202 漿渣自分離立式磨漿機,分離,立式,磨漿機 編 號 20050409 江西農業(yè)大學 工學院畢 業(yè) 設 計 材 料專 業(yè) 機械設計制造及其自動化學生姓名 方 皎材 料 目 錄序號 附 件 名 稱 數(shù)量 備注1 畢業(yè)設計任務書 12 畢業(yè)設計說明書 13 CAD 圖紙量 20二〇〇九年五月題 目 漿渣自分離立式磨漿機設計江西農業(yè)大學畢業(yè)設計,漿渣自分離立式磨漿機 指導老師：涂建平、徐雪紅 工學院 機制051班 方 皎,總體設計參數(shù),額定功率：4kw 額定轉速：2800r/min 額定電壓：380v 磨輪直徑：200mm 生產能力：155-175kg/h,設計思路,一、工作原理分析 二、零部件結構設計 三、標準件選用方案 四、重要零部件材料選用,設計步驟,一、電機的選擇 二、軸的設計 三、動、定磨盤的設計 四、機體，機蓋的設計 五、上、下磨輪座的設計 六、其它重要零部件的設計,重要部件分解圖,磨盤的設計,把上磨盤設計成碟形，下磨盤設計成圓臺形，使上下磨盤之間形成兩個區(qū)域，中間為粗磨區(qū)，四邊沿為精磨區(qū)。,相關原理分析,漿渣分離原理 研磨原理 間隙控制原理,漿渣分離原理,經研磨后的漿渣混合物，在高速旋轉的腔體內，受離心力的作用下，漿體穿過離心分離篩的篩孔，經出漿口流出；而渣料只能克服篩網摩擦力沿篩面上移，經出渣口流出。,研磨原理,研磨是指物料與粗糙工作面之間，在一定壓力下相對運動而摩擦，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雜過程。,間隙控制原理,螺旋轉動是利用螺桿和螺母的嚙合來傳遞動力和運動的機械傳動。定、動磨盤之間的間隙控制，利用的是螺旋傳動原理中的調整螺旋機構來實現(xiàn)的。,重要零件的強度校核,軸的扭轉強度校核： 沉頭螺釘?shù)膹姸刃：耍? 螺栓的強度校核： 鍵的強度校核：,有關零件材料的選擇,定磨片材料選擇： 動磨片材料選擇： 離心分離篩材料選擇：,普通砂輪片 36粒度碳化硅金剛砂砂輪 LF21,有關裝配特性,機體與筒體之間采用焊接方式聯(lián)接 筒體與地面之間采用地腳螺栓聯(lián)接 推力軸承的潤滑方式采用脂潤滑 軸與機體接合處采用曲路密封,結束語,畢業(yè)設計過程是一種美妙的體驗。不僅鍛煉了獨立思考問題、解決問題的能力，而且深刻體會到團隊合作的重要性和互相幫助的溫暖。 在此，感謝輔導老師對我的悉心指導，同時也感謝同學，朋友對我的支持與幫助。,謝謝！,衷心祝愿各位老師 工作順利、生活愉快！,江西農業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）任務書論文（設計）課題名稱 漿渣自分離立式磨漿機的設計 學生姓名 方 皎 院（系） 工學院 專業(yè) 機械設計制造及其自動化指導老師 徐雪紅 職稱 講師 學歷 本科畢業(yè)設計（論文）要求：1、好學上進，能吃苦耐勞，刻苦鉆研，有相應專業(yè)知識具備獨立工作能力；2、能敏感及時地查閱到國內外與本課題相關的資料和文件；3、能通過計算機繪圖繪制相應的零件、部件和組件，繪制出總裝配圖；4、工作量要符合我院畢業(yè)設計的要求；5、根據畢業(yè)的要求在規(guī)定的時間內完成畢業(yè)答辯所需要的全部工作。畢業(yè)設計（論文）內容與技術參數(shù)：1、了解實際生產中磨漿機的設計和制造工藝；2、查閱國內外有關資料和文件；3、研究漿渣自分離磨漿機的工作原理，制定磨漿機的設計思路并畫出工作草圖；4、通過計算機繪圖繪制相應的零件和部件，繪制出裝配圖；5、撰寫出 4000 字左右的設計說明書（不含圖表、計算程序等） ；6、機械設計圖紙工作量：折合 A0 圖紙 1.5 張以上。畢業(yè)設計（論文）工作規(guī)劃：第一階段：參觀實際生產過程；查閱國內外有關資料和文件分析磨漿機的設計與制造工藝；第二階段：研究磨漿機的工作原理，制定磨漿機的設計思路；第三階段：給出總體方案，畫出工作草圖，通過計算機繪圖繪制相應的零件和部件，繪制出總裝配圖；第四階段：撰寫出設計說明書；根據設計的要求在規(guī)定的時間內完成畢業(yè)答辯做需要的所有工作。接受任務日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日學 生 簽 名 年 月 日指導教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日學校代碼：10410序 號：20050409本 科 畢 業(yè) 設 計題目： 漿渣自分離立式磨漿機 學 院： 工 學 院 姓 名： 方 皎 學 號： 20050409 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 機 制 051 指導教師： 涂建平 徐雪紅 二 OO 九 年 五 月漿渣自分離立式磨漿機摘 要目前全國的磨漿機生產企業(yè)分布特點是區(qū)域性的群體生產狀況，我國磨漿機行業(yè)整體質量仍處在一個較低水平。