全价饲料生产线成品检验部分设计 机械设计制造及其自动化专业毕业设计 毕业论文

1、青岛农业大学毕 业 论 文（设计）题 目：全价饲料生产线成品检验部分设计姓 名： 黎发扬学 院：机电工程学院专 业：机械设计制造及其自动化班 级：2007.01 学 号：20074521指导教师： 姜新明2011年6 月18日毕业设计诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名： 日

2、期：年月日毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文（设计）作者签名： 日期：年月日指 导 教 师 签 名： 日期：年月日目录摘 要IAbstract.II1绪论11.1本课题研究的目的和意义11.2饲料筛分机械的国内外发展状况11.

3、3本课题的研究内容22总体方案的确定32.1筛选物料和加工要求的分析3物料分析3加工要求的分析32.2筛分原理的分析3根据原料的外形和尺寸来筛分32.2.2 根据原料的密度来进行筛分42.3总体方案的确定43筛分部分的设计73.1筛网的选择7筛网种类7筛孔形状和排列的选择8筛网的厚度与孔距9筛桶的整体形状93.2透筛率93.3物料的受力与运动分析103.4筛分效率和处理能力124喂料部分的设计144.1喂料的装置的选型144.2物料的运动和受力分析144.3螺旋输送机的设计参数分析15输送量15螺旋轴转速16螺距16螺旋叶片直径16螺旋轴直径17螺旋升角17外径与料槽的间隙17输送长度L18输

4、送机驱动功率及筛分功率18螺旋叶片的设计计算195动力传动部分的设计215.1 电机的选择21电动机类型和结构形式的选择21电机功率的选择21电机转速的确定21电机座的设计225.2 传动机构的选型22传动方式的拟定22 V带的参数设计235.3 拟定轴上零件的装配与定位26轴上零件的方向、顺序、相互关系26轴承的选择26转轴的设计计算276 结论31参考文献32致谢33全价饲料生产线成品检验部分设计摘要在饲料的加工过程中，成品粉料会结团并可能掺入少量杂质，常用的筛分机械不能有效打碎粉团并清除杂质，此次课题设计是在熟悉饲料特性和分析筛分原理的基础上，采用圆锥离心式筛分原理，能够有效解决上述问题

5、。粉团在筛桶内受到打板的冲击作用迅速解体成小于筛孔的颗粒，颗粒随着打板绕桶壁旋转，在离心力的作用下透过筛孔。物料透过筛孔的概率受筛孔的大小、形状、排列，物料的运动方式和物料特性的影响，为了在提高处理能力的同时保证筛分效率，需要综合考虑各种影响因素。筛桶为圆锥形，打板轴向偏转，杂质在重力和打板轴向推力的作用下能顺利排出。喂料方式采用螺旋输送，送料均匀，能够搓碎粉团和进一步混合物料。喂料和筛分共用一根转轴，结构紧凑，以较低的能耗获得高质量的粉料。键词：筛网；透筛率；打板；绞龙Design of Complete FeedProduction LineProductInspectionPart Ab

6、stractIn the feed process, the finished powder will agglomerate and may be mixed with a small amount of impurities, commonly used screening machinery can not effectively break the dough and remove impurities, the subject is familiar with the feed characteristics of the design and analysis of screeni

7、ng principles based on the use conical centrifugal screening principles to effectively address the issue. Dough in the barrel screen role was playing board quickly disintegrated into the impact of particles smaller than the sieve, particles with a plate rotating around the sides of casks, under the

8、effect of centrifugal force through a sieve. The probability of the material through the sieve by sieve size, shape, arrangement, movement of materials and material properties of way, in order to increase processing capacity while ensuring the efficiency of screening, various factors must be conside

9、red. Conical screen drum, a plate of axial deflection, impurities in the gravity and the role of a plate under axial thrust smooth discharge. Spiral conveyor feeding method, feeding even, to twist Suifen groups and further mixed materials. Feeding and screening shared a shaft, compact, lower power c

10、onsumption to obtain high-quality powder. Key words: mesh; through screening rates; a plate; auger 朗读显示对应的拉丁字符的拼音1绪论1.1本课题研究的目的和意义随着畜牧业得到快速发展，对饲料的需求量也大大提高，从而带动我国饲料生产及饲料机械的发展。在饲料生产工艺过程中，粉料混合完毕后就是进行原料打碎、清理、筛选，为下一步的制粒工艺做好准备。有些饲料工厂在制粒之前未对原料进行打碎清理检验，导致制粒机卡死或毁坏，生产出来的颗粒饲料里含有杂物，影响到饲料厂的连续正常加工及产品质量。以上情况表明饲料厂必

