【大米加工的自动化除杂去石机械结构设计9400字（论文）】

大米加工的自动化除杂去石机械结构设计目录TOC\o"1-3"\h\u211701前言 1260861.1研究背景以及意义 1238681.2我国大米加工面临的弊端 2100091.2.1品种结构不优 3127631.2.2加工方式单一 3124761.2.3企业规模过小 436032大米加工除杂去石机的概况 54602.1大米除杂去石机的功用 5302892.2大米除杂去石机的结构 543232.3大米除杂去石机具有的特点 9254043滚筒的设计 1099053.1滚筒的功能 1027593.2滚筒传动的方式 10310653.3滚筒的结构设计 13109004大米加工除杂去石机箱体的设计 18306524.1箱体的设计 1898954.2底座的设计 18276285大米加工除杂去石机传动设计与电机的选择 2098525.1支撑导轮的设计 2057255.2链轮的设计 22276425.3电机的选择 23121815.4联轴器的选择 2515069结论 2727754参考文献 281前言1.1研究背景以及意义优质大米符合人们消费需求。随着人们生活水平的不断提高，吃少吃好吃绿色产品成为人们的消费主流，大米是中国人的主食，普通大米的市场越来越窄，优质大米越来越受人们青睐，生产加工优质大米，是市场消费的需要。为了增加农民的收入，必须进行优质的大米加工。生产食品在很大程度上取决于自然条件、环境和市场。特别是在农村地区，农业产量的增加和农民不工夫致使这个问题对农村发展产生了不利的影响。农产品产量增加的唯一办法是使他们的农产品提升。本文要介绍的是一种国内外育种机技术基础上发展起来的新型育肥设备——杂物清除机，它由一个主体和一个杂物清除辊组成。切屑辊上装有锯齿形过滤器。电动机通过传送带将动力传递给轧辊。当棒子快速旋转以清除碎片时，机器还使用亚麻刮刀进一步清除米皮。大米长期以来一直是世界上超过50%的人口的主食，大米在全球粮食市场上的重要性是无可争议的。与此同时，稻米行业正在经历模式的转变，特别是在提高稻米质量方面的技术创新。从稻谷到大米的加工可以从加工段来理解。水稻籽粒中夹杂着沙子和砾石，土壤，刨花，铁钉，稻秆和杂草种子。在加工过程中去除杂质不仅会影响生产安全，降低大米质量，还会危害人体健康。现有的除砂剂很少有去除杂质的功能。石材清除剂可以清除石材，瓷砖和其他污染物，但是细小的灰尘和稻草很轻，很难过滤掉，因此需要清除杂质。可移动机的收集盒不易拆卸清洗，而且收集盒内的石头异物等污染物需要经常清洗，这对人员来说是一个大问题，所以提出了方法。1.2我国大米加工面临的弊端大米是五谷之首，作为最大的主食品种，我国60%以上的人口以大米为主食，在国民生活中占有至关重要的位置。从古到今，我国历来都高度重视稻谷的生产。特别是改革开放、粮食购销市场化之后，稻谷生产持续发展。从2004年开始，我国稻谷生产开始打翻身仗，连续11年增产丰收。总产量从2004年的17909万吨，增加到2015年的20825万吨，增长16.3%，总产量位居世界各国之首，创造了世界奇迹。在我国稻谷生产持续发展的同时，我国稻米加工产业也有了长足的进步。初步改变了稻谷剥壳、米糠喂猪的原始性加工格局，开始向深加工方向迈进。但是，从总体上来讲，我国稻米产业无论是从满足人民日益增长的生活需求，还是与发达国家的快速发展水平相比，都有很大的差距。1.2.1品种结构不优过去我国稻谷生产着重追求产量，品种结构存在严重问题。主要表现在优质稻谷面积少，产量少。在全国稻谷“高库存”中，绝大部分是不受市场欢迎的早稻及普通杂交稻。像“五常大米”、“黄花粘大米”等国家一级稻米一直处于供不应求的状态。吉林省“五常大米”年产量仅有80万吨，而市场上销售假冒产品的数量超过千万吨。2019年国家虽然在湖北启动中晚籼稻最低收购价执行预案，但“黄花粘”稻谷的市场价格超过最低收购价，畅销省内外。之所以如此，就是消费者对优质大米格外青睐。1.2.2加工方式单一建国几十年来，我国粮食加工企业先是国有垄断，后是改革开放，绝大多数国有粮食加工企业退出国有系列，民营粮食加工企业雨后春笋般兴起。多种所有制并存的体制，给粮食加工企业生存和发展带来了活力。但是，纵观我国稻米加工企业，仍然存在加工方式单一的问题。多数稻米加工企业基本停留在初加工阶段，将稻谷加工成大米，副产品直接进入市场。虽然有些稻米加工企业开发大米膨化食品、米汁，稻谷加工的副产品，如米糠生产稻米油，稻壳发电、生产活性炭等产品，但是总量上并不乐观。