反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)及擠壓部件的設(shè)計(jì)論文[帶圖紙]

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書論文QQ1961660126編號(hào)無錫太湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī) 及擠壓部件設(shè)計(jì) 信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013年5月25日課件之家的資料精心整理好資料-本資料來自無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng) 信 承 諾 書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)及擠壓部件設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)：

2、機(jī)械94 學(xué) 號(hào)： 0923168 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日摘 要本文先分析了膨化食品的市場(chǎng)需求和生產(chǎn)現(xiàn)狀，并初步探討了擠壓機(jī)生產(chǎn)膨化食品的工藝可行性；提出了用雙螺桿擠壓機(jī)生產(chǎn)膨化食品的工藝流程。在現(xiàn)有擠壓機(jī)的基礎(chǔ)上，并參考了國(guó)內(nèi)外比較成熟的擠壓機(jī)設(shè)計(jì)方法，根據(jù)膨化食品的特性和生產(chǎn)膨化食品的特殊工藝要求，對(duì)擠壓機(jī)的關(guān)鍵部位進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)。本文詳細(xì)的介紹了擠壓機(jī)的主要零部件傳動(dòng)箱、螺桿、機(jī)筒等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了相應(yīng)的校核計(jì)算；對(duì)主要傳動(dòng)零部件如傳動(dòng)箱大小齒輪，帶輪，從動(dòng)軸，鍵等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，并對(duì)軸承承載能力進(jìn)行了校核計(jì)算;本文還涉及了擠壓機(jī)一些輔助元件如加料系統(tǒng)，加

3、熱冷卻裝置，模頭的選擇要求,并進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。最后，本文介紹了一些關(guān)于擠壓機(jī)的安裝，操作，控制和維護(hù)等方面的內(nèi)容。關(guān)鍵詞：膨化食品；擠壓混煉；反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機(jī)課件之家的資料精心整理好資料-本資料來自ABSTRACTIn this page, the market need of the Puffed food and the condition of the production is analyzed first. And from theoretically, we studied the technique possibility to produce the Puffed foo

4、d. We expounded the specialty and working elements of the twin-screw extruder and pointed working flow to produce the Puffed food with twin-screw extruder. In the base of the extruders in existence, we referenced the mature means of extruder design in our country and abroad and based the characteris

5、tic of Puffed food and the special working craftwork requires, then, we Designed the key structure of extruder. In this text, we introduced the structure design of extruder in detail, particular to the major parts: assignment tank, screw, barrel and systems analysis and calculating. To those importa

6、nt transmission parts: the big gear and the small gears in assignment tank, strip wheel, driving spindle, key, we made a design and check the intensity. And we calculate and check the carrying capacity of the bearing particularly. We also refer to the choosing requirements of the accessories: heatin

7、g and cooling system, die, knife equipment, and made a simple design. In the end of the text, the installing, operation, controlling and repairing of the extruder were also introduced.Key words: Puffed food, extrusion mixing and shaping, Counter-rotation twin -screw extruder 課件之家的資料精心整理好資料-本資料來自畢業(yè)設(shè)計(jì)

8、說明書論文QQ1961660126目 錄摘 要IIIABSTRACTIV目 錄VI1 緒論11.1 擠壓技術(shù)介紹11.1.1 擠壓技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用11.1.2 擠壓技術(shù)在食品生產(chǎn)中的發(fā)展?fàn)顩r11.1.3 擠壓機(jī)生產(chǎn)膨化食品11.1.4 擠壓膨化原理21.2 擠壓機(jī)的發(fā)展21.2.1 國(guó)內(nèi)外擠壓機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r21.2.2 雙螺桿擠壓機(jī)的前景和未來21.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求32 反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)的簡(jiǎn)介42.1 反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用42.1.1 反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)的特點(diǎn)42.1.2 雙螺桿擠壓機(jī)在食品工業(yè)中的應(yīng)用42.2 雙螺桿擠壓機(jī)的工作原理52.2.1 擠壓原理52

9、.2.2 擠壓加工系統(tǒng)62.3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63 反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)的設(shè)計(jì)83.1 螺桿的設(shè)計(jì)及計(jì)算83.1.1 螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.1.2 雙螺桿的有關(guān)計(jì)算93.1.3 螺桿的強(qiáng)度校核133.2 機(jī)筒的設(shè)計(jì)及計(jì)算163.2.1 機(jī)筒結(jié)構(gòu)形式163.2.2 料口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)163.2.3 機(jī)筒材料的選擇163.2.4 機(jī)筒的連接方式173.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)173.3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)183.3.2 電動(dòng)機(jī)的選用183.3.3 螺桿推力的傳遞和拉桿強(qiáng)度校核183.4 輔助零部件設(shè)計(jì)計(jì)算193.4.1 加料系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算193.4.2 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)223.4.3 模頭裝置的設(shè)計(jì)243.4

10、.4 潤(rùn)滑油的選用253.5 雙螺桿擠出機(jī)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)253.5.1 定量給料系統(tǒng)253.5.2 恒溫系統(tǒng)263.5.3 冷卻系統(tǒng)263.5.4 真空排氣系統(tǒng)263.5.5 電氣控制系統(tǒng)264 擠壓加工系統(tǒng)的安裝、操作與維護(hù)284.1 擠壓加工系統(tǒng)的安裝284.1.1 擠壓機(jī)的安裝基礎(chǔ)284.1.2 調(diào)整擠壓機(jī)水平284.1.3 機(jī)筒的安裝284.1.4 螺稈的裝拆284.1.5 模頭的安裝284.2 擠壓加工系統(tǒng)的操作284.2.1 擠壓機(jī)的開車284.2.2 開車操作注意事項(xiàng)284.3 擠壓機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)284.3.1 螺桿的保養(yǎng)284.3.2 機(jī)筒的保養(yǎng)284.3.3 擠壓機(jī)其它部分的保

