2606 多功能磨粉机设计
2606 多功能磨粉机设计,多功能,磨粉机,设计
多功能干湿磨粉机,设计者:郑晓春指导老师:张庐陵,加工原理,盘式磨片结构使物料在动、静磨片之间受到磨片的挤压及由两磨片间的速度差所形成的剪切和研磨,磨片表面的细齿又大大增加了这种研磨能力。工作时,物料由进料斗流入机内,螺旋推进器将物料送到两磨片之间,物料经挤压、剪切和研磨后成为细粉,粉碎后的物料经径向出料口流出。粉的粒度可通过转动调节螺杆调整,以满足不同物料的粉碎要求 。,磨粉机结构示意图,磨粉机工作原理,放在料斗上的物料经过调量板的调节落入机座内,然后由螺旋推进器把物料剪切/输送到动、静磨片之间。物料在两磨片之间再次剪切/研磨后变成粉或浆。粉粒的大小由磨片的间隙来控制。为了实现调节两磨片距离,螺旋推进器与传动轴为活动联接。,粉磨机的特点与创新点,1、可磨各种农作物,也可磨各种植物的径等;可在干燥时磨粉,也可在湿的情况下磨浆。2、结构简单、紧凑,耐磨,效率高。3、可用两种动力源:电动机和柴油机。4、操作简单、方便、安全、噪音低。创新点: 螺旋推进器与传动轴直接联接的方法。,1.粉红色为传动部份。2.军绿色为调节部份。3.蓝色为工作部份。4.料斗下部份为调节部份。,机座,装 配 图,主要技术参数,磨粉机结构设计,磨片,螺旋推进器,转动轴,带轮和键,机座及其它零件,磨 片,磨片直径,磨片直径计算公式 D磨片的直径 v磨片的线速度 n磨片的轴转速 。取v=9.46m/s,n=1200r/min。所以选取磨片的外径D=180mm,内径d=80mm 。,磨片,螺旋推进器,螺旋推进器输送能力,式中 kd充满系数,被输送物料的单位容积的质量(密度),螺旋外径与输送管内表面间隙, Q螺旋器输送能力。初步确定=3.5mm查手册得:kd=0.35、=0.50.8kg/cm3将有关数据代入式(2)得Q=22.323.5 kg/h。所以,螺旋推进器的输送能力满足生产要求,螺旋推进器的直径,螺旋直径式中Kz物料综合特性系数,K倾斜输送系数, 螺旋外径与输送管内表面间隙 。查手册得:Kz=0.049,K=1。将数据代入式得D=650.2螺旋直径D=65合适。,螺旋的转速,螺旋转速Kl物料特性系数查手册得:Kl=55将数据代入式(1)得n=1.7251.88rad/s 螺旋转速n=1200r/min合适。,螺旋推进器与轴的联接,螺旋推进器与轴的联接不但要能传递转矩,还要实现轴向移动。所以须采用活动连接。这个联接用两零件的结构来实现。,轴,轴的作用:带动螺旋推进器工作。轴的材料:35。轴的弯矩:忽略不计。轴的扭矩:轴的直径:,轴的结构,轴的校核,对于磨粉机工作时产生的轴的扭矩来说,轴的弯几乎可以忽略不计,所以只要计算校核轴的扭矩,不计算轴的弯扭。根据公式 转轴中有一个键槽,所以取d=21mm 。查手册得:=30 Mpa 轴的结构尺寸符合强度要求,V带轮,计算功率Pc工作情况系数Ka=1.2,所以 Pc=KaP=1.21.2=1.44 kw 确定带轮的基准直径D1和D2查V带设计手册取D1=125,=1%,根据公式 式中n1=1400r/min,n2=1200r/min 根据基准直径系列取D2=140。,根据Pc=1.44kw,n1=1400r/min。查V带设计手册可选择A型V带 。确定V带的根数 Z传动比 查V带设计手册得Po=1.66kw,Po=0.11kw,Ka=1,Kl=1.01。 取Z=1,V带轮结构,键,该联接属于静联接,选择普通圆头平键,只需验算挤压强度。根据手册中普通平键标准,由轴径d=24,查得键的截面尺寸bh=87根据手册中键的长度系列,由带轮的轮毂宽度B=30,选择键的长度L=26键的工作长度l=L-b=18,键的强度校核,挤压强度条件 T为转矩,d轴径,h键的高,l键的工作长度,b许用挤压应力查表得b=110 Mpa,将上述数值代入式 中1.5b故满足挤压强度条件。,机座,机座盖,料斗座,轴承套,V带轮,轴,学校代码:10410序 号:本 科 毕 业 论 文题目: 多功能干湿磨粉机 学 院: 工 学 院 姓 名: 郑 晓 春 学 号: 20055028 专 业: 机械设计制造及其自动化 年 级: 2005 级 指导教师: 张 庐 陵 二 OO 九年 五 月江西农业大学毕业设计1摘 要随着食品工业的发展,以及市场需求的变化,近年来我国的磨粉机层出不穷。专用的食品加工用的磨粉机从无到有、从少到多有了长足的发展。现今市场上有专用加工一种农作物的磨粉机,也有可加工干澡作物的磨粉机,也有加工湿润以后的磨粉机,也有干湿两用的磨粉机。从大型到小型,名目繁多。磨粉机的工作原理也不一样,有的是用刀片切削的方式进行粉碎,也有的用磨盘进行磨碎,也有的先用一机构进行“切碎” ,再进行磨粉。