粉碎机设计的开题报告川农.docx

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粉碎机设计的开题报告川农

粉碎机设计的开题报告（川农）

四川农业大学本科生毕业论文（设计）开题报告

毕业论文（设计）题目

玉米粉碎机的粉碎装置设计

选题类型

应用型

课题来源

自选项目

学院

信息与工程技术学院

专业

农业机械化及其自动化（教育）

指导教师

廖念禾

职称

副教授

姓名

罗正波

年级

2010

学号

20104052

开题报告（立题依据、研究的主要内容及预期目标、研究方案、论文进度安排、主要参考文献）

1.立题依据

1.1研究背景与意义

我国刚进入社会主义阶段时的经济非常落后，在党的领导下我国的经济不断发展，人民的生活水平有了很大的提高，其中在物质方面取得的成就最为突出。

有资料显示畜牧业和农业生产在2010年呈持续增长势态：

粮食总产为54647.7万吨，比上年增加1565.5万吨；全年肉类总产量为7925.8万吨，比上年增长3.6%；禽蛋2762.7万吨，增长0.7%：

奶类产量3748.0万吨，增长0.4%[1]。

畜牧业的快速发展以及国家对现代农业建设投资力度的加大使得养殖业中所使用的玉米、大豆、秸秆、干草等的粉碎机不断的更新换代。

近几年来，在我国惠农政策的推动下，我国的农业机械正处于快速发展时期，持续增长，出现了生产与销量两旺的喜人态势。

与此同时，我国的玉米粉碎机机型多样。

从高速到低速：

主要存在的问题是锤片

机械仪器质量监督检验中心于2009年8月10日、15日在南宁华港农牧发展有限公司对该型机用玉米（含水率12.8‰）进行了委托检测。

检测结果：

筛孔直径1.0mm，产量13.39t/h；筛孔直径1.5mm，产量18.93t/h。

检测结果表明，该机型性能优良[11]。

目前,我国饲料粉碎机械产品的生产企业数接近1000家,生产的产品品种、规格齐全,能基本满足我国畜牧、水产养殖业发展的需要,但还有一些有特殊要求的饲料粉碎机和特大功率的机型,仍然需要从国外进口，这是我们农机人的努力方向，生产出属于自己国家的养殖饲料所需机型。

我国现在生产的许多规格的产品已经能替代进口产品,在主要的技术指标已经接近了国际先进水平,而且在价格上有很大的优势。

在我国生产的各种机型都有不同数量的出口,其中小型粉碎机的出口批量较大,主要销往东南亚、非洲等国家。

而我国的玉米粉碎机主要存在的问题是：

1生产效率低，能耗大，粉碎时产量越低，电耗越高，粉碎性能越差。

含水率越高越难粉碎。

以及筛孔的尺寸，越小加工效率降低。

2玉米粒、大豆等饲料加工性能差（粉料排除困难，对物料重复打击，温度升高，粉碎机效率急剧下降，无用功急剧增加。

）3更换筛片频繁（筛片的材质和热处理情况、筛孔大小、粉碎物料的种类及原料的含杂质情况均对筛片的使用寿命有很大影响。

）[12]。

我国饲料粉碎机械工业尚处于由传统型向机械化、自动化和集约化过渡的起步阶段．仍然有许多问题需要努力解决，不断改进提高。

1.2.4国外发展玉米粉碎机的发展状况

国外玉米粉碎机的发展情况，锤片式粉碎机在国外饲料工业生产中应用最为广泛。

如北美地区配备的锤片粉碎机，最大直径可达1.9M，筛片面积4.5M,转速3600r\min，锤片线速度107m\s，功率447W，大多数还配有供风系统用于气力输送。

但在最近几年中，辊式粉碎机由于其适于粗粉生产及低噪音、低能耗、粒度均匀这些优点而越来越受欢迎[13]。

美国RoskampChampion（CPM）公司生产的HM系列水滴型卧式粉碎机采用全宽度双向进料方式，使筛片有效利用面积最大化，减少了换锤片次数，水滴型筛可以阻止料环流层的形成，大大提高了粉碎效率。

