筒倉成型機設計
筒倉成型機設計,筒倉成型機設計,筒倉,成型,設計
黃河科技學院本科畢業(yè)設計（論文）任務書
工 學院 機械 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 級 班
學 號 學生 指導教師
畢業(yè)設計（論文）題目
筒倉成型機設計（二）
畢業(yè)設計（論文）工作內容與基本要求（目標、任務、途徑、方法，應掌握的原始資料（數據）、參考資料（文獻）以及設計技術要求、注意事項等）
一、設計技術要求、原始資料（數據）、參考資料（文獻）
通過實習調研搜集資料，運用所學知識，借助CAXA或AutoCAD軟件，對整機主體結構、傳動形式、進行設計與計算；對電機、鏈輪、齒輪與軸承等進行計算與選擇等。
主要參數
1 加工對象：Q235-A鋼板，寬：510mm；厚：4mm。
2 加工形狀見下圖：
通過該畢業(yè)設計，使學生對大學四年里學到和未學到的知識進行綜合強化訓練，為其走向工作崗位奠定良好基礎。
二、設計目標與任務
1.查閱文獻資料12種以上，外文資料不少于兩種。寫出3000字以上文獻綜述，單獨裝訂成冊。
2.翻譯外文科技資料，不少于3000漢字，單獨裝訂成冊。
3. 完成總體方案設計。
4. 選擇并論證設計傳動方案、整機結構草圖，完成主要零部件的強度校核計算等。
5.繪制裝配圖、主要零部件圖，折合零號圖紙兩張以上。
6.編寫摘要，英中文完全對照，中文不少于300字。
7.編寫設計說明書，不少于8000字符。
三、時間安排
1---3周 完成文獻綜述、開題報告及英文資料翻譯。完成畢業(yè)實習。
4---9周 總體結構設計、計算，用CAXA或AutoCAD等軟件繪制總裝圖、部裝圖、典型零件圖。
10--11周 編寫設計說明書，進一步修改完善畢業(yè)設計，準備并完成畢業(yè)答辯稿。
12周 畢業(yè)答辯。
畢業(yè)設計（論文）時間： 2012 年 02 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日
計 劃 答 辯 時 間： 2012 年 05 月 19 日
專業(yè)（教研室）審批意見：
審批人簽名：
黃河科技學院畢業(yè)設計（論文）開題報告表
課題名稱
筒倉成型機設計（二）
課題來源
教師擬訂
課題類型
AX
指導教師
學生姓名
專 業(yè)
機械設計制造及其自動化
學 號
一、調研資料的準備
根據任務書的要求，在做本課題前，查閱了與課題相關的資料有：機電一體化技術與系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)，CAXA軟件制圖，機械設計手冊等相關教材。
二、設計的目的與要求
畢業(yè)設計是大學教學中最后一個實踐性教學環(huán)節(jié)，通過該設計過程，可以檢驗我們在大學期間所學的知識，同時培養(yǎng)我們處理工程中實際問題的能力，因此意義特別重大。
通過對題目的理解，查閱各種資料，設計出專用的筒倉成型機，以滿足實際的工作需求！
三、設計的思路與預期成果
1、設計思路
1) 首先：根據本次設計相關要求查找資料，做好準備。
2) 其次：依據要實現的功能要求計算并選擇或設計合適的電機，畫出裝配圖。
3) 最后：根據裝配圖畫出零件圖!
2、預期的成果
（1）完成文獻綜述一篇，不少于3000字，與專業(yè)相關的英文翻譯一篇，不少于3000字。
（2）完成內容與字數都不少于規(guī)定量的畢業(yè)設計說明書一份。
（3）繪制裝配圖，部分零件圖。
四、任務完成的階段內容及時間安排
1周—— 4周 收集設計資料并完成開題報告，完成英文資料翻譯并寫出文獻綜述
5周—— 10周 進行總體設計和部分零部件的選擇與設計
7周——11周 繪制裝配圖和部分零件圖、編寫畢業(yè)設計說明書，修改整理，準備答辯
五、完成設計（論文）所具備的條件因素
具備機械設計、傳動系統(tǒng)、能有效借助圖書館的相關文獻資料，相關的網絡等資源，查閱機械設計手冊、機械設計手冊畢業(yè)設計指導手冊并且具有良好的計算機繪圖（CAXA）操作能力。
指導教師簽名： 日期： 2012-2-22
課題來源：（1）教師擬訂；（2）學生建議；（3）企業(yè)和社會征集；（4）科研單位提供
課題類型：（1）A—工程設計（藝術設計）；B—技術開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；E—調研報告
（2）X—真實課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題
要求（1）、（2）均要填，如AY、BX等。
黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 IV 頁
筒倉成型機設計
摘 要
近些年,隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,食用糧食費持續(xù)增長。糧食作為主要的物質原料,儲存安全的重要性不言而喻。那么,儲倉建設能否滿足需要,儲倉的適用性、經濟性、儲存的安全性、生產的自動化程度等能否適應新的要求?這些都成為我國糧食主管部門和相關建設單位需要仔細考慮并加以解決的問題。為此,我們需要對糧食儲倉工藝及設備的選型進行梳理、探討。本文重點從糧食儲藏的角度探討了糧食鋼板筒倉的發(fā)展歷程、應用現狀、類型特點和工藝設備配備情況。簡述了我國鋼板筒倉的應用發(fā)展概況，分析了鋼板筒倉的類型、制造過程和各自的優(yōu)缺點。介紹了筒倉的儲糧特性，并對鋼板筒倉的工藝設計及配套設備進行了探討。
關鍵詞：鋼板；筒倉；類型；結構；儲糧特性
Abstract
Author:Guo zhongliang
Tutor:Kang hongwei
In recent years, with the development of national economy and people's living standards continue to improve, the consumption of food costs continue to grow. Food as the main raw materials of substance, the importance of safe storage. Storage building can meet the need, store the suitability of economic security, production, storage, degree of automation, whether to meet the new requirements? These have become China's grain departments and construction units need to carefully consider and solve the problem. To this end, we need to sort out the food storage warehouse process and the selection of equipment to explore. This article focuses explored from the perspective of grain storage, grain steel silos course of development, application status, types, characteristics, and process equipment with the situation. Overview of China's steel silos of application development, analysis of the type of steel silos, manufacturing processes and their advantages and disadvantages. The silo grain storage characteristics, and process design of steel silos and ancillary equipment were discussed.
