學(xué)校代碼：10410
序 號(hào)：20050409
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
題目： 漿渣自分離立式磨漿機(jī)
學(xué) 院： 工 學(xué) 院
姓 名： 方 皎
學(xué) 號(hào)： 20050409
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 機(jī) 制051
指導(dǎo)教師： 涂建平 徐雪紅
二OO九 年 五 月
漿渣自分離立式磨漿機(jī)
摘 要
目前全國(guó)的磨漿機(jī)生產(chǎn)企業(yè)分布特點(diǎn)是區(qū)域性的群體生產(chǎn)狀況，我國(guó)磨漿機(jī)行業(yè)整體質(zhì)量仍處在一個(gè)較低水平。由于磨漿機(jī)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小，多為個(gè)體企業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備陳舊，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有豆制品加工技術(shù)產(chǎn)品存在的一些技術(shù)問(wèn)題，及對(duì)多功能磨漿機(jī)產(chǎn)品的需求狀況，提出一種漿渣自分離的立式磨漿機(jī)的設(shè)計(jì)方案。利用由電動(dòng)機(jī)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，使定砂輪片與動(dòng)砂輪片產(chǎn)生高的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)物料進(jìn)行充分研磨。并利用高速旋轉(zhuǎn)下的離心力原理，使研磨后的漿與渣分離,最大限度的獲取大豆中的蛋白質(zhì)成分。達(dá)到充分利用產(chǎn)品功用，提高豆制品生產(chǎn)效率的目的。
關(guān)鍵詞：
磨漿機(jī)；
定砂輪磨片；
動(dòng)砂輪磨片；
離心分離篩。
Vertical Type Stuff Grinder of Seprating Bean-milk and Beandregs
Abstract: At the present time, manufacturers of Stuff Grinder is characterized by the distribution of regional groups of production, our quality of Stuff Grinde industry as a whole is still at a lower level. Stuff Grinder as a result of small-scale manufacturing enterprises, and more for individual enterprises, production facilities are old and unstable product quality.To study the problem of today’s bean products’ process technology in our country,and considering the demand conditions of multifunctional stuff grinder ,to raise a kind of design proposal:the vertical type stuff grinder of seprating bean-milk and beandregs automatically .to take advantage of electric motor ,drivie rotating shaft directly.in order to making high relative movement between immobile grinding wheel and mobile grinding wheel .so the materiel can be grindded fully.Besides,basing on the centrifugal force theory in the condition of high speed revolution,to separte bean-milk and beandregs.so subunit of protein from beans can be got utmostly. For carrying the point of improving productivity.
Key words: stuff grinder
immobile grinding wheel
mobile grinding wheel
centrifugal separation screen
I
漿渣自分離立式磨漿機(jī)
目 錄
1 緒 論 - 1 -
1.1 引言 - 1 -
1.2 磨漿機(jī)產(chǎn)品的特性及現(xiàn)狀 - 2 -
1.3 課題研究依據(jù) - 3 -
1.3.1總體設(shè)計(jì)參數(shù) - 3 -
1.3.2 現(xiàn)今產(chǎn)品存在的問(wèn)題 - 3 -
1.3.3 裝配技術(shù)要求 - 3 -
2 原理與設(shè)計(jì)要求分析 - 4 -
2.1相關(guān)原理分析 - 4 -
2.1.1 磨漿機(jī)的工作原理 - 4 -
2.1.2 研磨原理 - 4 -
2.1.3 漿渣分離原理 - 5 -
2.1.4 間隙控制原理 - 6 -
2.2 機(jī)器設(shè)計(jì)要求分析 - 6 -
3 零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 - 7 -
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 - 7 -
3.2 磨片的設(shè)計(jì) - 7 -
3.3 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度、剛度校核 - 8 -
3.3.1 軸的強(qiáng)度校核 - 8 -
3.3.2 軸的剛度校核 - 9 -
3.4 沉頭螺釘?shù)膹?qiáng)度校核 - 10 -
3.5 離心分離篩的設(shè)計(jì) - 11 -
3.6 螺栓的強(qiáng)度校核 - 11 -
3.7 鍵的強(qiáng)度校核 - 12 -
4 重要零部件材料的選擇及裝配特性 - 13 -
4.1 定、動(dòng)磨片材料的選擇 - 13 -
4.2 離心分離篩材料的選擇 - 13 -
4.3 機(jī)體、機(jī)蓋材料的選擇及磨漿機(jī)的固定方式 - 14 -
4.4 相關(guān)零部件潤(rùn)滑方式的選擇 - 14 -
參 考 文 獻(xiàn) - 15 -
致 謝 - 16 -
1 緒 論
1.1 引言
大豆磨漿制品是我國(guó)人民的傳統(tǒng)食品, 也是現(xiàn)代科學(xué)公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)食品。用于豆制品加工主要工序中的制漿設(shè)備在我國(guó)具有悠久的歷史。改革開(kāi)放后，大豆磨漿機(jī)行業(yè)得以迅速發(fā)展。進(jìn)入80年代以來(lái)，砂輪磨漿機(jī)以其體積小、效率高、節(jié)能、漿質(zhì)好等顯著優(yōu)勢(shì)。深受廣大豆制品加工用戶(hù)的歡迎，產(chǎn)銷(xiāo)量增幅較大。在70年代我國(guó)磨漿機(jī)年產(chǎn)量在7萬(wàn)臺(tái)左右，80年代年產(chǎn)量已達(dá)10幾萬(wàn)臺(tái)，90年代初，特別是糧食市場(chǎng)放開(kāi)后的1992～1994年，市場(chǎng)需求量驟增，產(chǎn)品供不應(yīng)求，年產(chǎn)銷(xiāo)量由10幾萬(wàn)臺(tái)增至40萬(wàn)臺(tái)左右。隨著產(chǎn)品的熱銷(xiāo)，1994年后許多小型及個(gè)體企業(yè)紛紛上馬生產(chǎn)磨漿機(jī)，生產(chǎn)企業(yè)從100多家增至300多家。據(jù)我國(guó)不完全統(tǒng)計(jì)，年總產(chǎn)銷(xiāo)量已達(dá)50萬(wàn)臺(tái)，年總產(chǎn)值4億元以上。
社會(huì)需求量提高,從而帶動(dòng)了磨漿機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步,企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模開(kāi)始向?qū)I(yè)化,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展, 特別是分離型砂輪磨漿機(jī)不但被國(guó)內(nèi)豆制品加工廠、專(zhuān)業(yè)戶(hù)廣泛使用,也是混合型砂輪磨的更新?lián)Q代產(chǎn)品。目前, 具有代表性的有河北滄州產(chǎn)的分離型DM - Z105、125 型漿渣自分離磨漿機(jī)年產(chǎn)銷(xiāo)4 萬(wàn)臺(tái), 沈陽(yáng)產(chǎn)FM - 120、175、200 型年產(chǎn)3 萬(wàn)臺(tái)左右, 另外江蘇丹徒地區(qū)磨漿機(jī)年產(chǎn)近10 萬(wàn)臺(tái),浙江機(jī)電股份有限公司、湖南桑植機(jī)械廠、安徽蒙城礦機(jī)廠等數(shù)十家企業(yè)產(chǎn)品也有較大的社會(huì)保有量和年產(chǎn)銷(xiāo)量。湖北石首第四機(jī)械廠、石首畜牧機(jī)械廠多功能磨漿機(jī)近年社會(huì)產(chǎn)銷(xiāo)量也較大,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)磨漿機(jī)生產(chǎn)企業(yè)約有100 余家, 年產(chǎn)銷(xiāo)量30～40 萬(wàn)臺(tái), 年總產(chǎn)值約3～4 億元左右。磨漿機(jī)生產(chǎn)企業(yè)90 %以上為小型企業(yè), 隨著產(chǎn)品的發(fā)展, 近年逐漸形成上述幾個(gè)行業(yè)骨干企業(yè)。磨漿機(jī)生產(chǎn)方式, 較大企業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵部件以自己制造為主, 其它零部件靠專(zhuān)業(yè)廠外協(xié), 最后總裝。小企業(yè)(包括個(gè)體企業(yè)) 以各部件外購(gòu)、外協(xié)為主, 最后總裝。從管理水平上,很大一部分企業(yè)缺乏規(guī)范化管理的經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有可靠的質(zhì)量保證體系,部分行業(yè)骨干企業(yè)開(kāi)始運(yùn)用質(zhì)量保證體系規(guī)范化生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng), 并開(kāi)始向集團(tuán)化方向發(fā)展; 從生產(chǎn)條件看, 大部分企業(yè)加工設(shè)備比較陳舊,工藝工裝手段比較簡(jiǎn)單,加工精度不高。從產(chǎn)品發(fā)展看, 磨漿機(jī)是80 年代在我國(guó)開(kāi)始批量生產(chǎn)的新產(chǎn)品,通過(guò)幾年的發(fā)展,技術(shù)水平的進(jìn)步,產(chǎn)品的技術(shù)含量有一定的提高, 產(chǎn)品增加了新的品種和規(guī)格, 而且整機(jī)和關(guān)鍵部件不斷出現(xiàn)新結(jié)構(gòu)。從質(zhì)量水平看,隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng), 企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)普遍提高。1993 年我中心對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行了第一次產(chǎn)品質(zhì)量國(guó)家監(jiān)督抽查, 其抽樣合格率為57.11 % ,1996 年第四季度我中心對(duì)江蘇、遼寧、浙江、湖南、湖北、河南、河北、山東、安徽等我國(guó)目前磨漿機(jī)產(chǎn)銷(xiāo)量較大的九個(gè)省份的32 家企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行了第二次國(guó)家監(jiān)督抽查, 其抽樣合格率為75.10 % , 基本上代表了我國(guó)目前磨漿機(jī)行業(yè)的質(zhì)量水平。
1.2 磨漿機(jī)產(chǎn)品的特性及現(xiàn)狀
石磨是我國(guó)傳統(tǒng)的磨漿設(shè)備, 由軸和上下兩個(gè)磨盤(pán)組成,磨盤(pán)直徑在600～1200mm。以人推、馬拉、電機(jī)傳遞動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)為主。缺點(diǎn)是體積大、笨重、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大, 況且磨齒需經(jīng)常修鑿, 其費(fèi)用較高。目前已基本被鋼磨、砂輪磨所取代。
