多功能磨粉机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘 要 随着食品工业的发展，以及市场需求的变化，近年来我国的磨粉机层出不穷。专用的食品加工用的磨粉机从无到有、 从少到多有了长足的发展。现今市场上有专用加工一种农作物的磨粉机 ，也有可加工干澡作物的磨粉机，也有加工湿润以后的磨粉机，也有干湿两用的磨粉机。从大型到小型，名目繁多。磨粉机的工作原理也不一样，有的是用刀片切削的方式进行粉碎，也有的用磨盘进行磨碎，也有的先用一机构进行“切碎”，再进行磨粉。 经过我的现场的了解和对市场上各种磨粉机的探究，市场上的磨粉机主要是大型商用磨粉机和超小型磨粉机，没有一种是中型磨粉 机。这对需要中小型磨粉机的用户来说，没有合适的产品供其选择。在这里我针对 这种情况，设计了一款中型磨粉机，非常适合小型加工厂的使用。可磨多种农作物，如大米、麦子等，也可磨植物的根、径、叶等 。 我所设计的小型多功能干湿磨粉机主要是改变物料的物理尺寸，利用机械的方法克服固体物料内部的凝聚力而将大尺寸的固体变为小尺寸的固体的一种加工。加工的刀具形状是圆盘状的磨盘，利用两个磨盘的转动将物料研磨用剪切粉。 关键词：磨粉机、盘式、多功能、干湿 、农作物 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 of of in in to a on a of do a of to of is a of a to my to to no is in of of a To of I if of be of of a of is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 1 前言 . 4 2 粉碎原理 . 5 式粉碎原理 . 5 式粉碎原理 . 5 流粉碎原理 . 6 式磨粉原理 . 7 3 磨粉机 总体设计 . 7 4 主要部件的设计与计算 . 8 片直径的确定 . 8 片的强度 . 8 盘转动时产生不平衡力的计算 . 9 旋推进杆器的设计计算 . 9 旋面型的选择 . 10 旋推进杆的设计 . 10 旋角的设计 . 10 旋推进器输送能力的核算 . 11 旋直径与转速的核算 . 12 动机功率的确定 . 12 5 磨粉系统 . 12 片的设 计 . 12 旋推进器的设计 . 13 6 传动系统 . 14 的设计 . 14 的选择与强度计算 . 15 传动设计 . 15 7 粉粒大小的控制 . 17 8 零件的结构设计 . 17 9 多功能干湿磨粉机使用说明书 . 18 途及适用范围 . 18 要技术参数 . 18 意事项 . 18 造及工作原理 . 18 装及操作方法 . 18 养 . 19 见故障及排除方法 . 19 10 总结 . 20 11 参考文献 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1前言 食品工业是人类的生命工业，也是永恒不衰的工业。目前的食品加工动手术分类方法很多，有根据所加工厂的原料分，有根据加工单元操作分，有根据包装特点分，还有根据加工技术的特点分。从原料特点出发，食品加工动手术可以分为粮食加工工艺，乳品加工工艺、油脂加工工艺、发酵工艺、软饮料加工工艺等。每一类都是一个系统加工技术，是针对原料的特点而设定的。从加工单元操作分类的方法，不考虑所处理的原料而是 根据加工方式的特点进行分类，这类分法主要将食品加工技术分为研磨 /粉碎技术、加热技术、低温技术、分散技术、成型技术、生物技术，材料工艺以及特殊工艺技术等。 磨 /粉碎技术主要是指利用各种物理、化学手段减小原料物理尺寸的技术，它可以进一步分为干法技术和湿法技术两小类。