螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)的設(shè)計(jì)【18頁加8700字】【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī) 學(xué)生姓名 鄭翔波 學(xué) 號(hào) 8031211213 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 16 指導(dǎo)老師 李傳峰 日 期 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 前 言 據(jù)調(diào)查，我國罐頭產(chǎn)量和出口量每年都以兩位數(shù)的增長速度發(fā)展 。進(jìn)行食品罐頭生產(chǎn)時(shí)，必須對食品原材料進(jìn)行預(yù)煮，因此水平螺旋預(yù)煮機(jī)是罐頭生產(chǎn)工藝中的一種重要設(shè)備，本課題要求對以蘑菇等果蔬原材料作為加工對象，對其進(jìn)行預(yù)煮加工，因此本人對水平螺旋預(yù)煮機(jī)作了詳細(xì)設(shè)計(jì)。 水平式螺旋預(yù)煮機(jī)是利用螺旋輸送原理實(shí)現(xiàn)果蔬連續(xù)預(yù)煮的設(shè)備。在工作過程中．果蔬原材料被連續(xù)地送到預(yù)煮機(jī)加料口后，便被預(yù)煮機(jī)中的螺旋推送到出料口。物料在預(yù)煮機(jī)中披浸在熱水或沸水中，以避免與空氣接觸產(chǎn)生褐變，同時(shí)獲得均勻 — 致的預(yù)煮效果。 本人首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及預(yù)煮技術(shù)對各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇。在此基礎(chǔ)上 ,初 步確定水平螺旋預(yù)煮機(jī)由動(dòng)力傳動(dòng)裝置、預(yù)煮裝置、螺旋輸送裝置、出料裝置與連接支撐裝置等幾部分組成。動(dòng)力裝置選擇了調(diào)速電機(jī)，減化了傳動(dòng)裝置，提高了設(shè)備效率；預(yù)煮裝置是由蒸汽管將熱量傳遞給筒體內(nèi)的水，完成預(yù)煮過程；螺旋輸送裝置是在滿足預(yù)煮的前提下確定螺旋的相關(guān)直徑與長度，同時(shí)對螺旋軸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證其能方便制造與安裝；出料裝置是保證預(yù)煮好的物料順利地從熱水中瀝出來并輸送出去；連接支撐裝置上，采用了螺旋軸孔與花鍵連接，花鍵可以緩解螺旋軸因受熱的軸向伸長。 設(shè)計(jì)重點(diǎn)是螺旋輸送裝置和連接支撐裝置等。傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中 的電機(jī)、齒輪、軸的選擇、設(shè)計(jì)與校核也進(jìn)行了必要的設(shè)計(jì)說明。 關(guān)鍵詞 ：螺旋預(yù)煮機(jī)；螺旋輸送裝置；連接支撐裝置 目 錄 1 引言 .............................................................................................................................................................. 1 題背景 ........................................................................................................................................... 1 題的來源以及設(shè)計(jì)目標(biāo) ............................................................................................................... 1 究對象及選擇相應(yīng)主體機(jī)械 ....................................................................................................... 2 平式螺旋預(yù)煮機(jī) ........................................................................................................................... 2 旋類型的選擇 ............................................................................................................................... 3 2總體方案的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................... 4 旋輸送機(jī)配套設(shè)備的選用 .......................................................................................................... 4 計(jì)主要技術(shù)參數(shù) ........................................................................................................................... 