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AHHC520制粒机设计【带UG三维-制粒系统】【7张图纸】【优秀】

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摘要

随着我国近几年经济的高速发展，国内的饲料机械技术在科学创新方面有了突飞猛进的发展。例如，牧羊集团和正昌集团他们是我国饲料机械发展最快的企业，他们的技术不仅引领全国，还可与先进国家技术相媲美。此次的毕业设计是以现有制粒设备为基础，并取长补短，进行了改造和创新，力求设计方案较现有产品在各方面性能都有所提高。现有的技术中，有一种环模制粒机，包括机架和圆筒形的中空环模，环模壁上径向开设有若干模孔，环模一端径向设有进料通道，所述环模经传动系统与动力输八机械相连接，环模内设有至少一个压棍，压棍可转动地安装在压辊固定的机构上，工作时，环模转动，物料从进料通道进入环模内，被环模带动，不断从压辊和环模之间空过，在压辊的挤压之下，物料被从模孔中挤出，被切刀装置切断后形成颗料装的物料；其不足之处在于：这种制料机工作效率低下。然而AHHC520制粒机使制粒效率大幅提高。

关键词：双环模；制粒机；有限元

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

1.1 设计目的和意义1

1.2 环模制粒机的国内外研究现状2

1.2.1 国外研究现状3

1.2.2 国内研究现状3

2 总体方案设计6

2.1 主要组成结构6

2.2 主要技术参数7

2.3 工作原理与工作过程概述7

2.3.1 环模制粒机的工作原理7

2.3.2 环模制粒机的主要工作过程8

3 喂料机构设计9

3.1 喂料输送结构设计9

3.2 喂料器参数计算10

3.2.1 螺旋直径D与螺旋轴转速n的计算10

3.2.2 物料轴向推进速度计算10

3.2.3 电机的选择11

3.3 机槽的设计11

4 调制器结构设计12

4.1 调质的作用12

4.2 调质过程的控制12

4.3 调制器总体方案设计及计算12

5 主传动系统的设计14

5.1主电机的选择14

5.2 主传动计算14

5.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数14

5.2.2 按齿面接触强度设计15

5.2.3 按齿根弯曲强度设计16

5.2.4 几何尺寸计算17

5.2.5 结构设计及绘制齿轮零件图18

5.3 空心轴的有限元分析18

6 制粒系统的设计与计算23

6.1环模的加工工艺综述及结构设计23

6.1.1 环模的热处理工艺23

6.1.2 环模模孔的加工工艺24

6.1.3 环模的结构24

6.1.4 方案设计24

6.2 环模的参数计算24

6.2.1 环模厚度计算24

6.2.2 环模单位功率面积25

6.3 压辊的设计计算25

6.4 环模和压辊工作间隙的调整25

7 设备拆装及维护27

7.1 制粒机的使用和维护27

7.2 制粒机的检修27

7.2.1 喂料系统拆装27

7.2.2 主传动系统拆装28

7.2.3 易损件的拆装30

结论33

致谢34

参考文献35

　　　1.1 设计目的和意义

　　　毕业设计是在校学生必须完成的独立性作业.它是各专业教学计划不可缺少的重要的实践性环节，是培养学生综合运用理论知识分析和解决实际问题能力的全面训练，是对学生所学理论只是及其应用能力的全面考核，是对学生加快知识向能力转化过程的有效检验，也是考试虽然都是对学生学习成绩考察的手段.但他们有很大的区别，平时考试是学生被动地接受知识和技能的训练，而毕业设计则是学生运用在校期间学得的知识，主动地去解决一两个实际问题。同时这次的毕业设计也算是对自己四年来得一次总结，对自己学识的一次检验。从中自己可以去发现问题，以及去寻求解决问题的方法，对自己以后的工作也有极大的促进作用，所以要用心的去对待此次的毕业设计。

　　　当前我国正在进行经济体制改革，急需机械设计人才，通过毕业设计的创作可以发现人才、选拔人才从而对国家经济改革，提供立竿见影之效，从这个意义上说:毕业设计的创作是与国家经济改革、经济建设直接联系的，是有现实意义的。对毕业设计的意义要想得多些，想到本单位本系统的微观，也想到整个国家整个社会主义建设的宏观。我们国家经济要腾飞，没有一大批既有理论知识又有实际工作能力的全面机械设计人才，是不可想象的。毕业设计的创作又应该面向国家经济建设机械设计改革献计方面，提供一些确有价值、确具实效的成功之作。

　　　1.3 设计任务

　　　AHHC520制粒机，包括机架和环模，环模壁上径向开设有若干模孔，环模一端设有进料通道，机架上固定有主套，环模另一端与皮带轮相固定，皮带轮经轴承安装在主套外；环模内设置有圆筒形的内环模，内环模壁上也开设有若干径向的模孔，内环模的一端连接有转轴，转轴安装在调整套内，调整套穿过主套安装在机身上；主套上安装有喂料轴，喂料轴轴向穿过环模和内环模之间的间隙伸入进料通道中，喂料轴上设有螺旋推进叶片，螺旋推进叶片从进料通道的进料口下侧延伸至环模和内环模之间的间隙中。模孔数目多，可同时从环模和内环模上进行制粒，其工作效率高，可用于粮食、饲料加工中的制粒。本结构简单、紧凑，合理；能防止温度上升，在低温下制粒，能确保原料挤压成颗粒状，抑制压力的上升；生产效率高、转动慢、噪音小，原料中的异物，能通过环模之间的间隙排出，不易损坏机器。该机喂料、调质、制粒分别采用独立传动，工作可靠。该设备主要组成部分有：喂料系统，调质系统，传动成型系统和润滑系统。

　　　AHHC520制粒机主要由喂料、搅拌、制粒、传动及润滑系统等组成。其工作过程是要求含水量不大于15％的配合粉料，从料斗进入喂料绞龙，通过调节无级调速电机转速，获得合适的物料流量，然后进入搅拌器，通过搅拌杆搅动与蒸汽混合进行调质，如果需要添加糖蜜或油脂，也从搅拌筒加入与蒸汽一起调质，(油脂添加量一般不超过3％，否则难于成形)，经调质后配合粉料温度可达64～85℃，湿度达14～l 6％。然后再通过斜槽经过吸铁装置除去混在粉料中铁杂质，最后进入压0制室进行制粒。压制室主要工作部件由压模、二个压辊、喂料刮刀、切刀以及模辊间隙调节螺钉等组成。

　　　饲料通过压模罩和喂料刮刀，将粉状饲料送入两个压制区，空轴传动轮带动压模旋转，饲料被卷入压模和压辊之间，两个相对旋转件对饲料逐渐挤压，而挤入压模孔，在模孔中成形，并不断向模孔外端挤出，再由切刀把成形颗粒切成所需的长度，最后成形颗粒料流出机外。

　　　确定设计方案；喂料器技术参数的确定；电机参数的确定；调制器技术参数的确定；主传动系统技术参数的确定；主轴刚度的校核计算；环模和压辊配合使用的技术参数的确定，压辊得制作工艺过程；其他相关说明。完成整机的三维设计、主要部件的组装图、重要零件的工程图、相关参数的优化。

