绿豆精选机设计开题报告

1 毕业设计开题报告 设 计 题 目 : 绿豆精选机设计 院 系 名 称 : 机电工程学院 专 业 班 级 : 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 : 导 师 姓 名 : 开 题 时 间 : 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 2 1.课题研究的目的和意义 1.1.课题研究的目的 绿豆具有广泛的用途，被誉为粮食中的绿色珍珠，是调节饮食的佳品又是 食品工业和酿酒工业的重要原料。自古以来我国城乡人民把绿豆作为防暑和高温作业 的优良饮料。随着我国人民生活水平不断提高，尤其是人民收入的增加，对粮食豆类的需 求 逐渐走向多样化、多层次化，为粮食豆类加工工业的发展提供了广阔的市场。该设备是粮食精加工系列设备的主要设备之一，可提高绿豆质量。 相比起传统筛选方法，选题基于风选原理进行作业的粮豆加工机器在机械化、加工精度以及自动化程度等方面都大大提升。从而极大地提高了粮食精加工产品的产量和质量。 1.2.课题研究的意义 该设备是粮食精加工系列设备的主要设备之一，可提高绿豆质量。通过 该课题的研发工作，使学生能够正确运用所学课程的基本理论和有关知识，学会设计方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算 , 提高学生应用工程技术设计手册、标准以及编写文件的能力。论述了绿豆精选机的结构、功能、原理，并且重点分析设计了其中的几个重要部件，例如电磁振动给料机、滑槽等。自动控制部分包括自动调节挡板的移动控制等，以及各种零件的设计计算和选材。其中涉及到机械设计中的结构、强度设计以及机械产品整机的设计思想、方法等内容。 2.文献综述 2.1.绿豆清洗加工简述 绿豆营养丰富，绿豆子粒中含蛋白质 22 28%、脂 肪 2%、碳水化合物 54.8%、粗纤维 4.2%，另外还有矿物质与维生素，每百克籽粒中含钙 49mg、磷 268mg、铁 3.2mg、胡萝卜素 0.22mg、硫胺素 0.53mg、核黄素 0.12mg、尼克酸 1.8mg。此外还含有丰富的维生素 B，特别是绿豆蛋白质中含有较多的赖氨酸。 绿豆经脱皮，清洗，并制成成品豆的工业生产过程称作绿豆加工。由于绿豆外皮含有粗纤维和灰分不能食用，必须经过加工才能制成松酥可口、易于消化的产品，加工皮和碎豆等副产品也有 多种开发和利用途径。绿豆加工的工艺过程可分为绿豆脱壳、清理、及分离及成品豆整理 等工序。下面简要介绍一下和本课题密切相关的清洗过程。 3 绿豆中混有一定数量的多种杂质，必须首先清除。清理绿豆中杂质的方法很多，主要是借助杂质与绿豆之间物理性质的差异进行分选。通常根据绿豆含杂情况，按以下主要工序进行清理： 1.初步清理 清除绿豆中比较容易清除的杂质，如形状大小与豆粒差异很大的豆荚、杂草种子等。主要采用筛选、风选，或风筛结合，即借助静止或运动的筛面进行筛选，或者利用绿豆和杂质的悬浮速度等空气动力学性质的差异进行风选，附带除去瘪豆等一类的轻型杂质。清理设备则用带金属筛面的初清筛和自衡振动筛等 。 2.去石 除去绿豆中那些粒子与绿豆接近平肩石和平肩泥，用筛选法不能除去，必需采用专门的去石工序才能有效地清除。去石设备用得最广的是比重去石机，该机备有往复簸动的筛板，并从筛板下部引入气流，根据 豆 石比重的不同和自动分级作用使 豆 石分离。此机去石效率高，结构紧凑，占地面积小。 3.磁选 利用磁钢清除混进绿豆中的磁性金属系质，如铁钉、螺丝帽等铁件。常用设备有溜管吸铁装置、吸铁箱、永磁滚筒和电磁式磁选机等。 2.2.国内外 精选 发展及应用现状 2.2.1 国内精选机发展现状 粮食加工机的发展有赖于 深化改革。我国粮食加工机的发展依靠深化国有企业改革，建立现代企业制度，加强企业科学管理；合理调整优化行业结构、产品结构和地区布局；大力加强基础技术、基础件、基础材料和基础单元操作四基工作；提高产品质量，加强产品可靠性研究，提高单机和联线可靠性研究，易损件和关键件使用寿命和外观质量研究；通过引进增强自主开发能力；促进机电一体化和高新技术的产业化、商品化；重点开发我国急需的成套设备，增加品种，以高效、高质量的设备来装备食品工业，提高经济效益，积极扩大出口。