滾筒式分級機(jī)滾筒直徑和長度的計(jì)算方法_陳木榮.pdf

包裝與食品機(jī)械 419 9 年第 21卷第 1 期 滾筒式分級機(jī)滾筒直徑和長度的計(jì)算方法 廈門水產(chǎn)學(xué)院陳木榮 摘要滾筒直徑 和長 度 是滾 筒式分級機(jī)的兩個(gè)主要尺 寸 , 以往的設(shè)計(jì)計(jì)算 均用試 算 法確定 , 其過程相當(dāng)繁雜 。 本文提出一種較為簡便合理的計(jì)算方法 , 供設(shè) 計(jì) 時(shí)參 考應(yīng)用 。 關(guān)鍵詞滾筒直徑滾筒長 度 長徑比排數(shù)排孔 數(shù) 滾 筒式分級機(jī)廣泛用 于 蘑菇和青豆 的分 級 , 它的兩個(gè)主要尺寸滾筒直徑與長度 , 在 以往的設(shè)計(jì)計(jì)算中均采用試算法確定 , 計(jì)算過 程相當(dāng)繁雜 。 本文提出一種較為簡便合理的計(jì) 算方法 , 供設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)參考應(yīng)用 。 1 各級孔數(shù)配置計(jì)算 滾筒式分級機(jī)滾筒上 的篩孔直徑是分區(qū)段 依次增大的 , 整個(gè)滾筒分為若干區(qū)段(比等級數(shù) 少一個(gè)區(qū)段) , 一個(gè)區(qū)段就是一個(gè)等級段 。 每個(gè) 區(qū)段上的篩孔直徑相 同 , 進(jìn) 口區(qū)段的篩孔直徑 小 , 出口區(qū)段的大 。 1 . 1 各級孔數(shù)計(jì)算式 滾筒上各級篩孔孔數(shù)是計(jì)算直徑和長度 的 依據(jù)之一 , 各級篩孔孔數(shù)可表示 為 2 1一 a 、 b i Z 。 (i一1 , 2 , k一 l , 下 同) (1) 式中 a : 原料粒徑分布比例 系數(shù) , 相應(yīng)等 級 . 粒徑分布比例較大的 , 其值亦 較大 , 可 由實(shí)測確定 ; b : 原料沿滾筒 軸向分布比例系數(shù) , 相應(yīng)等級段 物料分布比例大的 , 其值亦大 , 可由實(shí)測 確定 ; Z 。 基準(zhǔn)孔數(shù) ; K 分級等級數(shù) 。 1 . 2 基準(zhǔn)孔數(shù)計(jì)算 整個(gè)滾筒的篩孔總數(shù)為 z 。 石三- X a* b i (3) 滾筒的篩孔總數(shù) Z可根據(jù)生產(chǎn)能力公式 求得 , 即按 Z一 G 3 6入 m 10 4 (4) 式中 G 生產(chǎn)能力( t/h); 入 在 同一秒 內(nèi)從篩孔落下物料系數(shù) , 與分級機(jī)型 式和物料性狀有關(guān) , 滾 筒式可取 0 . 010 . 025 , 青豆取大 些 , 蘑菇取小些 ; m 一 只物料平均質(zhì)量(g) 。 計(jì)算時(shí) , 先根據(jù)生產(chǎn)能力由式( 4 )計(jì)算篩孔 總數(shù) , 再由式(3 )計(jì)算基準(zhǔn)孔數(shù) , 最后根據(jù)式(1 ) 計(jì)算各級孔數(shù) , 并圓整化 。 2 篩孔排數(shù)與排孔數(shù)計(jì)算 . 21 基準(zhǔn)級排數(shù)計(jì)算 各級滾筒篩孔的排數(shù)和每排孔數(shù)分別是決 定滾筒的直徑和長度的參數(shù)之一 , 因此它 們 的 計(jì)算應(yīng)根據(jù)滾筒的長徑比進(jìn)行 , 滾筒長徑比 L 拌一百 (5) z一 習(xí) z一 1一l =Z 。 藝 a b l Z 。 滾筒篩孔通常采用正三角形排列 , 如展開 圖所示 。 為簡化計(jì)算 , 其中有一側(cè)的邊緣尺寸 f i 暫不計(jì)入滾筒長度 當(dāng) 中 , 因此 , 滾筒長度可表示 為 藝 a 1. 