Keywords: steel plate; silo; type; structure; grain storage features
目 錄
1 緒論....................................................................1
1.1我國糧食鋼板筒倉的應用發(fā)展狀況......................................1
1.2鋼板筒倉的類型......................................................2
1.2.1糧食螺旋鋼板筒倉..............................................2
1.2.2螺栓裝配式鍍鋅波紋板鋼板筒倉..................................2
1.2.3焊接倉........................................................2
1.3鋼板筒倉的結構組成和儲糧特性........................................3
1.3.1結構組成 .....................................................3
1.3.1儲量特性......................................................3
1.4鋼板筒倉的使用壽命..................................................3
1.5鋼板筒倉所用的材料..................................................4
1.6鋼板筒倉完善的技術..................................................4
1.7鋼板筒倉工藝布置及配套工藝設備......................................4
1.8鋼板筒倉的優(yōu)點......................................................5
2 筒倉成型機的工藝設計....................................................5
2.1幾何尺寸............................................................6
2.2工藝過程............................................................6
3 彎曲力計算..............................................................8
4 電動機的選擇與計算......................................................9
4.1電動機的類型選擇....................................................9
4.2電動機功率的選擇....................................................9
4.2.1工作機所需要功率的計算.........................................9
4.2.2確定電動機的額定功率..........................................9
4.2.3確定電動機的轉速.............................................10
5 傳動裝置的功率參數計算.................................................10
6 軸的設計和計算.........................................................11
6.1軸的結構設計.......................................................11
6.2確定各軸段的尺寸...................................................12
6.2.1軸的直徑的計算...............................................12
6.2.2各軸端直徑. .................................................12
6.2.3各軸段的長度.................................................13
6.3軸的強度校核..................................................... .13
7 齒輪的設計.............................................................17
7.1齒輪轉動比的選擇...................................................17
7.2齒面強度計算.......................................................17
7.3齒輪的參數.........................................................18
7.4齒輪的校核.........................................................19
