人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 饲料颗粒机的设计【优秀饲料制粒机械设备全套课程毕业设计含16张CAD图纸】

饲料颗粒机的设计.doc

饲料颗粒机的设计【优秀饲料制粒机械设备全套课程毕业设计含16张CAD图纸】

资源目录

饲料颗粒机的设计【优秀饲料制粒机械设备全套课程毕业设计含16张CAD图纸】.rar

饲料颗粒机的设计.doc---(点击预览)

目录.doc---(点击预览)

主轴.dwg

压辊.dwg

压辊轴.dwg

压辊轴上端盖.dwg

压辊轴下端盖.dwg

压辊轴套.dwg

右落料板.dwg

左落料板.dwg

总装A0.dwg

支撑架.dwg

机架总装A1.dwg

档料架.dwg

环模.dwg

环模压辊配合部件图A2.dwg

行星板.dwg

轴支撑架.dwg

压缩包内文档预览：(预览前20页/共25页)

编号：480015 类型：共享资源大小：1.19MB 格式：RAR 上传时间：2015-10-12 上传人：QQ14****9609 IP属地：陕西

45
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 饲料颗粒机机械设计机械设备课程毕业设计饲料颗粒机的设计

资源描述：

饲料颗粒机的设计

饲料颗粒机的设计【优秀饲料制粒机械设备全套课程毕业设计含16张CAD图纸】

【28页@正文13400字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

主轴.dwg

压辊.dwg

压辊轴.dwg

压辊轴上端盖.dwg

压辊轴下端盖.dwg

压辊轴套.dwg

右落料板.dwg

左落料板.dwg

总装A0.dwg

支撑架.dwg

机架总装A1.dwg

档料架.dwg

环模.dwg

环模压辊配合部件图A2.dwg

目录.doc

行星板.dwg

轴支撑架.dwg

饲料颗粒机的设计.doc

饲料颗粒机设计

摘要：随着养殖业的不断发展和养殖规模的不断扩大，饲料的需求量日趋增长。如今世界上动物性食品以高于人口增长的速度发展，世界市场上的动物性食品空前丰富。在品目繁多的动物饲料中，颗粒饲料占有非常大的比重，有些国家生产的颗粒饲料占全部饲料的50%以上。饲料，特别是颗粒饲料，在养殖生产中的作用越来越重要，对国民经济发展的影响越来越大。研究设计高效节能，易操作，效率高，寿命长的饲料颗粒机，对于生产加工颗粒饲料，提高养殖业的效益，增强我国饲料工业在国际市场的竞争力都有着重大的作用。

关键词：饲料；环模；颗粒机

The Design of Feed Particles Machine

Abstract：As the ceaseless development of aquaculture and breeding scale unceasing expansion, the demand of feed growing. Now the world of animal foods with higher population growth rate of development, the world market of unprecedented abundance of animal food. In a wide variety of goods in animal feed, pellet feed occupies very large proportion, some countries in the production of pellet feed more than 50% of the total feed. Feed, particularly in pellet feed, aquaculture production in the increasingly important role, the effect that develops to national economy is more and more big. Research and design of high efficiency and energy saving, easy operation, high efficiency, long service life of the machine feed particles, the production and processing of grain feed, improve breeding efficiency, enhance China's feed industry 's competitiveness in the international market have a significant role.

Key words：Feed；Ring mode；Granule machine

摘要……………………………………………………………………………1

关键词…………………………………………………………………………1

1 前言………………………………………………………………………………1

1.1 研究意义………………………………………………………………2

1.2 国内外现状 ……………………………………………………………2

1.3 饲料颗粒机概述 ………………………………………………………4

2 饲料颗粒机总体设计 ………………………………………………………4

2.1 饲料颗粒机技术指标的确定……………………………………………4

2.2 异步电动机型号的选择 ………………………………………………5

2.3 皮带的选择……………………………………………………………6

2.3.1 确定计算功率 ……………………………………………6

2.3.2 选取V带带型 ……………………………………………6

2.3.3 确定带轮基准直径…………………………………………6

2.3.4 验算带速 …………………………………………………6

2.3.5 确定窄V带的基准长度和中心距………………………6

2.3.6 计算带所需的基准长度Ld………………………………6

2.3.7 计算实际中心距a……………………………………………7

2.3.8 验算主动轮包角a1………………………………………7

2.3.9 计算窄V带根数Z………………………………………7

2.3.10 计算预紧力 …………………………………………………7

2.3.11 计算带传动作用在轴上载荷…………………………………7

2.4 压辊的结构设计 ……………………………………………………8

2.5 环模的结构设计 ……………………………………………………8

2.6 主机的结构设计 …………………………………………………………9

3 饲料颗粒机的主要工作部件的设计……………………………………10

3.1 环模的设计 ……………………………………………………………10

3.1.1 环模材料选择…………………………………………………11

3.1.2 模孔压缩比和粗糙度…………………………………………12

3.1.3 单位功率面积 ………………………………………………13

3.1.4 环模内径D和压带宽b……………………………………14

3.1.5 模孔开孔率…………………………………………………14

3.2 压辊的设计…………………………………………………………15

3.2.1 压辊直径d……………………………………………………15

3.2.2 压辊与压辊轴承的设计 ………………………………………18

3.2.3 压辊轴承的选择………………………………………………18

3.3 主轴的设计……………………………………………………………19

3.3.1 轴的校核………………………………………………………19

4 结论…………………………………………………………………………22

参考文献……………………………………………………………………………23

致谢…………………………………………………………………………24

1 前言

饲料颗粒机属于饲料制粒设备。是以玉米、豆粕、秸秆、草、稻壳等的粉碎物直接压制颗粒的饲料加工机械。饲料颗粒机广泛适用于大、中、小型水产养殖，粮食饲料加工厂，畜牧场，家禽养殖场，个体养殖户及中小型养殖场，养殖户或大、中、小型饲料加工厂使用。将饲料加工成颗粒状比混合粉状饮料可获得更高的经济效益。颗粒形成过程还能使谷物、豆类中的胰酶抵制因子发生变性作用，减少对消化的不良影响，能杀灭各种寄生虫卵和其它病原微生物，减少各种生虫及消化系统疾病。本设计的目的在于针农户家庭小规模养殖生产的需要，设计一种小型饲料颗粒机。

