橫流槳葉式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)的設(shè)計(jì)【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,說明書+CAD+SOLIDWORKS,橫流槳葉式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)的設(shè)計(jì)【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,槳葉,加濕,調(diào)質(zhì)機(jī),設(shè)計(jì),說明書,仿單,cad,solidworks
16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
橫流槳葉式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 栗 文
學(xué) 號 8031212420
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級 16-4班
指導(dǎo)老師 蘭海鵬
日 期 2016.05
塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制
前 言
在稻谷加工過程中,為了減少大米的精裂紋、降低碎米率、提高出米率、降低能耗和增強(qiáng)企業(yè)的競爭實(shí)力,采用加濕調(diào)質(zhì)設(shè)備。根據(jù)加濕調(diào)質(zhì)碾米工藝研制出橫流式糙米加濕調(diào)質(zhì)機(jī),采用旋轉(zhuǎn)式落料盤使糙米雨?duì)钌⒙洌瑢?shí)現(xiàn)了糙米下落的均勻;采用 BSPT-1 /4 LNN3 型微細(xì)霧化噴頭與下落米流呈橫向噴霧,實(shí)現(xiàn)了霧滴與糙米的均勻接觸; 采用攪拌倉即時(shí)將著水糙米進(jìn)行攪拌,實(shí)現(xiàn)了著水糙米混合的均勻; 在進(jìn)料口處和攪拌倉頂部設(shè)有物流傳感器,可以實(shí)現(xiàn)來料自動(dòng)加濕,停料自動(dòng)停機(jī)及卸料不暢時(shí)自動(dòng)停機(jī)。該設(shè)備可以達(dá)到均勻、可控和高效的加濕調(diào)質(zhì)目標(biāo),從而降低碾米電耗、降低碎米率、增加出米率、提高成品米質(zhì)量。
關(guān)鍵詞: 糙米;加濕調(diào)質(zhì);橫流式
目 錄
1引言 1
1.1傳統(tǒng)碾米工藝的缺點(diǎn) 1
1.2研制加濕調(diào)質(zhì)機(jī)意義和價(jià)值 1
1.3國內(nèi)外槳葉式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 1
2設(shè)計(jì)的目的 2
2.1均勻性 2
2.2可控性 2
2.3高效性 2
3橫流式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)的設(shè)計(jì) 2
3.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 2
3.2糙米加濕調(diào)質(zhì)機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3
3.3糙米加濕調(diào)質(zhì)倉的設(shè)計(jì) 3
3.4 葉片設(shè)計(jì) 5
4加濕裝置的設(shè)計(jì) 6
4.1工作原理 6
4.2加濕噴頭的設(shè)計(jì) 7
4.3供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7
4.4噴霧量自動(dòng)調(diào)節(jié) 8
5動(dòng)力及傳動(dòng)設(shè)計(jì) 8
5.1電機(jī)的選用 8
5.2傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 9
6控制部分 14
6.1來料自動(dòng)噴霧,停料自動(dòng)停霧 14
6.2卸料口的設(shè)計(jì) 14
6.3卸料不暢報(bào)警 15
6.4噴霧量自動(dòng)調(diào)節(jié) 15
總結(jié) 16
致 謝 18
參考文獻(xiàn) 19
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
1 引言
1.1傳統(tǒng)碾米工藝的缺點(diǎn)
