yzs-60型離心篩的設計說明書

1、<p><b>　　機電工程學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　題 目: YZS-60型離心篩的設計 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號：

2、 20053610432 </p><p>　　專業(yè)班級： 機自專0504 </p><p>　　指導教師： 呂俊智 </p><p>　　2008年 06月01日</p><p><b>　　目次</b></p><

3、p><b>　　1 概述2</b></p><p>　　2 設計離心篩的意義3</p><p>　　2.1 國內外對比3</p><p>　　2.2 離心篩在淀粉、谷朊粉生產中的應用3</p><p><b>　　3 設計計算9</b></p><p>　　3

4、.1 電機的選擇9</p><p>　　3.2 V帶的傳動設計9</p><p>　　3.3 主軸的設計12</p><p>　　3.4 鍵的計算選擇13</p><p>　　3.5軸承的選擇14</p><p>　　3.6 軸承座的選擇14</p><p>　　3.7 軸強度的校核

5、14</p><p>　　3.8軸承的校核18</p><p>　　4 機架的設計20</p><p><b>　　設計感想22</b></p><p><b>　　參考資料23</b></p><p><b>　　1 概述</b></p

6、><p>　　隨著科學技術的迅速發(fā)展，淀粉、谷朊粉及其制品的應用越來越廣泛，幾乎應用于各個領域，它帶動了淀粉、谷朊粉工業(yè)的發(fā)展，促進了淀粉、谷朊粉技術研究的深入，一些新工藝、新設備不斷涌現。食品工業(yè)的發(fā)展是設備和工藝發(fā)展的結果，應該使設備和工藝達到最佳配合，以設備革新和創(chuàng)新促進工業(yè)的改革和發(fā)展，以工藝的發(fā)展進一步促進設備的發(fā)展和完善。</p><p>　　我國雖是農業(yè)大國、糧食大國，但是糧食機

7、械行業(yè)距國際先進水平還有較大差距，特別是分離設備，國內大部分先進的分離設備是從國外引進的，因此此次設計意義重大。</p><p>　　通過多方面調研、老師提供的資料以及網上、圖書館查到的資料，我對圓錐篩的外形、工作原理、設計數據有了一定的認識，這對我下面的設計會有很大的幫助。</p><p>　　設計也是一個歷練的過程，我一定要把握好這次機會，提高自己的專業(yè)素質，設計能力。</p&g

8、t;<p>　　2 設計離心篩的意義</p><p><b>　　2.1 國內外對比</b></p><p>　　目前國內外淀粉、谷朊粉已經廣泛應用于各個行業(yè)，品種達數千種，性質各異。我國生產淀粉的歷史很早，但對淀粉、谷朊粉新工藝的研究開發(fā)起步較晚，在應用時也走了不少彎路，限制了淀粉、谷朊粉的應用和發(fā)展。國內絕大部分小麥淀粉廠的生產工藝仍舊為落后的間歇式

9、、半機械化、敞開式的傳統(tǒng)工藝方法，即間歇式馬丁法。目前國內的淀粉廠大致有下列三種類型：一是采用國內先進工藝及先進設備廠，這類工廠投資較多，技術經濟指標達到先進水平，經濟效益比較好；二是按傳統(tǒng)工藝及自制設備或部分采用國產先進設備的廠，此類工廠均為小型企業(yè)，投資少，生產水平低，也稍有盈利；三是引進國外生產線的廠，如引進美國、德國、瑞典、荷蘭、泰國等國設備或生產線，這類廠家多屬國有企業(yè)，有的連不必引進的亦引進，有的甚至整條生產線引進，因此，固

10、定資產投資很大，貸款多，利息、折舊負擔重，經濟效益并不理想，其中有些廠甚至處于長期虧損的狀態(tài)。</p><p>　　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的主要集中地，其加工工藝及設備代表著當今世界小麥淀粉工業(yè)的發(fā)展方向。其中美國的淀粉產量居世界首位。CPC公司是世界上最大的淀粉企業(yè)，在40多個國家擁有淀粉廠。因為美國的糖品消費主要是淀粉糖，加之以淀粉原料制造許多新材料，對淀粉的需求日益

