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江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 論文（設(shè)計）課題名稱 多功能磨粉機(jī)設(shè)計 學(xué)生姓名 鄭曉春 院（系） 工學(xué) 專業(yè)班級 機(jī)制 學(xué)生聯(lián)系方式 Email 電話 指導(dǎo)教師 張廬陵 職稱 教授 學(xué)歷 博士 畢業(yè)論文（設(shè)計）要求： 1、好學(xué)上進(jìn)，能吃苦耐勞，刻苦鉆研，有相應(yīng)專業(yè)知識具備獨(dú)立工作能力； 2、能敏感及時地查閱到國內(nèi)外與本課題相關(guān)的資料和文件； 3、會計算機(jī)繪圖，能通過計算機(jī)繪圖繪制相應(yīng)的零件、部件和組件，繪制出總裝配圖； 4、總圖紙量不少于1.5張零號圖； 5、工作量要符合我院畢業(yè)設(shè)計的要求； 6、根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成畢業(yè)答辯所需要的全部工作。 畢業(yè)論文（設(shè)計）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)： 1、在現(xiàn)場了解磨粉機(jī)械的類型與它們的優(yōu)缺點(diǎn)情況； 2、查閱國內(nèi)外有關(guān)資料和文件分析各種磨粉機(jī)機(jī)械及其原理； 3、研究多功能磨粉機(jī)的原理給出多功能磨粉機(jī)系統(tǒng)及主要部件的設(shè)計思想，畫出多功能磨粉機(jī)主要部件工作草圖； 4、通過計算機(jī)繪圖繪制相應(yīng)的零件和部件，繪制出總裝配圖； 5、撰寫出10000字左右的設(shè)計說明書； 6、根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成畢業(yè)答辯所需要的所有工作。 畢業(yè)論文（設(shè)計）工作計劃： 第一階段：現(xiàn)場了解情況；查閱國內(nèi)外有關(guān)資料和文件分析磨粉機(jī)方法，定性找到相關(guān)裝置； 第二階段：研究多功能磨粉機(jī)機(jī)構(gòu)的原理，給出多功能磨粉機(jī)動力與傳動系統(tǒng)及其零部件的設(shè)計思想； 第三階段：給出總體方案，畫出工作草圖，通過計算機(jī)繪圖繪制相應(yīng)的零件和部件，繪制出總裝配圖； 第四階段：撰寫出設(shè)計說明書；根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求在規(guī)定時間內(nèi)完成畢業(yè)答辯所需要的所有工作。 接受任務(wù)日期： 2008 年 12 月 25 日 要求完成日期： 2009 年 5月 12 日 學(xué) 生 簽 名： 鄭曉春 指導(dǎo)教師簽名： 院長（主任）簽名： 備注：本表格一式二份，其中一份交學(xué)院存檔，一份發(fā)給所要指導(dǎo)的學(xué)生。 2 學(xué)校代碼： 序 號： 本 科 畢 業(yè) 論 文 題目： 多功能干濕磨粉機(jī) 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 指導(dǎo)教師： 年 五 月 22 摘 要 隨著食品工業(yè)的發(fā)展，以及市場需求的變化，近年來我國的磨粉機(jī)層出不窮。專用的食品加工用的磨粉機(jī)從無到有、從少到多有了長足的發(fā)展?，F(xiàn)今市場上有專用加工一種農(nóng)作物的磨粉機(jī)，也有可加工干澡作物的磨粉機(jī)，也有加工濕潤以后的磨粉機(jī)，也有干濕兩用的磨粉機(jī)。從大型到小型，名目繁多。磨粉機(jī)的工作原理也不一樣，有的是用刀片切削的方式進(jìn)行粉碎，也有的用磨盤進(jìn)行磨碎，也有的先用一機(jī)構(gòu)進(jìn)行“切碎”，再進(jìn)行磨粉。 經(jīng)過我的現(xiàn)場的了解和對市場上各種磨粉機(jī)的探究，市場上的磨粉機(jī)主要是大型商用磨粉機(jī)和超小型磨粉機(jī)，沒有一種是中型磨粉機(jī)。這對需要中小型磨粉機(jī)的用戶來說，沒有合適的產(chǎn)品供其選擇。在這里我針對這種情況，設(shè)計了一款中型磨粉機(jī)，非常適合小型加工廠的使用?？赡ザ喾N農(nóng)作物，如大米、麥子等，也可磨植物的根、徑、葉等。 我所設(shè)計的小型多功能干濕磨粉機(jī)主要是改變物料的物理尺寸，利用機(jī)械的方法克服固體物料內(nèi)部的凝聚力而將大尺寸的固體變?yōu)樾〕叽绲墓腆w的一種加工。加工的刀具形狀是圓盤狀的磨盤，利用兩個磨盤的轉(zhuǎn)動將物料研磨用剪切粉。 