組合式食品雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 班 級： 姓 名 ： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 題 目： 食品用雙螺旋擠出機(jī)主機(jī)的設(shè)計 指導(dǎo)教師： 職稱 : 職稱 : 20**年 **月 **日 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 黑龍江科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名： 任務(wù)下達(dá)日期： 20** 年 12 月 19 日 設(shè)計開題日期： 20** 年 4 月 13 日 設(shè)計開始日期： 20** 年 4 月 16 日 中期檢查日期： 20** 年 5 月 18 日 設(shè)計完成日期： 20** 年 6 月 4 日 一、設(shè)計題目 ： 食品用雙螺桿擠出機(jī)主機(jī)的設(shè)計 二、設(shè)計的主要內(nèi)容 ： 針對設(shè)計題目，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，確定所指定食品用雙螺桿擠出機(jī)主機(jī)的設(shè)計方案。進(jìn)行設(shè)計計算與 工程圖繪制和技術(shù)文件的編制，完成雙螺桿擠出機(jī)主機(jī)的設(shè)計，其中包括擠出機(jī)發(fā)展概況、擠出機(jī)工作原理、擠出機(jī)各子系統(tǒng)的設(shè)計計算等 。 圖量 2~ 中 1 張圖必須徒手畫。按照工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫設(shè)計說明書。 三、設(shè)計目標(biāo)： 通過方案確定、設(shè)計計算，完成保食品用雙螺桿擠出機(jī)主機(jī)的設(shè)計。按照工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫出設(shè)計說明書。 指 導(dǎo) 教 師： 院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)： 20** 年 12 月 19 日 院（系）主管領(lǐng)導(dǎo) ： 20**年 12 月 19 日 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 黑龍江科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名： 任務(wù)下達(dá)日期： 20** 年 12 月 19 日 設(shè)計開題日期： 20** 年 4 月 13 日 設(shè)計開始日期： 20** 年 4 月 16 日 中期檢查日期： 20** 年 5 月 18 日 設(shè)計完成日期： 20** 年 6 月 4 日 一、設(shè)計題目 ： 食品雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 二、設(shè)計的主要內(nèi)容 ： 根據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)（螺桿直徑Φ 35徑比 25，調(diào)速范圍30~250完成食品 雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計。主要包括：總體方案的設(shè)計與選擇以及擠出機(jī)各子系統(tǒng)的設(shè)計（傳動系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、擠出 系統(tǒng) 等） 。 圖量 2~ 中1 張圖必須徒手畫。按照工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫設(shè)計說明書。 三、設(shè)計目標(biāo)： 通過方案確定、設(shè)計計算，完成 食品雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 。按照工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫出設(shè)計說明書。 指 導(dǎo) 教 師： 院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)： 201** 年 12 月 19 日 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 本科畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目 食品用雙螺旋擠出機(jī)主機(jī)的設(shè)計 來源 工程實際 1、 研究目的和意義： 究的目的 本題目的研究內(nèi)容為食品用雙螺旋擠出機(jī)主機(jī)的設(shè)計。品擠壓概括的說就是將食品物料置于擠壓機(jī)的高溫高壓狀態(tài)下，然后突然釋放至常溫常壓，使物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化的過程。 為能使雙螺桿擠出機(jī)在滿足功能的前提下，要求結(jié)構(gòu)簡單，拆卸清理方便。同時要求造價便宜，節(jié)省空間。同時，在整個設(shè)計過程中 ,我們將學(xué)習(xí)到更多的知識。 近年來，隨著聚合物改性材料的不斷發(fā)展，其對混煉設(shè)備的要 求也越來越高。雙螺桿擠出機(jī)是連續(xù)混煉機(jī)中應(yīng)用最 多的一種設(shè)備， 理所當(dāng)然，也就受到大家的廣泛關(guān)注，圍繞它的研究也就越多。目前，根據(jù)國內(nèi)外的發(fā)展趨勢，雙螺桿擠出機(jī)主要是向高速、大扭矩、大擠出量及低能耗轉(zhuǎn)方面發(fā)展 。 究的意義 擠出技術(shù)在食品工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛，從較早的方便食品，休閑食品到植物組織蛋白等領(lǐng)域。