连续式自动洗豆除砂机的设计

1、连续式自动洗豆除砂机的设计摘要随着人们生活水平的提高，人们对豆制品的需求也越来越大。但在豆清洗的过程中需要大量的水浪费及大量的人力劳动，且现在市面上对豆类的清洗除砂机械还是一片空白。为解决这一矛盾本文设计了连续式自动洗豆除砂机。该设计可除去豆类植物在采集后随身所携带的沙石泥土以及细微杂质，且具有结构简单且效率高的优点。本论文对连续式自动洗豆除砂机整体设计，着重设计计算了螺旋式颗粒输送泵，并对气缸进行了设计选型。本设计采用分段式设计，以达到结构简单，操作方便的目的。本设计的运输通道采用阶梯式运输通道，当豆在阶梯输送过程中被反复揉搓，有效的分离了附着在豆上砂石泥土及细微杂质；豆在输送过程中始终浸泡

2、在水中，利用豆类与其他杂物在水中的浮沉状态不同而达到清洗过滤作用。本设计在整个清洗除砂过程中没有过多的电气设备，从而使设备的容错率更高，不至于因为杂物的硬度及大小而使设备瘫痪。同时也更适用于小型食品采集企业及大型食品加工生产间。 关键词：连续式；清洗除砂机；豆类；螺旋输送泵；气缸。AbstractAs people living standard rise, people demand for soy products is becoming more and more big. But in the process of bean cleaning need to waste a lot o

3、f water and a lot of human labor, and now on the market in the beans desanding mechanical cleaning or a blank. To solve this contradiction in this design, continuous automatic wash bean sand machine. The design can be removed after the acquisition of legumes are carried sand clay and small impuritie

4、s, and has the advantages of simple structure and high efficiency.In this paper for continuous automatic wash bean sand machine overall design, focus on the spiral grains pump design calculation, selection and design of cylinder. This design USES the sectional design, to achieve simple structure, co

5、nvenient operation. Transportation, the design of transport corridor adopts step when beans are knead in step in the process of delivery, are attached to the bean effective separation of the sand soil and tiny impurities; Beans soak in the water all the time, in the process of conveying using beans

6、and other debris in the water of different state of fugitive dust cleaning filter function. This design in the whole process of cleaning sand without too much electrical equipment, so that the equipment fault tolerance rate higher, dont clutter the hardness and size of equipment. At the same time al

7、so more suitable for small food acquisition between enterprises and large food processing production.Keywords: continuous; Washing sand machine; Beans; Screw pump; Cylinder.目录连续式自动洗豆除砂机的设计I摘要IAbstractII目录IV第1章 绪论11.1、 本课题研究背景11.2、 本课题研究意义21.3、 各类洗豆机简介31.4、 主要设计工作6第2章 总体设计方案82.1、 洗豆除砂机设计方案的选定82.2、 机架

8、的设计确定102.3、 输送装置设计确定11第3章 螺旋输送装置设计153.1、 螺旋输送机的适用范围153.2、 螺旋输送机的工作原理与机理分析163.3、 螺旋输送机的参数设计183.4、 本章小结22第4章 气缸设计与校核224.1、 气缸类型选定224.2、 气缸的设计计算与校核:23第5章 调整与维护265.1、 磨损与润滑基础知识265.2、 机械的拆卸、装配、清洗和检验30结论i参考文献ii致谢iii第1章 绪论1.1、 本课题研究背景随着我国人民生活水平的不断提高，尤其是人民收入的增加，对食品的需求逐渐增高。而豆类一方面为人们提供了优质的植物蛋白，另一方面它也对我国传统农业的精

9、耕细作和可持续发展提供了良好的地力基础。随着国民经济的发展，大豆仍将是我国食物结构中植物蛋白和动物蛋白（需通过动物转化）的重要来源，并将为未来可持续农业的发展继续作出巨大的贡献。日常生活中随着人们对大豆的需要越来越大也带来了例如大豆清洗生产效率低，大豆清洗过程需要大量的人力物力等诸多问题。在市场经济高达发展的今天，大至农产品的国际化贸易，小到异地销售，采用微机控制的机电一体化设备来代替人工作业，可以实现对豆类的清洗，提高清洗豆的效率，保证清洗豆的质量。为了提高豆类农产品的加工质量和生产效率，同时也是为了适应于大型食品加工，食堂，餐饮业的需求，需要设计一种专用机械设备，能够帮助人们清洗豆，确保豆

10、类质量是进入加工领域的一个重要的环节，直接关系到生产链的效益。而现阶段我国食品机械的设计、制造大多采用传统的方式。其缺点具体体现为机械设备体积笨重，设计周期长，功能单一，制造过程中耗能大。对于其他制造行业较流行的柔性加工系统、CIMS（计算机集成制造系统），由于多方面原因，使之没有应用与食品机械的设计制造中。本设计参考了市场上发展比较成熟的洗米机为原型，利用CAD计算机设计方法，设计了一款实用电气元器件不多，实用安全可靠，清洗效率高，浪费资源少的循环式洗豆除砂机。该设计能够大大提高洗豆的生产效率，满足市场对设备的要求。1.2、 本课题研究意义随着我国经济的迅速发展，国民生活水平的不断提高，在工