關(guān)鍵詞：磨粉機(jī)、盤式、多功能、干濕、農(nóng)作物 Abstract With 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 目 錄 1前言 4 2粉碎原理 5 2.1錘式粉碎原理 5 2.2輥式粉碎原理 5 2.3氣流粉碎原理 6 2.4盤式磨粉原理 7 3磨粉機(jī)總體設(shè)計 7 4主要部件的設(shè)計與計算 8 4.1磨片直徑的確定 8 4.2磨片的強(qiáng)度 8 4.3動盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生不平衡力的計算 9 4.4螺旋推進(jìn)桿器的設(shè)計計算 9 4.5螺旋面型的選擇 10 4.6螺旋推進(jìn)桿的設(shè)計 10 4.7螺旋角的設(shè)計 10 4.8螺旋推進(jìn)器輸送能力的核算 11 4.9螺旋直徑與轉(zhuǎn)速的核算 12 4.10電動機(jī)功率的確定 12 5磨粉系統(tǒng) 12 5.1磨片的設(shè)計 12 5.2螺旋推進(jìn)器的設(shè)計 13 6傳動系統(tǒng) 14 6.1軸的設(shè)計 14 6.2鍵的選擇與強(qiáng)度計算 15 6.3V帶傳動設(shè)計 15 7粉粒大小的控制 17 8零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 9多功能干濕磨粉機(jī)使用說明書 18 9.1用途及適用范圍 18 9.2主要技術(shù)參數(shù) 18 9.3注意事項(xiàng) 18 9.4構(gòu)造及工作原理 18 9.5安裝及操作方法 18 9.6保養(yǎng) 19 9.7常見故障及排除方法 19 10總結(jié) 20 11參考文獻(xiàn) 20 1前言 食品工業(yè)是人類的生命工業(yè)，也是永恒不衰的工業(yè)。目前的食品加工動手術(shù)分類方法很多，有根據(jù)所加工廠的原料分，有根據(jù)加工單元操作分，有根據(jù)包裝特點(diǎn)分，還有根據(jù)加工技術(shù)的特點(diǎn)分。從原料特點(diǎn)出發(fā)，食品加工動手術(shù)可以分為糧食加工工藝，乳品加工工藝、油脂加工工藝、發(fā)酵工藝、軟飲料加工工藝等。每一類都是一個系統(tǒng)加工技術(shù)，是針對原料的特點(diǎn)而設(shè)定的。從加工單元操作分類的方法，不考慮所處理的原料而是根據(jù)加工方式的特點(diǎn)進(jìn)行分類，這類分法主要將食品加工技術(shù)分為研磨/粉碎技術(shù)、加熱技術(shù)、低溫技術(shù)、分散技術(shù)、成型技術(shù)、生物技術(shù)，材料工藝以及特殊工藝技術(shù)等。 磨/粉碎技術(shù)主要是指利用各種物理、化學(xué)手段減小原料物理尺寸的技術(shù)，它可以進(jìn)一步分為干法技術(shù)和濕法技術(shù)兩小類?，F(xiàn)在，人們往往根據(jù)粉碎的尺寸將其分為常規(guī)粉碎、微粉碎、超微粉碎及納米技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)往往帶與分級技術(shù)相連。 人們對食品粉碎技術(shù)并不陌生，如將大米粉碎成米粉等。在一定的粒度范圍內(nèi)，粉碎僅僅是改變物料的尺寸及其它物料的混合性能，對食品物料的物理性質(zhì)的影響不是很大。但是當(dāng)粒度尺寸減小到一定值之下時，物料的性質(zhì)會發(fā)生顯著的影響，如碳酸鈣。一般性粉碎對其在人體內(nèi)的利用沒有多少影響。但當(dāng)將其粒度減小至400目以上時，其在人體的吸收利用率會大大提高。因此現(xiàn)代食品粉碎技術(shù)的研究包括兩個方向。一是改變物料尺寸以改變其加工性能，如形態(tài)變化、物料重組等。二是通過改變物料尺寸來改變物料的生物特性。 在這次設(shè)計中我所設(shè)計的小型多功能干濕磨粉機(jī)主要是改變物料的物理尺寸，利用機(jī)械的方法克服固體物料內(nèi)部的凝聚力而將大尺寸的固體變?yōu)樾〕叽绲墓腆w的一種加工。加工的刀具形狀是圓盤狀的磨盤，利用兩個磨盤的轉(zhuǎn)動將物料研磨用剪切粉。采用單相高速電機(jī)作為動力，能連續(xù)性快速將各種糧食、中藥材等物料研磨成60~300目（視物料性質(zhì)而不同）的均勻粉末。該磨粉機(jī)系列靠兩塊布滿齒槽的鋼磨對磨運(yùn)轉(zhuǎn)的原理快速均勻地粉碎各種干性物料。也能進(jìn)行濕磨，如磨豆?jié){，為漿等。該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、功效高、操作簡便、省電安全、無粉塵、噪音低。非常適合小型加工店的使用。 2粉碎原理 2.1錘式粉碎原理 錘式破碎機(jī)是利用高速回轉(zhuǎn)的錘子對物料進(jìn)行沖擊破碎。其過程如下：物料進(jìn)入機(jī)內(nèi)，立即受到高速回轉(zhuǎn)的錘子的沖擊而粉碎。