移动式粮食干燥机结构设计开题报告

吉林大学 本科毕业设计开题报告 题 目： 移动式粮食干燥机结构设计 院 （系）： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 毕业设计题目：移动式粮食干燥机结构设计 毕业设计题目简介 工作任务：通过调研，了粮食干燥机行业的现状，弄清设计的目的和意义。了解粮食干燥机的工作原理和结构，弄清干燥、移动的机理。在导师的指导下，确定设计方案并独立完成设计工作。 要求： （ 1）完成 30 篇专业文献（其中外文文献不少于 15 篇）的阅读，并完 成不少于 4000 字的专业文献阅读报告、不少于 4000 字的外文翻译、在企业设计的同学要撰写不少于 2000 字的实习报告 。 （ 2）完成不少于 4000 字的开题报告。开题报告内应包含整体技术方案论证、结构方案的选择、关键技零部件的设计计算 等内容。 （ 3）制定详尽的、切实可行的工作计划，并规划每阶段供指导教师考核的内容。工作阶段以 1 周为基准 。 （ 4）设计说明书不少于 20000 字。 工作内容： 1）明确设计任务和设计要求 。 2）通过调研、实习、查阅文献，阅读有关专业书籍，了解设计对象的工作原理、结构 。 3）撰写文献阅读报 告、实习报告、外文翻译、开题报告 。 4）确定总体设计方案，局部结构设计方案 。 5）设计计算，整体设计、局部设计、绘图 。 6）撰写设计说明书 。 7）准备答辩。 时间安排： 3 月 5 日 3 月 30 日 文献翻译、调研报告、开题报告 。 3 月 31 日 4 月 13 日 总体方案确定，物热平衡计算、 结构设计计算、绘图。 4 月 14 日 5 月 24 日 结构计算、绘图 ，设计说明书。 5 月 25 日 6 月 1 日 修改设计说明书，图纸、说明书审核；预答辩、毕业设计（论文）提交。 其他要求：使用现代设计方法（ 软件）进行计算 、优化、仿真、或绘制 3 维图的同学，才可得优秀！ 参考资料： 1） 毕业设计（论文）指导书，吉林大学机械设计及自动化专业； 2） 机械设计手册，校图书馆； 3） 机械制图手册，校图书馆； 4） 机械工程手册，校图书馆； 5） 干燥手册，干燥机设计，校图书馆； 6） 农产品加工与食品机械，校图书馆； 7） 国内外有关专业期刊（含中英文数据库），校图书馆； 8） 实习调研单位有关文献资料、照片、图纸、实物等； 国内外有关专业各专业网站。 一 研究的目的和意义 我国至今为止，各项事业蓬勃发展，尤其是粮食生产加工的发展一直受到国家党中央的高度重视。粮食生产是国 家发展的根基，万民平安和谐发展的源头。近年我国粮食的产量 比较稳定， 随着粮食产量的不断增加，一些地方出现储粮难的问题， 在湖南等地出现公路晒粮食的现象，可以说是百害而无一利。 在提高粮食产量的同时，进一步拓展粮食的运输、储藏和深加工成为一个必须持续解决的问题。粮食 干燥 是粮食处理过程中的一个重要环节，因为收获时为了减少田间落粒损失，农民都注意适时收获，而适时收获的粮食水分较大，如果不及时 干燥 就必然造成粮食霉烂变质。据统计，近几年我国粮食总产量都在 由于烘干不及时而造成的霉烂损失率每年都在粮食总产量的 10%左右，也就是说我国每年都要损失 是几个省人民一年的口粮。所以 我国下定决心研究解决问题。 今年来的历届世界农博会上我们可以发现小型移动式干燥机成为主流之一，其中英国有多家公司主营该机种，它具有结构简单，重量轻，移动方便，干燥速度快等有点，是今后我们干燥机研究的主要方向。 二 干燥机的基本工作原理 一般干燥机的主体结构为带网眼的通气板，干燥机本体内多个干燥仓体。有热回收室和通风道，热回收室平行设置于通风道上方，通风道底面敞开且直接与各干燥仓体相通；热回收室通过烟气道外接烟气引风机及热风炉 ，通风道外接冷风机。主要由上料机构、一级风选机、计量进料机构、物料热交换体、自动燃烧机、热交换发生器、热鼓风机、链传动轮机构、转速调控显示器、冷却鼓风机、智能化控制柜、编程计算机、行走底盘以及矫平机构等组成。我们将要设计的移动式干燥机即是强调干燥机的行走机构，使其可以实现运输的同时完成干燥工艺。 