100目木粉粉碎机设计者：***、***、**、**指导教师：** ***（****学院，苏州，215500）摘要:根据国内外机械式粉碎机工作原理及生物能的推广应用，对木材的粉碎也提出了更高的要求，且对其粉碎质量、效率和粒度的要求更高。
设计的木粉粉碎机由机架、双速电机、带传动系统、刀轴总成、进料斗、粉碎腔、分级系统、制动系统等组成。
该粉碎机结构简单、制造成本低、粒度可调、效率高等特点。
粗粉木料经料斗进入粉碎腔，在粉碎腔内与高速动静刀及木粉颗粒之间互相冲击、碰撞、磨擦、剪切、挤压而实现粉碎，粉碎后由筛网分级，合格产品由收集器收集，不合格产品继续在粉碎腔内粉碎，减少了对产品的污染，进一步降低了单位产品的成本、提高了产品的质量。
采用带传动，吸震能力强，能在大轴距和多轴间传动，成本低，不需润滑，维护简单。
仓体采用快开式设计，且开设进气口，结合风扇高速旋转形成的气流带动粉碎腔内的物料实现分级。
木粉产品粒度由筛网规格型号决定，因此，产品合格率非常高，合格率达100%。
另外，粉碎机采用1500/3000rpm双速电动机，可满足不同粒度木粉粉碎的要求。
关键词: 超微粉碎动静刀具粒度粉碎机双速电机第1章绪论1.1 课题的来源我们的周边地区，有很多的家具、厨具等木制品加工厂。
在日常的加工中会产生很多的木材边角料。
这些边角料没有办法进行有效利用，造成了一种资源的浪费。
经过我们的思考与交流，我们想到了可以利用木粉粉碎机来实现对这些边角料的回收利用。
木粉粉碎机是一种加工木粉的好帮手，可以一次性的把废弃的边角料加工成各种规格的木粉,从而实现节能减排与绿色能源。
1.2课题研究的背景木材是4种常用工程材料（钢材、石材、塑料、木材）中唯一可再生的材料。
随着人类天然资源的日趋枯竭，前3种天然材料的耗尽之日仅仅是时间问题。
随着人类环保意识的增强，多数发达国家的木材资源几乎都进入良性循环。
中国随着天然林保护工程的深入，中国木材资源进入良性循环也为期不远。
人类木材采之不尽，用之不竭之日即将到来。
1.3 木材的特性木材是一种细胞结构十分复杂的生物体，又是典型的各向异性材料，具有明显的三个主平面。
在它的木粉加工性能分析时，必须从三个不同的切面入手，才能了解木粉的构造和性质。
这三个切面分别为横切断面——垂直于树干木纹方向，径切面——沿树干方向并通过髓心的切面，弦切面——沿树干方向并与年轮或树皮成切线相切的切面[6]。
1.4 木粉的应用前景木粉是由木材打成的粉末，一般是指家具厂、密度板厂、多层板厂木材加工剩余的边角废料。
其用途广泛，是新型节能环保原料。
近年来木粉在各行业中的综合利用，很大程度的提高了人们对于木材的利用的认识，更好的保证了对于资源的有效利用。
可作为蚊香、皮革、服装、造纸、电器、生活用品、涂料、猫砂、化工、绝缘材料、室外装饰材料、建筑材料等多种产品的原料。
木粉行业的发展促进了木材资源的有效利用，提高了资源利用率。
第2章总体方案设计2.1 设计任务及要求2.1.1 设计目标设计一台100目木粉粉碎机。
要设计一种双速粉碎机以满足不同粉碎的要求，提高粉碎机的使用寿命和降低粉碎过程对产品的污染，进一步降低单位产品的成本、提高粉碎效率和产品的质量。
2.1.2 设计的主要参数粉碎室直径:500mm；筛网目数:100目；粉碎粒度:100～150目；入料最大直径:20mm；采用双速电机。
2.2 设计的主要内容主要包括:电动机的初选；传动系统的确定；制动系统的确定；粉碎方式、粉碎室整体结构的确定；润滑和密封的确定。