　　　　　　2.2 主要技术参数

表2-1 技术参数

　　项目　　参数

　　生产率（t/h）　　4～20

　　压模内径（mm）　　520

　　压辊直径（mm）　　240

　　模孔直径（mm）　　8

　　压模转速(r/min)　　382

　　喂料绞龙转速(r/min)　　120

　　螺旋面直径（mm）　　300

　　螺距（mm）　　300

　　调质器转速（r/min）　　380

　　桨叶直径（mm）　　560

　　螺距（mm）　　480

　　偏心轴偏心距(mm)　　15

　　配

　　套

　　动

　　力　　主电机　　200KW

　　调质电机　　5.5KW

　　喂料电机　　2.2KW

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QQ截图20131030143259.gif

制粒系统三维图.jpg

内容简介：: 无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目： AHHC520制粒机设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923820 学生姓名：魏于沛指导教师：俞经虎（职称：副教授）（职称：）2012年11月24日课题来源本课题以某企业产品设计需求为背景，以AHHC520制粒机为研究对象，以高质量、低成本、环保、节能为指导思想，对AHHC520制粒机的工作原理、关键部件结构型式、关键部件设计计算等内容展开研究。课题研究成果将对相关企业产品的优化设计提供有效的指导，具有较大的理论意义与实用价值。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义近年来，我国饲料工业得到了迅速发展，特别是体现现代化饲料工业特征的全价颗粒饲料，越来越被广大养殖业者接受。饲料加工设备，特别是颗粒制粒机，也随着饲料工业的发展而迅速发展。我国颗粒制粒机已走过了从引进、仿制到消化吸收、自行设计制造的过程。多种颗粒饲料制粒机已广泛用于颗粒饲料的生产实践中。其中最应用的最多的是环模和平模制粒机。平模制粒机由于自身结构的局限性在饲料工业中的应用虽没有环模制粒机应用广泛，但因其机构简单，平模制造容易，维修方便，价格便宜，它还是广泛应用于饲料加工，尤其是渔用饲料，宠物饲料等的加工。此外平模制粒机还广泛应用于工农业生产中有机复合肥料的生产。（2）国内外现状和发展趋势最早的制粒机利用的是压缩成型原理，是由两个形状相同而转向相反的滚筒组成，粉料被强制填入凹处而压缩成各种形状，如三角形、菱形、椭圆形、圆形等粒料，由于这种机械压缩作用时间短，颗粒强度低，生产能力小，现已不多使用。1910 年第一台挤压式制粒机研制成功，首先生产出圆柱状粒料，也是首次使用现今所谓模子。早期的模子固定不动，粉料经螺旋挤压通过通孔模子，挤出的粒料被切刀切断成所需的颗粒。平模制粒机在我国的发展历程较短，但比环模制粒机发展要早，其始于六十年代早期,至今有四十多年的历史。1986 年江苏正昌集团公司成功研制出11KW，平模直径为250mm 的平模制粒机。1992 年国家颁布了平模制粒机行业标准，中华人民共和国行业标准SB/T1012292，规定了平模制粒机的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存。平模制粒机由于其制粒颗粒较大，含水量大，因此满足制粒颗粒多样化是其一个发展趋势。为改进颗粒质和饲料的营养价值，提高制粒效果，因此能够完成新的制粒工艺重复制粒是其另一发展趋势，由于饲料品种的变化，制粒机压辊压模间隙的设定需要经常调整，为了节约时间，在线的压辊调节是其又一发展趋势，此外颗粒饲料经蒸汽热能、机械摩擦能和压力等因素的综合作用，达到杀菌、提高饲料消化率的诸多功能，但过度的热加工会造成热敏性营养成分的失效，降低饲料效果，有效加工是制粒机最新的发展趋势。研究内容查阅相关资料，概述颗粒加工及其生产现状。对现有制粒机的结构、工作原理及传动部件的结构、工作原理进行分析。对制粒机传动部件的设计进行可行性分析。对传动部件进行结构设计，并综合考虑结构，工艺，装配及经济性对传动部件的各零部件进行设计。对设计进行优化，绘制二维、三维零件图和装配图。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析（1）实验方案制造、外观的检验，用检测器具目测。空载试验，空载启动角荷试验制粒机空载试验合格后，再进行负荷试验，试验时加人物料，模仿正常工序运行30min，目测各密封处不得有渗漏现象。噪声检验制粒机负载正常运转后，按规定测试噪声，其值不大于75dB（A）。电气安全检验，电气系统的保护接地电路的连续性、绝缘电阻、耐压、保护接地电路分别按规定要求检测。（2）研究方法查阅相关资料，概述颗粒加工及其生产现状。对现有平模制粒机的结构、工作原理及传动部件的结构、工作原理进行分析。对平模制粒机传动部件的设计进行可行性分析。对传动部件进行结构设计，并综合考虑结构，工艺，装配及经济性对传动部件的各零部件进行设计。对设计进行优化，绘制二维、三维零件图和装配图。研究计划及预期成果研究计划：2012年10月12日-2012年12月25日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2013年1月11日-2013年3月5日：填写毕业实习报告。2013年3月8日-2013年3月14日：按照要求修改毕业设计开题报告。2013年3月15日-2013年3月21日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年3月22日-2013年4月11日：初步设计，根据需要同步绘制相关图纸。2013年4月12日-2013年4月25日：对设计进行修改校对，并完善图纸。2013年4月26日-2013年5月21日：定稿，制作设计电子版及准备答辩所需资料。预期成果：以高质量、低成本、环保、节能为指导思想，对AHHC520制粒机的工作原理、关键部件结构型式、关键部件设计计算等内容展开研究。课题研究成果将对相关企业产品的优化设计提供有效的指导，具有较大的理论意义与实用价值。特色或创新之处其创新点主要分布于喂料机构、传动部分。该方案从整机运行稳定性、产量、能耗、产品质量等角度着手，改善机器性能。方案设计以理论计算为依据，目的是使设计方案更合理、更具说服力。同时，绘图过程中也借助于CAD进行了辅助设计，提高了设计效率。已具备的条件和尚需解决的问题实验方案思路已经非常明确，已经具备使用CAD，UG编程仿真的能力和图像处理方面的知识。使用CAD，UG编程的能力尚需加强。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日编编号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目： AHHC520 制粒机设计制粒机设计信机系系机械工程及自动化专专业业学号： 0923820学生姓名：魏于沛指导教师：俞经虎（职称：副教授）（职称：）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚信信承承诺诺书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） AHHC520 制粒机是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 97 学号： 0923820 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日I无无锡锡太太湖湖学学院院信信机机系系机机械械工工程程及及自自动动化化专专业业毕毕业业设设计计论论文文任任务务书书一、题目及专题：一、题目及专题：1、题目 AHHC520 制粒机设计 2、专题二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据本课题以某企业产品设计需求为背景，以 AHHC520 制粒机为研究对象，以高质量、低成本、环保、节能为指导思想，对AHHC520 制粒机的工作原理、关键部件结构型式、关键部件设计计算等内容展开研究。