塑料瓶回收处理器【任务书+Solidworks+CAD+说明书+运动仿真】.rar

-1-沈 阳 工 程 学 院毕 业 设 计 任 务 书题 目：塑料瓶回收处理器学 号：学生姓名：专业班级：学 院：指导教师：职 称：教师单位：设计地点：起止日期：年月日至年月日（任务书下发日期毕业设计答辩日期）-2-1.设计原始条件、主要技术指标与技术参数1.设计原始条件、主要技术指标与技术参数1.1 原始条件19 世纪初塑料面世以来，以轻质、防水、高强度、耐腐蚀、低成本等特性，为人类生活,生产提供了极大便利。但是，废弃塑料也造成了“白色污染”，并且随着人口数量增长，社会经济和人民生活水平的迅速提高，白色污染日益严重。其中塑料瓶被用来当做存放各种物质的容器，塑料瓶使用后最佳的选择就是回收再生利用.前提是垃圾必须分类，在此基础上，应多措并举，从源头、过程、回收利用等多个方面.采取多种方式对垃圾中的废塑料进行处理。1.2 主要技术指标经过对文献资料的学习研究，结合原始条件，形成塑料瓶回收器装置一套，要求整体结构尺寸不超过 3 米2 米2 米，能实现不同种类和尺寸的塑料瓶自动装入或吸入，并可以完成破碎，破碎过程中有速度和温度状态监控，包含入料和破碎监控、排出装置和卡料提醒报警等。1.3 技术参数（1）破碎物料：PVC、PP 及 PET 等塑料瓶（2）回收破碎能力：10-22m/h；（3）最大进料瓶直径：350mm；（4）出料粒度：30mm。2.设计内容（任务）2.设计内容（任务）本课题主要研究的是废旧塑料瓶破碎机机械装置及传动系统的设计。本机构设计的内容包括框架及传动机构设计，主要内容如下：(1)了解相关破碎机机构制造相关企业调研，了解其生产，制造，加工情况。进行市场调查，了解现有破碎机的结构与工作原理。结合本设计课题，查阅相关资料。(2)进行废旧塑料瓶破碎机主体机构装置的运动和结构设计，完成装配图的绘制。进行相关的理论计算。充分分析工件结构，工艺性，了解传动机构装置工作原理，进行必要的计算，确定系统设计的基本步骤，确定基本的参数。(3)完成全部零件的结构设计，合理选用零件的材料，绘制零件图，标注技术要求。(4)选择相关的标准件、和常用件，进行传动系统的设计。3.设计工作及成果基本要求3.设计工作及成果基本要求设计设备的三维（二维）装配图及零件加工图，总量合起来不少于 2 张 A0 图纸（A0，A1，A2，A3 图纸总量合起来 2 张 A0 图）；完成 1 万字毕业设计说明书撰写。侧重于完成破碎机的机械结构设计，并引用机械传动原理、理论力学、材料力学及金属切削原理等多学科，完成破碎机主要零部件的尺寸设计计算，并在此基础完成三维图，二维图绘制，可完成简单的动画仿真模拟。提供不少于 10 篇的文献资料阅读和理解，并在此技术上完成本课题研究。4.时间进度安排4.时间进度安排-3-学期/周次阶段任务预期成果1 3准备开题查阅不少于 15 篇的相关资料，其中英文文献不少于 2篇，完成开题报告4 9总体方案完成总体方案设计及论证1015阶段检查完成塑料瓶回收处理器的机械结构设计第7学期1620参数计算完成塑料瓶回收处理器的机械主要参数计算1 3中期检查绘制装配图、零件图及三维造型图411论文写作完成塑料瓶回收处理器的论文撰写1213毕业答辩设计任务全部完成第8学期1416毕业设计材料存档离校5.主要参考文献与资料5.主要参考文献与资料1林佳洋.微塑料的生态环境风险及其法律规制问题研究D.昆明理工大学,2021.2陈紫仪，聂忆华，王洁雯等.一种废塑料瓶再利用组合式保温节能板材J.再生资源与循环经济,2023,16(10):43-46.3王元荪.一种塑料瓶废料回收处理装置J.再生资源与循环经济,2022,15(12):45.4 任庆蕊,陈珊,宋佳佳等.塑料瓶回收分离粉碎一体机的设计J.云南化工,2021,48(06):98-100.5 sikong L,Hashimoto H,Ashima S,Breakage behavior of fine particles of brittleminerals and coal.power technology,2020(1):11-15.6 许荣杰 锤式破碎机配锤图表的编制和应用，杭州机械工业出版社.7机械设计手册编辑组 非标准机械设备设计手册，航空工业出版社.8Kaliszer H.et al,Effect of dressing upon the grinding performance An nals of the CIRP Vol.25/2/1976,p.27-359朱宝库，机械设计，哈尔滨工业大学出版社.10钱可强，机械制图，第四版，高等教育出版社.11陈宏杰，公差与测量技术基础，第一版，科学技术文献出版.12赵容，互换性与测量技术基础，辽宁科学技术出版社.13邓文英，金属工艺学，人民教育出版社.14许镇宇，机械零件，高等教育出版社.15陈兰芬，机械工程材料与热加工工艺，机械工业出版社.16王中发，实用机械设计，北京理工大学出版社.