毕业设计（论文）-新型洗麦机的设计与分析

题目新型洗麦机的设计与分析学生姓名学号所在学院专业班级指导教师________完成地点___年月日任务书院(系)专业班级学生姓名一、毕业论文﹙设计﹚题目新型洗麦机的设计与分析二、毕业论文﹙设计﹚工作自___年__月___日起至__年月__日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点:四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：本毕业设计题目来自企业，属于产品研发题目。洗麦机用于在小麦制粉之前对小麦麦粒进行清洗，去除其中混杂的燕麦、麦秸、泥土和灰尘等杂物的专用设备。主要针对汉中某粮食制造企业急需开发一种针对去除小麦中夹杂的麦秸，同时兼顾沙石、泥土等杂质去除和小麦着水的一种新型洗麦机。其设计的基本参数为：电机功率7.5kw，总减速比5.6，洗麦绞龙转250prm/min，打擦甩干转速850prm/min，小麦处理日产量10-12吨。完成新型小麦洗麦机的结构设计及仿真。深入分析洗麦机在一般工况条件下的运动和动力学特性，研究其运动及振动的分布规律，探讨新型小麦洗麦机结构改进方案，提供一种用水洗方式去除小麦中夹杂的麦秸、燕麦、瘪麦粒、尘土、沙石等杂质的一种多功能节能环保型的洗麦机。本毕业设计题目对学生的专业能力培养具有实际指导意义。其主要任务：1.查阅资料，了解洗麦机的结构和类型，重点了解各种洗麦机系统的传动方案。熟悉该产品制造过程。2.熟练掌握洗麦机的设计方法，Pro/E软件操作使用。3.完成开题报告，确定研究内容、方法和步骤。4.完成给定参数的洗麦机系统的理论分析计算；完成给定参数的洗麦机系统的总体设计。5.得到差速器系统系统的装配图、零件图。6.完成毕业设计论文；完成外文资料的翻译。五、毕业论文﹙设计﹚应收集资料及参考文献：1．洗麦机的发展现状，发展前景，原理，结构特点（网络）。2．农业机械的现状（网络，书籍）。3．洗麦机的相关学术论文（知网）。4．查阅机械原理，机械设计，机械设计手册等参考文献:1．濮良贵，纪名刚.《机械设计》.北京：高等教育出版社.2006年5月.2．吴宗泽，罗圣国.《机械设计课程设计手册》.北京：高等教育出版社.2006年5月3．陈志成.《制粉师工程手册》.北京:中国轻工业出版社.2007年1月.4．甘永立.《几何量公差与检测》.上海：上海科学技术出版社.2010年1月.5．刘鸿文.《材料力学》.北京：高等教育出版社.2011年2月6．沈莲.《机械工程材料》.北京：机械工业出版社.2011年1月7．裘文言，张租继.《机械制图》.北京：高等教育出版社.2007年12月8．冯立富，陈平.《理论力学》.西安：西安交通大学出版社.2010年8月9．邢栋.洗麦机的功能特点与改进[J].粮食加工.2012.10．毛广卿,阮少兰,温纪平,王晓曦.小麦清理工艺的新变化及碾麦技术的应用[J].粮食与饲料工业,2005.11．王志健，方元.关于小麦湿法清理工艺的探讨[J].面粉通讯,2005.12．窦履豫.去石洗麦机的更新换代[J].粮食与饲料工业,2004.13．邢栋,范崇旺.传统洗麦机的功能与改进[J].粮食与饲料工业,2005.14．陈志成.现代面粉厂设计与技术创新[J].粮食加工,2005.15．翟得冲，王浩.去石洗麦机的使用[J].粮食与食品工业2007.六、毕业论文﹙设计﹚的进度安排：1.2014.2.24——2014.3.23：毕业设计开题。2.2014.3.24——2014.4.28：总体方案确定，完成参数分析。3.2014.4.29——2014.5.26：图纸绘制。4.2014.5.27——2014.6.10：完成说明书。毕业设计要求：1.应遵守学校毕业设计的相关要求，按时、按量完成毕业设计中提出的任务；2.应积极查阅资料，明确设计任务，积极思考和开展讨论、提出自己的见解，有所创新；3.论文的撰写，要求条例清晰、论述有据、计算正确；图纸设计规范，遵守国家标准。指导教师系(教研室主任签名批准日期学生签名新型洗麦机的设计与分析【摘要】：小麦是我国主要的粮食作物，也是我省主要的经济作物，本课题主要针对汉中某粮食制造企业急需开发一种针对去除小麦种麦秸，同时兼顾沙石、泥土等杂质去除和小麦着水的现状，开发一种新型洗麦机。洗麦机用于在小麦制粉之前对小麦麦粒进行清洗，本设计根据传统洗麦机的工作原理和缺点进行乐改进：将浸水清洗改为喷水清洗，节水80%左右；将小麦的垂直向上输送改为水平输送，节电55%左右。该两点改进为新型洗麦机的重大改进。该机构主要由机架、洗麦槽、甩干筒、传动机构、水份监测及水份控制系统几部分组成。主要通过打板和绞龙的运动以及封闭的供水系统实现小麦的清洗。在技术创新方面，主要增加了水流量监测控制装置，定时喷洒水装置，调速装置。本文主要通过对零部件的分析，主要是绞龙部分设计计算：并对传动部分进行了分析，对绞龙轴，打板轴，带轮等进行设计计算，总结了其主要的加工工艺，设计出了CAD装配图及零件图，新型洗麦机充分利用成熟的技术和结构部件，既满足节能减排的目的，同时也满足产量。【关键词】：绞龙，打板，水份控制页共39页1.绪论1.1我国面粉行业现状和小麦表面清洗自新中国成立至20世纪80年代末的40余年间，我国的面粉加工企业一直沿用传统的湿法清理工艺。到了20世纪90年代,受引进的200多条面粉生产线的影响，几乎所有的面粉厂都改为干法清理工艺。其原因，主要是新型的比重分级去石机和先进的电脑着水机的出现与推广，完全替代了湿法清理工艺中的核心设备——去石洗麦机去除石子和着水的两大功能，其去石效果和着水精度比之洗麦机有过之而无不及。干法工艺在节约投资、降低成本、简便操作、改善车间卫生等方面明显优于湿法清理工艺，这是干法清理工艺很快能够普及的根本原因。进入21世纪，有些小型面粉厂迫于市场竞争的压力，千方百计地寻找弥补由于设备和工艺方面的不足的措施，以维持企业的生存，其中的主要手段就是在原有的干法清理工艺中增加了一道去石洗麦机。这一措施加上原料上的严格把关和工艺上的精心管理，取得了非常成功的效果，有些工艺指标竟优于许多引进的面粉生产线。近年来，我国日益重视农业问题，对农业产业给予了莫大的关注和投入，粮食生产出现了连年丰收，小麦也连年增产，制粉行业的面粉生产质量越来越高。小麦磨粉前应除去麦芒、穗壳、麦粒表面和腹沟内的灰土以及混在小麦里的泥沙等杂物，还需湿润麦粒表面进入磨粉工序。而小麦表面清理又是面粉生产不可缺少的一道重要工序，它可分为干法清理和湿法清理，干法清理需要投入许多设备，投资成本加大。我国小麦从收割、晾晒到仓储，都接触沙石和泥土，所以干法清理不适合我国国情。目前，绝大多数面粉厂均采用湿法清理，即用水洗麦。其中，去石洗麦机是小麦湿法清理工艺的主要设备。