11、业、农业及第三产业的发展中其机械化水平得到空前的提高。在传统的餐饮业中其机械作业也日趋普遍化,从而大大的降低了劳动者的劳动强度，也降低了劳资成本。目前，在欧美发达国家洗豆机的应用普及率达到很高的水平，由于其人口密度不大，因此中小型洗豆机的需求量比较大，所以从洗豆机的构造来看，国外的洗豆机趋于小型化，高效率，结构简单等特点。而在我国，人口众多且在发达的确的人口密度很高，不管是学校、餐饮和工厂都存在大量学生、顾客和工人。因此，国内的食品机械工厂在洗豆机的生产上是以大中型洗豆机为主。在洗豆机的结构上，欧美及日本等发达国家以从过去的一次性洗涤发展到现在的连续式洗涤方式，并且工作机构也以从过去的搅拌型发

12、展到现在的电磁振动和螺旋输送揉搓等方式。国内在这一领域也逐步发展，现在市场中也出现了螺旋输送揉搓洗涤的新型洗涤方式。洗豆机的研究在于提高对大豆的洗涤效率，减少对水源的浪费，并可大大的降低食品加工人员的工作量，以实现优质高效的洗涤效果。由于我国人口众多特别是在学校、工厂及餐饮行业都需解决对大量豆的洗涤工作，通过对国内相关食品机械的调查可看出，目前对洗豆机的需求量呈增长趋势。所以说开发洗豆机有着重要的实际意义。本次连续式洗豆除砂机的设计可实现操作安全方便以及制造成本低等优点。通过对1000kg豆洗涤的理论分析来看所需时长为2小时，用水量在6500L左右，且只需12名操作工人。从这一洗涤过程来看与人

13、工洗涤相比可大量节省洗涤成本，且大大的提高了其洗涤效率。1.3、 各类洗豆机简介1.3.1 水压式洗豆机如图 1.1 所示，此类洗豆机采用自来水为动力，自来水通过本产品的主体水阀进行加压，将一束急流的水从小口径孔射出，从而具有足够的能量把漏斗中流下的大豆进行输送和清洗，对大豆的表面进行摩擦和冲击，使表面和背沟的糠皮得到彻底清涮，对其他颗粒物也能起到清洗和运输的目的。在洗豆的过程中，能将大豆的上浮物质通过洗豆机溢水面进行排放，进行过清洗的豆能保证干净卫生。特点：提高洗豆质量，减少浪费，节省能源，适用于大豆、黄豆、小麦、玉豆等的淘洗。图 1.1 水压式洗豆机1.3.2 自动除渣式洗豆机如图1-2所

14、示为自动除渣式洗豆机，该设备主要由清洗系统、不锈钢盛豆斗、不锈钢节水器、不锈钢出豆过滤筐、循环增压泵、浮物分离器、砂石分离器、不锈钢机架、排污管等组成。该设备将分离器和供水桶构成一体，在分离器的内腔按纵向依次设置有落豆室、豆砂分离室、存豆室及漂浮物排出室，水泵和落豆室及供水桶相接，豆泵分别通过输豆管和送豆管与存豆室及豆水分离器相接，它是利用各种物质不同比重，将砂石、小虫、糠皮、尘埃等杂物清除掉。使用时把大豆投入不锈钢料斗中，洗豆机通过高水压从料斗底部将大豆吸走流入下一个不锈钢容器中， 然后从这个容器底部吸走，再从顶端流入。洗豆机这个动作循环一个周期，使大豆得到了充分的清洗和浸洗，最后通过自动程

15、式控制吸入另一个豆水分离装置将水分滤去。 该设备的特点具体表现为清除效果好，其用水可反复使用，节约用水，体积小，重量轻，操作方便，生产效率高，可广泛用于集体食堂、宾馆、中央厨房、团膳等单位。图1-2 自动除渣式洗豆机1.3.3 螺旋洗豆机如图1-3所示为螺旋洗豆机，该设备采用螺旋式洗豆槽进行连续洗豆，洗豆效率高，配豆和配水可自动设定。该机械设备将大豆至料斗加入，经过水平螺旋的输送进行揉搓洗涤，大豆中的漂浮杂质在此过程中漂出，与洗涤的浊水一起从溢流口排出。大豆经过水平螺旋输送洗涤完后，进入倾斜螺旋，在倾斜螺旋的入口处，沉降速度较快的沙石则被沉降在沙石沉积槽内(小槽下有螺孔，可定时拆下进行清洗)，

16、大豆则随着倾斜螺旋的转动，被进一步揉搓洗涤并往上输送，最后经过喷水装置以上的沥干段沥干后从排料口排出，完成洗豆操作。而洗涤水在洗豆过程中从喷水装置处喷入，沿倾斜螺旋往下流动，经过水平螺旋,最后从溢流口流出。机组在整个洗豆过程中水流与豆成逆流流动,保证了较好的洗涤效果。为了确保水与豆能成较好的逆流流动,在倾斜输送螺旋上钻小孔，并使倾斜螺旋的上盖与螺旋留有一定的间隙，水平螺旋则采用敞盖，也便于漂浮杂质浮出。图1.3 螺旋洗豆机1.4、 主要设计工作1.4.1 研究目标本次设计的工作原理为：物料由进入料斗后，由输送装置进行传送、揉搓洗涤，利用豆类与杂质之间的沉降速度不同而让两者分离，物料中的漂浮杂质