不少大米加工企业还津津乐道大米的过度加工，一道一道的抛光精选，不仅使大米的营养价值流失，而且也造成宝贵的资源浪费。1.2.3企业规模过小稻米加工行业属于微利行业，在激烈的市场竞争中立于不败之地，必须具有相当的规模。而我国稻米加工产业规模庞大，产能严重过剩，分布过于分散。稻米主产区一个县市，少则几百家，多则上千家稻米加工企业。投资上重复，原料上抢购，产品销售上压价，导致利润率江河日下。当前，规模过小的稻米加工企业，开工严重不足，大多数处于停产、半停产状态。面向世界，我国对外开放步伐进一步加快。世界经济一体化格局下，粮食加工企业面临的形势更加严峻。今年出台的中央一号文件，明确提出推进农业供给侧结构性改革。在困难与机遇同在，挑战与发展并存的时代，稻米加工企业要拼搏进取，迎难而上，制定科学的发展策略，抢占制高点，寻找新的经济增长点。

2大米加工除杂去石机的概况2.1大米除杂去石机的功用针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于大米加工的除杂去石装置，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，大大提高了稻谷的去石和除杂效率，减轻大米加工人员的劳动强度，同时便捷的排出石子收集箱内的石粒、瓦片等杂质，提高了净稻谷质量。2.2大米除杂去石机的结构大米机一般由滚筒、箱体、下箱体、传动系统、电机等机构构成1、滚筒滚筒是大米除杂去石机的主要组成部分，滚筒由4个支撑轮支撑，工作时，由电机、减速器带动滚筒一侧的链轮与链啮合的传动系统带动滚筒旋转，支撑轮起到支撑和从动作用。2、链轮传动机构链传动基本结构受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。齿形链由许多冲压而成的齿形链板用铰链联接而成，为避免啮合时掉链，链条应有导向板(分为内导式和外导式)。齿形链板的两侧是直边，工作时链板侧边与链轮齿廓相啮合。铰链可做成滑动副或滚动副，滚柱式可减少摩擦和磨损，效果较轴瓦式好。与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高；但结构复杂、价格较贵、也较重，所以它的应用没有滚子链那样广泛。齿形链多用于高速(链速可达40m/s)或运动精度要求较高的传动。国家标准仅规定了滚子链链轮齿槽的齿面圆弧半径、齿沟圆弧半径和齿沟角的最大和最小值(详见GB1244-85)。各种链轮的实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线设计有很大的灵活性。但齿形应保证链节能平稳自如地进入和退出啮合，并便于加工。符合上述要求的端面齿形曲线有多种。最常用的齿形是“三圆弧一直线”，即端面齿形由三段圆弧()和一段直线组成。链轮轴面齿形两侧呈圆弧状，以便于链节进入和退出啮合。齿形用标准刀具加工时，在链轮工作图上不必绘制端面齿形，但须绘出链轮轴面齿形，以便车削链轮毛坏。轴面齿形的具体尺寸见有关设计手册。链轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，故齿面多经热处理。小链轮的啮合次数比大链轮多，所受冲击力也大，故所用材料一般应优于大链轮。常用的链轮材料有碳素钢(如Q235、Q275、45、ZG310-570等)、灰铸铁(如HT200)等。重要的链轮可采用合金钢。链轮传动机构一般由链轮和一根固定在滚筒一端的链条组成，通过电机带动链轮通过与链条的啮合达到滚筒的转动。3、减速电机减速电机是指减速机和电机(马达)的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。减速电机广泛应用于钢铁行业、机械行业等。使用减速电机的优点是简化设计、节省空间。减速电机结合国际技术要求制造,具有很高的科技含量。节省空间,可靠耐用,承受过载能力高,功率可达95KW以上。能耗低,性能优越,减速机效率高达95%以上。振动小,噪音低,节能高,选用优质段钢材料,钢性铸铁箱体,齿轮表面经过高频热处理。经过精密加工,确保定位精度,这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速电机配置了各类电机,形成了机电一体化,完全保证了产品使用质量特征。产品采用了系列化、模块化的设计思想,有广泛的适应性,本系列产品有极其多的电机组合、安装位置和结构方案,可按实际需要选择任意转速和各种结构形式。