因此，洗麦机兼有去石、着水和清除污垢的功能，是一种高效能的小麦清理机械。研究表明：湿法清理工艺中的去石洗麦机，不但具有良好的石子分离和着水功能，而且能够有效地清除比重小于正常麦粒的虫蚀粒、皱缩粒以及麦壳、麦秸等；特别是对于附着在麦粒表面和腹沟内的尘土、泥砂等微细杂质有着异乎寻常的清理效果。这对于在制粉过程中提高面粉的加工精度和出粉率有着极其明显的作用。1.1.1小麦的加工工艺1）原粮→磁选→（筛选）初清筛→风选→去石机→精选→打麦机→1磁选由于小麦为非导磁性物质，在磁场内，金属杂质与小麦分开定期清除磁选器；2）振动筛根据物料粒度大小进行筛选，配备适当的筛孔使物料与筛面充分接触控制小麦流量；3）去石机根据比重及空气动力学性质的不同，利用筛面及气流速度造成物料分级，使石子得以分离控制风力及筛面斜度；4）配麦根据不同小麦品种、质量进行合理搭配以保证面粉品质配麦比例；5）精选机根据粒度不同将小麦中含有的有机杂质去除掉控制收集槽的斜度；6）打麦机通过打板的旋转，以及小麦之间的摩擦去除粘附在小麦表面的尘土以及打碎煤渣、土块控制流量以及打板速度；7）洗麦机清洁小麦尘土，依悬浮比重不同，去除部分石子水流量及小麦流量；8）润麦通过加水润麦，使小麦皮层纤维素吸水胀润，韧性加强，使皮层与胚乳分离加水量及润麦时间；9）磨粉机利用小麦各部不同的强度，配置不同表面的磨辊，对物料挤压，剪切，达到破碎的目的控制轧距；10）高方筛通过筛面的水平回转运动，带动筛上物做相对运动，使物料分离出皮、渣、心、粉控制筛号；11）打麸机靠旋转的打板，将粘附在麸皮上的面粉打下来控制筛号；12）清粉机利用风选和筛选将纯麦心以及含皮胚乳按照粒度和比重进行分离控制风量及筛号；13）混合机通过叶片的转动，使物料在机内有一定的相对运动，达到混合的目的控制搅拌时间；14）杀虫机通过高速旋转产生离心撞击，击碎虫卵，需控制转速；15）松粉机通过打击将粉片打碎，利于筛理，需控制转速；16）包装依据定量自动打包定量、标识；以上为面粉生产的主要工艺流程，在面粉生产过程中，洗麦机和打麦机都是必不可少的工艺过程。小麦清理是小麦加工的重要环节。清理效果的好坏直接影响到出粉率〔特别是优质粉的提取率)和面粉品质(灰分、色泽、含砂、病菌和农药残留、流变学特性和食用品质)等。近年来为了提高产品质量，满足市场需求，从加工过程的各个环节挖掘潜力，小麦清理也受到了前所未有的重视，清理工艺和设备的发展为提高面粉质量起到了重要作用。其中洗麦是小麦清理中尤为重要的环节，洗麦主要有两个目的，第一是去除洗麦表面杂质和农药残留，第二是保证小麦的含水量，这直接关系到面粉的质量和产量。1.1.2小麦表面清洗和面粉现状从上面的小麦加工工艺中可以看出洗麦和打麦是小麦表面清理是面粉生产中不可或缺的一道工序，可分为干法清理和湿法清理两种方法。应用筛、打、去石、风选、强力着水机等方法清除、清理各类杂质的清理工艺称为干法清理；应用洗麦机对小麦表面清理和去除沙石的清理工艺称为湿法清理。相比之下湿法清理工艺明显比干法清理工艺简单，工艺流程简便。去石洗麦机是小麦湿法清理工艺的主要设备，洗麦机兼有去石、着水和清除污垢的功能，是一种高效能的小麦清理机械。因此，近几年来，一些中小型面粉企业越来越重视去石洗麦机的投入。我国小麦从收割、晾晒到仓储，都接触沙石和泥土。若不使用洗麦机清洗，面粉的灰分居高不下，白度偏低，颜色发暗。随着市场竞争的日趋激烈，白度已成为面粉诸多指标中的“焦点”，不少厂家为了达到增白、超白的效果，过量添加增白剂。然而经检测发现，若只是把胚乳中的色素都漂白，而麦皮表面及小麦腹沟中的浮尘、微生物、农药残留没有被清除，即使面粉使用中间产品“增”了白，但是一经做成食品就会原形毕露。制粉企业会因此失去信誉，同时对人民群众的生活将造成极大的危害。而且国家卫生部已经明文规定，自2011年5月1日起，禁止生产企业在面粉中添加食品添加剂诸如过氧化苯甲酰、过氧化钙等。另外，还有一些制粉企业甚至不惜牺牲经济效益，以降低出粉率为代价来提高面粉“白度”。同时，近年来的研究表明，用水洗小麦的湿法清理法对于小麦表面清洗，特别是小麦腹沟中的灰尘及杂质清理效果显著。在制粉前清理小麦麦粒有利于提高面粉色泽，一些制粉企业在制粉工艺中增设洗麦机收到了立竿见影的效果。因此，各种不同形式的洗麦机也大量涌现。所以新型洗麦机的研制迫在眉睫，它主要是用来解决传统洗麦机的一些技术缺陷和存在的问题。1.2传统洗麦机工作原理和缺点传统洗麦机是采用湿法清理小麦的设备，可分为立式和卧式两种类型。立式洗麦机的洗麦部分设在立式甩干机的下面，不设水槽和绞龙。其主要优点是占用的安装面积小，耗水量少，着水量可控制在1%以下；不足之处是清洗效果较差，没有去石功能，所以应用不广泛。卧式洗麦机又称为去石洗麦机，除立式的甩干机外还设有卧式水槽，在槽中设有分离砂石的绞龙。它与立式洗麦机比较，不仅具有去石功能，而且清洗小麦的能力较强；不足之处是占地面积较大，耗水量较多，着水量很难控制在2%以下。去石洗麦机根据小麦由麦绞龙进入甩干机的形式不同，又可分为经过脱水滚筒、经过浮运箱和直接进入3种类型 。传统洗麦机的水洗室都是一种卧式水槽，进料口位于水洗室水槽上沿的一端，水槽内安装有输送绞龙，脱水室垂直连通设置在水洗室相对于进料口远端一侧的上方，出料口位于脱水室的上端。麦粒进入水洗室后浸泡在水槽的流水中，在输送绞龙的旋转推动下从水槽的一端移向另一端后便进入脱水室的底部，然后经脱水室内甩板叶轮的旋转甩动被提升至上端的出料口排出。小麦湿法清理工艺的原理：不同小麦颗粒在水中不仅受重力的作用，而且还受水的浮力和阻力的作用。比重比水大的小麦颗粒在水中下落时，在最初的瞬间受重力的作用加速沉降，由于阻力随着速度的增加而迅速增加，重力、浮力和运动阻力经短暂时间就达到平衡。于是小麦颗粒做等速运动，此时的运动速度称为该颗粒在水中的终点沉降速度。根据沉降速度的不同，将物料分成几种等级的过程，称为水力分级。水力分级和风力分级有类似的地方，小麦颗粒在水中的沉降速度其意义相当于颗粒在气流中的悬浮速度，区别在于介质的密度和黏度不同。由于水的密度和黏度比空气大很多，因此小麦颗粒在水中的运动状态较在空气中有显著不同，小麦和杂质在水中表现出来的性质差异比在气流中大。体积相同而比重不同的颗粒，其质量比值在水中和空气中相差若干倍。因此，单从去除石子和有害麦粒角度来看，用水选比用风选更为有效。洗麦机的工作原理：（1）小麦由落料斗均匀的落入麦绞龙中，由于绞龙叶片的转动，使小麦得到洗涤并且悬浮在水中，被送往甩干机内。石子等杂质由于比重大而沉入石子绞龙内，送往相反的方向，落入水箱尾部抛砂斗内，由喷砂管喷入滤砂盒内。另外在小麦落料时排出的灰尘，由出尘方孔及时排出，被吸风管运走。（2）麦绞龙把小麦送入甩干机底部后，被甩板高速带动进一步清洗后脱离水面。