在一些發(fā)達(dá)國家，擠出技術(shù)的理論研究越來越完善，利用擠出技術(shù)改性蛋白質(zhì)，研究淀粉、蛋白質(zhì)等在擠出過程中的變化，并進(jìn)一步研究營養(yǎng)吸收等問題。工藝條件的不斷完善和工藝設(shè)備的不斷改進(jìn)為擠出技術(shù)的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。 隨著聚合物加工業(yè)的發(fā)展，作為聚合物 加工主要設(shè)備之一的雙螺桿擠出機(jī)在聚合物加工行業(yè)已經(jīng)得到并將進(jìn)一步得到越來越廣泛的應(yīng)用，而且也會衍生到其他行業(yè)。尤其在食品行業(yè)，雙螺桿擠出機(jī)被廣泛應(yīng)用于淀粉膨化食品、蛋白擠壓食品、膨化飼料的生產(chǎn)。 雙螺桿擠出機(jī)雖然傳動箱的設(shè)計和制造也比單螺桿擠出機(jī)的困難、復(fù)雜的多。在兩螺桿中心距確定后，要在有限的中心距內(nèi)傳遞很大的扭矩，并把這很大的扭矩相等的分配到兩根螺桿上去，在設(shè)計、制造及材質(zhì)選擇、熱處理上都遇到很多問題。自然，隨著機(jī)械設(shè)計水平、機(jī)械加工水平的提高及整體工業(yè)配套的發(fā)展，上述問題已逐漸得到解決，從而使雙螺桿擠 出機(jī)得到飛速發(fā)展。 2、 國內(nèi)外發(fā)展情況 (文獻(xiàn)綜述 )： 一個世紀(jì)以來 , 食品擠壓工藝在不斷的實踐中得到發(fā)展與提高。 雙螺桿擠出機(jī)發(fā)展至今，已在食品加工中居重要地位，而且大有應(yīng)用越來越廣泛之勢。雙螺桿擠出機(jī)是隨著聚合物加工業(yè)及食品加工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)和發(fā)展的；而在聚合物加工中真正應(yīng)用的雙螺桿擠出機(jī)是在 20 世紀(jì) 30 年代，首先在意大利研制成功。第二次世界大戰(zhàn)前后，雙螺桿擠出機(jī)發(fā)展較快；現(xiàn)在雙螺桿擠出機(jī)是在 20 世紀(jì) 60 年代末和 70 年代初 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 發(fā)展起來的。更準(zhǔn)確的說，現(xiàn)代嚙合異向雙螺桿擠出機(jī)是隨 品的發(fā)展而發(fā)展的，嚙合 同向雙螺桿擠出機(jī)則是在聚合物改性的推動下發(fā)展的。 1935 年意大利的 制出世界上首個嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)后。自從其誕生后，經(jīng)過半個多世紀(jì)的不斷改進(jìn)和完善，它便以其積木式結(jié)構(gòu)帶來的多變性和適應(yīng)性以及優(yōu)異的混合性能，在成型、共混、改性、反應(yīng)擠出等聚合物加工過程中得到了廣泛應(yīng)用。 擠出機(jī)的核心部件是螺桿，嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)一般分為固體輸送、熔融、排氣、熔體輸送等功能段。至今為止，研究主要集中在熔體輸送段，已經(jīng)有了成熟的理論體系和數(shù)理模型，有了很多有意義的研究成果；固體輸送段和熔融 段由于物料在該段的狀態(tài)還不能由現(xiàn)有方程和數(shù)理模型很好的描述，所以理論研究成果較少，主要依靠經(jīng)驗設(shè)計。 目前，嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)向著高轉(zhuǎn)速、大扭矩、更高的熔融塑化效率、更優(yōu)的混合質(zhì)量、更低的能耗方向發(fā)展。也就是說，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，如何在更低的能耗下，獲得更高的生產(chǎn)能力，是雙螺桿擠出機(jī)制造商和用戶所共同追求的目標(biāo)。 20 世紀(jì) 80 年代，我國開始較為廣泛的應(yīng)用雙螺桿擠出機(jī)，相對于西方國家（美、德、意、英、日等）起步較晚。隨后，我國一些廠家開始生產(chǎn)制造雙螺桿擠出機(jī)。但是最初的設(shè)計基本是依靠引進(jìn)國外技術(shù)。 到 20 世紀(jì) 90 年代初，我國雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計制造發(fā)展很快，形成了雙螺桿擠出機(jī)制造熱。目前國內(nèi)所生產(chǎn)的雙螺桿擠出機(jī)的規(guī)格已由中小型開始向大型發(fā)展，制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)并形成系列，年產(chǎn)量達(dá)幾百臺套。但在雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計、制造水平和機(jī)器的整體質(zhì)量方面，與國外先進(jìn)國家生產(chǎn)的雙螺桿擠出機(jī)還有不小差距，這主要表現(xiàn)在獨(dú)立設(shè)計能力較弱，不少廠家的產(chǎn)品是測繪和仿制的，設(shè)計出水平較高的機(jī)器較少。 目前國內(nèi)嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)方面研究工作做的較多的單位主要有：甘肅蘭州天華設(shè)計院，北京化工大學(xué)， 單位，制造主要是大連橡塑還有南 京科亞。 3、 研究 /設(shè)計的目標(biāo)： 作為工業(yè)中使用的雙螺桿擠出機(jī)，在設(shè)計過程中，除了要求能夠完成固體輸送、增壓、熔融、熔體輸送和泵壓等一系列通用過程以外，還要求涉及到復(fù)合塑料與聚合物顆粒之間的混合，以及物料喂料量的控制。物料喂料量的控制則是通過控制主螺桿及其輔助喂料螺桿的轉(zhuǎn)速來完成的。