4 旋輸送機(jī)的布置形式 ................................................................................................................... 4 體尺寸的初步確定 ....................................................................................................................... 5 力傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)與確定行距 ....................................................................................................... 5 旋軸連接及螺旋軸的方案設(shè)計(jì)與確定 ...................................................................................... 6 3 螺旋輸送裝置的設(shè)計(jì) .................................................................................................................................. 7 旋輸送裝置的計(jì)算 ....................................................................................................................... 7 動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算與選擇 .............................................................................................................. 9 動(dòng)機(jī)選擇 ....................................................................................................................................... 9 傳動(dòng)比 ......................................................................................................................................... 10 理分配傳動(dòng)比 ............................................................................................................................ 10 旋軸撓度計(jì)算 ............................................................................................................................ 10 旋軸強(qiáng)度校核計(jì) ......................................................................................................................... 12 軸器的選擇 ................................................................................................................................. 12 備總體重量的計(jì)算和支架的確定 ............................................................................................. 13 總結(jié) ............................................................................................................................................................... 14 致 謝 ............................................................................................................................................................. 15 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................................... 16 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 引言 題背景 隨著我國發(fā)展，我國罐頭產(chǎn)量和出口量每年現(xiàn)在都會(huì)以兩位數(shù)的增長的速度持續(xù)發(fā)展。同時(shí)出產(chǎn)商品也在日益增加，我國出口罐 頭 140 萬噸，同比增長 17%，出口額 美元，同比增長 到目前 2011 年，我國罐頭出口量逐漸靠近 350 萬噸，出口額大概能 28 億美元，超過食品行業(yè)中其他行業(yè)的出口值。