圓錐篩-LS40-60型圓錐篩的設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書資料

1、機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題目 :YZS-60 型離心篩的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號：2015專業(yè)班級：機(jī)自專 1504指導(dǎo)教師：呂智2015年 06月 01日- 0 -目次1概述 .22設(shè)計(jì)離心篩的意義 .32.1國內(nèi)外對比 .32.2離心篩在淀粉、谷朊粉生產(chǎn)中的應(yīng)用 .33設(shè)計(jì)計(jì)算 .93.1電機(jī)的選擇 .93.2 V 帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì) .93.3主軸的設(shè)計(jì) .123.4鍵的計(jì)算選擇 .133.5軸承的選擇 .143.6軸承座的選擇 .143.7軸強(qiáng)度的校核 .143.8軸承的校核 .184機(jī)架的設(shè)計(jì) .20設(shè)計(jì)感想 .22參考資料 .23- 1 -概述隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，淀粉、谷朊粉及其制品的應(yīng)

2、用越來越廣泛，幾乎應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，它帶動(dòng)了淀粉、谷朊粉工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了淀粉、谷朊粉技術(shù)研究的深入，一些新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)。食品工業(yè)的發(fā)展是設(shè)備和工藝發(fā)展的結(jié)果，應(yīng)該使設(shè)備和工藝達(dá)到最佳配合，以設(shè)備革新和創(chuàng)新促進(jìn)工業(yè)的改革和發(fā)展，以工藝的發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)設(shè)備的發(fā)展和完善。我國雖是農(nóng)業(yè)大國、糧食大國，但是糧食機(jī)械行業(yè)距國際先進(jìn)水平還有較大差距，特別是分離設(shè)備， 國內(nèi)大部分先進(jìn)的分離設(shè)備是從國外引進(jìn)的，因此此次設(shè)計(jì)意義重大。通過多方面調(diào)研、老師提供的資料以及網(wǎng)上、圖書館查到的資料，我對圓錐篩的外形、工作原理、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有了一定的認(rèn)識(shí)，這對我下面的設(shè)計(jì)會(huì)有很大的幫助。設(shè)計(jì)也是一個(gè)歷練的過程，我一定要

3、把握好這次機(jī)會(huì)，提高自己的專業(yè)素質(zhì)，設(shè)計(jì)能力。- 2 -設(shè)計(jì)離心篩的意義2.1 國內(nèi)外對比目前國內(nèi)外淀粉、谷朊粉已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，品種達(dá)數(shù)千種，性質(zhì)各異。我國生產(chǎn)淀粉的歷史很早，但對淀粉、谷朊粉新工藝的研究開發(fā)起步較晚，在應(yīng)用時(shí)也走了不少彎路，限制了淀粉、谷朊粉的應(yīng)用和發(fā)展。國內(nèi)絕大部分小麥淀粉廠的生產(chǎn)工藝仍舊為落后的間歇式、半機(jī)械化、敞開式的傳統(tǒng)工藝方法，即間歇式馬丁法。目前國內(nèi)的淀粉廠大致有下列三種類型：一是采用國內(nèi)先進(jìn)工藝及先進(jìn)設(shè)備廠，這類工廠投資較多，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到先進(jìn)水平，經(jīng)濟(jì)效益比較好；二是按傳統(tǒng)工藝及自制設(shè)備或部分采用國產(chǎn)先進(jìn)設(shè)備的廠，此類工廠均為小型企業(yè)，投資少，生產(chǎn)水

4、平低，也稍有盈利；三是引進(jìn)國外生產(chǎn)線的廠，如引進(jìn)美國、德國、瑞典、荷蘭、泰國等國設(shè)備或生產(chǎn)線，這類廠家多屬國有企業(yè)，有的連不必引進(jìn)的亦引進(jìn)，有的甚至整條生產(chǎn)線引進(jìn)，因此，固定資產(chǎn)投資很大，貸款多，利息、折舊負(fù)擔(dān)重，經(jīng)濟(jì)效益并不理想，其中有些廠甚至處于長期虧損的狀態(tài)。澳大利亞、新西蘭、美國及歐洲的法國、荷蘭、英國等地是小麥淀粉生產(chǎn)的主要集中地，其加工工藝及設(shè)備代表著當(dāng)今世界小麥淀粉工業(yè)的發(fā)展方向。其中美國的淀粉產(chǎn)量居世界首位。 CPC 公司是世界上最大的淀粉企業(yè)，在 40 多個(gè)國家擁有淀粉廠。因?yàn)槊绹奶瞧废M(fèi)主要是淀粉糖， 加之以淀粉原料制造許多新材料， 對淀粉的需求日益增長，所以淀粉工業(yè)的發(fā)