11、须用检验筛对原料进行打碎筛选，清除大杂。 课题要求在熟悉饲料加工工艺及原理的基础上，设计出一台粉料检验筛选设备，命名为成品检验筛。饲料工厂的加工模式是24小时流水线式，且全自动电控，该设备要求结构紧凑，占地面积小，生产效率高，能够有效打碎大团物料，滤出粉料，清除杂物，并且运行平稳，易于维修和操作。这对于保证产品的质量要求、提高劳动效率、降低工人的劳动强度以及降低生产成本，提高经济效益等都具有十分重要的意义。1.2饲料筛分机械的国内外发展状况就目前比较成熟的饲料加工工艺来看，饲料加工的步骤分为：原料初清微量元素添加物料粉碎原料混合粉料检验制粒冷却干燥装袋。在制粒工艺之前必须对混合后的物料进行打碎

12、，清除麻绳、塑料、石块等杂物1，原料的不同，其所含杂质的粒度、形状有所不同，因此清理过程中应有针对性地采用合适的筛面规格、筛分原理、筛分设备。但粕类原料和谷类原料相比，其特点是易成团，流动性不好，杂质含量不高，为了将成团物料打散，通常采用带有打板的筛子。根据现有的使用经验，筛孔尺寸可按选取。不需粉碎的原料通称粉料，饲料厂粉料种类多，用量也不同，大多为粮油行业的副产品，因而杂质含量不高，主要是加工过程中混入的麻袋片、麻绳等大杂。在生产全价饲料、浓缩饲料时，通常采用平面回转筛或振动筛进行清理。混合后的物料在制粒前需要也清理筛进行筛分，一方面可以清理加工过程中可能混入的及原料清理中未能除去的杂质，另

13、一方面可以将成团物料打散，这对喷油后的饲料尤为重要2。物料特性对透筛率的影响与影响粘附力的因素表现出高度的一致性，说明粘附力是影响透筛过程的重要原因3。一些科研单位与制造企业合作，研制成功几种专门用于团粉料打碎清理的筛子，在这方面做的很好的是江苏牧羊集团。由商业部武汉粮科所设计的SCQZ系列清理筛是在吸取国内外同类产品结构特点的基础上研制的，具有工作稳定可靠，结构简单，易于操作4。该类型机器的工作原理为：当喂料螺旋将被筛理粉料强制喂入筛筒之后，粉料受到旋转打板的冲击作用使粉料中的结团物料被打碎，同时粉料在打板的推动下，与打板一起绕筛筒内表面作圆周运动。在离心力的作用下，使小于筛孔尺寸的粉料迅速

14、穿过筛孔，从底部出料口排出机外。大于筛孔尺寸的大杂则在打板的作用下向大杂出料口方向推移，最后排出机外25。随着社会的进步和科学水平的日益提高，筛选技术也在不断地向前发展着。21世纪以来，随着世界经济的高速发展而出现的能源紧张间题日趋严重和筛分难度的增加，一些传统的设备已不能适应生产的要求，这就促使了人们对筛选设备的改进5。其中比较有代表性的为瑞士布勒公司的新产品MTRA型检验筛和英国西蒙公司的6。就检验筛而言，关键还在于如何来进一步地提高设备的筛选效率和单位筛宽的处理能力7。如果能做到使一台设备起到原来两台或三台设备的作用，则在工厂内就能减少设备的数量、减少设备的占地面积和减少操作维护的工作量

15、，从而就能达到降低消耗和降低成本的目的。1.3本课题的研究内容在熟悉饲料工艺和了解现有国内饲料清理筛分机器结构的基础上，设计出一台专门用于混合（喷油）粉料的打散、筛选、除杂的设备。该机器要有较高的筛选效率和很好稳定性，易于维修和操作，满足企业的生产需要。分析现有筛分机械的筛分方式和原理，拟定符合本次设计要求的筛分方式，对筛分和喂料过程进行设计计算，对重要零部件进行绘制。2 总体方案的确定2.1筛选物料和加工要求的分析物料分析饲料加工中通常所用的都是粉料，本次设计的检验筛位于混合工序和制粒工序之间。粉料是由粉碎机制成，其粒度大概在15mm之间，粒度不大且颗粒分明，无粘连性。制粒所用的原料必须是成

16、分齐全、分布均匀、无杂质的混合粉料，但各种粉料在混合机中需要经过来回搅拌，搅拌的时候必然受到一定的挤压力，混合的时候还需要加入食用油，由于挤压力和食用油的粘结性作用，粉料混合完毕后会出现结块、结团的现象，而且由于前面清理不干净、搬运、添加辅料等工序不可避免的导致原料里任然混有少量杂质，根据以往的经验混入的杂质多为麻绳、塑料碎片，很显然该原料并不完全符合制粒机的要求。加工要求的分析得到的原料必须是粒度均匀、形状规则、颗粒松散的粉料，本次所设计的机器要求能够有效打散粉料并且进行除杂筛分。综合以往筛分发展，根据筛分目的可以把筛分作业分为以下几种：准备筛分，检查筛分，最终筛分，脱水筛分，脱泥筛分，脱介

