小型对辊磨粉机结构设计【含CAD图纸】
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小型对辊磨粉机结构设计摘要小型对辊磨粉机是粮食制粉业广泛使用的一种粉机,它能一次就把小麦制成粉,并把面粉和麸皮分别提取出来。本设计作为小型对辊磨粉机的结构设计,主要包括:1 小型对辊磨粉机机架、磨辊设计;2 小型对辊磨粉机喂料机构设计;3 小型对辊磨粉机传动机构设计;4 小型对辊磨粉机轧距调整机构设计;5 小型对辊磨粉机筛理机构设计。本设计将对小型对辊磨粉机的机械结构进行全方面设计。从各个机构和零件的布置来讲,可以说是创新设计;一般小型对辊磨粉机的辊间传动为齿轮传动,本设计改进为链条传动。本设计配有部分图,以便详细了解磨粉机本体各零件和机构设计过程。关键词对辊磨粉机;链条传动;圆筛Design for the structure of small Roller millAbstractSmall roller mill is widely used in food mill making , it can put the wheat into powder and extract the flour and bran . The design of small mill roller structure mainly includes:1small roller mill roll grinding and frame design; 2small roller mill feeding mechanism design;3small roller mill transmission mechanism design;4small roller mill adjusting mechanism design; 5small roller mill Daniel mechanism design. The design of small roller mill on the mechanical structure, from the aspects of organization and arrangement of various parts, is innovative design; Generally,the transmission between the rollers is gear transmission in small roller mill, to make some improvement in this design,that will be changed into chain transmission. This design includes many three-dimensional graphs to get detailed understanding of roller mill body parts and the design process.Keywords roller mill;chain transmission;circular sieve不要删除行尾的分节符,此行不会被打印- II -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.1.1 磨粉机使用现状11.1.2 磨粉机分类11.1.3 对辊磨粉机特点11.2 课题研究的现实意义11.3 设计的主要研究内容2第2章 设计方案的确定和关键技术的解决方法32.1 总体结构与主要工作构件32.1.1 机架32.1.2 外形42.1.3 与机架有关的部分42.1.4 磨辊及其支承、清理与冷却52.1.5 磨辊与轴系零件的连接52.2 传动系统62.2.1 快辊拖动62.2.2 辊间传动62.2.3 喂料机构82.3 操纵系统92.3.1 料门调节机构92.3.2 离合轧轧调机构92.3.3 筛理机构11第3章 本机工作原理与操作方法133.1 工作原理133.2 操作方法133.3 本机的结构特点133.4 换辊操作步骤143.5 关于噪声控制与污染问题14第4章 计算部分154.1 动力计算、选配电机154.2 三角带传动设计154.3 链轮减速箱设计164.4 磨辊受力分析174.4.1 磨辊轴的结构设计174.4.2 磨辊受力分析184.5 磨辊轴承的选择计算204.5.1 磨辊轴承的选择204.5.2 轴承校核设计204.6 磨辊轴与轴体过盈量和压入力的计算214.7 慢辊轴的强度、刚度校核234.8 料门机构设计244.9 主要设计参数25结论26致谢27参考文献28附录29外文文献及翻译29千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”,然后“更新整个目录”。打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- VI -第1章 绪论1.1 课题背景1.1.1 磨粉机使用现状发展小型面粉加工机械,与广大农村人民的日常生活有着密切关系。它是发展农村经济、促进农业走向现代化的重要方面,它对提高农村人民生活水平,保障人民身体健康,为国家积累资金起着重要作用。 