HM54系列粉碎机转子直径为1．372m．锤片末端速度达123．3m／s，配套动力为75—447kW，筛片面积1．527—4．5833m2。

Champion系列粉碎机采用交错开孔排列布置的筛片，不同孔径的筛片组合使用，效率提高10％一15％，并在粉碎机转子隔板上分布有2组销轴孔来调节锤筛间隙，以此调节粉碎粒度[14]。

德国HeitlingEMl2系列粉碎机可选用双速控制或无级调遣，全新的快速锤片更换结构，筛片分6片安装，可快速不停机换筛片，筛孔尺寸可调，筛面包角达324°。

日本细川密克朗（HosokawaMicron）公司生产的ACM型立式无筛微粉碎机，通过不同形式的转子体与定子套的优化配置，可获得最佳粉碎效果．利用高效分级涡轮可及时排出细粉，避免过度粉碎，能耗较低，同时产品细度调节较为方便，平均细度（d50）在10—1000μm范围。

由于大风量输送物料，散热效果好．可有效地降低物料温升。

HosokawaMicron公司生产的卧式多级微粉碎机，将风机和粉碎机同轴组合在一起．采用两级串联粉碎和内分级．粉碎效率高．能耗低，产品平均粒径3～100μm，并内设排渣装置，提高了粉碎产品的质量和纯度[15]。

意大利GBS公司（GOLFETTO／BERGA／SANTATI）最新生产的MSVl20／25型立式粉碎机，在增大锤片与物料撞击区的同时，尽可能减少了粗粉与筛片的摩擦以降低温升；其转筒型筛片及大筛理面积结构有助于出粉，无须再配传统的吸风装置；机体内部涂覆耐磨材料显著降低了噪声。