5、展很快。法國、德國、英國、荷蘭等國的淀粉廠一般都有幾十種產(chǎn)品，有的甚至有一、二百種產(chǎn)品，如荷蘭艾維貝公司生產(chǎn)200 多種品種。日本的淀粉工業(yè)起步較晚，但發(fā)展快。目前淀粉年產(chǎn)量已達(dá)200 多萬噸，主要品種是馬鈴薯淀粉。泰國淀粉工業(yè)近年發(fā)展很快，是后起之秀。目前全國木薯種植面積在100 萬公頃以上，年產(chǎn)鮮木薯 1800-2000 萬噸。全國有 50 多家淀粉廠，淀粉年產(chǎn)量達(dá)150-200 萬噸，其中有一半出口，主要出口到日本、歐盟、美國、臺(tái)灣、香港等50 多個(gè)國家和地區(qū)，年創(chuàng)匯近5 億美元。目前我國也從泰國進(jìn)口木薯淀粉及木薯干片。泰國木薯淀粉的消費(fèi)主要是用于加工各類變性淀粉，為造紙、紡織、食品所用

6、，變性淀粉年產(chǎn)量近50 萬噸?？梢姡覈诘矸?、谷朊粉的生產(chǎn)工藝和設(shè)備上和世界先進(jìn)水平仍有一定的差距，今后我們應(yīng)該注重在這些方面的研究和開發(fā)。2.2 離心篩在淀粉、谷朊粉生產(chǎn)中的應(yīng)用馬丁法（面團(tuán)法）是一種比較傳統(tǒng)的淀粉、谷朊粉加工方法，使用的原料是面粉而- 3 -不是麥粒，加工步驟是和面、清洗淀粉、干燥面筋、淀粉提純和淀粉干燥。其工藝流程見圖 1。其生產(chǎn)過程為： 將面粉和水按一定比例加入到和面機(jī)1 中，經(jīng)過和面機(jī)的充分?jǐn)嚢枋姑娣鄢蔀槊鎴F(tuán)狀，加水靜置 20min 左右，使面團(tuán)中的蛋白質(zhì)充分吸水形成面筋，然后由人工不斷加水、洗滌使面筋與淀粉分離。清洗出來的面筋送到谷朊粉干燥系統(tǒng)干燥，得到活性小麥蛋

7、白粉即谷朊粉。從和面機(jī)中排出的水和淀粉的混合物為粗淀粉漿，粗淀粉漿中含有細(xì)小的碎面筋，用振動(dòng)篩2 將這些碎面筋去除，在經(jīng)過3 級離心篩 3 1、 32、33 將淀粉漿中的纖維篩除；然后集中到沉淀池4 沉淀，經(jīng) 812h 的沉淀后，淀粉被沉淀在池的底部，放掉池中的水，然后加清水?dāng)嚢栌帽? 輸送到脫水機(jī)6 脫水，通過螺旋輸送機(jī) 7 輸送到淀粉干燥系統(tǒng)干燥，再經(jīng)過粉碎機(jī)8、干燥管 9 和卸載器 11 將干燥的淀粉收集，通過關(guān)風(fēng)機(jī)，再經(jīng)過淀粉篩13 的篩理即為淀粉成品。從以上生產(chǎn)工藝可以看出，此工藝為間歇式、半機(jī)械化、敞開式的傳統(tǒng)工藝。存在著勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)周期長、衛(wèi)生條件差、出率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、

8、廢水排量大等缺點(diǎn)。下面是我校老師參照國外先進(jìn)的工藝提出的工藝改進(jìn)方案，本方案結(jié)合我國實(shí)情， 以- 4 -國內(nèi)設(shè)備代替價(jià)格昂貴的進(jìn)口設(shè)備。其生產(chǎn)的工藝流程見圖2。其生產(chǎn)過程為：1.和面與面筋分離工序：由氣力輸送系統(tǒng)將面粉輸送到面?zhèn)}1 內(nèi)，定量螺旋輸送機(jī)2將面粉送到自動(dòng)活面機(jī)4 中，流量計(jì) 3 控制進(jìn)入和面機(jī)的進(jìn)水量。水和面粉按一定的比例在和面機(jī)中被混合成類似牙膏狀的面糊；輸送泵5 將這些面糊送到熟化灌6 中熟化。在熟化過程中，面糊中的蛋白質(zhì)充分吸水形成面筋，熟化的時(shí)間大約30min，熟化后的面糊被面團(tuán)切斷機(jī)7 切成小塊狀，送到帶有高速攪拌裝置的均質(zhì)灌8 中攪拌，使面筋與- 5 -淀粉分離；然后用