由于磨漿機生產企業(yè)規(guī)模小，多為個體企業(yè)，生產設備陳舊，產品質量不穩(wěn)定。針對我國現(xiàn)有豆制品加工技術產品存在的一些技術問題，及對多功能磨漿機產品的需求狀況，提出一種漿渣自分離的立式磨漿機的設計方案。利用由電動機直聯(lián)驅動的轉軸，使定砂輪片與動砂輪片產生高的相對運動，對物料進行充分研磨。并利用高速旋轉下的離心力原理，使研磨后的漿與渣分離,最大限度的獲取大豆中的蛋白質成分。達到充分利用產品功用，提高豆制品生產效率的目的。關鍵詞：磨漿機；定砂輪磨片；動砂輪磨片；離心分離篩。漿渣自分離立式磨漿機IVertical Type Stuff Grinder of Seprating Bean-milk and BeandregsAbstract: 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 grinderimmobile grinding wheel mobile grinding wheel centrifugal separation screen漿渣自分離立式磨漿機目 錄1 緒 論 ..............................................................- 1 -1.1 引言 ...........................................................- 1 -1.2 磨漿機產品的特性及現(xiàn)狀 .........................................- 2 -1.3 課題研究依據 ...................................................- 3 -1.3.1 總體設計參數(shù) ..............................................- 3 -1.3.2 現(xiàn)今產品存在的問題 .......................................- 3 -1.3.3 裝配技術要求 .............................................- 3 -2 原理與設計要求分析 ..................................................- 4 -2.1 相關原理分析 ....................................................- 4 -2.1.1 磨漿機的工作原理 .........................................- 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 機器設計要求分析 ...............................................- 6 -3 零部件的結構設計及強度校核 ..........................................- 7 -3.1 電動機的選擇 ...................................................- 7 -3.2 磨片的設計 .....................................................- 7 -3.3 軸的設計及強度、剛度校核 .......................................- 8 -3.3.1 軸的強度校核 .............................................- 8 -3.3.2 軸的剛度校核 .............................................- 9 -3.4 沉頭螺釘?shù)膹姸刃：?............................................- 10 -3.5 離心分離篩的設計 ..............................................- 11 -3.6 螺栓的強度校核 ................................................- 11 -3.7 鍵的強度校核 ..................................................- 12 -4 重要零部件材料的選擇及裝配特性 .....................................