本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 滾筒式烘干機(jī)設(shè)計(jì) 姓 名 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 鄭州科技學(xué)院電氣工程學(xué)院二○一六年四月滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)II目 錄1 前言.11.1 谷物干燥的意義 11.2 谷物的特性及谷物干燥的機(jī)理 21.3 影響糧食干燥過程的因素 31.4 谷物干燥機(jī)簡(jiǎn)介 41.4.1 對(duì)流換熱式谷物干燥機(jī) 41.4.2 輻射式干燥機(jī) 81.4.3 導(dǎo)熱式干燥機(jī) 91.4.4 批量作業(yè)式干燥機(jī) 91.5 谷物干燥的意義 101.6 谷物的干燥機(jī)理 101.7 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 111.8 國(guó)外研究現(xiàn)狀 112 谷物烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).132.1 谷物烘干機(jī)的基本設(shè)計(jì)要求 132.2 滾筒烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及結(jié)構(gòu)示意圖 133 傳動(dòng)裝置.153.1 傳動(dòng)功率的選擇 153.2 傳動(dòng)參數(shù)選擇與減速器 163.2.1 齒輪、齒圈主要參數(shù) 163.2.2 滾圈的截面設(shè)計(jì) 183.2.3 減速器的選擇 194 干燥系統(tǒng)的設(shè)計(jì).214.1 谷物干燥時(shí)間 214.2 谷物失水量及谷物干燥、冷卻后重量 214.3 熱量衡算 225 設(shè)計(jì)總結(jié).25參考文獻(xiàn).26致 謝.27滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)IV摘 要我國(guó)糧食產(chǎn)量大，而剛收獲的糧食需降水處理后才可儲(chǔ)藏，每年因?yàn)椴患皶r(shí)干燥而損失的糧食多達(dá)幾十萬噸，本設(shè)計(jì)針對(duì)這一問題設(shè)計(jì)一臺(tái)糧食干燥機(jī)，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮冬季溫度、干燥成本、干燥工藝，燃料等問題，并采用 CAD 軟件制圖，使之能明確的表達(dá)干燥機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。滾筒式谷物烘干機(jī)是對(duì)流傳熱連續(xù)干燥方式作業(yè)的一種干燥機(jī)，它廣泛地被用來作為谷物干燥、草籽干燥以及草粉干燥。滾筒干燥機(jī)的特點(diǎn)是以滾筒作為干燥室，在滾筒內(nèi)壁設(shè)有抄板，谷物在滾筒內(nèi)的移動(dòng)主要依靠谷物自身的重力進(jìn)行移動(dòng)，抄板起在干燥過程中對(duì)谷物有一個(gè)翻炒作用，谷物在滾筒內(nèi)受到抄板的作用不斷被抄起又落下而不斷地翻動(dòng)，使谷物顆粒能與干燥熱風(fēng)有最大的接觸面積，使得谷物在其中受熱均勻，從而讓谷物得到較為均勻的干燥，保證快干燥的品質(zhì)；同時(shí)抄板還對(duì)滾筒內(nèi)的谷物具有一定的引流輸導(dǎo)作用，方便谷物干燥后的自主卸料。關(guān)鍵詞：滾筒烘干機(jī)；干燥；谷物滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)VAbstractChina's grain production, and immediately after harvest grain precipitation process required before storage, every year because it does not promptly dried up lost several hundred thousand tons of grain, the design of a grain dryer designed to solve this problem, in the design consider winter temperatures, drying costs and drying process, fuel and other issues, and the use of CAD drawing software, so that it can be clearly expressed in the overall structure of the dryer. Grain dryer drum dryer is a convective heat drying continuous mode of operation, it is widely used as a grain drying, drying seeds and dried meal. Characteristics of the drum dryer is a drum as a drying chamber, the inner wall of the drum with a copy board, grain movement within the drum rely mainly on cereal own gravity to move, copy stiffened during the drying process of grain a stir effect, cereals in the drum by the action of the copy board and continue to be took down and continue to flip, so that hot air drying cereal grains with maximum contact area, so that the grain in which heat evenly, so that the grains get more uniform drying to ensure fast drying quality; simultaneously copy board also has a certain grain drum drainage transporting action to facilitate independent after unloading grain drying.Keywords: drum dryer; drying; cereals滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)11 前言1.1 谷物干燥的意義谷物干燥是谷物收獲后的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因?yàn)槭斋@時(shí)為了減少田間落粒損失都注意適時(shí)收獲，而適時(shí)收獲的谷物其水分含量較大，如不及時(shí)干燥則會(huì)引起谷物霉?fàn)€變質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年收獲的糧食中由于干燥不及時(shí)而造成的霉?fàn)€損失達(dá)500～1000 萬屯，估計(jì)占全年谷物總產(chǎn)量的 1.5%～3%;在南方梅雨季節(jié)較長(zhǎng)的地方（如江蘇、浙江、安徽、湖北以及上海等） ，每年糧食霉?fàn)€損失高達(dá) 10%左右，可見谷物干燥是一個(gè)不得忽視的問題。國(guó)內(nèi)情況:我國(guó)的谷物干燥（主要指機(jī)械干燥）始于 50 年代，50 年代初為了生產(chǎn)引進(jìn)了蘇聯(lián)的高溫干燥機(jī)，自行設(shè)計(jì)了大型高溫干燥塔參照該機(jī)型結(jié)構(gòu)和原理，在北方的糧食系統(tǒng)中逐步應(yīng)用。