9、泵9 輸送到滾筒篩 10 中將面筋與淀粉分離，使篩上物為面筋，將面筋送到儲(chǔ)箱 47 中由谷朊粉干燥系統(tǒng)干燥即為谷朊粉；篩下物為還有淀粉的淀粉漿，將淀粉漿送到下道工序再進(jìn)行精制和分級。2.纖維的分離工序：在這道工序中采用新型的帶正、反向沖洗的離心分離篩15 篩理淀粉漿里的纖維。通過旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生離心力，在離心力的作用下淀粉顆粒通過篩網(wǎng)，而纖維則為篩上物。由于在篩網(wǎng)的正反面都有高壓水沖洗，能將篩網(wǎng)上的糖類和細(xì)小的面筋等粘性物質(zhì)徹底沖洗干凈，解決了以前的離心篩常出現(xiàn)篩網(wǎng)被堵塞的現(xiàn)象，提高了分離效果和產(chǎn)量。3.淀粉的精制和分級工序：分離出纖維后的淀粉漿集中在儲(chǔ)罐16 中，這時(shí)的淀粉漿是蛋白質(zhì)和淀粉的混

10、合物，稱為粗淀粉乳，再經(jīng)過泵17 輸送到除沙器18 除沙，除沙后的淀粉乳從高壓泵2012012 分別輸送到第一組旋流器21121 12 中進(jìn)行分離。當(dāng)高壓泵將淀粉乳輸送到旋流器中的旋流管內(nèi)時(shí)，沿著旋流管的內(nèi)壁做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的壓力越高，離心力就越大，在離心力的作用下每級旋流器將淀粉乳分為兩部分，即頂流和底流。頂流為密度小的蛋白質(zhì)和小顆粒淀粉，底流為密度大的大顆粒淀粉。在第一級旋流器211 的頂流中是含有顆粒較小的淀粉和蛋白質(zhì)的出口，因此再將其送到第二組旋流器（ 6 級）中進(jìn)一步分離。 在第一組旋流器中，第二級頂流送回到第一級的進(jìn)口處；第三級的頂流送回到第二級的出口處；依次類推，最后一級21

11、 12 的頂流輸送到21 11 的進(jìn)口處，在最后一級旋流器 2112 的進(jìn)口處加清水經(jīng)過這樣的逆流洗滌， 在最后一級旋流器 2112 的底流即為純凈的 A 淀粉乳，儲(chǔ)存在儲(chǔ)存罐 22 中，在經(jīng)過自動(dòng)脫水機(jī) 23 的脫水，由螺旋輸送機(jī) 24 送到氣流干燥系統(tǒng)干燥即為 A 淀粉。第二組旋流器的物料來自第一組旋流器的頂流，它是顆粒較小的淀粉和蛋白質(zhì)混合物，在這一組旋流器中要進(jìn)一步將淀粉蛋白質(zhì)分離出來，因此它的壓力要調(diào)整得比第一組高，工作過程與第一組相同，由高壓泵34134 6 分別輸送到旋流器35135 6 中；第一級旋流器35 1 的頂流為較純凈的蛋白質(zhì)， 再進(jìn)一步濃縮、 干燥即為優(yōu)質(zhì)的蛋白粉。

12、最后一級旋流器 356 的底流為小顆粒的淀粉， 成為 B 淀粉乳，用同樣的方法脫水、 干燥即為 B 淀粉。4.淀粉和谷朊粉的干燥工序： 淀粉和谷朊粉仍采用氣流干燥，和以前的工藝沒什么變化。谷朊粉的干燥在造粒部分和蝸殼分離器部分做了改進(jìn)，濕面筋進(jìn)入干燥管道后得到瞬時(shí)干燥，縮短了受熱時(shí)間，提高了谷朊粉的活性。改進(jìn)后的生產(chǎn)設(shè)備及設(shè)備，符合我國國情，可大大降低投資。其中ZXS 850 型離心篩，達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平，國內(nèi)領(lǐng)先。谷朊粉干燥系統(tǒng)在節(jié)能和提高產(chǎn)品質(zhì)量方面- 6 -與一般干燥系統(tǒng)相比有了很大提高。傳統(tǒng)和先進(jìn)的淀粉、谷朊粉的生產(chǎn)都用到了離心篩，開發(fā)和研制離心篩對增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本、改善

13、衛(wèi)生條件都有重要意義，離心篩與其他分離設(shè)備比較，還具有推動(dòng)力大、分離能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、附屬設(shè)備少等特點(diǎn)。離心篩外形見圖圖 3離心篩實(shí)圖在小麥淀粉、谷朊粉的加工過程中，圓錐篩處于中間過程中，前面是滾筒篩，下面是水洗滌從圓錐篩出來的粉漿，工作時(shí)漿料通過均勻機(jī)構(gòu)均勻后進(jìn)入篩筒底部，篩筒由動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，受離心力的作用并在水洗滌系統(tǒng)的噴淋下，漿料沿著篩面作圓周運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)向外沿移動(dòng)，移動(dòng)過程中，細(xì)小的淀粉顆粒透過篩網(wǎng)排出，同時(shí)不能過篩的纖維在離心力的作用下連續(xù)向轉(zhuǎn)鼓的大端滑動(dòng)，排出轉(zhuǎn)鼓。在生產(chǎn)的過程中采用多臺(tái)此種離心篩進(jìn)行級聯(lián)，來提高產(chǎn)量，級聯(lián)后的離心篩如圖4。- 7 -圖 4串聯(lián)的離心篩圓錐篩