中國產(chǎn)的一些罐頭品種已經(jīng)在國際市場占據(jù)絕對優(yōu)勢，如橘子罐頭占據(jù)世界產(chǎn)量的 75%，占國際貿(mào)易量的 80%以上；蘑菇罐頭占據(jù)世界貿(mào)易量的 65%；蘆筍罐頭占據(jù)世界貿(mào)易量的70%；番茄醬產(chǎn)量位居世界第三，但生產(chǎn)能力為世界第二；中國特色的紅燒肉罐頭、鯪魚罐頭為世界獨(dú)有，深受東南亞消費(fèi)者的青睞。 螺旋式預(yù)煮機(jī)在我國罐頭廠用得較多，其最大的特點(diǎn)是 結(jié)構(gòu)緊湊，和其他形式的預(yù)煮機(jī)比較，在同等生產(chǎn)能力時(shí)，其外行尺寸比較小，占地面積小，提高了車間的利用率。整個(gè)機(jī)器只有螺旋是動(dòng)的部分，而這部分的設(shè)計(jì)和制造都比較方便和成熟。轉(zhuǎn)速不高，運(yùn)行很平穩(wěn)。因部件損壞而停產(chǎn)修理的情況不多。同時(shí)實(shí)現(xiàn)全機(jī)自動(dòng)控制比較容易。現(xiàn)在我國比較先進(jìn)的螺旋預(yù)煮機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了溫度、酸度、加料、預(yù)煮時(shí)間和回水等的功能，目前還在逐漸實(shí)現(xiàn)更多的功能。因此在中大型的罐頭廠都有使用，現(xiàn)在呈現(xiàn)擴(kuò)大的趨勢。 在歐洲和日本以及中國，螺旋預(yù)煮機(jī)的到廣泛應(yīng)用，另外荷蘭和英國都有定型產(chǎn) 品出售。我國隨著科技的發(fā)展也產(chǎn)生出了自己的螺旋預(yù)煮機(jī)，設(shè)計(jì)了供青豆、蠶豆、馬蹄、桃子以及蘆筍預(yù)煮用的螺旋預(yù)煮機(jī)，后經(jīng)改型設(shè)計(jì)后已作為定型產(chǎn)品生產(chǎn)，并在罐頭廠普遍推廣使用。螺旋預(yù)煮機(jī)也可以煮蘑菇食品等。 預(yù)煮的目的： (1)破壞原料中的多酚氧化酶，保持原料在加工過程中不變顏色。 (2)排除原料中部分水份，減小原料的體積，使原料具有柔軟性 ,方便裝罐工序的 操作。 (3) 排除原料組織內(nèi)的空氣 ,提高成品的真空度。 (4) 破壞物科的原生質(zhì)，在榨汁時(shí)提高出汁率。 本課題要求根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)出一臺(tái)螺旋預(yù)煮機(jī)設(shè)備 ，要求結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、通用性強(qiáng)。解決螺旋預(yù)煮機(jī)總體方案構(gòu)思、螺旋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,螺旋預(yù)煮機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的選型等問題。對螺旋預(yù)煮機(jī)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，作出裝配圖及技術(shù)說明。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 主要研究的內(nèi)容： ①物料供給及排出系統(tǒng) :分別向螺旋預(yù)煮機(jī)添加備煮物料和將煮熟的物料排出。 ②執(zhí)行系統(tǒng)：由螺旋葉片等相關(guān)部件構(gòu)成。從進(jìn)料口來的備煮物料，在螺旋的推動(dòng)下，在滾筒內(nèi)被加溫煮熟。 ③動(dòng)力系統(tǒng)：包括電動(dòng)機(jī)、螺旋軸。螺旋軸貫穿整個(gè)動(dòng)力過程，將動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制元件，使之實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作。 ④控制系統(tǒng) : 控制預(yù)煮過程中水量、 水溫、預(yù)煮時(shí)間及其它。 ⑤機(jī)身：主要由機(jī)架構(gòu)成，用來支撐和固定有關(guān)零件，保持其工作時(shí)要求的相對位置。 究對象及選擇相應(yīng)主體機(jī)械 設(shè)計(jì)一套螺旋預(yù)煮機(jī)，該機(jī)器不僅能滿足自動(dòng)式進(jìn)料和出料而且能保證完成對蘑菇的預(yù)煮過程等一套設(shè)備。設(shè)計(jì)設(shè)備主要有三部分組成，第一部分是螺旋輸送機(jī)部分，其主要功能和作用是對物料進(jìn)行輸送處理；第二部分就是預(yù)煮過程，其主要功能和作用是通過蒸汽加熱法把物料進(jìn)行預(yù)煮處理；第三部分是冷卻過程，其主要功能和作用是將預(yù)煮過的物料冷卻。 螺旋式預(yù)煮機(jī)的型式可以分為：水平式和傾斜式。 水平式螺旋預(yù) 煮機(jī) 水平式螺旋預(yù)煮機(jī)主要由筒體、螺旋、傳動(dòng)裝置、出料裝置和蒸汽分布管組成。裝有篩網(wǎng)的水平螺旋預(yù)煮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可以防止物料在傳送過程中被夾在葉片和篩網(wǎng)之間所造成的破損，同時(shí)還可以避免螺旋與筒體之間的摩擦，缺點(diǎn)是需要設(shè)計(jì)一個(gè)卸料轉(zhuǎn)斗，在將煮熟的物料輸送至出料卸槽的同時(shí)，還需保證筒體的密封性，給設(shè)計(jì)時(shí)增添一些難度。 采用傾斜式螺旋預(yù)煮機(jī) 傾斜式螺旋預(yù)煮機(jī)結(jié)構(gòu)與水平式相當(dāng)，只是筒體安裝時(shí)與地面形成一個(gè)角度。