课题研究成果将对相关企业产品的优化设计提供有效的指导，具有较大的理论意义与实用价值。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：三、本设计（论文或其他）应达到的要求：熟悉颗粒加工及其生产现状，并查阅相关资料；熟练掌握现有制粒机的结构、工作原理及传动部件的结构、工作原理进行分析；熟练掌握制粒机传动部件的设计，并能进行可行性分析；掌握传动部件的结构设计，并能综合考虑结构，工艺，装配及经济性对传动部件的各零部件进行设计；能够熟练使用 CAD，UG 绘图软件，绘制二维、三维零件图和装II配图；四、接受任务学生：四、接受任务学生：机械 97 班班姓名姓名魏于沛五、开始及完成日期：五、开始及完成日期：自自 2012 年年 11 月月 12 日日至至 2013 年年 5 月月 25 日日六、设计（论文）指导（或顾问）：六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师指导教师签名签名签名签名签名签名教教研研室室主主任任学科组组长研究所学科组组长研究所所长所长签名签名系主任系主任签名签名2012 年年 11 月月 12 日日III摘摘要要随着我国近几年经济的高速发展，国内的饲料机械技术在科学创新方面有了突飞猛进的发展。例如，牧羊集团和正昌集团他们是我国饲料机械发展最快的企业，他们的技术不仅引领全国，还可与先进国家技术相媲美。此次的毕业设计是以现有制粒设备为基础，并取长补短，进行了改造和创新，力求设计方案较现有产品在各方面性能都有所提高。现有的技术中，有一种环模制粒机，包括机架和圆筒形的中空环模，环模壁上径向开设有若干模孔，环模一端径向设有进料通道，所述环模经传动系统与动力输八机械相连接，环模内设有至少一个压棍，压棍可转动地安装在压辊固定的机构上，工作时，环模转动，物料从进料通道进入环模内，被环模带动，不断从压辊和环模之间空过，在压辊的挤压之下，物料被从模孔中挤出，被切刀装置切断后形成颗料装的物料；其不足之处在于：这种制料机工作效率低下。然而 AHHC520 制粒机使制粒效率大幅提高。关键词关键词：双环模；制粒机；有限元 IVAbstractInternal and external combination 2-ring mould granulating machine is by powder feed conditioning (plus steam or water), extrusion die hole forming, cutting, cooling dry, crushing, screening, finally meet specific product quality made the request. It will cooperate with good various powder feed compressed into granules, changed the physical properties and feed biochemical performance and improve the feed utilization rate and to feed the applicability. Our feed industry late start, many granulating equipment compared with foreign equally, there is still a gap. Through the visit to feed machinery factory, many manufacturers domestic understanding of existing granulating equipment performance are this certain disadvantages. But along with the rapid development of economy in recent years, domestic feed machinery technology in scientific innovation has a breakneck development. For example, shepherd group and zhengchang group they feed machinery in China is the fastest growing enterprise, their technology not only lead the country, still can match with advanced countries technology. The graduation design based on existing granulating equipment for the foundation, and complement each other, reformation and innovation perpetuallystrive to design scheme is in all aspects of existing products performance is improved. The existing technology, have a kind of ring die granulating machine, including frame and the cylindrical hollow ring ring die wall module, open several model hole radial ring die end, with feeding channel, radial referred by the transmission system ring die with power lost eight mechanical connections, ring die equipped with at least one pressure stick, pressure stick can rotate installed in pressing roller fixed institutions, work, ring die rotating, material from incoming channel into the ring ring die mould, was driven, constantly from pressing roller and ring die, in space between the extrusion pressure roller, under from model hole material being squeezed by cutting knife device, off the material form makings outfit; Its defect lies in: this system feeder low productivity. Yet internal and external combination 2-ring mould granulating machine make granulating efficiency greatly improve.Keywords: 2-ring mode； Granulating machine； FEAV目目录录摘要.IIIABSTRACT.IV目录 .V1 绪论.11.1 设计目的和意义.11.2 环模制粒机的国内外研究现状.21.2.1 国外研究现状.31.2.2 国内研究现状.32 总体方案设计.62.1 主要组成结构.62.2 主要技术参数.72.3 工作原理与工作过程概述.72.3.1 环模制粒机的工作原理.72.3.2 环模制粒机的主要工作过程.83 喂料机构设计.93.1 喂料输送结构设计.93.2 喂料器参数计算.103.2.1 螺旋直径 D 与螺旋轴转速 n 的计算 .103.2.2 物料轴向推进速度计算.103.2.3 电机的选择.113.3 机槽的设计.114 调制器结构设计.124.1 调质的作用.124.2 调质过程的控制.124.3 调制器总体方案设计及计算.125 主传动系统的设计.145.1 主电机的选择.145.2 主传动计算.145.