同時，雙螺桿擠出機(jī)具有分布混合和分散混合效果良好、自潔作用較強(qiáng)、可實現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)、產(chǎn)量高等特點，特別適合聚合物的改性，如共混、填料、增強(qiáng)及反應(yīng)擠出。有利于增加擠出機(jī)的擠出產(chǎn)量，提高塑化質(zhì)量。 4、設(shè)計方案（研究 /設(shè)計方法、理論 分析、計算、實驗方法和步驟等）： 本題目加工的總泵缸體零件圖如圖 1 所示： 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1— 連接器 2— 過濾器 3— 料簡 4— 螺桿 5— 加熱器 6— 加料器 7— 支座 8— 上推軸承 9— 減速器 10— 電功機(jī) 圖 1 雙螺桿擠出機(jī)示意圖 雙頰桿擠出機(jī) 雙螺桿擠出機(jī)是指在一根兩相連孔道組成“∞”截面的料筒內(nèi)由兩根相互嚙合或相切的螺桿所組成的擠出裝置。雙螺桿擠出機(jī)由傳動裝置、加料裝置、料筒和螺桿等幾部分組成，如圖 5— 3 所示。各部件的功能與單螺桿擠出機(jī)相似。但在眾多雙螺桿擠出機(jī)中，最重要的差別是螺桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計。首先，兩根螺桿是嚙合的 還是非嚙合的，其次，在嚙合型雙螺桿中，螺桿是同向轉(zhuǎn)動，還是反向轉(zhuǎn)動；第三，螺桿是圓柱形 (平行雙螺桿 )還是錐形；第四，實現(xiàn)壓縮比的途徑：①變動螺紋的高度或?qū)С?。②螺桿根徑由小變大或外徑由大變小。③螺紋的頭數(shù)由單頭變成二頭或三頭；第五，螺桿是整體的還是組合的。所有這些表明，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿結(jié)構(gòu)要比單螺桿擠出機(jī)的復(fù)雜得多?，F(xiàn)舉出幾種有代表性的雙螺桿以說明螺桿的幾何形狀。 (1) 雙螺桿螺桿分為三段，每一分段有一混合室，加料段的外徑和螺距為最大，壓縮段次之，均化段為最小，這樣組成壓縮比但在同一段中，螺桿是 等徑等距的，這種雙螺桿是早期開發(fā)的?，F(xiàn)在，根據(jù)加工硬聚氯乙烯管材的需要，已開發(fā)出具有多種功能 (進(jìn)料、剪切、混合、排氣和均化等 )的雙螺桿擠出機(jī) 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 (2) 錐型雙螺桿 如圖 5— 5 所示，這類擠出機(jī)是向外反向轉(zhuǎn)動的。從加料段到計量段，螺桿的外徑和根徑均勻地由大到小。通過螺桿各部分的長度、螺紋頭數(shù)、螺槽數(shù)、螺棱寬度、螺棱形狀等的變化，實現(xiàn)對物料的輸送、壓縮、排氣、混合與塑煉。這種錐形雙螺桿擠出機(jī)具有剪切速率沿口模方向減小和安裝推力軸承的空間較大等優(yōu)點，但制造較困難。 (3) 組合型雙螺桿 這種螺桿是由不向數(shù)目的具有不同功能的螺桿元件 (輸送、剪切、混合、壓縮和捏合等元件 )按一定要求和順序裝到帶導(dǎo)鍵或三角形芯軸上組合而成的，它可以連續(xù)輸送、塑化、均化、加壓、排氣，以靈活適應(yīng)特定用途。這種配料用雙螺桿擠出機(jī)具有強(qiáng)大的剪切力，能剪斷和分散填料、顏料和玻璃纖維。屬于這類雙螺桿的有 配料雙螺桿擠出機(jī)。 (4) 非嚙合型雙螺桿 在結(jié)構(gòu)上類似于兩根平行單螺桿在料筒中轉(zhuǎn)動，但兩根螺桿反向轉(zhuǎn)動并相切。按照整體結(jié)構(gòu)又可分為單階和雙階兩種形式。 雙螺桿擠出機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 螺桿直徑（ D） 桿直徑的大小在很 大程度上反映了擠出機(jī)規(guī)格的大小，生產(chǎn)能力的大小，因為擠出機(jī)的生產(chǎn)能力與螺桿直徑的平方成正比。其它參數(shù)也都與它有關(guān)。中心距 制定總體方案到具體結(jié)構(gòu)設(shè)計它決定了如下幾何關(guān)系，并因而決定了有關(guān)的設(shè)計參數(shù)： 傳動系統(tǒng)輸出軸（與螺桿相連）及有關(guān)齒輪的尺寸； 螺桿的外徑和根徑、兩螺桿的嚙合程度，螺桿槽深度和雙螺桿擠出機(jī)的最大理論輸送量。長徑比 (L/D)也是一個重要的參量，在一定程度上反映出雙螺桿擠出機(jī)的規(guī)格及其性能。 螺桿轉(zhuǎn)速范圍 一定程度上反映了雙螺桿擠出機(jī)的擠出能力和混煉能力。雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)數(shù)，除了像單螺桿擠出機(jī)那樣取決于對擠出量的要求，被加工物料的特征和最終制品的質(zhì)量以外，還受螺桿旋轉(zhuǎn)方向的影響。擠出量 (Q)是一個重要的參數(shù)，它表征機(jī)器生產(chǎn)能力大小，是用戶選擇雙螺桿擠出機(jī)規(guī)格時的重要依據(jù)之一。最大理論擠出量等于無機(jī)頭壓力下，單位時間內(nèi)螺桿轉(zhuǎn)數(shù)與一個 C 型小室（嚙合型雙螺桿擠出機(jī)）體積的 2 倍的乘積再乘上螺紋頭數(shù)。 在設(shè)計過程中，除了要求能夠完成固體輸送、增壓、熔融、 熔體輸送和泵壓等一系列通用過程以外，還要求涉及到復(fù)合塑料與聚合物顆粒之間的混合，以及物料喂料 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 量的控制。物料喂料量的控制則是通過控制主螺桿及其輔助喂料螺桿的轉(zhuǎn)速來完成的。同時，雙螺桿擠出機(jī)具有分布混合和分散混合效果良好、自潔作用較強(qiáng)、可實現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)、產(chǎn)量高等特點，特別適合聚合物的改性，如共混、填料、增強(qiáng)及反應(yīng)擠出。有利于增加擠出機(jī)的擠出產(chǎn)量，提高塑化質(zhì)量。 