尿素自动拆包出料装置的设计（含全套CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 说明书 设计题目： 尿素自动拆包出料装置的设计 专业年级： 机械设计制造及其自动化 2011 级 学 号： 姓 名： 指导教师、职称： 2015 年 5 月 27 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 摘要 . I . 绪论 . - 1 - . - 1 - . - 1 - . - 2 - . - 2 - 2尿素自 动拆包出料装置设计方案确定 . - 4 - . - 4 - . - 4 - . - 5 - . - 5 - . - 5 - . - 7 - 3输送机构的设计 . - 8 - . - 8 - . - 8 - . - 8 - . - 9 - . - 9 - . - 10 - . - 10 - . - 10 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4拆包机构的设计 . - 12 - . - 12 - . - 12 - . - 12 - 5出料装置的设计 . - 13 - . - 13 - . - 13 - . - 14 - . - 14 - . - 14 - . - 15 - 6结论 . - 16 - 参考文献 . - 17 - 致谢 . - 18 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘要 尿素自动拆包出料装置主要是应用在以尿素为还原剂的脱硝中尿素袋的卸料或储存，其必须与输送装置等设备配合使用。尿素自动拆包出料装置的主要任务是实现尿素袋的自动拆包，并使得空袋及杂质和尿素颗粒分离开来。本次说明书介绍了尿素自动拆包出料装置的设计。它和输送装置配合，共同完成自动拆包的整个作业。本文主要内容如下： 输送机构的设计： 输送机构主要由带式输送机、驱动装置以及支撑输送机的支架组成。输送机构的设计部分主要内容为输送皮带、滚筒、轴承座、钢板、电动机以及支架材料等零部件的选型及计算 ，并根据题目要求和结合实际情况对输送机构进行合理的布置。 拆包机构的设计： 拆包机构主要由破袋刀具、刀架以及相应的支架组成。拆包机构的设计部分主要内容为对刀具进行设计及选型，并对刀具在整个机构进行合理布置，以及对支架的合理安置，使得刀具能够快速轻松破袋，使破袋效果良好。 出料装置的设计： 出料装置主要由出料的 V 型排列滚筒、导引滑槽以及相应的支架组成。出料装置的设计部分主要内容为对 承座、钢板、滑槽以及支架的选型，并将各部分零件进行合理布置，使得尿素袋拆包之后的尿素颗粒能够通过出料装置顺利漏到储仓内 ，而空的尿素袋则统一收集，使得尿素袋自动和尿素颗粒分离。 关键词 ：尿素自动拆包；输送机构；拆包机构；出料装置； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is in as or of of of is of so of is of of of of in to on a of is of of of of in of is of to is of he is of a V of is of a of of of a to of of of V 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 1 绪论 言 现如今，国民经济发展迅速，尤其是农业和工业更是实现质的飞跃。不管农业或者是工业都需要用到肥料， 肥料也是不断在研发、改进，其中尿素是常见的化肥之一，尿素在农业和工业中的应用都相当的广泛。众所周知，常见的尿素一般都是用编织袋装的，以前都是用的人工拆包，尤其是需要量多的大型农业、工业发展基地，一方面是人工拆包速度跟不上，另一方面是需要很多的劳动力，靠人工拆包根本不可行。因此才有了尿素自动拆包装置的出现。 在国内乃至世界，尿素的需求量还是非常大的，甚至在未来的发展中，尿素也是作为农业和工业以及其他方面领域的重要原料，而尿素自动拆包装置能在一定程度上推进农业、工业的发展进度，成为农业、工业自动化的实现的一个重 要环节。 