目前全国农村已拥有农用磨粉机械单机组约200万台,小型面粉加工成套设备5000套左右。今后还将继续大批制造推广,而且还会有新型的小型面粉加工机械供应农村,因此设计制造出一种低成本、高效率、价格合理的小型磨粉机是目前形式的需要。1.1.2 磨粉机分类 现在占市场主流的磨粉机有:雷蒙磨粉机、高压悬辊磨粉机、高压微粉磨、超压梯形磨粉机、高强磨粉机、锥式磨粉机、片式磨粉机、辊式磨粉机等,其中前五种用于工业,后三种多用于农业生产,我们讨论的是农用型磨粉机。1.1.3 对辊磨粉机特点 从使用情况来看,对辊磨由于具有产量高、电耗低、调节灵敏方便、稳定可靠、研磨时间短,面粉不致受高温影响而降低质量等优点,是很受欢迎的一种小型优良磨粉机械。对辊磨不但可以单机制粉,而且可以用多台对辊磨粉机进行联合生产,特别适用于小麦加工。而锥磨和片磨,加工质量低于辊磨,将被逐渐淘汰。1.2 课题研究的现实意义随着农村经济政策的全面落实,特别是承包责任制的推广,极大地调动了广大农民的生产积极性,农业生产出现了飞速发展的形式。几年来,农业连续夺得丰收,农民生活得到了较大的改善,农民购买力有了显著的提高。因此,迫切要求购买小型、廉价、耐用、能耗低、机械化程度高、加工面粉质量好的小型面粉加工机械。目前已有产品不是价格较贵,就是体积庞大,我们的目标是开发一种低价小型磨粉机,致力于普及农村家庭对小型对辊磨粉机的使用,使老百姓不用投入太高成本就可解决生产问题,大大提高农业生产力和农民积极性。1.3 设计的主要研究内容本设计作为小型对辊磨粉机的结构设计,主要包括:1 小型对辊磨粉机机架、磨辊设计;2 小型对辊磨粉机喂料机构设计;3 小型对辊磨粉机传动机构设计;4 小型对辊磨粉机轧距调整机构设计;5 小型对辊磨粉机筛理机构设计。本设计将对小型对辊磨粉机的机械结构进行全方面设计。从各个机构和零件的布置来讲,可以说是创新设计;一般小型对辊磨粉机的辊间传动为齿轮传动,本设计改进为链条传动。本设计配有部分二维图,以便详细了解磨粉机本体各零件和机构设计过程。最后提供的有:solidworks二维图,AutoCAD工程图。第2章 设计方案的确定和关键技术的解决方法2.1 总体结构与主要工作构件2.1.1 机架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,本机采用焊接式机架。2.1.2 外形目前,磨粉机的外形有:敞开式,半封闭式,全封闭式三种。本机采用半封闭式外形,所谓半封闭是指磨粉机除的轧距调节机构、带轮等外露,而磨辊、送料机构、筛理机构封闭的结构形式,它的优越性在于避免敞开式的缺点又能得到一定的散热,使零、部件得到良好的保护,而且操作安全可靠,改善操作环境。2.1.3 与机架有关的部分料斗:本机料斗采用不锈钢,经久耐用。窥视窗:本机采用有机玻璃,这样可以观察到喂料辊转动及料流等情况。罩壳(与料斗一体):本机罩壳采用钢板冲压、焊接制成。此结构简单,拆装方便。2.1.4 磨辊及其支承、清理与冷却磨辊 辊体是空心的,外层为冷硬铸铁,内层为普通灰口铸铁,采用离心两次浇筑成型。辊轴采用碳钢45钢。辊体和辊轴二者过盈配合,加工配合面后用压力机将辊轴压入辊体,然后再进行机加工。支承 传统磨粉机中,磨辊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,滑动轴承的径向尺寸小,周向尺寸长,适合在磨粉机墙板上安排,滑动轴承对拆装磨辊方便,而且易于实现自位。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, 难以保证辊间轧距的稳定性,因此后道磨粉机上(轧距仅百分之几毫米)会产生空辊打击事故,轴瓦磨损后有径向间隙,更不利于定心,磨辊运转时产生径向跳动。滑动轴承需要稀油润滑,容易污染面粉,不符合卫生要求,而且要用宝贵的有色金属。现代磨粉机几乎全部采用滚动轴承,其摩擦损失小,发热小,对减少磨粉机的功率消耗有很大的作用。滚动轴承的回转精度高,可保持快、慢辊间有稳定的轧距。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,本机选用调心球轴承。此轴承有自位性能,而且承受载荷较大。轴承座为单件,慢辊轴承座固定在旋转轴上, 快辊轴承座安装在机架上。清理方法 本机采用刷帚清理粘在磨辊上的物料。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。2.1.5 磨辊与轴系零件的连接绝大多数磨粉机上,磨辊与轴系零件大带轮及同步轮的连接采用键。键槽减少了被连件的承载面积,特别是会引起高度的应力集中,被连件也难以获得精确的定心。滑动轴承需要稀油润滑,容易污染面粉,不符合卫生要求,而且要用宝贵的有色金属。现代磨粉机几乎全部采用滚动轴承,其摩擦损失小,发热小,对减少磨粉机的功率消耗有很大的作用。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。滚动轴承的回转精度高,可保持快、慢辊间有稳定的轧距。但是,键连接具有简单、紧凑、可靠、成本低的优点。本机采用键连接。