8 上滾壓凸模設計.........................................................19
9 鍵的選擇及校核.........................................................20
9.1鍵的選擇...........................................................20
9.2校核鍵選擇的強度...................................................20
10 軸承的設計............................................................21
11 結構設計..............................................................21
結論.....................................................................23
致謝.....................................................................24
參考文獻.................................................................25
黃河科技學院畢業(yè)設計(文獻綜述) 第 6 頁
筒倉成型機
摘要：簡述了我國鋼板筒倉的應用發(fā)展概況，分析了鋼板筒倉的類型、制造過程和各自的優(yōu)缺點。介紹了筒倉的儲糧特性，并對鋼板筒倉的工藝設計及配套設備進行了探討。
關鍵詞：鋼板；筒倉；類型；結構；儲糧特性
前言
近些年,隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,食用糧食費持續(xù)增長。糧食作為主要的物質原料,儲存安全的重要性不言而喻。那么,儲倉建設能否滿足需要,儲倉的適用性、經濟性、儲存的安全性、生產的自動化程度等能否適應新的要求?這些都成為我國糧食主管部門和相關建設單位需要仔細考慮并加以解決的問題。為此,我們需要對糧食儲倉工藝及設備的選型進行梳理、探討。本文重點從糧食儲藏的角度探討了糧食鋼板筒倉的發(fā)展歷程、應用現狀、類型特點和工藝設備配備情況。
1 我國筒倉的發(fā)展
我國糧食鋼板筒倉技術的應用與發(fā)展起步較晚,大致經歷了4 個時期: 1979 ～1981年為應用嘗試期,主要作為糧食中轉和暫存的小型鋼板筒倉使用;1982～1984年為應用技術引進期,引進美國鍍鋅波紋板裝配式鋼板筒倉(簡稱裝配倉) ,屬于農用鋼板筒倉。之后輕工部門又引進了加拿大的商用糧食鋼板筒倉,主要作為原料倉或港口碼頭的中轉倉; 1983年開始至90年代初為應用技術消化、吸收、提升期,1983年我國引進了利浦技術和SM型專用卷倉設備,開始生產制作利浦式鋼板筒倉(簡稱螺旋倉) 。后又引進了國外裝配式鋼板筒倉的全套技術和生產線,在消化和吸收國外建造技術的基礎上,對鋼板筒倉建造技術進行了創(chuàng)新和發(fā)展; 1995 年后為發(fā)展期,我國鋼板筒倉的建造和應用取得了較大發(fā)展,開始大批量生產、制作、安裝鋼板筒倉,使鋼板筒倉在強度、性能、安全方面的可靠性有了一定的保證,并將其作為一種產品大量出口。我國糧食鋼板筒倉的建造和使用僅經歷了20多年時間,目前在糧食加工業(yè)被廣泛應用于儲存和運輸的各個環(huán)節(jié),成為“四散”儲糧的現代化標志之一。目前建造及引進的糧食鋼板筒倉大部分作為中轉倉、暫存?zhèn)}、原料倉、成品倉、儲備倉等使用[ 1 ] 。
2 筒倉的類型
2. 1 螺旋鋼板筒倉
1968年德國人利浦發(fā)明了用SM型專用設備建造螺旋鋼板筒倉(簡稱利浦倉,也叫螺旋倉) 。1969年在德國建成第一個螺旋鋼板筒倉。我國于1985年4月建成了國內第一個螺旋鋼板筒倉[ 2 ] 。目前,螺旋鋼板筒倉直徑可以在3～25 m之間選擇,高徑比最大可達5. 75,直筒高度最大可達31. 5 m,倉容最大可達6 000 t。施工時將495 mm寬的卷板由開卷機送入成型機軋制成所需的幾何形狀,再通過彎折機折彎、咬口(5層) ,圍繞著筒倉外側形成30～40 mm寬的連續(xù)環(huán)繞的螺旋凸條,在結構上起到加強筒倉強度的作用。
其優(yōu)點為自重輕、強度高、壽命長、工期短、費用低、氣密性好、用途廣泛、適應性強、用料廣泛。缺點為受倉容限制(目前直徑不超過25 m,倉容不超過6 000 t) ,不可拆卸。
2. 2 螺栓裝配式鍍鋅波紋板鋼板筒倉
1982年3月黑龍江省洪河農場引進美國理德公司螺栓裝配式鍍鋅波紋板鋼板筒倉,國內的慶安、迎春、齊齊哈爾等鋼板筒倉公司迅速消化吸收并開發(fā)出我國第一批螺栓裝配式波紋鋼板筒倉。裝配式鋼板筒倉的墻體主要由壓型鋼板和Z型鋼立筋組成,小倉、矮倉可以不設立筋或只設單筋(每塊墻板對應1根立筋) ,大倉、高倉必須設置雙筋且立筋壁厚要逐次加厚。壓型鋼板以卷板為原料采用輥壓法在工廠預制完成,逐道輥壓一次成型,波紋形成后再經過沖孔、彎弧和鍍鋅等工序完成預制墻板,包裝后運往倉庫或現場進行安裝[ 3 ] 。進入21世紀,江蘇牧羊集團引進了美國裝配式鋼板筒倉全套技術及專用設備生產線,按照國外先進技術、設計軟件、制作標準,在消化和吸收的基礎上,進行了創(chuàng)新和發(fā)展,開始大批量生產、制作和安裝。鋼板筒倉的直徑最大可達32 m,倉容最大可達15 000 t (2003年由牧羊集團在山東三維油脂股份有限公司制造,直徑32 m,高度達32. 08 m,單倉倉容15 000 t) ,說明我國鋼板筒倉生產、制作、安裝已經達到了國際水平。
