《双轴桨叶式加湿调质机的设计大学毕设论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双轴桨叶式加湿调质机的设计大学毕设论文（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、前 言稻米是我国的主要粮食作物之一，产量居世界首位。我国作为大米消费大国，约有67%的居民以大米为主食。如何确保优质稻谷碾出优质大米，对大米加工业具有重要意义。本课题主要研究稻谷碾米加工前的糙米加湿调质环节，糙米加湿调质技术可以利用适宜水分与糙米的混合降低碎米率、提高糙米碾米的整精米率、降低碾米能耗、改善大米食用及外观品质【8】。随着糙米调质机的不断发展，调质工序对混合精度的要求越来越高，生产规模越来越大，因而对调质机的要求也越来越高，近年来在国内外稻米加工厂中逐步推广使用的卧式双轴桨叶式加湿调质机就是适应这种发展形势而研制开发的一种新型高效调质机，与其它类型调质机相比，该机型具有混合能力强，
2、速度快，精度高，残留量小，能耗低，适用范围广等特点。该机混合时不受物料比重粒度形状等影响，不产生离析，对粉料间配比小到1:10000 时或液体添加量达20%以上时也可保证得到均匀混合，其混合过程柔和，不破坏物料原始物理特性，其吨料能耗比目前饲料厂中普遍使用的主要机型螺带式混合机低60% 以上，其混合均匀度变异系数小于5%，最佳可达3%，每批混合时间为 30秒到60秒，显著缩短了混合周期，提高了混合精度，为促进这种高效混合机的发展及推广应用，本文将对卧式双轴桨叶式加湿调质机的结构特点工作机理及结构设计等作简介。 关键词：糙米；加湿；双轴桨叶式；调质机目 录1引言11.1课题研究的意义11.2国内
3、外双轴桨叶式加湿调质机的发展状况11.3国内外双轴桨叶式加湿调质机存在的问题11.4研究的内容和方法21.5预期目标21.6重点研究的关键问题及解决思路22双轴桨叶式加湿调质机总体设计22.1双轴桨叶式加湿调质机结构特点及调质机理32.2双轴桨叶式加湿调质机的原理73混合度评价方法73.1 标准差评价法73.2 变异系数评价法83.3 设计的主要任务84加湿调质机关键结构设计84.1机体的设计84.2叶片的设计104.3桨叶与轴的配合134.4桨叶与轴的材料选择和连接方式144.5转子设计144.6转子转速n的确定155出料机构设计155.1出料机构工作原理155.2进料机构各零件的设计和选择
4、175.3连杆的强度校核185.4轴承的选择196动力装置的选用197机架的设计说明20总 结21致 谢22参考文献23 塔里木大学毕业论文1.引言1.1课题研究的意义 在稻米加工过程中,糙米的加湿调质是决定碾米效率及成米质量的关键环节。因此,作为加湿调质工序主导设备的调质机, 其性能的好坏与作业效果如何, 将直接影响大米的产品质量和生产效率。本文设计一种加湿调质机能将稻谷正常储藏水分含量12%-13%左右，均匀提高到最佳碾磨含水率15.5%-16.5%之间。本机的设计是对糙米的均匀加湿调质，使得糙米的糠层和胚吸水之后膨胀软化，形成外大内小的水分梯度和外小内大的强度梯度，糙米外表面的摩擦系数增
5、大，不必用很大的挤压力和剪切力即可实现碾白，大大减少了碾米过程中的破碎和裂纹，提高整精米率，大幅度降低碾米能耗，并提高大米表面光洁度。目前双轴桨叶加湿调质机以其独特的混合方式,在国内外稻米加工市场中被广泛应用。本文将对其双轴桨叶的加湿调质设计思路、调质机理及性能特点作一研究。1.2国内外双轴桨叶式加湿调质机的发展状况1.2.1国外双轴桨叶式加湿调质机的发展现状国外的双轴桨叶式加湿调质机在20世纪80年代末已经开始研制,国际上糙米流通加工以日本的技术最先进，糙米的调质研究起步较早。日本是主要生产稻谷的国家之一，由于有发达的工业和科学技术作后盾，加上国家对发展农业有一系列的扶植政策，包括对农田基本
