1 绪论
1.1磨粉机现状
在人民的工农业生产中，粉磨过程是生产加工的一道重要工序，它消耗大量能源，任务是提供具有一定粒度、粒度组成和充分解离的原材料，以便于下一步的加工、处理和使用。世界上约12%的电能用于粉碎物料，其中约15%用于破碎，85%以上消耗于磨碎，磨机的效率比较低，因此，提高磨机效率对国民经济发展具有重要意义。
同时，入磨粒度的大小是影响磨机产量的主要因素。若入磨物料粒度较大，磨机第一仓必须加入较多的大球才能击碎物料，这样磨机的第一仓在一定的程度上起着破碎作用。这在粉磨中是极不合理的。入磨粒度越大，磨机产量越低，电能消耗越大，磨机产量与入磨物料粒度的四次方根成反比。给料粒度越小，磨机产量越高，能源消耗下降；反之，产量降低，能耗提高。
1.2塑料的特点
塑料用于各类工业产品包装，农业中地表薄膜，输水管道，家用电器外壳，医疗器械，电线，电缆，通讯，航空等所有的现代人所从事领域，在现代工农业中占有重要地位。
塑料工业属于高分子工业，是石化工业的一环，具有高度关联性，是多层次加工特性之产业。塑料是以石油或天然气为原料，经提炼、裂解成各种石化基本原料（单体）后，再经聚合反应（加成聚合或缩合聚合）而得的高分子树脂。各类塑料经过逐步加工衍生出各种下游制品，包括橡胶、涂料、接着剂、人造纤维、合成树脂等。
那么什么是塑料？
聚合物（Polymer），又可称为高分子或巨分子（macromolecules），也是一般所俗称的“塑料”（Plastics）或树脂（Resin）；所谓“塑料”，其实它是合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂相似，但因又经过化学的力量来合成，而被称之为“塑料”。根据美国材料试验协会所下的定义，“塑料”是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料，它在加工完成时呈现固态形状，在制造以及加工过程中，可以藉[流动](flow)来造型。它们的大部分具有强度高和重量轻的特性，导电、导热性很差，具有抗化学和大气腐蚀的作用，易于塑造成形。
塑料被广泛使用的主要原因之一就是因为它有最后的这一特点。用塑料可在短时间制成形状复杂的产品，与金属生产相比，塑料加工更简单、更经济。
从加热的结果来看，合成树脂可分为两大类。一类是热塑性树脂，如聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET），如果把树脂加热就成为流体；另一类是热固性树脂，如不饱和聚酯、酚醛树脂和环氧树脂，加热后就变硬，不熔化，在液体中也不溶解。
在这两种情况中，我们注意到第一阶段树脂受热软化，因为热促使大分子链内部引起一定的活动性（迁移率）。对热塑性树脂来说，这个阶段的时间较长，直至温度下降，结果是产品具有原来的硬度，经热加工使之成了形。但对热固性树脂来说，鉴于它已超过软化点，加工时间相对短些，温度增加，树脂就永久硬化。由于热效应，树脂的化学结构发生变化，树脂大分子链进行排列组成一个密而硬的网。
不论加工热固性还是热塑性材料都要有两个基本要素：加热和使用压力。这与加工金属的情况相同，不同之处在于加工塑料所耗的热和压力很低，它们远远达不到加工金属所需的值。
综合起来塑料所具有如下特点：
优点：
密度小，一般塑料的密度在0.9~2.3 g/cm3范围之内，略大于水，有的比水还轻，塑料的密度是钢铁的1/6，铝的1/2。
耐腐蚀性好，一般塑料在酸碱环境下均具有良好的耐蚀性能，聚四氟乙烯甚至在“王水”中煮沸也毫无损伤。