14、在使用時(shí)應(yīng)注意轉(zhuǎn)向， 安裝電機(jī)電纜時(shí)應(yīng)面對進(jìn)料管， ，轉(zhuǎn)鼓應(yīng)為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，電纜需用鋼管護(hù)套防止?jié){水和潮氣入侵。另外圓錐篩常出現(xiàn)篩網(wǎng)破裂現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)檢查篩筒內(nèi)壁是否光滑，進(jìn)料管位置是否合理，篩面應(yīng)及時(shí)清理，若發(fā)現(xiàn)篩體有劇烈振動(dòng)，說明篩面有部分殘留物，應(yīng)停機(jī)打開端蓋進(jìn)行清理。- 8 -設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 電機(jī)的選擇：無特殊要求的情況下，Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)較常用，其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價(jià)格低、啟動(dòng)性好，適用于不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場合，主要應(yīng)用于機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、攪拌機(jī)、離心機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。離心篩屬于常速離心機(jī)，轉(zhuǎn)速在800 1000r/min 之間，初步選定轉(zhuǎn)速

15、為850r/min，功率 18KW ，由于要考慮實(shí)際工作中功率損失和傳動(dòng)效率，選擇大于18KW 的電機(jī)，經(jīng)分析選擇電機(jī)型號為Y180L 4。電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速級數(shù)（KW ）（r/min ）（ r/min ）Y180L-422KW1470r/min1500r/min4 級堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量（ Kg ）（啟動(dòng)系數(shù)）（過載系數(shù)）2.22.21903.2 V 帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)：帶傳動(dòng)是具有中間撓性件的傳動(dòng)，它利用兩個(gè)或多個(gè)帶輪用帶作為撓性拉拽零件，工作時(shí)借助摩擦或嚙合傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)。帶傳動(dòng)具有如下特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：帶具有彈性，能緩和沖擊，吸收振動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)

16、噪聲?。贿^載時(shí)，帶在帶輪上打滑，具有過載保護(hù)的作用；制造和安裝精度要求不是很嚴(yán)格；可傳遞兩軸間距離較遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)。普通 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)參看機(jī)械力學(xué)與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P224P231。1）確定計(jì)算功率 PC ：由 P226 表 12-7 查得工作情況系數(shù)表K A =1.1計(jì)算功率 PC = K A P=1.12.2=24.2KW (P 為傳動(dòng)名義功率，即額定功率)2）選擇 V 帶型號：根據(jù)計(jì)算功率 P 和小帶輪轉(zhuǎn)速 n （即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速），由 P227圖 12-9C0選取 V 帶型號，選擇 C 型。確定帶輪基準(zhǔn)直徑 d1 和 d2 : 小帶輪基準(zhǔn)直徑 d1 應(yīng)大于等于 P228 表 12-8 列出的 C 型號

17、帶輪的最小基準(zhǔn)直徑 200mm,以免帶的彎曲應(yīng)力過大導(dǎo)致其壽命降低， d 取 200mm。- 9 -大帶輪直徑 d2 =n1d1 （ 1- ）（ 為滑移率，取值0.01 ）n21470d2 =200（ 1-0.01 ）=342.4mm按標(biāo)準(zhǔn)取整 d2 =355mm4) 驗(yàn)算 V 帶速度 v（ m/s）:v應(yīng)在 5-25m/s 范圍內(nèi)V= d1 n1= 3.142001470 =15.38m/s （符合要求）60010006010005）計(jì)算中心距和帶長：中心距 a0 ： 0.7（ d1 + d2 ） a0 2（ d1 +d 2 ）0.7（ 200+355） a02（200+355）388.5

18、a01110取 a0 =900mm(d12帶長： l 0 =2a0 +（ d1 + d2 ）+d 2)24 a0=2900+ 3.14 （ 200+355） + (3552200)24900=1800+871.35+240253600=2678.02mm由 P221表 12-1 取相近的基準(zhǔn)長度l d =2800mm計(jì)算中心距： a= a0 + l d2l 0 =900+61=961mm考慮 V 帶安裝、調(diào)整和張緊，中心距應(yīng)留有調(diào)整余量。最小中心距： amin =a-0.015 l d =961-0.015 2800=919mm最大中心距： amax =a+0.03 l d =961+75=1

