塑胶筒压剪破碎机开发开题报告
1 课题介绍
本文根据某塑料回收厂所提供的塑料的形状和性能，并查阅大量的相关资料，结合实际情况，设计出塑料回收设备，包括塑胶筒压剪破碎机、压扁加剪切破碎方式及其重要构件。本文首先介绍了粉碎筛选设备及其技术目前的发展状况和趋势、粉碎筛选设备的种类和工艺参数。然后分析各种塑料的机械性能，并根据其性能和所要求的粉碎和筛选效果，提出塑胶筒压剪破碎机和压扁加剪切破碎方式的结构及其性能特点的各种可行性方案。最后对各个方案进行相互比较，选取出相对较优的设计方案进行设计。在塑胶筒压剪破碎机的设计中，本文对塑胶筒压剪破碎机的各个机构进行了运动学和动力学的详细计算，并对变速箱和V带进行了严格的校核计算，确定了齿轮、电机、联轴器和皮带等的具体参数。根据这些参数绘制出塑胶筒压剪破碎机的结构总装图，同时在论文中也对其他构件进行了详细的介绍，如进料口、筒体等。在压扁加剪切破碎方式的设计中，由于压扁加剪切破碎方式中选用的变速装置和联轴器等与塑胶筒压剪破碎机中选用的是一样的，所以在设计过程中，省略了设计相同的部件，。只对其重要结构进行了详细分析和设计说。
粉碎机械是应用机械力对固体物料进行粉碎作业，使之变为小块、细粒或粉末的机械。目前粉碎机在各生产、科研、医疗等行业被广泛应用。除了以上行业外还有矿产、涂料、冶金等行业，甚至科研单位都非常需要粉碎机。因此，如何设计出更符合各行各业生产需要的、先进的粉碎机是粉碎机生产单位的当务之急。
目前国内外市场出现了多种原理的粉碎机，尤其是锤片式和盘片式粉碎机在工农业生产中，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，锤片机应用广而应用在物料的粗加工上，盘片式机用于半精或精加工。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压扁与剪切粉碎机。本次毕业设计所做主要工作和结论如下：
1、了解了与粉碎机相关的知识；熟悉了粉碎机粉碎原理与分类，调查了国内外应用性能现状与市场前景，明确了压扁与剪切粉碎机的意义与基本原理。
2、通过查阅资料、市场调研确定了压扁与剪切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。
2 课题研究的意义
2.1 发展塑胶筒压剪破碎机开发的意义
随着我国经济的持续快速发展，人民生活质量的显著提高,畜产品生产和消费量也相应的增加；同时，国家也愈来愈重视现代工业建设并加大投入力度，使得粉碎塑料和其他的农产品加工机械的需求量也随之增长。近年来，在国家一系列发展的驱动下，当前我国的塑胶破碎机械工业正处在历史上最好的发展时期，总体形式看好，已经连续五年保持高速增长，出现产销两旺的喜人态势。同时，在2007年，国家将继续加大对购买工业机器产品的补贴力度，而且随着国家及地方政府对塑胶筒压剪破碎机科技的研究,各企业收入将有所增加,负担减轻,支出减少。这些因素将使粉碎塑和其他农产品加工机械的需求量有较大幅度的增长。
2.2 我国粉碎技术存在的主要问题
大型设备不足。虽然我国目前生产设备厂商不少,各种超细粉碎设备基本上都能生产,但是,与欧美及日本等国相比,我国的大型设备明显不足。例如,国外大型气流粉碎机的单机生产能力可达10 t/h以上,国内气流磨的单机生产能力最大只有1 t/h左右;再如,国外大型精细气流分级机(细粒级产品细度d97=6~7μm)的单机处理能力可达10t/h以上,国内此类精细气流分级机的单机生产能力
最大只有7 t/h左右。在超细粉体加工中,采用大型设备可以降低单位产品能耗、简化工艺和减少占地面积,从而减少单位产品的设备投资和生产成本。随着超细粉体市场的不断扩充和生产规模的扩大,对大型超细粉碎和精细分级设备的需求将不断增加,如果届时国内不能生产,将不得不从国外进口。
工艺控制技术落后。目前我国大多数超细粉碎工艺设备及生产线基本上依赖于人工凭经验进行操作或控制,从而使产品质量不能稳定。
磨耗和单位产品能耗偏高。磨耗主要与材质有关,单位产品能耗偏高主要与超细粉碎设备处理能力小、粉碎能量利用率低、工艺复杂等有关。
特殊粒形超细粉体的生产工艺和设备落后。最明显的例子是大径厚比白云母粉,目前我国还没有能稳定加工满足市场需求的大径厚比白云母粉的。
2.3 压扁与剪切粉碎机设计的意义
工业上常用粉碎机有锤片式和盘片式。这两种粉碎机都是靠锤片或盘片与物料冲击或碰撞来实现粉碎，存在锤片和盘片磨损问题，适合用来处理硬度不太大的物料。这类粉碎机具有粉碎功率大，粉碎粒度易于调节，应用范围广，占地小，易实现连续闭路粉碎。因此在市场上具有较高的占有率。
盘片式粉碎机在加工粒度上可以很好的控制，物料的粒度可达到较小直径，它适合加工纤维物料以及一些软物料。
由于这两种粉碎机适合于不同类型的物料，又具有各自的优点。对此，本设计旨在设计出集两种粉碎机的优点于一体、适用范围广、价格便宜、性能优良、能被普通小型用户适用的压扁与剪切粉碎机。