经过我的现场的了解和对市场上各种磨粉机的探究,市场上的磨粉机主要是大型商用磨粉机和超小型磨粉机,没有一种是中型磨粉机。这对需要中小型磨粉机的用户来说,没有合适的产品供其选择。在这里我针对这种情况,设计了一款中型磨粉机,非常适合小型加工厂的使用。可磨多种农作物,如大米、麦子等,也可磨植物的根、径、叶等。我所设计的小型多功能干湿磨粉机主要是改变物料的物理尺寸,利用机械的方法克服固体物料内部的凝聚力而将大尺寸的固体变为小尺寸的固体的一种加工。加工的刀具形状是圆盘状的磨盘,利用两个磨盘的转动将物料研磨用剪切粉。关键词:磨粉机、盘式、多功能、干湿、农作物江西农业大学毕业设计2AbstractWith the development of food industry, and the change of market demand in China in recent years, the mill emerge in endlessly. With the special food processing mill from scratch, from less than to a considerable development. Now on the market have special processing a crop of mill, crops are also can do a mill, the crops have processing after wet mill, also have dry wet amphibious of grinding machine. From large to small, numerous. The working principle of grinding machine is different also, with a blade cutting of crushing, and some were with micropipette grinding, also have a mechanism to chop, then grinding. After my site to understand and to all the mill, the market main have large commercial grinding mill and small-sized mill, no one is medium mill. This small mill in need of users, not suitable products for its choice.For this kind of situation, design a medium mill, very suitable for small factories .To many crops, like rice, wheat, etc, also can grind the roots of the plant, leaf, etc. I have small multi-function wet grinding machine mainly if you change the size of materials, mechanical method overcomes the internal cohesiveness and solid materials will be large size of solid into small size of solid a processing. Machining tool of the disc mill is turning millstone, using two material abrasive shear powder.Keywords: Grinding machine, disc, multi-function, dry and wet,crop江西农业大学毕业设计3目 录1 前言 .42 粉碎原理 .52.1 锤式粉碎原理 .52.2 辊式粉碎原理 .52.3 气流粉碎原理 .62.4 盘式磨粉原理 .73 磨粉机总体设计 .74 主要部件的设计与计算 .84.1 磨片直径的确定 .84.2 磨片的强度 .84.3 动盘转动时产生不平衡力的计算 .94.4 螺旋推进杆器的设计计算 .94.5 螺旋面型的选择 .104.6 螺旋推进杆的设计 .104.7 螺旋角的设计 .104.8 螺旋推进器输送能力的核算 .114.9 螺旋直径与转速的核算 .124.10 电动机功率的确定 .125 磨粉系统 .125.1 磨片的设计 .125.2 螺旋推进器的设计 .136 传动系统 .146.1 轴的设计 .146.2 键的选择与强度计算 .156.3V 带传动设计 .157 粉粒大小的控制 .178 零件的结构设计 .179 多功能干湿磨粉机使用说明书 .189.1 用途及适用范围 .189.2 主要技术参数 .189.3 注意事项 .189.4 构造及工作原理 .189.5 安装及操作方法 .189.6 保养 .199.7 常见故障及排除方法 .1910 总结 .2011 参考文献 .20江西农业大学毕业设计41 前言食品工业是人类的生命工业,也是永恒不衰的工业。