其優(yōu)點為自重輕、對基礎要求低;標準化程度高,可以在工廠預制生產; 裝配簡單,機動性強,可拆卸;壽命較長;倉容適用范圍大,造價較低。缺點是密封性略遜于螺旋鋼板筒倉,維護成本較高。
2. 3 焊接倉
焊接倉是采用鋼板對接焊制而成的倉,制作時要求上下、左右焊縫必須錯開。優(yōu)點是氣密性好、倉壁鋼板厚、強度高、儲糧高度較高、使用壽命長。缺點是費工費料、施工難度大、施工周期長。
3 鋼板筒倉的結構組成和儲糧特性
3. 1 結構組成
鋼板筒倉是由倉上建筑、倉頂、倉壁、倉底、倉下支撐結構及基礎6個部分組成的[ 4 ]
3. 2 儲糧特性
3.2.1 安全儲糧 多數人認為鋼板筒倉儲糧存在倉壁太薄、溫差大、結露等現象,會損壞大豆。但實踐證明只要注意控制進糧水分(一般不超過1215% ) ,增加其他有效措施,可以彌補薄壁倉的上述缺陷。
鋼板筒倉雖然倉壁薄,受外界影響溫差很大,容易結露,但大豆是很好的絕熱體,只有靠近倉壁40cm以內的糧溫變化明顯;鋼板筒倉吸熱快,散熱也快。倉內由于配備測溫裝置,在控制室就可以進行極為方便的檢測,一旦糧溫有變化,可根據變化情況進行處理。因此,在倉頂設排氣管道和安裝軸流風機是非常必要的;并應在倉底設機械通風裝置,鋪設通風管道;用離心風機通風是安全儲糧的有效措施;此外,還可用移動式冷卻通風裝置使糧食處于低溫(5～15 ℃)下保管。除通風外,清掃、篩選、分級、除塵以及管理上成熟和完善的辦法,例如倒倉、啟動倉內翻糧系統(tǒng)等,使大豆鋼板筒倉的安全儲糧有了可靠保障[ 5 ] 。
3.2.2 使用壽命 人們一般只考慮糧倉的物理壽命,而忽略了其技術壽命。自從引進新技術后,人們認識到糧倉使用周期應縮短,倉庫的壽命根據用途、地點和需要不同一般考慮20～50年,糧食鋼板筒倉工作壽命則不小于25年[ 4 ] 。螺栓裝配式鋼板筒倉具有拆遷方便的優(yōu)越性,適應糧倉變遷的要求。通過長期實踐證明,采用標準材料并對鋼板表面進行雙面鍍鋅熱處理或其他涂層處理,可滿足糧倉使用年限的要求。此外,將鍍鋅鋼板壓成波紋形狀,可大大增強其強度,牢固耐用。影響鋼板倉使用壽命的因素很多,而使用、維護的好壞是關鍵因素。我國1982年建造的第一批裝配式波紋鋼板筒倉,從目前的狀況分析,其使用壽命不止25年。
3.2.3 所用的材料 隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展,鋼材的產量、質量和品種等問題均能滿足建倉的要求。當前鋼板筒倉采用的原材料有黑鋼板、鍍鋅鋼板、鋁板、鋁- 鎳復合鋼板、涂塑鋼板、玻璃涂層板、搪瓷鋼板、不銹鋼板等。常見的主要是鍍鋅鋼板。
3.2.4 完善的配套設備及技術 鋼板筒倉除筒倉本體外還應有相應完善的配套設備及技術。例如機械設備、電器設備、自控系統(tǒng)、檢測裝置、監(jiān)控裝置和技術服務等。
機械設備包括:輸送裝卸機械,稱重機械,清理機械,通風機械,保管器械。在控制室里將各種控制信號集中在控制面板或電腦上,可直觀地顯示出設備的運行狀態(tài),操作簡單,快速安全,工作可靠,操作人員只需在控制室內操作,就可以管理整個筒倉,提高了效率。檢測裝置應配置齊全,常用的檢測裝置包括原糧品質快速化驗裝置、測溫裝置、料位裝置等。監(jiān)控裝置主要是設備安全運行裝置等。另外,應在管理上做好技術服務工作,高質量的服務讓用戶對糧食鋼板筒倉的使用無后顧之憂[ 6 ] 。
4 鋼板筒倉工藝布置
鋼板筒倉的平面及豎向布置應根據工藝、地形、工程地質及施工條件等,經技術經濟比較后確定。主要要求:筒倉的尺寸、平面組合形式應滿足使用、生產工藝和設備合理布置的要求;門窗的大小和位置應滿足出入方便、維修方便、疏散安全、通風與采光的要求;選型應使結構構件布置合理,施工方便,并有利于筒倉平面組合。鋼板筒倉倉群宜選用單排或多排行列式平面布置。鋼板筒倉平面組合形式有行列式和錯列式兩種。在特殊情況下,為了增加現有群倉的容量,允許采用錯列式。無論哪種倉型,在施工時都需要施工機具及操作必須的工作面,因此單倉之間應留有間距;另外鋼板筒倉群倉的單倉之間要滿足使用過程中維修通道要求,凈距不應小于500 mm。當鋼板筒倉采用獨立基礎時,間距應滿足基礎寬度的要求。落地式平地鋼板筒倉一般由中部地道出糧,需要用大型機械清倉設備入倉作業(yè)。清倉設備入倉時需要足夠的間隙或轉彎半徑。不同的設備入倉所需的空間距離不同,倉間凈距應滿足所采用的清倉設備操作要求。對有防雷要求的地區(qū),鋼板筒倉應考慮防雷措施。
5 結束語
鋼板筒倉以其土地利用率高,自動化程度高,建造容易、施工周期短,工藝配置靈活,易于管理等優(yōu)勢而日益成為糧食加工企業(yè)原糧暫存的首選倉型。隨著應用及研究的深入,相信對鋼板筒倉本身的技術特性將更加明晰,從而進一步為我國糧食加工業(yè)日常生產、糧食儲存安全提供有力的保障。
參考文獻
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[2]徐建偉.薄壁鋼板倉在糧食企業(yè)中的應用[J].糧食與飼料工業(yè)，2003(9):22-23.
[3]榮蘭蓀.筒倉發(fā)展現狀及展望[J].西部糧油科技，1998(6):9-15.
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[7]劉四麟.糧食工程設計手冊.鄭州：鄭州大學出版社，2002:11.
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[9]左青.豆類儲存?zhèn)}及附屬設施[J].廣州:中糧油脂有限公司，2010.06
[10] R.L.Wernli. AUV’S-The Maturity of the Technology. OCEANS’ 99 MTS/IEE Coference Proceedings.