该机配备了AB60／R型喂料机，可自动排出铁质杂物，能根据电机的功耗实现均匀进料[15]。

2.可行性分析

2.1具备的条件

（1）多年来，国内外很多的农业机械研究者对玉米粉碎机中的破碎装置进行了大量的研究，并取得了一定的突破，积累了很多宝贵的成功经验。

同时，也产生了很多的失败经验。

为本课题提供了大量的理论参考条件。

（2）国内很多农业机械厂商生产了大量的不同型号的小型玉米粉碎机，并在部分地区推广，同时也出现了很多的问题。

这些问题为本课题提供了大量的实际参考。

（3）在校期间，本人对于农业机械设计相关课程（机械设计基础）有着一定的学习和理解，并对一些绘图软件较为熟悉，为完成课题的理论设计打下一定的基础。

2.2待解决的问题

主要存在的问题：

（1）玉米粉碎机粉碎颗粒不均匀。

（2）粉碎机锤片的工作可靠性和使用寿命较低，容易磨损。

（3）玉米粉碎机工作时容易被堵塞，需要经常清理。

（4）玉米粉碎机体积比较大，并且不易移动。

我们需要对以上存在的问题加以解决，需要对当前已存在的玉米粉碎机进行分析，再进行结构上的合理设计。

3.研究的主要内容

（1）提出玉米粒粉碎装置的设计方案

（2）玉米粒粉碎装置的设计主要包括的设计（锤片、轴的受力）。

同时对易损件进行强度，疲劳校核。

（3）绘制粉碎装置各个部件零件草图及总装配图

4.研究方案

（1）通过国内外玉米粒粉碎机发展概况的研究与阐述，归纳出其优点与不足，并对其提出设计方案。

1通过间断的使用减小摩擦2减小结构尺寸，使粉碎机易移动。

并对其提出三种不同的设计方案。

以下是三种方案的简要特点：

①方案1：

锤片采用矩形锤片

特点：

运用的较多，通用性好，形状简单，易制造。

它有两个销连孔，其中一个孔销连在销轴上，可以轮换使用四个角来工作。

②方案2：

锤片采用阶梯型锤片

特点：

阶梯型锤片工作棱角多，粉碎效果更好，但是与之相比耐磨性要差些。

③方案3：

锤片采用尖角型锤片

特点：

尖角锤片适用于粉碎牧草等纤维质饲料，但是耐磨性也差。

（2）锤片式粉碎机方案的简要特点：

当物料由进料口进入机膛时，立即受到高速旋转的锤片的打击而破碎，当物料在机膛内连续多次撞击而粒度小到能通过底下的筛面的筛孔时，就可以从出料口流出。

缺点是一般的粉碎机整体比较大而不易移动。

粉碎机的锤片容易磨损，所以采用方案一使用矩形锤片，因其通用性好、制造成本低、使用成本也低，还可以轮换使用四个角，便增加了其使用寿命。

（3）通过计算相关参数设计粉碎装置的各个主要部件。

绘制出零件设计图纸和装配图纸。

5.创新点

目前玉米粉碎机的粉碎颗粒不均匀、锤片的工作可靠性和使用寿命较低，而且工作时易被堵塞，需要经常清理。

玉米粉碎机体积比较大，并且不易移动。

所以此设计是生产出工作可靠性强的微小型易移动的玉米粉碎机（重点在提高可靠性）。

6.预期目标

参考以前的设计者的作品，并设计一种微小型的玉米粒的粉碎装置。

具体预期目标如下：

（1）算出玉米粒粉碎装置运动过程中的力；

（2）画出玉米粒粉碎装置的零件图和装配图；

（3）在可能的情况下，找厂家进行试生产和进行试验。

7.进度安排

（1）2013年4月前完成开题报告，并提交导师审查。

同时，根据初步确定的思路，搜集、整理有关文件资料；

（2）2013年5月—7月　进行收集资料，设计粉碎机的结构；

（3）2013年8月—9月如果有条件，可去有关公司和企业参观；

（4）2013年9月—10月初步完成论文撰写，并送导师审阅；

（5）2013年10月—11月份在导师指导下，完成论文的修改工作；

（6）2013年12月　进行论文、设计图纸的打印，并准备论文答辩。

8.主要参考文献

[1]韩长赋,陈晓华.中国农业发展报告[M].北京:

中国农业出版社,2011

[2]周文华,董玲.粉碎机的常见机械故障及排除方法[J].江西省农业机械研究所,2007（6）:

36-37

[3]邓洁红,曹乐平.锤式粉碎机的优化设计[J].粮油食品科技,200513（3）:

14-21

[4]曹丽英,王顺喜,武佩,吴书伦.锤片式饲料粉碎机若干关键技术问题的探讨[J].粮食与饲料工业,2009（7）:

34-36

[5]陈璥.玉米淀粉工业手册[M].北京:

中国轻工业出版社,2009

[6]王净,王鹏等.锤片式饲料粉碎机主要因素对工作性能的影响[J].河北北方学院,2010（4）：

64-71

[7]刘晃.我国饲料粉碎机的现状与发展[J].渔业现代化,2004

（1）:

42-43

[8]田海清,屈丰富,刘伟峰,韩宝生,王春光.锤片式粉碎机分段圆弧筛片设计与粉碎性能试验[J].农业机械学报，201142（4）:

93-95

[9]袁巧霞,任奕林主编.食品机械使用维护与故障诊断[M].北京:

机械工业出版社,2009

[10]邱礼平,龙秀主编.食品机械设备[M].北京:

化学工业出版社,2010

[11]葛一健.我国饲料粉碎机发展及质量检测分析[J].渔业现代化,2009,29（5）：

67-69

[12]曹峰.影响锤片式粉碎机粉碎性能的因素探讨[J].粮食与饲料工业,2009（4）:

35-34

[13]KurtARosentrater,GregoryDWilliams.DesignConsiderationsfortheConstructionandOperationofFeedMillingFacilities.partⅡ：

processEngineeringconsiderations[EB/OL],2004（4）

[14]曹康,金征宇.现代饲料加工技术[M]．上海：

上海科学技术文献出版社，2003

[15]王与,王顺喜.饲料粉碎机发展现状分析[J].北京：

粮食与饲料工业,2007（10）：

29-32

指导教师意见

指导教师签名：

年月日

开题小组意见

负责人及成员签名：

答辩时间：

年月日

注：

1.选题类型：

基础型、应用基础型、应用型、调研型；

2.课题来源：

国家级项目、省部级项目、横向合作项目、校级项目、自选项目；