电绝缘性好，几乎所有的塑料都具有优越的电绝缘性和极小的介质损耗。有优良的耐电弧特性，这些性能可以与陶瓷、橡胶媲美。
减摩和耐磨性能好，大部分塑料的摩擦系数都比较低，故很耐磨。用塑料制作的轴承、齿轮、活塞环和密封圈等在腐蚀性介质中或者在少油、无油润滑的条件下，都能很好地运转。
消声吸振性能好，用塑料做的传动摩擦零件，可以减少噪声，降低振动，改善劳动条件。
缺点：
力学性能比较差，特别是刚性差．如一般尼龙塑料的弹性模量仅约为钢铁的1/100。
耐热性能很低，在长时间使用时，耐热温度只能在100℃以下，只有少量塑料可以在超过200℃温度下使用。
在长期负载作用下，即使温度不高。塑料也会慢慢地产生塑性流动。即所谓蠕变，在常温下的蠕变也称为冷流。
塑料在光和热的作用下，性能会变坏、变脆或粘连等，这就是所谓的老化现象。另外，塑料也很容易燃烧。
1.3塑料磨盘磨粉机
磨盘塑料磨粉机具有高产量低粒度的特点，可碾磨高低压聚乙烯PE、软硬聚氯乙烯PVC、聚丙烯PP、无规聚丙烯PPR、尼龙PA、聚碳酸脂PC、聚苯乙烯PS和ABS、SBS、PET等其他物料的粉体加工，磨粉不溶解、不分解、不变色、无粉尘等特点。
2 方案确定
2.1机器设计的要求
机器的种类虽然很多，但设计时的基本要求往往是共同的，根据对现有机器的分析，塑料磨粉机的设计应满足下列三大要求：
A 使用功能要求：
由于塑料具有韧性和塑性，因此，（1）要满足能将塑料磨成一定粒度的小颗粒的要求;（2）满足零部件的强度要求，安全可靠;（3） 机台有自动进、出料系统、自动筛粉系统，自动化程度高，占地面积小;（4） 合理的结构，生产制造简单易行;（5）要适用面广，PVC、PP及改性PP、ABS、PS、PA、PC等不同分子结构的塑料及非塑料（如纸、木屑、皮革等）材料均可磨制。
B 经济性要求
机器的经济性必须体现并贯穿在其设计、制造和使用的全过程中。体现在设计阶段是指应用先进的设计方法，将三钟传动（机械、电子、液压）有机地匹配，各得其所。此外尽量采用标准件、通用件和使用产品系列化而缩短设计周期；体现在制造过程中是指使用无切削加工等各种新的制造工艺技术，提高工效、缩短制造周期等；体现在使用方面是指消耗（水、电、油及辅助材料等）少、管理和维修费用低等。
C 社会性要求
机器应有好的社会效果，表现为；应满足人机工程学的要求，如操作方便、省力、舒适劳动强度低、维修简捷等；应符合安全运行要求，如设置可靠的安全防护装置，设置能排除误操作的连锁装置，采用安全联轴器和离合器，配备各类预警信号装置等；应满足工艺美术要求，如造型精巧、线形流畅、形体简练、色彩明快等；应符合环保要求，如控制噪声、有效地排除废气、废液等，以免造成环境污染。
2.2塑料磨粉机工作原理
塑料磨料机的工作原理如图2.1，电动输出的运动和动力，通过与电机联接在一起的摆线针轮减速器进行一级减速，再通过一对齿轮进行二级减速，将运动和动力传递给回转筒，回转筒带动转磨旋转。物料在动磨和转磨之间被磨碎，
图2.1
2.3塑料磨粉机主要件的设计构思
2.3.1耐磨件材质的确定
从耐磨材料磨损机理分析，当耐磨件的硬度低于被磨料的硬度时，磨损速度就很快，反之就耐磨得多。如果磨盘的材质韧性不足，则会在磨料的高速冲击下，产生凿削剥落或疲劳剥落，磨损速度也会加快。更重要的是韧性不足，容易断裂。由于硬度愈高，其韧性相对就愈低，所以高硬度的耐磨件很难用于高线速度及冲击力大的磨料机。
塑料硬度一般比较低，磨料的耐磨件硬度达到HRC40以上即可。采用超慢速剪切细碎原理的细碎机，工作中冲击力小得多，工作摩擦热少得多，可选用较高硬度的耐磨材料。
2.3.2 篦板的确定
设计有篦板的破碎机都有堵料、积料现象，对磨盘磨损影响很大，必须定期清除，增加检修工作量。