从“九五”开始每年增加粮食加工机产品 100 种，到 2010 年达 3100 种，基本上能满足国内需求，补齐已有生产线所缺的单机或设备；加大研制高生产效率的机械，届时成套设备比现有的最高每小时生产率至少提高 1 倍，粮食加工机出口额以年均12%的速度递增， 2010 年出口额达 12.7 亿美元，占该年粮食加工机总产值的 20%。节能型粮食加工机：加快研制食品工业中杀菌、蒸发、浓缩、干燥等单元操作的节能技术与设备。粮食加工机的高新技术应用：到 2010 年，我国粮食加工机主 4 导产品达到发达国家 20 世纪 90 年代中期水平的应占 80%，达到 20 世纪 90 年代初水平的应占 15%，达到国际当时顶尖水 平的应占 5%。 有效的对策是科技进步 研究区域分布，促进行业整体协调发展。我国幅员广大，地域性差异很大，为了制定符合国情的粮食加工机发展战略，就要研究影响粮食加工机品种数量发展的地域性差异。根据区域自然资源和农业资源制定科学合理的粮机发展区划，这是科学预测全国粮机品种、数量的发展趋势，促进行业布局合理和整体协调发展的重要依据。 2.2.2.国外精选机发展状况 发达国家粮食加工机企业把科技开发投入、科技队伍、实验基地的建设都放在重要的位置。科技开发的费用占销售额的 8% 10%； 不惜重金招聘科技人 才，企业科技人员占总员工的 30% 50%；企业设有新产品开发部、研究中心、试验中心等机构；拥有先进的科研设备、测试仪器和新产品科技开发试验、检测的完备程序。 发达国家粮食加工机企业管理水平高，例如瑞士布勒公司目前在 100 多个国家与地区设有子公司，以追求生产技术先进和高效率而著称，从零部件投入、产出，到半成品库存等都实行了计算机管理，形成了一套自上而下的调度、统计、生产、营销自动化管理网络，完全实现了现代化文明生产，全员平均劳动生产率是我国同行业的 20 30 倍；仅总部就有 90%的产品出口。 发达国家粮食加 工机工业重视信息的收集，一般公司都有专门由搜集、整理、分析市场信息的机构，并及时为公司决策提供可靠有据的市场预测分析。中小型企业采取加盟协会或集团来获取所需信息及对外宣传自己的产品。 如果按 2010 年 粮 机产值占食品工业总产值 3.5%来计算，则产值达 580 756 亿元，是 2000 年的 2.8 3.5 倍。由此可见我国今后十几年食品工业发展为粮食加工机行业的发展提供了难得的契机，国内外拥有极大市场。 3.设计基本内容、拟解决的主要问题 3.1.绿豆精选机结构组成及工作原理 本章将叙述绿豆精选机的整体设 计。包括整体结构各部件、零件的安装和配合，焊合机架的结构形式，完成机器的总装图设计 。 绿豆精选机的整机设计是至关重要的。其好坏关系到机器的性能、造价高低、外形美观与否等。此设备分成几大部分，包括电磁振动给料机、滑槽、吹风装置、自动调节装置、机架等。他们之间的装配及机架焊合是设计的关键 。 5 料斗用支架固定在上支撑板上，料斗下是振动给料机，振动给料机的板弹簧下端固定在上支撑板上，上端固定在给料机的给料槽上。上支撑板用角钢支撑连接是焊合。滑槽用螺栓和角钢机架连接固定。机器的下支撑板和机架连接，下支 绿豆精选机原 理图 撑板上固定吹风装置，出料箱用螺栓和下支撑板连接。电机和轴承座的支撑架固定在底座上，连接是焊合。底座和角钢机架连接是焊合。底座和角钢机架连接是焊合。 3.2 整机制造所选用钢铁型材、板材，以及用途和选用原因 ： 1.进料斗、振动喂料槽、滑槽、出料箱的选材： 选用优质碳素结构钢薄钢板 （ GB710 88） 钢牌号 08 厚度 1mm 该型材用于汽车制造、拖拉机、轻工普通冲压成型型材，由于上述部件的承力不大，考虑到造价，选用易于锻造成型的薄钢板。 2.上支撑板及下支撑板的选材： 选用热轧钢板 （ GB709 88） 公称厚度 10mm， 该型材主要用于受高温高压的民用及工业用途的锅炉，由于该部位承受了料斗和吹风机的重量，故在强度上有一定要求，所以选用较厚的耐温耐压的钢材料。 出料箱压电传感器吹风装置放大器比较器驱动器步进电机丝杠振动喂料器调节挡板滑槽进料斗 6 3.底座材料选用： 选用热轧钢板 （ GB709 88） 公称厚度 16mm， 该型材主要用于受高温高压的民用及工业用途的锅炉，由于该部位承受整个系统的质量，所以选用与以上材料相同但厚度最大的钢板，以使整个系统有稳定结实的底座，让系统可以安全可靠的工作。 4.