60～70 年代各地自行設(shè)計(jì)了多種中、小型谷物干燥機(jī)，由固定干燥機(jī)廠生產(chǎn)，最后到全國(guó)的推廣。70～80 年代幾種大、中型谷物干燥機(jī)又被設(shè)計(jì)出來，被推廣使用在糧食系統(tǒng)及國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)中。各種谷物干燥機(jī)近兩萬臺(tái)分布在全國(guó)各地，其中主要是中、小、大型干燥機(jī)約兩千臺(tái)左右。目前我國(guó)的谷物干燥機(jī)是用煙煤為主要熱源，供熱使用燃煤熱風(fēng)爐，以熱風(fēng)為來源進(jìn)行干燥，對(duì)糧食零污染。少數(shù)谷物干燥機(jī)（主要在農(nóng)場(chǎng)）使用柴油爐供熱干燥，有較高的熱效率，但會(huì)造成一定程度的污染對(duì)糧食。近年來我國(guó)谷物干燥技術(shù)發(fā)展迅猛，各高等院校和研究部門所研究的新型干燥工藝慢慢應(yīng)用于生產(chǎn)，新產(chǎn)品不斷增多在干燥機(jī)生產(chǎn)廠，產(chǎn)量在逐步擴(kuò)大，電子計(jì)算機(jī)模擬分析也開始應(yīng)用。目前谷物干燥技術(shù)中引人注目的幾個(gè)問題如下：目前使用的燃煤熱風(fēng)爐使用壽命較短，熱效率較低，應(yīng)如何解決？我國(guó)南方的燃煤供應(yīng)困難，燃油價(jià)格又較高，應(yīng)如何選擇能源問題？對(duì)北方高水份糧（如玉米，含水 30%以上）的干燥應(yīng)采用什么樣的干燥原理與工藝？我國(guó)農(nóng)村、農(nóng)場(chǎng)和糧食系統(tǒng)（糧庫(kù)）應(yīng)怎樣合理地布置谷物干燥點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)？國(guó)外情況:國(guó)外的較發(fā)達(dá)國(guó)家（如美、俄、英、法、日等）的谷物干燥有 50 多年的歷史，大體分為三個(gè)階段，第一階段即 50～60 年代的谷物干燥機(jī)械化;第二階段 60～70 年代的谷物干燥自動(dòng)化；第三階段 70～80 年代的谷物干燥提高干燥質(zhì)量滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)2和降低干燥成本階段。繼續(xù)提高干燥質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制和微機(jī)管理在 90 年代主要是。但情況亦有所不同在各個(gè)國(guó)家。美國(guó)：谷物干燥機(jī)在全國(guó)應(yīng)用比較多，中、小型低溫干燥倉(cāng)及大、中興高溫干燥機(jī)為主要的機(jī)型，這些機(jī)器主要對(duì)象以干燥玉米和小麥為主，熱源為柴油（煤油）和液化石油氣，采用直接加熱干燥。料位控制、風(fēng)溫控制及出糧水分控制為系統(tǒng)主要對(duì)象。開始在美國(guó)應(yīng)用太陽(yáng)能干燥機(jī)，但由于設(shè)備投資大占地面積大等原因，目前應(yīng)用不多。獨(dú)聯(lián)體：谷物干燥機(jī)應(yīng)用比較普遍，大都成了工廠化生產(chǎn)，有較完善的自控系統(tǒng)，其谷物干燥機(jī)型以大、中型居多，為高溫干燥方式。較普遍地應(yīng)用干、濕糧混合加熱干燥工藝（又稱分流循環(huán)干燥工藝） ，具有一次降水幅度大、節(jié)能和提高干燥質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。干燥中采用的熱源是柴油和煤油，為直接加熱干燥。日本：谷物干燥設(shè)備是從二次大戰(zhàn)后發(fā)展起來的，主要發(fā)展適于干燥水稻的中、小型設(shè)備。機(jī)型有：小型固定床式谷物干燥機(jī)，中、小型循環(huán)式谷物干燥機(jī)及大型谷物干燥機(jī)等。采用熱源是柴油和煤油，少量采用稻殼為燃料。在個(gè)干燥設(shè)備中大都裝有較完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)，比較重視干燥質(zhì)量1.2 谷物的特性及谷物干燥的機(jī)理谷物是一種生命體，以呼吸作為維持生命的方式，呼吸時(shí)要吸氧和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于環(huán)境供養(yǎng)條件的不同，呼吸的方式也不同。在谷物中水分以三種形式存在，即機(jī)械結(jié)合水、物理化學(xué)結(jié)合水、化學(xué)結(jié)合水。在干燥過程中主要是去掉機(jī)械結(jié)合水和部分物理、化學(xué)結(jié)合水。谷物是多孔型膠質(zhì)體，這個(gè)水分則以不同的形式存在于谷粒表面、毛細(xì)管中以及細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)介質(zhì)條件參數(shù)使它具有發(fā)散條件，即介質(zhì)水蒸汽分壓力小于谷粒表面水蒸汽壓力時(shí)，則谷粒中的水分以液態(tài)或汽態(tài)由谷粒里層向外擴(kuò)散，并由表面蒸發(fā)。理想的干燥過程，影視谷粒內(nèi)部的水分?jǐn)U散速度與表面的蒸發(fā)速度相等，但一般情況下由于選擇干燥參數(shù)的不當(dāng)及谷物本身特性所限，常出現(xiàn)兩種速度不等的現(xiàn)象，即外控狀態(tài)和內(nèi)控狀態(tài)。外控狀態(tài)：是指谷粒表面水分蒸發(fā)速度低于谷粒內(nèi)部的水分?jǐn)U散速度，這種現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在谷物細(xì)小或者谷物水分含量大時(shí)，為了提高谷物干燥的速度，可適當(dāng)提高介質(zhì)溫度，降低介質(zhì)相對(duì)濕度或增加介質(zhì)流速。內(nèi)控狀態(tài)：是指谷粒內(nèi)部擴(kuò)散速度小于表面蒸發(fā)速度的狀態(tài)。在這種情況下為了提高干燥速度，可有兩種措施：滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)3一種措施是調(diào)整介質(zhì)狀態(tài)參數(shù)，即在提高介質(zhì)溫度的同時(shí)降低介質(zhì)流速；介質(zhì)溫度提高谷物溫度也升高，谷物升高則使其水的粘滯性下降，內(nèi)部水蒸氣分壓力增加，會(huì)增加內(nèi)部擴(kuò)散的速度；因其介質(zhì)流速減小，則其蒸發(fā)速度下降或者保持不變，以達(dá)到兩種速度的一致；或是提高介質(zhì)溫度的同時(shí)增加介質(zhì)相對(duì)濕度，這樣也能調(diào)整兩者速度關(guān)系。1.3 影響糧食干燥過程的因素糧食干燥是一個(gè)復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)過程。影響這個(gè)過程的因素是很多的，如糧食的品種和特性、干燥介質(zhì)的參數(shù)、環(huán)境條件和干燥工藝等，現(xiàn)分述如下：熱風(fēng)溫度:熱風(fēng)溫度提高時(shí)，它傳給糧食的熱量就增多，從而增強(qiáng)了糧食表面水分的汽化能力，使糧粒內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移的速度加快。此外熱風(fēng)溫度增高，則其飽和濕含量增加，帶走水分的能力也加強(qiáng)。因此提高熱風(fēng)溫度不僅可以提高干燥速率，縮短干燥時(shí)間，而且還會(huì)降低單位熱耗。限制熱風(fēng)溫度提高的因素是糧食品質(zhì)，熱風(fēng)溫度過高，則糧溫升高，品質(zhì)下降。所以，在不影響糧食品質(zhì)的前提下應(yīng)盡量采用高的熱風(fēng)溫度。熱風(fēng)風(fēng)量:適當(dāng)增加干燥介質(zhì)穿過糧層的速度，也能加速糧食的干燥過程。當(dāng)熱風(fēng)濕度和糧食含水量相同時(shí)，熱風(fēng)流速在 0.5 米/秒以下范圍內(nèi)的干燥作用最為明顯。