11、養(yǎng)294.4 設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題295 總結(jié)與展望305.1 總結(jié)305.2 展望30致 謝31參考文獻(xiàn)32附 錄33課件之家的資料精心整理好資料-本資料來自畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書論文QQ19616601261 緒論1.1 擠壓技術(shù)介紹 1.1.1 擠壓技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用20世紀(jì)30年代，食品加工中開始應(yīng)用擠壓技術(shù)，它的特點(diǎn)有具有集混煉、輸送、加熱、剪切、加壓時(shí)間短等特點(diǎn)，從而廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中。擠壓機(jī)可以進(jìn)行谷物植物組織蛋白食品的生產(chǎn)，奶酪的風(fēng)味開發(fā)，寵物飼料的生產(chǎn)等。螺桿擠壓機(jī)能將一系列的化工基本單元過程集中在擠壓機(jī)中進(jìn)行，螺桿擠出已連續(xù)生產(chǎn)代替間歇生產(chǎn)，必然有較高的生產(chǎn)率和較低的能耗，也已實(shí)

12、現(xiàn)自動(dòng)化，同時(shí)螺桿的攪拌作用業(yè)提高了混合質(zhì)量這些因數(shù)加在一起，避讓降低生產(chǎn)成本。作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新型加工方法從而被應(yīng)用于食品生產(chǎn)中的擠壓技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。在沒有擠壓技術(shù)之前，谷物食品的加工工序一般須經(jīng)破碎、混合、成型、烘烤或油炸、殺菌干燥等，每道工序都要有不同的設(shè)備，較長(zhǎng)的生產(chǎn)線，較大的占地面積，高強(qiáng)度的勞動(dòng)力，所需設(shè)備較多。隨著擠壓技術(shù)的發(fā)展和成熟，初步混合原料后，就可用一臺(tái)擠壓機(jī)完成以上繁瑣的食品生產(chǎn)工序，制成各式各樣、品種繁多、味道獨(dú)特的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在再經(jīng)油炸或微波、烘干、調(diào)味后就可以在市場(chǎng)上銷售了，只要簡(jiǎn)單根據(jù)更換擠壓模板，就可以很方便的改變產(chǎn)品的造型。相對(duì)于傳統(tǒng)工藝，擠壓技術(shù)

13、有很多的有點(diǎn)，它改變了谷物食品的加工工藝，大大減短了過程，豐富了食品的樣式，減低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，減少了設(shè)備的占地面積，降低了生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)改變了產(chǎn)品的形態(tài)和味道，使得產(chǎn)品質(zhì)量得到了提高。 1.1.2 擠壓技術(shù)在食品生產(chǎn)中的發(fā)展?fàn)顩r上世紀(jì)30年代，人們首次把擠壓機(jī)用于方便食品谷物的生產(chǎn)中;到四十年代末期擠壓機(jī)的應(yīng)用在食品領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大;50年代初的蒸煮擠壓機(jī)已經(jīng)基本上取代了當(dāng)時(shí)的餅干賠烤60年代至今擠壓機(jī)的技術(shù)以及理論得到了飛速發(fā)展，對(duì)擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)、擠壓過程機(jī)理進(jìn)行研究，通過對(duì)擠壓機(jī)理的探討，進(jìn)一步研究各種谷物以及蛋白類食物在擠壓過程中發(fā)生的一系列變化，以及擠壓食品的營(yíng)養(yǎng)與吸

14、收問題;現(xiàn)階段隨著控制技術(shù)的發(fā)展、新材料的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用擠壓技術(shù)得到更大的發(fā)展，生產(chǎn)能力越來越大，通過對(duì)擠壓過程的精確控制，生產(chǎn)出的產(chǎn)品愈加符合人們的期望。采用擠壓技術(shù)加工食品在我國(guó)已有悠久的歷史，但直到70年代還停留在爆米花的手工業(yè)狀態(tài)從70年代中期開始，尤其是近十幾年來，我國(guó)用擠壓方法生產(chǎn)食品得到了很大的發(fā)展，隨著任命生活水平的提高以及飲食結(jié)構(gòu)的變化，擠壓食品的品種和產(chǎn)量日益增多。 1.1.3 擠壓機(jī)生產(chǎn)膨化食品 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的各大生產(chǎn)膨化食品的公司企業(yè)一般都是用擠壓法生產(chǎn)食品，擠壓加工概括的說是將食品物料置于擠壓機(jī)的高壓和適當(dāng)?shù)臏囟鹊臓顟B(tài)下，然后突然釋放到常壓，使物料和各種調(diào)味料、香料達(dá)到充分

15、滲透、混合和輸出的過程。所以用蒸煮擠壓法生產(chǎn)可以取得更好的混合效果，原料利用率高，營(yíng)養(yǎng)損失小，生產(chǎn)出的食品口感，香味的持久力都比傳統(tǒng)的加工方法好?？偟膩碚f，用擠壓法生產(chǎn)膨化食品是現(xiàn)今的發(fā)展趨勢(shì)。 1.1.4 擠壓膨化原理物料在擠壓機(jī)套筒內(nèi)受到螺桿的推力作用和加熱作用以及卸料模板和反向推力的作用。在3 8MPa和200 e 左右的高溫高壓下。物料中的水分不會(huì)沸騰蒸發(fā),出現(xiàn)熔融狀態(tài)下的物料。模頭出料過成中, 壓力迅速降為常壓,水分迅速蒸發(fā), 溫度降到80 e 左右, 從而使物料變成多孔結(jié)構(gòu)形狀的膨脹食品。1.2 擠壓機(jī)的發(fā)展 1.2.1 國(guó)內(nèi)外擠壓機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r擠壓機(jī)作為擠壓加工技術(shù)的關(guān)鍵得到了廣泛

16、應(yīng)用。擠壓加工主要由一臺(tái)擠壓機(jī)一步完成,包括:原料的混煉、熟化、粉碎、成型等工藝。只需簡(jiǎn)單地更換擠壓模板，就能生產(chǎn)不同樣式的產(chǎn)品。1879 年英國(guó)人得到了螺桿擠壓機(jī)的第一個(gè)專利，從此擠壓機(jī)開始進(jìn)行生產(chǎn)。到本世紀(jì)30年代,用于谷物加工的單螺桿擠壓機(jī)問世,開始用于生產(chǎn)膨化玉米。60 年代, 漸漸出現(xiàn)用于食品加工領(lǐng)域的雙螺桿擠壓機(jī)。70 年代開始，食品擠壓技術(shù)和擠壓加工機(jī)械在中國(guó)開始研究。吸收了國(guó)外的思想和技術(shù)，國(guó)內(nèi)許多生產(chǎn)廠家為了提高生產(chǎn)效益從世界各大公司引進(jìn)了先進(jìn)的擠壓設(shè)備。國(guó)際上有代表性的擠壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)如：德國(guó)的WP 公司,日本的卡尼奧食品有限公司, dafsal機(jī)械 公司， dswrfr 食