和水平式螺旋預(yù)煮機(jī)相比，傾斜式不需設(shè)計(jì)安裝卸料轉(zhuǎn)斗，螺旋旋轉(zhuǎn)輸送物料過程中，會(huì)將煮熟的物料輸送至筒體較高位置， 逐漸脫離水面，物料在經(jīng)過冷卻以后就到達(dá)出料卸槽。而且與水平螺旋預(yù)煮機(jī)比較，傾斜式可以節(jié)省水蒸汽和檸檬酸的消量，造價(jià)比較低。缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的安裝不方便，若電動(dòng)機(jī)安裝在筒體的出料口一端，可以減小安裝難度，卻會(huì)對筒體產(chǎn)生壓迫，使螺旋軸產(chǎn)生變形；若安裝在進(jìn)料口一端，通過聯(lián)軸器傳遞動(dòng)力，則安裝時(shí)讓電動(dòng)機(jī)主軸線與輸送機(jī)螺旋軸線在同一直線上會(huì)給安裝帶來難度。 平式螺旋預(yù)煮機(jī) 水平螺旋預(yù)煮機(jī)全機(jī)由機(jī)架、筒體、螺旋和傳動(dòng)裝置組成。物料從進(jìn)料口連續(xù)地進(jìn)入筒體內(nèi)，塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 并浸沒與高溫水中，筒底的兩排蒸汽管將蒸汽導(dǎo)入筒內(nèi)以加熱水和物 料。物料在被螺旋輸送過程中逐漸升溫。在出料口設(shè)有淋水器可對物料急冷，在蒸煮過程中物料脫水和蒸汽冷凝會(huì)使筒內(nèi)水量增加，當(dāng)筒內(nèi)水面超過進(jìn)料端法蘭出的溢流口時(shí)，水便從溢流管排除。筒體可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整根據(jù)不同物料進(jìn)行調(diào)整，為螺旋葉片與筒體之間安裝有篩網(wǎng)，葉片與篩網(wǎng)、篩網(wǎng)與筒體之間的間隙保持在 3— 5裝篩網(wǎng)后，螺旋葉片與筒體之間沒有接觸，可以延長筒體的使用壽命，而且篩網(wǎng)的更換也比較方便。 旋類型的選擇 螺旋可以是右旋或左旋的，單線、雙線或三線的，一般可以作為單線的使用。螺旋葉片形狀可分為實(shí)體、帶式、葉 片式和成型等四種，如圖 示。 (1)實(shí)體式 (2)帶式 (3)葉片式 (4)成型式 圖 旋葉片形狀圖 當(dāng)運(yùn)送干燥的小顆?；蚍蹱钗锪蠒r(shí)，可以采用實(shí)體螺旋，可以說是最常用的型式。運(yùn)送塊狀的或粘滯性的物料時(shí)，宜選擇帶式螺旋。當(dāng)運(yùn)送韌性和可壓縮性的物料時(shí)，宜采用葉片式或成型的螺旋，這兩種螺旋往往在運(yùn)送物料的同時(shí)，還可以對物料進(jìn)行攪拌，揉捏及混合等工藝操作。 螺旋葉片一般都是由厚 4— 8 毫米的薄鋼板沖壓而成的，可以互相焊接或鉚接到軸上。在一根螺旋軸上，有時(shí)可以 — 半右旋的，一半是左旋的。這樣可將物科 同時(shí)從中間輸送到兩端或從兩端輸送到中間，根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 根據(jù)蘑菇的形狀及以上的螺旋葉片選用原則，本次設(shè)計(jì)采用帶式螺旋葉片。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 總體方案的設(shè)計(jì) 旋輸送機(jī)配套設(shè)備的選用 (1)根據(jù)輸送物料的特性選用。即對粉狀、粒狀、小塊狀物料當(dāng)水平或傾斜輸送（ ?20?? ）時(shí)，可選普通螺旋輸送機(jī)，對大塊、高溫及流體物料可選用螺旋管輸送機(jī)；對粉狀、細(xì)粒狀物料垂直提升時(shí)，可選用垂直螺旋輸送機(jī)。 (2)普通螺旋輸送機(jī)不適宜輸送易爆的、易燃的、有毒的或有腐蝕性的物料。必要時(shí)要與制造廠協(xié)商，采用專門的安全措施。 (3)對輸送要求嚴(yán)格的食用物料 (如葡萄糖等 )，螺旋輸送機(jī)的機(jī)殼、螺旋體、軸承座等與物料接觸的部件，需采用不銹鋼、銅等材料制成，若內(nèi)部軸承采用潤滑油潤滑方式，必須采取良好的密封措施以防止對食物的污染。 (4)由于螺旋輸送機(jī)的機(jī)殼是采用固定安裝的所以在環(huán)境溫差較大地區(qū)，又或者輸送物科溫度較高、輸送距離較長時(shí)，要采取措施，防止機(jī)殼會(huì)因?yàn)闇囟茸兓炜s而損壞沒備。在平常情況可在機(jī)殼法蘭間加較厚的石棉墊，借以調(diào)節(jié)機(jī)殼的伸縮，也可以將機(jī)殼浮動(dòng)支承在底座上，使機(jī)殼可以在底座上自由滑動(dòng)從而調(diào)節(jié)其伸 縮。 (5)螺旋管輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置不能采用三角帶或鏈條傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)螺旋軸，以避免軸端在徑向力作用下，產(chǎn)生懸臂載荷，使整個(gè)機(jī)體脫離托輪。 計(jì)主要技術(shù)參數(shù) 煮食品：蘑菇等其它果品蔬菜 生產(chǎn)能力： 2500 公斤 /小時(shí) 螺旋葉片直徑 ( 700 預(yù)煮時(shí)間 (2大水溫： 100℃ 螺旋輸送設(shè)備需根據(jù)使用要求及生產(chǎn)場地不同，進(jìn)行合理的布置。在布置時(shí)，須留有通道 ,以及適當(dāng)?shù)目臻g位置，以便于加油、維修安裝等。 布置形式原則： 在布置一臺(tái)水平安裝的螺旋輸送機(jī)時(shí)，如果有條件允 許更好將驅(qū)動(dòng)裝置安放在出料端的位置，可以將驅(qū)動(dòng)裝置及出料口裝在頭節(jié)（有止推軸承）時(shí)較為合理，因?yàn)槁菪苷鞘芾瓲顟B(tài)。