对锤片式粉碎机分离效率的影响分析张玉宝;李树彦;曹丽英【摘要】针对新型锤片式粉碎机的粉碎效率很高但分离效率与粉碎效率相比偏低的问题，利用计算流体力学软件FLUENT对新型锤片式粉碎机分离装置内部气固两相流动进行了三维数值模拟，得出了在回料管不同负压情况下分离装置内物料浓度分布状况。
计算结果分析表明，回料管内负压是影响粉碎机分离效率的关键因素之一。
同时，找出了负压大小与分离效率之间的关系，为新型锤片式粉碎机回料管的优化设计提供了理论依据。
%Based on the problem of high sieving efficiency of new hammer mill but exist separation efficiency compared with the sieving efficiency is low .A 3-D numerical simulation on air-material two phase flow of sieving set-up of a new hammer mill was carried out by means of software FLUENT .The material concentration distribution pattern of the sieving set-up under the different negative pressure was obtained .Through analyzing the results of calculation , shows that the negative pressure of material-returning pipe is one of the key factors of impact sieving efficiency and find out the relation-ship between the negative pressure and the sieving efficiency , to provide a theoretical basis for optimal design of material-returning pipe of a new hammer mill .【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P19-22)【关键词】锤片式粉碎机;三维数值模拟;分离效率;回料管;负压【作者】张玉宝;李树彦;曹丽英【作者单位】内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头 014010【正文语种】中文【中图分类】S817.12+20 引言锤片式粉碎机是目前我国饲料工业中应用最广泛的一种粉碎机型，它主要是利用高速旋转的锤片对物料产生强烈的撞击和物料间的相互碰撞来达到对物料破碎的目的[1]。
学校代码：学号：毕业设计（论文）BACH ELOR DISSERTATION论文题目：锤片式饲料粉碎机的设计与分析学位类别：学科专业：机械设计制造及其自动化作者姓名：_________________ ____________________导师姓名：完成时间： 2015年5月19日锤片型饲料粉碎机结构设计与分析摘要饲料粉碎机的主要功能是用来粉碎各种精饲料（如玉米、高粱）和粗饲料（如糠壳类、茎秆类和藤蔓类等）。
锤片式饲料粉碎机于1975年制定形成联合设计系列，并制定标准。
锤片式粉碎机也是现如今使用较多、度电产量较高、粉碎效果较好的一种机型。
本毕业设计中的锤片式粉碎机内部采用的是常用的锤片式结构，粉碎室结构呈水滴型，其饲料由粉碎机顶端流进并得以粉碎。
本设计传动装置为带传动，电动机通过V带带动主轴上带轮运转进而使转子旋转，转子上的锤片高速转动将饲料粉碎。
同时，锤片撞击物料可将饲料中等粉碎，饲料最终被碎成细小碎粒。
设计的主要是部分是设计传动装置，相比于多种传动装置，最终采用V带传动，因V带是挠性件，并且带传动可以缓冲、吸振。
有电动机带动带运转，利用大小带轮直径大小改变转动速度，使主轴以一定速度转动，并带动主轴上的转子和转子上的锤片转动并粉碎饲料。
粉碎后的饲料经下方的筛网过滤后得到经粉碎的饲料粒，整个粉碎过程结束。
关键词：锤片；主轴；带传动；ABSTRACTThe main function of the feed mill is used to crush all kinds of fodder (such as maize, sorghum) and fodder (such as bran crustaceans, stem and vine type, etc.). Hammer mill feed formulation form joint design series in 1975, and the development of standards. Hammer mill is now used more, higher electricity yield, crushing a better model. The graduation of the hammer mill is commonly used within the structure of hammer, grinding chamber structure was water drop, after its feed from the mill to the top of the feed hopper into the crushing chamber material to be crushed. The design of the belt drive gear motor through V-belt pulley driven