試驗(yàn)結(jié)果證明，熱風(fēng)流速?gòu)?0.3 米/秒增加到 0.5 米/秒時(shí)，干燥速度大大加快，但是，當(dāng)流速增加到 0.7 米/秒以上時(shí)，反而不能使干燥速率加快。糧食的初始水分較高時(shí)，熱風(fēng)流速對(duì)干燥過程的影響較顯著。干燥前糧食的含水率:糧食水分含量的大小，影響著干燥過程的快慢。當(dāng)糧食含水率較低時(shí)，干燥過程所蒸發(fā)的主要是微毛細(xì)管水和吸附水，而這些水分的蒸發(fā)是比較困難，當(dāng)糧食含水率較高時(shí)，其水分主要是自由水，自由水容易蒸發(fā)，所以，干燥過程就快。熱風(fēng)相對(duì)濕度:熱風(fēng)濕度影響它的吸濕能力，當(dāng)熱風(fēng)達(dá)到飽和時(shí)，則不再吸收水分，失去干燥作用。因此，熱風(fēng)濕度也會(huì)影響干燥速率。五、糧層厚度干燥室中糧層的厚薄對(duì)干燥過程有很大影響。風(fēng)流速一定時(shí)，適當(dāng)?shù)募Z層厚度，就可以保證糧層中水分蒸發(fā)有足夠的熱量，加速糧食的干燥過程。但是，糧層過薄，則單位熱耗增加，而且還可能使糧食過早出現(xiàn)表皮硬化，影響糧食品質(zhì)，延緩干燥過程滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)41.4 谷物干燥機(jī)簡(jiǎn)介谷物干燥機(jī)的種類很多，按換熱方式和作業(yè)方式的不同分為以下幾類：1.4.1 對(duì)流換熱式谷物干燥機(jī)這種干燥機(jī)以熱空氣或熱煙氣（爐氣）為介質(zhì)對(duì)加熱和載濕，以進(jìn)行干燥。根據(jù)所采取介質(zhì)溫度的高低，該干燥機(jī)分為高溫干燥機(jī)低溫干燥機(jī)兩種。（1）高溫干燥機(jī)：此干燥機(jī)介質(zhì)溫度較高（為 80～300℃） ，干燥速度較快（小時(shí)降水率為 2.5%左右） ，又稱高溫、快速干燥機(jī)。這種干燥機(jī)又有一下不同結(jié)構(gòu)形式。a.流化床式干燥機(jī)：該機(jī)由傾斜 3～5 度的孔板下面向上吹熱風(fēng)，將谷層吹成流化狀態(tài)，谷物沿孔板向低處緩緩流動(dòng)并逐步得到干燥。干燥后的谷物從一側(cè)流出。穿過谷層的潮氣由機(jī)器上方的排氣口排出。由于谷層較薄氣流圍繞谷物分布較均勻，其干燥均勻較好，但因干燥時(shí)間較短（40～50 秒）其降水幅度較?。?%～1.5%） 。該機(jī)沒有冷卻裝置，干燥后的熱糧需由人工攤晾使其溫度降下到不高于環(huán)境溫度5℃的程度，以防谷層表面結(jié)露。該機(jī)適于小規(guī)模生產(chǎn)使用。b.滾筒式干燥機(jī)：滾筒式干燥機(jī)有簡(jiǎn)易型和復(fù)式型兩種，前者只有加熱滾筒，后者除有加熱滾筒外還有冷卻滾筒，現(xiàn)介紹復(fù)式滾筒式干燥機(jī)的工作過程。濕谷物由加熱滾筒的一端隨同熱空氣（或爐氣）一道進(jìn)入該滾筒，由于滾筒回轉(zhuǎn)（26～30r/min）并軸線有 1～3.5 度的傾斜，則谷粒不斷被筒內(nèi)的抄板帶起而又滑落，逐步向滾筒的低處端移動(dòng)并由出口流出，然后進(jìn)入冷卻滾筒，經(jīng)冷卻后流出。進(jìn)入熱滾筒的介質(zhì)溫度 150～200℃，谷物受熱 1～2 分鐘，可降水 1%～1.5%c.氣流式干燥機(jī)：此干燥機(jī)是在谷粒被氣流輸送過程中進(jìn)行加熱和干燥，有的還沒有緩蘇段和余熱加熱段。其工作過程為谷粒在倒糧管中一方面隨著高溫氣流（80～90℃）上升，一方面被加熱吸收一定的熱量，熱量一部分使谷粒表面的水分蒸發(fā)，一部分使谷粒的溫度升高。溫度升高的谷粒出管后碰到當(dāng)帽（反射弧形） ，使其落入緩蘇室。在緩蘇過程中，繼續(xù)向谷粒的內(nèi)部傳遞熱量，使谷粒內(nèi)部的水分不斷地向其表面轉(zhuǎn)移擴(kuò)散，谷?？孔灾剡M(jìn)入余熱干燥室再次被回收的余熱空氣加熱干燥，其廢氣由廢氣出口排出機(jī)外。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用較方便，適于小規(guī)模批量生產(chǎn)。滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)5d.豎箱式干燥機(jī)：該機(jī)為豎立的箱子，谷物從箱的上端至箱的下端，由于箱內(nèi)有熱空氣通過，使谷物得到加熱干燥。根據(jù)該機(jī)氣流方向不同和結(jié)構(gòu)不同和結(jié)構(gòu)上的差異，豎箱式干燥機(jī)又有橫流、順流、逆流和混流式四種形式。e.橫流式干燥機(jī)：該機(jī)為矩形斷面的豎箱，內(nèi)有熱風(fēng)與冷風(fēng)的配風(fēng)室，兩側(cè)有兩條谷物流經(jīng)的通道，其下端有排糧攪龍及排料器。其配氣室的側(cè)壁及谷物通道的外壁均制成孔板狀，以便使從熱氣室或冷配氣室射出的氣流水平穿過谷層。因氣流方向與谷物流動(dòng)方向垂直，故稱其為橫流干燥機(jī)或錯(cuò)流干燥機(jī)。該機(jī)的谷層較?。?00～400mm） ，干燥速度較快，可連續(xù)進(jìn)料、加熱、冷卻、卸糧，適于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。該機(jī)性能特點(diǎn)是：谷物流經(jīng)谷物通道的受熱程度不一致，即靠近熱風(fēng)室一側(cè)的谷物因始終與高溫介質(zhì)接觸其受熱程度較大，降水幅度較大；而靠近機(jī)器外側(cè)的谷物因始終與經(jīng)過吸濕的戒指接觸，起受熱程度較小，降水幅度也較小，因而該機(jī)的谷物干燥均勻性差。此外，為了不使靠近熱風(fēng)室的谷物層過熱，該機(jī)的介質(zhì)溫度不宜選取過高，一般以 100℃以內(nèi)為限。在有的橫流式干燥機(jī)（美國(guó)的貝利克型）上為了改善谷物層受熱的不均性，在谷物通過的加熱段中間增設(shè)了一個(gè)換層器，該換層器為四塊坡板制成，可使通道內(nèi)的內(nèi)測(cè)與外側(cè)谷物流經(jīng)四塊不同放下過的傾斜板時(shí)得以位置上的變換（如同人下轉(zhuǎn)梯那樣） 。f.順流式干燥機(jī)：順流式干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)為漏斗式或角狀管式，現(xiàn)以漏斗式為例，說明此谷物干燥機(jī)的工作過程。該機(jī)為矩形斷面的豎箱，內(nèi)箱有加熱段、緩蘇段、冷卻段及排料裝置。在加熱段與冷卻段中設(shè)有、排氣管，濕糧向下流動(dòng)中與由熱風(fēng)室供給的熱空氣（或爐氣）并行向下運(yùn)動(dòng)，廢氣進(jìn)入排氣管排出，谷物經(jīng)緩蘇后進(jìn)入冷卻段，冷卻段的冷空氣由冷風(fēng)機(jī)供給，冷卻是逆流冷卻。谷物流到下部的排糧裝置排出。由于該機(jī)的熱介質(zhì)流向與谷物流向相同，故稱其為順流（或并流） 。該機(jī)的谷物受熱條件較一致，其干燥均勻性好。此外，由于熱介質(zhì)首先與冷糧接觸，在谷物迅速升溫的同時(shí)介質(zhì)溫度又迅速下降，因而谷物經(jīng)受高溫處理階段較短，對(duì)保證糧食品質(zhì)不發(fā)生熱變性是有利的。該機(jī)可適當(dāng)提高介質(zhì)溫度（達(dá) 200℃）左右以提高生產(chǎn)率。g.逆流式干燥機(jī)：逆流式干燥機(jī)可有多種結(jié)構(gòu)，以圓倉(cāng)式為例對(duì)其工作過程進(jìn)行說明，谷物由倉(cāng)的上方向下層流動(dòng)與介質(zhì)流動(dòng)方向相反，則稱其為逆流式干燥機(jī)。該機(jī)的熱介質(zhì)先與加熱到最終的熱谷物接觸。而后相繼于不同溫度的谷物接觸，最后與溫度最低、濕度最大的谷物接觸后排出。可見其廢氣溫度較低，熱利用率較高；滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)6但由于谷物受熱的溫度所限（一般不超過 50℃） ，則逆流式干燥機(jī)的熱介質(zhì)不可過高，一本為 60～80℃以下。