同時(shí)各塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 個(gè)螺旋節(jié)（頭節(jié)、中節(jié)、尾節(jié)）的布置次序可以遵循按螺旋節(jié)長度依次排列和把一樣規(guī)格的螺旋節(jié)排列在一起的原則，這樣將會(huì)給設(shè)計(jì)、制造和訂貨得出很大的便宜。 根據(jù)本次的設(shè)計(jì)，螺旋輸送設(shè)備的進(jìn)、出料口采用如圖 置型式。 圖 旋輸送機(jī)的進(jìn)、出料口布置形式 體尺寸的初步確定 參考普通螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸，由設(shè)計(jì)參數(shù)中要求 輸送能力是 螺旋葉片直徑為 700片與筒體之間會(huì)安裝一個(gè)篩筒，以保證蘑菇在預(yù)煮過程中往出料口移動(dòng)，所以初步確定筒徑為 718 為了使整體重量一定，初步取筒的壁厚為 5 由設(shè)計(jì)中要求，該機(jī)安裝位置位于水平式螺旋輸送機(jī)下部，進(jìn)料端與水平螺旋輸送機(jī)出料端相接，因預(yù)煮的出料只有一端，為了便于減少占地面積，選擇一端進(jìn)料，一端出料的結(jié)構(gòu)形式。電動(dòng)機(jī)的位置在進(jìn)料端。 水平式螺旋預(yù)煮機(jī)由螺旋本體、預(yù)煮筒體及驅(qū)動(dòng)裝置三大部分組成；螺旋機(jī)體由頭部軸承、尾部軸承、機(jī)殼、蓋板及底座等組成；驅(qū) 動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器及底座所組成。 螺旋預(yù)煮機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速器及聯(lián)軸器結(jié)合減速器型號(hào)可依據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)功率及螺旋預(yù)煮機(jī)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比確定。當(dāng)螺旋輸送機(jī)輸送物科量比較穩(wěn)定時(shí)，可以選擇齒輪減速電動(dòng)機(jī)與螺旋輸送機(jī)借由聯(lián)軸器，直接傳動(dòng)，從而使結(jié)構(gòu)緊湊占地較少，運(yùn)行較為可靠。筒之間是以法蘭連接的，通過法蘭再與底座的連接。兩者之間靠螺栓緊固?？傮w結(jié)構(gòu)圖 示： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 旋輸送機(jī)的總體結(jié)構(gòu)布局 為了使設(shè)備比較牢固，整個(gè)底座安裝在幾個(gè)鋼架上。由于鋼與鋼的摩擦因數(shù)小，為防止筒體與鋼架發(fā)生滑移， 可以在支撐架與筒體的接觸面粘一層軟木。由文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 ]2[ 表 18 頁）有：鋼 — 鋼的摩擦因數(shù)在無潤滑的時(shí)候?yàn)?軟木 — 在相同的負(fù)重下，滑移的可能性更小。 由于初步設(shè)計(jì)螺旋輸送機(jī)的主體部分的長度為 如果就兩端有支架的話，對于一個(gè)很長的螺旋軸和筒體來說變形肯定很嚴(yán)重，彎曲變形不光影響到輸送機(jī)正常的工作，嚴(yán)重時(shí)還能導(dǎo)致機(jī)體的斷裂， 因此中間必須設(shè)有支架支撐。 旋軸連接及螺旋軸的方案設(shè)計(jì)與確定 由于設(shè)計(jì)的要求的需要，螺旋軸的軸徑比較大，如果把螺旋軸做成實(shí)心的，對于好幾米長的軸來說，彎曲變形肯定比較大這是其一；其二就是重量大，則對要求軸承和支架要求也高；其三就是成本高。所以在滿足設(shè)計(jì)要求下，可以把螺旋軸做長空心軸。其結(jié)構(gòu)圖如圖 圖 心螺旋軸 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 3 螺旋輸送裝置的設(shè)計(jì) 旋輸送裝置的計(jì)算 由文獻(xiàn)《食品工廠機(jī)械與設(shè)備》 ]1[ 式 4螺旋式預(yù)煮機(jī)的生產(chǎn)能力計(jì)算公式： ?????? 2 15460 ??? （ 3 式中： G — 生產(chǎn)能力，已知 2.5 ； D — 螺旋直徑（ m）； S — 螺距（ m）； n — 螺旋轉(zhuǎn)速（ r/ ? — 物料堆積密度，查文獻(xiàn)《蘑菇預(yù)煮機(jī)的設(shè)計(jì)及計(jì)算》 ]3[ 有 ； ? — 填充系數(shù)，見文獻(xiàn)《食品工廠機(jī)械與設(shè)備》 ]1[ 表 1 ； 先確定 n 值，如用于蘑菇，大約以 3~1 r/宜，然后確定 S 與 D 的比值，一般采用 n=3r/S/D= 3/1 （ 3 代入已知參數(shù)可得圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取 D= 則 S = ? 式中： C — 傾角系數(shù)，見文獻(xiàn)《食品工廠機(jī)械與設(shè)備》 ]1[ 表 1 1?C 此 ? 值正好在推薦值范圍內(nèi)，故最后確定 D=S= 因此導(dǎo)程 =螺距 =文獻(xiàn)《螺旋輸送機(jī)輸送機(jī)理及其主要參數(shù)的確定》 ]4[ ，螺旋長度 ?0? （ 3 式中 : n —— 螺旋軸轉(zhuǎn)速； ? —— 滑動(dòng)系數(shù)，取 ； 代入已 知參數(shù)可得 ?????? ? （ 3 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 因此進(jìn)行取整，取 L=4m。 物料在運(yùn)移中的有害阻力決定于運(yùn)動(dòng)阻力系數(shù)的值0?，設(shè)有害阻力為 則 （ 3 為克服有害阻力所消耗的功率為 00 ? P ???