滾筒分級機(jī)的設(shè)計

1、精品文檔滾筒分級機(jī)的設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：楊宏志專 業(yè)：10級食品科學(xué)與工程黑八一虞塞大考中國大慶2012年11月1歡在下載精品文檔6歡迎下載 。1.前1.1源 .1.21.3國內(nèi)外的勢 發(fā)展趨計來計目義 2. 滾 筒 分 級 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 形 式 與 方 案擇 2.1 滾筒的設(shè)計理 2.2 滾 筒 分 級 機(jī) 的 主 要 結(jié)構(gòu) 3. 滾 筒 分 級 機(jī) 工 作部件參數(shù)計3.1設(shè)計數(shù) 3.2滾筒孔眼定 總數(shù)確3.3滾筒長度與直徑的計3.4直徑與長度比例核 校3.5有效面積系數(shù)的算 計3.6滾筒轉(zhuǎn)速的算 計3.7滾筒功率的算 計3.8 電機(jī)功率計算4. 電機(jī)功率的定 選5.結(jié)語 束設(shè)計說

2、書 明1.設(shè)計參數(shù)的定 確2.生產(chǎn)能力的算 計3. 滾 筒 長 度 與 直 徑 的 計4.5.6.7. 電機(jī)功率計算參考文獻(xiàn) 1 前言1.1 設(shè)計來源滾筒式分級機(jī)作為一種食品分選機(jī)，在果蔬的選擇過程中被很好的應(yīng)運，各種果實由于大小，質(zhì)量，色澤，形狀，成熟度，病蟲害等程度均不一樣，可根據(jù)商品要求的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，利用滾筒分級機(jī)對其進(jìn)行分選。滾筒式分級, 工作時番茄在滾筒內(nèi)表面或外表面運動, 由于番茄與滾筒表面的相對運動較小, 番茄間不易發(fā)生撞擊, 損傷很小. 此法適應(yīng)于球形和近似球形物料的分級, 從結(jié)構(gòu)上易實現(xiàn), 成本較低, 分級精度高, 效率高 , 在國內(nèi)外應(yīng)用較廣。番茄滾筒分級機(jī)主要部件為傾斜度為

3、35°左右安裝的圓筒篩，篩網(wǎng)用不銹鋼板沖孔制成, 孔徑由小到大自圓筒篩的高端向低端排列。隨圓筒篩的旋轉(zhuǎn)獷番茄逐級由小到大從篩孔中漏出, 特大番茄則從圓筒篩末端滾出。1.2 設(shè)計目的和意義（ 1）理論聯(lián)系實踐的設(shè)計思想，訓(xùn)練綜合運用食品機(jī)械與設(shè)備和有關(guān)選修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際情況，分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)食品機(jī)械與設(shè)備設(shè)計、選型和校核計算等方面的知識；（ 2） 培養(yǎng)學(xué)生對過程工程設(shè)計的技能以及獨立分析問題、解決問題的能力。樹立正確的設(shè)計思想，重點掌握所設(shè)計設(shè)備地工作原理、結(jié)構(gòu)和動力計算特點，為今后的實際工作奠定基礎(chǔ)。（ 3）進(jìn)行設(shè)計基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如查閱

4、設(shè)計資料（手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）、計算、 運用以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗估算和處理數(shù)據(jù)的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)編程能力和編寫設(shè)計說明書的基本技能，完成作為工程設(shè)計人員在機(jī)械設(shè)計方面所必備的設(shè)計能力的訓(xùn)練。（ 4）針對大小不同的番茄，用分級機(jī)分成若干等級，是大小整齊劃一。若將番茄按大小分級裝箱，既可適應(yīng)不同層次的要求并可增加番茄商品價值, 又可避免在銷售中因挑選而造成傷害。目前我國大部分地區(qū)仍然采用手工分級, 工人勞動強(qiáng)度大, 分級精度不高和效率低, 因此對番茄分級是及時而必要的, 同時為進(jìn)一步開發(fā)研制番茄分級機(jī)奠定理論基礎(chǔ)。滾筒式分級機(jī)可以設(shè)計一系列篩筒，在同一系列中，可包括圓孔、平面長孔、帶