無錫輕工業(yè)學(xué)院 , 天津輕工業(yè)學(xué)院 ; 食品工廠機(jī)械 (2) 一與 設(shè)備 , 輕工業(yè) 出版社 , 1 981 , p4 7 因此基準(zhǔn)孔數(shù) 滾簡式分級機(jī)滾筒直徑和長度的計(jì)算方法、陳木榮 k一 Ik一 1 , 又 】, 又 飛 Z ; , 1 L一 L 一 -砂 J一于萬 L( 1; 十一ei ) 1l卜 1C lr 。 k 一 l 丫、2 . 一 二 一 盤 (d 十 e . ) 舒。卜 I C, 式中 i P 各級篩孔排數(shù) 。 因?yàn)闈L筒的周長可表示為 D 一 粵 (d l + ,p ! 因 、 一 d , + e l, 所以 P ,一 2兀D 7獲 P 。 一 2兀D 份萬 5 0 因此各級比例 系數(shù) (9) s o 一 氛 一一 iP一o P 一一 C _ 一乙只 一 一 Z 圖 1 滾筒展開示意圖 式中 P 。 一 基準(zhǔn)級的排數(shù) (通常以第一級為 基準(zhǔn)級) ; d l- 一 各級篩孔直徑 ; e ,一一 各級的篩孔間隙值 ; c .一一 篩孔直徑及間隙對排數(shù)的 影 響比 例系數(shù) , 相應(yīng)等級篩孔直徑及孔隙 之 和較大的 , 其值較小 。 現(xiàn)以第一級為基準(zhǔn)級 , 其滾筒直徑為 因?yàn)橐缘谝患墳榛鶞?zhǔn)級 , 所以其比例系數(shù) 為 1 , 其余各級為 Sz c, 一可 Sl ck一, 石 3 排數(shù)和排孔數(shù)計(jì)算 根據(jù)式(8)計(jì)算出的基準(zhǔn)級排數(shù) , 不 用圓整 化即代入下式計(jì)算各級排數(shù) : P i = e 、 P 。 (10) 計(jì)算出的數(shù)值經(jīng)圓整化后作為各級排數(shù) 。 各級排孔數(shù)根據(jù)下式計(jì)算 : 、 萬 (d l + e飛) e, P 。 2兀 (11) (7) 所以 I J 尸一石 Z , . 一 (d , + e ,少 (二 1 計(jì)算出 的數(shù)值經(jīng)圓整化 后作為各級滾筒每 排孔的孔數(shù) 。 3 滾筒直徑計(jì)算 k lE同 1 一玖 D ; 、廠可 . 、 _ 3 , 下萬一一 , 仁d l 一十 e l ) . c ,. t 。 乙兀 從而解得基準(zhǔn)級排數(shù) P 。 一 2二歲:( d 、 十 e ) 忿 仁1 各級滾筒周長 各級周長計(jì)算式為 , ;一 叮 ( d ;+ ei)Pi 2 、 一 , - , - (12 V厄 爪d , 一 十 e l ) c、 (8) 因?yàn)榭紤]到一側(cè)邊緣尺寸f , 對滾筒長度的 影 響 , 所以在應(yīng)用上 式計(jì)算時(shí) , 長徑比取值應(yīng)比 規(guī)定長徑比(在 4一6 范 圍 內(nèi)) 減小 。 . 1一0 . 2 代入計(jì)算 。 2 . 2 比例 系數(shù) C: 的確定 各級比例 系數(shù) c, 可表示為 P , C l一 獲 將各級計(jì)算周長中最長 的作為整個(gè)滾筒的 周長 1 。 . 3 2 篩孔間隙值的修正 因?yàn)楦骷売?jì)算周長與所確定的滾筒周長l 存在 差值 , 必須根據(jù)下式對篩孔間隙值進(jìn)行修 j五 : 2l 乍廠了P ,一 d * 3 . 3 滾筒直徑 (下轉(zhuǎn)第3頁) 全自動模切機(jī)送紙步進(jìn)傳動箱設(shè)計(jì)一彭 國勛 田惠民 賀煒 ( 3 ) 箱體結(jié)構(gòu) , 步進(jìn)傳動箱體形狀采用方型 外廓內(nèi)肋結(jié)構(gòu) , 外表光滑 美觀 , 便于 多面安裝 , 剖分箱體上下 用 沉孔內(nèi)六角螺釘連接 。 (4 ) 有關(guān)計(jì)算 , 傳動箱的其它計(jì)算與校核內(nèi) 容包括 : 1 )凸輪驅(qū)動扭矩c q my畏 ,* 、, , , 、. F fy卜、 , q 。 一若 殺奢(AXV)+ 二矛V 氏t畏 今 、 ” 氏 上八中 , m 為步進(jìn)移送的總質(zhì)量 , 主要包 括輸送鏈上數(shù)個(gè)牙板的質(zhì)量 ;y、 為每次步進(jìn)移 送的行程 ;饑 為凸輪的動程角 ;th 為步進(jìn)移送行 程所需時(shí)間 ; F f 為牙 、 鏈條 與軌道之 間的動摩 擦系數(shù) ; 而( A xV )和V 分別為機(jī)構(gòu)所選運(yùn)動 規(guī)律的無因次扭矩和無因次速度值 , 欲求凸輪 的最大 驅(qū)動矩 q二 , 從偏安全考慮 , 應(yīng)取 (Ax V ) m,x 和V n。、 再 由下式可得 到傳動箱所需功率 N 。, 即 圖 3 凸輪零件示意圖 N 。 q 。、 丫n /97400 式中 , q。 單位為 Kg . c m ; n 為凸輪轉(zhuǎn)速 , 單 位為轉(zhuǎn)/分 , 由此得到最大功率N 。 為千 瓦 。 2)凸輪接觸強(qiáng)度計(jì)算 , 主要是利用赫茲應(yīng) 力公式 , 計(jì)算出凸輪與從動滾子間接觸應(yīng) 力 , P C AM軟件可自動完成計(jì)算與校核 , 保證接觸 應(yīng)力不超過許用值 。 3 )滾子銷軸彎曲強(qiáng)度校核 , 在滾子與凸輪 接觸嚙合時(shí) , 滾子銷軸承受交變剪切應(yīng)力作用 , 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后 , 必須對其進(jìn)行強(qiáng)度校核 。 4 )滾子軸承壽命計(jì)算 。 模切機(jī)送紙機(jī)構(gòu)平行分度凸輪傳動箱的設(shè) 計(jì)從幾何造型 , 參數(shù)優(yōu)化 、 廓線計(jì)算到 總裝配 圖 、 零件工作圖繪制全部在計(jì)算機(jī)工作站上完 成 , 大大提高了設(shè)計(jì)效率 、 成功率和可靠性 , 另 外 , 采用直接由設(shè)計(jì)生成的后處理加工 文件 , 在 加工 中心或數(shù)控銑床上對凸輪進(jìn)行銑 削加工 , 從動盤在高精度座標(biāo)攪床上鑊孔 , 保證了很高 的零件精度 , 本設(shè)計(jì)及傳動箱樣機(jī)已在數(shù) 家模 切機(jī)廠使用 , 并投入批量生產(chǎn) 。 參考文獻(xiàn) 1 彭國勛 . 包裝機(jī)械淺論 . 北京 ;機(jī)械工業(yè)出版 社 , 19 85 年n月 2 彭 國勛 . 肖正揚(yáng) . 自動機(jī)械的凸輪機(jī)械設(shè) 計(jì) . 北 京 ;機(jī)械工業(yè)出版社 ,.: 99。年1: 月 3 彭國勛 . 肖正揚(yáng) . 田惠 民一種適用于包裝機(jī)械 的理想步進(jìn)機(jī)構(gòu)平行 分度凸輪機(jī)構(gòu) . 包裝 工程 , vo l . 10Nol , P . 334 1 , 19 89 屯 了、 護(hù) (上接 第5頁) 滾筒周長確定后 , 其直徑按下式計(jì)算 : D_ 生 ( 14 ) 如展開圖所示 , f 一普一 告 (d i +一) , 4 滾筒長度計(jì)算及長徑比驗(yàn)算 4 . 1 滾筒長度 計(jì)算滾筒總長度時(shí) , 應(yīng)將各級的一側(cè)邊緣 尺 寸f 、 (該尺寸不包括連接邊尺寸 , 連接邊尺寸 按需要另定)計(jì)入 , 因此 :一 藝