参考文献

[1] 陕西农业机械管理局主编.农产品加工机械.农业出版社，1985

[2] 山东省临沂农业学校主编.饲料生产与加工.中国农业出版社，1999

[3] 姚维祯主编.畜牧机械.中国农业出版社，1998

[4] Robert R.McEllhiney 主编.饲料制造工艺学（第四版）.中国农业出版社，1998

[5] 饲料工业职业培训系列教材编审委员会编.饲料加工设备维修.中国农业出版社.1998

[6] 陈家瑞主编.汽车构造(第四版)（下）.人民交通出版社.2002

[7] 孔凌嘉张春林　主编．机械基础综合课程设计．北京理工大学出版社．2004

[8] 张国瑞张展主编.行星传动技术.上海交通出版社.1989.

[9] 镇江农业机械学院洛阳农业机械学院合编.拖拉机理论.中国农业机械出版社.1981

[10] 张建钢胡大泽主编. 数控技术. 华中科技大学出版社.2000

[11] 成大先主编.机械设计手册.化学工业出版社，2004

[12] 郑文维，吴克坚主编.机械原理（第七版）.高等教育出版社，2002

[13] 濮良贵，纪名刚主编.机械设计.高等教育出版社，1995

[14] 彭文生，黄华良主编.机械设计.华中理工大学出版社，2000

[15] 骆志斌主编.金属工艺学.高等教育出版社，2001

[16] 孔云生，候国忠主编.饲料制粒技术.中国农业出版社，1998

[17] 黎东光余涛辛莉.9PL-245型平模制粒机.中国饲料.2000（5）

[18] 黄希国.9KP36平模制粒机.中国饲料.1995（14）

[19] 杨月祥.SZLP78大模孔平模制粒机研制.粮食与饲料工业.1999（12）

[20] 冯少岭窦鹏飞雷晓静.豆奶分离机差速器的设计.OOD&MACHINEY.2004(5)

[21] 邓明君张曦.饲料加工工艺的最新研究进展.畜牧渔兽医.2002（8）

[22] 乔富强马文胜董宽虎.浅谈中国饲料业的发展.牧业论坛.2003（9）

[23] 周文德.颗粒饲料制粒机及其模孔堵塞原因分析和防止办法.渔业机械仪器.1995（3）

[24] 肖宏儒景其坚陈永生宋卫东任彩虹殷娟.农作物秸秆饲料化利用技术及关键设备的研究（三）.农业装备技术.2005（2）

[25] Kuehnle M R. Toroidal Drive Combines Concepts. Product Engineering. Aug. 1979.:42-50.

[26] Patton W. J. Mechanical Power Transmission. New Jersry:Printice-Hall,1980.:68-80.

