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學(xué)校代碼：
序 號(hào)：
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(hào)：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
年 級(jí)：
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(chǎng)需求的變化，近年來(lái)我國(guó)的磨粉機(jī)層出不窮。專用的食品加工用的磨粉機(jī)從無(wú)到有、從少到多有了長(zhǎng)足的發(fā)展?，F(xiàn)今市場(chǎng)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(rùn)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(guò)我的現(xiàn)場(chǎng)的了解和對(duì)市場(chǎng)上各種磨粉機(jī)的探究，市場(chǎng)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(méi)有一種是中型磨粉機(jī)。這對(duì)需要中小型磨粉機(jī)的用戶來(lái)說(shuō)，沒(méi)有合適的產(chǎn)品供其選擇。在這里我針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)磨盤的轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì) 7
4主要部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 8
4.1磨片直徑的確定 8
4.2磨片的強(qiáng)度 8
4.3動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生不平衡力的計(jì)算 9
4.4螺旋推進(jìn)桿器的設(shè)計(jì)計(jì)算 9
4.5螺旋面型的選擇 10
4.6螺旋推進(jìn)桿的設(shè)計(jì) 10
4.7螺旋角的設(shè)計(jì) 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(dòng)機(jī)功率的確定 12
5磨粉系統(tǒng) 12
5.1磨片的設(shè)計(jì) 12
5.2螺旋推進(jìn)器的設(shè)計(jì) 13
6傳動(dòng)系統(tǒng) 14
6.1軸的設(shè)計(jì) 14
6.2鍵的選擇與強(qiáng)度計(jì)算 15
6.3V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 15
7粉粒大小的控制 17
8零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
9多功能干濕磨粉機(jī)使用說(shuō)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(jiàn)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(dòng)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(dòng)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(gè)系統(tǒng)加工技術(shù)，是針對(duì)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。現(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(jí)技術(shù)相連。
人們對(duì)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(duì)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(shí)，物料的性質(zhì)會(huì)發(fā)生顯著的影響，如碳酸鈣。一般性粉碎對(duì)其在人體內(nèi)的利用沒(méi)有多少影響。但當(dāng)將其粒度減小至400目以上時(shí)，其在人體的吸收利用率會(huì)大大提高。因此現(xiàn)代食品粉碎技術(shù)的研究包括兩個(gè)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(guò)改變物料尺寸來(lái)改變物料的生物特性。
在這次設(shè)計(jì)中我所設(shè)計(jì)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(gè)磨盤的轉(zhuǎn)動(dòng)將物料研磨用剪切粉。采用單相高速電機(jī)作為動(dòng)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?jī)蓧K布滿齒槽的鋼磨對(duì)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(jiǎn)便、省電安全、無(wú)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(duì)物料進(jìn)行沖擊破碎。其過(guò)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(dòng)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(guò)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(jiǎn)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(guò)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(shí)磨損更快；當(dāng)被碎料的含水量超過(guò)?!"#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(gè)速度相同，彼此平行而相對(duì)向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)?，通過(guò)四個(gè)重型滾動(dòng)軸承安裝在一個(gè)機(jī)架上，其中一個(gè)是固定輥，另一個(gè)是由油缸施加較大壓力的活動(dòng)輥，活動(dòng)輥的軸承在機(jī)架上可以前后移動(dòng)，機(jī)架由縱梁和橫梁組成，它是由鑄鋼件通過(guò)螺栓連接而成的。液壓缸使活動(dòng)輥以一定壓力向固定輥靠近，如壓力過(guò)大，則液壓油排至蓄能器，使活動(dòng)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(dòng)輥的軸承座底部襯有聚四氟乙烯。為了保護(hù)輥?zhàn)樱谳佔(zhàn)拥谋砻娑押敢粚幽湍ゲ牧?。輥壓機(jī)工作時(shí)，當(dāng)活動(dòng)輥被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，松散的物料由上方喂入兩輥的間隙中，并向下運(yùn)動(dòng)，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(shí)，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(shí)開(kāi)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(gè)料層或一個(gè)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(kāi)。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(tái)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(duì)于小型磨粉機(jī)來(lái)說(shuō)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(shí)完成微粒分選加工工序。