磨粉機設(shè)計[含CAD高清圖紙和說明書]

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Grinder；Sensor body；Feed roller driveII目錄 摘要IAbstractII前言1第一章 產(chǎn)品設(shè)計的依據(jù)、用途和適用范圍：21.1依據(jù)21.2大用途及使用范圍2第二章 設(shè)計前的準(zhǔn)備工作3第三章 設(shè)計方案的確定和關(guān)鍵技術(shù)的解決方法43.1總體結(jié)構(gòu)與主要工作構(gòu)件43.1.1 機架43.1.2 外形43.1.3 與機架有關(guān)的部分53.1.4 與磨棍及其支承清理冷卻與調(diào)平63.1.5 磨棍與軸系零件的連接73.1.6 喂料棍及其有關(guān)尺寸參數(shù)的確定83.2傳動系統(tǒng)93.2.1 快輥拖動93.2.2 輥間傳動93.2.3 喂料輥傳動123.3控制系統(tǒng)123.3.1 傳感機構(gòu)123.3.2 料門調(diào)節(jié)機構(gòu)133.3.3 軋調(diào)機構(gòu)143.3.4 程序動作的實現(xiàn)153.3.5 回差問題153.3.6 過載沖擊問題173.4 控卸料方式17第四章 本機工作原理與操作方法184.1工作原理184.2操作方法18第五章 本機的結(jié)構(gòu)特點與先進性19第六章 其他說明206.1工換輥操作步驟206.2工關(guān)于噪聲控制與污染問題20第七章 本機特征21第八章 計算部分228.1動力計算及選配電機228.2三角帶傳動設(shè)計228.3齒輪減速箱設(shè)計258.4磨輥受力分析298.5磨輥軸承的選擇計算328.6磨輥軸與軸體過盈量和壓入力的計算338.7慢輥軸的強度剛度校核358.8喂料輥動力消耗計算378.9喂料輥小同步帶傳動設(shè)計388.10料門機構(gòu)設(shè)計408.11磨膛吸料計算42第九章 主要設(shè)計參數(shù)44結(jié)論45致謝46參考資料47附錄A48附錄B531. 產(chǎn)品設(shè)計的依據(jù)、用途和適用范圍：1.1 依據(jù)本產(chǎn)品的設(shè)計是根據(jù)鄭州工程學(xué)院機電工程系2002屆畢業(yè)設(shè)計的要求，并在到無錫布勒機械制造有限公司、佐竹機械（蘇州）有限公司參觀調(diào)研的基礎(chǔ)上，在已學(xué)基礎(chǔ)上進行的實踐。按照指導(dǎo)教師的要求，本設(shè)計給定的要求是：磨輥規(guī)格為2501000；磨輥排列方式為平置；按照無錫布勒機械制造有限公司MDDK系列磨粉機的結(jié)構(gòu)，快慢輥間采用加長齒輪減速箱傳動；自動調(diào)節(jié)料門；機械浮子傳感；手動合閘、自動松閘、氣壓控制松合閘的半自動氣壓輥式磨粉機。主要研究內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵是：傳感機構(gòu)；喂料輥傳動；料門控制機構(gòu)和快、慢輥傳動。1.2 用途及使用范圍本產(chǎn)品適用于大中型面粉廠，可從前道皮磨用到心磨。2. 設(shè)計前的準(zhǔn)備工作在正式開始畢業(yè)設(shè)計之前，隨隊到無錫布勒機械制造有限公司、佐竹機械（蘇州）有限公司進行了為期4天的參觀調(diào)研，了解了一些國外先進磨粉機的機構(gòu)、工作原理，獲得了部分參考資料，了解了畢業(yè)設(shè)計的途徑和方法。3. 設(shè)計方案的確定和關(guān)鍵技術(shù)的解決方法3.1 總體結(jié)構(gòu)與主要工作構(gòu)件3.1.1 機架目前國內(nèi)外磨粉機的機架制造方式有三種：即整體鑄造、墻板拼裝和焊接墻板機架。整體鑄造機架：其整體性和剛性好，節(jié)省切削加工工時，而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可以說百年不壞。但是，機架鑄造困難，而且鑄造技術(shù)要求高，成本高，不利于磨粉機的系列化。墻板拼裝式機架：鑄件體積小，尺寸小，便于制造，成本低，便于安排其他零部件， 便于實現(xiàn)全封閉， 而且有利于磨粉機的系列化。但是， 機架剛度差，容易變形， 切削加工的工作量大。焊接式機架：其生產(chǎn)周期短， 重量輕，成品率高。但是， 焊接技術(shù)要求高， 焊接后產(chǎn)生變形及應(yīng)力及中， 必須進行熱處理以消除應(yīng)力及中。綜合考慮以上各種機架的優(yōu)缺點， 本機采用墻板拼裝式機架。3.1.2 外形目前， 磨粉機的外形有：敞開式，半封閉式,全封閉式三種。本機采用全封閉式外形，所謂全封閉是指整個磨粉機除快輥皮帶輪外，均布置在密封罩內(nèi)，它的優(yōu)越性在于避免敞開式和半封閉式的缺點， 使零、部件得到良好的保護，而且操作安全可靠，機器美觀， 車間衛(wèi)生清潔，改善了工人的工作環(huán)境。3.1.3 與機架有關(guān)的部分料筒：本機料筒采用有機玻璃，可以觀察進料情況，而且質(zhì)輕美觀。上磨門：本機采用有機玻璃，這樣可以觀察到喂料輥轉(zhuǎn)動及料流等情況。下磨門：本機采用A3鋼板制造，下磨門和下?lián)螕跤勉q支軸連接，與上撐擋用磁鐵吸住。此結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，而且便于開啟、關(guān)閉。罩殼：本機罩殼采用A3鋼板沖壓、焊接制成。側(cè)面罩殼分為上、下、左、右四塊，此結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。當(dāng)僅需觀察傳動情況時，只要向上打開上罩殼即可，不必把它卸掉。3.1.4 磨輥及其支承、清理、冷卻與調(diào)平磨輥： 輥體是空心的，外層為冷硬鑄鐵，內(nèi)層為普通灰口鑄鐵，采用離心兩次澆筑成型。輥軸采用碳鋼45鋼。輥體和輥軸二者過盈配合，加工配合面后用壓力機將輥軸壓入輥體，然后再進行機加工。支承： 傳統(tǒng)磨粉機中，磨輥的支承多采用滑動軸承?；瑒虞S承承受磨輥振動和沖擊載荷的能力強，壽命長，滑動軸承的徑向尺寸小，周向尺寸長，正適合在磨粉機墻板上安排，滑動軸承對拆裝磨輥方便，而且易于實現(xiàn)自位。但是滑動軸承也有它的不足之處，其摩擦嚴(yán)重，帶來的后果是磨粉機的消耗功率大，軸承發(fā)熱嚴(yán)重，甚至發(fā)生燒壞軸承的事故，滑動軸承精度低， 難以保證輥間軋距的穩(wěn)定性，因此后道磨粉機上（軋距僅百分之幾毫米）會產(chǎn)生空輥打擊事故，軸瓦磨損后有徑向間隙，更不利于定心，磨輥運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生徑向跳動。滑動軸承需要稀油潤滑，容易污染面粉，不符合衛(wèi)生要求， 而且要用寶貴的有色金屬?，F(xiàn)代磨粉機幾乎全部采用滾動軸承， 其摩擦損失小，發(fā)熱小，對減少磨粉機的功率消耗有很大的作用。滾動軸承的回轉(zhuǎn)精度高， 可保持快、慢輥間有穩(wěn)定的軋距。滾動軸承供應(yīng)充足，可節(jié)約稀有金屬。滾動軸承采用黃油脂潤滑， 基本上不存在污染問題。但是滾動軸承也有缺點，其承受磨輥振動和沖擊載荷的能力較差，壽命短。滾動軸承的徑向尺寸大，在磨粉機上安排較困難，而且對拆裝磨輥較為困難。綜合考慮上述兩種軸承，本機選用雙列向心球面滾子軸承。此軸承有自位性能，而且承受載荷較大。為了便于裝拆磨輥， 在軸承內(nèi)圈和磨輥之間加了緊釘錐套。軸承座為整體式，慢輥軸承座固定在牛腿上， 快輥軸承座固定在墻板上。清理方法：本機采用刷帚清理粘在磨輥上的物料。冷卻問題：本機沒有設(shè)計專門的冷卻裝置，而是利用空氣自行冷卻。目前， 國外先進磨粉機都不采用專門的冷卻裝置， 而是靠空冷。調(diào)平問題：本機采用牛腿鉸支軸加偏心套以調(diào)上下不平，利用雙面單調(diào)來調(diào)水平面不平。3.1.5 磨輥與軸系零件的連接絕大多數(shù)磨粉機上，磨輥與軸系零件大帶輪及同步輪的連接采用鍵。雖然鍵連接具有簡單、緊湊、可靠、成本低的優(yōu)點。但是，鍵槽減少了被連件的承載面積，特別是會引起高度的應(yīng)力集中，被連件也難以獲得精確的定心， 而且裝拆也不方便。本機采用彈性環(huán)連接。彈性環(huán)連接的定心性好，輪轂可以相對于軸緊固在任意軸向位置上， 裝拆方便， 只要把緊固螺釘松開，彈性環(huán)連接避免軸因鍵槽等原因而削弱， 承載能力高，可獲得緊密的連接，而且有安全保護作用。只要過載，內(nèi)、外環(huán)就會打滑，形成相對轉(zhuǎn)動，避免零件損懷。磨軸與軸承通過緊定套連接，這樣有利于裝拆軸承。慢輥與喂料輥三角帶輪的連接用螺釘，也便于裝拆。3.1.6 喂料輥及其有關(guān)尺寸參數(shù)的確定輥體材料及其制造方法：本機喂料輥采用20號無縫鋼管制成。輥徑的確定：根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)， 定量輥直徑為88mm，分流輥直徑為7090mm，初定一輥徑，再通過理論計算，得出亮輥徑都為90mm。齒形的確定：齒形根據(jù)廠家的不同工藝要求，具體確定不同的皮磨機心磨的齒形。如果物料的散落性不好，應(yīng)將上輥（定量輥）改為鉸龍。喂料軌跡及轉(zhuǎn)速的確定方法：在考慮空氣阻力的條件下，對物料顆粒進行受力分析，并根據(jù)達朗伯原理列出方程組。通過計算機解在同一時刻微分方程組的X、Y值。 在坐標(biāo)紙上作出喂料軌跡，在保證喂料軌跡不變的條件下，對于不同的物料， 采用不同的分流輥轉(zhuǎn)速，可以用計算機進行試算獲得。本設(shè)計計算出了后道皮磨，心磨及一皮磨分流輥的極限轉(zhuǎn)速，定量輥的轉(zhuǎn)速為分流輥的三分之一。3.2 傳動系統(tǒng)3.2.1 快輥拖動快輥是由電機通過帶傳動的，快輥的轉(zhuǎn)速要求在450600rpm，確定快輥的轉(zhuǎn)速要綜合考慮動耗、產(chǎn)量和大帶輪直徑。 如果轉(zhuǎn)速過大，大帶輪直徑相對減小，產(chǎn)量增大，但動耗也增大； 如轉(zhuǎn)速過小，雖然動耗減小，但產(chǎn)量也減小，而且大帶輪直徑增大，影響整機的尺寸。若轉(zhuǎn)速變化范圍不太大，對產(chǎn)量的影響很小。所以綜合考慮上述情況，把轉(zhuǎn)速定在550rpm左右。3.2.2 輥間傳動功能要求：磨粉機快、慢輥間傳動裝置必須保證快、慢輥有較為準(zhǔn)確的傳動比，能適應(yīng)磨輥輥徑的變化及軋距調(diào)節(jié)所引起的快、慢輥中心的變化，有一定的使用壽命，而且噪音要小，傳動件在磨輥軸上應(yīng)便于安裝拆卸，為了適應(yīng)研磨不同的物料，快慢輥間應(yīng)有不同的速比。本機設(shè)計三種速比，即2.5、2、1.5。 磨粉機的輥間傳動機構(gòu)在空載時起傳動作用；在負(fù)載時， 由于封閉功率的存在，其定速作用。負(fù)載時， 存在封閉功率，使輥間傳動帶（或鏈）的松緊邊對調(diào)轉(zhuǎn)化，帶輪齒的非嚙合面磨損，磨粉機傳動件的壽命降低，所以封閉循環(huán)功率是傳動零件的設(shè)計依據(jù)。