小型食品膨化機設計【含CAD圖紙源文件】,含CAD圖紙源文件,小型,食品,食物,膨化,設計,cad,圖紙,源文件 1 小型食品膨化機的設計 目錄 摘要 .2 ABSTRACT .3 第一章 前言 .5 第二章 工作原理及結構 .6 2.1 小型食品膨化機的結構 .6 2.1.1 送料機構 .6 2.1.2 驅動機構 .6 2.2 小型食品膨化機的工作原理 .6 第三章 傳動系統的設計 .8 3.1 電機的選擇 .8 3.2 帶傳動的設計 .8 3.2.1 選定帶型 .8 3.2.2 小帶輪的基準直徑 .8 3.2.3 大帶輪的基準直徑 .8 3.2.4 帶速驗算 .8 3.2.5 帶的基準長度 .8 3.2.6 實際軸間距 .8 3.2.7 小帶輪包角 .9 3.2.8 單根 V 帶的基本額定功率 .9 3.2.9 單根 V 帶的額定功率增量 .9 3.2.10 V 帶的根數 .9 3.2.11 單根 V 帶的預緊力 .9 3.2.12 作用在軸上的力 .9 3.2.13 帶輪的結構和尺寸 .10 3.3 軸的設計 .10 3.3.1 選擇軸的材料 .11 3.3.2 設計軸的結構 .12 3.3.3 按彎扭合成強度校核 .12 3.3.4 求當量彎距 .13 3.3.5 確定危險截面及校核 .14 第四章 螺旋供料器的設計 .15 4.1 擠壓螺桿的設計 .15 4.1.1 擠壓螺桿的材料 .15 4.1.2 螺旋直徑 .15 4.1.3 螺旋供料的轉速 .15 4.1.4 壓縮比 .15 4.2 圓筒的設計 .15 2 4.3 料斗的設計 .16 4.4 旋蓋的設計 .17 第五章 機架的設計 .18 第六章 生產能力分析 .19 設計總結 .20 參考文獻 .21 致謝 .22 3 摘要 本文論述了小型食品膨化機的工作原理、主要技術參數、傳動系統、典型零件的 結構設計。 此機采用全封閉式齒輪轉動，結構緊湊，運轉平穩(wěn)，工作可靠。該設備制造 簡單，線條流暢，沒有可藏污的縫隙及傷害操作者的銳邊，易于清潔。 小型食品膨化機工作主要靠將料斗中的原料送到圓筒內，從而使物料在擠壓 螺桿的剪切，揉合作用下，將面粉不斷排出樣板處。這樣，小型食品膨化機料斗 中的面粉不斷通過料斗進入夾套，而膨化食物被排出機外。 【關鍵詞】小型食品膨化機，擠壓螺桿，圓筒，膨化食品 4 ABSTRACT This paper discusses the small food puffing machine working principle, main technical parameters, transmission system, typical components of the structural design. This machine adopts a fully enclosed gear to rotate, compact structure, stable operation, reliable work. The device has the advantages of simple manufacture, smooth lines, no contamination of the gap and the injury to the operators sharp edges, easy to clean. Small food extruder work mainly rely on will hopper in the raw materials to the cylinder, so that the material in the extrusion screw shear, a role, the flour is continuously discharged model at. In this way, a small food extruder hopper in flour continuously through the hopper into the jacket, and puffed food is discharged out of the machine. Key words: Small food extruder, extruding screw, cylinder, puffed food 5 第 一 章 前 言 隨 著 國 民 經 濟 的 發(fā) 展 和 人 民 生 活 水 平 的 提 高 ， 人 民 對 食 品 工 業(yè) 提 出 了 更 高 的 要 求 。 