故其小時(shí)降水率較小。h.混流式干燥機(jī)：混流式干燥機(jī)多為層角狀管結(jié)構(gòu)，又稱為多風(fēng)道式干燥機(jī)（或角狀管式干燥機(jī)） 。該機(jī)在豎箱內(nèi)設(shè)有多層間層配置的進(jìn)、逆流及橫流的形式對(duì)谷物驚醒加熱。雖然不同形式的加熱對(duì)各部分谷物的加熱程度有所不同，但由于在該機(jī)豎箱尼日裝有多層進(jìn)、排氣角狀管，谷物在流經(jīng)全箱過程中經(jīng)受各種形式的加熱幾率基本相同，故該機(jī)的谷物干燥均勻度是較好的， ，一般干燥后谷粒間的水分差不大于 0.5%。混流式干燥機(jī)適于大規(guī)模連續(xù)作業(yè)，我國(guó)的大型谷物干燥塔采用此種形式較多。上述各種豎箱式干燥機(jī)的干燥流程較長(zhǎng)，全程經(jīng)過的時(shí)間為 1～2 小時(shí)，降水幅度為 5%～6%（2）低溫干燥機(jī)：該機(jī)以常溫或比常溫高 2～8℃的熱空氣為介質(zhì)對(duì)谷物進(jìn)行通風(fēng)干燥。為批量干燥作業(yè)，每批干燥的時(shí)間較長(zhǎng)為 1～12 天，每小時(shí)降水率為 0.5%左右，該機(jī)具有耗能少和干燥質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，但占地面積較大，受大氣狀態(tài)的影響也較大，有時(shí)因空氣濕度大而干燥時(shí)間拖長(zhǎng)使谷物霉?fàn)€。該機(jī)適于要求降水幅度小和氣候較干燥的地區(qū)，低溫干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種。a.地板通風(fēng)式干燥倉(cāng)：該機(jī)為圓倉(cāng)式或方倉(cāng)式，倉(cāng)的地板多為孔結(jié)構(gòu)，地板下方為空氣道。由風(fēng)機(jī)吸入并吹出的常溫空氣或經(jīng)少許加熱的熱空氣穿過地板孔及谷層對(duì)谷物進(jìn)行干燥，廢氣由上方通氣孔排出。該機(jī)為干燥機(jī)與貯存?zhèn)}通用設(shè)備，干燥谷物時(shí)堆積谷層為 1M 左右；貯藏谷物時(shí)可將其堆積到倉(cāng)頂，并可根據(jù)谷物溫度狀況不定時(shí)地通風(fēng)。在有的圓形地板通風(fēng)式干燥倉(cāng)中，地板上有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的攪龍；在地板下面有出糧攪龍。上糧時(shí)，開動(dòng)升運(yùn)器，將濕糧放入升運(yùn)器接受斗經(jīng)升運(yùn)器將其運(yùn)至上方，并經(jīng)裝倉(cāng)攪龍將濕糧裝入倉(cāng)內(nèi)。卸糧時(shí)，先開動(dòng)出糧攪龍和升運(yùn)器，將由倉(cāng)中心流糧口流出的干糧經(jīng)出糧攪龍運(yùn)至升運(yùn)器并升運(yùn)到頂部，由該升運(yùn)器的另一側(cè)出糧管流出，這時(shí)地板上的掃倉(cāng)攪龍不動(dòng)（不自轉(zhuǎn)也不公轉(zhuǎn)） 。待倉(cāng)內(nèi)的谷物靠自流卸糧達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，則開動(dòng)掃倉(cāng)攪龍將倉(cāng)底積存的谷物逐漸集中到倉(cāng)中的出糧口，再經(jīng)攪龍及升運(yùn)器運(yùn)出。b.徑向通風(fēng)式干燥倉(cāng)：該倉(cāng)由上料器、均料盤、外網(wǎng)筒、內(nèi)網(wǎng)筒及熱風(fēng)管及其輔助件組成。工作時(shí)由熱風(fēng)管想熱風(fēng)室供給熱風(fēng)，熱風(fēng)徑向穿過內(nèi)外網(wǎng)筒間的谷層滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)7進(jìn)行加熱和干燥，廢氣穿過外網(wǎng)筒后散失在大氣之中。該機(jī)為批量作業(yè)式，上料時(shí)先切斷風(fēng)機(jī)的熱源，并關(guān)閉通向熱風(fēng)管的閘閥用冷風(fēng)由下風(fēng)管向倉(cāng)內(nèi)上料，帶上料完畢后開始干燥。干燥時(shí)，先接通風(fēng)熱風(fēng)源，關(guān)閉上料風(fēng)管的閘閥并打開通向熱風(fēng)管的閘閥，然后對(duì)谷物進(jìn)行干燥。當(dāng)干燥到要求的程度時(shí)，則切斷熱風(fēng)源用冷風(fēng)驚醒冷卻，知道谷物溫度下降到不大于環(huán)境溫度 5℃為止。然后開啟干燥倉(cāng)下方的閘閥卸糧，這是風(fēng)機(jī)應(yīng)停止工作。有時(shí)，為了改善谷物水分的均勻性，可采取批量循環(huán)（間歇循環(huán)）作業(yè)，即當(dāng)把谷物干燥到一個(gè)階段后，將谷物放出并經(jīng)上料風(fēng)管的氣流將其又送入倉(cāng)內(nèi)，待全倉(cāng)谷物全部運(yùn)行一遍后，再轉(zhuǎn)入第二階段的批量干燥。這種批量循環(huán)的作業(yè)方法，可以改善谷物間的水分差。徑向通風(fēng)干燥倉(cāng)的谷層厚度不宜過大，一般為 0.3～0.5m。該倉(cāng)的直徑較小，但高度較大，適于小批量干燥作業(yè)。 c.斜床式干燥機(jī)：該機(jī)為方倉(cāng)式，一般由若干個(gè)并列的方倉(cāng)組成。倉(cāng)的底部為傾斜式通氣孔板，下部為通風(fēng)道。該機(jī)的地板為傾斜系根據(jù)略小谷物自然堆角而確定（一般取其為 20 度左右） ，作業(yè)時(shí)需注意使谷層表面的坡度角與地板角相一致，以保持谷物厚度相同。該機(jī)谷層堆積厚度與地板通風(fēng)式干燥機(jī)相同，一般為 1m 左右，小粒谷物（小麥及水稻）因單位谷層厚度阻力大澤堆積厚度宜小些，而大粒谷物（玉米）則堆積厚度宜大些。該機(jī)除適于散粒谷物的干燥外還可干燥玉米果穗，由于玉米果穗堆的空隙度較大，其堆積高度可達(dá) 3m。該機(jī)的卸糧門位于地板低處的一側(cè)，為使卸糧方便卸糧門為多個(gè)并聯(lián)形式，卸糧速度快。在卸糧門的下方常設(shè)有皮帶式輸送機(jī)，可及時(shí)將卸出糧運(yùn)走。為了改善定床式谷物干燥的均勻性，在有的斜床式干燥機(jī)上設(shè)有雙向可調(diào)的進(jìn)氣門及排氣門，在干燥開始前的一半時(shí)間采取底部進(jìn)氣，廢氣由上排氣孔排出，后一半時(shí)間則改用上進(jìn)氣門進(jìn)氣，廢氣由下排氣門排出。（3）高低溫混合式干燥機(jī)為了吸取高溫和低溫干燥兩方面的有點(diǎn)同時(shí)又避免或者減少這兩方面的不足，國(guó)外提倡一種高、低溫組合式干燥。這種干燥，首先用高溫干燥先去掉谷物中的較高水分（18%～20%） ，然后轉(zhuǎn)入低溫干燥將谷物干燥到底（水分降到 14%） 。這樣既達(dá)到了快速干燥的目的，同時(shí)又減輕了能耗大的不足，同時(shí)也保證谷物干燥質(zhì)量。這種干燥方法目前在美國(guó)應(yīng)用較多，但其設(shè)備投資較大，在我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)狀況下尚滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)8難以大量采用。1.4.2 輻射式干燥機(jī)利用可見光和不可見光的光波傳遞能量使谷物升溫干燥的設(shè)備稱為輻射式谷物干燥機(jī)。這種干燥機(jī)目前有：太陽(yáng)能干燥機(jī)、遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)、微波干燥機(jī)及高頻干燥機(jī)。（1）太陽(yáng)能干燥機(jī)該機(jī)利用太陽(yáng)能集熱器（平板式及弧面集交式）將太陽(yáng)輻射的熱量轉(zhuǎn)換給空氣、并將空氣引入低溫干燥機(jī)進(jìn)行通風(fēng)干燥，其工作過程為：太陽(yáng)能干燥機(jī)為了白天蓄熱以備晚上之用，一般其基礎(chǔ)都采用蓄熱量大的石塊建筑成，基礎(chǔ)內(nèi)部設(shè)備風(fēng)道。