傳動方式的比較確定：目前，國內(nèi)外磨粉機輥間傳動方式有：皮帶傳動，齒輪傳動，連傳動，扭矩臂差動傳動及雙面同步齒形帶傳動。 皮帶傳動：皮帶傳動的動力大，磨粉機的粉碎能力大，產(chǎn)量大， 不需要潤滑，減小了污染性，對主、從動輪中心距變化的適應(yīng)能力強，松和閘對皮帶的傳動性能影響較小，工作中的噪音小。但是，皮帶傳動的速比不準(zhǔn)確，傳動效率低， 而且結(jié)構(gòu)齒寸大，還不安全。所以使得它在磨粉機上的使用越來越少，已逐漸被淘汰。齒輪傳動：齒輪傳動的功率大， 傳動比準(zhǔn)確， 結(jié)構(gòu)簡單緊湊， 便于密封，操作安全。 但是， 齒輪傳動對中心距的要求嚴(yán)格，因此松合閘對傳動性能的影響較大，噪音大， 壽命低，需要系由潤滑， 而且因為有齒輪箱密封， 所以顯得笨重。對于一臺磨粉機， 要適應(yīng)不同的輥徑， 必須要有幾套齒輪備用。 對于磨粉機傳動的齒輪還有特殊的要求：合閘時， 齒輪處于是最佳工作狀態(tài)的中心距工作， 為了減小松合閘時齒輪因中心距偏大所產(chǎn)生的噪音， 必須用加長齒齒輪。鏈傳動：鏈傳動對于松合閘引起的磨輥中心的變化對鏈傳動性能的影響不大，能適應(yīng)不同直徑磨輥的使用（緊需調(diào)節(jié)張緊輪的位置）， 其傳動比準(zhǔn)確，缺點為：傳動鏈的承載能力不大，鏈傳動對于主、從鏈輪的不同面度較為敏感， 因此， 兩磨輥的軸向竄動將影響傳動性能，所以傳動鏈的壽命較低，傳動機構(gòu)的尺寸較大， 鏈傳動需用稀油潤滑，鏈輪箱必須有可靠的密封，以防止污染，鏈輪的裝拆也不方便。 扭矩臂差動傳動：優(yōu)點：磨輥的松合閘不影響機構(gòu)中齒輪副的中心距，并能保證齒形帶輪中心距基本不變，傳動性能好，噪音小， 齒輪箱的密封性能好，齒形帶不需有潤滑，門有潤滑油的污染問題，機構(gòu)的尺寸小，便于封閉。但是，它也存在缺點：軸承臂的位置調(diào)節(jié)需繞其慢輥軸轉(zhuǎn)動。 因此，當(dāng)磨輥直徑減小后，軸承臂上移所引起的齒形帶輪中心的變化，不能完全由從動輪軸心和軸承臂鉸支抵消， 所以松合閘對齒形帶輪中心距仍有一定影響， 機構(gòu)中的齒輪減速箱重量較大（56公斤左右）， 沒有把手， 裝拆不方便。雙面同步齒形帶傳動：雙面同步齒形帶傳動集齒輪傳動合帶傳動的優(yōu)點于一身。其傳動效率高，節(jié)能效果高， 經(jīng)濟效益好，帶與齒形輪之間往返間隙小，嚴(yán)格同步，不打滑，傳動比準(zhǔn)確，角速度恒定，不需潤滑油， 既節(jié)省油又不會產(chǎn)生污染，使用壽命長而且不需維修保養(yǎng)， 使用速度范圍大，因其輕而離心力小，所以可高速傳動，也可低速高扭矩傳動。 帶的使用伸長非常小， 初張力也很小，帶的運轉(zhuǎn)生熱小，還可以延長電機和軸承的使用壽命，由于是圓弧齒， 所以嚙合圓滑， 傳動平穩(wěn)， 有一定的吸振作用，噪音小。 負(fù)載容量范圍大， 整體結(jié)構(gòu)簡單，尺寸也較小。 由于目前皆采用四個輪子傳動，所以結(jié)構(gòu)尺寸相對而言較大， 而改成三個輪子（把改向輪和張緊輪合為一個輪子改向張緊輪），結(jié)構(gòu)尺寸更小，更為緊湊，在整機上更便于安排。 我國青島橡膠工業(yè)研究所從國外引進先進的制造橡膠同步齒形帶的技術(shù)和設(shè)備，所以采用同步帶的來源有了充分的保障。綜上所述， 本機輥間傳動采用齒輪減速箱傳動。3.2.3 喂料輥傳動動力來源：傳統(tǒng)的磨粉機的動力來源都從快輥傳遞，由于快輥轉(zhuǎn)速較高， 而分流輥的轉(zhuǎn)速較低，所以必須配置減速箱，它不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 而且安裝也復(fù)雜，增加了成本。本機的動力來源于慢輥， 由于慢輥由磨輥傳動機構(gòu)減速了一級， 傳到分流輥再減速一級， 就不用減速箱了， 所以其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。張緊問題：目前， 國內(nèi)外的磨粉機喂料輥傳動皆有張緊輪張緊， 而本機利用巧妙的結(jié)構(gòu)安排解決了張緊問題， 并不需要用專門的張緊裝置， 所以結(jié)構(gòu)得到了簡化。離合器：磨粉機多采用牙嵌式離合器， 它靠一套杠桿進行工作， 其靈敏度存在一些問題， 而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。本機采用摩擦片氣動離合器， 由膜片氣缸控制， 本機本來就是氣壓磨粉機，所以氣源充足， 而且其靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。 前后輥傳動方式：本機喂料輥前后輥傳動采用單面同步齒形帶傳動， 同步齒形帶的優(yōu)點在前已述， 這里就不多筆了。3.2.4 傳動示意圖：3.3 控制系統(tǒng)3.3.1 傳感機構(gòu)目前， 國內(nèi)外傳感機構(gòu)基本上有以下幾種：電極板傳感機構(gòu)，該機構(gòu)的優(yōu)點在于：結(jié)構(gòu)簡單， 動作靈敏。缺點：后道磨粉機的極板易被面粉粘上，以至失效， 效果不好。 杠桿組及“噴射式”射流元件組成的傳感機構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于：結(jié)構(gòu)較簡單， 動作靈敏。 缺點：使用壽命短。光電傳感機構(gòu)，該機構(gòu)的優(yōu)點在于：動作靈敏度高， 結(jié)構(gòu)簡單。 缺點：光電管易被面粉粘上， 以至失效， 所以使用效果不好。杠桿組傳感機構(gòu)，優(yōu)點：使用壽命長。 缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 靈敏度不高。杠桿組及電傳感機構(gòu)，優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單， 靈敏度高，使用壽命長。 缺點：易造成離合閘動作頻繁。浮子可分為：枝狀浮子、盤狀浮子和傘狀浮子。枝狀浮子不存物料， 但其靈敏度差而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 盤狀浮子動作靈敏， 結(jié)構(gòu)簡單， 但其易存物料（物料落在盤上不易掉下來）。傘狀浮子兼有枝狀浮子和盤狀浮子的優(yōu)點， 動作靈敏， 結(jié)構(gòu)簡單， 不存物料。 綜合考慮上述各種傳感機構(gòu)， 本機采用傘狀浮子杠桿組及電傳感機構(gòu)?？朔朔N傳感器缺點的措施是利用繼電器來解決回差問題。3.3.2 料門調(diào)節(jié)機構(gòu)料門調(diào)節(jié)機構(gòu)有以下幾種：1.手動料門調(diào)節(jié)機構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單，但不能根據(jù)進機物料量的變化自動調(diào)節(jié)料門的開啟度， 以至喂料量不均勻， 如果突然斷料就會造成磨輥相碰。2.氣、液壓連動料門調(diào)節(jié)機構(gòu)：其靈敏度高，能隨進機物料量的大小而改變料門的開啟度， 但是，對氣、液壓元件的質(zhì)量要求高。3.電控制料門調(diào)節(jié)機構(gòu)：其靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單， 能實現(xiàn)隨動。 但是增加了動耗。 綜合考慮以上幾種機構(gòu)，本機選用電控制料門調(diào)節(jié)機構(gòu)， 即用伺服電機。其工作原理：當(dāng)進機物料量達到一定值時，傘狀浮子下沉， 通過杠桿組傳感機構(gòu)傳給伺服電機，伺服電機啟動， 帶動扇形齒輪傳動，從而使料門轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)料門的開啟。 當(dāng)進機物料量繼續(xù)增大時，伺服電機帶動扇形齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，料門開啟度增大。 當(dāng)進機物料減小時， 伺服電機帶動扇形齒輪反轉(zhuǎn)， 以致使料門開啟度減小，當(dāng)進機物料減小到一定程度時，傘狀浮子上升到原來位置， 杠桿組傳感給伺服電機， 電機停止轉(zhuǎn)動， 料門關(guān)閉。3.3.3 離合軋軋調(diào)機構(gòu)功能要求：對離合軋軋調(diào)機構(gòu)的功能要求是：使磨輥在工作時實現(xiàn)定軋距； 完成松和閘動作；能滿足新輥及舊輥的使用；機構(gòu)能簡便、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)兩磨輥的平行度， 使兩磨輥不平行度不大于0.01mm ；能簡便、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)軋距大小， 且在調(diào)節(jié)后仍保持兩輥的平行度；機構(gòu)設(shè)有磨粉機的過載安全保護裝置；對于自動控制松合閘的磨粉機， 必須另設(shè)手控松合閘機構(gòu)， 以免在自動控制系統(tǒng)失靈時能維持生產(chǎn)； 機構(gòu)應(yīng)便于拆換磨輥， 且在拆換的過程中盡可能少的拆換其他零件；機構(gòu)的各項操作簡單可靠；機構(gòu)的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單可靠。設(shè)計原則：本機構(gòu)的設(shè)計原則是能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能要求， 而且要結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、換輥方便。離合軋軋調(diào)機構(gòu)的比較確定：手動離合軋軋調(diào)機構(gòu)：離合軋靠偏心縱軸的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 軋調(diào)靠手輪或手柄帶動牛腿動作來實現(xiàn)， 而且還安有保安彈簧。 此種機構(gòu)龐大，笨重， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 換輥也不太方便。自動離合軋軋調(diào)機構(gòu)：離合閘靠氣、液缸推動牛腿運動來實現(xiàn)。 軋調(diào)機構(gòu)與手動離合軋軋調(diào)機構(gòu)的軋調(diào)機構(gòu)相似， 而且還裝有保安彈簧。此種機構(gòu)也比較復(fù)雜， 換輥不方便， 但其操作比手動離合軋軋調(diào)機構(gòu)方便。K型磨粉機的自動離合軋軋調(diào)機構(gòu)：此種機構(gòu)取消了磨粉機的兩個傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)偏心縱軸和慢輥支承彈簧。其松合閘靠氣缸推動牛腿運動來實現(xiàn)。 