現 代 食 品 已 朝 著 營 養(yǎng) 、 綠 色 、 方 便 、 功 能 食 品 的 方 向 發(fā) 展 ， 且 功 能 食 品 將 成 為 新 世 紀 的 主 流 食 品 。 食 品 工 業(yè) 也 成 為 國 民 經 濟 的 支 柱 產 業(yè) ， 作 為 裝 備 食 品 工 業(yè) 的 食 品 機 械 工 業(yè) 發(fā) 展 尤 為 迅 猛 。 食 品 工 業(yè) 的 現 代 化 水 平 ， 在 很 大 程 度 上 依 賴 于 食 品 機 械 的 發(fā) 展 及 其 現 代 化 水 平 ， 離 開 現 代 儀 器 和 設 備 ， 現 代 食 品 工 業(yè) 就 無 從 談 起 。 食 品 工 業(yè) 的 發(fā) 展 是 設 備 和 工 藝 共 同 發(fā) 展 的 結 果 ， 應 使 設 備 和 工 藝 達 到 最 佳 配 合 ， 以 設 備 革 新 和 創(chuàng) 新 促 進 工 藝 的 改 進 和 發(fā) 展 ， 以 工 藝 的 發(fā) 展 進 一 部 促 進 設 備 的 發(fā) 展 和 完 善 。 兩 者 互 相 促 進 、 互 相 完 善 ， 是 使 整 個 食 品 工 業(yè) 向 現 代 化 邁 進 的 必 要 條 件 。 6 第二章 工作原理及結構 2.1 小 型 食 品 膨 化 機 的 結 構 小 型 食 品 膨 化 機 主 要 由 送 料 機 構 和 驅 動 機 構 等 組 成 1、 大 V 帶 輪 2、 料 斗 3、 擠 壓 螺 桿 4、 圓 筒 5、 旋 蓋 6、 機 架 7、 電 機 8、 小 V 帶 輪 9、 V 帶 2.1.1 送 料 機 構 包 括 料 斗 、 擠 壓 螺 桿 和 圓 筒 。 其 作 用 是 輸 送 物 料 ， 并 在 圓 筒 內 對 物 料 進 行 剪 切 、 揉 和 與 摩 擦 。 2.1.2 驅 動 機 構 包 括 電 機 、 皮 帶 輪 、 、 V 帶 等 2.2 小 型 食 品 膨 化 機 的 工 作 原 理 工 作 時 ， 先 開 機 后 放 料 ， 由 于 物 料 本 身 的 重 力 ， 物 料 進 入 圓 筒 內 。 因 為 擠 壓 螺 桿 的 螺 距 后 面 應 比 前 面 小 ， 但 螺 旋 軸 的 直 徑 后 面 比 前 面 大 ， 這 樣 對 物 料 產 生 了 一 定 的 擠 壓 力 ， 使 得 物 料 溫 度 升 高 ， 物 料 中 的 淀 粉 糊 化 ， 整 個 物 料 變 成 熔 化 的 塑 性 膠 狀 體 。 7 螺 旋 筒 里 旋 轉 ， 要 防 止 螺 旋 外 表 與 夾 套 內 壁 相 碰 ， 若 稍 相 碰 ， 馬 上 損 壞 機 器 。 但 它 們 的 間 隙 又 不 能 過 大 ， 過 大 會 影 響 送 料 效 率 和 擠 壓 力 ， 甚 至 使 物 料 從 間 隙 處 倒 流 ， 因 此 這 部 分 零 部 件 的 加 工 和 安 裝 的 要 求 較 高 。 小 型 食 品 膨 化 機 的 生 產 能 力 不 能 由 螺 旋 供 料 器 決 定 ， 物 料 必 須 從 孔 眼 中 排 出 ， 螺 旋 供 料 器 才 能 繼 續(xù) 送 料 ， 否 則 ， 送 料 再 多 也 不 行 ， 相 反 會 產 生 物 料 堵 塞 現 象 。 8 第三章 傳動系統的設計 由于擠壓螺桿只有一種工作轉速，則從電機至擠壓螺桿的運動路線為定比傳 動，其總的傳動比可利用帶傳動、齒輪傳動等構機逐級減速后得到。 擠 壓 螺 桿 的 轉 速 不 易 太 高 ， 因 為 輸 送 能 力 并 不 是 隨 轉 速 增 加 而 增 加 。 