素的简介 1773年，伊莱尔罗埃尔（ 现尿素。在 1828年，德国化学家弗里德里希维勒最先使用无机物质氰酸氨（ 种无机化合物，由氯化铵和氯酸银反应制得的 )与硫酸铵人工合成了尿素 【 1】 。原本他是打算合成氰酸铵的，却意外得到了尿素。 尿素的学名叫碳酰二胺，是人工合成的第一个有机物，外观为白色针状晶体或粉末，无嗅，味咸，熔点 130 摄氏度，当加热超过熔点后，两分子尿素可脱氨生成一分子缩二脲，同时放出氨气。因为在人的尿液中含有这种物质，所以才取名为尿素 。尿素含氮(N)46，是固体氮肥中含氮量最高的。尿素广泛存在于自然界中，如新鲜人尿中含尿素 尿素作为氮肥始于 20世纪初， 50年代以后由于尿素含氮量高、用途广和工业生产流程的不断改进，世界各国发展很快。我国从 60年代开始建立中型尿素厂。1973年后，随着年产 30万吨合成氮的大型尿素场陆续兴建，我国已经成为世界上重要的尿素生产国。尿素产量约占我国目前氮肥总产量的 40，是仅次于碳铵的主要氮肥品种之一。尿素是氨和二氧化碳在高温和高压下化合而成的，一般作为氮肥使用，是很重要的肥料 【 2、 3、 4】 。 建国以来，我国的合成氨氮肥工业遵循自力更生和国外引进两条腿走路的方针，已经拥有世界首位生产能力和先进技术装备的综合实力。合成氨尿素已身居世界领先水平。 20世纪末我国化肥工业迅速发展引进大量的氮肥生产的先进技术装备，从而促进了我国民族工业的迅速发展。 以尿素为还原剂与 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 2 2O O 2O O 的反应式为： O（ 2+1/22从以上反应方程式可以看出，在 适当的炉膛温度下 素）反应，生成无害的氮气、二氧化碳和水。在温度过高的情况下尿素本身也会被氧化成 而会增加 且尿素颗粒在运输和储存的安全性会比液氮高很多，所以以尿素作为还原剂的 此尿素成为脱硝的重要原料，以尿素为还原剂的脱硝需采用大量袋装尿素。 素自动拆包出料装置的目的意义 以尿素为还原剂的脱硝需采用大量袋装尿素，每天均需由人工拆包，倒入提升装置，常规的袋装尿素重 50果每天都人力搬运拆包卸料的话，既浪费 时间也浪费人力，而且尿素具有刺激性，对人体有一定影响，此工作对企业职业病防护有一定影响。 江苏省南京某化肥厂职工医院就对接触尿素粉尘工人健康状况做了一个调查报告，选择了该化肥厂接触尿素粉尘工人 71名作体检，调查报告显示有接触尿素粉尘的工人中有 8例皮肤丘疹、脱屑，占 31例慢性鼻炎表现或鼻粘膜充血，占 在尿素氮含量中， 37名接触粉尘的工人平均 克，其中 6人超过 17 毫克，最高 23毫克 【 6】 。种种的调查报告显示，尿素粉尘对人体的伤害是特别大的，特别是对尿素人工拆包的工人们。 本次设计是 针对常规 50规则码放的袋装尿素输送到一定高度进行拆包，并自动倒入到储仓，并且空袋及杂物没有落入储仓内。 动拆包机的发展现状 在此之前专家就针对有毒、有腐蚀性等对人体有伤害的粉状、颗粒状袋装物料的拆卸，就设计研发制造出了自动破袋卸料机。如 要应用在化工、石油、建材、冶金、电力、食品、医药、粮食、环保等领域中的干燥粉状物料自动拆袋卸料作业，如硝石灰、氧化镁、石英砂、石灰石、木屑、蛋白粉、活性碳、奶粉、 煤灰、尿素、粘土、石膏、水 泥、污水处理添加粉料等均可进行自动拆袋卸料作业，它通过皮带机自动给袋，割刀装置自动破袋，振筛自动袋料分离、卸料等步骤物料靠重力落进贮斗中来完成拆袋卸料工作。作业中产生的粉尘被携带的除尘装置滤除，使工人能在清洁的环境中工作。该设备具有高效、环保、操作简单、维护方便等，与其它输送设备配套使用可完成破袋卸料又可完成粉体输送储存等功效。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 机具有工作可靠、消耗功率小的特点，它特别适用于有毒易燃和强腐蚀、高粉尘及人员不易接触的场合。 而 塑料，橡胶行业和其他行业使用，对大袋(吨袋 )装如塑料树脂，炭黑和食品添加剂等干燥的粉粒状物料进行拆包卸料作业。它通过提升吨袋至设备进料口 ,人工拆开吨袋下料口 ,打开流量阀并辅以振动装置促使吨袋内的粉粒状物料靠重力落进贮斗中来完成拆包卸料工作。 