番茄筛选机设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】
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科 毕 业 论 文（设 计） 题目 ： 番茄筛选机 学 院： 工学院 姓 名： 许威 学 号： 20101136 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2010 级 指导教师： 蔡金平 职 称： 讲师 二 0 一四 年 五 月 目录 前言 . 1 一、 课程研究的背景和意义 . 2 二、 筛选机的发展概况 . 2 三、 筛选机的分类、工作原理及特点 . 3 筛选机的分类 . 3 番茄筛选机的工作原理 . 3 番茄筛选机的特点 . 3 四、 筛选机在实际生产中的应用 . 4 五、 筛选机的结构组成与设计 . 5 5 1 筛滚筒的设计 . 5 滚筒的尺寸 . 5 滚筒的圆孔的设计 . 6 滚筒的传动设计 . 6 滚筒和轴的固定 . 6 机架的设计 . 7 进料口的设计 . 7 物料的受力分析 . 8 六、 筛选机 的零件的选择 . 8 皮带的选择 . 9 V 带轮的选择 . 9 大小带轮、带的尺寸和相互安装的尺寸的计算 . 9 转轴的强度与刚度计算 . 12 轴承的选择 . 12 轴承座的选择 . 13 筛选机的装配图 . 13 结论 . 15 参考文献 . 16 致谢 . 17 摘要 在 收获的季节，番茄筛选机将各种不同直径的番茄进行分类筛选。 番茄筛选机是通过圆锥滚筒上的不同大小的孔筛选不同大小规格的番茄，圆锥台呈水平放置，番茄从左端的送料口向滚筒内送入，滚筒的转动通过电动机和皮带传动实现，番茄在滚筒转动过程中沿着滚筒的锥度自然的向下滚动，接着从各种规格的圆孔内掉落达到筛选目的 。番茄筛选机的运用可以大大提高农户筛选番茄的效率。 关键词： 番茄筛选机；圆锥 n of of is of of on of of is of to is by to in in of of 1 前言 据国家统计局最新调查结果显示 ： 2013 年全 国番茄 种植面积稳定到约 6369万 亩 ，单产达到 1600 公斤，总产 番茄 10650 万吨，产品加工率 30%，产业实现产值 8700 亿元 。 据营养学家研究测定：每人每天食用 50 100 克鲜番茄，即可满足人体对几种维生素和矿物质的需要。番茄含的 “ 番茄素 ” ，有抑制细菌的作用；含的 苹果酸 、糖类 和柠檬酸 ，番茄富含胡萝卜素、维生素 C、维生素 生素 钙 、 磷 、 钾 、 镁 、 铁 、 和碘 等多种元素，还 含有蛋白质等营养物质，所以广受人们的喜爱，是餐桌必不可少的一件食材。 联合国粮食及农业组织 2013 年 8 月的网站数据分析我过近年的番茄的种植面积稳步增多，我国的番茄产量从 2010 年到 2013 年增大了将近一半。 可见我国农业的发展步伐逐年加快，科技力量在不断的加强，我国农业必将朝着自动化，机械化，现代化的方向发展。这就为筛选机带来非常宽广的发展空间。根据消费者的需求，市场导向，科技的发展方向，我们构想了番茄筛选机器的这一概念。人们追求高效率的时代，各项资料已经表明：在农业的生 产中，传统的人力筛选已经不能满足时代发展的要求，从节约成本和时间成本来看，番茄筛选机器是种植番茄这一行业节约成本的一大法宝。 筛选机器是近几十年来得到很快发展的一种新型的机械，已经广泛运用于工农业生产中；其中圆筒筛选是应用比较广泛的一种筛分产品。随着我国工业，农业的生产中机械化要求的提高，应用筛选机器的行业对其要求的也越来越高。筛选机在我国推广使用的几十年间发现了许多使用不太方便、设计不尽合理等问题。