17、在此过程中漂出，与洗涤的浊水一起从溢流口排出。本次设计旨在设计一台实现对豆类食品做到连机械化控制清洗，本次设计应具有结构简单、占地面积小、用水少，洗涤效果好等优势，使之成为豆类加工作业中较为理想的豆类洗涤机械。1.4.2 研究内容1) 分析目前使用的通用食品加工机械；2) 拟定机器的总体结构方案，进行机械方案的可行性分析；3) 机器主要技术参数的确定与计算；4) 进行关键部件的设计与校核计算；5) 设计机器的总体装配图；1.4.3 解决关键问题1) 豆类在清洗的输送过程中通过波浪板的揉搓进行部分清洗，使得清洗机整体结构简单；2) 洗涤过程中漂浮或沉淀的杂质有足够的分离空间，确保洗涤的步骤能彻底

18、地除去杂质。豆类洗涤使用水能够重复被利用，减少了资源的浪费。3) 在设计过程中参考一些食品机械（洗米机）的结构设计，在此基础上对其进行设计的改动。豆类与其他食品的物理形态有较大的差别，因此设计时需对滤孔或排水系统、输送方式选择进行考量。1.4.4 研究工作基础1) 对食用豆类需进行了解，以能对其进行创新设计。2) 通过网络资源了解食品机械，与指导老师进行探究。3) 查阅食品机械行业设计标准，食品机械月刊、杂志及相关书籍。参考洗米机的设计及相关机械设计手册等4) 计算机、三维建模软件（UG、CAD等）；1.4.5 研究方法及技术路线1) 结合当前食品加工机械的实例及最新的研究成果进行深入的了解，

19、对相关的文献进行收集整理，提出有意义的构思和方案。2) 确定机器采用的传动方式，进行各传动部件和配件的设计和具体的参数设定。3) 对各部件进行计算，运行强度，承载工作载荷的具体计算，对各个部件进行校核。4) 进行机器的整体设定，各连接件之间的配合，运动并联。根据校核的结果对机器进行适当的调整，已达到具体的要求需要。第2章 总体设计方案2.1、 洗豆除砂机设计方案的选定图2-1 洗豆除砂机总体布置如图2-1所示为洗豆除砂机总体布置图，该设计采用分段式设计将设备分成三个部分分别设计，第一部分为洗豆除砂机前端，如图2-2所示。它是由支架、阶梯带、气缸、除渣斗等部分组成。将豆与水的物料慢慢倒入到阶梯带

20、上，由于豆类与杂质之间的沉降速度不同而让两者分离，物料中泥沙等由于沉降速度较快，所以流在阶梯带上，而豆类和有些漂浮杂质在此过程中未能沉降而是浮在水中的，所以随着水流流出，流到下一个工位过滤罐中。当泥沙等沉降物在阶梯带中堆积到一定数量时，可以利用气缸将阶梯带翻转，此时阶梯带的前端能够被举起，水流顺着阶梯带流下，将阶梯槽中的泥沙流入到除渣斗中，阶梯带的凸齿采用楔型设计，如图2-3所示，这样的设计有利于物料在分离泥沙时将泥沙留在阶梯带中，而当需要清洁时又有利于泥沙从阶梯带上被迅速冲下。图2-2 洗豆除砂机前端图2-3 阶梯带的楔形设计当被你一次被阶梯带的揉搓清洗后，部分泥沙等沉降速度较快的杂质被分离

21、出来，进入到过滤罐中。大量的物料被送入到过滤罐中，同时进入的还有大量的水，由于过滤罐输入的水远大于输出的水，所以多余的部分水将从溢流口流出。物料进入过滤罐后，豆类要不其他的麸皮、豆壳等杂质的沉降速度快，所以漂浮杂质就顺着水流被带离过滤罐，而豆类则被留在了过滤罐中。过滤罐中的豆类再通过颗粒泵输送到洗豆除砂机的后端。输送上来的物料首先接入接豆过滤斗中，可以去除掉较大的杂质。再次过滤后的物料顺着水流进入除砂槽中，由于在洗豆除砂机的前端经过阶梯带的揉搓清洗，大量的泥沙被留在了阶梯带上，但还有小部分的泥沙顺着水流被带到除砂槽中，除砂槽中的水流比较缓，有足够的时间使得剩余的泥沙能够沉淀在除砂槽中。被第三次

22、清洗的物料被回收到接豆罐中，与过滤罐相同，大量的物料被送入过滤罐的同时还有大量的水，多余部分水将从溢流口流出，同时漂浮在水面的较小杂质的被带出接豆罐，设备对豆类进行第四次清洗过滤。在接豆罐中清洗完毕的豆类被颗粒泵带离罐体，再经过与水分离后我们就能够得到干净清洁的豆类。2.2、 机架的设计确定机架是用来支撑和连接各个零部件的，为各个零部件及总成件提供安装的位置及场所，因此它必须具有较高的强度和较大的承载能力。通常机架可以采用铸造或焊接两种方式制造。铸造方式制造出的机架是一个完整的总体，具有较高的强度和较大的承载能力，也可以制造出很复杂的形状，而且具有一定的吸震功能等优点，但是铸造方式制造出的机架