目前的食品加工动手术分类方法很多,有根据所加工厂的原料分,有根据加工单元操作分,有根据包装特点分,还有根据加工技术的特点分。从原料特点出发,食品加工动手术可以分为粮食加工工艺,乳品加工工艺、油脂加工工艺、发酵工艺、软饮料加工工艺等。每一类都是一个系统加工技术,是针对原料的特点而设定的。从加工单元操作分类的方法,不考虑所处理的原料而是根据加工方式的特点进行分类,这类分法主要将食品加工技术分为研磨/粉碎技术、加热技术、低温技术、分散技术、成型技术、生物技术,材料工艺以及特殊工艺技术等。磨/粉碎技术主要是指利用各种物理、化学手段减小原料物理尺寸的技术,它可以进一步分为干法技术和湿法技术两小类。现在,人们往往根据粉碎的尺寸将其分为常规粉碎、微粉碎、超微粉碎及纳米技术。此项技术往往带与分级技术相连。人们对食品粉碎技术并不陌生,如将大米粉碎成米粉等。在一定的粒度范围内,粉碎仅仅是改变物料的尺寸及其它物料的混合性能,对食品物料的物理性质的影响不是很大。但是当粒度尺寸减小到一定值之下时,物料的性质会发生显著的影响,如碳酸钙。一般性粉碎对其在人体内的利用没有多少影响。但当将其粒度减小至 400 目以上时,其在人体的吸收利用率会大大提高。因此现代食品粉碎技术的研究包括两个方向。一是改变物料尺寸以改变其加工性能,如形态变化、物料重组等。二是通过改变物料尺寸来改变物料的生物特性。在这次设计中我所设计的小型多功能干湿磨粉机主要是改变物料的物理尺寸,利用机械的方法克服固体物料内部的凝聚力而将大尺寸的固体变为小尺寸的固体的一种加工。加工的刀具形状是圆盘状的磨盘,利用两个磨盘的转动将物料研磨用剪切粉。采用单相高速电机作为动力,能连续性快速将各种粮食、中药材等物料研磨成 60300 目(视物料性质而不同)的均匀粉末。该磨粉机系列靠两块布满齿槽的钢磨对磨运转的原理快速均匀地粉碎各种干性物料。也能进行湿磨,如磨豆浆,为浆等。该机结构紧凑、体积小、重量轻、功效高、操作简便、省电安全、无粉尘、噪音低。非常适合小型加工店的使用。江西农业大学毕业设计52 粉碎原理2.1 锤式粉碎原理锤式破碎机是利用高速回转的锤子对物料进行冲击破碎。其过程如下:物料进入机内,立即受到高速回转的锤子的冲击而粉碎。粉碎了的物料,从锤头处获得动能,以高速向机壳内壁的衬板和蓖条上冲击而受到二次粉碎。此后,小于蓖条缝隙的物料,便从缝隙中排出,而块度较大的物料,弹回锤头回转的轨道内,又将受到锤头的继续冲击而粉碎。另外,落到衬板和蓖条上的粒状物料,再一次受到锤头的铣削和研磨,而且物料在粉碎过程中,也有物料之间的冲击粉碎。锤式破碎机的最大特点是粉碎比高 1050,并且构造简单,尺寸紧凑,功率消耗较少,维护方便,修理和更换易损零件容易,产品粒度均匀,过粉碎少。但是,锤头、蓖条、衬板、转子圆盘磨损较快,特别是破碎较硬的物料时磨损更快;当被碎料的含水量超过 !#或含粘土时,蓖条缝隙易堵塞,从而降低生产能力,并且增加能量消耗和锤头等零件的磨损 1。图 1 锤式粉碎原理结构图2.2 辊式粉碎原理辊压机构造和工作原理:辊压机的结构同常用的双辊破碎机很相似,它由两个速度相同,彼此平行而相对向内转动的辊子,通过四个重型滚动轴承安装在一个机架上,其中一个是固定辊,另一个是由油缸施加较大压力的活动辊,活动辊的轴承在机架上可以前后移动,机架由纵梁和横梁组成,它是由铸钢件通过螺栓连接而成的。液压缸使活动辊以一定压力向固定辊靠近,如压力过大,则液压油排至蓄能器,使活动辊后移,起到保护机器的作用。辊子之间的作用力由机架上的剪切销钉承受,使螺栓不受剪力。固定辊的轴承座与底架端部之间有橡皮垫起缓冲作用,活动辊的轴承座底部衬有聚四氟乙烯。为了保护辊子,在辊子的表面堆焊一层耐磨材料。辊压机工作时,当活动辊被电动机带动转动时,松散的物料由上方喂入两辊的间隙中,并向下运动,到下面受到破碎和挤压,形成密实的料床,经 150-200Mpa 的高压处理后,物料颗粒内部都产生强大的应力,当应力达到颗粒的破碎应力时,这些颗粒就相继被粉碎,或粒径变小,或成粉状,或部分颗粒产生微小裂纹,增大了物料的易磨性,从辊压机卸出的物料成片状料饼,但强度很低,经打散机打散后的颗粒物料中,有 70-80%颗粒的直径小于2mm,有 20-30%颗粒的直径小于 0.05mm。