在刀片切割粉碎過(guò)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(shí)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(jí)室，由于分級(jí)轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，粒子既受到分級(jí)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(shí)，既分級(jí)徑上的粗粒子返回粉碎室繼續(xù)粉碎分級(jí)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(dòng)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(wú)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(wú)法進(jìn)行濕磨，這對(duì)于中小型磨粉機(jī)來(lái)說(shuō)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(dòng)、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(shí),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(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)
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(gè)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(dòng)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(guò)程中，物料要經(jīng)過(guò)由調(diào)量扳7構(gòu)成的一個(gè)用來(lái)調(diào)節(jié)落料大小的落料口。這樣通過(guò)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(huì)被剪切一次，然后才能被推到兩磨片之間。磨片有動(dòng)磨片4和靜磨片5。動(dòng)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(dòng)磨片與螺旋推進(jìn)器一起轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就形成了動(dòng)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(guò)漏口流出磨粉機(jī)。兩磨片的間隙是通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿2和彈簧12來(lái)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)必須在動(dòng)磨片靜止時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以防安全事故。
傳動(dòng)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(dòng)源是電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)經(jīng)用過(guò)V型帶把轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給磨粉機(jī)的V帶輪8。在鍵的作用下V帶輪8帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)軸9就帶動(dòng)螺旋推進(jìn)器3轉(zhuǎn)動(dòng)。軸動(dòng)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(jì)與計(jì)算
4.1磨片直徑的確定
經(jīng)過(guò)對(duì)生產(chǎn)加工現(xiàn)場(chǎng)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(guò)高，磨出的粉溫度過(guò)高，粉的質(zhì)量不好。速度過(guò)低，磨粉的效率低。磨片直徑計(jì)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(gè)斜度。認(rèn)為是直的圓盤來(lái)計(jì)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(jì)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(gè)式子中得
=37.75Mpa
=55.46Mpa
以上計(jì)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(zhǎng)、短兩面種齒。所以再將計(jì)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(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生不平衡力的計(jì)算
根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)件尺寸b/D=0.05<0.2（b為動(dòng)盤片的寬度）和轉(zhuǎn)速1200 r/min，查手冊(cè)得
轉(zhuǎn)動(dòng)件的平衡精度等級(jí)取 G=6.3
校正平面許用偏心距 e=0.047 mm
平衡力計(jì)算公式
(4)
式中 M=1040g為動(dòng)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(jì)計(jì)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(jiǎn)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(guò)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(gè)過(guò)程。所以很合適用來(lái)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(shí)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(guò)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(shí)為能更好地適應(yīng)磨粉機(jī)物料的輸送，對(duì)螺旋面進(jìn)行一定的修改，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6。
圖6螺旋面
4.6螺旋推進(jìn)桿的設(shè)計(jì)
根據(jù)電動(dòng)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(jì)
螺旋推進(jìn)桿工作時(shí)，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(jì)摩擦力時(shí)，輸送物料沿葉片的法線方向運(yùn)動(dòng)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(dòng)速度,mm/s
vo——形成線沿螺旋軸線移動(dòng)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(shí),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(dòng)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(shí)輸送物沿軸線方向的速度為
(7)
式中 vz——輸送物料軸向移動(dòng)速度,mm/s
從式(7)看出,當(dāng)1 －f·tanα>0時(shí),才能保證物料沿螺旋推進(jìn)器軸線方向移動(dòng)(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(shí),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(dòng)。
