摘 要

在这篇计算说明书中主要研究对象是PM300型盘模干法造粒机。首先讲解了粉体技术的定义，也对复合肥的性质做了阐述和研究。这篇文章不单单介绍了盘模造粒还有其他形式的造粒说明。但最主要的还是盘模造粒机的结构设计，性能分析和零部件的具体尺寸。本文分析了盘模干法造粒机的主轴，轴承，压轮，传动零件的受力情况，设计了简单的力学模型，同时利用挤压力和功率消耗的计算公式对造粒机的主要结构参数进行了研究和分析，为了验证造粒机的设计对所有非标准件做了系统校核。最后是PM300型盘模干法造粒机的设计计算说明

该型造粒机结构简单，组成部分为发动机，减速器，传动装置，主轴，锟轮架，平模，压轮。

关键词 复合肥 造粒机 盘模

Abstract

In this calculation manual, the main research object is the PM300 plate mould dry granulator. Firstly, the definition of powder technology is explained, and the properties of compound fertilizer are also described and studied. This article not only introduces the disk molding granulation but also other forms of granulation. But the most important is the structure design, performance analysis and the specific size of parts. This paper analyses the plate mold dry granulating machine spindle, bearings, roller, force of the transmission parts, design a simple mechanics model, calculation formula of using extrusion pressure and power consumption at the same time of pelleting machine main structure parameters are studied and analyzed, in order to validate the design of the granulator of all non standard parts to do the checking system. Finally, the design and calculation of PM300 plate mould dry granulator are explained

The structure of the granulator is simple, the components of the engine, reducer, transmission device, spindle, roller frame, flat die, pressure wheel.

Key word organic fertilizer granulator

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 粉体技术 1

1.1粉体技术 1

1.1.1粉体的定义 1

1.1.2粉体技术的研究 1

1.2复合肥的特性和造粒手段 2

1.2.1复合肥 2

1.2.2造粒方法 2

第二章 盘模造粒机简介 5

2.1盘模造粒机的工作原理 5

2.2盘模造粒机的结构 5

2.2.1挤压式盘模造粒机的结构的选型 5

2.2.2辊轮结构的确定 6

2.2.3切刀安装方式和切刀数目的确定 6

2.2.4电动机的安装方式及传动减速方式的确定 7

第三章 粒径 8

3.1 粒径 8

3.2 粒径分布 8

3.3粒径的形状 8

第四章 PM300型盘模干法造粒机的设计计算 9

4.1盘模干法造粒机设计主要参数确定 9

4.1.1辊轮设计 9

4.1.2生产能力确定 10

4.1.3电动机以及减速器的型号选定 12

4.1.4 设计带传动 12

4.1.5带轮结构设计 15

4.1.6 轴的设计 16

4.1.7主轴上的周向定位 18

4.1.8轴的强度校核 19

4.1.9轴承较核 20

4.1.20盘模设计 21

第五章 经济效益分析 22

5.1成本概算 22

5.2税费 22

5.3利润 23

参考文献 24

结束语 26

第一章 粉体技术

1.1粉体技术

1.1.1粉体的定义

对于所有的物质都有其相应的存在形式，在宏观世界中分为两种存在形式分别为流体和固体，这里主要研究固体的性质。而粉体技术就是对固体颗粒做研究的一门技术，粉体工业就是用不同方法来处理物料。粉体工业是一个追求实用性大于科研意义的技术是因为其本身是一门新兴技术。粉体技术是一门综合性学科，它不单单研究粉体的物理性质也包含了如何利用粉体的性质来对其处理加工的设备的研究。

1.1.2粉体技术的研究

粉体工业随着不断完善和快速发展已经在很多行业都广泛使用。在工业和农业上的应用尤其突出，粉体工业解决了很多生产问题，比如矿产的开发利用，又像饲料的快速生产。因此粉体技术已经渗透到人类生活和实体工业的点点滴滴，在为人类科学研究的发展起到了重要影响。

