花生脫殼機設計計算說明書2019

2021-07-03 09:06:05 字數 3415 閱讀 7598

第1章總體方案設計2

1.1 方案分析2

1.2 材料分析及選擇4

1.3 電動機的選擇4

第2章脫殼清選裝置設計7

.1 快慢輥皮帶傳動設計7

.2 換向齒輪傳動設計11

.3 清選裝置設計16

.4 振動篩皮帶傳動設計18

第3章軸的設計20

.1 快速輥軸設計校核20

.2 慢速輥軸設計校核23

.3 換向齒輪軸設計校核26

第4章軸承校核、鍵校核、潤滑與裝配使用30

.1 軸承校核與潤滑30

.2 鍵校核30

.3 使用說明書31

參考文獻34

第1章總體方案設計

1.1 方案分析材

對於設計任務書中所提及的要求,應首先確定花生脫殼機的脫殼原理、清選原理,然後再擬定總體的傳動方案和結構方案,最後繪製裝配草圖。

目前花生脫殼機採用的脫殼結構主要有:以打擊、揉搓為主的鋼紋杆或鋼柵條凹板結構,以擠壓、揉搓為主的橡膠滾筒或橡膠浮動凹板結構兩大類。前者存在著花生破碎率高的缺點,後者脫殼效率與脫淨率不高。

還有一種採用差速輥對滾的脫殼方式,具有破碎率低,生產率、脫淨率都能達到較好效果的特點。因此,本設計中採用這種原理來設計花生脫殼機。

清選機構也是本設計中的重要部分,清選機構多採用振動篩配合清選風機,來達到清選的目的,最後得到清潔的花生公尺。

針對以上分析,設計了如圖1-1的脫殼原理示意圖。

如圖1-1所示,動力從電動機皮帶輪1傳出,快速輥3順時針轉動;在兩個換向齒輪5、7的換向作用下,慢速輥6逆時針轉動。這樣兩個轉速不一樣的滾筒就將花生帶入間隙。由於間隙較小,因此對花生有擠壓作用;而快慢輥的轉速不一樣,就產生對花生的撕搓作用。

在擠壓和撕搓的共同作用下,花生殼就會被除去。

去殼後,花生和花生殼的混合物就落在振動篩11上,振動篩在振動篩曲軸9的作用下做往復運動,較大的花生殼就被過濾掉,從振動篩的左邊流走。較小的花生殼和花生公尺在下落過程中受到風機10的作用,只要控制好送風量,較小的花生殼和粉塵就被吹走,得到清潔的花生公尺。

除此之外,設計任務書中還要求脫殼的間隙可以調整,以適應不同品種的花生,這在上述的原理中也是可以實現的。由於慢速輥6上有齒輪,結構複雜,因此本設計中調整快速輥3的水平位置,來實現脫殼間隙的可調性。軋輥是安裝在軸上的,軸是靠軸承和軸承座來支撐的,因此,只要調整軸承座的位置,軋輥就跟著移動,脫殼間隙也就可以調整了。

本設計中設計了可以調整位置的軸承座來調整脫殼間隙,但是,這會引起皮帶輪1和皮帶輪2的中心距的變化,皮帶的張緊力就會發生變化,從而影響脫殼的效果。可以設定乙個張緊輪,在調整軸承座後,對皮帶進行張緊,這樣就不會影響到傳動的有效性。

這樣,脫殼原理和傳動方案就基本確定了。以下分析對各個主要零件的要求。

由於是加工站用花生脫殼機,不經常移動,脫殼量大,利用率也較高。因此,脫殼機機體可以採用鑄造。在保證強度的前提下,應盡量結構簡單,節省材料,減輕重量。

軋輥是最關鍵的脫殼零件,軋輥的間距、轉速、直徑、材料都直接影響到脫殼的效果,因此軋輥這幾個引數是須仔細確定的。皮帶輪主要是傳遞動力,其尺寸將由皮帶傳動的計算給出。除此之外,還應該保證傳動安全可靠,布置合理。

