新型磨粉磨浆机的毕业设计

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1、新型磨粉磨浆机的设计【摘要】 由于豆类制品中豆类蛋白质丰富而不含胆固醇，对人体健康十分有利。因此豆类制品很受人们欢迎，作为以豆类制品为主要加工对象的加工机械同样很受关注。本文所设计的是一种对大米、大豆、玉米等农副产品进行初步加工的机械新型磨粉磨浆机。它是由机座、电机、动静磨盘、送料装置、轴承座、联轴器等装置组成电机通过联轴器带动旋转，通过主轴带动固定在其上的联辊旋转，从而使动磨片相对于静磨片运动。送料机构通过料斗将物料送入粉碎齿套内，然后通过联辊的螺杆部分将物料输送到动磨片与静磨片之间进行研磨。同时，物料在粉碎齿套内也能起到初次简单破碎的作用经抹碎后的粉状或浆状物料由出料口排出。原料磨碎粗细程

2、度可通过调节机构来调节。调节机构主要由调节手轮、弹簧、锁紧螺母钢球顶柱组成，作用是通过机构的调节作用，调节两磨片间的间隙，到达调节物料磨碎粗细程度的目的。本论文通过对磨粉磨浆机的基本结构和工作原理进行研究，通过查阅机械设计手册对关键参数进行比较和确定。本文的研究手法有：观察法定量分析法定性分析法数量研究法的一些常用的研究方法。本文的研究结论是：通过对磨粉磨浆机的研究和设计对前人已有的基础上进行改进，对其工作原理及基本结构进行了分析和说明，也对关键参数进行了优化设计同时对设计磨粉磨浆机经济效益的分析。为磨粉磨浆机的发展起到一定的推动作用。【关键词】 磨粉磨浆机 结构 设计【Abstract】A

3、New Machine for Grinding Flour and PasteAs beans products in the protein-rich beans and not cholesterol so Its very beneficial to human health and beans products very popular among people welcome. As a legume products as the main target of processing machines also much concerned among people.This pa

4、per is designed by a pair of rice, soybean, corn and other agricultural and sideline products for the initial processing machinery. Its a new machine for grinding and paste. It is the engine, motor, move disc, feeding devices, housings, coupling devices, such as composition. Rotary motor driven by c

5、oupling and In its fixed-driven spindle on the roll of the rotation, So that relative to fixed-grinding mill-static movement. Feeding bodies through the hopper materials will be sent to smash the teeth of Inner. Then the roller screw part of the materials will be transported to static and dynamic we

6、ar-and-a grinding mill, At the same time, smash the teeth in the Inner materials can also play a role in the initial simple broken hand broken by the powder or slurry there is a cost of materials from discharging from the mouth. Regulating body mainly by the hand wheel adjustment, spring, locking nu

7、t-ball top form. Role through the agencys regulatory role, regulation of the two-mill space, and arrive at regulating the level of material grinding weight purpose. In this paper, through the milling machine Refining the basic structure and working principle of study, Through the mechanical design m

8、anual inspection of key parameters to compare and identify. This study methods are: observation of the quantitative analysis of the number of statutory law on a number of commonly used research methods. This study concluded that: Through the milling machine Refining the research and design of their

9、predecessors have been conducted on the basis of improving its working principle and the basic structure of the analysis and description, the key parameters were optimized design at the same time Refining the design milling machine cost-effective analysis, Refining the milling machine to play a cert

10、ain role in promoting. 【Key words】 Machine for grinding and paste; structure: design 新型磨粉磨浆机的设计与研究一、 研究的目的和意义：市场经济体系的不断完善我国工业逐渐向成熟化发展，在整个机械工业中，设计在其中占有的地位日益显现出来。工业设计主要包括三个方面的内容，第一是产品设计，第二是与产品有关的视觉传达设计，如产品的包装商业广告等平面设计，第三是有由产品设计扩展的环境设计，如产品的展示与陈列，商品橱窗设计以及室内设计等。产品设计是工业设计的核心。它涉及到人们的衣食住行，甚至到各行业。本文所设计的是一种对大

11、米大豆玉米等农副产品进行初步加工的机械新型磨粉磨浆机。本论文已吸取国内外已有的技术，利用已有的优点并根据经济性原则和最优化原则制定出合理的设计方案，再进行具体的设计，进而设计出一款新型的磨粉磨浆机，进一步加工出优质食品，改善人们的生活水平。 二、 前人研究的情况及本文研究内容 磨粉机按研磨工作部件的不同，有辊式盘式和锥式三种，其工作原理基本相同。 辊式磨粉机是利用两个相对差速转动的圆柱齿辊对物料进行积压和研磨，将胚乳磨成细粉并与皮层剥离；辊式机的研磨效果好，生产效率高，研磨时间短，物料温升低，操作简便。磨盘磨粉机也称圆盘磨或小钢磨，结构简单，对物料适应性强。但物料温升高，含铁率较高，磨片容易磨