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数.145.2.2 按齿面接触强度设计.155.2.3 按齿根弯曲强度设计.165.2.4 几何尺寸计算.175.2.5 结构设计及绘制齿轮零件图.185.3 空心轴的有限元分析.186 制粒系统的设计与计算.236.1 环模的加工工艺综述及结构设计.236.1.1 环模的热处理工艺.23VI6.1.2 环模模孔的加工工艺.246.1.3 环模的结构.246.1.4 方案设计.246.2 环模的参数计算.246.2.1 环模厚度计算.246.2.2 环模单位功率面积.256.3 压辊的设计计算.256.4 环模和压辊工作间隙的调整.257 设备拆装及维护.277.1 制粒机的使用和维护.277.2 制粒机的检修.277.2.1 喂料系统拆装.277.2.2 主传动系统拆装.287.2.3 易损件的拆装.30结论.33致谢.34参考文献.35AHHC520 制粒机设计11 绪论绪论随着世界饲料机械技术的不断发展和完善，制粒机的制造技术和成形理论研究得到了飞速的发展，使用制粒机生产颗粒饲料已得到普及。目前，常用的颗粒压制机有膨化制粒机、环模压制机和平模压制机等基本类型。且环模制粒机具备生产效率高，耗能低，工作稳定等特点，适用于大中型企业，得到很广泛的应用。我国的饲料工业是一个新兴的产业。它是在现代化进程中应运而生的。饲料工业依赖于农业而服务与养殖业，并随着农业和养殖业的发展而兴旺发达起来。至今，完整的饲料工业体系已经初步形成，成为我国经济中不可缺少的经济产业支柱，在国民经济中有不可替代的地位，发挥着越来越大的作用。现在，我国已能够生产出各种规格型号的饲料制粒机械，像环模、平模、膨化制粒机，牧草饲料制粒机等等。产量从 0.12t/h 至 40t/h,配套功率从 5.5kw 至 315kw 不等。我国饲料机械技术也不断的在改革创新，逐渐与先进国家技术水相靠近。1.1 设计目的和意义设计目的和意义毕业设计是在校学生必须完成的独立性作业.它是各专业教学计划不可缺少的重要的实践性环节，是培养学生综合运用理论知识分析和解决实际问题能力的全面训练，是对学生所学理论只是及其应用能力的全面考核，是对学生加快知识向能力转化过程的有效检验，也是考试虽然都是对学生学习成绩考察的手段.但他们有很大的区别，平时考试是学生被动地接受知识和技能的训练，而毕业设计则是学生运用在校期间学得的知识，主动地去解决一两个实际问题。同时这次的毕业设计也算是对自己四年来得一次总结，对自己学识的一次检验。从中自己可以去发现问题，以及去寻求解决问题的方法，对自己以后的工作也有极大的促进作用，所以要用心的去对待此次的毕业设计。当前我国正在进行经济体制改革，急需机械设计人才，通过毕业设计的创作可以发现人才、选拔人才从而对国家经济改革，提供立竿见影之效，从这个意义上说:毕业设计的创作是与国家经济改革、经济建设直接联系的，是有现实意义的。对毕业设计的意义要想得多些，想到本单位本系统的微观，也想到整个国家整个社会主义建设的宏观。我们国家经济要腾飞，没有一大批既有理论知识又有实际工作能力的全面机械设计人才，是不可想象的。毕业设计的创作又应该面向国家经济建设机械设计改革献计方面，提供一些确有价值、确具实效的成功之作。无锡太湖学院学士学位论文21.2 环模制粒机的国内外研究现状环模制粒机的国内外研究现状制粒的历史可以追溯到 1990 年，起初是用于饲料加工的，饲料工作者在实践中积累了很多经验，致力于改善制粒机性能。图 1.1 铸模式制粒机示意图图 1.2 挤压式制粒机示意图图 1.3 Schueler 型制粒机示意图图 1.4 平模制粒机示意图图 1.5 环模制粒机示意图世界上第一台与制粒机相似的机器是一台铸模式设备，如图 1.1 所示。1910 年左右，世界上第一台挤压式制粒机问世，如图 1.2 所示。该制粒机工作机理基本与现在的挤压式制粒机相同。到 1920 年，斯凯勒(SchMeler)提出了压缩法制粒，如图 1.3 所示，但这种制粒方法磨损严重，在 1920 期间，在总结了之前的制粒机工作原理的基础上，研制成功了第一台平模制粒机，如图 1.4，这种机器装有围绕中心轴回转的滚轮，迫使物料挤压向下，通过水平固定模板的模孔，旋转切刀把物料切割成一定长度的颗粒。而几乎在同一时期，世界上第一台环模制粒机研制成功，如图 1.5 所示，最初的环模制粒机是一个压辊，以后演变成两个、三个过程，利用压辊的挤压力将粉状物经由环模的环模孔中挤出。环模制粒机是环模靠主轴转动而回转，其内有两个或者三个压辊，工作时压辊将粉状物压入环模孔中，挤出成形后呈圆柱形，并被固定切刀切断成颗粒物料。这种环模制粒机制粒质量好，生产效率高，能耗比其他几种要少。在此基础上，环模制粒机性能不断改善，其后 60 年支配了整个饲料业。到如今生物质燃料的广泛被研究开发，环模制粒机在这一领域的引用也日渐广泛。AHHC520 制粒机设计3从环模制粒机的整个发展来看，制粒机的基本工作原理没变，而环模制粒机的制造水平和技术性能大有改善。平模与环模的区别在于：一、喂料方式：环模制粒机采用机械强迫式进料，高速旋转离心分布进入制粒室，通过刮刀来分布物料，喂料不均匀；平模制粒机是靠物料自身重量垂直进入压制室，能够均匀喂料。二、压力：在同等直径下的模具内，环模压轮直径的大小受环模模具直径的限制，所以压力大小受限；平模压轮直径的大小不受模具直径的限制，可以加大内装轴承空间，选用大号轴承增强压轮的承受能力，不仅提高了压轮的压制力，而且还延长了使用寿命。三、出料方式：环模属于高转速，物料排出时破损率高；而平模属于低转速，破损率低。四、压轮调节方式：环模制粒机要是用压轮中间的偏心轮上的两个螺丝来调节压力；平模制粒机是采用螺纹丝柱 m100 中心调节机构，顶力百吨，下落平稳、触击柔和、压力均匀。可采用旋转手动和液压自动调节两种方式。从平模与环模的对比中我们可以看出平模的压力比环模大，所以对于像木屑、秸杆等这种物料轻，难以成型的粗纤维用平模较好。 1.2.1 国外研究现状国外研究现状CPM 公司生产的环模制粒机采用斜齿齿轮减速箱传动结构；Bhler 公司生产的环模制粒机采用双压辊、环模式、单电机三角皮传动结构。单位生产效率高，运行费用低，结构比较简单，操作维修方便；Mnch 公司生产的环模制粒机有环模、锥形压辊平模制粒机两种；三辊式制粒机是以英国 UMT 公司为代表的一种典型环模制粒机。美国在 1976年前后利用饲料成型技术，开发了压辊式颗粒燃料成型机；日本在 1983 年前后从美国引进了该技术。到 1987 年，已有十几张颗粒燃料工厂投入运行。1.2.2 国内研究现状国内研究现状我国从改革开放初期就开始研究制粒机，湖南研究出了第一台压缩成型机实在 1985年，随后连云港也研制出了制粒机，随着时间的推移制粒机的技术也越来越成熟。研究在中国开始生物质压缩成型技术从十九年代起。1985 湖南省衡阳市食品机械厂研制的第一台生物质压缩成型机，江苏连云港东海食品机械厂引进杆燃料。1993 前后，中国进口了近 20 的生物质压缩成型生产线，基本上采用螺旋，以木屑为原料。1994，河南农业大学，中国农业机械总动力开发机械活塞冲压成型机，1998，河南农业大学开发液压活塞双向挤压成型机，2002，中南林学院还开发了相应的设备。2006 河南农业大学开发驱动的活塞式成型机、合肥天雁绿色能源开发有限公司的秸秆成型机，采用螺旋预热预压，两个活塞压缩技术，解决了普通注塑机的速度要求高的模具问题对原水易磨损。为了减少能源消耗，成型，河南省科学院能源研究所研制的环模颗粒在室温下为生产燃料颗粒成型机。2004，对清华大学和北京汇众科技有限公司生物质成型技术的发展严格，利用生物质辊挤压原理是压缩，其性能优于现有的颗粒成型技术。目前，生物质燃料成型技术已日趋成熟，已成为商业部分的实现。近年来，生物质燃料以其各项优点在我国得到了比较广泛的推广和应用。但在燃料无锡太湖学院学士学位论文4生产中，颗粒的质量问题依然很大。