11、增長，所以淀粉工業(yè)的發(fā)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品，有的甚至有一、二百種產品，如荷蘭艾維貝公司生產200多種品種。日本的淀粉工業(yè)起步較晚，但發(fā)展快。目前淀粉年產量已達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，年產鮮木薯1800-2000萬噸。全國有50多家淀粉廠，淀粉年產量達150-200萬噸，其中有一半出口，主要出口到日本、歐盟、美

12、國、臺灣、香港等50多個國家和地區(qū)，年創(chuàng)匯近5億美元。目前我國也從泰國進口木薯淀粉及木薯干片。泰國木薯淀粉的消費主要是用于加工各類變性淀粉，為造紙、紡織、食品所用，變性淀粉年產量近50萬噸。</p><p>　　可見，我國在淀粉、谷朊粉的生產工藝和設備上和世界先進水平仍有一定的差距，今后我們應該注重在這些方面的研究和開發(fā)。</p><p>　　2.2 離心篩在淀粉、谷朊粉生產中的應用<

13、;/p><p>　　馬丁法（面團法）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。</p><p>　　其生產過程為：將面粉和水按一定比例加入到和面機1中，經過和面機的充分攪拌使面粉成為面團狀，加水靜置20min左右，使面團中的蛋白質充分吸水形成面筋，然后由人工不斷加水、洗滌使面筋與淀粉分離。清洗出來

14、的面筋送到谷朊粉干燥系統(tǒng)干燥，得到活性小麥蛋白粉即谷朊粉。從和面機中排出的水和淀粉的混合物為粗淀粉漿，粗淀粉漿中含有細小的碎面筋，用振動篩2將這些碎面筋去除，在經過3級離心篩3—1、3—2、3—3將淀粉漿中的纖維篩除；然后集中到沉淀池4沉淀，經8~12h的沉淀后，淀粉被沉淀在池的底部，放掉池中的水，然后加清水攪拌用泵5輸送到脫水機6脫水，通過螺旋輸送機7輸送到淀粉干燥系統(tǒng)干燥，再經過粉碎機8、干燥管9和卸載器11將干燥的淀粉收集，通過關

15、風機，再經過淀粉篩13的篩理即為淀粉成品。</p><p>　　從以上生產工藝可以看出，此工藝為間歇式、半機械化、敞開式的傳統(tǒng)工藝。存在著勞動強度大、生產周期長、衛(wèi)生條件差、出率低、產品質量不穩(wěn)定、廢水排量大等缺點。</p><p>　　下面是我校老師參照國外先進的工藝提出的工藝改進方案，本方案結合我國實情，以國內設備代替價格昂貴的進口設備。其生產的工藝流程見圖2。</p>

16、<p><b>　　其生產過程為：</b></p><p>　　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，定量螺旋輸送機2將面粉送到自動活面機4中，流量計3控制進入和面機的進水量。水和面粉按一定的比例在和面機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，面糊中的蛋白質充分吸水形成面筋，熟化的時間大約30min，熟化后的面糊被面團切

17、斷機7切成小塊狀，送到帶有高速攪拌裝置的均質灌8中攪拌，使面筋與淀粉分離；然后用泵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行精制和分級。</p><p>　　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。通過旋轉的轉鼓產生離心力，在離心力的作用下淀粉顆粒

18、通過篩網，而纖維則為篩上物。由于在篩網的正反面都有高壓水沖洗，能將篩網上的糖類和細小的面筋等粘性物質徹底沖洗干凈，解決了以前的離心篩常出現篩網被堵塞的現象，提高了分離效果和產量。</p><p>　　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罐16中，這時的淀粉漿是蛋白質和淀粉的混合物，稱為粗淀粉乳，再經過泵17輸送到除沙器18除沙，除沙后的淀粉乳從高壓泵20—1—20—12分別輸送到第一組旋流器21

19、—1—21—12中進行分離。當高壓泵將淀粉乳輸送到旋流器中的旋流管內時，沿著旋流管的內壁做高速旋轉運動，產生的壓力越高，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21—1的頂流中是含有顆粒較小的淀粉和蛋白質的出口，因此再將其送到第二組旋流器（6級）中進一步分離。在第一組旋流器中，第二級頂流送回到第一級的進口處；第三級的頂流送回到第二

20、級的出口處；依次類推，最后一級21—12的頂流輸送到21—11的進口處，在最后一級旋流器21—12的進口處加清水經過這樣的逆流洗滌，在最后一級旋流器21—12的底流即為純凈的A淀粉乳，儲存在儲存罐22中，在經過自動脫水機23的脫水，由螺旋輸送機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</p><p>　　4.淀粉和谷朊粉的干燥工序：淀粉和谷朊粉仍采用氣流