[11] A.Tonge. Marlin. The UK Military UUV Programme-A Programme Overview. Proceedingsof the International UUV Conference, Newport,RI,2000,(4):31-38.
[12] J.Westwood. Future Prospects for AUVs. A Presentation to the Maridan ‘PING’ Symposium. Copenhagen,1999,9.
[13] http://mw.newmaker.com/art_21337.html.
畢業(yè)設計
文獻綜述
院（系）名稱
工學院機械系
專業(yè)名稱
機械設計制造及其自動化
學生姓名
指導教師
2012年 03 月 10 日
黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 25 頁
1緒論
1.1 我國糧食鋼板筒倉的應用發(fā)展概況
我國糧食鋼板筒倉技術的應用與發(fā)展起步較晚,大致經歷了4 個時期: 1979 ～1981年為應用嘗試期,主要作為糧食中轉和暫存的小型鋼板筒倉使用;1982～1984年為應用技術引進期,引進美國鍍鋅波紋板裝配式鋼板筒倉(簡稱裝配倉) ,屬于農用鋼板筒倉。之后輕工部門又引進了加拿大的商用糧食鋼板筒倉,主要作為原料倉或港口碼頭的中轉倉; 1983年開始至90年代初為應用技術消化、吸收、提升期,1983年我國引進了利浦技術和SM型專用卷倉設備,開始生產制作利浦式鋼板筒倉(簡稱螺旋倉) 。后又引進了國外裝配式鋼板筒倉的全套技術和生產線,在消化和吸收國外建造技術的基礎上,對鋼板筒倉建造技術進行了創(chuàng)新和發(fā)展; 1995 年后為發(fā)展期,我國鋼板筒倉的建造和應用取得了較大發(fā)展,開始大批量生產、制作、安裝鋼板筒倉,使鋼板筒倉在強度、性能、安全方面的可靠性有了一定的保證,并將其作為一種產品大量出口。我國糧食鋼板筒倉的建造和使用僅經歷了20多年時間,目前在糧食加工業(yè)被廣泛應用于儲存和運輸的各個環(huán)節(jié),成為“四散”儲糧的現代化標志之一。目前建造及引進的糧食鋼板筒倉大部分作為中轉倉、暫存?zhèn)}、原料倉、成品倉、儲備倉等使用[1]
1.2 鋼板筒倉的類型
1.2.1 糧食螺旋鋼板筒倉
1968年德國人利浦發(fā)明了用SM型專用設備建造螺旋鋼板筒倉(簡稱利浦倉,也叫螺旋倉) 。1969年在德國建成第一個螺旋鋼板筒倉。我國于1985年4月建成了國內第一個螺旋鋼板筒倉[ 2 ] 。目前,螺旋鋼板筒倉直徑可以在3～25 m之間選擇,高徑比最大可達5. 75,直筒高度最大可達31. 5 m,倉容最大可達6 000 t。施工時將495 mm寬的卷板由開卷機送入成型機軋制成所需的幾何形狀,再通過彎折機折彎、咬口(5層) ,圍繞著筒倉外側形成30～40 mm寬的連續(xù)環(huán)繞的螺旋凸條,在結構上起到加強筒倉強度的作用。
其優(yōu)點為自重輕、強度高、壽命長、工期短、費用低、氣密性好、用途廣泛、適應性強、用料廣泛。缺點為受倉容限制(目前直徑不超過25 m,倉容不超過6 000 t) ,不可拆卸。
1.2.2 螺栓裝配式鍍鋅波紋板鋼板筒倉
1982年3月黑龍江省洪河農場引進美國理德公司螺栓裝配式鍍鋅波紋板鋼板筒倉,國內的慶安、迎春、齊齊哈爾等鋼板筒倉公司迅速消化吸收并開發(fā)出我國第一批螺栓裝配式波紋鋼板筒倉。裝配式鋼板筒倉的墻體主要由壓型鋼板和Z型鋼立筋組成,小倉、矮倉可以不設立筋或只設單筋(每塊墻板對應1根立筋) ,大倉、高倉必須設置雙筋且立筋壁厚要逐次加厚。壓型鋼板以卷板為原料采用輥壓法在工廠預制完成,逐道輥壓一次成型,波紋形成后再經過沖孔、彎弧和鍍鋅等工序完成預制墻板,包裝后運往倉庫或現場進行安裝[ 3 ] 。進入21世紀,江蘇牧羊集團引進了美國裝配式鋼板筒倉全套技術及專用設備生產線,按照國外先進技術、設計軟件、制作標準,在消化和吸收的基礎上,進行了創(chuàng)新和發(fā)展,開始大批量生產、制作和安裝。鋼板筒倉的直徑最大可達32 m,倉容最大可達15 000 t (2003年由牧羊集團在山東三維油脂股份有限公司制造,直徑32 m,高度達32. 08 m,單倉倉容15 000 t) ,說明我國鋼板筒倉生產、制作、安裝已經達到了國際水平。
其優(yōu)點為自重輕、對基礎要求低;標準化程度高,可以在工廠預制生產; 裝配簡單,機動性強,可拆卸;壽命較長;倉容適用范圍大,造價較低。缺點是密封性略遜于螺旋鋼板筒倉,維護成本較高。
1.2.3 焊接倉
焊接倉是采用鋼板對接焊制而成的倉,制作時要求上下、左右焊縫必須錯開。優(yōu)點是氣密性好、倉壁鋼板厚、強度高、儲糧高度較高、使用壽命長。缺點是費工費料、施工難度大、施工周期長。
1.3 鋼板筒倉的結構組成和儲糧特性
1.3.1 結構組成
鋼板筒倉是由倉上建筑、倉頂、倉壁、倉底、倉下支撐結構及基礎6個部分組成的[ 4 ]
1.3.2 儲糧特性
多數人認為鋼板筒倉儲糧存在倉壁太薄、溫差大、結露等現象,會損壞大豆。但實踐證明只要注意控制進糧水分(一般不超過1215% ) ,增加其他有效措施,可以彌補薄壁倉的上述缺陷。
鋼板筒倉雖然倉壁薄,受外界影響溫差很大,容易結露,但大豆是很好的絕熱體,只有靠近倉壁40cm以內的糧溫變化明顯;鋼板筒倉吸熱快,散熱也快。倉內由于配備測溫裝置,在控制室就可以進行極為方便的檢測,一旦糧溫有變化,可根據變化情況進行處理。因此,在倉頂設排氣管道和安裝軸流風機是非常必要的;并應在倉底設機械通風裝置,鋪設通風管道;用離心風機通風是安全儲糧的有效措施;此外,還可用移動式冷卻通風裝置使糧食處于低溫(5～15 ℃)下保管。除通風外,清掃、篩選、分級、除塵以及管理上成熟和完善的辦法,例如倒倉、啟動倉內翻糧系統(tǒng)等,使大豆鋼板筒倉的安全儲糧有了可靠保障[ 5 ] 。