专业意见学院审查意见经审查，符合 不符合人才培养方案要求。经审查，同意 不同意 下发该任务 书。负责人（签章）：主管院长（签章）：年月日年月日-4-毕业设计（论文）第 1 页 共 5 页毕 业 设 计(论 文)毕 业 设 计(论 文)塑料瓶回收处理器塑料瓶回收处理器Plastic bottle recycling processor学 院：学 院：专 业 班 级：专 业 班 级：学 生 姓 名：学 生 姓 名：学 号：指 导 教 师：指 导 教 师：2024 年 1 月毕业设计（论文）第 2 页 共 5 页毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）中文摘要塑料瓶回收处理器摘 要：在我们的日常生活中，塑料材质广泛应用在食品及商品包装上，尤其以塑料瓶作为饮料容器的情况最为突出，这一做法在带来便捷的同时，也导致了严重的环境问题，即白色污染的泛滥。尽管回收和再加工塑料瓶能够有效缓解其对自然环境的不利效应，但当前的废物回收体系过度依赖人工操作，受限于人力资源的稀缺，大规模废旧塑料瓶的即时分拣与循环利用面临困境。因此，本研究倡议探索使用锤式处理系统来应对这一难题，这一技术路径不仅坐拥丰富的研发背景，并且展现出积极的未来发展潜能。技术突破的初步工作集中于根基方案的拟定，随之推进至核心组件的设计优化、组装策略、精准布局等方面，特别重视关键部件的强度验证与计算，以保障系统的可靠运行。研究的核心议题聚焦于增强锤头的耐久性质及其寿命的延长策略，这一领域将从现有文献中汲取养分。各个构成部件的设计流程中，包括但不限于材质的精选、尺寸的精确定义、加工技术规范，以及与其他部分的协同设计标准，均需依托严谨的数据分析与数学模型，对可能的风险进行全面识别、审查、绘图与量化分析。此外，设计蓝图还囊括了详尽的安装指南、作业流程的组织、以及后期检验机制，同时充分考虑了维护的简便性与安全设施的配置，力求构建一个既高效又环保可持续的塑料瓶处理体系。关键词：塑料瓶；锤式处理器；校核；计算；仿真毕业设计（论文）第 3 页 共 5 页毕业实习与设计（论文）外文摘要毕业实习与设计（论文）外文摘要Plastic bottle recycling processorAbstract:In our daily life,plastic materials are widely used in food and commodity packaging,especially in the case of plastic bottles as beverage containers,which brings convenience at the same time,but also led to serious environmental problems,that is,the proliferation of white pollution.Although recycling and reprocessing plastic bottles can effectively mitigate their adverse effects on the natural environment,the current waste recycling system relies too much on manual operation,limited by the scarcity of human resources,and the immediate sorting and recycling of large-scale waste plastic bottles is facing difficulties.Therefore,this study proposes to explore the use of hammer processing systems to