【《某土豆烘干机的整体设计案例分析》5200字】

某土豆烘干机的整体设计案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u16039某土豆烘干机的整体设计案例分析 1229081.1输送系统设计 1126111.1.1输送能力确定 180121.1.2输送机构的设计与输送能力 2272691.1.3下螺旋输送机输送能力 3103811.2提升系统设计 3123621.2.1装料过程 3124851.2.2提升过程 442771.3传动系统设计 649741.1.1滑块联轴器设计 739871.1.2V带轮的设计 826561.4牵引构件设计 1060691.5小型料斗的设计 10215561.6驱动装置设计 1161921.7烘干系统设计 12110091.7.1远红外电热板 13134871.7.2轴流风机 14301951.7.3集尘器 151.1输送系统设计1.1.1输送能力确定烘干机的产量主要由两方面决定，一方面是烘干机进入土豆的时间和土豆的卸载时间，另一方面是机械部分烘干能力。假设所需要的烘干时间为10-12个小时。则每小时的输送量在16kg左右，烘干机的进出料也是一个小时左右的时间。在制定和制定计划时，应考虑以下因素：（1）控制烘干机的进、出时间，这个时间应当短一些，通常情况下需要控制在一个小时左右；（2）空间大小必须与烘干机相匹配。以15kg烘干机为例进行分析计算。烘干机的工作容量是每小时15kg。烘干机内段尺寸：长2500mm，宽2000mm。1.1.2输送机构的设计与输送能力本次开发的土豆烘干机的输送机构包括旋转轴、螺旋叶片、物料溜槽、驱动电机和轴承，其特点是在输送机构的旋转泵上安装若干螺旋叶片。本实用新型的一个特点是，安装在轴承座上的双面推力球轴承和双列径向球面轴承在运输过程中可以承受径向和轴向载荷。这从根本上解决了螺旋输送机因物料和粉尘而关闭的问题。这种改进的好处是，有大量的材料在进口和数量的材料减少之间的间距中心和运输部分增加。这有效地防止了高速物料输送过程中的回流和堵塞问题。如下图3-1所示传动机构的总体结构。图3-1输送机构的总体结构输送机构不加盖板侧视图，如下图3-2所示。图3-2输送机构不加盖板侧视图首先，将输送轮的外径设置为90mm，内径设置为25mm。转速为6，只有6个输送轮。输送量Q1应根据输送轮内径、输送轮长度、输送轮转速和固有流量系数来确定。设置内部流量系数1.15给Q11.1.3下螺旋输送机输送能力使用螺旋输送机根据纹理特征，形状是u型，传送带是水平的。填充因数ψ是0.3，重力加速度g是9.8米/s2，螺旋刀转速n2=250rpm，一步直径比k2通常是1。这意味着直径和进给是相等的。烘干机的工作时长12小时，一年330天，每小时15kg土豆。目前，提升机有两种选择。（1）小型D160垂直运输，重力、皮带、固定式斗式提升机，速度7.5立方米/小时；（2）小型带立式输送机D100、离心输送机、输送带、固定斗的提升机。进给速率为1.1m3/h。TD斗式提升机主要采用高强度带式输送机。道明斗式提升机与传统的TD斗式提升机相比，具有更好的传输特点，适合高强度的工作环境。由于本次开发的内循环卸料干燥方式为重力式，提升高度为1米，进料量为15kg/小时，因此第一种方案更为合适。1.2提升系统设计1.2.1装料过程提升机的承载能力主要由物料的加载过程决定，而小型料斗的加载条件，即装满系数ψ是评价加载过程质量的一个条件。ψ=体积小型料斗中包含的材料/几何体积的小型料斗。下表3-1中关于各种进给方法和皮带速度的占空比选择。表3-1装满系数选择小型料斗带速（m/s）顺向进料逆向进料1-1.50.850.91.5-2.50.750.852.5-4.00.700.80由于烘干机中各种机构的速度不同，填充系数也不同。当速度较高时，填充系数较小，当速度较小时，填充系数较大，并且据说，由于不同的材料具有不同的散射特性，因此材料的质量也是影响负载系数的条件。传统的斗式提升机目前有直接和反向进给。顺向进料：如果进料方向与小型料斗方向一致，则称为直接进料。逆向进料：如果进料方向与小型料斗方向不同，则称为反向进料。干燥土豆时，逆向更有利于进料，而正向不利于进料，因为填充系数相对较小，物料在机座处打滑时间较长。