19、045mm6）驗(yàn)算小帶輪包角：1 =180 - d 2ad157.3 =180- 15557.3961=170.75-10-取 =1717）確定 V 帶根數(shù) Z： i=355/200=1.775依次查 P225 表 12-4得 P0 =7.47KWP225表 12-5得 P0 =1.14KWP226表 12-6得 K =0.98P221表 12-1得 K l =0.93Z= Pc =Pc=24.2=3.08P0（P0）（7.471.14） 0.980.93P0K K l故 Z=48）計(jì)算初拉力 F0 ：初拉力大小對帶傳動(dòng)的正常工作及其壽命影響很大，初拉力不足，出現(xiàn)打滑，傳遞載荷能力下降，效率低

20、，也使小帶輪急劇發(fā)熱，膠帶磨損；初拉力過大，帶壽命減低，壓軸力增大。因此，合理的預(yù)緊力是保證帶傳動(dòng)正常工作的重要因素。本次圓錐篩的設(shè)計(jì)，考慮到這個(gè)問題，在安裝電機(jī)的支架上打長圓孔，這樣可以通過調(diào)節(jié)電機(jī)的位置調(diào)節(jié)中心距，從而調(diào)節(jié)初拉力。單根 V 帶合適的初拉力按該公式計(jì)算：F0 =500 Pc（ 2.51） q2ZVK+vPc 計(jì)算功率Z V 帶根數(shù)v V 帶速度K 包角修正系數(shù)q V 帶單位長度質(zhì)量（ kg/m）查 P222 表 12-2 得 q=0.3kg /m。F0 =50024.22.51 ）+0.3 15.382416.3 （0.98=367.38N由于新帶容易松弛，所以對非自動(dòng)張緊V

21、 帶傳動(dòng)，安裝新帶時(shí)初拉力應(yīng)為上述初拉力的 1.5 倍。）計(jì)算軸壓力：V 帶在軸上的壓力，一般可以近似按兩邊的初拉力的合力來計(jì)9FyFyF0算。Fy =22 F0 sin21=2 4 367.38sin169.78=2927.36N210）帶輪的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸：帶傳動(dòng)一般安裝在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級，帶輪轉(zhuǎn)速較高，故要求帶輪有足夠的強(qiáng)度，帶輪常用鑄鐵鑄造，有事也用鑄鋼、鋁合金或非金屬材料。當(dāng)帶輪圓周速度v25-30m/s 時(shí)，采用 HT200；速度更高時(shí)，可采用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接；傳遞功率較小時(shí)，帶輪材料可采用鋁合金或工程塑料，這里選用鑄鐵（HT200）。帶輪的結(jié)構(gòu)一般由輪緣、輪轂、輪輻等部分組

22、成。輪緣用于安裝傳動(dòng)帶；輪轂用于安裝在軸上；輪輻或腹板用于聯(lián)結(jié)輪緣與輪轂。設(shè)計(jì)帶輪時(shí)，為使其結(jié)構(gòu)便于制造，質(zhì)量輕，并避免由于鑄造產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力。帶輪工作表面應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拇植诙龋悦鈳Э焖倌p。大帶輪采用輪輻式結(jié)構(gòu)，輪輻截面為橢圓形，輪輻數(shù)目根據(jù)帶輪直徑選取，這里帶輪輪輻選擇四個(gè)。小帶輪采用腹板式，帶輪其他部分的尺寸按照經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定。輪槽的形狀和尺寸與相應(yīng)型號的帶截面尺寸相適應(yīng)。規(guī)定梯形輪槽的槽角為32、 34、36和 38等四種，都小于V 帶兩側(cè)面的夾角40，這里選用 36。3.3 主軸的設(shè)計(jì)軸主要用于支撐旋轉(zhuǎn)零件（凸輪、軸承和帶輪等）傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。旋轉(zhuǎn)零件繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通

23、過軸承與機(jī)座相聯(lián)接。軸按承載情況不同分為轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動(dòng)軸三種。由于圓錐篩所用的軸即傳遞扭矩又承受彎矩，所以我所設(shè)計(jì)的階梯軸為轉(zhuǎn)軸，由于小帶輪已經(jīng)設(shè)計(jì)好，大帶輪的尺寸也就定了，只剩下軸徑的確定，軸的初步設(shè)計(jì)是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，校核彎曲強(qiáng)度，由于軸的材料很多，主要根據(jù)軸的使用條件，對軸的強(qiáng)度、剛度、和其他機(jī)械性能等的要求，采用熱處理方式，同時(shí)考慮制造加工工藝并力求經(jīng)濟(jì)合理，通過設(shè)計(jì)計(jì)算來選擇軸的材料，選用最常見的45 鋼作為軸的材料，并做正火處理，由 P321機(jī)械力學(xué)與設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 16-1 查得b =600MPa，1 =55Mpa。軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式

