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AL/SiC顆粒金屬基復(fù)合材料的加工
摘要
盡管金屬基復(fù)合材料顆粒具有優(yōu)越的機(jī)械性能和熱性能，但是有限的切削性卻一直使金屬部件的替代受到很大的威懾。在加工過(guò)程中，增強(qiáng)硬磨料的相時(shí)會(huì)導(dǎo)致加工工具的快速磨損，因此，會(huì)產(chǎn)生較高的加工費(fèi)用。一系列高速轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)試只為選擇最佳刀具材料，刀具幾何形狀和切削參數(shù)來(lái)車(chē)削含有20%的SiC/AL金屬基復(fù)合材料。結(jié)果表明,多晶金剛石工具（PCD）與氧化鋁和涂層硬質(zhì)合金工具相比，可以提供給用戶滿意的刀具壽命。其中在金屬基復(fù)合材料的加工下研究過(guò)程中，后面一種材料的工具更容易受到過(guò)度的邊緣碎屑和月牙洼磨損。此外，PCD刀具的成本可通過(guò)在干切削進(jìn)給量f=0.45mm，切割速度V=894 m/s與切削深度為1.5毫米時(shí)被鑒別。與這些切削參數(shù)類似, 在刀具上形成相對(duì)較小的累積起來(lái)邊緣，會(huì)很好的保護(hù)它免受進(jìn)一步邊緣上工具的磨損和磨損。具有零度前角和較大刀具半徑的多晶硅刀具大多被用于粗加工。
關(guān)鍵詞：金屬基復(fù)合材料，刀具磨損
1 簡(jiǎn)介
一組新形式的金屬基復(fù)合材料（MMCs）已受到大量的研究，因?yàn)樵?0世紀(jì)80年代早期的試驗(yàn)工程材料中，最流行的材料為硅，碳化硅，氧化鋁，鋁，鈦，磁性地層，其中鈦和鎂合金是常用的基體相。大多數(shù)金屬?gòu)?fù)合材料密度約為三分之一。在鋼鐵行業(yè)，由于這些潛在高強(qiáng)度和剛度吸引力再加上在高溫?zé)o法工作的性能，導(dǎo)致金屬基復(fù)合材料競(jìng)爭(zhēng)非常嚴(yán)峻。在航空航天和汽車(chē)應(yīng)用中，高溫合金，陶瓷，塑料被重新設(shè)計(jì)的鋼件。后者中的材料，操作方法比以往任何時(shí)候都不可能有太多的進(jìn)步，今后仍然不可避免。
有人對(duì)金屬基復(fù)合材料微粒（PMMCs）特別感興趣，不只是因?yàn)樗麄儽憩F(xiàn)出較高的延性和金屬基復(fù)合材料向異性。此外，PMMs提供了卓越的耐磨性。雖然許多工程元件制成PMMCs是由形狀近乎成形和精進(jìn)的鑄造工藝，但是他們需要這些系列，其中荷蘭國(guó)際集團(tuán)達(dá)到了預(yù)期的尺寸和表面光潔度。PMMCs加工提出了重大挑戰(zhàn)，因?yàn)榧庸滩牧系臄?shù)量明顯比常用高速鋼（HSS）和硬質(zhì)合金工具更難。因此，鋼筋相磨具磨損快的原因，普遍是因?yàn)槭褂玫腜MMCs，其明顯阻礙其加工性和高加工成本。
文獻(xiàn)綜述
從現(xiàn)有文獻(xiàn)上很明顯看出PMMCs的性能，
密度（克／立方厘米） 2.77
熱導(dǎo)率（卡爾／厘米·秒·K﹚在22oC 0.47
比熱（卡爾／克·k）
100℃ 0.218
200℃ 0.239
300℃ 0.259
平均熱膨脹系數(shù)
50－100℃ 17.5
50－300℃ 21.1
50－500℃ 21.4
極限強(qiáng)度 （） 262
屈服強(qiáng)度（） 21.4
伸長(zhǎng)率（％） 1.9
彈性模量（GPA） 98.6
洛氏硬度（B） 67±1.5
表1典型的 F3S.20S物理性能特性的形態(tài)，分布和數(shù)量的增強(qiáng)相分?jǐn)?shù)，以及矩陣的性質(zhì)，都是影響因素，整體切割工藝相對(duì)較少，但尚未涉及到工程的生產(chǎn)力的工藝優(yōu)化。例如，莫納亨研究在加入25％碳化硅和鋁硬質(zhì)合金刀具的磨損機(jī)理。PMMC在速度低于20米每分鐘時(shí)的加工速度開(kāi)發(fā)了一種工具壽命的關(guān)系，為硬質(zhì)合金刀具加工過(guò)程中碳化硅和鋁PMMCs在速度低于每分鐘100米時(shí)。然而，文獻(xiàn)的作者建議的內(nèi)置式邊現(xiàn)象，是在觀察期間碳化硅加工進(jìn)一步研究鋁PMMCs。Reillyet等排名刀具磨損方面的各種刀具材料，然而，他們的切削用量不超過(guò)每分鐘125米和f=1.0mm，這是取得使用立方氮化硼工具。類似測(cè)試結(jié)果報(bào)告了布倫等在有關(guān)刀具的磨損率，主要是由于磨損涉及到刀具的硬度。 Winery歸因于碳化物耐磨工具，打磨表面上形成氧化鋁顆粒擦在芯片的流動(dòng)方向的工具。不過(guò)，拉伸顆粒也有可能導(dǎo)致同樣的效果，碳化硅顆粒硬度大于WC。托馬茨認(rèn)為少于氧化鋁和碳化硅的硬度涂層提供碳化硅加工過(guò)程中幾乎沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)：鋁PMMCs。布倫提出使用較低的切削速度，減少切削溫度，從而加速擴(kuò)散和粘著磨損和熱削弱工具。由于鋁的工具面和晶界自扣押的地點(diǎn)，作者建議使用硬質(zhì)合金工具與大的晶粒尺寸。
一些研究者表明，多晶金剛石（PCD）的工具是唯一的工具伴侶-里亞爾，它是提供一個(gè)有用的工具，能夠生活在鋁PMMCs在的加工。 PCD是難比Al2O3和和不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)傾向與工件材料。托馬茨比較了化學(xué)氣相沉積法（CVD）插入到錫，鈦（CN）和氧化鋁涂層刀具的性能?；瘜W(xué)氣相沉積工具提供更好的整體比其他工具的性能。 Lane 研究了不同的心血管疾病的工具，薄，厚的薄膜的性能。根據(jù)他們的觀察，化學(xué)氣相沉積薄膜的工具與失敗在這20％碳化硅端銑災(zāi)難性的鋁PMMC。這個(gè)工具的失敗是由于涂層剝落和由此產(chǎn)生的損壞年齡相對(duì)軟硬質(zhì)合金襯底。此外，具有較好的晶粒尺寸25毫米PCD刀具磨損微承受比為10毫米晶粒尺寸切割工具的磨損。在聚晶金剛石晶粒尺寸進(jìn)一步增加不利于刀具壽命，而導(dǎo)致在表面光潔度顯著惡化。
表三
刀具材料對(duì)切削力和溫度影響 (r =1.6mm; α =0°)
刀具材料 測(cè)量切削力 (N) 測(cè)量切削溫度 (°C)
PCD (v=894 m min-1; 97.00 440
F=0.45 mm rev-1;doc =2.5 mm)
PCD (v=670 m min-1; 98.10 410
f =0.25 mm rev-1;Doc=1.5 mm)
Al2O3(v=248 m min-1; 183.85 520
f=0.2 mm rev-1; Doc=0.5 mm)
TiN (6 248 m min-1; 143.52 500
f=0.2 mm rev-1; Doc=0.5 mm
這是因?yàn)榫Я３叽绲腜CD材料的刀具在25毫米很容易退出了邊緣。相對(duì)于切削參數(shù)對(duì)刀具壽命等影響減少了。主要?dú)w因于對(duì)PCD刀具的磨損（由磨損）在防皺到在所獲得的動(dòng)能增加碳化硅顆粒磨。另一方面，布倫等由于在刀具磨損中的熱降解增加刀具材料。刀具磨損被認(rèn)為與車(chē)削材料成反比。托馬茨等把刀具壽命歸因于在更高的進(jìn)給量增加了復(fù)合材料的熱軟化。作者認(rèn)為，工件材料變得柔軟和顆粒成為壓入工件，造成工具本身磨損少。然而,莫林認(rèn)為由于以更大的進(jìn)給量減少對(duì)刀具前沿的磨損，磨料碳化硅顆粒減少接觸。盡管在解釋背后的不同進(jìn)給量工具磨損機(jī)理的爭(zhēng)論，所有的研究人員建議使用切割進(jìn)給速度和進(jìn)給量是在粗加工盡可能咄咄逼人。最后，關(guān)于冷卻液的應(yīng)用，在美國(guó)科學(xué)家建議以便對(duì)于可能采取的保護(hù)優(yōu)勢(shì)建成邊緣現(xiàn)象。
總之，進(jìn)行文獻(xiàn)回顧顯示，更積極的（速度，進(jìn)給量和切削深度）切削參數(shù)的影響還需要進(jìn)一步重新搜索，以改善切削過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。此外，一些重要參數(shù)進(jìn)行了前人所忽略，其中有刀具幾何形狀和冷卻劑的應(yīng)用。
2 試驗(yàn)材料和切割工具
2.1工件材料
該加工利用Duralcan進(jìn)行了調(diào)查 F3S.20S鋁：碳化硅金屬基復(fù)合材料。有一對(duì)顆粒平均直徑為12毫米。表1顯示了對(duì)A356- 20％的PMMC的物理力學(xué)性能一些。在此之前進(jìn)行切割實(shí)驗(yàn)，測(cè)試材料是完全熱處理對(duì)T71條件。測(cè)試材料是在對(duì)一百七十七點(diǎn)八毫米直徑305毫米的長(zhǎng)度形式。
2.2 切削工具
各種刀具材料（涂層硬質(zhì)合金，氧化鋁）和幾何結(jié)構(gòu)，在Oblique對(duì)于轉(zhuǎn)向就業(yè)進(jìn)行了測(cè)試和不同的切削參數(shù)，每個(gè)工具伴侶-里亞爾就業(yè)。然而，對(duì)于比較刀具磨損的目的，所有的切削試驗(yàn)共進(jìn)行了拆除金屬固定量（300立方毫米）。表2總結(jié)了刀具數(shù)據(jù)在干車(chē)削試驗(yàn)，進(jìn)行了10種惠普標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化數(shù)控車(chē)床。切削力康具磨損測(cè)量康廷每個(gè)切削參數(shù)組合。該工具的力量測(cè)定采用一奇石三分量測(cè)力計(jì)和切削條件選擇精心為每個(gè)工具材料。一些在切削實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量采用K型工具到被粘熱電偶刀具離前沿1毫米時(shí)的溫度。測(cè)量的技術(shù)可靠性檢查，不斷重復(fù)的實(shí)驗(yàn)和各組的結(jié)果表明，如果在他們展出了不到5％的變異。在每個(gè)切削試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，刀具磨損進(jìn)行了檢查用掃描電子顯微范圍和X射線分散技術(shù)。該工具后刀面磨損（VB）的測(cè)定用工具顯微鏡。
3 結(jié)果與討論
3.1 刀具材料的影響
一個(gè)初步的測(cè)試并進(jìn)行一系列對(duì)刀具磨損的影響刀具材料，切削部分和切削溫度在粗糙投票荷蘭國(guó)際集團(tuán)20％的碳化硅和鋁PMMC。圖1可以看出，氧化鋁TiC的工具遭受的EDGE芯片形式的過(guò)度磨損水平。氧化鋁顆粒的研磨拔出工件顆粒，其中有一個(gè)更大的硬內(nèi)斯號(hào)（VHN間接），比氧化鋁顆粒（VHN在Al2O3TiC 2500公斤力每平方毫米; VHN在碳化硅3000公斤力每平方毫米）。月牙磨損也觀察到，這是由于該是由磨損造成的溝槽擴(kuò)大。由于嚴(yán)重的邊緣切削，Al2O3TiC切削力的工具明顯比實(shí)驗(yàn)更高氮化鈦（見(jiàn)表3）涂層刀具。氮化鈦涂層規(guī)定對(duì)磨料的影響，一些保障SiC顆粒。聚優(yōu)越的性能金剛石工具，相比，無(wú)論氧化鋁：TiC的和TiN涂層硬質(zhì)合金工具，是由于他們的高耐磨性和高導(dǎo)熱性，這導(dǎo)致了更低的切削溫度，如圖表3。因此，所有的可加工性進(jìn)行的研究其后關(guān)注到的最優(yōu)化PCD刀具切削過(guò)程中使用。
3.2 切削參數(shù)的影響
圖2和3表明，隨著切削速度對(duì)切屑的增加，減少切削力深度。這可能是歸因于熱軟化工件材料。另一個(gè)可能的原因是由于引入到刀具幾何形狀的變化后，形成建成的邊緣。圖4（b）給出了透視內(nèi)置的注冊(cè)材料色散圖所示4（a）條。
圖6（a）內(nèi)置式邊對(duì)PCD工具（v= 670 m/min，f=0.35mm/rev，doc=1.5mm，r=1.6毫米，α=0℃）,圖 (b)相當(dāng)于 6（a）項(xiàng)，只是doc= 2.5mm