粉碎了的物料，從錘頭處獲得動能，以高速向機(jī)殼內(nèi)壁的襯板和蓖條上沖擊而受到二次粉碎。此后，小于蓖條縫隙的物料，便從縫隙中排出，而塊度較大的物料，彈回錘頭回轉(zhuǎn)的軌道內(nèi)，又將受到錘頭的繼續(xù)沖擊而粉碎。另外，落到襯板和蓖條上的粒狀物料，再一次受到錘頭的銑削和研磨，而且物料在粉碎過程中，也有物料之間的沖擊粉碎。 錘式破碎機(jī)的最大特點(diǎn)是粉碎比高10—50，并且構(gòu)造簡單，尺寸緊湊，功率消耗較少，維護(hù)方便，修理和更換易損零件容易，產(chǎn)品粒度均勻，過粉碎少。但是，錘頭、蓖條、襯板、轉(zhuǎn)子圓盤磨損較快，特別是破碎較硬的物料時磨損更快；當(dāng)被碎料的含水量超過?!"#或含粘土?xí)r，蓖條縫隙易堵塞，從而降低生產(chǎn)能力，并且增加能量消耗和錘頭等零件的磨損[1]。 圖1錘式粉碎原理結(jié)構(gòu)圖 2.2輥式粉碎原理 輥壓機(jī)構(gòu)造和工作原理：輥壓機(jī)的結(jié)構(gòu)同常用的雙輥破碎機(jī)很相似，它由兩個速度相同，彼此平行而相對向內(nèi)轉(zhuǎn)動的輥?zhàn)?，通過四個重型滾動軸承安裝在一個機(jī)架上，其中一個是固定輥，另一個是由油缸施加較大壓力的活動輥，活動輥的軸承在機(jī)架上可以前后移動，機(jī)架由縱梁和橫梁組成，它是由鑄鋼件通過螺栓連接而成的。液壓缸使活動輥以一定壓力向固定輥靠近，如壓力過大，則液壓油排至蓄能器，使活動輥后移，起到保護(hù)機(jī)器的作用。輥?zhàn)又g的作用力由機(jī)架上的剪切銷釘承受，使螺栓不受剪力。固定輥的軸承座與底架端部之間有橡皮墊起緩沖作用，活動輥的軸承座底部襯有聚四氟乙烯。為了保護(hù)輥?zhàn)?，在輥?zhàn)拥谋砻娑押敢粚幽湍ゲ牧?。輥壓機(jī)工作時，當(dāng)活動輥被電動機(jī)帶動轉(zhuǎn)動時，松散的物料由上方喂入兩輥的間隙中，并向下運(yùn)動，到下面受到破碎和擠壓，形成密實(shí)的料床，經(jīng)150-200Mpa的高壓處理后，物料顆粒內(nèi)部都產(chǎn)生強(qiáng)大的應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到顆粒的破碎應(yīng)力時，這些顆粒就相繼被粉碎，或粒徑變小，或成粉狀，或部分顆粒產(chǎn)生微小裂紋，增大了物料的易磨性，從輥壓機(jī)卸出的物料成片狀料餅，但強(qiáng)度很低，經(jīng)打散機(jī)打散后的顆粒物料中，有70-80%顆粒的直徑小于2mm，有20-30%顆粒的直徑小于0.05mm。兩輥之間的縫隙約為15-35mm。物料從被輥面咬住時開始，受到輥?zhàn)幼饔昧χ饾u增加，最大壓力可達(dá)200Mpa，物料在兩輥間是以一個料層或一個料床得到破碎壓實(shí)，料床在高壓下形成，壓力導(dǎo)致一部分顆粒擠壓其它鄰近的顆粒，直至其主要部分破碎、斷裂、產(chǎn)生裂縫或劈開。所在雙輥之間必須要有一層相適應(yīng)的物料，否則就成為一臺輥式破碎機(jī)了。粉碎作用主要決定于料粒間的壓力，而不是決定于間隙[1]。但是這種粉碎機(jī)由于結(jié)構(gòu)部件較多，對于小型磨粉機(jī)來說是不可行的。 圖2輥式粉碎原理結(jié)構(gòu)圖 2.3氣流粉碎原理 ?氣流粉碎技術(shù)氣片切割和高速氣流沖擊，碰撞雙重粉碎功能于一體，并能同時完成微粒分選加工工序。在刀片切割粉碎過程中，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生高速氣流隨刀片切割方向旋轉(zhuǎn)，物料在氣流中加速，并反復(fù)沖擊使物料同時受到雙重粉碎，加速物料的粉碎率。被粉碎的物料隨氣流進(jìn)入分級室，由于分級轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，粒子既受到分級轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力作用，又受到氣流粘性作用產(chǎn)生向心力作用，當(dāng)粒子受到的離心力大于向心力時，既分級徑上的粗粒子返回粉碎室繼續(xù)粉碎分級以下的細(xì)粒子隨氣流進(jìn)入集粉器收集，氣體由散風(fēng)除塵口自動排出，是一種新型組合設(shè)備，其性能優(yōu)于氣流粉碎機(jī)和機(jī)械式粉碎機(jī)，可替代進(jìn)口設(shè)備。具有能耗低，工藝流程短占地面積小，無粉塵污染，產(chǎn)生熱量小，成品粒度細(xì)，粉碎范圍廣，物料含水量不限，進(jìn)料粒度不限等特點(diǎn)[1]。 無法進(jìn)行濕磨，這對于中小型磨粉機(jī)來說是不可行的。 圖3氣流粉碎原理圖 2.4盤式磨粉原理 盤式磨片結(jié)構(gòu)使物料在動、靜磨片之間受到磨片的擠壓及由兩磨片間的速度差所形成的剪切和研磨,磨片表面的細(xì)齒又大大增加了這種研磨能力。