5、波紋形長孔、凹窩形圓孔、錐形孔等不同形式的篩筒，可滿足不同的分級需要，實現(xiàn)粗糙、精選并適應(yīng)不同的物料要求實現(xiàn)一機(jī)多用。1.3 國內(nèi)外的發(fā)展趨勢滾筒分級機(jī)雖然體積較龐大, 占地較多, 但因其具有生產(chǎn)能力較高, 分級質(zhì)量較好 , 番茄機(jī)械傷較小、一傳動平穩(wěn), 噪音較低和便于操作等特點, 在罐頭食品廠得到廣泛應(yīng)用。我國早些年曾引進(jìn)美國和日本等公司的柑桔保鮮分級生產(chǎn)線，主要是采用質(zhì)量和孔徑分級形式。其后， 經(jīng)國內(nèi)科技人員消化吸收，國產(chǎn)的滾筒式柑桔等保鮮分級生產(chǎn)線開始普及。但是， 對于運用光幕測量技術(shù)或電子掃描分辨技術(shù)等新型的水果分級分質(zhì)設(shè)備，目前國內(nèi)還沒有成熟產(chǎn)品。現(xiàn)在， 一種更先進(jìn)更理想的分級分質(zhì)技

6、術(shù)已經(jīng)在上述國外公司應(yīng)用運用光幕測量技術(shù)或電子掃描分辨技術(shù)等新型的水果分級分質(zhì)設(shè)備。通過光幕檢測運行中的果品，采集其外形尺寸，經(jīng)中央處理器運算，與設(shè)定分級尺寸比較后發(fā)出指令， 驅(qū)動選別機(jī)構(gòu)動作，將果品撥送至合適的級別行列。采用電子掃描分辨等計算機(jī)視覺處理系統(tǒng)，能對顏色、形態(tài)各異的果蔬進(jìn)行識別，對果蔬表皮的瑕疵進(jìn)行分選，從而實現(xiàn)在線分級分質(zhì)。這是一種集光、機(jī)、電及編程運算的智能化機(jī)型。 這種分級分質(zhì)技術(shù)較之傳統(tǒng)的孔徑和質(zhì)量分級方式，是一個質(zhì)的飛躍，因為它實現(xiàn)了非接觸式的分級分質(zhì)形式，精確、高速。2 滾筒分級機(jī)結(jié)構(gòu)形式與方案的選擇2.1 滾筒的設(shè)計原理滾筒分為若干組，組數(shù)為所需分級數(shù)目減1，滾筒上

7、有很多小孔，各組小孔孔徑不同，而同一組中孔徑相同。從物料進(jìn)口至出口，后組的孔徑比前組大，工作時， 被篩選的物料由喂入裝置進(jìn)入篩筒內(nèi)，沿著旋轉(zhuǎn)篩筒的內(nèi)壁上升，當(dāng)上升至一定高度后松散落下。如此反復(fù)，連續(xù)進(jìn)入篩筒內(nèi)的物料受壓力和松散性的作用， 逐步向篩筒另一端的出口移動。在這個過程中，小篩孔的物料通過篩孔漏出， 被置在篩筒下部的出料口，然后排出。大于篩孔的物料隨著篩筒轉(zhuǎn)動被代送到另一端，經(jīng)篩選后被分離出去，從而完成分選作業(yè)。精品文檔2.2 滾筒分級機(jī)的主要結(jié)構(gòu)滾筒它是一個帶孔的轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒按分級的需要設(shè)計成幾段。各段的孔徑不同而同一段的孔徑相同。進(jìn)口端的孔徑最小， 出口端最大。滾筒常用厚度為1.52.