- 13 -4.1 定、動磨片材料的選擇 ..........................................- 13 -4.2 離心分離篩材料的選擇 ..........................................- 13 -4.3 機體、機蓋材料的選擇及磨漿機的固定方式 ........................- 14 -4.4 相關零部件潤滑方式的選擇 ......................................- 14 -參 考 文 獻 ..........................................................- 15 -致 謝 .............................................................- 16 -漿渣自分離立式磨漿機- 0 -1 緒 論1.1 引言大豆磨漿制品是我國人民的傳統(tǒng)食品, 也是現(xiàn)代科學公認的營養(yǎng)食品。用于豆制品加工主要工序中的制漿設備在我國具有悠久的歷史。改革開放后，大豆磨漿機行業(yè)得以迅速發(fā)展。進入80年代以來，砂輪磨漿機以其體積小、效率高、節(jié)能、漿質好等顯著優(yōu)勢。深受廣大豆制品加工用戶的歡迎，產銷量增幅較大。在70年代我國磨漿機年產量在7萬臺左右，80年代年產量已達10幾萬臺，90年代初，特別是糧食市場放開后的1992～1994年，市場需求量驟增，產品供不應求，年產銷量由10幾萬臺增至40萬臺左右。隨著產品的熱銷，1994年后許多小型及個體企業(yè)紛紛上馬生產磨漿機，生產企業(yè)從100多家增至300多家。據我國不完全統(tǒng)計，年總產銷量已達50萬臺，年總產值4億元以上。社會需求量提高,從而帶動了磨漿機產品的技術進步,企業(yè)生產規(guī)模開始向專業(yè)化,產業(yè)化發(fā)展, 特別是分離型砂輪磨漿機不但被國內豆制品加工廠、專業(yè)戶廣泛使用,也是混合型砂輪磨的更新?lián)Q代產品。目前, 具有代表性的有河北滄州產的分離型DM - Z105、125 型漿渣自分離磨漿機年產銷4 萬臺, 沈陽產FM - 120、175、200 型年產3 萬臺左右, 另外江蘇丹徒地區(qū)磨漿機年產近10 萬臺,浙江機電股份有限公司、湖南桑植機械廠、安徽蒙城礦機廠等數(shù)十家企業(yè)產品也有較大的社會保有量和年產銷量。湖北石首第四機械廠、石首畜牧機械廠多功能磨漿機近年社會產銷量也較大,據不完全統(tǒng)計,全國磨漿機生產企業(yè)約有100 余家, 年產銷量 30～40 萬臺, 年總產值約3～4 億元左右。磨漿機生產企業(yè)90 %以上為小型企業(yè), 隨著產品的發(fā)展, 近年逐漸形成上述幾個行業(yè)骨干企業(yè)。磨漿機生產方式, 較大企業(yè)產品的關鍵部件以自己制造為主, 其它零部件靠專業(yè)廠外協(xié), 最后總裝。小企業(yè)(包括個體企業(yè)) 以各部件外購、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)范化管理的經驗,沒有可靠的質量保證體系,部分行業(yè)骨干企業(yè)開始運用質量保證體系規(guī)范化生產和經營, 并開始向集團化方向發(fā)展; 從生產條件看 , 大部分企業(yè)加工設備比較陳舊,工藝工裝手段比較簡單,加工精度不高。從產品發(fā)展看, 磨漿機是80 年代在我國開始批量生產的新產品,通過幾年的發(fā)展,技術水平的進步,產品的技術含量有一定的提高, 產品增加了新的品種和規(guī)格, 而且整機和關鍵部件不斷出現(xiàn)新結構。從質量水平看,隨著市場經濟的發(fā)展, 產品的競爭, 企業(yè)的產品質量意識普遍提高。1993 年我中心對該產品進行了第一次產品質量國家監(jiān)督抽查, 其抽樣合格率為57.11 % ,1996 年第四季度我中心對江蘇、遼寧、浙江、湖南、湖北、河南、河北、山東、安徽等我國目前磨漿機產銷量較大的九個省份的32 家企業(yè)產品進行了第二次國家監(jiān)督抽查 , 其抽樣合格率為75.10 % , 基本上代漿渣自分離立式磨漿機- 1 -表了我國目前磨漿機行業(yè)的質量水平。1.2 磨漿機產品的特性及現(xiàn)狀石磨是我國傳統(tǒng)的磨漿設備, 由軸和上下兩個磨盤組成,磨盤直徑在600～1200mm。以人推、馬拉、電機傳遞動力運轉作業(yè)為主。缺點是體積大、笨重、生產效率低、勞動強度大, 況且磨齒需經常修鑿, 其費用較高。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械。目前主要有立式和臥式兩種結構形式, 由軸和鑄鋼動靜片組成,可由電動機直聯(lián)驅動或由電動機、燃油機傳遞動力作業(yè)。