工作時,物料由進(jìn)料斗流入機(jī)內(nèi),螺旋推進(jìn)器將物料送到兩磨片之間,物料經(jīng)擠壓、剪切和研磨后成為細(xì)粉,粉碎后的物料經(jīng)徑向出料口流出。粉的粒度可通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿調(diào)整,以滿足不同物料的粉碎要求[1]。 圖4盤式磨粉原理圖 3磨粉機(jī)總體設(shè)計 圖5磨粉機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 圖5是磨粉機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。我們可以從這個圖看出，磨粉機(jī)主要有三大系統(tǒng)組成。一是磨粉系統(tǒng)，二是傳動系統(tǒng)，三是機(jī)座系統(tǒng)。 需要加工的物料放在料斗6內(nèi)，在重力的作用下落入機(jī)座13中。在落的過程中，物料要經(jīng)過由調(diào)量扳7構(gòu)成的一個用來調(diào)節(jié)落料大小的落料口。這樣通過調(diào)節(jié)調(diào)量扳就可以控制加工量的大小。物料在落入機(jī)座中最先要與螺旋推進(jìn)器3中的螺旋推進(jìn)桿接觸。直徑小于或等于螺旋推進(jìn)桿與機(jī)座內(nèi)孔間隙的物料將在螺旋推進(jìn)桿的作用下進(jìn)入兩磨片之間，而直徑大于螺旋推進(jìn)桿與機(jī)座內(nèi)孔間隙的物料，將會被剪切一次，然后才能被推到兩磨片之間。磨片有動磨片4和靜磨片5。動磨片固定在螺旋推進(jìn)器3上，靜磨片固定在機(jī)座13上。動磨片與螺旋推進(jìn)器一起轉(zhuǎn)動，這樣就形成了動磨片和靜磨片之間的速度差，物料就在兩磨片之間被剪切、研磨成粉。粉將通過漏口流出磨粉機(jī)。兩磨片的間隙是通過調(diào)節(jié)螺桿2和彈簧12來調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)必須在動磨片靜止時進(jìn)行調(diào)節(jié)，以防安全事故。 傳動系統(tǒng)是磨粉機(jī)的重要組成部，它決定了磨粉機(jī)的多項(xiàng)性能指數(shù)。傳系統(tǒng)的傳動源是電動機(jī)，電動機(jī)經(jīng)用過V型帶把轉(zhuǎn)動傳遞給磨粉機(jī)的V帶輪8。在鍵的作用下V帶輪8帶動轉(zhuǎn)動軸9轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動軸9就帶動螺旋推進(jìn)器3轉(zhuǎn)動。軸動軸9與機(jī)座采用U型密封圈11進(jìn)行密封。 機(jī)座系統(tǒng)是磨粉機(jī)的基礎(chǔ)部份。機(jī)座13是這一部份的核心件，所有其它的零件都安裝在機(jī)座13上。 4主要部件的設(shè)計與計算 4.1磨片直徑的確定 經(jīng)過對生產(chǎn)加工現(xiàn)場的考察和查閱相關(guān)資料，確定磨片的線速度為9.46 m/s[9]。速度過高，磨出的粉溫度過高，粉的質(zhì)量不好。速度過低，磨粉的效率低。磨片直徑計算公式為 (1) 式中 D—磨片的直徑 v—磨片的線速度 n—磨片的軸轉(zhuǎn)速 初步取磨片的軸轉(zhuǎn)速為1200r/min。 所以選取磨片的外徑D=180mm，內(nèi)徑d=80mm。 4.2磨片的強(qiáng)度 磨片有一定的斜度，但是斜度非常的小，在這里我們可以忽略這個斜度。認(rèn)為是直的圓盤來計算其強(qiáng)度。材料為MTCuMo-175，HBS=195-260。并以鑄造的方式制造。應(yīng)力計算公式為 (2) (3) 式中 —徑向最大拉應(yīng)力 —圓周方向的最大拉應(yīng)力 []—最大許用應(yīng)力 —材料的密度 ——材料的泊松比 w—最大角速度 查閱相關(guān)資料可知 =2.5 =7.6g/cm3 []=175Mpa 且其中=1.725 rad/s 將上述數(shù)據(jù)代入上面兩個式子中得 =37.75Mpa =55.46Mpa 以上計算假設(shè)為直式圓盤磨片，而實(shí)際磨片為錐式，且表面有不同的長、短兩面種齒。所以再將計算應(yīng)乖以修正系數(shù)1.5。則 1.5×=56.63Mpa 1.5×=83.12Mpa 磨片的強(qiáng)度足夠。 4.3動盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生不平衡力的計算 根據(jù)轉(zhuǎn)動件尺寸b/D=0.05<0.2（b為動盤片的寬度）和轉(zhuǎn)速1200 r/min，查手冊得 轉(zhuǎn)動件的平衡精度等級取 G=6.3 校正平面許用偏心距 e=0.047 mm 平衡力計算公式 (4) 式中 M=1040g為動盤的重量，將數(shù)據(jù)代入上式中得 F=0.022N 4.4螺旋推進(jìn)桿器的設(shè)計計算 螺旋輸送機(jī)是一種不帶撓性的輸送裝置，主要輸用各種粉狀、粒狀、小塊狀物料；、例如煤粉、面粉、水泥、砂、谷物、小塊煤、卵石等。