21、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，濕面筋進入干燥管道后得到瞬時干燥，縮短了受熱時間，提高了谷朊粉的活性。</p><p>　　改進后的生產設備及設備，符合我國國情，可大大降低投資。其中ZXS—850型離心篩，達到國外同類產品水平，國內領先。谷朊粉干燥系統(tǒng)在節(jié)能和提高產品質量方面與一般干燥系統(tǒng)相比有了很大提高。</p><p>　　傳統(tǒng)和先進的淀粉

22、、谷朊粉的生產都用到了離心篩，開發(fā)和研制離心篩對增加產量、提高質量、降低成本、改善衛(wèi)生條件都有重要意義，離心篩與其他分離設備比較，還具有推動力大、分離能力強、結構緊湊、附屬設備少等特點。離心篩外形見圖</p><p><b>　　圖3 離心篩實圖</b></p><p>　　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

23、的粉漿，工作時漿料通過均勻機構均勻后進入篩筒底部，篩筒由動力機構驅動高速旋轉，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動，并同時向外沿移動，移動過程中，細小的淀粉顆粒透過篩網排出，同時不能過篩的纖維在離心力的作用下連續(xù)向轉鼓的大端滑動，排出轉鼓。在生產的過程中采用多臺此種離心篩進行級聯(lián)，來提高產量，級聯(lián)后的離心篩如圖4。</p><p>　　圖4 串聯(lián)的離心篩</p><

24、;p>　　圓錐篩在使用時應注意轉向，安裝電機電纜時應面對進料管，，轉鼓應為逆時針旋轉，電纜需用鋼管護套防止?jié){水和潮氣入侵。另外圓錐篩常出現篩網破裂現象，應及時檢查篩筒內壁是否光滑，進料管位置是否合理，篩面應及時清理，若發(fā)現篩體有劇烈振動，說明篩面有部分殘留物，應停機打開端蓋進行清理。</p><p><b>　　3 設計計算</b></p><p>　　3.1

25、電機的選擇：</p><p>　　無特殊要求的情況下，Y系列三相異步電動機較常用，其效率高、工作可靠、結構簡單、維護方便、價格低、啟動性好，適用于不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場合，主要應用于機床、泵、風機、運輸機、攪拌機、離心機、農業(yè)機械等。</p><p>　　離心篩屬于常速離心機，轉速在800—1000r/min之間，初步選定轉速為850r/min，功率18KW，由于要考慮實際工

26、作中功率損失和傳動效率，選擇大于18KW的電機，經分析選擇電機型號為Y180L—4。電機技術數據如下表：</p><p>　　3.2 V帶的傳動設計：</p><p>　　帶傳動是具有中間撓性件的傳動，它利用兩個或多個帶輪用帶作為撓性拉拽零件，工作時借助摩擦或嚙合傳遞動力或運動。帶傳動具有如下特點優(yōu)點：帶具有彈性，能緩和沖擊，吸收振動，故傳動平穩(wěn)噪聲?。贿^載時，帶在帶輪上打滑，具有過載保護

27、的作用；制造和安裝精度要求不是很嚴格；可傳遞兩軸間距離較遠的運動。</p><p>　　普通V帶傳動設計參看《機械力學與設計基礎》P224—P231。</p><p>　　1）確定計算功率：由P226表12-7查得工作情況系數表=1.1</p><p>　　計算功率=×P=1.1×2.2=24.2KW (P為傳動名義功率，即額定功率)</p

28、><p>　　2）選擇V帶型號：根據計算功率和小帶輪轉速（即電動機轉速），由P227圖12-9選取V帶型號，選擇C型。</p><p>　　3)確定帶輪基準直徑和:小帶輪基準直徑應大于等于P228表12-8列出的C型號帶輪的最小基準直徑200mm,以免帶的彎曲應力過大導致其壽命降低，d取200mm。</p><p>　　大帶輪直徑=（1-ε）（ε為滑移率，取值0.01）

29、</p><p>　　=×200（1-0.01）=342.4mm </p><p>　　按標準取整=355mm</p><p>　　4)驗算V帶速度v（m/s）:v應在5-25m/s范圍內</p><p>　　V===15.38m/s （符合要求）</p><p>　　5）計算中心距和帶長：</p&g