磨片直徑在100～200mm。生產率一般在15～300kg/ h 左右,其特點是轉速高、體積小、產量高、動靜鑄鋼磨片的使用壽命長。其缺點是噪聲高,豆糊在磨制過程中, 升溫發(fā)熱, 而容易引起蛋白變質,同時豆糊顆粒較大 ,出渣率較高,容易造成物料浪費。因此近年來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, 提高了用戶的實用性。特別是近年來, 某些產品集磨漿、粉碎、磨米等多種作業(yè)功能于一體, 適應部分農村家庭作業(yè)的需要,深受廣大農民的歡迎,提高了產品銷售服務對象的廣度和深度, 近二三年此類產品的產銷量在部分省區(qū)有跳躍發(fā)展的趨勢。其不足之處是, 該類機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。砂輪磨是目前國內較先進的磨漿設備, 有混合型和分離型（如圖所示）兩大類,是近年來發(fā)展最迅速,應用最廣泛的大豆磨漿機械?；旌鲜侥{機分為立式和臥式兩種,主要由軸和動靜砂輪磨片組成, 可由電機直聯(lián)驅動或電機、燃油機傳遞動力運轉作業(yè)。磨片直徑一般在100～400mm , 其砂輪材質主要由16 # ～45 # 碳化硅金剛砂?；蜓趸X白剛玉以及棕剛玉砂粒粘合、燒結而成。生產率一般為20～500kg/ h ,其特點是作業(yè)時大豆進入粗磨區(qū),再進入精磨區(qū),磨碎質量好,出渣率低,蛋白質損失少,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、應用廣泛的特點,適于大豆制漿作業(yè)。分離型磨漿機械主要以立式結構為主, 是目前我國最為先進的磨漿設備,其結構主要由軸、動靜砂輪磨片、離心分離篩組成, 磨片直徑一般在100～200mm ,生產率一般在35～300kg/ h , 該類機械除具有混合型磨漿機的優(yōu)點外, 又增加了分離功能, 制漿過程中, 漿渣自動分離, 大大減輕了用戶的勞動強度。漿渣自分離立式磨漿機- 2 -另外漿質好,經對比實驗,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。目前分離式磨漿機已被豆制品加工廠、個體專業(yè)戶、飯店、食堂廣泛應用,也被大豆飲品、豆制品加工成套設備所采用。自1986年以來, 分離型磨漿機逐步受到國外用戶的認可和重視, 已被德國、俄羅斯、加拿大、烏克蘭、馬來西亞、泰國、日本、香港等國家和地區(qū)用戶選用。這說明作為傳統(tǒng)豆制品加工工藝和現(xiàn)代技術進步相結合的砂輪式自分離磨漿機,已有擴大國外市場銷售趨勢。1.3 課題研究依據1.3.1 總體設計參數(shù)外形尺寸 450 450 950 mm?磨輪直徑 200 mm額定功率 4 kw 額定轉速 2800r/min額定頻率 50 Hz 額定電壓 3N-380v生產能力 155-175 kg/h 篩網目數(shù) 90 目1.3.2 現(xiàn)今產品存在的問題1、現(xiàn)有分離式磨漿機需磨制二到三次，出漿率才能接近 100%，重復磨漿不僅造成營養(yǎng)成份的損失，而且降低了豆?jié){制品的產量和質量。2、多功能磨漿機由于兼顧多種作業(yè)功能，各項作業(yè)質量不均衡，某項作業(yè)性能質量不理想，達不到相關標準要求，容易造成物料和能源的浪費。3、磨漿機接觸食品材料應嚴格符合相關衛(wèi)生標準和國際市場的要求，提高產品的檔次和水平。4、電壓低是我國目前存在的普遍現(xiàn)象，特別是部分農村地區(qū)?，F(xiàn)有磨漿機產品的低電壓工作性能不理想，該指標體現(xiàn)了產品的適應性和可靠性，產品按現(xiàn)有技術標準檢驗只能反映 220v 的作業(yè)狀況，而當電壓過低時，有些磨漿機產品輕者電機發(fā)熱，影響分離或停止運轉，重者燒損電機，即影響用戶生產又易造成經濟損失。1.3.3 裝配技術要求1、磨漿機應嚴格按規(guī)定的圖樣和經批準的技術文件進行裝配。2、動片、定片裝配后必須進行磨合，使兩砂輪片的精加工工作面接觸均勻，接觸面不得少于 95%；其間隙調節(jié)應有“粗” 、 “細”字樣和相應的標志。3、用手驅動定片時應靈活，不允許有阻滯和碰撞現(xiàn)象。4、對磨漿機空載運轉時噪聲的要求，砂輪直徑小于或等于 200mm 時，其噪聲不得大于 70dB。5、殼體與主軸交貫處應采取可靠的防漏措施，工作時出漿口的豆糊應暢通無阻，其余部位不得有漿液外溢和滲漏。6、軸承溫升在正常運轉時不得超過 35 ,最高溫度不得超過 70C0 C0漿渣自分離立式磨漿機- 3 -2 原理與設計要求分析2.1 相關原理分析2.1.1 磨漿機的工作原理原料通過加料斗進入兩個相對高速轉動的磨盤之間，使其在磨盤的機械力的作用下，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。