2.2 传动系统2.2.1 快辊拖动快辊是由电机通过带传动的,快辊的转速要求在450600rpm,确定快辊的转速要综合考虑动耗、产量和大带轮直径。 如果转速过大,大带轮直径相对减小,产量增大,但动耗也增大; 如转速过小,虽然动耗减小,但产量也减小,而且大带轮直径增大,影响整机的尺寸。若转速变化范围不太大,对产量的影响很小。所以综合考虑上述情况,把转速定在550rpm左右。2.2.2 辊间传动功能要求 磨粉机快、慢辊间传动装置必须保证快、慢辊有较为准确的传动比,能适应磨辊辊径的变化及轧距调节所引起的快、慢辊中心的变化,有一定的使用寿命,而且噪音要小,传动件在磨辊轴上应便于安装拆卸,为了适应研磨不同的物料,快慢辊间应有不同的速比。本机设计三种速比,即2.5、2、1.5。 磨粉机的辊间传动机构在空载时起传动作用;在负载时, 由于封闭功率的存在,其定速作用。负载时, 存在封闭功率,使辊间传动链的松紧边对调转化,链轮齿的非啮合面磨损,磨粉机传动件的寿命降低,所以封闭循环功率是传动零件的设计依据。传动方式的比较确定 目前,国内外磨粉机辊间传动方式有:皮带传动,齿轮传动,链连传动,扭矩臂差动传动及双面同步齿形带传动。 皮带传动 皮带传动的动力大,磨粉机的粉碎能力大,产量大, 不需要润滑,减小了污染性,对主、从动轮中心距变化的适应能力强,松和闸对皮带的传动性能影响较小,工作中的噪音小。但是,皮带传动的速比不准确,传动效率低, 而且结构齿寸大,还不安全。所以使得它在磨粉机上的使用越来越少,已逐渐被淘汰。齿轮传动 齿轮传动的功率大, 传动比准确, 结构简单紧凑, 便于密封,操作安全。 但是, 齿轮传动对中心距的要求严格,因此松合闸对传动性能的影响较大,噪音大, 寿命低,需要系由润滑, 而且因为有齿轮箱密封, 所以显得笨重。对于一台磨粉机, 要适应不同的辊径, 必须要有几套齿轮备用。 对于磨粉机传动的齿轮还有特殊的要求:合闸时, 齿轮处于是最佳工作状态的中心距工作, 为了减小松合闸时齿轮因中心距偏大所产生的噪音, 必须用加长齿齿轮。链传动 链传动对于松合闸引起的磨辊中心的变化对链传动性能的影响不大,能适应不同直径磨辊的使用(紧需调节张紧轮的位置), 其传动比准确,缺点为:传动链的承载能力不大,链传动对于主、从链轮的不同面度较为敏感, 因此, 两磨辊的轴向窜动将影响传动性能,所以传动链的寿命较低,传动机构的尺寸较大, 链传动需用稀油润滑,链轮箱必须有可靠的密封,以防止污染,链轮的装拆也不方便。 扭矩臂差动传动 其优点是磨辊的松合闸不影响机构中齿轮副的中心距,并能保证齿形带轮中心距基本不变,传动性能好,噪音小,齿轮箱的密封性能好,齿形带不需有润滑,门有润滑油的污染问题,机构的尺寸小,便于封闭。但是,它也存在缺点,轴承臂的位置调节需绕其慢辊轴转动。因此,当磨辊直径减小后,轴承臂上移所引起的齿形带轮中心的变化,不能完全由从动轮轴心和轴承臂铰支抵消,所以松合闸对齿形带轮中心距仍有一定影响, 机构中的齿轮减速箱重量较大(56公斤左右),没有把手,装拆不方便。双面同步齿形带传动 双面同步齿形带传动集齿轮传动合带传动的优点于一身。其传动效率高,节能效果高,经济效益好,带与齿形轮之间往返间隙小,严格同步,不打滑,传动比准确,角速度恒定,不需润滑油, 既节省油又不会产生污染,使用寿命长而且不需维修保养,使用速度范围大,因其轻而离心力小,所以可高速传动,也可低速高扭矩传动。带的使用伸长非常小,初张力也很小,带的运转生热小,还可以延长电机和轴承的使用寿命,由于是圆弧齿,所以啮合圆滑,传动平稳,有一定的吸振作用,噪音小。负载容量范围大,整体结构简单,尺寸也较小。由于目前皆采用四个轮子传动,所以结构尺寸相对而言较大,而改成三个轮子(把改向轮和张紧轮合为一个轮子改向张紧轮),结构尺寸更小,更为紧凑,在整机上更便于安排。我国青岛橡胶工业研究所从国外引进先进的制造橡胶同步齿形带的技术和设备,所以采用同步带的来源有了充分的保障。综上所述, 本机辊间传动采用链传动。2.2.3 喂料机构动力来源 传统的磨粉机的动力来源都从快辊传递,由于快辊转速较高, 而分流辊的转速较低,所以必须配置减速箱,它不仅结构复杂, 而且安装也复杂,增加了成本。本机的动力来源于慢辊,采用慢辊与喂料辊一体的结构,其结构简单、紧凑。离合器 磨粉机多采用牙嵌式离合器, 它靠一套杠杆进行工作, 其灵敏度存在一些问题, 而且结构较复杂。本机采用偏心轴式离合装置,结构简单、紧凑。如图2-1所示。图2-1 传动示意图2.3 操纵系统2.3.1 料门调节机构料门调节机构有以下几种:1 手动料门调节机构 结构简单,但不能根据进机物料量的变化自动调节料门的开启度, 以至喂料量不均匀, 如果突然断料就会造成磨辊相碰。2 气、液压连动料门调节机构 其灵敏度高,能随进机物料量的大小而改变料门的开启度, 但是,对气、液压元件的质量要求高。3 电控制料门调节机构 其灵敏度高,结构简单, 能实现随动。 但是增加了动耗。综合考虑以上几种机构,本机选用手动料门调节机构。2.3.2 离合轧轧调机构功能要求 对离合轧轧调机构的功能要求是:使磨辊在工作时实现定轧距; 完成松和闸动作;能满足新辊及旧辊的使用;能简便、准确地调节轧距大小, 且在调节后仍保持两辊的平行度;机构设有磨粉机的过载安全保护装置; 机构应便于拆换磨辊, 且在拆换的过程中尽可能少的拆换其他零件;机构的各项操作简单可靠;机构的结构应简单可靠。