现在，人们往往根据粉碎的尺寸将其分为常规粉碎、微粉碎、超微粉碎及纳米技术。此项技术往往带与分级技术相连。 人们对食品粉碎技术并不陌生，如将大米粉碎成米粉等。在一定的粒度范围内，粉碎仅仅是改变物料的尺寸及其它物料的混合性能，对食品物料的物理性质的影响不 是很大。但是当粒度尺寸减小到一定值之下时，物料的性质会发生显著的影响，如碳酸钙。一般性粉碎对其在人体内的利用没有多少影响。但当将其粒度减小至 400 目以上时，其在人体的吸收利用率会大大提高。因此现代食品粉碎技术的研究包括两个方向。一是改变物料尺寸以改变其加工性能，如形态变化、物料重组等。二是通过改变物料尺寸来改变物料的生物特性。 在这 次设计中我所设计的小型多功能干湿磨粉机主要是改变物料的物理尺寸，利用机械的方法克服固体物料内部的凝聚力而将大尺寸的固体变为小尺寸的固体的一种加工。加工的刀具形状是圆盘状的磨盘，利 用两个磨盘的转动将物料研磨用剪切粉。 采用单相高速电机作为动力，能连续性快速将各种粮食、中药材等物料研磨成 60300 目（视物料性质而不同）的均匀粉末。该磨粉机系列靠两块布满齿槽的钢磨对磨运转的原理快速均匀地粉碎各种干性物料。 也能进行湿磨，如磨豆浆，为浆等。 该机结构 紧凑 、体积小、重量轻、功效高、操作简便、省电安全、无粉尘、噪音低 。 非常适合小型加工店的使用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 2粉碎原理 锤式破碎机 是利用高速回转的锤子对物料进行冲击破碎。其过程如下：物料进入机内，立即受到高速回转的锤子的冲击而粉碎。粉碎了的 物料，从锤头处获得动能，以高速向机壳内壁的衬板和蓖条上冲击而受到二次粉碎。此后，小于蓖条缝隙的物料，便从缝隙中排出，而块度较大的物料，弹回锤头回转的轨道内，又将受到锤头的继续冲击而粉碎。另外，落到衬板和蓖条上的粒状物料，再一次受到锤头的铣削和研磨，而且物料在粉碎过程中，也有物料之间的冲击粉碎。 锤式破碎机 的最大特点是粉碎比高 10 50，并且构造简单，尺寸紧凑，功率消耗较少，维护方便，修理和更换易损零件容易，产品粒度均匀，过粉碎少。但是，锤头、蓖条、衬板、转子圆盘磨损较快，特别是破碎较硬的物料时磨损更快；当被 碎料的含水量超过 !#或含粘土时，蓖条缝隙易堵塞，从而降低生产能力，并且增加 能量消耗和锤头等零件的磨损 1。 图 1 锤式粉碎原理结构图 辊压机构造和工作原理：辊压机的结构同常用的双辊破碎机很相似，它由两个速度相同，彼此平行而相对向内转动的辊子，通过四个重型滚动轴承安装在一个机架上，其中一个是固定辊，另一个是由油缸施加较大压力的活动辊，活动辊的轴承在机架上可以前后移动，机架由纵梁和横梁组成，它是由铸钢件通过螺栓连接而成的。液压缸使活动辊以一定压力向固定辊靠近，如压力过大，则液压油排至 蓄能器，使活动辊后移，起到保护机器的作用。辊子之间的作用力由机架上的剪切销钉承受，使螺栓不受剪力。固定辊的轴承座与底架端部之间有橡皮垫起缓冲作用，活动辊的轴承座底部衬有聚四氟乙烯。为了保护辊子，在辊子的表面堆焊一层耐 磨 材料。辊压机工作时，当活动辊被电动机带动转动时，松散的物料由上方喂入两辊的间隙中，并向下运动，到下面受到破碎和挤压，形成密实的料床，经 150高压处理后，物料颗粒内部都产生强大的应力，当应力达到颗粒的破碎应力时，这些颗粒就相继被粉碎，或粒径变小，或成粉状，或部分颗粒产生微小裂纹， 增大了物料的易磨性，从辊压机卸出的物料成片状料饼，但强度很低，经打散机打散后的颗粒物料中，有 70粒的直径小于 2 20粒的直径小于 辊之间的缝隙约为 15料从被辊面咬住时开始，受到辊子作用力逐渐增加，最大压力可达 200料在两辊间是以一个料层或一个料床得到破碎压实，料床在高压下形成，压力导致一部分颗粒挤压其它邻近的颗粒，直至其主要部分破碎、断裂、产生裂缝或劈开。