（ 3 式中 : G —— 生產(chǎn)能力（ ） L —— 螺旋輸送機(jī)運(yùn)移距離（ m ） ? v —— 物料運(yùn)移速度 （ m /s） ;/67.0 物料在水平運(yùn)移過程中的功率消耗功率應(yīng)為： ?? （ 3 式中 ? —— 傳動(dòng)效率，取 不同類型的輸送裝置有不同的平均阻力系數(shù)0?，有時(shí)彼此相差很多。此外，大多數(shù)類型的輸送裝置的阻力系數(shù)與其生產(chǎn)能力、結(jié)構(gòu)、物料種類、使用條件等有關(guān)。其0?值可從十分之幾甚至百分之幾到 3~4 或再大些。因此必須進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)和測定工作，才能比較準(zhǔn)確的選用0?值。目前一般是根據(jù)有利條件下輸送或不利條件下輸送來選取0?值的。在有利條件下，0?可以在 圍內(nèi)選??；在不利條件下 0?＝ 煮機(jī)中的物料運(yùn)移是在水中進(jìn)行的，阻力較大，建議采用 0?＝ 里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 螺旋輸送機(jī)軸所需功率為： ?? ?? （ 3 計(jì)算得： 動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算與選擇 由文獻(xiàn)《食品工廠機(jī)械與設(shè)備》 ]1[ 式 1 ?總電 （ 3 式 中 :電K—— 功率備用系數(shù)，由文獻(xiàn)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊》 ]5[ 查得 K； ? —— 驅(qū)動(dòng)裝置總效率，由文獻(xiàn)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊》 ]5[ 即有： )(4 0 0 ??? ? 總電 動(dòng)機(jī)選擇 根據(jù)糧食 部門對螺旋輸送機(jī)的使用測量結(jié)果，實(shí)際軸功率要比理論計(jì)算功率大 4~3 倍。有時(shí)還會(huì)遇到滿載起動(dòng)的情況，也要求增大裝機(jī)功率。所以實(shí)際的功率為： )( ???實(shí) （ 3 因?yàn)轭A(yù)煮的蔬菜不止蘑菇，如需預(yù)煮其他果品，可以通過調(diào)速電機(jī)，來調(diào)節(jié)螺旋軸的轉(zhuǎn)速，使預(yù)煮的其他果品也能在相應(yīng)的時(shí)間里煮熟，這樣就提高了該類型機(jī)器的使用效率，也可以提高經(jīng)濟(jì)效益。 綜合其用途和特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選用電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，由前面計(jì)算的 功率 )(實(shí) 并由文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 ]2[ 表 16出：選擇 較合理，額定功率為 定轉(zhuǎn)矩 N? ，調(diào)速范圍 25~1250 r ，基本符合題目所需的要求。 。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 傳動(dòng)比 由文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》 ]6[ 公式 14動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比： 總（ 3 式中 : 電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速 可得： 1503450 ???3 理分配傳動(dòng)比 因?yàn)?150?總i，由文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè) 計(jì)實(shí)用手冊》 ]7[ 得知選擇 二級(jí)減速器是最佳的選擇。 傳動(dòng)裝置的實(shí)際傳動(dòng)比要由選定的齒速或標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑準(zhǔn)確計(jì)算，因而與要求的傳動(dòng)比可能有誤差。一般允許工作機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與要求轉(zhuǎn)速的相對誤差為 +（ 3~5） %。 所以電動(dòng)機(jī)與螺旋軸之間初步選定用 二級(jí)減速器。 根據(jù)文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》 ]7[ 由于其減速器的傳動(dòng)比有 150??總減 出了 旋軸撓度計(jì)算 由于螺旋傾角為 ?0 ，校核時(shí)可忽略?？扇÷菪S是由兩段 2m 長的軸組成，所以校核的時(shí)候只需校核一根軸即可。 將螺旋軸的重力視為均布載荷，查文獻(xiàn)《材料力學(xué)》 ]9[ 得撓度的計(jì)算公式： 8454m ?（ 3 最大撓度 式中： q —— 均布載荷； l —— 軸長； E —— 軸材料彈性模量； I —— 慣性積。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 由文獻(xiàn)《材料力學(xué)》 ]9[ 有 q 計(jì)算公式 : ? （ 3 式中： 21 ? ； 1m —— 螺旋葉片質(zhì)量； 2m —— 軸質(zhì)量。 估算螺旋葉片重量： 由于螺旋葉片大多是由厚 4— 8 毫米的薄鋼板沖壓而成的，然后互相焊接或鉚接到軸上，在此取螺旋葉片厚 4 毫米。