圆锥式磨盘磨粉机设计的篦板是由若干块扇形板组合成1个圆锥筛体，大头固定在旋转筒外壁上。物料由进料筒垂直落向回转体，均匀地撒向旋转的锥形罩上，通不过篦缝的大颗粒物料有锥形分级罩均匀地撒入动态的V形圆环破碎腔内剪切细碎，克服了堵料、积料所带来的挤压、摩擦耗功大的弊端。
2.3.3 机架设计
目前国内外磨粉机的机架制造方式有三种：即整体铸造、墙板拼装和焊接墙板机架。
整体铸造机架：其整体性和刚性好，节省切削加工工时，而且产品质量稳定，可以说百年不坏。但是，机架铸造困难，而且铸造技术要求高，成本高，不利于磨粉机的系列化。
墙板拼装式机架：铸件体积小，尺寸小，便于制造，成本低，便于安排其他零部件，便于实现全封闭，而且有利于磨粉机的系列化。但是，机架刚度差，容易变形，切削加工的工作量大。
焊接式机架：其生产周期短， 重量轻，成品率高。但是， 焊接技术要求高， 焊接后产生变形及应力及中，必须进行热处理以消除应力及中。
综合考虑以上各种机架的优缺点，本机采用墙板拼装式机架。
2.3.4 外形
目前，磨粉机的外形有：敞开式，半封闭式，全封闭式三种。本机采用全封闭式外形，所谓全封闭是指整个磨粉机除快辊皮带轮外，均布置在密封罩内，它的优越性在于避免敞开式和半封闭式的缺点，使零、部件得到良好的保护，而且操作安全可靠，机器美观，车间卫生清洁，改善了工人的工作环境。
2.3.5 与机架有关的部分
料筒：本机料筒采用不锈钢铁皮。
罩壳：本机罩壳采用A3钢板冲压、焊接制成。
2.3.6 磨盘及其支承、清理、冷却与调平
转磨：
转磨是实心的，采用冷硬铸铁，采用离心两次浇筑成型。
支承：
传统磨粉机中，磨盘的支承多采用滑动轴承。滑动轴承承受磨辊振动和冲击载荷的能力强，寿命长。但是滑动轴承也有它的不足之处，其摩擦严重，带来的后果是磨粉机的消耗功率大，轴承发热严重，甚至发生烧坏轴承的事故，滑动轴承精度低， 难以保证转磨的稳定性。滚动轴承的回转精度高， 可回转偏心小，同时，滚动轴承供应充足，可节约稀有金属。滚动轴承采用黄油脂润滑， 基本上不存在污染问题。但是滚动轴承也有缺点，其承受磨辊振动和冲击载荷的能力较差，寿命短。滚动轴承的径向尺寸大，在磨粉机上安排较困难，而且对拆装磨辊较为困难。综合考虑上述两种轴承，本机选用一对圆锥滚子轴承和推力球轴承组成的轴承组做主支撑，此轴承组能承受的径向载荷和轴向载荷都较大。
冷却问题：
本机没有设计专门的冷却装置，而是利用空气自行冷却。目前， 国外先进磨粉机都不采用专门的冷却装置，而是靠空冷。
间隙调节问题：
本机采用螺纹调节磨盘之间的间隙，利用一活动手柄，旋转旋在支承架上的支承轴来调节间隙。这样会带来一个问题，就是随着磨盘的长期运转，可能会通过磨擦力带动支承轴旋转，从而使间隙变化。为解决这一问题，支承轴下边再设一内六角止动螺塞，止动螺塞的螺纹旋向与支承轴的螺纹旋向相反，同时，磨盘的转向总是使支承轴有向下旋出趋势的方向。
2.3.7 传动系统
磨盘是通过回转筒带动的，回转筒的转速要求在10～30r/min，原动机选用电机，这是常用的原动机，电机的转矩通过一个摆线针轮行星减速器和一对开式齿轮传动给回转筒，带动磨盘旋转。
2.3.8 磨盘纹路的确定
因为塑料具有一定韧性，通过锥形磨盘的研磨才能将其磨成具有一定粒度的小颗粒，而且磨盘上须具有齿形纹路，定磨与转磨的纹路交叉是最有效果的。因此，将转磨和动磨的各等分为四部分，两种纹路交叉布在磨盘上。
2.3.9 传送装置
传送装置采用垂直螺旋输送机，经过滤网分离出来的粗料，通过垂直螺旋输送机运回进料口，同时，原料也通过此螺旋输送机喂料给进料口。