查手冊(cè)知[3],物料顆粒對(duì)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(jì)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(cè)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(cè)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(cè)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(dòng)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(shí)各點(diǎn)的速度不同,難以定出一個(gè)合理的計(jì)算公式,所以,本設(shè)計(jì)采用試驗(yàn)方法確定電機(jī)功率。試驗(yàn)測(cè)定計(jì)算公式如下
(12)
查手冊(cè)得可知在水平輸送過(guò)程中：Kf==1.0。
所以N=Q。電動(dòng)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(cè)可選JY7124單相電動(dòng)機(jī)(額定功率為1.4 kW),當(dāng)喂料量在8~12 kg/h時(shí),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(guò)插板控制。
5磨粉系統(tǒng)
5.1磨片的設(shè)計(jì)
磨片一共有兩個(gè)。一個(gè)是動(dòng)磨片，一個(gè)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(dòng)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(jì)其傾斜角度為5度。設(shè)計(jì)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(jì)
螺旋推進(jìn)器的另一個(gè)組成部分一個(gè)固定圓盤。其作用就是固定動(dòng)磨片，并帶動(dòng)磨片高速轉(zhuǎn)動(dòng)。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(dòng)，而且也要能軸向移動(dòng)，用來(lái)調(diào)整動(dòng)、靜盤的間隙。所以送料推進(jìn)器不但要帶動(dòng)盤片高速轉(zhuǎn)動(dòng)，而且要有能輕松的軸向移動(dòng)。這樣就要求送料推進(jìn)器與轉(zhuǎn)動(dòng)軸要采用活動(dòng)連接?；顒?dòng)聯(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(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，把送料推進(jìn)器的螺旋送料軸內(nèi)做一個(gè)方形槽，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端也做成相應(yīng)的形狀。如下圖10所示。
圖10轉(zhuǎn)動(dòng)軸與螺旋推進(jìn)器的連接
6傳動(dòng)系統(tǒng)
6.1軸的設(shè)計(jì)
磨粉機(jī)在工作時(shí)的力主要來(lái)自于螺旋推進(jìn)器。而這一部分力又會(huì)加載在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸又有來(lái)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(shí)螺旋推進(jìn)器處于平衡狀態(tài)，所以加載在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸向力為0。即
F1+F2=0
螺旋推進(jìn)器加載在轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸產(chǎn)生一個(gè)彎矩M1和一個(gè)扭矩M2。
初步選擇35號(hào)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(dòng)軸
軸所受的扭矩：M2=9.55×106×=9.55×106×=1146N·mm (15)
對(duì)于磨粉機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的軸的扭矩來(lái)說(shuō)，軸的彎矩幾乎可以忽略不計(jì)，所以只要計(jì)算校核軸的扭矩，不計(jì)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(gè)鍵槽，所以取d=21mm
Mpa (16)
查手冊(cè)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(jì)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(cè)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(cè)中鍵的長(zhǎng)度系列，由帶輪的輪轂寬度B=30，選擇鍵的長(zhǎng)度L=26
鍵的工作長(zhǎng)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(zhǎng)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(dòng)設(shè)計(jì)
(1) 計(jì)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(jì)手冊(cè)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(jì)手冊(cè)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(zhǎng)和中心距a
初步選取中心距a=650mm，所以帶長(zhǎng)
(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(zhǎng)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(dòng)比
查V帶設(shè)計(jì)手冊(cè)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(gè)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(lái)適應(yīng)加工要求。根據(jù)使用要求設(shè)計(jì)兩個(gè)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(dòng)控制?？刂莆恢脼闄C(jī)殼的外面，手動(dòng)調(diào)整間隙時(shí)必須在停機(jī)時(shí)進(jìn)行。由上圖14可以看到。螺旋推桿帶動(dòng)磨片一起轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jì)
零件的結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖。
9多功能干濕磨粉機(jī)使用說(shuō)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(shí)，配上1.4—1.5KW的單相電動(dòng)機(jī)便可使用，這里建意用JY7124電動(dòng)機(jī)。對(duì)缺乏動(dòng)力電源的地區(qū)，只需配上與電動(dòng)機(jī)功率相對(duì)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(dòng)力
外形尺寸
長(zhǎng)×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(dòng)機(jī)應(yīng)符合本機(jī)要求。電動(dòng)機(jī)主軸與磨粉機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離為691mm。電動(dòng)機(jī)應(yīng)有可靠接地，電動(dòng)機(jī)外殼、電纜線應(yīng)有防水措施。但電動(dòng)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(dòng)力，則用戶必須安裝配套的皮帶罩，罩住轉(zhuǎn)動(dòng)部件，以免傷人。并應(yīng)有防燃、防食品污染的措施。