主要原因在于国内厂家对颗粒燃料的制粒机理缺乏深入的研究。国外针对环模制粒机理的研究很多，但是大多数研究肯定是保密的，导致国内对于该方面的研究很少，缺乏对制粒过程全面研究。现有的技术中，有一种环模制粒机，包括机架和圆筒形的中空环模，环模壁上径向开设有若干模孔，环模一端径向设有进料通道，所述环模经传动系统与动力输八机械相连接，环模内设有至少一个压棍，压棍可转动地安装在压辊固定的机构上，工作时，环模转动，物料从进料通道进入环模内，被环模带动，不断从压辊和环模之间空过，在压辊的挤压之下，物料被从模孔中挤出，被切刀装置切断后形成颗料装的物料；其不足之处在于：这种制料机工作效率低下。然而 AHHC520 制粒机使制粒效率大幅提高。AHHC520 制粒机设计51.3 设计任务设计任务AHHC520 制粒机，包括机架和环模，环模壁上径向开设有若干模孔，环模一端设有进料通道，机架上固定有主套，环模另一端与皮带轮相固定，皮带轮经轴承安装在主套外；环模内设置有圆筒形的内环模，内环模壁上也开设有若干径向的模孔，内环模的一端连接有转轴，转轴安装在调整套内，调整套穿过主套安装在机身上；主套上安装有喂料轴，喂料轴轴向穿过环模和内环模之间的间隙伸入进料通道中，喂料轴上设有螺旋推进叶片，螺旋推进叶片从进料通道的进料口下侧延伸至环模和内环模之间的间隙中。模孔数目多，可同时从环模和内环模上进行制粒，其工作效率高，可用于粮食、饲料加工中的制粒。本结构简单、紧凑，合理；能防止温度上升，在低温下制粒，能确保原料挤压成颗粒状，抑制压力的上升；生产效率高、转动慢、噪音小，原料中的异物，能通过环模之间的间隙排出，不易损坏机器。该机喂料、调质、制粒分别采用独立传动，工作可靠。该设备主要组成部分有：喂料系统，调质系统，传动成型系统和润滑系统。AHHC520 制粒机主要由喂料、搅拌、制粒、传动及润滑系统等组成。其工作过程是要求含水量不大于 15的配合粉料，从料斗进入喂料绞龙，通过调节无级调速电机转速，获得合适的物料流量，然后进入搅拌器，通过搅拌杆搅动与蒸汽混合进行调质，如果需要添加糖蜜或油脂，也从搅拌筒加入与蒸汽一起调质，(油脂添加量一般不超过 3，否则难于成形)，经调质后配合粉料温度可达 6485，湿度达 14l 6。然后再通过斜槽经过吸铁装置除去混在粉料中铁杂质，最后进入压 0 制室进行制粒。压制室主要工作部件由压模、二个压辊、喂料刮刀、切刀以及模辊间隙调节螺钉等组成。饲料通过压模罩和喂料刮刀，将粉状饲料送入两个压制区，空轴传动轮带动压模旋转，饲料被卷入压模和压辊之间，两个相对旋转件对饲料逐渐挤压，而挤入压模孔，在模孔中成形，并不断向模孔外端挤出，再由切刀把成形颗粒切成所需的长度，最后成形颗粒料流出机外。确定设计方案；喂料器技术参数的确定；电机参数的确定；调制器技术参数的确定；主传动系统技术参数的确定；主轴刚度的校核计算；环模和压辊配合使用的技术参数的确定，压辊得制作工艺过程；其他相关说明。完成整机的三维设计、主要部件的组装图、重要零件的工程图、相关参数的优化。无锡太湖学院学士学位论文62 总体方案设计总体方案设计2.1 主要组成结构主要组成结构图 2.1 AHHC520 制粒机AHHC520 型制粒机主要用于中大型配合饲料厂压制颗粒饲料，也可用于机械化养养殖场。该产品可以根据用户的需求，配备不同模孔孔径的压模，生产各种规格的颗粒饲料，从而用于不同的养殖对象。该机喂料、调质、制粒分别采用独立传动，工作可靠。该设备主要组成部分有：喂料系统，调质系统，制粒系统，主传动系统，过载保护系统和润滑系统等。AHHC520 制粒机设计72.2 主要技术参数主要技术参数表 2-1 技术参数项目参数生产率（t/h）420压模内径（mm）520压辊直径（mm）240模孔直径（mm）8压模转速(r/min)382喂料绞龙转速(r/min)120螺旋面直径（mm）300螺距（mm）300调质器转速（r/min）380桨叶直径（mm）560螺距（mm）480偏心轴偏心距(mm)15主电机200KW调质电机5.5KW配套动力喂料电机2.2KW 2.3 工作原理与工作过程概述工作原理与工作过程概述2.3.1 环模制粒机的工作原理环模制粒机的工作原理粉状饲料的制粒过程是一个连续压制过程。它建立在粉状颗粒间有空隙存在的基础上。粉状物料是一种由具有一定流动性的分散颗粒组成的不连续松散体，在挤压力的作用下粉粒相互移近和重新排列，粉粒间所含气体不断逸出,从而使得粉粒间的间隙减小，联接力增大，最后被压制成具有一定密度、一定硬度的颗粒饲料。在压粒过程中，饲料的蛋白质和糖分受热产生可塑性，淀粉部分糊化。 “压粒” ，简单地说就是一个挤压式的热塑过程。环模和压辊是制粒机的主要工作部件，配合饲料从供料机构较均匀地供给调质机构，饲料在调质机构中与水(或其他添加物)混合后，投入制粒机构中。饲料在环模与压辊的挤压下，从压模的模孔中挤出来成为颗粒。从工作过程分析，环模是主动回转零件，而压辊是靠摩擦而转动的。无锡太湖学院学士学位论文8图 2.2 压制区内的分区在环模制粒过程中，粉料在压制区内所在的位置不同，其受压辊的压紧力亦是不同的。它可划分为 4 个区，即供料区、压紧区、挤压区和成形区，见上图。在供料区，物料基本不受机械外力，它处于自然松散状态，但它受环模圈回转而产生离心力影响，使粉料紧贴在环模内圈上。随着模辊的旋转，物料进入压紧区，在此区域内，受模辊的挤压作用，粉粒之间产生相对移动，孔隙逐渐减小。由于材料的前进速度，挤出压力的增大，孔隙较小，但粉基本不变形。在挤压区，模辊间隙变小，挤压压力急剧增加，粉进一步密切和马赛克，接触表面颗粒的增加与增强，颗粒之间的变形，并产生一个很好的连接，同时压制粉末挤压模孔。全压成型颗粒模孔长度。这部分的材料将产生弹性变形，塑复合材料。料筒已压实成型已填满模孔，模孔内，继续接受新榨粉，使饲料柱体向外侧推移，排出模孔。这时挤压力必须克服模孔内料柱摩擦力的总和。物料在模辊转动作用下压制成颗粒有两个条件：一是模辊要把物料攫入变形口，二是压辊对物料挤压力要大于模孔内料柱的摩擦阻力。2.3.2 环模制粒机的主要工作过程环模制粒机的主要工作过程当水分含量为 1214的配合饲料进入混合喂料器后，饲料经加入一定量的水蒸汽后，被螺旋浆叶混合搅拌均匀后送进调质器内，进行糊化。如果需要，也可以将糖蜜、脂等液体均匀喷洒到物料中去，脂的添加量不得超过 3，以利于成形。调质后的物料水分达到 1517，然后经分配器分配到转动的环式压模和压辊的工作面上。旋转的压辊通过与物料的磨擦带动压辊旋转，物料在强烈的挤压下，克服孔壁的阻力，并不断从压模孔中成条的挤出。挤出时被装置在压模外的切刀切成长度适宜的颗粒。切刀的位置可以调节，以控制颗粒的长短。刚压制出的颗粒温度一般在 7590之间，水分在1516左右，必须在经过冷却降温，挥发水分使其温度接近室温，以便保管储藏。AHHC520 制粒机设计93 喂料机构设计喂料机构设计喂料机构的作用是将待制粒仓中的粉状物料均匀地输送到调质部分，其关键是保证输送速度的稳定。传统的机构通常是依靠螺旋输送机来实现这种功能。螺旋输送机又称“绞龙” ，是一种无挠性牵引构件的连续输送设备。其结构主要包括料槽、螺旋叶片和转动轴组成的螺旋体、两端轴承和驱动装置几部分。工作时，物料由进料口进入料槽，并在螺旋叶片的推动下沿螺旋槽作轴向移动，直至卸料口被排出。螺旋输送机的类型有水平、垂直和倾斜三种形式，本设计中选用水平螺旋输送机。与其它输送设备相比，螺旋输送机具有结构简单、横截面积小、密封性好、操作维修安全、方便、制造成本低等优点，这也正是它被广泛应用的原因之一。图 3.1 喂料机构3.1 喂料输送结构设计喂料输送结构设计该设备的螺旋输送机叶片采用单头满面式螺旋叶片，螺旋叶片的一边紧贴在轴上，形成完整的螺旋面。这种叶片构造简单，输送能力强，便于均匀地输送粉类物料。螺旋面采用右旋设计方案。由于输送物料中含有一定水分，为了防止叶片生锈，影响物料输送和产品质量，选用不锈钢作为叶片材料。同时，由于在工作过程中，叶片磨损比较严重，为了增加其耐磨性，要对叶片进行调质处理，以提高其表面硬度。螺旋叶片厚度为 5mm，螺距为（0.8-1）D，D 为螺旋直径，由于本设计采用水平结构设计，取 S=D，机壳厚度为 5mm。