单轴面筋脱水机 说明书

毕业设计（论文）1、前言大学四年就要结束，毕业设计是本科生获得学士学位的必要条件。毕业设计它能够综合运用大学间段所学的专业知识，并与实际的生产相结合,只有在实际的设计过程中我们才能真正的体会到一个机械产品在从设计到生产的一系列工作。毕业设计是培养学生综合运用本学科的基本理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力，完成工程师的基本训练和初步培养从事科学研究工作的重要环节。毕业设计能够培养我们的独立工作能力、开发创造能力为主，兼顾所学知识的巩固、应用和扩大了专业知识。毕业设计内容包括工作计划和组织、检索与阅读中外文献资料、调查研究、方案比较选择、设计与计算、综合分析、计算机绘图、方案模拟抽象、总结提高、撰写报告等。通过毕业设计培养学生综合运用所学基础理论、基本知识、基本技能和专业知识，联系生产及科研实际完成某一课题，全面检验学生分析和解决问题的能力，使学生掌握基本方法，受到初步的工程技术训练。是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。能够掌握如何针对某一机械设备进行设计，是本次毕业设计的目的。希望能够通过此次的毕业设计能够达到这一点。运用四年来所学的专业知识使之与现实中的设备相结合，也正是我们学习的最终目的。用我们的理论知识在现实中能够有所创新，使中国的制造业更上一步。根据要求，我设计的产品主要适用于小麦谷朊粉生产工艺过程中的湿面筋脱水，也适用于其它类型的粗纤维的脱水。采用该设备可使小麦谷朊粉生产过程中、和面后分离出的多水面筋-湿面筋得到充分的脱水处理。脱水后的面筋经过进一步的干燥加工使其成为谷朊粉，同时可对B淀粉采取回收利用处理，采用该设备是必不可少的技术措施。根据国内外同类产品的结构特点，我增加了一个出水口，这样可以使湿面筋挤压后的含淀粉残水得到回收利用，减少洗涤损失，提高淀粉回收率。并从中改善生产环境，提高副产品的经济效益。该产品的传动平稳，工作性能良好以及定位准确，外观力求轮廓清晰，美观大方，占地面积小，实用性强。2、方案论证针对目前国内小麦淀粉和谷朊粉的加工工艺过程，多采用进口设备，及国内不完善的设备，不是资金昂贵就是设备达不到生产要求。不能正常地实现淀粉与谷朊粉的现代化生产工艺，造成资金的外流与资源的浪费。现根据国内外生产厂家的现成设备及有关资料设计此设备。小麦淀粉在食品、冷饮、轻工、纺织、制药、造纸等行业中有着广泛的应用。1：食品行业。主要应用于火腿肠、粉丝、雪糕、果冻等产品中。以及用于味精、麦精粉、可食性包装膜、水解及发酵工业产品中。2：纺织行业。小麦淀粉特别适合于纤维工业，尤其是织布、浆纱、整理和染色用糊。3：造纸行业。小麦淀粉在造纸行业用量比较大，主要用作湿部的粘结剂、表面涂层、施胶和制造瓦楞纸的粘合剂。4：医药行业。主要用作制片剂、稀释剂等。5：淀粉深加工业。生产糊精、氧化酯、淀粉醚、淀粉糖等产品。6：其他行业。在其他行业可用于制焊条、铸造的砂型、炭精棒成型和干电池等。谷朊粉是从小麦中直接分离出来的高蛋白聚合物，蛋白质含量为7580%，脂肪含量为1.01.25%，吸水率为150200%，吸水后的湿面筋保持了原有的自然活性及天然物理状态，具有粘性、弹性、延伸性、薄膜成型性和吸脂乳化性。谷朊粉是粮食工业、食品工业和饲料工业理想的天然添加剂。广泛应用于生产面包粉、方便面粉、饺子粉、挂面粉等专用粉中，用于改善专用粉的烘焙品质、蒸煮品质、食用品质和营养价值。食品工业用其制成营养、保健、方便于一体的各类食品，如水面筋、油面筋、烤麸、古老肉、素鸡、罐头、火腿肠等，饲料工业用于生产高档水产品如螃蟹、鳖、对虾等饲料的粘合剂和营养添加剂。