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摘 要
我國的谷物生產(chǎn)及消費量十分巨大，自2013年以來,我國糧食總產(chǎn)量連續(xù)九年增長,其中谷物(稻谷、小麥、玉米)約占糧食總產(chǎn)量的九成。全國糧食單位面積產(chǎn)量5452.1公斤/公頃(363.5公斤/畝),位于世界第三，僅次于世界第一的美國和世界第二的加拿大，而全球每年13億噸食物被浪費，亞洲谷物浪費尤突出，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織11日發(fā)布的一份研究報告顯示，全球食物浪費現(xiàn)象驚人，不僅造成重大經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重危害人類賴以生存的自然資源。
為了解決這個問題,我們開發(fā)了一套投料、干燥、殺菌、存儲在一個新的糧食存儲系統(tǒng)中，一種新型的糧食存儲系統(tǒng)是適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展，該技術(shù)將作物浪費現(xiàn)象降到最低，糧食存儲率和利用率提高，新技術(shù)越來越得到人們的歡迎，也帶來了科技人員的關(guān)注。
本次設(shè)計主要是對谷物存儲系統(tǒng)這種機(jī)器設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析以及一些必要的計算過程說明，通過對環(huán)模的內(nèi)徑以及外徑等眾多因素的分析整合，從而設(shè)計出最為合適的尺寸以及一些必要的參數(shù)要求，再者通過solidworks繪圖軟件，對設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行3維立體的構(gòu)圖之后，完成總體的裝配，與此同時，在這種情況下為了提高干燥的能力，選用的是螺旋式的干燥等裝置。最后從現(xiàn)實生活中的實際生產(chǎn)情況來說，將整體的尺寸進(jìn)行合理的優(yōu)化并最終確定一些必要的設(shè)計要求參數(shù)，使儲存設(shè)備能夠運轉(zhuǎn)工作的更高效更能使利益最大化。
關(guān)鍵詞： 谷物；農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計結(jié)構(gòu)；干燥殺菌；儲存?zhèn)}結(jié)構(gòu)
- I -
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ABSTRACT
Grain production and consumption in China is very large, since 2013, China's total grain output growth for nine years, with grains (rice, wheat, corn) accounted for about ninety percent of the total grain output. National grain yield per unit area of 5452.1 kg/ha (363.5 kg/mu), located in the third world, second only to the top of the world the United States and Canada, the world's second, and each year 1.3 billion tons of food wasted, Asian corn waste particularly prominent, the UN's food and agriculture organization (fao) 11, according to a study released global food waste phenomenon, not only cause great economic losses, the survival of humans and cause serious damage to natural resources.
In order to solve this problem, we developed a set of feeding, drying, sterilization, storage in a new grain storage system, a new type of grain storage system is to adapt to the agricultural development, the technology will crop waste to a minimum, grain storage rate and utilization rate of increase, new technology, more and more get the welcome of people, also bring the attention of the scientific and technical personnel.Also through solidworks drawing software, after three dimensional composition of the design product, completing the overall assembly. At the same time, in this case, in order to improve the ability of the material, it is a spiral conveyor.