2.3大米除杂去石机具有的特点1筛孔不易堵塞。2运行平稳，噪声较低。3结构简单，维修方便。4静电筛分筒可封闭，易于密闭收尘。5整机可靠性高，一次性投资较少。6采用特制筛网，筛分效率高，使用寿命长。3滚筒的设计3.1滚筒的功能被筛物料从滚筒的一端（进料口）进入滚筒内部，由于滚筒的回转，物料沿筒内壁滑动，大米中的细小杂物便通过筛网排出筒外，而不含杂质的大米则从出料口排出。3.2滚筒传动的方式摩擦传动A摩擦传动的优点：a.制造简单、操纵方便b.维护方便、节省材料。B摩擦传动的缺点:a.效率低b.稳定性差。利用两个或两个以上互相压紧的轮子之间的摩擦力传递动力和运动的机械运动。摩擦轮传动可分为定传动比和变传动比的传动两类。工作时，摩擦轮之间必须有足够的压紧力，以免产生打滑现象，损坏摩擦轮，影响正常传动。图2-2摩擦传动简图2、带传动A．带传动的主要优点：a.缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；b.带传动靠摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件；c.适用于两轴中心矩较大的场合；d.结构简单，制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。B.带传动的缺点：a.不能保证准确的传动比；b.需要较大的张紧力，增大了轴和轴承的受力；c.整个传动装置的外廓尺寸较大，不够紧凑；d.带的寿命较短，传动效率较低。鉴于上述特点，带传动主要适用于：a.速度较高的场合，多用于原动机输出的第一级传动。b.中小功率传动，通常不超过50kw。c.传动比一般不超过7，最大用到10。d.传动比不要求十分准确。3、齿轮传动A.齿轮传动的主要优点是：a.瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；b.适用于功率和速度范围广，功率从接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到300m/s；c.传动效率高，η=0.92～0.98，在常用的机械传动中，齿轮的传动效率较高；d工作可靠，使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。B.齿轮传动的主要缺点：制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高，不宜用于较远距离两轴之间的传动。4、蜗杆传动A.蜗杆传动的主要优点有：a.传动比大，结构紧凑。传递动力时，一般i=8～100；b.蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、振动小、噪声低；c.当蜗杆的导程角小于当量摩擦角时，可实现反向自锁，即具有自锁性。B.蜗杆传动主要缺点有：a.因传动时啮合齿面间相对滑动速度大，故摩擦损失大，效率低。一般效率为η=0.7～0.9；具有自锁性时η＜0.5。所以不宜用于大功率传动；b.为减轻齿面的磨损及防止胶合，蜗杆一般使用贵重的减摩材料制造，故成本高；c.对制造和安装误差很敏感，安装时对中心矩的尺寸精度要求很高。3.3滚筒的结构设计滚筒的结构形式有：圆形、多边形和复合形。通常采用圆形，因为圆形平衡度好，运转平稳，加工简单。在一个多边形另一个多边形之间有不同的接触，每一个都振动和打击。它主要由筛网和框架组成。筛网按原料分为丝网、铁丝丝网和合成米网三大类。丝网根据规格大小不同的桑蚕丝采用全绞纱组织、半绞纱组织或平纹组织编织，编织方式与网布相似。当网目数较小时，使用整绞纱。网目数较大时，采用半绞纱或平纹组织。蚕丝筛网的规格有4～62孔/厘米，大部分可用于粮食工业，也可用于砂轮砂矿厂筛分不同粒度的砂粒。金属网以黄铜丝、磷铜丝、不锈钢丝为原料编织而成。金属丝粗细有0.4～0.025毫米的规格。大部分采用平纹组织或斜纹组织垫。金属丝网穿孔清晰正确，网面平整，具有耐高温、耐磨等特点，不锈钢丝网还能耐腐蚀。因此，金属筛多用于粉末筛分和油过滤。合成大米筛网有锦纶或涤纶的长丝和棕两种。长丝用15～30旦单丝，筛网孔眼表面光滑，有利于过滤。织物组织可采用全绞纱、方平和平纹等，规格有19～104孔/厘米。主要用于印刷丝网、集成电路印刷电路板，也可用于屏蔽管荧光粉和磁带粉等细小颗粒。棕丝网是以粗尼龙棕丝为原料制成的。