圖7（a）SEM照片說(shuō)明上的PCD刀具前刀面磨損溶解后用氫氧化鈉積屑瘤（v=670 m·min-1，f=0.15mm，doc= 1.5mm，?=1.6mm，a=0。C）
圖 8切割對(duì)刀具NK細(xì)胞的磨損（PCD刀具速度：r=1.6毫米，a=0。C;廣角點(diǎn)：V=670 m.min-1,doc=1.5mm,;輪點(diǎn)：v=894 m.min-1，doc=1.5mm）。
圖9影響對(duì)工具NK細(xì)胞的磨損（PCD刀具切削深度：?=1.6mm，a=；v=894 m ;方點(diǎn)：doc=1.5mm輪點(diǎn)：doc=2.5mm）。
建成邊緣，觀察到的所有工具在所有切削條件。這是因?yàn)轭w粒碳化硅：鋁金屬基復(fù)合材料有材料的特性所有（即應(yīng)變硬化兩相材料在高溫和壓力）。在高切削速度（圖5（b）），一個(gè)較小的積屑瘤形成，比積屑瘤形成（圖5（a）的積屑瘤的高度測(cè)量前刀面垂直）在對(duì)比度，通過(guò)增加從1.5到2.4毫米的切削深度，大積屑瘤形成（圖6（a，b）項(xiàng)，這可能中斷造成的工具和由此產(chǎn)生的切削工具對(duì)工件表面粗糙度和不利影響尺寸精度。該工具的拓?fù)鋱D顯示，主要磨損PCD的機(jī)制是磨損（如凹槽表現(xiàn)平行于芯片水流方向）。這些溝槽可以歸因于三個(gè)因素。第一，氧化鋁是形成于邊緣的工具，這是很難足以開(kāi)槽的金剛石生產(chǎn)磨損。第二為國(guó)家的PCD槽為鋁扣押和拉出來(lái)的金剛石顆粒的過(guò)程中，如圖所示7（甲，乙）。第三個(gè)可能的原因背后的PCD槽是sic顆粒研磨的工具。因此，PCD刀具與金剛石顆粒比碳化硅晶粒尺寸較大粒子可以更好地抵御磨損和'密CRO的切割的碳化硅顆粒'。然而，我們應(yīng)請(qǐng)注意，由于增加的PCD顆粒的大小，PCD刀具的斷裂特性惡化，因在材料中的一個(gè)缺陷增加。認(rèn)為是對(duì)的工具面形成凹槽充滿了工件材料。這秉承層有些保護(hù)，以防止進(jìn)一步的工具的前刀面磨損。盡管如此，該工具后刀面繼續(xù)受到磨損。因此，后刀面磨損（VB）的是作為刀具壽命準(zhǔn)則與V=0.18毫米。圖8顯示，隨著切削速度的增加，后刀面磨損增加。這可能是由于增加在研磨粒子的動(dòng)能，正如先前推測(cè)的巷[17]。切深增加導(dǎo)致在增加后刀面磨損（圖9）。這是由于增強(qiáng)微磨損，在切削刀具后刀面。這在一個(gè)更深入的情況下切點(diǎn)，該工具后刀面較大的表面面積接觸磨損。進(jìn)給速度提高了有益的影響。隨著在圖所示。 8和9的進(jìn)給速度的增加，該刀具磨損減少。在高進(jìn)給量情況下，固定體積的金屬切削，刀具表面會(huì)有較少的磨料PMMC接觸。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)獲得了通過(guò)提高進(jìn)給速度為改變芯片的形式。在低進(jìn)給率，該芯片形成了連續(xù)的，也被困難和災(zāi)害的處理。在高進(jìn)給速度和高深度切（f=0.35mm，doc= 2.0mm），形成了芯片不連續(xù)的。盡管在所有的實(shí)驗(yàn)PCD刀具具有高進(jìn)給量較低，導(dǎo)致工具磨損，對(duì)最佳切削明確的決定參數(shù)應(yīng)考慮的影響表面上的完整性和切削參數(shù)亞表面損傷產(chǎn)生的工件，分析表面完整性和芯片形態(tài)將在第二部分介紹本研究性學(xué)習(xí)。
10 a-b-c 圖 11 a-b
圖10（a）對(duì)PCD刀具前角的刀具NK細(xì)胞的磨損（v=894m/min，doc=2.5mm，r=1.6mm;a=0。C;）（b）對(duì)PCD刀具前角對(duì)的切削力（v= 894 m/min，doc=2.5mm）（c）掃描電鏡圖像說(shuō)明由腐蝕PCD刀具磨損。
圖11（a）SEM圖，說(shuō)明了PCD刀具磨損的切削（v= 894 m/min，doc=1.5mm，v=0.35mm_1，r=0.8mm，a=0。C）（b）影響刀尖半徑對(duì)工具鏗俛NK細(xì)胞的磨損（v= 894mm/min，doc=2.5mm，a=0。C;工具：方點(diǎn)，r=1.6mm;輪間距點(diǎn)，r=0.8mm）。
3.3 刀具幾何形狀的影響
在刀具前角對(duì)的深遠(yuǎn)影響PCD刀具的磨損。三種不同的角度進(jìn)行靶檢查。正如從10（a）圖中可以看出工具類傾斜角度出發(fā)，進(jìn)行積極的和負(fù)面的靶角工具。為增加負(fù)前角后刀面磨損情況下可能的原因，是更大的切削力遇到這樣的前角（圖10（b）項(xiàng)）。此外，該芯片生產(chǎn)成為捕獲之間的工具和工件，造成損害該工具的表面。正前角與工具顯示不規(guī)則的后刀面磨損和過(guò)度的切割點(diǎn)蝕邊緣地帶，如圖所示。 10（c）項(xiàng)。刀尖半徑在決定了關(guān)鍵作用該工具的磨損模式。由于刀尖半徑從1.6至0.8毫米，該工具被發(fā)現(xiàn)遭受過(guò)度切削和月牙磨損，作為如圖所示。 11（a）條。這導(dǎo)致了切削工具在切削力和后刀面磨損增加，如圖11（b）項(xiàng)。半徑小工具因此建議的在窮為輕切削精加工業(yè)務(wù)使用參數(shù)。小鼻子半徑也將以產(chǎn)生更好的幾何精度。
4 結(jié)論
（1）的主要工具是磨損，磨損機(jī)理微切削刀具材料晶粒，表現(xiàn)為在刀具面平行溝槽到芯片流方向。所有的工具都進(jìn)行測(cè)試也因后刀面損，由于磨損。沒(méi)有證據(jù)化學(xué)磨損（例如，通過(guò)擴(kuò)散）。
（2）PCD刀具磨損持續(xù)最少的COM削減到TiN涂層硬質(zhì)合金刀具和氧化鋁：TiC的工具。這無(wú)疑是由于金剛石的硬度優(yōu)和耐磨性，以及低摩擦系數(shù)，加上高導(dǎo)熱。這導(dǎo)致PCD刀具時(shí)，降低了切削溫度就業(yè)。另一方面，錫涂層硬質(zhì)合金工具和Al2O3/TiC的工具遭受過(guò)度火山口邊緣的磨損和剝落。
（3）對(duì)PCD的前刀面形成的溝槽涂抹工具，充滿了工件材料。這內(nèi)置式形式是有利的，因?yàn)樗Ｗo(hù)刀具前進(jìn)一步磨損。
（4）在確定切削參數(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用，采礦刀具后刀面磨損量，以及大小建成的邊緣。工具磨損降至最低提高進(jìn)給速度，這導(dǎo)致了減少接觸的工具和SiC顆粒打磨。雖然提高鋁切割速度，預(yù)計(jì)到加速度，中心提供全方位的側(cè)面磨耗顯著，其結(jié)果表示，最小的磨損增加。高等教育切割速度均與在增加切削溫度，而導(dǎo)致形成一個(gè)保護(hù)'堅(jiān)持一層薄薄的工件材料上該工具。這種'保護(hù)建成邊緣'形式無(wú)法在規(guī)模增長(zhǎng)的摩擦增加的速度。切削參數(shù)范圍內(nèi)的測(cè)試范圍，在894 m最小速度，f= 0.45毫米和切削深度d=1.5毫米的結(jié)果是最小的工具磨損。這些切削參數(shù)提高用PCD刀具時(shí)。
（5）PCD刀具半徑與鼻子16毫米和仰角a=0 °也導(dǎo)致了較低的后刀面磨損。
致謝
筆者要感謝來(lái)自美國(guó)Duralcan的R.Bruski和來(lái)自GE超硬材料D.Dyer，他們提供了試驗(yàn)材料，切割工具和整個(gè)研究項(xiàng)目的有益意見(jiàn)。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行加工智能機(jī)械及制造麥克馬斯特大學(xué)的研究中心。
（1）的主要工具是磨損，磨損機(jī)理微切削刀具材料晶粒，表現(xiàn)為在工具面平行溝槽到芯片流方向。所有的工具都進(jìn)行測(cè)試也因后刀面磨損，由于磨損。沒(méi)有證據(jù)化學(xué)磨損（例如，通過(guò)擴(kuò)散）。
（2）PCD刀具磨損持續(xù)最少的COM削減到TiN涂層硬質(zhì)合金刀具和氧化鋁：TiC的工具。這無(wú)疑是由于金剛石的硬度優(yōu)和耐磨性，以及低摩擦系數(shù)，加上高導(dǎo)熱。這導(dǎo)致PCD刀具時(shí)，降低了切削溫度就業(yè)。另一方面，錫涂層硬質(zhì)合金工具和Al2O3/TiC的工具遭受過(guò)度火山口邊緣的磨損和剝落。
（3）對(duì)PCD的前刀面形成的溝槽涂抹工具，充滿了工件材料。這內(nèi)置式邊形式是有利的，因?yàn)樗Ｗo(hù)刀具前進(jìn)一步磨損。
（4）在確定切削參數(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用，開(kāi)采的工具NK細(xì)胞的磨損量，以及大小建成的邊緣。工具磨損降至最低提高進(jìn)給速度，這導(dǎo)致了減少接觸的工具和SiC顆粒打磨。鋁雖然提高切割速度，預(yù)計(jì)到加速度，中心提供全方位的NK細(xì)胞磨料磨損厲害，結(jié)果表示，最小的磨損增加。高等教育切割速度均與在增加切削溫度，而導(dǎo)致形成伸出工件材料薄層上該工具。這種建成邊形式無(wú)法在規(guī)模增長(zhǎng)的摩擦增加的速度。切削參數(shù)范圍內(nèi)的測(cè)試范圍，在1894 m最小速度，女0.45毫米轉(zhuǎn)1和切削深度1.5毫米，導(dǎo)致在最小的工具磨損。這些切削參數(shù)提高PCD刀具的利用率。
（5）PCD刀具半徑16毫米的仰角0度也導(dǎo)致了較低NK細(xì)胞的磨損。
圓盤(pán)式肥料制粒機(jī)圓盤(pán)式肥料制粒機(jī) 指導(dǎo)老師 馬少輝 設(shè)計(jì) 王肖龍 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)12-1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1 本設(shè)計(jì)研究的主要目的及意義2 肥料制粒機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖與工作原理3 肥料制粒機(jī)組成結(jié)構(gòu)4 圓盤(pán)式肥料制粒機(jī)各功能構(gòu)件的工作 方式5 小結(jié)設(shè)計(jì)的目的及意義 肥料是提供一種或一種以上植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，改善土壤性質(zhì)、提高土壤肥力水平的一類物質(zhì)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，是糧食的糧食。隨著環(huán)保和有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，利用有機(jī)廢棄物經(jīng)生物發(fā)酵制造有機(jī)肥料在我國(guó)得到迅速發(fā)展，有機(jī)廢棄物處理實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化和資源化。但生物發(fā)酵的有機(jī)肥大多為粗粉狀或不規(guī)則的小塊狀，使用起來(lái)很不方便，特別不利于大面積機(jī)播。諸多廠家利用擠壓造粒機(jī)將粉狀肥料擠壓成柱狀顆粒，雖然使用起來(lái)方便一些，但流動(dòng)性不好，不適于機(jī)播。在這種情況下，球狀顆粒肥料制粒機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。它用于對(duì)發(fā)酵后的各種有機(jī)物進(jìn)行造粒，突破常規(guī)的有機(jī)物造粒工藝，造粒前不用對(duì)原料進(jìn)行干燥、粉碎，直接配料就可以加工出球狀顆粒，可節(jié)省大量能源。研究顆粒肥料的意義 為使肥料的養(yǎng)分逐漸被作物吸收，并減少肥效損失，常將幾種化肥或化肥與粉碎的廄肥按一定比例混合制成粒肥。直徑210毫米的稱粒肥，直徑大于10毫米的稱球肥。球肥主要用于水田深施，粒肥常用作種肥與種子混播或同時(shí)分別施入溝穴。顆粒肥具有良好的松散性，與外界接觸面積較粉狀肥料小，不易潮解，并具有一定的強(qiáng)度，有一般的排肥機(jī)構(gòu)均能做到施肥均勻可靠，制粒肥機(jī)制出的粒肥直徑大小不一，晾干后須篩選分級(jí)以供使用。