軋調(diào)只有單調(diào)機構(gòu)， 而沒有總調(diào)機構(gòu)，而且其只是旋轉(zhuǎn)手輪改變止推塊的位置， 而不是改變牛腿的位置。此種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，旋轉(zhuǎn)軋調(diào)手輪所需的力比較小，而且松合閘的行程是可以變化的（采用偏心縱軸的傳統(tǒng)磨粉機， 其松合閘行程是固定的），拆換磨輥也比較方便。 氣缸不僅是松合閘的執(zhí)行元件， 而且代替了彈簧來支承慢輥軸承臂，這不僅簡化了結(jié)構(gòu)， 而且充分離用氣壓系統(tǒng)的彈性好，動作靈敏的優(yōu)點，實現(xiàn)磨粉機的過載保護。 其用氣缸而不用液壓鋼的另一個原因是氣體沒有污染現(xiàn)象。 取消了偏心縱軸就出現(xiàn)了兩個氣缸的同步問題， 此問題可以從氣路中來解決或允許軸承有良好的自位性能。綜合考慮以上幾種機構(gòu)， 本機采用K型磨封機的自動離合軋軋調(diào)機構(gòu)。3.3.4 程序動作的實現(xiàn)當(dāng)進機物料達到一定值時，傘狀浮子下降到了一定程度， 通過杠桿組傳到伺服電機，伺服電機轉(zhuǎn)動，通過扇形齒輪帶動料門轉(zhuǎn)動， 料門打開。 與此同時， 喂料輥離合器的膜片氣缸和離合軋主氣缸充氣，喂料輥轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)喂料， 磨輥合軋， 開始正常工作。先喂料后合閘的動作順序是利用喂料輥離合的膜片氣缸負(fù)荷小，進缸先完成，而離合閘主氣缸負(fù)荷大，進缸后完成來實現(xiàn)的。 當(dāng)進機物料減小到一定值時傘狀浮子上升到一定程度， 通過扇形齒輪帶動料門反向旋轉(zhuǎn)，料門關(guān)閉。 與此同時， 主氣缸有桿腔進氣， 無桿腔快速排氣，實現(xiàn)離閘； 喂料輥逐漸停止轉(zhuǎn)動。先離閘，后停料的動作順序的實現(xiàn)是傳感器同時把信號傳給伺服電機和氣路執(zhí)行元件， 因主氣缸反方向通氣所以先離閘， 而喂料輥離合器膜片氣缸只是排氣， 而且當(dāng)摩擦片離開后，喂料輥靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)， 再者， 料門關(guān)閉后， 機內(nèi)還存有一定的物料， 所以物料后斷。程序動作實現(xiàn)的原則就是：開車時，先喂料后合閘，停車時，先離閘后斷料。3.3.5 回差問題當(dāng)進機物料達到料筒體積的三分之二時， 實現(xiàn)磨輥的合閘；當(dāng)物料減少到料筒提及的三分之一時，實現(xiàn)磨輥的離閘，這就是所謂的回差問題。 通過對回差的控制，就可以解決磨輥離合閘動作頻繁的問題。3.3.6 過載沖擊問題本機的過載保護依靠氣缸。 氣缸支承者慢輥， 當(dāng)膜輥間進入金屬異物時，輥間壓力增大， 由于氣缸桿的支承力是一定的，當(dāng)輥間壓力大于氣缸桿支承力時，由于空氣有壓縮性， 氣杠桿往回走，使氣缸中的壓力增大，當(dāng)壓力增大到一定值時， 使快速排氣閥打開排氣， 氣缸桿快速往回運動， 使磨輥的輥間間隙增大，直到金屬異物通過。這時輥間壓力減小，快速排氣閥關(guān)閉，氣體進入氣缸，氣缸桿向前運動， 氣缸中的氣體恢復(fù)到正常工作狀態(tài)和壓力值， 磨輥合軋， 磨粉機繼續(xù)正常工作。 本機利用離合閘主氣缸就很好地解決了過載沖擊問題。3.4 卸料方式目前磨粉機的卸料方式就兩種：自流卸料和磨膛吸料。采用自流卸料時， 磨粉機至少得安裝在二樓，而磨膛吸料可以把磨粉機安排在一樓。 本機的卸料方式為：自流卸料兼磨膛吸料，當(dāng)需要磨膛吸料時， 只要裝上料斗的鍋底蓋和吸料管即可。 這樣， 有利于面粉廠的設(shè)備安排，其優(yōu)點不言而喻。4 本機工作原理與操作方法4.1 工作原理本機的工作原理時利用一對平置等徑不等速相向旋轉(zhuǎn)的齒輥（或光輥），以剪切、擠壓、研磨（或擠壓和研磨）的方法將物料粉碎。物料由喂料輥均勻地喂入磨輥的粉碎區(qū)內(nèi)，物料在被粉碎前與慢輥相對靜止，與快輥相對滑動。物料進入粉碎區(qū)時，慢輥相當(dāng)于托板，快輥相當(dāng)于刮刀，把物料刮開，接觸到快輥齒的部分物料胚乳被快輥刮走，快輥齒夠不到的物料其余部分仍與慢輥保持靜止，直到除了粉碎區(qū)而落入料斗， 粘在磨輥上的物料通過清理機構(gòu)的清理作用也落入料斗，落入料斗的物料， 通過自流卸料方式或磨膛吸料方式被排出機外。4.2 操作方法設(shè)備安裝好后， 先讓機器空載運轉(zhuǎn)，如發(fā)現(xiàn)有不正常的現(xiàn)象應(yīng)立即停車， 調(diào)整好后再試車。這樣反復(fù)進行調(diào)試， 直到?jīng)]有異常現(xiàn)象為止。當(dāng)磨粉機需要進行工作時， 首先按照該機所粉碎的物料，除調(diào)軋距，軋距調(diào)節(jié)好后，鎖緊手柄，然后按啟動按鈕，使磨粉機處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。當(dāng)進機物料達到一定值時，料門打開，喂料輥轉(zhuǎn)動，磨輥自動合閘， 磨粉機就進入了工作狀態(tài)。打開下磨門，檢驗被粉碎過的物料是否符合面粉廠生產(chǎn)的工藝要求。如不符合要求，就應(yīng)該松開軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)的鎖緊手柄，轉(zhuǎn)動兩邊的軋距調(diào)節(jié)手輪調(diào)節(jié)軋距，直至被粉碎過的物料符合工藝要求為止，然后旋緊鎖緊手柄，關(guān)上下磨門。磨粉機就開始正常工作。需要停車時，按停車按鈕便可停車。5 本機的結(jié)構(gòu)特點與先進性本機的設(shè)計綜合了國內(nèi)外先進磨粉機的優(yōu)點，并對某些結(jié)構(gòu)進行了改進，使其更加完善，可以說使一臺先進的磨粉機。本機的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，實用性強，裝、拆、檢修方便，而且各個結(jié)構(gòu)的尺寸都比較小。本機磨輥內(nèi)平置，其喂料性能好；喂料流可直接進入粉碎區(qū)， 并便于操作人員觀察和調(diào)整喂料情況；粉碎后的物料對下磨門無噴粉情況，拆換磨輥方便。磨輥軸上的大皮帶輪和同步帶輪均采用彈性換聯(lián)結(jié)，裝拆方便。磨輥傳動采用源弧形雙面同步齒形帶，而且把改向輪和張緊輪合為一個改向張緊輪，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，趕得上國際先進水平。喂料輥離合器采用了摩擦片離合器（氣動離合），料門的啟閉采用伺服電機，喂料輥的動力來源于慢輥，這些都達到了國際先進水平。本機的第一級傳動電機到大皮帶輪，采用窄形（SPA）三角帶，；兩個喂料輥間采用單面同步齒形帶，軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)采用止推塊，啟動離合閘，而且保安裝置就是利用本氣缸，這些在國內(nèi)是不常見的，所以說本機是一臺先進的磨粉機。 6 其他說明6.1 換輥操作步驟換輥時，打開上罩殼，寫下下罩殼，放松大帶輪的帶，取下窄形三角帶，擰松同步帶輪張緊螺母，取下同步齒形帶，用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q松帶輪端面的內(nèi)六角螺釘（不必擰下），取下大帶輪和同步帶輪，擰松慢輥軸上帶動喂料輥的小三角帶輪的緊釘螺母（在這之前摘下三角帶），取下它，取下插塊、軸承上端蓋，擰下圓螺母，拆下軸承、軸承座，取出快輥，之后取出中間插塊，取出慢輥。以相反步驟可拆下磨輥。6.2 關(guān)于噪聲控制與污染問題由于本機的結(jié)構(gòu)特點磨輥傳動采用同步齒形帶，兩個喂料輥之間傳動采用同步齒形帶，慢輥到喂料輥之間傳動采用三角帶，電機到快輥傳動采用窄形三角帶，所以噪音較小，故沒有采取專門措施來控制噪音。由于本機是氣壓磨粉機，所以氣缸和氣路接頭處沒有污染存在；本機采用滾動軸承，用黃油脂潤滑，避免了稀油潤滑，所以污染性很小，故本機也沒有采取專門措施控制污染。7 本機的特征綜上所述，本機具有以下特征：1、磨輥水平排列便于物料進入磨輥縫隙；2、磨膛吸風(fēng)可提高光棍的轉(zhuǎn)速，從而提高產(chǎn)量；3、磨輥傳動采用平皮帶或三角皮帶；4、磨輥傳動采用加長齒斜齒輪傳動；5、采用可調(diào)的、標(biāo)準(zhǔn)的自動調(diào)心滾子軸承，以保證精確的同心回轉(zhuǎn)；6、采用玻璃鋼整體外殼結(jié)構(gòu)，密閉性好，噪音小。8 計算部分8.1 動力計算、選配電機：由公式：Nd=n1:快輥轉(zhuǎn)速，550rpm; q:單位輥長上的壓力，以實驗取值為15G103； b:輥長度，1m D:磨輥直徑，250mm; :物料與快輥的摩擦系數(shù)，0.43；：物料與慢輥間的摩擦系數(shù)，0.49i：快輥與慢輥的速比，2.5；：軸承效率，0.98；：齒輪效率，0.98；：三角帶效率，0.96Nd ：電機功率。代入數(shù)值，Nd =28.18kW。根據(jù)Nd，選Y系列電機Y200L-4(30kW)其同步轉(zhuǎn)速為1500rpm,滿載轉(zhuǎn)速為1470轉(zhuǎn)。 8.2 三角帶傳動設(shè)計依照布勒公司MDDK-250型磨粉機，選取三角帶輪直徑為355mm,四槽。因工作載荷平穩(wěn)，取KA=1.1,計算功率：選帶型號：選SPA型帶小帶輪計算直徑：D1G1470=355G550所以，D1=132.8mm,取小帶輪直徑為130mm根據(jù)布勒公司MDDK-250,大帶輪直徑為D2=355mm所以大帶輪轉(zhuǎn)速n2=D1n1/D2=538.3rpm;驗算帶速，v=在525m/s的范圍內(nèi)。初定中心距：2（D1+D2）2 (130+355)取 600mm(276.75970) 初算帶長：L+2/a 由圖11.4 取 基準(zhǔn)長度 實際中心距： ; 小輪包角： 求帶根數(shù) 帶速： 傳動比： 帶根數(shù)：由表11.9 表11.7 表11.12 表11.11 機械設(shè)計手冊227頁 取 求軸上載荷： 張緊力： 軸上載荷： 8.3 齒輪減速箱設(shè)計項目電機 快輥慢輥功率（kW）3028527.36轉(zhuǎn)速（rpm）1470538.3215.3轉(zhuǎn)矩（Nm）194.9505.61213.6 效率0.950.96選擇齒輪材料：小齒輪-40Cr, 大齒輪-45，（按p234） （一）、齒面接觸疲勞強度計算： （1）、初步計算：轉(zhuǎn)矩：齒寬系數(shù)： 查機械設(shè)計表12.13，取值； 估計，取 ， （表12。16）接觸疲勞極限：由圖12。17c,取，； 初步計算的許用接觸應(yīng)力： ；初步計算的小齒輪直徑：，其中為速比， ??；初步齒寬： （2）、校核計算：圓周速度v: ;精度等級：由表12.6，取為9級精度。齒數(shù)z和模數(shù)m：初取 取；由表12.3，取 取使用系數(shù)： 由表12.9 ?。