不仅提高了饲料的营养价值，还提高了饮料在饲喂中的利用率。总之，谷朊粉在面粉行业、面包行业、冷冻食品行业、肉类食品行业、饲料行业、化学工业等行业中都有着重要的应用。虽然我国是小麦生产大国，小麦年产量一亿吨左右，但是，多年来小麦谷朊粉的生产没有引起足够的重视，造成这种情况的原因主要有如下几种：（1）小麦一直是人们的口粮，所以我国的小麦加工规模较小、工艺落后；（2）小麦蛋白的黏度较大，烘干困难，不利于工业化生产；（3）由于小麦加工工艺落后，生产过程中的污水不易治理，环境污染严重；（4）以谷朊粉为原料的制成品样式较少，市场需求量较小，使得国内对加工谷朊粉的设备要求不是太高，无形中造成了谷朊粉加工工艺技术缓慢。近年来，在国家相关产业政策的带动下，在人们对谷朊粉的需求日趋增长的情况下，我国小麦谷朊粉工业得到长足的发展。特别是新的技术、新工艺的引进，使小麦深加工有了技术支撑，一些具有较高开发创新能力，技术先进、规模较大的大中型企业相继投产，小麦副产品得到充分的利用，促进了行业的快速发展。小麦谷朊粉的工艺技术发展至今，主要加工工艺如下图： 这种方法生产淀粉、谷朊粉工艺有如下特点：工艺设备投资省、上马快、设备操作简单、稳定，以面粉为原料，需要和制粉车间配套建厂，制粉工艺、面粉的面筋含量、灰分、含砂量、淀粉损伤率、蛋白质变性、细菌含量等指标，对生产淀粉、谷朊粉的产品质量影响很大，面筋洗涤、淀粉沉淀不能连续生产，操作强度大，人为影响因素多，采用沉淀池占地面积大，沉淀率底，生产周期长，卫生指标较难保证，水耗大，废水处理困难，干态制粉动耗大，综合生产成本高。所使用的主要设备有间歇式面筋机、离心筛、沉淀池、三足式人工上卸料离心机、淀粉气流干燥系统、谷朊粉干燥系统等设备。在这些设备中除纤维分离及干燥设备仍旧被使用外，其余设备均被淘汰。因此在今后的市场竞争中，与先进的工艺相比，无论从技术、质量、价格等方面都无竞争优势。我国小麦谷朊粉工业要想发展，在激烈的市场竞争中有一定的能力，就必需进行工艺和设备的改造。要进行工艺改造，首先要设计工艺路线，看它是否可行。然后按照工艺路线设计各种类型的设备，而设备的好坏将直接影响工艺的可行性。因此，从某种意义上来说，谷朊粉工业的现代化将取决于加工谷朊粉设备的现代化。针对目前国内淀粉和谷朊粉的生产现状和工艺过程，我们提出了改进方案的指导思想，即立足国内，结合实情，进行工艺设备的改造，将过去的间歇式、半机械化、敞开式的传统工艺方法改为连续式、机械化、管道化的生产工艺，即由间歇式马丁法改进为连续式马丁法，达到生产工艺连续化、管道化、自动化、实现生产的低消耗、低成本、高质量、高收率、实现少投资、低风险、高产出、高效益的目标。具体做法是：在面筋的分离工序，用双轴式自动和面机取代过去的间歇式、手工操作的双Z叶型面筋机；在淀粉的分级、洗涤工序用蝶片式分离机、卧式螺旋沉降式分离机取代过去的沉淀池；在面筋的脱水工序，用卧式全自动脱水机取代过去的三足式人工上卸料离心机；在纤维分离及干燥工序，仍采用过去的离心筛及气流烘干设备。整个工艺可分为5个部分，即面筋分离部分；纤维分离部分；淀粉分级、精制部分；谷朊粉和淀粉的烘干部分。其中，脱水机是谷朊粉烘干之前最重要的一环，是制得谷朊粉重要的组成部分。下面我们对多水湿面筋脱水工序作一简单介绍。多水湿面筋脱水工序，即是有高压泵将多水湿面筋送入脱水机，由于脱水机采用变螺距结构（变螺距铰龙），所以物料在机器内既受到轴向挤压力，也受到一定的径向力，经过高压挤压，面筋与水在铰龙壳体底端的网格处被挤出来，落入网筛上方，面筋顺着网筛落入面筋出口；水成了筛网的筛下物，进入出水口（进入出水口的水含有B-淀粉，可回收，且水也可重新利用）。从而完成了多水湿面筋的脱水工艺。