12、损，在农村多用于加工杂粮。本文所研究的也属于盘式磨粉机范畴。 本文主要研究内容：1. 生产磨粉磨浆机的时间并分析相应的经济效益。2. 机体外形结构设计并计算满足一定条件的相应参数。3. 联辊的外形结构设计及其应该满足的一些必要参数。4. 磨片结构的合理设计。重点研究的关键问题：1. 计算并确定联辊螺旋升角。2. 磨盘的工艺与寿命的分析。三、 选题背景本设计题目的来源是科研真题。我国农产品的加工有着悠久的历史。我国劳动人民发明创造了许多加工方法和简易设备，对农副生产的发展做出了巨大的贡献。但是，由于历史条件的限制，我国农产品加工工艺和加工设备，长期停留在工式和半手工劳动的落后阶段。解放后，我国在

13、农产品加工机械和革新研制及加工工艺的改进等方面取得了显著的成绩，主要农农产品加工基本上实现了机械化和半机械化生产，形成了具有一定规模的农产品加工体系，近年来，农产品加工机械的研制工作，在采用先进技术改造零部件结构和机组配套方案，以及扩大农产品初加工和再加工的生产范围等方面取得了较大的发展，提高了加工工业的专业化和自动化水平，同时还研制出多种多样“简、小、轻、廉”的加工机械，促进浓副产品的发展，而本课题所设计的新型磨粉磨浆机也是在“简、小、轻、廉”的加工机械的基础上研制出更先进的功能更齐全的机械。本文主要是对联辊外形结构设计、机体的机构设计及磨片的结构设计。 1. 磨粉磨浆机的特点1) 本机磨制

14、豆浆渣细、浆浓，出浆率高，提高了资源使用率，而且口感营、养具佳。2) 您亲手磨制的保健食品既卫生无污染无有害添加剂，放心享用。3) 使用操作简便，一看便会，磨粉磨浆无需更换零件。4) 本机结构合理，坚固耐用，安全可靠，一副磨盘正常使用可达2年以上，电机不易损坏。5) 本机正常使用情况下无需维护。2. 研究的目的和意义食品加工机械与设备是食品工业的基础。食品加工机械与设备的发展为食品工业的发展提供了有力的保证，同时食品工业的发展也给食品加工机械与设备提出了新的要求。随着我国国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，尤其是加入WTO，我国食品工业得到了飞速发展，已成为我国国民经济的支柱产业。磨粉

15、机是制粉工艺的核心设备，提高磨粉机的研磨效果是各个面粉厂和面粉机制造企业不懈努力的目标。磨粉机是小麦及豆制品的粉碎设备，在制粉工艺中承担着将小麦破碎，并不断地从小麦皮层把胚乳剥刮下来，把胚乳研磨成粉的重要作用研制过程中，保证面粉的质量，最大限度保持皮层完整并把胚乳剥刮下来，提高优质粉的出率，是衡量磨粉机性能的重要指标，也是科研人员研究的课题。磨粉机研制就是出于上述要求。本文所设计的是一种对大米、大豆、玉米等农副产品进行初步加工的食品加工机械新型磨粉磨浆机。本次设计主要是以资料演算为主，在制图方面重要用的软件是AoutCAD2004。由于磨粉技术随着科技的发展，已经广泛的用于生物化工，建筑材料，

16、航空航天等方面。所以，磨粉设备也越来越受到人们的重视。本次设计主要是在前人设计基础上的一次改革，希望能给我们的磨粉机械行业带来一点创新。 3. 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向1 国内外现状和发展趋势为了适应现代科学技术的迅速发展，机械设计在近30年来发生了相当大的变化。设计方法更趋于科学、 完善，计算精度更高，计算速度更快。主要有以下方面： 1）基础理论不断深化和扩展。例如摩擦学研究摩擦表面间的物理和化学性质，进一步探索薄层摩擦副的机理和计算问题；弹性流体动力润滑研究计算重载点、线接 触的最小油膜厚度、摩擦力和摩擦温度等问题，以提高齿轮传动、滚动轴承等的寿命和可靠性等。疲劳断裂从无限寿命

17、设计发展到有限行命设计；从常规疲劳强度设 计发展到用弹塑性的局部应力-应变法估算裂纹形成寿命，用裂纹扩展原理估算裂纹扩展寿命；并进一步发展微裂纹、短裂纹、长裂纹用微观-宏观结合的寿 命估算理论等。 2）传统的机械设计偏重于零件、部件的静态设计，现正向以局部或整个机械系统为对象的动态设计方法扩展。研究机械系统的动力学问题对发展高速机械具有重要 意义。 3）为使产品设计更科学、更完善、更有市场竞争能力，新的设计方法不断出现，如优化设计、可靠性设计、系统设计、模块化设计、价值工程、造型设计、疲劳强 度设计、蠕变设计、摩擦学设计、计算机辅助设计等。 4）由于电子计算机具有运转速度快、计算精度高、有记忆

18、和逻辑判断功能等特点，在机械设计的各个领域中，正在得到越来越广的应用。人们对粉碎机理的探索始于对单颗粒破碎的实验和研究。半个世纪以来，通过对单颗粒破碎的研究，粉碎物理学己逐步建立，形成了较为完善的理论体系。单颗粒破碎是指用单纯的应力作用于单一颗粒，这虽然不同于实际粉碎过程中的复杂应力作用于颗粒群的粒间粉碎。但从某种意义上说，它是研究物料破碎过程的基础。但是，随着现代粉磨工业的发展，人们发现单颗粒粉碎的研究己不能满足实际的需要，局限性较大，在实际的粉碎生产中，还存在着料层间的粉碎。料层粉碎又称粒间粉碎，是大量颗粒聚集在一起，在外界载荷作用下产生的粉碎形式，其粉碎形式与单颗粒粉碎截然不同。在实际粉