在小麦升运的同时，由于离心力的作用把麦粒抛向甩干筒的内壁，麦粒表面附着的水分及微小的杂质从甩干筒的鱼鳞孔排出，麦粒被弹回，又由于打风板的运动从顶盖及机座的进风口引入空气产生气流，使小麦进一步干燥，最后把小麦从顶盖的切线出料口排出。这种洗麦存在着如下不足：1）机械损耗率较高小麦经洗槽中的麦绞龙进入甩干机后，由于不断受到打板的反复升降，以及因离心力撞向花铁板的强烈撞击，不仅损伤了部分果皮，还将损伤小麦产生碎粒。因撞击而损伤的小麦称为机械损耗。机械损耗率约占小麦流量的0.2%~0.3%。2）耗水量较多洗麦机的耗水量按重量计约为小麦流量的1~2倍，即处理1t小麦需耗水1~2t。甩干时经花铁板排出和喷淋冲洗花铁板的水，仅占洗麦机用水的很少部分，因为随小麦进入甩干机的水，绝大部分从底部返回洗槽。喷运砂石、消除泡沫和稀释水槽中污垢的水，占洗麦机总用水量的90%以上。这些水使用后均由洗槽上部溢水口中排出，是挖掘节水潜力的重点。3）下脚物料收集不便洗麦甩干的工艺过程中，不可避免要产生许多高含水量的下脚，如病虫害和破碎的麦粒等。还有一些籽粒特别饱满的麦粒，也很容易因操作不当而混入砂石中。这些潮湿的物料均需经人工整理，晾晒干燥后才能入库、回机或出售，需耗用很多工时。夏季逢连日阴雨处理不及时，还会发酵变质影响环境卫生。4）着水量不易控制改变小麦在洗麦绞龙中的行程，升降洗麦槽中水位的高低,都可以调节小麦的着水量。但行程过短和水位过低时，将影响砂石与小麦的分离而降低去石效率。因此洗麦机只能适用于小麦的含砂量不多、着水精度要求不高时的着水需要。图1.1传统洗麦机现有的洗麦机具有两大功能：一是去除轻杂，即洗去麦粒表面的灰尘；二是去除重杂，即去除砂石。在一些小厂工艺中，由于车间位置较紧，一台洗麦机既去石又洗麦，一机两用未尝不可。这些中小型厂一般在中小城镇或农村，其用水和排污的矛盾不十分突出。但在一些中大型厂就应权衡得失，作相应的科学论证。首先，传统洗麦机的去石功能，是利用水的浮力，靠小麦与砂石的密度不同来实现的，它需要消耗足够的水量。其次，现有的以机械功能见长的比重去石机和比重分级去石机等已经达到相当的水平和可观的工艺效果。第三，供水日益紧张，水价不断攀升，从成本核算上来看用洗麦机去石将付出较高代价。第四，从环保的角度来看，排污要从源头治理，要想排污少，必先用水少。综合各个方面的利弊条件，我认为，洗麦机应突出重点，围绕提高效益、扩大单机产量、减少用水量、降低污染等进行必要的改进。1.3影响洗麦机工艺效果的因素分析在洗麦机中，水、麦、绞龙是影响洗麦工艺效果的三大要素。研究这三个要素相互之间的关系,是改进洗麦机工艺效果的关键。1.3.1麦粒与水流的关系当流体流动中遇到障碍时，就会发生流体分离现象，并在其背后出现速度急剧降低的回水区域，形成涡流，称为旋涡，此区域称尾流区。尾流区的涡流因与外围流体之间产生剪应力的作用而保持其运动，使流体消耗大量机械能，并产生相应的压强降。在洗麦机运行过程中，这种水流体与麦粒(障碍物)之间的作用与旋转的绞龙关系密切，因此需研究固——液系统搅拌功率。1.3.2固——液搅拌功率搅拌过程中流体的流动状态一般用搅拌雷诺数Re来描述。搅拌雷诺数表示流体粘滞力对流体流动的影响，可用下式表示：(1.1)式中，n为搅拌转速，r/s；d为搅拌器直径，m；Q为流体密度，kg/m3；L为流体粘度，Pas。在低固体浓度、低液体粘度及颗粒的自由沉降速率介于2.5~100mm/s的情况下，固体颗粒对于液体流态的影响较小，但是颗粒的沉降对于悬浮液的性能有着重要作用。在洗麦的水流体中，麦粒的沉降与悬浮，取决于合适的绞龙转速。在一定转速下，处于槽底的颗粒正好向上浮起时的转速称第一飘浮速度。槽内浓度分布不再发生变化时的转速，称为第二飘浮速度。根据经验，(1.2)式中，为原型的飘浮转速(第一或第二)；为实物的飘浮转速(第一或第二)；为原型的搅拌浆直径；为实物的搅拌浆直径；为原形中粒子的直径；为实物中粒子的直径；为与两个飘浮速度有关的常数，对第一飘浮速度=1，对第二飘浮速度=1/2。搅拌功率确定之后，还要进行水体流动的能量衡算。1.3.3水体流动的能量衡算在洗麦机水体流动系统中，有些形式的能量可忽略不计。洗麦水从注入截面到排出截面为流动系统所带入的能量主要有：(1)热力学能(内能)：热力学能是贮存于物质内部的能量，由物质的分子运动，分子之间的相互吸引或排斥作用和分子内部的振动等所产生。热力学能取决于流体本身的状态，是流体的状态函数。以表示单位质量流体的热力学能，对于质量为m的流体流过注入截面时所带入的热力学能=。(2)动能：动能为流体流动时，因有一定流速而具有的能量。流速为，质量为m的流体所具有的动能=。(3)压力能(静压能)：在静止流体内部，任一点都有一定的静压力存在，即。同样，在洗麦机内流动着的流体内部，任一处也有一定的静压力存在。因而，截面以外就需要做一定的功，以克服压力的作用，才能将流体从注入截面送入排出截面。流体所具有的这种能量称为压力能(静压能)或流动功。通过注入截面处质量为m的流体，其体积为，排出截面积为，把流体送入排出截面的作用力为，流体通过截面被推入时所经过的距离，根据功=力距离，则与此功相当的压力能=。以上各项能量为流体进入注入截面时所带入的能量，其和为：。如果流体系统是在稳定状态下流动，质量为mkg的流体自注入截面流入而从排出截面流出。同样由排出截面流出时所带走的能量为：。此外，在注入截面与排出截面之间，还装有绞龙，若1kg流体通过绞龙所获得的外加机械能量为E，根据能量守恒定律，m流体流入注入截面所获得的能量，加上在注入截面到排出截面之间的外加能量，应等于该流体流出排出截面时所具有的能量，即。(1.3)将上式各项均除以m，整理后写成：这是单位质量流体稳定流动过程的总能量衡等式，也是流动系统的热力学第一定律表达式。流体在槽内流动时，由于流体的内摩擦作用，势必要消耗一部分机械能，而不能全部用于流体的输送。实际上这部分机械能是损失掉了，因此在机械能量衡算时加入流动的总摩擦损失，于是得机械能量衡算式：。(1.4)因为在流体流动系统的注入截面和排出截面装有绞龙，对系统作的功为W，则上式左边应加入此项，于是得：。整理后写成：。此式是表示流体流动时机械能的变化关系，称为流体稳定流动时的机械能衡算式。1.3.4新型洗麦机的改进雏形根据以上对现有洗麦机的分析，并针对传统洗麦机用水量大，消耗偏高，洗麦、输送、脱水效率偏低，单机处理量小等特点，改进型洗麦机应着重突出洗麦功能，提高效率，降低水耗，力求环保、高产。改进后的洗麦装置，分设洗麦和脱水两部分。洗麦机的外形与原洗麦部分相仿，内部结构、传动和绞龙布置将作重大改进；脱水机采用淀粉脱水机的机架和外壳，采用内胆旋转，不设打板，靠离心脱水，上部中心进料，上部出料。中小系列单机可处理小麦1~10t/h；中大系列处理量可达10~30t/h；洗麦机用水另设净化设备进行净化，净化分离后部分作工艺水回用，洗麦综合水耗相当于传统洗麦机的1/3~1/4，电耗也将有所下降，小麦入水时间是原来的1/2，机体外型和内在综合性能将有显著改观。