螺旋輸送機(jī)不宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的及大物料。螺旋輸送機(jī)中的主要工作部件是螺旋（攪龍），它在固定的輸送管內(nèi)或槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)。螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，橫截面面尺寸小，密封性能好，便于中間裝料和卸料，操作安全方便，制造成本低；但輸送過程中物料易破碎，零件磨損大[2]。螺旋輸送機(jī)有很多的優(yōu)點(diǎn)，其中的缺點(diǎn)之一也是我們磨粉機(jī)需要加工成粉的一個過程。所以很合適用來做磨粉機(jī)的送料機(jī)構(gòu)。 4.5螺旋面型的選擇 螺旋面型就根據(jù)輸送物料的不同，可選擇實(shí)體面型、帶式面型、葉片面型等型式。輸送干燥的、粘度小的小顆?；蚍蹱钗锪?，宜采用實(shí)體面型螺旋；帶式面型螺旋用于輸送大塊物料（如甜菜），同時也適合輸送散粒物料和作攪拌作用。輸送塊狀或粘度中等的物料宜采用葉片面型螺旋，采用葉片面型螺旋，物料在輸送過程中伴隨著混合、攪拌作用[2]。所以選擇帶式面型螺旋更合適，同時為能更好地適應(yīng)磨粉機(jī)物料的輸送，對螺旋面進(jìn)行一定的修改，結(jié)構(gòu)見圖6。 圖6螺旋面 4.6螺旋推進(jìn)桿的設(shè)計 根據(jù)電動機(jī)的軸轉(zhuǎn)速確定螺旋推進(jìn)桿的各參數(shù) 外徑D=65 內(nèi)徑d=45 螺距T=30 4.7螺旋角的設(shè)計 螺旋推進(jìn)桿工作時，葉片上任一點(diǎn)o作用于輸送物料上的力沿葉片的法線方向，當(dāng)不計摩擦力時，輸送物料沿葉片的法線方向運(yùn)動速度如下圖7所示。 圖7物料速度分解 （5） 式中 vn——輸送物料沿葉片法線方向運(yùn)動速度,mm/s vo——形成線沿螺旋軸線移動速度,mm/s α——葉片上o點(diǎn)處的螺旋角 T——螺距,mm n——螺旋推進(jìn)器轉(zhuǎn)速,r/min 實(shí)際上,谷物與葉片總是存在摩擦力,此時,輸送物料的速度 與葉片法線方向形成一摩擦角φ,如圖2所示。 （6） 式中 vf——輸送物料沿葉片運(yùn)動速度,mm/s φ——葉片與輸送物料的摩擦角 因此,螺旋推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)時輸送物沿軸線方向的速度為 (7) 式中 vz——輸送物料軸向移動速度,mm/s 從式(7)看出,當(dāng)1 －f·tanα>0時,才能保證物料沿螺旋推進(jìn)器軸線方向移動(vz>0), 所以選取的螺旋角應(yīng)滿足tanα<=,即α<90°－φ。因?yàn)槿~片上各點(diǎn)的螺旋角是不相等的,表達(dá)式為 (8) 式中 p——葉片上任意點(diǎn)o與軸線的距離,mm 從式(8)看出,螺旋面上任意半徑p越小,螺旋角越大。由于螺旋外徑R最大,內(nèi)徑r最小,所以當(dāng)p=r時,螺旋角αr最大,只要αr<90°－φ,則一定能保證物料沿螺旋推進(jìn)器軸向移動。 查手冊知[3],物料顆粒對鑄鐵的摩擦因數(shù)取0.41,即φ=arctan0.41=22.29°。將T=30 mm, p=r=45 mm代入式(8)得αr=5.46°。 因?yàn)棣羠<90°－22.29°=67.71°,所以螺旋角設(shè)計合理。 4.8螺旋推進(jìn)器輸送能力的核算 螺旋推進(jìn)器輸送能力為 (9) 式中 kd—充滿系數(shù) γ—被輸送物料的單位容積的質(zhì)量(密度),kg/cm3 λ—螺旋外徑與輸送管內(nèi)表面間隙,mm Q—螺旋器輸送能力,kg/h 初步確定λ=3.5mm 查手冊得：kd=0.35、γ=0.5—0.8kg/cm3 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式(9)得Q=22.3~23.5 kg/h。 所以,螺旋推進(jìn)器的輸送能力滿足生產(chǎn)要求 4.9螺旋直徑與轉(zhuǎn)速的核算 螺旋直徑 （10） 式中Kz——物料綜合特性系數(shù) ——傾斜輸送系數(shù) 查手冊得：Kz=0.049 =1 將數(shù)據(jù)代入式（10）得D=65≥0.2 螺旋轉(zhuǎn)速 (11) Kl——物料特性系數(shù) 查手冊得：Kl=55 將數(shù)據(jù)代入式（11）得n=1.725≤1.88rad/s 所以以上二項(xiàng)符合要求。 