漿料最后經精磨區(qū)流出，由于精磨區(qū)間隙較小而被細化（磨碎） 。在高速旋轉中，離心力的作用下，漿體通過篩孔，經出漿口流出，而渣體不能通過篩孔，通過離心作用經出渣口流出。工作示意圖如圖二所示。2.1.2 研磨原理粉碎是利用機械的方法克服固體物料內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。根據粉碎的粒度大小，可將粉碎分成以下幾種級別：粗破碎——物料被破碎到 200-100mm;中破碎——物料被破碎到 70-20mm；細破碎——物料被破碎到 10-200 目（mesh）標準篩網；微粉碎——將物料 90%以上粉碎刀能通過 325 目標準篩網；超微粉碎——將全部物料粉碎到微米級的粒度。漿渣自分離立式磨漿機- 4 -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 對應示意圖如下：研磨是指物料與粗糙工作面之間在一定壓力下相對運動而摩擦，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雜過程。對于某一種物料而言，當兩個工作表面之間的壓力不小于某一個最小的極值，或者兩個工作面之間的間隙不小于某一個最小的極值時，可以得到所需要的粉碎效果。根據設計要求，濾網的目數(shù)要求達到90 目。所以屬于細破碎的范疇。2.1.3 漿渣分離原理離心力(Centrifugal force)是一種假想力，即慣性力。當物體作圓周運動時，向心加速度會在物體的坐標系產生如同力一般的效果，類似于有一股力作用在離心方向，因此稱為離心力。具體的計算公式可表示為： RmF??2?離式中： ——離心力，N m ——質量，kg離F——角速度，rad/s R ——旋轉半徑，m?我們知道接觸力都是由于分子間作用力宏觀的體現(xiàn)，若在做勻速直線運動的物體受到大小不變方向時刻改變的向心力，它是實際存在的力，力方向指向圓心，就會時刻漿渣自分離立式磨漿機- 5 -扭轉物體的運動方向，這時物體就不是做勻速運動了，而是曲線運動（圓周運動是特例） ，受向心力物體內的分子也并不保持相對彼此近似靜止了，而是由于向心力起初作用物體內的那一小塊分子群的后面拉著一連串的分子，而且這個向心力時刻改變，物體內這一連串分子的運動狀態(tài)也要時刻改變,分子改變運動狀態(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)的分子會因為早改變狀態(tài)的分子的分子間相互作用力而跟著改變運動狀態(tài)，而恰恰是這個分子間延遲效果，把物體內的拉伸力體現(xiàn)為了外在的離心力。渣料有一定的質量，在高速旋轉的腔體內做圓周運動，漿體可以通過離心分離篩的篩孔，而渣料則克服篩網的摩擦力，在受離心力作用下，沿著篩網上移而經出渣口流出。以達到漿渣分離的目的。2.1.4 間隙控制原理螺旋傳動是利用螺桿和螺母的嚙合來傳遞動力和運動的機械傳動。主要用于將旋轉運動轉換成直線運動，將轉矩轉換成推力。按工作特點，螺旋傳動用的螺旋分為傳力螺旋、傳導螺旋和調整螺旋。①傳力螺旋:以傳遞動力為主,它用較小的轉矩產生較大的軸向推力,一般為間歇工作,工作速度不高，而且通常要求自鎖，例如螺旋壓力機和螺旋千斤頂上的螺旋。②傳導螺旋：以傳遞運動為主，常要求具有高的運動精度，一般在較長時間內連續(xù)工作，工作速度也較高，如機床的進給螺旋（絲杠） 。③調整螺旋：用于調整并固定零件或部件之間的相對位置，一般不經常轉動，要求自鎖，有時也要求很高精度，如機器和精密儀表微調機構的螺旋。定、動磨盤之間的間隙控制，利用的是螺旋傳動的原理實現(xiàn)的。根據設計要求，選擇的是調整螺旋機構。2.2 機器設計要求分析良好的磨漿機在具體結構設計方面必須滿足：1、物料必須連續(xù)而均勻地供入磨漿機。一般可采用在高位供料或用強制的辦法送進。2、物料在磨碎過程中必須布滿盤面空間，并連續(xù)運動。因此，要有良好的磨盤結構（磨紋形式）來實現(xiàn)這種運動。3、磨盤必須耐磨，以延長使用周期，一般定片使用砂輪片，動片采用36號粒度碳化硅或氧化鎂金剛砂砂輪。4、磨盤上的氣孔盡量少或無氣孔最好，方便洗和防止細菌污染。5、磨漿機操作時，必須使磨盤面間的磨料壓力相對穩(wěn)定和保證磨盤面間有一個恒定均勻的間隙。漿渣自分離立式磨漿機- 6 -6、在機械性能上，要求主軸和磨室殼體有足夠的剛度，磨盤要有足夠的動平衡，機座要緊固，在運轉中能把磨盤生產的振動通過機座被基礎吸收。由于在磨漿中會產生大量的熱。所以必需要有冷卻措施和注意熱脹冷縮對材料的影響。3 零部件的結構設計及強度校核3.1 電動機的選擇磨漿機選用的電機應符合 GB755-81《電機 基本技術要求》有關規(guī)定。