8、0mm的不銹鋼板沖孔 后卷成圓柱篩。支撐裝置它有滾圈、摩擦輪、機(jī)架組成。收集料斗收集料斗設(shè)在滾筒下面，料斗數(shù)目與分級的數(shù)目相同。傳動裝置目前廣泛應(yīng)用的是摩擦輪傳動。清篩裝置 裝置清篩裝置，為了保證物料按相應(yīng)的孔徑流出。3滾筒分級機(jī)工作部件參數(shù)計算.3.1 設(shè)計參數(shù)分級所依據(jù)的物料為地產(chǎn)番茄，為便于番茄銷售與加工，番茄按直徑進(jìn)行 分級。隨機(jī)抽取50顆番茄，測得長度總體樣本分布區(qū)間6-12;長度在范圍內(nèi) 的顆粒數(shù)占總數(shù)的99%根據(jù)這種分布，并且盡可能避免后續(xù)加工的麻煩，按番 茄直徑進(jìn)行分級，可將滾筒分成3級，物料分成四級，即物料第一級長度為d< 7cm,第二級長度區(qū)間7cm<d<

9、9cm,第三級長度區(qū)間為9cm< d< 11cm,最后從 滾筒中落下最后的是d>11cm所以第一級篩孔直徑 7cm,第二級9cm,第三級 11cm,該設(shè)計的生產(chǎn)能力設(shè)為 2t/h 滾通傾斜角度5-10 滾筒直徑與長度之 比為1:4-6 滾筒上的篩孔排列用正三角形排列.滾筒的轉(zhuǎn)速15-20轉(zhuǎn)/分。但 一般不超過30轉(zhuǎn)/分為宜.3.2 滾筒孔眼總數(shù)確定每個物料的重量約為100g,生產(chǎn)能力為2t/h ,入=2.0%根據(jù)Z2.5%;3600 Zm G -1000 1000滾筒上孔眼總數(shù)入 在同一秒內(nèi)從篩孔中掉下物料的系數(shù)，滾筒式可取 1.0 m 粒物料平均質(zhì)量（克）得到滾筒上孔眼z=

10、30G1000 1000 2278（個）3600 m 3600 2.0% 1003.3 滾筒長度與直徑的計算把滾筒展開成平面則：每級孔數(shù)二排數(shù)x每排孔數(shù)；每級長度二（每級篩孔直徑X每排孔數(shù)）+ （篩孔間隙X各排孔數(shù)）； 滾筒的圓周長度=（排數(shù)X各級孔徑）+ （排數(shù)X孔隙）設(shè)每節(jié)滾筒的長度為Li:滾筒的直徑為Di:孔間距為ci：篩孔直徑為di： 每級滾筒上有 xi排，每排有y.7L; （Ci=0.3di；d 1=7;d2=9;d3=11）單位cm則 Zi xyDi diX ex di c xLi di Yi cV、di Ci Yi此設(shè)計中i可取的值是1、2、3首先根據(jù)上式對第一級滾筒的長度和直徑

11、進(jìn)行計算Didi ci x xil1di Ci Yi YiDiXi由上式得liYi由于滾筒直徑與長度的比值為i:4-6,所以1 R -2 li 4因止匕得至lj i.52yl Xi 2.36yl，因此取得 x 2yl令2產(chǎn)270（個）則 Xi 2yl x1yl=270 （個）解彳導(dǎo)Yi=ii （個）；Yi=22 （個）；所以7=242（個） x1D xidi Ci 22 7 0.3 764cmI 3,i4II di ci yi 7 0.3 7 ii 100cm同理對第二級滾筒的長度和直徑進(jìn)行計算令 Z2=170（個）則 X2 2y2 X2y2=170（個）解得 y2 =9 （個）； x=18