6、建设及农户购置大型农业机械政府给予补贴（高达50%）及优惠贷款等，使日本的农业机械化发展十分迅速且具有较高的水平。日本稻谷处理加工技术与设备具有世界领先水平，其加工工艺有很多值得借鉴之处。挪威 Forberg 公司在上20世纪90年代初推出了双轴桨叶式系列加湿调质机,其有效容积25-5000L,结构特点、加湿调质机理、传动方式与国内双轴桨叶式加湿调质机基本相同。1.2.2国内双轴桨叶式加湿调质机的发展现状我国糙米加湿调质工艺和设备的研究起步较晚,政府一直将包括稻米在内的粮食作物生产放在高产的研究上。近年国内企业和业界人士开始研究糙米加湿调质工艺和设备，苏州楚天自控设备研究有限公司设计的MCT-
7、6型糙米调质器，其水雾发生器能产生散开角大于60度的超微水雾粒子，该调质器已在江苏、浙江、黑龙江、甘肃等省的十多家米厂得到应用。哈尔滨双硕盛粮机技术工程有限公司开发生产了SCS系列糙米调质自动加湿机。国内各企业、科研部门所研制的卧式双轴桨叶调质机机型结构基本相同, 例如 SLHSJ 系列卧式双轴桨叶高效调质机,其每批产量为25-4000kg,功率为0.75-55kw,产品已形成系列化。1.3国内外双轴桨叶式加湿调质机存在的问题我国研究糙米加湿调质技术起步较晚发展缓慢，和发达国家相比只能望其项背，目前我国对糙米调质机的发展存在如下问题。(1)国内糙米调质设备很少。(2)研究糙米加湿调质机的技术参
8、数对加湿调质效果的影响这方面的技术很少。(3)我国的调质设备都是仿国外先进的，还存在技术的缺陷和缺乏创新的设计。因此研究适合我国稻米品种特性的专用调质设备及其技术参数是该项技术推广应用的关键。1.4研究的内容和方法根据我国糙米加湿调质机的发展现状和存在问题以及未来对调质机的发展要求，设计一种加湿调质机能将稻谷正常储藏水分含量12%-13%左右，均匀提高到最佳碾磨含水率15.5%-16.5%之间的双轴桨叶式加湿调质机。双轴桨叶式加湿调质机主要由动力输入装置、加湿调质装置、控制装置、混合搅拌装置、进出料装置组成。其中，动力装置是通过两个发动机带动两轴转动，传输动力给转子，桨叶以一定圆周速度旋转。加
9、湿调质装置是由安装在进料口处的传感器和BSPT-1/4 LNN3型外螺纹微细雾化喷头组成，当糙米由进料口落入时，传感器感应到物料下落的信号，雾化喷头开始向下落糙米均匀喷水，当物料完全进入搅拌仓内，传感器接收不到物料下落信号，雾化喷头自动停止喷水。这样的设计既能够将水均匀的附着在糙米表面，又降低了水源的消耗。 在导师的指导以及预备试验的基础上，确定了以下主要内容：（1）双轴桨叶式调质机内轴向混合机理依据混合机理，设计了双轴桨叶式加湿调质机。重点分析双轴桨叶式混合机的轴向混合机理，得到了不同转速下的不同混合效果。并建立了相关数学模型，同时研究了转速对能耗的影响规律。研究结果表明双轴桨叶式加湿调质机
10、轴向混合良好，是一种高效的混合装置。（2）加湿调质机的辅助部件设计 在以上研究的基础上，依据得到的技术参数，分别对搅拌仓、搅拌装置、喷淋装置等进行设计，为双轴桨叶式加湿调质机的实际应用服务。1.5预期目标（1） 调质机操作方便，结构简单，通用性好，噪音小，使用寿命长。（2）混合速度快，混合过程温和，运转平稳，混合效率高，混合后糙米水分刚好达到预期含水量，同时动力上要消耗少。（3）减少碾米过程中的破碎和裂纹，提高整精米率，并提高大米表面光洁度。 (4)不污染环境，安装、使用、维修保养方便的特点。1.6重点研究的关键问题及解决思路（1）选择合适动力传递方式，设计工作装置和传动装置。（2）利用Sol