我国筛选机的无故障运行时间与使用寿命相对于国外水平也有着很大的差距。也正应为这样，研究，设计和制造筛选机就成 为非常重要的课题。 2 一、 课程研究的背景和意义 目前全国的番茄种植面积正在逐渐扩大，到收获的时候由于番茄亩产产量高，每个农户会对番茄按照大小分类，希望能卖个好价钱。但这样往往会浪费很多时间和人力，到头来既费时又费力，筛分效果还不好。针对农户的这一现实状况，我们研究的番茄筛选机会有效的为农户们解决此类难题。番茄从进料口进入后，筛选机会自动将其分成从小到大的若干类。这就为农民们解决了筛分番茄费时费力的问题，同时又可以达到好的筛分效果。 我们国家由于工业、农业生产造成的环境污染是非常严重的，我国也一直在致力于 减少环境危害的工作。我们研究设计的番茄筛选机的最大优点就是低能耗、噪声小，走“绿色”环保之路，完全符合我国的国情需要。 二、 筛选机的发展概况 近年来 ,节能、降耗、环保已成为可持续发展的主要方向。我国既是一个生产者和能源消耗的力量。如何有效利用资源已成为重要的国家发展战略。中央发展规划筛选机械行业带来了巨大的发展机遇。中央政府的国民经济和社会发展“ 十一五 ” 规划纲要指出 ,开发技术和设备产生重大影响 ,包括冶金设备、筛选、清洗设备等。 筛分机的发展方向是非常明确的 ,可以说 ,会占据整个屏幕的重点市场地位 ,从 近年来的销售 ,筛分机的应用范围更大 ,所以销售稳步上升。工业的发展 ,农业筛选机品种和质量要求越来越高 ,使筛分机到一个新的发展阶段。 综合国内外筛选机状况，筛选机将会向以下几个方向发展： 3 （ 1）向着系列化，标准化，通用化发展：这是便于设计、组织专业化生产、保证质量和降低成本的途径 （ 2） 定量向效率高 :高发展工业现代化 ,促进企业规模 ,生产能力大大增加 ,需要一套有效的高通量筛选机器 （ 3）向着轻型、环保、结构简化方向发展： 80 年代的老式筛选机换网特别不方便、压网螺栓每层就有 48 支 高目数的粉 体容易从螺栓处泄漏出去 （ 4） 振动强度的增加 ,筛选机的振动过程逐渐加强 ,即提高筛机振动参数 ,以获得更大的速度和加速度 ,从而提高生产率和筛分效率。 三、 筛选机的分类、工作原理及特点 筛选机的分类 振动筛的振动是取代人工筛选机械 ,根据筛选的准确性可分为轻质混凝土振动筛、重型振动筛 ,实验室的振动筛。包括重型振动筛根据轨迹可以分为 :椭圆振动筛 ,圆振动筛、直线振动筛 ,自固定中心振动筛、等 ;振动筛的主要代表三维振动筛过滤器 ,也称为自旋振筛 ,可以调整轨迹 ,广泛用于制药、食品、化工、油漆、饮料过滤、磨料等行 业。 番茄筛选机的工作原理 番茄筛选机通过圆柱滚筒上不同直径的圆孔筛选不同大小规格的番茄。滚筒呈圆台状水平放置，从左端送料口向滚筒内输送番茄，滚筒的转动通过电动机和皮带传动实现，番茄在滚筒转动过程中沿着滚筒的锥度自然的向下滚动，接着从各种规格的圆孔内掉落达到筛选目的 。 番茄筛选机的特点 番茄筛选机作为一种筛分设备，其特点主要表现在： 4 (1)设计耐用精巧，故障少，操作，维修方便； (2)结构 要 简单 ，清洗方便，快捷； (3)噪声小 ， 耗能低 ，机器 寿命长 ； (4)耐磨性，高抗压强度好； (5)筛分效率高，工作稳定可靠。 四、 筛选机在实际生产中的应用 基振动筛的三种不同的运动轨迹 就 采用不同的筛分方法 ， 对国民经济中各行业特殊要求 ， 形成各种形式的振动筛分设备 ，并且 使其在工业 部 门得到 非常 广泛的 应用 。 在治金工业 的 部门 ， 选矿厂普遍采用振动筛对矿石进行预先 的 筛分和检查筛分 ， 用振动筛对磨矿机的产品进行分级提高精矿品 。 