有的太陽(yáng)能干燥機(jī)還設(shè)有輔助供熱爐，已被陰天時(shí)或特殊情況下使用。太陽(yáng)能干燥機(jī)具有節(jié)能、成本低和干燥質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，但其設(shè)備投資較大，占地面積也較大，因此目前雖然在美國(guó)已開始應(yīng)用但數(shù)量不多。擴(kuò)展的速度不快。（2）遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)是由發(fā)射器發(fā)出的波長(zhǎng)為 5.6～1000 微米的遠(yuǎn)紅外不可見光波對(duì)谷物進(jìn)行照射，使谷物的水分產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)而升溫，從而達(dá)到干燥目的的設(shè)備。干燥中谷粒的內(nèi)部和表面同時(shí)升溫，鼓勵(lì)水分散發(fā)時(shí)其背部水分與溫度均高于谷粒表面，因而星辰這兩種梯度具有同向性，促使谷粒水分迅速蒸發(fā)，有利于谷物速度干燥。這是遠(yuǎn)紅外干燥的突出特點(diǎn)。我國(guó)生產(chǎn)的點(diǎn)習(xí)慣遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)，由多條輸送帶和多個(gè)設(shè)置在輸送帶上方的遠(yuǎn)紅外發(fā)射器、排濕風(fēng)機(jī)、機(jī)殼、喂料斗及出料口等組成。工作時(shí)，物料經(jīng)喂入斗落入上層的輸送帶并逐次傳遞給以下各層的輸送帶，最后送出機(jī)外。谷物在輸送過程中受到其上方的遠(yuǎn)紅外發(fā)射器的照射而升溫，谷物中的水逐步發(fā)散在空氣中，并由排濕風(fēng)機(jī)提供的氣流帶走。該機(jī)具有干燥速度快、干燥質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，但由于以電能供熱其干燥成本較高，目前只應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的果干制品及山產(chǎn)品、水產(chǎn)品的干燥中。（3）高頻與微波干燥機(jī)高頻干燥機(jī)及微波干燥機(jī)工作原理基本相同，都是利用頻率為幾兆赫茲高頻電場(chǎng)或幾億赫茲的微波電場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁波對(duì)谷物進(jìn)行照射，高頻電磁波或微波電磁波使谷粒中的水分子產(chǎn)生快速極性變換從而產(chǎn)生熱效應(yīng)，使谷粒水分發(fā)散以達(dá)到干滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)9燥的目的。這類干燥機(jī)都有干燥速度快和干燥質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，但由于以電能為熱源其干燥的目的。這類干燥機(jī)的干燥成本較高，目前在農(nóng)業(yè)物料的干燥中尚應(yīng)用甚少，主要用于工業(yè)生產(chǎn)及食品干燥中。1.4.3 導(dǎo)熱式干燥機(jī)這種干燥機(jī)是靠導(dǎo)熱進(jìn)行熱交換的，在谷物干燥中應(yīng)用甚少，在工業(yè)產(chǎn)品的紙張和布匹干燥中應(yīng)用較多。該機(jī)由一對(duì)蒸汽供熱的滾筒及上、下輸送帶組成。薄層物料由上輸送帶送至一對(duì)軋輥的中間，軋輥旋轉(zhuǎn)中將物料制成并逐步進(jìn)行干燥，干后的物料由下輸送帶運(yùn)走。以上介紹的問以換熱方式不同否認(rèn)干燥以下為按作業(yè)方式不同把干燥機(jī)分為以下幾類。1.4.4 批量作業(yè)式干燥機(jī)現(xiàn)以低溫干燥倉(cāng)為例來說明它的不同作業(yè)方式。因?yàn)楣任锔稍锸菑淖畹偷墓葘娱_始逐步向上發(fā)展的。干燥中形成了三種層次，即：已達(dá)到平衡水分的干燥層，其上方是正在干燥中但還未達(dá)到平衡水分的谷層，最上層的是保持原水分的谷層。隨著干燥時(shí)間的延續(xù)，這三個(gè)層次的位置逐步向上推移。對(duì)于使用者來說可根據(jù)自己條件采用不同的方式進(jìn)行作業(yè)。（1）整倉(cāng)干燥當(dāng)谷物水分不太大時(shí)，可裝滿整倉(cāng)進(jìn)行干燥。這時(shí)由于谷物阻力較大，通過谷層斷面的風(fēng)速較小，則干燥速度較慢，可利用自然空氣或稍高一點(diǎn)的熱風(fēng)進(jìn)行作業(yè)，工作比較方便。但要選擇好熱風(fēng)溫度，如風(fēng)溫過高，其平衡水分將很低，如長(zhǎng)時(shí)間干燥會(huì)使全倉(cāng)的谷物達(dá)到過干程度。（2）淺層干燥為了加速干燥，可將谷物按一定的厚度進(jìn)行干燥，這時(shí)刻采用較高的熱風(fēng)溫度（45℃以下） ，使改谷物的平均水分能較迅速地達(dá)到安全水分（14%左右） 。由于谷層較淺，上下層的水分極差較小，經(jīng)充分混合后貯存，谷物水分會(huì)自然達(dá)到一致，這種方法，目前在我國(guó)采用較多。（3）分層干燥在國(guó)外有的小型農(nóng)場(chǎng)采用這種干燥方法，即每天將收獲的濕糧裝入低溫倉(cāng)進(jìn)行滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)10干燥，雖然谷層較薄但也要在當(dāng)天使它干燥到安全水分。第二天再將收獲的濕糧裝入已干燥糧之上進(jìn)行干燥，也在當(dāng)天干燥到要求的水分。第三、第四天如此同樣進(jìn)行，直到全倉(cāng)裝滿谷物并干燥后一起卸出。這種方法對(duì)使用管理方便，但由于氣流阻力較大，電耗較多。1.5 谷物干燥的意義谷物干燥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的步驟，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)全程機(jī)械化的重要組成部分。谷物干燥機(jī)械化技術(shù)是以機(jī)械為主要手段，采用相應(yīng)的工藝和技術(shù)措施，人為地控制溫度、濕度等因素，在不損害谷物品質(zhì)的前提下，降低谷物中含水量，使其達(dá)到國(guó)家安全貯存標(biāo)準(zhǔn)的干燥技術(shù)。我國(guó)是世界上最大的糧食生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，年總產(chǎn)糧食約 5 億 t[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運(yùn)輸、加工、消費(fèi)等過程中的損失高達(dá) 18%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織規(guī)定的 5%的標(biāo)準(zhǔn)。在這些損失中，每年因氣候原因，谷物來不及曬干或未達(dá)到安全水分造成霉變、發(fā)芽等損失的糧食高達(dá) 5%，若按年產(chǎn) 5 億 t 糧食計(jì)算，相當(dāng)于 2500 萬 t 糧食，若每人每天食用 500g 糧食，可供6.8 萬人食用 1 年。這數(shù)字是驚人的，把收到手的谷物損失降低到最低點(diǎn)，從這一意義上說，谷物干燥的機(jī)械化比田間作業(yè)的機(jī)械化更為重要，它是谷物豐產(chǎn)、豐收的重要保障條件。1.6 谷物的干燥機(jī)理谷物干燥是利用谷物內(nèi)部水分不斷向外表面擴(kuò)散和表面水分不斷蒸發(fā)來實(shí)現(xiàn)的 [2]。谷物表面水分的蒸發(fā)，取決于空氣中水蒸氣分壓力的大小?？諝庵兴魵鈮毫εc谷物表面問的水蒸氣分壓力之差，是谷物干燥的推動(dòng)力，它的大小決定谷物表面水分蒸發(fā)速度。谷物內(nèi)部水分的移動(dòng)現(xiàn)象。