我國是世界稻谷生產(chǎn)和消費(fèi)大國,每年稻谷產(chǎn)量高達(dá)2億噸,約占世界稻谷總產(chǎn)量的1/3,約占全國糧食總產(chǎn)量的2/5[1]。我國人民的傳統(tǒng)主食是精白米,在我國居民膳食結(jié)構(gòu)中占有主導(dǎo)地位。隨著人們生活水平的提高以及→消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變,人們越來越重視精白米的營養(yǎng)價(jià)值和保健功能。傳統(tǒng)的稻谷加工方法是將稻谷礱谷得到糙米,然后對糙米進(jìn)行碾磨加工,碾去糠層和胚芽,得到精白米[2],糙米中大部分營養(yǎng)成分富集在被碾去的糠層和胚芽中[3],在碾米過程中會(huì)有大量營養(yǎng)物質(zhì)的損失和浪費(fèi)。雖然精白米占據(jù)我國主食消費(fèi)的主導(dǎo)地位,與白米相比糙米具有更高的營養(yǎng)價(jià)值,但是糙米皮層含有大量的粗纖維,其吸水性和膨脹性較差,造成糙米的蒸煮性不佳和口感較差[4]。糙米中還含有較多的植酸,植酸會(huì)與多數(shù)礦物質(zhì)元素如鉀、鎂、鐵等結(jié)合在一起,影響了人體對這些礦物質(zhì)的吸收[5]。這些問題嚴(yán)重影響糙米的食用品質(zhì),如何改善糙米的食用品質(zhì)亟待解決。
稻谷的安全儲(chǔ)藏水分是14%以下,經(jīng)過儲(chǔ)藏后的稻谷水分含量更低,一般12%~13%左右,而糙米的最佳碾磨含水率卻在15.5%~16.5%之間[1-3]。傳統(tǒng)的碾米工藝是將凈糙米直接干磨,但低水分的糙米硬度和脆性都較大,所以在碾米加工過程中容易出現(xiàn)裂紋米及碎米,大米表面光潔度較差,導(dǎo)致碾米的能耗增高,嚴(yán)重制約著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展[4-6]。
1.2研制加濕調(diào)質(zhì)機(jī)意義和價(jià)值
加濕調(diào)質(zhì)碾米工藝是在凈糙米進(jìn)入頭道碾米機(jī)前,增加糙米加濕調(diào)質(zhì)機(jī),對糙米進(jìn)行均勻加濕調(diào)質(zhì),使得糙米的糠層和胚吸水后膨脹軟化,形成外大內(nèi)小的水分梯度和外小內(nèi)大的強(qiáng)度梯度,糙米外表面的摩擦系數(shù)增大,不必用很大的擠壓力和剪切力既可實(shí)現(xiàn)碾白,大大減少了碾米過程中的破碎和裂紋,提高整精米率,大幅度降低碾米能耗。應(yīng)用加濕調(diào)質(zhì)碾米工藝可提高大米加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,因此研制加濕調(diào)質(zhì)設(shè)備具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。
1.3國內(nèi)外雙軸槳葉式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
國外的槳葉式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)在20世紀(jì)80年代末已經(jīng)開始研制, 國際上糙米流通加工以日本的技術(shù)最先進(jìn),糙米的調(diào)質(zhì)研究起步較早。日本是主要生產(chǎn)稻谷的國家之一,由于有發(fā)達(dá)的工業(yè)和科學(xué)技術(shù)作后盾,加上國家對發(fā)展農(nóng)業(yè)有一系列的扶植政策,包括對農(nóng)田基本建設(shè)及農(nóng)戶購置大型農(nóng)業(yè)機(jī)械政府給予補(bǔ)貼(高達(dá)50%)及優(yōu)惠貸款等,使日本的農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展十分迅速且具有較高的水平。日本稻谷處理加工技術(shù)與設(shè)備具有世界領(lǐng)先水平,其加工工藝有很多值得借鑒之處。挪威 Forberg 公司在上 20 世紀(jì) 90年代初推出了雙軸槳葉式系列加濕調(diào)質(zhì)機(jī),其有效容積 25-5000 L,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加濕調(diào)質(zhì)機(jī)理、傳動(dòng)方式與國內(nèi)雙軸槳葉式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)基本相同。
我國糙米加濕調(diào)質(zhì)工藝和設(shè)備的研究起步較晚,政府一直將包括稻米在內(nèi)的糧食作物生產(chǎn)放在高產(chǎn)的研究上。近年國內(nèi)企業(yè)和業(yè)界人士開始研究糙米加濕調(diào)質(zhì)工藝和設(shè)備,蘇州楚天自控設(shè)備研究有限公司設(shè)計(jì)的MCT-6型糙米調(diào)質(zhì)器,其水霧發(fā)生器能產(chǎn)生散開角大于60度的超微水霧粒子,該調(diào)質(zhì)器已在江蘇、浙江、黑龍江、甘肅等省的十多家米廠得到應(yīng)用。哈爾濱雙碩盛糧機(jī)技術(shù)工程有限公司開發(fā)生產(chǎn)了SCS系列糙米調(diào)質(zhì)自動(dòng)加濕機(jī)。
國內(nèi)各企業(yè)、科研部門所研制的臥式橫流槳葉調(diào)質(zhì)機(jī)機(jī)型結(jié)構(gòu)基本相同, 例如 SLHSJ 系列臥式橫流槳葉高效調(diào)質(zhì)機(jī), 其每批產(chǎn)量為 25-4000 kg, 功率為 0.75-55 kW, 產(chǎn)品已形成系列化。加濕調(diào)質(zhì)機(jī)內(nèi)并排裝有一個(gè)轉(zhuǎn)子, 轉(zhuǎn)子由軸和多組槳葉組成, 每組槳葉有兩片葉片, 葉片長短不同,槳葉呈30℃角安裝在軸上, 目的在于讓物料在攪拌時(shí)獲得更大的拋幅而較快地進(jìn)入另一個(gè)轉(zhuǎn)子作用區(qū)。由于軸上的槳葉組對應(yīng)錯(cuò)開, 在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí), 消除了攪拌死區(qū),獲得更好的攪拌效果。