所在双辊之间必须要有一层相适应的物料，否则就成为一台 辊式破碎机了。粉碎作用主要决定于料粒间 的压力，而不是决定于间隙 1。 但是这种粉碎机由于结构部件较多，对于小型磨粉 机 来说是不可行的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 2 辊式粉碎原理结构图 气 流粉碎技术气 片切割和高速气流冲击，碰撞双重粉碎功能于一体，并能同时完成微粒分选加工工序。在刀片切割粉碎过程中，转子产生高速气流随刀片切割方向旋转，物料在气流中加速，并反复冲击使物料同时受到双重粉碎，加速物料的粉碎率。被粉碎的物料随气流进入分级室，由于分级转子的高速旋转，粒子既受到分级转子产生的离心力作用，又受到气流粘性作用产生向心力作用，当粒子受到 的离心力大于向 心力时，既分级径上的粗粒子返回粉碎室继续粉碎分级 以下的细粒子随气流进入集粉器收集，气体由散风除尘口自动排出，是一种新型组合设备，其性能优于气流粉碎机和机械式粉碎机，可替代进口设备。具有能耗低，工艺流程短占地面积小，无粉尘污染，产生热量小，成品粒度细，粉碎范围广，物料含水量不限，进料粒度不限等特点 1。 无法进行湿磨， 这对于中小型磨粉机来说是不可行的 。 图 3 气流粉碎原理图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 理 盘式磨片结构使物料在动、静磨片之间受到磨片的挤压及由两磨片 间的速度差所形成的剪切和研磨 ,磨片表面的细齿又大大增加了这种研磨能力。工作时 ,物料由进料斗流入机内 ,螺旋推进器将物料送到两磨片之间 ,物料经挤压、剪切和研磨后成为细粉 ,粉碎后的物料经径向出料口流出。粉的粒度可通过转动调节螺杆调整 ,以满足不同物料的粉碎要求 1。 图 4 盘式磨粉原理图 3磨粉机总体设计 图 5 磨粉机结构示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 5 是磨粉机的结构示意图。我们可以从这个图看出，磨粉机主要有三大系统组成。一是磨粉系统， 二是传动系统，三是 机座系统。 需要加工的物料放在料斗 6 内，在重力的作用下落入机座 13 中。在落的 过程中，物料要经过由调量扳 7 构成的一个用来调节落料大小的落料口。这样通过调节调量扳就可以控制加工量的大小。物料在落入机座中最先要与螺旋推进器 3 中的螺旋推进杆接触。直径小于或等于螺旋推进杆与机座内孔间隙的物料将在螺旋推进杆的作用下进入两磨片之间，而直径大于螺旋推进杆与机座内孔间隙的物料，将会被剪切一次，然后才能被推到两磨片之间。磨片有 动磨片 4 和静磨片 5。 动磨片固定在螺旋推进器 3 上，静磨片固定在机座 13上。动磨片与螺旋推进器一起转动，这样就形成了动磨片和静磨片之间的速度差，物料就在两磨片之间被剪切、研磨成粉。粉 将通过漏口流出磨粉机。两磨片的间隙是通过调节螺杆 2 和弹簧 12 来调节。调节必须在动磨片静止时进行调节，以防安全事故。 传动系统是 磨 粉 机的 重要组成部，它决定了磨粉机的多项性能指数。传系统的传动源是电动机，电动机经用过 V 型带把转动传递给磨粉机的 V 带轮 8。在键的作用下 V 带轮 8带动转动轴 9 转动。转动轴 9 就带动螺旋推进器 3 转动。轴动轴 9 与机座采用 U 型密封圈11 进行 密封。 机座系统是磨粉机的基础部份。机座 13 是这一部份的核心件，所有其它的零件都安装在机座 13 上。 4主要部件的设计与计算 经过对生产加 工现场的考察和查阅相关资料，确定磨片的线速度为 m/s9。速度过高，磨出的粉温度过高，粉的质量不好。