粍虞d系數(shù)： 由圖12.9 ?。积X間載荷分配系數(shù)：由表12.10，先求： 表12.8（分度圓壓力角） 由此得 齒向載荷分布系數(shù)：由表12.11， 載荷系數(shù)： 彈性系數(shù)： 由表12.12 節(jié)點區(qū)域系數(shù)： 由圖12.16 重合度系數(shù)： 由式12.31，因，取，故 螺旋角系數(shù)： 許用接觸應(yīng)力：驗算 計算結(jié)果表明，接觸疲勞強度足夠！8.4 磨輥受力分析8.4.1 磨輥軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 初步計算磨輥軸的結(jié)構(gòu)尺寸： 根據(jù)機械設(shè)計手冊中冊p763,磨輥軸為實心軸，按扭轉(zhuǎn)強度： 取; ; 按扭轉(zhuǎn)剛度： 取，得 因軸上有一鍵槽，將求得值放大5%，得 同樣的方法，對另一軸可得： 。 故取 。8.4.2 磨輥受力分析 磨輥受力分析時：1、 略去磨輥齒形及斜度的影響；2、 略去磨輥支承處的摩擦阻力；3、 略去三角帶傳動的損失；4、 略去喂料傳動中三角帶輪的作用力。以快輥受力分析為例：1）、輥壓力 ；2）、三角帶張力產(chǎn)生的力矩 ；3）、通過物料對快輥的摩擦力（均布輥長上）；4）、慢輥齒形帶對快輥齒形帶的拉力（張緊力） ，與z軸夾角；5）、張緊力產(chǎn)生的扭矩 ；6）、電機輸入扭矩 ；7）、三角帶輪作用在輥軸上的力 ；8）、磨輥重量 ；9）、快輥齒形帶輪的重量；10）、三角帶論重量 ；11）、快輥齒輪帶上的扭矩 。快輥受力計算：z-x平面： 即 x-y平面： 慢輥受力分析：1）、輥間壓力 ；2）、快輥通過物料對慢輥的摩擦力 ;3）、快、慢輥同帶輪相對拉力（張緊力） ，與z軸夾角為；4）、張力緊邊力產(chǎn)生的扭矩 ；5）、磨輥的重量 ；6）、慢輥上大齒形帶輪重量 ； D點的力可分解為： 7）、慢輥大帶輪扭矩 。慢輥受力計算：z-x平面： x-y平面： 8.5 磨輥軸承的選擇計算8.5.1 磨輥軸承的選擇根據(jù)分析，采用雙列向心球面圓柱滾子軸承，因為磨粉機沖擊載荷很小，又考慮到間小軸承座的直徑，所以采用輕寬系列的軸承。由于采用了緊定錐套，所以軸承內(nèi)徑，查機械設(shè)計手冊，外徑，軸承型號為（GB286-64）的雙列向心球面圓柱滾子軸承。8.5.2 軸承校核設(shè)計快慢輥共有四個軸承，只要校核受力最大的一個就可以了。慢輥：快輥： 所以對慢輥A端的軸承進行校核。1）、計算動載荷C： （對于向心圓柱滾子軸承） 因無沖擊，取1.2，e=0.27 機械設(shè)計手冊雙列向心球面圓柱滾子軸承 因連續(xù)工作，故取最大值。 故所選用的四個軸承都合格。 2）壽命校核. ，由機械零件手冊，查p=12177.84(N) 一年按320天工作，一天工作24小時.（年）所以四個軸承全用113518型，非常合理。8.6 磨輥軸與軸體過盈量和壓入力的計算1）、由公式確定配合所需壓力強度 P: -最大扭矩 磨輥傳遞的最大扭矩為，為安全起見，取安全系數(shù)為2，f取0.08 : 磨輥體與軸的配合長度（m）； : 軸的配合段直徑（cm）； : 裝配系數(shù)，用壓入法時，取0.08；2）、由公式確定最小計算過盈（有效過盈） ： 由于輥體與軸的材料不同，所以 （機械設(shè)計手冊） 由機械設(shè)計手冊表1-8查得：由查表3-33用插入法得：3）、由公式確定最小配合過盈 ，并根據(jù)選配合： 轉(zhuǎn)查 （材料不同） 由公差配合表取優(yōu)選配合 最大過盈，最小過盈4）、由公式計算最大計算過盈：5）、由公式計算最大過盈時的強度： 6）、由公式驗算配合件的強度 被包容件： 包容件： 所以當(dāng)時包容件產(chǎn)生塑性變形，而實際上得到最小或最大過盈的機會是很少的。因此，按計算零件強度時，若產(chǎn)生不大的塑性變形是允許的。7）、計算不發(fā)生塑性變形時的表面極限壓力強度 被包容件： 8）、計算壓入力 ： 因為 ，采用壓入法時， 所以用43.8噸的壓力可將軸壓入。8.7 慢輥軸的強度、剛度校核.危險截面分析：對于各段軸來說，其截面突變或削弱處都為危險截面，按理論都必須校核，上面所示的各危險截面，應(yīng)進行校核。由合成彎距圖看出，右側(cè)所受彎距比左側(cè)各段大，兩側(cè)軸相同，所以只需校核、段即可。機械設(shè)計手冊，查表得根據(jù)公式： M-當(dāng)量彎距（*m） d-軸徑（mm） 對4截面：.*m, T=918.78N*m 故滿足強度要求。對5截面： 故滿足強度要求。 對6截面：M=850N*m, T=882.05N*m 故滿足強度要求。 軸的剛度校核：由機械設(shè)計手冊頁，得：式中：第i段軸所受扭距（公斤*米）第i段軸的長度（mm） :第i段軸徑（mm） 軸受扭距作用部分的長度（mm）因為慢輥軸左側(cè)不受扭距，所以不必進行剛度校核.只對右側(cè)軸進行校核.因為均為.N*m 所以，剛度足夠！通過以上計算、校核、證明慢輥軸的強度、剛度足夠！8.8 喂料輥動力消耗計算：喂料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖如下： 根據(jù)其結(jié)構(gòu)，其輸出功率的計算公式，為： 式中：-消耗于喂料系統(tǒng)喂料運動的功率. -傳動副的總機械效率. 可?。?-系統(tǒng)消耗于空轉(zhuǎn)的率. 對于雙輥喂料，一般可取2W/cm輥長，則 式中：泵殼內(nèi)各軸的平均直徑，取30cm. 殼內(nèi)所有各軸的.轉(zhuǎn)速之和. 系數(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)差異一般可取3-5. 系數(shù),根據(jù)輥長及軸承結(jié)構(gòu)不同，一般可取8-10. 潤滑油粘度影響系數(shù)，取為1. 前后喂料輥的平均直徑. 分流輥轉(zhuǎn)速. 定量輥轉(zhuǎn)速. 8.9 喂料輥小同步帶傳動設(shè)計 選擇帶輪和帶長，確定中心距： （ 此計算參考青島橡膠工業(yè)研究所橡膠同步帶） 根據(jù)其傳遞功率，選5M圓弧形齒同步帶，已知傳動比為3 選擇小帶輪齒數(shù) ，則 大帶輪齒數(shù) 大帶輪節(jié)圓直徑 小帶輪節(jié)圓直徑 根據(jù)已知的傳動條件，選擇中心距 計算小帶輪包角 帶長 查表 該長度在400450之間，選取430mm 中心距： 計算帶寬： 根據(jù)小帶輪齒數(shù)和轉(zhuǎn)速，從表27中查出基準(zhǔn)功率傳動容量 嚙合齒數(shù)： ， 查表得 嚙合系數(shù) 帶寬系數(shù)： 根據(jù)帶寬系數(shù) 值，查表，得帶寬為20mm8.10 料門機構(gòu)設(shè)計 開啟時間按設(shè)計要求，開啟時間 秒，料門轉(zhuǎn)角： 料門最大開啟度為810mm,通過作圖法可計算出料門轉(zhuǎn)角為 左右。為提高靈敏度，起到放大作用，假定使電機軸旋轉(zhuǎn)，所以電機軸上與傳感軸上齒輪相嚙合的傳動比 ， 電機軸上與料門軸上齒輪及嚙合的齒輪的傳動比為，為了使各齒輪不過大或過小，?。簜鞲休S上齒輪直徑為90mm，料門軸上齒輪直徑為120mm，并且上述兩種齒輪采用扇形齒輪，電機軸上兩齒輪直徑分別為30mm，20mm。8.11 磨膛吸料計算 （本部分計算參考糧食機械原理、氣力輸送原理與計算、通風(fēng)除塵與氣力輸送） 由于磨粉機前后道的流量不等，且物料的幾何尺寸，重量，懸浮速度和濃度比等所采用的數(shù)據(jù)不同，所以本設(shè)計以最大流量（1B）為設(shè)計依據(jù)。 技術(shù)參數(shù) 1）、輸送物料的氣流速度可由以上參考資料得 ； 2）、輸送濃度可有資料和一般面粉廠的實際經(jīng)驗，由于物料性質(zhì)不同，其濃度比不同，一般前道物料比后道物料的比重大，因此取一皮，二皮 ，其他皮磨和心磨均取 。 3）、流量，根據(jù)糧食機械原理和面粉廠的參考經(jīng)驗?。阂黄?；二皮 ；其他系統(tǒng)流量 ； 4）、每對磨輥的流量： 5）、計算吸料管內(nèi)徑 d： 根據(jù)氣力輸送原理 第189190 頁：吸料管內(nèi)、外筒之間的環(huán)形面積與內(nèi)管有效斷面面積相等，使物料得到有效的加速，以提高輸送能力。 ， 取吸管壁厚 ， 帶入數(shù)據(jù)計算并圓整，??； 每對磨輥的書送風(fēng)量：依公式 依次帶入 由上總結(jié)：吸料管規(guī)格系統(tǒng)風(fēng)速（）風(fēng)量（）流量濃度比吸管內(nèi)徑（）有效橫斷面面積（）套管內(nèi)徑（）一皮18824.5930003.0390130二皮18752.9222502.4986125其余18572.9215002.18751109 主要設(shè)計參數(shù) 磨輥規(guī)格： ； 磨輥適用范圍： ； 喂料輥規(guī)格： ； 快輥轉(zhuǎn)速： 508rpm ； 喂料輥轉(zhuǎn)速： 一皮及心磨 116rpm，后道皮磨140rpm ； 快慢輥速比：2.5、2、1.5； 料門開啟時間：3秒； 料門開啟度： 810mm ; 伺服電機電壓：220v； 電機電壓： 380v； 氣缸氣體壓力： ； 磨輥中心距地面高度： 750mm； 軋調(diào)手輪中心距地面高度：665mm； 磨粉機外形尺寸：10 主要參考資料： 1機械設(shè)計手冊上、中、下三冊，化學(xué)工業(yè)出版社； 2金屬機械加工工藝手冊，上?？萍汲霭嫔?； 3機械零件設(shè)計手冊，國防工業(yè)出版社； 4機械零件設(shè)計手冊，冶金工業(yè)出版社； 5橡膠同步帶，青島橡膠工業(yè)研究所； 6中小型電機產(chǎn)品樣本，機械工業(yè)出版社； 7滾動軸承產(chǎn)品樣本，機械工業(yè)出版社； 8控制微電機產(chǎn)品樣本，機械工業(yè)出版社； 9機械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)局； 10機械零件，天津科技出版社； 11糧食機械原理下冊，鄭州糧食學(xué)院； 12機械零件，人民教育出版社； 13.氣力輸送原理與設(shè)計計算，周乃茹； 14.通風(fēng)除塵與氣力輸送，鄭州糧食學(xué)院； 15.液壓與氣壓傳動，機械工業(yè)出版社； 16.金屬材料與熱處理，上?？萍汲霭嫔?； 17.機械原理，人民教育出版社； 18.材料力學(xué)上、下冊，人民教育出版社； 19.互換性與技術(shù)測量，計量出版社。- 23 -前言本機的設(shè)計綜合了國內(nèi)外先進磨粉機的優(yōu)點，并對某些結(jié)構(gòu)進行了改進，使其更加完善，可以說使一臺先進的磨粉機。本機的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，實用性強，裝、拆、檢修方便，而且各個結(jié)構(gòu)的尺寸都比較小。本機磨輥內(nèi)平置，其喂料性能好；喂料流可直接進入粉碎區(qū)， 并便于操作人員觀察和調(diào)整喂料情況；粉碎后的物料對下磨門無噴粉情況，拆換磨輥方便。磨輥軸上的大皮帶輪和同步帶輪均采用彈性換聯(lián)結(jié)，裝拆方便。