无锡太湖学院学士学位论文103.2 喂料器参数计算喂料器参数计算3.2.1 螺旋直径螺旋直径 D 与螺旋轴转速与螺旋轴转速 n 的计算的计算根据运输机械设计选用手册的公式 15-1： (3.1) ）（m5 . 2CQKD其中，Q:输送能力，按设计要求，取 20t/h；K：物料特性系数，常用物料的 k 值见运输机械设计选用手册表 15-1，这里取 0.0415；:填充系数，见运输机械设计选用手册表 15-1，这里取 0.35；C：倾角系数，见运输机械设计选用手册表 15-1，这里取 1；:物料松散密度，见运输机械设计选用手册表 15-6，这里取 0.52t/m3，将数据带入上式，可得mD272. 0圆整后，取 D=0.3m。根据运输机械设计选用手册的公式 15-2： (3.2) min)/(rDAn 其中，A：物料综合系数，见运输机械设计选用手册表 15-6，这里取 75，代入上式，得min/9 .136rn 又由公式运输机械设计选用手册的公式 15-3 (3.3)CsnDQ247计算得min/059.90rn 圆整后，取 n=90r/min。对 D 和 n 圆整后，应该对填充系数进行验算：337. 0472CsnDQ未超过上限，故圆整后的 D 和 n 值适合。3.2.2 物料轴向推进速度计算物料轴向推进速度计算根据公式： (3.4)60nSV式中，V：物料的轴向推进速度（m/s）；S：螺旋叶片的螺距（m）；n：螺旋轴转速（r/min）;则物料沿轴向推进速度。mV45. 0AHHC520 制粒机设计113.2.3 电机的选择电机的选择由于 N=1.33 kw,所以驱动轴转动的电机选用 YTC 型电磁调速异步电动机，该电机有三相异步交流电机、涡流离合器与测速发电机组成，并与控制器配合使用，工作时，此电机能根据轴上承受载荷的不同自动地、无级地调整其输出转速，达到无级变速喂料，控制不同喂料量的目的。3.3 机槽的设计机槽的设计本设计中的机槽采用法兰和截面为 U 字型的钢制机槽。U 型机槽的厚度为 5mm 薄钢板，其两侧臂垂直，底部成半圆形，在 U 型机槽的端面焊接有法兰，用以固定盖板和端盖。机槽半圆的内径大于螺旋叶片半径，允许少量的物料滞留于槽底，以防叶片与槽底摩擦。为了对机槽进行密封，机槽上部装有用薄钢板制成的盖板，盖板用螺栓固定在槽体上端的钢制法兰上。盖板可以开启，以便对槽体进行必要的检查。盖板上开有进料口，机槽底部开有卸料口，均做成方形，以便安装料管。无锡太湖学院学士学位论文124 调制器结构设计调制器结构设计4.1 调质的作用调质的作用在热变化过程的糊化的淀粉含量较高的最重要组成部分发生在饲料，淀粉更易于消化和被动物吸收。它能明显提高饲料利用率，糊精具有较好的适口性，可以大大提高了饲料的适口性。此外，糊化淀粉能改善饲料的一致性，能起粘结剂的作用，这是主要原因之一，必须在造粒过程中锻炼。调质中的高温、高压可使饲料中大量病原微生物灭活,如常见的沙门氏杆菌及大肠杆菌等。特别是最近一些饲料厂生产高卫生标准，非致病性细菌尤其是沙门氏菌的产品，在饲料生产，出现了提高造粒温度的发展趋势。这些饲料制造商规定制粒温度超过 85，结果表明温度有效杀灭沙门氏菌。尤其在国外，早在十九年代末的西欧玩“沙门氏菌恐慌”在战时，淬火和回火是首要考虑的消毒问题，目前欧洲已经开始使用挤压造粒温度两种造粒过程通常高达 90回火。4.2 调质过程的控制调质过程的控制为了减少营养素的损失，造粒过程中根据不同的原材料成分的不同要求调整回火时间，水含量和产品成熟。在一般情况下，淬火和回火时间越长，成熟度好的原料。淀粉糊化度高，粘度和更好，粒子物理性能更好，但在同一时间，营养损失也更。淬火和回火时间一般饲料原料 10 30 是适当的。但是回火时间是适合各种饲料是不存在的。因此，饲料原料中的保留时间的调节装置为变参数应该是最重要的创新。4.3 调制器总体方案设计及计算调制器总体方案设计及计算本设计方案采用单级桨叶式调质器，该型调制器通过改变桨叶的倾斜角度来控制物料的推进速度，针对不同的物料，分别设定调质器桨叶的倾斜角度，控制物料的调质时间，实现调质器的最优功能。调质时间： (4.1)(36004121sQkvlDQVt式中，V：调质筒体积（）；3mD：调质筒直径（m）；：调质筒长度，取 =7D；ll：饲料容重(),取 v=0.5；v3/mt；饲料充满系数，取 k=0.3。kAHHC520 制粒机设计13调质轴输送量 Q1，取 Q 的 1.52.0 倍，可初定 Q1=1.8Q。将上述有关参数代入调质时间 t 计算式：36008 . 13 . 05 . 0742QDDt33078. 036003 . 05 . 0748 . 1QtQtD为了便于设计，一般取 t=15 秒。代入上式，计算得 D=0.5592m。参照市场上同类产品的技术参数，取调质桶直径为 560mm，长度 3200mm。调质电机选用 Y100L，功率2.2kW，同步转速 1500r/min。图 4.1 调制器轴无锡太湖学院学士学位论文145 主传动系统的设计主传动系统的设计5.1 主电机的选择主电机的选择根据吴克畴教授摘译的混合饲料生产工艺一书介绍，一台饲料压粒机的生产率Q 可以近似的由下式来计算： (5.1)/(2 . 7htpKNQ式中，N：压粒电动机的驱动功率（KW）；：要压粒的散料密度（t/）；3m：压粒电动机的效率取 0.80.9；p：需要压粒压力（MPa）；：决定于压缩率 K（未压粒的散装物和压粒后的颗粒密度的比率）；KK：压缩率，可取 0.50.7；公式换算得到驱动功率的算法： (5.2)2 . 7QpKN 已知：Q=10, =0.9，查表得到 P=56；=0.5；=0.5；K带入计算得到 N=166.2kW，经查表，选取主电机型号为 Y280L-2 ，额定功率为200KW，同步转速 1500r/min。5.2 主传动计算主传动计算该设计方案主传动系统采用直齿齿轮传动，主要优点是工作可靠，使用寿命长，传动较平稳，传递功率高，结构紧凑，功率和速度适用范围很广等。工作时,由电动机带动小、大齿轮，并经传动空轴带动环模转动，环模与压辊挤压物料成形。5.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数图 5.1 主传动示意图AHHC520 制粒机设计151）选定齿形为直齿圆柱齿轮传动。2）作为机床主轴传动，选用 7 级精度（GB 10095-88）3）材料选择。由机械设计表 10-1 选择小齿轮材料为们 40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者硬度差为 40HBS。4）选小齿轮齿数为 z1=24，大齿轮齿数为 z2=3.7424=92.976，取 z2=93。5.2.2 按齿面接触强度设计按齿面接触强度设计由机械设计公式 10-9a 进行试算，即 (5.3)3211132. 2HEdtZuuKTd（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数 Kt=1.3.2）计算小齿轮传递的转矩。mmNmmNnPT65115110291. 11480200105 .95105 .953）选取 nd=1.4）查得 ZE=189.8 MPa1/2.5）查得 Hlim1=600MPa， Hlim2=550MPa。6）计算 N99291110650. 1875. 310394. 610394. 6)1530082(114806060NjLnNh7）取 KHN1=0.95，KHN2=0.98.8）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为 1%，安全系数为 S=1，由机械设计式 10-12 得MPaMPaSKHNH57060095. 01lim11MPaMPaSKHNH53955098. 02lim22（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径 d1t，代入H中较小的值。mmmmZuuKTdHEdt417.1485398 .189875. 31875. 3110291. 13 . 132. 2132. 232632112）计算圆周速度 v。smsmndvt/50.11/1000601480417.148100060113）计算齿宽。