1.4 鋼板筒倉的使用壽命
人們一般只考慮糧倉的物理壽命,而忽略了其技術壽命。自從引進新技術后,人們認識到糧倉使用周期應縮短,倉庫的壽命根據用途、地點和需要不同一般考慮20～50年,糧食鋼板筒倉工作壽命則不小于25年[ 4 ] 。螺栓裝配式鋼板筒倉具有拆遷方便的優(yōu)越性,適應糧倉變遷的要求。通過長期實踐證明,采用標準材料并對鋼板表面進行雙面鍍鋅熱處理或其他涂層處理,可滿足糧倉使用年限的要求。此外,將鍍鋅鋼板壓成波紋形狀,可大大增強其強度,牢固耐用。影響鋼板倉使用壽命的因素很多,而使用、維護的好壞是關鍵因素。我國1982年建造的第一批裝配式波紋鋼板筒倉,從目前的狀況分析,其使用壽命不止25年。
1.5 鋼板筒倉所用的材料
隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展,鋼材的產量、質量和品種等問題均能滿足建倉的要求。當前鋼板筒倉采用的原材料有黑鋼板、鍍鋅鋼板、鋁板、鋁- 鎳復合鋼板、涂塑鋼板、玻璃涂層板、搪瓷鋼板、不銹鋼板等。常見的主要是鍍鋅鋼板。
1.6 鋼板筒倉完善的技術
鋼板筒倉除筒倉本體外還應有相應完善的配套設備及技術。例如機械設備、電器設備、自控系統(tǒng)、檢測裝置、監(jiān)控裝置和技術服務等。
機械設備包括:輸送裝卸機械,稱重機械,清理機械,通風機械,保管器械。在控制室里將各種控制信號集中在控制面板或電腦上,可直觀地顯示出設備的運行狀態(tài),操作簡單,快速安全,工作可靠,操作人員只需在控制室內操作,就可以管理整個筒倉,提高了效率。檢測裝置應配置齊全,常用的檢測裝置包括原糧品質快速化驗裝置、測溫裝置、料位裝置等。監(jiān)控裝置主要是設備安全運行裝置等。另外,應在管理上做好技術服務工作,高質量的服務讓用戶對糧食鋼板筒倉的使用無后顧之憂[ 6 ] 。
1.7 鋼板筒倉工藝布置及配套工藝設備
鋼板筒倉的平面及豎向布置應根據工藝、地形、工程地質及施工條件等,經技術經濟比較后確定。主要要求:筒倉的尺寸、平面組合形式應滿足使用、生產工藝和設備合理布置的要求;門窗的大小和位置應滿足出入方便、維修方便、疏散安全、通風與采光的要求;選型應使結構構件布置合理,施工方便,并有利于筒倉平面組合。鋼板筒倉倉群宜選用單排或多排行列式平面布置。鋼板筒倉平面組合形式有行列式和錯列式兩種。在特殊情況下,為了增加現有群倉的容量,允許采用錯列式。無論哪種倉型,在施工時都需要施工機具及操作必須的工作面,因此單倉之間應留有間距;另外鋼板筒倉群倉的單倉之間要滿足使用過程中維修通道要求,凈距不應小于500 mm。當鋼板筒倉采用獨立基礎時,間距應滿足基礎寬度的要求。落地式平地鋼板筒倉一般由中部地道出糧,需要用大型機械清倉設備入倉作業(yè)。清倉設備入倉時需要足夠的間隙或轉彎半徑。不同的設備入倉所需的空間距離不同,倉間凈距應滿足所采用的清倉設備操作要求。對有防雷要求的地區(qū),鋼板筒倉應考慮防雷措施。
1.8 鋼板筒倉的優(yōu)點
鋼板筒倉以其土地利用率高,自動化程度高,建造容易、施工周期短,工藝配置靈活,易于管理等優(yōu)勢而日益成為糧食加工企業(yè)原糧暫存的首選倉型。隨著應用及研究的深入,相信對鋼板筒倉本身的技術特性將更加明晰,從而進一步為我國糧食加工業(yè)日常生產、糧食儲存安全提供有力的保障。
2筒倉成型機的工藝設計
如下圖所示為筒倉成型機設備
2.1 幾何尺寸
板厚s=4mm 板寬L=510mm
2.2 工藝過程
該設備是彎曲成型機，將材料彎曲并初步成型，同時把材料材料彎成筒倉直徑所要求的弧度，考慮到彎曲變形形狀復雜、不對稱性及整體性，復合模一次成型很難達到要求，即使能一部成型，但成本較高等因素，所以我們采用滾壓式、分部成型法。要加工出如圖下所示的形狀。需要六步成型及六個工序。
工序號
圖示
工序內容
工序一
下料
厚s=4m寬L=510mm
工序二
將鋼板的上部和中下部彎折成45°
工序三
將鋼板上部在工序一的基礎上再彎折45°達到90
工序四
將鋼板中下部在工序一的基礎上再彎折45°達到90°
工序五
工序三的基礎上將鋼板上部水平部分繞其中點再彎折 90°
工序六
在工序三的基礎上將鋼板下部垂直段繞中點再彎折90°
3彎曲力計算
該說明書涉及的計算為筒倉成型機第一部分，所完成的工序為工序三
板料折彎力計算公式：
(=235N/mm2) K≈1.4
F-彎折力 （KN）
S-板厚 （mm） S=4mm
L-板寬 （m） L=510mm=0.51m
V-下模模寬 （mm）
則 F≈6.0KN
工作機的工作阻力大于折彎力取F=6.0KN
常敏感，下止點位置的微小變化將引起校正彎曲力的急劇變化。同時，板料厚度的波動和校正力也有很大的關系。所以，為保險起見，可取壓力機的壓力為F壓力應大于或等于(1.5~2)F總。
取F=30KN
4電動機的選擇與計算
4.1 電動機的類型選擇
選擇電動機的類型主要根據工作機械的工作載荷特性，有無沖擊過載情況，調速范圍，起動制動的頻繁程度以及電網供電情況等。
對恒轉矩負載特性的機械，應選用機械特性為硬特性的電動機；對恒功率負載特性的機械，應選用變速直流電動機或帶機械變速的交流異步電動機。常用的是三相異步電動機。
4.2 電動機功率的選擇
4.2.1 工作機所需要功率的計算
PW=FV/1000ηw
試中F=30KN，根據實際生產條件，選取成型設備線速度為3m/min，工作效率ηW=η大鏈輪η軸承。
η大鏈輪=0.96 η軸承=0.99 代入上式得=0.95
工作需要的功率：
1.57KW
4.2.2 確定電動機的額定功率
電動機所需功率Pd按下式計算Pd=Pw/η總
減速器的傳動效率（?。│?=90%.