磨輥傳動采用源弧形雙面同步齒形帶，而且把改向輪和張緊輪合為一個改向張緊輪，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，趕得上國際先進水平。喂料輥離合器采用了摩擦片離合器（氣動離合），料門的啟閉采用伺服電機，喂料輥的動力來源于慢輥，這些都達到了國際先進水平。本機的第一級傳動電機到大皮帶輪，采用窄形（SPA）三角帶，；兩個喂料輥間采用單面同步齒形帶，軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)采用止推塊，啟動離合閘，而且保安裝置就是利用本氣缸，這些在國內(nèi)是不常見的，所以說本機是一臺先進的磨粉機。第一章 產(chǎn)品設(shè)計的依據(jù)、用途和適用范圍1.1 依據(jù)本產(chǎn)品的設(shè)計是根據(jù)XXXX學(xué)院機電工程系200XXXXX屆畢業(yè)設(shè)計的要求，在已學(xué)基礎(chǔ)上進行的實踐。按照指導(dǎo)教師的要求，本設(shè)計給定的要求是：磨輥規(guī)格為2501000；磨輥排列方式為平置；按照目前磨粉機的結(jié)構(gòu)，快慢輥間采用加長齒輪減速箱傳動；自動調(diào)節(jié)料門；機械浮子傳感；手動合閘、自動松閘、氣壓控制松合閘的半自動氣壓輥式磨粉機。主要研究內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵是：傳感機構(gòu)；喂料輥傳動；料門控制機構(gòu)和快、慢輥傳動。1.2 用途及使用范圍本產(chǎn)品適用于大中型面粉廠，可從前道皮磨用到心磨。第二章 設(shè)計前的準(zhǔn)備工作在正式開始畢業(yè)設(shè)計之前，隨隊到無錫XXXXX械制造有限公司、XXX機械（蘇州）有限公司進行了為期4天的參觀調(diào)研，了解了一些國外先進磨粉機的機構(gòu)、工作原理，獲得了部分參考資料，了解了畢業(yè)設(shè)計的途徑和方法。第三章 設(shè)計方案的確定和關(guān)鍵技術(shù)的解決方法3.1 總體結(jié)構(gòu)與主要工作構(gòu)件3.1.1 機架目前國內(nèi)外磨粉機的機架制造方式有三種：即整體鑄造、墻板拼裝和焊接墻板機架。整體鑄造機架：其整體性和剛性好，節(jié)省切削加工工時，而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可以說百年不壞。但是，機架鑄造困難，而且鑄造技術(shù)要求高，成本高，不利于磨粉機的系列化。墻板拼裝式機架：鑄件體積小，尺寸小，便于制造，成本低，便于安排其他零部件， 便于實現(xiàn)全封閉， 而且有利于磨粉機的系列化。但是， 機架剛度差，容易變形， 切削加工的工作量大。焊接式機架：其生產(chǎn)周期短， 重量輕，成品率高。但是， 焊接技術(shù)要求高， 焊接后產(chǎn)生變形及應(yīng)力及中， 必須進行熱處理以消除應(yīng)力及中。綜合考慮以上各種機架的優(yōu)缺點， 本機采用墻板拼裝式機架。3.1.2 外形目前， 磨粉機的外形有：敞開式，半封閉式,全封閉式三種。本機采用全封閉式外形，所謂全封閉是指整個磨粉機除快輥皮帶輪外，均布置在密封罩內(nèi)，它的優(yōu)越性在于避免敞開式和半封閉式的缺點， 使零、部件得到良好的保護，而且操作安全可靠，機器美觀， 車間衛(wèi)生清潔，改善了工人的工作環(huán)境。本人完成的磨粉機外形圖如下圖3-1所示:圖3-13.1.3 與機架有關(guān)的部分料筒：本機料筒采用有機玻璃，可以觀察進料情況，而且質(zhì)輕美觀。上磨門：本機采用有機玻璃，這樣可以觀察到喂料輥轉(zhuǎn)動及料流等情況。下磨門：本機采用A3鋼板制造，下磨門和下?lián)螕跤勉q支軸連接，與上撐擋用磁鐵吸住。此結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，而且便于開啟、關(guān)閉。罩殼：本機罩殼采用A3鋼板沖壓、焊接制成。側(cè)面罩殼分為上、下、左、右四塊，此結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。當(dāng)僅需觀察傳動情況時，只要向上打開上罩殼即可，不必把它卸掉。3.1.4 磨輥及其支承、清理、冷卻與調(diào)平磨輥(見3-2)：輥體是空心的，外層為冷硬鑄鐵，內(nèi)層為普通灰口鑄鐵，采用離心兩次澆筑成型。輥軸采用碳鋼45鋼。輥體和輥軸二者過盈配合，加工配合面后用壓力機將輥軸壓入輥體，然后再進行機加工。圖3-2支承： 傳統(tǒng)磨粉機中，磨輥的支承多采用滑動軸承?；瑒虞S承承受磨輥振動和沖擊載荷的能力強，壽命長，滑動軸承的徑向尺寸小，周向尺寸長，正適合在磨粉機墻板上安排，滑動軸承對拆裝磨輥方便，而且易于實現(xiàn)自位。但是滑動軸承也有它的不足之處，其摩擦嚴(yán)重，帶來的后果是磨粉機的消耗功率大，軸承發(fā)熱嚴(yán)重，甚至發(fā)生燒壞軸承的事故，滑動軸承精度低， 難以保證輥間軋距的穩(wěn)定性，因此后道磨粉機上（軋距僅百分之幾毫米）會產(chǎn)生空輥打擊事故，軸瓦磨損后有徑向間隙，更不利于定心，磨輥運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生徑向跳動?；瑒虞S承需要稀油潤滑，容易污染面粉，不符合衛(wèi)生要求， 而且要用寶貴的有色金屬。現(xiàn)代磨粉機幾乎全部采用滾動軸承， 其摩擦損失小，發(fā)熱小，對減少磨粉機的功率消耗有很大的作用。滾動軸承的回轉(zhuǎn)精度高， 可保持快、慢輥間有穩(wěn)定的軋距。滾動軸承供應(yīng)充足，可節(jié)約稀有金屬。滾動軸承采用黃油脂潤滑， 基本上不存在污染問題。但是滾動軸承也有缺點，其承受磨輥振動和沖擊載荷的能力較差，壽命短。滾動軸承的徑向尺寸大，在磨粉機上安排較困難，而且對拆裝磨輥較為困難。綜合考慮上述兩種軸承，本機選用雙列向心球面滾子軸承。此軸承有自位性能，而且承受載荷較大。為了便于裝拆磨輥， 在軸承內(nèi)圈和磨輥之間加了緊釘錐套。軸承座為整體式，慢輥軸承座固定在牛腿上， 快輥軸承座固定在墻板上。清理方法：本機采用刷帚清理粘在磨輥上的物料。冷卻問題：本機沒有設(shè)計專門的冷卻裝置，而是利用空氣自行冷卻。目前， 國外先進磨粉機都不采用專門的冷卻裝置， 而是靠空冷。調(diào)平問題：本機采用牛腿鉸支軸加偏心套以調(diào)上下不平，利用雙面單調(diào)來調(diào)水平面不平。3.1.5 磨輥與軸系零件的連接絕大多數(shù)磨粉機上，磨輥與軸系零件大帶輪及同步輪的連接采用鍵。雖然鍵連接具有簡單、緊湊、可靠、成本低的優(yōu)點。但是，鍵槽減少了被連件的承載面積，特別是會引起高度的應(yīng)力集中，被連件也難以獲得精確的定心， 而且裝拆也不方便。本機采用彈性環(huán)連接。彈性環(huán)連接的定心性好，輪轂可以相對于軸緊固在任意軸向位置上， 裝拆方便， 只要把緊固螺釘松開，彈性環(huán)連接避免軸因鍵槽等原因而削弱， 承載能力高，可獲得緊密的連接，而且有安全保護作用。只要過載，內(nèi)、外環(huán)就會打滑，形成相對轉(zhuǎn)動，避免零件損懷。磨軸與軸承通過緊定套連接，這樣有利于裝拆軸承。慢輥與喂料輥三角帶輪的連接用螺釘，也便于裝拆。3.1.6 喂料輥及其有關(guān)尺寸參數(shù)的確定輥體材料及其制造方法：本機喂料輥(見圖3-3)采用20號無縫鋼管制成。輥徑的確定：根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)， 定量輥直徑為88mm，分流輥直徑為7090mm，初定一輥徑，再通過理論計算，得出亮輥徑都為90mm。圖3-3齒形的確定：齒形根據(jù)廠家的不同工藝要求，具體確定不同的皮磨機心磨的齒形。如果物料的散落性不好，應(yīng)將上輥（定量輥）改為鉸龍。喂料軌跡及轉(zhuǎn)速的確定方法：在考慮空氣阻力的條件下，對物料顆粒進行受力分析，并根據(jù)達朗伯原理列出方程組。通過計算機解在同一時刻微分方程組的X、Y值。 在坐標(biāo)紙上作出喂料軌跡，在保證喂料軌跡不變的條件下，對于不同的物料， 采用不同的分流輥轉(zhuǎn)速，可以用計算機進行試算獲得。本設(shè)計計算出了后道皮磨，心磨及一皮磨分流輥的極限轉(zhuǎn)速，定量輥的轉(zhuǎn)速為分流輥的三分之一。3.2 傳動系統(tǒng)3.2.1 快輥拖動快輥是由電機通過帶傳動的，快輥的轉(zhuǎn)速要求在450600rpm，確定快輥的轉(zhuǎn)速要綜合考慮動耗、產(chǎn)量和大帶輪直徑。 如果轉(zhuǎn)速過大，大帶輪直徑相對減小，產(chǎn)量增大，但動耗也增大； 如轉(zhuǎn)速過小，雖然動耗減小，但產(chǎn)量也減小，而且大帶輪直徑增大，影響整機的尺寸。若轉(zhuǎn)速變化范圍不太大，對產(chǎn)量的影響很小。所以綜合考慮上述情況，把轉(zhuǎn)速定在550rpm左右。3.2.2 輥間傳動功能要求：磨粉機快、慢輥間傳動裝置必須保證快、慢輥有較為準(zhǔn)確的傳動比，能適應(yīng)磨輥輥徑的變化及軋距調(diào)節(jié)所引起的快、慢輥中心的變化，有一定的使用壽命，而且噪音要小，傳動件在磨輥軸上應(yīng)便于安裝拆卸，為了適應(yīng)研磨不同的物料，快慢輥間應(yīng)有不同的速比。本機設(shè)計三種速比，即2.5、2、1.5。 磨粉機的輥間傳動機構(gòu)在空載時起傳動作用；在負(fù)載時， 由于封閉功率的存在，其定速作用。負(fù)載時， 存在封閉功率，使輥間傳動帶（或鏈）的松緊邊對調(diào)轉(zhuǎn)化，帶輪齒的非嚙合面磨損，磨粉機傳動件的壽命降低，所以封閉循環(huán)功率是傳動零件的設(shè)計依據(jù)。傳動方式的比較確定：目前，國內(nèi)外磨粉機輥間傳動方式有：皮帶傳動，齒輪傳動，連傳動，扭矩臂差動傳動及雙面同步齒形帶傳動。 皮帶傳動：皮帶傳動的動力大，磨粉機的粉碎能力大，產(chǎn)量大， 不需要潤滑，減小了污染性，對主、從動輪中心距變化的適應(yīng)能力強，松和閘對皮帶的傳動性能影響較小，工作中的噪音小。但是，皮帶傳動的速比不準(zhǔn)確，傳動效率低， 而且結(jié)構(gòu)齒寸大，還不安全。所以使得它在磨粉機上的使用越來越少，已逐漸被淘汰。齒輪傳動：齒輪傳動的功率大， 傳動比準(zhǔn)確， 結(jié)構(gòu)簡單緊湊， 便于密封，操作安全。 但是， 齒輪傳動對中心距的要求嚴(yán)格，因此松合閘對傳動性能的影響較大，噪音大， 壽命低，需要系由潤滑， 而且因為有齒輪箱密封， 所以顯得笨重。對于一臺磨粉機， 要適應(yīng)不同的輥徑， 必須要有幾套齒輪備用。 對于磨粉機傳動的齒輪還有特殊的要求：合閘時， 齒輪處于是最佳工作狀態(tài)的中心距工作， 為了減小松合閘時齒輪因中心距偏大所產(chǎn)生的噪音， 必須用加長齒齒輪。