速度过低，磨粉的效率低。磨片直径计算公式为 n 100060(1) 式中 D 磨片的直径 v 磨片的线速度 n 磨片的轴转速 初步取磨片的轴转速为 1200r/ 所以选取磨片的外径 D=180径 d=80 磨片有一定的斜度，但是斜度非常的小，在这里我们可以忽略这个斜度。认为 是直的圆盘来计算其强度。材料为 95以铸造的方式制造。应力计算公式为 228 )3( 22 br (2) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 23124 )3(222 (3) 式中 r 径向最大拉应力 圆周方向的最大拉应力 b 最大许用应力 材料 的密度 材料的泊松比 w 最大角速度 查阅相关资料可知 = = b=175其中 =s 将上述数据代入上面两个式子中得 r = =上计算假设为直式圆盘磨片，而实际磨片为锥式，且表面有不同的长、短 两面种齿 。所以再将计算应 乖以修正系数 r = =片的强度足够。 根据转动件尺寸 b/D= ,才能保证物料沿螺旋推进器轴线方向移动 (), 所以选取的螺旋角应满足 f1= 90。因为叶片上各点的螺旋角是不相等的 ,表达式为 2(8) 式中 p 叶片上任意点 o 与轴线的距离 ,式 (8)看出 ,螺旋面上任意半径 p 越小 ,螺旋角越大。由于螺旋外 径 R 最大 ,内径 r 最小 ,所以当 p=r 时 ,螺旋角 r 最大 ,只要 r90 ,则一定能保证物料沿螺旋推进器轴向移动。 查手册知 3,物料颗粒对铸铁的摩擦因数取 =将 T=30 p=r=45 入式 (8)得 r= 因为 r90 =,所以螺旋角设计合理。 螺旋推进器输送能力为 12121 604 )2( d(9) 式中 充满系数 被输送物料的 单位容积 的质量 (密度 ),kg/ 螺旋外径与输送管内表面间隙 , Q 螺旋器输送能力 ,kg/h 初步确定 =手册得： =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 将有关数据代入式 (9)得 Q=3.5 kg/h。 所以 ,螺旋推进器的输送能力满足生产要求 螺旋直径 10） 式中 物料综合特性系数 K 倾斜输送系数 查手册得： K=1 将数据代入式（ 10）得 D=65 旋转速 l (11) 物料特性系数 查手册得： 5 将数据代入式（ 11）得 n=s 所以以上二项符合要求。 物料粉碎所消耗的功率受原粮品种、水分、喂入量、磨碎程度等诸多因素的影响 ,且关系变化比较复杂 ,加之磨片旋转时各点的速度不同 ,难以定出一个合理的计算公式 ,所以 ,本设计采用试验方法确定电机功率。试 验测定计算公式如下 212) 查手册得可知在水平输送过程中： 2 = 所以 N=Q。电动机的输出功率就可认为是螺旋推器需要的功率。 查相关手册可 选 相电动机 (额定功率为 1.4 当喂料量在 812 kg/h 时 ,磨粉机消耗的功率与电机功率相匹配 ,负载程度为 93%97%。由于进料量可通过插板控制 。 5磨粉系统 磨片一共有两个。一个是动磨片，一个是定磨片。现初步设定定磨片放在 左边，与机座固定在一起。动磨片放在右边，与送料推进杆“连接”。根据磨片的外径尺寸 D=180、内径尺寸 d=100、厚度 t=10。设计其倾斜角度为 5度。 设计其结构尺寸如下图 8 所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 8 磨片 螺旋推进器的另一个组成部分一个固定圆盘。其作用就是固定动磨片，并带动磨片高速转动。如下图 9 所示 为螺旋推器的结构。 图 9 螺旋推进器 螺旋 推进器与磨片的联接方式为螺纹联接。磨片不但要能转动，而且也要能轴向移动，用来调整动、静盘的间隙。