鋼磨是一種磨漿兼有糧食和飼料粉碎等功能的機(jī)械。目前主要有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)形式, 由軸和鑄鋼動(dòng)靜片組成,可由電動(dòng)機(jī)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)或由電動(dòng)機(jī)、燃油機(jī)傳遞動(dòng)力作業(yè)。磨片直徑在100～200mm。生產(chǎn)率一般在15～300kg/ h 左右,其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高、體積小、產(chǎn)量高、動(dòng)靜鑄鋼磨片的使用壽命長(zhǎng)。其缺點(diǎn)是噪聲高,豆糊在磨制過(guò)程中, 升溫發(fā)熱, 而容易引起蛋白變質(zhì),同時(shí)豆糊顆粒較大,出渣率較高,容易造成物料浪費(fèi)。因此近年來(lái)在單一用作大豆磨漿方面已很少使用。但由于鋼磨兼有磨漿和粉碎多種作業(yè)功能, 提高了用戶(hù)的實(shí)用性。特別是近年來(lái), 某些產(chǎn)品集磨漿、粉碎、磨米等多種作業(yè)功能于一體, 適應(yīng)部分農(nóng)村家庭作業(yè)的需要,深受廣大農(nóng)民的歡迎,提高了產(chǎn)品銷(xiāo)售服務(wù)對(duì)象的廣度和深度, 近二三年此類(lèi)產(chǎn)品的產(chǎn)銷(xiāo)量在部分省區(qū)有跳躍發(fā)展的趨勢(shì)。其不足之處是, 該類(lèi)機(jī)械相互兼顧多種作業(yè)功效, 容易降低各種作業(yè)功能的性能指標(biāo)。
砂輪磨是目前國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的磨漿設(shè)備, 有混合型和分離型（如圖所示）兩大類(lèi),是近年來(lái)發(fā)展最迅速,應(yīng)用最廣泛的大豆磨漿機(jī)械?；旌鲜侥{機(jī)分為立式和臥式兩種,主要由軸和動(dòng)靜砂輪磨片組成, 可由電機(jī)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)或電機(jī)、燃油機(jī)傳遞動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)。磨片直徑一般在100～400mm , 其砂輪材質(zhì)主要由16 # ～45 # 碳化硅金剛砂?；蜓趸X白剛玉以及棕剛玉砂粒粘合、燒結(jié)而成。生產(chǎn)率一般為20～500kg/ h ,其特點(diǎn)是作業(yè)時(shí)大豆進(jìn)入粗磨區(qū),再進(jìn)入精磨區(qū),磨碎質(zhì)量好,出渣率低,蛋白質(zhì)損失少,而且具有優(yōu)于石磨和鋼磨的自銳性,因此砂輪片比較耐用,另具有體積小、效率高、節(jié)能、噪聲小、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn),適于大豆制漿作業(yè)。分離型磨漿機(jī)械主要以立式結(jié)構(gòu)為主, 是目前我國(guó)最為先進(jìn)的磨漿設(shè)備,其結(jié)構(gòu)主要由軸、動(dòng)靜砂輪磨片、離心分離篩組成, 磨片直徑一般在100～200mm ,生產(chǎn)率一般在35～300kg/ h , 該類(lèi)機(jī)械除具有混合型磨漿機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外, 又增加了分離功能, 制漿過(guò)程中, 漿渣自動(dòng)分離, 大大減輕了用戶(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度。另外漿質(zhì)好,經(jīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn),按每千克大豆磨漿制作豆腐較傳統(tǒng)磨和鋼磨多出豆腐0.15kg 左右。目前分離式磨漿機(jī)已被豆制品加工廠、個(gè)體專(zhuān)業(yè)戶(hù)、飯店、食堂廣泛應(yīng)用,也被大豆飲品、豆制品加工成套設(shè)備所采用。自1986年以來(lái), 分離型磨漿機(jī)逐步受到國(guó)外用戶(hù)的認(rèn)可和重視, 已被德國(guó)、俄羅斯、加拿大、烏克蘭、馬來(lái)西亞、泰國(guó)、日本、香港等國(guó)家和地區(qū)用戶(hù)選用。這說(shuō)明作為傳統(tǒng)豆制品加工工藝和現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步相結(jié)合的砂輪式自分離磨漿機(jī),已有擴(kuò)大國(guó)外市場(chǎng)銷(xiāo)售趨勢(shì)。
1.3 課題研究依據(jù)
1.3.1總體設(shè)計(jì)參數(shù)
外形尺寸
450450950 mm
磨輪直徑
200 mm
額定功率
4 kw
額定轉(zhuǎn)速
2800r/min
額定頻率
50 Hz
額定電壓
3N-380v
生產(chǎn)能力
155-175 kg/h
篩網(wǎng)目數(shù)
90 目
1.3.2 現(xiàn)今產(chǎn)品存在的問(wèn)題
1、現(xiàn)有分離式磨漿機(jī)需磨制二到三次，出漿率才能接近100%，重復(fù)磨漿不僅造成營(yíng)養(yǎng)成份的損失，而且降低了豆?jié){制品的產(chǎn)量和質(zhì)量。
2、多功能磨漿機(jī)由于兼顧多種作業(yè)功能，各項(xiàng)作業(yè)質(zhì)量不均衡，某項(xiàng)作業(yè)性能質(zhì)量不理想，達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，容易造成物料和能源的浪費(fèi)。
3、磨漿機(jī)接觸食品材料應(yīng)嚴(yán)格符合相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際市場(chǎng)的要求，提高產(chǎn)品的檔次和水平。
4、電壓低是我國(guó)目前存在的普遍現(xiàn)象，特別是部分農(nóng)村地區(qū)?，F(xiàn)有磨漿機(jī)產(chǎn)品的低電壓工作性能不理想，該指標(biāo)體現(xiàn)了產(chǎn)品的適應(yīng)性和可靠性，產(chǎn)品按現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)只能反映220v的作業(yè)狀況，而當(dāng)電壓過(guò)低時(shí)，有些磨漿機(jī)產(chǎn)品輕者電機(jī)發(fā)熱，影響分離或停止運(yùn)轉(zhuǎn)，重者燒損電機(jī)，即影響用戶(hù)生產(chǎn)又易造成經(jīng)濟(jì)損失。
1.3.3 裝配技術(shù)要求
1、磨漿機(jī)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的圖樣和經(jīng)批準(zhǔn)的技術(shù)文件進(jìn)行裝配。
2、動(dòng)片、定片裝配后必須進(jìn)行磨合，使兩砂輪片的精加工工作面接觸均勻，接觸面不得少于95%；其間隙調(diào)節(jié)應(yīng)有“粗”、“細(xì)”字樣和相應(yīng)的標(biāo)志。
3、用手驅(qū)動(dòng)定片時(shí)應(yīng)靈活，不允許有阻滯和碰撞現(xiàn)象。
4、對(duì)磨漿機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲的要求，砂輪直徑小于或等于200mm時(shí)，其噪聲不得大于70dB。
5、殼體與主軸交貫處應(yīng)采取可靠的防漏措施，工作時(shí)出漿口的豆糊應(yīng)暢通無(wú)阻，其余部位不得有漿液外溢和滲漏。
6、軸承溫升在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不得超過(guò)35,最高溫度不得超過(guò)70
2 原理與設(shè)計(jì)要求分析
2.1相關(guān)原理分析
2.1.1 磨漿機(jī)的工作原理
原料通過(guò)加料斗進(jìn)入兩個(gè)相對(duì)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的磨盤(pán)之間，使其在磨盤(pán)的機(jī)械力的作用下，部分受到磨紋的碾磨，大部分由于原料本身的相互擠壓、摩擦而破碎。漿料最后經(jīng)精磨區(qū)流出，由于精磨區(qū)間隙較小而被細(xì)化（磨碎）。在高速旋轉(zhuǎn)中，離心力的作用下，漿體通過(guò)篩孔，經(jīng)出漿口流出，而渣體不能通過(guò)篩孔，通過(guò)離心作用經(jīng)出渣口流出。工作示意圖如圖二所示。
2.1.2 研磨原理
粉碎是利用機(jī)械的方法克服固體物料內(nèi)部的凝聚力而將其破碎的一種操作，它是食品加工中特別是在食品原料加工中的基本操作之一。
根據(jù)粉碎的粒度大小，可將粉碎分成以下幾種級(jí)別：粗破碎——物料被破碎到200-100mm;中破碎——物料被破碎到70-20mm；細(xì)破碎——物料被破碎到10-200目（mesh）標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)；微粉碎——將物料90%以上粉碎刀能通過(guò)325目標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)；超微粉碎——將全部物料粉碎到微米級(jí)的粒度。
食品粉碎的方式有多種，一般可分為：
1、 擠壓 2、彎曲 3、折斷 4、剪切 5、撞擊 6、研磨
對(duì)應(yīng)示意圖如下：
研磨是指物料與粗糙工作面之間在一定壓力下相對(duì)運(yùn)動(dòng)而摩擦，使物料受到破壞，表面剝落，這是一種既有擠壓又有剪切的復(fù)雜過(guò)程。對(duì)于某一種物料而言，當(dāng)兩個(gè)工作表面之間的壓力不小于某一個(gè)最小的極值，或者兩個(gè)工作面之間的間隙不小于某一個(gè)最小的極值時(shí)，可以得到所需要的粉碎效果。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，濾網(wǎng)的目數(shù)要求達(dá)到90目。所以屬于細(xì)破碎的范疇。
2.1.3 漿渣分離原理
離心力(Centrifugal force)是一種假想力，即慣性力。當(dāng)物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心加速度會(huì)在物體的坐標(biāo)系產(chǎn)生如同力一般的效果，類(lèi)似于有一股力作用在離心方向，因此稱(chēng)為離心力。具體的計(jì)算公式可表示為：
式中： ——離心力，N m——質(zhì)量，kg
——角速度，rad/s R——旋轉(zhuǎn)半徑，m
我們知道接觸力都是由于分子間作用力宏觀的體現(xiàn)，若在做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到大小不變方向時(shí)刻改變的向心力，它是實(shí)際存在的力，力方向指向圓心，就會(huì)時(shí)刻扭轉(zhuǎn)物體的運(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)物體就不是做勻速運(yùn)動(dòng)了，而是曲線運(yùn)動(dòng)（圓周運(yùn)動(dòng)是特例），受向心力物體內(nèi)的分子也并不保持相對(duì)彼此近似靜止了，而是由于向心力起初作用物體內(nèi)的那一小塊分子群的后面拉著一連串的分子，而且這個(gè)向心力時(shí)刻改變，物體內(nèi)這一連串分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也要時(shí)刻改變,分子改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是靠分子間距離的改變從而改變分子間作用力。而晚改變狀態(tài)的分子會(huì)因?yàn)樵绺淖儬顟B(tài)的分子的分子間相互作用力而跟著改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而恰恰是這個(gè)分子間延遲效果，把物體內(nèi)的拉伸力體現(xiàn)為了外在的離心力。
渣料有一定的質(zhì)量，在高速旋轉(zhuǎn)的腔體內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，漿體可以通過(guò)離心分離篩的篩孔，而渣料則克服篩網(wǎng)的摩擦力，在受離心力作用下，沿著篩網(wǎng)上移而經(jīng)出渣口流出。以達(dá)到漿渣分離的目的。
2.1.4 間隙控制原理
螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母的嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。主要用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成推力。按工作特點(diǎn)，螺旋傳動(dòng)用的螺旋分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋。①傳力螺旋:以傳遞動(dòng)力為主,它用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力,一般為間歇工作,工作速度不高，而且通常要求自鎖，例如螺旋壓力機(jī)和螺旋千斤頂上的螺旋。②傳導(dǎo)螺旋：以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，常要求具有高的運(yùn)動(dòng)精度，一般在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度也較高，如機(jī)床的進(jìn)給螺旋（絲杠）。③調(diào)整螺旋：用于調(diào)整并固定零件或部件之間的相對(duì)位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，要求自鎖，有時(shí)也要求很高精度，如機(jī)器和精密儀表微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。
定、動(dòng)磨盤(pán)之間的間隙控制，利用的是螺旋傳動(dòng)的原理實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇的是調(diào)整螺旋機(jī)構(gòu)。
2.2 機(jī)器設(shè)計(jì)要求分析
良好的磨漿機(jī)在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面必須滿足：
1、 物料必須連續(xù)而均勻地供入磨漿機(jī)。一般可采用在高位供料或用強(qiáng)制的辦法送進(jìn)。
2、 物料在磨碎過(guò)程中必須布滿盤(pán)面空間，并連續(xù)運(yùn)動(dòng)。因此，要有良好的磨盤(pán)結(jié)構(gòu)（磨紋形式）來(lái)實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)。
3、 磨盤(pán)必須耐磨，以延長(zhǎng)使用周期，一般定片使用砂輪片，動(dòng)片采用36號(hào)粒度碳化硅或氧化鎂金剛砂砂輪。
4、 磨盤(pán)上的氣孔盡量少或無(wú)氣孔最好，方便洗和防止細(xì)菌污染。
5、 磨漿機(jī)操作時(shí)，必須使磨盤(pán)面間的磨料壓力相對(duì)穩(wěn)定和保證磨盤(pán)面間有一個(gè)恒定均勻的間隙。
6、 在機(jī)械性能上，要求主軸和磨室殼體有足夠的剛度，磨盤(pán)要有足夠的動(dòng)平衡，機(jī)座要緊固，在運(yùn)轉(zhuǎn)中能把磨盤(pán)生產(chǎn)的振動(dòng)通過(guò)機(jī)座被基礎(chǔ)吸收。由于在磨漿中會(huì)產(chǎn)生大量的熱。所以必需要有冷卻措施和注意熱脹冷縮對(duì)材料的影響。
3 零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
磨漿機(jī)選用的電機(jī)應(yīng)符合GB755-81《電機(jī) 基本技術(shù)要求》有關(guān)規(guī)定。電機(jī)的選配應(yīng)符合下表的規(guī)定。
砂輪直徑 （mm）
100
125
150
175
200
250
300
350
400
500
生產(chǎn)能力（kg/h）
20
30
40
100
150
200
250
300
350
400
電機(jī)功率（kw）
0.6
1.0
2.0
3.0
4.0
4.5
5.0
5.5
7.5
10
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定最大轉(zhuǎn)矩：
T——額定轉(zhuǎn)矩，Nm P——額定功率，kw
n——額定轉(zhuǎn)速，min/r
通過(guò)查Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表，選擇112M28型電動(dòng)機(jī)。并查得其轉(zhuǎn)軸的直徑尺寸為R=28mm。
3.2 磨片的設(shè)計(jì)
磨漿機(jī)的制漿過(guò)程中比較重要的工藝要求是沫糊的細(xì)度，理論上沫糊中的顆粒應(yīng)在3微米以下，從感觀上看沫糊應(yīng)是不粗不糙，均勻潔白，沒(méi)有粒身。沫糊的細(xì)度，直接影響蛋白質(zhì)在水中的溶解度，這和出品率有直接的關(guān)系。沫糊的細(xì)度與蛋白質(zhì)的溶解度關(guān)系可用曲線表示如上圖：
磨盤(pán)是磨漿機(jī)的關(guān)鍵部件。為了磨出良好的漿料，磨盤(pán)應(yīng)該具有破碎區(qū)、中間區(qū)（磨漿區(qū)）和精磨區(qū)，這三個(gè)區(qū)的工作要求，一般設(shè)計(jì)不同形式的磨紋來(lái)實(shí)現(xiàn)。
1、 破碎區(qū)——一般將齒設(shè)計(jì)成較大的齒和放射狀的形式，齒面較寬，長(zhǎng)度不等，寬度由內(nèi)向外逐漸縮小，使大豆在此區(qū)產(chǎn)生擠壓、摩擦而破碎。
2、 磨漿區(qū)——將齒設(shè)計(jì)得比破碎區(qū)細(xì)，平行狀，使大豆在此區(qū)磨細(xì)。
3、 精磨區(qū)——將齒條設(shè)計(jì)得更細(xì)且相互平行，使大豆在此區(qū)磨細(xì)。
目前我國(guó)使用的砂輪磨是將砂輪設(shè)計(jì)成齒的形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)破碎、粗磨和細(xì)磨的目的。在此把砂輪設(shè)計(jì)成上砂輪為碟形，下砂輪為圓臺(tái)形（如圖），使上下砂輪片之間形成兩個(gè)區(qū)域，中間為粗磨區(qū)，四邊沿為精磨區(qū)；在定片裝有螺旋以控制兩片砂輪的間隙，可以磨出較好的漿。大豆磨漿機(jī)砂輪包括砂輪體和軸孔，其特征是在傾斜的工作表面開(kāi)有徑向?qū)ΨQ(chēng)的溝槽，優(yōu)點(diǎn)是由于在工作表面開(kāi)有徑向溝槽，使其摩擦力增強(qiáng)豆瓣在由中心向外緣運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，得到充分破碎，因此生產(chǎn)效率提高，質(zhì)量更好，而且減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了電能。
3.3 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度、剛度校核
3.3.1 軸的強(qiáng)度校核
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的選擇型號(hào)，可確定轉(zhuǎn)軸軸徑。并按所受的轉(zhuǎn)矩來(lái)校核軸的強(qiáng)度（如果還受有不大的彎矩時(shí)，可用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮）。根據(jù)公式：
式中: ——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，；
T——軸所受的扭矩，N*mm；
——軸的抗扭截面系數(shù)，；
n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min;
P——軸的傳遞功率，kw；
d——計(jì)算截面處軸的直徑，mm；
——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，。
軸常用幾種材料的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的值如下：
軸的材料
Q235-A 20
Q275、35
45
40Cr、3Cr13
/
15-25
20-35
25-45
35-55
注：表中考慮了彎矩影響而降低了許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。
作出扭矩圖：
3.3.2 軸的剛度校核
軸的扭轉(zhuǎn)剛度以扭轉(zhuǎn)角來(lái)度量。軸的剛度校核計(jì)算通常是計(jì)算出軸在受載時(shí)的變形量，并控制其允許值。軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角來(lái)表示。圓軸扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算公式為（階梯軸）：
式中：T——軸所受的扭矩，Nmm
G——軸的材料的剪切彈性模量，，對(duì)于鋼材，；
——軸截面的極慣性矩，，對(duì)于圓軸，；
L——階梯軸受扭矩作用的長(zhǎng)度，mm；
——分別代表階梯軸第i段上所受的扭矩、長(zhǎng)度和極慣性矩，單位同前。
Z——階梯軸受扭矩作用的周段數(shù)。
軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為：
式中，為軸每米長(zhǎng)的允許扭轉(zhuǎn)角，與軸的使用場(chǎng)合有關(guān)。對(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取。
所以，根據(jù)所選材料設(shè)計(jì)的軸，滿足剛度要求。
3.4 沉頭螺釘?shù)膹?qiáng)度校核
根據(jù)螺釘組合的受力分析，可近似按受轉(zhuǎn)矩的鉸制孔用螺栓組連接的公式進(jìn)行校核。
在轉(zhuǎn)矩T的作用下，各螺釘受到剪切和擠壓作用，各螺釘所受的橫向工作剪力和該螺釘軸線到螺釘組對(duì)稱(chēng)中心的連線相垂直。為了求得各螺釘?shù)墓ぷ骷袅Φ拇笮?。各螺釘?shù)募羟凶冃瘟颗c該螺釘軸線到螺釘組對(duì)稱(chēng)中心的距離成正比。
根據(jù)作用力矩平衡的條件得：
又因?yàn)?，i=1，2，…，z
聯(lián)解以上兩式，可求得受力最大的工作剪力為：
受變載荷時(shí)，安全系數(shù)，取；，選取性能等級(jí)為6.8級(jí)的45鋼材質(zhì)的螺釘，經(jīng)查表可知，屈服強(qiáng)度極限480。
，所以許用工作剪力：
所以滿足要求。
3.5 離心分離篩的設(shè)計(jì)
篩網(wǎng)是分離漿體和渣料的關(guān)鍵部分，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，篩網(wǎng)目數(shù)需為90目。目是指一平方英寸上可以打多少個(gè)孔，目數(shù)越多，每個(gè)孔的直徑就越小，因此經(jīng)常用目數(shù)來(lái)表示粉體的細(xì)度。篩目與篩孔內(nèi)徑對(duì)照表如下：
篩目
篩孔內(nèi)徑（mm）
篩目
篩孔內(nèi)徑（mm）
篩目
篩孔內(nèi)徑（mm）
10
2.00
60
0.250
140
0.105
16
1.19
80
0.177
200
0.074
20
0.84
100
0.149
40
0.42
120
0.125
因?yàn)楹Y網(wǎng)的目數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求為90目，所以篩孔的內(nèi)徑通過(guò)計(jì)算可得：
3.6 螺栓的強(qiáng)度校核
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的選型，可查得電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量為45kg。便可計(jì)算得螺栓組所受的總重力為：
而三個(gè)相同的螺栓均勻分布著，所以每個(gè)螺栓所受的力的大小為：
,
電動(dòng)機(jī)與筒體之間采用的是普通螺栓組連接，由工作條件可知，可以利用承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接的計(jì)算方法來(lái)校核螺栓的強(qiáng)度。這種高緊螺栓連接承受軸向拉伸工作載荷后，由于螺栓和被連接件的彈性變形，螺栓所受的總拉力并不等于預(yù)緊力和工作拉力之和。根據(jù)理論分析，螺栓的總拉力除和預(yù)緊力、工作拉力有關(guān)外，還受到螺栓剛度及被連接件剛度等因素的影響。因此，應(yīng)從分析螺栓連接的受力和變形的關(guān)系入手，找出螺栓總拉力的大小。
總拉力的大小為：
式中：——預(yù)緊力，N； ——工作拉力，N；
——總拉力，N； ——螺栓的相對(duì)剛度
為了降低螺栓的受力，提高螺栓連接的承載能力，應(yīng)使值盡量小些。一般設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)墊片材料不同使用下列推薦數(shù)據(jù)：金屬墊片（或無(wú)墊片）0.2--0.3；皮革墊片0.7，銅皮石棉墊片0.8，橡膠墊片0.9。在此選用的是金屬墊片。所以取0.2為佳。
為了保證連接的緊密性，防止連接受載后接合面間產(chǎn)生縫隙，應(yīng)使(為殘余預(yù)緊力),推薦采用的為：對(duì)于有密封性要求的連接，；對(duì)于一般連接，工作載荷穩(wěn)定時(shí)，；工作載荷不穩(wěn)定時(shí)，；對(duì)于地腳螺栓連接，。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，會(huì)受到振動(dòng)的影響，所以選擇工作載荷不穩(wěn)定的情況來(lái)計(jì)算，取 又因?yàn)椋?