19、碎过程中，许多粉碎设备都含有料层粉碎的形式，如球磨机、塔式磨浸机、搅拌磨机、振动磨机、气流磨机、轮碾机、摆式磨机、各种磨煤机、振砂磨机、胶体磨和辊压机等。 20纪 80 年代以来，料层挤压粉碎技术及装备取得了突破发展，是基于在较大的压力作用下颗粒间相互作用而粉碎的理论发展起来的。以挤压方式实现粉磨的料床粉磨设备，其能量有效利用率较高、能耗低、机构紧凑、占地面积小。料层挤压粉碎技术及装备广泛应用于水泥、火电、矿山开采加工等许多行业，它的发展一直受到各行业密切关注。德国Claustal Scho&nert 教授明确定义“料床粉碎”这一概念为：“物料不是在破碎机工作面上或其他粉磨介质间作单个颗粒的破

20、碎或粉磨，而是作为一层或一个料床得到粉碎。料床在高压下形成，压力导致颗粒压迫其他邻近颗粒，直至其主要部分破碎、断裂，产生裂缝或劈开。”水泥工业中典型的料床粉磨设备有辊压机、立磨和筒辊磨，它们分别是辊辊、辊盘、辊筒结合的碾磨装置。三种料床粉磨设备各有优缺点，工作原理略有区别，但没有本质的不同。它们一方面在相互竞争中得到改进，另一方面作为整体在和球磨机抗衡中得到发展，由于其显著的节能效果，至今已动摇了球磨机的主导地位。磨粉机已具有近200年的发展历史，早在20世纪初期,复式磨粉机的基本功能已经齐备,具有较完善的喂料、轧距调节和离合闸的功能.近百年来,磨粉机的基本结构型式并无多大变化,但随着科学技术

21、的进步和新技术的应用,零部件的型式不断更新发展,整机的性能日趋完善.目前它已由简单的机械式自动化机器,发展为可以遥控和智能化自动操作的、机电一体化的现代化机械设备。磨粉系列设备主要有:雷蒙磨、超压梯型磨粉机、立磨、高压微粉磨、高压悬辊磨、超细磨粉机、S微粉磨、直通离心式磨粉机、摆式磨粉机、中速磨、柱磨机、广义磨、砂磨机、棒磨机、气流磨、搅拌磨、三环微粉磨等。目前我国面粉加工中所使用的磨粉机，以轧距控制来分，主要有两种类型，一种是液压控制式，另 一 种是气动控制式。改革开放以来,我国引进了200多条面粉生产线,国际上先进的制粉设备和制粉工艺迅速进入我国.通过八五计划对引进设备和工艺的消化吸收工作

22、,对我国制粉技术的发展起到了极大的引导和推动作用2 研究的主攻方向1) 对新型磨粉磨浆机的主要零部件结构的合理设计.主要有:联辊的外形结构设计、机体的结构设计、磨片的结构设计.2) 对新型磨粉磨浆机的磨碎工作原理及基本机构进行分析与说明,并对其关键参数进行优化设计. 3 主要研究内容,需重点研究的关键问题及解决思路主要研究内容生产磨粉磨浆机的时间并分析相应的经济效益.机体外形结构设计并计算满足一定条件的相关参数.联辊的外形结构设计及其应该满足的一些必要的要求参数.磨片结构的合理设计.需要重要研究的关键问题1. 计算并确定联辊螺旋升角.2. 磨盘的工艺与寿命的分析.3. 解决思路4. 通过分析联

23、辊的工作原理及生产能力来确定其螺旋升角. 四、 磨粉磨浆机的基本结构和工作原理本机主要由送料机构驱动机构淹没机构和调节机构等组成，如图1所示。1-动磨片 2-联辊 3-调节手轮 4-钢球 5-锁紧螺母 6-顶柱 7-机盖 8-料斗座 9-料斗 10-粉碎齿套 11-轴承座 12-联轴器 13-电机 14-出料口 15-静磨片 16-机体 17-主轴 18-弹簧 图1 结构与原理电机13通过联轴器12带动17旋转，通过主轴带动固定在其上的联辊2旋转，从而使动磨片1相对于静磨片15运动。送料机构通过料斗将物料送入粉碎齿套10内，然后通过联辊2的螺杆部分将物料输送到动磨片与静磨片之间进行研磨。同时，

24、物料在粉碎齿套内也能起到初次简单破碎的作用经抹碎后的粉状或浆状物料由出料口14排出。原料磨碎粗细程度可通过调节机构来调节。调节机构主要由调节手轮3。弹簧18。锁紧螺母5钢球4顶柱6组成，作用是通过机构的调节作用，调节两磨片间的间隙，到达调节物料磨碎粗细程度的目的。五、 关键参数的确定1 联辊螺旋升角的确定 螺旋输送机构叶片上各点的螺距是相同的，但因其半径不同，所以各点的；螺旋升角不相同。外径处的螺旋升角小内径处的螺旋升角大。如图4所示，当螺旋叶片以角速度。绕z轴回转时，在螺旋内径r一点o点处有一物料质点。它一面与螺旋面之间发生相对运动，一面沿z轴移动，其速度可由速度三角形求得。O点叶片的圆周速