两辊之间的缝隙约为 15-35mm。物料从被辊面咬住时开始,受到辊子作用力逐渐增加,最大压力可达 200Mpa,物料在两辊间是以一个料层或一个料床得到破碎压实,料床在高压下形成,压力导致一部分颗粒挤压其它邻近的颗粒,直至其主要部分破碎、断裂、产生裂缝或劈开。所在双辊之间必须要有一层相适应的物料,否则就成为一台辊式破碎机了。粉碎作用主要决定于料粒间的压力,而不是决定于间隙 1。但是这种粉碎机由于结构部件较多,对于小型磨粉机来说是不可行的。江西农业大学毕业设计6图 2 辊式粉碎原理结构图2.3 气流粉碎原理气流粉碎技术气片切割和高速气流冲击,碰撞双重粉碎功能于一体,并能同时完成微粒分选加工工序。在刀片切割粉碎过程中,转子产生高速气流随刀片切割方向旋转,物料在气流中加速,并反复冲击使物料同时受到双重粉碎,加速物料的粉碎率。被粉碎的物料随气流进入分级室,由于分级转子的高速旋转,粒子既受到分级转子产生的离心力作用,又受到气流粘性作用产生向心力作用,当粒子受到的离心力大于向心力时,既分级径上的粗粒子返回粉碎室继续粉碎分级以下的细粒子随气流进入集粉器收集,气体由散风除尘口自动排出,是一种新型组合设备,其性能优于气流粉碎机和机械式粉碎机,可替代进口设备。具有能耗低,工艺流程短占地面积小,无粉尘污染,产生热量小,成品粒度细,粉碎范围广,物料含水量不限,进料粒度不限等特点 1。 无法进行湿磨,这对于中小型磨粉机来说是不可行的。图 3 气流粉碎原理图江西农业大学毕业设计72.4 盘式磨粉原理盘式磨片结构使物料在动、静磨片之间受到磨片的挤压及由两磨片间的速度差所形成的剪切和研磨,磨片表面的细齿又大大增加了这种研磨能力。工作时,物料由进料斗流入机内,螺旋推进器将物料送到两磨片之间,物料经挤压、剪切和研磨后成为细粉,粉碎后的物料经径向出料口流出。粉的粒度可通过转动调节螺杆调整,以满足不同物料的粉碎要求 1。图 4 盘式磨粉原理图3 磨粉机总体设计图 5 磨粉机结构示意图图 5 是磨粉机的结构示意图。我们可以从这个图看出,磨粉机主要有三大系统组成。江西农业大学毕业设计8一是磨粉系统,二是传动系统,三是机座系统。需要加工的物料放在料斗 6 内,在重力的作用下落入机座 13 中。在落的过程中,物料要经过由调量扳 7 构成的一个用来调节落料大小的落料口。这样通过调节调量扳就可以控制加工量的大小。物料在落入机座中最先要与螺旋推进器 3 中的螺旋推进杆接触。直径小于或等于螺旋推进杆与机座内孔间隙的物料将在螺旋推进杆的作用下进入两磨片之间,而直径大于螺旋推进杆与机座内孔间隙的物料,将会被剪切一次,然后才能被推到两磨片之间。磨片有动磨片 4 和静磨片 5。动磨片固定在螺旋推进器 3 上,静磨片固定在机座 13 上。动磨片与螺旋推进器一起转动,这样就形成了动磨片和静磨片之间的速度差,物料就在两磨片之间被剪切、研磨成粉。粉将通过漏口流出磨粉机。两磨片的间隙是通过调节螺杆 2 和弹簧 12 来调节。调节必须在动磨片静止时进行调节,以防安全事故。传动系统是磨粉机的重要组成部,它决定了磨粉机的多项性能指数。传系统的传动源是电动机,电动机经用过 V 型带把转动传递给磨粉机的 V 带轮 8。在键的作用下 V 带轮 8 带动转动轴 9 转动。转动轴 9 就带动螺旋推进器 3 转动。轴动轴 9 与机座采用 U 型密封圈 11 进行密封。机座系统是磨粉机的基础部份。机座 13 是这一部份的核心件,所有其它的零件都安装在机座 13 上。4 主要部件的设计与计算4.1 磨片直径的确定经过对生产加工现场的考察和查阅相关资料,确定磨片的线速度为 9.46 m/s9。速度过高,磨出的粉温度过高,粉的质量不好。速度过低,磨粉的效率低。磨片直径计算公式为(1)nvD106式中 D磨片的直径 v磨片的线速度 n磨片的轴转速初步取磨片的轴转速为 1200r/min。 Dm7.180214.36.906所以选取磨片的外径 D=180mm,内径 d=80mm。4.2 磨片的强度磨片有一定的斜度,但是斜度非常的小,在这里我们可以忽略这个斜度。认为是直的圆盘来计算其强度。材料为 MTCuMo-175,HBS=195-260。并以铸造的方式制造。应力计算公式为(2)28)3(2 br dDw124)3(2 bd (3)江西农业大学毕业设计9式中 r径向最大拉应力 圆周方向的最大拉应力 b最大许用应力 材料的密度材料的泊松比 w最大角速度查阅相关资料可知 =2.5 =7.6g/cm3 =175Mpab且其中 =1.725 rad/s725.106.9143vnw将上述数据代入上面两个式子中得 r=37.75Mpa=55.46Mpa以上计算假设为直式圆盘磨片,而实际磨片为锥式,且表面有不同的长、短两面种齿。