设计原则 本机构的设计原则是能够实现上述功能要求, 而且要结构简单、操作方便、换辊方便。离合轧轧调机构的比较确定:手动离合轧轧调机构 离合轧靠偏心纵轴的旋转来实现。 轧调靠手柄带动慢辊轴承座动作来实现, 而且还安有保安弹簧。 此种机构简单易实现,装拆也方便。自动离合轧轧调机构 离合闸靠气、液缸推动牛腿运动来实现。 轧调机构与手动离合轧轧调机构的轧调机构相似, 而且还装有保安弹簧。此种机构也比较复杂, 换辊不方便, 但其操作比手动离合轧轧调机构方便。K型磨粉机的自动离合轧轧调机构 此种机构取消了磨粉机的两个传统结构偏心纵轴和慢辊支承弹簧。其松合闸靠气缸推动牛腿运动来实现。 轧调只有单调机构, 而没有总调机构,而且其只是旋转手轮改变止推块的位置, 而不是改变牛腿的位置。此种结构简单,操作方便,旋转轧调手轮所需的力比较小,而且松合闸的行程是可以变化的(采用偏心纵轴的传统磨粉机, 其松合闸行程是固定的),拆换磨辊也比较方便。 气缸不仅是松合闸的执行元件, 而且代替了弹簧来支承慢辊轴承臂,这不仅简化了结构, 而且充分离用气压系统的弹性好,动作灵敏的优点,实现磨粉机的过载保护。 其用气缸而不用液压钢的另一个原因是气体没有污染现象。 取消了偏心纵轴就出现了两个气缸的同步问题, 此问题可以从气路中来解决或允许轴承有良好的自位性能。综合考虑以上几种机构, 本机采用手动离合轧轧调机构。在磨辊的两端各置一组这样的机构,由偏心纵轴相连当推动松合闸手柄使偏心纵轴11以顺时针方向旋转时,左右侧机构同时合闸。该机构没有合闸挂钩,合闸的位置靠偏心轴颈与拉杆7的摩擦自锁实现,在合闸结束时,偏心轴颈的偏心半径应接近水平位置。另外在偏心轴径向添加一个螺栓,以固定偏心轴。拉杆7的左端部是圆锥形或半球形,它伸入调节螺杆1右端相应的锥孔内,螺杆1与弹簧盒3左端的螺纹孔配合。当旋动手轮14时,使慢辊轴承臂13绕铰支轴12旋转,改变慢辊与快辊的中心距。在弹簧盒中的弹簧6用弹簧座5产生一定的预紧压缩量,预压缩力必需大于磨辊间的工作压力,以保证研磨时轧距的稳定性,并且不在断料时产生磨辊相碰现象。当辊间落入硬物时,弹簧盒将弹簧压缩,两辊分开,硬物通过后自动恢复原状运行。如图2-7所示。1-调节螺杆;2-锁紧螺母;3-弹簧合;4-紧固螺母;5-弹簧座;6-慢辊支承复位弹簧;7-拉杆;8-慢辊轴承;9-快辊轴承;10-松合闸手柄;11-偏心纵轴;12-慢辊轴承臂铰支轴;13-慢辊轴承臂;14-轧距调节手轮图2-2 松合闸轧距调节机构2.3.3 筛理机构本磨粉机采用打板圆筛进行筛理,其作用和平筛相同,但工作原理和结构与平筛有所不同,如下图所示。主要由前后轴承架、罗轴、罗筒、罗外壳、打麸板等零件组成。罗轴3支撑在轴承架2、4上,两块打麸板8和两个棕刷12通过支架6固定在罗轴3上。罗盘5固定在轴承架4上,其上面开有通孔,研磨后的物料由此进入圆筛。罗外壳9固定在罗盘上,其下面有一个出口,筛出的面粉由此排出。罗筒7外面装有筛绢放入罗外壳内,罗盖盖在罗外壳的外端,其下面有一出口,筛上物由此口排出。整个筛体呈悬空状态,便于在下边接面粉麸皮。打麸板在罗轴上具有一定的螺旋角。物料在筛内的运动是靠打麸板推动的,因此,这个螺旋角不能太大,也不能太小。螺旋角大,物料在筛内停留时间太短,筛理不净,影响生产效率。螺旋角小,虽然能够筛净,但物料在筛内停留时间太长,同样影响生产效率,同时还会使面粉质量低劣。通常情况下,打板螺旋角以2度为宜。如图2-3所示。 1-皮带轮;2-前轴承架;3-罗轴;4-后轴承架;5-罗盘;6-支架;7-罗筒;8-打麸板;9-罗外壳;10-罗盖;11-螺钉;12-棕刷图2-3 对辊磨粉机筛理机构当罗轴旋转时,能产生一定的风力,进入筛内的物料由打麸板抛向筛面。并借打麸板的风力,强迫面粉通过筛孔。棕刷也和罗轴同时旋转,而且刷面和筛面相接触,它的作用主要是清理筛面,同时也强迫面粉通过筛孔,和打麸板共同完成筛理工作。第3章 本机工作原理与操作方法3.1 工作原理本机的工作原理时利用一对平置等径不等速相向旋转的齿辊(或光辊),以剪切、挤压、研磨(或挤压和研磨)的方法将物料粉碎。物料由喂料辊均匀地喂入磨辊的粉碎区内,物料在被粉碎前与慢辊相对静止,与快辊相对滑动。物料进入粉碎区时,慢辊相当于托板,快辊相当于刮刀,把物料刮开,接触到快辊齿的部分物料胚乳被快辊刮走,快辊齿够不到的物料其余部分仍与慢辊保持静止,直到除了粉碎区而落入料斗, 粘在磨辊上的物料通过清理机构的清理作用也落入料斗,落入料斗的物料, 通过自流卸料方式流入筛理机构。然后由筛理机构对面粉进行筛理,分别出面粉和麸皮。3.2 操作方法设备安装好后, 先让机器空载运转,如发现有不正常的现象应立即停车, 调整好后再试车。这样反复进行调试, 直到没有异常现象为止。当磨粉机需要进行工作时, 首先按照该机所粉碎的物料,调轧距,轧距调节好后,然后按启动按钮,使磨粉机处于准备工作状态。当进机物料达到一定值时,打开料门,旋转轧距调节手柄,使磨辊合闸,磨粉机就进入了工作状态。检验被粉碎过的物料是否符合面粉厂生产的工艺要求。