This design is mainly to grain storage system this kind of machine equipment for structural analysis and some necessary calculation process, based on the inner and outer diameter of the ring die with the analysis of many factors such as integration, so as to design the most suitable size, and some necessary parameter requirements, moreover through solidworks drawing software, the design of the product after 3 d composition, complete the general assembly, at the same time, in this case, in order to improve the ability of drying, selection of drying device is a spiral. Finally in the actual production conditions in real life, will be the size of the whole reasonable optimization and ultimately determine the necessary requirement of design parameters, the storage devices can operate work more efficient and to maximize the benefits.
Keywords: Grain ; Agricultural machinery design; Dry sterilization; Store mould structure
- XV -
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
引 言 1
1.1 烘干機(jī)設(shè)計 2
1.1.1 谷物干燥的意義 2
1.1.2 谷物的干燥機(jī)理 2
1.1.3 國內(nèi)研究 2
1.1.4 國外現(xiàn)狀 2
1.2 烘干設(shè)計 3
1.2.1 設(shè)計要求 3
1.2.2 谷物烘干機(jī)的原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)圖 3
1.2.3 滾筒烘干機(jī)的直徑與長度的確定 4
1.2.5 筒體結(jié)構(gòu)組成 9
1.2.7 托輪和軸承設(shè)計 20
1.3 傳動部分 26
1.3.1 傳動功率的選擇 26
1.3.2 減速器的參數(shù)選擇 27
1.4 烘干設(shè)計 28
1.4.1 烘干谷物所需要的時間具體的計算： 28
1.4.2 糧食的干燥前后的重量： 28
1.4.3 熱值計算 29
第二章 殺菌部分 31
2.1 拉佛爾噴管式滅菌設(shè)計 31
2.1.1谷物殺菌的意義 31
2.1.2拉佛爾噴管式滅菌原理 31
第三章 谷物儲存 32
3.1 谷物儲存的意義 32
3.2 儲存?zhèn)}的結(jié)構(gòu)示意圖 32
第四章 投料部分 33
4.1投料裝置的研究狀況和發(fā)展趨勢 33
4.2 投料裝置原理 33
第五章 結(jié)論 35
5.1系統(tǒng)流程詳解 35
5.1系統(tǒng)流程圖 35
參考文獻(xiàn) 36
附錄1 外文翻譯 37
附錄2 外文文獻(xiàn) 40
致謝 43
新型谷物儲存系統(tǒng)
引 言
中國是一個以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的大國，我國糧食儲藏建設(shè)的五十年是飛躍發(fā)展的五十年。20世紀(jì)90年代以來，為了解決我國糧食主產(chǎn)區(qū)多次出現(xiàn)的農(nóng)民賣糧難、糧食部門收儲難和糧食流通效率低下等問題，從1991年開始，我國逐步進(jìn)入了大規(guī)模糧食儲藏設(shè)施建設(shè)時期。1998年以來，我國建設(shè)的國家儲備糧庫，是新中國成立50多年來，投入資金最多、建設(shè)規(guī)模最大、建設(shè)內(nèi)容最全、采用先進(jìn)儲藏科技最廣泛的一次，實現(xiàn)了我國糧食儲藏、運輸、管理、技術(shù)的跨越式發(fā)展，進(jìn)一步完善了全國儲備糧庫布局，初步建立了較為合理的糧食儲備體系。經(jīng)過五十余年的建設(shè)、積累，從裝卸、稱重、烘干、清理、運輸?shù)纫幌盗屑Z食儲藏機(jī)械到完整的現(xiàn)代化設(shè)施進(jìn)行了大量的開發(fā)和引進(jìn)，我國已基本形成一個以港口庫為龍頭、以中轉(zhuǎn)和儲備庫為骨干、以收納庫為基礎(chǔ)的儲藏設(shè)施網(wǎng)絡(luò)體系。