17、筛分，选择筛分。本设计的筛分是在检查筛分的基础上加入了打散工序，且产量是在40t/h左右，与类似的筛分设备相比，该机器要求的处理能力较高。2.2筛分原理的分析筛分的定义是：通过一定的机械装置分离出符合一定要求的物质。通用的主要筛分设备是筛子，利用筛孔来进行有分离，通过查阅筛分机械手册，筛分作业主要利用了两大原理。根据原料的外形和尺寸来筛分分析物料的几何因素来确定筛孔的大小和形状，由于筛分方式的不同，利用这一原理的筛分机械有以下几种：圆形振动筛、直线振动筛、平面回转筛；滚筒筛、旋转概率筛、离心筛、弧形筛、检验筛、圆锥清理筛。振动筛是利用平面筛子的振动使物料与筛子之间发生相对运动，当物料的尺寸小于

18、筛孔且刚好落入筛孔时，在重力的作用下，小于筛孔的成为筛下物，大于筛孔的成为筛上物，依据振动方式的不同来获得不同工作原理的筛子。第二组的工作原理主要依靠物料或筛网的旋转来产生相对运动，当物料尺寸小于筛孔且刚好落入筛孔时，主要是在离心力的作用下，离心力比重力的作用效果要好，以此达到筛分物料的目的。值得注意的是旋转概率筛是靠离心力促使原料在筛网上水平移动，原料从筛孔分离的作用力还是重力。根据原料的密度来进行筛分分析混合原料中不同物质密度的不同，通过一定的方式来达到筛分，就目前有液分和风分两种。液分是取介于需要分级原料密度之间的溶液，由于浮力的作用，可以轻松实现分级，但是该种方式要求溶液不会破坏原料的

19、理化性质，故应用有限。风分是用于杂质密度较小且杂质表面积较大时的筛分，通常所采取的方式是透过筛网给以一定风速和气压的气流，风速过大会将有用物吹走，风速过小降低筛分效率和处理量。2.3总体方案的确定在进行粉料筛分清理时，目前有以下三种方案可供选用。方案一：滚筒式在粮油加工过程中清理大杂多采用滚筒筛，其结构如图2-1所示。图2-1方案一原理结构图1.进料管 2.螺旋片 3.筛桶 4.电动机 5.传动装置 6.清理刷 7.机架滚筒式分级筛工作时，原料从进料口经进料斗落入筛筒内部，筛筒旋转时，穿过筛孔的筛下物从出口流出，通不过筛孔的大杂废弃物在滚动的作用下，借助下筛筒内壁的导向螺旋，被引至位于进口通道

20、下方，从大杂口排出机外，导向螺旋不仅有助于排出大杂废弃物，并且起到阻止物料随同筛上物外流的作用。通过方案分析，该设备的处理量大，但是筛桶在旋的时候，其筛面利用率不高，有效筛分面积大打折扣，而且没有用来打散结团粉料的装置，这些因素导致该设备的筛分效率不高，相当多的有用物料被当做杂质筛除。方案二：平面回转式 在传统的饲料加工过程用来清理细小颗粒、分级物料时多采用平面回转筛，其结构如图2-2所示。图2-2方案二原理结构图1.机座 2.尾部支撑机构 3.筛体 4.观察口 5.进料口 6.传动箱 7.电动机 8.出料口平面回转式分级筛工作时，进料口集中喂入的物料，在筛体进料端横向椭圆运动作用下，迅速分布

21、在整个筛宽上，并产生自动分级。该振动筛的优点筛面利用率高，通用性强，能够有效进行物料分级筛分，但是其处理能力不够高。本设计要求筛分的物料的具有粘性，振动筛中的物料是靠自身重力的作用从筛孔穿过，其透筛作用力力不强，在物料层过厚时可能会造成堵孔，而且该设备不具备高效的团状粉料打散装置，总体会降低筛分效率。方案三：圆锥离心式 用来筛分含杂量少、易结团的原料易采用圆锥离心筛，其简要结构图如图2-3所示。图2-3方案三原理机构图1.出料端口 2.转子 3.筛桶 4.刷子 5.打板 6.进料斗7.出料口 8.喂料螺旋 9.电动机 10.防护罩该方案采用圆锥离心方式进行筛分，由筛体、转子、筛筒和传动等构成。

22、当喂料螺旋将被筛理粉料进入筛筒之后，粉料受到旋转打板的冲击，使粉料中的结团物料被打碎，同时粉料在打板的推动下，与打板一起绕筛筒内表面作圆周运动。在离心力的作用下，小于筛孔尺寸的粉料迅速穿过筛孔，从底部出料口排出机外。不能排出的大杂则在打板的作用下向大杂出料口方向推移，最后排出机外。通过对上述三种方案进行比较，结合本次设计的目的，可总结出第三种方案适合本次设计的要求。它主要是采用的离心式筛分，筛分效率高，能达到要求的95%，物料在打板的作用下绕筛桶旋转，粉料因此获得离心力，粉团受到打板的冲击而破碎，这刚好符合粘性粉料的要求。打板在安装的时候有一定的倾角，一般是510度，该角度使物料获得了一个轴向