所以，總拉力
設(shè)計(jì)中選取的螺栓的公稱(chēng)直徑為?？紤]到螺栓在總拉力的作用下可能需要補(bǔ)充擰緊，故將總拉力增加30%以考慮扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響。于是螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度條件為：
計(jì)算得：，經(jīng)查表可知，。顯然滿足強(qiáng)度要求。
3.7 鍵的強(qiáng)度校核
平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，通過(guò)連接中各零件的受力分析可知，對(duì)于采用常見(jiàn)的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵連接（靜連接），其主要失效形式是工作面被壓潰。除非嚴(yán)重過(guò)載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為：
式中：——傳遞的轉(zhuǎn)矩；
k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，此處h為鍵的高度，mm；
l——鍵的工作長(zhǎng)度，mm，圓頭平鍵，平頭平鍵l=L，這里L(fēng)為鍵的公稱(chēng) 長(zhǎng)度，mm；b為鍵的寬度，mm；
d——軸的直徑，mm；
——鍵、軸，輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，，見(jiàn)下表：
許用擠壓應(yīng)力
連接工作方式
鍵或轂、軸的材料
載荷性質(zhì)
靜載荷
輕微沖擊
沖擊
靜連接
鋼
120-150
100-120
60-90
鑄鐵
70-80
50-60
30-45
選擇鍵的材料為鋼?？芍I的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。
4 重要零部件材料的選擇及裝配特性
4.1 定、動(dòng)磨片材料的選擇
磨片的材料是決定磨漿機(jī)出漿細(xì)度的重要因素。我國(guó)磨漿機(jī)的磨片材料一般使用30號(hào)粒度碳化硅經(jīng)過(guò)配料——壓制——燒結(jié)——機(jī)加工而成的。優(yōu)點(diǎn)是來(lái)源廣泛。缺點(diǎn)是普通的砂輪以金屬加工為對(duì)象故約有40%的氣孔率，就會(huì)成為數(shù)千億巨量細(xì)菌的貯藏庫(kù)，會(huì)使食品遭受污染。目前國(guó)外已經(jīng)研究出一種具有無(wú)氣孔、無(wú)滲透的新型陶瓷磨具，這種磨具的粒度有16#-24#共8個(gè)類(lèi)型，根據(jù)原料加以選擇，以磨盤(pán)的形狀和磨紋來(lái)實(shí)現(xiàn)破碎區(qū)、磨漿區(qū)、精磨區(qū)，三個(gè)區(qū)的作用。這種磨盤(pán)只要清洗表面就能洗凈，可以防止細(xì)菌污染。
4.2 離心分離篩材料的選擇
離心分離篩是完成漿渣分離的重要零件，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，它與動(dòng)砂輪片連接在一體。隨電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸，一起做高速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)以上工作要求，分離篩因裝配的精度缺陷，會(huì)產(chǎn)生一定的離心慣性力。所以分離篩的材料的質(zhì)量應(yīng)該盡量選擇較輕的材質(zhì)，又由于會(huì)與漿渣接觸，必須要滿足食品安全等相關(guān)規(guī)定。并且要便于冷加工成型。綜合考慮各方面的因素，該設(shè)計(jì)中選用防銹鋁合金作為加工離心分離篩的材料。所選材料型號(hào)為L(zhǎng)F21。
4.3 機(jī)體、機(jī)蓋材料的選擇及磨漿機(jī)的固定方式
電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，其振動(dòng)影響不容忽視，所以在選擇箱體的材料時(shí)，應(yīng)盡量選擇具有吸振性能好的材料，以增加磨漿機(jī)的工作平穩(wěn)性。而機(jī)體與筒體之間采用焊接方式連接，所以所選材質(zhì)應(yīng)具有一定的焊接性能。所以在此設(shè)計(jì)中選擇了Q235型號(hào)的碳素結(jié)構(gòu)鋼，它有一定的強(qiáng)度，良好的鑄造性和韌性，焊接性好，被廣泛用于制造一般的機(jī)械零件。此外，機(jī)蓋的設(shè)計(jì)時(shí)，為了使在離心力作用下的渣體能順利的沿著出渣擋板出渣，應(yīng)該在機(jī)蓋的內(nèi)表面加工出一條引槽，以便渣體能順利流出。
磨漿機(jī)裝配完成，考慮工作的安全性，應(yīng)與地面有很好的固定，在此采用地腳螺栓，將筒體與地面連接。以達(dá)到較好的固定效果。
4.4 相關(guān)零部件潤(rùn)滑方式的選擇
流體膜潤(rùn)滑是指處于流體膜潤(rùn)滑狀態(tài)下的兩摩擦表面被一層潤(rùn)滑膜隔開(kāi)，不發(fā)生金屬與金屬的直接接觸，摩擦僅發(fā)生在流體內(nèi)部。這種潤(rùn)滑狀態(tài)具有較小的摩擦系數(shù)，約為0.001-0.008。可通過(guò)軸環(huán)的運(yùn)動(dòng)將潤(rùn)滑劑帶進(jìn)楔形間隙。產(chǎn)生流體動(dòng)壓力的方法，形成流體膜潤(rùn)滑，即動(dòng)壓式滑動(dòng)軸承。推力軸承殼采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。所選潤(rùn)滑脂的型號(hào)應(yīng)考慮工作時(shí)的溫升。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]、濮良貴，紀(jì)名剛主編。機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）。高等教育出版社，2006
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[8]、蔣迪清，唐偉強(qiáng)編。食品通用機(jī)械與設(shè)備。華南理工大學(xué)出版社，2000
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[14]、于永泗，齊民主編。機(jī)械工程材料（第七版）。大連理工大學(xué)出版社，2007
致 謝
本學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師涂建平和徐雪紅老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他們嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到論文的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，翻閱了很多專(zhuān)業(yè)方面的資料，并充分利用校圖書(shū)館的資源。數(shù)月以來(lái)，遇到了很多專(zhuān)業(yè)方面的問(wèn)題，認(rèn)真思考，而且不斷和同學(xué)討論一起解決，同時(shí)我的導(dǎo)師給我提出了很多寶貴的意見(jiàn)，為論文進(jìn)一步的完善提供了許多幫助。
雖然設(shè)計(jì)的過(guò)程是漫長(zhǎng)而且辛酸的，但在導(dǎo)師的幫助下，克服了許多困難，學(xué)到了很多東西，包括課堂當(dāng)中一些沒(méi)有涉及到的內(nèi)容。經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，樹(shù)立了面對(duì)困難，并勇于解決問(wèn)題的信心。十分感謝導(dǎo)師給我的大力支持和精心指導(dǎo)。
最后，向所有參加答辯的老師評(píng)委致意，感謝你們?cè)诎倜χ谐槌鰰r(shí)間來(lái)參加我的畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯，對(duì)此我表示真摯的謝意！
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
論文（設(shè)計(jì)）
課題名稱(chēng)
漿渣自分離立式磨漿機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
院（系）
工學(xué)院
專(zhuān)業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)老師
職稱(chēng)
講師
學(xué)歷
本科
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求：
1、 好學(xué)上進(jìn)，能吃苦耐勞，刻苦鉆研，有相應(yīng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)具備獨(dú)立工作能力；
2、 能敏感及時(shí)地查閱到國(guó)內(nèi)外與本課題相關(guān)的資料和文件；
3、 能通過(guò)計(jì)算機(jī)繪圖繪制相應(yīng)的零件、部件和組件，繪制出總裝配圖；
4、 工作量要符合我院畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求；
5、 根據(jù)畢業(yè)的要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成畢業(yè)答辯所需要的全部工作。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：
1、 了解實(shí)際生產(chǎn)中磨漿機(jī)的設(shè)計(jì)和制造工藝；
2、 查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料和文件；
3、 研究漿渣自分離磨漿機(jī)的工作原理，制定磨漿機(jī)的設(shè)計(jì)思路并畫(huà)出工作草圖；
4、 通過(guò)計(jì)算機(jī)繪圖繪制相應(yīng)的零件和部件，繪制出裝配圖；
5、 撰寫(xiě)出4000字左右的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（不含圖表、計(jì)算程序等）；
6、 機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙工作量：折合A0圖紙1.5張以上。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作規(guī)劃：
第一階段：參觀實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程；查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料和文件分析磨漿機(jī)的設(shè)計(jì)與制造工藝；
第二階段：研究磨漿機(jī)的工作原理，制定磨漿機(jī)的設(shè)計(jì)思路；
第三階段：給出總體方案，畫(huà)出工作草圖，通過(guò)計(jì)算機(jī)繪圖繪制相應(yīng)的零件和部件，繪制出總裝配圖；
第四階段：撰寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；根據(jù)設(shè)計(jì)的要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成畢業(yè)答辯做需要的所有工作。
接受任務(wù)日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日
學(xué) 生 簽 名 年 月 日
指導(dǎo)教師簽名 年 月 日
院長(zhǎng)（主任）簽名 年 月 日
漿渣自分離立式磨漿機(jī)
摘 要
目前全國(guó)的磨漿機(jī)生產(chǎn)企業(yè)分布特點(diǎn)是區(qū)域性的群體生產(chǎn)狀況，我國(guó)磨漿機(jī)行業(yè)整體質(zhì)量仍處在一個(gè)較低水平。由于磨漿機(jī)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小，多為個(gè)體企業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備陳舊，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有豆制品加工技術(shù)產(chǎn)品存在的一些技術(shù)問(wèn)題，及對(duì)多功能磨漿機(jī)產(chǎn)品的需求狀況，提出一種漿渣自分離的立式磨漿機(jī)的設(shè)計(jì)方案。利用由電動(dòng)機(jī)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，使定砂輪片與動(dòng)砂輪片產(chǎn)生高的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)物料進(jìn)行充分研磨。并利用高速旋轉(zhuǎn)下的離心力原理，使研磨后的漿與渣分離,最大限度的獲取大豆中的蛋白質(zhì)成分。達(dá)到充分利用產(chǎn)品功用，提高豆制品生產(chǎn)效率的目的。
關(guān)鍵詞：
磨漿機(jī)；
定砂輪磨片；
動(dòng)砂輪磨片；
離心分離篩。
Vertical Type Stuff Grinder of Seprating Bean-milk and Beandregs
Abstract: At the present time, manufacturers of Stuff Grinder is characterized by the distribution of regional groups of production, our quality of Stuff Grinde industry as a whole is still at a lower level. Stuff Grinder as a result of small-scale manufacturing enterprises, and more for individual enterprises, production facilities are old and unstable product quality.To study the problem of today’s bean products’ process technology in our country,and considering the demand conditions of multifunctional stuff grinder ,to raise a kind of design proposal:the vertical type stuff grinder of seprating bean-milk and beandregs automatically .to take advantage of electric motor ,drivie rotating shaft directly.in order to making high relative movement between immobile grinding wheel and mobile grinding wheel .so the materiel can be grindded fully.Besides,basing on the centrifugal force theory in the condition of high speed revolution,to separte bean-milk and beandregs.so subunit of protein from beans can be got utmostly. For carrying the point of improving productivity.
Key words: stuff grinder
immobile grinding wheel
mobile grinding wheel
centrifugal separation screen
II
漿渣自分離立式磨漿機(jī)
目 錄
1 緒 論 - 1 -
1.1 引言 - 1 -
1.2 磨漿機(jī)產(chǎn)品的特性及現(xiàn)狀 - 2 -
1.3 課題研究依據(jù) - 3 -
1.3.1總體設(shè)計(jì)參數(shù) - 3 -
1.3.2 現(xiàn)今產(chǎn)品存在的問(wèn)題 - 3 -
1.3.3 裝配技術(shù)要求 - 3 -
2 原理與設(shè)計(jì)要求分析 - 4 -
2.1相關(guān)原理分析 - 4 -
2.1.1 磨漿機(jī)的工作原理 - 4 -
2.1.2 研磨原理 - 4 -
2.1.3 漿渣分離原理 - 5 -
2.1.4 間隙控制原理 - 6 -
2.2 機(jī)器設(shè)計(jì)要求分析 - 6 -
3 零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 - 7 -