图 1图 1买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 2 尿素自动拆包出料装置设计方案确定 装置设计的背景 以尿素为还原剂的脱硝需采用大量袋装尿素，每天均需由人工拆包，倒入提升装置，由于尿素具有刺激性，对人体有一定影响，此工作对企业职业病防护 有一定影响。因此需要设计一套装置，可将规则码放的袋装尿素进行拆包，并自动倒入到储仓，空袋及杂物不得落入储仓内。具体条件如下： （ 1）尿素编织袋主要材料构成为聚丙烯袋、聚乙烯袋，缝制方法为缝底袋、缝边底袋。其主要生产工艺是利用塑料原料经挤出薄膜、切割、单向拉伸为扁丝，经过经纬编织； （ 2）常规 50055 （ 3）尿素储仓现场布置图； （ 4）方案一：装置可采用从地面开始拆包出料，然后通过传送带输送到储仓的尿素颗粒入口； 方案二 : 装置可先用传送带把袋装尿素转运至储仓的尿素颗粒入口 附近，再进行拆包出料； 素的理化性质 尿素的平均粒度为 密度为 悬浮速度 s， 【 5】 颜色为白色，熔点为 ，分子量为 1】 。 尿素的物理性质：尿素的化学式为 ，相对分子质量为 无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒，无臭无味。尿素含氮量约为 密度为 点 尿素易溶于水、醇，难溶于乙醚、氯仿，且呈弱碱性。 尿素的化学性质：尿素能与酸作 用生成盐。有水解作用。在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解生成氨和二氧化碳。尿素对热不稳定，加热至 150脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。 图 2尿素 储仓现场布置图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 素包装袋规格 尿素的包装 常规 50素编制袋规格 8055素编织袋主要材料构成为聚丙烯袋、聚乙烯袋，缝制方法为缝底袋、缝边底袋。其主要生产工艺是利用塑料原料经挤出薄膜、切割、单向拉伸为扁丝，经过经纬编织。 案的确定 案的拟定 针对本装置设计的背景及条件拟定了以下 3种方案： 方案 1：拆包机的切割装置采用最简单的单刀划缝型，就是通过带式输送机先把尿素袋输送到一定的高度，然后依靠自身重力从斜坡上滑落，被斜面上突起的一把尖刀划出一条缝，待尿素袋下滑到 素颗粒经过刀锋从 过导向滑槽进入储仓，尿素袋继续滑过 现尿素和袋的分离。此方案的优点是结构非常简单，功率较小。在这个方案中，整个装置只需要在输送装置上使用动力，其余都是靠尿素袋自身重力完成自动拆包卸料的。所以此方案的关键在于尿素袋自身的重力势能，但是尿素袋 经过 可能停留在 至于影响后续的流程。简图如图 2 图 250图 2方案 1简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 方案 2：滚轮挤压型，工作流程如下：尿素袋通过带式输送机运输到一定高度，而后垂直下落，经过一对齿辊将尿素袋挤破挤烂，之后落到倾斜的条形网状物体上，尿素颗粒通过网状空隙漏出，而尿素袋则沿着倾斜的条行网滑出，实现尿素和尿素袋的分离。此种方案的优点在于破袋效果相对较好，但不足的地方在于会破坏尿素袋的完整性，使尿素袋零零散散，不利于收集，还有一个问题就是尿素颗粒有可能会堆积在尿素袋上和袋子一起滑出去，造成 尿素的浪费，也有可能尿素袋会停留在倾斜条形网上，造成堆积，影响工作流程。简图如图 2 方案 3：尿素袋通过带式输送机运输到一定高度，通过凸起的一把刀将尿素袋破袋，然后经过有一定角度倾斜的 素颗粒从中间的缝隙漏出，待尿素颗粒漏完之后，尿素袋自动滑出，与尿素分离，漏出去的尿素颗粒漏到下方的一个凹形滑槽，滑到储仓口，漏进储仓，从而实现尿素自动拆包出料的整个过程。简图如图 2 图 2方案 2简图 图 2齿辊实物图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 对于装置的拆包机构，考虑到尿素编织袋的材质，尿素袋会很容易被割破，所以就没必要利用电动滚刀进行破袋，只需要一把突起的尖刀就能够破袋，这样就使得装置更简单化，也能够节省成本；对于出料装置，相比三个方案，方案 3的 为不用外加的动力就能够实现尿素颗粒与尿素袋的自动分离，而且分离效果比前两个方案更佳，这个方案还有个优点，就是不会破坏尿素袋的完整性，使得分离之后的尿素袋可以统一收集。