4.10電動機(jī)功率的確定 物料粉碎所消耗的功率受原糧品種、水分、喂入量、磨碎程度等諸多因素的影響,且關(guān)系變化比較復(fù)雜,加之磨片旋轉(zhuǎn)時各點(diǎn)的速度不同,難以定出一個合理的計算公式,所以,本設(shè)計采用試驗(yàn)方法確定電機(jī)功率。試驗(yàn)測定計算公式如下 (12) 查手冊得可知在水平輸送過程中：Kf==1.0。 所以N=Q。電動機(jī)的輸出功率就可認(rèn)為是螺旋推器需要的功率。 查相關(guān)手冊可選JY7124單相電動機(jī)(額定功率為1.4 kW),當(dāng)喂料量在8~12 kg/h時,磨粉機(jī)消耗的功率與電機(jī)功率相匹配,負(fù)載程度為93%~97%。由于進(jìn)料量可通過插板控制。 5磨粉系統(tǒng) 5.1磨片的設(shè)計 磨片一共有兩個。一個是動磨片，一個是定磨片。現(xiàn)初步設(shè)定定磨片放在左邊，與機(jī)座固定在一起。動磨片放在右邊，與送料推進(jìn)桿“連接”。根據(jù)磨片的外徑尺寸D=180、內(nèi)徑尺寸d=100、厚度t=10。設(shè)計其傾斜角度為5度。設(shè)計其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖8所示。 圖8磨片 5.2螺旋推進(jìn)器的設(shè)計 螺旋推進(jìn)器的另一個組成部分一個固定圓盤。其作用就是固定動磨片，并帶動磨片高速轉(zhuǎn)動。如下圖9所示為螺旋推器的結(jié)構(gòu)。 圖9螺旋推進(jìn)器 螺旋推進(jìn)器與磨片的聯(lián)接方式為螺紋聯(lián)接。磨片不但要能轉(zhuǎn)動，而且也要能軸向移動，用來調(diào)整動、靜盤的間隙。所以送料推進(jìn)器不但要帶動盤片高速轉(zhuǎn)動，而且要有能輕松的軸向移動。這樣就要求送料推進(jìn)器與轉(zhuǎn)動軸要采用活動連接?；顒勇?lián)接可以用鍵聯(lián)接，但是鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在這里為了簡化結(jié)構(gòu)，把送料推進(jìn)器的螺旋送料軸內(nèi)做一個方形槽，轉(zhuǎn)動軸的一端也做成相應(yīng)的形狀。如下圖10所示。 圖10轉(zhuǎn)動軸與螺旋推進(jìn)器的連接 6傳動系統(tǒng) 6.1軸的設(shè)計 磨粉機(jī)在工作時的力主要來自于螺旋推進(jìn)器。而這一部分力又會加載在轉(zhuǎn)動軸上，同時轉(zhuǎn)動軸又有來自V帶輪的扭轉(zhuǎn)力。如下圖11所示。 圖11受力分析圖 F1=彈簧推力+螺旋軸向推力+磨片磨切軸向分力 F2=螺桿頂力 磨粉機(jī)在工作時螺旋推進(jìn)器處于平衡狀態(tài)，所以加載在轉(zhuǎn)動軸的軸向力為0。即 F1+F2=0 螺旋推進(jìn)器加載在轉(zhuǎn)動軸上的力有螺旋推器本身的重力G、磨片磨切圓周分力F3，對轉(zhuǎn)動軸產(chǎn)生一個彎矩M1和一個扭矩M2。 初步選擇35號剛為軸的材料。根據(jù)公式軸的直徑 (14) 根據(jù)其它零件結(jié)構(gòu)初步確定軸的各結(jié)構(gòu)尺寸，如下圖12所示。 圖12軸動軸 軸所受的扭矩：M2=9.55×106×=9.55×106×=1146N·mm (15) 對于磨粉機(jī)工作時產(chǎn)生的軸的扭矩來說，軸的彎矩幾乎可以忽略不計，所以只要計算校核軸的扭矩，不計算軸的彎矩。根據(jù)公式 (16) 式中 []——許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 MT——工作轉(zhuǎn)扭 Wp——軸的抗扭截面模量，Wp= 轉(zhuǎn)軸中有一個鍵槽，所以取d=21mm Mpa (16) 查手冊得：[]=30 Mpa ≤[] 軸的結(jié)構(gòu)尺寸符合強(qiáng)度要求。 6.2鍵的選擇與強(qiáng)度計算 該聯(lián)接屬于靜聯(lián)接，選擇普通圓頭平鍵，只需驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度。 根據(jù)手冊中普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)，由軸徑d=24，查得鍵的截面尺寸b×h=8×7 根據(jù)手冊中鍵的長度系列，由帶輪的輪轂寬度B=30，選擇鍵的長度L=26 鍵的工作長度l=L-b=18 擠壓強(qiáng)度條件 (17) T——為轉(zhuǎn)矩 d——軸徑 h——鍵的高度 l——鍵的工作長度 []——許用擠壓應(yīng)力 查表得[]=110 Mpa，將上述數(shù)值代入式 1.5≤[] 故滿足擠壓強(qiáng)度條件。 