23、质量大，不可修改，制造成本较大、制造周期较长等缺点。基于以上优缺点，铸造方式制造的机架往往用在大型机械，有一定的精度要求的机械中。焊接方式制造的机架具有质量小，制造方便，制作周期短，成本低，多采用槽钢等型材利用二氧化碳保护焊等方式制造，且修改简单等优点而被广泛运用于小型机械的机架生产。考虑到连续式自动洗豆除砂机的设计总重量不宜过重，总体制造成本不易过高，又考虑到易于修改和制造周期等因素，本设计采用焊接制造方式制造机架。机架结构设计如图2-4所示。图2-4 机架设计本文设计的连续式自动洗豆除砂机是采用型钢焊接而成，型钢采购成本较低，刚度较强，型号齐全，是焊接机架的最佳材料。根据食品行业标准，本设

24、计采用SUS304号不锈钢材，在除砂槽和阶梯带中凸齿的材料选用3mm厚的抛光面，而其他挡板采用3mm厚的哑光板。该设计既能满足设备清洗效果，又减小了该清洗机的总体积，使得该装配机小巧玲珑。2.3、 输送装置设计确定随着科学技术的发展，输送技术也在不断的更新。连续式输送装置在仓库（物流中心）应用最为广泛。由于输送物料的不同，所以选择的输送机型式也不一样。输送机型式的选择主要是基于物品的特性及系统的需求，但不同的输送机都具有以下几个特点：1) 输送机只能在固定区间输送物品；2) 每种输送设备只适用于输送一定类型的物品；3) 设备输送的物品形态和单件重量要求较严格，通用性差，多数不能自动取货，须配备

25、相应的装卸货装置。2.3.1 连续输送机械的选用连续输送机械型式有很多，但主要有带式输送机、螺旋输送机和斗式提升机。在输送机的选用，首先要考虑的是其生产率的大小。其次，还应重点考虑货物的输送方向、装卸方法、环境污染以及所运货物的物理性质和集装形式等，这样才能合理第确定所选设备及其零部件的形式和结构。在选用输送成件物品的连续输送机械时，必须了解成件物品的外形尺寸、质量、形状、外摩擦系数、强度及其它特殊性质（如温度、易爆、易燃等）；在选用输送散粒物料的连续输送机械时，必须了解散粒物料的粒度（块度）、堆积密度、堆积重度、内摩擦系数、外摩擦系数、湿度、堆积角等各项物理机械特性。2.3.2 带式输送机皮

26、带输送机是水平输送机中较经济的方式。也可用于坡度的输送。皮带可由滚筒或金属滑板来支撑。皮带式的滚筒、骨架及驱动单元有很多组合的方式。由输送的物品及系统的应用需求来决定何种方式。皮带的断面也会影响到输送机端部滚筒及驱动方式的设计，如较厚的皮带及较重的材料需要较大的皮带轮直径。带式输送机可分为普通带式、钢绳芯带式、钢绳牵引带式。如图2-5为普通带式。图2-5 普通带式2.3.3 螺旋输送机螺旋输送机无挠性牵引间的输送机械，它借助原地旋转的螺旋一叶片将物料推移向前而进行输送，主要用来输送粉粒状散货，如水泥、谷物，面粉、煤、砂、化肥等。螺旋输送机主要由封闭料槽、螺旋、驱动装置及轴承组成。如图2-6所示

27、为螺旋输送机。图2-6 螺旋输送机螺旋输送机的主要优点是结构简单，没有空返分支，因而横断面尺寸小，它可在多点装货或卸货，工作可靠，易于维修，造价较低，输送散货时能在料槽内实现密闭输送，对输送粉尘大的物料更为优越。但是由于物料对螺旋、物料对斜槽的摩擦和物料的搅拌，运送过程中的阻力大，所以单位功率消耗较大；螺旋和斜槽容易磨损，物料也可能破碎；螺旋输送机对超载较敏感，易产生堵塞现象。因此，螺旋输送机一般输送距离不长、生产率较低，适于输送磨磋性较小的物料，不宜输送粘性大、易结块及大块的物料。螺旋输送机可沿水平、倾斜方向或垂直方向上输送物料，分为水平螺旋输送机和垂直螺旋输送机。螺旋输送机根据结构，分为双

28、螺旋输送机和单螺旋输送机，后者使用较多。螺旋输送机的安装方式有固定式和移动式两种，大部分螺旋输送机采用固定式。2.3.4 斗式提升机斗式提升机是在垂直或接近垂直的方向上连续提升粉粒状物料的输送机械。它的牵引构件（胶带或链条）绕过上部和底部的滚筒或链轮，牵引构件上每隔一定距离装一料斗，由上部滚筒或链轮驱动，行程具有上升的有载分支和下降的无载分支的无端闭合环路。物料从有载分支的下部供入，由料斗把物料提升至上部卸料口卸出。斗式提升机的优点是结构比较简单，横向尺寸小，因而可节约占地面积，并可在全封闭的罩壳内工作，减少灰尘对环境的污染。 斗式提升机的生产率变化范围大，但一般小于600t/h，提升高度受牵