solve this problem,which not only has a rich research and development background,but also shows positive potential for future development.The initial work of the technical breakthrough focuses on the formulation of the basic scheme,and then advances to the design optimization,assembly strategy,accurate layout and other aspects of the core components,with special attention to the strength verification and calculation of key components to ensure the reliable operation of the system.The core topic of the research focuses on strategies to enhance the durability of hammer heads and their longevity,and this area will draw on the existing literature.The design process of each component,including but not limited to material selection,precise definition of size,processing technical specifications,and collaborative design standards with other parts,needs to rely on rigorous data analysis and mathematical models to comprehensively identify,review,map and quantify the possible risks.In addition,the design blueprint includes detailed installation guidelines,organization of the work process,and post-inspection mechanisms,while fully considering the ease of maintenance and the configuration of safety facilities,and strive to build an efficient and environmentally sustainable plastic bottle treatment system.Keywords:Hammer crusher;check;calculation;simulation毕业设计（论文）第 4 页 共 5 页目 录1.绪论.51.1 选题背景以意义.51.1.1 选题背景.51.1.2 选题意义.61.2 国内外研究现状分析.71.3 课题研究内容和创新点.81.3.1 课题研究内容.81.3.2 课题研究创新点.82.总体方案设计.92.1 处理器主要参数确定.92.2 处理器设备安装方案.112.3 处理器的总体结构.113.总体机械传动设计.123.1 带传动.123.2 处理器构设计.153.2.1 锤头设计计算.153.2.2 锤头支座的设计.163.3 主轴设计.173.3.1 主轴结构设计.173.3.2 主轴强度校核.184.建模设计.194.1 软件简介.194.2 建模过程.205.工程图设计.235.1 部件图和零件图.235.2 尺寸形位公差.246.设计中考虑的安全与环保问题分析.266.1 设计中考虑的安全问题分析.266.2 设计中考虑的环保问题分析.26毕业设计（论文）第 5 页 共 5 页结论.1致谢.2参考文献.31.绪论1.1 选题背景以意义1.1.1 选题背景自 19 世纪初期，由于其质轻、耐水性、强度高、耐腐蚀、价格低廉等特点，给人们的日常生活和生产带来了巨大的方便。