所以再将计算应乖以修正系数 1.5。则1.5 r=56.63Mpa1.5 =83.12Mpa磨片的强度足够。4.3 动盘转动时产生不平衡力的计算根据转动件尺寸 b/D=0.050 时,才能保证物料沿螺旋推进器轴线方向移动 (vz0),所以选取的螺旋角应满足 tan = ,即 90。因为叶片上各点的螺旋角f1是不相等的,表达式为(8)pT2tan式中 p叶片上任意点 o 与轴线的距离,mm从式(8)看出, 螺旋面上任意半径 p 越小,螺旋角越大。由于螺旋外径 R 最大,内径 r 最小,所以当 p=r 时,螺旋角 r 最大 ,只要 r90 ,则一定能保证物料沿螺旋推进器轴向移动。查手册知3, 物料颗粒对铸铁的摩擦因数取 0.41,即 =arctan0.41=22.29。将 T=30 mm,p=r=45 mm 代入式 (8)得 r=5.46。因为 r9022.29=67.71,所以螺旋角设计合理。4.8 螺旋推进器输送能力的核算螺旋推进器输送能力为(9)1211604)( nTkdDQd式中 kd充满系数 被输送物料的单位容积的质量(密度),kg/cm 3螺旋外径与输送管内表面间隙,mm Q螺旋器输送能力,kg/h初步确定 =3.5mm查手册得:k d=0.35、=0.50.8kg/cm 3将有关数据代入式(9)得 Q=22.323.5 kg/h。所以,螺旋推进器的输送能力满足生产要求江西农业大学毕业设计124.9 螺旋直径与转速的核算螺旋直径 (10)5.2KQDdz式中 Kz物料综合特性系数 倾斜输送系数查手册得:Kz=0.049 =1将数据代入式(10)得 D=650.2螺旋转速 (11)DnlKl物料特性系数查手册得:K l=55将数据代入式(11)得 n=1.7251.88rad/s所以以上二项符合要求。4.10 电动机功率的确定物料粉碎所消耗的功率受原粮品种、水分、喂入量、磨碎程度等诸多因素的影响,且关系变化比较复杂,加之磨片旋转时各点的速度不同,难以定出一个合理的计算公式,所以,本设计采用试验方法确定电机功率。试验测定计算公式如下(12)2QKNf查手册得可知在水平输送过程中:K f= =1.0。所以 N=Q。电动机的输出功率就可认为是螺旋推器需要的功率。查相关手册可选 JY7124 单相电动机(额定功率为 1.4 kW),当喂料量在 812 kg/h 时,磨粉机消耗的功率与电机功率相匹配,负载程度为 93%97%。由于进料量可通过插板控制。5 磨粉系统5.1 磨片的设计磨片一共有两个。一个是动磨片,一个是定磨片。现初步设定定磨片放在左边,与机座固定在一起。动磨片放在右边,与送料推进杆“连接” 。根据磨片的外径尺寸D=180、内径尺寸 d=100、厚度 t=10。设计其倾斜角度为 5 度。设计其结构尺寸如下图 8所示。江西农业大学毕业设计13图 8 磨片5.2 螺旋推进器的设计螺旋推进器的另一个组成部分一个固定圆盘。其作用就是固定动磨片,并带动磨片高速转动。如下图 9 所示为螺旋推器的结构。图 9 螺旋推进器螺旋推进器与磨片的联接方式为螺纹联接。磨片不但要能转动,而且也要能轴向移动,用来调整动、静盘的间隙。所以送料推进器不但要带动盘片高速转动,而且要有能轻松的轴向移动。这样就要求送料推进器与转动轴要采用活动连接。活动联接可以用键联接,但是键联接结构复杂。在这里为了简化结构,把送料推进器的螺旋送料轴内做一个方形槽,转动轴的一端也做成相应的形状。如下图 10 所示。图 10 转动轴与螺旋推进器的连接江西农业大学毕业设计146 传动系统6.1 轴的设计磨粉机在工作时的力主要来自于螺旋推进器。而这一部分力又会加载在转动轴上,同时转动轴又有来自 V 带轮的扭转力。如下图 11 所示。图 11 受力分析图F1=弹簧推力+螺旋轴向推力+磨片磨切轴向分力F2=螺杆顶力磨粉机在工作时螺旋推进器处于平衡状态,所以加载在转动轴的轴向力为 0。即F1+F2=0螺旋推进器加载在转动轴上的力有螺旋推器本身的重力 G、磨片磨切圆周分力 F3,对转动轴产生一个弯矩 M1 和一个扭矩 M2。初步选择 35 号刚为轴的材料。根据公式轴的直径(14)4.102.133nPAD根据其它零件结构初步确定轴的各结构尺寸,如下图 12 所示。图 12 轴动轴轴所受的扭矩:M2=9.5510 6 =9.55106 =1146Nmm (15)np102.对于磨粉机工作时产生的轴的扭矩来说,轴的弯矩几乎可以忽略不计,所以只要计算校核轴的扭矩,不计算轴的弯矩。根据公式(16)2.0dMWPT江西农业大学毕业设计15式中 许用扭转应力MT工作转扭Wp轴的抗扭截面模量, Wp= 22.016d转轴中有一个键槽,所以取 d=21mmMpa (16)9.2.04查手册得: =30 Mpa 轴的结构尺寸符合强度要求。