稱為內(nèi)擴(kuò)散，內(nèi)擴(kuò)散又分為濕擴(kuò)散和熱擴(kuò)散。谷物干燥過程中，表面水分蒸發(fā)，破壞了谷物水分平衡，其表面含水率小于內(nèi)部的含水率，形成了濕度梯度。由于濕度梯度，而引起水分向含水率低的方向移動(dòng)．這種現(xiàn)象稱為濕擴(kuò)散。谷物受熱后，表面溫度高于內(nèi)部溫度，形成溫度梯度。由于存在溫度梯度．水分隨著熱源方向由高溫處移向低溫處，這種現(xiàn)象稱為熱擴(kuò)散。溫度梯度與溫度梯度方向一致時(shí)，谷物中水分熱擴(kuò)散和濕擴(kuò)散方向一致，加速谷物干燥而不影響干燥效果和質(zhì)量 [2]。如溫度梯度和濕度梯度方向相反，使谷物中水分熱擴(kuò)滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)11散和濕擴(kuò)散以相反的方向移動(dòng)時(shí)，影響干燥速度。但由于加熱溫度較低，谷物體積較小，對(duì)水分向外移動(dòng)影響不大。如果溫度較高，熱擴(kuò)散比澎擴(kuò)散進(jìn)行得強(qiáng)烈時(shí)，往往谷物內(nèi)部水分向外移動(dòng)的速度低于谷物表面水分蒸發(fā)的速度，而影響干燥質(zhì)量。嚴(yán)重的情況下，谷物內(nèi)部的水分不但不能擴(kuò)散到谷物表面，反而把水分往內(nèi)遷移，形成谷物表面裂紋等現(xiàn)象。1.7 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)谷物干燥機(jī)械的發(fā)展是從解放初期仿制日本、前蘇聯(lián)等國(guó)外的干燥機(jī)開始的。由于當(dāng)時(shí)谷物干燥機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗用鋼材多、造價(jià)高，不適合于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)和體制狀況，僅在國(guó)有農(nóng)場(chǎng)、糧庫(kù)及集體企業(yè)使用。20 世紀(jì) 70 年代后期，有關(guān)科研單位開始開發(fā)研制適合于我國(guó)國(guó)情的谷物干燥機(jī) [2]。它們大多適用于農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)連隊(duì)和農(nóng)村生產(chǎn)隊(duì)使用；80 年代后，我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)體制開始進(jìn)行改革，研制的干燥機(jī)械大多向多用化、小型化方向發(fā)展；90 年代以來，隨著農(nóng)村改革的深入發(fā)展，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平有了較快的提高，專業(yè)化、集約化的規(guī)模經(jīng)營(yíng)也有了新的發(fā)展 [2]。特別是大型糧庫(kù)、國(guó)有農(nóng)墾系統(tǒng)的種子和糧食生產(chǎn)基地，逐步裝備起成套的谷物干燥設(shè)備，并與倉(cāng)儲(chǔ)、加工等設(shè)施配套成龍，成為我國(guó)谷物烘干機(jī)械的主要應(yīng)用代表；同時(shí)，也引進(jìn)了美國(guó)、加拿大、日本和臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)谷物干燥機(jī)械，一些大專院校及有關(guān)科研單位也相繼研制出了相應(yīng)系列谷物干燥設(shè)備，服務(wù)于國(guó)內(nèi)糧食系統(tǒng)。谷物干燥技術(shù)的發(fā)展，逐步使烘干機(jī)械走向成熟、完善，同時(shí)也加快了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化步伐。我國(guó)谷物烘干機(jī)械發(fā)展雖有近 30 多年不斷的探索歷史 [2]，已經(jīng)有50 多家生產(chǎn)企業(yè)，但產(chǎn)量都不大，技術(shù)含量低，成熟機(jī)型不多，產(chǎn)品種類少，而且耗能高，自動(dòng)化水平低，缺乏適合農(nóng)機(jī)專業(yè)戶、種糧大戶及村組使用的中小型多功能烘干機(jī)械。全國(guó)現(xiàn)有谷物烘干機(jī)械 2 萬多臺(tái)，每年機(jī)械烘干谷物僅占全國(guó)總產(chǎn)量的 1%左右，而世界發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械谷物烘干占總產(chǎn)量的 95%左右，可見我國(guó)谷物烘干機(jī)械發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)于谷物生產(chǎn)發(fā)展需要。1.8 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外谷物干燥設(shè)備的研究、開發(fā)時(shí)間較早 [2]，到 20 世紀(jì) 90 年代，干燥技術(shù)的研究已達(dá)較高水平，產(chǎn)品達(dá)到系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，性能穩(wěn)定，質(zhì)量好、自動(dòng)化水平高。近年來在干燥、加工過程的計(jì)算機(jī)模擬方面取得了巨大的進(jìn)展，傳統(tǒng)軟件和專用軟滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)12件的不斷開發(fā)，對(duì)干燥機(jī)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)起到了極其重要的作用。同時(shí)，各國(guó)的現(xiàn)時(shí)情況亦有所不同 [3]。1）美國(guó):谷物干燥在全國(guó)應(yīng)用比較普遍，主要的機(jī)型有中、小型低溫干燥倉(cāng)及大、中型高溫干燥機(jī)，以干燥玉米和小麥為主要對(duì)象，以柴油(煤油)和液化石油為熱源，采用直接加熱干燥。設(shè)備中一般具有較完備的料位控制、風(fēng)溫控制、出糧水分控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高 [3]。2）俄羅斯:谷物干燥應(yīng)用比較普遍，大都形成了工廠化生產(chǎn)，有較完善的自控系統(tǒng)，其谷物干燥機(jī)型以大、中型居多，為高溫干燥方式 [3]。較普遍的應(yīng)用干、濕糧混合加熱干燥工藝，具有一次降水幅度大、節(jié)能和提高干燥質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。干燥中采用的熱源為柴油和煤油，為直接加熱。3）日本:谷物干燥設(shè)備是從二次大戰(zhàn)后發(fā)展起來的，主要發(fā)展適于干燥水稻的中、小型設(shè)備 [3]。機(jī)型有:小型固定床式谷物干燥機(jī)，中、小型循環(huán)式谷物干燥機(jī)及大型谷物干燥機(jī) [4]。采用的熱源為柴油和煤油，少量采用稻殼為燃料。在各干燥設(shè)備中大都裝有較完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)，比較重視干燥質(zhì)量。滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)132 谷物烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 谷物烘干機(jī)的基本設(shè)計(jì)要求所設(shè)計(jì)的谷物烘干機(jī)主要用于農(nóng)用谷物的烘干，以滿足谷物所需的存儲(chǔ)條件，主要針對(duì)于水稻、小麥、油菜籽等常見經(jīng)濟(jì)作物。要求谷物在干燥過程中進(jìn)出料要方便，一次性最大的谷物容量為 1 噸，谷物的降水幅度為每小時(shí) 1%-2%，且干燥后的谷物的水分不均勻度應(yīng)小于 2%。