因此，本设计选用逆向进给。根据以上选择的D160斗式提升机，物料速度为1.0m/s，并根据表3-1中的参照标准，确定装满系数ψ为0.9。1.2.2提升过程在装料漏斗通过托辊横向轴线到达轮头部的整个工序叫做起重工序。为了提高起重设备的工作效率和稳定性，为了避免土豆渗漏，必须在结构上尽量进行控制。小料斗的重量和小料斗中的材料不能有太多的倾斜。为了预防以上的不良反应，应寻求适当的拉力，以保证土豆仓的稳定运转。斗式提起机的卸料方法有三种。离心，重力，混合。土豆通过烘干机运送，这种物料水分含量比较低。加上通常小料斗的工作速度为1~2m/s，料仓的运行速度为1m/s，故采用重力卸料。小型料斗容量计算格式如下：Q=3.6i式中：Q——输送能力（kg/h）；i0a——小型料斗间距（米）；v——提升速度（米/秒）；ψ——填充系数；γ——物料容重。填充系数选择标准见下表3-2。表3-2填充系数的参照标准输送物料填充系数ψ粉末0.75~0.95块度在20毫米以下的粒状物料0.7~0.9块度在20~50毫米以下的小块物料0.6~0.8块度在50~100毫米的中块物料0.5~0.7块度在大于100毫米的大块物料0.4~0.6潮湿的粉末状和粒状的物料0.6~0.7根据表3-2，可选填充系数ψ=0.6；i每个斗式提升机的小型料斗参数如下表3-3所示。表3-3各型号斗式提升机小型料斗的参数斗提机型号小型料斗宽度（毫米）小型料斗制法小型料斗容量i0小型料斗间距a（毫米）a（升/米）D型160S1.103001.64Q0.653002.15250S1.204008.00Q2.654006.6350S7.8050015.5Q7.1050014.0450S14.564022.5Q15.064021.4HL型300S5.2050010.35Q4.455008.70450S10.560017.5Q10560016.7PL型250三角斗1.3520016.5350梯形斗10.225040.6450梯形斗22.532070.1PL型250梯形斗7.1025028.13509.7525039.3根据上述“0”值，初始定义电梯小型料斗参数为2.15。本设计采用斗式提升机D和Q。小型料斗宽度为160mm，小型料斗容积为0.65升。根据提升机小型料斗的参数，求出公式（1.1）Q=3.6i所以，将参数设定为2.15，符合设计要求。轴功率的计算公式如下：P式中：K1K2由此，可以求出P0电动机功率计算公式，如下：P=式中：η1——减速器传动效率，ηη2——V带或开式传动效率，ηK'本次设计的内循环式烘干机高度为7米，取K'=1.45，相应计算P=1.3传动系统设计斗式提升机结构主要包括以下几种类型：传动元件、小型料斗、牵引装置、驱动装置（头）、张紧机构（座）、油缸。1.1.1滑块联轴器设计滑动联轴器主要用于无缓冲的低速传动。斗式提升机使用的滚动轴承的类型和尺寸要求，表中传动轴轴承直径为d=50mm，圆柱齿轮箱输出轴直径为55mm。下面的图3-3显示了一半的滑动联轴节的尺寸。图3-3滑块半联轴器的尺寸联轴器的选择必须符合下列条件T<T=9550×T式中：T——理论转距；TcT——许用转距；根据手动变速器设计表16-3，工作系数K为1.1。T=9550×2.2TcT=800因此，T<T滑块端槽与联轴器一半工作面的比压P必须小于允许压力[P]。P=式中：Tch——滑块尖峰的高度或滑块的厚度；D——联轴器外径；d——轴直径b——方形滑块边长据此，得到P1=0.66MPa；按照以下《机械传动装置设计手册》下册可知非碳钢和铸铁的有效表面压力为10-15MPa，P1＜P，P21.1.2V带轮的设计V带传动基本上应具备摩擦系数大、传动比大、工作面与吸管结合良好的条件。绳芯结构带本体较软，具有良好的弯曲疲劳性能，适用于常规机械传动。带速v<2.5m/s~30m/s，传动比i≤10，输出功率P<700kW，传动轴间距离短。在运行过程中，电梯滚筒转速为47转/分，发动机转速为1430转/分，故总传动比为：v<2.5米/秒～30米/秒，：i=1430（1）确定设计功率PdPd式中：PdKA——工况系数，KA=1.2（《机械零售部件手册》表9-9）；P——传动功率。