同时组合式的仓体结构可以实现工作吨位的灵活变动，增强了适应能力同时也减少了不必要的能耗。 干燥机的一般工作过程为：谷物先经清选后，由提升机送至干燥机储粮段，由料位器自动控制上粮，粮食在干燥机内运行方向与热风 (冷风 )流动方向成错流，实现预热、干燥、换向、干燥、冷却的整个过程，最后通过排料段经胶带输送机排出。 (1)干燥机多以强制对流为主，传导、辐射为辅的形式进行物料热交换。 (2)物料在运动状态下被抛撒、分散、悬浮、前移，并在设定的时间内进行热交换。 (3)在物料干燥过程中，可根据不同物料的要求，人为控制热交换时间，实现等进等出，一次流程即可实现干燥要求 (特殊物料可采取 2 次或 3 次干燥 )。 (4)采取 2 次洁净的热风置换，对物料进行热交换。物料出机后，进行 6 级环境自然空气冷却处理，使物料比环境温度高 3 8。 (5)物料在干燥过程中，首先将漂浮物进行负压风选，之后进行筛分、清选。 三干燥机的种类 干燥机的种类五花八门，但在我国发展历史和当今世界的主流干燥机基本有混流式，横流式，顺流式，逆流式和循环式。其中顺流式和逆流式在性能方面往往不如混流和横流式。 混流式粮食干燥机 混流式干燥机其特点是热风流向与机内粮食流向同时有顺流、逆流和横流交错在一起 ,我国东北垦区开发研制的 55干燥机均属混流式干燥机 . 流干燥机干燥油菜籽时 ,热风温度不应超过 72 度 ,每次降水幅度不应超过5%为保证不产生过多的爆腰率 ,适宜的选择热风温度和降水幅度 ,每次干燥后应进行缓苏处理 采用角状盒进排气结构 ,在粮层断面上不会产生明显的温度梯度和水分梯度 ,干燥比较均匀 ,对谷物的适应性较横流干燥机为好 混流式粮食干燥机使用的热风温度可较横流式干燥机高 510 度 燥机高 30%40%积木式结构 ,可以利用增减塔段很容易的调整机器的生产率 ,故国际上大型粮食干燥机多采用混流式干燥机 . 横流式粮食干燥机 横流式粮食干燥机 的 热风和粮食的流动方向互相垂直，是一种大型塔式高温快速干燥机， 多为组合结构， 也是美国最流行的一种粮食干燥机。横流式粮食干燥机沿高度方向分为干燥段和冷却段，一般多采用两个风机。国外生产横流干燥机的主要厂家有美国的 公司。 我们设计的干燥机也将要采用这种结构。 主要特点： A 适应性强 ：既适合北方地区 的高水分 玉米 干燥，又适合南方潮湿地区的 水稻 干燥。 B 工艺先进：采用了横流低温薄层干燥工艺，提高了热能 利用率 高，降低了干燥 生产成本 ，保证粮食在干燥过程中不受损伤。 C 制造工艺 先进：干燥机的主体采用先进 数控加工 设备，使干燥机质量可靠，外形美观。 D 结构先进：干燥机采用了先进 锁扣 组合式分段分体结构，大大方便了加工、运输、安装和维护，干燥效率也得到提高。 E 建设方便：可多台并列组成谷物干燥中心，形成 日产 几百到几千吨的加工能力，可使该干燥机的高度降低，免去了大量的土建工作量，大大节约了工程投资（ 1/2 以上），也节约了工程建设时间（ 1/2 以上）。 目前横流式粮食干燥机的发展，主要放在如何提高干燥后粮食水分的均匀性上，各国的研究机构在这方面进行了大量研究，归纳起来，有以下几种措施。 1粮食流换位 为了克服横流式干燥机的干燥不均匀性，可在横流干燥机网柱中部 安装粮食换流器，使网柱内侧的粮食流到外侧，外侧的粮食流到内侧，这样就能减少干后粮食水分不均匀性。美国 研究表明，采用粮食流换位，不仅可以大大减少粮食的水分梯度，而且可以降低粮温， 用模拟方法研究了换流器对粮食水分差的影响，他发现：当谷层厚度为 310，采用一个、两个和三个换流器，可使水分差分别减少 53， 48和 63。采用换流器后热耗略有增加，粮食温度可降低 5 。 2差速排粮 为了改善干燥的均匀性，美国 司在横流式干燥机的粮食出口处，设置了两个排粮轮，两轮的转速 不同，进风侧的排粮轮转速较快，而排风侧的排粮轮转速较慢，这就使高温侧的粮食受热时间缩短，因而可使粮食的水分均匀一致。这种差速排粮机构经试验表明，两个排粮轮的转速比为 4： 1 时，干燥效果较好。最近 司在循环式横流干燥机上也采用了差速排粮机构。 