25、度V0=* r是牵连速度，用OA表示，方向为沿O点回转的切线方向；物料相对于螺旋面的滑动速度，平行于O点螺旋面的切线方向，用AB 表示。物料绝对速度v的方向与法方向偏一摩擦角。若将Vf分解，可得到物料的轴向速度Vz和切线速度Vt，轴向速度使物料沿着输送方向移动，切线速度则造成物料在输送过程中的搅拌和翻动。 图2 速度分析 根据速度图的分析，可以计算出物料的轴向输送速度： Vz=Vfcos(+) 因为Vf=Vn/cos，n=0sin V0=*r=(n/30)(s/2tg)=sn/(60tg); 所以Vz=(sn/60) (cos/cos)cos(+)=sncos2(1ftg)/60 式中 S-螺

26、旋叶片的螺距n-螺旋轴转速； a-螺旋升角； f-物料与螺旋叶片的摩擦系数； 物料与螺旋叶片的摩擦角。 由上式可知，当1ft0时，Vz0，物料将不能沿轴向移动，因此，螺旋升角应满足以下条件：1 ft0，故900- 因螺旋叶片内径处的升角最大，故内径处升角应小于或等于900-。 当螺旋的半径和转速一定时，轴向速度从是V螺旋升角的函数。令函数Vt,=0且Vz, 0,则 有令式中s=dtg,（为螺旋内径）： Vz,=nd(cos2-f sin2)/60=0 Vz,=-nd(sin2+f cos2)/300 由上式可得： a=/4-/2 联立，式可得： 当a=/4-/2时，物料的轴向速度最大。 取f=

27、0.4,则o a=/4-/2=34o 可知当螺旋内径处的螺旋升角为34o，物料的轴向速度Vz最大。故选取螺旋升角为a a=34o 联辊螺旋螺距S=dtg=35mmtg34o2 生产能力的分析与确定 此磨粉磨浆机的生产能力大小主要由螺旋的输送能力来确定。设理想生产能力为Q理则： Q理=60 式中：D- 螺旋叶片外径/mm；d- 螺旋的转速/（r/min）;- 物料充满系数，一般取- 物料密度/（kg/m3） 取D=45mm, d=35mm, s=74.16mm, 因采用三头螺旋，故取。螺旋的转速受电压以及负荷因素的影响，取n=1400r/min, 物料密度以加工大米为例取=650kg/m.则：Q

28、理650=254kg/h但由于受摩擦、负荷、电压的不稳定、物料的硬度、工人加工的辅助时间以及工人加料的速度、排料速度等因素的影响，实际生产能力仅为理想生产能力的50%左右。故本机生产能力确定为110130kg/h1) 主要技术参数及电动机的选择电动机功率： 1.1kw;生产能力： 110130kg/h；外形尺寸： （长宽高）：700mm295mm408mm;电机主轴转速：/s Y系列电动机具有高效、节能、动起距大、性能好、噪音低、振动小、可靠性高、功率等级和安装尺寸符合IEL标准以及维修方便等优点。 型号 P额 转速 电流 效率 功率 堵转转矩/ 最大转矩 重量 因数 电流 kw A kw A

29、 对整体结构的考虑和电动机的经济性考虑，选Y90S-4六、 主要零部件结构的设计1 联轴器的选择 为了缓和冲出和减轻扰动，选用弹性套柱销联轴器 转矩T=75Nm 查表得，电动工作情况系数KA 故 TC=KA Nm 查机械设计手册选弹性套柱联轴器TL6，它的公称扭矩（即许用转矩）为100 Nm，半联轴器材料为钢时，许用转速为3800r/min,允许的轴孔直径在3242之间，以上数据均能满足本设计的要求，故合用。 图3 联轴器2 主轴的结构设计(1) 支承反力（图B） = = - (2) 水平面的承受反力（图C） = =N(3) F力在支点产生的反力（图D） =N = =450+480=930N

30、外力F作用方向与带传动的布置有关，在具体布置尚未确定前，可按最不利的情况考虑。(4) 绘垂直的弯矩图（图B）= Nm =20.5 Nm (5) 绘水平面的弯矩图（图C） Nm (6) F力产生的弯矩图 （图D） =4500.20=90 Nm -截面F力产生的弯矩为： = Nm（7）合成弯矩图 （图E） 考虑到最不利的情况下，把与直接相加。 + Nm Nm (8) 轴传递的转矩（图F） = Nm (9) 危险截面的当量弯矩为 从图可见，-截面最危险，其当量弯矩为= 如认为轴的扭矩应力是脉动循环变应力，取折合系数 ，代入上式可得= Nm （10）计算危险截面处轴的直径 轴的材料选用45号钢，调质处

31、理，查机械设计手册得=650MPa,再次查表得则 则： d考虑到键槽对轴的削弱，将d值加在8%，故式中： Ft 为作用在磨片上的圆周力。 Fr 为作用在磨片上的径向力。 Fa为作用在磨片上的轴向力。 d2 为磨片的直径。 图4 3 轴承的选择 螺旋输送机的轴承根据其安装位置和作用，可分为头部轴承和悬挂轴承，头部轴承又称首端轴承，位于输送机的驱动端（卸料端）。头部轴承除了承受径向载荷外，还要承受轴向载荷，因此该端采用止推轴承，这样的布置可使螺旋轴受压而发生挠曲。尾部轴承又称末端轴承，通常采用又列向心球面轴承，主要承受径向载荷和少量的轴抽载荷。头部和尾部轴承常用凸缘安装式，轴承装于壳体两端的端盖外