鏈傳動：鏈傳動對于松合閘引起的磨輥中心的變化對鏈傳動性能的影響不大，能適應(yīng)不同直徑磨輥的使用（緊需調(diào)節(jié)張緊輪的位置）， 其傳動比準(zhǔn)確，缺點為：傳動鏈的承載能力不大，鏈傳動對于主、從鏈輪的不同面度較為敏感， 因此， 兩磨輥的軸向竄動將影響傳動性能，所以傳動鏈的壽命較低，傳動機構(gòu)的尺寸較大， 鏈傳動需用稀油潤滑，鏈輪箱必須有可靠的密封，以防止污染，鏈輪的裝拆也不方便。 扭矩臂差動傳動：優(yōu)點：磨輥的松合閘不影響機構(gòu)中齒輪副的中心距，并能保證齒形帶輪中心距基本不變，傳動性能好，噪音小， 齒輪箱的密封性能好，齒形帶不需有潤滑，門有潤滑油的污染問題，機構(gòu)的尺寸小，便于封閉。但是，它也存在缺點：軸承臂的位置調(diào)節(jié)需繞其慢輥軸轉(zhuǎn)動。 因此，當(dāng)磨輥直徑減小后，軸承臂上移所引起的齒形帶輪中心的變化，不能完全由從動輪軸心和軸承臂鉸支抵消， 所以松合閘對齒形帶輪中心距仍有一定影響， 機構(gòu)中的齒輪減速箱重量較大（56公斤左右）， 沒有把手， 裝拆不方便。雙面同步齒形帶傳動：雙面同步齒形帶傳動集齒輪傳動合帶傳動的優(yōu)點于一身。其傳動效率高，節(jié)能效果高， 經(jīng)濟效益好，帶與齒形輪之間往返間隙小，嚴(yán)格同步，不打滑，傳動比準(zhǔn)確，角速度恒定，不需潤滑油， 既節(jié)省油又不會產(chǎn)生污染，使用壽命長而且不需維修保養(yǎng)， 使用速度范圍大，因其輕而離心力小，所以可高速傳動，也可低速高扭矩傳動。 帶的使用伸長非常小， 初張力也很小，帶的運轉(zhuǎn)生熱小，還可以延長電機和軸承的使用壽命，由于是圓弧齒， 所以嚙合圓滑， 傳動平穩(wěn)， 有一定的吸振作用，噪音小。 負(fù)載容量范圍大， 整體結(jié)構(gòu)簡單，尺寸也較小。 由于目前皆采用四個輪子傳動，所以結(jié)構(gòu)尺寸相對而言較大， 而改成三個輪子（把改向輪和張緊輪合為一個輪子改向張緊輪），結(jié)構(gòu)尺寸更小，更為緊湊，在整機上更便于安排。 我國青島橡膠工業(yè)研究所從國外引進先進的制造橡膠同步齒形帶的技術(shù)和設(shè)備，所以采用同步帶的來源有了充分的保障。綜上所述， 本機輥間傳動采用齒輪減速箱傳動。3.2.3 喂料輥傳動動力來源：傳統(tǒng)的磨粉機的動力來源都從快輥傳遞，由于快輥轉(zhuǎn)速較高， 而分流輥的轉(zhuǎn)速較低，所以必須配置減速箱，它不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 而且安裝也復(fù)雜，增加了成本。本機的動力來源于慢輥， 由于慢輥由磨輥傳動機構(gòu)減速了一級， 傳到分流輥再減速一級， 就不用減速箱了， 所以其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。張緊問題：目前， 國內(nèi)外的磨粉機喂料輥傳動皆有張緊輪張緊， 而本機利用巧妙的結(jié)構(gòu)安排解決了張緊問題， 并不需要用專門的張緊裝置， 所以結(jié)構(gòu)得到了簡化。離合器：磨粉機多采用牙嵌式離合器， 它靠一套杠桿進行工作， 其靈敏度存在一些問題， 而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。本機采用摩擦片氣動離合器， 由膜片氣缸控制， 本機本來就是氣壓磨粉機，所以氣源充足， 而且其靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。 前后輥傳動方式：本機喂料輥前后輥傳動采用單面同步齒形帶傳動， 同步齒形帶的優(yōu)點在前已述， 這里就不多筆了。3.3 控制系統(tǒng)3.3.1 傳感機構(gòu)目前， 國內(nèi)外傳感機構(gòu)基本上有以下幾種：電極板傳感機構(gòu)，該機構(gòu)的優(yōu)點在于：結(jié)構(gòu)簡單， 動作靈敏。缺點：后道磨粉機的極板易被面粉粘上，以至失效， 效果不好。 杠桿組及“噴射式”射流元件組成的傳感機構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于：結(jié)構(gòu)較簡單， 動作靈敏。 缺點：使用壽命短。光電傳感機構(gòu)，該機構(gòu)的優(yōu)點在于：動作靈敏度高， 結(jié)構(gòu)簡單。 缺點：光電管易被面粉粘上， 以至失效， 所以使用效果不好。杠桿組傳感機構(gòu)，優(yōu)點：使用壽命長。 缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 靈敏度不高。杠桿組及電傳感機構(gòu)，優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單， 靈敏度高，使用壽命長。 缺點：易造成離合閘動作頻繁。浮子可分為：枝狀浮子、盤狀浮子和傘狀浮子。枝狀浮子不存物料， 但其靈敏度差而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 盤狀浮子動作靈敏， 結(jié)構(gòu)簡單， 但其易存物料（物料落在盤上不易掉下來）。傘狀浮子兼有枝狀浮子和盤狀浮子的優(yōu)點， 動作靈敏， 結(jié)構(gòu)簡單， 不存物料。 綜合考慮上述各種傳感機構(gòu)， 本機采用傘狀浮子杠桿組及電傳感機構(gòu)?？朔朔N傳感器缺點的措施是利用繼電器來解決回差問題。3.3.2 料門調(diào)節(jié)機構(gòu)料門調(diào)節(jié)機構(gòu)有以下幾種：1.手動料門調(diào)節(jié)機構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單，但不能根據(jù)進機物料量的變化自動調(diào)節(jié)料門的開啟度， 以至喂料量不均勻， 如果突然斷料就會造成磨輥相碰。2.氣、液壓連動料門調(diào)節(jié)機構(gòu)：其靈敏度高，能隨進機物料量的大小而改變料門的開啟度， 但是，對氣、液壓元件的質(zhì)量要求高。3.電控制料門調(diào)節(jié)機構(gòu)：其靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單， 能實現(xiàn)隨動。 但是增加了動耗。 綜合考慮以上幾種機構(gòu)，本機選用電控制料門調(diào)節(jié)機構(gòu)， 即用伺服電機。其工作原理：當(dāng)進機物料量達到一定值時，傘狀浮子下沉， 通過杠桿組傳感機構(gòu)傳給伺服電機，伺服電機啟動， 帶動扇形齒輪傳動，從而使料門轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)料門的開啟。 當(dāng)進機物料量繼續(xù)增大時，伺服電機帶動扇形齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，料門開啟度增大。 當(dāng)進機物料減小時， 伺服電機帶動扇形齒輪反轉(zhuǎn)， 以致使料門開啟度減小，當(dāng)進機物料減小到一定程度時，傘狀浮子上升到原來位置， 杠桿組傳感給伺服電機， 電機停止轉(zhuǎn)動， 料門關(guān)閉。調(diào)節(jié)臂如下圖3-4所示。圖3-43.3.3 離合軋軋調(diào)機構(gòu)功能要求：對離合軋軋調(diào)機構(gòu)的功能要求是：使磨輥在工作時實現(xiàn)定軋距； 完成松和閘動作；能滿足新輥及舊輥的使用；機構(gòu)能簡便、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)兩磨輥的平行度， 使兩磨輥不平行度不大于0.01mm ；能簡便、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)軋距大小， 且在調(diào)節(jié)后仍保持兩輥的平行度；機構(gòu)設(shè)有磨粉機的過載安全保護裝置；對于自動控制松合閘的磨粉機， 必須另設(shè)手控松合閘機構(gòu)， 以免在自動控制系統(tǒng)失靈時能維持生產(chǎn)； 機構(gòu)應(yīng)便于拆換磨輥， 且在拆換的過程中盡可能少的拆換其他零件；機構(gòu)的各項操作簡單可靠；機構(gòu)的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單可靠。設(shè)計原則：本機構(gòu)的設(shè)計原則是能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能要求， 而且要結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、換輥方便。離合軋軋調(diào)機構(gòu)的比較確定：手動離合軋軋調(diào)機構(gòu)：離合軋靠偏心縱軸的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 軋調(diào)靠手輪或手柄帶動牛腿動作來實現(xiàn)， 而且還安有保安彈簧。 此種機構(gòu)龐大，笨重， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 換輥也不太方便。自動離合軋軋調(diào)機構(gòu)：離合閘靠氣、液缸推動牛腿運動來實現(xiàn)。 軋調(diào)機構(gòu)與手動離合軋軋調(diào)機構(gòu)的軋調(diào)機構(gòu)相似， 而且還裝有保安彈簧。此種機構(gòu)也比較復(fù)雜， 換輥不方便， 但其操作比手動離合軋軋調(diào)機構(gòu)方便。K型磨粉機的自動離合軋軋調(diào)機構(gòu)：此種機構(gòu)取消了磨粉機的兩個傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)偏心縱軸和慢輥支承彈簧。其松合閘靠氣缸推動牛腿運動來實現(xiàn)。 軋調(diào)只有單調(diào)機構(gòu)， 而沒有總調(diào)機構(gòu)，而且其只是旋轉(zhuǎn)手輪改變止推塊的位置， 而不是改變牛腿的位置。此種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，旋轉(zhuǎn)軋調(diào)手輪所需的力比較小，而且松合閘的行程是可以變化的（采用偏心縱軸的傳統(tǒng)磨粉機， 其松合閘行程是固定的），拆換磨輥也比較方便。 氣缸不僅是松合閘的執(zhí)行元件， 而且代替了彈簧來支承慢輥軸承臂，這不僅簡化了結(jié)構(gòu)， 而且充分離用氣壓系統(tǒng)的彈性好，動作靈敏的優(yōu)點，實現(xiàn)磨粉機的過載保護。 其用氣缸而不用液壓鋼的另一個原因是氣體沒有污染現(xiàn)象。 取消了偏心縱軸就出現(xiàn)了兩個氣缸的同步問題， 此問題可以從氣路中來解決或允許軸承有良好的自位性能。綜合考慮以上幾種機構(gòu)， 本機采用K型磨封機的自動離合軋軋調(diào)機構(gòu)。3.3.4 程序動作的實現(xiàn)當(dāng)進機物料達到一定值時，傘狀浮子下降到了一定程度， 通過杠桿組傳到伺服電機，伺服電機轉(zhuǎn)動，通過扇形齒輪帶動料門轉(zhuǎn)動， 料門打開。 