24、，受力情況和加工工藝等。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置；軸上零件裝拆、調(diào)整方便；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等；盡量避免應(yīng)力集中。1）軸最小直徑的確定：電機(jī)轉(zhuǎn)速為 1470r/min，計(jì)算得，主軸轉(zhuǎn)速為 878r/min,電機(jī) P=22kw，主軸傳遞功率為 P=22（為帶輪傳遞效率），由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)查表 1-7 得 =0.96，故主軸傳遞功率為 220.96=21.12KW。6d 39.5510 P=C30.2nPn-12-=118321.12878=118 0.28867=34.06mm該軸段有鍵槽，應(yīng)該加大5%以適當(dāng)增加軸徑補(bǔ)償鍵槽強(qiáng)度的消弱，取d=40mm。2

25、）軸各段直徑的確定： d1=40mm設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：裝滾動(dòng)軸承的軸徑應(yīng)與軸承內(nèi)孔尺寸保持一致，軸上兩處安裝軸承處應(yīng)采用同種型號的軸承，便于軸承座及軸的加工；軸肩用于軸上零件定位和承受軸向力，它有一定的要求：軸肩處直徑差一般取5-10mm，這里取 5mm。3）軸各段長度的確定：小帶輪寬度已經(jīng)確定，即電機(jī)伸出的軸長，查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表12-3 可知Y-180L-4 電機(jī)伸出軸長為80mm，故大帶輪寬度同樣為80mm，即 L1=80mm，根據(jù)各方面考慮 L2=65mm。所選軸承內(nèi)孔為50mm，初步選擇雙列圓錐滾子軸承選擇理由將在后面軸承選擇中詳細(xì)介紹， L3=60。L4=200mm，L5=60mm

26、，L6=85mm，L7=80mm， L8=30mm， L9=20mm。下面是軸的示意圖：圖 6軸的示意圖3.4 鍵的計(jì)算選擇：圓錐篩上用到四個(gè)鍵，分別是小帶輪與電機(jī)相連的鍵、主軸與大帶輪相連的鍵、主軸與轉(zhuǎn)鼓相連的鍵、主軸與分水盤相連的鍵，他們均采用普通平鍵，靠側(cè)面受擠壓來傳遞載荷，對稱性好，易拆裝，無軸向固定作用，精度較高，用于高速軸或受沖擊，正反轉(zhuǎn)的場合。一般采用鑄鐵制造，根據(jù)與其配合的軸的長度選用標(biāo)準(zhǔn)鍵長。根據(jù)機(jī)械力學(xué)與設(shè)計(jì)基礎(chǔ) P328 表 16-7 查得 P=55Mpa，許用剪切應(yīng)力 =90Mpa.電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 T1= 9549 P =9549 22/1470=142.9N/m=142

27、900N/mmn-13-主軸傳遞轉(zhuǎn)矩 T2=9549P =954921.12/878=229.7N/m=229700N/mmn根據(jù)機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書P51 表 4-1 ：1）電機(jī)與小帶輪上的鍵：d=48mm b=12mm h=8mm l=63mmp= 4T=4142900/48 8 63=23.6Mpa90MpadhlP= 4T=414700/48 8 63=23.6Mpa55Mpadhl2）主軸與大齒輪上的鍵：d=40mm b=12mm h=8mm l=60mm4Tp =4142900/40 860=47.990MpaP=4T =4142900/40 860=47.955Mpadhl3）轉(zhuǎn)鼓

28、與主軸上的鍵： d=45mm b=14mm h=9mm l=45mm4Tp =4142900/45 945=5090MpaP=4T =4142900/45 845=5055Mpadhl3.5 軸承的選擇：滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小、啟動(dòng)靈敏、安裝、維修方便、效率高、潤滑簡便和易于互換等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，包括：機(jī)械，媒礦，電廠，包裝等。在設(shè)計(jì)的過程中只需根據(jù)工作條件選用合適的滾動(dòng)軸承類型和型號進(jìn)行組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這里選用雙排圓錐滾子軸承，型號為 352210E，它有大的錐角，能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，承載能力大。內(nèi)外圈可以分離，安裝時(shí)可調(diào)整游隙，通常成對使用。3.6 軸承座的選擇 ：根據(jù)機(jī)械工