電機的選配應符合下表的規(guī)定。砂輪直徑 （mm）100 125 150 175 200 250 300 350 400 500生產能力（kg/h）20?30 40 100 150 200 250?300 350400電機功率（kw）0.6?1.0 2.0 3.0 4.0 4.5 5.0 5.5 7.5 10?根據設計要求，確定最大轉矩： m6.139509502804n ????NTPT——額定轉矩，N m P——額定功率，?kw n——額定轉速，min/r通過查 Y 系列（IP44）三相異步電動機技術數(shù)據表，選擇112M28型電動機。并查得其轉軸的直徑尺寸為 R=28mm。3.2 磨片的設計磨漿機的制漿過程中比較重要的工藝要求是沫糊的細度，理論上沫糊中的顆粒應在3微米以下，從感觀上看沫糊應是不粗不糙，均勻潔白，沒有粒身。沫糊的細度，直接影響蛋白質在水中的溶解度，這和出品率有直接的關系。沫糊的細度與蛋白質的溶解度關系可用曲線表示如上圖：磨盤是磨漿機的關鍵部件。為了磨出良好的漿料，磨盤應該具有破碎區(qū)、中間區(qū)（磨漿區(qū)）和精磨區(qū)，這三個區(qū)的工作要求，一般設計不同形式的磨紋來實現(xiàn)。漿渣自分離立式磨漿機- 7 -1、破碎區(qū)——一般將齒設計成較大的齒和放射狀的形式，齒面較寬，長度不等，寬度由內向外逐漸縮小，使大豆在此區(qū)產生擠壓、摩擦而破碎。2、磨漿區(qū)——將齒設計得比破碎區(qū)細，平行狀，使大豆在此區(qū)磨細。3、精磨區(qū)——將齒條設計得更細且相互平行，使大豆在此區(qū)磨細。目前我國使用的砂輪磨是將砂輪設計成齒的形狀來實現(xiàn)破碎、粗磨和細磨的目的。在此把砂輪設計成上砂輪為碟形，下砂輪為圓臺形（如圖） ，使上下砂輪片之間形成兩個區(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。大豆磨漿機砂輪包括砂輪體和軸孔，其特征是在傾斜的工作表面開有徑向對稱的溝槽，優(yōu)點是由于在工作表面開有徑向溝槽，使其摩擦力增強豆瓣在由中心向外緣運動過程中，得到充分破碎，因此生產效率提高，質量更好，而且減輕了勞動強度，節(jié)省了電能。3.3 軸的設計及強度、剛度校核3.3.1 軸的強度校核根據電動機的選擇型號，可確定轉軸軸徑。并按所受的轉矩來校核軸的強度（如果還受有不大的彎矩時，可用降低需用扭轉切應力的辦法予以考慮） 。根據公式： ??TT MP??? ?????? pa1.328.0495d2.0n953）（式中: ——扭轉切應力， ；TpaMT——軸所受的扭矩，N*mm；——軸的抗扭截面系數(shù)， ；3mn——軸的轉速，r/min;漿渣自分離立式磨漿機- 8 -P——軸的傳遞功率，kw；d——計算截面處軸的直徑，mm；——許用扭轉切應力， 。??T?paM軸常用幾種材料的許用扭轉切應力的值如下：軸的材料 Q235-A 20 Q275、35 45 40Cr、3Cr13/??T?paM15-25 20-35 25-45 35-55注：表中 考慮了彎矩影響而降低了許用扭轉切應力。作出扭矩圖：3.3.2 軸的剛度校核軸的扭轉剛度以扭轉角來度量。軸的剛度校核計算通常是計算出軸在受載時的變形量，并控制其允許值。軸的扭轉變形用每米長的扭轉角 來表示。圓軸扭轉角??的計算公式為（階梯軸）：??m/0）單 位 為 （????ZITLG1ipi4l1073.5?式中：T——軸所受的扭矩，N mm?G——軸的材料的剪切彈性模量， ，對于鋼材， ；paMpa10.84MG??——軸截面的極慣性矩， ，對于圓軸， ；PI 4m32d4p??IL——階梯軸受扭矩作用的長度，mm；——分別代表階梯軸第 i 段上所受的扭矩、長度和極慣性矩，單位同piilIT、、前。Z——階梯軸受扭矩作用的周段數(shù)。軸的扭轉剛度條件為： ????式中， 為軸每米長的允許扭轉角，與軸的使用場合有關。對于一般傳動軸，可取???。m/)(15.0??漿渣自分離立式磨漿機- 9 -???m/02.835217601.87013.5 44344 ?????????????所以，根據所選材料設計的軸，滿足剛度要求。3.4 沉頭螺釘?shù)膹姸刃：烁鶕葆斀M合的受力分析，可近似按受轉矩的鉸制孔用螺栓組連接的公式進行校核。在轉矩 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稱中心的連線相垂直。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稱中心的距離成正比。根據作用力矩平衡的條件得： TrFizi???1又因為 ，i=1，2，…，zmaxiirF?聯(lián)解以上兩式，可求得受力最大的工作剪力為： ???z1i2maxraTF6.13280495n0????NPTF5.rmaxz1i2max???