粉体技术的发展和研究方向：

（1）提高产品的精度和水平

在对不同物料生产时如何做到粒径的一致性，在制造颗粒时其密度和颗粒大小对于生产水平要求极高。想要提高生产水平就要利用粉体技术的科学计算来根据生产要求制造不同的生产机器。

（2）提高效率和减低能耗

粉体颗粒的制造必定与加工设备相关，那么设备的损耗和生产能耗又是一个不得不解决的问题。在把粉体加工到颗粒的过程所需的能量很大，在生产过程中设备免不了要有高强度的物理摩擦造成的设备损耗。设备的选材，系统的设计，发动机的选型每一步都相当重要。通过研究和计算提高能量的利用率提高设备寿命，避免没有必要的能源浪费。

（3）技术的创新

与世界先进国家相比，国内的粉体技术还不够成熟，美国等国家在设备的精细程度上有更深层次的研究。大型的、多样的和自动化的工业设备是粉体工程的发展趋势之一。在做到生产要求的情况下节能减排是满足近年来的可持续生产的另一个发展趋势。例如以下方面：（1）粉体的微细化与功能化 ，（2）粉体的深加工与装备，（3）过程控制自动化，（4）新技术、新工艺的运用。

1.2复合肥的特性和造粒手段

氮肥，磷肥和钾肥其中任意两种或两种以上的用化学或者物理方法混合在一起的复合肥料，叫复合肥料。它的养分比较综合而且也便于加工的特点，尤其是其肥料效果突出都让其成为了最高效的肥料。

1.2.1复合肥

本文的造粒物料选用复合肥，复合肥大多由生活废料或动物粪便制作而成，也有由人工合成的氮磷钾肥混合而成。这些年工业生产的废弃物的排放量日益增加，使得以资源利用和无害环保为主的的固体废弃物处理技术的快速发展。我国大力推广发展生态农业走上可持续的发展道路，提高对工业生产带来的废料的利用率，特别是用富含有机质和一定量氮、磷、钾等营养元素的有机废物来发展再利用产业。

有机复合肥设备是用于对固体废弃物的无害化处理和资源化利用的专业设备。设备采用的主要原料为禽畜粪便等有机废弃物，经过（1）预处理（2）槽式发酵（3）混合（4）造粒成型（5）冷却包装等工序来完成有机肥工厂化生产，实现废弃物的资源化再利用。有机复合肥设备的主要组成机器有发酵激活机、发酵槽、混合机、造粒机、冷却包装机等。本课题研究的是有机复合肥的成型造粒机。

1.2.2造粒方法

国内外造粒技术经过发展，造粒技术也更加完善。造粒技术主要有（1）压力成型、（2）喷雾干燥、（3）热熔融、（4）搅拌、（5）沸腾等^[1]。国外造粒通常选用大型自动化的造粒设备这些设备拥有检测监控系统使生产的自动化程度提高。我国造粒技术是根据国外技术为基石，同时针对国内情况加以完善和改进。

1.搅拌法造粒是将物料混合粘接剂后一直搅拌，粘接剂使固态细粉末的接触更加紧密通过搅拌和粘结力使物料呈颗粒状。这种造粒方法的优点使机构相对简单而且产量大但其生产的产品粒径不一而且颗粒内的密度不均匀，最重要的是颗粒的强度低容易散开。

2.沸腾制粒法是一个综合性技术，由流化技术和喷雾技术相结合。这种造粒方法是一次性完成制粒工序和干燥工序，实现一步法制粒。使原料粉末在机箱内呈现为流态化，再将粘结剂用喷雾技术喷到物料上使其成粒，再使其干燥后排出机体。