粉碎机的方案必须满足用户的各种要求，典型的如加工范围、使用寿命、生产效率及经济性，可拓展可优化性，在经济合理的条件下，尽量简化结构，使整个粉碎机布局紧凑，节约材料以及占地面积，以利于实际使用的安放与控制操作，提高效率和粉碎质量，最大限度提高粉碎机系列化与部件通用化的程度，确保粉碎机能高效地完成加工要求，震动、粉碎时产生余热等负面影响要充分予以考虑和解决。
2.3总体方案的拟定2.3.1粉碎方式、粉碎室整体结构的设计原理:物料经料斗进入粉碎腔，在粉碎腔物料与高速回转器件及颗粒之间互相冲击、碰撞、磨擦、剪切、挤压而实现超细粉碎，粉碎后由筛网分级，合格产品由收集器收集，不合格产品继续在粉碎腔研磨粉碎。
产品细度由筛网规格型号决定2.3.2粉碎机性能特点:（1）对原料直径要求低，最大直径可达20mm；（2）采用双速电动机，可实现双速粉碎，可生产不同性质产品；（3）根据产品细度要求，更换筛网，可保证产品合格率达100%；（4）快开式设计，设备清理维修方便；（5）负压生产，无粉尘飞扬，工作环境优良。
2.3.3粉碎机总体结构设计100目木粉粉碎机总体结构设计如图2-1所示图2-1 100目木粉粉碎机总体结构设计图第3章粉碎机各部件设计与计算3.1 电动机的选用粉碎机要求双速、连续运转特性要好、体积要小；由于要综合考虑整机的成本，所以价格相对要较低；生产环境干燥、有较少粉尘，对电动机没有特殊防护的要求；粉碎机属空载启动设备，因此对电动机的启动转矩无特殊要求。
本粉碎机选择电动机型号为:YD90L-2 双速电动机（2.2kw，二级、1500/3000r/min）。
3.2带传动系统设计3.2.1带的选择经查参考文献[20]表9.2-1 传动带的类型、特点和应用，确定本粉碎机选用普通V带，特点是:当量摩擦系数大，工作面与轮槽粘附性好，允许包角小、传动比大、预紧力小。
绳心结构带体较柔软，曲挠疲劳性好。
3.2.2 V带传动的设计计算1.设计功率：P d=K A P=1.554×2.2=3.4kW2.选定带型：选择带型为:Z型。
式中n1带轮转速，初步设定为7000转。
3.传动比:i=n1/n2=7500/3000=2.54.小带轮基准直径:确保V带寿命,小带轮基准直径d d1=63mm。
5.大带轮基准直径:d d2=id d1(1-ε)=2.33×63×（1-0.015）=155.1mm经查参考文献[20]表9.2-36，选取标注值d d2=160mm。
6.带速:v=πd d2n2/60000=π×160×3000/60000=25.1m/s7.初定轴间距:0.7（d d1+d d2）≤a0＜2（d d1+d d2）结合结构要求初定a0=440mm。
8.所需带的基准长度:L d0=2a0+π（d d1+d d2）/2+（d d1-d d2）2/4a0=1235.6mm 选取标注值L d=1330mm。
9.实际轴间距:a=a0+（L d-L d0）/2=440+(1330-1235.6)/2=487.2mm10.V带的根数：Z=P d/[(P1+ΔP1)KαK L]= 2.70 圆整后Z=33.2.3带轮设计小带轮大带轮三维视图如图3-1、3-2所示:图3-1 小带轮三维视图图3-2 大带轮三维视图3.3 刀轴总成设计3.3.1设计要求：（1）将转矩由小带轮传至刀具；（2）要有合理的支撑，保证连续正常工作。
（3）轴要满足扭矩、弯矩等要求。
（4）轴承使用寿命达1.5年。
（5）刀具满足切削要求。