這種顆粒強(qiáng)度較低，施入土壤后較擠壓式制造的粒肥易被溶解和被作物吸收。因此，顆粒肥料的使用越來(lái)越普遍。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖與工作原理1行走架 2傾角調(diào)節(jié)裝置 3供水裝置4傾斜圓盤(pán) 5動(dòng)力及傳動(dòng)裝置 工作原理：圓盤(pán)式制粒肥機(jī)主要工作部件有傾斜圓盤(pán)、供水裝置、傳動(dòng)裝置和圓盤(pán)傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等。動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)傾斜圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將事先按比例混合好的肥料逐漸裝上圓盤(pán)，并將水霧均勻地灑在肥料粉上。肥料隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到一定高度后靠自重向下滾落，然后再隨圓盤(pán)升高。這樣不斷滾動(dòng)使肥料粉一層層地粘附在一起，逐漸變成顆粒狀。當(dāng)圓盤(pán)下方的粒肥厚度超過(guò)圓盤(pán)邊緣高度時(shí)，粒肥就撒落到盤(pán)外。連續(xù)、適量地向盤(pán)中加粉肥，就使制粒肥機(jī)連續(xù)工作。各功能構(gòu)件的工作方式1.傳動(dòng)方式及調(diào)速裝置：電機(jī)驅(qū)動(dòng)小帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)由皮帶傳動(dòng)至大帶輪，大帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)由軸傳動(dòng)至減速箱。通過(guò)減速箱達(dá)到設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速過(guò)高，則肥料粉始終隨盤(pán)旋轉(zhuǎn)，即使水霧不斷噴灑，也不能產(chǎn)生相對(duì)圓盤(pán)的滾動(dòng)而形成顆粒。轉(zhuǎn)速過(guò)低，肥料粉被圓盤(pán)帶到不太高處就滾落，使肥料粉撒開(kāi)面窄，滾落路程短，降低成粒性和生產(chǎn)率。在減速箱與傾斜圓盤(pán)的連接中，采用了鼓形齒式聯(lián)軸器，將圓盤(pán)上的軸與減速箱的軸連接，使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩。同時(shí)，在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。2.聯(lián)軸器裝置：圓盤(pán)邊緣高度影響圓盤(pán)上的肥料積存量和顆粒直徑。邊緣高度過(guò)低，肥料積存量少，肥料粉滾落次數(shù)也少，本設(shè)計(jì)中圓盤(pán)邊緣高度為20cm。3.圓盤(pán)裝置：4.圓盤(pán)傾角調(diào)節(jié)裝置：圓盤(pán)傾角影響肥料粉每次在盤(pán)上滾落的時(shí)間和靠自重滾落的能力。傾角大，易滾落，但每次滾落的時(shí)間短，形成的顆粒直徑小；反之，顆粒直徑就大。該裝置為反向拉桿，中間部分為套筒，兩端是帶有螺紋的拉桿，且螺紋反向；工作時(shí)旋轉(zhuǎn)套筒就能使拉桿上下移動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)圓盤(pán)傾角的目的。圓盤(pán)傾角變化范圍在4060之間。圓盤(pán)式肥料制粒機(jī)懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正肥料顆粒機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 日 期 大學(xué)教務(wù)處制 前 言 隨著環(huán)保和有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，利用有機(jī)廢棄物經(jīng)生物發(fā)酵制造有機(jī)肥料在我國(guó)得到迅 速發(fā)展，有機(jī)廢棄物處理實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化和資源化。但生物發(fā)酵的有機(jī)肥大多為粗粉狀或不 規(guī)則的小塊狀，使用起來(lái)很不方便，特別不利于大面積機(jī)播。諸多廠家利用擠壓造粒機(jī)將 粉狀肥料擠壓成柱狀顆粒，雖然使用起來(lái)方便一些，但流動(dòng)性不好，不適于機(jī)播。在這種 情況下，球狀顆粒肥料制粒機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。它用于對(duì)發(fā)酵后的各種有機(jī)物進(jìn)行造粒，突破常 規(guī)的有機(jī)物造粒工藝，造粒前不用對(duì)原料進(jìn)行干燥、粉碎，直接配料就可以加工出球狀顆 粒，可節(jié)省大量能源。 目前生產(chǎn)上應(yīng)用的制粒肥機(jī)體積龐大，難以滿足實(shí)驗(yàn)室科研的要求，對(duì)于顆粒肥料制 機(jī)來(lái)說(shuō)，按工作原理可分為擠壓式和非擠壓式兩種。按機(jī)具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為轉(zhuǎn)盤(pán)式、滾筒 式、螺旋推運(yùn)器式、刮板式、滾柱式和模壓式等。 本文在分析國(guó)內(nèi)外多種造粒技術(shù)后，對(duì)固體物料顆粒造粒機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。結(jié)合實(shí) 際的有機(jī)肥造粒技術(shù)需求和功能要求，決定采用轉(zhuǎn)盤(pán)式制粒肥機(jī)，該機(jī)主要工作部件有傾 斜圓盤(pán)、供水裝置、傳動(dòng)裝置和圓盤(pán)傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等。工作時(shí)，動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)傾 斜圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將事先按比例混合好的肥料（廄肥要粉碎過(guò)篩）逐漸裝上圓盤(pán)，并將水 霧均勻地灑在肥料粉上。灑的水量應(yīng)使肥料不過(guò)濕或過(guò)干而影響質(zhì)量。肥料隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到 一定高度后靠自重向下滾落，然后再隨圓盤(pán)升高。這樣不斷滾動(dòng)使肥料粉一層層地粘附在 一起，逐漸變成顆粒狀。當(dāng)圓盤(pán)下方的粒肥厚度超過(guò)圓盤(pán)邊緣高度時(shí)，粒肥就撒落到盤(pán)外。 連續(xù)、適量地向盤(pán)中加粉肥，就使制粒肥機(jī)連續(xù)工作。 本文在分析國(guó)內(nèi)外多種造粒技術(shù)后，對(duì)固體物料顆粒造粒機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。結(jié)合實(shí) 際的有機(jī)肥造粒技術(shù)需求和功能要求，確定非擠壓式圓盤(pán)造粒機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，選擇最 優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其各個(gè)功能組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，確定各功能組件的組成，保證 其功能要求和性能要求。并利用 AUTO CAD 和 Solid Works 軟件繪制完成整機(jī)的設(shè)計(jì)圖紙。 目錄 1 緒論 .................................................................................................................................................4 1.1 選題的意義和目的 ..............................................................................................................4 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................................................................................4 1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容 .............................................................................................................5 2 圓盤(pán)造粒機(jī)概述 .............................................................................................................................5 3 圓盤(pán)造粒機(jī)適用范圍 .....................................................................................................................6 4 圓盤(pán)制粒機(jī)的整體結(jié)構(gòu)及工作原理 .............................................................................................6 4.1 制粒的原理 ..........................................................................................................................6 4.2 結(jié)構(gòu)示意圖 .........................................................................................................................6 4.3 圓盤(pán)制粒機(jī)的工作原理、特點(diǎn)： .....................................................................................6 5 電動(dòng)機(jī)的選擇 .................................................................................................................................7 6 帶及帶輪的設(shè)計(jì) .............................................................................................................................7 6.1 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì) .....................................................................................................................8 6.2 帶帶輪的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................11 7 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................12 7.