11、idworks进行虚拟样机绘制，完成整机各零部件的三维建模。（3）运用Auto CAD软件，绘制二维零件图和装配图。2双轴桨叶式加湿调质机总体设计 固体混合设备按照对颗粒作用力的方式分为容器固定型、容器回转型和复合型三类。容器固定型混合器主要是通过电机带动混合容器的内部构件来混合颗粒，外围的混合容器是固定不动的，主要有螺带式、犁刀式，流化床，双轴桨叶式等。容器回转型混合器主要是通过电机带动整个混合设备转动来实现颗粒的混合均匀，有滚筒式，V型，双锥型等。复合型混合器是在容器回转型的基础上，在其容器内部设置有内构件，内构件和容器一起转动，如在混合器内设有挡板。其中，容器固定型混合器具有装载量大、类
12、型多、满足不同物性颗粒的混合、实现颗粒中添加液体的混合等优点。双轴桨叶式混合机是一种容器固定型混合设备，具有混合均匀度高，混合速度快，混合能力强、能耗低，残留量小，适用范围广等特点。颗粒的大小、形状、容重等严重影响混合效果，而双轴桨叶式混合机不受这些因素影响，工作时不产生离析和分级，在液体添加量20%以上，或者物料间配比小到1:10000时，不破坏物料原始物理特性，混合过程比较温和。其吨料能耗比比目前饲料厂中普遍使用的主要机型螺带式混合机低64%左右；其混合均匀度变异系数5% ,最佳可达3% ,每批混合时间为30秒到60秒。显著缩短了混合周期，提高了混合精度，也能保证混合均匀，综上所述，双轴桨
13、叶式混合机属于新型高效的混合设备，其大大缩短了混合时间，生产率显著提高，混合性能优越，为国内混合相关行业掀开新的一页。2.1双轴桨叶式加湿调质机结构特点及调质机理2.1.1双轴桨叶式加湿调质机结构特点双轴桨叶式调质机主要由机体、转子、出料机构、传动装置和控制装置组成。动力装置机体转子液压控制装置出料门图2-1 双轴桨叶式加湿调质机的整体结构示意图1. 顶盖 2.入料口 3.机架 4.搅拌仓 5.轴承座 6.连杆 7.摇杆 8.摆动气缸9. 电动机 10.减速器 11.联轴器 12.转子轴 13.叶片 14.供水管 15.雾化器图2-2 双轴桨叶式加湿调质机二维示意图机体：机体为双槽形 ,其截面
14、形状呈 W 形, 机壳用普钢或不锈钢板制造, 机体顶盖上有两个大小不一的圆形进料口 , 用于进料或排气、观察等。两机槽底部各开有一个排料口, 用于快速排空机内混合均匀后的物料。两排料口各有一个排料门 ,排料门的开关控制有气动或电动两种形式。转子：机体内并排装有两个转子,转子由轴和多组桨叶组成, 每组桨叶有两片叶片。大部分桨叶呈45安装在轴上, 只有一根轴最左端的桨叶和另一根轴最右端的桨叶与轴线的夹角小于其他桨叶,其目的是让物料在此处获得更大的抛辐而较快地进入另一转子作用区。两轴安装的中心距小于两组桨叶长度之和, 由于两轴上的桨叶组对应错开, 转子运转时 ,两根轴上的对应桨叶端部在机体中央部分形
15、成交叉重叠, 但又不产生碰撞干涉。出料机构：该机型在底部设有两个出料门 ,采用大开门结构,门框周围装有橡胶密封件,门关闭时,门体侧面紧贴密封件,防止机内物料泄漏, 密封件设计时应考虑更换问题, 以便橡胶条损坏或老化后更换方便。每个出料门一般都各自配有独立的控制机构 ,分别控制出料门的开关 ,出料门控制机构主要由气缸、主动摇杆、连杆、从动摇杆、行程开关、限位块等组成。出料门装在联动轴上, 联动轴与从动摇杆连接在一起 ,气缸头与主动摇杆铰接,连杆分别与主动摇杆、从动摇杆铰接,气缸往复运动时 ,通过连杆机构使联动轴转动,从而带动出料门开关 ,迅速排料,排空后立即关门。该结构采用一个与气缸活塞杆相连接的双联主动摇杆,其两端分别与两连杆铰接。当气缸活塞往复运动时 ,带动双联主动摇杆转动, 并通过连杆分别带动两从动摇杆同时相向转动, 从而带动两出料门同时开关动作。传动装置：传动部分采用两台电机直联型减速器分别驱动两轴同步相向旋转的型式。控制装置：主要是控制电机的启停及排料门的开关,排料门的开关控制可
