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jx354
卧式
滚筒
软化
干燥机
设计
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【JX354】卧式滚筒软化干燥机设计[C],jx354,卧式,滚筒,软化,干燥机,设计
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说明书 I 摘 要 筒体是 卧式滚筒软化干燥机 的机体。筒体内既进行热和质的传递又输送物料，筒体的大小标志着 卧式滚筒软化干燥机 的规格和生产能力。筒体应具有足够的刚度和强度。在安装和运转中必须保持轴线的直线性和截面的圆度。筒体的材料一般用 提高了传热效率 ,充分发挥了蒸汽的潜能 ,降低了蒸汽消耗 ;提高了滚筒软化干燥机加热列管的管壁温度 ,增加设备处理量 ,提高物料软化效率。应根据油料的种类和含水量的不同，制定软化温度；当油料含水量低时，软化温度应相应高些，反之，应低些。根据油料含水量的不同，可进行加热润 湿或加热去水。根据轧呸效果调整软化条件。 轴的设计工作中的另一个重要方面是一根轴与另一根轴之间的直接联接方法。这由刚性或者弹性联轴器来实现的。联轴器是用来把相邻的两个轴端联接起来的装置。在机械结构中 ,联轴器被用来实现相邻的两根转轴之间的半永久性联接。 关键词： 滚筒 ；软化； 效率 ; 联轴器 说明书 is on of of of a of in of 235 to of to to of a of to to of up to to of a be a of to on or to to to of is of to is by as A is a of In to a I 目 录 1. 前言 1 干燥设备的概况 1 滚筒干燥机的工作原理和特点 2 本课题的 设计目的和主要内容 3 设计进度安排 4 2. 设计计算书 5 已知参数 5 总体方按确定 5 位时间产量 5 料吸热计算 5 汽管径计算 7 热面积的计算 7 主要尺寸的确定 8 传动设计 9 率计算 9 速机选型 10 轮计算 10 轮部装计算 12 轮部装计算 15 3. 滚圈结构设计 16 4. 进料绞龙设计 19 5. 设备的安装和调试 21 6. 可能的故障现象和解决方案 21 7. 设备的维护与保养 22 结束语 23 致谢 24 参考文献 25 说明书 I 摘 要 筒体是 卧式 滚筒软化干燥机 的机体。筒体内既进行热和质的传递又输送物料，筒体的大小标志着 卧式 滚筒软化干燥机 的规格和生产能力。筒体应具有足够的刚度和强度。在安装和运转中必须保持轴线的直线性和截面的圆度。筒体的材料一般用 提高了传热效率 ,充分发挥了蒸汽的潜能 ,降低了蒸汽消耗 ;提高了滚筒软化干燥机 加热列管的管壁温度 ,增加设备处理量 ,提高物料软化效率。应根据油料的种类和含水量的不同，制定软化温度；当油料含水量低时，软化温度应相应高些，反之，应低些。根据油料含水量的不同，可进行加热 润湿或加热去水。根据轧呸效果调整软化条件。 轴的设计工作中的另一个重要方面是一根轴与另一根轴之间的直接联接方法 。 这由刚性或者弹性联轴器来实现的 。 联轴器是用来把相邻的两个轴端联接起来的装置 。 在机械结构中 ,联轴器被用来实现相邻的两根转轴之间的半永久性联接 。 关键词： 滚筒 ； 软化 ； 效率 ; 联轴器 说明书 is on of of of a of in of 235 to of to to of a of to to of up to to of a be a of to on or to to to of is of to is by as A is a of In to a I 目 录 1. 前言 1 干燥设备的概况 1 滚筒干燥机的工作原理和特点 2 本课题 的设计目的和主要内容 3 设计进度安排 4 2. 