当前大多数是使用传统的塑胶破碎机对其进行加工；而国外的加工机械也只是处于初级阶段。虽然，目前市场上已经生产出几种立式和卧式无筛塑胶破碎机，其中立式无筛塑胶筒压剪破碎机有：AMC型无筛塑胶破碎机、ZPS型微破碎机和国产立式破碎机；而卧式无筛塑胶破碎机有：日本生产的卧式多级微塑胶破碎机、美国生产的卧式单级微塑胶破碎机和卧式无筛双转子锤片破碎机。这些破碎机虽有生产率高、能耗低、调节操作方便等优点，但由于各类型的破碎机结构较为复杂，且采用多级电动机带动工作，使得成本较高且为微粉碎，
自上个世纪以来，国家投入了大量资金，对塑胶利用进行研究，但真正做到可持续发展的并不多，普遍达不到粉碎塑胶的技术要求，这类塑胶破碎机虽可以对塑胶进行粉碎，但必须对塑胶进行粉碎前的加工，如压、铡加工，并且粉碎起来存在许多缺点：① 动力浪费大，度电产量不高 ② 粉碎粒度不均匀 ③ 机器部件磨损快，工作稳定性差 ④ 生产率低 ⑤ 由于使用筛片磨损快，生产成本增加。中国工业化的超细粉碎与精细分级技术的发展及设备的制造始于20世纪70年代末和80年代初。迄今为止,中国超细粉碎技术与设备的发展大体上经历了3个阶段:从80年代初至80年代中期以引进国外技术和设备为主,期间国内的超细粉碎技术、设备制造和工艺刚刚起步,许多方面还基本上是空白;80年代中期至90年代中期是引进国外技术、设备与国内仿制、开发同步进行的时期,我国的主要超细粉碎和分级设备研发机构和制造厂商基本上是在这一阶段发展和形成的;90年代中期以后,进入了自主开发和制造为主、引进为辅的阶段,期间建立的超细粉体加工厂大多采用国产技术和设备。从1995年至今,我国超细粉碎与精细分级技术及设备取得了明显的进展,具有自主知识产权或发明专利的超细粉碎技术和设备的数量较前10年显著增加。这一进展主要体现在设备的处理能力、耐磨性、工艺配套和自动控制等综合性能以及超细粉体的生产能力、产品质量、单位产品能耗等方面。
该设计在设计思想、机体结构和具体零件等方面都进行了创新。目前，国内无具体的样机，是一种较新颖的产品。它在结构设计方面进行的创新，提高经济和社会效益具有重要的意义。因此应大力开发使其朝着高效低能耗方向发展，以适合我国的发展需要。
3 课题研究的内容
该塑胶筒压剪破碎机主要是用于对塑料胶筒的压扁与剪切，本设计针对直径600毫米、高1200毫米，厚5到10毫米的塑胶圆桶。采用压扁加剪切破碎方式，实现桶体的破拆 胶桶材料聚乙烯、聚丙烯类，圆桶直径600毫米，高1200毫米，壁厚5到10毫米，人均每分钟破拆3个以上。破碎后料块外形边长不大于300毫米。。对其具有以下要求:
对加工塑料的适应性广，能加工各种类型的塑料，对含水量较大、纤维较长的粗塑料也应具有较好的适应性。
② 粉碎程度应能够根据要求进行调整，粉碎粒度应尽量均匀。
③ 配套动力合理、度电产量高、提高生产率、降低能耗。
④ 结构简单、操作方便、不需要较大的技术要求。
⑤ 工作部件耐磨性好，减少更换次数，以降低生产成本，提高经济效益。
⑥ 噪音低、粉尘少、以减少环境污染。
⑦ 机型结构简单、尺寸紧凑、体积小、占地少、成本低、以适合广大工业的生产，系统设计要可靠，操作简便，维护方便；部件设计要准确，计算与分析要完整；破拆过程中意外情况的处理。。
4总体方案确定
4.1粉碎方案选择
塑胶筒压剪破碎机粉碎机是利用由静盘与动盘的高速相对运行，对物料进行粉碎（含冲击、剪切、碰撞、摩擦等）。动、静圆盘上有很多依同心圆排列的齿状，针状或棒状指爪，而且一个圆盘上每层的指爪都深入到另一个圆盘的两层指爪之间，当动盘运动时，相临的指爪碰撞物料撕碎物料。
塑胶筒压剪破碎机粉碎机在工业生产中，已经得到广泛的应用，而且应用操作简单方便
由于这种方式都应用了回转运动，因此可选用活动方式，使用沉头螺钉方式安装在回转轴上。这样压扁与剪切粉碎机就改变了以前单一粉碎机动、静片紧固一体的方式。当适用塑胶筒压剪破碎机粉碎时它可以用以更多物料的粉碎。
在进料方式上，轴向进料具有粉尘小的优点，便于组装，旋转能形成吸力，有利于进料，故选择轴向进料方式。
。
为增加机座重量，提高粉碎机运行中的稳定性，减少噪音，节约成本，减少因配重而消耗的材料，将动力机配置在机座上。
5 创新点及难点分析
由于超细粉碎技术及其设备的应用广泛，所涉及的领域有化工、建材、电子、医药、工业、造纸等，被粉碎的物料也是多种多样，再加上现代高新技术的发展对材料的深加工提出的要求越来越高，如粒度为均匀化、品质高纯度、粉体形状的特护要求等等，这些因素都促使超细粉碎技术及其设备向跟高更远的方向发展。虽然各个领域的超细粉碎设备个不一样，但其设计思路主要围绕以下几点：
1)原理上考虑提高有效粉碎能，大多采用冲击、剪切、摩擦等力的综合作用进行超细粉碎;
2)结构采用超细粉碎一分级一体型式，利用高效气流分级装置不仅可以提高其微细化粒度，而且可以实现粒度分布均匀化或特定化;
3)粉碎产品流动性好、纯度高.