为下一步的干燥提供合适含水量的面筋团。现在国内使用的脱水机有些使用筛网直接脱水，但这样的处理方式，并不能很好的脱水，不利于下一步的工艺加工。还有一些使用螺旋挤压的方式，使用绞龙推挤物料。这种方式，造成功耗较大，资源的浪费。为此，我采用变距绞龙，及在绞龙壳体底端钻孔，湿面筋与水脱离绞龙，在下层筛网处分离。结构参照如下图示：主要结构主要有电动机、联轴器、脱水箱、绞龙及其外壳、机架等部分组成的。3、计算部分3.1主轴直径的初步估算轴是组成机械的一个重要零件。它支撑着其它转动件回转并传递转矩，同时它又通过轴承和机架联接。所有轴上部件都围绕轴心线作回转运动，形成了一个以轴为基准的组合体轴系部件。脱水机主轴主要受弯矩和转矩。所以按弯转合成力矩初步估算轴径。311初步估算轴径选择轴的材料为40Gr、经调制处理 由机械设计便览 表45-1查得材料力学性能数据为 毛坯直径（mm）硬度(HB)抗拉强度极限b （MPa）屈服点sMPa弯曲疲劳极限-1MPa扭转疲劳极限-1MPa101-300241-286686490343181根据表38.3-1公式初步算轴径，由于材料为40Cr，由表38.3-2轴的材料40Cr41Cr18Ni9Ti/N mm-240-5215-25A100.7-98148-125注：当弯矩相对较小或只受转矩时，取较大值，A取较小值；反之取较小值，A取较大值。所以脱水机选取 A=99 =20 则得 =46.7mm为了减轻机器重量及降低制造成本，初步设计采取空心轴方式。内、外径比为1：1.25。由机械零件设计手册 第13章表3.13-29空心轴计算系数b轴内径/轴外径1/4 1/3 1/2 1/1.6 1/1.4 1/1.25 b0.99610.98770.93750.8470.730.59对于空心轴须将实际传递的功率P除以空心轴计算系数b后 由上式得： d=79.1mm按上式计算的轴径、未考虑键槽对轴强度的影响，若开一个键槽则轴径增大4%5%，经计算得： d=82.3-83.0mm故主轴直径取内径：80mm，外径：100mm。312轴上受力分析轴传递的转矩T1T1=1.2x9550x11/105（ Nm）=1200Nm绞龙主轴上叶片上圆周力的确定:由于湿面筋是固液合物为假塑性流体,所受的力很难确定,数据都是由试验得来的,根据资料按最大所受力约为500N叶片轴向力的确定：叶片所受周力的合力为0。 313主轴的设计计算及校核估算轴径按许用应力计算:材料选用45钢。A取值 110粉碎机功率 P = 100 kw ; n = 1000 r/min;轴上需要开键槽，轴径增大 10；得 d 56.17 粉碎机轴径需要乘以危险系数 2确定最小轴径为 d =112根据轴所需结构，绘制轴的草图如下：垂直平面受力简图Mn 打板的密度为 7.81 克/. 体积为 :2524.270 重量 G = mg = 7.81xx2.52427x9.8 = 193.203 N ;打板数量为 30 ; 总重量为 = 5790 N 转矩 T = 1050500N圆周力 = 计算垂直面支撑反力 得到: = 10871 N = 5081 N水平平面受力简图 计算水平面支撑反力 作用在轴上得压力62254.5N得到: = 102910.5 N = 40656 N弯矩图垂直面弯矩图 水平面弯矩图合成弯矩M 许用应力 应力校正系数 转矩 T = 1050500N当量转矩 在最小轴径中间截面出 校核轴径计算危险截面轴的直径轴的最小轴径取的是d=112mm轴径 合格结论：经校核后知该轴强度和刚度均达到所用的要求。 