6.2 键的选择与强度计算该联接属于静联接,选择普通圆头平键,只需验算挤压强度。根据手册中普通平键标准,由轴径 d=24,查得键的截面尺寸 bh=87根据手册中键的长度系列,由带轮的轮毂宽度 B=30,选择键的长度 L=26键的工作长度 l=L-b=18挤压强度条件(17)pdhlT4T为转矩 d轴径 h键的高度 l键的工作长度 p许用挤压应力查表得 =110 Mpa,将上述数值代入式p1.5 p故满足挤压强度条件。6.3V 带传动设计(1) 计算功率 Pc查表得工作情况系数 Ka=1.2,所以Pc=KaP=1.21.2=1.44 kw (17)(2)确定带轮的基准直径 D1 和 D2查 V 带设计手册取 D1=125,=1%, 根据公式(18)1(2n式中 n1=1400r/min,n2=1200r/min,江西农业大学毕业设计16mm37.14%)(12504D根据基准直径系列取 D2=140。(3)大带轮转速(19)212)(n将相关数据代入式(19) r/min5.12374052 其误差小于 5%,故允许。(4)根据 Pc=1.44kw,n1=1400r/min。查 V 带设计手册可选择 A 型 V 带。(5)验算带速 vm/s (20)158.9604125.3160nDV在 525m/s 范围内,带速合适。(6)确定带长和中心距 a初步选取中心距 a=650mm,所以带长(21)aDL4)()(22121将相关数据代入式(21)L=1716.14mm根据 V 带的基准长度系列取 Ld=1800mm。带的实际中心距(22)8)(8)(2)(2212121 DDLDLa =691.9mm(7)验算小带轮包角 (23)76.183.51012a最大包角大于 120,合适。(8)确定 V 带的根数传动比 167.2041ni查 V 带设计手册得 Po=1.66kw, Po=0.11kw,Ka=1,Kl=1.01。(24)8.01.).06.1(4)( laocKZ取 Z=1(9)V 带轮的结构如图 13 所示。江西农业大学毕业设计17图 13V 带轮7 粉粒大小的控制两个磨片为了达到剪切和研磨的目的,就必须要有一定的间隙。而为了能够加工不同直径的粉粒,就必须要有不同的磨片间隙来适应加工要求。根据使用要求设计两个磨片的最小间隙为 0.1mm,最大间隙不限定。图 14 间隙调节系统间隙由手动控制。控制位置为机壳的外面,手动调整间隙时必须在停机时进行。由上图 14 可以看到。螺旋推杆带动磨片一起转动,螺旋推进器 3 依靠弹簧 4 和调节螺杆 1调间隙。调好间隙后由旋钮 2 旋紧。8 零件的结构设计零件的结构见零件图。江西农业大学毕业设计189 多功能干湿磨粉机使用说明书9.1 用途及适用范围本机以主要以磨农作物为主,如大小麦、大米、大豆、高梁等。也可以磨植物的根、茎、叶等。可进行干磨,也可进行湿磨。使用时,配上 1.41.5KW 的单相电动机便可使用,这里建意用 JY7124 电动机。对缺乏动力电源的地区,只需配上与电动机功率相对不的小型内燃机即可。9.2 主要技术参数多功能干湿磨粉机技术参数磨片直径 主轴转速 生产能力 配用动力外径 内径 磨浆 磨粉外形尺寸长宽高180mm 120mm 1200r/min 23kg/h 23kg/h 1.41.5kw 4262864009.3 注意事项(1) 用户配用的电动机应符合本机要求。电动机主轴与磨粉机转动轴的距离为691mm。电动机应有可靠接地,电动机外壳、电缆线应有防水措施。但电动机必须与磨粉机方向要求一样。(2) 若用户用柴油机为动力,则用户必须安装配套的皮带罩,罩住转动部件,以免伤人。并应有防燃、防食品污染的措施。(3) 请不要将磨粉机置于淋雨或漏水的地方工作。9.4 构造及工作原理本机分为进料、传动、工作、调节四个部分。各部分作用如下:(1) 进料部分:物料从进料斗进入机体,进料量的大小由调量板控制。(2) 传动部份:由电动机通过 V 带带动机内的转动轴转动。(3) 工作部份:物料进入机内经螺旋推进器把物料送入两个磨片之间,然后在两磨片之间进行由粗到细的磨制,物料逐渐磨成粉状或湖状从出口排出。(4) 调节部份:用来调节粉粒粗细的专用装置,调节由调节螺杆操作,可用锁紧旋钮紧固。(5) 机座部份:机座是基础零件,其它的零件都安装在它上面。9.5 安装及操作方法(1) 安装前先检查磨粉机坚固件坚固程度,特别是新安装的磨片的翻面后使用的江西农业大学毕业设计19磨片,必须安装平整,四只固定磨片的螺钉均匀拧紧,以免损坏和影响加工质量。