3.压力成型法使靠施加压力使物料的体积发生变化，不同的设备施加的压力方式并不一样，但都是利用物理方法使物料的密度发生变化。压力成型的难度是如何有效的传动使压力均匀的施加在物料上同时并不是所有的物料都适合压力法。挤压造粒成型机的造粒方法是使原来松散的物料在压力的作用下让物料呈现出液向桥粘结力。同时由于辊轮摩擦挤压产生大量的热能把物料提升到45～55℃，这样物料中多余的水分就被蒸发掉减少了干燥的工序。压力法的诸多优点：（1）适合大部分物料、（2）产量高、（3）颗粒密度均匀、（4）颗粒成型强度高、（5）效率高等优点^[2]。由此可见压力法造粒在大部分物料的造粒上都表现得很出色。但压力成型法造粒机的效率利用上还要进一步提高，同时造粒机的选材也有很高的要求，造粒机在工作中受到强大的扭矩和弯矩对于零件的强度要求很高。

4.热熔融成型法是针对物料的熔点来完成造粒，物料被加热后再经冷却成型，得到想要的形状^[3]。热熔融成型法的优点：（1）工艺流程短、（2）热量消耗低、（3）产品产量高、（4）环保效益好等。但这种造粒方法针对的物料相对有限，而且设备的高昂价格也让其不能运用于大部分造粒上。但一些特定的物料却很实用，这种造粒技术得到的产品强度高，密度均匀而且形状统一，并且在熔融时已经将物料中多余的水分蒸干了并不需要在加干燥装备。

挤压造粒机类型：

“华夫”面对辊挤压机

对辊式造粒机 粒面对辊挤压机

光面对辊挤压机

挤压造粒机 卧式环模挤压机 单螺杆挤压机

螺杆式挤压机

立式平模挤压机 推压式挤压机

动辊式挤压机

双螺杆挤压机

动模式挤压机

第二章 盘模造粒机简介

2.1盘模造粒机的工作原理

盘模干法造粒机也叫立式平模挤压造粒机。

盘模干法造粒机的造粒过程是辊轮和物料摩擦的同时加以压力使物料挤入平模的膜孔中，整粒刀切割成条状的成型物料使其满足造粒要求的规格。造粒机主电机通过传动装置后由减速机和主轴配合使主轴转动，主轴上安装滚轮架，辊轮架上安装辊轮。辊轮架转动的同时辊轮和下方的物料摩擦产生自传使盘模板上的物料随辊轮自转和辊轮向下产生的压力而被挤入通孔中，物料均匀放置在模板上。已成型的柱形物料被安装在模盘下方的整理刀切割为尺寸复合要求的颗粒。

2.2盘模造粒机的结构

2.2.1挤压式盘模造粒机的结构的选型

动辊式挤压机：通过辊轮的转动使物料受到挤压^[4]。电动机的动力通过传动装置传递给主轴，主轴的转动使辊轮水平转动，辊轮水平转动的时候和物料摩擦产生摩擦力使辊轮产生自传，在辊轮架公转和自转双重作用力的挤压下使物料挤入模孔产生体积密度的变化完成造粒。动辊式挤压机辊轮和辊轮架固定在主轴随主轴转动，其结构相对简单，检查维修方便，但由于辊轮的转动惯量大，所需电动机功率偏大。动辊式挤压适合于大型、高产量的挤压造粒机。

动模式挤压机：相对于动辊式挤压机来说，这种方式的造粒机的盘模随着空心轴转动，而辊轮架固定在心轴上不动，所以辊轮不会随着辊轮架转动，既辊轮和模板都自转实现造粒。动模式挤压机效率高，所需电动机功率较小。由于模板固定在空心轴上而辊轮和辊轮架固定在心轴上不动，这样的造粒机结构相对复杂^[5]。同时由于模板的结构决定了动模式挤压机整机尺寸不能过大，太大的话模板所受的压力过大会导致其强度不够，模板容易失效。

2.2.2辊轮结构的确定

盘模造粒机的辊轮个数直接影响造粒机的产量，辊轮个数越多，造粒机产量越高，且造粒机的产量与辊轮个数成正比^[6]。同时，辊轮个数的增多使盘模和物料间的接触面积增大，同时产生的摩擦力也越大从而使模板所需扭矩增大，这也是选取发动机的标准之一。