32、侧，以便检修和更换。对于3m以上的螺旋输送机，为了避免螺旋轴受力弯曲，每隔2m左右应设置一中间挂轴承。由于螺旋叶片在悬挂轴承处必须断开，为了防止物料在此处堵塞。悬挂轴承的断面尺寸和长度尺寸都应尽量小。悬挂轴承一般采用滑动轴承，其由青铜、减磨铸铁、青铜及巴氏合金、硬质合金硬铁、油浸木材或其他耐磨材料制成。在某些情况下，也可采用滚动轴承-单列向心球轴承。此时，为了防止被物料的微小粒子进入轴承中，要对轴承进行可靠的密封。在各种情形中，轴承都要装设润滑油杯进行润滑。输送粮食、油料及食物的螺旋输送机要采用植物进行润滑，或采用有良好密封措施的粉末冶金含油轴承，以防止对物料的污染。悬挂轴承安装在机槽两侧壁上

33、缘的角钢上，通过螺栓及两个螺母并紧。悬挂轴承座在支承角钢上应可以纵向移动保持浮动状态，不得使悬挂轴承座固定在支承角钢上。当输送磨搓性较大的物料时，接近中间悬挂轴承处的螺旋面承受的推力教大，所以应该将部分的螺旋面加厚。鉴于上述两种的分析，可知磨粉磨浆机应采用首端轴承。（1） 求当量动载荷P 因该向心轴承受Fr和Fa的作用，必须求出当量动载荷P。计算时用到的径向系数X轴向系数Y要根据值查取，而是轴承径向额定载荷，在轴承型号示先出前暂不知道，故用试算法。据机械设计中表16-12暂取 ，则 因e,由表16-12查得， 由公式P=XFr+YFa286929N 即轴承在Fr=641N和Fa=286N作用下

34、的使用寿命，相当于在纯径向载荷为929N作用下的使用寿命。（2） 计算所需的径向基本额定动载荷值 由Cr= 得上式fp（查机械设计基础表16-10）；ft=19(查机械设计基础表16-9,因温度不高)所以 Cr=7399N（3） 选择轴承型号查机械设计中附表1，选6107轴承，其Cr=16200N7399N；Cor =10500N，故轴承6107的，与原估计接近，适用。 公式中Lh为其使用寿命；Fr为轴承所受径向载荷；Fa为轴承所受向载荷；fp为载荷性质；ft为温度系数；Cor为轴承径向额定静载荷；=3代表为球轴承。 图5 轴承4 联辊外形结构的设计螺旋输送机（联辊）属于没有挠性牵引的边续输送

35、机械，它的工作原理是：绞龙（带螺旋片的轴）在封闭的料槽内旋转，使装入料槽的物料由于自重及其与料槽摩擦力的作用而不与螺旋一起旋转，只能沿着料槽横向移动。螺旋输送机的主要优点：（1） 结构简单、紧凑、横断面尺寸小，在其他输送设备无法安装时或操作困难的地方使用。（2） 工作可靠，易于维修，成本低廉。（3） 机槽可以是全封闭的，能实现密闭输送，以减少物料对环境的污染，对送大的物料尤为适宜。（4） 在物料输送中还可以同时进行混合、搅拌、构散、加热和冷却等工艺操作。螺旋直径的计算，一般是在已知输送量的条件下，根据生产率计算公式预算出所需螺旋的直径，然后再确定其他数值后再进行验算。需注意的是，当输送较大粒度

36、的硬块物料时，必须选用比输送能力所要求大一些的螺旋直径。但如果物料的块度是软的易碎的，螺旋直径将不受限制。如果根据输送物料的粒度需要选择较大的螺旋直径，则在维持输送量不变的情况下，可以选择较低的螺旋转速，以便延长其寿命。螺旋输送机的转速应根据输送量螺旋直径和物料的特征来确定。螺旋转速在满足输送量的情况下不适宜选得过高，更不能超过最大许用转速，螺旋转速为 nnmax=r/min)将上式代入Q=47d2snK1，并令b=s/d,得 Q47d2bAK1 (t/h) D (m)按上式计算的d值应圆整为系列标准值，则螺旋的转速按下式计算： =(r/min)最后验算其填充系数： =:若该式计算在表4-3的

37、推荐范围内，则d、n值圆整得合适，装满系数值允许低于推荐值下限，但不得高于推荐值上限。如高于推荐值上限，则应加大螺旋体直径，若值低于下限，则可降低螺旋转速以延长螺旋输送机的使用寿命。由于该机用于纯输送，因而选用满面式螺旋叶片。已知；3,查表4-3取A=65，=；查表4-4，K1=1.0 将数据代入公式：d= 得d0.036(m)取d=35mm联辊的外形结构如图2所示。在右端有螺旋结构，主要起输送物料进入动、静磨片之间的作用。螺旋采用右旋三头螺旋。螺旋叶片外径D=45mm，联辊与主轴通过键联接，键与联辊之间属间隙配合，从而联辊能在主轴上作轴向移动。 图6 联辊5 磨片的结构设计磨片是本磨粉磨浆机