mmmmdbt417.148417.148111无锡太湖学院学士学位论文164）计算齿宽与齿高之比。hb模数mmmmzdmtt184. 624417.14811齿高mmmmmht914.13184. 625. 225. 2667.10914.13417.148hb5）计算载荷系数。根据 v=11.50m/s，7 级精度，由机械设计图 10-8 查得动载荷系数 Kv=1.18,；直齿轮，；1FHKK由机械设计表 10-2 查得使用系数 KA=1.25；由机械设计表 10-4 用插值法查得 7 级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，。442. 1HK由，查图 10-13 得；故载荷系数667.10hb442. 1HK32. 1FK127. 2442. 1118. 125. 1HHvAKKKKK6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由机械设计式 10-10a 得mmmmKKddtt887.1743 . 1127. 2417.14833117）计算模数。mmmmzdm287. 724887.174115.2.3 按齿根弯曲强度设计按齿根弯曲强度设计由机械设计公式 10-5 得弯曲强度计算公式为 (5.4) 32112FSAFdYYzKTm（1）确定公式内的各计算数值。1）由机械设计图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿MPaFE5001轮的弯曲疲劳强度极限；MPaFE38022）由图 10-18 取得弯曲疲劳寿命系数；90. 01FNK95. 02FNK3）计算弯曲疲劳需用应力。取弯曲疲劳安全系数为 S=1.4，由机械设计式 10-12 得 MPaMPaSKFEFNF429.3214 . 150090. 0111 MPaMPaSKFEFNF857.2574 . 138095. 0222AHHC520 制粒机设计174）计算载荷系数 K。947. 132. 1118. 125. 1FFvAKKKKK5）查取齿形系数。由机械设计表 10-5 查得，；。65. 21FaY21. 22FaY6）查取应力校正系数。由机械设计表 10-5 查得，；。58. 11SaY77. 12SaY7）计算大、小齿轮的并加以比较。 FSaFaYY 01517. 0857.25777. 121. 20130262. 0429.32158. 165. 2222111FSaFaFSaFaYYYY大齿轮的数值大。（2）设计计算mmm0954. 501517. 024110219. 1947. 12326计算的结果进行比较，将齿面接触疲劳强度计算模块 M 是大于齿根弯曲疲劳强度计算模块，承载能力的齿轮模数的大小主要取决于上的抗弯强度，承载力和齿面接触疲劳强度所决定的，只有在齿轮的直径（模数和齿数的产品），弯曲强度是可取的 5.0345mm模量，就近舍入到 M6mm 的标准值，根据节圆直径 D1 = 174.768 接触强度可以计算，小齿轮齿数30148.296887.17411mdz大齿轮齿数，取。25.1163075. 32z1172z5.2.4 几何尺寸计算几何尺寸计算（1）mmmmmzdmmmmmzd70261171806302211（2）mmmmdda4412702180221（3）mmmmdbd18018011取 B2=180mm，B1=190mm。5.2.5 结构设计及绘制齿轮零件图结构设计及绘制齿轮零件图见零件图 AHHC520-ZL-01 和 AHHC520-ZL-02。无锡太湖学院学士学位论文185.3 空心轴的有限元分析空心轴的有限元分析电机的转矩通过一对齿轮传动传递给空心轴，空心轴带动固定其上的环模一起旋转。因此，空心轴是主要的传动和连接部件。空心轴的主要制造工艺和计算如下：(1) 空心轴材料为 45 钢；(2) 该轴采用锻造方式加工，然后再进行车削和铣削加工；(3) 空心轴内壁设有轴承支座，为了将环模和主轴定位，保证两零件的同轴度，环模和空心轴用键连接，即传动键，并用螺栓定位。空心主轴结构请参见制粒部分部装图AHHC520-ZL-00。图 5.2 空心轴(1)进入 UG NX6.0 的高级仿真模块，并新建 FEM 和仿真。AHHC520 制粒机设计19图 5.3 截图 1图 5.3 截图 2（2）新建解算方案 Solution1。无锡太湖学院学士学位论文20图 5.3 截图 3（3）对模型施加载荷和约束。图 5.3 截图 4AHHC520 制粒机设计21图 5.3 截图 5（4）指派模型材料。图 5.3 截图 6无锡太湖学院学士学位论文22（5）对模型进行网格划分。用 10mm 的 CTETRA（4）单元。图 5.3 截图 7AHHC520 制粒机设计236 制粒系统的设计与计算制粒系统的设计与计算6.1 环模的加工工艺综述及结构设计环模的加工工艺综述及结构设计图 6.1 环模环模是颗粒饲料压制机的关键零件之一；又是易损件；价格不菲；其质量的好坏和质量是否稳定,直接影响环模的使用寿命和颗粒饲料压制机的产量环模失效的主要形式是模孔内圈已被废弃，也有环模的模块开裂。对环形模具材料的使用寿命的加工工艺，环模环模，同样的材料，同样的过程，模具的寿命也与饲料的配方与生产工艺参数，工艺操作，饲料。当初始压力环模出料顺畅主环模孔的表面光洁度。目前，20 钢，35 钢，45 钢，20Cr，40Cr，20CrMnTi，40CrMnMo 等国产颗粒饲料机环模的常用材料，优质碳素结构和低合金结构钢，不锈钢也有少量。6.1.1 环模的热处理工艺环模的热处理工艺在环模材料的过程中，热处理，淬火和回火，正火，淬火，渗碳，渗氮。根据不同的环模材料，考虑到这些热处理方法的特点，和加工工艺之间的安排。消除正火的内应力，准备下一次的过程。在环模的归一化处理，一般安排在锻造或粗加工后，也有安装在汽车前。正火处理后的环模，改善切削性能，并可适当提高表面精加工。环模的目的，可获得强度和韧性更高性能的综合力学性能，保持环模。在环模加工，精车的总体布置，拉前或后的粗加工；也可设置在渗氮前。中碳优质结构钢和合金结构钢，应注意间隔时间不宜太长，淬火和回火热处理裂纹，否则，可能会导致环模环模因复合体的结构。无锡太湖学院学士学位论文24模具淬火冷却介质用于水和油。在冷却水油比速度。如添加聚乙烯醇 0.15% 0.30%的水，油和水之间的冷却，可以更好的热处理组织。淬火一般安排在铰削或磨削，可使最终热处理工艺。渗碳处理能提高模孔和内环表面的硬度,提高其耐磨性,从而提高环模的使用寿命。渗碳主要针对含碳量 0.15%0.25%的优质结构钢和低合金钢如 20 号钢、20Cr、20CrMnTi等。6.1.2 环模模孔的加工工艺环模模孔的加工工艺环模模孔表面光洁度直接影响环模生产饲料时是否顺利出料的关键。一般用人工进给的钻孔工艺很难达到其要求的光洁度。而进口的多工位钻孔专用机床由于设备价格昂贵和其钻头依赖进口,导致环模制造成本增加。有的厂家采用专用机床,虽然能达到光洁度要求,但生产成本也比较高。利用普通钻床经过改进并辅以必要的工装,能够实现钻（扩）孔半自动化,取得令人满意的环模模孔表面光洁度和较高的生产效率,降低制造成本;其方法是利用单片机控制两个步进电机,其中一个步进电机控制钻（扩）孔进给方式,另一个步进电机控制环模的转角,达到自动转动;经加工后模孔表面光洁度可达 0.8,产品质量稳定,生产成本降低,自动化程度大为提高。通过不同的编程,可改变钻（扩）孔的钻头或（铣刀）的进给运动,可分一步或多次对同一孔进行加工;更换不同直径的钻头（或铣刀）,可加工不同直径模孔的环模。6.1.3 环模的结构环模的结构环模孔的形状与尺寸也对产品的质量和生产率大小有很大影响。一般模孔的截面呈圆形，有四种：直形孔、阶梯孔、外锥孔和内锥孔。按孔径大小可以分为两种：内小外大、内大外小，前者用于模孔径小于 10mm，后者用于模空径大于 10mm，其所以有此差别是有利于成形。直孔和阶梯孔适于配合饲料的制粒，但是，阶梯孔不常用，外锥孔适于脱脂糖等高纤维饲料，内锥孔使于草粉类体积大的饲料，由于直形孔加工简单，用得最为广泛。进料口有三种形式：直孔、锥孔和曲线孔。采用曲线孔效果好，但加工困难。因此，常采用直形孔口。