spindle running turn the rotor rotates. Meanwhile, the hammer striking the material feed medium may be pulverized feed eventually crumbled into small crumb.The main part of the design is to design gearing, compared to a variety of gear, the eventual adoption of V belt drive, because the V-belt has good flexibility, and the belt drive can be buffered, vibration absorption. A motor driven belt running,the spindle is rotated at a constant speed and drive the hammer rotor and the rotor to rotate on the spindle. High-speed rotating hammer to feed into the crushing chamber were hit, and eventually rupture. Screen crushed beneath the feed by filtering to obtain pulverized feed grains, the end of the entire grinding process.KEY WORD: Hammer; Spindle; Belt Transmission;第一章前言 (1)1.1 设计的背景及相应的问题 (1)1.1.1 背景 (1)1.1.2 存在的问题 (1)1.2 设计的目的和意义 (1)1.3 设计的关键和流程 (1)第二章粉碎机结构的确定 (3)2.1 各类粉碎机简介 (3)2.1.1 冲击式粉碎机 (3)2.1.2 振动粉碎机 (3)2.1.3 胶体磨 (3)2.1.4 锤片式粉碎机 (4)2.1.5 齿爪式粉碎机 (4)2.2 关于锤片式饲料粉碎机的几点说明 (5)2.3 确定生产率和基本结构 (5)2.4 粉碎机工作过程 (6)第三章传动装置的设计 (7)3.1 各种传动方案比较 (7)3.2 确定电动机 (7)3.3 带传动的设计 (8)3.3.1 确定计算功率 (8)3.3.2 选择V带的带型 (8)3.3.3 确定粉碎机主轴带轮基准直径d并校验其带速v (8)d3.3.4 确定中心距a和基准长度L (9)d3.4 带轮的结构设计 (10)第四章粉碎机特性参数的确定 (12)4.1 锤片的末端线速度V (12)4.2 转子直径D和粉碎室内壁宽度B的确定 (12)4.2.1 转子工作直径D (12)4.2.2 粉碎室宽度B (13)4.3 转子转速n的确定 (13) (13)4.4 锤筛间隙R4.5 确定粉碎机的生产率Q (13)4.6 配套功率N (14)第五章粉碎机主要零部件设计 (15)5.1 锤片的选择 (15)5.2 筛网设计 (15)5.3 转子设计 (16)5.4 喂料部分设计 (16)5.5 闸板设计 .......................................................................................... 17 5.6 粉碎室设计 ....................................................................................... 17 第六章 主要零部件设计与校验 . (18)6.1 轴的设计 (18)6.1.1 计算主轴上的功率1P 、转速1n 、转矩1T .......................................... 18 6.1.2 初步确定轴的最小直径 (18)6.1.3 轴的结构如图 ........................................................................... 18 6.2 轴的校核 (19)6.2.1 轴的强度校核 ........................................................................... 19 6.2.2 轴的刚度校核 ........................................................................... 20 6.3 键的选择与校核 ................................................................................. 20 6.4 轴承的确定 (22)6.4.1 轴承的选择 .............................................................................. 22 6.4.2 轴承的润滑和密封 ..................................................................... 23 6.4.3 轴承的密封 .............................................................................. 24 6.4.4 轴承端盖尺寸如下 ..................................................................... 