（3） 請(qǐng)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(dòng)、工作、調(diào)節(jié)四個(gè)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(dòng)部份：由電動(dòng)機(jī)通過(guò)V帶帶動(dòng)機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
（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(gè)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(lái)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(dòng)機(jī)緊固在機(jī)架相對(duì)應(yīng)的位置上，用A型三角皮帶連接磨粉機(jī)與電動(dòng)機(jī)的V帶輪，并用手轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶輪，檢查其張緊程度，太松和太緊時(shí)調(diào)整電動(dòng)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(gòu)磨粉機(jī)接通電源后，最好先任其自由轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，應(yīng)邊下料邊加水，謹(jǐn)防斷水。干磨時(shí)請(qǐng)勿加水。
（6） 在開(kāi)機(jī)前不能將調(diào)量扳打開(kāi)，避免過(guò)時(shí)進(jìn)料以增加電機(jī)的負(fù)荷，應(yīng)開(kāi)機(jī)后逐漸增加進(jìn)料，直到適當(dāng)穩(wěn)定為止。如遇過(guò)載造成的停機(jī)應(yīng)立即切斷電源，以防燒壞電動(dòng)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(dòng)軸裝有二只軸承，均需定時(shí)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(jiàn)故障及排除方法
常見(jiàn)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(shí)可以用韌性塑料片墊入
粉溫過(guò)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(shí)翻面或更新磨片
滾動(dòng)軸承發(fā)熱
潤(rùn)滑黃油已用完
必須及時(shí)添加黃油
機(jī)身漏電
場(chǎng)地潮濕，無(wú)接地裝置
更換氣流暢通場(chǎng)所，裝上接地裝置
10總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是整個(gè)教學(xué)進(jìn)程中最后的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合應(yīng)用，同時(shí)也能讓我們更好地鞏固專業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力和對(duì)今天后的工作當(dāng)中提供一個(gè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。所以我對(duì)這次設(shè)計(jì)非常的重視，認(rèn)真的做好設(shè)計(jì)的每一個(gè)步驟。
在這次多功能干濕磨粉機(jī)的設(shè)計(jì)中，從查找資料開(kāi)始到設(shè)計(jì)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(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。我對(duì)自己的所設(shè)計(jì)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(shí)有磨擦，對(duì)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(gè)問(wèn)題時(shí)，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(shí)，也很感謝張廬陵老師在各個(gè)方面的指導(dǎo)。這次的設(shè)計(jì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次實(shí)踐。
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磨粉機(jī)總裝圖（圖中未畫上螺栓和螺母） 分解圖
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
論文（設(shè)計(jì)）課題名稱
多功能磨粉機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
鄭曉春
院（系）
工學(xué)
專業(yè)班級(jí)
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(jì)）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(shí)具備獨(dú)立工作能力；
2、能敏感及時(shí)地查閱到國(guó)內(nèi)外與本課題相關(guān)的資料和文件；
3、會(huì)計(jì)算機(jī)繪圖，能通過(guò)計(jì)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(hào)圖；
5、工作量要符合我院畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求；
6、根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求在規(guī)定的時(shí)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(jì)）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：
1、在現(xiàn)場(chǎng)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(guó)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(jì)思想，畫出多功能磨粉機(jī)主要部件工作草圖；
4、通過(guò)計(jì)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(jì)說(shuō)明書；
6、根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求在規(guī)定的時(shí)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(jì)）工作計(jì)劃：
第一階段：現(xiàn)場(chǎng)了解情況；查閱國(guó)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(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)及其零部件的設(shè)計(jì)思想；
第三階段：給出總體方案，畫出工作草圖，通過(guò)計(jì)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(jì)說(shuō)明書；根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求在規(guī)定時(shí)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(zhǎng)（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。
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