30、t;<p>　　中心距： 0.7（+）≤≤2（+）</p><p>　　0.7（200+355）≤≤2（200+355）</p><p>　　388.5≤≤1110 </p><p><b>　　取=900mm</b></p><p>　　帶長：=2+（+）+</p><p>　　

31、=2×900+（200+355）+</p><p>　　=1800+871.35+</p><p>　　=2678.02mm</p><p>　　由P221表12-1取相近的基準長度 =2800mm</p><p>　　計算中心距：a= +=900+61=961mm</p><p>　　考慮V帶安裝、調整和張

32、緊，中心距應留有調整余量。</p><p>　　最小中心距：=a-0.015=961-0.015×2800=919mm</p><p>　　最大中心距：=a+0.03=961+75=1045mm</p><p>　　6）驗算小帶輪包角：=180°-=180°-</p><p><b>　　=170.75

33、°</b></p><p><b>　　取α=171°</b></p><p>　　7）確定V帶根數Z：i=355/200=1.775</p><p>　　依次查P225 表12-4 得=7.47KW</p><p>　　P225 表12-5 得Δ=1.14KW</p>&l

34、t;p>　　P226 表12-6 得=0.98</p><p>　　P221 表12-1 得=0.93</p><p><b>　　Z====3.08</b></p><p><b>　　故Z=4</b></p><p>　　8）計算初拉力：初拉力大小對帶傳動的正常工作及其壽命影響很大，初拉力

35、不足，</p><p>　　出現打滑，傳遞載荷能力下降，效率低，也使小帶輪急劇發(fā)熱，膠帶磨損；初拉力過大，</p><p>　　V帶壽命減低，壓軸力增大。因此，合理的預緊力是保證帶傳動正常工作的重要因素。</p><p>　　本次圓錐篩的設計，考慮到這個問題，在安裝電機的支架上打長圓孔，這樣可以通過調節(jié)電機的位置調節(jié)中心距，從而調節(jié)初拉力。</p>&

36、lt;p>　　單根V帶合適的初拉力按該公式計算：=+</p><p>　　——計算功率 Z——V帶根數 v——V帶速度 ——包角修正系數 q——V帶單位長度質量（kg/m）查P222表12-2得q=0.3kg /m。</p><p>　　=（）+0.3×=367.38N</p><p>　　由于新帶容易松弛，所以對非自動張緊V帶傳動

37、，安裝新帶時初拉力應為上述初拉力的1.5倍。</p><p>　　9）計算軸壓力：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算。 </p><p>　　=22sin=2×4×367.38sin=2927.36N</p><p>　　10）帶輪的材料、結構和尺寸：</p><p>　　帶傳動一般

38、安裝在傳動系統(tǒng)的高速級，帶輪轉速較高，故要求帶輪有足夠的強度，帶輪常用鑄鐵鑄造，有事也用鑄鋼、鋁合金或非金屬材料。當帶輪圓周速度v<25m/s時，常采用HT150；當v>25-30m/s時，采用HT200；速度更高時，可采用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接；傳遞功率較小時，帶輪材料可采用鋁合金或工程塑料，這里選用鑄鐵（HT200）。</p><p>　　帶輪的結構一般由輪緣、輪轂、輪輻等部分組成。輪緣用于安裝傳動

39、帶；輪轂用于安裝在軸上；輪輻或腹板用于聯(lián)結輪緣與輪轂。設計帶輪時，為使其結構便于制造，質量輕，并避免由于鑄造產生大的內應力。帶輪工作表面應保持適當的粗糙度，以免帶快速磨損。大帶輪采用輪輻式結構，輪輻截面為橢圓形，輪輻數目根據帶輪直徑選取，這里帶輪輪輻選擇四個。小帶輪采用腹板式，帶輪其他部分的尺寸按照經驗公式決定。輪槽的形狀和尺寸與相應型號的帶截面尺寸相適應。規(guī)定梯形輪槽的槽角為32°、34°、36°和38&