據(jù)報告顯示，食物鏈上的食品浪費越晚出現(xiàn)，造成的環(huán)境后果就越嚴(yán)重，因為環(huán)境成本會隨著加工、運輸、儲存和烹制過程而累積增加。以全球每年產(chǎn)出卻未被食用的糧食為例，這些糧食所耗用的水相當(dāng)于俄羅斯伏爾加河年流量的3倍，向大氣排放的溫室氣體達(dá)33億噸。報告指出，在亞洲的工業(yè)化地區(qū)，谷物和蔬菜浪費程度嚴(yán)重，進(jìn)而對自然資源造成極大浪費。因此谷物的儲存是維護(hù)糧食安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前使用的谷物床藏設(shè)備中，由于作業(yè)條件等原因，常出現(xiàn)產(chǎn)品細(xì)菌超標(biāo)、含水率達(dá)不到預(yù)期要求、儲藏時間短等原因；且現(xiàn)行設(shè)備體積大、成本高、儲放周期長。新裝置采用滅菌、烘干、儲藏一條龍作業(yè)的方式，可以大大提高生產(chǎn)效率、降低成本，有效提高谷物儲藏時間。故本設(shè)計具有一定的應(yīng)用價值及研究必要性。我國遼寧、吉林、黑龍江及內(nèi)蒙東部地區(qū)屬我國冷濕地帶，每年約有800多億斤高水分玉米和幾十億斤高水分稻谷需要烘干，為15個糧庫烘干設(shè)備配備了水分在線檢測和自控儀器，實現(xiàn)了糧食烘干全過程水分變化監(jiān)測和自動調(diào)整，較好地解決了糧食烘干不均勻、品質(zhì)下降、重量損失過多等問題。此外，還研究開發(fā)平房倉及淺圓倉散糧進(jìn)出倉設(shè)備、淺圓倉裝倉防破碎裝置、糧倉氣密技術(shù)、納米保溫材料、儲糧害蟲檢索專家系統(tǒng)等。新技術(shù)和新裝備的應(yīng)用，大大提高了儲藏質(zhì)量，降低了儲糧損失，確保了國家利益。因此，谷物存儲在我國的前景是十分可觀的對其的普及是這個競爭激烈的社會所必需的。
第一章 谷物干燥
1.1 烘干機(jī)設(shè)計
1.1.1 谷物干燥的意義
糧食干燥在保護(hù)農(nóng)業(yè)方面發(fā)揮著重要作用，是糧食生產(chǎn)機(jī)械化的重要一步。但是谷物干燥技術(shù)對于我國來說并不完善他需要滿足很多條件才能實現(xiàn)比如：溫度、濕度等等。 因此，食品干燥和機(jī)械化技術(shù)對中國的食品消費國具有重要意義。
中國是這個世界上每年擁有糧食年產(chǎn)量5億噸的國家。據(jù)統(tǒng)計，從糧食收割成粒到加工消費這一過程只有80%的糧食是被人們真正的利用了的，大部分都浪費了，如霉變和發(fā)芽，高達(dá)5%，谷物干燥或達(dá)到安全濕度還不太晚。如果我們將這些浪費了的糧食利用起來那么世界有可以有進(jìn)8萬人可以使用到寶貴的糧食，所以這更加說明了糧食干燥的重要性。
1.1.2 谷物的干燥機(jī)理
谷物干燥是通過從顆粒到表面的水分的連續(xù)擴(kuò)散和水在表面上的蒸發(fā)來實現(xiàn)的。水在顆粒表面上的蒸發(fā)必須要有壓力差才能實現(xiàn)?？諝庵兴麎毫εc顆粒表面水汽壓力之間的差值是谷物干燥的驅(qū)動力，其大小決定了顆粒表面水的蒸發(fā)速率。如果溫度梯度和濕度梯度是相反的，則干燥速度將受到相反方向的顆粒中的熱擴(kuò)散和水分?jǐn)U散的影響。然而，由于加熱溫度較低，晶粒尺寸較小，水分運動幾乎沒有影響。相反則溫度升高，尺寸較大，水分會遷移，形成糧食表面裂紋。
1.1.3 國內(nèi)研究
我國對谷物干燥的研究還得追溯到上個世紀(jì)40年代，當(dāng)時我國的國力還比較落后，經(jīng)濟(jì)實力較差，所以谷物干燥在當(dāng)時還不是很普及。但是改革開放十年后，由于國家經(jīng)濟(jì)實力提升，科研經(jīng)費的增加，干燥技術(shù)開始普及起來了，這使得農(nóng)村的產(chǎn)量和利用率迅速提高了，加快了農(nóng)村的發(fā)展。21世紀(jì)后中國的干燥技術(shù)不斷地完善，趨于成熟各種中小型企業(yè)也不斷的推出了各式各樣的產(chǎn)品，適合農(nóng)機(jī)行業(yè)的中小型、多功能、糧食大、村群短。干燥機(jī)械。全國有超過2萬臺谷物烘干機(jī)。年糧食干糧僅占全國糧食總產(chǎn)量的1%左右，而發(fā)達(dá)國家糧食機(jī)械干燥約占總產(chǎn)量九成，這可以說明中國的糧食干燥還有較大的發(fā)展空間。
1.1.4 國外現(xiàn)狀
1）英國: 谷物干燥廣泛應(yīng)用于全國各地。中小型低溫干式筒倉和大中高溫干燥機(jī)是他們的主要機(jī)型。他們的產(chǎn)物跟中國不同。小麥?zhǔn)撬麄兊闹饕r(nóng)作物。在設(shè)備這一塊他們的自動化程度很完善。
2）澳大利亞: 他們和我國不一樣，我國主要是私人干燥，但是他們主要是用于工業(yè)，并有較為完善的自動控制系統(tǒng)。谷物干燥模型是大中型的，是一種高溫干燥方法，所以需要大量的燃料，而他們的燃料主要是煤油和柴油進(jìn)行加熱
3）日本: 上世紀(jì)40年代后日本的糧食干燥設(shè)備迅速發(fā)展，他們的糧食產(chǎn)物和我們一樣主要是稻谷，所以他們的機(jī)械設(shè)備也是小型的設(shè)備。比較新穎的是他們會用稻谷殼做為燃料，實現(xiàn)了廢物利用。
1.2 烘干設(shè)計
1.2.1 設(shè)計要求