这种实用、新型、省水洗麦机已申报国家专利。1.4新型洗麦机的技术要求湿法清理采用洗麦工艺，是我国制粉企业经过多年实践总结出来的制粉必不可少的一道工序，它符合我国的国情。在小麦清理的工艺中采用大型的（即每小时处理量达到10吨以上，节约用水资源，降低能耗，减压少排污，保护环境）新型洗麦机，既符合节能环保的社会发展理念，也是国家大力发展的产业政策。为了更好的满足制粉工艺的要求，降低面粉的灰分，避免大量使用添加剂，提高面粉使用的安全性，以及国家节能减排、环保节能政策，所以就研究一种新型洗麦。新型洗麦机既要满足节能减排的目的，同时也要满足产量，在设计时，参考大型面粉生产厂家的需求，洗麦机的处理小麦的能力必须要到达10t/d以上，每吨小麦耗水量控制在0.2t~0.4t之间，洗麦机寿命为10年，每年工作360天，每天工作8小时，工作环境有大量粉尘。2.设计过程和分析2.1打擦节能型洗麦机的设计任务与目标1）该洗麦机的研制目的在于克服现有洗麦机的不足，提供一种低能耗、高效率、环保型的洗麦机。2）为实现上述目的而采用的技术方案是：突破传统的工作原理和设计型式，采用新型洗麦机的结构：具有封闭的槽型水洗室、水洗室内的输送绞龙和脱水室以及动力机。其特征在于：所述水洗室内，输送绞龙的正上方顺槽安装有一个喷水管，该喷水管上有前后两个喷口向下的喷水口；水洗室的槽底有两个间隔的、带有筛网的排污口和一个落料口，所述落料口在相对于进料口的远端位置；所述脱水室的主体是一个小孔径的筛筒，脱水室水平安装在水洗室下方的机架上，其一端上沿的入料口与水洗室的落料口上下对应并连通，脱水室内安装有螺旋型打板，出料口位于脱水室另一端的下方。小麦从进料口被送入水洗室后先经过前喷水口喷出水的喷淋，随即受绞龙的旋转推进而前行，在绞龙的推进过程中，麦粒间发生相互摩擦，实现全程擦洗动作，当麦粒被推到水洗室后端时，再经过后喷水口喷出水的冲洗，此时的小麦已被水洗干净，随即从落料口落入下面的脱水室中。在喷淋水洗的过程中，污水和泥沙先后从槽底两个间隔的排污口排出。在脱水室内，高速旋转的螺旋型打板将麦粒表面的附着物和水分从筛孔甩出，麦粒从出料口排出。3）作为上述技术的一种改进：在喷水管的前端安装有一个水流量监测控制装置。通过该装置可以实现喷水管喷水量的监测和控制，确保洗净麦粒所需水量的要求以及润麦水分达到适当含量。4）作为上述技术的又一种改进：在脱水室的上方安装有一个定时喷洒水装置。该定时喷洒水装置能自动对脱水筛筒进行定时喷水冲洗，以保证筛筒上的筛孔始终畅通，从而能够保证麦粒的脱水处于最佳状态。5）作为上述技术的另一种改进：在动力机的动力输出端安装有一个调速装置。通过该调速装置，可以使输送绞龙的转速满足麦粒在水洗室内的着水时间，使螺旋型打板的甩干力度满足脱水后麦粒应达到的含水量。6）作为上述技术的另一种改进：采用新结构、新技术、新材料、新工艺，全面提高设备的主要性能指标。7）实现新型打擦节能型洗麦机的如下优点：（1）能将小麦的浸泡水洗改为分段水喷淋冲洗，大幅度节省了用水，每清洗1吨小麦用水量约为0.2吨，同时减少了排污量。（2）输送绞龙在旋转过程中没有浸泡水的阻力，脱水筛筒水平设置，不需要将麦粒向上提升，减少了动力消耗。（3）使麦粒吸水量适当，避免了脱水过程中额外的能耗2.2打擦节能型洗麦机技术方案根据洗麦机目前的发展现状及趋势，针对传统洗麦机存在的主要问题及制粉行业的要求和标准，在数次技术论证之后，新型节能环保洗麦机的设计方案确定如下：1）突破传动的设计型式，洗麦机的主要结构有：机架、洗麦槽、甩干筒、传动机构、水份监测及水份控制系统。2）在喷水管的前端安装有一个水流量监测控制装置。通过该装置可以对喷水管的喷水量进行监测和控制，确保洗净麦粒所需水量的要求以及润麦水分达到适当含量。3）在脱水室的上方安装有一个定时喷洒水装置。该定时喷洒水装置能自动对脱水筛筒进行定时喷水冲洗，以保证筛筒上的筛孔始终畅通，从而能够保证麦粒的脱水处于最佳状态。4）在动力机的动力输出端安装有一个调速装置。通过该调速装置，可以使输送绞龙的转速满足麦粒在水洗室内的着水时间，使螺旋型打板的甩干力度满足脱水后麦粒应达到的含水量。5)输送绞龙在旋转过程中没有浸泡水的阻力，脱水筛筒水平设置，不需要将麦粒向上提升，减少了动力消耗。6)使麦粒吸水量适当，避免了脱水过程中额外的能耗。2.3洗麦机设计原则1)产品跟踪国内外技术发展水平，充分利用成熟的技术和结构部件，在满足粮食制粉行业标准和卫生许可的基础上，研制开发新型打擦节能型洗麦机。2)该机型着重考虑大中型制粉企业的设备需求。3)尽可能采用成熟结构，保证设计的可靠性。4)优先选用先进的配套件和外围设备，保证整机的使用性能和寿命。5)基于人机工程学，实现操作、维护、清理方便。2.4洗麦机的工作原理设计和优点2.4.1洗麦机的工作原理打擦节能型洗麦机的设计突破传统的设计型式，重点树立节水、节电、污染少、环保的设计理念，设计打擦节能型洗麦机的工作原理为：麦粒由进料口流入洗麦槽预洗部分，同时开启水分控制系统。麦粒在传动机构（绞龙）的推动下在洗麦槽内翻转，干净的水由冲洗部分进入，经擦洗部分流至预洗部分。根据要求控制加水量，给麦粒喷水，完成预洗工作。预洗后的污水由管道排入收集斗内。随着绞龙的推进，麦粒进入擦洗部分，通过绞龙叶片擦洗和麦粒之间自身的摩擦，充分擦洗掉麦粒表面的污垢及麦毛。绞龙继续将麦粒推进至冲洗部分，由洗麦槽上方的喷水管，给翻转着的麦粒进行冲洗，使之前洗下来的泥沙、麦毛等被充分冲洗掉。污水同样经预洗污水管道排入收集斗。冲洗后的麦粒由洗麦槽流入下方甩干桶内，在高速旋转的打板和离心力的双重作用下，将麦粒表面的水分和附着物通过甩出的污水由收集斗排除，净麦粒从净麦口排出。2.4.2新型打擦节能型洗麦机的优点1)能将小麦的浸泡水洗改为分段水喷淋冲洗，大幅度节省了用水，每清洗1吨小麦用水量约为0.2吨，同时减少了排污量。将麦粒表面的水分和附着物通过2)输送绞龙在旋转过程中没有浸泡水的阻力，脱水筛筒水平设置，不需要将麦粒向上提升，减少了动力消耗。3）使麦粒吸水量适当，避免了脱水过程中额外的能耗。图2.1洗麦机主视图图2.2图洗麦机左视图1出口2打板轴3清洗水管4绞龙轴5入口6水管7过滤网8废水出口9筛网10麦子清洗槽11小麦通道12打擦槽13过滤网14排污口15机身16电磁阀3.传动系统设计3.1电动机的选择3.1.1选择电动机类型和结构型式电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于直流电动机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护比较不便，因此无特殊要求时不宜采用。