所以送料推进器不但要带动盘片高速转动，而且要有能轻松的轴向移 动。这样就要求送料推进器与转动轴要采用活动连接。活动联接可以用键联接，但是键联接结构复杂。在这里为了简化结构，把送料推进器的螺旋送料轴内做一个方形槽，转动轴的一端也做成相应的形状。如下图 10 所示。 图 10 转动轴与螺旋推进器的连接 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 6传动系统 磨粉机在工作时的力主要来自于螺旋推进器。而这一部分力又会加载在转动轴上，同时转动轴又有来自 V 带轮的扭转力。如下图 11 所示。 图 11 受力分析图 簧推力 +螺旋轴向推力 +磨片磨切轴向分力 杆顶力 磨粉机在工作时螺旋推进器处于平衡状态， 所以加载在转动轴的轴向力为 0。即 2=0 螺旋推进器加载在转动轴上的力有螺旋推器本身的重力 G、磨片磨切圆周分力 转动轴产生一个弯矩 一个扭矩 初步选择 35 号刚为轴的材料。根据公式轴的直径 0 0 33 (14) 根据其它零件结构初步确定轴的各结构尺寸，如下图 12 所示。 图 12 轴动轴 轴所受的扭矩： 106106146N (15) 对于磨粉机工作时产生的轴的扭矩来说，轴的弯 矩 几乎可以忽略不计，所以只要计算校核轴的扭矩，不计算轴的弯矩 。根据公式 6) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 式中 许用扭转应力 工作转扭 轴的抗扭截面模量， 22 转轴中有一个键槽，所以取 d=21146 2 (16) 查手册得： =30 轴的结构尺寸符合强度要求。 择与 强度计算 该联接属于静联接，选择普通圆头平键，只需验算挤压强度。 根据手册中普通平键标准，由轴径 d=24，查得键的截面尺寸 b h=8 7 根据手册中键的长度系列，由带轮的轮毂宽度 B=30，选择键的长度 L=26 键的工作长度 l=8 挤压强度条件 4 (17) T 为转矩 d 轴径 h 键的高度 l 键的工作长度 p 许用挤压应力 查表得 p=110 上述数值代入式 p 故满足挤压强度条件。 (1) 计算功率 表 得工作情况系数 以 a P=(17) (2)确定带轮的基准直径 V 带设计手册取 25, =1%,根据公式 )1(1212 8) 式中 400r/200r/11(125120014002 D 据基准直径系列 取 40。 (3)大带轮转速 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 2112 )1(19) 将相关数据代入式（ 19） )11(12514002 nr/其误差小于 5%，故允许。 (4)根据 400r/ V 带设计手册可选择 A 型 V 带 。 (5)验算带速 v 0 00 1 m/s (20) 在 5 25m/s 范围内，带速合适。 (6)确定带长和中心距 a 初步选取中心距 a=650以带长 )()(2222121 (21) 将相关数据代入式（ 21） L=据 V 带的基准长度系列取 800 带的实际中心距 8)(8)(2)(2 21221221 (22) =7)验算小带轮包角 2 a (23) 最大包角大于 120，合适。 (8)确定 V 带的根数 传动比 带设计手册得 ， Z (24) 取 Z=1 (9)V 带轮的结构 如图 13 所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 图 13V 带轮 7粉粒大小的控制 两个磨片为了达到剪切和研磨的目的，就必须要有一定的间隙。而为了能够加工不同直径的粉粒，就必须要有不同的磨片间隙来适应加工要求。根据使用要求设计两个磨片的最小间隙 为 大间隙不限定。 