24 6.5 轴上零部件的定位 (24)6.5.1 零部件的轴向定位 ..................................................................... 24 6.5.2 零部件的周向定位 ..................................................................... 24 6.6 机架设计 .......................................................................................... 25 6.7 箱体的设计 ....................................................................................... 25 第七章 粉碎机使用注意事项、维护和保养方案 . (26)7.1 使用操作注意事项 (26)7.1.1 清除粉碎室内的金属杂物 ............................................................ 26 7.1.2 饲料的含水率应控制在15%以下 .................................................... 26 7.1.3 粉碎机工作之前的相关检查 ......................................................... 26 7.1.4 工作人员安全 ........................................................................... 26 7.1.5 停机清理和更换 ........................................................................ 26 7.2 保养和维护 (26)7.2.1 轴承使用 ................................................................................. 26 7.2.2 传动带发热 .............................................................................. 27 7.3 锤筛间隙R 应适中............................................................................ 27 7.4 注意机器是否平衡 .............................................................................. 27 7.5 试机 ................................................................................................ 27 7.6 操作 ................................................................................................ 27 第八章 结论 .................................................................................................. 29 参考文献 ........................................................................................................ 29 致谢 .. (30)第一章前言1.1 设计的背景及相应的问题1.1.1 背景近年来，国内制造销售饲料粉碎机的厂家已经大约增长到三百多家，大体上能满足国内饲料生产发展的需要。
兰州工业学院毕业设计（论文）题目锤片式秸秆粉碎机设计系别机电工程学院专业机械设计与制造班级机设11-1班姓名王光林学号201101101131指导教师（职称）安美玲（教授）日期2014.03.10摘要随着经济和社会的发展，生物质秸秆资源大量过剩，作为燃料直接燃烧，热效率低；就地焚烧，又造成严重的环境污染和资源浪费。
因此，研究生物质能转换技术，将丰富的农林废弃物资源转换为优质燃料，变废为宝，是保护生态环境，促进农业可持续发展的重要课题。
由于大部分生物质原料在开发利用前期都需要进行粉碎加工处理，以便进一步加工利用。
因此，粉碎加工技术已越来越受到人们的重视。
目前多种锤片式和盘片式粉碎机在农业生产中，已经得到广泛的应用，而且应用操作简单方便，但是这两种机型在性能上各有不同。
为此，本设计将锤片式和盘片式优点性能结合，设计出了性能优良的的粉碎机。
本次毕业设计所做主要工作如下：1、了解了与粉碎机相关的知识；熟悉粉碎机粉碎原理，调查了国内外应用性能现状与市场前景。
2、通过查阅资料、市场调研确定了多功能粉碎机相关的总体方案。
3、完成了详细的设计说明书及答辩材料。