受變載荷時，安全系數(shù) ，取 ； ，選取性能等級為 6.853n??4n??????ns級的 45 鋼材質的螺釘，經查表可知，屈服強度極限 480 。spaM，所以許用工作剪力： ??pa12048nsM???max46d2.391.22 FNF?????所以滿足要求。3.5 離心分離篩的設計篩網是分離漿體和渣料的關鍵部分，根據設計任務要求，篩網目數(shù)需為 90 目。目是指一平方英寸上可以打多少個孔，目數(shù)越多，每個孔的直徑就越小，因此經常用目漿渣自分離立式磨漿機- 10 -數(shù)來表示粉體的細度。篩目與篩孔內徑對照表如下：篩目 篩孔內徑（mm）篩目 篩孔內徑（mm）篩目 篩孔內徑（mm）10 2.00 60 0.250 140 0.10516 1.19 80 0.177 200 0.07420 0.84 100 0.14940 0.42 120 0.125因為篩網的目數(shù)根據設計要求為 90 目，所以篩孔的內徑通過計算可得：??mR163.027.149.0???3.6 螺栓的強度校核根據電動機的選型，可查得電動機的質量為 45kg。便可計算得螺栓組所受的總重力為： ??NF418.95mg???總而三個相同的螺栓均勻分布著，所以每個螺栓所受的力的大小為：,??NF1473??總電動機與筒體之間采用的是普通螺栓組連接，由工作條件可知，可以利用承受預緊力和工作拉力的緊螺栓連接的計算方法來校核螺栓的強度。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緊力和工作拉力之和。根據理論分析，螺栓的總拉力除和預緊力 、工作拉力 有關0F外，還受到螺栓剛度 及被連接件剛度 等因素的影響。因此，應從分析螺栓連接的bCmC受力和變形的關系入手，找出螺栓總拉力的大小?？偫Φ拇笮椋篎Fmb??02式中： ——預緊力，N； ——工作拉力，N；0F——總拉力，N； ——螺栓的相對剛度2 mbC?為了降低螺栓的受力，提高螺栓連接的承載能力，應使 值盡量小些。一般設計mbC?時，可根據墊片材料不同使用下列推薦數(shù)據：金屬墊片（或無墊片）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。所以漿渣自分離立式磨漿機- 11 -取 0.2 為佳。mbC?為了保證連接的緊密性，防止連接受載后接合面間產生縫隙，應使 ( 為殘余01?F1預緊力),推薦采用的 為：對于有密封性要求的連接， ；對于一般連接，1F??8.51??工作載荷穩(wěn)定時， ；工作載荷不穩(wěn)定時， ；對于地腳螺??6.02?? 6栓連接， 。因為電動機運轉過程中，會受到振動的影響，所以選擇工作載荷不?1穩(wěn)定的情況來計算，取 又因為： ,F6.01 FCFmb?????????10所以，總拉力 ??NCFmb 6.235476..102 ?????設計中選取的螺栓的公稱直徑為 ?？紤]到螺栓在總拉力 的作用下可能需d1 2F要補充擰緊，故將總拉力增加 30%以考慮扭轉切應力的影響。于是螺栓危險截面的拉伸強度條件為： ??????2143.Fca計算得： ，經查表可知， 。顯然滿足強度要求。Mpca5.1? pa30bminM?3.7 鍵的強度校核平鍵連接傳遞轉矩時，通過連接中各零件的受力分析可知，對于采用常見的材料組合和按標準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。除非嚴重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓應力進行強度校核計算。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強度條件為： ??ppkldT?????3102式中： ——傳遞的轉矩 ；T??mNFTY??,2k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， ，此處 h 為鍵的高度，mm；5.0l——鍵的工作長度，mm，圓頭平鍵 ，平頭平鍵 l=L，這里 L 為鍵的公bLl??稱 長度，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力， ，見下表：??p? Mpa許用擠壓應力 連接工作方式 鍵或轂、軸的材 載荷性質漿渣自分離立式磨漿機- 12 -料 靜載荷 輕微沖擊 沖擊鋼 120-150 100-120 60-90??p?靜連接鑄鐵 70-80 50-60 30-45MpakldTp 25.98305.16213????選擇鍵的材料為鋼?？芍I的強度滿足設計要求。4 重要零部件材料的選擇及裝配特性4.1 定、動磨片材料的選擇磨片的材料是決定磨漿機出漿細度的重要因素。