（6）设置飞轮，做动静平衡测试。
（7）风扇要满足负压生产条件。
:3.3.2 刀轴总成总体设计刀轴总成总体设计三维视图如图3-3所示:图3-3 刀轴总成总体设计三维视图3.3.3 刀轴总成主要零部件设计1.支撑设计查参考文献[22]表6-2-52，根据轴承受载荷的大小、方向和性质选取深沟球轴承轴承6005、6007。
轴承座外观图如图3-4：图3-4 轴承座外观图2.刀具及风扇（1）刀具设计：动刀是粉碎机粉碎物料最主要的部件，分为两个部分:刀体和锯片。
高速回转下增加了动刀与颗粒之间的冲击、碰撞、磨擦、剪切、挤压等作用，从而提高了粉碎质量和粉碎效率。
（2）风扇设计：为了使粉碎机产生良好的负压生产环境、提高产品分级效率，本设计采用大功率四叶式风扇，如图3-5所示:图3-5 风扇的三维视图3.轴（1）轴的材料的选择由于带轮张紧力及各回转件自身重力的影响，对轴的疲劳强度有一定的要求，因此，轴的材料选用40Cr。
（2）轴最小直径的确定当轴的长度、支撑距离未定，因而支撑反力及弯矩无法确定时，可先按扭转刚度和扭转强度估算轴的最小直径。
1）按扭转强度估算轴的最小直径：d=A(P/n)1/3式中A-系数，按参考文献[24]表12.1-2选取为105d=105(2.2/7500)1/3=6.9mm2）按扭转刚度估算轴的最小直径：d=B(P/n)1/4式中B-系数，按参考文献[24]表12.1-3选取为109d=109(2.2/7500)1/4=14.3mm3）轴最小直径的确定轴上有键槽时，应增大轴直径，的查参考文献[24]表12.1-4，选取增大值为7%。
d=d×（1+7%）=14.3×（1+7%）=15.3mm 设计轴的最小直径采用22mm。
（3）轴的三维视图如图3-6所示图3-6 轴的三维视图3.4定刀设计3.4.1定刀的组成：定刀由齿条（6）、隔板二（2）、密封垫（1）、外侧板（1）、隔板一（3）、底板（1）和螺栓等组成。
3.4.2定刀三维视图如图3-7所示:图3-7 定刀三维视图3.5仓体设计3.5.1仓体设计要求（1）足够空间安装定刀、动刀，保证动刀旋转和其他零部件不发生干涉。
（2）筛网的拆卸、更换要简便。
（3）仓体上设计进气孔。
（4）采用快开式设计（仓盖快、上仓体快开），打开后要能检查仓内所有部件，尤其动刀和筛网的磨损情况。
3.5.2仓体设计：仓体设计三维视图如图3-8所示:图3-8 仓体三维视图图3-9 制动器三维视图3.6 制动系统设计3.6.1 制动器的选择：本设计采用结构简单、操作灵活的自制摩擦式制动器。
3.6.2 制动器设计（1）制动器安装位置的选择制动器一般选择安装在高速轴上，结合高速轴（刀轴总成）结构，制动器选择利用摩擦片与飞轮之间的摩擦进行制动。
（2）制动器三维视图如图3-9所示:3.6 100目木粉粉碎机外观图如图3-10所示:图3-10 100目木粉粉碎机外观图创新点及应用创新点：1.动刀和定刀的独特的结构设计更加有利于物料的粉碎；2.仓体采用快开式设计，使得刀具、筛网的更换以及仓内各零部件的检修更加方便；3.粉碎机增加了制动装置，在粉碎过程中一旦粉碎机发生异常，可使用制动器尽快停车，以把损失降低到最低。
应用：我们设计的木粉粉碎机对原料直径要求低，最大直径可达20mm。
对于一般木屑可以直接进行加工，便于木粉的加工。
木粉粉碎机制作出的木粉可用于制作复杂木雕制品、阻燃涂料以及一些绝缘材料、室外装饰材料、建筑材料等绿色制品。
符合节能减排，绿色能源的社会发展的趋势与要求。