當 速 度 達 到 一 定 值 以 后 ， 效 率 反 而 下 降 ， 且 速 度 過 高 ， 物 料 磨 擦 生 熱 ， 出 口 處 的 壓 力 升 高 ， 易 引 起 物 料 變 性 ， 影 響 產 品 質 量 ， 本 機 選 用 300r/min。 i=720/300=2.4 3.1 電 機 的 選 擇 參 考 同 類 型 食 品 膨 化 機 的 電 機 ， 再 結 合 本 設 計 要 求 擠 壓 螺 桿 的 轉 速 ， 可 選 用 Y 系 列 三 相 異 步 電 機 。 查 文 獻 中 電 動 機 部 分 ， 可 得 電 動 機 的 主 要 參 數 為 ： 型 號 Y132S-8 ，同步轉速 720r/min，額定功率 2.2KW 3.2 帶 傳 動 的 設 計 3.2.1 選 定 帶 型 根 據 功 率 和 轉 速 ， 選 取 普 通 V 帶 A 型 ， 小 帶 輪 轉 速 ， 為 720r/min1n 3.2.2 小 帶 輪 基 準 直 徑 （ mm）1d 根 據 機 械 設 計 薦 用 最 小 基 準 直 徑 ， 取 小 帶 輪 直 徑 100mm d 3.2.3 大 帶 輪 基 準 直 徑 （ mm）2d 則 大 帶 輪 直 徑 為 ： =i. =2.4x100=240mm21d 3.2.4 帶 速 驗 算 d V=( dd1n1)/(60 x1000)=7.54m/sMe ， 且 軸 上 還 有 鍵 槽 ， 故 截 面 - 可 能 為 危 險 截 面 。 但 由 于 軸 徑 d3d2， 故 也 應 對 截 面 - 進 行 校 核 。 - 截 面 ： l=M l/W=181507/(0.1x303)=57.2MPa - 截 面 ： II=M II/W=57860/(0.1x303)=21.4MPa 所 以 -1b=60Mpa， 滿 足 e -1b的 條 件 ， 故 設 計 的 軸 有 足 夠 強 度 ， 并 有 一 定 裕 量 。 15 第四章 螺旋供料器的設計 4.1 擠 壓 螺 桿 的 設 計 擠 壓 螺 桿 的 作 用 是 向 前 輸 送 物 料 ， 并 在 前 端 對 粉 狀 物 料 進 行 擠 壓 。 如 圖 所 示 ， 設 計 上 采 用 一 根 變 螺 距 、 變 根 徑 的 螺 旋 ， 即 螺 距 后 大 前 小 ， 根 徑 后 小 前 大 ， 這 樣 使 其 擠 壓 螺 桿 與 夾 套 之 間 的 容 積 逐 漸 減 小 實 現 了 對 物 料 的 擠 壓 作 用 。 擠壓螺桿 4.1.1 擠 壓 螺 桿 的 材 料 擠 壓 螺 桿 的 材 料 選 為 HT200 4.1.2 螺 旋 直 徑 取 D 150mm 4.1.3 螺 旋 供 料 器 的 轉 速 由 原 始 數 據 n 300r/min 4.1.4 壓 縮 比 有 效 面 積 與 出 料 孔 總 面 積 之 比 。 /4 (160-70)/ /4（ 40 20） =17.25 4.2 圓 筒 的 設 計 16 由 于 粉 狀 物 料 在 圓 筒 內 受 到 攪 動 ， 且 受 擠 壓 力 的 反 作 用 力 作 用 ， 物 料 具 有 向 后 倒 流 的 趨 勢 ， 圓 筒 與 擠 壓 螺 桿 之 間 的 間 隙 要 適 當 ， 所 以 取 5mm。 間 隙 太 大 會 使 物 料 倒 流 ;間 隙 太 小 擠 壓 螺 桿 與 夾 套 內 壁 易 碰 撞 。 圓 筒 的 物 料 可 選 用 鑄 鐵 ， 選 HT200 圓筒 4.3 料斗的設計 由于物料在重力的作用下由料斗中進入圓筒中進行擠壓加工，為使物料不至于 大量粘附在料斗內壁，內壁須使其光滑無毛刺，同時料斗須焊接在圓筒表面，所 以采用與圓筒相同的材料 HT200 料斗 其容積為 V=1/2(D/2)+(d/2) L =1/2x3.14x(190/2)+3.14x(105/2)x130 17 =2405ml 4.4 旋蓋的設計 旋蓋，也可以稱之為模板，選用 HT200。