设计计算书 5 已知参数 5 总体方按确定 5 位时间产量 5 料吸热计算 5 汽管径计算 7 热面积的计算 7 主要尺寸的确定 8 传动设计 9 率计算 9 速机选型 10 轮计算 10 轮部装计算 12 轮部装计算 15 3. 滚圈 结构设计 16 4. 进料绞龙设计 19 5. 设备的安装和调试 21 6. 可能的故障现象和解决方案 21 7. 设备的维护与保养 22 结束语 23 致谢 24 参考文献 25 1 1. 前言 油脂与粮食同为人类最基本的生活必需品。油脂制取技术、加工技术、工艺流程、质量检测、包装储藏、生产管理 是油脂生产全程中最为关键的环节。 在植物油脂加工过程中 ,油料在预处理阶段非常关键 ,国内油厂普遍采用软化步骤和专门的软化装置 但是目前一些油厂尤其是中小油厂 ,对该工艺及设备的计算熟悉程度不足 ,所以 ,对此工艺的研究计算就显得颇为重要 。 油料加工过程中，软化是一道关键的工序。软化是调节油料的水分和温度，使其变软、改善其弹塑性的工序，主要用于含油量低的大豆、含水量低的菜耔，和含壳的棉仁等。 为了达到所需的软化效果，各厂家研究出各种各样的软化设备，目前软化设备归结起 来主要有 3大类：第 1类为软化箱，该类型设备由于缺陷太多，已经淡出市场；第 2类为立式 滚筒软化干燥机 ，该类型设备由于消耗动力高，制造及维修复杂，存在死角等问题已逐渐被其他产品取而代之；第 3类为卧式 滚筒软化干燥机 ，该类型设备最突出优点为消耗动力低，是立式 滚筒软化干燥机 消耗动力的 1 6 1 4。油脂生产蓬勃发展，竞争更加激烈，对油脂工艺的要求越来越高。更合理高效的设备不断涌现， 同时原有设备 更新换代 的周期不断缩短 。 本课题所设计的软化滚筒干燥机就是对原有类似设备加以改进，并形成系列化产品。 干燥设备的概况 干燥技术的应 用，在我国具有十分悠久的历史。闻名于世的造纸技术，就 有 干燥技术的应用。干燥设备广泛应用于化工、食品、粮油、饲料等工业， 中国的现代干燥技术是从 20 世纪 50 年代逐渐发展起来的，迄今对于常用的干燥设备，如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥等设备，我国均能生产供应市场，对于一些较新型的干燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也都已开发研究，有的已工业化应用。我国的现代干燥技术取得的成绩是我国 相关科研人员 和企业界共同努力的结果，虽然 取得了 不少可喜的成 果，但是 企业间的竞争尚不规范 阻碍了干燥技术的健康发展 ， 很多成果尚未能转化为生产力，使企业的产品得不到更新。 干燥技术的研究既要研究 不同 物料的干燥性能，也要研究各种节能高效的新型干 2 燥设备，以及一定的物料在某种干燥设备中的合理操作参数。人们一直希望通过干燥理论的研究建立干燥模型，以期在计算机上取得最佳结果。遗憾的是，直到今天，对于大多数干燥操作，在无经验的情况下，只能通过试验取得相关数据，来指导生产实践。干燥技术有三项目标是 业界 公认的，即干燥操作要保证产品质量 、 干燥作业对环境不造成污染 、 干燥 的 节能研究。 干燥也 是一个能耗 较 大的 单元 操作，直接决定着产品的质量 ， 特别是高性能材料的生产，对干燥操作有着更高的要求。针对这些问题，近些年来，干燥技术领域出现了一些创新成果。为了节能以及生产附加值高的产品、解决干燥过程中出现的问题，需要结合现存的各种有效的干燥技术，或者研究开发特殊的干燥技术和新型的干燥设备，同时也需要强化干燥过程中的智能化控制。在油脂制取的原料干燥上，目前我国此类干燥设备大部分是采用对流干燥技术 ,主要使用滚筒烘干机、流化床烘干机和塔式干燥机。 简而言之， 目前干燥技术发展的总趋势为： 专业化 、 大型化、系列化和自动化 发展 ； d. 