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 ............................................................13 7.2 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度 ......................................................................................13 7.3 校核軸的強(qiáng)度 ..................................................................................................................17 8 影響粒子質(zhì)量的因素 ...................................................................................................................17 8.1 原料性質(zhì) ...........................................................................................................................17 8.2 原料水分含量大小對(duì)粒子質(zhì)量的影響 ...........................................................................17 8.3 補(bǔ)加水的方法 ...................................................................................................................18 8.4 制粒機(jī)的補(bǔ)加水的形態(tài)和加水的位置； .......................................................................18 8.5 加料位置及料量大小對(duì)制粒的影響： ...........................................................................18 8.6 圓盤(pán)制粒機(jī)的操作因素 ...................................................................................................18 8.7 粒子的強(qiáng)度的影響因素： ...............................................................................................19 9 制粒機(jī)操作 ...................................................................................................................................19 9.1 水分的控制 .......................................................................................................................19 9.2 制粒機(jī)邊、底刮刀的調(diào)整 ...............................................................................................19 9.3 避免粒子在輸送途中的破碎 ...........................................................................................19 10 制粒機(jī)長(zhǎng)見(jiàn)故障及處理方法 .....................................................................................................20 10.1 制粒過(guò)程中大球異常增多 .............................................................................................20 10.2 制粒機(jī)運(yùn)行中刀桿與盤(pán)面磨擦 .....................................................................................20 10.3 制粒機(jī)運(yùn)行中三角皮帶異響 .........................................................................................20 10.4 制粒機(jī)震動(dòng)異常 .............................................................................................................20 10.5 回轉(zhuǎn)軸承、大小齒輪異常 .............................................................................................20 致 謝 ................................................................................................................................................21 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................................22 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 選題的意義和目的 肥料是提供一種或一種以上植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，改善土壤性質(zhì)、提高土壤肥力水平 的一類物質(zhì)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，是糧食的糧食。充分認(rèn)識(shí)肥料，特別是化肥在 我國(guó)糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的作用與不可替代性，是思考農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略及對(duì) 策的重要基礎(chǔ)。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)日益成為以科學(xué)進(jìn)步為基礎(chǔ)的工業(yè)體系，我國(guó)和世界范圍的農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明，在以科學(xué)進(jìn)步為基礎(chǔ)的諸項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)措施中，施肥尤其是化肥是最快、最 有效的增產(chǎn)措施，是調(diào)整農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)和平衡的重要手段。肥料主要分為有機(jī)肥 料和化學(xué)肥料兩大類，每大類中又都有固體和液體兩類： 有機(jī)肥料主要由人畜糞尿、植物莖葉及各種有機(jī)廢棄物堆積漚制而成，故亦稱農(nóng)家肥 料。有機(jī)肥料能增進(jìn)土壤的有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高保水能力，而且還能提供植物所 需的多種養(yǎng)分；但它所含有養(yǎng)分要在氧化過(guò)程中慢慢分解，才能釋放到土壤里提供作物吸 收，因而效果緩慢，但有效期較長(zhǎng)。由于有機(jī)肥料中所含氮、磷、鉀的比例小，因而施用 量大，裝載、運(yùn)輸與施撒的勞動(dòng)強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差。因而施用有機(jī)肥料是一項(xiàng)亟待實(shí)現(xiàn) 機(jī)械化的田間作業(yè)。 化學(xué)肥料只含有一種或兩、三種營(yíng)養(yǎng)元素，但含量高，肥效快，用量少。半個(gè)世紀(jì)以 來(lái)，化肥對(duì)于保證農(nóng)作物產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)，在全世界都起著不可低估的作用?；瘜W(xué)肥料是 由工廠生產(chǎn)商品肥料，一般加工成顆粒狀、結(jié)晶狀或粉狀，裝袋出售。液態(tài)化肥主要是由 液氨和氨水。液氨含氮量高，約82％，氨水則是氨的水溶液，含氮量?jī)H15－20％。但由于 長(zhǎng)期大量施用化學(xué)肥料，造成土壤某些營(yíng)養(yǎng)成分嚴(yán)重缺乏，氮、磷、鉀的比例失調(diào)，土壤 板結(jié)，影響了農(nóng)作物產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，從土壤施肥的發(fā)展趨勢(shì)上來(lái)看，增加有機(jī)肥的營(yíng) 養(yǎng)成分比例，有機(jī)肥的加工和施撒更加具有發(fā)展前途。 為使肥料的養(yǎng)分逐漸被作物吸收，并減少肥效損失，常將幾種化肥或化肥與粉碎的廄 肥按一定比例混合制成粒肥。直徑 2－10 毫米的稱粒肥，直徑大于 10 毫米的稱球肥。球肥 主要用于水田深施，粒肥常用作種肥與種子混播或同時(shí)分別施入溝穴。顆粒肥具有良好的 松散性，與外界接觸面積較粉狀肥料小，不易潮解，并具有一定的強(qiáng)度，有一般的排肥機(jī) 構(gòu)均能做到施肥均勻可靠，制粒肥機(jī)制出的粒肥直徑大小不一，晾干后須篩選分級(jí)以供使 用。這種顆粒強(qiáng)度較低，施入土壤后較擠壓式制造的粒肥易被溶解和被作物吸收。因此， 顆粒肥料的使用越來(lái)越普遍。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)外造粒技術(shù)經(jīng)過(guò)發(fā)展，日漸成熟并形成了專門(mén)的學(xué)科和獨(dú)立的技術(shù)。目前生產(chǎn)上 應(yīng)用的制粒肥機(jī)體積龐大，難以滿足實(shí)驗(yàn)室科研的要求，對(duì)于顆粒肥料制機(jī)來(lái)說(shuō)，按工作 原理可分為擠壓式和非擠壓式兩種。按機(jī)具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為轉(zhuǎn)盤(pán)式、滾筒式、螺旋推運(yùn)器 式、刮板式、滾柱式和模壓式等。 