然而，伴随着我国人口的不断增加，毕业设计（论文）第 6 页 共 5 页以及人们的生活质量不断提升，垃圾还产生了“白色污染”。塑料瓶主要用于储存不同的物品，而对于塑料瓶子来说，最好的办法就是回收利用。在这种情况下，需要进行分类，从源头到过程，再到回收利用等各个环节，采用不同的方法来处置垃圾中的废旧塑料。在国际社会日益关注环保问题的今天，国内已开始采用废旧塑胶瓶的循环使用与集中处置来降低其对生态的危害。像欧洲塑胶生产商联合会这样的机构在2019 年三月启动了一项旨在降低塑胶废弃物排放量，并鼓励对塑胶再使用与再循环科技进行深入研究的活动。甚至要从法律上提高对废弃塑胶再循环的关注，积极研发各类废弃塑胶再循环利用的核心科技。回收是指对已用完的塑胶瓶子进行色彩分类，然后对其进行清洗、切碎、制粒等工序后，成为可重复使用的塑胶产品原材料粒子。现在的塑料瓶子的分类，一般都是手工进行的，因为它是一种生活消耗品，需要大量的资源来进行回收，而且因为它的生产条件很差，而且因为它的生产条件太差，导致它的工人普遍缺乏，而且他们的年纪都很大，手工的工作效率不高，所以现在的工业部门开始采用全自动的机械来取代手工来对其进行分类，然而，因为这些瓶子的种类繁多，形状各异，使得常规的机械视觉方法对其进行了初步的筛选，仅能够区分出一些具有特定特性的小瓶子，而不能有效地解决重复的塑料瓶鉴别率低、检测速率慢等问题。本研究项目旨在深入探讨塑料瓶回收处理技术，特别是聚焦于处理器技术的革新。在此过程中，我们将以早期标准处理器为起点，开展研究工作，旨在设计一种改良版的、配备先进刀具系统的处理器，以此作为对既有技术的改进与突破。1.1.2 选题意义在自动化机械领域科技进步和工业 4.0 浪潮的共同作用下，我们正见证着创新设计方案推动下的高品质塑料瓶循环处理系统的发展，这系统性地减轻了小型企业的经济负担，同时优化了人力资源配置，依托新兴技术引领塑料回收处理技术的革新道路。高等教育阶段的终极挑战毕业设计项目，扮演着从学术向职场过渡的实战预演角色，凸显了全面知识体系、深刻的机械设计原理认知及自动化技术理解的重要性，这些是完成符合标准的毕业设计不可或缺的基石。与一般课程设计项目相异，毕业设计更加强调对既有市场设备的深度分析及综合理论与实践的循环毕业设计（论文）第 7 页 共 5 页迭代能力培养，这一过程促使学生全面把握现代机械设计的核心思想。历经时日与机械设计软件的精通学习，学生能在适度的复杂度管理下，实现令人满意的毕业设计作品，此过程被广泛视作衔接学府与社会、实践知识转化的关键环节。尽管毕业设计的议题选择可能与未来具体从事的机械设计职业存在差异，但通过执行一个跨学科的系统设计项目，实质上增强了在未来工作岗位上应对多样化设计需求的灵活性。机械设计的精髓在于其普遍适用性和对设计师综合理论素养及实务操作能力的考验，而非仅依赖于单一技术的纯熟。完成一项高质量的毕业设计，从立项报告的起草、设计图纸的精确绘制到技术规格的严谨计算，每一步都是对跨领域知识的综合应用与反复验证，彰显了设计者深厚的综合素质与准备状态。因此，这一连串活动不仅是对技术能力的深化，也是对未来职场适应性和问题解决策略的前瞻性培育。1.2 国内外研究现状分析在处理器作业期间，其能耗显著，尤其是在物料粉碎步骤，伴随的碰撞与摩擦作用易致机械组件的大幅损耗，并诱发粉尘排放，造成环境污染问题。因此，众多设计者致力于提升设备的工作效率与节能水平，同时保证破碎作业满足具体标准，诸如粒度控制、有效矿石与杂质分离、维持矿石完整度，及减少粉尘产出。研究的侧重点落在理论基础的探索与机械技术的创新，旨在通过这两方面的进步，实现设备表现的全面优化。市场上，关于处理设备的理论研究，主要围绕历史案例分析与数据推论两方面展开，但对该领域内在规律的深入理解仍需更多努力。传统能耗理论，如Rittinger 的表面积法则、吉尔皮切夫和 Kick 的体积法则，以及 Bond 的裂隙法则，虽然各自提出了见解，但均存在一定的局限性，显示出处理器理论体系尚不完善，有待加强。随着现代科技的演进，矿用处理器的开发集中于应用新技术进行零部件的仿真研究，旨在通过结构优化和增强耐磨性能，达到节能减排、提升作业效率和延长设备寿命的目标。在确定处理器的关键技术规格时，研究涵盖主轴承规格、锤头质量及电机装机功率的选取。主轴承尺寸依据生产量计算公式来确定，并据此评估主轴的负载情况，轴径则根据弯扭等效公式计算得到。锤头质量直接影响粉碎效率、生产能力及能耗，不同研究方法提供了多种计算公式以精确评估不同重量锤头对性能的影响。