23、的推动力，使得筛上物得以排出筛桶。喂料装置的设计采用的是螺旋输送（俗称绞龙），绞龙输送能够保证进料的均匀性，而且绞龙的运动方式有利于粉团的破碎。该方案中打板与绞龙公用一根轴，使得机器结构紧凑、占地面积少，并且减少了功率的损失。综上所述，第三种方案在满足物料特性和提高筛分效率方面能得到保证。3筛分部分的设计筛分装置主要涉及到混合粉料的分离，结合设计经验和理论知识，这部分要设计计算的内容包括：筛网的选择，物料的受力分析，物料的运动分析，筛分效率和处理能力等。3.1 筛网的选择筛网种类筛网是筛分机械的核心部件，物料的筛分必须通过达到分级的目的，现在通常所用的筛面有冲孔筛、栅筛、编制筛。栅筛由以圆钢、

24、角钢、方钢、扁钢为材料做成的栅条，这些栅条平行并按一定的间距排列组成栅筛，通常所采用的制造工艺是焊接而成。栅筛的过筛能力强，处理量大，其栅缝一般为30mm40mm，由于栅条很宽，这种类型的筛网只能用来初步清理大杂。编织筛由金属丝交织而成，其主要优点是制造方便，开孔率大，物料易于透过筛孔且不堵孔，其缺点就是不耐磨，容易损坏，所以其不能适用于摩擦力系数大，不间断工作时间长的场合。冲孔筛是目前使用最广的筛面，也达到标准化制造。通常是在薄钢板或镀锌铁板上用冲模冲出一定形状及大小的筛孔，常用的筛孔形状有三角形、腰圆形、圆形等。冲孔筛筛孔分布均匀，筛面耐磨，强度高。其简图如图3-1所示。图3-1筛板样图本

25、次设计的筛分装置，其筛网不动，粉料在打板的推动下沿筛面圆周运动，筛面受到粉料的冲击力和摩擦力，粉料则在离心力的作用下概率通过筛孔。综上分析采用冲孔晒筛作为筛面。筛孔形状和排列的选择本次设计的的筛分原理是按照粉料与杂质的大小、孔型不同来分级，需要筛分的原料是由结团粉料和大杂组成，结团粉料在打板的作用下迅速解体为直径为210mm的颗粒，大杂主要为不规则塑料薄膜或绳线。考虑到以上因素及冲孔筛标准，选择筛孔为直径14mm的圆孔筛。颗粒穿过筛面的概率与单位面积上开孔所占比例成正比，开孔率越高，则透筛率相应的提高。在筛孔几何尺寸的条件下，筛孔在筛面的排列形式和孔距将影响到筛面的有效筛分面积，开孔率的计算公

26、式(3-1)如下： (3-1)式中K开孔率筛面总面积筛孔总面圆孔筛的排列有六角形和正方形两种，如图3-2所示。正方形排列的开孔率为 (3-2)六角形排列的开孔率为 (3-3)图3-2筛孔排列图将以上求得的开孔率进行比较比较可以看出在孔径和孔距相同的条件下，六角形的开孔率高，此外，六角形是交错排列，颗粒沿任一方向运动都有机会接触到筛孔，而正方形的排列留有一空带，若颗粒沿此空带运动则无机会透筛，降低了筛理效率。筛网的厚度与孔距冲孔筛通常用金属薄钢板或镀锌板冲压而成，筛厚一般只要0.4mm0.8mm之间，若磨损太大可适当考虑板厚加大，但是过厚的筛板会造成堵孔，根据经验可按以下公式取板厚 (3-4)式

27、中筛面厚度， 筛孔直径由开孔率计算公式可知，孔距p越小则开孔率越大，但是孔距与筛面的强度相关，孔距小则筛面强度低、寿命短。通过查阅筛板国标GB/T16202008，在筛孔直径为14mm时，孔距取20mm9。筛桶的整体形状粉料是依靠离心力的作用透过筛孔，且为了方便粉料在筛桶内的轴向移动，所以筛桶设计为圆锥形，小端进料，大端排杂10。3.2透筛率首先观察物料的筛分过程，可将其分为两个阶段：物料层上端易于穿过筛孔的颗粒透过物料层到达筛面到达筛面且易于穿过筛孔的颗粒透过筛孔成为筛下物。颗粒在一定的筛面上透过筛孔有一定的概率性，该概率成为透筛率。根据以往经验，颗粒透过筛孔的概率受到以下因素影响：物料的含

28、水性 筛子的有效筛分面积 筛孔的大小 颗粒与筛孔的相对大小 颗粒相对于筛子的运动方向和与筛面的夹角。由此可以看出筛分过程受很多复杂因素的影响，其筛分规律不能单纯的用数学语言来完全表达。在相同的实验条件下可以看到，大大小于筛孔尺寸的颗粒在筛分开始后，很快成为筛下物，粒度越靠近筛孔尺寸的颗粒，其通过筛孔的时间越长，如果假定部分条件理想化，可以计算出其透筛率11。结合本次设计，就球形颗粒透过圆孔做数学分析如下：如图3-3所示，阴影部分为透筛区，圆孔直径为D，颗粒直径为d，透筛率为，物料相对筛面垂直下落， (3-5) 取，图3-3筛面示意图从公式（3-5）可以看出透筛率与孔、孔距物料直径的关系，但为了