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 - 7 -
3.2 磨片的設(shè)計(jì) - 7 -
3.3 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度、剛度校核 - 8 -
3.3.1 軸的強(qiáng)度校核 - 8 -
3.3.2 軸的剛度校核 - 9 -
3.4 沉頭螺釘?shù)膹?qiáng)度校核 - 10 -
3.5 離心分離篩的設(shè)計(jì) - 11 -
3.6 螺栓的強(qiáng)度校核 - 11 -
3.7 鍵的強(qiáng)度校核 - 12 -
4 重要零部件材料的選擇及裝配特性 - 13 -
4.1 定、動(dòng)磨片材料的選擇 - 13 -
4.2 離心分離篩材料的選擇 - 13 -
4.3 機(jī)體、機(jī)蓋材料的選擇及磨漿機(jī)的固定方式 - 14 -
4.4 相關(guān)零部件潤(rùn)滑方式的選擇 - 14 -
參 考 文 獻(xiàn) - 15 -
致 謝 - 16 -
1 緒 論
1.1 引言
大豆磨漿制品是我國(guó)人民的傳統(tǒng)食品, 也是現(xiàn)代科學(xué)公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)食品。用于豆制品加工主要工序中的制漿設(shè)備在我國(guó)具有悠久的歷史。改革開(kāi)放后，大豆磨漿機(jī)行業(yè)得以迅速發(fā)展。進(jìn)入80年代以來(lái)，砂輪磨漿機(jī)以其體積小、效率高、節(jié)能、漿質(zhì)好等顯著優(yōu)勢(shì)。深受廣大豆制品加工用戶(hù)的歡迎，產(chǎn)銷(xiāo)量增幅較大。在70年代我國(guó)磨漿機(jī)年產(chǎn)量在7萬(wàn)臺(tái)左右，80年代年產(chǎn)量已達(dá)10幾萬(wàn)臺(tái)，90年代初，特別是糧食市場(chǎng)放開(kāi)后的1992～1994年，市場(chǎng)需求量驟增，產(chǎn)品供不應(yīng)求，年產(chǎn)銷(xiāo)量由10幾萬(wàn)臺(tái)增至40萬(wàn)臺(tái)左右。隨著產(chǎn)品的熱銷(xiāo)，1994年后許多小型及個(gè)體企業(yè)紛紛上馬生產(chǎn)磨漿機(jī)，生產(chǎn)企業(yè)從100多家增至300多家。據(jù)我國(guó)不完全統(tǒng)計(jì)，年總產(chǎn)銷(xiāo)量已達(dá)50萬(wàn)臺(tái)，年總產(chǎn)值4億元以上。
社會(huì)需求量提高,從而帶動(dòng)了磨漿機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步,企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模開(kāi)始向?qū)I(yè)化,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展, 特別是分離型砂輪磨漿機(jī)不但被國(guó)內(nèi)豆制品加工廠、專(zhuān)業(yè)戶(hù)廣泛使用,也是混合型砂輪磨的更新?lián)Q代產(chǎn)品。目前, 具有代表性的有河北滄州產(chǎn)的分離型DM - Z105、125 型漿渣自分離磨漿機(jī)年產(chǎn)銷(xiāo)4 萬(wàn)臺(tái), 沈陽(yáng)產(chǎn)FM - 120、175、200 型年產(chǎn)3 萬(wàn)臺(tái)左右, 另外江蘇丹徒地區(qū)磨漿機(jī)年產(chǎn)近10 萬(wàn)臺(tái),浙江機(jī)電股份有限公司、湖南桑植機(jī)械廠、安徽蒙城礦機(jī)廠等數(shù)十家企業(yè)產(chǎn)品也有較大的社會(huì)保有量和年產(chǎn)銷(xiāo)量。湖北石首第四機(jī)械廠、石首畜牧機(jī)械廠多功能磨漿機(jī)近年社會(huì)產(chǎn)銷(xiāo)量也較大,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)磨漿機(jī)生產(chǎn)企業(yè)約有100 余家, 年產(chǎn)銷(xiāo)量30～40 萬(wàn)臺(tái), 年總產(chǎn)值約3～4 億元左右。磨漿機(jī)生產(chǎn)企業(yè)90 %以上為小型企業(yè), 隨著產(chǎn)品的發(fā)展, 近年逐漸形成上述幾個(gè)行業(yè)骨干企業(yè)。磨漿機(jī)生產(chǎn)方式, 較大企業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵部件以自己制造為主, 其它零部件靠專(zhuān)業(yè)廠外協(xié), 最后總裝。小企業(yè)(包括個(gè)體企業(yè)) 以各部件外購(gòu)、外協(xié)為主, 最后總裝。從管理水平上,很大一部分企業(yè)缺乏規(guī)范化管理的經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有可靠的質(zhì)量保證體系,部分行業(yè)骨干企業(yè)開(kāi)始運(yùn)用質(zhì)量保證體系規(guī)范化生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng), 并開(kāi)始向集團(tuán)化方向發(fā)展; 從生產(chǎn)條件看, 大部分企業(yè)加工設(shè)備比較陳舊,工藝工裝手段比較簡(jiǎn)單,加工精度不高。從產(chǎn)品發(fā)展看, 磨漿機(jī)是80 年代在我國(guó)開(kāi)始批量生產(chǎn)的新產(chǎn)品,通過(guò)幾年的發(fā)展,技術(shù)水平的進(jìn)步,產(chǎn)品的技術(shù)含量有一定的提高, 產(chǎn)品增加了新的品種和規(guī)格, 而且整機(jī)和關(guān)鍵部件不斷出現(xiàn)新結(jié)構(gòu)。從質(zhì)量水平看,隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng), 企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)普遍提高。1993 年我中心對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行了第一次產(chǎn)品質(zhì)量國(guó)家監(jiān)督抽查, 其抽樣合格率為57.11 % ,1996 年第四季度我中心對(duì)江蘇、遼寧、浙江、湖南、湖北、河南、河北、山東、安徽等我國(guó)目前磨漿機(jī)產(chǎn)銷(xiāo)量較大的九個(gè)省份的32 家企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行了第二次國(guó)家監(jiān)督抽查, 其抽樣合格率為75.10 % , 基本上代表了我國(guó)目前磨漿機(jī)行業(yè)的質(zhì)量水平。
1.2 磨漿機(jī)產(chǎn)品的特性及現(xiàn)狀
石磨是我國(guó)傳統(tǒng)的磨漿設(shè)備, 由軸和上下兩個(gè)磨盤(pán)組成,磨盤(pán)直徑在600～1200mm。以人推、馬拉、電機(jī)傳遞動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)為主。缺點(diǎn)是體積大、笨重、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大, 況且磨齒需經(jīng)常修鑿, 其費(fèi)用較高。目前已基本被鋼磨、砂輪磨所取代。
鋼磨是一種磨漿兼有糧食和飼料粉碎等功能的機(jī)械。目前主要有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)形式, 由軸和鑄鋼動(dòng)靜片組成,可由電動(dòng)機(jī)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)或由電動(dòng)機(jī)、燃油機(jī)傳遞動(dòng)力作業(yè)。磨片直徑在100～200mm。生產(chǎn)率一般在15～300kg/ h 左右,其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高、體積小、產(chǎn)量高、動(dòng)靜鑄鋼磨片的使用壽命長(zhǎng)。其缺點(diǎn)是噪聲高,豆糊在磨制過(guò)程中, 升溫發(fā)熱, 而容易引起蛋白變質(zhì),同時(shí)豆糊顆粒較大,出渣率較高,容易造成物料浪費(fèi)。因此近年來(lái)在單一用作大豆磨漿方面已很少使用。但由于鋼磨兼有磨漿和粉碎多種作業(yè)功能, 提高了用戶(hù)的實(shí)用性。特別是近年來(lái), 某些產(chǎn)品集磨漿、粉碎、磨米等多種作業(yè)功能于一體, 適應(yīng)部分農(nóng)村家庭作業(yè)的需要,深受廣大農(nóng)民的歡迎,提高了產(chǎn)品銷(xiāo)售服務(wù)對(duì)象的廣度和深度, 近二三年此類(lèi)產(chǎn)品的產(chǎn)銷(xiāo)量在部分省區(qū)有跳躍發(fā)展的趨勢(shì)。其不足之處是, 該類(lèi)機(jī)械相互兼顧多種作業(yè)功效, 容易降低各種作業(yè)功能的性能指標(biāo)。
砂輪磨是目前國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的磨漿設(shè)備, 有混合型和分離型（如圖所示）兩大類(lèi),是近年來(lái)發(fā)展最迅速,應(yīng)用最廣泛的大豆磨漿機(jī)械?；旌鲜侥{機(jī)分為立式和臥式兩種,主要由軸和動(dòng)靜砂輪磨片組成, 可由電機(jī)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)或電機(jī)、燃油機(jī)傳遞動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)。磨片直徑一般在100～400mm , 其砂輪材質(zhì)主要由16 # ～45 # 碳化硅金剛砂?；蜓趸X白剛玉以及棕剛玉砂粒粘合、燒結(jié)而成。生產(chǎn)率一般為20～500kg/ h ,其特點(diǎn)是作業(yè)時(shí)大豆進(jìn)入粗磨區(qū),再進(jìn)入精磨區(qū),磨碎質(zhì)量好,出渣率低,蛋白質(zhì)損失少,而且具有優(yōu)于石磨和鋼磨的自銳性,因此砂輪片比較耐用,另具有體積小、效率高、節(jié)能、噪聲小、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn),適于大豆制漿作業(yè)。分離型磨漿機(jī)械主要以立式結(jié)構(gòu)為主, 是目前我國(guó)最為先進(jìn)的磨漿設(shè)備,其結(jié)構(gòu)主要由軸、動(dòng)靜砂輪磨片、離心分離篩組成, 磨片直徑一般在100～200mm ,生產(chǎn)率一般在35～300kg/ h , 該類(lèi)機(jī)械除具有混合型磨漿機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外, 又增加了分離功能, 制漿過(guò)程中, 漿渣自動(dòng)分離, 大大減輕了用戶(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度。另外漿質(zhì)好,經(jīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn),按每千克大豆磨漿制作豆腐較傳統(tǒng)磨和鋼磨多出豆腐0.15kg 左右。目前分離式磨漿機(jī)已被豆制品加工廠、個(gè)體專(zhuān)業(yè)戶(hù)、飯店、食堂廣泛應(yīng)用,也被大豆飲品、豆制品加工成套設(shè)備所采用。自1986年以來(lái), 分離型磨漿機(jī)逐步受到國(guó)外用戶(hù)的認(rèn)可和重視, 已被德國(guó)、俄羅斯、加拿大、烏克蘭、馬來(lái)西亞、泰國(guó)、日本、香港等國(guó)家和地區(qū)用戶(hù)選用。這說(shuō)明作為傳統(tǒng)豆制品加工工藝和現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步相結(jié)合的砂輪式自分離磨漿機(jī),已有擴(kuò)大國(guó)外市場(chǎng)銷(xiāo)售趨勢(shì)。
1.3 課題研究依據(jù)
1.3.1總體設(shè)計(jì)參數(shù)
外形尺寸
450450950 mm
磨輪直徑
200 mm
額定功率
4 kw
額定轉(zhuǎn)速
2800r/min
額定頻率
50 Hz
額定電壓
3N-380v
生產(chǎn)能力
155-175 kg/h
篩網(wǎng)目數(shù)
90 目
1.3.2 現(xiàn)今產(chǎn)品存在的問(wèn)題
1、現(xiàn)有分離式磨漿機(jī)需磨制二到三次，出漿率才能接近100%，重復(fù)磨漿不僅造成營(yíng)養(yǎng)成份的損失，而且降低了豆?jié){制品的產(chǎn)量和質(zhì)量。
2、多功能磨漿機(jī)由于兼顧多種作業(yè)功能，各項(xiàng)作業(yè)質(zhì)量不均衡，某項(xiàng)作業(yè)性能質(zhì)量不理想，達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，容易造成物料和能源的浪費(fèi)。
3、磨漿機(jī)接觸食品材料應(yīng)嚴(yán)格符合相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際市場(chǎng)的要求，提高產(chǎn)品的檔次和水平。
4、電壓低是我國(guó)目前存在的普遍現(xiàn)象，特別是部分農(nóng)村地區(qū)。現(xiàn)有磨漿機(jī)產(chǎn)品的低電壓工作性能不理想，該指標(biāo)體現(xiàn)了產(chǎn)品的適應(yīng)性和可靠性，產(chǎn)品按現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)只能反映220v的作業(yè)狀況，而當(dāng)電壓過(guò)低時(shí)，有些磨漿機(jī)產(chǎn)品輕者電機(jī)發(fā)熱，影響分離或停止運(yùn)轉(zhuǎn)，重者燒損電機(jī)，即影響用戶(hù)生產(chǎn)又易造成經(jīng)濟(jì)損失。
1.3.3 裝配技術(shù)要求
1、磨漿機(jī)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的圖樣和經(jīng)批準(zhǔn)的技術(shù)文件進(jìn)行裝配。
2、動(dòng)片、定片裝配后必須進(jìn)行磨合，使兩砂輪片的精加工工作面接觸均勻，接觸面不得少于95%；其間隙調(diào)節(jié)應(yīng)有“粗”、“細(xì)”字樣和相應(yīng)的標(biāo)志。
3、用手驅(qū)動(dòng)定片時(shí)應(yīng)靈活，不允許有阻滯和碰撞現(xiàn)象。
4、對(duì)磨漿機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲的要求，砂輪直徑小于或等于200mm時(shí)，其噪聲不得大于70dB。
5、殼體與主軸交貫處應(yīng)采取可靠的防漏措施，工作時(shí)出漿口的豆糊應(yīng)暢通無(wú)阻，其余部位不得有漿液外溢和滲漏。
6、軸承溫升在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不得超過(guò)35,最高溫度不得超過(guò)70
2 原理與設(shè)計(jì)要求分析
2.1相關(guān)原理分析
2.1.1 磨漿機(jī)的工作原理
原料通過(guò)加料斗進(jìn)入兩個(gè)相對(duì)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的磨盤(pán)之間，使其在磨盤(pán)的機(jī)械力的作用下，部分受到磨紋的碾磨，大部分由于原料本身的相互擠壓、摩擦而破碎。漿料最后經(jīng)精磨區(qū)流出，由于精磨區(qū)間隙較小而被細(xì)化（磨碎）。在高速旋轉(zhuǎn)中，離心力的作用下，漿體通過(guò)篩孔，經(jīng)出漿口流出，而渣體不能通過(guò)篩孔，通過(guò)離心作用經(jīng)出渣口流出。工作示意圖如圖二所示。
2.1.2 研磨原理
粉碎是利用機(jī)械的方法克服固體物料內(nèi)部的凝聚力而將其破碎的一種操作，它是食品加工中特別是在食品原料加工中的基本操作之一。
根據(jù)粉碎的粒度大小，可將粉碎分成以下幾種級(jí)別：粗破碎——物料被破碎到200-100mm;中破碎——物料被破碎到70-20mm；細(xì)破碎——物料被破碎到10-200目（mesh）標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)；微粉碎——將物料90%以上粉碎刀能通過(guò)325目標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)；超微粉碎——將全部物料粉碎到微米級(jí)的粒度。