40、#176;等四種，都小于V帶兩側面的夾角40°，這里選用36°。</p><p><b>　　3.3 主軸的設計</b></p><p>　　軸主要用于支撐旋轉零件（凸輪、軸承和帶輪等）傳遞運動和動力。旋轉零件繞軸線轉動傳動轉矩或回轉運動，并通過軸承與機座相聯(lián)接。軸按承載情況不同分為轉軸、心軸、傳動軸三種。由于圓錐篩所用的軸即傳遞扭矩又承受彎矩，所

41、以我所設計的階梯軸為轉軸，由于小帶輪已經設計好，大帶輪的尺寸也就定了，只剩下軸徑的確定，軸的初步設計是根據扭轉強度，校核彎曲強度，由于軸的材料很多，主要根據軸的使用條件，對軸的強度、剛度、和其他機械性能等的要求，采用熱處理方式，同時考慮制造加工工藝并力求經濟合理，通過設計計算來選擇軸的材料，選用最常見的45鋼作為軸的材料，并做正火處理，由P321《機械力學與設計基礎》表16-1查得=600MPa，=55Mpa。</p>&

42、lt;p>　　軸的結構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，受力情況和加工工藝等。軸的結構設計要求：①軸和軸上零件要有準確、牢固的工作位置；②軸上零件裝拆、調整方便；③軸應具有良好的制造工藝性等；④盡量避免應力集中。</p><p>　　1）軸最小直徑的確定：</p><p>　　電機轉速為1470r/min，計算得，主軸轉速為878r/min,電機P=22kw

43、，主軸傳遞功率為Pη=22η（η為帶輪傳遞效率），由《機械設計課程設計指導》查表1-7得η=0.96，故主軸傳遞功率為22×0.96=21.12KW。</p><p><b>　　d≥</b></p><p><b>　　=C</b></p><p><b>　　=118</b></p

44、><p>　　=118×0.28867=34.06mm</p><p>　　該軸段有鍵槽，應該加大5%以適當增加軸徑補償鍵槽強度的消弱，取d=40mm。</p><p>　　2）軸各段直徑的確定：d1=40mm</p><p>　　設計時應注意：裝滾動軸承的軸徑應與軸承內孔尺寸保持一致，軸上兩處安裝軸承處應采用同種型號的軸承，便于軸承座

45、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。</p><p>　　3）軸各段長度的確定：</p><p>　　小帶輪寬度已經確定，即電機伸出的軸長，查《機械課程設計指導書》表12-3可知Y-180L-4電機伸出軸長為80mm，故大帶輪寬度同樣為80mm，即L1=80mm，根據各方面考慮L2=65mm。</p>&

46、lt;p>　　所選軸承內孔為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介紹，L3=60。</p><p>　　L4=200mm，L5=60mm，L6=85mm，L7=80mm，L8=30mm，L9=20mm。</p><p><b>　　下面是軸的示意圖：</b></p><p><b>　　圖6 軸的示

47、意圖</b></p><p>　　3.4 鍵的計算選擇：</p><p>　　圓錐篩上用到四個鍵，分別是小帶輪與電機相連的鍵、主軸與大帶輪相連的鍵、主軸與轉鼓相連的鍵、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，正反轉的場合。一般采用鑄鐵制造，根據與其配合的軸的長度選用標準鍵長。根據《機械力學

48、與設計基礎》P328表16-7查得[P]=55Mpa，許用剪切應力[τ]=90Mpa.</p><p>　　電機輸出轉矩T1==9549×22/1470=142.9N/m=142900N/mm</p><p>　　主軸傳遞轉矩T2==9549×21.12/878=229.7N/m=229700N/mm</p><p>　　根據《機械課程設計指導書

49、》P51 表4-1：</p><p>　　電機與小帶輪上的鍵：d=48mm b=12mm h=8mm l=63mm</p><p>　　==4×142900/48×8×63=23.6Mpa<90Mpa</p><p>　　P==4×14700/48×8×63=23.6Mpa<55Mpa&l

50、t;/p><p>　　主軸與大齒輪上的鍵：d=40mm b=12mm h=8mm l=60mm</p><p>　　==4×142900/40×8×60=47.9<90Mpa</p><p>　　P==4×142900/40×8×60=47.9<55Mpa</p><p&g

51、t;　　轉鼓與主軸上的鍵：d=45mm b=14mm h=9mm l=45mm</p><p>　　==4×142900/45×9×45=50<90Mpa</p><p>　　P==4×142900/45×8×45=50<55Mpa</p><p><b>　　3.5軸承的選擇：