轴主要校核它的扭转切应力max=T/2R0xR0=1200/2x3.14x45x10=700.7N查40Cr的基本数据最大扭转切应力为：1250N， max=700.71250所以,扭转强度符合要求.3.2滚动轴承的选择及校核计算滚动轴承的计算准则决定轴承尺寸时，要针对主要失效形式进行必要的计算。一般工作条件的回转滚动轴承，应进行接触疲劳寿命计算和静强度计算；对于摆动或转速较低的轴承，只需作静强度计算；高速轴承由于发热而造成的粘着磨损、烧伤常是突出矛盾，除进行寿命计算外，还需核验极限转速。此外，要特别注意轴承组合设计的合理结构、润滑和密封，这对保证轴承的正常工作往往起决定性的作用。与主要失效形式相对应，滚动轴承具有三个基本性能参数；满足一定疲劳寿命要求的基本额定动载荷（轴向或径向），满足一定静强度要求的基本额定静载荷（轴向或径向）和控制轴承磨损的极限转速N0.滚动轴承的选择及校核根据设计好的轴的尺寸及计算要求，以轴的最小直径为依据选定所用的轴承。以下就选用的轴承31328 进行校核。查手册 31328的性能参数： 极限转速： 滚动轴承预期使用寿命的推荐值：每天工作8小时的机械，满载荷使用，如机床、木材加工机械、工程机械、印刷机械、分离机、离心机等机械的预期使用寿命为2000035000。本次设计的机床工作使用寿命为24000小时。计算步骤及结果寿命计算 附加轴向力 轴承轴向力 X,Y的值 查表得 查表得 冲击载荷系数 查表得 当量动载荷 轴承寿命 因为 ，故只计算轴承1的寿命 静载荷计算 查手册 当量静载荷 两者取大值 两者取大值 安全系数 查表得 计算额定静载荷 因为，只计算轴承1 轴承许用转速验算载荷系数 查图 查图 载荷分布系数 查图 许用转速 均大于许用转速结论：所选用轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。3.3联轴器的选择 联轴器是联接两轴使之同回转并传递转矩的一种部件。联轴器主要分为刚性联轴器和挠性联轴器。前者适用于两轴能严格对中并在工作机中不发生相对位移的地方；后者适用于两轴有偏斜（可分为同轴线、平行轴线、相对轴线、相交轴线）或在工作机中有相对位移（可分为向位移、径向位移、角位移、综合位移）的地方。 一般联轴器是根据载荷情况、计算转矩、轴直径和工作转速来选择。计算转矩Tc由下式求出：Tc=K*T=K*9550*Pw/n=Tn Nm式中T理论转矩，Nm Tn公称转矩，Nm; Tc计算转矩，Nm; Pw驱动功率，kW; n工作转速，r/min; K工作情况系数，见表4-2-2(文献2)考虑动载荷及过载取联轴器工作情况系数 k=1.2,则联轴器计算转矩:Tc=KT=1.2x9550x11/105（ Nm）=1200Nm根据工作要求选取弹性柱销联轴器、由轴径d=90和Tc 选取联轴器的型号为HL7联轴器 GB5014-85. 见表4-2-22（文献2）名称HL型弹性柱销联轴器标准=摘自GB/T 5014-1985单位=(mm)-型号=HL7额定转矩Tn(N.m)=6300许用转速n(r/min)钢=2240许用转速n(r/min)铁=1700轴孔直径d1、d2、dz钢=80;85;90;95轴孔直径d1、d2、dz铁=80;85;90;95轴孔长度LY型=172轴孔长度L1J、J1、Z型=132轴孔长度LJ、J1、Z型=172D=320D0=250D1=170d3=40l=112S=4重量(kg)=98 转动惯量(kg.m2)=41.1 1.半联轴器材料：D220锻钢，D280铸钢ZG270-500和铸铁HT200。2.表中联轴器重量和转动惯量是按钢制半联轴器最小轴孔直径及最大轴孔长度计算。3.轴孔长度L，L1可按不同要求，从表列规格中选用。4.J1为不带沉孔的短圆柱轴孔。