17、品機(jī)械公司, MAP 機(jī)械制造公司,瑞士的dafsfa食品機(jī)械公司等。國(guó)內(nèi)的許多機(jī)械廠也先后生產(chǎn)了不同型號(hào)的擠壓設(shè)備,單螺桿設(shè)備較多。用于食品生產(chǎn)的螺桿擠壓機(jī)具有工藝簡(jiǎn)單、一機(jī)多用、連續(xù)性好、效率高、能耗低、成本少、收益高的特點(diǎn)。生產(chǎn)出來的食品口感好、易吸收、營(yíng)養(yǎng)損失少、保質(zhì)期較長(zhǎng)、易食用。目前,擠壓技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為最常用的膨化食品生產(chǎn)技術(shù)之一。我們對(duì)擠壓機(jī)的研究與開發(fā)也勢(shì)在必行。 1.2.2 雙螺桿擠壓機(jī)的前景和未來近幾年雙螺桿擠壓技術(shù)得到了迅速地發(fā)展。通過研究表明, 雙螺桿擠壓技術(shù)與單螺桿擠出技術(shù)相比更具有無法比擬的優(yōu)越性,物料能更加充分、徹底混合揉捏。機(jī)器運(yùn)行時(shí), 由于雙螺桿互相嚙合而具

18、有自行擦凈的功能, 所以不會(huì)出現(xiàn)單螺桿擠出機(jī)中螺桿堵塞的物料在套筒內(nèi)表面結(jié)焦。同時(shí)雙螺桿擠壓機(jī)還有的優(yōu)點(diǎn)就是可以適應(yīng)更多的原料, 解決了單螺桿擠壓機(jī)無法對(duì)高水分和高脂肪物料進(jìn)行加工的難題。雙螺桿擠出機(jī)因其工作性能高、工作效率大, 受到了食品行業(yè)和橡塑行業(yè)的較高重視。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的闡釋, 對(duì)雙螺桿擠壓機(jī)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展前景、雙螺桿擠壓機(jī)在食品橡膠生產(chǎn)中的應(yīng)用、雙螺桿擠壓機(jī)的重要構(gòu)造，擠壓機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)等進(jìn)行綜合的分析和論述,希望對(duì)我國(guó)雙螺桿食品擠壓的研究與發(fā)展有益。1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 了解螺桿擠壓機(jī)的擠壓膨化原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)的工作原理，進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)主要

19、結(jié)構(gòu)參數(shù)研究，進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)的設(shè)計(jì)，反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)擠壓部件的設(shè)計(jì)。了解雙螺桿擠壓機(jī)的維護(hù)維修，及其使用時(shí)的注意事項(xiàng)。 2 反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)的簡(jiǎn)介2.1 反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 2.1.1 反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)的特點(diǎn)反向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠壓機(jī)一般采用兩根尺寸完全相同的螺桿,但是其螺紋方向相反。反向旋轉(zhuǎn)可分為向內(nèi)反向旋轉(zhuǎn)和向外反向旋轉(zhuǎn)兩種形式,兩者的的主要區(qū)別在于壓力區(qū)位置的不同。向內(nèi)反向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿在上部進(jìn)入嚙合，建立高壓區(qū)，在下部雙螺桿脫離嚙合，形成低壓區(qū)。物料在通過雙螺桿時(shí)受到擠壓，但螺桿嚙合緊密，就會(huì)造成入口壓力極大，導(dǎo)致進(jìn)料困難。因此，目前這種向內(nèi)反向

20、旋轉(zhuǎn)式很少采用，僅用于非嚙合雙螺桿擠壓機(jī)上。向外反向旋轉(zhuǎn)式特別適用于干粉料的加工，也曾被廣為采用。這種旋轉(zhuǎn)式建立的高壓區(qū)在下部，低壓區(qū)在上部，有利于喂入物料。擠壓中，物料受到類似輾輪產(chǎn)生的擠壓捏合作用。和同向旋轉(zhuǎn)不同的是物料在螺桿內(nèi)會(huì)形成的C形段，由于兩根螺桿旋向相反，只能在一根螺桿內(nèi)向排料口作軸向平移，而不可能從一根螺桿移向另一根螺桿，直至從排料口擠出。牽引產(chǎn)生的正流和反壓產(chǎn)生的逆流只能在C型腔室內(nèi)進(jìn)行，被阻擋在嚙合區(qū)的物料經(jīng)受一根螺桿螺紋頂面和另一根螺桿螺紋根部及嚙合螺紋側(cè)面的輾壓和捏合。因此，同向旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生其物料產(chǎn)生的混合程度比反向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠壓機(jī)的混合程度要大。 2.1.2 雙螺桿擠

21、壓機(jī)在食品工業(yè)中的應(yīng)用 2.1.2.1 在組織化蛋白質(zhì)生產(chǎn)上的應(yīng)用 在一定的高溫高壓下,植物蛋白質(zhì)會(huì)變成組織化。在雙螺桿擠壓機(jī)螺槽與筒壁之間剪切力的作用下,物料中的蛋白被強(qiáng)烈地展開, 出現(xiàn)了相對(duì)地直線形狀。分子鏈展開后變得自由，能夠重新定向和再組合形成纖維狀態(tài)。類似瘦肉維組織結(jié)構(gòu), 吸收水分后具有一定的彈性, 口感較好。 2.1.2.2 在膳食纖維加工中的應(yīng)用 膳食纖維可以清理腸胃、解毒等功能，還能降低體內(nèi)膽固醇水平和降低血糖。但是纖維素比較難溶,人體很難吸收, 口感不好,它的開發(fā)和利用被限制了。然而, 利用雙螺桿擠壓技術(shù)可以提高膳食纖維的溶解度,生產(chǎn)味道更好的膳食纖維。 2.1.2.3 在浸