螺旋葉片可看做是一系列被切開的圓環(huán)聯(lián)接而成，軸長除以螺距可得螺旋葉片節(jié)數(shù)，一節(jié)即一個(gè)圓環(huán)，則葉片質(zhì)量為： ) 221 ??????? ? （ 3 計(jì)算軸質(zhì)量： 0 02)0 2 3 222 ????? ? 一根螺旋軸總質(zhì)量： ; ???? 8 4 02 101 6 8 ??? （ 3 軸材料選用耐熱不銹鋼，牌號(hào)為 1文獻(xiàn)《中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典》 ]10[ 表 12彈性模量為 206 由文獻(xiàn)《材料力學(xué)》 ]9[ 例 ： )(32 414 ? ? （ 3 慣性積 I： 644 2 ????? ?I 則螺旋軸撓度 0 0 2 4 28 4 053 8 45 96 44m a x ????? ?????? ? （ 3 所以設(shè)計(jì)的軸符合要求。而軸與篩桶之間的距離為 2m。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 旋軸強(qiáng)度校核計(jì) 由文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [8] 式 12 ][)()2(4)( 12222 ?????? ???? W （ 3 根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有： ????? （ 3 對于空心軸 W 有： )1(3 ??? 其中 1?? ， d 為外徑其尺寸為 92 1d 為內(nèi)徑其尺寸為 計(jì)算得 : 34343 147 5 90])9244(1[(2.0 ?????? ? （ 3 所以得： M P 90 )129 8 8001(129 8 800)( 2222 ?????? ?? （ 3 螺旋葉片與筒體之間單邊間隙保持在 3— 5取 4所以筒體的內(nèi)徑為 708不銹鋼筒體厚 5因此筒體的外徑為 718 軸器的選擇 減速器與螺旋軸可以通過聯(lián)軸器聯(lián)接。 軸器是凸緣聯(lián)軸器，其結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，連接性較好。因此在此進(jìn)行選用。由文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》 ]6[ 表 16選出 由于溫度變化會(huì)引起物體的膨脹或收縮，考慮到螺旋軸很長，且溫度也較高，所以必須計(jì)算出溫度升高時(shí)軸的伸長量，從而設(shè)計(jì)出合理的結(jié)構(gòu)，保證在溫度變化的情況下，不會(huì)引起軸內(nèi)力的增加， 不會(huì)使軸發(fā)生彎曲。 由文獻(xiàn)《材料力學(xué)》 ]9[ 查得，當(dāng)溫度變化為 T? 時(shí)，軸的溫度變形（伸長）應(yīng)為： ?? ? （ 3 所以螺旋軸在溫度升高到 C?100 左右的情況下，軸向升長約為 了保證工作時(shí)軸能正常的工作，所以軸在軸向固定時(shí)必須有 右的收縮余量。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 備總體 重量的計(jì)算和支架的確定 粗略計(jì)算出整個(gè)設(shè)備重量 m （不包括電機(jī)和減速器） m =螺旋輸送機(jī)重量 +水重量 +物料重量 螺旋輸送機(jī)重量由螺旋軸質(zhì)量、螺旋葉片質(zhì)量和筒體質(zhì)量組成。 筒體質(zhì)量： 3 07 9 0 064 )7 0 221 ????? ? （ 3 所以整個(gè)設(shè)備重量 m 為： m =（ 530+336） +500+250=1616總共設(shè)計(jì)四個(gè)支撐點(diǎn)，所以每個(gè)支撐點(diǎn)必須保證至少能承受 550壓力。 由文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 ]2[ 圖 18臥式容器的鞍式支座 ,由表 18得滿足要求。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 總 結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是通過對螺旋預(yù)煮機(jī)的分析和了解，在查閱了相關(guān)文獻(xiàn)以及觀看相關(guān)視頻的基礎(chǔ)上，對螺旋預(yù)煮機(jī)的方案進(jìn)行了設(shè)計(jì) 螺旋預(yù)煮機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)比較長時(shí)間的任務(wù)，螺旋預(yù) 煮機(jī)通過電動(dòng)機(jī)，螺旋輸送裝置，減速器等主要部分組成，由輸送裝置運(yùn)輸，然后由后序工序進(jìn)行蒸煮來完成目的。 我對螺旋預(yù)煮機(jī)要做一些改進(jìn)，我們要明確螺旋預(yù)煮機(jī)是由三個(gè)部分組成的。一部分是螺旋輸送裝置，其主要功能和作用是對食品進(jìn)行輸送傳遞；第二個(gè)部分就是預(yù)煮加熱的過程，通過蒸汽加熱處理；第三部是冷卻過程，是將預(yù)煮過的物料進(jìn)行冷卻。確定好各零部件以后，我們進(jìn)行總體的方案設(shè)計(jì)，要提到螺旋預(yù)煮機(jī)的型號(hào)，因?yàn)槊總€(gè)型號(hào)作用不同。然后根據(jù)任務(wù)書設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)參數(shù)；我們要在總體方案里面把布置形式、主體尺寸、總體結(jié)構(gòu)布局都要一一確定 。然后就是螺旋軸，螺旋軸的連接方式也要確定下來?？