生产单位一般用三相交流电源，因此，如无特殊要求都应选用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类。异步电动机有笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多。我国新设计的Y系列三相笼型异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上，如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等，由于启动性能较好，也适用于某些要求启动转矩较高的机械，如压缩机等。在经常起动、制动和反转的场合（如起重机等），要求电动机转动惯量小和过载能力大，应选用起重及冶金用三相异步电动机YZ型（笼型）或YZR（绕线型）。电动机除按功率、转速排成系列之外，为适应不同的输出轴要求和安装需要，电动机机体又有几种安装结构形式。根据不同防护要求，电动机结构还有开启式、防护式、封闭式和防爆式等区别。电动机的额定电压一般为380V。电动机类型要根据电源种类（交流或直流），工作条件（温度、环境、空间位置尺寸等），载荷特点（变化性质、大小和过载情况），起动性能和起动、制动、反转的频繁程度，转速高低和调速性能要求等条件来确定。3.1.2选择电动机的容量电动机的容量（功率）选的合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。容量小于工作要求，就不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载而过早损坏；容量过大则电动机价格高，能力又不能充分利用，由于经常不满载运行，效率和功率应数都较低，增加电能消耗，造成很大浪费。电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定。电动机的发热与其运行状态有关。运行状态有三类，即长期连续运行、短时运行和重复短时运行。变载下长期运行的电动机、短时运行的电动机（工作时间短，停歇时间长）和重复短时运行的电动机（工作时间和停歇时间都不长）的容量要按等效功率法计算并校验过载能力和起动转矩，其计算方法可参看有关电力拖动的书籍。由于洗麦机的工作环境是常温,有灰尘,用的是三相交流电,电压为380V。根据以上两点和机械设计手册，选用Y132M-4型号的电动机。Y132M-4电动机的主要性能如下表格所示：表3.1Y132M-4电动机的主要性能型号额定功率kw满载时起动电流额定电流起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩转速r/min电流（380V）A效率%功率应数Y132M-47.5144015.4870.857.02.22.23.2运动参数确定3.2.1计算参数在新型洗麦机设计之初，参考原有的洗麦机和打麦机的工作参数，设计新型洗麦机的运动参数，在主要参数上主要以经验公式计算出的数值为主要参考依据。我国幅员辽阔，南北纬度跨度大，小麦含水量有着很大的差异，所以在设计时要考虑洗麦机是在南方用还是北方用，本次设计以北方小麦为主。所以在考虑参数的取舍时，都以北方的洗麦机和打麦机的参数为主要参考对象，在绞龙中给出绞龙转速为250r/min,打板轴为850r/min,电机功率为7.5KW。传动方式为V带传动。V带传动效率、轴承效、率等的效率查机械设计手册得：V带传动效率=0.96滚子轴承（一对）=0.98球轴承（一对）=0.993.2.2各轴的运动和动力参数1）各轴转速电机轴n1=1440r/min打板轴n2=n1/i=1440/1.69=850r/min过渡轴n3=850/1.68=500r/min绞龙轴=500/2=250r/min2）各轴功率电机轴P=η电P电=0.87×7.5=6.525KW打板轴P=η电P电η3带=0.87×7.5×0.963=5.77KW过渡轴P=η电P电η5带η轴1η打=0.87×7.5×0.965×0.98×0.43=2.24KW绞龙轴P=η电P电η7带η轴1η轴2η打=0.87×7.5×0.967×0.98×0.99×0.43=2.05KW3）各轴输入转矩电机轴打板轴绞龙轴3.3零件尺寸计算3.3.1绞龙设计1）螺旋输送的一般结构螺旋输送机又称绞龙，是一种无挠性牵引的输送设备，它利用旋转螺旋叶片的推动力将物料沿螺旋导程做垂直、倾斜或短距离垂直输送。粮食加工厂使用的螺旋输送机分为慢速和快速两种，快速用于垂直输送。螺旋输送机的一般结构如下图所示，它由料槽、螺旋叶片，和转动轴组成的螺旋体，两端轴承及驱动装置所组成。螺旋输送机工作时，物料由进料口进入料槽，在旋转叶片的推动下，沿着料槽以轴向运输，运输至卸料口排出。图3.1水平螺旋输送机1转轴；2料槽；3轴承；4末端轴承；5首端轴承；6装载漏斗；7中间装载口；8中间卸载口；9末端卸载口；10驱动装置2）螺旋输送机的特点螺旋输送机的主要优点：结构简单，制造成本较低，易于维修，机槽密闭性较好，还可以多点进料多点卸料，一台输送机可同时向两个方向输送物料，在输送过程中还可以进行物料混合、搅拌、松散、加热和冷却等工艺过程。螺旋输送机的主要缺点：在输送过程中，由于物料与机槽及螺旋体的摩擦以及螺旋体对物料的搅拌翻动，致使机槽和叶片易于磨损，同时对物料具有一定的破碎作用，且输送功率消耗大。螺旋输送机对超载敏感，需要进料均匀，否则容易产生堵塞现象。当螺旋输送机倾斜或垂直放置时，其输送效率将大大下降；输送长度受到限制。螺旋输送机适宜输送粉状、颗粒状物料，不适宜输送长纤维状、坚硬大块状、易结块及易破碎的物料。螺旋输送主要用于距离不太长的水平输送，或小倾角输送，少数情况亦用于大倾角垂直输送。水平输送长度一般小于40m，最长不超过70m，倾斜输送高度一般不超过15m；垂直输送高度一般不大于8m。3）螺旋输送机的主要构件螺旋输送的主要构件有输送螺旋、机壳、轴承、驱动装置。（1）.输送螺旋输送螺旋式螺旋输送机的主要构件，面粉厂常用输送螺旋叶片主要有满面式、带式、桨叶式和齿式。图3.2a满面式；b带式；c桨叶式；d齿形式满面式螺旋叶片的一边紧贴在轴上，形成完整的螺旋面。这种叶片的构造简单，输送能力强，适宜输送散落性较好的或粉状物料，在面粉厂的原粮输送和面粉输送中得到广泛应用。带式螺旋叶片的一边通过杆件与轴相连，形成带式的螺旋面。这种叶片这种叶片适宜输送小块状的或黏滞性的物料。由于黏性物料易于粘附在实面螺旋叶片及轴上，而带状叶片和轴之间留有空间以此可避免物料黏附和堆积。这种叶片对物料有较强的搅拌作用，但生产率较低。桨叶式螺旋叶片不是连续的螺旋面，而是按照螺旋线固定在轴上的桨叶。这种叶片在完成输送时，有较强的混合搅拌作用。