本課題采用轉(zhuǎn)盤(pán)式制粒肥機(jī)，該機(jī)主要工作部件有傾斜圓盤(pán)、供水裝置、傳動(dòng)裝置和 圓盤(pán)傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等。工作時(shí)，動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)傾斜圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將事先按比例 混合好的肥料（廄肥要粉碎過(guò)篩）逐漸裝上圓盤(pán)，并將水霧均勻地灑在肥料粉上。灑的水 量應(yīng)使肥料不過(guò)濕或過(guò)干而影響質(zhì)量。肥料隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到一定高度后靠自重向下滾落，然 后再隨圓盤(pán)升高。這樣不斷滾動(dòng)使肥料粉一層層地粘附在一起，逐漸變成顆粒狀。當(dāng)圓盤(pán) 下方的粒肥厚度超過(guò)圓盤(pán)邊緣高度時(shí)，粒肥就撒落到盤(pán)外。連續(xù)、適量地向盤(pán)中加粉肥， 就使制粒肥機(jī)連續(xù)工作。 1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容 本課題采用轉(zhuǎn)盤(pán)式制粒肥機(jī)，該機(jī)主要工作部件有傾斜圓盤(pán)、供水裝置、傳動(dòng)裝置和 圓盤(pán)傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等。根據(jù)肥料制粒工藝要求，初步進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，確定傳動(dòng)方案、 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 傳動(dòng)比，然后對(duì)功率、調(diào)速機(jī)構(gòu)、供水裝置、制粒圓盤(pán)等機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；完成制粒機(jī) 整機(jī)的圖紙，并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)?，F(xiàn)本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題和解決思路主要包括： （1）該肥料制機(jī)主要工作部件有傾斜圓盤(pán)、供水裝置、傳動(dòng)裝置和圓盤(pán)傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 等。工作時(shí)，動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)傾斜圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將事先按比例混合好的肥料逐漸 裝上圓盤(pán)，并將水霧均勻地灑在肥料粉上。肥料隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到一定高度后靠自重向下滾落， 然后再隨圓盤(pán)升高。這樣不斷滾動(dòng)使肥料粉一層層地粘附在一起，逐漸變成顆粒狀。當(dāng)圓 盤(pán)下方的粒肥厚度超過(guò)圓盤(pán)邊緣高度時(shí)，粒肥就撒落到盤(pán)外 （2）在理論分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理的供水裝置。供水量的大小，直接影響肥料 粉能否形成顆粒狀。 （3）調(diào)速裝置。轉(zhuǎn)速過(guò)高，則肥料粉始終隨盤(pán)旋轉(zhuǎn)，即使水霧不斷噴灑，也不能產(chǎn)生 相對(duì)圓盤(pán)的滾動(dòng)而形成顆粒。轉(zhuǎn)速過(guò)低，肥料粉被圓盤(pán)帶到不太高處就滾落，使肥料粉撒 開(kāi)面窄，滾落路程短，降低成粒性和生產(chǎn)率。 ( 4 )圓盤(pán)裝置。圓盤(pán)邊緣高度影響圓盤(pán)上的肥料積存量和顆粒直徑。邊緣高度過(guò)低， 肥料積存量少，肥料粉滾落次數(shù)也少。 ( 5 ).圓盤(pán)傾角。圓盤(pán)傾角影響肥料粉每次在盤(pán)上滾落的時(shí)間和靠自重滾落的能力。 傾角大，易滾落，但每次滾落的時(shí)間短，形成的顆粒直徑??；反之，顆粒直徑就大。 本課題設(shè)計(jì)的固體顆粒造粒機(jī)是擠壓式平模造粒機(jī)。為了更好的處理有機(jī)固體廢棄物， 減少對(duì)環(huán)境的污染，也為了有機(jī)復(fù)合肥設(shè)備節(jié)能高效的生產(chǎn)有機(jī)肥成品顆粒，本文從以下 幾個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算： 根據(jù)實(shí)際的工作需求和功能要求，確定非擠壓式圓盤(pán)造粒機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案。對(duì)非擠 壓式圓盤(pán)造粒機(jī)各組成部分進(jìn)行分析比較，選擇最優(yōu)零件配件，同時(shí)解決主要技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。 最后對(duì)關(guān)鍵零件如主軸、行走架、圓盤(pán)等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算及校核，保證其功能要求和性能要 求，并繪制造粒機(jī)總裝配圖和裝配圖及部分零件圖。 2 圓盤(pán)造粒機(jī)概述 圓盤(pán)造粒機(jī)是復(fù)混肥行業(yè)常用設(shè)備之一，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、容易維修、使用方 便、成粒率高、粒度均勻。圓盤(pán)造粒機(jī)的造粒盤(pán)可以傾斜，傾斜角度 35 到 60 度，它下面 有調(diào)整螺母，顆粒粒徑可由 3.2 毫米到 20 毫米之間變化，并且成粒率高。圓盤(pán)造粒機(jī)造粒 盤(pán)內(nèi)設(shè)有刮板，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減少了物料在圓盤(pán)造粒機(jī)內(nèi)壁上的粘連?；旌暇鶆虻脑蟿?速進(jìn)入圓盤(pán)造粒機(jī)的造粒圓盤(pán)，在重力、離心力及物料之造粒機(jī)是結(jié)合國(guó)內(nèi)外同類設(shè)備先 進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上改造而成的，圓盤(pán)造粒機(jī)為容積式計(jì)量的給料設(shè)備，它能均勻、連續(xù)地將 物料喂送到下一道工序。 圓盤(pán)造粒機(jī)是在傳統(tǒng)的成球盤(pán)和圓盤(pán)造粒機(jī)的基礎(chǔ)上，取優(yōu)補(bǔ)短，改進(jìn)生產(chǎn)工藝等技 術(shù)而成。新一代圓盤(pán)造粒機(jī)具有更多優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備堅(jiān)固耐用，價(jià)格合理；圓盤(pán)造粒機(jī)的底座 加厚，造粒盤(pán)有多條加重輻射鋼板，可提高使用壽命，使運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)；昌威重工的圓盤(pán)造 粒機(jī)造粒盤(pán)傾斜角度 45 到 60 度可以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后所成顆粒粒徑不同，方便耐用；圓盤(pán)造 粒機(jī)內(nèi)襯不銹鋼，防腐蝕，上有刮板，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清理圓盤(pán)造粒機(jī)的造粒盤(pán)內(nèi)物料，造粒 飽滿，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，成粒率高，堅(jiān)固耐用。 3 圓盤(pán)造粒機(jī)適用范圍 （1）以有機(jī)肥污泥、雞糞、發(fā)酵后的秸稈等為原料的生物有機(jī)肥制粒； （2）以玉米面、草粉、豆粉等為原料的混合飼料制粒； （3）以畜禽糞便、城市生活垃圾等采用微生物發(fā)酵技術(shù)制成脫臭無(wú)菌高效肥； （4）圓盤(pán)造粒機(jī)造粒機(jī)可適用于粗纖維造粒，稻殼、棉籽、工程廢棄物等； 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 （5）圓盤(pán)造粒機(jī)還廣泛適用于運(yùn)送粉狀、料狀或小塊狀態(tài)的各種非粘性物料，如煤粉、水 泥、熟料、化肥等物料。 新一代圓盤(pán)造粒機(jī)在化工方面 廣泛適用于熔點(diǎn)（軟化點(diǎn)）在 300℃以內(nèi)，需冷凝造粒 的各類物料。如：硫磺、石臘、松香、瀝青、偏酐、硬脂酸、順酐；酚醛樹(shù)脂、石油樹(shù)脂、 改性樹(shù)脂等樹(shù)脂類產(chǎn)品；熱熔膠、合成肥皂、尿素、添加劑、橡膠和塑料助劑等產(chǎn)品。 4 圓盤(pán)制粒機(jī)的整體結(jié)構(gòu)及工作原理 4.1 制粒的原理 制粒又稱滾動(dòng)成型，被水潤(rùn)濕的精礦，當(dāng)精礦被潤(rùn)濕到最大分子結(jié)合水分時(shí)、物料層 中形成毛細(xì)水，由于毛細(xì)力的作用，水滴周?chē)念w粒被拉向水滴中心而形成母球，在制粒 機(jī)中借滾動(dòng)和搓動(dòng)的作用，母球的表面就會(huì)粘上一層顆粒，使母球不斷長(zhǎng)大和緊密，達(dá)到 要求的粒子。 4.2 結(jié)構(gòu)示意圖 如圖 4-1 123 4 5 圖 4-1 結(jié)構(gòu)示意圖 1.行走架 2 傾角調(diào)節(jié)裝置 3.供水裝置 4.傾斜圓盤(pán) 5.動(dòng)力及傳動(dòng)裝置 4.3 圓盤(pán)制粒機(jī)的工作原理、特點(diǎn)： 工作原理：當(dāng)圓盤(pán)的直徑、轉(zhuǎn)速、傾角一定時(shí)，對(duì)于不同直徑的小球，在圓盤(pán)內(nèi)的運(yùn) 行軌跡不同，一個(gè)小球在圓盤(pán)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到離心力、重力和摩擦力，不同直徑的粒子在圓 盤(pán)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球離開(kāi)盤(pán)邊并開(kāi)始下落，此時(shí)，由于不同直徑的小球所受的摩擦力不同， 脫離角不同，球徑越大，脫離角越大，即小球上升的高度愈小，因而，在滾動(dòng)成型過(guò)程中， 小球按粒徑的大小發(fā)生偏析，加進(jìn)制粒機(jī)中的精礦和已成型的小球沿拋物線接近于不規(guī)則 的螺旋線轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著小球的滾動(dòng)成型長(zhǎng)大，拋物線下降部分依球徑的大小而靠近圓盤(pán)的左 邊，而上升部分則沿著盤(pán)面垂直線的方向依球徑的大小而離開(kāi)盤(pán)面（即大球在上面） ，物料 的這種規(guī)律性，引起物料和小球按粒度進(jìn)行分極，這樣不同直徑的球粒在圓盤(pán)內(nèi)的不同位 置滾落，最小的粒子沿盤(pán)邊運(yùn)動(dòng)最先進(jìn)入盤(pán)低，其上是較大的球粒，最表面的一層則是直 徑最大的球粒； 工作特點(diǎn)：物料能形成有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，較大的球粒和較小的顆粒能沿各自不同的軌道運(yùn)行， 因此，母球能按其大小產(chǎn)生偏析，只有最大的母球，最后才能從制粒機(jī)中甩出來(lái)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 5 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)資料得主軸的轉(zhuǎn)速在 800-1000 轉(zhuǎn)/分，按《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》推薦的傳動(dòng)比合 理取值范圍，取 V 帶的傳動(dòng)比 2～4，即可滿足電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹配。