谷物干燥的主要作用對象是稻谷，小麥和玉米。在干燥過程中，糧食進(jìn)出口方便。一次最大粒徑為1噸，粒徑為1%～2%小時，收集數(shù)據(jù)后，干燥前后的糧食含水量分別為：，干燥后的糧食含水量、谷物干燥后的溫度、夏季氣溫較差時的環(huán)境空氣溫度和相對濕度、滾筒內(nèi)的溫度，機(jī)器工作效率是每小時完成2噸的糧食干燥。
1.2.2 谷物烘干機(jī)的原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)圖
工作原理：工作時，在保持進(jìn)料端和出料端不動的情況下滾筒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)使得進(jìn)料和出料不中斷，滾筒上裝有用螺栓固定的圓形齒輪圈，在與齒輪配合之后用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，帶動滾筒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，同時谷物在抄板的作用下均勻的旋轉(zhuǎn)再通過在滾筒的一段鼓入熱風(fēng)從而使得谷物上的水分逐漸的蒸發(fā)掉，且滾筒在有一定的傾角情況下安裝，谷物在滾筒中運動一定時間后會自動的從卸料口落下，滾筒的結(jié)構(gòu)圖如下：
1
1、進(jìn)料口 2、爐氣進(jìn)口 3、進(jìn)料端擋罩 4、軸承座 5、支承托輪
6、傳動小齒輪 7、減速箱 8、聯(lián)軸器 9、電動機(jī) 10、卸料口
11、爐氣出口 12、傳動齒圈 13、滾圈 14、干燥滾筒
圖 1.2.1 滾筒原理
1.2.3 滾筒烘干機(jī)的直徑與長度的確定
1.2.3.1 烘干時間的計算
要確定谷物是否烘干我們是依據(jù)谷物表面水分的減少量確定的,有以下的公式：
根據(jù)定義A＝（Kg/h·m3） （1-1） GW-水分減少的快慢 ； V-滾筒的容積；
水分的蒸發(fā)越快，A的值就越大
min （1-2）
各系數(shù)的取值：
β＝0.16，=650Kg/ m3，=27% ， =13%，A=45.85Kg/h
計算得
=28.65(min)
1.2.3.2 滾筒直徑與長度的確定
谷物烘干滾筒的體積V及尺寸主要由滾筒干燥通過能力G(公斤/小時)決定
由上式推出
取0.15
代入數(shù)據(jù)后求得：
=0.71m
1.2.4 擋板設(shè)計
1.2.4.1 擋板的結(jié)構(gòu)
圖1.2.2 抄板的種類
上圖分別為升舉式，均布式(b)、(c),扇形式(d),翻動式(f)和蜂巢式(e)但是由于谷物易粘附于筒壁上，所以經(jīng)過反復(fù)的對比之后選擇升舉式更加的合適。
1.2.4.2 擋板尺寸設(shè)計
擋板的幾何參數(shù)見下圖：
圖1.2.3 抄板的設(shè)計
1.2.4.3 擋板間距的確定
K是指兩擋板之間的距離，對于它的取值主要取決于谷物顆粒的大小而定。如果設(shè)計太大谷物就會分散不均勻，如果太小又不適合谷物更好的干燥，如苞米的體積較大，所以K的取值會相對大一點K的取值為13。擋板的數(shù)量為24。
1.2.4.4 M、N、B的確定
影響其大小的原因有兩種。第一種是谷物離開滾筒的量較多，使得干燥的結(jié)果不好，第二種是谷物分散不平均。谷物旋轉(zhuǎn)是有部分的谷物會從抄板的下方流落下來形成谷物的拋散。M、N、是影響拋散過程均勻性的主要因素。由圖可分析得我們?nèi)∽粤鹘菫?0度；
當(dāng)<210°Y—B時，谷物在抄板上的截面積為：
(1-5)
(1-6)
(1-7)
s隨回轉(zhuǎn)角度中的變化率為：
(1-8)
谷物在滾筒內(nèi)的拋撒軌跡主要是由決定的：
(1-9)
= (1-10)
由以上公式可見．當(dāng)取M=2N時，我們得到的效果是最好的，所以我們采用了24根擋板，s為：
=
筒體內(nèi)部的谷物體積為：
=10002306
N=0.02m時，V=9.68m,筒體中的質(zhì)量為：G=610公斤。較為合理。
1.2.4.5 筒體的轉(zhuǎn)速設(shè)計
滾筒以一定速度轉(zhuǎn)動時。由于慣性原因，谷物從抄板的切線方向拋出。設(shè)滾筒半徑為r，則當(dāng)抄板與水平方向為引對，谷物離開抄板的運動軌跡為：
（1-11）
消去t：
（1-12）
由上可得y=0時x的值
為了谷物分散，定義函數(shù)：
（1-13）
當(dāng)轉(zhuǎn)速過大時，谷物就會付著在筒壁上而無法下落，所以我們需要求出零界值．從而求出滾筒的最大速度：
， （1-14）
計算得:
1.2.5 筒體結(jié)構(gòu)組成
1.2.5.1 筒體的跨度及厚度：
據(jù)彎矩支撐原理我們可以確定托輪位置見下圖所示。
圖1.2.4 托輪的支撐
為了確保支撐托輪可以較好的支撐起滾筒的質(zhì)量拖輪的安裝位置是它們的夾角為60度，具體的安裝方式如下圖：
圖1.2.5 托輪的位置
根筒壁厚度有關(guān)的因素有很多，若偏小，筒壁的厚度就可以設(shè)計較小；反之就可以設(shè)計較大。筒壁最小厚度計算：
,mm
上面公式所代表的意義:
有上式可以得出當(dāng)長度較短時可以適當(dāng)?shù)臏p小筒壁的厚度，為了達(dá)到移動的剛度要求除了增加筒壁的厚度還可以用以下的方式：
（1）讓滾筒和墊板的間隙減小，但不能過小因為受熱后間隙會消失。
（2）局部增加筒體壁厚。因為干燥筒的重量是由托輪支撐的，加大滾筒的寬度的方式如下：
（1-15）
（1-16）
滾筒的厚度=18mm，有的地方需要增加厚度如下圖：
圖1.2.6 滾筒壁加厚
滾圈下筒體寬度公式為：
，mm