22、油中的應(yīng)用 雙螺桿擠壓技術(shù)利用于浸油原料進(jìn)行膨化預(yù)處理,可得到更佳的效果。當(dāng)物料被輸送到擠壓腔后,通過擠壓、摩擦和加熱作用產(chǎn)生高溫高壓效果,物料被剪切、熔融,使物料的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。物料從高溫高壓下被擠出降到常壓狀態(tài)時(shí),物料中的水蒸發(fā)產(chǎn)生巨大的壓力,就會(huì)膨化成型，產(chǎn)生許多帶細(xì)微的孔狀。此時(shí)的物料非常有利于油料的浸出。目前研究較多的是從葵花籽、花生、芝麻中提取油。 2.1.2.4 在休閑即食食品加工中的應(yīng)用 現(xiàn)在市場(chǎng)上利用雙螺桿擠壓機(jī)生產(chǎn)的食品的主要原料是谷物,例如水稻、大豆、麥子等。采用雙螺桿擠壓機(jī)一是能運(yùn)用少量能量加工谷物食品,，二是可以加入更多的配料加工,所以可以生產(chǎn)出不同口味的食品,

23、從而能不斷地創(chuàng)新,更好地滿足市場(chǎng)需求和創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 2.1.2.5 在高蛋白質(zhì)谷物類食品加工中的應(yīng)用 用谷物生產(chǎn)的高蛋白質(zhì)類產(chǎn)品主要是通過蒸煮、脫水加工而成，更易于食用和消化。目前, 擠壓技術(shù)已成功地應(yīng)用于高蛋白質(zhì)谷物類食品的生產(chǎn)中。 2.2 雙螺桿擠壓機(jī)的工作原理 2.2.1 擠壓原理 強(qiáng)制輸送 根據(jù)螺桿旋轉(zhuǎn)的方向不同，雙螺桿擠壓機(jī)可分為同向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)兩大類。根據(jù)雙螺桿的旋轉(zhuǎn)方向，嚙合程度和螺紋參數(shù)的不同，雙螺桿的嚙合部分可構(gòu)成在橫向和長(zhǎng)度方向是全開的全閉的，或半開半閉，因而形成的C形小室可以是相互連通的，也可以是完全封閉的。理想的全嚙合反向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿的C形小室是完全封閉的，小

24、室中的物料跟著小室一起前移，輸送過程中不會(huì)產(chǎn)生倒流或滯流，因此具有最大的強(qiáng)力輸送。由于口香糖膠基的粘性大，為了減少物料和螺桿、機(jī)筒的摩擦力，使物料更容易螺旋輸送，本設(shè)計(jì)采用向外反向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿。 混合作用圖2.1 反向旋轉(zhuǎn)，物料在雙螺桿螺槽中的流動(dòng)情況因?yàn)榉聪蛐D(zhuǎn)雙螺桿在嚙合處螺棱和螺槽的速度方向相同，但是存在速度差，所以被螺紋帶入嚙合間隙的無聊將受到螺棱和螺槽間的擠壓和研磨，使物料得到混合和混煉。 自潔性能反向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿，在嚙合處螺紋和螺槽間，存在速度差，在相互擦離的過程中，相互剝離粘附在螺桿上的無聊，使螺桿得到自潔。 壓延效應(yīng) 向外反向旋轉(zhuǎn)的螺桿擠壓機(jī)，由于有使物料向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因此沒

25、有明顯的壓延效應(yīng)。 2.2.2 擠壓加工系統(tǒng)機(jī)筒擠壓成型料 倉(cāng)喂料裝置 加熱與冷卻圖2.2 典型食品擠壓加工系統(tǒng)鏈圖如圖1.2所示,典型的擠壓加工系統(tǒng)支鏈圖,其中包括喂料裝置、預(yù)調(diào)質(zhì)裝置、傳動(dòng)、擠壓、加熱與冷卻、成型、切割、控制等部分組成。2.3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺桿擠壓機(jī)總體結(jié)構(gòu)對(duì)整機(jī)的性能有很大的影響，總體結(jié)構(gòu)包括擠壓系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)源的相互位置關(guān)系。由于這些關(guān)系的不同，構(gòu)成了種種不同差別：（見表2-1）表2-1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析表總體類型不同類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)外觀形式臥式螺桿擠壓機(jī)螺桿在空間呈水平放置，尺寸大小影響占地面積，對(duì)空間高度影響不大計(jì)量部分的螺桿和機(jī)筒易于磨損立式螺桿擠壓機(jī)螺桿在空間

26、呈豎直減速箱選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受限制，空間高度要求高聯(lián)接形式整體式螺桿擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊不便于加工和裝拆、維修動(dòng)力源和傳動(dòng)裝置位置電機(jī)置于機(jī)器旁側(cè)便于電機(jī)及機(jī)器維修占地面積大電機(jī)置于減速箱前部，擠壓系統(tǒng)下部機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，外觀整齊要求設(shè)計(jì)帶等傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)效率低電機(jī)置于減速箱后部，與機(jī)器成一體與機(jī)器構(gòu)成整體，有利于選用標(biāo)準(zhǔn)減速器，有利于互換性和滿足加工要求軸向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，占地面積相應(yīng)增大電機(jī)置于減速器上部占地面積小由于振動(dòng)問題，要求支架有足夠剛度結(jié)論：通過以上分析，結(jié)合本課題的實(shí)際情況，擬采用臥式分段式結(jié)構(gòu)形式，動(dòng)力源和傳動(dòng)裝置位置選用電機(jī)置于減速箱前部，擠壓系統(tǒng)下部。3 反向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機(jī)的設(shè)計(jì)3.