由 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查出三種適宜的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種不同的傳動(dòng)比方案， 如表 5-1： 表 5-1 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比 方案 電動(dòng)機(jī)型 號(hào) 額定 功率 P/kW 同步轉(zhuǎn)速 r/min 滿載 轉(zhuǎn)速 r/min 效率 （%） 電動(dòng)機(jī)重 量（KG） 功率因數(shù) 1 Y100L-2 3 3000 2870 78 33 0.85 2 Y112M-2 4 3000 2890 82 45 0.86 3 Y100L-4 2.2 1500 1430 81 34 0.82 綜臺(tái)考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y100L1-4。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率 P＝2.2kw，滿載轉(zhuǎn)速 n=1430r／min，總傳動(dòng)比適中， 傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。如表 4-2： 表 5-2 Y100L1-4 主要參數(shù)如下表 型 號(hào) 額定功 率 KW 轉(zhuǎn)速 r/min 電流/A 效率 （%） 功率因 數(shù) 額定電 流 額定轉(zhuǎn) 矩 最大轉(zhuǎn) 矩 Y100L 1-4 2.2 1430 5 81 0.82 7 2.2 2.3 表 5-3 電動(dòng)機(jī)尺寸列表 單位 m 中心 高 H 外形尺寸 HDACL???)2(底腳安裝尺 寸 BA地腳螺栓孔直徑 K 軸伸尺寸 ED?裝鍵部位尺寸 GF 100 45.830140612 602824 6 帶及帶輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)的具體傳動(dòng)要求，可選取電動(dòng)機(jī)和主軸之間用 V 帶和帶輪的傳動(dòng)方式傳動(dòng)， 因?yàn)樵谡饎?dòng)板的工作過(guò)程中，傳動(dòng)件 V 帶是一個(gè)撓性件，它賦有彈性，能緩和沖擊，吸收 震動(dòng)，因而使震動(dòng)板工作平穩(wěn)，噪音小等優(yōu)點(diǎn)。雖然在傳動(dòng)過(guò)程中 V 帶與帶輪之間存在著 一些摩擦，導(dǎo)致兩者的相對(duì)滑動(dòng)，使傳動(dòng)比不精確但不會(huì)影響破殼機(jī)的傳動(dòng)，因?yàn)檎饎?dòng)板 不需要精確的傳動(dòng)比，只要傳動(dòng)比比較準(zhǔn)確就可以滿足要求，V 帶及帶輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制 造成本底、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝，所以，在電動(dòng)機(jī)與震動(dòng)板之間選用 V 帶與帶輪的 傳動(dòng)配合是很合理的。 選擇 V 帶和帶輪因當(dāng)從它的傳動(dòng)參數(shù)入手，來(lái)確定 V 帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)，再來(lái) 確定導(dǎo)輪的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸（輪寬、直徑、槽數(shù)及槽的尺寸等） ，傳動(dòng)中心距（安裝尺 寸） ，帶輪作用在軸的壓力（為設(shè)計(jì)軸承作好準(zhǔn)備） 。 6.1 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì) 6.1.1 確定計(jì)算功率 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 (1)PKAca?? 其中： —工作情況系數(shù)AK —電動(dòng)機(jī)的功率P 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)中的表 8-7 可知： =1AK2.1??caP 6.1.2 選擇 V 帶的型號(hào) 根據(jù)計(jì)算得知的功率 和電動(dòng)機(jī)上帶輪（小帶輪）的轉(zhuǎn)速 （與電動(dòng)機(jī)一樣的速度） ，ca 1n 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)圖 8-10，可以選擇 V 帶的型號(hào)為 Z 型。 6.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 （1）初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 ：根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)，可選擇 V 帶的型號(hào)參考1d 表 8-6 和表 8-8，選取小帶輪直徑 =56mm。 （2）計(jì)算 V 帶的速度 V： (2)smndv 1.506431.3061 ?????? V 帶在 ～ 的范圍內(nèi)，速度 V 符合要求。5sm30 取傳動(dòng)比為 3 轉(zhuǎn)速合適。 （3）計(jì)算從動(dòng)輪的直徑 2d (3)mdi168?? 根據(jù)表 8-8 取 =160mm 2d 實(shí)際傳動(dòng)比 i=2.85 6.1.4 確定傳動(dòng)中心距 a 和帶長(zhǎng) L 取 (4))(2)(7.02121 dda????? 即： )605()605(. ?? 得： ma4322.10? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 ?。?ma40? 帶長(zhǎng) (5)012104)()(2aDLd ????? 即： )56()65(4.3???d 得： mLd19? 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)中查表 8-2，選擇想近的基本長(zhǎng)度 可查得：dLd250 實(shí)際的中心距可按下列公式求得： (6)5.421394200 ???????dLa0.7.6maxindL 中心距范圍 436.75－493mm。 6.1.5 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 (7)012017.538???a? 即： 4.6000146?? 求得 ： 012.＞a 滿足 V 帶傳動(dòng)的包角要求。 6.1.6 確定 V 帶的根數(shù) V 帶的根數(shù)由下列公式確定： (8)kpkpZlac?????)(00 其中 ： —單根普通 V 帶的許用功率值 0p(w —考慮包角不同大的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱包角系數(shù)?k 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 —V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系數(shù)，取lk1.?lk —計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根普通 V 帶所能傳遞的功率的增量。0p? 由 和 查表 8-4a 得min/143rn?d561?kwp19.0 由 和 i=2.85 查表 8-4b i/0r 3.?? 查表取值： 96.0?k1.lk (9)2340)(????Lrp? 所以： (10)7.?rcaZ 即： 取 根。.2?3?Z 6.1.7 確定帶的初拉力 單根 V 帶適當(dāng)?shù)某趵?由下列公式求得:0F (11)20k-5.2qvzpca????）（ 其中： —傳動(dòng)帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，qmg 即： NF9.170.1.5396.02)2(520 ?????? 6.1.8 求 V 帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力 為了設(shè)計(jì)安裝帶輪軸和軸承，比需確定 V 帶作用在軸上的壓力 ，它等于 V 帶Q 兩邊的初拉力之和，忽略 V 帶兩邊的拉力差，則 值可以近似由下式算出： 即： (12)NFZP 34.62sin2)(0min???? 6.2 帶帶輪的設(shè)計(jì) 6.2.1 帶輪的材料選擇 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 因?yàn)閹л喌霓D(zhuǎn)速 ，即 ，轉(zhuǎn)速比較底，所以材料選定為灰鑄鐵，smv1.5?sv25＜ 硬度為 。10HT 6.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑，選擇帶輪的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的型號(hào)來(lái) 確定帶論輪槽的尺寸，設(shè)計(jì)如下： 主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑尺寸 ，而與主動(dòng)帶輪md561? 配合的電動(dòng)機(jī)軸的直徑是 ，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ，所以主動(dòng)md28? d）＜ （ 3~.2 帶輪采用實(shí)心式。 帶輪參數(shù)的選擇： 通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)，可以確定主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu) 參數(shù)如下表，其他的相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得。 表 6-1 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（mm） 槽型 dbminahinfe minf?? Z 8.5 2 7 12±0.3 7 13 ?34 主動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式： 求得dL??)2~5.1( 即 ： m4 主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 6-1： 圖 6-1 主動(dòng)帶輪 6.3 從動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì) 從動(dòng)帶輪的結(jié)果選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)比來(lái)確定，即 ， ，所以從動(dòng)帶輪采用腹板式。