式中:
1.2.6滾圈
1.2.6.1 滾圈的結(jié)構(gòu)形式
（1）帶鍵滾圈的墊板需要現(xiàn)場焊接，因此會給安裝帶來麻煩。鍵數(shù)量一般為8—12個。帶鍵滾圈如下圖所示。
圖1.2.7 滾圈
在本設(shè)計當(dāng)中考慮實際后選擇矩形滾圈。
（2）墊板：墊板的起到了分擔(dān)滾筒重量的作用，保護(hù)滾筒。厚度取10mm，寬度為=240mm
1.2.6.2 滾圈的設(shè)計與計算
1. 各滾圈的外徑跟筒體的直徑值比如下圖
表1.1比例
接觸應(yīng)力計算公式為：
（1-17）
（1-18）
式中：
其中：
校核如下：
表1.2 各材料應(yīng)力
= （1-19）
上式可化簡得：
，mm
K=
1.2.6.3 應(yīng)力計算
滾圈取一半進(jìn)行應(yīng)力分析，公式為：因為沒有轉(zhuǎn)角所以轉(zhuǎn)角為零
（1-20）
圖1.2.8 滾圈內(nèi)力分析
滾圈是焊接在滾筒上的部件對其應(yīng)力計算q=q1+q2
， （1-21）
式中:
下圖是最大彎矩圖：
（1-22）
圖1.2.9 受力分析
圖1.2.10 彎矩圖
計算如下
（1-22）
公式中：
1.2.6.4 外圈的設(shè)計
將滾筒截面設(shè)計為下圖所示：
，mm
式中：
式中：
表1.3 滾圈
斷面計算：
面積計算 ：
直徑計算 ：
慣性矩計算：
斷面參數(shù)：
1.2.7 托輪和軸承設(shè)計
1.2.7.1 支撐輪結(jié)構(gòu)
為了安裝方便我們選取了滾動支撐輪。
1.2.7.2 受力分析
（1）徑向力（見下圖) 經(jīng)過受力分析分為徑向力和重力分析如下：
徑向分力為：
，N （1-22）
（1-23）
（2） 軸向力是滾筒有一定的傾斜而產(chǎn)生的起受力分析如下：
圖1.2.13 軸向力分析圖
（3）軸承座的受力情況分析圖如下：
圖1.2.14 托輪調(diào)整力
下圖為軸承穩(wěn)定性分析：
圖1.2.15軸承的穩(wěn)定性
1.2.7.3 支撐結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計
（1）支撐輪
支撐輪必須滿足的條件是：
Ⅰ、支撐輪和滾筒的焊接必須是無縫焊接。
即
表達(dá)式各字母的含義：
圖2.16 普通擋輪軸向位置
Ⅱ、滾筒較長時，計算其寬度如下圖：
圖1.2.17 支撐軸的寬度關(guān)系
支承輪與軸緊配合，經(jīng)常由于支承輪磨損而使軸報廢。為了延長支承輪的使用壽命，可以使用支撐輪。（見下圖）。
圖1.2.18 支撐輪跟軸的關(guān)系
（2）軸的計算
直徑參數(shù)計算：
軸參數(shù)長度：
滑動軸承：
，l為軸頸長度，。
滾動軸承：
，為其寬度
圖1.2.19 轉(zhuǎn)軸的彎矩
長軸的直徑的參數(shù)計算：
軸徑d的初步估算：滑動軸承：由前面已知：
（1-25）
則:
由，則
，mm
式中：
為了增加其使用壽命我們只有降低應(yīng)力才能提高軸的使用壽命，比如說我們可以提高軸表面的硬度和光潔度。
1.3 傳動部分
1.3.1 傳動功率的選擇
功率部分的計算公式如下：
，Kw （1-26）
取K=0.019-0.082，最后取K=0.0725，得：
（1-27）
=16.85kW1
電機(jī)的功率
Pd = （1-28）
傳動效率為：
= 減速器×齒輪×聯(lián)軸器 = 0.99×0.97×0.98 = 0.9412
則
Pd= = = 16.35kW
確定電機(jī)額定功率為Ped = 18.5kW。
滾筒的轉(zhuǎn)速為24 r/min，齒圈傳動比i=8 齒輪傳動比i=3所以電機(jī)轉(zhuǎn)速為
所以空載轉(zhuǎn)速n=740r/min，滿載轉(zhuǎn)速的滿足條件。選用型號為Y225S—8的電動機(jī)。
1.3.2 減速器的參數(shù)選擇
大小齒輪副的模數(shù)為9—12，傳動比為5—8.齒輪寬度為80—100毫米。
由于運輸和安裝時齒圈是兩半，所以齒輪必須是偶數(shù)。
取=8，=10、=19
則：
mm
mm
兩個配合件的硬度差就比較接近更合適，因為如果如果兩配合件的硬度不一樣的話，會造成原件的損壞。所以按國標(biāo)11209-86的規(guī)定進(jìn)行加工。
根據(jù)課本計算得：p=31.6，s=14.8，h=11；
1.3.3 減速器的選擇
高速運動軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩的計算
非高速轉(zhuǎn)動的軸承參數(shù)計算
1.4 烘干設(shè)計
1.4.1 烘干谷物所需要的時間具體的計算：
烘干時間：
1.4.2 糧食的干燥前后的重量：
谷物干燥前后的失水計算：
:
ω2=13.5%時的重量G2''經(jīng)過計算得
1.4.3 熱值計算
有課本查閱d-I圖的下列數(shù)據(jù)：
通過計算的：
上式的—幾種物質(zhì)的成分占比。
氣體的含量的計算
的值的計算如下：
所以：
谷物含水率
=16.35%
由此可見，該機(jī)械結(jié)構(gòu)是可以干燥的。
第二章 殺菌部分
2.1 拉佛爾噴管式滅菌設(shè)計
2.1.1谷物殺菌的意義
糧食加工和儲存是人類生存和發(fā)展必須解決的問題。它對人類文明的水平是一個好的或壞的解決辦法。利用現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)手段，對原糧食進(jìn)行加工，監(jiān)測糧食的長期儲藏，防止儲藏霉變，降低老糧比重，提高糧食庫存利用率，對國家和民族意義重大。所以本課題采用了拉佛爾噴管式滅菌，通過增壓，加熱，冷凝的方式進(jìn)行滅菌。