直径为0.55～0.1毫米，织物多为平纹席形组织，用于选矿、过滤纸浆、传送带等。合成米网具有不生锈、耐腐蚀等特点，可代替部分金属网。筛网是钢丝编织、金属板冲压、拉伸的大分类，通过一定的技术方法制成筛网产品。筛网的特点：1、编织精密、零缺陷；2、网孔规则、精确；3、过滤精度可靠；4、高抗压强度；5、耐高温、抗化学腐蚀；6、耐磨性好；7、不锈钢卷曲网也是不锈钢支撑网，煤炭筛分网也是工业筛网不可缺少的一部分。筛网的选用主要是根据要筛的物料的大小来确定的，通过确定物料的大小来确定筛网的目数。目数，就是孔数，就是每平方英寸上的孔数目。目数越大，孔径越小。一般来说，目数×孔径（微米数）＝15000。比如，400目的筛网的孔径为38微米左右；500目的筛网的孔径是30微米左右。由于存在开孔率的问题,也就是说,由于不同厚度的丝绸织造时使用网络,不同国家的标准是不一样的,美国有三种标准,英国标准和日本的标准,这是类似于英国和美国,日本的区别比较大。我国采用的是美国标准，也就是可以用上面给出的公式来计算。由此定义可以看出，目数的大小决定了筛网孔径的大小。而筛网孔径的大小决定了所过筛粉体的最大颗粒Dmax。所以，我们可以看出，400目的抛光粉完全有可能非常细，比如只有1－2微米，也完全有可能是10微米、20微米。因为，筛网的孔径是38微米左右。我们生产400目的抛光粉的D50就有20微米。经过调查筛选的谷物最小尺寸不小于2mm所以筛网目数通过下表图1所以筛网选择8目的筛网2、滚筒的几何参数几何参数包括筒体的长度L、筒体的直径D滚筒的内径一般为600—2100mm，长度为1800—9000mm。一点转动缓慢均匀，冲击和振动小，工作平稳，不需要特殊地基，已采用密闭除尘，维护方便，使用寿命长。缺点是设备尺寸大，金属量大，筛孔容易堵塞，功耗大。根据当今生产的滚筒筛一般尺寸选取滚筒内径为D：1520mm，即D=1520mm筒体L增大，可以延长物料在筒内的运动时间，提高筛分效率，然而实践证明，多数筛下料在进料端0.6m范围内已被筛出，故过分加大长度，效果并不显著。筒体长度L一般取L=（1.65～4）D在生产中，筒体长度一般取2000至3000之间过分增加筒长，还影响占地面积，经济上也不合理，即L=1.65D=2514mm3、链条的选择在同类产品中，根据链条的基本结构，即根据零件的形状、零件与链条的啮合、零件之间的尺寸比等方面确定链条产品系列。链的种类很多，但它们的基本结构只有以下几种，其余的都是这几种链的变形。从上面的链条结构可以看出，大部分的链条是由链板、链销、套筒等部件组成的。其他类型的链把不同的链盘的变化根据不同的需求,有些在链板安装在刮刀,一些在链板安装在导轴承,和链板安装在辊等等,这些都是为应用程序的修改在不同的应用场合。滚子链条由滚子、套筒、销轴、内链板、外链板组成。内链板与套筒之间、外链板与销轴之间的过盈配合，滚子与套筒之间、套筒与销轴之间的间隙配合。当内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动。辊筒绕在套筒上工作时，滚子沿链条轮廓滚动，可减少齿廓的磨损。链条磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。因此，内外链板之间应留有一点间隙，使润滑油能渗透销轴与轴套的摩擦面之间。链板一般采用8字型制作，使其各截面的抗拉强度几乎相等，同时也减小了链的质量和传动过程中的惯量。发射大功率时，可采用双排或多排链条。多行链的承载能力与行数成正比，但由于京都的影响，各行链的承载不均匀，所以行数不宜过多。因为此次设计的链条固定在滚筒筒体上，所以在知道筒体外径的情况下选择链条型号为32B-1-63，即节距p为50.8mm的63节的单排滚子链。

4大米加工除杂去石机箱体的设计4.1箱体的设计已知滚筒的内径R=1520，筒体长L=2514在不影响滚筒运转的情况下确定箱体高为2100mm宽为2100mm长为2609mm。由于大米除杂去石机的箱体是由钢板焊接组成故单块钢板的厚度需满足强度要求故箱体壁厚为6mm，这样既可以满足强度要求，又能够减少箱体的制造费用。4.2底座的设计图2底座在精密高效分粒机中起固定箱体、支撑导轮和链轮的作用。在滚筒中筛出的物料通过底座中间的出口排出。底座上表面与地面的夹角即为滚筒与水平面的夹角α。滚筒的倾斜角度会影响筛分物料在滚筒中的滞留时间。滚筒倾斜角越大，物料在滚筒内经过的时间越短，筛分速度越快。如果倾角过大，物料可能不经筛分就到达出口，增加回料量。相反，倾斜度愈小，物料筛分愈慢，筛分能力低。滚筒的倾斜角通常在—之间，这里取α=。