(2) 用螺栓将磨粉机,电动机紧固在机架相对应的位置上,用 A 型三角皮带连接磨粉机与电动机的 V 带轮,并用手转动皮带轮,检查其张紧程度,太松和太紧时调整电动机的距离。(3) 用户应将磨粉机摆放在平整的面上工作,以防倾斜,造成安全事故。(4) 新购磨粉机接通电源后,最好先任其自由转动 5 分钟使磨齿锐锋除去,使两片完全贴合,然后加入物料进行加工。(5) 湿磨时,应边下料边加水,谨防断水。干磨时请勿加水。(6) 在开机前不能将调量扳打开,避免过时进料以增加电机的负荷,应开机后逐渐增加进料,直到适当稳定为止。如遇过载造成的停机应立即切断电源,以防烧坏电动机。(7) 严禁石块、铁皮等物落入料斗,损坏机件。9.6 保养(1) 机内转动轴装有二只轴承,均需定时加黄油。(2) 湿磨后应立即用清水冲刷与食物直接接触部份的残留物,并用干布擦干水分,然后用食品油脂均匀涂上,以防生锈腐蚀。9.7 常见故障及排除方法常见故障及排除方法故障 原因 排除方法粉粒太粗 磨片间隙不均匀或太大 调整间隙使之减小,必要时可以 用韧性塑料片垫入粉温过高 物料较湿,磨片间隙太小,磨齿 磨损 减小物料湿度,调整间隙、及时 翻面或更新磨片滚动轴承发热 润滑黄油已用完 必须及时添加黄油机身漏电 场地潮湿,无接地装置 更换气流畅通场所,装上接地装 置江西农业大学毕业设计2010 总结毕业设计是整个教学进程中最后的一个关键环节。是对所学知识的一个综合应用,同时也能让我们更好地巩固专业知识、培养独立设计能力和对今天后的工作当中提供一个实践经验。所以我对这次设计非常的重视,认真的做好设计的每一个步骤。在这次多功能干湿磨粉机的设计中,从查找资料开始到设计的完成,其间的老师指导,与同学交流,反复修改图纸,每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。我对自己的所设计的设备也比较满意,唯一不好地方就是调节螺杆与螺旋推器工作时有磨擦,对零件磨损较大。但这也是在多种方法中比较好的一种。在解决每个问题时,我都认真、仔细查阅相关资料并与同学交流,尽量做得更好。同时,也很感谢张庐陵老师在各个方面的指导。这次的设计我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固,同时也是走向工作岗位前的一次实践。11 参考文献1崔建云主编食品加工机械与设备北京:中国轻工业出版社,20042中国农业机械化科学研究院编实用机械设计手册北京:机械工业出版社,19853张裕中主编食品加工技术装备北京:中国轻工业出版社,20074刘越主编公差配合与技术测量北京:化学工业出版社,20055杨明忠,朱家诚主编机械设计武汉:武汉理工大学出版社,2006-5-46彭晓兰主编机械制图与计算机绘图南昌:江西高校出版社,20047肖金平,蔡厚平主编机械设计基础南昌:江西高校出版社,20058中国农业机械化科学研究院编农业机械设计手册北京;中国农业机械出版社,19889吕钊钦,李汝莘,聂成芳,石林,李法德超小型磨粉机设计研究.农业机械学报1999,30(5):107-111J10 徐雄风引进面粉厂工艺与分析 J . 武汉粮食工业学院学报 , 1993, (2) : 38 - 411.11 朱天钦制粉工艺与设备 M . 成都: 四川科技出版社 , 198812 朱永义谷物加工工艺及设备 M . 北京: 科 学出版社 , 2002.13 王中发。实用机械设计。北京理工大学出版社,199814 MF 斯波茨、TE 舒普机械零件设计机械工业出版社, 200315 吴宗泽主编高等机械零件北京:清华大学出版社1991江西农业大学毕业设计21磨粉机总装图(图中未画上螺栓和螺母)江西农业大学毕业设计22分解图1江西农业大学毕业论文(设计)任务书论文(设计)课题名称 多功能磨粉机设计学生姓名 郑晓春 院(系) 工学 专业班级 机制 学生联系方式 Email 电话指导教师 张庐陵 职称 教授 学历 博士毕业论文(设计)要求:1、好学上进,能吃苦耐劳,刻苦钻研,有相应专业知识具备独立工作能力;2、能敏感及时地查阅到国内外与本课题相关的资料和文件;3、会计算机绘图,能通过计算机绘图绘制相应的零件、部件和组件,绘制出总装配图;4、总图纸量不少于 1.5 张零号图;5、工作量要符合我院毕业设计的要求;6、根据毕业设计的要求在规定的时间内完成毕业答辩所需要的全部工作。毕业论文(设计)内容与技术参数:1、在现场了解磨粉机械的类型与它们的优缺点情况;2、查阅国内外有关资料和文件分析各种磨粉机机械及其原理;3、研究多功能磨粉机的原理给出多功能磨粉机系统及主要部件的设计思想,画出多功能磨粉机主要部件工作草图;4、通过计算机绘图绘制相应的零件和部件,绘制出总装配图;5、撰写出 10000 字左右的设计说明书;6、根据毕业设计的要求在规定的时间内完成毕业答辩所需要的所有工作。