29、程師手冊第一卷P847表5.1-91 ，選擇圓柱孔軸承的異徑孔滾動(dòng)軸承座（雙螺柱式），型號為 SNK210，其基本尺寸為：d1=50mm，d2=45mm,d3=60mm,D=90mm,A max =100mm,H=60mm,L=205mm。3.7 軸強(qiáng)度的校核：軸的強(qiáng)度計(jì)算主要有三種方法：許用切應(yīng)力計(jì)算；許用彎曲應(yīng)力計(jì)算；安全系數(shù)校核計(jì)算。許用切應(yīng)力計(jì)算只需要知道轉(zhuǎn)矩的大小，方法簡便，但計(jì)算精度較低。彎矩等-14-的影響，可在計(jì)算中適當(dāng)降低切應(yīng)力。許用彎曲應(yīng)力計(jì)算必須先知道作用力的大小和作用點(diǎn)的位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)。為此，常先按轉(zhuǎn)矩估算軸徑并進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，即可畫出軸的彎扭合成圖

30、，然后計(jì)算危險(xiǎn)截面的最大彎曲應(yīng)力。它主要用于計(jì)算一般重要的、彎扭復(fù)合的軸，計(jì)算精度中等。安全系數(shù)校核計(jì)算也要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行。以上三中方法可以單獨(dú)或逐個(gè)使用。一般轉(zhuǎn)軸按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算已經(jīng)足夠，不需要再用安全系數(shù)法校核。這里使用許用彎曲應(yīng)力計(jì)算對軸進(jìn)行校核。由以上可知軸徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)的，所以要校核軸的彎曲強(qiáng)度，軸的強(qiáng)度校核也就是找出危險(xiǎn)截面，看危險(xiǎn)截面是否滿足軸徑條件，如果危險(xiǎn)截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據(jù)軸的實(shí)際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計(jì)算危險(xiǎn)截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據(jù)許用彎曲應(yīng)力校核的，即由彎矩產(chǎn)生

31、的彎曲應(yīng)力b 不超過許用彎曲應(yīng)力 b ，一般計(jì)算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點(diǎn)反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖，繪出當(dāng)量彎矩圖。1) 計(jì)算受力情況：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)鼓參數(shù)為D=600mm，d=265mm， H=692mm， h=260mm。22轉(zhuǎn)鼓體積 V= （ D）H- （d）h323222=（600692-（265 260）32323.14 900 692- 3.14 17556.25 26033=65186400-4777640=0.06m 3篩體重力 m= v=78500

32、.06=471N，故篩體壓力為G=mg=4719.8=4616N2）軸的受力示意圖：-15-圖 7軸受力示意圖3）受力計(jì)算：以 B 點(diǎn)為支點(diǎn)： G108+Fr2255=（255+148） FyFr2= 403Fy 108G = 4032927 108 46162552551179581498528=255=2671N受力平衡分析： G+Fy=Fr1+Fr2Fr1=G+Fy-Fr2=4616+2972-2617=4872N截面法：（1-1 ）圖8 截面1G+FQ1=0，F(xiàn)Q1=-G=-4616NM1+Gx1=0，M1=-4616x1（0 x1108）(2-2)-16-圖9 截面2G+FQ2=Fr

33、1 ,FQ2=Fr1-G=4872-4616=256NGx2+M2=Fr1(x2-108)M2=Fr1 x1-108Fr1-G x2=4872x2-4616x2-526176=256x2-526176(0 x2363)(3-3)圖10 截面 3Fr1+Fr2=G+FQ3 ,FQ3=Fr1+Fr2-G=4872+2616-4616=2927NM3+Gx3=Fr1（ x1-108 ）+Fr2(x3-108-255)M3=Fr1 x3-108Fr1+Fr2 x3-363Fr2=7543x3-1495749由以上各式畫剪力圖、彎矩圖：-17-圖 11剪力圖圖 12彎矩圖4）計(jì)算軸所受彎矩 ;T=954

34、9P =229700Nmn彎矩圖如下：-18-圖 13彎矩圖由于此次設(shè)計(jì)選用 45 鋼做正火或調(diào)制處理，查書 P321 表 16-5 可知 b =60Mpa， 1 =200Mpa, 1 =55Mpa, 0 =95Mpa。由上圖可知軸的危險(xiǎn)截面在B 處， d=60mm。b= M=M3=24Mpa55MpaW0.1d經(jīng)校核，軸的截面強(qiáng)度足夠。3.8 軸承的校核：所選軸承為雙列圓錐滾子軸承，型號為352210E， d=50mm， D=90mm， Cr =145KN，C 0 r =218KN，e=0.42.1）確定徑向載荷系數(shù)X，軸向載荷系數(shù)Y：因?yàn)檩S向載荷Fa=0，則 Fa =0eP=0.67Fr+