2.1.2拉佛爾噴管式滅菌原理
拉佛爾噴管式滅菌的原理：當(dāng)粉料干燥完成后進(jìn)入粉料投料口，打開閥門，使粉料進(jìn)入到裝有紫外滅菌燈的加熱管中，此時噴管的一頭通入高壓蒸汽，另一頭進(jìn)行低溫冷凝，從而使得噴管兩端形成氣壓差讓粉料向噴口一斷運動，使顆粒受到擠壓膨脹進(jìn)而讓付著在上面的菌包脫落以達(dá)到滅菌的效果。
圖2.1拉佛爾噴管示意圖
第三章 谷物儲存
3.1 谷物儲存的意義
隨著人們對面粉品質(zhì)的要求越來越高，人們在面粉貯藏設(shè)備和運輸設(shè)備上花費了大量的時間和金錢。隨著面粉品質(zhì)的提高，人們越來越重視面粉品質(zhì)的貯藏。國內(nèi)許多儲罐保存效果差，設(shè)計不合理，功能不全。
如何有效地將包裝好的面粉運輸?shù)剿璧奈恢?，越來越受到人們的關(guān)注。在許多面粉中使用的運輸設(shè)備米爾斯是國內(nèi)外的起重機(jī)和移動設(shè)備。罐裝面粉的吊裝放在移動裝置上，然后運到指定位置。這不僅是一個復(fù)雜的過程，也是一個大的工作空間，起重機(jī)的功能是單一的，靈活性很低。
目前，市場上的面粉儲運設(shè)備缺乏自動化、智能化的產(chǎn)品，對人力的要求較高，占地面積大、不便、拆裝困難，導(dǎo)致拆裝維修困難。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，自動化和智能化產(chǎn)品的市場需求越來越迫切。本設(shè)計著眼于自動化和智能化，設(shè)計出一種適應(yīng)面粉市場需求、模塊化、易拆分、行走的現(xiàn)代面粉儲運設(shè)備。
3.2 儲存?zhèn)}的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3.1 儲存?zhèn)}結(jié)構(gòu)
第四章 投料部分
4.1投料裝置的研究狀況和發(fā)展趨勢
目前，我們經(jīng)常采用人工投料的方法來進(jìn)行運輸。隨著工業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)適用性的發(fā)展，我國發(fā)展了帶式輸送機(jī)、斗式輸送機(jī)和氣動輸送機(jī)。為了提高先進(jìn)的運輸設(shè)備的利用率，實現(xiàn)單機(jī)自動化，將單機(jī)結(jié)合成一個自動化系統(tǒng)是十分必要的。在面粉殺菌系統(tǒng)中，目前只能采用人工給料裝置，但在給料裝置中，采用最大進(jìn)料方式進(jìn)行設(shè)計，在使用過程中是最實用、最經(jīng)濟(jì)的給料裝置。
在企業(yè)實際設(shè)計過程中，往往根據(jù)上述方法和經(jīng)驗設(shè)計產(chǎn)品，然后進(jìn)行整個系統(tǒng)測試。在這個過程中，總是有一些設(shè)計滿足計算要求，但不能滿足整個系統(tǒng)測試的標(biāo)準(zhǔn)。因此，這一過程需要反復(fù)修改，這不僅浪費時間，浪費人力，而且浪費材料資源。因此，給料裝置的設(shè)計方法是根據(jù)計算機(jī)上的經(jīng)驗建立整個系統(tǒng)的三維模型，模擬實驗，以實驗為標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)結(jié)果對其進(jìn)行優(yōu)化。
4.2 投料裝置原理
圖4.1 投料結(jié)構(gòu)圖
在半波整流后的交流電流輸入到電磁鐵的線圈之后，產(chǎn)生頻率為50Hz的磁引力。這樣，料斗底部下方的芯被吸引，料斗下降。由于三個彈簧在料斗的底部邊緣的相同圓周上間隔120° ，它們之間90° 間距的影響導(dǎo)致料斗下降，同時沿彈簧傾斜方向產(chǎn)生周向扭轉(zhuǎn)。當(dāng)電磁鐵的磁力迅速減小并接近零時，料斗在彈簧的作用下向相反方向升起并返回到其原始位置。這樣，在電磁力的作用下，料斗連續(xù)受到螺旋狀的周向振動，使料斗內(nèi)的雜物沿著料斗內(nèi)壁的螺旋槽向上移動。并從料斗頂部進(jìn)入外部通道，送至送料機(jī)自動送料。
第五章 結(jié)論
5.1系統(tǒng)流程詳解
經(jīng)過幾個月的設(shè)計，再加上老師的解答最總完成了整個谷物儲存系統(tǒng)的設(shè)計，整個系統(tǒng)一共分為四大板塊投料，干燥，殺菌和儲存（具體的流程如圖5.1）。但是設(shè)計的最主要的部分是干燥部分。
5.1系統(tǒng)流程圖
本設(shè)計主要是在干燥滾筒中的消耗時間最多其結(jié)構(gòu)如下圖：
5.2干燥滾筒
再根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù)我們可以給出系統(tǒng)的主要參數(shù)；該新型谷物儲放系統(tǒng)總共長約為9米，每小時可以加工2噸谷物。
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附錄1 外文翻譯
農(nóng)場、乳品及食品機(jī)械工程
梅爾·庫茲