小鏈輪傳動效率 η2=95%
鏈傳動的效率 η3=97%
η總= η1 η2 η3=82%
電動機所需的功率：
所以確定電動機額定功率Pm（KW），查機械設計課程設計手冊表12-1，取Pm=2.2KW。
4.2.3 確定電動機的轉速
同一功率的電動機通常有幾種轉速可供選擇，電動機轉速越高磁極越少，尺寸重量越小，價格也越低；但傳動裝置的總傳動比要增大，傳動級數增大，尺寸及重量增大，從而使成本增加。低轉速電動機則相反。
根據實際生產條件，選取成型設備線速度為3m/min。
主動軸的轉速為
ηw=60x1000xVw/Πx90=63.68r/min
根據機械設計手冊表1-8推薦的各類比的取值范圍，取聯(lián)軸器的傳動比i聯(lián)軸器=3~4，鏈的傳動比i鏈=2~6，齒輪的傳動比i齒輪=3~5，所以傳動裝置的總傳動比i總=18~120，故電動機的轉速可取范圍為
ηm=i總Xηw=（18~120）x63.89=1150.02~7666.8r/min
符合要求的同步轉速有1500r/min,3000r/min兩種。
由于該剛材料是Q235，在生產以及運用中會有所改變，因此實際選取的電動機的額定功率要大于計算功率。電動機根據動力源和工作條件，選用Y系列三相異步電動機1500r/min。
查機械設計手冊所以選擇電動機的額定功率為2.2Kw
電動機的型號為 Y100L1—4
實際功率為2.2Kw ,滿載轉速1430r/min ，額定轉矩為2.2，效率為82%
5傳動裝置的功率參數計算
鏈傳動是一種撓性傳動，由鏈輪條和鏈輪(小鏈輪和大鏈輪)組成。通過鏈輪與鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。與摩擦型帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和整體打滑現象，因而能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高；又因鏈條不用像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向力較小，鏈條采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動的整體尺寸較小，結構較為緊湊。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造安裝要求精度要求較低，成本也低，對中心距的要求不高。
根據實際生產條件，選取成型設備線速度為3m/min
則 V=ωR （R=80mm） 即 ω=37.5rad/s
n=2πω=235.5r/min
所以 設計主動軸1轉速為235.5r/min
為了符合各種傳動形式的工作特點和結構經湊，必須使各級傳動比都在各自的合理范圍內，且使各自的傳動件尺寸協(xié)調合理勻稱，傳動裝置總體尺寸緊湊，質量最小。
所以綜上所述設計雙鏈輪傳動比為3
則小鏈輪主軸轉速為V=235.5X3=705r/min
因為電動機的轉速為1430r/min
所以 設計減速器的減速比為i=1430/705=2.02
由 推出
鏈輪材料選用45鋼，由雙鏈輪的設計傳動比為3。
設計小鏈輪：z=10，p=12.7 大鏈輪：z=30，p=12.7。
6軸的設計和計算
6.1 軸的結構設計
為便于軸上零件的安裝，把軸設計成階梯軸，后端軸的直徑大于前端軸的直徑，從動軸的具體設計如下
軸端1安裝上滾壓凸模，用鍵周向固定
軸端2高于軸端1形成軸肩，用來安裝齒輪
軸端3高于軸端2，方便安裝軸承
軸端4高于軸端3，方便安裝墊圈
軸端6高于軸端5形成軸環(huán)，用來定位齒輪
圖5傳動軸結構簡圖
軸為臺階軸,擬定軸上端蓋、軸承、齒輪、螺紋、退刀槽、螺紋孔。根據這些零件以及配合尺寸以及軸上所有零件的定位和固定的要求， 逐步確定各段的直徑和長度，軸的草圖如圖5所示
軸上零件與軸的同向固定均用平鍵聯(lián)接，軸承與軸的配合采用過渡配合。
6.2 確定各軸段的尺寸
6.2.1 軸的直徑計算
(1) 軸的材料選用45鋼，調質處理。
由公式:
取=（110～120）
=(110～120)×
=44.5～46.5mm 取d=45mm
因為鍵槽和螺釘孔對軸的強度影響：
① 鍵槽對軸強度影響
所以d1=45.0×(1+5%)=47.3mm 選擇48mm
② 螺釘孔和螺釘對軸的強度影響
所以d1=58mm
最終選擇d1=58mm
6.2.2 各軸端直徑
軸端2的直徑到d2應在d1的基礎之上加上定位軸肩高度。這里取軸肩高度為1mm，考慮到軸端安裝密封圈，故直徑d2的選擇應符合密封圈的標準，取d2=60mm
軸端3的直徑d3應在d2的基礎之上加上兩倍的定位軸肩高度，但因該軸端應安裝滾動軸承，故直徑的要與滾動軸承內徑相符合。這里取d3=70mm
軸端4的直徑d4=d3+h34,h34是定位軸環(huán)的高度，取h34=3mm，即d4=70+2x3=76mm
軸端5上安裝密封墊圈，為方便安裝密封墊圈，取d5=66mm
軸端6的直徑d6應根據所用的軸承類型及型號查軸承標準取得，選用該段用6208軸承，查機械設計手冊取d6=80mm
6.2.3 各軸段的長度
各軸段的長度如圖紙所示。
6.3 軸的強度校核
已知T=10.4N/m =20°d=90mm F1=F2=F=3.88KN=3880N。軸的材料為45鋼，調質處理，查得=700Mpa。
軸的受力如圖6所示。
由《機械設計》式10-3
圓周力為：
圖6傳動軸受力圖
徑向力為：
法向載荷為：
水平受力如圖7(上）所示：
圖7水平受力圖和水平彎矩圖
水平彎矩：
水平彎矩如圖7(下）所示。
由靜力平衡方程求得：
垂直受力如圖8(上）：
垂直彎矩為:
垂直彎矩圖如圖8（下）所示。
圖8垂直受力圖和垂直彎矩圖
合成彎曲為：
合成彎矩如圖9所示。
已知軸的材料為45鋼（調質），=700Mpa
查表得：
[]=65Mpa =110Μpa
由合成彎矩圖可知，受載荷最大的面在軸承中間平面處，
則
圖9合成彎矩圖
求得：
=21.5Mpa
即端面強度滿足要求，所以軸的結構設計符合要。
7齒輪的設計
由于主、從軸的傳動比是1：1，且要求高傳動精度和力，因此選用直齒、較大模數的齒輪材料選用45鋼。
7.1 齒輪傳動比的選擇
由于主、從軸的傳動比是1：1，且要求高傳動精度和力，因此選用直齒、較大模數的圓柱齒輪,選用7級精度(GB 10095-88),材料選用45鋼(調質)，硬度為240HBS。
7.2 齒面強度計算
由計算公式(機械原理10-9a)進行試算，即
確定公式內的各計算數值
①試選載荷系數K=1.3
②計算齒輪的轉矩:
③ 由表10-7選取=1。
④ 由表10-6查得材料的彈性影響系數。
⑤ 取接觸疲勞壽命系數KHN=0.9.