食品粉碎的方式有多種，一般可分為：
1、 擠壓 2、彎曲 3、折斷 4、剪切 5、撞擊 6、研磨
對(duì)應(yīng)示意圖如下：
研磨是指物料與粗糙工作面之間在一定壓力下相對(duì)運(yùn)動(dòng)而摩擦，使物料受到破壞，表面剝落，這是一種既有擠壓又有剪切的復(fù)雜過(guò)程。對(duì)于某一種物料而言，當(dāng)兩個(gè)工作表面之間的壓力不小于某一個(gè)最小的極值，或者兩個(gè)工作面之間的間隙不小于某一個(gè)最小的極值時(shí)，可以得到所需要的粉碎效果。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，濾網(wǎng)的目數(shù)要求達(dá)到90目。所以屬于細(xì)破碎的范疇。
2.1.3 漿渣分離原理
離心力(Centrifugal force)是一種假想力，即慣性力。當(dāng)物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心加速度會(huì)在物體的坐標(biāo)系產(chǎn)生如同力一般的效果，類(lèi)似于有一股力作用在離心方向，因此稱(chēng)為離心力。具體的計(jì)算公式可表示為：
式中： ——離心力，N m——質(zhì)量，kg
——角速度，rad/s R——旋轉(zhuǎn)半徑，m
我們知道接觸力都是由于分子間作用力宏觀的體現(xiàn)，若在做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到大小不變方向時(shí)刻改變的向心力，它是實(shí)際存在的力，力方向指向圓心，就會(huì)時(shí)刻扭轉(zhuǎn)物體的運(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)物體就不是做勻速運(yùn)動(dòng)了，而是曲線運(yùn)動(dòng)（圓周運(yùn)動(dòng)是特例），受向心力物體內(nèi)的分子也并不保持相對(duì)彼此近似靜止了，而是由于向心力起初作用物體內(nèi)的那一小塊分子群的后面拉著一連串的分子，而且這個(gè)向心力時(shí)刻改變，物體內(nèi)這一連串分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也要時(shí)刻改變,分子改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是靠分子間距離的改變從而改變分子間作用力。而晚改變狀態(tài)的分子會(huì)因?yàn)樵绺淖儬顟B(tài)的分子的分子間相互作用力而跟著改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而恰恰是這個(gè)分子間延遲效果，把物體內(nèi)的拉伸力體現(xiàn)為了外在的離心力。
渣料有一定的質(zhì)量，在高速旋轉(zhuǎn)的腔體內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，漿體可以通過(guò)離心分離篩的篩孔，而渣料則克服篩網(wǎng)的摩擦力，在受離心力作用下，沿著篩網(wǎng)上移而經(jīng)出渣口流出。以達(dá)到漿渣分離的目的。
2.1.4 間隙控制原理
螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母的嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。主要用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成推力。按工作特點(diǎn)，螺旋傳動(dòng)用的螺旋分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋。①傳力螺旋:以傳遞動(dòng)力為主,它用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力,一般為間歇工作,工作速度不高，而且通常要求自鎖，例如螺旋壓力機(jī)和螺旋千斤頂上的螺旋。②傳導(dǎo)螺旋：以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，常要求具有高的運(yùn)動(dòng)精度，一般在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度也較高，如機(jī)床的進(jìn)給螺旋（絲杠）。③調(diào)整螺旋：用于調(diào)整并固定零件或部件之間的相對(duì)位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，要求自鎖，有時(shí)也要求很高精度，如機(jī)器和精密儀表微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。
定、動(dòng)磨盤(pán)之間的間隙控制，利用的是螺旋傳動(dòng)的原理實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇的是調(diào)整螺旋機(jī)構(gòu)。
2.2 機(jī)器設(shè)計(jì)要求分析
良好的磨漿機(jī)在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面必須滿足：
1) 物料必須連續(xù)而均勻地供入磨漿機(jī)。一般可采用在高位供料或用強(qiáng)制的辦法送進(jìn)。
2) 物料在磨碎過(guò)程中必須布滿盤(pán)面空間，并連續(xù)運(yùn)動(dòng)。因此，要有良好的磨盤(pán)結(jié)構(gòu)（磨紋形式）來(lái)實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)。
3) 磨盤(pán)必須耐磨，以延長(zhǎng)使用周期，一般定片使用砂輪片，動(dòng)片采用36號(hào)粒度碳化硅或氧化鎂金剛砂砂輪。
4) 磨盤(pán)上的氣孔盡量少或無(wú)氣孔最好，方便洗和防止細(xì)菌污染。
5) 磨漿機(jī)操作時(shí)，必須使磨盤(pán)面間的磨料壓力相對(duì)穩(wěn)定和保證磨盤(pán)面間有一個(gè)恒定均勻的間隙。
6) 在機(jī)械性能上，要求主軸和磨室殼體有足夠的剛度，磨盤(pán)要有足夠的動(dòng)平衡，機(jī)座要緊固，在運(yùn)轉(zhuǎn)中能把磨盤(pán)生產(chǎn)的振動(dòng)通過(guò)機(jī)座被基礎(chǔ)吸收。由于在磨漿中會(huì)產(chǎn)生大量的熱。所以必需要有冷卻措施和注意熱脹冷縮對(duì)材料的影響。
3 零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
磨漿機(jī)選用的電機(jī)應(yīng)符合GB755-81《電機(jī) 基本技術(shù)要求》有關(guān)規(guī)定。電機(jī)的選配應(yīng)符合下表的規(guī)定。
砂輪直徑 （mm）
100
125
150
175
200
250
300
350
400
500
生產(chǎn)能力（kg/h）
20
30
40
100
150
200
250
300
350
400
電機(jī)功率（kw）
0.6
1.0
2.0
3.0
4.0
4.5
5.0
5.5
7.5
10
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定最大轉(zhuǎn)矩：
T——額定轉(zhuǎn)矩，Nm P——額定功率，kw
n——額定轉(zhuǎn)速，min/r
通過(guò)查Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表，選擇112M28型電動(dòng)機(jī)。并查得其轉(zhuǎn)軸的直徑尺寸為R=28mm。
3.2 磨片的設(shè)計(jì)
磨漿機(jī)的制漿過(guò)程中比較重要的工藝要求是沫糊的細(xì)度，理論上沫糊中的顆粒應(yīng)在3微米以下，從感觀上看沫糊應(yīng)是不粗不糙，均勻潔白，沒(méi)有粒身。沫糊的細(xì)度，直接影響蛋白質(zhì)在水中的溶解度，這和出品率有直接的關(guān)系。沫糊的細(xì)度與蛋白質(zhì)的溶解度關(guān)系可用曲線表示如上圖：
磨盤(pán)是磨漿機(jī)的關(guān)鍵部件。為了磨出良好的漿料，磨盤(pán)應(yīng)該具有破碎區(qū)、中間區(qū)（磨漿區(qū)）和精磨區(qū)，這三個(gè)區(qū)的工作要求，一般設(shè)計(jì)不同形式的磨紋來(lái)實(shí)現(xiàn)。
1、 破碎區(qū)——一般將齒設(shè)計(jì)成較大的齒和放射狀的形式，齒面較寬，長(zhǎng)度不等，寬度由內(nèi)向外逐漸縮小，使大豆在此區(qū)產(chǎn)生擠壓、摩擦而破碎。
2、 磨漿區(qū)——將齒設(shè)計(jì)得比破碎區(qū)細(xì)，平行狀，使大豆在此區(qū)磨細(xì)。
3、 精磨區(qū)——將齒條設(shè)計(jì)得更細(xì)且相互平行，使大豆在此區(qū)磨細(xì)。
目前我國(guó)使用的砂輪磨是將砂輪設(shè)計(jì)成齒的形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)破碎、粗磨和細(xì)磨的目的。在此把砂輪設(shè)計(jì)成上砂輪為碟形，下砂輪為圓臺(tái)形（如圖），使上下砂輪片之間形成兩個(gè)區(qū)域，中間為粗磨區(qū)，四邊沿為精磨區(qū)；在定片裝有螺旋以控制兩片砂輪的間隙，可以磨出較好的漿。大豆磨漿機(jī)砂輪包括砂輪體和軸孔，其特征是在傾斜的工作表面開(kāi)有徑向?qū)ΨQ(chēng)的溝槽，優(yōu)點(diǎn)是由于在工作表面開(kāi)有徑向溝槽，使其摩擦力增強(qiáng)豆瓣在由中心向外緣運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，得到充分破碎，因此生產(chǎn)效率提高，質(zhì)量更好，而且減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了電能。
3.3 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度、剛度校核
3.3.1 軸的強(qiáng)度校核
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的選擇型號(hào)，可確定轉(zhuǎn)軸軸徑。并按所受的轉(zhuǎn)矩來(lái)校核軸的強(qiáng)度（如果還受有不大的彎矩時(shí)，可用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮）。根據(jù)公式：
式中: ——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，；
T——軸所受的扭矩，N*mm；
——軸的抗扭截面系數(shù)，；
n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min;
P——軸的傳遞功率，kw；
d——計(jì)算截面處軸的直徑，mm；
——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，。
軸常用幾種材料的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的值如下：
軸的材料
Q235-A 20
Q275、35
45
40Cr、3Cr13
/
15-25
20-35
25-45
35-55
注：表中考慮了彎矩影響而降低了許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。
作出扭矩圖：
3.3.2 軸的剛度校核
軸的扭轉(zhuǎn)剛度以扭轉(zhuǎn)角來(lái)度量。軸的剛度校核計(jì)算通常是計(jì)算出軸在受載時(shí)的變形量，并控制其允許值。軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角來(lái)表示。圓軸扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算公式為（階梯軸）：
式中：T——軸所受的扭矩，Nmm
G——軸的材料的剪切彈性模量，，對(duì)于鋼材，；
——軸截面的極慣性矩，，對(duì)于圓軸，；
L——階梯軸受扭矩作用的長(zhǎng)度，mm；
——分別代表階梯軸第i段上所受的扭矩、長(zhǎng)度和極慣性矩，單位同前。
Z——階梯軸受扭矩作用的周段數(shù)。
軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為：
式中，為軸每米長(zhǎng)的允許扭轉(zhuǎn)角，與軸的使用場(chǎng)合有關(guān)。對(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取。
所以，根據(jù)所選材料設(shè)計(jì)的軸，滿足剛度要求。
3.4 沉頭螺釘?shù)膹?qiáng)度校核
根據(jù)螺釘組合的受力分析，可近似按受轉(zhuǎn)矩的鉸制孔用螺栓組連接的公式進(jìn)行校核。
在轉(zhuǎn)矩T的作用下，各螺釘受到剪切和擠壓作用，各螺釘所受的橫向工作剪力和該螺釘軸線到螺釘組對(duì)稱(chēng)中心的連線相垂直。為了求得各螺釘?shù)墓ぷ骷袅Φ拇笮?。各螺釘?shù)募羟凶冃瘟颗c該螺釘軸線到螺釘組對(duì)稱(chēng)中心的距離成正比。
根據(jù)作用力矩平衡的條件得：
又因?yàn)?，i=1，2，…，z
聯(lián)解以上兩式，可求得受力最大的工作剪力為：
受變載荷時(shí)，安全系數(shù)，?。唬x取性能等級(jí)為6.8級(jí)的45鋼材質(zhì)的螺釘，經(jīng)查表可知，屈服強(qiáng)度極限480。
，所以許用工作剪力：
所以滿足要求。
3.5 離心分離篩的設(shè)計(jì)
篩網(wǎng)是分離漿體和渣料的關(guān)鍵部分，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，篩網(wǎng)目數(shù)需為90目。目是指一平方英寸上可以打多少個(gè)孔，目數(shù)越多，每個(gè)孔的直徑就越小，因此經(jīng)常用目數(shù)來(lái)表示粉體的細(xì)度。篩目與篩孔內(nèi)徑對(duì)照表如下：
篩目
篩孔內(nèi)徑（mm）
篩目
篩孔內(nèi)徑（mm）
篩目
篩孔內(nèi)徑（mm）
10
2.00
60
0.250
140
0.105
16
1.19
80
0.177
200
0.074
20
0.84
100
0.149
40
0.42
120
0.125
因?yàn)楹Y網(wǎng)的目數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求為90目，所以篩孔的內(nèi)徑通過(guò)計(jì)算可得：
3.6 螺栓的強(qiáng)度校核
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的選型，可查得電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量為45kg。便可計(jì)算得螺栓組所受的總重力為：
而三個(gè)相同的螺栓均勻分布著，所以每個(gè)螺栓所受的力的大小為：
,
電動(dòng)機(jī)與筒體之間采用的是普通螺栓組連接，由工作條件可知，可以利用承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接的計(jì)算方法來(lái)校核螺栓的強(qiáng)度。這種高緊螺栓連接承受軸向拉伸工作載荷后，由于螺栓和被連接件的彈性變形，螺栓所受的總拉力并不等于預(yù)緊力和工作拉力之和。根據(jù)理論分析，螺栓的總拉力除和預(yù)緊力、工作拉力有關(guān)外，還受到螺栓剛度及被連接件剛度等因素的影響。因此，應(yīng)從分析螺栓連接的受力和變形的關(guān)系入手，找出螺栓總拉力的大小。
總拉力的大小為：
式中：——預(yù)緊力，N； ——工作拉力，N；
——總拉力，N； ——螺栓的相對(duì)剛度
為了降低螺栓的受力，提高螺栓連接的承載能力，應(yīng)使值盡量小些。一般設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)墊片材料不同使用下列推薦數(shù)據(jù)：金屬墊片（或無(wú)墊片）0.2--0.3；皮革墊片0.7，銅皮石棉墊片0.8，橡膠墊片0.9。在此選用的是金屬墊片。所以取0.2為佳。
為了保證連接的緊密性，防止連接受載后接合面間產(chǎn)生縫隙，應(yīng)使(為殘余預(yù)緊力),推薦采用的為：對(duì)于有密封性要求的連接，；對(duì)于一般連接，工作載荷穩(wěn)定時(shí)，；工作載荷不穩(wěn)定時(shí)，；對(duì)于地腳螺栓連接，。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，會(huì)受到振動(dòng)的影響，所以選擇工作載荷不穩(wěn)定的情況來(lái)計(jì)算，取 又因?yàn)椋?