一般而言，雙螺桿擠出機(jī)主機(jī)設(shè)計包括擠出機(jī)類型的確定，擠壓系統(tǒng)的設(shè)計，傳動系統(tǒng)的設(shè)計，加料冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，控制系統(tǒng)的設(shè)計。 而本設(shè)計中采用積木式同向嚙合雙螺 桿擠出機(jī)來進(jìn)行設(shè)計。 5、方案的可行性分析： (1)對于機(jī)頭的開式與閉式設(shè)計問題上，我們采用開始設(shè)計以便于進(jìn)行檢修。而采用積木式設(shè)計的原因是該形式嚙合的雙螺雙螺桿擠出機(jī)在制造時省時，從而可以降低成本。 (2)此外，為了清洗螺桿方便，采用了機(jī)筒快速移出裝置和快速移出螺桿裝置，以便于制造及日常使用維護(hù)。 (3)該雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計嚴(yán)格按照先收集和研究有關(guān)資料，再確定雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，然后繪制擠出機(jī)主機(jī)總圖，最后確定并標(biāo)注。在設(shè)計過程中，基準(zhǔn)及其定位方案的選擇都嚴(yán)格遵循各自的選擇原則 ,并 嚴(yán)格遵守相關(guān)要求和 標(biāo)準(zhǔn)。 綜上分析故該方案可行。 6、 該設(shè)計的創(chuàng)新之處： (1)該雙螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、經(jīng)濟(jì)性好，在食品及飼料和輕工業(yè)中有很廣泛的應(yīng)用，比傳統(tǒng)的單螺桿擠出機(jī)更具優(yōu)勢。 (2)該雙螺桿擠出機(jī)經(jīng)過局部改進(jìn)， 采用積木式以及開式設(shè)計有利于清洗及維護(hù)。 7、設(shè)計產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域： 該雙螺桿擠出機(jī)主要用于淀粉、蛋白質(zhì)、膨化食品、飼料等的加工生產(chǎn)。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 8、時間進(jìn)程： 2012 年 3 月 12 日 ~2012 年 3 月 30 日 在哈爾濱商業(yè)大學(xué)輕工學(xué)院、校圖書館，收集螺桿擠出機(jī)的相關(guān)資料， 在校圖書館和哈爾濱商業(yè)大學(xué)輕工學(xué)院，了解總泵缸體的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，學(xué)習(xí)螺桿擠出機(jī)拆裝的原理，并完成實習(xí)日記和實習(xí)報告 2012 年 3 月 31 日 ~ 2012 年 4 月 11 日 完成開題報告 2012 年 4 月 12 日 ~ 2012 年 4 月 30 日 雙螺桿擠出機(jī)整體方案的擬定 2012 年 5 月 1 日 ~ 2012 年 5 月 19 日 各部分零件的計算 2012 年 5 月 20 日 ~ 2012 年 6 月 3 日 總裝圖及零件圖的繪制 2012 年 6 月 4 日 ~ 2012 年 6 月 10 日 編寫畢業(yè)設(shè) 計說明書、審圖、修改 2012 年 6 月 11 日 ~ 2012 年 6 月 15 日 答辯 9、 參考文獻(xiàn)： 1 楊凱 ,林富來 ,丁峰 ,王增昌 . 螺桿泵的應(yīng)用及雙螺桿泵的發(fā)展 [J]. 機(jī)床與液壓 , 1999,(04) . 2 陳金海 ,陳德偉 . 雙螺桿泵型面加工、刀具設(shè)計及計算方法 [J]. 流體機(jī)械 , 2002,(06) . 3 武文斌 . 國產(chǎn)臥式雙螺旋輥饅頭成形機(jī)的分析研究 [J]. 輕工機(jī)械 , 2002,(01) . 4 耿孝正 . 各種雙螺桿擠出機(jī)的性能及應(yīng)用 [J]. 中國塑料 , 1995,(05) . 5 王平 ,沈曉陽 ,薛強(qiáng) . 雙螺桿磨漿機(jī)的研究與應(yīng)用 [J]. 中國造紙 , 2004,(01) . 6 于鳳云，唐慶菊，胡金平 . 煤礦機(jī)械制造工藝與夾具 [M]. 哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社 ,2011： 2. 7 M]北京：輕工業(yè)出版社 永，李青蓮。擠出機(jī)中的傳熱 [J]1992（ 02） . 9 710 濮良貴，紀(jì)明剛。機(jī)械設(shè)計 [M]2001,6:6711 張耀宏 J]2007（ 2） . 12 宋小梅 J]2009(03). 13 北京化工大學(xué) 塑料機(jī)械設(shè)計（第二版） [M]國輕工業(yè)出版社 2:57 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 指導(dǎo)教 師意見 教師簽字： 年 月 日 開題答辯小組意見： 組長簽字： 成員簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)小組意見 : 組長簽字： 年 月 日 I 摘 要 針對設(shè)計任務(wù)要求，進(jìn)行了組合式食品雙 螺桿擠出機(jī)的設(shè)計。首先，進(jìn)行了總體方案的設(shè)計與選擇，確定采用積木式螺桿和剖分式機(jī)筒，有利于提 高生產(chǎn)效率，降低擠出機(jī)的制造難度；然后，對擠出機(jī)的各組成子系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計與計算，主要包括傳動系統(tǒng)、加料系統(tǒng)和擠出系統(tǒng)等的設(shè)計。最后，對關(guān)鍵的零部件進(jìn)行了校核計算。 總體上看，所設(shè)計的食品雙螺桿擠出機(jī)，結(jié)構(gòu)比較簡單，有較好的進(jìn)料特性、正向輸送特性、良好的混合和自潔性能，而且，生產(chǎn)效率也較高。 