经过分析，选定方案 3作为尿素自动拆包出料装置的设计方案。图2 图 2方案 3简图 图 2尿素自动拆包出料装置三维模型 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 3 输 送机构的设计 送机类型的确定 带式输送机的优点是运输能力大 ,而且工作阻力小 ,耗电量低 ,约为刮板输送机耗电量的1/3 1/5。因在运输过程中物料与输送带一起移动 ,故磨损小 ,物料的破碎性小。由于结构简单 ,既节省设备 ,又节省人力 ,故广泛应用于我国国民经济的许多工业部门。国内外的生产实践证明 ,带式输送机无论在运送能力方面 ,还是在经济指标方面 ,都是一种较先进的运送设备。由于带式输送机的输送能力比较大，而且输送距离较长，结构简单可靠，消耗能量较小，比较适合本设计的要求，因此采用带式输送机。图 3输送装置三维模型图。 置方式 考虑到本设计的需求，需要把尿素带运送到一定高度，所以就采用了单滚筒传动的形式，并且输送机有一定倾斜向上的角度，倾角为 30度。 送带的选型 经查找机械设计手册，输送带的规格如下： 表 3输送带规格 宽度 /限偏差 /00 5 400 5 图 3输送装置三维模型 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 500 5 600 7 650 7 800 3200（ 200递增） 因为尿素编织袋的规格为 8055以皮带的宽度选用 600长度为 25m。带芯材质为普通棉帆布（ 帆布层数 3层。由于需要将尿素袋倾斜向上运输，故输送带采用可以增大摩擦阻力的人字形花纹输送带。输送带厚度为 5m。 送机滚筒的选型 输送机滚筒选用型号为 体参数如下： 表 3送机传动滚筒轴承及轴承座的选型 轴颈处的直径为 20查找画法几何及机械制图附表 17，选取轴承型号 6404型深沟球轴承。 表 3深沟球轴承 04系列部分 轴承参数 轴承代号 d/， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 6405 25 80 21 406 30 90 23 407 35 100 25 于输送机传动滚筒的轴承座，因为传动滚筒选用 承选用6404型深沟球轴承，所以对应的轴承座选用外球面立式轴承座 径 20 架材料的选取 支撑输 送机及拆包出料装置的支架材料统一选用空心方钢，经查找机械设计手册规格如下 (理论重量按钢的密度 ： 表 340 40 2 型号方钢规格 边长 a/度允许偏差1组 /度允许偏差2组 /度允许偏差3组 /论重量（ kg/m） 40 了防止 支撑在地面上的空心方钢磨损，在每个接触地面的方钢底下都焊接一块60 60 2的 板的选择 输送机上输送带下方的钢板、拆包装置上方的钢板以及出料装置排列滚筒下方的钢板统一选用 度 2方便购买与加工。 动机的选择 图 3空心方钢实物 图 3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 规定输送机传送带运行速度 m/s。因此传动滚筒的转速 n1=f=v/2r= 1/（ 89 10=s，其中 输送机所需功率 Pw=000=5 50 1/1000=中 包尿素的重量， 设： 带 对输送带效率。 带 = 减 减速机效率。 减 = 传 传动效率。 传 = 筒 输送机滚筒效率。 筒 =算传动系统的总效率： = 带 减 传 筒 =送机所需的电动机功率为： w/ =虑到 Y 系列笼型电动机具有体积小 ,造价低 ,工作可 靠的优点且易于实现自动控制 ,所以选取 号为 体参数如下： 表 3电动机型号 额定功率/载转速 /（ r/ 额定转矩 最大转矩 质量 /3_ 1430 8 电动机与传动滚筒的速比 n=n2/430/60/中 此选择与 该型号电动机配套的 05 72 12出孔大小为 28速机速比为 1。 图 3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 4 拆包机构的设计 包机构的布置 尿素袋经过带式输送机输送到如图所示位置。