锥孔角度一般为 60120 度。环模工作面的开孔率对生产率有很大影响。在考虑环模有足够强度的条件下尽可能提高开孔率，模孔一般以正三角形排列，孔间距为 35 mm。6.1.4 方案设计方案设计本设计方案主要参数如下：环模材料为 20CrB，渗氮处理。环模内径为 250mm；孔径取 8mm；模孔深度 80mm；环模有效工作宽度 185mm；模孔采用直型孔设计，锥孔角60 度，孔在环模外表面呈正三角形排列。AHHC520 制粒机设计256.2 环模的参数计算环模的参数计算6.2.1 环模厚度计算环模厚度计算环模的厚度根据物料特性和模孔孔径计算，压制不同的饲料，需要采用相应的最佳长径比，以获得高质量的颗粒。模孔直径取为 8mm，同时取模孔深度为 80mm，则径深比为10550H故环模内径为 520mm，外径为 680mm。6.2.2 环模单位功率面积环模单位功率面积单位功率面积是指压粒主电机每千瓦所对应的环模有效压带面积，是衡量制粒机性能的重要参数，也是设计制粒机的主要依据。单位面积功率的计算公式如下： (6.1)/(20KWmmPDbPSA其中，S：环模亚带有效面积； D：环模内径； b: 环模压带宽 A0=(3.14520185)/200=1510.34(mm2/kW)基本符合正常的取值。6.3 压辊的设计计算压辊的设计计算压辊是制粒机的主要部件之一，它与环模配套使用，二者对粉状饲料进行积压，使其成形。本设计方案在制粒室中采用两个压辊。压辊是用来向压模挤压物料的，为防止打滑和增加攫取力，压辊表面采取增加摩擦力和耐磨措施：在压辊上按压辊轴向拉丝。本设计方案压辊采用 40Cr,调质处理后硬度为：HRC49。压辊直径的大小直接影响压粒时物料摄入角，故在尽可能的条件下，应采用大直径的辊，两压辊得环模制粒机，压辊直径d 与环模内径 D 的关系为：2dD,考虑两压辊之间还有调整间隙，一般取 d 与 D 的关系为：d=(0.40.485)D 结合设备实际情况，d=520(0.40.485)，所以取:d=240mm。图 6.2 模辊工作示意图1、压辊 2 、物料层 3、已成型颗粒 4、模辊间隙 5、粘附层 6、压膜无锡太湖学院学士学位论文266.4 环模和压辊工作间隙的调整环模和压辊工作间隙的调整压辊与环模的间隙是制粒机操作时调整的重要参数之一，其调整过程也是制粒机操作前的最重要的调整步骤之一，间隙调整的合理性直接影响着制粒机的使用性能。正确的调整会使制粒机获得最大的生产能力，延长压辊和环模的使用寿命，从而降低生产制造费用，节约产品成本,提高经济效益。一般情况下，环模的旋转方向为顺时针方向，如配有两只压辊的制粒机，开始安装压辊时应将左侧压辊的最大偏心凸边安装在环模内左上半区，右侧压辊的最大偏心凸边安装在环模内右下半区内；如配有多只压辊制粒机，也应保证当偏心调节块沿环模旋转的相反方向转动时，压辊应向与环模相接触的方向移动，否则说明压辊安装不正确，应按上述要求重新安装。压辊与环模的间隙一般为 0.13mm0. 5mm，调节时通常使压辊的外表面与旋转环模的内表面轻微接触，并在环模带动下达到似转非转。正常情况下，模孔小的两者间隙小些，模孔大的两者大些；新压模间隙小些，旧压模间隙大些。如果压辊与环模间隙太小,压辊与环模容易磨损，而且噪声较大；反之，间隙太大会造成出料困难。AHHC520 制粒机设计277 设备拆装及维护设备拆装及维护7.1 制粒机的使用和维护制粒机的使用和维护（1）使用新制粒机或新换的压模圈应先加工一部分含油脂量较高的饲料，如亚麻籽及饼粕等粉料，使压模孔得到一定润滑，然后再加工一般饲料。这样可提高产量，延长压模圈的使用寿命。（2）压粒前在粉料中可滴加 4左右的水或蒸汽，有时也可加不超过 3的油脂和不超过 10的糖蜜。（3）如压粒机需较长时间的停歇，则应在工作快要结束时，加入油质粉料或经油浸的锯木屑来充填模孔，以防生锈。7.2 制粒机的检修制粒机的检修制粒机检修的内容主要包括制粒机的拆装和易损件的更换修复方法。制粒机的拆装内容包括喂料系统拆装、搅拌系统拆装、制粒机主传动系统拆装、易损件的拆装 4 部分。7.2.1 喂料系统拆装喂料系统拆装1、调速电机支承座；2、减速器；3、调速电机；4、支撑板；5、大链轮；6、键；7、小链轮；8、链条；9、防护罩；10、11、12 螺栓图 7.1 喂料系统拆装示意图7.2.1.1 喂料系统传动部分拆装喂料系统传动部分拆装1、松开防护罩上的紧固螺栓，即可拆装防护罩 9。2、松开螺栓 12，调松调速电机 3 和减速器 2，可取下链条 8。无锡太湖学院学士学位论文283、用合适的“拉马”可取下大链轮 5，小链轮 7，键 6。4、去掉螺栓 10，可取下支承板 4。5、去掉螺栓 12，可取下调速电机 3，减速器 2。6、去掉螺栓 11，取下调速电机支承座 1。传动部分装配时，按上述相反顺序进行。当传动部分的某一处出现故障或松弛时，即可按上述装拆步骤予以装拆、检修和调整。1、喂料器筒体；2、盖板；3、绞龙轴；4、前端盖；5、密封挡圈；6、轴承座；7、隔圈；8、后端盖图 7.2 传动部分示意图7.2.1.2 喂料系统输送部分拆装喂料系统输送部分拆装1、松开盖板与筒体之间的紧固螺栓 2A，即可拆下盖板 2。2、拆掉传动部分以后，松开两端轴承螺钉 6A，即可取下两端轴承座 6。3、拆下两端盖板与筒体上的螺钉 4A、8A，即可取下前后端盖 4、8，以及端盖上的密封挡圈 5 和绞龙轴 3。喂料部分装配时，按上述相反步骤进行。7.2.2 主传动系统拆装主传动系统拆装7.2.2.1 主传动系统拆装主传动系统拆装1、去掉防护套螺栓，取下半防护套4，半防护套5。2、去掉固定套螺栓，取下固定套 8。3、去掉联轴器 3 中的抱箍及弹簧。4、去掉螺栓 1A，取下电机 1。5、用合适的“拉马”取下电机上联轴器 3 中联轴套。6、用合适的“拉马”取下主传动箱中齿轴上联轴器 3 中联轴套。AHHC520 制粒机设计29图 7.3 主传动系统拆装示意图7.2.2.2 齿轴的拆装齿轴的拆装1、齿轮箱；2、齿轴；3、齿轴轴承（前）；4、齿轴轴承（后）；5、纸垫；6、后端盖；7、23、24、螺栓；8、11、油封；9、键；10、空轴轴承；12、安全销外法兰；13、安全销内套；14、安全销内法兰；15、安全销套；16、安全销；17、挡圈；18、齿轮箱右侧盖；19、橡胶垫；20、接管；21、球阀；22、油尺图 7.4 齿轴的拆装示意图1、松开球阀 21，放掉箱体中的润滑油，取下键 9。2、去掉螺栓 7，取下后端盖 6 及油封 8、纸垫 5。从齿轮箱前去掉端盖。3、以适当的力从齿轮箱前敲击齿轴 2，使其与轴承 3 分开。4、用力将齿轴从后面取出齿轮箱。无锡太湖学院学士学位论文30齿轴的装配按上述相反顺序进行。7.2.3 易损件的拆装易损件的拆装7.2.3.1 压辊的拆装压辊的拆装压辊的拆装包括压辊总成的重新装配及压辊总成拆装。（1）压辊的拆装1、2、11、12、挡圈；8、密封挡圈；3、压板；4、螺母；5、垫圈；6、压辊；7、压辊轴；9、活塞环；10、轴承图 7.5 压辊的拆装示意图拆除旧压辊：1）、松开螺母 4，拆下垫圈 5。2）、拆下挡圈 12。3）、在压辊 6 右端支撑压辊轴 7，从上往下压出压辊轴。4）、取出两只轴承 10 内圈，及密封挡圈 8，活塞环 9。5）、用合适的“拉马”拉出两只轴承 10 外圈。6）、取出压辊挡圈 11。装配压辊：步骤 A：1、更换已损坏零件，并将所需装配零件清洗干净。2、在压辊内装上挡圈 11。3、用适当工具装上两只轴承外圈（圆锥面大端朝外）。步骤 B：1、在压辊轴上装上挡圈 12。AHHC520 制粒机设计312、在压辊轴上装上密封挡圈 8，活塞环 9，及一个轴承内圈。步骤 C：1、把步骤 A 所装之压辊装到压辊轴上。2、在压辊轴上装入另一只轴承内圈。3、依次装上密封挡圈 8，活塞环9，垫圈 5，螺母 4。4、确保调节轴承间隙后，再装上垫圈 5，并拧紧螺母 4，扳起止动耳嵌入螺母槽内。5、检查压辊能否灵活旋转，必要时需重新调整轴承间隙。压辊总成拆装：1、将切刀退出，打开门盖。2、拆除压模罩螺栓，取下压模罩。3、松开螺栓 17，取下喂料刮板9。4、调节止退螺母 4、7、10、12，松开调节螺钉 5、8、1

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