食品工業(yè)，包括農(nóng)業(yè)和食品生產(chǎn)，包裝和包裝分銷，零售和餐飲，是巨大的。維基百科表示，在美國消費者每年花費大約1萬億美元用于食品，或者接近國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的10％。超過1650萬人在食品工業(yè)中應(yīng)用。 2004年，全球加工食品銷售額約為美金3.2萬億美元。據(jù)路透社報道，“食品加工是最大的之一占美國制造業(yè)的10％左右制造出貨量（按價值計算）。加工食品工業(yè)已經(jīng)成長1998年至2004年間增長10％，2004年加工食品的出貨價格為2000美元約為4,700億美元。就價值而言，該行業(yè)的最大部門是肉類，奶制品，水果和蔬菜保存以及特種食品。其他利基行業(yè)包括面包房和玉米餅制造，谷物和油籽碾磨，糖和配料動物飼料，動物食品制造和海鮮產(chǎn)品?！笆称芳庸I(yè)機(jī)械部件的規(guī)模很小這是一個工程師可以產(chǎn)生重大影響的領(lǐng)域。美國部門勞工統(tǒng)計局的勞工局稱：“激烈的競爭導(dǎo)致了糧食制造工廠投資于技術(shù)先進(jìn)的機(jī)器，ductive。新機(jī)器已被應(yīng)用于各種任務(wù)，如包裝，和存貨控制....計算機(jī)也正在廣泛實施整個行業(yè)....食品制造公司將能夠使用這個新的動化以更好地滿足日益增長和日益變化的需求多樣的人口。隨著便利性越來越重要，消費者越來越多需要高度加工的食物，如預(yù)先腌制過的豬腰肉，腐爛，微波湯，或“準(zhǔn)備好熱”晚餐。這種消費轉(zhuǎn)變，重刑......將導(dǎo)致成千上萬的新加工食品的開發(fā)。國內(nèi)生產(chǎn)商也將試圖在國外銷售這些商品，貿(mào)易貿(mào)易繼續(xù)增長。美國流行音樂的規(guī)模和多樣性越來越大，通貨膨脹推動了對更多種類食品的需求，包括更多的民族食品。
擴(kuò)大的出口市場和國內(nèi)轉(zhuǎn)移和增加的結(jié)合消費......將導(dǎo)致整個食品制造業(yè)發(fā)生重大變化行業(yè)。”根據(jù)美國人口普查局編制的數(shù)據(jù)，2004年期間，工廠農(nóng)場設(shè)備和機(jī)械的出貨，包括零件和附件，由原始設(shè)備制造商（OEM）推動的總額為69億美元?？倲?shù)
包括乳品，種植，播種，施肥，收獲和機(jī)械等其他產(chǎn)品。食物的農(nóng)業(yè)機(jī)械組成部分似乎很安全行業(yè)與食品加工處于同樣的增長和發(fā)展模式零件。顯然，食品工業(yè)的這兩個組成部分 - 農(nóng)業(yè)機(jī)械和食品加工機(jī)械 - 對于各種學(xué)科的工程師都非常有意義，包括食品和農(nóng)業(yè)，機(jī)械，化學(xué)，材料和計算機(jī)工程師，neering。至少有四個主要的技術(shù)出版商致力于食品工程，他們的名單中有數(shù)十種標(biāo)題。但是當(dāng)我在威廉安德魯?shù)木庉嫲妫琈illicent Treloar，我審查了這些名單，沒有任何標(biāo)題出現(xiàn)我們采取我們感興趣的廣泛方法 - 她的信息 - 在行業(yè)會議上的惡意市場研究似乎是合理的。所以其中一個主要想法這推動了農(nóng)場，乳品和食品機(jī)械手冊的發(fā)展，形成對工程師的需求，是提供從農(nóng)場到市場的覆蓋范圍。我們的意圖從一開始就在單一的綜合卷中涵蓋這些方面對設(shè)計和制造農(nóng)機(jī)的工程師感興趣的食品工業(yè)，食品儲存設(shè)施，食品加工機(jī)械和食品包裝機(jī)械。這是一本由工程師為工程師編寫的手冊。大部分貢獻(xiàn)者總部位于美國。該手冊的22章中有16章來自美貢獻(xiàn)者。
但是，超過四分之一的章節(jié)來自其他貢獻(xiàn)者，加拿大有兩個，愛爾蘭有一個，泰國有一個，新西蘭有兩個。手冊的目標(biāo)受眾是實踐工程師。因為，本書不僅具有實用性，而且具有指導(dǎo)意義，高年級本科生，吃飯和研究生課程也將受益。雖然有些章節(jié)涉及設(shè)計農(nóng)場和食品加工機(jī)械和設(shè)施，其他章節(jié)提供theo-確定和預(yù)測食品處理行為的決定性基礎(chǔ)并進(jìn)行處理。為了讓手冊對工程師有用，每個手冊的范圍主題足夠全面的，可以作為最近的和相關(guān)的概述，研究和技術(shù)。大部分的結(jié)尾都包含大量的參考文獻(xiàn)章節(jié)。像我的手冊一樣（我也是機(jī)械工程師協(xié)會的編輯，手冊，現(xiàn)在在其第三版，材料選擇手冊中，物醫(yī)學(xué)工程與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)手冊，運輸工程師手冊，手冊“和”材料環(huán)境退化手冊“），”手冊“農(nóng)場，乳制品和食品機(jī)械不僅意味著被用作印刷參考，而且也是充當(dāng)知識譜系的核心。在這個互聯(lián)網(wǎng)時代，基礎(chǔ)廣泛出版物，如本手冊，并不孤立存在。相反，每個部分它 - 每個句子，段落，數(shù)據(jù)項目，參考文獻(xiàn)等 - 可能與信息 -在多個網(wǎng)站上。所以這本手冊有自己的知識庫，也是通往更廣泛的農(nóng)業(yè)和食品加工知識世界的門戶機(jī)械和設(shè)施。手冊以三章介紹 - 費利克斯巴倫的章節(jié)開篇關(guān)于食品工程課程; Kevin Keener撰寫的關(guān)于食品法規(guī)的章節(jié);以及V.M.關(guān)于食品安全工程的章節(jié)。 （Bala）Balasubramaniam和collea-ue Raghupathy Ramaswamy，Juhee Ahn，Luis Rodriguez Saona和Ahmed E.優(yōu)素福。接下來有四章關(guān)于農(nóng)業(yè)機(jī)械，設(shè)施和流程，包括Brian Adams關(guān)于自動種植機(jī)械的章節(jié)，Graeme Quick和馬克漢納關(guān)于谷物收獲機(jī)械設(shè)計的章節(jié)，這是雷的一章Bucklin和同事Sidney Thompson，Ali Abdel-Hadi和Michael Montross設(shè)計谷物儲存設(shè)施，Conley Hansen和Dae-Yeol撰寫的一章Cheong管理農(nóng)業(yè)廢物。手冊的下一部分涉及牛奶和乳制品。有兩章，第一篇是擠奶機(jī)和擠奶廳Douglas Reinemann以及第二名奶制品加工設(shè)備來自加拿大的Doug Goff。 （除非另有說明，貢獻(xiàn)者來自于美國。）該手冊的最大章節(jié)有十幾章，涵蓋了食品加工。
本節(jié)從Athapol Noomhorm的大米加工章節(jié)開始和來自泰國的Imran Ahmad。下一章由Conrad Perera和來自新西蘭的Bronwen Smith是食品加工業(yè)務(wù)的總覽，發(fā)散。在接下來的六章中將更詳細(xì)地介紹這些操作 - William Kerr的食物干燥和蒸發(fā);食物被Kasiviswanathan凍結(jié)Muthukumarappan和Chenchaiah Marella;熱量和傳質(zhì)由穆罕默德來自新西蘭的Farid;齊心忠流變學(xué);亞瑟熱處理特謝拉;以及Gauri Mittal的食品加工建模，模擬和優(yōu)化，來自加拿大。本節(jié)繼續(xù)撰寫關(guān)于設(shè)計食品加工控制的章節(jié)馬克摩根;有關(guān)肉類和肉類歐洲巴氏殺菌的前瞻性章節(jié)來自愛爾蘭的James Lyng和Brian McKenna的肉制品;一章V.M.食品安全工程（Bala）Balasubramaniam及其同事RaghupathyRamaswamy，Juhee Ahn，Luis Rodriguez Saona和Ahmed E. Yousef;最后，a由Timothy Bowser撰寫的食品加工設(shè)備設(shè)計章節(jié)。手冊的最后一部分包含兩章包裝，第一章包裝材料和加工由Jay Singh和Paul Singh（他們不相關(guān)并在不同的大學(xué)），第二次在哈羅德包裝機(jī)械休斯。雖然我自己的機(jī)械工程師培訓(xùn)對構(gòu)思至關(guān)重要農(nóng)場，乳品和食品機(jī)械手冊“，以及我的出版歷史工程手冊在各種學(xué)科中的應(yīng)用當(dāng)然是有用的使手冊變得成功，那些真正沉重的貢獻(xiàn)者是吊裝。這是一個奇跡，因為它是任何有許多貢獻(xiàn)者的手冊，所以許多人發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造他們學(xué)術(shù)和實踐章節(jié)的時間和精力。
附錄2 外文文獻(xiàn)
Handbook of Farm, Dairy and Food Machinery Engineering (Second Edition)
by:MyerKutz
致謝
經(jīng)過幾個多月的時間，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲，這也意味著我的大學(xué)生涯也將畫上一個圓滿的句號，此次秸谷物儲存的設(shè)計是在鄭雙陽老師的認(rèn)真幫助的情況下完成的，鄭雙陽老師在我的設(shè)計過程中給予了許多具有關(guān)鍵作用的意見，不僅為我指明了研究所需要定的大方向，也為我推薦了許多具有專業(yè)指導(dǎo)性的參考資料，讓我在設(shè)計的過程中有了許多依據(jù)可循，老師對待工作十分的認(rèn)真，對于我們的問題也是盡可能的解答詳細(xì)，在學(xué)習(xí)的過程中老師身上的那種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及對待自己的專業(yè)那種精益求精的面貌都給予了我許多學(xué)習(xí)的榜樣，這不僅僅是在這一次的論文中有所體現(xiàn)，也是我在日后的工作學(xué)習(xí)中所要盡自己最大的努力所要做成的樣子，十分感謝鄭老師給了我這樣一個機(jī)會去使自己得專業(yè)素養(yǎng)得到更高層次的提升。
感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)以及學(xué)院的各位老師對于我四年來的幫助和關(guān)懷，感謝機(jī)械學(xué)院給了我一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓我得以在大學(xué)生活中過的十分充實并且富有營養(yǎng)，也十分感謝我的各位同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中給予我的無私幫助讓我在專業(yè)的知識里有了奮力飛翔的翅膀，這是一筆十分偉大的財富。
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