md1602?d302＜ 從動(dòng)帶輪的參數(shù)選擇：通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)，可查得帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)間表，其他 一些相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得。 表 6-2 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（mm） 槽型 dbminahinfe minf?? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 Z 8.5 2 7 12±0.3 7 13 ?34 從動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式： ，當(dāng) B＜1.5d 時(shí)，L=B 求得dB??)2~5.1( 即 ： (13)mL4 從動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 6-2： 圖 6-2 從動(dòng)帶輪 7 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)軸是連接曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要部件，它在震動(dòng)機(jī)正常工作過(guò)程中，承擔(dān)主要轉(zhuǎn)矩、 扭矩、彎矩和支撐帶輪的回轉(zhuǎn)零件。而且震動(dòng)次數(shù)頻繁，因此傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的一 個(gè)步驟。根據(jù)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和組成形狀及工作強(qiáng)度和環(huán)境的要求，核桃破殼機(jī) 的主軸選用直軸形式傳遞，而且選用直軸中的階梯軸。此軸的設(shè)計(jì)如下： 根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)初步計(jì)算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗(yàn)公式： (14)30npAd? 其中： —軸常用的幾種材料的 的 值0A??T?0 —主軸上的功率 pkw —主軸上的轉(zhuǎn)速 nminr 軸上的材料由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)中表 18—1 可以查到，應(yīng)選取調(diào)質(zhì)處理的 45 號(hào) 鋼， ，書(shū)中表 18—2 取 ，于是得 ： MPB650??0?A (15)md845.3min?? 軸上的最小直徑顯然是安裝帶輪的內(nèi)孔，必在軸上開(kāi)有鍵槽，因此，為了開(kāi)鍵槽又不 消耗輸出軸的強(qiáng)度，可以使周的直徑增加 7%以上，這樣增加輸出軸的尺寸，因而可以提 高軸的工作強(qiáng)度。即： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 (16)md26.19%)7(18)7(????? 主輸出軸的最小直徑是安裝帶輪處的直徑，為了使所選的軸直徑與帶輪相配合，故使 輸出軸端的軸徑選為 30 。在《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)。查表可以得知帶輪的厚度 ，m mB42? 則取輸出軸的次段軸徑為 ，其長(zhǎng)度為 。d305 7.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足帶輪的軸向定位要求，Ⅰ—Ⅱ軸段右端需要制出一個(gè)軸肩，故?、颉蠖蔚?軸直徑 ，連接軸的徑向定位由普通平鍵來(lái)完成。選用鍵的型號(hào)為普通平鍵d40? 為 。鍵的型號(hào)可以通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》一書(shū)取得。lhb?6? 軸的基本結(jié)構(gòu)如圖 7-1 圖 7-1 軸 7.2 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度 7.2.1 作軸的簡(jiǎn)圖 圖 7-2 軸 7.2.2 求輸出軸上的所受作用力的大小 根據(jù)公式： (17)npT??950 求得 其中： —電動(dòng)機(jī)的額定功率 2.2pkw —主軸的轉(zhuǎn)速 1200nminr 即： MNT????93.41502.9 7.2.3 滾筒上的合力 根據(jù)公式： (18)dTFt 求得其中 ： —輸出軸的軸心到釘齒定的距離d 即 ： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 NFt 81.7905.342?? 根據(jù)受力分析 即： (19)r. 由于主軸軸向不受力。 則取 0?aF 圓周力 徑向力 軸向力 的方向如圖所示tFr 圖 7-3 各力關(guān)系圖 7.2.4 軸上水平面內(nèi)所受支反力 根據(jù)公式： 321LFtH??? （20） 求得： —是輸出軸上 Ⅲ—Ⅳ段的中心線到Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一處的距離 2L —是輸出軸上Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一處到右端Ⅴ—Ⅵ段中心線之間的距離 3 即 ： NFH5.41? 根據(jù)公式： 12HtHF?? （21） 求得 NFH31.82? 7.2.5 軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 根據(jù)公式： 3231 )(*LFrv?? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 （22） 求得 NFv16.32? 根據(jù)公式 ： 12vrvRF?? （23） 求得 NFv43.182? 7.2.6 作彎矩圖 在水平面內(nèi)，軸上 、 、 三點(diǎn)的彎矩為 ：BCD 根據(jù)公式 ： 0?DHBM （24） 21LF? （25） 求得 MNCH??.4 （26） 在垂直面內(nèi)，軸上 、 、 三點(diǎn)的彎矩為 ： ABC 根據(jù)公式 ： 0?CVB （27） 31LFMv? （28） 求得 NCv???38.15 根據(jù)公式 ： 231212 *)(*LFLFMNVVv ?? （29） 求得 mNCv??863.2 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 7-4 垂直面內(nèi)彎矩圖 合成的彎矩為 ： 0?CBMNVHC???36.28121Cv42 作軸的合成彎矩圖如圖 1 （d）所示。 圖 7-5 軸的合成彎矩圖 7.2.7 作彎矩圖 根據(jù)公式 ： npTCB??950 （30） 求得 mNTCB ???12.43650.29 其中： —電動(dòng)機(jī)的額定功率 2.2pkw —主軸轉(zhuǎn)速 1200nminr0?DT 作軸的彎矩圖 1 （e）所示 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 7-6 軸的彎矩圖 7.2.8 作當(dāng)量彎矩圖（彎矩、扭矩合成圖） B 點(diǎn)： mNTMBCa???12.0593? C 點(diǎn)左側(cè) ： Cc ????3.9754)( D 點(diǎn)右側(cè) ： ca?.2 作軸的當(dāng)量彎矩圖 1 （f）所示。 7.3 校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度（既危險(xiǎn)截面 c 的強(qiáng)度） 。由經(jīng) 驗(yàn)公式及上面計(jì)算出的數(shù)值可得出。 公式： ??acac MPWTM??????? 22)( （31） 式中： —軸的抗彎拋面模量，W3m —軸的許用應(yīng)力??? 。按軸實(shí)際所受彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性，在 、 、 中選取其相應(yīng)aMP??b1??b0??b1?? 的數(shù)值，從《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》可以查出。 acac MPWM65.4.32971??? （32） 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》書(shū)中查得，對(duì)于 的碳鋼，承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許60B?aP 用應(yīng)力 ??acaⅢMP5.45??? 8 影響粒子質(zhì)量的因素 粒子好壞與原料的性質(zhì)、加水方法及操作因素有關(guān)： 8.1 原料性質(zhì) 原料粘結(jié)性：粘結(jié)性大的原料易于制粒，如硫精礦、銅精礦等較易制粒，而氧化礦、 金精礦則不易制粒；如果要改善原料的成球性，也可采用添加劑的方法來(lái)增加原料的粘結(jié) 性； 原料的粒度：原料的粒度差別大，易產(chǎn)生偏析而導(dǎo)致不易制粒；原料的粒度要盡可能的小、 且形狀成多棱角和不規(guī)則更易制粒； 原料的比重：混合料中各組分的比重差別太大，不利于制粒； 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 8.2 原料水分含量大小對(duì)粒子質(zhì)量的影響 原料的水分適宜，易形成母球，母球長(zhǎng)大容易；原料水分少，成球速度慢；原料水分 高，易粘結(jié)在一起，形成的粒子粒度較大； 原料的濕度對(duì)造球的影響很大，若采用干物料造球，則礦塵飛揚(yáng)，勞動(dòng)條件差，粒子 的形成很慢，且結(jié)構(gòu)脆弱，若采用水分不足的物料造球，則粒子同樣很難長(zhǎng)大，若采用水 分過(guò)多的物料造球，則母球容易粘結(jié)變形，而使粒度不均勻，同時(shí)，過(guò)濕的物料和過(guò)濕的 母球、容易粘在制粒機(jī)上使制粒機(jī)的操作發(fā)生困難，過(guò)濕的原料必然形成過(guò)濕的粒子，這 種過(guò)濕的粒子，強(qiáng)度很小，在運(yùn)輸過(guò)程中易相互擠壓變形；由于制粒機(jī)要求原料的濕度范 圍很窄，在生產(chǎn)中，要求送來(lái)制粒的物料的濕度稍低于制粒后的最適宜濕度； 8.3 補(bǔ)加水的方法 原料在混合的過(guò)程中，加入適量的水有利于制粒，當(dāng)水分過(guò)大，不但影響混均，而且 易形成大球，制粒前的原料水分若接近制粒的水分，在制粒時(shí)在補(bǔ)加少量的水效果則最好； 粒子的粒度和強(qiáng)度在很大程度上取決于制粒的方法和操作條件；經(jīng)過(guò)預(yù)先潤(rùn)濕的精礦，制 粒時(shí)可根據(jù)不同的精礦水分進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)精礦的水分等于制粒后的粒子水分時(shí)，可不開(kāi)補(bǔ) 加水；當(dāng)精礦的水分大于制粒后的粒子水分時(shí)，制粒過(guò)程中可適當(dāng)添加干的精礦；當(dāng)精礦 的水分小于制粒后的粒子水分時(shí)，開(kāi)補(bǔ)加水；實(shí)踐證明精礦在加入到制粒機(jī)前，最好是把 精礦的水分控制在適宜的粒子水分之下，然后在制粒過(guò)程中加入少量的補(bǔ)加水，加補(bǔ)加水 要遵守一個(gè)原則，既要容易形成適當(dāng)數(shù)量的母球，又能使母球迅速長(zhǎng)大和壓緊，補(bǔ)加水的 操作方法是：“滴水成球，霧水長(zhǎng)大，無(wú)水緊密” 。