如不符合要求,就应该松开轧距调节机构的锁紧手柄,转动两边的轧距调节手轮调节轧距,直至被粉碎过的物料符合工艺要求为止。磨粉机就开始正常工作。需要停车时,先旋转轧距调节手柄,使磨辊分离,再按停车按钮便可停车。3.3 本机的结构特点本机的设计综合了小型国内磨粉机的优点,并对某些结构进行了改进,使其更加完善,可以说使一台先进适用的磨粉机。本机的结构简单、紧凑,实用性强,装、拆、检修方便,而且各个结构的尺寸都比较小。本机磨辊内平置,其喂料性能好;喂料流可直接进入粉碎区, 并便于操作人员观察和调整喂料情况;粉碎后的物料对无喷粉情况,拆换磨辊方便。磨辊轴上的大皮带轮和同步带轮均采用键联结,装拆方便。磨辊传动采用链传动,调节轧距的时候不影响传动。本机的第一级传动电机到大皮带轮,采用窄形(SPA)三角带;轧距调节机构采用偏心轴调节形式,利用弹簧作保安装置 。3.4 换辊操作步骤换辊时,打开上罩壳(与料斗一体),卸下罩壳,取下窄形三角带,取下同步齿形带,用内六角扳手拧松带轮端面的内六角螺钉,取下大带轮和圆筛带轮,卸轴承上端盖,拧螺栓,拆下轴承、轴承座,取出快辊,取出慢辊。3.5 关于噪声控制与污染问题由于本机的结构特点磨辊传动采用链传动,电机到快辊传动采用窄形三角带,所以噪音较小,故没有采取专门措施来控制噪音。本机采用滚动轴承,用黄油脂润滑,避免了稀油润滑,所以污染性很小,故本机也没有采取专门措施控制污染。第4章 计算部分4.1 动力计算、选配电机公式 Nd= (4-1)n:快辊转速,550rpm;q:单位辊长上的压力,一般设计取值为500N/m;b:辊长度,0.5m;D:磨辊直径,250mm;:物料与快辊的摩擦系数,0.43;:物料与慢辊间的摩擦系数,0.49;i:快辊与慢辊的速比,2.5;:机器效率(除圆筛)=;:轴承效率,0.98;:链条效率,0.90;:三角带效率,0.96;:圆筛效率0.80;Nd :电机功率。代入数值,Nd =6.1kW。见式(41)根据Nd,选Y系列电机Y132M-4(7.5kW),其同步转速为1500rpm,满载转速为1440转。4.2 三角带传动设计根据布勒公司MDDK-250,初取三角带轮直径为355mm,5槽。因工作载荷平稳,取KA=1.1,计算功率:选带型号:选SPA型带小带轮计算直径:D1x1440=355x550所以,D1=135.60mm,取小带轮直径为130mm根据布勒公司MDDK-250,大带轮直径为D2=355mm所以大带轮转速n2=D1n1/D2=527.32rpm;验算带速,v=在525m/s的范围内。初定中心距:2(D1+D2)2 (130+355)取 600mm(276.75970) 初算带长:L+2/a 取 基准长度实际中心距: (4-2) ; 小轮包角: 求带根数: 带速: 传动比: 带根数:由表11-9 表11-7 表11-12 表11-11 机械设计手册1227页 取 求轴上载荷: 张紧力: 轴上载荷: 4.3 链轮减速箱设计齿数:初取小链轮齿数 取修正功率 :工况系数,取1.0:主动链轮齿数系数,取0.9链条节距:根距修正功率小链轮转速 由机械设计手册1GB/T 18150-2000 图1和图2选得链速v:有效圆周力F: 分度圆直径 : 取 4.4 磨辊受力分析4.4.1 磨辊轴的结构设计初步计算磨辊轴的结构尺寸: 根据机械设计手册1中册p763,磨辊轴为实心轴,按扭转强度: (4-3) 取; ; 按扭转刚度: 取,得 见式(4-3) 因轴上有一键槽,将求得值放大5%,得 同样的方法,对另一轴可得: 。 故取 。4.4.2 磨辊受力分析磨辊受力分析时:1 略去磨辊齿形及斜度的影响;2 略去磨辊支承处的摩擦阻力;3 略去三角带传动的损失;4 略去喂料传动中三角带轮的作用力。以快辊受力分析为例:1)辊压力 ;2)三角带张力产生的力矩 ;3)通过物料对快辊的摩擦力(均布辊长上);4)慢辊齿形带对快辊齿形带的拉力(张紧力) ,与z轴夹角;5)张紧力产生的扭矩 ;6)电机输入扭矩 ;7)三角带轮作用在辊轴上的力 ;8)磨辊重量 ;9)快辊齿形带轮的重量;10)三角带论重量 ;11)快辊齿轮带上的扭矩 。快辊受力计算:z-x平面: 即 x-y平面: 慢辊受力分析:1)辊间压力 ;2)快辊通过物料对慢辊的摩擦力 ;3)快、慢辊同带轮相对拉力(张紧力) ,与z轴夹角为;4)张力紧边力产生的扭矩 ;5)磨辊的重量 ;6)慢辊上大齿形带轮重量 ; D点的力可分解为: 7)慢辊大带轮扭矩 。慢辊受力计算:z-x平面: x-y平面: 4.5 磨辊轴承的选择计算4.5.1 磨辊轴承的选择根据分析,采用双列向心球面圆柱滚子轴承,因为磨粉机冲击载荷很小,又考虑到间小轴承座的直径,所以采用轻宽系列的轴承。由于采用了紧定锥套,所以轴承内径,查机械设计手册1,外径,轴承型号为(GB/T 281-94)2216的调心球轴承。4.5.2 轴承校核设计快慢辊共有四个轴承,只要校核受力最大的一个就可以了。慢辊: 快辊: 所以对慢辊A端的轴承进行校核。1)、计算动载荷C: (对于向心圆柱滚子轴承) 因无冲击,取1.2,e=0.27 机械设计手册1双列向心球面圆柱滚子轴承 因连续工作,故取最大值。 故所选用的四个轴承都合格。 2)寿命校核. ,由,机械零件手册1,查p=12177.84(N) 一年按320天工作,一天工作24小时。 (年) 所以四个轴承全用113518型,非常合理。4.6 磨辊轴与轴体过盈量和压入力的计算1)由公式确定配合所需压力强度 P: -最大扭矩 磨辊传递的最大扭矩为,为安全起见,取安全系数为2,f取0.08 : 磨辊体与轴的配合长度(m);: 轴的配合段直径(cm);: 装配系数,用压入法时,取0.08;2)由公式确定最小计算过盈(有效过盈) : 由于辊体与轴的材料不同,所以 (机械设计手册1) 由机械设计手册1表1-8查得:由查表3-33用插入法得: 3)由公式确定最小配合过盈 ,并根据选配合: 转查 (材料不同) 由公差配合表取优选配合 最大过盈,最小过盈4)由公式计算最大计算过盈: 5)由公式计算最大过盈时的强度: 6)由公式验算配合件的强度 被包容件: 包容件: 所以当时包容件产生塑性变形,而实际上得到最小或最大过盈的机会是很少的。因此,按计算零件强度时,若产生不大的塑性变形是允许的。7)计算不发生塑性变形时的表面极限压力强度 被包容件: 8)计算压入力 : 因为 ,采用压入法时, 所以用43.8吨的压力可将轴压入。4.7 慢辊轴的强度、刚度校核危险截面分析 对于各段轴来说,其截面突变或削弱处都为危险截面,按理论都必须校核,上面所示的各危险截面,应进行校核。由合成弯距图看出,右侧所受弯距比左侧各段大,两侧轴相同,所以只需校核、段即可。机械设计手册1,查表15-2得 (4-4) M当量弯距(*m) (4-5) d轴径(mm) 对4截面:.*m, T=918.78N*m 故满足强度要求。 对5截面: 故满足强度要求。 对6截面:M=850N*m, T=882.05N*m 故满足强度要求。见式(4-4,4-5) 轴的刚度校核:由机械设计手册1782页,得:式中:第i段轴所受扭距(公斤*米)第i段轴的长度(mm) :第i段轴径(mm) 轴受扭距作用部分的长度(mm)因为慢辊轴左侧不受扭距,所以不必进行刚度校核,只对右侧轴进行校核。因为均为.N*m所以:刚度足够!通过以上计算、校核、证明慢辊轴的强度、刚度足够!4.8 料门机构设计本设计的料门机构采用手动控制形式,以节省成本。原理非常简单,利用一个螺丝固定料门圆周自由度,如图4-1所示。 4.9 主要设计参数 磨辊规格: ; 磨辊适用范围: ; 快辊转速:; 快慢辊速比:; 磨辊中心距地面高度:; 轧调手轮中心距地面高度:;磨粉机外形尺寸:千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。- 35 -结论本次设计历史三个月,按照方案计划,完成了以下任务:1 小型对辊磨粉机机架、磨辊设计,机架设计成焊接式结构,磨辊采用两次浇铸成型,辊轴与辊体采用过盈连接;2小型对辊磨粉机喂料机构设计,此喂料机构的喂料辊与慢辊同体,简单适用;3小型对辊磨粉机传动机构设计,电机与快辊以及快辊与圆筛间采用带传动,而快慢辊间采用链传动,以实现轧距调节;4 小型对辊磨粉机轧距调整机构设计,采用手动离合轧轧调机构,离合轧靠偏心纵轴的旋转来实现,此种机构简单易实现,装拆也方便;5小型对辊磨粉机筛理机构设计,采用圆筛结构,圆筛内部有一带螺旋角的打板,能推动物料前进。6小型对辊磨粉机各机构的solidworks建模,并生成装配体,实现仿真动画。致谢本次设计是在导师孙永国老师的亲自指导下完成的,历时三个月的毕业设计也随着这篇论文的完成终于划上了一个句号。孙老师在工作的百忙之中给了我耐心的指导和关怀,使我在毕设期间的学习和论文工作得以顺利开展,值此之际,我要向孙老师表示衷心的感谢,感谢孙老师对我的辛勤培养、鼓励和帮助。孙老师广博的知识,兢兢业业的工作作风,严谨求学的治学态度和力求创新的开拓精神都使我受益匪浅严以律己、宽以待人的崇高风范,朴实无华、平易近人的人格魅力更是给我留下了深刻印象。在此,我要给孙老师送去我诚挚的祝福,祝愿敬爱的孙老师身体健康、工作顺利、桃李满天下。还要感谢我的家人和朋友,他们为我的成长倾注了心血和期望,是他们的爱和鼓励支持我顺利地完成学业,并将继续伴随我在今后的求学和工作道路上,在此向他们表示深深的谢意。最后,感谢评审、评议委员会的各位专家、教授,感谢您们在百忙之中参加我们的答辩会,并给予建议和指导,谢谢你们!参考文献 1 成大先机械设计手册化学工业出版社2 张如福金属机械加工工艺手册上海科技出版社3 杨黎明机械零件设计手册国防工业出版社4 蔡春源机械零件设计手册冶金工业出版社5 吴瑞琴滚动轴承产品样本机械工业出版社6 机械制图国家标准国家标准局7 唐蓉城,潘凤章机械零件天津科技出版社8 阮竞兰,武文斌粮食机械原理(下册)郑州粮食学院9 许镇宇,邱宣怀机械零件人民教育出版社10 (苏).列维茨卡娅,.