關(guān)鍵詞： 組合式 ； 雙螺桿；自潔 to of of is is I 目 錄 摘 要 ............................................................ I ......................................................... 1 章 緒 論 .................................................... 1 課題研究的意義 ......................................... 1 雙螺桿擠出機(jī)的發(fā)展概況 ................................. 1 雙螺桿擠出機(jī)的組成 ..................................... 2 雙螺桿擠出機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) ............................. 2 第 2 章 總體方案確定 .............................................. 4 設(shè)計參數(shù) ............................................... 4 整體方案的擬定 ......................................... 4 第 3 章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 ............................................ 5 動機(jī)的選擇 ............................................ 5 選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 ........................... 5 選擇電動機(jī)的容量及轉(zhuǎn)速 ............................. 5 初步方案 .............................................. 7 轉(zhuǎn)速圖布置 ......................................... 7 動系統(tǒng)和扭矩分配裝置 .............................. 8 計算傳動系統(tǒng)裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) ....................... 9 軸輸入功率 ........................................ 9 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 ...................................... 10 齒輪的齒數(shù) ........................................ 10 第五對齒輪的設(shè)計 .................................. 10 第二對齒輪的設(shè)計 .................................. 14 帶輪的設(shè)計 ........................................ 18 軸 的初步設(shè)計 ...................................... 22 軸的校核 .......................................... 23 第 4 章 擠出系統(tǒng)的設(shè)計 ... ....... ................ ........... 27 螺桿的設(shè)計 ............................................ 27 螺桿設(shè)計主要指標(biāo) .................................. 27 螺桿主要參數(shù)的設(shè)計 ................................ 27 螺桿軸承裝置 .......................................... 30 螺桿軸向力的確定 .................................. 30 螺桿的強(qiáng)度計算 .................................... 31 軸承組的工作特點 .................................. 32 套筒式串聯(lián)推力軸承組 .............................. 32 軸承設(shè)計原則 ...................................... 33 機(jī)筒設(shè)計 .............................................. 33 機(jī)筒元件的結(jié)構(gòu)形式 ................................ 33 機(jī)筒的材質(zhì) ........................................ 35 第 5 章 加熱與冷卻裝置 ........................................... 37 加熱裝置 .............................................. 37 載體加熱器 ........................................ 37 電阻加熱 .......................................... 37 電感應(yīng)加熱器 ...................................... 38 冷卻裝置 .............................................. 