在煤炭工业部门 ， 用振动筛作为精煤和末煤的脱水、脱介、针对 5下含 水 8%15%的潮湿细煤粒的分级采用了高频细筛来解决脱水 的 问题 ； 在水利电力 的 部门 ， 火电厂对煤预先筛分是通过高频振动筛 来实现的 ， 在水电站的建设工作中如三峡工程需要各种振动筛对沙石进行分级 ； 在交通部门针对铁路石渣的清沙和初泥进行筛选 ， 及对沥青混泥土的石头进行筛选 ， 其在高速工路建设中起着重要的作用 ； 在化工部门、对于化工原料产品的筛分 ， 复合肥 和 化肥的分级 ， 都离不开振动筛 。 此外 ， 针对环保部门的垃圾处理及水煤浆在电厂的应用 ， 振动筛均成为关健筛分设备 。 国家对农业的支持力度正逐年加大，我国的粮食总产量连续六年增产。番茄、板栗等作物的筛分生产都可以应用到筛选机，这也为筛选机带来了广阔的发展前景。 5 五、 筛选机的结构组成与设计 5 1 筛滚筒的设计 图 1 筛筒 筛 筒是选机 承受被筛物料 自身重力 并完成筛分过程的最重要的工作部件。常用筛有 滚筒 筛、编织筛、条缝筛、棒条筛和非金属筛五种。为了提高筛分效果和保证工作的可靠性，一般要按筛分物料的粒度和筛分作业的工艺要求来选择筛面。番茄筛选机筛选番茄是通过圆筒筛来完成筛选的，对筛面的基本要求是：有足够的机械强度、刚度、耐腐蚀、耐磨损、筛孔不容易堵塞。 滚筒的尺寸 滚筒的长度为 1800圆台状水平放置，滚筒小端的直径为 117端的直径为 500筒的转动通过电 动机和皮带传动实现，番茄在滚筒转动过程中沿着滚筒的锥度自然的向下滚动，接着从各种规格的圆孔内掉落达到筛选目的。 6 滚筒的圆孔的设计 根据筛分的要求，番茄的直径为 30了保证番茄的精确筛分，我们筛选机的滚筒上的孔的直径尺寸分别选为 5080于 80直径从滚筒末端掉落进行筛选。 滚筒的传动设计 滚筒的转动通过电动机上的同步齿形小带轮通过同步齿形带带动轴上的大同步齿形带轮完成。大同步齿形带轮固定在轴上，轴的两端是通过轴承固定在轴承座上的。 滚筒和轴的固定 我们设计的番茄筛选机的中滚筒是完成筛选的最主要的一个部件，筛选机筛选番茄主要是有轴带动滚筒完成自转，所以滚筒和轴必须固定在一起，我们通过在轴和筛选圆柱上焊接圆柱条的方法让筛选圆柱和轴固定在一起，让圆柱能够和轴一起转动从而完成筛选。图示轴和筛选圆柱的固定方式： 图 2 轴和筛圆锥台的固定 7 机架的设计 机架是筛选机的重要组成部分，番茄筛选机的长、宽、高、分别设计为 22002001380架的材料是采用铸钢焊接而成的，机架的主要设计理念要求是要整体比较简洁，能够承受整体的一个重量。 图 3 机架 进料口的设计 进料口采用螺栓固定的方式固定在机架上，且采用一定角度的固定，使物料在投入的时候能够以一定的速度进入筛选箱，既避免了物体速度过大，也避免了番茄的堆积。 8 图 4 送料口 物料的受力分析 我们设计的番茄筛选的目的是使作物能够滚落到不同直径的筛孔里面，从而进行全面的筛选。因此 ，可以对筛滚筒进行倾角设计，这样可以使作物更好的被筛分。不妨假设作物是一个方形物体，在筛面上的受力分析如下： 通过计算得： = = 查表得， 45 号 钢 与 番 茄 的 静 摩 擦 系 数 为 = 经 过 计 算 得 = 。 筛筒的倾斜度太大了不好。如果角度太大，下料时由于惯性，会导致番茄一涌而下，不能进行精确的筛分，失去设计意义；但是角度也不能太小，太小了物料容易堆积， 所以需要适当的调整筛筒角度，我们设计的角度为 12 ，符合要求。 六、 筛选机的零件的选择 9 皮带的选择 图 5 皮带 我们所选用的皮带是市场上最普通的 普通 V 带，普通 V 带市场上的价格相对实惠便宜，很适合用在我们的番茄筛选机上。 V 带轮的选择 番茄筛选机的带轮应该要有足够的强度，质量轻而且价格便宜，所以我们选择了 V 带轮， V 带轮采用的是铸铁材料。 大小带轮、带的尺寸和相互安装的尺寸的计算 我们所设计的番茄筛选机的皮带回转速度为 s。