52、</b></p><p>　　滾動軸承具有摩擦阻力小、啟動靈敏、安裝、維修方便、效率高、潤滑簡便和易于互換等優(yōu)點被廣泛應用于各行各業(yè)，包括：機械，媒礦，電廠，包裝等。在設計的過程中只需根據工作條件選用合適的滾動軸承類型和型號進行組合結構設計。這里選用雙排圓錐滾子軸承，型號為352210E，它有大的錐角，能同時承受徑向和軸向載荷，承載能力大。內外圈可以分離，安裝時可調整游隙，通常成對使用。</p&

53、gt;<p>　　3.6 軸承座的選擇：</p><p>　　根據《機械工程師手冊》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,</p><p>　　=100mm,H=60mm,L=205mm。</p><p>　　3.7

54、 軸強度的校核：</p><p>　　軸的強度計算主要有三種方法：許用切應力計算；許用彎曲應力計算；安全系數校核計算。許用切應力計算只需要知道轉矩的大小，方法簡便，但計算精度較低。彎矩等的影響，可在計算中適當降低切應力。許用彎曲應力計算必須先知道作用力的大小和作用點的位置、軸承跨距、各段軸徑等參數。為此，常先按轉矩估算軸徑并進行軸的結構設計后，即可畫出軸的彎扭合成圖，然后計算危險截面的最大彎曲應力。它主要用于計算

55、一般重要的、彎扭復合的軸，計算精度中等。安全系數校核計算也要在結構設計后進行。以上三中方法可以單獨或逐個使用。一般轉軸按許用彎曲應力計算已經足夠，不需要再用安全系數法校核。這里使用許用彎曲應力計算對軸進行校核。</p><p>　　由以上可知軸徑是按扭轉強度初步設計的，所以要校核軸的彎曲強度，軸的強度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿足軸徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據軸的實際尺寸，承

56、受的彎矩、扭矩圖考慮應力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據許用彎曲應力校核的，即由彎矩產生的彎曲應力不超過許用彎曲應力，一般計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矩圖，繪出當量彎矩圖。</p><p>　　

57、計算受力情況：根據經驗數據轉鼓參數為D=600mm，d=265mm，H=692mm，h=260mm。</p><p>　　轉鼓體積 V=×H-×h</p><p>　　=×692-×260</p><p>　　=×900×692-×17556.25×260</p><

58、p>　　=65186400-4777640</p><p><b>　　=0.06</b></p><p>　　篩體重力 m=ρv=7850×0.06=471N，故篩體壓力為 G=mg=471×9.8=4616N</p><p>　　2）軸的受力示意圖：</p><p>　　圖7 軸受力示意圖

59、 </p><p><b>　　3）受力計算：</b></p><p>　　以B點為支點：G×108+Fr2×255=（255+148）×Fy</p><p><b>　　Fr2==</b></p><p><b>　　=</b></p>

60、;<p><b>　　=2671N</b></p><p>　　受力平衡分析：G+Fy=Fr1+Fr2</p><p>　　Fr1=G+Fy-Fr2=4616+2972-2617=4872N</p><p><b>　　截面法：（1-1）</b></p><p><b>　　

61、圖8 截面1</b></p><p>　　G+FQ1=0 ，FQ1=-G=-4616N</p><p>　　M1+G×x1=0 ，M1=-4616x1 （0<x1<108）</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p><b>　　圖9 截面2&

62、lt;/b></p><p>　　G+FQ2=Fr1 ,FQ2=Fr1-G=4872-4616=256N</p><p>　　Gx2+M2=Fr1(x2-108)</p><p>　　M2=Fr1×x1-108Fr1-G×x2</p><p>　　=4872x2-4616x2-526176</p>&

63、lt;p>　　=256x2-526176 (0<x2<363)</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　圖10 截面3</b></p><p>　　Fr1+Fr2=G+FQ3 ,FQ3=Fr1+Fr2-G=4872+2616-4616=2927N&l

64、t;/p><p>　　M3+G×x3=Fr1（x1-108）+Fr2(x3-108-255)</p><p>　　M3=Fr1×x3-108Fr1+Fr2×x3-363Fr2</p><p>　　=7543x3-1495749</p><p>　　由以上各式畫剪力圖、彎矩圖：</p><p>