38 結(jié) 論 ........................................................... 39 致 謝 ........................................................... 40 參考文獻(xiàn) ......................................................... 41 充值后就可以下載此設(shè)計說明書（不包含 紙）。我這里還有相應(yīng)的 明書（附帶：任務(wù)書、開題報告、外文翻譯）和 紙（共計 6 張圖紙）。 需要全套資料的朋友請 加 1： 1459919609或 2： 1969043202， 需要其他設(shè)計題目直接聯(lián)系?。。? .................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ....................................................................................................... 1 of ................................ 錯誤 !未定義書簽。 of . 錯誤 !未定義書簽。 of ........................................................ 3 of 錯誤 !未定義書簽。 to ......................................................................... 5 ..................................................................................... 5 of .................................................... 5 ...................................................................................................... 7 ........................................................................................ 7 of ........................................... 7 .................................................... 7 ................................................................................. 8 ........................................................................ 8 ......................... 10 未定義書簽。 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........................................................ 41 ........................................................ 44 ........................................ 錯誤 !未定義書簽。 ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。 ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 ............................................... 錯誤 !未定義書簽。 ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。 .................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 ................................................................................................................................... 49 ............................................................................................................................. 50 1 第 1 章 緒 論 課題研究的意義 擠出技術(shù)在食品工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛，從較早的方便食品，休閑食品到植物組織蛋白等領(lǐng)域。在一些發(fā)達(dá)國家，擠出技術(shù)的理論研究越來越完善，利用擠出技術(shù)改性蛋白質(zhì)，研究淀粉，蛋白質(zhì)等在擠出過程中的變化，并進(jìn)一步研究營養(yǎng)吸收等問題。工藝條件的不斷完善和工藝設(shè)備的不斷改進(jìn)為擠出技術(shù)的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。 隨著聚合物加工業(yè)的發(fā)展，作為聚合物加工主要設(shè)備之一的雙螺桿擠出機(jī)，在聚合物加工行業(yè)已得到、并將進(jìn)一步得到越來越廣泛的應(yīng)用，而且在其他行業(yè)將得到更多的應(yīng)用。尤其在食品行業(yè)， 雙螺桿擠出機(jī)被廣泛用于淀粉膨化食品、蛋白擠壓食品、膨化飼料的生產(chǎn)，還被用作特殊化學(xué)或生化反應(yīng)器 [1] 。 