38、最主要的工作部件。物料研磨的工作原理是借助于两个磨片之间的压力与两盘上的磨纹在旋转是产生的摩擦和剪切作用而使物料磨碎成微细颗粒。磨浆机磨片的材料有天然石磨盘、砂轮磨盘、钢磨盘、陶瓷磨盘等。本机采用金属型浇注铸铁磨盘。它与其它磨盘相比较，具有磨盘密实，无气、孔裂纹等缺陷，表面层具有的百口铁。普通磨盘由于有气孔、孔裂纹等缺陷，容易成为细菌的繁衍场所，污染食品。而本机磨盘由于结构紧密，卫生状况优于其它种类磨盘。另外，考虑到磨盘的互换性与使用寿命，将动、静两磨盘结构设计成同一结构。两面都具有齿形结构。这也是与其它磨浆机的不同之处。磨盘表面硬度HRC大于44，表面齿形清晰，棱角锋利。其结构如图3所示 图

39、7 磨盘6 调节手轮的设计磨粉磨浆机中的调节手轮是用来调节原料磨碎粗细程度。 7 垫圈的设计垫圈的作用是增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的面积。 图8 垫圈8 螺栓和锁紧螺母的设计调节手轮用来控制动磨片与静磨片间间距，以达到控制磨碎原料的粗细程度。考虑到调节手轮4与顶柱6之间的联接可视为主轴上零件的固定，在此联接的螺钉也不适宜经常拆装。 七、 驱动机构的设计1. 驱动装置 磨粉磨浆机的驱动装置由电动机、速器及联轴器组成。 图102. 驱动功率的计算 螺旋输送机所需的功率主要取决于被输送物料的性质、输送机的长度及速度。螺旋输送机的总功率是在规定速度下移动所需功

40、率和克服输送机的运动部件摩擦阻力所需的总和。磨粉磨浆机的螺旋输送机的驱动功率决定于物料在输送过程中为克服各种阻力所消耗的能量及附加料流所消耗的能量。这些阻力包括：物料与机槽、螺旋叶片之间摩擦阻力，物料颗粒间的摩擦力和被搅拌、挤碎所产生的阻力：轴承和传动装置中的阻力以及物料在倾斜向上输送时能量增加的直接阻力等。上述诸项能耗中，有的计算繁杂，有的则无法用数学方法进行计算，因而在生产中常按下列经验公式进行计算。 N轴= (KW) N电= (KW)式中: N轴-水平螺旋输送机所需轴功率 (KW) N电-水平螺旋输送机所需电机功率(KW) Q-生产率(t/h) L1-输送机水平投影长度(m) H -倾斜

41、输送机物料的提升高度(m),向上输送取“+”号,向下输送取“-”号. -物料的总阻力系数,对于谷物、油料及其加工产品, -功率储备系数,一般为 -传动装置的总功率,一般取根据公式,将有关数据代入上述公式,得 =物料填充系数在表4-3所列推荐值范围内,因此以上计算所得数据均是合理的. N轴=0.42(KW) N电=K1.08(KW)选取电动机的功率八、 机体结构的设计机体16(图2)中心镶有粉碎齿套,其左端边缘3只磨片螺栓将静磨片压在机体上机体中心贯穿主轴17,主轴上装有能作轴向滑动的联辊,动磨片装在联辊上.主轴通过联轴器12与电机13相连.九、 粉碎的基本概念和理论1. 固体颗粒的粒度和粒度分

42、布1) 粒度颗粒的大小也称粒度,是表面固体粉碎程度的代表性尺寸,对于球形颗粒,其粒即是直径.对于非球形颗粒,则有以面积体积(或质量)为基准的粒度的各种表示法.以表面为基准的颗粒粒度是面积等于该颗粒表面积的球体直径.设颗粒的表面积为Sp,则表面积为基准的粒度ds为: =以颗粒体积为基准的颗粒粒度是体积等于该颗粒体积的球体直径.高颗粒的体积为Vp,则以体积为基准的粒度为dv为: =颗粒粒度dv是工业上常用的颗粒代表性尺寸,常称为颗粒的相当直径,多用符号dp表示.对于不视规则但近似球体的颗粒,通常筛析可以求得近似dv值.但如果颗粒远非球体,则筛析求得之值将偏大.对于规则而非球形的颗粒, 筛析结果根据

43、颗粒形状而异.由于粉碎机的复杂性,固体破碎后的颗粒并非球形,而且变化很大,为了表示颗粒形状偏离球形的程度,常用球形度s这一概念,其定义如下: = (0s)根据ds和 dv的意义,显示可知: = 或 表明球形度与颗粒的比表面积（s愈小，则比表面积愈大。对于许多粉碎物料，颗粒球形度常在之间。对于许多球形颗粒，s=1。对于立方体形颗粒，s=。立方体和球形一样，都是规则的形状。为了表示颗粒形状偏离这些规则形状的程度，也有采用形状系数概念。设任意选取颗粒的某一代表尺寸L，则必有 Vp=AL3 Sp=6BL3这里，a和b是与颗粒的几何形状及代表尺寸的选择有关的系数，对于立方体，如选择边长为代表性尺寸，则a