35、Y2Fa故 P=Fr對軸承 1： Fr=4872NP=Fr=4872N對軸承 2： Fr=2617NP=Fr=2617N計(jì)算軸承壽命：由 P352 表 17-6 、17-7 查得 f T =1.0 ， f p =1.2 ， =10/3-19-L h =106f T C=10 660nf pP60 8781450001.2 4972103=1.3 106 h假設(shè)每天工作 12 小時(shí)，一年工作 300 天，設(shè)備使用 5 年，則 123005=18000h,可見該軸承完全符合要求。-20-機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架的設(shè)計(jì)在前面方案論證中已經(jīng)提到，在機(jī)器中支撐或容納零部件的零件稱之為機(jī)架，所以機(jī)架是底座、機(jī)體、床

36、身、橋架、殼體、箱體以及基礎(chǔ)平臺(tái)等零件的統(tǒng)稱。按機(jī)架分類所用材料分類，圓錐篩采用的是金屬焊接機(jī)架。主要是焊接機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、壁厚可以相差很大，并且可根據(jù)工況需要不同部位選用不同性能的材料，但其抗振性能比較差。強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性是機(jī)架設(shè)計(jì)的主要準(zhǔn)則，也是評價(jià)機(jī)架工作能力的主要標(biāo)準(zhǔn)，合理的設(shè)計(jì)機(jī)架的截面形狀和尺寸、注意機(jī)架的整體布局。設(shè)計(jì)機(jī)架通過了以下幾個(gè)設(shè)計(jì)步驟：（1）初定機(jī)架的形狀和尺寸 機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸取決于安裝在它內(nèi)部的零件和部件的 形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時(shí)也取決與所受載荷、運(yùn)動(dòng)等情況，然后，綜合上述情況和有關(guān)資料，并參考現(xiàn)有同類型機(jī)架，初定擬定出機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和

37、尺寸。由于在小麥谷朊粉的加工過程中，由其加工工藝流程圖可知，離心篩的裝置都在上層，所以不可能采用又重又笨的鑄鐵機(jī)架，所以采用由鋼板、型鋼、鑄鋼焊接而成的機(jī)架。機(jī)架的大致尺寸為高 1117 、長 993 、寬 750 ，要考慮起具體形狀和電機(jī)、軸承座的安裝還有帶輪罩的固定。（2）機(jī)架的造型設(shè)計(jì)，雖然材料一定，但機(jī)架也要求內(nèi)外質(zhì)量的統(tǒng)一，考慮到角鋼的等邊性把角鋼用于底座和支撐軸承座，外觀上做成梯形架子，兩邊角鋼分別向兩邊斜去，這樣既增加了機(jī)架的穩(wěn)定性、又使整個(gè)機(jī)架看上去簡單輕便。同樣角鋼上面是四塊角鋼焊接的一個(gè)長方形用來支撐板，板在角鋼上焊接，下空，因而有利于在板上打通孔和軸承的調(diào)節(jié)，軸承調(diào)節(jié)是通

38、過連接部分的螺栓孔做成長圓狀的來實(shí)現(xiàn)。而下面是由兩個(gè)空心鋼來支撐電機(jī)下的板，空心鋼強(qiáng)度和剛度都很高，所以不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度或剛度不足現(xiàn)象。（3）作為焊接機(jī)架應(yīng)合理布置焊縫和提高焊縫的可靠性，而且焊縫應(yīng)位于低應(yīng)力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構(gòu)件；焊縫布置應(yīng)盡量對稱，最好至中性軸的距離 相等；盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，且焊線要短；焊縫要不要布置在加工面和需要進(jìn)行表面處理的部位上；更要注意不要讓焊縫匯交和密集，讓次要焊縫中斷，主要焊縫聯(lián)系。減少應(yīng)力集中，如盡量采用對接接頭；減少殘余應(yīng)力，焊后熱處理等。（4）盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)型材，板材，減少加工量。機(jī)架主要由空心鋼、角鋼、鋼板等型鋼焊接拼而成，它們性能的好壞

39、直接決定著機(jī)架整體性聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的剛度直接影響機(jī)器-21-的工作性能。為保證機(jī)架剛度應(yīng)注意改善聯(lián)結(jié)部位的受力狀況、合理提高接觸表面的平面度公差等級及改善其表面粗糙度、螺栓最好前后、左右對稱布置。整個(gè)機(jī)架設(shè)計(jì)完以后，既要注意滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求，又要注意外形的美觀和人機(jī)工程性，方便操作。造型好，使其既適用經(jīng)濟(jì)，又美觀大方。設(shè)計(jì)過程中還要注意一下幾點(diǎn)：1） 在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本底；2） 抗振性好；3） 由于內(nèi)應(yīng)力及溫度變化引起的結(jié)構(gòu)變形應(yīng)力最?。?） 結(jié)構(gòu)力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件；-22-設(shè)計(jì)感想寫到這里才稍微松了一口氣，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于接近尾聲了。在這里首先要感謝呂老師給我的幫助，由于是第一次搞一整套機(jī)器的設(shè)計(jì)，剛開始根