在锤击式处理设备的设计中，确定电机功率的需求通常起始于对处理物料力毕业设计（论文）第 8 页 共 5 页学特性的深入理解，并构建单个粒子与锤头碰撞的力学模型以评估碰撞瞬间所需功率，随后叠加各种额外能耗，最终确定安装所需功率。该设备的核心结构组成包括主轴与转子组件，其操作行为的解析主要借助三维建模工具和动态仿真手段来完成。轮式或锤式处理设备的工作核心在于破碎物料，通过运动仿真详细分析锤轴的速度和加速度模式，其中，主要依靠对主轴和转子受力情况的分析，利用有限元分析技术，对主轴直径和锤头设计进行优化，以提升设备性能。目前，全球范围内的设计者大多遵循预设标准，通过模拟单个锤头与材料样本的碰撞来研究，但在实践中，特别是在销轴连接的锤式设备中，关键部件的受力情况复杂，难以仅凭理论计算全面把握，显示出理论分析与实际情况的差异。受力分析虽至关重要，但基于关键部件尺寸的传统设计方法与三维仿真技术的集成应用尚不够广泛。针对锤式设备中锤头与销轴的连接设计，精确界定碰撞着力点，旨在控制成本的同时，减轻销轴及相关组件所承受的负荷，以期延长设备使用寿命并减少能源消耗。通过分析设备的振动特征，如振幅与频率，可追溯零部件振动的成因并制定对策，同时，还包括对设备自身平衡特性和锤头最大偏转角度的研究。存在的主要挑战在于锤头的耐磨性不足，故而依据锤头的冲击速率选择高性能耐磨材料，成为改善其耐久性的关键途径。1.3 课题研究内容和创新点1.3.1 课题研究内容在广泛搜集并深入研究国内外处理器的文献资料后，我系统掌握了该领域的基本原则，并通过细致的对比分析与实证研究，决定在传统处理器分析的平台上，规划我的毕业设计研究议题，具体涵盖以下几个要点：1.借鉴现代锤式处理器的设计智慧，明确升级后处理器的关键技术指标与基本结构框架，并深入评估锤式处理器的部署策略，以确保设计的科学性和可行性。2.融合原料的筛选、初步破碎到深度处理的策略，精心设计锤式处理器的全貌构造，旨在打造一个高效能的物料处理系统。3.在与其他处理器形式的比较中，我将致力于创新锤头与底座的连接技术，探索并验证一种更为高效的连接模式，旨在显著提升整体的耐用性，延长设备的使用寿命。4.采用三维建模技术完成处理器的全面设计，并对设计中的核心组件进行力学性能的量化分析，通过这一系列步骤，实现结构上的精妙优化，提升整体设计的效能与合理性。毕业设计（论文）第 9 页 共 5 页1.3.2 课题研究创新点经过重新组织语言，以下是对原始内容的另一种表述：在深入研究现有的文献资料后，我们认识到尽管破碎处理器技术已被广泛应用，但现有的锤式破碎处理器在物料进料机制、与其他设备的协同兼容性，以及锤头与支座在装配与实际操作上的配合，仍面临一些局限和挑战。鉴于此，本研究项目致力于通过以下方面的创新和改进，以克服这些局限：处理流程的优化：我们计划引入一个前置筛选步骤，用以剔除过大或过小的物料，确保只有符合规定尺寸的物料进入破碎流程，进而提升破碎效率和精准度。安装方式的革新：我们设计了一种新颖的地面独立安装架构，并整合了弹簧缓冲系统。这一创新不仅拓宽了设备的适用场景，还能有效减少工作过程中的振动，确保设备的稳定运行。连接机制的改进：针对锤头与支座的连接问题，我们决定摒弃传统的固定连接方式，而是引入动态铰接设计。这种设计变革旨在减轻因物料破碎不均匀而引发的卡顿现象，降低电机因过载而受损的风险，从而提升整个系统的稳定性和耐用性。毕业设计（论文）第 10 页 共 5 页2.总体方案设计2.1 处理器主要参数确定一般来讲，处理器主要参数如下：1、破碎能力在矿井作业环境中，破碎过程具有其独特的特点，与冶金和建筑材料等行业的破碎操作存在显著差异。特别地，矿井下的破碎作业量并非仅由工艺参数决定，而是直接受到输送带上物料数量的动态影响。这意味着破碎操作的强度会随着物料供应量的变化而调整。在参考 MT/T493-2002顺槽用处理器标准时，我们注意到轮式处理器的破碎能力涵盖了多个序列，如 500t/h、800t/h、1000t/h、1500t/h 以及 1800t/h等。本研究的重点将集中在 1000t/h 的处理器能力上，旨在探究其在实际矿井破碎作业中的应用效果及优化潜力。我们将通过深入研究和分析，确保该处理器能够高效、稳定地处理每小时 1000 吨的物料，以满足矿井生产的实际需求，并进一步提升矿井破碎作业的效率与安全性。