人們已花費(fèi)大量時間來研究擠壓機(jī)，特別是單螺桿擠壓機(jī)中物料輸送情況，跟單螺桿擠壓機(jī)相比，雙螺桿擠壓機(jī)有較好的進(jìn)料特性和正向輸送特性、良好的混合和自潔性能、物料在機(jī)筒內(nèi)的停留時間短以及對整個物料溫度控制性能良好等特點，所以在工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用。理想的擠壓膨化與成型加工是采用雙螺桿擠壓機(jī)，而發(fā)展的主流是同向旋轉(zhuǎn)、完全嚙合、梯形螺旋的雙螺桿擠壓機(jī) [2]。所以，雙螺桿擠壓機(jī)的設(shè)計對于發(fā)展我國的食品工業(yè)以及其它運(yùn) 用雙螺桿擠壓技術(shù)的行業(yè)有著重要的意義。 雙螺桿擠出機(jī)的發(fā)展概況 雙螺桿擠出機(jī)發(fā)展至今，已在聚合加工中居重要地位，而且大有應(yīng)用越來越廣泛之勢。雙螺桿擠出機(jī)是隨著聚合物加工業(yè)及食品加工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)和發(fā)展的；而在聚合物加工中真正應(yīng)用的雙螺桿擠出機(jī)是在 20 世紀(jì) 30 年代，首先在意大利研制成功。第二次世界大戰(zhàn)前后，雙螺桿擠出機(jī)發(fā)展較快；現(xiàn)在雙螺桿擠出機(jī)是在 20 世紀(jì) 60 年代末和 70 年代初發(fā)展起來的。更準(zhǔn)確的說，現(xiàn)代嚙合異向雙螺桿擠出機(jī)是隨 品的發(fā)展而發(fā)展的，嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)則是在聚合物改性的推動下 發(fā)展的 [3]。 在雙螺桿擠出機(jī)的發(fā)展過程中，就制造方面而言，遇到的困難比單螺桿擠出機(jī)多得多。除了螺桿元件及構(gòu)型的研制外，最重要的就是止推軸承和傳動箱設(shè)計制造問題。因為雙螺桿擠出機(jī)的兩螺桿中心距確定后，其承受巨大軸向推力的止推軸承的安裝間隙有限，要設(shè)計制造出性能良好的能承受軸向和徑向軸承，及能均載的軸承組合結(jié)構(gòu)是比較困難的。早期的推力軸承固定到足以提供給雙螺桿傳動箱良好的機(jī)械可靠性。 20 世紀(jì) 60 年代，開發(fā)出一種特別適用與雙螺桿擠出機(jī)應(yīng)用的特殊推力軸承后，雙螺桿擠出機(jī)的可靠性才可與單螺桿擠出機(jī)相比，但雙螺桿擠出 機(jī)仍沒有像單螺桿擠出機(jī)那樣高能力的推力軸承。另外，雙螺桿擠出機(jī)傳動箱的設(shè)計制造也比單螺桿擠出機(jī)的困難、復(fù)雜的多。要在有限的中心距內(nèi)傳遞很大的扭矩，并把這很大的扭矩相等的分配到兩螺桿上去，在設(shè)計、制造及材質(zhì)選擇、熱處理上都遇到很多問題 [1]。自然，隨著機(jī)械設(shè)計水平、機(jī)械加工水平的提高及整體工業(yè)配套的發(fā)展，上述問題逐漸得到解決，從而使雙螺桿擠出機(jī)得到飛速發(fā)展。 2 與西方國家（美、德、意、英、日等）相比，雙螺桿擠出機(jī)在我國開始應(yīng)用較晚（大約在 20 世紀(jì)70 年代初），只是到了 20 世紀(jì) 80 年代初才開始較多的由國外引進(jìn)。隨 著對雙螺桿擠出機(jī)性能的加深，在 20 世紀(jì) 80 年代中期，雙螺桿擠出機(jī)在我國的應(yīng)用范圍和使用量擴(kuò)大。通過引進(jìn)國外技術(shù)，我國有的廠家開始生產(chǎn)制造雙螺桿擠出機(jī)。到 20 世紀(jì) 90 年代處，我國雙螺桿擠出機(jī)的發(fā)展很快，形成雙螺桿擠出機(jī)制造熱。至今，不但能生產(chǎn)嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)，也能生產(chǎn)嚙合異向平行和錐形雙螺桿擠出機(jī)。所生產(chǎn)的雙螺桿擠出機(jī)的規(guī)格已由中小型開始向大型發(fā)展，并基本形成系列，制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，年產(chǎn)幾百臺套，除特種類型和大規(guī)格的雙螺桿擠出機(jī)尚未生產(chǎn)外，國產(chǎn)雙螺桿擠出機(jī)以基本能滿足國內(nèi)一般生產(chǎn)的需求。但就雙螺桿擠出機(jī)的設(shè) 計、制造水平和機(jī)器的整體質(zhì)量而言，與國外先進(jìn)國家生產(chǎn)的雙螺桿擠出機(jī)還有不少差距，這表現(xiàn)在獨(dú)立設(shè)計能力較弱，不少廠家的產(chǎn)品是測繪和仿制的，設(shè)計出水平較高的機(jī)種較少；機(jī)械制造水平、材質(zhì)、熱處理水平也有差距；軸承、電器、儀表配套還不健全，電器儀表質(zhì)量也較差，不可靠 [4]。 雙螺桿擠出機(jī)的組成 不論何種雙螺桿擠出機(jī)，其整體結(jié)構(gòu)組成與單螺桿擠出機(jī)差不多，由主機(jī)、機(jī)頭和輔助機(jī)組成。其中主機(jī)就是通常所說的雙螺桿擠出機(jī)。在實際應(yīng)用中，雙螺桿擠出機(jī)必須配以機(jī)頭和輔助機(jī)才能完成預(yù)定的任務(wù)，這就是所謂雙螺桿擠出機(jī)組。雙 螺桿擠出機(jī)（主機(jī)）是雙螺桿擠出機(jī)組的核心組成部分。從總體組成上看，雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)差不多，由傳動系統(tǒng)、積壓系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成 [5]。 雙螺桿擠出機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 螺桿直徑（ D） ——雙螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑是一個基本而重要的參數(shù)，螺桿直徑的大小在很大程度上反映了擠出機(jī)規(guī)格的大小，生產(chǎn)能力的大小，因為擠出機(jī)的生產(chǎn)能力與螺桿直徑的平方成正比 ,其他參數(shù)也都與它有關(guān) [6]。 