支架用角钢的选用： 选用热轧等边（肢）角钢 （ YB166 65） 型号 3.0， 该型材主要用于结构构件中的受力钢筋以及各种构件的箍筋和构造角筋，作为支撑和传递质量的架构，此处选用这种型号的角钢合适。 5.支架用槽钢选用： 选用等边弯曲槽钢 （ YB98 63） 型号 8.0、 10.0， 该型材主要用于结构构件中的受力钢筋以及各种支架等，作为支撑和传递质量的架构，此处选用这种型号的角钢得当。 机架之间用焊接或螺母连接。螺栓的选择根据所连接部件或零件的工作要求和所受力的大小进行选择。整机结构中，焊接结构很重要。本机器中焊合部件很多。如支撑架包括电磁振动给料机的支撑板和机器底座之间用角钢连接就是焊接。电机和轴承支架 与底座之间的连接也是焊接。进料斗支撑和上支撑板之间用槽钢连接还是焊接。所以用如此多的焊接结构，因为焊接结构有如下特点： 1.接头形式合理化，应力集中系数可以降低。 2.能有效的发挥原材料的性能，改善机器性能，节省金属、减轻重量。 3.水密性和气密性好。 4.设计自由度大，壁厚不受限制，可根据承载情况确定结构单元尺寸。 5.生产周期短，经济效益高，利于不断改型和创新。 3.3 拟解决的主要问题 本次课题所设计的绿豆精选机是粮豆生产线上的一个关键设备。该设备是将脱荚后的绿豆进行精细分选，把质量轻的碎豆和杂质 利用风选机去除，分选精度要求达到 98%。风选是利用整豆和碎豆的比重以及悬浮速度的不同，借助于风选机将其吹走，剩下的产品无论在外观还是在清洁度上都要较原来更胜一筹，从而达到改善食品品质和提高商品价值的目的。 7 风选法按照气流的方向可分为垂直气流风选、水平气流风选和斜气流风选三种。不同的物料有不同的悬浮速度，垂直气流风选主要是利用悬浮速度的差进行风选除杂的。不同的物料由于其物理性质不同，在同一水平气流中的飞行系数也不一样，飞行系数大的物料比飞行系数小的物料飞行过的距离更远。水平气流风选就是利用飞行系数的不 同进行除杂的。倾斜气流风选的原理同水平气流风选基本相同，也是利用飞行系数的不同进行分选。因此采用斜气流风选可以取得较好的分离效果。典型的风选设备有垂直吸风道，循环风选器。影响风选设备工艺效果的因素有： 1.原料，原料所含的整豆和碎豆之间的悬浮速度的差异的大小是影响所 选工艺效果的重要因素。差异越大，则越容易风选；反之，则效果差 2.结构尺寸，吸风道的结构尺寸对物料沿风道的分布与气流作用于通过的 物料的时间有密切联系，并且直接影响风选分离效率。风道的宽度与设备生产能力和单位流量密切相关，应根据生产能力和单位 流量来确定，以保证风选工艺效果。 （ 1）风速和风量，一般情况下，风选的分离效率同风道内的平均风速成正比。但风速过大，吸出物中含完整的绿豆较多。风量增加，能源消耗也增加。所以，风速应根据悬浮速度和风选工艺要求来确定，一般以不吸出完整的豆粒为原则。风量与风选机风速以及吸口截面尺寸有关。 （ 2）流量，流量增大大，物料料层则变厚，轻质和碎豆被气流吹走的机会就减少，而使风选效率降低；反之，风选效率提高，但设备产量降低。 4 技术路线或研究方法 5 设计进度安排 3 月 2 日 3 月 16 日：调研，查阅资料，提交开题报告 。 3 月 17 日 4 月 3 日：初步确定绿豆精选机设计方案。 4 月 4 日 5 月 18 日：确定方案、结构尺寸、及相关计算。 5 月 19 日 6 月 1 日：绘制工程图纸，编写设计说明书。 6 月 2 日 6 月 14 日：提交设计文件，准备答辩。 6 主要参考文献 8 1门艳忠主编 ,机械设计 M.北京 :北京大学出版社 .2010.8 2机械设计手册编委会 .机械设计手册 M.北京 .机械工业出版社 .2010.1 3食品工业与设备 M.中国轻工业出版社 .2010. 4 王世刚主编 .机械设计实践与创新 M哈尔滨 :哈尔滨工程大学出版社，2009.3. 5 熊文修 .机械零件 M.北京 :高等教育出版社 ,2011. 6张义民、孙志礼 .机械设计手册 . M.北京 :机械工业出版社 ,2010.1 7王三民、诸文俊主编 .机械原理与设计 M.北京 :机械工业出版社 ,2013.9 8杨沿平 .机械精度设计 与检测技术基础 (第 2 版 ) M.北京 :机械工业出版社 ,2012.11 9杨月英 ,马晓丽主编 .机械制图 .M.北京 :机械工业出版社 ,2014.1. 10 王昆 .机械设计课程设计 M .北京 :高等教育出版社