所以，總拉力
設(shè)計(jì)中選取的螺栓的公稱(chēng)直徑為?？紤]到螺栓在總拉力的作用下可能需要補(bǔ)充擰緊，故將總拉力增加30%以考慮扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響。于是螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度條件為：
計(jì)算得：，經(jīng)查表可知，。顯然滿足強(qiáng)度要求。
3.7 鍵的強(qiáng)度校核
平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，通過(guò)連接中各零件的受力分析可知，對(duì)于采用常見(jiàn)的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵連接（靜連接），其主要失效形式是工作面被壓潰。除非嚴(yán)重過(guò)載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為：
式中：——傳遞的轉(zhuǎn)矩；
k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，此處h為鍵的高度，mm；
l——鍵的工作長(zhǎng)度，mm，圓頭平鍵，平頭平鍵l=L，這里L(fēng)為鍵的公稱(chēng) 長(zhǎng)度，mm；b為鍵的寬度，mm；
d——軸的直徑，mm；
——鍵、軸，輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，，見(jiàn)下表：
許用擠壓應(yīng)力
連接工作方式
鍵或轂、軸的材料
載荷性質(zhì)
靜載荷
輕微沖擊
沖擊
靜連接
鋼
120-150
100-120
60-90
鑄鐵
70-80
50-60
30-45
選擇鍵的材料為鋼。可知鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。
4 重要零部件材料的選擇及裝配特性
4.1 定、動(dòng)磨片材料的選擇
磨片的材料是決定磨漿機(jī)出漿細(xì)度的重要因素。我國(guó)磨漿機(jī)的磨片材料一般使用30號(hào)粒度碳化硅經(jīng)過(guò)配料——壓制——燒結(jié)——機(jī)加工而成的。優(yōu)點(diǎn)是來(lái)源廣泛。缺點(diǎn)是普通的砂輪以金屬加工為對(duì)象故約有40%的氣孔率，就會(huì)成為數(shù)千億巨量細(xì)菌的貯藏庫(kù)，會(huì)使食品遭受污染。目前國(guó)外已經(jīng)研究出一種具有無(wú)氣孔、無(wú)滲透的新型陶瓷磨具，這種磨具的粒度有16#-24#共8個(gè)類(lèi)型，根據(jù)原料加以選擇，以磨盤(pán)的形狀和磨紋來(lái)實(shí)現(xiàn)破碎區(qū)、磨漿區(qū)、精磨區(qū)，三個(gè)區(qū)的作用。這種磨盤(pán)只要清洗表面就能洗凈，可以防止細(xì)菌污染。
4.2 離心分離篩材料的選擇
離心分離篩是完成漿渣分離的重要零件，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，它與動(dòng)砂輪片連接在一體。隨電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸，一起做高速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)以上工作要求，分離篩因裝配的精度缺陷，會(huì)產(chǎn)生一定的離心慣性力。所以分離篩的材料的質(zhì)量應(yīng)該盡量選擇較輕的材質(zhì)，又由于會(huì)與漿渣接觸，必須要滿足食品安全等相關(guān)規(guī)定。并且要便于冷加工成型。綜合考慮各方面的因素，該設(shè)計(jì)中選用防銹鋁合金作為加工離心分離篩的材料。所選材料型號(hào)為L(zhǎng)F21。
4.3 機(jī)體、機(jī)蓋材料的選擇及磨漿機(jī)的固定方式
電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，其振動(dòng)影響不容忽視，所以在選擇箱體的材料時(shí)，應(yīng)盡量選擇具有吸振性能好的材料，以增加磨漿機(jī)的工作平穩(wěn)性。而機(jī)體與筒體之間采用焊接方式連接，所以所選材質(zhì)應(yīng)具有一定的焊接性能。所以在此設(shè)計(jì)中選擇了Q235型號(hào)的碳素結(jié)構(gòu)鋼，它有一定的強(qiáng)度，良好的鑄造性和韌性，焊接性好，被廣泛用于制造一般的機(jī)械零件。此外，機(jī)蓋的設(shè)計(jì)時(shí)，為了使在離心力作用下的渣體能順利的沿著出渣擋板出渣，應(yīng)該在機(jī)蓋的內(nèi)表面加工出一條引槽，以便渣體能順利流出。
磨漿機(jī)裝配完成，考慮工作的安全性，應(yīng)與地面有很好的固定，在此采用地腳螺栓，將筒體與地面連接。以達(dá)到較好的固定效果。
4.4 相關(guān)零部件潤(rùn)滑方式的選擇
流體膜潤(rùn)滑是指處于流體膜潤(rùn)滑狀態(tài)下的兩摩擦表面被一層潤(rùn)滑膜隔開(kāi)，不發(fā)生金屬與金屬的直接接觸，摩擦僅發(fā)生在流體內(nèi)部。這種潤(rùn)滑狀態(tài)具有較小的摩擦系數(shù)，約為0.001-0.008?？赏ㄟ^(guò)軸環(huán)的運(yùn)動(dòng)將潤(rùn)滑劑帶進(jìn)楔形間隙。產(chǎn)生流體動(dòng)壓力的方法，形成流體膜潤(rùn)滑，即動(dòng)壓式滑動(dòng)軸承。推力軸承殼采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。所選潤(rùn)滑脂的型號(hào)應(yīng)考慮工作時(shí)的溫升。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]、濮良貴，紀(jì)名剛主編。機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）。高等教育出版社，2006
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致 謝
本學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師涂建平和徐雪紅老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他們嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到論文的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，翻閱了很多專(zhuān)業(yè)方面的資料，并充分利用校圖書(shū)館的資源。數(shù)月以來(lái)，遇到了很多專(zhuān)業(yè)方面的問(wèn)題，認(rèn)真思考，而且不斷和同學(xué)討論一起解決，同時(shí)我的導(dǎo)師給我提出了很多寶貴的意見(jiàn)，為論文進(jìn)一步的完善提供了許多幫助。
雖然設(shè)計(jì)的過(guò)程是漫長(zhǎng)而且辛酸的，但在導(dǎo)師的幫助下，克服了許多困難，學(xué)到了很多東西，包括課堂當(dāng)中一些沒(méi)有涉及到的內(nèi)容。經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，樹(shù)立了面對(duì)困難，并勇于解決問(wèn)題的信心。十分感謝導(dǎo)師給我的大力支持和精心指導(dǎo)。
最后，向所有參加答辯的老師評(píng)委致意，感謝你們?cè)诎倜χ谐槌鰰r(shí)間來(lái)參加我的畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯，對(duì)此我表示真摯的謝意！
外文翻譯
MME 新型磨粉機(jī)設(shè)計(jì)
【摘要】就MME 新型磨粉機(jī)的特點(diǎn), 如外觀布局、鑄鐵底座、磨輥組自承研磨力、彈性張緊結(jié)構(gòu)、變頻喂料系統(tǒng)、刮刀清理等進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明和分析。
【關(guān)鍵詞】磨粉機(jī); 磨輥; 變頻喂料系統(tǒng)
1. MME型磨粉機(jī)的介紹
? ?MME磨粉機(jī)是2005年推出的一種新機(jī)型，
該機(jī)是在MDDK磨粉機(jī)近十年的實(shí)踐基礎(chǔ)之上，吸收國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)的一種新型磨粉機(jī)，較MDDK磨粉機(jī)有如下特點(diǎn)：
1) 外觀合乎人機(jī)工程學(xué)原理，門(mén)式外置開(kāi)啟，在工作中檢查、更換元件方便，省力。
鑄鐵底座綜合性能優(yōu)良
2) 觀察筒成橢圓錐形。橢圓形觀察筒不僅外形美觀，而且沒(méi)有死角，改進(jìn)存料條件，不易粘料。
3) 軋距調(diào)節(jié)省力、容易。調(diào)節(jié)原理不同，改變了受力點(diǎn)，在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，容易調(diào)節(jié)到理想狀態(tài)。
4) 軋距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣動(dòng)鎖緊。目前國(guó)內(nèi)外磨粉機(jī)幾乎全部為機(jī)械鎖緊，MME磨粉機(jī)實(shí)現(xiàn)為氣動(dòng)鎖緊，操作方便，絕對(duì)鎖緊。
5) 獨(dú)特的彈性自動(dòng)補(bǔ)償齒楔帶張緊裝置。該裝置能自動(dòng)補(bǔ)償帶長(zhǎng)度的微量變化提高帶的使用壽命。
6) 刮刀清理自動(dòng)分離機(jī)構(gòu)。當(dāng)磨粉機(jī)磨輥離軋時(shí)，刮刀與磨輥?zhàn)詣?dòng)分離，杜絕刮刀與磨輥在無(wú)料情況下直接磨擦，保護(hù)磨輥，提高刮刀使用壽命。
7) 簡(jiǎn)捷的喂料輥清理單元。喂料輥不須外移就能很方便地清理喂料輥后的積垢，活動(dòng)清理單元，改善了磨粉機(jī)內(nèi)衛(wèi)生狀況，降低了裝配和維修難度。
2. 獨(dú)特的外形設(shè)計(jì)
1) 磨粉機(jī)外形
磨粉機(jī)的機(jī)體高度、磨輥中心高度、微調(diào)手輪中心高度、外罩分體高度、機(jī)體過(guò)渡半徑、外罩圓弧半徑及整體外形比例分配等技術(shù)參數(shù)分別是通過(guò)形象設(shè)計(jì)進(jìn)行的; 該機(jī)的外觀設(shè)計(jì)獲國(guó)家專(zhuān)利, 專(zhuān)利號(hào)為ZL 01 3 4997216 。
2) 進(jìn)料筒
進(jìn)料筒為橢圓錐形, 采用優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃板整體模壓成型, 不僅外形美觀、便于觀察, 而且能更好地使物料均勻自流地分布到喂料輥的全長(zhǎng)上。
3) 旋轉(zhuǎn)護(hù)罩
磨粉機(jī)兩側(cè)護(hù)罩采用旋轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén)式結(jié)構(gòu), 只需反轉(zhuǎn)拉手即可打開(kāi), 關(guān)上后靠磁性自動(dòng)吸附在機(jī)體上, 不需要任何輔助工具即可實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)關(guān)護(hù)罩, 操作靈活方便, 防護(hù)效果更好。
4) 鑄鐵底座
該機(jī)采用鑄鐵底座, 與鋼板底座相比, 具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、不變形、減震和抑制噪聲等優(yōu)點(diǎn); 機(jī)體采用上下剖分式結(jié)構(gòu), 上部側(cè)機(jī)架采用優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成, 上下部分用螺絲聯(lián)接, 中間有減震墊, 整機(jī)無(wú)論從功能、壽命、美觀、操 作和維護(hù)等方面都進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì), 具有優(yōu)越的綜合性能。
3. 磨粉機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1） 磨輥組
2.1 磨輥組自承研磨力結(jié)構(gòu)
單獨(dú)承受應(yīng)力磨輥組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈敏。快輥軸承座6 固定在支撐橫梁13 上, 慢輥軸承座8 騎跨在支撐橫梁上, 與偏心輪12 配合, 氣缸14 的活塞桿伸出與縮回使轉(zhuǎn)臂15 旋轉(zhuǎn), 同時(shí)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng), 使慢輥軸承座相對(duì)快輥中心平動(dòng), 完成磨輥離合閘動(dòng)作, 見(jiàn)圖2 。
2.2 粗調(diào)軋距
調(diào)整粗調(diào)螺母5 , 通過(guò)拉桿7 帶動(dòng)預(yù)壓碟形彈簧組10 、慢輥軸承座8繞偏心輪12 轉(zhuǎn)動(dòng), 使慢輥中心相對(duì)快輥中心前后移動(dòng), 使軋距得到調(diào)整。
2.3 微調(diào)軋距
轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)手輪1 , 微調(diào)螺桿3 驅(qū)使微調(diào)杠桿4 繞支點(diǎn)旋轉(zhuǎn), 驅(qū)使氣缸移動(dòng), 使轉(zhuǎn)臂15 旋轉(zhuǎn), 帶動(dòng)偏心輪、慢輥軸承座移動(dòng), 使慢輥中心與快輥中心產(chǎn)生相對(duì)位置的改變。由于杠桿比較大, 軋距調(diào)整準(zhǔn)確, 更為省力。
2） 輥間傳動(dòng)
2.4 三輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