29、便于杂质的排除，筛面通常都是倾斜设计的。当颗粒倾斜到达筛面时，其与筛孔边碰撞弹跳后，仍有较大机会透过筛孔。通过大量实验分析，统计其透筛率的变化，设为变量，当时，其透筛时间较短，概率变化曲线平滑，当时，透筛时间变长，概率变化曲线突然变陡。粒度比小于0.75的颗粒称为易筛粒，粒度比大于0.75的颗粒称为难筛粒。3.3物料的受力与运动分析根据设计的筛分方案，筛桶为圆锥形，将物料的受力简化为单个颗粒的受力，设其锥角为，小端直径为，大端直径，筛桶长L，筛网为圆形冲孔筛，打板倾斜一定角度，筛桶的放置方式为水平卧式。物料在绞龙的推动下从小端进入筛桶，筛桶是不动的，筛桶内的打板则绕轴心快速旋转，受打板的冲击作

30、用，物料迅速解体，所用时间很短，由于物料飞溅，其受力分析涉及到很多因素，暂且不分析。松散后的粉料在重力和冲击力的作用下，粉料到达筛面，此时在打板的推动作用下，绕圆锥筛面离心运动。前面也说明打板的安装有一定的倾斜度，物料此时受到重力，打板的推力，建立坐标系，推力可分解为轴向力，径向分力。其受力示意图如图3-4所示。图3-4受力分析图通过图3-4可以看出，物料在筛桶内有绕筛桶的圆周运动和沿筛面的轴向滑动，轴向滑动是在重力G1和推力分力F2的作用下形成的。在筛面设定好的条件下，其总筛分面积是一定的，物料能够覆盖的面积称为有用筛分面积，为了增大透筛率和处理能力，必须保证最大的有用筛分面积。筛桶为圆锥形

31、，可以发现当离心力大于重力时，即，物料能够铺满整个筛面而获得最大的筛分面积，通过计算分析其运动方程如下： （3-6） （3-7） （3-8） （3-9） （3-10）式中沿轴线运动的加速度 小端直径大端直径 角速度锥角，取其运动轨迹为渐开螺旋线，示意图如图3-5所示。图3-5单颗物料简化轨迹图3.5 筛分效率和处理能力在评价筛分机械时，筛分效率和处理能力是两个重要指标12。处理能力是指筛子在保证筛分效率的前提下单位面积每小时所处理的物料吨数（），表示筛子的数量指标；筛分效率是指实际筛得物料与理论筛得物料的比较，表示的是筛子的工作质量指标。筛分效率可用下列公式表示： (3-11)原料中能筛过物的

32、含量所得筛余物中能筛过物的含量就一般情况，筛分效率受以下因素影响。 被筛理物料的物理性质。物料的粒度大小、几何形状、密度、湿度会影响其透筛率和筛网的堵孔率。筛面的几何因素。筛孔的形状、大小、排列及筛网的厚度会影响透筛率，筛网表面物理化学性质会影响物料的流动性和堵孔率。筛面和物料的运动特性。筛面的运动方式有平面回转、圆振动、旋转，或者筛子不动，物料在一定的作用力下运动。运动的速度、方向、时间等运动特性会影响有用筛分面积、物料层厚度、筛分快慢。生产条件。筛分效率可以通过采取一定的措施来使其不断提高，不过。筛分效率的设定与多种已知和未知因素相关，就一部筛分机器而言，其筛分效率与物料被筛时间的关系如图

33、3-6所示。图3-6效率-时间图由图3-6可以看出，在前20s的时间内筛分效率迅速增加，再往后，其筛分效率增加平滑，趋于95%左右。观察物料的运动轨迹可知，物料的被筛分时间由轴向运动速度和筛长来决定。筛分时间过长会造成功率浪费，甚至物料进出不平衡造成筛桶内物料堆积，筛分时间过短会造成有用成分还未被筛分就排出筛桶外。筛子的处理能力分为理想处理能力和实际处理能力。理想处理能力由筛桶和物料的各种几何、运动、物理关系来决定，实际处理能力则由单位时间的进料量来决定，进料量计算在后面分析。很显然理论处理能力要大于实际处理能力，根据设计筛分机械的要求，理论应该超过实际的30%。 结合筛网选用国标和以往经验数

34、据，筛桶长约900mm，直径不低于400mm，锥角为，角速度不低于。具体尺寸详见CAD图纸。4喂料部分的设计4.1 喂料的装置的选型筛分装置在进行筛分作业时需要有一个喂料装置不断地输送物料，以保证筛分不间断，本次的设计要求喂料时进料均匀，并且还具有一定的混合打散的功能。结合以往设计粮油机械的经验，可采取螺旋输送的方式进行喂料，该喂料装置又称为绞龙，绞龙的运动方式为轴向旋转，可与打板共用一轴，使结构紧凑。其工作原理是：物料从进料口进入，当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力的作用，该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力会对物料起到搅拌打散的效果，但也可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽

35、对物料的摩擦力的缘故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。其结构如图4-1所示。图4-1绞龙结构图螺旋输送机主要有水平、倾斜、垂直等种类，根据实际设计需要选型，在本设计中其主要是进行给料作业，所以选则为水平输送。4.2 物料的运动和受力分析根据的绞龙的结构和运动方式可知，螺旋面对物料的作用力为F，但由于物料与叶片的摩擦作用，F力的方向与叶面的法向偏离了一定角度。F力可分解为法向分力F1和径向分力F2，力的作用下，物料在料槽中进行着一个复合运动，既沿轴向移动，又沿径向旋转，既有轴向速度V1，又有圆周速度V2，其合速度为V。如图4-2所示。图4-2受力分析运

36、动分析4.3螺旋输送机的设计参数分析输送量输送量是螺旋输送机的一个衡量指标，该指标主要是根据生产量来确定的，但它又与其他参数密切相关，其公式为： (4-1)Q螺旋输送机的输送量（t/h）F料槽内物料层得横截面积（m2）D螺旋叶片的直径（mm）填充系数物料的单位容积质量（）倾斜输送系数 由于在实际工作中不考虑物料轴向阻滞的影响，所以轴向移动速度V1Sn/60把，V1Sn/60代入公式（4-1）式中（4-2） S螺距 （mm） n转速（r/min）由上式可以看出，当输送量确定后，可以调整相应的参数来达到Q的要求，本次设计的检验部分的处理能力是4060（t/h）。参照螺旋输送机设计国标，可查得=0.

37、5 =0.6 =1螺旋轴转速 螺旋轴的转速对输送量有直接的影响，转速过低则达不到设计产量。当转速超过一定的极限值时，物料会因为过大的离心力而外抛，所以需要对轴的转速n做一定的限制13。根据经验公式：n（4-3）A物料的综合特性系数，本次物料为谷物粉料，查表可取A=86 所允许的临界转速 D螺旋外径 式中n为螺旋的实际转速 ，其不能超过临界转速。螺距 螺距不仅决定着螺旋的升角，还决定着在一定填充系数下物料运行的滑移面，所以其大小影响输送过程。通常可按下式计算螺距:（4-4） 由于物料的流动性较差，取值时K10.8 螺旋叶片直径 该直径直接关系到输送机的生产量和结构尺寸，将（4-3）、（4-4）式

38、带入式（4-1），此时可取K1=0.7 ,得到下列公式（4-5） 由于各变量已知，当Q取50时，可求得D0.320=320mm 螺旋叶片的直径通常制成标准系列。D=100, 120, 200, 250, 300, 315, 350，400， 500和600mm。 根据公式（4-5）计算出来的数据，按照标准系列将其圆整化，可取D=315mm 在叶片直径确定的情况下可求得S220 螺旋轴直径螺旋轴径的大小与螺距有关，因为两者共同决定了螺旋叶片的升角，也决定了物料的滑移方向及速度分布。一般轴径的计算公式：（4-6）取D=315，则d=63110在机器的设计方案中，为方便绞龙的制造及减少轴应力应变，叶

39、片是采取焊接的方式固定在圆柱钢管上，该钢管与主轴套在一起，并用螺钉紧固，结合钢管的选用标准,可取螺旋轴直径d为77mm 螺旋升角螺旋叶片任一点的法线与螺旋轴线的夹角称螺旋升角，螺旋升角的求解公式如下： (4-7)其中S螺距（mm），该点所在螺旋线直径(mm) 由此可见升角是不断变化的，从外圆到内轴，升角递增。外径与料槽的间隙 螺旋输送机在安装的时候，螺旋外径与料槽要有一定的间隙，若间隙过小则造成不必要的摩擦，若间隙过大会造成漏料。根据设计标准，其最小间隙不能小于名义间隙的50%14。其间隙取值可参照下表表4-1 间隙参照表螺旋外径10012516020025031540050063080010

40、001250名义间隙7.5 10 12.5 15 20输送长度LL是指螺旋输送机的绞龙轴向长度，该长度一般由实际工作需要和设计环境来确定。本次设计的绞龙主要只是进行均匀喂料，所以不需要很长的，结合以往的设计经验可取两个螺距。即L=2S输送机驱动功率及筛分功率（1）螺旋输送机的运动阻力 由于螺旋输送的转动和物料向前运动而产生了若干反抗运动的阻力，由下列阻力组成： 物料运行阻力F1 空载运转阻力F2 倾斜阻力F3本次设计的螺旋输送装置采取水平输送方式，所以不存在了倾斜角；，F3=0（2）驱动功率= P1 + P2 +=（4-8）式中P1物料运行所需的功率 P2输送机空转时所需的驱动功率倾斜功率，该

