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摘 要

此次设计的题目是低堆积密度物料脱气和增密机的设计。文章首先介绍了用于增密的物料的一些基本特性，如粒径、粒度分布、流动性、颗粒形状和堆积密度等特性。然后介绍如何使用低堆积密度物料进行增密，主要思路是设计一个强制喂料器将低堆积密度物料进行强制喂料并脱气，再设计一台对辊式增密机进行增密。课题的关键是先设计一根螺旋送料杆，起强制喂料的作用同时还可以对物料进行脱气和预压，提高物料的堆积密度，然后根据产量和技术要求，选择电动机，减速器、联轴器、轴承，设计安装轧辊的轴和齿轮等。

关键词：粉体技术 低堆积密度 脱气 增密

The design of ZM300 Powder comminutor

Abstract

This main topic of this design is the low bulk density material deaeration and densification. Some basic characteristics of materials used for densification, for example particle size, grain-size distribution, fluidity, bulk density and grain shape and so on are introduced in this article. Then it introduces how to densify the low bulk density material. The main mentality is to design the machine which can force to feed the powder and deaerate the low bulk density material. After that I design a double-roller compacter. The key of the design lies in designing a feeding screw conveyer first, which can force to feed the powder and deaerate the low bulk density material. And this can increase the bulk density of the material. Then based on the production and technical requirements, I select the motor, reducer, couplings, bearings and design the shafts and gears.

Key Words: Powder technology; low bulk density; deaeration; densification

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 粉体与粉体特性 1

1.1 粉体的概念 1

1.2 粉体的基本特性 1

1.2.1 颗粒的形态特性 1

1.2.2 粒度与粒度分布 2

1.3 粉体堆积和压缩特性 3

1.3.1 堆积密度 3

1.3.2 空隙与填充率 3

1.4 粉体的物理力学特性 3

1.4.1 休止角 3

1.4.2 内摩擦角 4

1.4.3 滑动角 4

1.4.4 粘性和内聚力 4

1.4.5 压缩和膨胀 4

第二章 增密理论基础及增密设备 6

2.1 增密理论基础 6

2.1.1 粒子间结合力 6

2.1.2 粉体物料的微观凝聚现象 7

2.2 增密的目的及方式 7

2.2.1 增密目的 7

2.2.2 常见粉体增密方式 8

2.2.3 对辊式增密机工作特点 8

2.2.4 对辊式增密机工作原理及成型过程 8

第三章 对辊式增密机设计 11

3.1 对辊增密机主机部分设计 11

3.1.1 已知条件 11

3.1.2 确定轧辊的直径 11

3.1.3 确定轧辊宽度 13

3.1.4 计算轧棍力RF和功率P 13

3.1.5 选取电动机和减速器 14

3.1.6 设计带传动 15

3.1.7 轴的设计 17

3.1.8 齿轮设计 18

3.1.9 键的选型与强度校核 19

3.1.10 轴的强度校核 20

3.1.11 轴承强度校核 21

3.2 强制喂料器设计 23

3.2.1 螺旋直径计算 23

3.2.2 螺旋叶片结构设计： 23

3.2.3 计算螺旋轴转速 24

3.2.4 校核填充系数 24

3.2.5 功率计算 24

3.2.6 电动机、减速器选型 25

结语 26

参考文献 27

致谢 29

第一章 粉体与粉体特性

1.1 粉体的概念

离散状态下固体颗粒集合体的形态称为粉体。[1]粉体同时又具有流体的特性。粉体由大量颗粒和颗粒间的空隙构成。粉体的构成需要满足以下条件：（1）微观上的基本单元是小颗粒固体；（2）宏观上看是大量颗粒的集合体；（3）颗粒之间有相互作用。

1.2 粉体的基本特性

1.2.1 颗粒的形态特性

1. 颗粒粒度

颗粒粒度是用来表征颗粒大小的一维尺寸。我们通常可以用“直径”来表示规则的球形颗粒，但实际生产中大部分颗粒是非球形颗粒，不能用直径来表示其大小。将非球形颗粒按某种特性和规则的颗粒类比，就可以得到以规则颗粒直径表征的颗粒尺寸。这种尺寸就被称为颗粒的“当量粒径”。

表1-1 粉体粒径常见测量方法

1. 球当量径

对于三维的颗粒，按某种特性与球形的颗粒类比得到的称为球当量径。

1. 圆当量径

对于薄片状的颗粒，通常与圆形颗粒类比，以此种方法得到的粒径称为圆当量径。

1. 三轴径

将一个颗粒以最大的稳定度置于一个水平面上，其外接长方体的长宽高定义的粒度平均值就是三轴径。

（4）统计平均径

按统一规则测量一些颗粒的粒径，然后用统计学方法得到的颗粒粒径称为统计平均径。

2.颗粒形态

一般可以分为原级颗粒、絮凝体颗粒、凝聚体颗粒和聚集体颗粒。

1.2.2 粒度与粒度分布

颗粒的大小都服从统计学规律，把物料的粒径看成连续的随机变量，从一堆物料中取出一个足够大的赝本，用数学统计的方法研究样本的粒径分布，就可以得到总体的粒度分布。测定粉体粒度时，会采用各种各样的平均粒径，来定量的表达粉体的力度大小。[2]

表1-2 平均粒径的计算公式

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