2、最大进料与最大排料粒度按照塑料瓶的尺寸预估，处理器的进料的粒度最大是：煤矿井下溜煤口的设计尺寸通常为 300mm300mm 或 400mm400mm，以确保适当的物料流量。为了防止体积较大的塑料瓶等杂物堆积导致进料口堵塞，我们采取了必要的预防措施。同时，为了确保微粒能够顺畅地通过排料口，我们设定了排料口所能通过的最大粒度限制，即不超过 150mm150mm，以保证煤矿生产的顺畅与安全。3、转子直径与长度在参考锤式处理器的整体机器结构设计时，我们发现其关键参数和特性均符合本次设计的预期要求。根据物料的大小，我们确定了转子的直径 D。一般而言，转子直径与给料块的大小之间存在一定的比例关系，通常为 1.2:5 的比例。然而，对于大型的机器设备，我们考虑将这一比值调整为 2，以适应更大的给料尺寸。举例来说，当给料的大小设定为 500mm 时，我们将根据这一比例原则来确定转子的直径。mmD10002500当物料对冲击的抵抗能力较强时，宜选取较大的比率值。在常规情形下，转子的直径与宽度之间的比例推荐设定为 D/L 等于 1.25。mmDL80025.1100025.14、初算转子转速锤式处理器的转子转速 n 按锤头所需的圆周速度计算，即毕业设计（论文）第 11 页 共 5 页Dvn60锤头的周边速度需根据物料特性、预期破碎后颗粒尺寸以及锤头耐磨性来定制。一般说来，中小型设备的运转频率位于 750 到 1500 转/分钟区间，相应的周边线速为 25 至 70 米/秒；而大型设备的转子转速则调节在 200 到 350 转/分钟，线速度保持在 18 至 25 米/秒范围内。转速的提升能够细化破碎产品，但也伴随着能耗的上升。在高速旋转状态下，物料难以有效接触锤头，导致锤头顶端及衬板、格栅条承受严重磨损。从制造角度看，高速运行要求零件的高效加工及精密组装。因此，为了满足特定粒度规格，转子的周边速度选取趋向于较低数值。在大型破碎设备的应用场景中，由于对破碎产物的粒度并无严格标准，导致产物粒径偏大，操作方式较为粗犷，适宜调低转速。基于减少锤头、衬板及篦板损耗和节约能源的原则，设定锤头圆周速度为 17 米/秒，据此计算得出转子应以 325 转/分钟的速度运转，以达到理想平衡。min/325114.3176060rDvn此阶段的转子转速仅为初步预估，后续需根据电机型号的选择、带传动系统设计等因素做进一步调整，以精确确定最终的转子运转速度。5、功率锤式破碎机的能量消耗受制于物料特性、喂料的周向速度、破碎比率及生产效率等因素，但至今尚未形成一个统一的完整计算公式。在电机选型以确定所需功率时，通常依据实践经验与实验累积的数据，采用以下经验性公式进行初步估算：LnkDPm2式中：mP电机功率，KW；k经验系数，一般取 k=0.1-0.5,处理器规格大时取上限；D、L分别为转子锤头外缘的直径和长度，m；E转子转速，r/min。在这里，取 k=0.3，代入已知数据，则到：KWLnkDPm783258.013.022因此，电动机功率选取75mPKW。根据具体工作环境，选用适合的三相异步电动机。2.2 处理器设备安装方案本设计所选取的锤式破碎装置被精心配置于皮带输送带尾端的正下方，紧邻毕业设计（论文）第 12 页 共 5 页塑料瓶的进料口，以便实现高效破碎。考虑到不同尺寸的进料口，我们为锤式破碎装置制定了以下安装细节要求：稳固支撑结构：为了保证锤式破碎装置在工作过程中的稳定与持久，我们特别设计了一个坚固的主体框架作为支撑，确保它能够承受各种工作条件下的压力。顺畅进料设计：为了让物料能够流畅地进入破碎装置，我们调整了输送带的头部滚筒位置，使其与破碎装置的导向槽紧密贴合，同时确保滚筒中心略高于导向槽顶部，从而确保物料能够顺利过渡至破碎区域。精细排料布局：我们精确计算了破碎机的排料口、导料槽底部与进料口上部之间的相对位置，以确保物料在破碎后能直接、准确地落入料仓中央。同时，我们也考虑到整体布局的灵活性，允许根据需要对输送带头部滚筒进行微调，以满足不同的空间布局需求。安全空间预留：在完成安装后，我们特别在设备与井壁之间预留了至少 1 米的安全间距，这既为操作人员提供了方便的通行空间，也满足了安全疏散的要求，确保在紧急情况下能够迅速疏散。2.3 处理器的总体结构本设计的处理器整体架构可详细划分为以下几个关键组成部分：动力传输体系：这一体系主要由三相电机、V 型带传动组件以及主动和被动带轮等构成，它承担着为处理器提供稳定破碎动力的重要职责。电机轴与主动带轮通过精确的键连接紧密配合，确保电机产生的功率能高效、平稳地通过 V 型带传递给破碎单元。