44、=b=1，对于球体，如选择直径为代表性尺寸，则a=b=。将上两式相除可得： =即是颗粒根据代表性尺寸L的形状系数。可见形状系数不公与比表面积有关，而且与代表性尺寸的选择有关，如果按通常情况选取L=dv则形状系数为球形度a之倒数。对球体，等于1，对其它的形状1。2) 粒度分布粉碎后的固体颗粒，不仅形状不一致，大小也不一致，大小也不一致。全部颗粒中，颗粒小于d的所有颗粒的粒数、表面积、体积（或质量）占全部颗粒的粒数、表面积、体积（或质量）的百分率，分别称为粒数、表面积、体积的累积分布函数，以符号A（d）表示之。颗粒分布有各种不同的测定方法，如显微分析法、筛析法和光吸收法等测定结果找出各种颗粒下的累

45、积数，画出累积分布曲线。通常根据显微分析法所得的粒数分布，筛析法所得的体积（或质量）分布，光吸收法所得的表面积分布。如将累积分布函数对粒度d微分，即得频率分布函数f(d).即 f(d)=频率分布函数也有粒度(fN)、表面积（fa）、和体积（fv）的三种，其意义是：粒度、粒增量为1单位范围内颗粒数目、表面积、体积所占的百分率。由以上定义可知，若最小粒度为dmin、最大粒度为dmax，则有： =100%3) 平均粒度平均粒度分法有各种表示方法，多是以颗数的频率分布来进行加权平均。由于平均时所采用的基准和方法不同，所以有多种名称。所有的基准有粒度、表面积和体积三种，而所用方法则有算术平均、几何平均和

46、调和平均等数种。算术平均粒度dAM适用于过大和过细颗粒并不太多，因而分布较为平衡之时。几何平均粒度dgm对于对数正态公布来说是频率最大的粒度。调和平均粒度dhm则与颗粒的比表面积有关，所以当比表面积是制品的一项重要特征时，它是一种有意义的粒度。一般说这三种粒度有以下关系：dAMdgmdhm。以上三种平均粒度都是直接按粒度本身来平均的。如果先用算术平均的方法求取颗粒的平均表面积，以后按此表面积来计算粒度，即为面积的一种粒度。另外还有体积平均粒度（dVM），方法相同，唯基准取体积（或质量）的一种粒度。调和平均是反映颗粒比表面捉拿的平均值的粒度。另外，如果以颗粒总体的平均表面积和平均体积为依据，则所

47、得的颗粒又从另一方面反映颗粒比表面积，此即体面平均粒度或沙得（Sauter）平均粒度，其定义是： =沙得平均粒度在制品的粒度分析上有广泛的应用。4) 粒度分布函数式如前述颗粒的粒度分布曲线可通过各种方法进行实际测定而获得。而这各种实际粒度分布又可通过数据整理方法综合合成粒度分布函数式。用于固体粉碎的粒度分布有多种，但各有其适用的特殊场合。常见的有以下集中： 对正态分布式： = 平方根正式：= 罗森-拉姆勒： 式中Ra为粒度大于d的物料体积或（质量）的百分率，dRM为另一颗粒平均直径，称为；罗-拉平均粒度；n为常数。2. 粉碎的能耗理论和粉碎速率 1） 粉碎能耗的机理如上述，采用各种不同方法对物

48、料进行粉碎的作用力是复杂的，但主要的粉碎力为掠夺力、剪切力和冲击力。其它如弯曲、扭转等则为附带的作用力。在实际粉碎操作中，作用力是由上述几种力作用的结果。这些作用力由粉碎机械的一定部件与物料之后，如何引起物料的碎解，其机理尚未充分明白。唯物料受各种力作用后，首先产生各种应变，并以各种形式的变形内能积蓄于物料内部是无所质疑的。当局部积蓄的变形能超过某临界值时（其值取决于物料的性质），裂解就发生在脆弱的断裂线上。所以，从这一角度分析，粉碎需要两方面的能量：一是裂解发生前的变形能（即使未发生裂解，也终将转化为热），这部分能量与颗粒的体积有关；二是裂解发生后出现新表面所需的表面能，这部分能量与新出现的

49、表面积的大小有关。当然还有颗粒间摩擦所消耗的能量。到达临界状态（未裂解）的变形能之所以与颗粒的体积有关，是因为脆弱的短裂线和疵点对于粒度越大的颗粒，存在的可能性愈大。这样大颗粒所需的临界应力就较小颗粒为小，因而消耗的变形能也就较少。这部分粉碎操作为什么随着粒度减少而粉碎愈加困难的原因所在。在颗粒粒度相同的情况下，由于物料的力学性质不同，所需的临界变形能也不相同。一般物料受应力在弹性极限应力以下，物料经受了弹性变形。当作用的应力在弹性极限力以上，物料就经受永久变形，直至应力达到屈服应力。在屈服应力以上，物料开始流动，经历塑变区域，直至达到破坏应力而断裂。根据物料应变与应力的关系以及极限应力的不同

50、，通常将物料的力学性质分为以下三种：1 硬度是根据物料的弹性模数的大小来划分的性质，即硬和软之分。2 强度是根据物料的弹性极限应力的大小来划分的性质，即强和弱之分。3 脆性是根据物料塑变区域的长短来划分的性质，即脆性和可塑性之分。这样，就有比较复杂的性质，例如硬而脆的，软而脆的等等。这些性质对粉碎时所需的变形能均有影响。总的来说，凡是强度愈强硬度愈小的物料，所需的边形能就愈多。粉碎中出现新表面所需的能量与表面积增量成正比，可表示为： E=（s） - （6-1）这里是物体的表面的界力张力，S是表面积。2） 粉碎能量消耗的法则粉碎操作中，因增加新的表面积而消耗的能量只占全部消耗的很小比例。但是计算