计算得出筛圆锥台的回转速度为每分钟 12 转。电机是选择市场上的永磁低速电机 140 机的转速为每分钟 60 转，传动比为 5，符合带传动的传动比要求，该电机的功率为 设计计 算 ： （ 1） 计算设计功率 K P= 2） 小带轮直径11210 （ 3） 大带轮直径2 12(1 )n = 4） 初定中心距 根据结构需要，取0a=600应 1 2 0 1 20 . 7 ( ) 2 ( )d d a d d （ 5） 计算带长 1 20()2 ( )24a d =机械传动手册 240 6） 计算实际中心距 a 00 2=m i n ( 2 0 . 0 0 9 )a b L =紧或者补偿伸长，所需要的最大中心距为 m a x 0 da a L=606.4 7） 计算 V 带的根数 Z Z=11() K K 11 根据机械传动手册查得需要的 根数 Z=4 经过计算得到了带轮的尺寸和两个带轮之间的实际中心距，确定了他们的安装。图是大带轮和小带轮： 图 6 大带轮 图 7 大带轮 12 转轴的强度与刚度计算 圆柱形滚轴两端是固定的，当机器正常运作时，圆柱形滚轴上承载作用力，理论分析时，假设均匀载荷分布。番茄筛选机的 根据强度条件设计直径 计算可得： 根据刚度条件设计直径 d 59 通过计算和查表试验可得最小滚 轴的直径可选为 d= 60既能满足机器正常工作的强度条件，又能节约成本。 轴承的选择 在筛选机正常工作过程中，轴承的主要作用是支撑滚轴的转动，轴承主要承受径向载荷，因此我们选择深沟球轴承，既可以满足机器工作中主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷的设计要求。当量摩擦系数最小，在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。通过计算选择的轴承型号为 6211，外径为 100度为21为深沟球轴承 m a 1 8 0m a x 700M 13 轴承座的选择 轴承座是用来固定轴承的，固定轴承的外圈，让轴承内圈转动，外圈保持不 动始终和传动的方向一致，并且保持平衡，我们选择的轴承的外径是 100以承座的内径应该是 100阅机械设计手册，我们选择的轴承座的型号是 图 8 轴承座 筛选机的装配图 14 图 9 筛选机的装配图 15 结论 经过了 2个月的努力，毕业设计的任务顺利完成了，基本上已经实现了所预期设想的功能。毕业设计是本科的学习阶段一次很难得的实践与理论相互结合的机会。通过对番茄筛选机的设计，摆脱了以前单纯的理论知识学习，在实际设计中不仅提升了我综合运用所学专业基础知识和解决实 际问题的能力，而且也大大的提高了我查阅文献资料、独立设计及其他专业能力的水平；通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志力也得到了一定程度的提升，达到了毕业设计的目的。 切身体会到，设计的过程要总体充分的考虑，总体的设计，要有全盘的意识与思想。在大体功能满足的情况下，进一步来设计相应的零件、机构来满足安装要求、尺寸要求、和使用要求。设计过程中感觉最最困难的是在零件的选择，对着机械设计手册，根据不同的结构要求，数据要求，不停地进行选择，有的经过了好几 个反复。 本设计有不少的优点，但是也存在着一些不足，需要在以后的研究中不断完善和改进。 16 参考文献 1 纪名刚，濮良贵 . 机械设计 . 7 版 . 北京：高等教育出版社， 2001. 2 邱宣怀 . 机械设计 . 4 版 . 北京：高等教育出版社， 1997. 3 余俊
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