與此同時， 喂料輥離合器的膜片氣缸和離合軋主氣缸充氣，喂料輥轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)喂料， 磨輥合軋， 開始正常工作。先喂料后合閘的動作順序是利用喂料輥離合的膜片氣缸負(fù)荷小，進缸先完成，而離合閘主氣缸負(fù)荷大，進缸后完成來實現(xiàn)的。 當(dāng)進機物料減小到一定值時傘狀浮子上升到一定程度， 通過扇形齒輪帶動料門反向旋轉(zhuǎn)，料門關(guān)閉。 與此同時， 主氣缸有桿腔進氣， 無桿腔快速排氣，實現(xiàn)離閘； 喂料輥逐漸停止轉(zhuǎn)動。先離閘，后停料的動作順序的實現(xiàn)是傳感器同時把信號傳給伺服電機和氣路執(zhí)行元件， 因主氣缸反方向通氣所以先離閘， 而喂料輥離合器膜片氣缸只是排氣， 而且當(dāng)摩擦片離開后，喂料輥靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)， 再者， 料門關(guān)閉后， 機內(nèi)還存有一定的物料， 所以物料后斷。程序動作實現(xiàn)的原則就是：開車時，先喂料后合閘，停車時，先離閘后斷料。3.3.5 回差問題當(dāng)進機物料達到料筒體積的三分之二時， 實現(xiàn)磨輥的合閘；當(dāng)物料減少到料筒提及的三分之一時，實現(xiàn)磨輥的離閘，這就是所謂的回差問題。 通過對回差的控制，就可以解決磨輥離合閘動作頻繁的問題。3.3.6 過載沖擊問題本機的過載保護依靠氣缸。 氣缸支承者慢輥， 當(dāng)膜輥間進入金屬異物時，輥間壓力增大， 由于氣缸桿的支承力是一定的，當(dāng)輥間壓力大于氣缸桿支承力時，由于空氣有壓縮性， 氣杠桿往回走，使氣缸中的壓力增大，當(dāng)壓力增大到一定值時， 使快速排氣閥打開排氣， 氣缸桿快速往回運動， 使磨輥的輥間間隙增大，直到金屬異物通過。這時輥間壓力減小，快速排氣閥關(guān)閉，氣體進入氣缸，氣缸桿向前運動， 氣缸中的氣體恢復(fù)到正常工作狀態(tài)和壓力值， 磨輥合軋， 磨粉機繼續(xù)正常工作。 本機利用離合閘主氣缸就很好地解決了過載沖擊問題。3.4 卸料方式目前磨粉機的卸料方式就兩種：自流卸料和磨膛吸料。采用自流卸料時， 磨粉機至少得安裝在二樓，而磨膛吸料可以把磨粉機安排在一樓。 本機的卸料方式為：自流卸料兼磨膛吸料，當(dāng)需要磨膛吸料時， 只要裝上料斗的鍋底蓋和吸料管即可。 這樣， 有利于面粉廠的設(shè)備安排，其優(yōu)點不言而喻。第四章 本機工作原理與操作方法4.1 工作原理本機的工作原理時利用一對平置等徑不等速相向旋轉(zhuǎn)的齒輥（或光輥），以剪切、擠壓、研磨（或擠壓和研磨）的方法將物料粉碎。物料由喂料輥均勻地喂入磨輥的粉碎區(qū)內(nèi)，物料在被粉碎前與慢輥相對靜止，與快輥相對滑動。物料進入粉碎區(qū)時，慢輥相當(dāng)于托板，快輥相當(dāng)于刮刀，把物料刮開，接觸到快輥齒的部分物料胚乳被快輥刮走，快輥齒夠不到的物料其余部分仍與慢輥保持靜止，直到除了粉碎區(qū)而落入料斗， 粘在磨輥上的物料通過清理機構(gòu)的清理作用也落入料斗，落入料斗的物料， 通過自流卸料方式或磨膛吸料方式被排出機外。4.2 操作方法設(shè)備安裝好后， 先讓機器空載運轉(zhuǎn)，如發(fā)現(xiàn)有不正常的現(xiàn)象應(yīng)立即停車， 調(diào)整好后再試車。這樣反復(fù)進行調(diào)試， 直到?jīng)]有異?，F(xiàn)象為止。當(dāng)磨粉機需要進行工作時， 首先按照該機所粉碎的物料，除調(diào)軋距，軋距調(diào)節(jié)好后，鎖緊手柄，然后按啟動按鈕，使磨粉機處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。當(dāng)進機物料達到一定值時，料門打開，喂料輥轉(zhuǎn)動，磨輥自動合閘， 磨粉機就進入了工作狀態(tài)。打開下磨門，檢驗被粉碎過的物料是否符合面粉廠生產(chǎn)的工藝要求。如不符合要求，就應(yīng)該松開軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)的鎖緊手柄，轉(zhuǎn)動兩邊的軋距調(diào)節(jié)手輪調(diào)節(jié)軋距，直至被粉碎過的物料符合工藝要求為止，然后旋緊鎖緊手柄，關(guān)上下磨門。磨粉機就開始正常工作。需要停車時，按停車按鈕便可停車。第五章 本機的結(jié)構(gòu)特點與先進性本機的設(shè)計綜合了國內(nèi)外先進磨粉機的優(yōu)點，并對某些結(jié)構(gòu)進行了改進，使其更加完善，可以說使一臺先進的磨粉機。本機的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，實用性強，裝、拆、檢修方便，而且各個結(jié)構(gòu)的尺寸都比較小。本機磨輥內(nèi)平置，其喂料性能好；喂料流可直接進入粉碎區(qū)， 并便于操作人員觀察和調(diào)整喂料情況；粉碎后的物料對下磨門無噴粉情況，拆換磨輥方便。磨輥軸上的大皮帶輪和同步帶輪均采用彈性換聯(lián)結(jié)，裝拆方便。磨輥傳動采用源弧形雙面同步齒形帶，而且把改向輪和張緊輪合為一個改向張緊輪，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，趕得上國際先進水平。喂料輥離合器采用了摩擦片離合器（氣動離合），料門的啟閉采用伺服電機，喂料輥的動力來源于慢輥，這些都達到了國際先進水平。本機的第一級傳動電機到大皮帶輪，采用窄形（SPA）三角帶，；兩個喂料輥間采用單面同步齒形帶，軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)采用止推塊，啟動離合閘，而且保安裝置就是利用本氣缸，這些在國內(nèi)是不常見的，所以說本機是一臺先進的磨粉機。第六章 其他說明6.1 換輥操作步驟換輥時，打開上罩殼，寫下下罩殼，放松大帶輪的帶，取下窄形三角帶，擰松同步帶輪張緊螺母，取下同步齒形帶，用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q松帶輪端面的內(nèi)六角螺釘（不必擰下），取下大帶輪和同步帶輪，擰松慢輥軸上帶動喂料輥的小三角帶輪的緊釘螺母（在這之前摘下三角帶），取下它，取下插塊、軸承上端蓋，擰下圓螺母，拆下軸承、軸承座，取出快輥，之后取出中間插塊，取出慢輥。以相反步驟可拆下磨輥。6.2 關(guān)于噪聲控制與污染問題由于本機的結(jié)構(gòu)特點磨輥傳動采用同步齒形帶，兩個喂料輥之間傳動采用同步齒形帶，慢輥到喂料輥之間傳動采用三角帶，電機到快輥傳動采用窄形三角帶，所以噪音較小，故沒有采取專門措施來控制噪音。由于本機是氣壓磨粉機，所以氣缸和氣路接頭處沒有污染存在；本機采用滾動軸承，用黃油脂潤滑，避免了稀油潤滑，所以污染性很小，故本機也沒有采取專門措施控制污染。第七章 本機的特征綜上所述，本機具有以下特征：1、磨輥水平排列便于物料進入磨輥縫隙；2、磨膛吸風(fēng)可提高光棍的轉(zhuǎn)速，從而提高產(chǎn)量；3、磨輥傳動采用平皮帶或三角皮帶；4、磨輥傳動采用加長齒斜齒輪傳動；5、采用可調(diào)的、標(biāo)準(zhǔn)的自動調(diào)心滾子軸承，以保證精確的同心回轉(zhuǎn)；6、采用玻璃鋼整體外殼結(jié)構(gòu)，密閉性好，噪音小。第八章 計算部分8.1 動力計算、選配電機：由公式：Nd=n1:快輥轉(zhuǎn)速，550rpm; q:單位輥長上的壓力，以實驗取值為15G103； b:輥長度，1m D:磨輥直徑，250mm; :物料與快輥的摩擦系數(shù)，0.43；：物料與慢輥間的摩擦系數(shù)，0.49i：快輥與慢輥的速比，2.5；：軸承效率，0.98；：齒輪效率，0.98；：三角帶效率，0.96Nd ：電機功率。代入數(shù)值，Nd =28.18kW。根據(jù)Nd，選Y系列電機Y200L-4(30kW)其同步轉(zhuǎn)速為1500rpm,滿載轉(zhuǎn)速為1470轉(zhuǎn)。8.2 三角帶傳動設(shè)計依照布勒公司MDDK-250型磨粉機，選取三角帶輪直徑為355mm,四槽。因工作載荷平穩(wěn)，取KA=1.1,計算功率：選帶型號：選SPA型帶小帶輪計算直徑：D1G1470=355G550所以，D1=132.8mm,取小帶輪直徑為130mm根據(jù)布勒公司MDDK-250,大帶輪直徑為D2=355mm所以大帶輪轉(zhuǎn)速n2=D1n1/D2=538.3rpm;驗算帶速，v=在525m/s的范圍內(nèi)。初定中心距：2（D1+D2）2 (130+355)取 600mm(276.75970) 初算帶長：L+2/a 由圖11.4 取 基準(zhǔn)長度 實際中心距： ; 小輪包角： 求帶根數(shù) 帶速： 傳動比： 帶根數(shù)：由表11.9 表11.7 表11.12 表11.11 機械設(shè)計手冊227頁 取 求軸上載荷： 張緊力： 軸上載荷： 8.3 齒輪減速箱設(shè)計項目電機 快輥慢輥功率（kW）3028527.36轉(zhuǎn)速（rpm）1470538.3215.3轉(zhuǎn)矩（Nm）194.9505.61213.6 效率0.950.96選擇齒輪材料：小齒輪-40Cr, 大齒輪-45，（按p234） （一）、齒面接觸疲勞強度計算： （1）、初步計算：轉(zhuǎn)矩：齒寬系數(shù)： 查機械設(shè)計表12.13，取值； 估計，取 ， （表12。16）接觸疲勞極限：由圖12。17c,取，； 初步計算的許用接觸應(yīng)力： ；初步計算的小齒輪直徑：，其中為速比， 取；初步齒寬： （2）、校核計算：圓周速度v: ;精度等級：由表12.6，取為9級精度。齒數(shù)z和模數(shù)m：初取 ??；由表12.3，取 取使用系數(shù)： 由表12.9 ??；動載系數(shù)： 由圖12.9 ??；齒間載荷分配系數(shù)：由表12.10，先求： 表12.8（分度圓壓力角） 由此得 齒向載荷分布系數(shù)：由表12.11， 載荷系數(shù)： 彈性系數(shù)： 由表12.12 節(jié)點區(qū)域系數(shù)： 由圖12.16 重合度系數(shù)： 由式12.31，因，取，故 螺旋角系數(shù)： 許用接觸應(yīng)力：驗算 計算結(jié)果表明，接觸疲勞強度足夠！8.4 磨輥受力分析8.4.1 磨輥軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 初步計算磨輥軸的結(jié)構(gòu)尺寸： 根據(jù)機械設(shè)計手冊中冊p763,磨輥軸為實心軸，按扭轉(zhuǎn)強度： 取; ; 按扭轉(zhuǎn)剛度： 取，得 因軸上有一鍵槽，將求得值放大5%，得 同樣的方法，對另一軸可得： 。 故取 。8.4.2 磨輥受力分析 磨輥受力分析時：1、 略去磨輥齒形及斜度的影響；2、 略去磨輥支承處的摩擦阻力；3、 略去三角帶傳動的損失；4、 略去喂料傳動中三角帶輪的作用力。