本毕业设计题改变了传统单一的粉碎方式，将锤片式和盘片式粉碎原理进行集成，使粉碎机粉碎范围得到很大程度的拓宽，降低了成本，该机设计对促进饲料工业的发展具有一定现实意义。
其具体结构布置如图.
该机包括进料部分、切碎部分、粉碎部分、排料部分、传动部分和机体六部分。该机结合现有生产设备，国内外先进技术，根据设计指导思想，确定本机结构采用无筛的形式，其结构和工作原理较其他通用型粉碎机都大不相同，具有很大的创新性。
电机高速（1000r/min以上）转动，由电机轴通过变速器后，输出给皮带轮，通过皮带带动使粉碎机的主轴高速旋转，从而使连接在主轴上的转子高速旋转。从进料口进来的物料（塑料）在往下自由落体的途中，通过压板压扁塑料桶，而后用输送轮送至剪切轮进行高速剪切，最后落料于收集箱中。
6 工作进度
1月6日-2月23日：实习，查资料，写开题报告，翻译
2月24日-3月3日：完成开题报告和翻译
3月4日-3月14日：方案确定
3月15日-4月11日：总体设计，计算，出总装图
4月12日-5月2日：出零件图，写说明书
5月3日-5月31日：收集资料，撰写论文，准备答辩
6月1日-6月13日：答辩
参考文献
[1].郑水林.超细粉碎[M].北京：中国建材工业出版社，1999
[2].吴一善.粉碎学概论[M].武汉：武汉工业大学出版社，1999
[3].龚俊，李传民，侯运丰.常温下热塑性塑料的湍流超细粉碎研究[J] 《中国粉体技术》 2004，（5）18-23
[4].盖国胜,马正先.超细粉碎分级技术[M].北京：中国轻工业出版社，2000
[5].张克惠.塑料材料学[M].西安：西北工业大学出版社，2000
[6].孙成林.冲击式塑胶筒压剪破碎机的设计与使用[J].北京：化工矿物和加工，2003，（7）：5-9
[7].夏永祥.塑料常温粉碎及磨盘剪切式塑胶筒压剪破碎机[J].《化工装备技术》 1996，（4）：15-19
[8].邓本诚，李俊山.橡胶塑料共混改性[M].北京：中国石化出版社，1996
[9].孙成林，郭惠兰.中国超细粉碎设备现状及其问题[J].金属矿山，2000，（4）：44-50
[10].杨国全，井云英，张恒全.粉状物料振动压扁加剪切破碎方式[J].哈尔滨：林业机械与木工设备，2005，（8）：33-36
[11].张金海.压扁加剪切破碎方式的设计[J].湖北：湖北工学院学报，2003，（2）：89-90
[12].王杰,李方信,肖素梅.机械制造工程学[M].北京:北京邮电大学出版社，2004
[13].邱宣怀.机械设计[M].北京:高等教育出版社，1997
[14].廖念钊等.互换性与技术测量[M].北京:中国计量出版社，2000
[15].方昆凡.公差与配合使用手册[M].北京：机械工业出版社，2006
[16].四川大学工程制图教研室.机械制图（上，下）[M].北京：北京邮电大学出版社
[17].成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2004
[18].冯冠大.典型零件机械加工工艺[M].北京：机械工业出版社，1985
[19].东北工学院编写组.机械零件设计手册[M].北京：冶金工业出版社，1980
[20].熊文修.机械零件[M].北京：高等教育出版社，1985
[21].方昆凡.公差与配合使用手册[M].北京：机械工业出版社，2006
[22].杨从德等.机械设计课程设计[M].成都：四川大学出版社，1998
[23].孙恒等.机械原理(第七版)[M].北京:高等教育出版社，2001 |