长竖杆高度 350竖杆高度 250短杆间距 181板的宽度为 350板和水平面的夹角为斜向下 35，当尿素袋通过输送机输送到最顶端后，获得一定的重力势能以及一定的惯性力之后沿着斜板下滑，被斜板上突起的尖刀 划出一道长长的缝隙，然后滑向 架及斜板的选择 支架统一选用 40 40 2型号的空心方钢，斜板选用 度 2 具的设计 刀具的三维模型如图所示。刀架套在中间横杆上，刀片长 60 40入刀架中，露出的刀片长 50斜板上露出的刀片长 35片材质采用不锈钢。 图 4拆包机构放置位置图 图 4拆包机构三维模型 图 4刀具三维模型 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 5 出料装置的设计 架材料的选取 对于出料装置支架的材料选择，和输送机支架材料一样，统一选择 40 40 2型号的空心方钢。 筒的选型 对于出料装置 滚筒，选用无动力滚筒，各型号参数如下： 表 5型号 筒外径 D/厚 W/外径 d/质 25 8 碳钢 /不锈钢 38 12 碳钢 /不锈钢 50 12/15 碳钢 /不锈钢 60 12/15/20 碳钢 /不锈钢 76 15/20 碳钢 /不锈钢 89 20 碳钢 /不锈钢 轴 承：尼龙底座加机械轴承 /尼龙底座加冲压轴承； 表面处理： 镀白锌，镀铬 ，镀镍，包胶，套胶等 最终确定选用型号 质为不锈钢。 图 5无动力滚筒实物图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 承座的选择 由于滚筒选用型号筒，因此轴承座也应该是内径为 8终选用立式 8径小型轴承座。 本立式带轴承支架，铸铁轴承支架内部已经附带轴承（不含轴），轴承孔径 8体参数如下： 【结构材质】：铸铁 +轴承钢 【轴孔内径】： 8以固定8【固定孔径】： 5用 立式 (内径 8长度 55度 13度 30 定孔距 42槽 由于本设计要求尿素颗粒要落入直径为 1000仓口的储仓中，所以必须设置一个导引机构，使得尿素颗粒经排列滚筒漏出之后能够顺 着导引机构进去储仓，考虑到尿素颗粒是圆形颗粒，因此排列滚筒下方的滑槽采用 1样尿素颗粒就能通过滑槽落到储 仓口进入储仓。 仓 图 5立式 8图 5不锈钢板实 物图 图 5滑槽三维模型 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 储仓口上端直径 1000端直径 500 1000仓为圆柱体，直径 4000 4000 局 0，因为无动力滚筒采用不锈钢材质，滚筒表面较光滑，因此只需要给 素袋在上面就会较容易滑行，而且无动力滚筒轴承会时常添加润滑剂进行 润滑，以减少阻力，尿素袋在滚筒上滑行时会有惯性力的作用，这样就使得尿素袋不会停留在 成堆积以影响后面的工作流程。由于滑槽是采用光滑不锈钢板，阻力较小，再加上尿素颗粒本身是球状小晶体，因此只需要让滑槽有一个斜向下的小倾角，就能让尿素颗粒顺利滚落到储仓内，所以将滑槽部分斜向下的角度设定为 6。对于尿素颗粒是否会完全漏出这个问题，由于没有做出实物进行模拟分析，所以就没办法具体的确定能否完全漏出，这是本次设计的一个不足之处。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 6 结论 本次尿素自动拆包出料装置的设 计内容主要包括 5个方面：绪论、设计方案的确定、输送机构的设计、拆包机构的设计、出料装置的设计。 绪论部分主要包括尿素的简介、尿素自动拆包出料装置的设计背景以及自动拆包机的发展现状。 设计方案的确定部分首先提出了 3个方案，并分析各个方案的优缺点，绘制出各个方案的简易模型，综合比较之后，最终选择方案 3作为本设计装置的方案，并绘制出详细的三维模型。 输送机构主要由带式输送机、驱动装置以及支撑输送机的支架组成，在整个装置中起运输传送作用。首先确定了输送机的类型为带式输送机，并且 30度斜向上放置，接下来对输送带、 输送机传动滚筒、传动滚筒轴承座、支架材料、钢板材料进行选型，对输送机的功率、效率等进行计算并对电动机、减速机进行选型。 拆包机构主要由破袋刀具、刀架以及相应的支架组成，在整个装置中起拆包作用。刀片材质选用不锈钢，并且尖端部分向上，使得尿素编织袋更容易被割破。 出料装置主要由出料的 引滑槽