12、（個）；所以 Z2=162（個）_ d2 C2 X29 9 0.318D2八 67 cm2 3.1412 d2 c y2 9 9 0.3 9 105cm同理對第三級滾筒的長度和直徑進(jìn)行計算Z3=70（個）則X3 2 y3 X3Y3=70（個）解得 y3=6 （個）；x3=12 （個）；所以 Z3=72 （個）D3d3 C3 X33.1411 11 0.3 12 55 cm3.1413 d3 C3 V311 11 0.3 6 86cm根據(jù)以上計算總計各個數(shù)據(jù)見下表表1級數(shù)長度L(cm)直徑D (cm)孑L問 距 c(cm)孔直徑d （cm）個數(shù) y （個）排數(shù)X （個）孔數(shù)Z （個）110064

13、2.1711222422105672.79918162386553.311612723.4直徑與長度比例校核從理論上講，每級的孔數(shù)之和應(yīng)等于總孔數(shù)，每級長度之和就是所設(shè)計滾筒 的總長度，但這樣計算出的滾筒直徑各級都不相同，滾筒無法連接，因此，一般是 取滾筒中最大的直徑，其它各級直徑增大后可適當(dāng)增加塞孔或把孔間距適當(dāng)增大 經(jīng)計算得到的直徑取最大的D=67cm對第一級和第三級直徑與長度比例校核計算。對第一級的直徑和長度校核D1 x1 22T 67cm 解得。=2.6 cml1 d1 c y17 2.6 11 106 cm對第三級的直徑和長度校核D3d3 C X33.1411 c33.141267

14、cm解得 c3 =6.5 cm13 d3 c3 y3 11 6.5 6 105 cm這里我們把第一級孔間距和第三級的孔間距分別增加到2.6 cm和6.5cm,這樣使得三級滾筒的半徑相同便于連接.校核后的數(shù)據(jù)整理作表如下:表2級數(shù)長度L(cm)直徑D(cm)孔間距c（cm）孔直徑d （cm）個數(shù) y （個）排數(shù)X （個）孔數(shù)Z （個）1106672.6711222422105672.799181623105676.51161272校正后計算出滾筒的總長度L=11 12 13 106 105 105 316 cm11歡在下載D/L=67/316=0.212 在范圍(-1)內(nèi)64Z Z1 Z2 Z3

15、 242 162 70 474 (個)利用校核后的數(shù)據(jù)，我們從新對分級機(jī)的生產(chǎn)能力進(jìn)行計算3600 Zm _36001000 1000 1000 10002.0% 474 1003.4t/h3.5有效面積系數(shù)的計算根據(jù)上面數(shù)據(jù)由有效面積系數(shù)的公式計算有效面積系數(shù)d24（d M）設(shè)M=0.3d,根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一般有效面積系數(shù)取0.50.60.5s=$23.14d4(d 0.3d)23.6滾筒轉(zhuǎn)速的計算滾筒的轉(zhuǎn)速直接影響生產(chǎn)能力和分級效率.由于滾筒的傾角很小，可近似看 作水平。當(dāng)物料與滾筒一起回轉(zhuǎn)時，其受力情況如圖.個分力，前者分力要推動物料從篩面向下滑動， 后者則把物料朝篩面上壓緊而在物料運動時

16、和離心力一起產(chǎn)生摩擦力f:T f (cos B +C)式中 f 一物料對篩面的摩擦系數(shù)由于T的存在使物料沿篩面向上運動。物料受到的離心力 C為:2mvRGV2gR式中：m物料B的質(zhì)量（公斤）G物料B的重力（牛）g 重力加速度（米/秒2）R滾筒白內(nèi)半徑（米）v 物料B運動的線速度（米/秒）2 Rn Rn6030v 精品文檔式中n 滾筒轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)/分2Rn由上面兩式得：c G 一30_ G_Rn_ GR_n_ （N）g R900g900當(dāng)物料B沿滾筒切線方向的重力分力 Gsin B等于或大于摩擦力T時，即開 始向下滑動，此時亦即物料 B處于滾筒內(nèi)表面的最高點。即：Gsin p - f（Gcos B+C