列维茨基机械原理人民教育出版社11 刘鸿文材料力学(上、下册)人民教育出版社12 廖念钊互换性与技术测量计量出版社13 Esposito ,Anthony,Throweer ,James R Machine Design. New York:Delmar Pubilshers,199114 Machover C. The business of computer graphics .IEEE Computer Graphics and Application, 2000, 20 (1) :4445附录外文文献及翻译NC technology development trends1 NC system developments at home and abroad With the rapid development of computer technology, the traditional beginning of a fundamental change manufacturing, the industrial developed countries spent huge sums of money on the modern manufacturing technology research and development, to create a new model. In modern manufacturing systems, CNC technology is the key to technology, which combines microelectronics, computers, information processing, automatic detection, automatic control, such as the integration of advanced, a high-precision, high-efficiency, flexible automation, and other characteristics, the manufacturing industry Flexible automation, integrated, intelligent play the pivotal role. At present, NC technology is undergoing a fundamental change, from a special closed-loop control mode to general-purpose real-time dynamic open all closed-loop control mode. In the integrated on the basis of the CNC systems ultra-thin, ultra-light; on the basis of the intelligent, integrated computers, multimedia, fuzzy control, neural network and other technical disciplines, NC system to achieve high-speed, high-precision, Efficient control, automatic processing can be amended to regulate compensation and the parameters for an online intelligent fault diagnosis and treatment of the network based on the CAD / CAM and CNC systems integration as one machine network, makes the central government centralized control of the group control processing. For a long time, Chinas CNC system for traditional closed architecture, but only as a non-intelligent CNC machine controller. Process variables based on experience in the form of pre-fixed parameters, processing procedures before the actual processing by hand or through CAD / CAM and automatic programming system prepared. CAD / CAM and CNC have no feedback control link, the entire manufacturing process CNC is a closed ring-opening implementing agencies. In a complex and changing environment under the conditions of processing tool in the process of composition, workpiece material, spindle speed, feed rate, tool path, cutting depth, step, allowance and other processing