我國磨漿機的磨片材料一般使用 30號粒度碳化硅經過配料——壓制——燒結——機加工而成的。優(yōu)點是來源廣泛。缺點是普通的砂輪以金屬加工為對象故約有 40%的氣孔率，就會成為數(shù)千億巨量細菌的貯藏庫，會使食品遭受污染。目前國外已經研究出一種具有無氣孔、無滲透的新型陶瓷磨具，這種磨具的粒度有 16#-24#共 8 個類型，根據原料加以選擇，以磨盤的形狀和磨紋來實現(xiàn)破碎區(qū)、磨漿區(qū)、精磨區(qū)，三個區(qū)的作用。這種磨盤只要清洗表面就能洗凈，可以防止細菌污染。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，運轉過程中，它與動砂輪片連接在一體。隨電動機的轉軸，一起做高速圓周運動。根據以上工作要求，分離篩因裝配的精度缺陷，會產生一定的離心慣性力。所以分離篩的材料的質量應該盡量選擇較輕的材質，又由于會與漿渣接觸，必須要滿足食品安全等相關規(guī)定。并且要便于冷加工成型。綜合考慮各方面的因素，該設計中選用防銹鋁合金作為加工離心分離篩的材料。所選材料型號為 LF21。4.3 機體、機蓋材料的選擇及磨漿機的固定方式電動機高速旋轉工作時，其振動影響不容忽視，所以在選擇箱體的材料時，應盡量選擇具有吸振性能好的材料，以增加磨漿機的工作平穩(wěn)性。而機體與筒體之間采用焊接方式連接，所以所選材質應具有一定的焊接性能。所以在此設計中選擇了 Q235 型號的碳素結構鋼，它有一定的強度，良好的鑄造性和韌性，焊接性好，被廣泛用于制漿渣自分離立式磨漿機- 13 -造一般的機械零件。此外，機蓋的設計時，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，應該在機蓋的內表面加工出一條引槽，以便渣體能順利流出。磨漿機裝配完成，考慮工作的安全性，應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。以達到較好的固定效果。4.4 相關零部件潤滑方式的選擇流體膜潤滑是指處于流體膜潤滑狀態(tài)下的兩摩擦表面被一層潤滑膜隔開，不發(fā)生金屬與金屬的直接接觸，摩擦僅發(fā)生在流體內部。這種潤滑狀態(tài)具有較小的摩擦系數(shù)，約為 0.001-0.008。可通過軸環(huán)的運動將潤滑劑帶進楔形間隙。產生流體動壓力的方法，形成流體膜潤滑，即動壓式滑動軸承。推力軸承殼采用潤滑脂潤滑。所選潤滑脂的型號應考慮工作時的溫升。漿渣自分離立式磨漿機- 14 -參 考 文 獻[1]、濮良貴，紀名剛主編。機械設計（第八版） 。高等教育出版社，2006[2]、蔡春源主編。簡明機械零件設計手冊。冶金工業(yè)出版社，1996[3]、譚建榮，張樹有，陸國棟，施岳定編。圖學基礎教程。高等教育出版社，2004[4]、楊明忠，朱家誠主編。機械設計。武漢理工大學出版社。2001[5]、鄧星鐘主編。機電傳動控制（第三版） 。華中科技大學出版社，2001[6]、劉鴻文主編。材料力學Ⅰ（第四版） 。高等教育出版社，2004[7]、張裕中，臧其梅編。食品加工技術裝備。中國輕工業(yè)出版社，1987[8]、蔣迪清，唐偉強編。食品通用機械與設備。華南理工大學出版社，2000[9]、扈文盛編，食品常用數(shù)據手冊。中國食品出版社。[10]、程凌敏，徐克非，楊倚云等編。食品加工機械。中國輕工業(yè)出版社，1983[11]、徐灝主編。機械設計手冊（第三卷） 。機械工業(yè)出版社，1991[12]、曾志新，呂明主編。機械制造技術基礎。武漢理工大學出版社，2001[13]、施平主編。機械工程專業(yè)英語（第八版） 。哈爾濱工業(yè)大學出版社，2007[14]、于永泗，齊民主編。機械工程材料（第七版） 。大連理工大學出版社，2007漿渣自分離立式磨漿機- 15 -致 謝本學位論文是在我的導師涂建平和徐雪紅老師的親切關懷和悉心指導下完成的。他們嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到論文的最終完成，老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。在設計過程中，翻閱了很多專業(yè)方面的資料，并充分利用校圖書館的資源。數(shù)月以來，遇到了很多專業(yè)方面的問題，認真思考，而且不斷和同學討論一起解決，同時我的導師給我提出了很多寶貴的意見，為論文進一步的完善提供了許多幫助。雖然設計的過程是漫長而且辛酸的，但在導師的幫助下，克服了許多困難，學到了很多東西，包括課堂當中一些沒有涉及到的內容。經過這次設計，樹立了面對困難，并勇于解決問題的信心。十分感謝導師給我的大力支持和精心指導。最后，向所有參加答辯的老師評委致意，感謝你們在百忙之中抽出時間來參加我的畢業(yè)設計答辯，對此我表示真摯的謝意！