17、）=0時物料B處于最高點。將f=tg?。ㄐ槟Σ两牵┐肷鲜讲⑼ㄟ^三角2R式簡化可得：Sin （B-（|） =n一sin小90012-17R物料開角B應(yīng)稍大于物料對篩面的摩擦角小5100才能正常運轉(zhuǎn)。即B 一小=510°,在此設(shè)計中f =0.7 , 4=35°考慮到每節(jié)滾筒的內(nèi)徑不同，由于滾筒工作時，每節(jié)滾筒的角速度是相等的, 因此，應(yīng)選用一個角度大的即半徑小的滾筒內(nèi)經(jīng)來計算。選第二級內(nèi)經(jīng)，半徑 R=0.34 m 貝 U12171217，一n -= 3 21 29 r/min在此設(shè)計中取 n=25.、R 585.1 103.7滾筒功率的計算對于摩擦傳動來說，其功率可有下面公

18、式求得. N Rnm 13m2 g :60式中：R滾筒內(nèi)半徑，mN滾筒轉(zhuǎn)速，r/min 傳動效率，取 0.60.7m1滾筒本身質(zhì)量，Kgm2 滾筒內(nèi)原料質(zhì)量，Kgm產(chǎn)"丫式中：F滾筒表面積，m2 滾筒材料厚度，mt 一月取1.5mm 2.0mm 滾筒材料密度，Kg/m32m2R L 1式中：L滾筒長度，m1 番茄密度，kg/ m3?物料在滾筒中的充填系數(shù)，一般為 0.050.10 由上面公式依次代數(shù)最后可求得滾筒的功率F=兀 DL=3.14X67X 316X 10-4=6.6 m26 =2mm=0.002m一33r=7.9 10 kg優(yōu)3m1=F6 r=6.6 X 0.002 X 7

19、.9 10 =104 kg33r1 0.59 10 對 mL=316cm=3.16m=0.06_ _ _3_ _ _ 一 一m2 3.14 0.11 3.16 0.59 10 0.06 39kg根據(jù)上面所求得的數(shù)據(jù)代入滾筒功率計算公式Rnm 13m2 g 0.34 25 9.81 (104 13 39)NI2I3V V6060 0.73.8電機(jī)功率計算N總KN電動機(jī)功率式中：K 功率備用系數(shù)，一般為1.21.4 ,取K 1.3;一般取 0.941213N總=1.3 1213 1677W 取 2=1.6 KW 0.94查表選擇的電動機(jī)機(jī)型為：型號 Y90S-2,額定功率1.5kW,滿載時轉(zhuǎn)速 2

20、840r/min 一電流3.4 A,效率78.0%,功率因數(shù)0.85 ,額定電流7.0A,額定轉(zhuǎn) 矩2.2 ,馬力2hp,質(zhì)量22kg。4電機(jī)功率的選定查相關(guān)資料，電機(jī)的相關(guān)規(guī)格有型號TYPE功率 Outpu t (kw)馬 力 hp電流 curr ent(A)轉(zhuǎn)速 speed (r/min)效率 Effic iency ? (%)功率因數(shù)Power Factor (cos 小)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 矩 額定轉(zhuǎn) 矩 LRTRLT堵轉(zhuǎn)電 流 額定電 流 LRTRLT重量Weih g(kg )Y80M0.7511.8282575.00.842.26.5171欺速下載精品文檔1-2Y80M 2-21.11.52.

21、5282577.00.862.27.018Y90S-21.523.4284078.00.852.27.022Y90L-22.234.8284080.50.862.27.027Y100L-2346.4288082.00.872.27.037Y112M-245.58.2289085.50.872.07.046Y132S1-25.57.511290085.50.882.07.068Y132S2-27.51015290086.20.882.07.074Y160M1-2111521.8293087.20.882.07.0116根據(jù)查得的資料可以看到 Y90S-2才可以滿足要求，所以選擇該型號 5結(jié)束語通