采用新的干燥方法和组合干燥方法； 滚筒干燥机的工作原理和特点 卧式滚筒软化干燥机适用于 50 1500 吨 /日榨油厂、浸出油厂，主要用于原料的软化，提高原料的塑性，使轧坯机轧出的坯薄而不碎，从而提高蒸炒、压榨、浸出效果。该型滚筒软化干燥机还可用于饲料行业的物料干燥。 滚筒软化干燥机的工作原理： 物料通过进料口进入转筒内，随着转筒的转动物料得到不断的翻动， 由于转筒内装有加热列管，列管里通有蒸汽，因此物料在随着转筒转动不断翻动的同时，得到加热、软化。转筒带有进料端高、出料端低的倾斜角，根据物料的软化情况，通过调速装置调节转筒的转速，可以控制物料在转筒内的软化时间，使物料的软化效果达到最佳状态。 滚筒软化干燥机的主要结构： 滚筒软化干燥机主要由带倾斜角的底座板框、进料装置、带加热装置的滚筒、支承架装置、电机调速装置、挡轮装置和齿圈传动装置等组成，主要结构参 3 见图 1 图 1 1滚筒的转动使物料翻动更加均匀没有死角，避免立式蒸炒锅死角造成物料焦糊现象，物料软化均匀透彻。 2能量消耗大大降低，同样产量的软化设备， 生产成本大大降低。 3与传统的立式蒸炒锅相比，滚筒软化干燥机避免了刮刀和加热层的磨损，因而设备使用寿命长，故障率低，维修费用少。 4根据物料的品种、性质不同，可随时调节物料在锅内的软化时间。 5由于其独特的结构，同等处理量的设备体积比立式蒸炒锅大为减少，在车间内的布置更容易，占地面积减小，设备投资额 也大为降低，尤其是大吨位的油料加工厂采用该设备意义更大。 6在软化高水份物料的同时能干燥物料，去水率最高可达 2% 3%。 本课题的设计目的和主要内容 本课题拟通过设计一个型号的卧式滚筒软化干燥机，学习如何综合应用本专业的知识进行资料的查阅、方案的拟定和设备的具体设计，熟悉机械图样的绘制方法，熟练掌握计算机绘图的技能。通过此次设计，提高分析问题、解决问题的能力，培养认真、踏实、严谨的工作作风。 主要的设计内容： 设计 ，设计产量 350 4 理原 料为破碎大豆），完成整体结构、传动装置、筒体部装 、底座 装置 等零部件的设计、绘图，所有的图纸均采用计算机绘图， 总装还 采用三维设计。 设计进度安排 本设计总的时间约 14 周，主要进度安排如下： 时间安排 完 成内容 第 4 5 周 调研、查资料、完成毕业实习报告（调研报告） 第 6 8 周 总体方案确定、系统总体设计 第 9 14 周 详细设计 第 15 16周 编制设计说明书，准备答辩 5 2. 设计计算书 已知参数 表 2知参数表 规格型号 产能力 （ T/D) 350 蒸汽压力 (料温度 ( C) 20 出料温度 (C) 80 蒸汽流速 (m/s ) 20 去水率 3 蒸汽密度 ( / 3m )筒转速 (r 1 4 计算内容 计算结果 单位时间产量 W 1000/24 Kg/h 每小时产量 W 日产量 W 350T/D 物料吸热计算 Q 1 物料升温热量（ KJ/h） Kg/h 6 水分汽化热量（ KJ/h） C t C 物料比热，大豆比热 C=J/K t 80=60 60 30 m m 物料含水量（ kg/h）， m 3%kg/h Q 水的汽化热（ KJ/ 3% 2250 KJ/ h 所以： Q (30+0 4063W h 按热损失 5%计，需蒸汽的量 Z Z Q/Q 4063W/2140 2W 700KJ/h Q 蒸汽的汽化潜热 KJ/力下， Q 2140KJ/ 蒸汽 管径计算 Q h Z 700KJ/h 7 蒸汽的体积流量 V Z/ 2W/m3/h) =3600 m3/s) 蒸汽进汽管道直径 D 2 V/ 2 0/ 2 （ m） 2000 77 设大豆温度由 20度升至 80 度， 蒸汽压力 度 计算换热面积： AQ 蒸汽冷凝热量（ , Q=Z Q， Q 2140kj/汽压 力 K 传热系数， K W/ 2() 2( D 77 8 =或 因为： 1 j/h=1010以： A