标记示例：HL7弹性柱销联轴器主动端：Z型轴孔，C型键槽，dz=90, L1=172;从动端：J型轴孔，B型键槽，d2=85, L=172 90x172HL7联轴器- GB5014-85 JB85x172所以该联轴器合格，可以使用。3.4电动机的选择选择电动机的额定功率要等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载发热而过早损坏；容量大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成浪费。所需电动机功率为： (kw) -(1)式中：-工作机要求的电动机输出功率，kw-工作机所需输入功率，kw-电动机与工作机之间传动装置的点效率工作机所需功率Pw由工作阻力和运动参数计算求得。 (kw) -(2)式中：-工作机中的阻力，NV-工作机的线速度，m/s-工作机的效率电机的种类很多，一般最常用的是Y系列三相异步电机，是按照国际电工委员会标准设计的，具有国际互换性的特点，但是根据要求n=100-110r/min 和 P=10-15kw及实际情况：实际工作中的脱水效率、绞龙轴的转速是不确定的，所以需要选取变速电机。YCT系列电磁调整异步电动机有两个滑机械硬性的旋转部分组成。异步电动直接拖动铸钢电枢旋转，内部有励磁线圈的磁极与输出轴相联，通以直流电流时产生磁通。由于磁场及感应电流的作用在输出轴上产生转矩。在某一负载时，磁极的励磁电流越大转速越高，其自然机械特性较软，适用于有张力要求的收卷装置。为得到较硬的机械特性，可把YCT电磁调速异步电动机与测速发电机、JD型控制器相配套，组成闭环控制的交流无级调速装置，适用于恒转矩或变转矩无级调速，如带式输送机等摩擦负荷以及纺织、印染、冶金、造纸，也适用于风机水泵的调速节能。型号含义： 考虑到功率损失和传动中的效率应该选大些功率的电机 所以选定电机为型号为：YCT225-6B。电机的基本参数如下:型号额定功率,kW调速范围,r/min额定转矩,Nm转速变化率，%重量，kgYCT225-6B11760-761033%2484、设计部分4.1绞龙的设计设计的主要内容螺旋轴直径d=(0.20.4)D取d=90mm 确定螺旋转速nn=Q/(47D2s0 4.1 螺旋输送机的计算主要是螺旋轴的计算,因为,螺旋轴的结构尺寸确定后,螺旋输送机的其他尺寸可以随之确定;另外就是输送机功率的确定,并由此确定电动机的功率;取料部分畚斗的设计计算. 螺旋轴的计算螺旋面形的确定:输送干燥的,粘度小的小颗粒和粉状,宜采用实体面形,输送块状或粘度中等的物料宜采用带式面形,采用叶片型输送,物料在输送过程中往往伴随这混合,搅拌等工艺.(粮食工程设计手册)S螺距 S=k1*dD螺旋直径 K1螺旋系数 k1=0.51;当螺旋直径大于350 时.取k=0.91;当350d800时 ,取k1=0.50.7; 水平布置时取大值 ;倾斜布置时取小值, ;输送流动性好的,琢磨性小的物料时取大值,输送流动性差的,有一定琢磨性的物料时取小值.充填率小时 取大值,反之 取小值. 实体面型节距 S=0.8D 带式面形节距 S=D 叶片面形节距 S=1.2D确定螺旋的直径D由资料粮食输送机械与运用，公式4-25DQ/(47bA0 。K1)1/2.5Q取Q=80t/h L喂料器长度L=10m装满系数取 A物料特性系数查表4-3 =0.20-0.35，A=40-50 取=0.33 A=650输送物料容重, 小麦一般为0.75t/m3, 。修正系数 因该输送机倾斜放置所以。值取0.7K1叶面影响系数,查表4-4取K1=1(满面式)s螺距，b=s/D=0.8代入数据DQ/(47bA0 。K1)1/2.5=0.504m=504mm查表4-2取D=500mm。