图 14 间隙调节系统 间隙由手动控制。控制位置为机壳的外面，手动调整间隙时必须在停机时进行。由上图 14 可以看到。 螺旋推杆带动磨片一起转动，螺旋推进器 3 依靠弹簧 4 和调节螺杆 1 调间隙。调好间隙后由旋钮 2 旋紧。 8零件的结构设计 零件的结构见零件图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 9多功能干湿磨粉机使用说明书 本机以主要以磨农作物为主，如大小麦、大米、大豆、高梁等。也可以磨植物的根、茎、叶等。可进行干磨，也可进行湿磨。使用时，配上 单相电动机便可使用，这里建意用 动机。对缺乏动力电源的地区，只需配上与电动机功率相对不的小型内燃机即可。 多功能干湿磨粉机技术参数 磨片直径 主轴转速 生产能力 配用动力 外形尺寸 长宽高 外径 内径 1200r/浆 磨粉 80203kg/h 23kg/h 426 286 400 （ 1） 用户配用的电动机应符合本机要求。电动机主轴与磨粉机转动轴的距离为691动机应有可靠接地，电动机外壳、电缆线应有防水措施。但电动机必须与磨粉机方向要求 一样。 （ 2） 若用户用柴油机为动力，则用户必须安装配套的皮带罩，罩住转动部件，以免伤人。并应有防燃、防食品污染的措施。 （ 3） 请不要将磨粉机置于淋雨或漏水的地方工作。 本机分为进料、传动、工作、调节四个部分。各部分作用如下： （ 1） 进料部分：物料从进料斗进入机体，进料量的大小由 调量板控制。 （ 2） 传动部份：由电动机通过 V 带带动机内的转动轴转动 。 （ 3） 工作部份：物料进入机内经螺旋推进器把物料送入两个磨片之间，然后在两磨片之间进行由粗到细的磨制，物料逐渐磨成粉状或湖状从出口排出。 （ 4） 调节部份：用来调节粉粒粗细的专用装置 ，调节由调节螺杆操作，可用锁紧旋钮紧固。 （ 5） 机座部份：机座是基础零件，其它的零件都安装在它上面。 （ 1） 安装前先检查磨粉机坚固件坚固程度，特别是新安装的磨片的翻面后使用的磨买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 片，必须安装平整，四只固定磨片的螺钉均匀拧紧，以免损坏和影响加工质量。 （ 2） 用螺栓将磨粉机，电动机紧固在机架相对应的位置上，用 A 型三角皮带连接磨粉机与电动机的 V 带轮，并用手转动皮带轮，检查其张紧程度，太松和太紧时调整电动机的距离。 （ 3） 用户应将磨粉机摆放在平整的面上工作，以防倾斜，造成安全事故。 （ 4） 新购磨粉机接通电源后，最好先任其自由 转动 5 分钟使磨齿锐锋除去，使两片完全贴合，然后加入物料进行加工。 （ 5） 湿磨时，应边下料边加水，谨防断水。干磨时请勿加水。 （ 6） 在开机前不能将调量扳打开，避免过时进料以增加电机的负荷，应开机后逐渐增加进料，直到适当稳定为止。如遇过载造成的停机应立即切断电源，以防烧坏电动机。 （ 7） 严禁石块、铁皮等物落入料斗，损坏机件。 （ 1） 机内转动轴装有二只轴承，均需定时加黄油。 （ 2） 湿磨后应立即用清水冲刷与食物直接接触部份的残留物，并用干布擦干水分，然后用食品油脂均匀涂上，以防生锈腐蚀。 常 见故障及排除方法 故障 原因 排除方法 粉粒太粗 磨片间隙不均匀或太大 调整间隙使之减小，必要时可以 用韧性塑料片垫入 粉温过高 物料较湿，磨片间隙太小，磨齿 磨损 减小物料湿度，调整间隙、及时 翻面或更新磨片 滚动轴承发热 润滑黄油已用完 必须及时添加黄油 机身漏电 场地潮湿，无接地装置 更换气流畅通场所，装上接地装 置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 10总结 毕业设计是整个教学进