破碎单元：作为处理器的核心组成部分，破碎单元集成了主轴、锤座、锤头及轴承等关键部件。该单元通过高速旋转和精确的锤击动作，有效地将大型塑料瓶破碎成细小的碎片，从而满足后续处理或回收的需求。稳定支撑底座：底座部分采用坚固的型钢结构，并配备压缩弹簧，确保设备在高速运转时依然保持稳定，有效防止意外移动。同时，压缩弹簧的设计还能有效减少设备运行时的振动和噪音，为操作人员提供更为舒适的工作环境。安全防护系统：该系统包括处理器顶盖和车轮防护罩两部分。处理器顶盖通过螺栓牢固地固定在底座上，为内部机械结构提供全面的保护。车轮防护罩则采用坚固的铁质材料制成，同样通过螺栓固定在底座上，有效防止了设备在高速运转时可能产生的意外伤害，极大地提升了操作过程的安全性。毕业设计（论文）第 13 页 共 5 页1-轴 2-锤架 3-锤头 4-篦条图 2.1 锤式处理器结构组成锤式处理器的结构包含主轴、锤架与锤头。锤头按处理需求定制，可摆动约120 度以保护外壳。旋转体（转子）由主轴、锤架、锤头组成，物料进入后经高速旋转锤头撞击破碎，再撞击内壁与栏杆进一步破碎。合格矿石通过特定出口排出，大颗粒继续破碎至合格后排出。为确保顺畅，材料含水量需低于 10%。3.总体机械传动设计3.1 带传动常规电动机的配置倾向于拥有较高的额定转速。在物料破碎操作中，为防止破碎物向上飞溅造成安全隐患，必须在电动机与处理器主轴间实施减速传动。锤式破碎机采纳了带传动机制来达成这一目标，该系统不仅实现了减速目的，还展现出以下显著特质：1）卓越的弹性特质，增强了物料冲击的缓冲效果，确保传动过程的平顺；2）遭遇超负荷时，皮带与带轮间的滑动设计可作为自我保护机制，防止关键部件受损。设计的处理器结构框架已在图表中详尽展示，允许用户通过调节两带轮中心距离，运用调节螺丝移动电机基座来调整 V 型带的张紧度。电机设计为可沿 V 带张力相反方向微调，确保 V 带保持紧绷状态，防止滑脱。同时，所选定的电动机不仅满足功率标准，其转速也经过仔细校准，以适配必要的减速要求。min/9601rn，由于破碎大塑料瓶所需破碎主轴的转速min/3252rn，传动比毕业设计（论文）第 14 页 共 5 页3325/960i。以下参考文献进行带传动设计。1）传动带的选择选为普通 V 带传动 确定计算功率caP由表 8-7（机设）查得工作情况系数4.1AK 由式KWpKPAca105754.1。2）选择 V 带型号查图 11.15（机设）选 D 型 V 带。3）确定带轮直径1ad,2ad参考图 11.15（机设）及表 11-6（机设），为避免 V 带弯曲应力过大，V 带轮不能过小。查表，选取主动带轮直径mmda3551。Hda5.177235521（电机中心高符合要求）验算带速 由式:smdnva/8.1710006035514.3960100060111因为smsm/30v/5，故带速合适。根据前面方案介绍，传动比 3i:mmiddaa1065355312从动轮转速:min/320396012rinn4）确定中心距0a和带长dL按式（机设）初选中心距:)(2)7.021021aaaaddadd（28409940 a取mma10000按式（机设）求带的计算基础准长度0L毕业设计（论文）第 15 页 共 5 页mmaddddaLdddd5.47334)()(2202212100查相关资料，取带的基准长度mmLd4620按式（机设）计算中心距：ammLLaad94525.473346201000200按式（机设）确定中心距调整范围mmLaad6.1138462003.0100003.0maxmmLaad7.9304620015.01000015.0min5）验算小带轮包角1由式（机设）12013560180121adddd6）确定 V 带根数 ZLdKKPPPz)(00式中，0P单独一根 V 型带所能传递的额定功率值，是通过查阅相关表格获得的，并采用内插法进行精准确定。取KWP160；1iP时传递功率的增量，查表，用内插值法，取9.2P；K小带轮包角修正系数，查表，用内插值法，取875.0K；LK带长修正系数，查表，取94.0LK；代入已知数据，得794.0875.0)9.216(105)(00LdKKPPPz取7z根。7）计算单根 V 带初拉力0F目标在于配置带轮于主轴及轴承上时，需先评估带传动在主轴承受力的程度。在此过程中，假设两边拉力差异可忽略，仅需估算带两侧的初始均衡拉力状态。