关键词：粉碎机；锤片式；设计ABSTRACTAlong with the development of economy and society,biomass straw resource over pluses in a large mounts．If using for direct combustionusing，its thermal efficiency is very low.Farmers on-site burning caused severe environmental pollution and the waste of resources．Therefore，the study for converting the rich wasted forestry resources into higIl-quality fuel，protected the ecological environment and promoted the sustainable development of agriculture，is an important topic．In order to further processing，the most biomass materials need crushing processing before the development and utilization．So，comminution technology has been paid more and more attention．Present a variety of hammer and disc mill in agricultural production, has been widely used, and application of simple operation, the two models in performance on the application in different ways. To this end, the design will hammer and disc-style performance advantages combined with excellent performance designed mill. The main work done by graduate design and conclusions are as follows:1．to understand and mill-related knowledge; familiar with the principles of jet milling，investigating a domestic situation and market prospects of application performance.2．through access to information, market research to determine the overall multi-function mill-related programs.3．completed a detailed design specification and defense materials.Key words：grinder；hammer；desgin目录摘要 (I)ABSTRACT (I)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国外粉碎机械的发展状况 (2)1.2.2 国内粉碎机械现状 (2)1.2.3 各类粉碎机特点比较 (4)2 锤片式粉碎机总体设计方案 (5)2.1 粉碎机系统方案的确定 (5)2.2 锤片式粉碎机机械系统方案 (6)2.2.1 锤片 (6)2.2.2 支撑装置 (7)2.2.3 粉碎室 (9)2.2.4 进料 (10)2.2.5 出料 (11)2.2.6 传动 (11)2.2.7机械系统方案确定 (11)3 锤片式粉碎机传动方案设计 (13)3.1电动机的选择 (13)3.2 带传动的设计计算 (14)3.3 锤片式粉碎机结构尺寸确定 (16)3.3.1 锤片的末端线速度与主轴转速 (16)3.3.2 转子工作直径和粉碎室宽度 (16)3.3.3 锤片和齿板与筛板的间隙 (17)3.3.4 筛板 (19)3.3.5 粉碎机生产率的确定 (20)3.4 非标准件的设计与计算 (20)3.4.1 主轴设计 (20)3.4.2 半螺钉连接式轴盖设计 (30)3.4.3 筛板 (31)3.4.4 筛板快速拆装 (31)3.4.5 轴承座 (32)3.4.6 销钉 (32)3.4.7 上下箱盖用快速联接装置 (33)3.4.8 喂料槽 (33)3.4.9 上下机体 (33)4 安装及日常维护 (35)4.1 安装及装配注意事项 (35)4.1.1 安装安装要求 (35)4.1.2 装配注意事项 (35)4.2 锤片式粉碎机的操作、维护和检修 (35)4.2.2 设备维护 (36)4.2.3 设备的定期检修 (37)4.2.4 V带的张紧与维护 (38)4.2.5 饲料粉碎机的故障与排除 (38)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 绪论能源是经济社会发展的重要动力，面对全球社会经济的迅速发展，人类对能源的需求日益增长，中国能源消耗每年增长速度超过10％。
锤片式粉碎机的演变与发展梁春鸿 （济南正大饲料有限公司）饲料原料的粉碎是饲料加工中非常重要的一个环节，通过粉碎可增大单位质量原料颗粒的总表面积，增加饲料养分在动物消化液中的溶解度，提高动物的消化率；而且，粉碎原料粒度的大小对后续工序（如制粒等）的难易程度和成品质量都有着非常重要的影响；另外，粉碎粒度的大小直接影响着生产成本，在生产粉状配合饲料时，粉碎工序的电耗约为总电耗的50%～70%。
粉碎粒度越小，越有利于动物消化吸收，也越有利于制粒，但同时电耗会相应增加，反之亦然。
所以，恰当地掌握粉碎技术、选用适当的粉碎机型是饲料生产不可忽视的问题。
饲料工业使用的粉碎设备有很多种形式，其中，锤片式粉碎机因其占地面积小、粉碎效率高、耗电量小等优点，得到了最广泛的普及应用。
锤片式粉碎机基本构造包括圆筒筛板、锤片转子、锤片和固定在锤片转子周围的冲击齿板。