加料點(diǎn)的操作方法：“既要形成母球， 又能使母球迅速長(zhǎng)大和緊密”的原則，因此必須把原料加在“成球區(qū)”和“長(zhǎng)球區(qū)” ，而禁 止在“緊密區(qū)”加料； 8.4 制粒機(jī)的補(bǔ)加水的形態(tài)和加水的位置； 一般過(guò)程中，物料在進(jìn)入制粒機(jī)前，水分控制在適宜的制粒水分之下，然后在制粒過(guò) 程中補(bǔ)加如少量的補(bǔ)加水，因?yàn)檫@一操作可以控制適宜的粒子水分，并可調(diào)節(jié)粒子的尺寸， 同時(shí)能改變給水方式，強(qiáng)化制粒的過(guò)程；補(bǔ)加水要遵守一個(gè)原則，既容易形成適當(dāng)數(shù)量的 母球，又能使母球迅速長(zhǎng)大和緊密，為滿足這個(gè)要求，一般采用“滴水成球，霧水長(zhǎng)大， 無(wú)水緊密”的操作方法，即大部分水滴狀加在“成球區(qū)”的物料上，這時(shí)在水滴周?chē)?，?于毛細(xì)力的作用，散料能很快形成母球，另一部分少量的水則以噴霧狀的形勢(shì)加在“長(zhǎng)球 區(qū)”的母球上，促使母球迅速長(zhǎng)大，在“緊密區(qū)”的母球的表面上，由于滾動(dòng)和搓壓的過(guò) 程中，水分從母球的內(nèi)部擠出使得母球的表面變得過(guò)濕，因此，禁止加水，以防降低粒子 的強(qiáng)度和母球粘結(jié)的現(xiàn)象； 8.5 加料位置及料量大小對(duì)制粒的影響： 在制粒的過(guò)程中，加料的位置也要符合加水的原則，必須把原料分別加在“成球區(qū)” 和“長(zhǎng)球區(qū)”而禁止在“緊密區(qū)”加料；從生產(chǎn)的實(shí)踐中可以得出使形成母球所需的物料 的量較母球的量要少，所以必須使大部分的物料下到“長(zhǎng)球區(qū)” ，而在“成球區(qū)”只能下一 小部分的物料。一般制粒機(jī)的下料是自圓盤(pán)給料通過(guò)料管形成一股料流，加在制粒機(jī)略偏 右下側(cè)（制粒機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)） ，基本能保證成球區(qū)和長(zhǎng)球區(qū)的均有料，另外圓盤(pán)制粒機(jī)采用 皮帶給料，使物料能松散的落在制粒機(jī)中，效果更好； 8.6 圓盤(pán)制粒機(jī)的操作因素 制粒機(jī)的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了原料在制粒機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)和狀況，轉(zhuǎn)速太小，產(chǎn)生的離心力較 小，制粒效率低，轉(zhuǎn)速過(guò)大，盤(pán)面產(chǎn)生的離心力較大，原料易被甩到盤(pán)邊周?chē)逊e而失去 制粒的效果； 制粒機(jī)傾角 傾角決定了原料在制粒機(jī)中的停留時(shí)間，傾角越大，成球時(shí)間短，粒子的 質(zhì)量差； 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圓盤(pán)制粒機(jī)的填充系數(shù) 填充系數(shù)過(guò)大，圓盤(pán)內(nèi)的混合料多，圓盤(pán)內(nèi)的料層厚，導(dǎo)致 電機(jī)的負(fù)荷大，混合料的滾動(dòng)受到限制粒子質(zhì)量差；填充系數(shù)過(guò)小，圓盤(pán)內(nèi)的混合料少， 成球時(shí)間少，粒子質(zhì)量差；原料的成球性，成球性好的原料，成球的速度快，成球的時(shí)間 短； 制粒機(jī)的盤(pán)面直徑 直徑越大，工作面積越大，成球的速度快； 制粒機(jī)的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速越快，物料的滾動(dòng)的次數(shù)越多，成球速度越快；轉(zhuǎn)速過(guò)低，物料在 離心力的作用下，無(wú)法甩到盤(pán)邊，導(dǎo)致工作面積降小； 制粒機(jī)傾角 制粒機(jī)傾角決定了物料的成球的時(shí)間，傾角越大，成球時(shí)間越短； 制粒機(jī)的邊高 制粒機(jī)的邊高與傾角和直徑有關(guān)，它的的大小影響制粒機(jī)填充率； 8.7 粒子的強(qiáng)度的影響因素： 粒子的抗壓強(qiáng)度與粒子的直徑的平方成正比，粒子的落下的強(qiáng)度與粒子的直徑的平方 成反比；物料的粘結(jié)性及成球時(shí)間對(duì)粒子的強(qiáng)度影響也較大，粒子的尺寸與成球時(shí)間和物 料的水分有關(guān)； 9 制粒機(jī)操作 9.1 水分的控制 我們現(xiàn)用制粒機(jī)水分調(diào)節(jié)閥有 4 個(gè)，分別為補(bǔ)在成球區(qū)的兩個(gè)和補(bǔ)在長(zhǎng)大區(qū)的兩個(gè)。 在操作中我們根據(jù)物料水分和粒子的大小進(jìn)行補(bǔ)水，如果物料水分低于 8%時(shí)制粒機(jī)補(bǔ)水比 較困難，不易穩(wěn)定操作，粒子質(zhì)量較差，所以我們?cè)谖锪线M(jìn)入中間倉(cāng)時(shí)已經(jīng)過(guò)一次補(bǔ)水， 把制粒物料水分控制在 9%—10%之間，制粒機(jī)制粒操作時(shí)首先開(kāi)成球水，在粒子理想時(shí)可 以不開(kāi)長(zhǎng)大水，只在物料水分較小，粒子粒度達(dá)不到要求，需要立即調(diào)整時(shí)才開(kāi)霧水（長(zhǎng) 大水）進(jìn)行調(diào)節(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)中因銅精礦保存、入料、一次補(bǔ)水并不一定均勻，所以制粒 機(jī)中粒子時(shí)常發(fā)生變化，需要操作工對(duì)粒子水分控制得當(dāng)，如粒子忽大忽小，粒子強(qiáng)度將 會(huì)成倍減小，要保證粒子粒度均勻，才能制出高強(qiáng)度的粒子。在操作中我們?nèi)绻鹊剿Τ?粒子已經(jīng)變化，才進(jìn)行水量調(diào)節(jié)已經(jīng)較晚，再調(diào)回最佳效果需要 10 分鐘左右，在此期間粒 子粒度和強(qiáng)度無(wú)法保證，正確的方法是觀察大盤(pán)內(nèi)的三個(gè)區(qū)域粒子的情況，既成球區(qū)、長(zhǎng) 大區(qū)、緊密區(qū)，如我們所要粒子粒度為 8 mm，成球區(qū)粒度為 1-2mm、長(zhǎng)大區(qū)粒度為 5mm 左 右、緊密區(qū)粒度為 6-7mm 左右，當(dāng)以上區(qū)域粒子變化時(shí)就要及時(shí)調(diào)整，才能保證產(chǎn)出粒子 合格。在物料下料量、性質(zhì)不變時(shí)，大盤(pán)內(nèi)粒子長(zhǎng)大過(guò)程中甩出量會(huì)減少，如果補(bǔ)水較急， 粒子急速長(zhǎng)大時(shí)，大盤(pán)會(huì)停止向外產(chǎn)粒子，造成斷料，相反，大盤(pán)內(nèi)粒子變小過(guò)程中甩出 量會(huì)增加，如果減水較急，粒子急速變小時(shí)，大盤(pán)會(huì)大量向外產(chǎn)粒子，造成均料槽壓料過(guò) 多，所以在操作中，我們要避免大幅度的調(diào)整補(bǔ)加水。在其他因素不變的情況下，粒子水 分與粒子直徑關(guān)系見(jiàn)下表： 表 9-1 粒子水分與粒子直徑關(guān)系 水分 8% 8.5% 9% 9.5% 10% 10.5% 11% 11%以上 粒度（mm） 3 4 5 6 7 8-9 10 10 以上 9.2 制粒機(jī)邊、底刮刀的調(diào)整 在使用中因物料的腐蝕和摩擦，我們所使用的合金底刀頭中間一組每周會(huì)被磨損 10mm 左右，邊上一組每周會(huì)磨損 15-20mm 左右，邊刀刀片是普通鋼材，首先是每周必須跟換邊 刀片和將底刀桿向下調(diào)整，保證制粒機(jī)大盤(pán)的填充率，如不按時(shí)調(diào)整，制粒機(jī)填充率變小 直接影響產(chǎn)量和粒子質(zhì)量。還有就是每組 5 棵刀桿調(diào)整深度要一致，否則在生產(chǎn)中大盤(pán)底 部會(huì)一直刮礦塊起來(lái)，造成大球增加，成球率降低。 9.3 避免粒子在輸送途中的破碎 制粒機(jī)甩出的粒子在 10#皮帶上的成球率可達(dá)到 95%以上，在均料槽破碎的較多，其比 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 例約為：均料槽壓料一半以上時(shí)破碎 25%，均料槽壓料三分之一時(shí)破碎 15%，均料槽壓料少 于三分之一時(shí)破碎 10%，從 11#皮帶到 16#皮帶粒子的破碎率為 5%-7%左右?？梢钥闯鼍?槽是控制成球率的關(guān)鍵，制粒機(jī)操作人員要盡量穩(wěn)定操作，避免出料量的波動(dòng)，與艾薩主 控及時(shí)聯(lián)系溝通，降低均料槽壓料量，及時(shí)清理制粒機(jī)大球，保證粒子入爐成球率。 10 制粒機(jī)長(zhǎng)見(jiàn)故障及處理方法 10.1 制粒過(guò)程中大球異常增多 主要原因有：a.大塊物料增多；b.底刀刀桿未全部調(diào)平。處理方法：a.通知中間倉(cāng)崗 位檢查隔篩及倉(cāng)頂是否有漏點(diǎn)；b.待停機(jī)后檢查底刀調(diào)整情況，從新調(diào)整。 10.2 制粒機(jī)運(yùn)行中刀桿與盤(pán)面磨擦 要原因有：a.刀桿鎖緊螺栓未擰緊，刀桿下滑；b.底刀架大螺帽開(kāi)口銷脫落，刀架下 落；c.大盤(pán)底部耐腐蝕襯板翹起。處理方法：立即與艾薩、調(diào)度聯(lián)系，通知鉗工停機(jī)處理。 10.3 制粒機(jī)運(yùn)行中三角皮帶異響 主要原因有：a.三角帶安裝調(diào)整過(guò)松，打滑；b.制粒機(jī)大盤(pán)內(nèi)物料粘結(jié)較多，過(guò)載。 處理方法：a.通知鉗工檢查三角帶，停機(jī)處理；b.減少補(bǔ)水量，減少大盤(pán)粘結(jié)物，停機(jī)調(diào) 整邊、底刀。 10.4 制粒機(jī)震動(dòng)異常 主要原因有：a.制粒機(jī)地腳螺栓、主減速機(jī)地腳螺栓松動(dòng)；b.主減速機(jī)聯(lián)軸器不同心。 處理方法：a.立即匯報(bào)停機(jī)，檢查地腳螺栓是否松動(dòng)；b. 立即匯報(bào)停機(jī)，通知鉗工檢查聯(lián) 軸器是否同心。 10.5 回轉(zhuǎn)軸承、大小齒輪異常 主要原因有：a.回轉(zhuǎn)軸承缺油或損壞；b.大小齒輪缺油或磨損間隙過(guò)大。處理方法：a.檢 查干油泵工作是否正常，檢查油管是否進(jìn)油，軸承、齒輪是否缺油；b. 檢查軸承是否完好， 齒輪磨損是否間隙過(guò)大。 10.6 皮帶自停 主要原因有：a.11#皮帶轉(zhuǎn)速過(guò)低，均料槽壓料超過(guò)三分之二，電機(jī)過(guò)負(fù)荷停止；b.皮 帶過(guò)松，張緊力不夠，首輪打滑。處理方法：a.立即與艾薩主控聯(lián)系調(diào)高皮帶轉(zhuǎn)速，隨時(shí) 觀察料位，保證制粒機(jī)出料均勻，并與艾薩主控保持聯(lián)系，均料槽料位不高于三分之一；b. 每班檢查皮帶調(diào)節(jié)裝置，保證裝置牢固可靠不滑脫，皮帶正常松動(dòng)時(shí)要調(diào)緊。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 致 謝 四年的大學(xué)時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，十六年的學(xué)子生涯亦將揮手告別。至此設(shè)計(jì)完成之際，向 所有關(guān)心我支持我的老師和同學(xué)們說(shuō)一聲“謝謝”！ 論文研究過(guò)程中，從準(zhǔn)備階段到撰寫(xiě)階段，都得到導(dǎo)師 老師悉心指導(dǎo)。馬老 師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、求實(shí)的工作作風(fēng)和正直的人品，令我無(wú)論在學(xué)習(xí)還是做 人方面都受益匪淺，將使我終身受益。馬老師事無(wú)巨細(xì)的修改設(shè)計(jì)的精神令我深深的敬佩