中心距 ——雙螺桿擠出機(jī)兩螺桿之間的中心距是一個重要參量，從制定總體方案到具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，決定了如下幾何關(guān)系， 并因而決定了有關(guān)的設(shè)計 /參數(shù)： 傳動系統(tǒng)輸出軸（與螺桿相連）及有關(guān)齒輪的尺寸； 推力軸承外徑尺寸的大小，及最大的機(jī)頭設(shè)計應(yīng)取多大； 螺桿的外徑和根徑、兩螺桿的嚙合程度，螺桿槽深度和螺桿擠出機(jī)的最大理論輸送量。 長徑比（ L/D） ——螺桿長度與螺桿直徑的比值，這也是一個重要的參量，在一定程度上反映出雙螺桿擠出機(jī)的規(guī)格及其性能。螺桿轉(zhuǎn)速范圍 一定程度上反映了雙螺桿擠出機(jī)的擠出能力和混煉能力。雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速，除了像單螺桿擠出機(jī)那樣取決于對擠出量的要求，被加工物的特征和最終制品 的質(zhì)量外，還受螺桿旋轉(zhuǎn)方向的影響。 擠出量（ Q） ——擠出量就是所謂的產(chǎn)量，它是一個重要的參數(shù)它表征機(jī)器生產(chǎn)能力大小，是用戶 3 選擇雙螺桿擠出機(jī)規(guī)格時的重要依據(jù)之一。最大理論擠出量等于無機(jī)頭壓力下，單位時間內(nèi)螺桿轉(zhuǎn)速與一個 C 型小室（嚙合型雙螺桿擠出機(jī)）體積的 2 倍的乘積在乘上螺紋頭數(shù) [7]。 ?? 2m 式中 m——螺紋頭數(shù) n——螺桿轉(zhuǎn)速 V——一個 C 型小室的體積 4 第 2 章 總體方案確定 設(shè)計參數(shù) 雙螺桿擠出機(jī)的直徑為 35徑比 25，轉(zhuǎn)速范圍是 30 雙螺桿轉(zhuǎn)動方向為同向，要求按已知條件設(shè)計出同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)。 整體方案的擬定 螺桿類擠出機(jī)的應(yīng)用都是以機(jī)組式出現(xiàn)，擠出機(jī)組包括主機(jī)（即通常所說的擠出機(jī)）機(jī)頭和輔機(jī)。因此就雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計而言，它可以包括主機(jī)（即通常所說的擠出機(jī)），機(jī)頭和輔機(jī)的設(shè)計，也可以單指主機(jī)的設(shè)計 [8]。本設(shè)計就是針對主機(jī)的設(shè)計。而雙螺桿主機(jī)的設(shè)計應(yīng)當(dāng)包括擠出機(jī)的類型的確定，擠壓系統(tǒng)的設(shè)計，傳動系統(tǒng)的設(shè)計，加料冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，控制系統(tǒng)的設(shè)計。 雙螺桿擠出機(jī)的類型確定后，要進(jìn)行整體設(shè)計，除了下面將要詳細(xì)介紹的雙螺桿擠出機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)的確定外，還應(yīng)包括以下幾個問題：是整體式還是積木式？是開式還是閉式？整個主機(jī)是一階還是二階？如果是二階，第一階、第二階是雙螺桿擠出機(jī)，還是單螺桿擠出機(jī)？在擠壓系統(tǒng)中要不要串接齒輪泵？機(jī)筒是整體封閉的，還是剖分的？這些問題帶有全局性，它們會對雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計帶來很大影響，必須根據(jù)需要及經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)上的可行性來選擇確定。下面就其中的幾個問題進(jìn)行簡單討論 [9]。 開式設(shè)計和閉式設(shè)計，所謂開式設(shè)計，一般指雙螺桿擠出機(jī)的擠壓系統(tǒng)，冷卻加熱系統(tǒng)都裸露在外面。這種設(shè)計的優(yōu)點是各部分出現(xiàn)故障時，檢查、維修及拆裝比較方便，也一目了然，但有人覺得其外觀比較零亂。嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)大多采用這種設(shè)計。所謂閉式，與開式設(shè)計相反，其擠壓系統(tǒng)，冷卻加熱系統(tǒng)的外面裝有外罩，其余的部分有時也封閉起來。這種設(shè)計看上去外形比較整齊，但檢修不太方便。錐形雙螺桿擠出機(jī)多采用這種結(jié)構(gòu)。 一階機(jī)和二階機(jī)，所謂一階機(jī)，指主機(jī)只有一個擠壓系統(tǒng)，包括一套螺桿、機(jī)筒和傳動箱；而二階，是指主機(jī)有兩個擠壓 系統(tǒng)，包括兩套螺桿、機(jī)筒和傳動箱，柔性串聯(lián)起來組成主機(jī)。就目前見到的、用于成型制品的雙螺桿組的主機(jī)多是一階的，如嚙合平行異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)和錐形雙螺桿擠出機(jī)。用于配混料造粒的嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)有的情況下設(shè)計成二階的，其第一階用來塑化、混合物料，第二階用來建壓、擠出造粒。很多情況下，第一階一般用嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)，第二階用單螺桿擠出機(jī)。若采用二階式，有二階一上一下布置和水平成 T 型布置兩種形式。 整體式和積木式，一般嚙合異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)（也有例外）和錐形雙螺桿擠出機(jī)都是整體式，即其各大組成部分（螺桿、 機(jī)筒、減速箱）在使用中不