一般滾筒式谷物烘干機(jī)的干燥能力為 2—30 噸每小時(shí) [5]，收集數(shù)據(jù)后有谷物干燥前、后的含水率分別為 ， ；谷%281??5.13物干燥后的溫度 ；夏天天氣較差時(shí)，外界空氣溫度 ，相對(duì)濕度為℃402?? ℃0t；進(jìn)入烘干機(jī)的干燥介質(zhì)平均溫度 ，廢氣溫度 。谷物平%90?? ℃601t ℃2均容重 γ=700Kg/ 。滾筒烘干機(jī)的工作能力為 G=2 噸每小時(shí)。3m2.2 滾筒烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及結(jié)構(gòu)示意圖工作原理：工作時(shí)，滾筒逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)料端與卸料端不動(dòng)，已達(dá)到連續(xù)進(jìn)料和卸料的作用，滾筒外側(cè)正中安裝有圓環(huán)形齒圈，用螺栓固定在滾筒上，它被小齒輪驅(qū)動(dòng)用于帶動(dòng)滾筒回轉(zhuǎn) [6]。在滾筒外側(cè)的兩端安裝有滾圈，用作滾筒回轉(zhuǎn)的軌道。待烘干的谷物從進(jìn)料口輸送進(jìn)入干燥滾筒，滾筒內(nèi)焊接有縱向抄板，當(dāng)滾筒回轉(zhuǎn)時(shí)，滾筒底部的種子被抄板炒起，隨著滾筒的回轉(zhuǎn)，抄板中的種子漸漸均勻撒落。處于均勻撒落狀態(tài)的種子受到熱風(fēng)的吹拂，使種子中的水分蒸發(fā)出來。且滾筒在安裝中有 2 度的軸向傾角 [7]，被干燥后的谷物在自身重力和滾筒的回轉(zhuǎn)作用下從卸料口出料，完成一次干燥。滾筒由不銹鋼板加工而成，如圖所示。滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)14滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)153 傳動(dòng)裝置3.1 傳動(dòng)功率的選擇根據(jù)干燥設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算干燥器電動(dòng)機(jī)功率的經(jīng)驗(yàn)公式 [7]：，KwngDKNsz3??式中： K—系數(shù)，隨干燥器的結(jié)構(gòu)型式和填充率而異，見下表；—被處理物料密度，s?3mtz—筒體長(zhǎng)度，m；D—筒體直徑，m；n—回轉(zhuǎn)圓筒轉(zhuǎn)速， inr表 4 系數(shù) K 值Table 3 coefficient K value結(jié)構(gòu)型式 填充系數(shù)0.10 0.15 0.20 0.25 升舉式 0.034—0.049 0.048—0.069 0.057—0.082 0.066—0.092 扇形式 0.016—0.019 0.019—0.023 0.021—0.026 0.023—0.029 蜂巢式 0.007—0.008 0.009—0.010 0.011—0.013 0.012—0.014取 K=0.057—0.082，最后取 K=0.0695，代入數(shù)據(jù)后得：ngDKNsz3??24.198.70695. 3??=15.385kW電動(dòng)機(jī)輸出功率Pd = 總η wp由表 1-7 查取滾動(dòng)軸承，齒輪傳動(dòng)，聯(lián)軸器的效率分別是： 軸承 = 0.99, 齒輪 = ??滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)160.97, 聯(lián)軸器 = 0.98，則傳動(dòng)裝置總效率為：?= 減速器× 齒輪× 聯(lián)軸器 = 0.99×0.97×0.98 = 0.9412?則 Pd= = = 16.35kW總η w9412.0385按表 12-1 確定電動(dòng)機(jī)額定功率為 Ped = 18.5kW。按推薦的合力傳動(dòng)比范圍，單級(jí)齒輪傳動(dòng)比 i2’=3～4，滾圈齒輪副的傳動(dòng)比=11，滾筒的工作轉(zhuǎn)速 ，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為Gi min/24?Gmin/768~i/58)~3(2 rrind ???故只有同步轉(zhuǎn)速 n=750r/min，滿載轉(zhuǎn)速 的滿足條件。選用型號(hào)為30?Y225S—8 的電動(dòng)機(jī)。3.2 傳動(dòng)參數(shù)選擇與減速器滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過減速器、小齒輪和裝在滾筒上的大齒輪的嚙合實(shí)現(xiàn)的。大齒輪一般裝在滾筒進(jìn)口端靠近托輪處的筒體上。以減小齒輪嚙合過程對(duì)滾筒的彎矩，避免滾筒彎曲變形。3.2.1 齒輪、齒圈主要參數(shù) 齒輪齒圈速比為 ，齒輪齒圈模數(shù)為 ，小齒輪分度圓直徑為 ，大齒圈分Gi Gm小d度圓直徑為 ；小齒輪齒數(shù)為 ，大齒圈齒數(shù)為 。小齒輪齒數(shù) =17—25，優(yōu)d小zz小z先采，用奇數(shù)值：17、19、21、23、25。由于運(yùn)輸和安裝的要求，齒圈均為兩半剖分的，其齒輪 必須是偶數(shù)。Gz取小齒輪齒數(shù)為 25，減速比 i=11,大齒輪的齒數(shù)為 Z=11X25=2752751???小zi取模數(shù)為 4,mm04小小 zmdG滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)17mm102754???Gzmd材料齒輪的損壞形式主要是磨損嚴(yán)重后不能保證正常嚙合而更換。即使齒頂磨尖，一般也不發(fā)生斷齒現(xiàn)象。為減輕磨損，可在維修中對(duì)轉(zhuǎn)筒齒圈作火焰表面淬火，HRC42—50，淬后不回火，經(jīng)多年使用磨損很輕微。齒輪與齒圈硬度差 HB30—40 較為適宜，其加工精度按 GB 10095—88 的規(guī)定選取。滾圈內(nèi)力及彎矩圖見下圖所示。由下圖可見最大彎矩為 eRQM???5max106.8圖 9 受力分析Fig9 Stress analysis圖 10 彎矩圖Fig10 Bending moment diagram彎曲應(yīng)力計(jì)算及校核：矩形截面：??wM??????6rmax10W式中： 滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)18—截面系數(shù)， ,rW92106???HBr 3mH—為滾圈截面高度，mm；—按表選取。??w?3.2.2 滾圈的截面設(shè)計(jì)截面高度對(duì)于矩形（如下圖）、箱形滾圈均為 。與 相mSDH802r????rD對(duì)應(yīng)的 H 值見下表。圖 11 矩形滾圈Fig11 tyre-roller rectangular，mmCS??'式中： '—墊板的實(shí)際厚度，10mm；—筒體壁厚，10mm；?C—常溫時(shí)滾圈與墊板的半徑間隙，mm。確定 C 時(shí)應(yīng)綜合考慮受熱膨脹量、滾圈對(duì)筒體的加強(qiáng)作用及機(jī)械加工偏差等因素為保證受熱后不產(chǎn)生過盈熱應(yīng)力，直徑間隙，mm)(221ritD???式中： —滾圈內(nèi)徑， ,mmri 1402??HDri—滾圈處筒體平均溫度，℃；1t—滾圈平均溫度， ℃；2滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)19α—熱膨脹系數(shù)，鋼材 （ ）012.??℃?m/表 3 滾圈Table 2 The tyre-roller直徑 D，mm drHd212drBLr2d?D＜3 1.28-1.25 0.11-0.9 0.286-0.333 0.55 0.77 1.3 0.8 0.45- - - - -D＜3 1.25-1.2 0.10-0.07 0.25-0.333 0.7 0.82 1.5 1.1 0.55矩形滾圈截面參數(shù)計(jì)算：截面面積： 2rmHBF，??