41、功率为0物料运动阻力系数 ，该阻力系数可查表取0.7 所以P 1.19（3）筛分功率 （4-9） （4-10） 式中阻力因数 G 单位时间进入筛桶的物料重 当取为2.3，G为50，为150时 求得筛分功率为1.8螺旋叶片的设计计算螺旋片是螺旋输送器的主要工件，然后焊在螺旋轴上。（1）材料选取常用螺旋叶片的材料分为16Mn和Q235A两种，叶片厚度为23mm，采用冷态拉伸成型，均取得满意的效果。（2）螺旋叶片展开如图4-3所示，其下料尺寸计算如下。内螺旋线投影长 （4-9）外螺旋线投影长B为叶宽 （4-10）内螺旋线实长 （4-11） 将d=77mm，B=119mm 代入得：外螺旋线实长 （4-

42、12）内螺旋线展开半径 （4-13）将B=119mm，=334mm，=1016mm 代入得：理论计算螺旋叶片展开料内孔直径为，考虑到叶片拉伸过程在板厚方向的变形的影响（内孔变小）15，取内孔加工后的直径为。外螺旋线片展开半径将mm，B=119mm代入得：理论螺旋叶片展开料外圆直径由于整个螺旋轴在后期整体需要加工叶片外圆，所以在叶片下料时，外径取=355mm。叶片展开料缺口夹角将=1016mm，=177.3mm代入得：图4-3绞龙叶片下料展开图5动力传动部分的设计5.1电机的选择电机为整套设备提供动力，应根据装机容量、结构形式、转速来确定具体型号。5.1.1电动机类型和结构形式的选择我国通用的电

43、力为220v和380v的交流电，一般情况下该选用交流电机。Y系列电动机具有高效、节能、振动小、噪声小和运行安全的特点，安装尺寸和功率等级符合IEC国际标准，适合于无特殊要求的各种机械设备，故选用y系列。电机功率的选择电动机功率的选择要依据工作部分的功率，过大会浪费，过小就会超负荷造成电机损坏，电机所需要输出的实际功率可表示如下： （5-1）电机所需输出的实际功率工作部分消耗的功率电动机与工作部分之间的总效率工作部分的总功率为=1.19+1.8=2.99总效率=0.84×0.96×0.980.79故=3.78电机转速的确定在绞龙的计算中确定轴的转速介于，传动比，则电机转速60

44、0765。综上可查阅机械设计手册第三版P23-34，可选电机型号为Y160M1-8，其额定功率为4kw，转速为720r/min，效率为84%。电机座的设计机座包括机架和基板，其主要作用就是用来固定电机，使电机相对于整部机器处于一个准确的位置。机座的受力情况很复杂，会产生压缩、弯曲、扭转等变形，在设计电机座时要选择合适的材料，确定合理的结构和尺寸。本次设计的机座与喂料装置的箱体相连，机座主要采用型材焊接而成，设计中所用的型材是8#槽钢，10mm热轧钢板。电机与机座采用螺栓连接，螺栓在焊接机座时已装入，由于带轮在使用一定时间后会出现松弛，所以螺栓是安置在一个长槽内以方便调节电机的固定位置。电机的轴

45、端会受到一定的压轴力，为了防止受压轴力的作用而移动，所以在固定板上会有定位螺钉。具体结构和尺寸参照CAD图纸。5.2 传动机构的选型传动方式的拟定本次设计在传动部分要求结构简单、价格低廉、缓冲吸振、传动平稳。，可选用带传动，带传动的基本组成零件为主动带轮、从动带轮和传动带。其传动示意图如图5-1所示。图5-1带轮传动图1.主动带轮 2.从动带轮V带的参数设计已知电机型号为Y160M1-8，电动机满载时额定功率，转速，传动比，每天工作超过16小时。确定计算功率P由机械设计表8-7查的工作情况系数=1.3，故 （5-2）选择V带的带型根据、由图8-11选用A型。确定带轮的基准直径并验算带速V初选小

46、带轮的基准直径。由机械设计表8-6确定其最小基准直径由机械设计表8-8，取小带轮的基准直径验算带速v。按式机械设计公式（813）验算带的速度 （5-3）由于带速的推荐速度为，故带速合适计算大带轮的基准直径。根据机械设计公式（8-15a），计算大带轮的基准直径 （5-4）根据表8-8圆整为=630mm确定V带的中心距a和基准长度根据机械设计公式（8-20） （5-5）初定中心距由机械设计公式（8-22）计算带所需的基准长度 （5-6）由机械设计表8-2选带的基准长度按机械设计公式（8-23）计算实际中心距a （5-7）该值处于中心距的范围内所以该中心距符合要求验算小带轮上的包角 （5-8）计算带

