毕业设计论文锤片式魔芋粉碎机的优化设计.docx

《毕业设计论文锤片式魔芋粉碎机的优化设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文锤片式魔芋粉碎机的优化设计.docx（43页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、粉碎机的优化设计及仿真摘要:锋片式粉碎机以其高效、廉价、适用性强等特点，在粮食、食品及医药等行业受到广泛应用。近年来，魔芋制品广发应用于农业、食品、工业等众多领域。文章基于国内生产的饲料粉碎机的原型，构思了魔芋粉碎机的模型，在三维CAD设计软件Pro/E环境下进行三维实体建模，建立了粉碎机的虚拟样机，并对模型进行了动态仿真。对魔芋粉碎机的虚拟样机的设计与研究有了创新和建设性的尝试。为利用虚拟样机技术研究农业机械提供了更多有益的参考。关键字:魔芋，锤片式粉碎机，Pr。/E三维建模，动态仿真，虚拟样机TheOptimizationa1designandsimu1ationofgrinderAbst

2、ract:Becauseofhighproductivity,1owpriceandgoodapp1icabi1ity,hammermi11iswide1yusedinmanyindustries,suchasgrainandfoodstuffprocessingindustries,pharmacyindustry,andsoon.Inrencentyears,themoyuproductioniswide1yusedinmanyindustries,forexamp1e,fdstuff,medinceandagricu1tura1etc.Basedonthearchetypeofdomes

3、ticfodderdisintegrator,conceivenewmo1dingdeviceofmoyudisintegrator,by3DCADsftwarePro/Egoingonmode1ing,madesomecreativeandconstructivetriesatcreatingthevirtua1prototypeofmoyudisintegratordesignandresearch.Anditprovidesmorebeneficia1suggestionstoresearchagricu1tura1byvirtua1prototypetechno1ogy.Keyword

4、;moyu,HammerMi11disintegrator,three-dimensiona1mode1ingbasedonPro/Engineer,motionemu1ation，virtua1prototype目录1综述21.1 选题的目的及研究意义21.2 综述与本课题相关领域的研究现状，研究成功后对促进行业、产业发展的作用313粉碎机的发展方向42锤片粉碎机的设计61. 1饲料粉碎机的类型和结构62. 2锤片式粉碎机的主要参数83. 2.1电动机84. 2.2锤片末端线速度V的确定85. 2.3锤筛间隙4R的确定86. 2.4锤片的回转直径与粉碎室宽度87. 2.5喂料口的位置和尺寸9

5、8. 2.6锤片的形状和尺寸99. 2.7锤片的数量和配置1110. 2.8吸风量1211. 2.9筛片1312. 2.10转子的平衡142.3影响有筛锤片粉碎机粉碎效率的因素142.3.1粉碎142.3.2过筛173粉碎机的三维建模193.1PRO/E简介193.2锤片式粉碎机的三维建模203.2.1零部件的建模203.2.2转子组建的建模294基于PR0/E的虚拟装配314.1以锤片粉碎机转子的虚拟装配为例说明PR0/E装配流程315动态仿真分析38致谢40参考文献41引言机械设计是机械制造之本，制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国或地区的经济实力，科技水平生活水

6、准和国防实力。国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力的竞争。机械设计水平的高低直接影响机械工业的发展，它不仅为工业企业提供生产产品的手段，而且解决如何制造和用什么方法制造自己产品的问题。因此，大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器是促进国民经济发展，加速我国社会主义现代化建设的一个重要内容。本课题主要研究粉碎机设计以及应用软件仿真分析方面的问题，现在的粉碎机已不仅仅局限于传统的方法。随着社会经济和科学技术的不断发展，常规的粉碎方法不断进行优化并得到普及，从原来的手工粉碎到机械粉碎，从大物质的压碎到精小物质研磨，从干物质的粉碎到湿物质的粉碎，现代工业和科学技术的发展越来越要求设计出来的机器精