27、1 螺桿的設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.1.1 螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺桿是擠壓機(jī)最重要的關(guān)鍵部件之一,其結(jié)構(gòu)及其幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)合理與否之間關(guān)系到擠壓過程。 3.1.1.1 螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力是設(shè)計(jì)螺桿的主要指標(biāo)之一，不同規(guī)格的螺桿生產(chǎn)能力是不同的，同一規(guī)格的螺桿，由于結(jié)構(gòu)和幾何尺寸的差異或由于螺桿轉(zhuǎn)速的差異也不同。通常我們?nèi)∩a(chǎn)能力Q與螺桿轉(zhuǎn)速n的比值，稱之為“比流量”。同規(guī)格的螺桿在加工同一種物料時(shí)的比流量，在一定程度上說明了螺桿的結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)的合理與否。對(duì)于85機(jī)來說，一般認(rèn)為Q/n1（kg/h/r/min）是同規(guī)格機(jī)臺(tái)中比較好的比流量值。本設(shè)計(jì)中，生產(chǎn)能力定為Q150kg/h,螺桿轉(zhuǎn)速根據(jù)

28、生產(chǎn)口香糖的工藝要求取為n40min，則比流量Q/n150/403.75，較合理。 功率消耗：從能量平衡來看，物料所消耗的能量應(yīng)等于物料在擠壓系統(tǒng)中的加熱能量和對(duì)螺桿輸入功率的總和。習(xí)慣上為衡量螺桿加工不同物料所消耗的機(jī)械功率大小，如果機(jī)筒外加熱功率相同時(shí)，以螺桿每單位生產(chǎn)能力所消耗的機(jī)械功率作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)，稱為螺桿的單耗N/Q。在保證物料膠體化的前提下，螺桿的單耗較低比較好。 擠壓物的質(zhì)量 擠出物的質(zhì)量包括外觀質(zhì)量、混合質(zhì)量、擠出溫度、軸向與徑向溫差、溫度隨時(shí)間波動(dòng)的軸向溫差、擠出壓力的波動(dòng)等方面的內(nèi)容。由于壓力p的波動(dòng)，直接影響生產(chǎn)能力的穩(wěn)定性。溫度的波動(dòng)可以通過粘度的波動(dòng)而影響Q的穩(wěn)定性

29、。根據(jù)與擠壓法生產(chǎn)口香糖的比較，機(jī)筒溫度和壓力的大小對(duì)擠壓生產(chǎn)口香糖的產(chǎn)品品質(zhì)有著極大的影響，溫度升高有利于提高物料混合的速度和程度，但也會(huì)降低模頭處的壓力。因此，應(yīng)視溫度和壓力對(duì)口香糖的影響程度，合理選取控制，避免兩者的較大波動(dòng)。 螺桿的加工制造是否容易，使用壽命是否長(zhǎng)。螺桿加工制造困難，影響螺桿的壽命。 3.1.1.2 螺桿傳動(dòng)系統(tǒng)反向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿的傳動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)來說比較復(fù)雜，一般采用外嚙合傳動(dòng)。（如圖3.1所示）圖3.1 螺桿傳動(dòng)系統(tǒng) 3.1.2 雙螺桿的有關(guān)計(jì)算螺桿主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：螺桿直徑，長(zhǎng)徑比，螺桿各段主要參數(shù)，螺紋形狀，螺桿的螺紋頭數(shù)。圖3.2 等深變距螺桿 3.1.2.1 螺桿結(jié)

30、構(gòu)和嚙合方式的確定本設(shè)計(jì)中螺桿的設(shè)計(jì)仍按普通螺桿的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。普通螺桿按其螺紋升角和螺槽深度可分為三種形式：1.等距變深螺桿；2.等深變距螺桿；3.變深變距螺桿?？紤]到螺桿的強(qiáng)度要求和設(shè)計(jì)較大的壓縮比，我們擬采用等深變距螺桿。等深變距螺桿是指螺槽深度不變，螺距從加料段的第一個(gè)螺槽開始至均化段末端是從寬變窄，結(jié)構(gòu)形式如圖3.2所示。為使進(jìn)料均勻，協(xié)調(diào)螺槽輸送物料和熔融的能力，螺桿采用單頭螺紋，并部分嚙合，以使物料受到較大的剪切和混合，有利與生化反應(yīng)的進(jìn)行。 3.1.2.2 螺桿直徑Ds的確定螺桿直徑是螺桿主要的參數(shù)之一，在設(shè)計(jì)螺桿時(shí)，一般是根據(jù)生產(chǎn)能力和理論公式來計(jì)算螺桿直徑，這種方法是比

31、較是困難的，因此可選用下列計(jì)算方式進(jìn)行計(jì)算，在初步確定螺桿的生產(chǎn)能力和轉(zhuǎn)速后，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的生產(chǎn)能力公式初步確定螺桿直徑： (3.1) 式中 Q 生產(chǎn)能力，kg/h 螺桿直徑，cm 螺桿轉(zhuǎn)速，r/min 經(jīng)驗(yàn)出料系數(shù)，一般取0.0030.007本設(shè)計(jì)中，（工作轉(zhuǎn)速），由式（3.1）得取標(biāo)準(zhǔn)螺桿直徑。 3.1.2.3 長(zhǎng)徑比L/Ds的確定在擠出理論的其他條件一定時(shí)，增大長(zhǎng)徑比，物料在螺桿中的停留時(shí)間變長(zhǎng)，即保證了物料進(jìn)行較好的融合，但過大的長(zhǎng)徑比會(huì)造成停留時(shí)間過長(zhǎng)而使熱敏性物料分解。因此，應(yīng)根據(jù)被加工物料的物理性能和產(chǎn)品質(zhì)量的要求來考慮。 為使物料和調(diào)味料的充分混合，延長(zhǎng)熔體在機(jī)筒內(nèi)的停留時(shí)間，保證

32、其均一性，參考有關(guān)資料，初步選取長(zhǎng)徑比，則螺紋段總長(zhǎng)取標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)L1200mm，修正 3.1.2.4 螺桿各段主要幾何參數(shù)的確定物料在螺桿中的擠壓經(jīng)歷固體輸送、熔融和均化的過程。因此，整個(gè)螺桿的設(shè)計(jì)通常分為三部分。以下具體計(jì)算確定各段的幾何參數(shù)。1 螺槽深H由于螺桿設(shè)計(jì)成等深變距形式，取統(tǒng)一螺槽深 取H15mm，則螺桿根徑 。2 螺距S 沿輸送段到均化段方向，將螺桿成階梯形分成三段，螺距依次為54mm、48mm、36mm。3 各段長(zhǎng)L根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定各段長(zhǎng)如下：加料段 ，取螺距的整倍數(shù)， 熔融段 。取螺距的整倍數(shù)， 均化段 3實(shí)際螺紋段總長(zhǎng) m4 螺紋升角、 參考公式 螺桿外徑處螺紋升角 螺桿根