22、過這次食品機(jī)械課程設(shè)計，讓我鞏固了許多的知識，同時獲得了以前為涉 略的問題和知識點及相關(guān)運算公式等。通過做計算校核數(shù)據(jù)，使我做事更加細(xì)心認(rèn)真了；通過找其他同學(xué)幫忙畫CAD0圖圖，使我對計算機(jī)的一個制圖軟件略 有領(lǐng)會；通過使用CNKI平臺查閱各種不同的文獻(xiàn)，讓我找到了另一個學(xué)習(xí)的平 臺一網(wǎng)絡(luò)，更讓我深刻了解到知識是無窮無盡的； 而且在這次設(shè)計中我還感受到 互幫互助團(tuán)結(jié)一致的重要性，在我完成這份設(shè)計書的時候，內(nèi)心充滿了感謝。在 此特別感謝老師以前的教導(dǎo)，讓我有了基礎(chǔ)；感謝我們的指導(dǎo)老師一一楊老師耐心的指導(dǎo)；感謝同學(xué)們的幫助，感謝網(wǎng)絡(luò)為我們提供了廣大的知識平臺。 有了你 們，才有了這份讓我自己滿意的

23、設(shè)計書，真的謝謝了此次設(shè)計中我最大的感受就 是：我還有太多太多的知識需要去探索， 去學(xué)習(xí)。在今后的學(xué)習(xí)和生活中我需要 更加勤奮好學(xué)，努力掌握更多的知識來豐富自己。設(shè)計說明書1設(shè)計參數(shù)的確定滾通傾斜角度5-10滾筒直徑與長度之比為1:4-6滾筒上的篩孔排列用正三角形排列.滾筒的轉(zhuǎn)速15-20轉(zhuǎn)/分。但一般不超過30轉(zhuǎn)/分為宜.2生產(chǎn)能力的計算c 3600 ZmG 1000 1000Z 滾筒上孔眼總數(shù)入一一在同一秒內(nèi)從篩孔中掉下物料的系數(shù)，滾筒式可取1.0 2.5%;m 一一 粒物料平均質(zhì)量（克）3滾筒長度與直徑的計算把滾筒展開成平面則：級孔數(shù)二排數(shù)x每排孔數(shù)；每級長度二（每級篩孔直徑X每排孔數(shù)）

24、+（篩孔間隙X各排孔數(shù)）；滾筒的圓周長度=（排數(shù)X各級孔徑）+ （排數(shù)X孔隙）設(shè)每節(jié)滾筒的長度為Li：滾筒的直徑為Di：孔間距為0：篩孔直徑為di： 每級滾筒上有xi排，每排有yi孔；Zi xiyiDi dixi cixidi ci xili di yi ci yidi ci yi4有效面積系數(shù)的計算根據(jù)有效面積系數(shù)公式計算有效面積系數(shù)S «4（d M ）設(shè)M=0.3d,根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一月有效面積系數(shù)取 0.50.622c d23.14d2S=24(d M) 4(d 0.3d)5滾筒轉(zhuǎn)數(shù)的確定對滾筒內(nèi)的物料受力分析17欠0迎下載摩擦力T f (cos B +C)精品文檔式中f 一物料對篩面的摩擦系數(shù)由于T的存在使物料沿篩面向上運動。物料受到的離心力 C為:，¥ Gv2式中：m物料B的質(zhì)量（公斤）G物料B的重力（牛）g 重力加速度（米/秒2）R滾筒白內(nèi)半徑（米）v物料B運動的線速度（米/秒）2 Rnv -式中n滾筒轉(zhuǎn)數(shù)60轉(zhuǎn)/分Rn30(m/s)15欠°迎下載Rn由上面兩式得：c30RRn gr n900g900(N)當(dāng)物料B沿滾筒切線方向的重力分力 Gsin B等于或大于摩擦力T時，即開 始向下滑動，此時亦即物料 B處于滾筒內(nèi)表面的最高點。即：Gsin p - f（Gcos B+C）=0時物料B處于最高點。將f=tg?。ㄐ槟Σ两牵┐肷鲜讲⑼ㄟ^