3热风换向 采用热风改变方向的方法，可使干燥均匀，即沿横流干燥机网柱方向分成两段或多段，使热风先由内向外吹送，再从外向内吹送，粮食在向下流动的过程中受热比较均匀，干燥质量可以改善。 4多级横流干燥 利用多级或多塔结构，采用不同的风温和风向，可以改善横流干燥机 的干燥不均匀性。 四 国内外的发展状况 国内 在我国，干燥设备的应用已有几十年的历史。近 20 年来，干燥设备行业快速发展，经过广大工程技术人员的努力，大多数工业化机型我国都可以制造，基本扭转了干燥设备靠进口的局面，也涌现出一大批干燥设备制造企业。据估计，目前中国的干燥设备厂家约有 500 多家，年销售额超过 30 亿元。就数量而言，我国算得上是世界干燥设备生产第一大国。但我国多数干燥设备生产企业技术水平不高，有的甚至没有技术可言。一批投资少、技术含量低的 杂牌军 以大量低质、低价的设备挤占市场，不仅影响了我国干燥设备的整 体形象，更引起了国内干燥设备价格的 内讧 ，从而使中国干燥业的整体竞争能力难以得到发挥。 我国的干燥设备在自动化控制程度、外观质量、成套性和功能组合性方面与国外先进水平相差颇大，主要的问题表现为技术创新能力不强和区域集中两方面。缺少理论研究是制约干燥设备发展的一大瓶颈 国外 国外发达国家，如美、英、法、日等，其粮食烘干技术已有上百年的历史，但主要发展阶段是三个时期 【 7】 ： 60 年代之前为粮食烘干机械化阶段； 60 80 年代为粮食烘干自动化阶段； 80 年代至今为提高烘干质量、降低成本和实行微处理器控制以及微机管理阶段 。在烘干方式上，可分为连续式烘干、分批式烘干、粮仓烘干和联合式烘干等，这几种烘干方式近几年都有所发展，但连续烘干方式发展的相对快些，在机型方面，顺流、逆流、混流式连续烘干机的发展比较迅速。 但由于各国的自然、经济等条件不同，粮食烘干机的形式、结构及使用也各有特点，发展也存在着差异。现以美国、英国、日本、俄罗斯为例概述如下： 美国的粮食 烘干机应用比较普遍，主要往大型、自动化方向发展，自控水平比较先进，可直接在电脑上显示料仓内粮食的水分变化； 英国比较普遍的使用高温烘干机，具有 烘干 速度快、机动性强等 特点。热风机采用离心式风机而不用轴向风机，这种风机具有耗电少、能保持热风温度均匀、噪音小等特点； 日本的大、中型高温水稻烘干机应用比较广泛，且其普遍性能优良，自动化程度高，作业全部实现微机控制 【 14】 ； a) 俄罗斯主要研制大、中型高温粮食烘干机，其流程主要是混合式直流型和混流式部分循环烘干型两种。其安装形式有固定式、移动式和移、固混合式，以塔式烘干机为主，由不同烘干室组成不同烘干能力的烘干设备。其研制的循环式烘干机可大大的降低单位热耗和电耗 【 15】 。 参考文献 1 王成芝 谷物干燥理 论与干燥设计 东北农业大学 2004年 2 赵学笃 农业物料学 机械工业出版社 2007 年 3 同济大学 热工测量与自动调节 中国建筑工业出版社 2002年 4 曹崇文等 多工艺谷物干燥的实验研究 全国农学会干燥技术学会年会论文 1991年 5月 5 徐仲儒 农业试验最优回归设计 黑龙江科技出版社 1988年 6 中国农业机械化科学研究院 谷物干燥机 机械工业出版社 2005年 7 中国 农业机械化科学研究院 农业机械设计手册 机械工业出版社 1988年 8 王成芝等 干、湿粮混合加热干燥的机理与工艺参数的研究 研究报告综述 1990年 9 郑洽馀等 流体力学 机械工业出版社 1984年 10 汪春 干、湿粮混合干燥机理 工业及其应用的研究 博士论文 1991年 11 李景慧 干、湿混合干燥工艺与玉米单向通风干燥工艺的试验研究 硕士论文 1987年 12 赵思孟 我国粮食干燥技术的发展与现状 郑州粮食学报 13 【日】金藤佐治著 陈次昌译 微型计算机在谷物干燥机上的应用 1998年 14 邢柏林等 粮食烘干机性能测试 黑龙江农垦科学院 2002年 15 刘振斌 无管式热风炉 黑龙江农垦科学院工程所 1998 年 16 安一禄等 小麦干湿粮混合干燥过程中水分传递规律的试验研究 东北农业大学学报 2005 17 杨殿侯 谷物高温烘干机的设计计算 北大荒农机 1982 年