33、徑處螺紋升角 分別計(jì)算出各段的螺紋升角、，列表如下：（表3-1）表3-1 各段螺紋升角表第一段第二段第三段11.43210.197.67817.35515.5311.77 3.1.2.5 其他參數(shù)的確定1 雙螺桿中心距A和螺桿嚙合間隙雙螺桿的中心距主要取決于螺桿的直徑和對(duì)間隙的要求，一般地單螺紋雙螺桿，螺桿部分嚙合，需要存在一定大的間隙，應(yīng)滿足，即，則取A80mm2 螺桿與機(jī)筒的配合間隙間隙的選擇主要根據(jù)所加工物料的性能和機(jī)械加工條件來決定。參考，一般取擠壓機(jī)的配合間隙。圖3.3 梯形螺紋斷面圖3.4 開槽螺紋 3.1.2.6 螺紋斷面形狀的確定對(duì)于小直徑螺桿，一般選用梯形螺紋，由于其前后緣有

34、較大的傾角，有利于物料的流動(dòng)，同時(shí)具有較好的混合和均化物料的作用。其斷面形狀如圖3.3所示。本設(shè)計(jì)中，各段螺紋統(tǒng)一取 傾角 圓角半徑 ，取R5mm 螺棱頂寬 ，取 為了使物料在機(jī)筒內(nèi)流動(dòng)順暢，減少流動(dòng)阻力，減輕模頭壓力，免發(fā)生堵塞現(xiàn)象，并維持其均一性和連續(xù)性，我們?cè)诰温菁y上開半圓槽，具體結(jié)構(gòu)如圖3.4所示。 3.1.2.7 壓縮比i全螺紋雙螺桿的壓縮比等于加料段一個(gè)螺距的螺槽容積與擠出段一個(gè)螺距的螺槽積之比，不計(jì)過渡圓弧的影響，其計(jì)算式如下： （3.2） 式中 、分別為加料段、擠出段的螺距 、分別為加料段、擠出段的螺紋頭數(shù) 、 分別為加料段、擠出段平均直徑處的螺紋軸向厚度 D、d 分別為螺

35、桿外徑、根徑 、分別為加料段、擠出段的嚙合面積的一半因?yàn)槁輻U等深，截面形狀一樣，且是單頭螺紋，嚙合面積、忽略，由式（3.2）初步估算壓縮比 3.1.3 螺桿的強(qiáng)度校核 3.1.3.1 材料選取螺桿材料選用38CrMoAlA，氮化處理，其綜合性能較好，使用廣泛。主要性能參數(shù)詳見表3-2。表3-2 我國(guó)螺桿和機(jī)筒的常用材料 材料類別 性 能45#40Cr鋼鍍鉻38CrMoAlA屈服極限(Mpa)360800850最高使用溫度()500500熱處理硬度(HRC)基體45，鍍鉻層5565耐HCL腐蝕性不好較好中等熱處理工藝簡(jiǎn)單較復(fù)雜復(fù)雜線膨脹系數(shù)（10-6/）12.1基體13.8，鉻層8.29.214

36、.8相對(duì)價(jià)格11.52.5 3.1.3.2 連接方式 螺桿的連接方式按照螺桿與減速箱中的傳動(dòng)軸固定方式不同，一般可分為緊固和浮動(dòng)式。本設(shè)計(jì)中將采用浮動(dòng)式，即螺桿與傳動(dòng)軸為兩個(gè)不同的零件，并以較松的配合連接，在擠壓時(shí)可在機(jī)筒內(nèi)浮動(dòng)，整個(gè)螺桿在實(shí)際計(jì)算中可近似地視為一懸臂梁。 3.1.3.3 受力分析圖3.5 螺桿受力示意圖螺桿的受力狀態(tài)如圖3.5所示。主要受到物料的壓力p，克服物料的阻力所需的扭矩和自重G的作用。根據(jù)圖3.5可知，螺桿徑向所受的壓力p大小相等方向相反，所以可以互相抵消，計(jì)算時(shí)只考慮p對(duì)螺桿軸向的影響（即軸向力）。由分析可得，對(duì)螺桿的強(qiáng)度計(jì)算，在彎、壓、扭聯(lián)合作用下進(jìn)行復(fù)合計(jì)算，一

37、般狀況下因?yàn)槁輻U根徑處的承載能力較差，因此可歸結(jié)于上面所提的復(fù)合應(yīng)力的作用下螺桿根徑斷面強(qiáng)度的計(jì)算。 3.1.3.4 雙螺桿的校核 對(duì)螺桿進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。(1) 由軸向力產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力 （3.3）取螺桿軸向最大壓力，螺桿外徑，內(nèi)徑代入式（3.3），得 (2) 由扭矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力 （3.4）根據(jù) （3.5）對(duì)于的擠出機(jī)，取K0.00354，另取n為螺桿最高轉(zhuǎn)速，則計(jì)算所得擠壓機(jī)驅(qū)動(dòng)功率 取傳動(dòng)效率，則電機(jī)輸出功率 選用YCT3154A電磁調(diào)速電機(jī)。通過電機(jī)調(diào)速，可方便地調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速，繼而柔性地改變操作參數(shù)，達(dá)到生產(chǎn)膨化食品的控制要求。YCT3154A電機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)如下表3-3所示。表3-3

38、 YCT2504B電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱功率 （kW）輸出轉(zhuǎn)矩 （Nm）額定轉(zhuǎn)速下調(diào)速范圍（r/min）轉(zhuǎn)速變化率不大于%3723213201322.5取擠壓機(jī)主電機(jī)最大傳動(dòng)功率，由式（3.4）得 由螺桿自重G產(chǎn)生的彎應(yīng)力 （3.6）將L1.5m，代入（3.6），得(3) 螺桿的復(fù)合應(yīng)力 根據(jù)材料力學(xué)可知，對(duì)于塑性材料合成應(yīng)力應(yīng)用第三強(qiáng)度理論計(jì)算，即 （3.7）式（3.7）中 螺桿材料許用應(yīng)力：，取，則所以復(fù)合應(yīng)力 螺桿強(qiáng)度足夠。3.2 機(jī)筒的設(shè)計(jì)及計(jì)算擠壓機(jī)的擠壓系統(tǒng)由螺桿和機(jī)筒共同組成，熱量傳遞的穩(wěn)定性和均勻性都與其結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，在進(jìn)行機(jī)筒設(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)筒結(jié)構(gòu)形式的選擇必須考慮，機(jī)筒上的加料口形