档料架.gif

行星板.gif

环模.gif

环模压辊配合部件图A2.gif

机架总装A1.gif

压辊.gif

压辊轴.gif

压辊轴上端盖.gif

压辊轴套.gif

压辊轴下端盖.gif

右落料板.gif

支撑架.gif

轴支撑架.gif

主轴.gif

总装A0.gif

内容简介：: 目录摘要 1 关键词 1 1 前言 1 1.1 研究意义 2 1.2 国内外现状 2 1.3 饲料颗粒机概述 4 2 饲料颗粒机总体设计 4 2.1 饲料颗粒机技术指标的确定 4 2.2 异步电动机型号的选择 5 2.3 皮带的选择 6 2.3.1 确定计算功率 6 2.3.2 选取 V 带带型 6 2.3.3 确定带轮基准直径 6 2.3.4 验算带速 6 2.3.5 确定窄 V 带的基准长度和中心距 6 2.3.6 计算带所需的基准长度 Ld 6 2.3.7 计算实际中心距 a 7 2.3.8 验算主动轮包角 a1 7 2.3.9 计算窄 V 带根数 Z 7 2.3.10 计算预紧力 7 2.3.11 计算带传动作用在轴上载荷 7 2.4 压辊的结构设计 8 2.5 环模的结构设计 8 2.6 主机的结构设计 9 3 饲料颗粒机的主要工作部件的设计 10 nts 3.1 环模的设计 10 3.1.1 环模材料选择 11 3.1.2 模孔压缩比和粗糙度 12 3.1.3 单位功率面积 13 3.1.4 环模内径 D 和压带宽 b 14 3.1.5 模孔开孔率 14 3.2 压辊的设计 15 3.2.1 压辊直径 d 15 3.2.2 压辊与压辊轴承的设计 18 3.2.3 压辊轴承的选择 18 3.3 主轴的设计 19 3.3.1 轴的校核 19 4 结论 22 参考文献 23 致谢 24 附录 25 nts 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文作者签名：年月日 nts 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计饲料颗粒机的设计 THE DESIGN OF FEED PARTICLES MACHINE 学生姓名：王武学号： 200841914602 年级专业及班级： 2008级机械设计制造及其自动化 (6)班指导老师及职称：向阳副教授学院：理工学部湖南长沙提交日期： 2012年 5月 nts 1 饲料颗粒机设计学生：王武指导老师：向阳（湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128）摘要：随着养殖业的不断发展和养殖规模的不断扩大，饲料的需求量日趋增长。如今世界上动物性食品以高于人口增长的速度发展，世界市场上的动物性食品空前丰富。在品目繁多的动物饲料中，颗粒饲料占有非常大的比重，有些国家生产的颗粒饲料占全部饲料的 50%以上。饲料，特别是颗粒饲料，在养殖生产中的作用越来越重要，对国民经济发展的影响越来越大。研究设计高效节能，易操作，效率高，寿命长的饲料颗粒机，对于生产加工颗粒饲料，提高养殖业的效益，增强我国饲料工业在国际市场的竞争力都有着重大的作用。关键词：饲料；环模；颗粒机 The Design of Feed Particles Machine Student： Wang Wu Tutor： Xiang Yang (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract： As the ceaseless development of aquaculture and breeding scale unceasing expansion, the demand of feed growing. Now the world of animal foods with higher population growth rate of development, the world market of unprecedented abundance of animal food. In a wide variety of goods in animal feed, pellet feed occupies very large proportion, some countries in the production of pellet feed more than 50% of the total feed. Feed, particularly in pellet feed, aquaculture production in the increasingly important role, the effect that develops to national economy is more and more big. Research and design of high efficiency and energy saving, easy operation, high efficiency, long service life of the machine feed particles, the production and processing of grain feed, improve breeding efficiency, enhance Chinas feed industry s competitiveness in the international market have a significant role. Key words： Feed； Ring mode； Granule machine 1 前言饲料颗粒机属于饲料制粒设备。是以玉米、豆粕、秸秆、草、稻壳等的粉碎物直nts 2 接压制颗粒的饲料加工机械。饲料颗粒机广泛适用于大、中、小型水产养殖，粮食饲料加工厂，畜牧场，家禽养殖场，个体养殖户及中小型养殖场，养殖户或大、中、小型饲料加工厂使用。将饲料加工成颗粒状比混合粉状饮料可获得更高的经济效益。颗粒形成过程还能使谷物、豆类中的胰酶抵制因子发生变性作用，减少对消化的不良影响，能杀灭各种寄生虫卵和其它病原微生物，减少各种生虫及消化系统疾病。本设计的目的在于针农户家庭小规模养殖生产的需要，设计一种小型饲料颗粒机。 1.1 研究意义（ 1）结构简单 ,适应性广 ,占地面积小 ,噪音低。