毕业论文(设计)工作计划:第一阶段:现场了解情况;查阅国内外有关资料和文件分析磨粉机方法,定性找到相关装置;第二阶段:研究多功能磨粉机机构的原理,给出多功能磨粉机动力与传动系统及其零部件的设计思想;第三阶段:给出总体方案,画出工作草图,通过计算机绘图绘制相应的零件和部件,绘制出总装配图;第四阶段:撰写出设计说明书;根据毕业设计的要求在规定时间内完成毕业答辩所需要的所有工作。接受任务日期: 2008 年 12 月 25 日 要求完成日期: 2009 年 5 月 12 日 学 生 签 名: 郑晓春 2指导教师签名: 院长(主任)签名: 备注:本表格一式二份,其中一份交学院存档,一份发给所要指导的学生。多功能干湿磨粉机,设计者:郑晓春指导老师:张庐陵,加工原理,盘式磨片结构使物料在动、静磨片之间受到磨片的挤压及由两磨片间的速度差所形成的剪切和研磨,磨片表面的细齿又大大增加了这种研磨能力。工作时,物料由进料斗流入机内,螺旋推进器将物料送到两磨片之间,物料经挤压、剪切和研磨后成为细粉,粉碎后的物料经径向出料口流出。粉的粒度可通过转动调节螺杆调整,以满足不同物料的粉碎要求 。,磨粉机结构示意图,磨粉机工作原理,放在料斗上的物料经过调量板的调节落入机座内,然后由螺旋推进器把物料剪切/输送到动、静磨片之间。物料在两磨片之间再次剪切/研磨后变成粉或浆。粉粒的大小由磨片的间隙来控制。为了实现调节两磨片距离,螺旋推进器与传动轴为活动联接。,粉磨机的特点与创新点,1、可磨各种农作物,也可磨各种植物的径等;可在干燥时磨粉,也可在湿的情况下磨浆。2、结构简单、紧凑,耐磨,效率高。3、可用两种动力源:电动机和柴油机。4、操作简单、方便、安全、噪音低。创新点: 螺旋推进器与传动轴直接联接的方法。,1.粉红色为传动部份。2.军绿色为调节部份。3.蓝色为工作部份。4.料斗下部份为调节部份。,机座,装 配 图,主要技术参数,磨粉机结构设计,磨片,螺旋推进器,转动轴,带轮和键,机座及其它零件,磨 片,磨片直径,磨片直径计算公式 D磨片的直径 v磨片的线速度 n磨片的轴转速 。取v=9.46m/s,n=1200r/min。所以选取磨片的外径D=180mm,内径d=80mm 。,磨片,螺旋推进器,螺旋推进器输送能力,式中 kd充满系数,被输送物料的单位容积的质量(密度),螺旋外径与输送管内表面间隙, Q螺旋器输送能力。初步确定=3.5mm查手册得:kd=0.35、=0.50.8kg/cm3将有关数据代入式(2)得Q=22.323.5 kg/h。所以,螺旋推进器的输送能力满足生产要求,螺旋推进器的直径,螺旋直径式中Kz物料综合特性系数,K倾斜输送系数, 螺旋外径与输送管内表面间隙 。查手册得:Kz=0.049,K=1。将数据代入式得D=650.2螺旋直径D=65合适。,螺旋的转速,螺旋转速Kl物料特性系数查手册得:Kl=55将数据代入式(1)得n=1.7251.88rad/s 螺旋转速n=1200r/min合适。,螺旋推进器与轴的联接,螺旋推进器与轴的联接不但要能传递转矩,还要实现轴向移动。所以须采用活动连接。这个联接用两零件的结构来实现。,轴,轴的作用:带动螺旋推进器工作。轴的材料:35。轴的弯矩:忽略不计。轴的扭矩:轴的直径:,轴的结构,轴的校核,对于磨粉机工作时产生的轴的扭矩来说,轴的弯几乎可以忽略不计,所以只要计算校核轴的扭矩,不计算轴的弯扭。根据公式 转轴中有一个键槽,所以取d=21mm 。查手册得:=30 Mpa 轴的结构尺寸符合强度要求,V带轮,计算功率Pc工作情况系数Ka=1.2,所以 Pc=KaP=1.21.2=1.44 kw 确定带轮的基准直径D1和D2查V带设计手册取D1=125,=1%,根据公式 式中n1=1400r/min,n2=1200r/min 根据基准直径系列取D2=140。,根据Pc=1.44kw,n1=1400r/min。查V带设计手册可选择A型V带 。确定V带的根数 Z传动比 查V带设计手册得Po=1.66kw,Po=0.11kw,Ka=1,Kl=1.01。 取Z=1,V带轮结构,键,该联接属于静联接,选择普通圆头平键,只需验算挤压强度。根据手册中普通平键标准,由轴径d=24,查得键的截面尺寸bh=87根据手册中键的长度系列,由带轮的轮毂宽度B=30,选择键的长度L=26键的工作长度l=L-b=18,键的强度校核,挤压强度条件 T为转矩,d轴径,h键的高,l键的工作长度,b许用挤压应力查表得b=110 Mpa,将上述数值代入式 中1.5b故满足挤压强度条件。,机座,机座盖,料斗座,轴承套,V带轮,轴,
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