39、式，機(jī)筒與機(jī)頭的聯(lián)接方式以及機(jī)筒的加工等問題都要進(jìn)行研究。 3.2.1 機(jī)筒結(jié)構(gòu)形式由于嚙合異向平行雙螺桿擠出機(jī)對(duì)機(jī)筒的要求很高有良好的密封性等，所以機(jī)筒一般采用整體式，整體式的缺點(diǎn)是機(jī)筒過長(zhǎng)，難于加工和清潔。圖3.6 喂料口斷面圖 3.2.2 料口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加料口的結(jié)構(gòu)必須適應(yīng)物料的形狀，使被加工的物料能夠從料斗或加料器中不間斷的自由流入螺桿，能很好的適應(yīng)各種粉料粒和帶狀物料，如圖3.6。 3.2.3 機(jī)筒材料的選擇為節(jié)約貴重金屬，在滿足性能要求的前提下，機(jī)筒材料選用40Cr，內(nèi)表面鍍鉻，以提高其抗磨性和耐腐蝕性。 圖3.7 整體式機(jī)筒 3.2.4 機(jī)筒的連接方式機(jī)筒的結(jié)構(gòu)有整體式、分段式等。

40、本設(shè)計(jì)中機(jī)筒結(jié)構(gòu)采用整體式，整體式機(jī)筒的特點(diǎn)是長(zhǎng)度大，加工要求高；在加工精度和裝配精度上容易的到保證，也可簡(jiǎn)化裝配工作；在機(jī)筒上設(shè)置外加熱器不易受到限制，機(jī)筒受熱均勻；對(duì)于物料的輸送更容易。參考，機(jī)筒壁厚取45mm。機(jī)筒強(qiáng)度校核略。3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)是擠壓機(jī)的主要組成部分之一，螺桿的驅(qū)動(dòng)，并使螺桿能在特定的工藝條件下獲得所必須的扭矩并且能夠進(jìn)行均勻地旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)物料完成輸送和塑化。 3.3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖3.8 傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 初步確定擠壓機(jī)傳動(dòng)路線如圖3.8所示。 3.3.2 電動(dòng)機(jī)的選用螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)是生產(chǎn)食品的一個(gè)關(guān)鍵性操作參數(shù)，因此在本設(shè)計(jì)中，我們將采用無級(jí)調(diào)速

41、電機(jī)與有級(jí)減速機(jī)的組合。采用無級(jí)調(diào)速電機(jī)，主要是因?yàn)槠涔ぷ魈匦郧€與擠壓機(jī)的工作特性相似，所以采用它來作原動(dòng)機(jī)，能夠保證有較高的功率因素與效率(cos0.60.96，5060%)，且啟動(dòng)性能好，運(yùn)行穩(wěn)定，可得到較合理的使用。為使螺桿獲得足夠的轉(zhuǎn)矩，電機(jī)調(diào)速不應(yīng)太低，控制在1000r/min左右。采用有級(jí)減速機(jī)，承擔(dān)大部分的傳動(dòng)比，可滿足這一要求。為減小整機(jī)外形尺寸，使結(jié)構(gòu)緊湊，電機(jī)置于下方，通過帶輪傳動(dòng)帶動(dòng)減速機(jī)。帶輪不僅可以分擔(dān)一定的傳動(dòng)比，而且還可使整個(gè)系統(tǒng)傳動(dòng)穩(wěn)定，并起到過載保護(hù)的作用。由前面電機(jī)選用YCT3154A電磁調(diào)速電機(jī)。 3.3.3 螺桿推力的傳遞和拉桿強(qiáng)度校核螺桿推力的傳遞是

42、擠壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最須解決的問題之一。本設(shè)計(jì)中，物料壓力的傳遞路線是這樣的：一方面，物料對(duì)螺桿的推力由螺桿出發(fā)，依次經(jīng)過套筒聯(lián)軸器套筒軸承支架，傳至傳動(dòng)箱內(nèi)的從動(dòng)軸上，再通過推力軸承，傳到傳動(dòng)箱箱體，而傳動(dòng)箱又通過拉桿固接于機(jī)架；另一方面，物料對(duì)模頭的壓力通過端蓋傳至機(jī)筒，由于機(jī)筒通過螺栓固接于機(jī)架，這樣就形成了一個(gè)“封閉力系”。通過上面的分析，我們看到物料對(duì)螺桿的推力最終是通過拉桿傳遞到機(jī)架上的，全部軸力都作用于拉桿，這就對(duì)拉桿的強(qiáng)度提出了很高的要求。本設(shè)計(jì)中，拉桿螺紋規(guī)格為M30，數(shù)目為4，安裝時(shí)預(yù)緊。以下是參考對(duì)拉桿抗拉強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算的過程(視拉桿為螺栓，靜載荷)。 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)

43、容 計(jì)算結(jié)果計(jì) 算 拉 桿 受 力端蓋承受最大壓力 上面計(jì)算已知 拉桿工作載荷 (式6.13) F11350.475.N剩余預(yù)緊力 (見6.3.1節(jié)) 拉桿最大拉力 (式6.5) 計(jì) 算 拉 桿 應(yīng) 力拉桿直徑 已知 d30mm 螺紋段幾何尺寸 查手冊(cè)續(xù)表5-2得 ， p3.5mm，H0.866 p3.031mm拉桿危險(xiǎn)截面面積 選擇拉桿材料 45鋼選擇拉桿性能等級(jí) 4.6級(jí)，則 安全系數(shù) Ss2.5 拉桿許用應(yīng)力 拉桿應(yīng)力 結(jié)論：，拉桿強(qiáng)度足夠安全 3.4 輔助零部件設(shè)計(jì)計(jì)算 3.4.1 加料系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 為了將物料不斷的供給擠壓系統(tǒng)，必須在擠壓機(jī)上設(shè)有喂料系統(tǒng)，加料裝置的設(shè)計(jì)適當(dāng)與否，對(duì)擠