（ 2）粉状饲料、草粉不需要或少许液体添加即可进行制粒 ,故颗粒饲料的含水率基本为制粒前物料的含水率 ,更利于储存。（ 3）鸡、鸭、鱼等 ,比混合粉状饲料可获得更高的经济效益。（ 4）干料加工 ,生产的饲料颗粒硬度高、表面光滑、内部熟化，可提高营养的消化吸收。（ 5）颗粒形成过程能使谷物、豆类中的胰酶抵制因子发生变性作用，减少对消化的不良影响，能杀灭各种寄生虫卵和其它病原微生物，减少各种生虫及消化系统疾病。 1.2 国内外现状近年来，由于消费需求和养殖结构变化，我国饲料产品结构已发生较大变化，小型饲料颗粒机价格使我国的水产饲料产量年均增长率高达 17%，远高于配合饲料 8%的平均增速，猪料、禽料比例呈下降趋势。水产饲料业已成为饲料行业发展中的最大亮点。 1991 年我国水产饲料产量只有 75 万吨，仅占我国饲料总产量的2.1%。然而至 1999 年，其产量已激增至 400 万吨，占饲料总产量的 5.8%。为了使我国水产饲料工业能够沿着科学的道路发展，从“六五”开始，国家对我国主要的养殖对象的营养需求和饲料配方组织了全国性的科技攻关，“六五”至“九五”期间，小型饲料颗粒机价格分别进行了“我国主要养殖鱼类的营养需求和鱼饲料配方的研究”、“主要水生动物饲料标准及检测技术的研究”、“鱼类营养及饲料配制技术的研究”等，目前还对我国主要名优养殖对象的饲料添加剂、预混料等进行研究。提出了草鱼、青鱼、团头鲂、鲤鱼、尼罗罗非鱼等的饲料配方和添加剂预混料的配方，颁布了鳗鲡和中国对虾的饲料标准（代号分别为SCl004-92， SC2012-94）；目前正在进行一些主要养殖鱼类的饲料标准制定工作。开展了甲鱼、河蟹、石斑鱼、大黄鱼等海淡水养殖对象的饲料和添加剂的研究。nts 3 同时，我国水产饲料在饲料原料、加工、机械、添加剂以及研究开发条件、测验手段、质量监测、科研队伍建设、人才培养诸多方面，均得到相应发展，具备了进一步研究开发和发展工业生产的能力。近年来，我国小型饲料颗粒机价格水产饲料行业一路高歌猛进，其直接原因是缘于国内水产养殖业一直持续地较高增长。众所周知，中国是目前世界上最大的水产品养殖国，同时也是目前世界上惟一一个养殖产量超过捕捞产量的国家。当前，我国水产品总产量约占全球总量的 35%，其中水产品养殖产量占全球养殖产量的 2/3，已连续十三年高居世界首位。养殖产量占有如此高的比重，这在世界主要渔业大国中是绝无仅有的。中国是世界上水产饲料市场容量最大的国家，正是由于庞大的水产养殖市场给我国水产饲料产业带来了巨大的发展空间。其中引人注目的是八十年代之后，以对虾、鳗、甲鱼等为代表的名优水产品的养殖迅猛发展，形成了阵阵的“养殖热”。作为发展水产养殖业物质基础之一的饲料加工业，随之得到快速发展，涌现出不少名优企业，一些名牌饲料受到养殖者的青睐。根据 2010 年食物发展纲要， 2010 年我国水产品人均占有量将达到 44 公斤（即总量达到 5720 万吨），但目前只有 33.8 公斤。因此，在未来 6 年当中，水产业的产量还将有大的提高。而我国现有小型饲料颗粒机价格水产养殖品 2500 万吨的产量中，仅有 20%左右是以饲料喂养生产的。根据我国目前的政策，海洋和江河捕捞产量保持零增长，水产品总量的增长将基本上由养殖产量来提供，采用饲料养殖的比例预期将提高到 35%以上， 2010 年水产饲料的市场需求量将达到1500 2000 万吨，将在现有产量的基础上增长 1.5 2.5 倍。如今饲料颗粒机更趋向于小型颗粒机的发展。小型颗粒机机型吸取了国内外颗粒机之精华，为节能新产品。过去一般将饲料加工成粉末后饲喂，存在饲喂不方便、适口性差、家畜挑食、利用率低等缺陷。随着新型小型颗粒饲料机械的问世及普及，现在已可以方便地将粉末饲料加工成颗粒饲料。可采用照明电为动力，在压辊的挤压下从模孔中压出制粒，可以很方便地调整颗粒长短，其结构简单，占地面积小，噪音低，加工成颗粒饲料后具有很多优点。 1.3 饲料颗粒机概述饲料颗粒加工设备按成型的工作原理分类有：活塞冲压式成型机、螺旋挤压式成型机和辊模挤压式成型机三大类；按成型的工艺分类有：热压成型机和冷压成型机两大类；按秸秆成型后的形状分类有：实心棒状、空心棒状、颗粒状和块状四大类。根nts 4 据秸秆原料的含水率、长度、拥有量等情况和秸秆成型形状的不同，其相应加工设备和成型工艺也不相同 13。根据压辊式形状的不同，压辊式成型机课分为环模成型和平模成型机，其中环模成型机又可以分为卧式和立式 2 种机型。卧式环模成型机是现有成型机的主流机型。这种机型由于有压模的更换保养方便、样机容易进行尺寸和速度放大等特点，所以近年来有了很大的发展。立式环模成型机的压模和压辊的轴线都是垂直设置。这种机型具有构造简单、结构紧凑、使用方便等特点，因此本文采用立式设计。环模旋转成型机成型工艺为冷压成型，生产产品的形状为块状，适宜在农村分散设点就地加工生产秸秆成型块，是解决秸秆运输、储存问题，使秸秆成为规模化工业燃料的有效途径之一。饲料颗粒机其主要如图 1 所示。 1.原料 2.压辊 3 驱动轴 4.切刀 5.成品 6 环模图 1 饲料颗粒机工作原理图 Fig 1 the work principle diagram of biomass ring-die briquetting machine 2 饲料颗粒机总体设计 2.1 饲料颗粒机技术指标的确定目前国内外市场上的颗粒颗粒机均采用热压缩成型工艺 (颗粒成型温度在 230C 左右 )加工而成，但利用热成型工艺加工颗粒，会损失一部分的生物质能量，污染环境，不是理想的颗粒成型工艺。本文利用冷压缩成型工艺来加工生物质燃料饲料颗粒机，能节省成本、简化机构、更适应农民使用。确定本次设计的饲料颗粒机的技术指标如下：（ 1）整机功率： 1.1kw nts 5 （ 2）最佳产量： 100150kg/h （ 3）成型尺寸： 5 块状为实现冷压缩成型工艺加工生物质颗粒燃料，确定本次设计的成型机具体传动方案为：电动机通过皮带与主轴相连，环模通过螺栓连接固定在壳体上，两压辊通过行星板与主轴连接，带动压辊转动。这种传动的好处在于：首先，通过调整皮带轮的大小，可以方便地调节压辊转数；其次，通过主轴拖动压辊，其机械结构简单，传动路线短，功率损耗低；最后，通过环模与压辊的滚动挤压出物料，使摩擦力降到最低，有利于提高产量，降低吨电耗。具体传动路线见图 2。 1.压辊 2.环模 3.电动机 4.小带轮 5.