（2）选定带型根据额定输出Pd（3）选取小带轮的基准直径dd1按照带的类型和结构要求，dd1≥d（4）计算大带轮的基准直径dd1dd根据表9-19B，机械零件手册中滑轮结构和腹板厚度假设取dd（5）复核传动比∆i；i1式中：ε——弹性滑动率，ε=0.01∆i=i通过熟悉各种设计数据，可以得到∆i（6）计算带速vv=πd（7）轴间距a0根据式：0.7dd1+a0取a0（8）计算所需带长Ld0d0=2=1570mm（9）实际轴间距离aa==500+15=515mm给定胶带的预紧力、安装补偿、伸长补偿等，安装要求：轴间最小距离：amin=a−2=515-（2×11-0.009×1600）=507mm（10）计算V带的根数ZZ=PdP=2.3取Z=3。∆P1=式中：P1——α=180°带的数量必须是整数，所以取3根V带。1.4牵引构件设计牵引带接头有三种类型：搭接、角接、平接。即使使用圆形连接，对前轮和下轮的影响也很小，所以选择圆形连接。1.5小型料斗的设计（1）小型料斗的分类和选择小型料斗材质如下：小型金属料斗、小型塑胶料斗、冲压、铆钉、焊接等工艺制造的小型金属料斗。小型塑胶漏斗是以聚丙烯为原料，具有质量好、使用寿命长、价格低廉等优点。本次设计采用了一个小型金属漏斗。小型漏斗的宽度B=160毫米，有浅斗、弧斗、中等深度斗、深斗四种。由于而不本次设计的为小心烘干机，料斗深度较浅，考虑到装卸方便，前臂倾角大，一般采用重力卸料。（2）小型料斗与牵引带的连接对于小型料斗和牵引带，通常使用铆钉进行连接，因为铆钉具有以下特点，例如，铆钉头相对较大，并且有钉子帮助安装到胶带上。根据设计指南，拉杆的宽度是B=22mm，所以选择一个27mm长的铆钉，小头直径为8mm，大头直径为30mm。小型料斗要符合如下关系：a≥2.5−3.5h（式中：h——小型料斗的深度（mm）；在本提升机小型料斗深度为12mm的条件下，a==30-42mm得出合格的如上数量关系。1.6驱动装置设计（1）驱动装置的主要结构机头设计主要由机头、传动轮、轴承、短轴、防坠装置和机壳组成。（2）头轮和底轮头轮的直径必须符合放电方法，通常按以下公式计算：重力卸料：D=本次设计设定D=400mm。（3）止逆装置由于提升机在工作过程中可能出现故障，所以通常会安装一个反向停止装置来防止反向。确保土豆烘干机的斗式提升机不会发生逆转，通常会提供一个弹簧，如下图3-4所示。1棘轮；2外壳；3滚柱；4弹簧图3-4滚柱止逆器表3-4展示了如何制造小型料斗和如何安装D斗提升机。表3-4D型斗式提升机的小型料斗制法及装法各种制法和装法制法和装法的解释小型料斗S制法带有深圆底形小型料斗Q制法带有浅圆底形小型料斗进料I制法进料口的斜面与水平成45°Jz制法进料口的斜面与水平成60°卸料X制法带有与水平成45°倾斜法兰盘的卸料口Xz制法带有水平法兰的卸料口驱动装置左装驱动装置对斗提机相对位置右装驱动装置对斗提机相对位置齿轮减速器左装右装.ZQ25-10-II1.7烘干系统设计烘干机的烘干系统内部循环主要依赖于干燥室。干燥室外壳由两层组成，外层为钢板，内部为硅酸铝保温板，用于减少热损失。在每个干燥室的左右两侧，在远红外线范围内安装电热板，在中间干燥室上安装除尘器，在进出口管轴流风机的作用下形成干燥箱，关闭通风系统。干燥室结构如下图3-5所示。图3-5烘干箱结构1.7.1远红外电热板为这个设计选择的远红外加热板包括一个封面，远红外加热膜，硅酸铝绝缘衬底，封底，电极，如图3-6所示。图3-6远红外电热板组成电加热板的电极端子与耐热丝控制系统相连，耐热丝控制系统可以控制电加热板的功率并在三个烘箱中设定温度。保持温度平衡。开启时，电热电影发出红外辐射并用于干燥托盘上的材料。稀有加热膜是一种低温辐射膜，是由导电特种油墨、金属载带、印版和绝缘聚酯膜两层热压而成的一种特殊加热元件。远红外加热膜参数见表3-5。表3-5远红外电热膜参数材料宽度功率热转换率厚度半透明聚酯薄膜500mm280W/m²0.97<1mm远红外电热膜有以下优点：（1）安全性高：电加热膜已通过CE认证，无泄漏，无防水设计；（2）节能：电加热膜接通电源后，电能迅速转化为辐射能，在几分钟内，发热体与绝缘体之间形成热平衡。（3）寿命长：电加热聚酯薄膜的特性非常稳定，只有在保持温度的情况下才会发生老化。如果电加热膜正常工作，它的表面温度不应超过60°。根据电热膜的参数，我们选择的电热膜长度和宽度分别为500×1250mm和500