Z 2140 10 =2 W = 154.7 （ Z：蒸汽用量， kg/h， W：日产量， T/D） 筒体主要参数的确定 或 即需要的换热面积应满足： A 154.7 要尺寸的确定 计算内容 计算结果 筒体体 积 ： V t/( 60) =W t/( 60) 20.7 中 ： 单位时间生产能力 (kg/h) t 停留时间 ( 取 t=15 物料密度 (kg/ 560 查粮食流通工程设计手册 大豆 整粒 =720 800碎后为 480 640 片 288 400 装满系数， V 20.7 9 筒体长度 L=V/( 其中 D=1.8 m 即需要的筒体长度应满足： L m 动设计 计算内容 计算结果 率计算 计算功率： N L n K 式中： D：筒体直径， m L：筒体长度， m n：筒体转速 设计最大转速 4 :物料密度， 560 ：装满系数，取 K：修正系数，对空心筒体 K 1 加装换热管和导流板后， K 2 。 取 K 以： N 4 560 W 实际电机功率 N 电 N W 取电机功率 N 电 11 1 电机功率 N 电 11 10 速机选型 摆线针轮减速机输出转矩 见天津减速机总厂的产品样本 减速机输出转矩 M M 975 N i K/n 9555 N i K/n 6045 其中： N：输入功率（ N=11KW i：传动比 ； n：转速（ ：效率 取 K：工况系数， K 轴器选择 按机械设计手册第二卷 9550 Pw/n ( = 9550 11 1 = 1997 取工况系数 K 齿轮计算 渐开线齿轮设计计算书 （ 1）确定齿轮类型 标准斜齿轮，齿轮配合为外啮合传动。 （ 2）选择材料 设减速机传动效率 比 i，齿轮传动速比 考虑轴承的功率消耗；小齿轮材料 45，调质 220 250面淬火 数 23，齿圈材料 640（ 正火200齿根弯曲疲劳极限 240 170用接触应力 600 （新编机械M 6045 取 1 凸缘联轴器 11 设计手册 机械设计基础 1. 小齿轮扭矩（减速机输出扭矩）： 106 / 106 /（ n0/i） 106 i/ 4475000 机输出功率（ 机转速 1500速机出轴转速（ n0/i。 21 3）计算许用弯曲应力 F 确定寿命系数 计工作年限 15年（年工作 300天）， 每天工作 24小时。 小齿轮寿命系数： 60 n0/i 60 n0/i（ 15 300 24） 108 大齿轮寿命系数： N1/ 106 因 106， 确定尺寸系数 （假定模数 10 安全系数 按失效概率 1% 计算许用弯曲应力 F F=204 F =1 4475000 108 106 12 4) 计算模数 载荷系数 K 形 系数 定齿宽系数 a b/a （ m b/m 8 15） （ 确定模数 m m 4 a() F （ 1/3） m 然小齿轮的 F要大， 所以上式中 F值 以小齿轮代入。故： m 4 ()232 （ 1/3 1） （ 1/3） 按扭转强度计算（ =40 小齿轮的最小轴径： d )3 T 滚轮部装计算 滚轮材质 调质处理 : 圆整 m=16 圆整 d =85 13 250，轮面淬火 圈材质 正火处理 :220 计算方法：按线接触强度计算 筒体传递的动力 P 1 2 （ 1、 2为减速机、齿轮效率）， 筒体的转矩 106 P1/n =107 n=3个滚圈外圆处的圆周力 1， 单个滚轮法向压紧力 N f/2 1/ 104 N （ K：载荷系数， f：摩擦系数， 计算接触应力如下： H Fn/ H=400N/ n：载荷，此处为单个滚轮法向压紧力N； 单个滚轮法向压紧力 也可按 N G ） /4 =104 N 取 33 （ 4个滚轮）计算， 1 107 1 104 N N=104 N 14 综合弹性模量 E E=2 2），此处 2相等， 接触长度 b 滚轮和滚圈的接触长度 综合曲率半径（ 对于外接触， = 1 2/（ 1+ 2）， 1、 2为 滚轮和滚圈的半径。 