6.3V帶傳動設(shè)計 (1) 計算功率Pc 查表得工作情況系數(shù)Ka=1.2，所以 Pc=Ka×P=1.2×1.2=1.44 kw (17) (2)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1和D2 查V帶設(shè)計手冊取D1=125,ε=1%,根據(jù)公式 (18) 式中n1=1400r/min,n2=1200r/min, mm 根據(jù)基準(zhǔn)直徑系列取D2=140。 (3)大帶輪轉(zhuǎn)速 (19) 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（19）r/min 其誤差小于5%，故允許。 (4)根據(jù)Pc=1.44kw，n1=1400r/min。查V帶設(shè)計手冊可選擇A型V帶。 (5)驗(yàn)算帶速v m/s (20) 在5～25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。 (6)確定帶長和中心距a 初步選取中心距a=650mm，所以帶長 (21) 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（21） L=1716.14mm 根據(jù)V帶的基準(zhǔn)長度系列取Ld=1800mm。 帶的實(shí)際中心距 (22) =691.9mm (7)驗(yàn)算小帶輪包角α (23) 最大包角大于120°，合適。 (8)確定V帶的根數(shù) 傳動比 查V帶設(shè)計手冊得Po=1.66kw，△Po=0.11kw，Ka=1，Kl=1.01。 (24) 取Z=1 (9)V帶輪的結(jié)構(gòu) 如圖13所示。 圖13V帶輪 7粉粒大小的控制 兩個磨片為了達(dá)到剪切和研磨的目的，就必須要有一定的間隙。而為了能夠加工不同直徑的粉粒，就必須要有不同的磨片間隙來適應(yīng)加工要求。根據(jù)使用要求設(shè)計兩個磨片的最小間隙為0.1mm，最大間隙不限定。 圖14間隙調(diào)節(jié)系統(tǒng) 間隙由手動控制?？刂莆恢脼闄C(jī)殼的外面，手動調(diào)整間隙時必須在停機(jī)時進(jìn)行。由上圖14可以看到。螺旋推桿帶動磨片一起轉(zhuǎn)動，螺旋推進(jìn)器3依靠彈簧4和調(diào)節(jié)螺桿1調(diào)間隙。調(diào)好間隙后由旋鈕2旋緊。 8零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 零件的結(jié)構(gòu)見零件圖。 9多功能干濕磨粉機(jī)使用說明書 9.1用途及適用范圍 本機(jī)以主要以磨農(nóng)作物為主，如大小麥、大米、大豆、高梁等。也可以磨植物的根、莖、葉等?？蛇M(jìn)行干磨，也可進(jìn)行濕磨。使用時，配上1.4—1.5KW的單相電動機(jī)便可使用，這里建意用JY7124電動機(jī)。對缺乏動力電源的地區(qū)，只需配上與電動機(jī)功率相對不的小型內(nèi)燃機(jī)即可。 9.2主要技術(shù)參數(shù) 多功能干濕磨粉機(jī)技術(shù)參數(shù) 磨片直徑 主軸轉(zhuǎn)速 生產(chǎn)能力 配用動力 外形尺寸 長×寬×高 外徑 內(nèi)徑 1200r/min 磨漿 磨粉 1.4—1.5kw 180mm 120mm 23kg/h 23kg/h 426×286×400 9.3注意事項(xiàng) （1） 用戶配用的電動機(jī)應(yīng)符合本機(jī)要求。電動機(jī)主軸與磨粉機(jī)轉(zhuǎn)動軸的距離為691mm。電動機(jī)應(yīng)有可靠接地，電動機(jī)外殼、電纜線應(yīng)有防水措施。但電動機(jī)必須與磨粉機(jī)方向要求一樣。 （2） 若用戶用柴油機(jī)為動力，則用戶必須安裝配套的皮帶罩，罩住轉(zhuǎn)動部件，以免傷人。并應(yīng)有防燃、防食品污染的措施。 （3） 請不要將磨粉機(jī)置于淋雨或漏水的地方工作。 9.4構(gòu)造及工作原理 本機(jī)分為進(jìn)料、傳動、工作、調(diào)節(jié)四個部分。各部分作用如下： （1） 進(jìn)料部分：物料從進(jìn)料斗進(jìn)入機(jī)體，進(jìn)料量的大小由調(diào)量板控制。 （2） 傳動部份：由電動機(jī)通過V帶帶動機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。 （3） 工作部份：物料進(jìn)入機(jī)內(nèi)經(jīng)螺旋推進(jìn)器把物料送入兩個磨片之間，然后在兩磨片之間進(jìn)行由粗到細(xì)的磨制，物料逐漸磨成粉狀或湖狀從出口排出。 （4） 調(diào)節(jié)部份：用來調(diào)節(jié)粉粒粗細(xì)的專用裝置，調(diào)節(jié)由調(diào)節(jié)螺桿操作，可用鎖緊旋鈕緊固。 （5） 機(jī)座部份：機(jī)座是基礎(chǔ)零件，其它的零件都安裝在它上面。 