通过对三种螺旋叶片的分析和说明，再结合此次设计的要求，选择满面式，满面式输送能力比较强，功率损失小，而且小麦没有黏性，并且是散状物料，虽然在绞龙室有加水，但是加水量不会影响输送。（2）.机槽螺旋输送机螺旋槽体的主要类型列于下图中。大部分截面为“U”形的钢制槽体，长度为3000或3660mm。根据使用要求可以提供各种尺寸、厚度的螺旋槽体，可用平法兰或角铁法兰联接。法兰联接不但可以防尘而且更为经济，因此尽可能制成带有兰的槽体。一般，螺旋槽体均有顶盖。必要时顶盖可制成防尘型。顶盖是由薄钢板制成，可以用螺栓连接也可以用弹簧卡子紧夹在螺旋槽体上。下面介绍螺旋槽体的主要类型，见图4－8。角钢法兰的“U”形螺旋槽体，角钢法兰的U形螺旋槽体是最常用的。顶部法兰是用重型结构角钢制作并与螺旋槽体的上部边棱平焊而成。端面法兰用靠模焊接并保证与相邻的槽体端面对准。折边法兰的“U”形螺旋槽体，顶部法兰是由同一块钢板折边加工而成的槽体。这样制成的槽体重量轻而坚固。端面法兰用靠模焊接并保证与相邻的槽体端面对准。双折边法兰的“U”形螺旋槽体，顶部法兰是由同一块钢板经双折边加工而成的槽体。这大大增加了槽体的强度与刚度。当与带法兰的顶盖连接时并加以适当的衬垫材料，可做到有效的防尘密封。槽钢“U”形螺旋槽体，槽钢“U”形螺旋槽体适用于输送机支承间距要求长的场合。槽体的上边由结构槽钢制成，可用螺栓或弹簧卡子与下部半圆形截面的槽体连在一起。活动底的“U”形螺旋槽体，这种类型的螺旋槽体适用于要求快速、方便地接触到输送机内部的场合。活动底的U形螺旋槽体由上部刚性的槽钢与下部半圆形截面槽上体所构成，半圆形截面槽体的一边为铰接面，另一边则采用弹簧卡子夹紧或其他形式能快速打开的连接装置。折边法兰加宽的螺旋槽体，这种类型槽体主要用于粘滞的或轻度粘稠的物料，常与带式输送机一起应用。顶部的法兰是由和槽体同一块钢板折边加工而成。端面法兰用靠模焊接并保证与相邻的槽体端面对准。标准管状槽体，管状槽体可以防尘、防雨水、刚度大并可使整个截面内均充满物抖。标准管状槽体是用钢板卷成并在接给处连续焊接。折边法兰对开管状槽体，这种形式的槽体类似于角铁法兰槽体，但法兰是由半圆形槽体的同一块钢板桥边加工制成，两个半圆形槽体用螺栓连在一起就构成了一个完整的刚性的、重量轻的管状槽体。矩形槽体，矩形槽体适合于磨琢性强的物料。允许物料滞留在榴底，这样可以防止物料和槽底的直接摩擦。带有夹套的槽体，这种形式的槽体由加工好的夹套连续地焊接在普通结构的槽体上，其上焊有换热介质的进出口管。这种槽体广泛用于加热、冷却成干燥物料。夹套中的隔板使循环水较好地分配面强化热交换效果。图3.3螺旋输送机螺旋槽体的形式(a)角钢法兰的U形螺旋槽体；(b)折边法兰的U形螺旋槽体；(c)双折边法兰的U形螺旋槽体；(d)槽钢U形螺旋槽体；(e)活动底的U形螺旋槽体；(f)折边法兰加宽的螺旋槽体；(g)标准管状槽体；(h)折边法兰对开管状槽体；(i)矩形槽体；(j)带有夹套的槽体。料槽圆柱形的轮廓内径制成稍大于螺旋的直径，用以形成二者的间隙，间隙值一般取为710mm，此数值随着螺旋直径的增大而增大，螺旋和料槽制造得愈精确，装配得愈淮确，间隙可以愈小，从而尽量减小物料的磨碎及功率的消耗。U型机槽一般用26mm的薄钢板制成，为了便于制造和安装每节机槽长约24m，节边用角钢加固并做成法兰边，以便用螺栓连接。机槽总长超过3.5m时，为了避免其弯曲下垂，同时避免承载机体左右摇晃，应每隔23m设置一支架承托。由于此次设计的绞龙轴长度小于2m，所以在选择料槽时不用加支架。(3).驱动装置螺旋输送机的驱动装置由电机、减速器及联轴器组成。当螺旋输送机输送物料比较稳定时传动装置可以直接连到螺旋输送机的轴上，从而使结构紧凑、运行可靠。如果是螺旋输送机进料不稳定，经常出现超载运行时，传动装置可采用三角皮带与输送机的轴连接。其次考虑到绞龙只是整个洗麦机的一部分，结构紧凑外还要考虑布局要合理，便于其他装置的装配，综合考虑在这次设计中采用三角带传动。4)设计计算根据连续输送机生产率的公式；[t/h](3.1)式中：F——被输送物料层的横断面积[m2]；ρ——被输送物料的堆积密度，小麦为700[kg/m3]；ν——被输送物材的轴向输送速度[m/s]。料层横断面面为：[m2](3.2)式中：D——螺旋直径[m]；ψ——充填系数，其值与物材的特性有关，见下表（表4.2）中的ψ、K及A的值；c——倾斜修正系数，见表3.2。在料槽中，物料的充填系数影响输送过程和能量的消耗。当充填系数较小(即ψ=5%)时，物料堆积的高度低矮且大部分物料靠近槽壁并且具有较低的圆周速度，运动的滑移面几乎平行于输送方向(图3.4a)。物料颗粒沿轴向的运动要较圆周方向显著得多。所以，这时垂直于输送方向的附加物料流不严重，单位能量消耗也较小。但是，当充填系数提高(即ψ=13%或40%)时，则物料运动的滑移面将变陡(图3.4b、c)。此时，在圆周方向的运动将比输送方向的运动强，导致输送速度的降低和附加能量的消耗。因而，对于水平螺旋输送机来说，物料的充填系数并非越大越好，相反取小值有利，一般取ψ＜50%。各种微粒物料的充填系数ψ值可参考表3.3。物料的轴向输送速度ν按下式计算：[m/s](3.3)式中：h螺旋节距[m]；ns螺旋转速[r/min]；螺距h通常为：h1=k1D[m]式中：k1螺旋节距与螺旋直径的比值，与物料性质有关，通常取k1=0.7~1，对于摩擦系数大的物料，取小值（k1=0.7~0.8）；对于流动性较好，易流散的物料，可取k1=1。表3.2螺旋输送机倾斜修正系数c倾斜角β0°≤5°≤10°≤15°≤20°c1.000.900.800.700.65图3.4不同充填系数时物料层堆积情况及其滑移面将上式结合起来，则有：Q=47ck1D3nsρ[t/h]即(3.4)（1）螺旋直径设计的小麦螺旋输送机的=29m3/h,取ψ=0.25,取k1=0.8,c=1,ns=250r/min.代入式(4)得：29=47×0.25×1×0.8×D3×250求得：D=231，因为螺旋输送机的螺旋直径圆整：取D=230（2）螺距h1=（0.8~1）Dh1=200所以螺距为200mm。（3）轴径d=(0.2~0.35)D取d=0.33D=0.33×230=76所以轴径为76mm。表3.3ψ、K、A值物料块度物料的磨磋性物料种类填充系数ψ螺旋叶片形状KA粉状无磨磋性、半磨磋性石灰粉、石墨0.35~0.40全叶式0.041575粉状磨磋性干炉灰、石膏粉0.25~0.30全叶式0.056535粒状无磨磋性谷物、泥煤0.25~0.35全叶式0.049050粒状磨磋性砂、型砂、炉渣0.25~0.30全叶式0.060030小块状α＜60mm无磨磋性、半磨磋性煤、石灰石0.25~0.30全叶式0.053740小块状α＜60mm磨磋性卵石、炉渣0.20~0.25全叶式或带式0.064525中等α＞60mm无磨磋性、半磨磋性块煤、块石灰0.20~0.25全叶式或带式0.060030大块度α＞60mm磨磋性干粘土、焦炭0.125~0.20全叶式或带式0.0795151.