大带轮图 2 饲料颗粒机传动方案 Fig 2 transmission scheme of biomass ring-die briquetting machine 2.2 异步电动机型号的选择三相交流电源容易获得，因此本次设计的饲料颗粒成型机动力源采用三相异步电动机。由于该饲料颗粒成型机对电动机无特殊的要求，因此本次设计选用最常用的 Y系列笼型三相异步电动机，型号规格为 B5（机座不带底脚，端盖有凸缘）型，此电动机具有效率高，工作可靠，结构简单，维修方便，价格低等优点。具体参数见表 1。 nts 6 表 1 三相异步电动机参数表 Table 1 parameter table of three-phase asynchronous motor 电机型号 Y132S-4 额定功率 1.1KW 额定电压 380V 额定转速 1440r/min 额定电流 2.7A 2.3 皮带的选择 2.3.1 确定计算功率 PCA=P2KA=5.5 1.0=5.5kW （ 1）式中： KA 工况系数，查表 11-6（基础）取 1.0 P2 电动机额定功率， kW PCA 计算功率， kW 2.3.2 选取 V 带带型根据 PCA和减速器输出转速为 300r/min 查机械设计手册图 6-1-4 确定选用 SPB 型窄 V 带。 2.3.3 确定带轮基准直径为提高 V 带寿命，条件允许的情况下小带轮直径尽量取较大值 26。选取小带轮直径 ddl=140m，大带轮直径 dd2=410mm。 2.3.4 验算带速 sndV /m5.810100060 14401404.13100060 11 （ 2） Vmax=35m/s，满足设计要求。 2.3.5 确定窄 V 带的基准长度和中心距根据 0.7（ d1+d2） a0 2（ d1+d2），初步确定中心距 ao 左 =610mm。 2.3.6 计算带所需的基准长度 Ld 0212210d 422 addddaL dddd （ 3） nts 7 将 ao和 dd 带入上式得 Ld 为 1879.8mm 选取基准长度 Ld 为 1880mm。 2.3.7 计算实际中心距 a 20 ddLLaa （ 4）将数值代入式（）计算得 a 为 620mm 2.3.8 验算主动轮包角 a1 0001201 1204.31433.57180 a dda dd（ 5）主动轮上的包角满足要求。 2.3.9 计算窄 V 带根数 Z LCA KKPP PZ a00 （ 6）式中： Ka 包角修正系数，选取 Ka=0.9 KL 带长修正系数，选取 KL=0 98 P0 单根 V带额定功率，查表得 5.20kW P0 功率增量，查表得 1.07kW 根据上式计算选取 Z=3根。 2.3.10 计算预紧力 20 q1a.525 0 0 VKVZPF CA （ 7）查机械设计手册，单位长度质量 q=0.20kg/m，所以计算得 F0=113.47N 2.3.11 计算带传动作用在轴上载荷 2sin2 10 aZFF P （ 8）计算得 FP 为 1068.25N。所以带传动具体参数如表 2 所示表 2 带传动参数表 Table 2 parameter table of belt transmission 传递功率 /kw 1.1 预紧力 /N 113.47 小轮直径 /mm 140.0000 大轮直径 /mm 410.0000 线速度 /(m/s) 10.85 基准长度 /mm 1880 nts 8 续表 2 带长修正系数 0.98 中心距 /mm 860 小轮包角 / 143.34 包角修正系数 0.90 额定功率 /kW 5.20 功率增量 /kW 1.07 小轮转速 /(r/min) 1440.00 大轮转速 /(r/min) 300.00 压轴力 /N 1068.25 实际传动比 5.07 传动比误差 2.8% 工况系数 1.00 设计功率 /kW 1.10 轮槽类型 SPB 带根数 3 最大功率 /kw 1.15 2.4 压辊的结构设计物料形成的基本原理是通过环模和压辊之间的相互挤压力来克服物料通过模孔的阻力，从而达到压型的目的。在环模相同的情况下，压棍直径越大，环模和压棍之间形成的三角挤压范围就越大，越有利于挤压作用。理论上讲，单辊的压辊直径可做得最大，挤压时间、挤出效果也最好，但在机器运转时，压辊和压模之间的作用力在主轴、主轴轴承和空轴之间传递，所以单辊制粒机的主轴、主轴轴承和空轴等机械结构比较粗大，只有在小型实验室制粒机及难于制粒的大型秸秆压块机中采用。双压辊制粒机两压辊之间的挤压力在主轴头上平衡，压模上的反作用力相互抵消，设备上的主轴 (主轴轴承处 )、主轴轴承和空轴等受力小，机械结构紧凑，因此本设计采用双压辊。 2.5 环模的结构设计环模是颗粒机的关键零件，是成型机的最主要易损件。根据统计，环模损耗费占整个生产车间维修费的 25以上 7，同时对挤压出来的物料质量有着直接的影响。因此，了解环模的特性并对环模进行正确的选用、合理的使用以及有效的保养，对于成型机来说是至关重要的。本次设计中，环模材料为 20CrMnTi，淬火后表面硬度为 HRC5558，环模内经为 180mm，压缩比为 2.5，环模和压辊的结构如图 3。图 3 环模压辊结构图 Fig 3 structure of ring-die and roller nts 9 2.6 主机的结构设计饲料颗粒成型机结构形式多种多样，国内外也各不相同，根据结构形式，有立式、卧式和平模三种。图 4 饲料颗粒环模成型机 Fig4 vertical biomass ring-die briquetting machine 考虑此次设计主要是用于广大农村，因此采用结构简单、使用方便和经济性好的立式中心传动结构，由主轴带动压辊转动来实现压制成型，此种结构传动简单，结构可靠，通过合理确定环模和压辊的直径，以及电动机的功率和转数，确保了该机的产能和工作温度，在实际运行中表现良好。具体压辊环模的结构如图 7所示。 1、主轴 2、轴承 3、行星板 4、环模 5、压辊 6、轴承 7、机架图 5 工作部件结构图 Fig 5 the structure of working parts nts 10 3、饲料颗粒机的主要工作部件的设计 3.1 环模的设计环模是饲料颗粒成型机的关键零件之一，对挤压出来的物料质量有着直接的影响。同时，环模也是成型机的最主要易损件之一，价格不菲，根据统计，环模损耗费占整个生产车间维修费的 25以上 7。其质量的好环和质量是否稳定，直接影响环模的使用寿命和颗粒成型机的产量以及颗粒的质量，从而影响颗粒加工的生产成本。