44、壓機(jī)的產(chǎn)量，產(chǎn)品的品質(zhì)等有直接的關(guān)系。 喂料基本要求 按照設(shè)計(jì)實(shí)際需要及具體條件來決定裝置設(shè)計(jì) 重力加料物料在料斗中依靠本身的重力進(jìn)入擠壓系統(tǒng)，在料斗上方設(shè)置喂料器，均勻的喂料，且能控制喂料量，滿足各種不同物料加工需要，避免進(jìn)料不均勻的現(xiàn)象，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。 3.4.1.1 加料系統(tǒng)組成圖3.9 加料系統(tǒng)組成示意圖本設(shè)計(jì)中，加料系統(tǒng)擬采用喂料裝置進(jìn)料斗喂料系統(tǒng)機(jī)筒進(jìn)料斗方案，見圖3.9。其中喂料系統(tǒng)主要由調(diào)速電機(jī)、水平螺旋輸送器組成。使用螺旋輸送器，不但可以方便地控制和調(diào)節(jié)進(jìn)料量，而且在運(yùn)送物料的同時(shí)亦可對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步攪拌、揉捏、混合，保證物料均勻、穩(wěn)定。 3.4.1.2 水平螺旋輸送器

45、設(shè)計(jì) 由上面所知，本設(shè)計(jì)中將采用螺旋輸送的加料方式，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，必須先確定設(shè)計(jì)的原始條件，包括輸送能力、物料性質(zhì)、工作環(huán)境、布置形式等。 3.4.1.3 螺旋直徑和轉(zhuǎn)速的確定以下計(jì)算參考查表1-15和1-16得 物料填充系數(shù)0.15,綜合特性系數(shù)K0.0710，B20，傾角系數(shù)C1.0(水平，傾角0)，采用帶式面型螺旋面螺旋，則節(jié)距tD。又已知生產(chǎn)能力G0.15，物料密度，則根據(jù)式(1-39) (3.8)由式（3.8）計(jì)算螺旋直徑D，得圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取D0.09m (3.9)由式（3.9）計(jì)算極限轉(zhuǎn)速圓整為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，取n60r/min填充系數(shù)的校核公式為 （3.10）按式(3.10

46、)校核填充系數(shù)由于計(jì)算所得的值在推薦值的的范圍內(nèi)，因此計(jì)算所得結(jié)果合格。 3.4.1.4 螺旋主要結(jié)構(gòu)參數(shù)確定圖3.10 螺旋幾何形狀如圖3.10所示，螺旋的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有外徑D、根徑d、節(jié)距t、葉片厚、螺旋頂部升角和根部升角。外徑D90mm，已知。節(jié)距tD90mm取葉片厚 根據(jù) （3.11）得根徑 0.0920.15(0.7153.1420.0.128230.0990)1/20.049m圓整，取d50mm，則螺旋升角 （3.12） （3.13） 3.4.1.5 螺旋傳動(dòng)方案確定為增強(qiáng)輸送和混合效果，本設(shè)計(jì)中采用雙螺旋，同向旋轉(zhuǎn)，部分嚙合。雙螺旋的中心距a(9d)2(9050)238mm，取嚙

47、合間隙2mm，則a72mm。螺旋的傳動(dòng)方案如圖3.11所示。由于中心距較小，相應(yīng)螺桿上的齒輪直徑很小，因此采用分配齒輪（直徑較大）同時(shí)帶動(dòng)兩小齒輪，從而驅(qū)動(dòng)螺旋旋轉(zhuǎn)為了不影響電機(jī)的調(diào)速范圍，設(shè)計(jì)時(shí)分配箱的增速比我們控制在1.5之內(nèi)圖3.11螺旋進(jìn)料傳動(dòng)方案 3.4.1.6 電機(jī)選用 進(jìn)料量的調(diào)節(jié)是擠壓生產(chǎn)過程的一個(gè)重要操作參數(shù)，基于這種考慮，設(shè)計(jì)中我們選用機(jī)械式無級(jí)調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋，通過調(diào)速，來改變進(jìn)料速率。所選電機(jī)型號(hào)為MBW-0.8 Y -0.75-DC5（MBN帶一級(jí)齒輪減速）。其主要技術(shù)參數(shù)見表3-5。表3-5 MBNW-Y07-0.55-C5型電機(jī)技術(shù)參數(shù)額定輸入功率 輸入轉(zhuǎn)速齒輪減

48、速傳動(dòng)比變速范圍許用輸出轉(zhuǎn)距0.75kW1500r/min540200r/min4830Nm 3.4.2 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.4.2.1 加熱和冷卻裝置系統(tǒng)由擠壓理論可知，溫度控制是擠壓過程得以進(jìn)行的必要條件之一。擠壓機(jī)加熱與冷卻系統(tǒng)就是為了保證這一必要條件而設(shè)置的。加熱冷卻裝置及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否得當(dāng)，將直接關(guān)系到擠壓機(jī)的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品的質(zhì)量和能量的消耗。因此，擠壓機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)又是擠壓機(jī)的一個(gè)重要組成部分。 3.4.2.2 機(jī)筒溫度分布對(duì)物料的影響機(jī)筒溫度的分布控制是擠壓加工過程中一個(gè)關(guān)鍵的操作參數(shù)。根據(jù)對(duì)物料流動(dòng)特性的分析，可知溫度對(duì)于擠壓物料的粘度影響很大。隨著溫度的升高，物料的粘度將會(huì)減小。在相同產(chǎn)量Q的情況下，當(dāng)物料的粘度減小時(shí)，將同時(shí)減小擠壓機(jī)模頭處的壓力。機(jī)筒溫度的升高，使的物料活性失效，減弱了調(diào)味料混合在物料內(nèi)被封閉和持續(xù)釋放的特性，同時(shí)也擠壓機(jī)的模頭壓力，因此，我們應(yīng)視溫度和壓力對(duì)生化反應(yīng)的影響程度，對(duì)機(jī)筒溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制和調(diào)節(jié)，以利于反應(yīng)正常進(jìn)行，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。在物料的擠壓加工工程中，剛開始段的機(jī)筒溫度加熱，使物料和調(diào)料開始吸收，接著進(jìn)行一段長(zhǎng)的捏合區(qū)，此時(shí)溫度低于48，壓力升高至2MPa,促使調(diào)并使物