1）、輥壓力 ；2）、三角帶張力產(chǎn)生的力矩 ；3）、通過物料對快輥的摩擦力（均布輥長上）；4）、慢輥齒形帶對快輥齒形帶的拉力（張緊力） ，與z軸夾角；5）、張緊力產(chǎn)生的扭矩 ；6）、電機輸入扭矩 ；7）、三角帶輪作用在輥軸上的力 ；8）、磨輥重量 ；9）、快輥齒形帶輪的重量；10）、三角帶論重量 ；11）、快輥齒輪帶上的扭矩 ?？燧伿芰τ嬎悖簔-x平面： 即 x-y平面： 慢輥受力分析：1）、輥間壓力 ；2）、快輥通過物料對慢輥的摩擦力 ;3）、快、慢輥同帶輪相對拉力（張緊力） ，與z軸夾角為；4）、張力緊邊力產(chǎn)生的扭矩 ；5）、磨輥的重量 ；6）、慢輥上大齒形帶輪重量 ； D點的力可分解為： 7）、慢輥大帶輪扭矩 。慢輥受力計算：z-x平面： x-y平面： 8.5 磨輥軸承的選擇計算8.5.1 磨輥軸承的選擇根據(jù)分析，采用雙列向心球面圓柱滾子軸承，因為磨粉機沖擊載荷很小，又考慮到間小軸承座的直徑，所以采用輕寬系列的軸承。由于采用了緊定錐套，所以軸承內(nèi)徑，查機械設(shè)計手冊，外徑，軸承型號為（GB286-64）的雙列向心球面圓柱滾子軸承。8.5.2 軸承校核設(shè)計快慢輥共有四個軸承，只要校核受力最大的一個就可以了。慢輥：快輥： 所以對慢輥A端的軸承進行校核。1）、計算動載荷C： （對于向心圓柱滾子軸承） 因無沖擊，取1.2，e=0.27 機械設(shè)計手冊雙列向心球面圓柱滾子軸承 因連續(xù)工作，故取最大值。 故所選用的四個軸承都合格。 2）壽命校核. ，由機械零件手冊，查p=12177.84(N) 一年按320天工作，一天工作24小時.（年）所以四個軸承全用113518型，非常合理。8.6 磨輥軸與軸體過盈量和壓入力的計算1）、由公式確定配合所需壓力強度 P: -最大扭矩 磨輥傳遞的最大扭矩為，為安全起見，取安全系數(shù)為2，f取0.08 : 磨輥體與軸的配合長度（m）； : 軸的配合段直徑（cm）； : 裝配系數(shù)，用壓入法時，取0.08；2）、由公式確定最小計算過盈（有效過盈） ： 由于輥體與軸的材料不同，所以 （機械設(shè)計手冊） 由機械設(shè)計手冊表1-8查得：由查表3-33用插入法得：3）、由公式確定最小配合過盈 ，并根據(jù)選配合： 轉(zhuǎn)查 （材料不同） 由公差配合表取優(yōu)選配合 最大過盈，最小過盈4）、由公式計算最大計算過盈：5）、由公式計算最大過盈時的強度： 6）、由公式驗算配合件的強度 被包容件： 包容件： 所以當(dāng)時包容件產(chǎn)生塑性變形，而實際上得到最小或最大過盈的機會是很少的。因此，按計算零件強度時，若產(chǎn)生不大的塑性變形是允許的。7）、計算不發(fā)生塑性變形時的表面極限壓力強度 被包容件： 8）、計算壓入力 ： 因為 ，采用壓入法時， 所以用43.8噸的壓力可將軸壓入。8.7 慢輥軸的強度、剛度校核.危險截面分析：對于各段軸來說，其截面突變或削弱處都為危險截面，按理論都必須校核，上面所示的各危險截面，應(yīng)進行校核。由合成彎距圖看出，右側(cè)所受彎距比左側(cè)各段大，兩側(cè)軸相同，所以只需校核、段即可。機械設(shè)計手冊，查表得根據(jù)公式： M-當(dāng)量彎距（*m） d-軸徑（mm） 對4截面：.*m, T=918.78N*m 故滿足強度要求。對5截面： 故滿足強度要求。 對6截面：M=850N*m, T=882.05N*m 故滿足強度要求。 軸的剛度校核：由機械設(shè)計手冊頁，得：式中：第i段軸所受扭距（公斤*米）第i段軸的長度（mm） :第i段軸徑（mm） 軸受扭距作用部分的長度（mm）因為慢輥軸左側(cè)不受扭距，所以不必進行剛度校核.只對右側(cè)軸進行校核.因為均為.N*m 所以，剛度足夠！通過以上計算、校核、證明慢輥軸的強度、剛度足夠！8.8 喂料輥動力消耗計算：喂料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下： 根據(jù)其結(jié)構(gòu)，其輸出功率的計算公式，為： 式中：-消耗于喂料系統(tǒng)喂料運動的功率. -傳動副的總機械效率. 可取： -系統(tǒng)消耗于空轉(zhuǎn)的率. 對于雙輥喂料，一般可取2W/cm輥長，則 式中：泵殼內(nèi)各軸的平均直徑，取30cm. 殼內(nèi)所有各軸的.轉(zhuǎn)速之和. 系數(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)差異一般可取3-5. 系數(shù),根據(jù)輥長及軸承結(jié)構(gòu)不同，一般可取8-10. 潤滑油粘度影響系數(shù)，取為1. 前后喂料輥的平均直徑. 分流輥轉(zhuǎn)速. 定量輥轉(zhuǎn)速. 8.9 喂料輥小同步帶傳動設(shè)計 選擇帶輪和帶長，確定中心距： （ 此計算參考青島橡膠工業(yè)研究所橡膠同步帶） 根據(jù)其傳遞功率，選5M圓弧形齒同步帶，已知傳動比為3 選擇小帶輪齒數(shù) ，則 大帶輪齒數(shù) 大帶輪節(jié)圓直徑 小帶輪節(jié)圓直徑 根據(jù)已知的傳動條件，選擇中心距 計算小帶輪包角 帶長 查表 該長度在400450之間，選取430mm 中心距： 計算帶寬： 根據(jù)小帶輪齒數(shù)和轉(zhuǎn)速，從表27中查出基準(zhǔn)功率傳動容量 嚙合齒數(shù)： ， 查表得 嚙合系數(shù) 帶寬系數(shù)： 根據(jù)帶寬系數(shù) 值，查表，得帶寬為20mm張緊輪示意圖，如圖8-1所示。 圖8-18.10 料門機構(gòu)設(shè)計開啟時間按設(shè)計要求，開啟時間 秒，料門轉(zhuǎn)角： 料門最大開啟度為810mm,通過作圖法可計算出料門轉(zhuǎn)角為 左右。為提高靈敏度，起到放大作用，假定使電機軸旋轉(zhuǎn)，所以電機軸上與傳感軸上齒輪相嚙合的傳動比 ， 電機軸上與料門軸上齒輪及嚙合的齒輪的傳動比為，為了使各齒輪不過大或過小，?。簜鞲休S上齒輪直徑為90mm，料門軸上齒輪直徑為120mm，并且上述兩種齒輪采用扇形齒輪，電機軸上兩齒輪直徑分別為30mm，20mm。下圖所示的分別為圖8-2進料斗，圖8-3集料斗。圖8-2圖8-38.11 磨膛吸料計算 （本部分計算參考糧食機械原理、氣力輸送原理與計算、通風(fēng)除塵與氣力輸送） 由于磨粉機前后道的流量不等，且物料的幾何尺寸，重量，懸浮速度和濃度比等所采用的數(shù)據(jù)不同，所以本設(shè)計以最大流量（1B）為設(shè)計依據(jù)。 技術(shù)參數(shù) 1）、輸送物料的氣流速度可由以上參考資料得 ； 2）、輸送濃度可有資料和一般面粉廠的實際經(jīng)驗，由于物料性質(zhì)不同，其濃度比不同，一般前道物料比后道物料的比重大，因此取一皮，二皮 ，其他皮磨和心磨均取 。 3）、流量，根據(jù)糧食機械原理和面粉廠的參考經(jīng)驗取：一皮 ；二皮 ；其他系統(tǒng)流量 ； 4）、每對磨輥的流量： 5）、計算吸料管內(nèi)徑 d： 根據(jù)氣力輸送原理 第189190 頁：吸料管內(nèi)、外筒之間的環(huán)形面積與內(nèi)管有效斷面面積相等，使物料得到有效的加速，以提高輸送能力。 ， 取吸管壁厚 ， 帶入數(shù)據(jù)計算并圓整，??； 每對磨輥的書送風(fēng)量：依公式 依次帶入 由上總結(jié)：吸料管規(guī)格系統(tǒng)風(fēng)速（）風(fēng)量（）流量濃度比吸管內(nèi)徑（）有效橫斷面面積（）套管內(nèi)徑（）一皮18824.5930003.0390130二皮18752.9222502.4986125其余18572.9215002.1875110第九章 主要設(shè)計參數(shù) 磨輥規(guī)格： ； 磨輥適用范圍： ； 喂料輥規(guī)格： ； 快輥轉(zhuǎn)速： 508rpm ； 喂料輥轉(zhuǎn)速： 一皮及心磨 116rpm，后道皮磨140rpm ； 快慢輥速比：2.5、2、1.5； 料門開啟時間：3秒； 料門開啟度： 810mm ; 伺服電機電壓：220v； 電機電壓： 380v； 氣缸氣體壓力： ； 磨輥中心距地面高度： 750mm； 軋調(diào)手輪中心距地面高度：665mm； 磨粉機外形尺寸：結(jié)論漫長而又倍感充實的畢業(yè)設(shè)計階段即將結(jié)束，通過這幾十天的學(xué)習(xí)，我覺得自己的專業(yè)知識和獨立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在談?wù)剬Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計的認(rèn)識和體會。首先，我感觸最深的就是：實踐的重要性。這次設(shè)計中我做了許多重復(fù)性的工作，耽誤了很多的時間，但是這些重復(fù)性的工作卻增強了我的實踐能力和動手能力，積累了設(shè)計經(jīng)驗。同時也得到一條經(jīng)驗，搞設(shè)計不能只在腦子里想它的結(jié)構(gòu)，必須動手，即使你想的很完美，但是到實際的設(shè)計過程時，會遇到許多意不到的問題。其次，我學(xué)會了查閱資料和獨立思考。當(dāng)開始拿到畢業(yè)設(shè)計題目時，心里真的是一點頭緒也沒有，根本不知道從那里下手。在老師的指導(dǎo)下，我開始查閱相關(guān)書籍，借鑒他人的經(jīng)驗，結(jié)合自己的構(gòu)想，再利用自己所學(xué)過的專業(yè)知識技能，深入了解了機械傳動原理及機械系統(tǒng)的設(shè)計方案。把設(shè)計意圖從構(gòu)想階段變?yōu)榭勺x者付諸生產(chǎn)的實現(xiàn)階段。我發(fā)現(xiàn)每一個設(shè)計都是一個創(chuàng)新、修改、完善的過程，在設(shè)計的過程中，運用自己所掌握的知識，發(fā)揮自己的想象力來搞好自己的設(shè)計，這個過程也是一個學(xué)習(xí)的過程。這是一個艱辛的過程，很幸運能在劉杰華老師的指導(dǎo)下，邊學(xué)邊用，才能按時按量完成規(guī)定的任務(wù)。設(shè)計的完成，給了我很大的信心：我完全有能力利用自己所學(xué)過的知識和技能完成我并不熟悉的任務(wù)。在設(shè)計過程我更深切的體會到：獨立自主是關(guān)鍵，互協(xié)作更重要。致謝這次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的最終完成，離不開各位老師和同學(xué)們的大力支持和無私的幫助，特別是指導(dǎo)老師XXXX教授，對我的畢業(yè)設(shè)計的全過程都給予了巨大的關(guān)注，為我的論文思路提出了許多具有建設(shè)性的意見。在撰寫論文階段，XXXXXXX教授幾次審閱我們的論文，提出了許多寶貴意見，沒有他的指導(dǎo)，我們就不能較好的完成課題設(shè)計的任務(wù)。另外，我還要感謝在這幾年來對我有所教導(dǎo)的老師，他們孜孜不倦的教誨不但讓我學(xué)到了很多知識，而且讓我掌握了學(xué)習(xí)的方法，更教會了我做人處事的道理，在此表示感謝。我的同學(xué)們也在整個寫作過程中給了我及時而有益的幫助，在此一并感謝。參考資料1 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