29、引构件强度的限制，一般在80m以下。斗式提升机按牵引构件不同可分为胶带牵引的带斗提升机和链条牵引的链斗提升机两种。如图2-7所示为带斗提升机。图2-7 带斗提升机2.3.5 输送方式的确定由于本设计的物料对象为豆类，是散装的颗粒物料，且根据食品行业的要求应该选用封闭的输送方式。所以本设计采用为螺旋输送方式。第3章 螺旋输送装置设计螺旋输送机的整体设计是在了解其工作原理及其机理的基础上对螺旋输送机的性能参数进行设定，并根据其性能参数计算出其基本参数，从而实现螺旋输送机的设计。3.1、 螺旋输送机的适用范围1) 螺旋输送机主要用于输送粉状、颗粒状和小块状物料，如：煤粉、炭黑、纯碱、再生胶粉、氧化锌

30、、碳酸钙及小块煤等。不适宜运输易变质的、粘性大的和易结块的物料。2) 使用的环境温度为-20-50；物料温度不大于200。3) 螺旋输送机由于功率消耗大，因此多用在较低中等输送量及输送长度不大的情况下，一般，输送距离不大于70m（50m以下为佳）。4) 可以用于水平或倾斜运输（倾角小于20），一般只能单向输送。3.2、 螺旋输送机的工作原理与机理分析3.2.1 螺旋输送机的工作原理物料从进料口加入，当转轴转动时，物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，有可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽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

31、向分作用下，沿着料槽轴向移动螺旋转输送机在输送物料过程中，物料的运动由于受旋转螺旋的影响，其运动并非是单纯的沿轴线作直线运动，而是在一复合运动中沿螺旋轴运动，作一个空间运动。3.2.2 螺旋输送机的机理分析本论文所要设计的螺旋输送机是标准的等螺距、等直径的单头螺旋，并设其螺旋面升角为，以距离螺旋轴线处的物料颗粒佐为研究对象，进行运动分析。如图3-1所示。图3-1 螺旋叶片上M点物料受力分析旋转螺旋面作用在物料颗粒上的力，由于物料与叶片的摩擦关系，力方向与螺旋面的法线方向偏离了角，角的大小由物料对螺旋面的摩擦角及螺旋面的表面粗糙度决定，对于一般热压或用冷轧钢板拉制的螺旋面，可忽略其表面粗糙程度对

32、角的影响，可认为。力可分解为法向分力和径向分力。物料颗粒在力的作用下，在料槽中进行一个复合运动，即沿轴向移动，又沿径向旋转。由于物料的圆周速度在半径长度范围内是变化的，所以，物料在螺旋内的移动过程中要产生相对滑动，靠近螺旋轴的物料的圆周速度比外层的大，而轴向速度比外层的要小。这将使内层物料较容易随螺旋轴转动，因而产生一个附加的物料流。螺旋在一定得转数之前，这种附加的物料流对物料运动的影响并不显著。但是，当超过一定的转数时，物料就会产生垂直于输送方向的跳跃的翻滚，起搅拌而不起轴向的推进作用。这不仅会降低物料的输送效率，加速设备构件的磨损，而且会增大螺旋功率的消耗。因此，为了避免这种现象的产生，设

33、定了螺旋的临界转速。3.2.3 螺旋输送机的结构螺旋输送机的整体结构分为驱动装置和定型部件，而定型部件又包括头节、尾节、中间节和止推轴承装置、平轴承装置、悬挂轴承装置等等。其构造包括驱动装置、螺旋体、半圆形机壳及进、出料口等构件组成。螺旋输送机的整体结构图如图3-2所示。图3-2 螺旋输送机结构组成图3.3、 螺旋输送机的参数设计3.3.1 物料的选择由前面螺旋输送机的适用范围可知螺旋输送机可以输送粉状、颗粒状核销块状物料等。对于螺旋输送机输送物料形状的不同，其在某些方面要求也不同，并且其在计算过程中的一些参数也不同。就本设计论文而言，选择了松散颗粒状物料进行设计，且选择了大豆为代表来进行螺旋

34、输送机的具体设计。3.3.2 螺旋输送机原始参数的选择设定关于螺旋输送机的原始参数基本上包括三部分:被输送物料的名称及特性；需要的输送量；螺旋输送机的基本尺寸。1) 螺旋输送机所输送物料的名称：大豆大豆的堆积比重,通过搜索网络资源我了解到了关于大豆的堆积比重。大豆之间有一点的粘性，但粘性不至于将大豆粘在一起，所以大豆的最大快度问题在本次设计中可以忽略。2) 螺旋输送机的输送量,在本次设计中设为51.0。3) 螺旋输送机的基本尺寸，螺旋输送机的布置简图如图3-3所示。图3-3 螺旋输送机布置简图螺旋输送机的输送长度，设定；螺旋输送机倾斜布置时的倾角及其在垂直平面上的投影高度。由于所设计的螺旋输送

35、机是属于水平螺旋输送机，看图可知，倾角角为0，其在垂直平面上的投影高度也为0。3.3.3 螺旋输送机基本参数的确定1) 螺旋输送机的螺旋直径的确定由于，大豆没有强烈的粘性，所以其螺旋直径可按下列公式计算：(公式3-1)式中： 螺旋输送机的螺旋直径；表示物料综合特性的经验系数；输送量；物料的填充系数；物料堆积比重；螺旋输送机倾斜工作时，输送量的校正系数。关于值、值由参考文献查得，查得为0.250.30，取；其中物料堆积比重已经知道取值范围在1.21.8之间，在计算中取1.5；因为该螺旋输送机属水平运输，所以，。将所有参数带入公式(2.1)，得到螺旋直径为：结果圆整为标准螺旋直径（标准螺旋直径系列