其通過螺紋嚙合在圓筒的尾部，物 料最后就是在旋蓋處成型并排出的，所以其中間留有一孔徑為 40mm 通孔，與擠 壓螺桿尾部的直徑為 20mm 桿共同作用，使圓筒內的物料在此處成型，最終形成 外徑 40mm，內徑 20mm 的空心膨化食品 旋蓋 18 第五章 機架的設計 根 據 裝 配 各 零 部 件 的 裝 配 情 況 以 及 需 承 載 重 物 的 情 況 ， 可 設 計 如 下 所 示 結 構 的 機 架 ， 上 下 各 用 兩 塊 厚 度 為 10 的 板 焊 接 在 四 根 長 寬 均 為 15 高 度 為 320 的 方 柱 的 上 下 兩 端 ， 材 料 選 用 HT150， 其 結 構 簡 單 ， 易 于 生 產 制 造 ， 能 滿 足 基 本 的 承 載 需 要 。 機 架 19 第 六 章 生 產 能 力 分 析 小 型 食 品 膨 化 機 的 生 產 能 力 與 其 工 作 時 消 耗 的 能 量 有 關 由 N=GxW/ (kw) 則 G N /W=2.2x0.75/0.030=53Kg/h 式 中 ： W-加 工 1Kg 物 料 耗 用 能 量 ， 為 0.030KWh/Kg -傳 動 效 率 ， 取 0.75 20 設 計 總 結 從 開 始 我 的 畢 業(yè) 設 計 ， 到 如 今 設 計 基 本 完 成 。 從 最 初 的 茫 然 ， 到 慢 慢 的 進 入 狀 態(tài) ， 再 到 對 思 路 逐 漸 的 清 晰 ， 整 個 設 計 過 程 難 以 用 語 言 來 表 達 。 歷 經 了 數 十 天 的 奮 戰(zhàn) ， 緊 張 而 又 充 實 的 畢 業(yè) 設 計 終 于 落 下 了 帷 幕 。 回 想 這 段 日 子 的 經 歷 和 感 受 ， 我 感 慨 萬 千 ， 在 這 次 畢 業(yè) 設 計 的 過 程 中 ， 我 擁 有 了 無 數 難 忘 的 回 憶 和 收 獲 。 我 在 學 校 圖 書 館 搜 集 資 料 ， 還 在 網 上 查 找 各 類 相 關 資 料 ， 以 盡 量 使 我 的 資 料 完 整 、 精 確 、 數 量 多 ， 這 有 利 于 完 成 設 計 。 然 后 我 將 收 集 到 的 資 料 仔 細 整 理 分 類 。 資 料 查 找 完 了 ， 我 開 始 著 手 設 計 。 在 設 計 過 程 中 遇 到 困 難 我 就 及 時 和 指 導 老 師 聯 系 ， 并 和 同 學 互 相 交 流 ， 請 教 專 業(yè) 課 老 師 。 在 大 家 的 幫 助 下 ， 困 難 一 個 一 個 解 決 掉 ， 設 計 也 慢 慢 成 型 。 當 我 終 于 完 成 了 所 有 打 字 、 繪 圖 、 排 版 、 校 對 的 任 務 后 整 個 人 都 很 累 ， 但 同 時 看 著 電 腦 熒 屏 上 的 畢 業(yè) 設 計 稿 件 我 的 心 里 是 甜 的 ， 我 覺 得 這 一 切 都 值 了 。 這 次 畢 業(yè) 設 計 的 設 計 過 程 是 我 的 一 次 再 學 習 ， 再 提 高 的 過 程 。 在 設 計 中 我 充 分 地 運 用 了 大 學 期 間 所 學 到 的 知 識 。 我 不 會 忘 記 這 段 時 間 。 畢 業(yè) 設 計 的 制 作 給 了 我 難 忘 的 回 憶 。 在 我 徜 徉 書 海 查 找 資 料 的 日 子 里 ， 面 對 無 數 書 本 的 羅 列 ， 最 難 忘 的 是 每 次 找 到 資 料 時 的 激 動 和 興 奮 ； 親 手 設 計 零 件 圖 的 時 間 里 ， 記 憶 最 深 的 是 每 一 步 小 小 思 路 實 現 時 那 幸 福 的 心 情 ； 為 了 論 文 我 曾 趕 稿 到 深 夜 ， 但 看 著 親 手 打 出 的 一 字 一 句 ， 心 里 滿 滿 的 只 有 喜 悅 毫 無 疲 憊 。 這 段 旅 程 看 似 荊 棘 密 布 ， 實 則 蘊 藏 著 無 盡 的 寶 藏 。 我 從 資 料 的 收 集 中 ， 掌 握 了 很 多 機 械 制 造 的 知 識 ， 讓 我 對 我 所 學 過 的 知 識 有 所 鞏 固 和 提 高 ， 并 且 讓 我 對 當 今 機 械 制 造 的 最 新 發(fā) 展 技 術 有 所 了 解 。 