因此，了解环模的特性并对环模进行正确的设计、合理的使用以及有效的保养，对于颗粒生产来说是至关重要的。 3.1.1 环模材料选择目前，国内外环模生产商加工环模主要使用以下三类材料：碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢。碳素结构钢如 45 钢，其热处理硬度一般为 HRC45 50，它属于比较低档的环模材料，其耐磨性和耐腐蚀性都较差；合金结构钢，如 20CrMnTi、 40Cr、 35CrMo等，热处理硬度在 HRC50 以上，并具有良好的综合力学性能，由此类材料制造的环模强度高，耐磨性也好，但缺点是耐腐蚀性不好；不锈钢材料有 4Crl3、 3Crl3 等，这些材料的刚度和韧性都较好，热处理硬度大于 HRC50，并具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，使用寿命较长 24o 在常用环模材料加工工艺中，常见的热处理方法有正火、调质、淬火、渗碳、渗氮。要针对不同的环模材料，综合考虑这些热处理方法的特点，进而安排于机加工工序之间。正火是将环模加热到 AC1 或 ACM30 -50以上，保温一段时间 (45 分钟至 90 分钟 )后， 26在空气中冷却。正火处理的冷却速度比退火处理的冷却速度快些，得到的组织要细一些，且生产效率也要高些。因此，常用正火处理来消除前一道工序所带来的各种组织或性能上的缺陷，消除内应力，为下一道工序作组织准备。在环模加工工艺中，正火处理一般安排在锻造之后或粗加工之前，也有安排在精车之前。经正火处理后的环模，切削性能有所改善，并能适当地改善加工后表面光洁度 25。调质是将环模加热到 AC3或 AC130 50以上，保温一段时间 (45分钟至 90分钟 )后，迅速冷却 (淬油 )后，再高温回火。调质的目的是获得较高的强度和韧度相互配合的综合机械性能，特别是保持环模心部的综合机械性能。在环模加工工艺中，一般安排在精车，扩孔之前或粗加工之后；也可以安排在渗氮之前，为最终热处理准备良好的组织。对于中碳优质结构钢和合金结构钢，要注意淬火与高温回火的时间间隔不宜过长，否则，因环模的复杂结构而可能造成环模的热处理裂纹。 nts 11 淬火是将环模加到 AC3或 AC1以上 30 50，保温一段时间 (45分钟至 90分钟 )后，快速冷却。常用的冷却介质为水和油。在水中的冷却速度比在油中快些。如在水中加入 0.15 0.30的聚乙烯醇，其冷却介于水和油之间，可得到较好的热处理组织。淬火一般安排在扩孔后或磨削加工之前，可作最终热处理工艺。渗碳是向环模模孔表面和内环表面渗入碳原子，形成较高硬度、较严密的碳铁化合物组织，以提高模孔和内环表面的硬度，提高其耐磨性，从而提高环模的使用寿命。渗碳主要针对含碳量 0.15 0.25的优质结构钢和低合金钢如 20号钢、 20Cr、20CrMnTi等。渗碳时间与渗碳层厚度有关，可根据经验测定。常见的环模渗碳方式为固体渗碳。其方法是将环模埋入装满木炭和助渗剂 (Na2C03或 BaC03)的渗碳箱内，加热至 920 950 (一般为 930 )，保温一段时间，视渗碳层厚度要求而定，取出空冷或油冷、水冷，也有气体渗碳的，一般将环模竖着堆放入密封的井式渗碳炉中，通入渗碳气体或滴入含碳的液体，在 930保温后，空冷或油冷、水冷。渗碳作最终热处理工艺。渗氮一般作为环模的最后热处理工艺，其目的一方面是保证环模的心部性能，另一方面是在表面得到耐磨的、致密的氮铁化合物。渗氮常用于中碳优质结构钢和中碳合金结构钢如 45号钢、 40Cr、 40CrMnMo等。渗氮后，渗氮表面硬度可达 HRC65 72，有较高的耐蚀性，可增强对水及水蒸汽的腐蚀。但由于氮化时间较长，氮化成本较高，因而造成环模价格也略高些。常见渗氮有井式炉气体渗氮和辉光离子氮化。在加工制造环模时，应对环模毛坯的硬度加以控制，其硬度在 HBl70 220之间为宜，如果硬度过高，钻孔时钻头易断裂，并造成死孔，硬度过低则影响模孔的光洁度。为了控制毛坯内部材质的均匀性，有条件的话，应对每个毛坯进行内部探伤，防止毛坯内部有裂纹、气孔、夹砂等缺陷。 25 本文所设计的环模材料采用 20CrMnTi，热处理后表面硬度为 HRC55 58。具体加工和热处理的过程为：开料锻造正火粗车调质精车钻 (扩 )孔渗碳磨（除氧化层）一试压涂防锈油检验入库。 20 3.1.2 模孔压缩比和粗糙度常见的环模孔主要有直形孔、阶梯形孔、外锥形孔和内锥形孔等。阶梯形孔又分为释放式阶梯孔 (俗称减压孔或释放孔 )和压缩式阶梯孔，如图 8 所示，不同的模孔形式适合不同种类的物料。本设计考虑加工工艺，并充分考虑吨电耗，本次设计采用如图 9孔形结构 15。环模压缩比是指环模孔的有效长度和环模孔的最小直径的比值，它是反映燃料挤nts 12 压强度的一个指标。压缩比越大，挤出的燃料颗粒越结实。对于直形孔的环模压缩比来说，环模孔的有效长度即为环模的总厚度，最小直径即为模孔本身的直径；对于释放式阶梯孔和外锥形孔来说，模孔的有效长度即为环模的总厚度减去释放孔的长度或外锥孔的长度，小直径段的孔径即为计算压缩比的孔径；对于压缩式阶梯孔和内锥形孔来说，这种情况比较特殊，一般把整个环模厚度作为模孔的有效长度，最小直径取小直径段的孔径，当然，这样计算出的环模压缩比的含义和前两种情况是有区别的。本次设计模孔直径为 30mm，选用压缩比为 75/30=2.5。图 6 孔型结构图 Fig 6 structure of roller 图 7 饲料颗粒环模成型机孔形结构图 Fig 7 the hole shape structure of biomass ring-die briquetting machine 粗糙度也是衡量环模质量的重要指标。在同样的压缩比下，粗糙度值越大，物料挤出阻力越大，出料越困难，过大的粗糙度也影响物料表面的质量。本次设计的环模孔内表面的粗糙度值为 0.8，为进一步减小工作阻力，在环模使用之前，在油料中加入25的细沙对环模孔进行研磨 2h，经研磨后的环模，孔面光滑，阻力小，有利于进行秸秆的压制成型。 3.1.3 单位功率面积 nts 13 单位功率面积是指压粒主电机每 Kw 所对应环模有效压带面积（ mm2） ,它是衡量成型机性能的重要参数，也是设计成型机的主要依据。该参数太大，主电机功率偏小，则造成超载，反之则浪费能耗。因此，单位功率面积（ mm2/KW）必须有一最佳值 . 