65、<b>　　圖11 剪力圖</b></p><p><b>　　圖12 彎矩圖</b></p><p>　　4）計算軸所受彎矩;</p><p>　　T==229700N·m</p><p><b>　　彎矩圖如下：</b></p><p>

66、;<b>　　圖13 彎矩圖</b></p><p>　　由于此次設計選用45鋼做正火或調制處理，查書P321 表16-5可知=60Mpa，[]=200Mpa,[]=55Mpa,[]=95Mpa。</p><p>　　由上圖可知軸的危險截面在B處，d=60mm。</p><p>　　===24Mpa<55Mpa</p>&

67、lt;p>　　經校核，軸的截面強度足夠。</p><p><b>　　3.8軸承的校核：</b></p><p>　　所選軸承為雙列圓錐滾子軸承，型號為352210E，d=50mm，D=90mm，=145KN，=218KN，e=0.42.</p><p>　　1）確定徑向載荷系數X，軸向載荷系數Y：</p><p>

68、;　　因為軸向載荷Fa=0，則=0<e=0.42</p><p>　　根據課程設計指導書P68表6-4 Y1=1.6 ，Y2=2.4</p><p>　　當≤e P=Fr+Y1Fa</p><p>　　當>e P=0.67Fr+Y2Fa </p><p><b>　　故P=Fr</b></

69、p><p>　　對軸承1：Fr=4872N P=Fr=4872N</p><p>　　對軸承2：Fr=2617N P=Fr=2617N</p><p><b>　　計算軸承壽命： </b></p><p>　　由P352表17-6、17-7查得=1.0，=1.2，ε=10/3</p><p>

70、<b>　　===1.3×h</b></p><p>　　假設每天工作12小時，一年工作300天，設備使用5年，則12×300×5=18000h,可見該軸承完全符合要求。</p><p><b>　　4 機架的設計</b></p><p>　　機架的設計在前面方案論證中已經提到，在機器中支撐或

71、容納零部件的零件稱之為機架，所以機架是底座、機體、床身、橋架、殼體、箱體以及基礎平臺等零件的統(tǒng)稱。按機架分類所用材料分類，圓錐篩采用的是金屬焊接機架。主要是焊接機架結構設計靈活、壁厚可以相差很大，并且可根據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。強度、剛度、穩(wěn)定性是機架設計的主要準則，也是評價機架工作能力的主要標準，合理的設計機架的截面形狀和尺寸、注意機架的整體布局。設計機架通過了以下幾個設計步驟：</p>

72、<p>　?。?）初定機架的形狀和尺寸 機架的結構形狀和尺寸取決于安裝在它內部的零件和部件的 形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時也取決與所受載荷、運動等情況，然后，綜合上述情況和有關資料，并參考現有同類型機架，初定擬定出機架的結構形狀和尺寸。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架，所以采用由鋼板、型鋼、鑄鋼焊接而成的機架。機架的大致尺寸為高111

73、7㎜、長993㎜、寬750㎜，要考慮起具體形狀和電機、軸承座的安裝還有帶輪罩的固定。</p><p>　?。?）機架的造型設計，雖然材料一定，但機架也要求內外質量的統(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，這樣既增加了機架的穩(wěn)定性、又使整個機架看上去簡單輕便。同樣角鋼上面是四塊角鋼焊接的一個長方形用來支撐板，板在角鋼上焊接，下空，因而有利于在板上打通孔和軸承的

74、調節(jié)，軸承調節(jié)是通過連接部分的螺栓孔做成長圓狀的來實現。而下面是由兩個空心鋼來支撐電機下的板，空心鋼強度和剛度都很高，所以不會出現強度或剛度不足現象。</p><p>　　（3）作為焊接機架應合理布置焊縫和提高焊縫的可靠性，而且焊縫應位于低應力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構件；焊縫布置應盡量對稱，最好至中性軸的距離 相等；盡量減少焊縫的數量和尺寸，且焊線要短；焊縫要不要布置在加工面和需要進行表面處理的部位上；更

75、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。減少應力集中，如盡量采用對接接頭；減少殘余應力，焊后熱處理等。</p><p>　?。?）盡可能采用標準型材，板材，減少加工量。機架主要由空心鋼、角鋼、鋼板等型鋼焊接拼而成，它們性能的好壞直接決定著機架整體性聯(lián)結結構的剛度直接影響機器的工作性能。為保證機架剛度應注意改善聯(lián)結部位的受力狀況、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