36、：150、200、250、300、400、500、600 ；单位：）。2) 螺旋输送机的极限转速的确定螺旋输送机的极限转速可由下列公式确定(公式3-2)式中：螺旋轴的极限转速；表示物料综合特性的系数；值查参考文献4查得，查得。所以,螺旋输送机的极限转速由公式(3.2)算得：根据公式的计算结果圆整为螺旋输送机标准转数为（螺旋轴标准转数系列为20、30、35、45、60、75、90、120、150、190；单位：）由于圆整后，不论是螺旋直径还是螺旋输送机的极限转速都与通过计算得到的结果有些许差异，所以其填充系数可能不同于原来从参考文献中所选取的数值，所以要利用下面公式校核其填充系数：(公式3-3)

37、式中：螺距螺旋输送机螺旋体的螺距是由螺旋输送机的螺旋直径决定的，其中制法分为S制法和D制法，在S制法中，；在D制法中，。本次设计采用D制法，所以。然后通过公式(3.3)对填充系数进行校核：虽然0.18不在0.180.25之间，但是圆整后的值允许低于0.25，但不得高于0.30，所以，圆整的合适。3) 功率的确定螺旋机轴上所需功率由下列公式确定：(公式3-4)式中：功率备用系数，取值范围1.21.4；物料阻力系数。其中，取1.3， 查参考文献中查得取为3.2。由公式(3.4)得3.4、 本章小结本节设计计算了物料传输中螺旋颗粒泵的各个参数，经过上述计算，可以得出本设计所需的螺旋输送颗粒的螺旋直径

38、为400mm，螺距为400mm，螺旋槽的最大转速为，该螺旋颗粒泵的功率为0.87kw。第4章 气缸设计与校核4.1、 气缸类型选定本设计中当阶梯带中沉淀的泥沙过多时需要进行清理，双气缸中的活塞就会被高压气体推出，将阶梯带的一端提起。阶梯带上的泥沙顺着水流流入除渣斗中。对气缸结构的要求一是重量尽量轻，以达到动作灵活、运动速度高、节约材料和动力，同时减少运动的冲击，二是要有足够的刚度以保证运动精度和定位精度。气缸的设计流程如图4-1所示。图4-1 气缸设计流程图气缸按供气方向分，可分为单作用缸和双作用缸。单作用缸只是往缸的一侧输入高压气体，靠其它外力使活塞反向回程。双作用缸则分别向缸的两侧输入压力

39、气体，活塞的正反向运动均靠气体压力完成。由于单作用气缸仅向单向运动，有外力使活塞反向运动，而双作用单活塞气缸在压缩空气的驱动下可以像两个方向运动但两个方向的输出力不同，所以该方案采用双作用单活塞气缸。4.2、 气缸的设计计算与校核:4.2.1 气缸负载力确定由设计任务可以知道，要驱动的负载大小约为100Kg，考虑到气缸未加载时实际所能输出的力，受气缸活塞和缸筒之间的摩擦、活塞杆与前气缸之间的摩擦力的影响，并考虑到机械爪的质量。在研究气缸性能和确定气缸缸径时，常用到负载率：由液压与气压传动技术表11-1：运动速度v=3m/min=50mm/s，取=0.60，所以实际液压缸的负载大小为：4.2.2

40、 气缸内径的确定表4-1 双作用单气缸的内径计算公式在设计气缸内径时，由于气缸内径时参考气缸拉力计算公式，由表4-1可知，对于双作用单气缸的内径公式为： （公式4-1） F气缸的输出拉力 N；P 气缸的工作压力Pa；系统能够提供的气缸工作压力为MPa。按照GB/T2348-1993标准进行圆整，取D=25 mm4.2.3 活塞杆直径的确定由d=0.3D 估取活塞杆直径 d=8 mm表4-2 活塞杆直径系列4.2.4 气缸筒的壁厚的确定由液压气动技术手册可查气缸筒的壁厚可根据薄避筒计算公式进行计算：式中 缸筒壁厚（m）；D缸筒内径（m）；P缸筒承受的最大工作压力（MPa）；当工作压力时，P=1.

41、5p；当工作压力时，P=1.25p。由此可知工作压力0.6 MPa小于16 MPa，所以缸筒材料的许用应力（MPa）；实际缸筒壁厚的取值：对于一般用途气缸约取计算值的7倍；重型气缸约取计算值的20倍，再圆整到标准管材尺码。参考液压与气压传动缸筒壁厚强度计算及校核式中为材料的抗拉强度（MPa），我们的缸体的材料选择45钢，=600 MPa。n为安全系数 一般取 n=5； 缸筒材料的抗拉强度(Pa)所以参照下表4-3所示为气缸筒的壁厚圆整取 = 7 mm第5章 调整与维护5.1、 磨损与润滑基础知识5.1.1 磨损的种类相互接触的物体表面在相对运动的过程中，表面层材料发生不断损失的现象称为磨损。根