理想输送速度vv=nS/60(3.5)式中:S为绞龙螺距;n为绞龙转速(r/min)。图3.5绞龙示意图垂直于螺旋叶片的理论速度(2)图3.6螺旋角示意图式中:α为螺旋升角；可知，α与r之间的关系为（图3.6）:式中:r为螺旋叶片上任意一点所在的圆周半径。2.考虑摩擦后的物料输送速度由于螺旋叶片在旋转中推动物料时，物料与叶片间有摩擦，其输送力和输送速度受摩擦角的影响。因此，考虑摩擦后叶片推动物料的速度(见图3.5)为:(3.6)则物料实际输送速度(轴向速度)为:(3.7)利用三角函数并将式(3)代入式(4)，可以解得:(3.8)式中:f为物料与螺旋叶片之间的摩擦系数，f=tanβ。打板轴工作原理:工作时，小麦从进料口切线方向计入机内，由于转子的高速运动、打板叶片和筛筒之间有间隙，打板叶片的间断排列，小麦受叶片作用而不断从进料口向出料口推进。在打麦过程中，麦粒受高速旋转的叶片的打击，同时麦粒时而随打板叶片一起运动，时而滞后打板叶片的运动，造成麦粒于打板、叶片、麦粒与筛筒、麦粒与麦粒之间的摩擦擦离作用，使麦粒表面得到清理。小麦在打板的推动下从出料口排出，打掉杂质的在筛筒外部吸风和重力的作用下穿过筛筒从杂口排出。图3.7打板轴示意图3.3.2V带的设计计算和校核汉中始皇磨粉机制造有限公司提供经验数据得出，北方小麦和南方小麦含水量不同，所以在绞龙中的输送速度也不同，此次以北方小麦为主要进行设计，给出绞龙转速为250r/min,打板轴为850r/min,电机功率为7.5KW。传动方式为V带传动。传动路线为：电机打板轴过渡轮绞龙取电机带轮直径为130mm，电机转速为1440r/min，1.电机打板轴1）计算传动比和大轮直径=130,=220,2)验算带速9.8m/s,因为5m/sv30m/s,故带速合适。3)确定中心距a的范围0.7（+）a2(+);(3.9)245a700取中心距a=700则带长为=；(3.10)=1954，则取基准长度为20004）计算中心距及其变动范围a=700+=700+23=723中心距变动范围=723-0.015=693=723+0.03=7835）验算小带轮上的包角=-（）；(3.11)6）确定带的根数P=η电P电=0.87×7.5=6.525KWPca=KA×P=1.2×6.525=7.83KWZ=(3.12)=`7.83KW，=0.98，=0.98，=2.82KW，=0.40KW经计算Z=2.82，取Z=32.打板轴过渡轮1）计算传动比和大轮直径，=125,=2102)验算带速5.56m/s因为5m/sv30m/s,故带速合适。3）确定中心距a的范围0.7（+）a2(+);235a670取中心距a=350则带长为=；=1231,取基准长度为1250.带长修正系数=0.884）计算中心距及其变动范围a=350+=350+10=360中心距变动范围=360-0.015=341=360+0.03=397.55）验算小带轮上的包角=-（）；6）确定带的根数P=η电P电η3带η轴1η打=0.87×7.5×0.963×0.98×0.43=2.4KWPca=KA×P=1.2×2.4=2.9KWZ==2.9KW，=0.958，=0.88，=1.53KW，=0.244KW经计算Z=1.93，取Z=23.过渡轮绞龙1）计算传动比和大轮直径，=150,=300,2)验算带速5.13m/s,因为5m/sv30m/s,故带速合适。3）确定中心距a的范围0.7（+）a2(+);378a1080取中心距a=400则带长为=；=1668，则取基准长度为16604）计算中心距及其变动范围a=400+=400-34=366中心距变动范围=366-0.015=342=366+0.03=4145）验算小带轮上的包角=-（）；6）确定带的根数P=η电P电η5带η轴1η轴2η打=0.87×7.5×0.965×0.98×0.99×0.43=2.22KWPca=KA×P=1.2×2.22=2.664KWZ=(3.14)=2.664KW，=0.925，=0.92，=1.99KW，=0.16KW经计算Z=1.46，取Z=2。3.3.3轴的最小直径计算在洗麦机中主要有两根轴，分别为绞龙轴和打板轴，各自承担者不同的功能，但同时都只收到皮带轮给的扭矩，所以就按扭转强度计算，轴的扭转强度条件为：（3.15）式中：——扭转切应力，MPa；T——所受的扭矩，；——轴的抗扭截面系数，；——轴的转速，r/min；P——轴传递的功率，kW；——计算截面处轴的直径，；——许用扭转切应力，MPa。表3.4轴常用几种材料的及值轴的材料Q-235-A、20Q275、354540Cr、35SiMn、38SiMnMo/MPa15~2520~3525~4535~55149~126135~112126~103112~97由（1）式可得轴的直径：；，由上表取=110，=120分别将绞龙轴和打板轴的转速和功率代入上式得：22.2；22.7，由于轴上还开有键槽，对于直径小于100的轴，有一个键槽是，轴径增大5%-7%，有两个键槽时，应增大10%-15%，该计算结果为承受扭矩的作用轴段的最小直径，经过计算取绞龙轴的最小直径为40，打板轴为50。3.3.4带轮结构设计1）带轮的结构（1）轮辐结构经计算共有三组V带减速，根据轮辐的结构不同，V带轮可分为实心式，腹板式，孔板式，和椭圆轮辐式，V带轮的结构形式与基准直径有关。当带轮轮直径为2.5d（d为安装带轮的轴的直径）是可采用实心式；当300时，可采用腹板式；当300，可采同时时，可采用孔板式；当＞300时，可采用轮辐式。图3.8带轮示意图（2）轮槽的截面尺寸计算1绞龙带轮查《机械设计》表8—10基准宽度=14.0基准线上的槽深槽间距槽边距最小轮缘厚度轮槽角带宽取B=502打板轴带轮基准宽度=14.0基准线上的槽深槽间距槽边距最小轮缘厚度轮槽角带宽取B=65（3）电机带轮基准宽度=14.0基准线上的槽深槽间距槽边距最小轮缘厚度轮槽角带宽取B=65图3.9带轮图上图从左到右一依次分别为绞龙带轮，塔轮，打板轴带轮，电机带轮，包括了实心式，腹板式，和孔板式。2）V带轮的轮槽V带绕在带轮上一后发生弯曲变形，使V带工作面的夹角发生变化，为了使V带的工作面与带轮的轮槽工作面紧密贴合，将V带轮槽的工作面的夹角做成小于。V带安装到轮槽中以后，一般不超过带轮外圆，也不应与轮槽底部接触，为此规定了基准直径到带轮外圆和底部的最小高度。3）V带的技术要求铸造、焊接或烧结的带轮在轮缘、腹板、轮辐及轮毂上不允许有沙眼、裂缝、缩孔及气泡；铸造带轮在不提高内部应力的前提下，允许对轮缘、凸台、腹板、及轮毂的表面缺陷进行修补；转速高于极限转速的带轮要做静平衡，反之要做动平衡。