51、粉碎操作所需的最低能耗是很不容易的，理论上也很不成熟。早期的雷廷格法则是建立在表面假说之上的能耗法则。即固体颗粒的粒度d发生微小变时所需的能量dE是粒度粒度的函数。其一般有如下形式： 十几年后，基克在体积学说之基础上建立了基克法则。即是令n=1代入6-1式中，得：dE,表示能量与体积相对改变成正比。所以基克法则的能耗主要是变形能的消耗。故此式适用于塑性物料，软性物料和细粒物料的粉碎。3） 粉碎速度设Ra为粒度大于d的物料体积（或质量）的百分率，根据1971所贝屈拉和皮士瓦斯的建议，粉碎速率可用如下的关系式来表达： = - (6-2) 这里K是一个与粒度有关的系数，而m则为常数。假设粉碎开始时的

52、Ra值为Ra0，通过上式6-2积分即得下式： 如果通过实验，事先求出k和m值，则可利用此式计算粉碎进行得到一定的Ra值时的粉碎时间t，或经一定粉碎时间t后所达到的Ra值。十、 分析设计磨粉机的经济效益本文所设计和论述的磨粉机是在前人有已的基础上进行改进，对其工作原理及基本结构进行了分析和说明，也对关键参数进行了优化设计。这是出自于对设计磨粉磨浆机经济效益的分析。磨片是本机的主要工作部件，本机采用金属型浇注铸铁磨盘；它比一般磨粉机中的磨盘（砂轮磨盘、钢磨盘）耐磨且具有磨盘密实、无气孔、裂纹等缺陷，一副磨盘正常使用可达2年以上，尤其是在经济上和精力上给使用者带来很大的方便。联轴及主轴的尺寸是在前人

53、设计的基础上进行改进，各尺寸相对变小些，这样可以降低生产磨粉机的成本，提高经济效益。结束语本次毕业设计虽然仅仅经历了短暂的三个月，但是它浓缩了大学四年学习的全过程，体现了我们对所学知识的掌握和领悟程度。由于我们是第一次进行整体性地设计，不可避免地碰到了许多困难，有时甚至会感到无法下手。无论碰到什么样的困难，我都没有退缩，凭借着一股求知的热情，再加上指导老师的帮助，然后再回到书本攻克一个又一个的难题，最终圆满地完成了本次设计。通过本次毕业设计，使我在各个方面都有了很大的提高，具体地表现在以下几个方面：1. 对大学四年所学到的东西进行了归纳总结，找到了各种学科之间的交叉点，同时构成了一个知识网络，

54、形成了一个整体的知识体系，进一步完善了自己的知识结构。2. 对所学的知识点 进行查缺补漏，并了解学习了新的知识，开阔了视野，拓宽了自己的知识面。养成了勤学好问的习惯，同时具有了一定的创新思维。3. 利用理论知识解决实际问题的能力得到提高，为以后正确解决工作和学习中的问题打下了坚实的基础。4. 学会了充分地利用网络资源查阅相关资料，以及借助前人的研究成果寻求解决问题的思维方法，对新信息和新知识及时做笔记。5. 敢于面对困难，同时也懂得了互相合作的重要性。6. 利用计算机（AutoCAD,Solidworks2004和Office软件）的能力得到很大的提高，学会了利用计算机软件进行相关的设计与计算

55、。但是，设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还有待进一步深入，具体如下：1. 缺乏实际经验，对一些参数和元件可能不是非常合理，有一定的浪费。2. 对磨粉磨浆机的磨片和联辊了解还不太清楚。3. 系统的设计不太完善，在与计算几的配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。4. 各种部件磨损度在本文中尚未指明。参考文献1.2.3.4.5.6. 濮良贵，机械设计（第五版）M，北京高等教育出版社，19897.8.9.10. 濮良贵，纪名刚，机械设计（第六版），高等教育出版社，1996.11.12. 沈再春，农产品加工机械与设备M.中国农业出版社.1999.13. 金永听，王沛民，理论设计方法学的范畴

56、和体系，浙江大学教育研1986年第一期。14.15. 毛广卿，粮食输送机械与应用，科学出版社16. 高福成，食品工程原理，中国轻工业出版社17. Patton WJ. Mechanica power Transmission. New Jersey: Printice-Hall,198018. Sorsl fatigue design of machine components. O19. 王宝臣等，工业品造型，天津科学技术出版社，1983.20. 鲍子强，机械产品的造型与色彩设计机械制造，1991.21. 寿明道，粮油饲料机械，北京中国商业出版社，1994致谢本论文是在导师陈义厚教授悉心指导

57、下完成的。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！经过几个月的忙碌和学习，本次毕业论文设计已经接近尾声。作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有指导教师的的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。陈老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。除了敬佩陈老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。最后还要感谢大学四年来所有的工程技术学院老师，是在他们的教诲下，我学到了一定水平的机械专业知识基础，为我以后的扬帆远航注入了动力。