5大米加工除杂去石机传动设计与电机的选择5.1支撑导轮的设计图3支撑导轮在精确高效谷物分离机里起到了支撑滚筒的作用，并使得滚筒可以在箱体内平稳转动1、轴的设计轴从左到又分别是1，2，3轴1、3安装在支座上其中2、轴承的选择由于支撑轮主要承受轴向载荷，轴承选用圆锥滚子轴承，因为圆锥滚子轴承主要承受径向组合径向载荷和轴向载荷。轴承的承载能力取决于外圈滚道的角度，角度越大，承载能力越大。这种轴承属于分离型轴承，根据轴承中滚子的数目分为单列、双列和四列圆锥滚子轴承。单列圆锥滚子轴承的间隙在安装时由用户调整。双列、四列圆锥滚子轴承的间隙在产品出厂时已根据用户要求设定，无需用户调整。圆锥滚子轴承有锥形内圈和外圈滚道，锥形滚子设置在它们之间。所有圆锥表面的投影线都在轴承轴线的同一点相聚。这种设计使圆锥滚子轴承特别适合承受复合（径向与轴向）负荷。轴承的轴向负荷能力大部分是由接触角α决定的；α角度越大，轴向负荷能力就越高。角度大小用计算系数e来表示；e值越大，接触角度越大，轴承承受轴向负荷的适用性就越大。根据轴的尺寸得出安装在1轴上的轴承型号为安装在3轴上的轴承型号为5.2链轮的设计\o"查看图片"

图4链轮齿必须保证链轮齿能平稳自如地进出啮合，尽量减少链轮啮合时的冲击和接触应力，并便于加工。常用的链轮端面齿形见图4。它是由三段圆弧aa、ab、cd和一段直线bc构成，简称三圆弧-直线齿形。齿形用标准刀具加工，在链轮工作图上不必绘制端面齿形，只需在图上注明"齿形按3RGB1244-85规定制造"即可，但应绘制链轮的轴面齿形链轮齿数：z=21分度圆直径：d=p/sin（180°/z）=294mm齿顶圆直径：dmax=d+1.25p-d1=318mm齿根圆直径：df=d-d1=226mm注：p链条节距，z链轮齿数，d1链条滚子直径5.3电机的选择电机按其功能可分为驱动电机和控制电机；根据电能的类型分为直流电机和交流电机；根据电机转速与电网工频的关系可分为同步电机和异步电机。按电源的数量分相可分为单相电机和三相电机；按保护类型可分为开式、保护性、封闭型、隔爆型、防水型、潜水型；按安装结构类型可分为水平安装、垂直安装、带底脚安装等。按绝缘等级可分为E级、B级、F级、H级等。1．按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。2．按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。同步电动机又可以分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。异步电动机分为三相异步电动机、单相异步电动机和覆盖极异步电动机。交流换向器电动机分为单相串联电动机、交、直流电动机和排斥电动机。直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。3．按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容盍式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。4．按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。5．按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。6．按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无极变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。电机选取的是减速电机CR87-80，减速比为18.5，功率为18.5Kw5.4联轴器的选择从现有标准联轴器中选取最适合自己需要的联轴器品种、型式和规格。一般情况下现有的标准联轴器基本可以满足不同工况的需要。由于动力机的驱动转矩及工作机的负载载矩不稳定，以及由传动零件制造误差引起的冲击和零件不平衡离心惯性力引起的动载荷，使得传动轴系在变载荷（周期性变载荷及非周期性冲击载荷）下动行产生机械振动，这将影响机械的使用寿命和性能，破坏仪器、仪表的正常工作条件，并对轴系零件造成附加动应力，当总应力或交变应力分别超过允许限制时，会使零件产生破坏或疲劳破坏。在设计或选用传递转矩和运动用的联轴器时，应