形心圓直徑： Dr，?0截面慣性矩： 43r12I，?截面系數(shù)： 36mHBWr，3.2.3 減速器的選擇高速軸的功率、轉(zhuǎn)速、扭矩：kpa 13.89.0511 ???聯(lián)?min/73rnmNmNT ????511 10378.2.270.9低速軸的功率、轉(zhuǎn)速、扭矩：in/1928.3758612rinkWp???減 減?mNpT ?????522 107.82.87456.05滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)20設(shè)計(jì)后選減速器的基本參數(shù)：中心距 a=240mm,齒輪模數(shù) m=2.5,速比 ，8.3?減i型號(hào)為 ZDY450滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)214 干燥系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 從前面設(shè)計(jì)已知，烘干機(jī)的干燥速度 ；谷物干燥前、后的含水率分別為%2?u， ；谷物干燥后的溫度 ；夏天天氣較差時(shí)，外界空氣%281??5.132 ℃40?溫度 ，相對(duì)濕度為 ；進(jìn)入烘干機(jī)的干燥介質(zhì)平均溫度 ，℃0t 90? ℃601?t廢氣溫度 。谷物平均容重 γ=700Kg/ 。滾筒烘干機(jī)的工作能力為 G=2 噸℃2 3m每小時(shí)。采用農(nóng)村常見的稻草作為燃料，加上適當(dāng)?shù)乃蔂t氣進(jìn)行干燥。4.1 谷物干燥時(shí)間純干燥時(shí)間 ：ah?jah??'21??7148?4.2 谷物失水量及谷物干燥、冷卻后重量稻谷由 干燥 ，失水量為 為：%281?14'2?'sWkgGWs 8.60'0'2???稻谷由 14'?緩速至 ，失水量為 ：5.132?'skgs 9.410285.30'0' 212 ???????????????稻谷由 經(jīng)干燥及緩速冷卻至 ，失水量為 ：%81??%2??'sWkgWss 7.19.46''' ??稻谷干燥至 :'' 22G時(shí) 的 重 量 為 kGs .83.10''2??稻谷由 %4'?緩速至 時(shí)的重量為 ：5.12?'2kgW7''2滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)224.3 熱量衡算求外界空氣的含量 及含焓量 ，據(jù)外界空氣溫度 ，相對(duì)濕度為0d0I ℃30?t可在 I-d 圖上找到表示外界空氣狀態(tài)的點(diǎn) A，查得：%90??干 空 氣kgd/24公 斤 干 空 氣千 卡8.10I計(jì)算燃料的高發(fā)熱量 ：ygwQ這里為結(jié)合實(shí)際，采用農(nóng)村常見的稻草等作為燃料，其燃料成分見表 6)(263081yyyygwSHCQ???)4.0612.9.54.9??公 斤千 卡 /67式中： —燃料各成分的百分比。yySOHC、、、計(jì)算空氣理論空氣量)(043.36.15.0yyyL???4.02916549?公 斤 燃 料公 斤 干 空 氣 /.7計(jì)算 ?)()(1srqwba????式中： 從谷物中蒸發(fā) 1 公斤水的濕熱，由于水的比熱為 1，故此濕熱在—1數(shù)值上等于水的溫度，亦谷物的溫度 ，即?301?干燥室中蒸發(fā) 1 公斤水所增加的補(bǔ)充熱，因?yàn)榇颂帥]有補(bǔ)充熱，baq故，此項(xiàng)為 0滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)23蒸發(fā) 1 公斤水的過程中使谷物溫度由 提高到 所引起的谷物升—gwq 1?2溫?fù)p失。)(10'')( 122212 ?????????????gssgw cWGc34)7.048.637??52蒸發(fā) 1 公斤水的過程中，干燥室表面散熱損失，此處約等于零。—srq故：公 斤 水千 卡 /4.6)05.23()0(?????干燥能否進(jìn)行問題與 對(duì)應(yīng)的谷物干基平衡含水率%8022?℃ ，t gp.?409.5409.25. )16.38(10.).ln)16.(0198.ln ???????????????????? ??tgp?=16.45%相應(yīng)的濕基平衡含水率 為：p?%13.45.610. ???gpp?表 6 生物質(zhì)秸稈燃料熱值分析表與對(duì)比Table 5 Biomass fuel calorific value analysis form the straw and contrast燃料種類 工業(yè)分析成分% 元素組成% 低位熱值 Kj/Kg水分 灰分 揮發(fā)酚 固體碳 H C S N P Ko2 玉米桿 6.10 4.70 76.00 13.20 6.00 49.30 0.11 0.70 2.60 13.80 17746玉米芯 4.87 5.93 71.95 17.25 6.00 47.20 0.01 0.48 —— —— 17730麥稈 4.39 8.90 67.36 19.32 6.20 49.60 0.07 0.61 0.33 20.40 18532稻草 3.61 12.20 67.80 16.39 5.30 48.30 0.09 0.81 0.15 9.33 17636稻殼 5.62 17.82 62.61 13.95 6.20 49.40 0.40 0.30 —— 0.6-1.6 16017滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)24燃料種類 工業(yè)分析成分% 元素組成% 低位熱值 Kj/Kg雜草 5.43 9.4 68.72 16.40 5.24 41.00 0.22 1.59 1.68 13.60 16204 豆桿 5.10 3.13 74.56 17.12 5.81 44.79 0.11 5.85 2.86 16.33 16157花生殼 7.88 1.60 68.10 22.42 6.70 54.90 0.10 1.37 —— —— 21417高粱桿 4.71 8.91 68.90 17.48 6.09 48.63 0.01 0.36 1.12 13.60 15066麥桿 6.78 3.97 68.54 20.71 5.70 49.80 0.22 0.69 -2.10 24.70 18089由此可見，谷物干燥后的含水率與相應(yīng)的濕基平衡含水率接近，而在干燥過程中均大于平衡含水率，只是在干燥終了才為 14%，故可以干燥。 滾筒式烘干機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)255 設(shè)計(jì)總結(jié)從去年年底的選題開始到現(xiàn)在，經(jīng)過這幾個(gè)月的努力我的畢業(yè)設(shè)計(jì)總算是接近完結(jié)，從一開始的開題答辯之前的各種收集整理資料，到答辯后的落實(shí)設(shè)計(jì)，其中的日子可是一波三折。一開始之所以選擇這個(gè)題目是因?yàn)檫@與我們所學(xué)的一門課程有點(diǎn)相關(guān)，但是隨著后期的設(shè)計(jì)這不是我們所學(xué)課程能解決的，頓時(shí)我對(duì)的這設(shè)計(jì)是無從下手，都快有一種放棄的感覺。但在接下來老師的提點(diǎn)，同學(xué)的幫助下又有了一點(diǎn)眉目。為了完成這次設(shè)計(jì)，在這期間又重新復(fù)習(xí)起以前的功課。在完成這次設(shè)計(jì)的過程中，特別是后期的繪圖設(shè)計(jì)很是繁瑣，前前后后不知道修改了多少次，由于自己經(jīng)驗(yàn)有限，有一些實(shí)際問題考慮不到，例如所設(shè)計(jì)的零件怎么加工出來，加工出來后又怎么裝配，還有材料的選型。各種現(xiàn)實(shí)中設(shè)計(jì)所面對(duì)的問題。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我從老師和同學(xué)那里又學(xué)到了許多實(shí)際有用的知識(shí)，為以后自己畢業(yè)后走向工作崗位時(shí)，做了點(diǎn)準(zhǔn)備。