滚圈的宽度 b E/ H2 = 轮的直径按赫兹线接触强度公式： 滚轮的直径 d 2/B(2 (1/如 ： d 2/ (1/=2/B/d 1:支承圈的半径（ 支承圈和滚轮材料的弹性模量， 对钢， E 104N/ 对于铸钢， E=104 N/ 滚轮许用接触应力， N/ 对于铸钢，为 400 450 N/ F：（驱动）滚轮与支承圈处的附着力， F 63150N 用全部滚轮上的力， 取 b=100 d=320 F 63150N 15 着系数 取 轮 4个，滚轮与滚圈中心夹 角（取 66），则： 4 G/ /2） G/） 3 105N （ G:筒体旋转部分和物料总重） 计算径向变形（ ，滚圈的厚度、宽度还需调整。 注：滚轮轴径是指固定心轴许用弯曲应 力为 215最小轴径值（ 。 挡轮直径按接触强度计算 弹性模量 E=105 轮高度 轴向力 F F=） =43800N E=105 摩擦系 数 f 取 f （考虑滚轮和滚圈若出现滑动，则挡 轮需承受相当大的摩擦力）；若不计摩擦力 . 对 180B， G=300000N 挡轮直径 d (2 (EF/h) 3 105N F=43800N 16 许用接触应力， 对 50 h=60d（ 50） 2 105 38225/60 169 =际 取 d 180 取 d 180. 滚圈 结构设计 滚圈和支承圈的计算机辅助设计： 参见图 2 由图中可知，滚圈的径向变形为 于许用径向变形量 触应力也小于许用接触应力，说明滚 圈的结构参数取值合理。 17 图 2圈的计算机辅助设计 结论： 许用弯曲应力 75 许用 接触应力 400 设计合理 。 18 图 2 19 4. 进料绞龙设计 螺旋输送机俗称绞龙 ，是常见的输送设备之一，它是一种非挠性牵引构件的连续输送设备。此类输送机是由装有螺旋叶片的轴和筒形机槽所组成，物料在槽内是螺旋的旋转作用而被推进的。 采用计算机辅助设计工具进行计算： 绞龙（慢速螺旋输送机）辅助设计工具 用条件：水平或小倾角（ 20）的慢速螺旋输送机，正螺旋叶片。 程序使用说明： 首先根据日产量和物料种类，在已知条件栏内填入相关的参数，粗步计算螺旋的直径和螺距、转速，然后确定具体的螺旋直径、螺距和转速值，进一步计算功率，验算填充系数和转速。 估算后在计算结果栏内自动出现圆整后的螺旋直径、螺距和转速，根据需要可任意改变其值，计算功率。注意绞龙的转速应小于最大转速，装满系数在推荐的范围内，S/D 的值为 默认已知条件以破碎的大豆为输送物料，可根据实际情况修改。带底色的数据框不能被修改。参数说明： 1. 物料特性系数 充）系数 ：大豆、花生仁、菜籽、蓖麻籽 A=45， =动装置的总效率，一般为 计资料： 设计要求：产量 350数设计，用绞龙设计辅助工具 算，参见图 2 20 图 2龙计算机辅助设计 结论：螺旋直径 D=320 距 S=288 速 = 功率 所以 绞龙 选用 21 5. 设备的安装和调试 该机的安装应在破碎工序和轧坯 工序之间，为蒸汽加热，需在进汽阀门前加装减压阀（ P如用导热油加热，在进油口阀门前并联加装安全回油旁通管管道，管道通径不小于进油管道。安装完成后要求： 设备固定要稳，不应在空转时有移动现象。 安装后各零件之间不会发生干涉现象且开关自如，运转正常。 在齿轮准确咬合的情况下，两滚轮平行，并同时与滚圈准确接触，不能发生接触或接触线不在同一条直线上的现象。 各接管应正确。蒸汽进口管和冷凝水出口管外 接金属软管安装后应 保持松弛，不得承受管道重量压力。 设备空转时应正常，无异音和剧烈振动。 保证滚轮和滚圈 、齿轮和齿圈、挡轮和滚圈的线接触面长度占全长的 85%以上。 序号 故障现象 原因 措施 1 旋转接头漏汽 1、填料密封失效 2、金属软管破裂 1、更换密封填料 2、更换金
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