K1)代入数据n=105.8r/min 取n=90 r/min。用公式421验算，A65nman=A/D1/2=92 r/min nnman 可以满足。的验算。根据公式424将有关数据代入，得=Q/(47D2sn0 。K1)0.38计算所得的装满系数在表43所列推荐之范围内(0.330.4),因此以上数据计算均合理。4.2绞龙壳体的设计绞龙壳体主要是为了让绞龙能顺利工作而设计的，采用不锈钢材料。两端与端盖处采用焊接的方式联接。表面不需要粗糙度要求，内表面有保证绞龙的正常运行，所以要根据经验加工到一定的粗糙度值。在壳体底端设置出料小孔。为了使面筋与水同进挤出来。结构图如下：4.3筛网的设计筛网是为了让从绞龙壳体出来的面筋与水分离的。当面筋与水同时落入筛网上时，面筋成为筛上物，进入面筋出口；水成为筛下物，进入出水口。筛网要承受面筋与水的压力，所以设计时，要考虑压力的问题，在底层增加两根支承板。筛网网格面积设计为绞龙横截面积的2/3。4.4轴的结构设计轴的结构形状要有利于轮毂、轴承的配合和固定，同时轴还有利用材料、加工装配、应力集中等问题。多说情况下采用阶梯轴较为合适，因为它的各段强度接近等强度，加工又不过于复杂，并且轴上零件装拆方便且固定可靠。在设计轴的结构时要考虑如下几点。1轴上零件的周向固定轴上零件必须可靠地周向固定，以传递运动和动力。周向固定可采用键、花键、销、型面或过盈连接等，这些连接统称为轴毂连接。采用何种周向固定，要根据载荷的大小和性质、轮毂与轴的对中要求和重要性等因素来确定。例如，齿轮和轴一般可用平键连接；在重载、冲击或振动情况下，可用过盈配合加键连接；再传递较大扭矩、轴上零件需做轴上移动或对中要求较高情况下，可采用花键连接；轻载或不重要情况下，可采用键连接或紧定螺钉连接等。2轴上零件的轴向固定轴上零件的轴向位置必须定位且固定，以能承受轴向力或不产生轴向移动。轴向固定有两种方法：一是利用轴本身的组成部分，如轴肩、轴环、圆锥面、过盈配合等，这类方法可承受较大的轴向力；二是采用附件，如挡环、间隔套筒、轴端挡圈、圆螺母、弹性卡环、紧定螺钉、楔键、销等，其中弹性卡环、紧定螺钉只能承受较小的轴向力。轴肩或轴环的高度h可在(0.07d+2)(0.1d+5)mm间选取，轴环宽度b=1.4h。安装滚动轴承处的轴肩高度和圆角半径有专门规定。为使轴上零件紧靠在轴肩或轴环的定位面上，轴的过渡圆角半径r应小于轮毂孔的到角高度c1；安装轮毂的轴头长度应稍短于轮毂的长度。3轴的加工、装配工艺性轴的形状应力求简单，阶梯数尽可能减少，键槽、退刀槽、砂轮越程槽、圆角半径、中心孔等尺寸尽可能划一，以利加工和检验。精度和表面粗糙度要定的适当，不必要的提高将增加成本。各零件装配时应尽量不接触其它零件的装配表面。轴肩高度不应妨碍零件的拆卸。轴端应有倒角等。4提高轴的强度和减小轴的质量1）轴上零件的合理布置和合理设计：2）降低应力集中，提高疲劳强度：设计轴的结构时，应尽量减少应力集中源并降低其最大局部应力。减小应力集中的一个基本原则是避免轴的剖面尺寸发生急剧变化。3）提高表面质量，提高疲劳强度：对轴的表面进行辊压、喷丸等强化处理和减小表面粗糙度，有助于提高强度5如图（主轴及周围零件的部装图）所示，根据轴的受力，选取60000型GB/T276深沟球轴承两个和50000型GB/T307单向推力轴承一个。（两端轴径的d=90）4.5支承件的设计支承件是机电装备中的重要基本构件之一，主要包括机身、立柱、横梁、底座、工作台、箱体及升降台等大件。基本要求支承件应具有足够大的抵抗受迫振动和自激振动的能力（既抗振性）；这就要求支承件具有良好的动态性能；支承件应具有良好的热稳定性，避免或减少热变形对机电装备工作精度的影响；支承件应具有良好的结构工艺性，并注意合理选材，以减少内应力；设计支承件时还应保证加工和装配工艺性好、吊运安全、操作方便、排屑通畅等。