42、据磨损延长时间的长短可分为自然磨损和事故磨损两类。造成事故磨损原因是由以下因素造成的：机器构造有缺陷，零件材料质量低劣，零件制造加工不良，零部件或机器装配及安装不正确，违反机器的安全技术操作规程和润滑规程，修理不良或修理质量不高以及其它意外原因等。而在一般情况下，当自然磨损到限后没有及时修理，则是发生事故磨损的主要原因。5.1.2 润滑1 润滑剂的作用1) 冷却散热作用。防止由于摩擦生热使零件温度上升，导致粘着磨损和腐蚀磨损加剧，甚至烧坏橡胶密封圈或轴瓦等事故。2) 密封保护作用。润滑油脂能有效隔离潮湿空气中的水分、氧和有害介质侵蚀，也可防止内部介质的泄漏，润滑脂还能防止水湿、灰尘、杂质侵入摩

43、擦副。3) 洗涤污垢作用。摩擦副运动时会产生磨粒，以及外界杂质、尘砂等都会加剧摩擦面的磨损，强制液体循环润滑可将其磨粒带走，减少或避免磨损。4) 减少摩擦和磨损。由于润滑膜可减少两运动件间的摩擦因子，所以会减少零件的磨损消耗，同时还能起到阻尼作用和吸振作用，从而延长设备寿命，减少功耗，改善设备的运转特性。2 润滑剂的种类润滑剂按状态分可分为液体（润滑油）、半固体（润滑脂）、固体和气体润滑剂四类。1) 润滑油润滑油又称稀油，它的物化特性有：良好的流动性；低的凝固点；适当的粘度和粘度系数；良好的耐负荷性能；好的油性和耐挤压、抗磨性；良好的抗腐蚀性和防锈性；有一定的精制程度；灰分、残炭及酸值小；好的

44、热稳定性，不易挥发、不易着火，要有高的燃点和闪点；好的抗氧化安全性，不易老化变质；好的离水性、抗乳化性；要有一定的抗泡性。润滑油外观质量检查要点如下表所示：颜色变化劣化原因及预测油 脏劣化原因及预测新油颜色变深氧化劣化有类似烧焦味受热劣化发黑混入磨粒有刺激性臭味金属惰性化剂的劣化浑浊混入水分有沉淀物混入异物有泡沫混入不同油种润滑油的选择原则：1 在充分保证机器摩擦件安全运转的条件下，为减少能量消耗应优先选用粘度小的润滑油。2 在高速负荷条件下工作的摩擦零件应选用粘度小的润滑油，而在低速重负荷条件下工作的摩擦件应选用粘度大的润滑油。3 环境温度低时应选用粘度小的润滑油，反之则应选用粘度大的润滑油

45、；高温条件下应选用闪点高的润滑油；低温条件下应选用凝固点低的润滑油。4 冲击、振动以及往复运动、间歇运动等对于形成油膜不利，故应选用粘度较大的润滑油或选用润滑脂或固体润滑剂以保证可靠润滑。5 摩擦副配合间隙小的应选用粘度小的润滑油，表面加工精度高的工作面应选用粘度小的润滑油。6 机械循环条件下选用粘度较小的润滑油，间歇加油时应选用粘度略大的润滑油；垂直润滑面，外露齿轮、链条、钢丝绳等应选粘度较大的润滑油。7 若无合适牌号的润滑油时，可选用相近牌号的润滑油代用或掺合使用，代用时只能选略大于规定粘度的润滑油，掺合时则尽量不选用两种不同性质、不同厂牌和有添加剂的油掺合。2) 润滑脂润滑脂又称为干油，

46、是一种半固体状的润滑剂，它是由矿物油等润滑液体与稠化剂混合而成的一种具有胶体结构的塑性润滑剂。润滑脂的选择原则：a. 高速轻负荷条件下选针入度大的润滑脂；冲击、振动、间歇工作条件下选用针入度小的润滑脂。b. 冬季或低温条件下，应选用低凝固点和低粘度油调制的润滑脂；夏季或高温条件下应选滴点高的润滑脂。c. 配合间隙大且表面粗糙时选用针入度小的润滑脂，反之选用针入度大的润滑脂。d. 环境条件：潮湿条件下一般应选用钙基润滑脂，而高温条件下一般应选用钠基润滑脂。3) 固体润滑剂可做固体润滑剂的物质很多，有金属、金属化合物、无机物、有机物等，其中最常用的有二硫化钼和石墨润滑剂。二硫化钼润滑剂，是一种呈铅

47、灰色至黑色光泽的粉末，其特点是具有良好的润滑性、附着性、耐温性、抗压减磨性及抗氧化抗化学腐蚀性等优点，对于在高速、高温、高负荷、低温及有化学腐蚀的环境条件下工作的设备，均有优异的润滑效果。目前生产的二硫化钼润滑剂有：粉剂、水剂、油剂、油膏、润滑脂、蜡笔等固体成膜剂。设备的润滑的“五定”：定点、定质、定量、定期、定人 。 使用润滑油质量监控技术：选定重点设备和用油量大的设备，确定油质化验项目，如运动粘度、水分、酸值、水溶性酸碱和机械杂质等，确定合理的换油指标，制定具体项目指标，定期进行抽样化验分析（一般可每3个月进行一次），然后判断是否要更换，对于新设备和重要精密设备也可通过目测后，对换油周期适