傮w方案已經(jīng)確定，我們要進(jìn)行各個(gè)零部件的計(jì)算；在此，我查閱了多方資料與書本，首先將螺旋輸送裝置，電動(dòng)機(jī)，減速器等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出。然后對螺旋軸進(jìn)行直徑，撓度，還有強(qiáng)度校核的計(jì)算。聯(lián)軸器作為連接點(diǎn)要進(jìn)行正確的選擇。因?yàn)楦邷貢?huì)產(chǎn)生變形，所以我們要考慮高溫下軸的變化情況。計(jì)算完各個(gè)零部件數(shù)據(jù)以后，我們要對螺旋預(yù)煮機(jī)進(jìn)行進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)，要考慮到密封，不銹鋼等焊接的問題，選材也是一個(gè)重要的問題。螺旋預(yù)煮機(jī)的保養(yǎng)，能夠增加機(jī)器的使用壽命，提高效率。這也是一個(gè)不可或缺的重點(diǎn) 。 這些整體部分設(shè)計(jì)完成以后，要考慮出轉(zhuǎn)料斗的設(shè)計(jì)方案，出轉(zhuǎn)料斗作為裝設(shè)在料斗 (或料倉 )下部等處，進(jìn)料量不易控制時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)超載和物料堵塞現(xiàn)象，甚至?xí)p壞驅(qū)動(dòng)裝置，因此須在螺旋輸送機(jī)進(jìn)料口裝設(shè)剛性葉輪喂料器等均勻供料裝置，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 致 謝 時(shí)光荏苒，長達(dá)幾個(gè)月時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)在已基本完成。首先我要感謝的是我的指導(dǎo)老師劉揚(yáng)老師。從選題到開題再到這個(gè)學(xué)期的完成，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段都包含著劉老師的心血。為了能使我們更好的完成本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，劉老師花了好多時(shí)間來為我們來指導(dǎo)。在 進(jìn)行螺旋軸的設(shè)計(jì)及其他相關(guān)零件的選型的時(shí)候遇到很多問題自己一時(shí)難以解決，后來在劉老師的耐心指導(dǎo)下，最終確定了現(xiàn)在的螺旋軸連接方案，并幫我將螺旋預(yù)煮機(jī)的外形也確定了下來。到了設(shè)計(jì)后期，基本上是每兩三天就見一次面，劉老師犧牲自己寶貴的休息時(shí)間來給我們指導(dǎo)，給我們指出設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的缺陷和錯(cuò)誤，使我們的設(shè)計(jì)一步步的完善起來。有時(shí)遇到了難題，劉老師會(huì)耐心的給我們講解，使我們盡快的擺脫設(shè)計(jì)誤區(qū)，使設(shè)計(jì)順利地進(jìn)行下去。這所有的一切都多虧了我們的劉老師，在這里我真心的感謝您，老師您辛苦了！其次，我要感謝的是和我一組的同學(xué) 們還有我的室友們，他們也在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給了我很大的幫助。最后感謝全院為學(xué)生默默的奉獻(xiàn)的老師！ 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束的現(xiàn)在，我要再一次感謝他們，謝謝你們給我的幫助和支持！ 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 參考文獻(xiàn) [1] 無錫輕工業(yè)學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院 M]工業(yè)出版社， 1981 [2] 成大先 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2004 [3] 漆仲如．蘑菇預(yù)煮機(jī)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 [J]．農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械， 1999， 4： 5 [4] 黃石茂．螺旋輸送機(jī)輸送機(jī)理及其主要參數(shù)的確定 [J]．廣東造紙 ， 1998， 3： 29 [5] 運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊編輯委員會(huì) . 運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊 [M]. 安徽：安徽文化出版社， 1999 [6] 吳宗澤，羅圣國 M]，第二版 . 北京：高等教育出版社， 1999 [7] 雷天覺，吳宗澤 M]學(xué)工業(yè)出版社， 2003 [8] 銀金光，劉揚(yáng) M]華大學(xué)出版社， 2012 [9] 劉鴻文 M]等教育出版社， 2005 [10] 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)，中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典編 輯委員會(huì) M]西科學(xué)技術(shù)出版社， 1999 [11] 中國輕工總會(huì)編 M]械工業(yè)出版社， 1995 [12] 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)設(shè)備與維修工程分會(huì)，《機(jī)械設(shè)備維修問答叢書》編委會(huì) M]械工業(yè)出版社， 2004