9.5安裝及操作方法 （1） 安裝前先檢查磨粉機(jī)堅(jiān)固件堅(jiān)固程度，特別是新安裝的磨片的翻面后使用的磨片，必須安裝平整，四只固定磨片的螺釘均勻擰緊，以免損壞和影響加工質(zhì)量。 （2） 用螺栓將磨粉機(jī)，電動機(jī)緊固在機(jī)架相對應(yīng)的位置上，用A型三角皮帶連接磨粉機(jī)與電動機(jī)的V帶輪，并用手轉(zhuǎn)動皮帶輪，檢查其張緊程度，太松和太緊時調(diào)整電動機(jī)的距離。 （3） 用戶應(yīng)將磨粉機(jī)擺放在平整的面上工作，以防傾斜，造成安全事故。 （4） 新購磨粉機(jī)接通電源后，最好先任其自由轉(zhuǎn)動5分鐘使磨齒銳鋒除去，使兩片完全貼合，然后加入物料進(jìn)行加工。 （5） 濕磨時，應(yīng)邊下料邊加水，謹(jǐn)防斷水。干磨時請勿加水。 （6） 在開機(jī)前不能將調(diào)量扳打開，避免過時進(jìn)料以增加電機(jī)的負(fù)荷，應(yīng)開機(jī)后逐漸增加進(jìn)料，直到適當(dāng)穩(wěn)定為止。如遇過載造成的停機(jī)應(yīng)立即切斷電源，以防燒壞電動機(jī)。 （7） 嚴(yán)禁石塊、鐵皮等物落入料斗，損壞機(jī)件。 9.6保養(yǎng) （1） 機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)動軸裝有二只軸承，均需定時加黃油。 （2） 濕磨后應(yīng)立即用清水沖刷與食物直接接觸部份的殘留物，并用干布擦干水分，然后用食品油脂均勻涂上，以防生銹腐蝕。 9.7常見故障及排除方法 常見故障及排除方法 故障 原因 排除方法 粉粒太粗 磨片間隙不均勻或太大 調(diào)整間隙使之減小，必要時可以用韌性塑料片墊入 粉溫過高 物料較濕，磨片間隙太小，磨齒磨損 減小物料濕度，調(diào)整間隙、及時翻面或更新磨片 滾動軸承發(fā)熱 潤滑黃油已用完 必須及時添加黃油 機(jī)身漏電 場地潮濕，無接地裝置 更換氣流暢通場所，裝上接地裝置 10總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是整個教學(xué)進(jìn)程中最后的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。是對所學(xué)知識的一個綜合應(yīng)用，同時也能讓我們更好地鞏固專業(yè)知識、培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計能力和對今天后的工作當(dāng)中提供一個實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。所以我對這次設(shè)計非常的重視，認(rèn)真的做好設(shè)計的每一個步驟。 在這次多功能干濕磨粉機(jī)的設(shè)計中，從查找資料開始到設(shè)計的完成，其間的老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。我對自己的所設(shè)計的設(shè)備也比較滿意，唯一不好地方就是調(diào)節(jié)螺桿與螺旋推器工作時有磨擦，對零件磨損較大。但這也是在多種方法中比較好的一種。在解決每個問題時，我都認(rèn)真、仔細(xì)查閱相關(guān)資料并與同學(xué)交流，盡量做得更好。同時，也很感謝張廬陵老師在各個方面的指導(dǎo)。這次的設(shè)計我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次實(shí)踐。 11參考文獻(xiàn) 1． 崔建云主編．食品加工機(jī)械與設(shè)備．北京：中國輕工業(yè)出版社，2004 2． 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院編．實(shí)用機(jī)械設(shè)計手冊．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985 3． 張?jiān)Ｖ兄骶帲称芳庸ぜ夹g(shù)裝備．北京：中國輕工業(yè)出版社，2007 4． 劉越主編．公差配合與技術(shù)測量．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 5． 楊明忠，朱家誠主編．機(jī)械設(shè)計．武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2006-5-4 6． 彭曉蘭主編．機(jī)械制圖與計算機(jī)繪圖．南昌：江西高校出版社，2004 7． 肖金平，蔡厚平主編．機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)．南昌：江西高校出版社，2005 8． 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