parameters, not at the scene circumstances under external interference and real-time dynamic random factors, not by random amendment feedback control link CAD / CAM settings volume, in turn, affect the work of CNC machining efficiency and product quality. Clearly, the traditional fixed CNC system that controlled mode and closed architecture, limiting the CNC to the development of more intelligent control variables, can no longer meet the increasingly complex manufacturing process, therefore, the CNC technology in the potential for change inevitable. 2 NC technology development trends 2.1 Performance development direction (1) high-speed high-precision efficient speed, accuracy and efficiency of machinery manufacturing technology is the key performance indicators. As a result of the high-speed CPU chips, RISC chip, as well as multi-CPU control system with high-resolution detector of the absolute exchange digital servo system, taken at the same time improve the machine dynamic and static characteristics of effective measures, the high-speed high-precision machine has been efficient greatly enhanced. (2) Flexible includes two aspects: CNC system itself flexibility, NC system is modular in design, functional coverage, can be cut and strong, and easy to meet the needs of different users; group control system flexibility, with a control system pursuant to the requirements of different production processes, materials flow and information flow automatically dynamically adjusted to maximize their group control system performance. (3) Process of composite and multi-axis to reduce the process time for the main purpose of supporting the composite processing, and are moving towards multi-axis, multi-function control of the direction of series development. NC Machine Tool Technology composite refers to the workpiece in a single machine on a fixture, through an automatic tool change, rotating spindle head or turntable, and other measures to accomplish multiple processes, multi-surface machining compound. Axis CNC technology, Siemens 880-axis control system for up to 24 axes. (4) Real-time Intelligent early for the real-time system is usually re
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