48、当延长或缩短化验周期。5.2、 机械的拆卸、装配、清洗和检验5.2.1 机械的拆卸1 拆卸前的准备工作a. 工作场地要宽敞明亮、平整、清洁。b. 拆卸工具准备齐全，规格合适。c. 按不同用途准备好放置零件的台架、分隔盆、油桶等2 机械的拆卸的基本原则a. 根据机型和有关资料能清楚其结构特点和装配关系，然后确定分解拆卸的方法、步骤。b. 正确选用工具和设备，当分解遇到困难时要先查明原因，采取适当方法解决，不允许猛打乱敲,防止损坏零件和工具，更不能用量具、钳子代替手锤而造成损坏。c. 在拆卸有规定方向、记号的零件或组合件时，应记清方向和记号，若失去标记应重新标记。d. 为避免拆下的零件损坏或丢失，

49、应按零件大小和精度不同分别存放，按拆卸顺序摆放，精密重要零件专门存放保管。e. 拆下的螺栓、螺母等在不影响修理的情况下应装回原位，以免丢失和便于装配。f. 按需拆卸，对个别不拆卸即可判断其状况良好的可不拆卸，一方面可节约时间和劳力，另一方面可避免拆装过程中损坏和降低零件装配精度。但对需拆卸的零件一定要拆，不可图省事而马虎了事，致使修理质量得不到保证。3 机械的装配机械装配工艺是决定机械修理质量得重要环节，因此必须做到：a. 被装配的零件本身必须达到规定的技术要求，任何不合格的零件都不能装配。为此零件装配前必须经过严格检验。b. 必须选择正确的配合方法以满足配合精度的要求。机械修理的大量工作是恢

50、复相互配合件的配合精度，可采取选配、修配、调整等方法来满足这一要求。配合间隙需考虑热胀的影响，对于由不同膨胀系数的材料构成的配合件，当装配时的环境温度于工作时的温度相差较大时，由此引起的间隙改变应进行补偿。c. 分析并检查装配尺寸链精度，通过选配和调整来满足精度要求。d. 处理好机件装配顺序，其原则是：先内后外，先难后易，先精密后一般。e. 选择合适的装配方法和装配设备、工具。f. 注意零件的清洗和润滑。装配的零件必须首先进行彻底的清洗，对于动配合件要在相对运动面上涂清洁的符合工作要求的润滑剂。g. 注意装配中的密封，防止“三漏”。要采用规定的密封结构和密封材料，不能采用任意的代用品。要注意密

51、封面的质量和清洁。注意密封件的装配方法和装配紧度，对静密封可采用适当的密封胶密封。h. 注意锁紧装置的装配要求，符合安全规定。i. 重视装配中间环节的质量检查。4 机械的清洗与检验（1） 机械的清洗1 清除油污油污是油脂和尘土、铁锈等的粘附物，它不融入水，但融入有机剂。除用机械法去污外，还可用化学法或电化学法去除。（1）化学除油污法：1、有机溶剂除油污：常用的有机溶剂有汽油、煤油、柴油、丙酮等。2、碱性溶液除油污：如苛性钠、碳酸钠、硅酸钠磷酸钠等。清洗时提高溶液温度和进行搅拌能加快除油效果，一般可加热到80左右，洗后应用热水冲洗，并用压缩空气吹干。（2）、电化学除油污法：利用电解时两电极产生气

52、泡的机械搅拌和剥离作用使油脂脱离零件表面的方法叫电化学除油污法。该法有速度快，效率高，除油彻底等优点。（2） 机械的检验检验的内容如下：1 零件检验包括零件的几何精度检验，如零件的尺寸、形状；零件表面质量的检验：如表面粗糙度、表面损伤及其它缺陷等；零件的力学性能检验：如零件的强度、硬度、零件的平衡性，弹簧的刚度等；零件隐藏缺陷的检验：如空洞、加渣、微观裂纹等。2 装配检验如零件与零件的相对位置、配合件的间隙或过盈量；并列轴间的平衡度、前后轴间的同轴度等等。3 整机检验整机检验即整机技术状况的检验。包括机械的工作能力，动力经济性能等，检验的方法有如下一些：A 检视法：此法仅凭眼看、手摸、耳听来检

53、验和判断，简单可行，应用广泛，可分为：(1)目测法:对零件表面损伤如毛糙、沟槽、裂纹、刮伤、剥落（脱皮）、断裂以及零件较大和明显变形、严重磨损、表面退火和烧蚀等都通过目视或借助放大镜观察确定。还有像刚性联轴节的漆膜破裂、弹性联轴器的错位、螺纹连接和铆接密封添漆膜的破裂等也可用目测判断。(2)敲击法：对于机壳类零件不明显的裂纹、轴承合金与底瓦的结合情况等，可通过敲击听音清脆还是沙哑来判断好坏。(3)比较法：用新的标准零件与被检测的零件相比较来鉴定被检零件的技术状况。如弹簧的自由长度、链条的长度、滚动轴承的质量等等。B 测量法:零件磨损或变形后会引起尺寸和形状的改变，或因疲劳而引起技术性能（如弹性）下降等。可通过测量工具和仪器进行测量并对照允许标准，确定是否继续使用，