在 整 個 過 程 中 ， 我 學 到 了 新 知 識 ， 增 長 了 見 識 。 在 今 后 的 日 子 里 ， 我 仍 然 要 不 斷 地 充 實 自 己 ， 爭 取 在 所 學 領 域 有 所 作 為 。 腳 踏 實 地 ， 認 真 嚴 謹 ， 實 事 求 是 的 學 習 態(tài) 度 ， 不 怕 困 難 、 堅 持 不 懈 、 吃 苦 耐 勞 的 精 神 是 我 在 這 次 設 計 中 最 大 的 收 益 。 我 想 這 是 一 次 意 志 的 磨 練 ， 是 對 我 實 際 能 力 的 一 次 提 升 ， 也 會 對 我 未 來 的 學 習 和 工 作 有 很 大 的 幫 助 。 21 參 考 文 獻 1 吳 宗 澤 主 編 機 械 設 計 實 用 手 冊 第 一 版 北 京 ： 化 學 工 業(yè) 出 版 社 , 1999 2 濮 良 貴 、 紀 名 剛 主 編 機 械 設 計 第 七 版 北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 , 2001 3 張 裕 中 主 編 食 品 加 工 技 術 裝 備 第 一 版 北 京 ： 中 國 輕 工 業(yè) 出 版 社 , 2000 4 無 錫 輕 工 業(yè) 學 院 、 天 津 輕 工 業(yè) 學 院 編 食 品 工 廠 機 械 與 設 備 第 二 版 北 京 ： 輕 工 業(yè) 出 版 社 ,1985 5 胡 繼 強 主 編 食 品 機 械 與 設 備 第 一 版 北 京 ： 中 國 輕 工 業(yè) 出 版 社 , 1999 6 李 興 國 主 編 食 品 機 械 學 （ 下 冊 ） 第 一 版 四 川 ： 四 川 教 育 出 版 社 , 1992 7 中 國 農 業(yè) 機 械 化 科 學 研 究 院 編 實 用 機 械 設 計 手 冊 （ 下 ） 北 京 ： 中 國 農 業(yè) 機 械 出 版 社 ,1985 8 成 大 先 主 編 機 械 設 計 手 冊 （ 第 4 卷 ） 第 四 版 北 京 ： 化 學 工 業(yè) 出 版 社 ,2002 9 蘇 卡 查 科 夫 、 馬 爾 切 諾 夫 著 食 品 機 械 制 造 工 藝 學 北 京 ：HA 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,1984 10 張 萬 昌 主 編 熱 加 工 工 業(yè) 基 礎 第 一 版 北 京 :高 等 教 育 出 版 社 , 1997 11 馬 曉 湘 、 鐘 均 祥 主 編 畫 法 幾 何 及 機 械 制 圖 第 二 版 華 南 理 工 大 學 出 版 社 ,1992 12 毛 謙 德 、 李 振 清 主 編 袖 珍 機 械 設 計 師 手 冊 第 二 版 北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2002 22 13 饒 應 昌 主 編 . 飼 料 加 工 工 藝 與 設 備 .第 一 版 .北 京 .中 國 農 業(yè) 出 版 社 致謝 一個多月的畢業(yè)設計就這樣伴隨著我們的大學畢業(yè)而完成了，在這段日子 里，在指導老師段武茂老師的帶領下，我從開始的不知所措，到一步步的進入 設計狀態(tài)：收集資料，查信息，圖紙繪制，直至說明書的完成及后期檢查。通 過本次畢業(yè)設計，不僅使我系統的學習和應用了以前的知識，而且也鍛煉了我 獨立動手和思考的能力。我們的老師“授我們以漁” ，而且在設計當中教導我 們做人如做事一樣，要踏踏實實，來不得馬虎取巧。 編 號 畢業(yè)設計材料 題 目 小型食品膨化機的設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 材 料 目 錄 序號 附 件 名 稱 數量 備注 1 畢業(yè)設計說明書 1 2 總裝圖 1 A0 3 零件圖 11 4 設計任務書 1 年五月