3.4键的设计和校核在传动过程中，带轮和轴之间采用键连接，主要有有电机轴，打板轴，和绞龙轴，并且都在轴端所以均采用单圆头键。3.4.1键的选择由轴的强度计算结果可知，绞龙轴与带轮连接处的直径为40，打板轴与轮毂连接处的直径为50，电机轴为38，所以选择普通平键，又因为皮带轮都在轴的末端，因此选用单圆头平键，查机械设计手册分别为键C12×8×45，C14×9×100，C10×8×63。3.4.2键的校核三个键均采用45钢，带轮均为HT200，轴都为45钢。假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键连接强度为：(3.16)式中：T传递的转矩，k键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，此处h为键的高度，。l键的工作长度，,圆头平键l=L-b，平头平键为l=L，L为键的公称长度，b为键的宽度，。d轴的直径，键，轴，轮毂中最弱材料的挤压应力，Mpa。由于在三者中轮毂为HT200，所以最弱为轮毂，由于洗麦机在洗麦过程中有轻微冲击，经查表为60Mpa。将所有式中有关数据统计做成表格如下：表3.5各轴数据轴d(mm)T(N·m)L(mm)b(mm)(Mpa)电机轴3843.2763860打板轴5064.83100960绞龙轴4078.3145860带入数值，经计算：电机轴，打板轴：绞龙轴：经计算符合强度要求。3.5轴承的选择和校核3.5.1轴承的选择在洗麦机的传动过程中，一共有三处需要轴承，分别是绞龙，过渡轴，和打板轴，在绞龙轴和打板轴处，由于他们分别要受到不同力，有可能产生弯曲，会造成会造成轴承内外圈轴线发生偏斜。这是应采用具有一定调心能力的调心轴承。过渡轴只是传递力矩，受力简单，轴也比较短，所以采用球轴承。除了打板轴和绞龙轴外，过渡轴也需要轴承支撑和传动，由于过渡轴受力简单，主要为径向载荷，并且转速较高，所以初步选择深沟球轴承。3.5.2轴承的校核洗麦机工作时间为一年工作360天，每天8小时，使用年限为10年，所以所有轴承的预计寿命=1）绞龙轴承的选择和校核（1）初步选择轴承的型号根据轴的直径选择轴承的型号为22211.（2）计算轴向载荷和径向载荷圆周力=2847.6N轴向力=2146N径向力=3565.6N为螺旋角，=0.6，查机械设计手册=0.24，由此可得，（3）初步计算当量动载荷，，查机械设计手册当时，=，取2.9；。则=12918.5N（4）验算轴承寿命，根据《机械设计》式（13-5）28800故所选轴承满足寿命要求。2）打板轴轴承的选择和校核（1）初步选择轴承的型号根据轴的直径选择轴承的型号为22215.（2）计算轴向载荷和径向载荷圆周力=1729N轴向力=1303N径向力=2165N为螺旋角，=0.6，查机械设计手册=0.22，由此可得，（3）初步计算当量动载荷，，查机械设计手册当时，=，取4.5；则=10971N（4）验算轴承寿命，根据《机械设计》式（13-5）28800(3.17)故所选轴承满足寿命要求。

4.洗麦机的供水设计4.1小麦的水分调节小麦水分调节含义和种类：小麦在制粉前利用水、热、时间三种因素的作用，改善小麦性质的工艺，称为小麦的水分调节。小麦的水分调节，分为室温水分调节和加温水分调节两种。4.2小麦水分调节的目的和作用目的在于调整小麦水分，借以改变麦粒的物理和生物化学性质，使其适合于制粉工艺的要求，获得良好的工艺效果。作用：使小麦有适宜的入磨水分，以适合制粉工艺的要求，保证制粉工艺过程的相对稳定，便于操作管理；保证面粉的水分符合国家标准；使小麦皮层韧性增加，在研磨过程中，便于保持麸皮完整，以刮净麸片上的胚乳，有利于保证面粉的质量及提高出粉率。在水分调节过程中，麦粒皮层与胚乳先后吸水膨胀，并产生位移，使皮层与胚乳间的结合力有所减弱，便于皮层与胚乳分离，有利于研磨。胚乳中所含的淀粉和蛋白质是交叉混杂在一起的，在水分调节过程中，由于淀粉和蛋白质的吸水速度不同，引起两者颗粒间产生位移，使胚乳结构变得松散，强度降低，易于磨细成粉，有利于降低动力消耗。4.3水分控制的措施洗麦机除了运动部分达到技术要求，其中水量消耗也要达到积水要求，在洗麦机工作过程中主要用水有分为两大部分，其一绞龙洗麦所需水量，其二为清洗打板轴外面筛网上的杂质所需的水量。绞龙部分采用喷淋的方法，第一，可以使小麦充分均匀受到水的浸泡，第二，喷淋比传统的大水量清洗省水。打板轴外面筛网的清洗也是喷淋，但是如果一直喷水的话就会产生大量废水，所以采用间歇性喷水，既能达到节水的目的，也能达到清洗的目的。从面粉生产过程中可以看出对小麦的着水量有着严格的控制，因为这直接影响到面粉的品质，在新型洗麦机中采用电磁阀，时间继电器，玻璃转子流量计来控制水量。图4.1水管分布示意图

5.主要结构及设备的制造工艺5.1主要结构①机架机架是由钢板成型和型材焊接而成，关键部件采用不锈钢材料，具有刚性好、强度高、封闭性能好等优点。②洗麦槽由预洗、擦洗、冲洗三部分组成。③甩干桶主要由筛板和打板构成，打板进行渗碳、淬火表面热处理。④传动机构传动机构主要由打板轴、绞龙轴、绞龙叶片和皮带轮等组成。关键部件均采用不锈钢材料制作，打板、绞龙叶片均进行渗碳、淬火表面热处理，经久耐磨。⑤水分检测及水分控制系统安装时间继电器和喷淋装置可以对喷水管的喷水量和喷水时间进行监测和控制，确保洗净麦粒所需水量和喷水时间的要求以及润麦水分达到适当含量；安装LZB玻璃转子流量计，控制水量，操作简单，小麦水分控制稳定。5.2主要设备及其制造工艺①绞龙壳体采用优质不锈钢板经卷管机卷压成形。②绞龙叶片由数控剪板机下料，表面渗碳、淬火处理，具有高耐磨难性。③绞龙轴、打板轴均作调质处理，焊后整体做动平衡，其转动贯量一致，运转平稳。④筛板采用了304B不锈钢材质，筛孔冲压成型。⑤所有连接螺栓均采用不锈钢材料。⑥进料口、出料口采用HT330材质铸造并经退火时效处理，加工由数显镗床加工，保证孔的加工精度和零件的几何尺寸。5.3装配工艺1）所有装配严禁零件落地，应严格按照食品机械的卫生标准注意零部件的卫生和工作场地的卫生。2）检查机架上的主要尺寸和洗麦机内部连接件，试装完待面漆喷完再拆卸下来喷漆，最终安装。3）洗麦机在整机校平，磨光过程中，首先检查各处焊接是否牢靠，若需补焊的一定要先补焊后打磨，各边沿包括孔的边沿不能有毛刺，各焊点基本平整，然后将所有不同的工艺孔、缝隙间隙用腻子刮平磨光，喷底漆。4）相邻机壳法兰石应连接平整、密合，机壳内表面接头处错位偏差不超过2mm。5）所有联结螺钉均应拧紧至可靠的程度6）装配的轴孔配合必须做到先清理毛刺后试装，再加机油正式安装，一定要做到装的上拆的下。7）洗麦机装妥后应检查各存油处是否有足够润滑油，不够则加足之，其后进行无负载试车；在连续进行4小时以上试运转后，检查螺旋机装配的正确性，发现不符合下列条件