⑥ 計算疲勞許用應力。
取失效概率為1%，安全系數S=1，由式
所以軸的直徑：
取分度圓直徑d1：
計算圓周速度：
7.3 齒輪的參數
模數
齒頂高
齒根高
齒全高
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
基圓直徑
齒輪孔徑D=70mm
7.4 齒輪的校核
因為所選齒輪為標準齒輪
由于所選齒輪材料相同，所選比例為1:1，所以
兩齒輪的值分別小于許用接觸應力值，故安全。
8上滾壓凸模設計
此零件主要是對鍵槽和鍵的設計，根據58的軸選用鍵16*11（GB/T1096-2003）鍵槽公差按H7
9鍵的選擇及校核
9.1 鍵的選擇
鍵是一種標準零件，通常用來實現軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉矩，還能實現軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導向。常用的鍵連接類型有：平鍵連接、半圓鍵連接、鍥鍵連接、切向鍵連接。平鍵的兩側是工作平面，工作時靠鍵同鍵槽側面的擠壓來傳遞轉矩。鍵的上表面和輪轂的鍵底面間的則留有間隙，平鍵具有結構簡單、裝拆方便，對中性較好等特點。半圓鍵連接工作時靠側面來傳遞轉矩，優(yōu)點是工藝性較好，裝配方便，缺點是軸上鍵槽太深，對軸的強度削弱較大。鍥鍵連接鍵鍥緊后，軸和輪轂的配合產生偏斜和偏心。切向鍵連接工作時靠工作面上的擠壓力和軸與輪轂間的摩擦力來傳遞轉矩，一個切向鍵只能單向傳遞，雙向傳遞時必須用兩個。綜上選擇平鍵連接,牌號分別為平鍵20×12×65，平鍵22×14×100，平鍵18×11×70。
9.2 校核鍵連接的強度
鍵和軸的材料都是鋼查機械設計查得許用擠壓力[p]=100～200Mpa,取平均值[p]=110Mpa 鍵的工作長度=65-20=45mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度K=0.5h=6mm，軸的直徑d=70mm。
由公式：
經校核鍵的強度能達到要求。
10軸承的設計
滾動軸承是現代機器中廣泛應用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉動零件的。按照標準選牌號分別為6011 6415 6417 6418。
軸承壽命計算
根據公式
已知n=37.5r/min p=3.88KN 查表得C=25.5KN
所以軸承的壽命：
11結構設計
筒倉設備成型機主要有輔助裝置、送料裝置、彎曲機組和電氣控制系統(tǒng)等四部分組成。
其中，輔助裝置是由鋼焊接而成，主要材料包括鍛鋼、鋼管和鋼板。對成型機起固定和支撐作用。
送料裝置是將鋼板準確、勻速地送進彎曲機組。
彎曲機組共有五個部分組成。每一部分都將鋼板彎曲一定的角度（具體角度和形狀見工藝過程），為了滿足滾壓輪勻速滾壓，傳動系統(tǒng)我們選用加工精度和傳動精度比較高的齒輪、雙鏈輪，原動力選用Y型三相異步電動機，并經減速機減速。當然，可視鋼板厚度和加工情況選擇不同的加工速度。
電氣控制系統(tǒng)要求除有基本的啟停、緊急停機控制外，還可以隨鋼板厚度和現場情況的需要調節(jié)不同的加工速度。
結 論
畢業(yè)業(yè)設計是我們走向未來重要的一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設計。其間，查找資料，老師指導，與同學交流，反復修改圖紙，每一個過程都是對自己所學知識的一次檢驗和運用。通過這次實踐，我了解了筒倉成型機的用途及工作原理，熟悉了成型機的設計步驟，鍛煉了設計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設計能力。此次畢業(yè)設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設計收獲很多，比如學會了查找相關資料相關標準，分析數據，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經驗公式的獲得是前人不懈努力的結果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善?！ ?
21世紀機械制造業(yè)的重要性表現在它的全球化，網絡化，虛擬化，智能化以及環(huán)保協(xié)調的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算，分析等腦力勞動中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，它使生產系統(tǒng)具有更完善的判斷力與適應能力。當然這一切還需要我們大家進一步的努力。
實踐，是一面很亮的鏡子，能夠通過它看出我們自身的缺點，能夠通過它查找出自身缺乏的知識。通過這次設計，我明顯感覺到“書到用時方恨少”。在以后的生活中我會不斷地學習充實自己。
致 謝
本學期是我在學校求學的最后的一個學期，也是完成我畢業(yè)設計的時間表，在這最后一個學期里面，我學到了很多知識，其中有很多是很好使用價值的，這在以后的工作中有很大幫助，在此我對我的指導老師康紅偉老師的辛勤教誨表示衷心的感謝，感謝他對我設計的關心和幫助。本次畢業(yè)設計是我大學四年所學知識做的一次總測驗，是鍛煉也是檢驗自己四年所學知識和掌握,運用知識的能力，是我們高校畢業(yè)生最后的學習環(huán)節(jié)，也是學到最多實際知識的時候。通過這次設計，我學到了許多原來未曾能學到的知識，對過去沒有掌握的知識得到了更進一步的鞏固。獨立思考，綜合運用所掌握理論知識的能力得到很大的提高，學會了從生產實際出發(fā)，針對實際課題解決實際問題，掌握了綜合使用各種設計手冊、圖冊、資料的方法，也是參加我即將參加工作所做的準備，打下基礎，更是我們四年機械設計制造及其自動化知識的一次綜合。在此對我給予幫助的老師和同學表示衷心的感謝！
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