MME 新型磨粉機(jī)的輥間采用三輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu), 布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊, 并選用齒楔帶傳遞動(dòng)力。該齒楔帶具有軸向定位功能, 在傳遞過(guò)程中不跑偏、不跳齒。該齒楔帶采用了性能優(yōu)良的新型材料, 抗拉體采用強(qiáng)度高、延伸率小的進(jìn)口玻璃纖維和鋼絲繩, 本體層為綜合性能優(yōu)良的氯丁橡膠, 齒楔帶表面覆蓋的尼龍織物具有低摩擦和高耐磨性, 因此齒楔帶是目前磨粉機(jī)輥間傳動(dòng)的最佳選擇。
2.5 張緊輪
原張緊輪為楔輪, 在加工、裝配過(guò)程中難度大, 尤其是裝配時(shí)快輥輪和張緊輪的軸線必須平行, 相關(guān)的三帶輪的軸向定位必須確保每一根齒楔帶在垂直于輪軸的各自的運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng), 若有一輪發(fā)生軸向位移, 勢(shì)必造成齒楔帶與輪上齒槽的嚙合發(fā)生偏離, 使齒楔受力不均, 齒楔磨損快,最終導(dǎo)致整條帶搓齒、斷齒以致于斷裂。而現(xiàn)在張緊輪設(shè)計(jì)改進(jìn)為光輪,降低楔輪的加工難度, 提高了加工精度, 當(dāng)帶輪在裝配發(fā)生較小位移時(shí),齒楔帶的楔齒不再受張緊輪齒槽的限制, 從而減少齒楔帶的磨損, 提高了
齒楔帶的使用壽命。
2.6 彈性張緊結(jié)構(gòu)
過(guò)去張緊結(jié)構(gòu)為剛性調(diào)整結(jié)構(gòu),齒楔帶在傳遞過(guò)程中, 齒楔帶的長(zhǎng)度有微量變化時(shí), 就必須調(diào)整張緊輪的位置, 否則就會(huì)影響齒楔帶的使用壽命?，F(xiàn)用彈性張緊結(jié)構(gòu)能自動(dòng)補(bǔ)償,齒楔帶長(zhǎng)度的微量變化不需隨時(shí)調(diào)整張緊輪的位置。我廠通過(guò)反復(fù)實(shí)踐對(duì)比, 證明了改用彈性張緊結(jié)構(gòu), 齒楔帶的壽命延長(zhǎng)了3～5 倍。
3） 喂料系統(tǒng)
磨粉機(jī)要保持穩(wěn)定、高產(chǎn)、高效地運(yùn)行, 喂料系統(tǒng)就應(yīng)將一定流量的物料, 以一定的速度均勻準(zhǔn)確地喂入研磨區(qū)。喂料效果的好壞直接影響研磨效果及出粉率的高低。同時(shí), 喂料連續(xù)均勻, 對(duì)減少磨輥的磨損, 延長(zhǎng)磨輥及軸承的壽命也有著重要的意義。
3.1 簡(jiǎn)單有效的喂料機(jī)構(gòu)
確保喂料的均勻性為了達(dá)到最好的喂料效果, 對(duì)喂料輥與磨輥之間的位置關(guān)系進(jìn)行了合理的定位。應(yīng)用特殊的喂料活動(dòng)擋板機(jī)構(gòu), 使進(jìn)料筒與喂料輥之間有足夠的自由散落角度與空間; 加之喂料門(mén)的開(kāi)啟靈活方便, 喂料輥的齒形根據(jù)用戶(hù)工藝位置以及來(lái)料的不同在梯形齒、螺紋齒、矩形齒、絞龍齒及光軸
之間方便地選擇。
3.2 變頻喂料系統(tǒng)
為了保證喂料的穩(wěn)定性, 采用最先進(jìn)的變頻喂料系統(tǒng), 其基本工作程序是: 磨粉機(jī)料位的高低由料位傳感器檢測(cè)后, 通過(guò)接口板的A/ D 轉(zhuǎn)換輸入PLC 控制器, 控制器再根據(jù)輸入的料位信號(hào), 輸出一個(gè)模擬信號(hào)到變頻器, 由變頻器控制喂料電機(jī)的轉(zhuǎn)速, 從而準(zhǔn)確控制磨粉機(jī)的料位。喂料輥電機(jī)的轉(zhuǎn)速可在40～260r/ min的范圍內(nèi)根據(jù)料位的高低自動(dòng)無(wú)級(jí)變速, 上下喂料輥由同步齒形帶按一定的速比傳遞, 使入磨物料保持基本穩(wěn)定, 面粉質(zhì)量也得到了保證。
3.3 簡(jiǎn)單、方便、衛(wèi)生的清理活動(dòng)單元
在料倉(cāng)的清理方面, 我們沒(méi)有機(jī)械地照搬國(guó)外的磨粉機(jī), 把喂料輥?zhàn)鰹橐粋€(gè)整體移出, 增加零部件的作法, 而是從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā), 在中心橫梁與喂料輥之間加活動(dòng)板, 方便簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)達(dá)到了同樣的清理效果, 很方便地清理喂料輥后面的積垢, 從而提高了衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn), 也降低了裝配和維修
的難度。
3.4 增加負(fù)壓吸風(fēng)裝置, 改善喂料狀況, 提高研磨效果
在喂料輥下部與研磨區(qū)之上設(shè)計(jì)了一種特殊的吸風(fēng)道, 即負(fù)壓吸風(fēng)裝置。該裝置能降低物料入磨時(shí)因兩輥相向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的“泵氣”現(xiàn)象, 并降低磨膛的溫度和濕度, 這對(duì)于心磨、渣磨可提高流量, 不噴粉, 并提高研磨效果。同時(shí), 上磨門(mén)的玻璃能經(jīng)常保持清潔、透明, 可以很好地觀察喂料室的工況。
4） 刮刀清理光輥
先進(jìn)的磨粉機(jī)都是用刮刀清理光輥, 刮刀比刷子清理得更干凈衛(wèi)生。我廠設(shè)計(jì)的刮刀清理機(jī)構(gòu)裝配簡(jiǎn)單、調(diào)整容易, 耗電量降低了30 %左右,現(xiàn)已在多數(shù)面粉廠家使用, 用戶(hù)反映效果比刷子好得多。
5） 電控系統(tǒng)
整個(gè)控制系統(tǒng)的元件、顯示面板、模塊、PLC 都選用進(jìn)口電器, 整個(gè)編程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更科學(xué)、更準(zhǔn)確、更齊全、抗干擾能力更強(qiáng)。單臺(tái)磨粉機(jī)的控制箱安裝在機(jī)體的正前方, 多臺(tái)磨粉機(jī)的電器元件也可集中安裝在遠(yuǎn)離磨粉機(jī)的控制柜里面, 實(shí)行分別控制, 從而遠(yuǎn)離粉塵源, 保護(hù)電器元件, 提高控制質(zhì)量, 便于安裝維修。
6） 質(zhì)量的保證
為了保證磨粉機(jī)的整體質(zhì)量, 我廠對(duì)該機(jī)各零部件的加工工藝和精度做了高技術(shù)的要求。在加工、裝配、檢查等各個(gè)環(huán)節(jié)都嚴(yán)格地按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。為了保證整體的使用性能, 關(guān)鍵的零件如軸承采用瑞典SKF 自動(dòng)調(diào)心滾子軸承; 氣動(dòng)元件采用日本SMC 公司的元件; 磨輥、碟形彈簧、標(biāo)準(zhǔn)件等采用國(guó)內(nèi)最好廠家的產(chǎn)品。
4. 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述, 我們推出的MME 新型磨粉機(jī), 具有外觀布局更合乎人機(jī)工程學(xué)原理, 鑄鐵底座綜合性能更優(yōu)良, 承受研磨應(yīng)力的獨(dú)立單元結(jié)構(gòu)更先進(jìn), 調(diào)節(jié)軋距更省力方便, 先進(jìn)的齒楔帶、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹椥詮埦o裝置,易調(diào)整的刮刀清理結(jié)構(gòu), 國(guó)際領(lǐng)先的控制系統(tǒng)等突出的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí), 該機(jī)在用戶(hù)的需求下也可安裝氣控伺服喂料系統(tǒng)?？傊? MME 新型磨粉機(jī)被專(zhuān)家認(rèn)為是當(dāng)今國(guó)際領(lǐng)先、國(guó)內(nèi)一流
的磨粉機(jī)。
MME new milling machine design
Author: Patton WJ Translator: 程本
【Abstract】: MME on the characteristics of a new milling machine, such as the appearance of the layout, cast iron base, since the mill for grinding roll group, and elastic tension
Structure, frequency feeding system, scraper, such as cleaning up a brief description and analysis.
【Key words】: Mill; Roll; frequency feeding system
1. MME-milling machine introduced
MME Mill Food Machinery Factory is the 2005 launch of a new model,
The aircraft is in MDDK Mill for nearly 10 years on the basis of the practice, absorbing the advanced experience at home and abroad, the development of a new milling machine, a milling machine MDDK have the following characteristics:
1） appearance in line with ergonomic, an external door opened, the work of the
inspection, to facilitate the replacement of components, and effort.
Cast iron base of integrated high-performance
2） observe the tube into a cone-shaped oval. Oval tube observed not only beautiful
shape, and no dead ends, the expected improvement of the conditions and difficult to stick materials.
3） rolling from the adjustment effort, easily. Regulating different principle, to change
the force, under the boot, easy to adjust to the ideal state.
4） rolling bodies from the air conditioning locking. Milling machine at home and
abroad for almost all the mechanical locking, MME Mill for the realization of pneumatic locking, easy to operate, the absolute lock.
5） the unique flexibility with automatic compensation tooth wedge tensioning device.
The device can automatically trace the length of compensation with improved with the changes in life.
6） Blade automatic clearance from agencies. When Mill from the rolling mill roll, and
Roller Blade automatic separation, eliminate scraper and roller mill in the absence of direct friction material circumstances, the protection of Roller, raising scraper life.
7） simple feed roller clean-up unit. Feeding roll relocation can not be very easy to clean
up after fouling feed roller, clean-up activities unit, milling machines to improve the health status and reduce the assembly and maintenance difficult.
2. A unique form factor
1) Mill appearance
As shown in Figure 1, the body height of the milling machine, grinding roll centre height and fine-tuning hand wheel center height, the housings of height, the body radius of the transition, Housing radius and the overall shape of the distribution, and other technical parameters were by Image Design Conducted; aircraft designs of national patents, patent No. ZL 01 3 4997216.
2) The entrance of materials
The entrance of materials into the cone-shaped oval for the use of quality plexiglass plate overall molding, not only aesthetic appearance, for observation, but also better able to make materials distributed evenly gravity feed to the full-length on the roll.
3) rotating shielding
Mill use of revolving door on both sides of shielding structure, simply reverse handle to open and clo