76、右對稱布置。 整個機架設計完以后，既要注意滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求，又要注意外形的美觀和人機工程性，方便操作。造型好，使其既適用經濟，又美觀大方。</p><p>　　設計過程中還要注意一下幾點：</p><p>　　在滿足強度和剛度的前提下，機架的重量應要求輕、成本底；</p><p><b>　　抗振性好；</b></p>

77、<p>　　由于內應力及溫度變化引起的結構變形應力最??；</p><p>　　結構力求便于安裝與調整，方便修理和更換零部件；</p><p><b>　　設計感想</b></p><p>　　寫到這里才稍微松了一口氣，畢業(yè)設計終于接近尾聲了。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器的設計，剛開始根本不知道從哪里下手

78、，我們一度迷茫，呂老師從繁忙的工作中抽出時間給我們講解，給我們找資料，并給我們了許多意見建議，對我們的畢業(yè)設計有莫大的幫助，我向呂老師表達我真摯的謝意！</p><p>　　以前我們還在感嘆別人的畢業(yè)設計是多么的精致、富有創(chuàng)意，現在我完成了屬于自己的設計，這種心情難于言表，也覺得自己充實了很多、收獲了很多。</p><p>　　畢業(yè)設計這段時間，感覺比前面三年的任何時候都快樂、輕松，在輕松

79、和快樂中安排學習，時間完全屬于自己，也鍛煉了自制力。我動腦筋了、思考了，不再是老師一味的灌輸知識，而是應用自己的知識解決問題，總之，我感覺自己在研究或自主工作方面更成熟了。搞設計是一項體現一個人全面專業(yè)水平的任務，要想搞好設計，就得提高自己的專業(yè)水平，提高自己理論聯(lián)系實際的能力，拓寬知識面，另外，還必須有毅力、耐心，有認真仔細的工作態(tài)度，也必須活學活用，不能死搬硬套，鉆牛角尖。</p><p>　　我也深深感到知

80、識和能力上的不足，設計是一個學習的過程。通過這次設計，我了解到搞設計的過程，并積累了不少的經驗和教訓，這為即將為以后的學習和走向工作崗位打下基礎。從開始的實習和調研到最后的計算和出圖，其中的每一步都是至關重要的，它們是設計的一個首要條件，缺一不可?？赡苁窃趧傞_始的時候沒有能夠認識到這些過程的重要性，只是了了而過，事后僅僅憑借自己的腦子來回憶當時所看到的是遠遠不夠的，所以說這次的畢業(yè)設計給以后的工作打下了很好的基礎，這也是大學到社會的一個

81、過渡，相信留下的這些教訓和經驗會指導我今后的工作怎樣才能做的更好。</p><p>　　總之，畢業(yè)設計的一段時間，我和其他同學一樣，在設計過程中遇到了種種挫折和難題，但都一一地解決了。也許最后的效果并不是象我們想象中那么完美，但是努力過了，經歷過了，我們堅持下來了，我們就是成功的。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>

82、　　1 楊黎明、楊志勤.機械零部件選用與設計.2007.6</p><p>　　2 王少環(huán).機械設計師手冊.2006.8</p><p>　　3 李鐵成.機械力學與設計基礎.2005.8</p><p>　　4 肖旭霖.食品加工機械與設備.中國輕工業(yè)出版社，2000，67</p><p>　　5　 無錫輕工業(yè)學院、天津輕工業(yè)學

83、院.食品工廠機械與設備.輕工業(yè)出版社，1983，97</p><p>　　6　 劉品，徐曉希.機械精度設計與檢測基礎.哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004，41-49</p><p>　　7　 國家標準機械制圖應用示例圖冊.中國標準出版社，1985，152</p><p>　　8　 朱輝.畫法幾何及工程制圖.上?？茖W技術出版社，2003，337-342</p>

84、<p>　　9　 田孝俊，任偉.綜述影響小麥淀粉生產的因素. 淀粉與淀粉糖，2004，（7）：37</p><p>　　10 史建新, 周向農.圓錐篩清選棉粕的原理與試驗.糧食與飼料工業(yè)，2000，（3）：19-20</p><p>　　11 曹立和，周魯惠.DPF560型淀粉分離機的應用與技術特點.淀粉與淀粉糖，1999，（2）：31</p><p&