每条 V 带的初始拉力 F0 的计算方法如下所示：毕业设计（论文）第 16 页 共 5 页NqvKvzPFaca160)15.2(50020上面，qV 带，单位是 kg/m。查表，对于 D 型带，q=0.6 kg/m，已知数据代入上式，V 带的初始拉力为NqvKvzPFaca9708.176.0)1875.05.2(78.17105500)15.2(500228）计算对轴的压力QF，由式（机设）得NNZFFQ12494)2135sin97072(2sin2109）确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图主动带轮基准直径mmdd3551采用实心式结构。从动带轮基准直径mmdd10652采用轮辐式结构。基于主带轮和从动带轮的设置位置，确定的作用力方向约为水平面倾斜 17。大尺寸皮带轮选用了重达 800 公斤、材质为灰铸铁 HT250 的铸造件，因其较大的转动惯性矩，能显著增强设备运行的稳定性与平顺度。3.2 处理器构设计处理器的关键结构组件由主轴、锤座、锤头及轴承等组合而成，它们共同承担着将大体积塑料瓶破碎的核心任务，构成了处理器的核心结构。设计意图在于减轻锤头与锤座间的直接冲击力，故而采用活动针轴连接方式设计锤头，这借鉴了其他处理器的有效做法。为进一步缓解锤头击打物料时对针轴造成的冲击力，以及减少主轴承受的冲击负荷，采取了相应的设计优化。3.2.1 锤头设计计算在设计中，综合考量了转子宽度与塑料瓶最大直径的关系，以及借鉴了顺槽式轮式破碎机锤头排列方式，本处理器配置为双列布局，每列两个锤头，共计四个锤头，呈轴对称分布，以此来增强设备运转的稳定性。锤头的选择及质量直接影响破碎效果和能耗。传统上，锤头设计遵循能一次性破碎最大块体并尽量减少能耗的原则，避免锤头反冲。但考虑到塑料瓶入料尺寸较小，若遵循常规选择重锤头，则会导致能耗过高。因此，本设计改变了策略，选用较轻的锤头设计，允许在遇到较大塑料瓶时有轻微后退，初次打击不一定完全破碎物料，而是通过连续的回弹累积能量，最终实现物料破碎。对于低转速（n=200-350 r/min）的锤式处理器，利用现有文献中的功率计算公式，可以逆向确定适合的锤头质量。毕业设计（论文）第 17 页 共 5 页KniRPm3261022.11式中，m锤头质量，kg；P 锤式处理器所需功率，kW；有效利用率，一般取=0.70-0.85；i处理器锤头总数；R转子外端半径，m；n处理器转速，r/min；K修正系数与锤头击中物料的几率紧密相关，该几率受锤头的圆周线速度影响，表现为圆周速度的提升会导致击中概率下降。锤头圆周线速度 v=17m/s 时，K=0.44；v=23m/s 时，K=0.20；v=30m/s 时，K=0.06；v=40m/s 时，K=0.03。选用的电机功率 P=75kW,R=0.5m，n=325r/min，i=3。值取=0.80，K=0.44，将已知数据代入上式，得 m=44.5kg，取锤头质量 50kg。kgKniRPm5.4444.03255.048.0751022.111022.11326326为了确定塑料瓶的最大破碎颗粒质量，我们设定最大颗粒尺寸为 500mm x 500mm，依据 500mm 边长的立方体体积，采用 1800kg/m的密度进行计算，得出颗粒质量约为 225kg，此质量远超出了单个锤头的重量。因此，当锤头遭遇大颗粒时，会在撞击后发生反转动作，防止了锤头与破碎腔体或其他部件的堵塞情况，通过重复锤击，逐步达到破碎目的。此外，锤座被设计为杆状结构，旨在强化冲击力和破碎效能。3.2.2 锤头支座的设计锤座的核心作用在于蓄积并释放适量的惯性动能，以保障处理器运行时的稳定性，并实现对塑料瓶的有效冲击、破碎及撕扯效果。锤座选用的材料为高强度铸钢“ZG270-500”，通过铸造工艺制造。在主轴设计上，为减轻锤座连接时因键槽造成的应力集中问题，未采用传统的平键槽配合，而是选用了非平面的周边定位方式，以分散应力。为了便于锤座的铸造及安装，主轴上的锤座接口设计为对称结构，通过 8 个螺栓将两半部分牢固地拼接固定在一起，确保了安装的对称性和稳定性。3.3 主轴设计主轴是处理器结构中的一个至关重要的组成元素，其设计与制造需达到严格的精度标准，并确保具有必要的力学强度属性。3.3.1 主轴结构设计1、初步估算主轴的直径普遍来说，主轴传递的扭矩大小原本可根据扭转强度预估其直径，但由于主毕业设计（论文）第 18 页 共 5 页轴承受的力分布复