超细粉碎装置的研究及厨用粉碎机的设计

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1、超细粉碎装置的研究及厨用粉碎机的设计摘要：本文以笔者去年参加浙江大学机械设计竞赛的作品为依托，通过对当前超细粉碎装置的行业面、技术面进行比较详细的分析和介绍，进而得出参赛作品的设计理念和实现原理，最后列出了作品的各项参数、机构运动简图和参赛感想等相关信息。关键字：机械设计竞赛、超细粉碎装置、设计理念、机构运动简图去年浙江大学的机械设计竞赛的主题是绿色与环卫、厨卫装置的设计。我和其他两位同学组队参加了这次竞赛，参赛的题目是厨用研磨机。一般家庭的黄豆、胡椒等等颗粒状的食物都是通过手动的粉碎装置，将其磨成粉末。目前市面上也有成品的厨用粉碎装置，也基本上能够实现磨粉的功能，甚至能够粉碎难以

2、磨粉的纤维结构的药材，这些产品的体积较小，功能也齐全，只是很难知道它们的内部结构和实现原理。我们小组想通过搜集各种资料，了解几种粉碎机构的原理，利用已经学过的机械设计和机械原理知识，设计一种体积小，功能齐全，易于实现的厨用粉碎装置。从整个粉碎技术的行业面来分析，物料的超细粉碎技术涉及的行业十分广泛，就目前不完全统计将近20个，详见下表。对各行业而言，所需的粉体粒度是不一样的。比较一致的看法是lOµm以下为超微粉碎，大于lOµm为超细粉碎。目前国产设备生产的超微粉体的粒度已突破1µm，国内许多单位可以生产到0．31µm或更细一些。我们设计的厨卫装置粉碎机在行业分析中属于食品加工机械，

3、体积较小，功能单一，加工出来的物料颗粒大于lOµm，属于超细粉碎。由于是通过电动机带动工作机械的，不会对环境造成污染。粉碎装置的技术前沿研究，目前国内超细粉碎技术的总体水平是：①能够生产出目前在工业上应用的各类超细粉设备。②我国已能够工业化大批量生产平均粒径1um左右的超细粉体，如超细重质碳酸钙、超细高岭土(包括煅烧高岭土)、超细滑石、超细石墨、超细云母、超细碳化硅、超细二氧化硅以及氧化铝和氢氧化铝、氧化镁和氢氧化镁等：③由于新材料技术的发展，设备的磨耗有了显著降低。④已有部分超细粉碎设备和技术出口到东南亚、东、非洲等发展中国家。上面所述的这些粉碎设备水平，主要是针对工业系统而言，

4、与本设计的内容关系虽然不大，但是工业技术最前沿的理论知识往往能够给设计者以指导。实现粉碎的技术有很多种，气流磨、高速机械冲击磨、搅拌球磨、砂磨、振动球磨、旋转筒式球磨、塔式磨、旋风或气旋流自磨、高压辊(滚)磨、高压水射流磨、胶体磨等。以下图片是超细粉碎设备类型及应用：其中，气流磨是最主要的超细粉碎设备之一，特别是粉碎产品粒度细、纯度要求高和附加值较大的物料时。从上表可以看出，气流磨的工作原理是冲击和碰撞，给料粒度小于2mm，虽然粒度基本可以满足厨用粉碎装置的要求，但是由于其工作原理主要利用的是冲击和碰撞，这不可避免要造成较大的噪声，对厨房的环境造成污染。我们在设计的过程中必须考虑到

5、这些问题。下面是我们找到的一些粉碎机械的专利技术，在我们的设计当中，间接的用到了其中的几个技术的原理，这种利用不是简单的硬搬死套，而是通过了一定的组合才实现了我们的设计，不过我们的设计看上去却很简单，而且容易理解和实现。当然功能没有工业系统中的粉碎机那么齐全和强大，磨粉能够达到的粒度也没有以下专利中的那么小。专利一：本实用新型涉及一种机械，特别是一种用于粉碎1000目以上细度的粉碎机。电机直联主轴，该主轴为定心状，轴下端装有送风口，壳体内上部装有分体可拆式排料扇，装干加速盘上的分料体为燕尾槽结构装配，支撑脚垫装有弹性垫。提出一种可拆换排料扇、降低机器温度，便于安装拆换部件的新式超细

6、粉碎机。专利二：本实用新型是一种立式螺旋搅拌球磨机，用于处理细粒级矿物的研磨。对主轴叶片进行了耐磨处理，在主轴叶片底都有一个锥体结构，设置了主轴悬挂部，提高了整机运行的稳定性，消除了振动，提高了叶片使用寿命。专利三：本发明公开了一种湿法搅拌磨机，用于物料的超细粉碎，为了克服现有湿法搅拌磨机更换填料麻烦、使用寿命短及研磨浆料和研磨介质分离不彻底的不足，采用的技术方案是：这种湿法搅拌磨机，包括套设于主轴上端的填料座、套设于主轴下端的下拔盘和套设于主轴中部的上拔盘，填料座由二个可拆卸式半圆体构成，两个半圆体两端分别固连在一起，下拔盘为倒锥体，上拔盘以主轴为中心呈下凹状。本发明可方便地完成

7、填料的更换工作；又主轴在运转时具有良好的平衡性，可有效地延长主机寿命；再，在重力作用下使研磨介质获得一个向主轴运动的力，使研磨介质不会往上冒，这样便于研磨浆料和研磨介质的分离。专利四：一种冲击式粉碎机，主要包括进行粗粉碎的摆锤式粉碎机构和进行细粉碎的销盘式粉碎机构，在两级粉碎机构之间安装有定目筛网，借助两组粉碎机构之间较大的速度差形成的压力差，物料经过第一级粉碎机构粉碎后可自动通过定目筛网进入第二级粉碎机构，无需专门的下料装置或工人操作即可完成下一步的粉碎工作，且粉碎