支承件的性能对机电装备的性能影响很大，且其重量可占总重量80%以上，故支承件的设计是一项很重要的工作。在要求满足的条件下，尽量减轻重量，节省材料，降低能耗。设计步骤首先是根据支承件的使用要求进行受力和变形分析，确定主、次力和力矩。再根据所受的力和其它要求（如排屑、安装电器、平衡锤等零部件），并参考现有机电装备中的同类型件，初步确定其尺寸和形状；然后，可以采用有限元法，利用计算机进行验算或进行模型试验，求得支承件的静态刚度和动态特性，并对支承件进行热变形和热应力进行分析；最后，根据上述结果，对设计方案进行修改，或对几个方案进行对比，选择出最佳方案。结构设计在进行支承件的结构设计时，首先应考虑机电装备所属的类型、布局及常用的支承件的形状，在满足机电装备工作性能的前提下，综合考虑其它工艺性、环境属性及工业美学等方面的问题。其次，根据支承件的要求、受力情况及其它要求进行结构设计，在保证支承件具有良好性能的同时，又能减轻重量，节约材料和能源。截面形状的选择合理设计支承件的结构是应在尽可能减轻重量的条件下，使其具有最大的静刚度。由于各类机电装备的用途、性能及规格等不同，支承件的形状和尺寸大小千差万别。壁厚的设计为了减轻机电装备的重量，节约材料，以减小驱动力，节约能源，应在结构工艺可行的条件下，尽量减小支承件的壁厚。支承件壁的内、外两侧有时设有肋板或肋条，以加强支承件壁的稳定性。 材料和时效处理支承件常用的材料除了有铸铁、钢板和型钢外，此外，考虑到实际工作要求和经济性等因素，有时也可选用预应力钢筋混凝土、树脂混凝土或天然花岗岩等作为支承件的材料。时效处理方法有自然时效、人工时效和振动时效等三种。自然时效是将铸铁毛坯或粗加工后的半成品在露天环境下存放3个月到几年，逐渐消除其内应力，使材料内部性能逐渐趋于稳定，然后再进行加工。人工时效又称焖火，是将工件放在200以下的退火炉中，以不超过80/H的速度加热到500-550，经6-8H保温，消除工件的内应力，然后以不超过40/H的速度缓慢地冷却，以免产生新的应力，当冷却到400以下后，方可从炉中取出工件。振动时效是近几年发展起来的一种新型时效方法。它是将工件放在两个弹性支座上，激振器装在工件的中部。将激振器的激振频率调到等于工件一次弯曲振动的固有频率，使工件发生共振，其弯曲应力加上内应力将有一部分超过材料的屈服点，使材料产生一定的塑性变形，从而消除内应力。钢板焊接件消除焊接应力，采用的时效处理方法与铸铁基本相同，只是人工热时效处理要升温到600-650。5、设备概述及其使用注意事项51设备概述在我国国内的脱水机产品中，其工作方式大都为间歇式的，这种脱水机工作时要人工投料（湿面筋），每个工作周期，要手动将湿面筋投入铰龙入口。用这种脱水机，在工作中操作人员劳动量大，需要专人负责投料工作，且投料劳动强度大，环境卫生得不到保证，稳定性差，湿面筋输送不均匀，且常有被高压挤出。这些都影响湿面面脱水的效果，最终会影响到谷朊粉的产量，会影响到整个生产线的工作效能。再者，一些企业引进国外生产线，造成大量资金负担，这样会影响到整个生产线的正常运转状况。针对现有技术的不足，我们所设计新型的目的是提供一种单轴变螺距式脱水机，能实现连续自动脱水作业。并且针对国内现有脱水机脱水效果较差，产量不高的缺点，及国外同类产品的一些优点，我们将之设计为单轴式变螺距结构，这样就可以提供一个高压空间，在作业时起到使湿面筋得到尽可能多的脱水，提高脱水效果，为下一步的造粒干燥，获得谷朊粉做了一个良好的基础。同时，谷朊粉生产线配用这种单轴式变螺距式自动脱水机可以提高生产线的自动化程度，有利于提高谷朊粉生产线的工作效能。