各軸受到迴圈交變應力,應保證其疲勞強度。振動篩是篩選的關鍵零件,篩選的速度、頻率、篩選孔的大小是影響篩選效果的關鍵引數。風機主要要確定其送風量,來保證二次清選的有效。

綜合以上分析,畫出花生脫殼機裝配草圖如圖1-2。

1.2 材料分析及選擇

前文中已經列出了主要零件,在此將對各個零件的選材進行分析和選擇。

機體的材料,考慮是加工站用,使用率很高,不經常移動,可以採用ht200。脫殼輥採用q235,承受的力較大,有一定的剛度。軸受到彎矩、扭矩的作用,所有的軸均採用45鋼調質處理。

兩個齒輪由於只起到換向作用,不需要採用不同的材料,因此都採用同一種材料,均使用45鋼調質。軸承蓋無特殊要求,採用ht200。張緊輪採用ht200。

振動篩連桿採用45鋼,承受一定的衝擊載荷,振動篩採用45鋼。

這樣基本的零件材料就選定了。

1.3 電動機的選擇

電動機為整個機械提供動力,必須選擇合適功率和轉速的電機,保證設計符合要求。在選擇電機之前,先確定脫殼輥的引數,以此來估計整個系統需要的功率。經過查閱相關文獻和參照以往所設計的類似產品的引數,初步選定引數如表1-1。

表1-1 脫殼輥相關引數

無論輥的轉速如何,在兩輥之間的花生總是佔據著一定的空間,那麼這個空間所能夠容納花生的顆數也是一定的,這樣就可以估算兩個輥的受力情況。花生在兩輥之間的空間如圖1-3。

花生所能提供的空間

每顆花生的體積,根據所做的花生尺寸統計資料

受力花生的顆數

按照每顆花生受40的切向力計算,沿輥切線方向的力

徑向力按照每顆花生受60計算,沿輥徑向的力

那麼,整個機器消耗在脫殼上的功率

另外估計振動篩所消耗的功率為左右,那麼所設計的機器總功率估計值

考慮功率傳遞的損失及估算的誤差,選擇功率為4的電動機來作為整個系統的動力。參考手冊[2],選擇y系列封閉式籠型三相非同步電動機電動機,其型號及引數如表1-2。

表1-2 主電機引數

第2章脫殼清選裝置設計

.1 快慢輥皮帶傳動設計

首先確定各引數的意義,方便以後的計算。如圖2-1。

.1.1 電動機帶輪與快輥傳動設計

首先根據皮帶輪所傳遞的功率選擇電動機,計算功率

—工作情況係數,據書[3]表11.5,取為1.1。

—傳遞的功率,此處為電機傳遞到快輥的功率,約為1.25。

因此查書[3]圖11.15,選為a型帶,為了保持一致性,整個帶傳動均採用a型帶。

帶輪的直徑由書[3]表11.6,取為125。帶輪直徑為

—帶傳動滑動率,根據書[3],取為1%。

—帶輪的轉速,此處為電機轉速720。

—帶輪的轉速,此處為快速輥轉速350。

取標準帶輪直徑。

帶輪的實際轉速

皮帶的長度

—。—。

—初取中心距,據書[3],取為500。

查書[3]圖11.4,取標準帶長。

則實際中心距

帶輪包角

,符合包角要求。

帶速傳動比為,符合包角要求。

v帶根數

—單根v帶傳遞的功率,由書[3]表11.8,取為1.56。

—單根v帶傳遞的功率增量,由書[3]表11.10,取為0.09。

—包角係數,由書[3]表11.7,取為0.96。

—包角係數,由書[3]表11.12,取為0.99。

因此,只用1根v帶就可以滿足要求

張緊力—v帶質量,由書[3]表11.4,取為0.10。

軸上的載荷

軸上載荷將在軸的設計中用到,至此,該皮帶傳動設計就完成。

.1.2 電動機帶輪與慢輥帶輪傳動設計

上一節已經選用了a型帶,電動機皮帶輪直徑也已經確定。

帶輪直徑為

—帶輪的轉速,此處為慢速輥轉速250。

取標準帶輪直徑。

帶根數帶輪的實際轉速

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