7、度更高，同时要求加工速度更快效率更高,具有高柔性以快速响应市场需求。从总的发展趋势看优质、低耗、高效、灵捷、洁净是机械制造永恒的目标也是设计的发展目标。锤片式粉碎机的性能与其结构和主要参数有着密切的关系，所以在设计上要求严格。传统的方法是利用工程图纸或CAD制图来设计零件，抽象性强，不直观，修改不方便，给锤片式粉碎机设计带来了方便。ProE以其强大的三维建模功能克服了这些困难，其创建的实体模型比较直观准确。本研究将建立粉碎机三维模型，并对其做模型分析和仿真分析，使设计结果优化。1综述粉碎是工业生产环节不可缺失的工序之一。粉碎是指在外力的作用下，克服了固体物料分子间的内聚力，使固体物料外观尺寸由

8、大变小，物料颗粒的比表面积（单位质量的表面积）由小变大的过程。粉碎后可以提高物理作用及化学反应的速度。在把固体物料变成最终成品的许多加工过程中，粉碎是一个非常重要的工艺过程，据不完全统计，人类生活和生产中每年约有数千亿吨固体物料需要经过各种程度的粉碎加工。由于人类生产的飞速发展和生活水平的迅速提高，人们对粉碎加工的产品需求增加。因而需经粉碎加工处理的固体物料也将增多，这就需要深入研究粉碎过程，对粉碎理论、方法、设备进行系统的探讨。为此在20世纪80年代初形成了一门独立的学科一一粉碎工程学，专门研究固体物料的粉碎行为及其属性的学科。粉碎机是粉碎加工的主要设备，在工农业生产、人类生活的许多领域被广

9、泛应用。例如在制药业，化工业，食品业，饲料加工业，还有冶金矿山、涂料、建材、造纸等行业，甚至科研单位都需要粉碎机。由于粉碎机在许多行业得到普遍使用，目前粉碎机的市场还有很大潜力，因此国内外对粉碎机的研究与发展均很重视。但是各种物料在粉碎加工过程中，产生发热、振动和磨擦等作用，使能源大量消耗，因此粉碎作业是消耗巨大能量的低效作业。多年来，技术人员一直在从理论研究、旧设备改造到创新设备，直至改变生产工艺流程等方面来研究如何达到高效节能地完成粉碎过程，达到降低其功耗高等缺点。但目前真正节能高效的粉碎机还没有开发出来。研制出更符合实际生产需要的高效率的粉碎机，还有待于广大科研人员和制造商们的发明创造。

10、相关粉碎工程学科专家指出，今后若干年内粉碎工程学发展的中心议题仍然是降低能耗，提高经济效益。一些原料必须经过合理的加工调制，才能适应人的生产和生活需求，适应畜、禽饲养的需要。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*7（）乳粉碎粒度越小，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生产不可忽视的问题。目前应用的有各种饲料粉碎机、切碎机、打浆机、混合搅拌机、制粒机和锄草机等。其中以饲料粉碎机和锄草机引用最广。饲料粉碎机主要用来粉碎谷物精

11、饲料、枇壳、骨头和贝壳等，也能粉碎各种干的秸秆。锄草机用来切断干草和稻麦等茎杆；大型锄草机可用来切断青饲玉米等粗茎秆。1.1 选题的目的及研究意义粉碎，是饲料加工生产过程中7大工序（原料接收、清理、粉碎、配料、混合、成形及计量包装）的重要工序之一，粉碎效果的好坏对饲料产品的适口性、饲喂效果及后续工序的加工品质有着重要影响。一般饲料中需粉碎的原料占配方比例的50%80%,粉碎加工环节的电耗占整个工艺的30%70%,其加工成本对整个饲料生产成本有着举足轻重的作用。因此对粉碎机结构、粉碎效率、电耗、粉碎粒度大小及均匀性、易损部件的耐磨性、粉碎机自动控制等方面的研究，对配合饲料加工生产有着重大意义。锤