按照我们的指导思想，我们将脱水机的结构定为变速电机、单轴变螺距式自动脱水机，并且使铰龙轴在实现推进物料的同时也起到挤压物料面团向出面口位置移动的作用。其大体结构和机械工作原理介绍如下： 整机机型为卧式，动力输入装置为电动机，动力传输装置采用联轴器，动力通过联轴器的传输带动铰龙作回转运动。为了实现脱水效果的明显性，我们设计了变速电机，调节电机的速度，来控制铰龙的转速，调节箱体内的压力，进而高地调节脱水效果。为了减轻机身重量和提高铰龙轴的强度，铰龙轴的主体部分采用空心轴，轴的两端（与轴承的配合处和与联轴器的连接处）采用实心轴。搅拌轴上叶片的设计采用变距螺旋式，既是使叶片与主轴的水平线成一定角度，这样就可以实现在推进湿面筋的同时，使面筋向指定的方向移动，还可以挤压湿面筋的功能。考虑到在实际的生产中，对湿面筋的脱水效果观察清楚，另外，考虑到其内部维修的需要，不仅要在设计时避免脱水仓内没有死角，我们根据以前的设备，增加了一个观察窗口。这样，在实际生产过程中，就可以很容易的观察到湿面筋的脱水效率，进而调节电机的转速，以取得理想的、合适的脱水效果。整机的底座和支架采用角钢和槽钢的焊接结构，以承受生产时产生的强大振动力。 总之，我们所设计的单轴式变螺距结构自动脱水机结构主要由电动机、联轴器、脱水箱、铰龙及其外壳、机架等部分组成。52设备使用注意事项1：脱水的基本原理与工艺要求脱水的基本原理该设备采用变速电机做为驱动动力，结构紧凑，铰龙叶片采用变螺距结构，与铰龙壳体高度双重产生压缩比，推挤物料前进压缩，由嵌有透孔筛板的渗水壳排出水分，脱水后的物料经出料口落料。渗水壁壳及筛板采用对开式螺栓紧固结构，便于维护拆装。进料口及渗水壁下部均设有接水斗及排水管。在挤压过程中物料体积逐段缩小，充分排出积水，形成松散、低含水量的理想状态。为下一步的干燥造粒打下基础。该设备体积小，操作维护简便。 2：影响脱水效果的因素脱水效果的好坏受很多因素的影响，要得到符合加工要求的湿面筋，必须从各个方面调整，使工艺条件达到最佳状态。而要做到这一点，了解和掌握影响脱水效果的因素是非常重要的。影响脱水效果的主要因素有：1） 小麦面粉的种类2） 变速电机的转速3） 进入铰龙的含水湿面筋的速度4） 设备安装的准确性5） 添加剂的使用情况3：脱水机操作方法1） 开车前检查脱水机内有无异物，底部的面筋出口及出水口是否已经打开，防护装置是否牢靠，电源电压是否正常。2） 脱水机开车前须先启动搅拌轴空转35分钟，检查有无异常现象和杂音。如设备完好，再启动进料装置进料。3） 含水湿面筋加入后，应先缓缓启动电机，以减少铰龙叶片的动力负荷。4） 脱水机工作过程中，最好不要中途停机，确需停机，时间最好不要超过10分钟，如需要停机10分钟以上，必须将机内物料卸完后再启动试机。5） 脱水后的面筋应立即送入后序装置。6） 在正常开机过程中，经常观察电压电流表的读数和设备运转情况，轴承发热情况，发现问题及时处理。在生产中，不得把手伸入料桶内。7） 电机的转速确定，主要根据生产要求，靠人的感觉和经验来确定。8） 脱水机铰龙壳内壁、搅拌轴、叶片上的物料，每班清理一至二次。残留的变质、污染的物料必须作其他处理，不得再作谷朊粉生产的原料。工作完毕后，必须把黏附在脱水机铰龙壳内壁、搅拌轴、叶片上的物料彻底清理干净，避免细菌的繁殖和设备腐蚀。9） 传动防护装置在脱水机正常运行时严禁打开或拆除，确需要打开时，应先停机。4：使用注意事项1） 在运转当中，应注意机器运转声音是否谐调，若出现异常 现象，要立即停车，并排除故障。2）定时检查机器焊接及各紧固部位，是否有松动，脱接现象。3）每隔一个月应在各紧固部位涂润滑油。 小节这次毕业设计是按照毕业设计要求、根据设计任务