纵观国内外生产厂家 ,单位功率面积取值范围为 300600mm2/KW, 设计时 500mm2/KW,这样使成型性能较稳定，可靠性好 5。单位功率面积 A 计算公式： PDPSA b （ mm2/KW） (9) 式中： S 环模压带有效面积（ mm2） D 环模内径（ mm） b 环模压带宽（ mm） 3.1.4 环模内径 D 和压带宽 b 根据单位功率面积理论推导，环模内径 D 应在一最佳范围内，由单位面积 S 计算式得： PDPSA b bAPD （ mm）（ 10）一般， D 与 b 的关系为： b=(0.20.3)D=kD（参数） KAPD(mm) （ 11）本设计中，主电机功率 P=1.1KW，单位功率面积 A=500mm2/KW， ,取 k=0.25 所以：）（ mm2405.201.12500 D （ 12）实际机子上的环模内径设计为 240mm， b=0.25D=60（ mm）环模外径为 320mm。 3.1.5 模孔开孔率压模表面开孔率的大小，直接影响秸秆环模成型机的产量和机加工难易程度。开孔率搞，则其产量大，但加工孔眼多，制造所需的工时就多。在考虑开孔率和产量的同时，应特别注意压模表面有足够的支撑面积，保证有足够抗断裂能力和结构强度，以防止承载是破裂而缩短使用寿命。对于开孔率问题，国内外以做了大量实验研究，一般认为，根据模孔直径不同，开孔率可在 20%30%之间选择 2。开孔率计算公式为 : nts 14 b2r20RN（ 13）式中 ro 模孔半径（ mm） N 模孔数从式 (13)可以看出，在模孔直径一定的情况下，要提高环模的开孔率，必须增加模孔数，增加模孔数将导致壁厚减小，但最小壁厚必须满足环模强度的需要。本次设计环模材料使用 20CrMnTi，模孔为 30，采用渗碳的热处理工艺，渗碳层厚约 lmm，同时保证壁厚有足够的韧性，因此设计模孔数为 26。 .4 %19861752 2615 2 3.2 压辊的设计 3.2.1 压辊直径 d 饲料颗粒成型机的环模和压辊尺寸是颗粒成型机诸参数中最为重要的两个基本参数。因而选择最佳的环模和压辊径比（ =r/R)是设计颗粒机的关键问题，解决这个问题，不仅有助于进一步认识压粒过程中的一些基本规律，还可为设计和改进颗粒机提供理论依据。这里从颗粒机工作时某些参数之间的几何关系加以研究，环模区工况如图 8 所示。图 8 环模区工况图 Fig 8 working figure of ring-die area 由图 3 3 可以计算压辊所能攫取的物料层厚度： nts 15 coss i n 22 rrrROA （ 14） c o ss i n-11 220 ROARh（ 15）式中： R 环模的直径， mm r 压辊的直径， mm ho 压辊所能攫取的物料层厚度， mm 物料攫取角， ( ) 式（ 15）表明了攫取层厚度 ho与攫取角、环模成型机辊模径比以及模径 R 之间的关系。根据式（ 15）进行计算，从而可得到理论最佳值如表 32。表 3 理论最佳值 Table 3theory optimal value of / 10 20 30 40 50 60 max ho/R 最大值 0.852 0.1609 0.745 0.2998 0.667 0.4224 0.609 0.5335 0.566 0.6360 0.539 0.7321 环模转动时，压辊沿坏模的内表面运动，并依靠物料与压辊、环模之间的摩擦力将攫取的物料压入模孔中。为了研究攫取条件，从压粒变形区内靠近咬入弧的一小微段物料的受力状态来分析。这时环模、压辊和物料之间存在着以下诸力：环模作用于物料的正压 M 和物料、环模内表面间的摩擦力 T 压辊作用于物料的正压力 N 和物料、压辊表面间的摩擦力 F，如图 9 所示。图 9 物料体受力分析图 Fig 9 stress analysis figure of material 阻碍物料进入压粒变形区得力为： Nsin ;钳入物料的力为： Fcos +T=Ncos+f2M，物料欲进入压粒变形区必有： f1Ncos +f2M Nsin，将 M=Ncos +f1Nsin代入上式得到攫取条件： 18 nts 16 21211tan ff ff （ 16）式中： f1 物料与压辊之间的摩擦系数 f2 物料与环模之间的摩擦系数将所设计的值代入上式，符合要求。由图 8 可知，压辊旋转一周，被一个压辊挤入模孔中的物料量由攫取层厚度 ho所决定，它的体积为： 16 bhRRV 202 （ 17）式中： ho 物料压实层的宽度， mm 坏模开孔率 R 为模孔半径， mm 将式（ 15）代入式（ 17）得： 22220 c o ss in112 RNrV （ 18）若压辊数目为 Z，转速为 n，秸秆的初始密度为 0 时，生物质环模成型机的生产率为： 22202 c o ss i n112 nZRNrQo（ 19）由式（ 19）可以看出，成型机的生产率与其他影响因素之间的关系。但其中由于压辊数目同辊模径比有相互制约的关系，因此 Z 的增量不一定在任何情况下都能使生产率得到提高，为进一步研究生产率，现分析压辊数目 Z 与辊模径比之间的关系。设 m 为辊模径比的极限值，可得出： 14 ZZ180sin1180sinm （ 20）根据式（ 20）得到表 42 表 4 压辊个数 Z 与辊模径比的关系 Table 4 relationship of pressure roller number Z and roller diameter ratio modulus Z m Z m 2 0.5 0.45 4 0.4142 0.35 3 0.4641 0.40 5 0.3072 0.30 nts 17 由表 4 可知，当 Z 取 2 时为 0.450.5，所以，压辊直径 d=（ 0.450.5)D=170mm 3.2.2 压辊与压辊轴承的设计对于饲料颗粒成型机来说，压辊是主要易损件之一，其寿命的长短直接影响到颗粒燃料生产成本，因此对压辊合理设计、提高使用寿命有着重要的意义。饲料颗粒成型机在造粒的过程中要求压辊与环模之间保持一定的间隙，一方面是使物料进入模孔，另一方面避免环模和压辊直接接触。该间隙随物料类型的不同而变，一般保持在0 15mm 左右，而造粒过程中，物料对压辊和环模的磨损恰恰使这一间隙经常改变，因此要求压辊能够调整偏心，这样可以补偿磨损，提高压辊寿命。基于此理论，本次设计选择压辊轴材料为 40Cr，调制处理，表面硬度为 HB350；压辊材料选择为20CrMnTi，表面采取渗碳热处理工艺，渗碳后硬度为 HRC52 54。 