12、片式粉碎机具有结构简单、适应性强、造价低、通用性好等优点，因而被广泛应用于饲料加工行业。锤片式粉碎机的性能与其结构和主要参数有着密切的关系，所以在设计上要求严格。传统的方法是利用工程图纸或CAD制图来设计零件，抽象性强，不直观，修改不方便。Pro/E以其强大的三维建模功能克服了这些困难，其创建的实体模型比较直观准确，给锤片式粉碎机设计带来了方便。本研究将建立粉碎机的三维模型，并对其做模型分析和动态仿真分析，使设计结果优化。1.2 综述与本课题相关领域的研究现状，研究成功后对促进行业、产业发展的作用粉碎饲料有很多方法，如切碎、压碎、磨碎和击碎等。由于饲料种类较多，特性不同，又要求一定粒度，多采用

13、击碎的方法进行加工。常用的饲料粉碎机有锤片式和爪齿式两大类。锤片式粉碎机锤片式粉碎机基本构造包括机盖、机座、电机、转子、筛片圆筒筛板、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人冲击齿板、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。工作时，被加工的物料进入粉碎室内，受到高速旋转的锤片的反复冲击、摩擦和在齿板上的碰撞，使物料在粉碎室内沿筛面形成圆周运动，产生环流层,大颗粒物料在外层，小颗粒物料在内层，物料达到粉碎粒度后通过筛孔，获得人们所要求大小的饲料。该类机具在粉碎过程中锤片与物料的碰撞绝大部分为偏心冲击，会消

14、耗一部分能量，这也是锤片式粉碎机耗能高的重要原因之一。同时，由于锤片式粉碎机的粉碎室结构和物料受高速锤片的冲击作用，物料在离心力作用下产生环流层，粉碎物料达到粒度要求后小颗粒物料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，物料的温度升高，使物料内的水分形成水蒸汽，水蒸汽与细粉末会粘附于筛片，产生堵塞筛孔现象，使粉碎效率下降，尤其在物料细粉碎时，环流对粉碎效率的影响更严重。要提高锤片式粉碎机效率，就必须破坏粉碎过程的环流产生。相比于其他粉碎机，锤片式饲料粉碎机因其占地面积小、粉碎效率高、耗电量小等优点，在目前饲料工业中得到了广泛的普及应用。近年来魔芋的营

15、养价值已被人们广泛认可，魔芋制品也在逐渐扩大应用范围。魔芋的主要成分葡萄甘露聚糖，具有防止诸如糖尿病、心血管疾病及很好的悬浮性、稳定性的特点，目前广发应用于农业、食品、工业等众多领域，并将得到更广阔的使用。魔芋是促进山区经济发展、农民增收的经济作物，随着魔芋应用领域的拓宽以及加工技术的进步，魔芋制品产业将成为我国21实际的朝阳产业。随着魔芋制品应用领域的拓宽以及加工技术的突破，对魔芋初加工产品质量的要求更高，魔芋初加工工厂化、机械化生产将现的更为重要。作为我国西部地区珍贵独特的农产品资源，在国内市场，特别是国际市场上有广泛的发展前景。日本一直是我国魔芋加工产品的一大消费市场，日本市场价高，需求

16、量大，但是对魔芋的加工质量要求很高,这就要求我们要进一步提高魔芋的初加工技术，开拓更广阔的国际市场。魔芋的干式加工方法是将已烘干的魔芋片通过粉碎，精磨和研磨等加工，从中提取魔芋晶体颗粒。魔芋片的粉碎是干式加工的第一道工序。所利用的粉碎机是传统的饲料粉碎机，具有能耗高、噪音大和工作不平稳等特点。粉碎机生产进工艺的进一步提高不仅能降低各类成本、提高生产效率，这更能给工业生产与生活提供极大的便利，可以满足人们更多的更高的生产与生活需求。粉碎机生产进工艺的进一步提高不仅能降低各类成本、提高生产效率，这更能给工业生产与生活提供极大的便利，可以满足人们更多的更高的生产与生活需求。1.3 粉碎机的发展方向现代工程技术将需要越来越多的高纯超细粉体,超细粉碎技术在高新技术研