47、的根数z计算单根v带的额定功率由和，查机械设计表8-4a得根据，i和A型带，查机械设计表8-4b得查机械设计表8-5得查机械设计表8-2得，于是 （5-9）计算V带的根数z。 （5-10）故取5根。计算单根V带的初拉力的最小值由机械设计表8-3得A型带的单位长度质量，所以 （5-11）应使带的实际初拉力。对于初安装的V带，初拉力应为1.5计算压轴力其受力分析如图5-2所示。带轮轴压轴力最小值为 （5-12）图5-2 带轮轴受力图带轮结构的设计带轮材料常用的带轮材料为HT150或HT200，本设计选用HT200带轮结构 根据轮辐结构的不同，可以分为实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。本次设计小带

48、轮选用实心式，大带轮选用孔板式，如图5-3。查阅机械设计手册P14-26来确定带轮尺寸，具体尺寸参照CAD图纸。带轮轮槽 V带轮的轮槽与所选用的V带的型号相对应。为了使V带的工作面与带轮的轮槽工作面紧密贴合，将V带轮轮槽的工作面的夹角做成小于5.3 拟定轴上零件的装配与定位5.3.1轴上零件的方向、顺序、相互关系该设备的主要工作部件是绞龙、打板，分析设备的整体结构和原理方案，整个机器只有一根中心轴，可以看出绞龙及打板都是与中心轴装配固定在一起，通过轴的旋转来给绞龙、打板提供动力。按照饲料加工工艺过程，绞龙所处的工序在打板之前，绞龙负责向筛桶内送料，位于筛桶内的打板负责打碎和筛分。由于绞龙和打板

49、共用一根轴，所以其旋转轴心重合且就是轴的轴心。5.3.2轴承的选择分析本次设计轴的载荷分布，其主要是受径向和轴向载荷。由于箱体是钣金件，其厚度不大，故不能用来承接轴承，所以轴承的定位依靠轴承座，轴承座再与箱体固定连接。但是当轴的中心线与轴承座的中心线不重合而有角度误差时，或因轴受力而弯曲或倾斜时，会造成轴承的内外圈轴线发生倾斜。参照设计规范，应选择有一定调心性能的调心轴承或带座外球面球轴承，这种轴承在轴与轴承座孔的轴线有较小的相对偏移时还是能够正常工作，其轴心线允许偏移。根据实际工作情况，选用适用性较强的带座外球面球轴承，其轴承和外座是直接装配好的。根据轴承座的形状其有不同分类，查阅机械设计手

50、册P20-20，选用带方形座外球面球轴承，其座为铸造而成，型号是UCFU212。带座外球面球轴承的套圈及钢球材料为高碳铬轴承钢GCr15，外座得材料为HT200，在正常的工作情况下，与其相配合的轴公差选用h7（查阅机械设计手册P20-243）轴承需用2号工业锂基润滑脂，轴承两侧有密封圈，通过查阅机械设计手册表20-6-34,得轴承的极限转速是2000r/min，额定载荷为36.8KN。转轴的设计计算1输出轴上的功率、转速和转矩已知：电机输出效率=0.84，V带传动效率 ，一对轴承转动效率，电机转速为计算得 (5-13) （5-14） （5-15）2确定轴的最小直径根据经验选取轴的材料为45钢，

51、调制处理。根据表15-3，取，于是得 （5-16）输出轴的最小直径应该是是安装皮带轮的地方，由于大带轮的孔径为，所以取轴端直径为，轴与带轮采取过渡配合，轴的公差带为m5。3轴的结构设计（1）确定轴的各段直径和长度依据轴上零件的装配方案，其简图如图5-2所示。图5-2 转轴结构简图安装皮带轮处轴径选取，皮带轮宽度可取为，故取轮毂的长度为100mm，为了保证挡盘能够压紧带轮，该部分长度要略短，故选取。轴承的选择也在上面陈述，轴承是带座外球面球轴承UCFU212。其尺寸为。其中B为内环的宽度，很显然L6必须大于B，该轴承与箱体相连，为了方便带轮与电机的安装，可取L6=95mm。L1处与轴承相连，可取

52、L1比B大20mm，所以L1=85mm。d为内环的直径，所以该处轴的直径。轴与轴承的配合采用，零件可自由拆装。托架的内柱面尺寸为。托架固定于轴上L3处，为了托架的稳定，L3必须大于B，所以取L3=100mm。托架内孔直径为67mm，故。L4处于两托架之间，两托架中心距离为450mm，则L4=4505050=350，绞龙安装于L5处，绞龙的轴向长度为530mm，箱体壁厚为10mm，轴承座定位板厚10mm，小托架距离出料口为160mm，L5=160-50+530+10+10=660mm。轴承的定位端需要一轴肩，该轴肩用于装配时保证整根轴迅速定位到正确的位置，并承受一部分的轴向力，轴肩高度设为2.5mm，则（2）轴上零件的周向定位带轮与轴的周向定位采用单圆头平键连接，按由表61查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，由于带轮的毂槽长100mm，取键长90mm，轴与带轮的配合为过渡配合。轴与托架的周向定位采用圆头平键连接，按由表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，托架的轮毂长度为100mm，取键长为80mm，为方便安装，采用间隙定位配合。（4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计表152，按照轴径，取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径为2m