3.2.3 压辊轴承的选择本次设计压辊轴承选用既可以承受径向力又可以承受轴向力的圆锥滚子轴承；其型号为 33208。设定轴向游隙时必须考虑热膨胀。采用 X型配置方式时，温度升高总是使轴承游隙减小；采用 O型配置方式时，有三种不同的情况：当滚动圆锥顶点，即轴承外圈滚道延长线与轴承中心线的交点重合时，轴承游隙不受热膨胀的影响；当两轴承距离较近，滚子圆锥顶点互相交错，轴承轴向游隙会随热膨胀的增加而减小；当轴承距离较大时，滚子圆锥顶点不相交，轴承轴向游隙会随着热膨胀的增加而增大。由于饲料颗粒成型机在工作时，压辊、环模与物料相互摩擦和挤压，产生大量的热。这些热量势必引起压辊轴系和轴承游隙的变化，因此在设计时必须加以考虑。由于压辊轴较短，因此无论轴承采用哪种安装方式，在受热的状态下都会使轴承轴向游隙减小。考虑到加工和安装结构简单，本次设计的一对圆锥滚子轴承采用 X型布置方式，在装配时保证轴承的轴向游隙为 0 15mm。具体结构见图 10。图 10 压辊轴承配合图 Fig 10 cooperate figure of pressure roller and bearing 3.3 主轴的设计传递功率为 5.5W，主轴转速 200r/min，材料牌号： 45 调质；硬度 (HB)： 230；抗nts 18 拉强度： 650MPa；屈服点： 360MPa；弯曲疲劳极限： 270MPa ；扭转疲劳极限： 155MPa；许用静应力： 260MPa；许用疲劳应力： 180MPa。首先根据轴的基本直径估算公式估算主动轴的基本直径： 13 （ 21）式中 d 为轴的基本直径， mm； P 为轴的传递功率， KW； C 为计算常数，取决于材料及受载情况； n 为轴的转速， r/min。选 C=110，将功率和转速代入式（ 21）可求得直径为 49.09mm,考虑到轴端要安装压辊需开键槽，将其轴颈增加 3%7%，所设计的主轴的基本直径必须大于所求的直径，现取轴的直径为 60mm。（ 1）轴传递的转矩： 66 103.11300 .535105.59 TN mm （ 22）（ 2）轴的结构设计按照工作要求，该轴立式放置，轴的一端与联轴器相连，另一端与旋转部件相连，中间通过轴承支撑，该轴基本上只产生扭转变形，初步结构尺寸如图 11 所示。 3.3.1 轴的校核（ 1）皮带轮作用力由上计算得 FQ=1509N （ 2）校核轴的弯曲强度和扭转强度如下图所示：图 11 轴结构图 Fig.11 structure of shaft nts 19 图 12 水平面剪力图（ N） Fig 12 figure of horizontal shear (N) 图 13 水平面弯矩图（ N mm） Fig 13 Plane plot (N mm) 图 14 合成弯矩图（ N mm） Fig 14 synthetic plot (N mm) nts 20 图 15 扭矩（ N mm） Fig 15 torque (N mm) （ 4）弯曲应力校核如表 5：表 5 弯曲应力校核 Table 5 bending stress checking 危险截面的 x坐标： 35mm 直径： 15mm 危险截面的弯矩 M： 5205N mm 扭矩 T： 5650.45N mm 截面的计算工作应力： 39.03MPa 许用疲劳应力： 180MPa 结论：弯曲应力校核通过（ 5）疲劳强度校核如表 6：表 6 疲劳强度校核 Table 6 fatigue strength check 危险截面的 x坐标： 35mm 直径： 15mm 危险截面的弯矩 M： 5205N mm 扭矩 T： 5650.45N mm 有效应力集中系数（弯曲作用）： 2.05 有效应力集中系数（扭转作用）： 1.55 截面的疲劳强度安全系数 S： 4.07 许用安全系数 S： 2.0 35mm处疲劳强度校核通过（ 6）静校核计算如表 7： nts 21 表 7 静校核计算 Table7 calculation of static check 危险截面的 x坐标： 35mm 直径： 15mm 危险截面的弯矩 M： 5205N mm 扭矩 T： 5650.45N mm 截面的静强度安全系数： 7.56 许用安全系数 Ss： 1.8 35mm处静强度校核通过（ 7）扭转刚度校核如下：选取圆轴的扭转角为 0.26，许用扭转变形为 0.9 /m，扭转刚度校核通过（ 8）弯曲刚度校核如下：挠度计算如表 8 表 8 挠度计算 Table 8 deflection calculation 序号 x/mm i/mm 序号 x/mm i/mm 1 17.25 0.054196 6 103.5 0.022973 2 34.5 0.047899 7 120.75 0.017427 3 51.75 0.041601 8 138 0.012619 4 69 0.035303 9 155.25 0.008341 5 86.25 0.029013 10 172.5 0.004724 选用许用挠度系数为 0.003；最大挠度为 0.054196mm，所以弯曲刚度校核通过（ 9）临界转速计算如下：表 9 临界转速 Table 9 critical speed 当量直径 dv： 81.74mm 轴所受的重力： 400N 支座形式系数 1： 9.0 轴的一阶临界转 ncr1： 17582.83r/min 轴截面的惯性距 I： 52038.69mm4 支承距离与 L的比值： 0.36 4 结论本文突破传统饲料颗粒成型机的热成型理念，设计出利用冷成型工艺压制的饲料颗粒环模成型机。对饲料颗粒成型机进行了总体设计，对成型机的关键易损件环模设计进行了详细的阐述。主要研究内容和取得的成果有如下几个方面： 1 通过对比国内外的饲料颗粒成型机，设计利用冷成型工艺压制饲料颗粒环模成型机； nts 22 2 对成型机从电动机到传动系统到工作部件进行了设计、选型； 3 对压辊和环模的材料、尺寸配合等进行了详细分析； 4 对主要传递转矩的主轴进行了强度校核。在设计过程中也遇到很多问题，其中最大的问题是传递方案的确定，通过对带轮传动、齿轮传动减速和减速箱减速进行计算和分析，觉得虽然带传动有容易打滑等缺点，但通过带轮传动是最简单、方便和便于实现的一种传动方案，所以最后选用

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。