其工作原理是将物料引入冲击齿板、筛板与旋转锤片之间的空间，利用锤片等对物料的打击和搓擦作用，将物料破碎成若干小粒，是一种冲击式粉碎设备。
一、锤片式粉碎机转速的演变1.从单速到双速，最早的锤片式粉碎机都只有一个运行速度，MIAG公司在上世纪50年代研制的H880型锤片式粉碎机同时配用两台转速不同的电动机，使该公司当时不仅在制粒方面，而且在锤片式粉碎领域都处于领先地位。
该机型可称为第一台真正用于配合饲料工业的锤片式粉碎机。
当时，人们对转子的转速3000r/min是很推崇的。
2.从较高速到较低速：在以后的数年，人们的注意力集中在降低锤片式粉碎机的工作噪声上，其主要措施之一是降低转子的转速，一般降为1000～1500r/min。
为保持恰当的锤片末端线速度，粉碎机的转子直径必然要同时增大。
Biihler-Beka公司研制了这类机型的第一代产品———zinal系列粉碎机，其转子直径约为1100～1200mm，粉碎室宽度为350～650mm。
随后又有被称为大型粉碎机的产品不断问世，典型的如Lame-miag 公司产品，其粉碎室直径为1200mm，筛板宽度达1100mm；Amandus kahl公司生产的Akana2000型，其转子直径为1200mm，筛板宽度1000mm，配用动力355kW；Afall/zaragoza公司的产品，其粉碎室直径达1446mm，筛板宽度达1100mm。
提高锤片式饲料粉碎机工作效率方法的研究作者：吴超超来源：《科学与财富》2018年第09期摘要：锤片式饲料粉碎机是我国传统饲料粉碎行业的核心设备之一，具有结构简单、适用性强、生产效率高等优点，但是传统锤片式饲料粉碎机中存在空气环流层，增加了锤片式分醉机的能耗，分离效率较低。
为了提高锤片式粉碎机的工作效率，有效避免空气环流层对整体性能的影响，要积极研发新型锤片式饲料粉碎机。
关键词：锤片式饲料粉碎机；工作原理；影响因素；方法引言由于锤片式粉碎机具有易于生产，经济实用性能好等特点，广泛应用于工况场合。
饲料原料的粉碎是农牧业饲料加工中非常重要的环节，在我国通过粉碎被加工成饲料的农作物秸秆和饲料超过上百亿斤，粉碎作为重要加工环节，饲料粉碎机的优化和改进，有利于提高饲料的生产效率及饲料产品质量，并能有效降低饲料的生产成本。
基于此，文章将对锤片式粉碎机进行分析，以其工作原理和分类为切入点，并对影响锤片式粉碎机工作效率的主要因素和解决方法进行论述，以期提高锤片式粉碎机工作效率。
1锤片式粉碎机的工作原理及分类与其他种类的饲料粉碎机相比，锤片式饲料粉碎机结构比较简单，主要由进料口、出料口、转子、锤片、筛网等部分成。
传统锤片式饲料粉碎机的工作原理主要是：需要粉碎的物料重粉碎机进料口进入，在和高速转动的锤片相接触并发生碰撞后，锤片的高速旋转使物料被带入到加速区，颗粒在瞬间被提速，其速度大小可能接近于锤片末端线速度，其颗粒在粉碎室内作圆周运动，达到尺寸要求的颗粒随即通过筛网排出。
锤片式饲料粉碎机的分类方式可分为多种，其中，按照进料方向的不同可分为切向给料式、轴向给料式和径向给料式，在电机动力较小的情况下，可选用切向给料式、轴向给料式饲料粉碎机，因为其动力较小，转子转速低，一般不适用于加工例如纤维较粗、水分大等较难加工的饲料原料，主要适用于中小型饲料粉碎生产环节；径向给料式饲料粉碎机因为配备了大功率的发动机，动力较足，比切向给料式及轴向给料式饲料粉碎机生产效率较高，多适用于大中型锤片式粉碎机。
影响锤⽚式粉碎机粉碎性能的因素探讨锤⽚粉碎机粉碎性能的好坏，主要体现在产量、电耗和加⼯成本的⾼低等诸多⽅⾯。
但最主要的是产量要⾼，产量⾼了其它⽅⾯的因素也相应会好。
影响粉碎性能的因素主要有以下3个⽅⾯：第⼀是被粉碎物料；第⼆是粉碎机本⾝结构和参数；第三是与粉碎机配套的相关设施和参数。
下⾯将分别来讨论这些因素对粉碎性能的影响。
1、被粉碎物料的影响1.1物料品种脆性的物料⽐韧性的物料容易粉碎，纤维含量少的物料⽐纤维含量多的物料容易粉碎。
从饲料品种来看：⼤麦⽐燕麦容易粉碎，⼩麦⽐⼤麦容易粉碎，⽟⽶⽐⼩麦容易粉碎，⾼粱⽐⽟⽶容易粉碎。
麸⽪和稻壳由于含纤维多所以更难粉碎。
越难粉碎的物料，粉碎时产量越低，电耗越⾼，粉碎性能越差。
1.2物料含⽔率含⽔率低的物料⽐较容易粉碎，含⽔率越⾼越难粉碎。
以⼩麦为例，含⽔率由13%增加到14. 5%时，产量将下降20%。
所以粉碎物料的含⽔率应⼩于13%为适。
⽽且从贮藏的⾓度来看，饲料的含⽔率也不应⼤于13%。
1.3物料粉碎后成品粒度要求粉碎后成品的粒度越细，产量就越低，电耗就越⾼，粉碎难度就越⼤，粉碎性能也越差。
根据美国堪萨斯⼤学的研究报导，粉碎⽟⽶时成品的平均粒度从1000um降低到600um时，电耗从2.7 kW．h/t增加到3.8 kW．h/t。
但平均粒度再降低到400um时，电耗要增加到8.1 kW．h/t。
这清楚表明物料要粉碎到更⼩的粒度时，能量消耗将急剧加⼤，⽽⽣产率将急剧下降。
2、锤⽚粉碎机结构与参数的影响2.1粉碎室结构形式影响粉碎机粉碎性能的不是粉碎机的外观形状和外形尺⼨，⽽是粉碎机主要⼯作区域粉碎室的结构形式和参数。
近年来粉碎室由原来的结构形式改进成⽔滴式结构，并在其底部增加了能破坏物料环流层、增加锤⽚打击机会的⼆次粉碎槽结构，更进⼀步的提⾼了粉碎效果。
近年来这⽅⾯的⾰新还在不断的出现，⽽且⼤部分都已申请了专利。
如各种振动式粉碎机、撞击筛⾯式粉碎机和W槽型⼆次粉碎结构的出现，都对提⾼粉碎性能有极⼤的好处。
锤⽚式饲料粉碎机的设计与分析毕业设计毕业设计（论⽂）BACH ELOR DISSERTATION论⽂题⽬：锤⽚式饲料粉碎机的设计与分析毕业设计（论⽂）原创性声明和使⽤授权说明原创性声明本⼈郑重承诺：所呈交的毕业设计（论⽂），是我个⼈在指导教师的指导下进⾏的研究⼯作及取得的成果。
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