2設(shè)計(jì)的目的
2.1均勻性
糙米加濕調(diào)質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)在于均勻加濕。本設(shè)計(jì)采用 BSPT-1/4 LNN3 型微細(xì)霧化噴頭與下落米流呈橫向噴霧,實(shí)現(xiàn)了霧滴與糙米的均勻接觸; 采用攪拌倉即時(shí)將著水糙米進(jìn)行攪拌,實(shí)現(xiàn)了著水糙米混合的均勻。
2.2可控性
運(yùn)輸機(jī)定量運(yùn)送糙米,可以通過增減噴頭數(shù)量控制加濕量,微調(diào)供水流量。應(yīng)用糧食水分在線檢測儀跟蹤加濕后糙米水分,反饋給供水系統(tǒng)。
2.3高效性
該機(jī)通過匹配輔機(jī)自動(dòng)運(yùn)行,可以滿足碾米生產(chǎn)連續(xù)作業(yè),加濕調(diào)質(zhì)效率高。
3橫流式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)的設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
本設(shè)計(jì)的內(nèi)容為: 設(shè)計(jì)出能夠保證均勻加濕、可控、適宜于任何低水分糙米加濕調(diào)質(zhì)到最優(yōu)值的逆流自循環(huán)式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)。
未經(jīng)著水的糙米水分:12.0%;著水后的糙米水分:16.0 %;每次加濕量可調(diào)(最大1.50%);處理糙米量可調(diào)(最大處理量0.5t/次)。
3.2糙米加濕調(diào)質(zhì)機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
糙米加濕調(diào)質(zhì)機(jī)體結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示。采用豎直仿u形的機(jī)殼,沿機(jī)殼豎直軸線方向從上至下分為進(jìn)料倉、料水混合倉。料水混合倉安裝的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上裝有長短比為2:1的葉片組和,通過帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電機(jī)相連。霧化噴頭等角度均布安裝在料水混合倉壁上,并與供水系統(tǒng)連接。在攪拌倉上裝有壓力出料門。
圖3-1加濕調(diào)質(zhì)機(jī)裝配示意圖
3.3糙米加濕調(diào)質(zhì)倉的設(shè)計(jì)
糙米加濕倉采用仿u倉體結(jié)構(gòu),加濕倉可容納0.5噸糙米(容重0.67t/m3),上方需留一定空間,總?cè)莘e0.71m3。倉體采用鋼板制造。
3.3.1加濕倉的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
加濕倉采用2mm厚鋼板制成,其結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-3所示。加濕倉上端圓柱部分長度為1010mm,內(nèi)徑為450mm;圓臺上端長方體長為1010mm,寬為637mm,高度為200mm;下端圓柱部分高度為768mm;
圖3-3 加濕倉結(jié)構(gòu)示意圖
3.3.2米倉容積
圓柱部分倉體高=0.768m;長方體高為H =0.20m;糙米加濕倉高
1. 0.5t糙米的體積計(jì)算
(r――糙米容重0.67t/m3)
2. 加濕倉容米體積計(jì)算
加濕倉上端圓柱部分長度為=1.01m,內(nèi)徑為=0.45m;圓臺上端長方體長為=1.01m,寬為=0.64m,高度為=200mm;下端圓柱部分高度為=0.77m;
3.4 葉片設(shè)計(jì)
3.4.1槳葉的設(shè)計(jì)
根據(jù)物料特性及工藝要求定,對于有液體添加的混合物料,槳葉應(yīng)選用結(jié)構(gòu)簡單的形狀,以減少卸料及清理困難。為了更好的使物料和水混合均勻,消除料水混合時(shí)攪拌死區(qū),應(yīng)盡量加大槳葉與物料攪拌時(shí)的接觸面積。因此,我采用了兩邊長度不同的矩形槳葉形狀,每組槳葉都是有一個(gè)長槳葉[如圖4-1(a)]與一個(gè)短槳葉[如圖4-1(b)]組合而成,長度比為2:1。槳葉的設(shè)計(jì)表面不是平面結(jié)構(gòu),是有一定曲面旋轉(zhuǎn)角度。如圖4-1所示。當(dāng)料與水混合后,攪拌槳葉在傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下,做單向的圓周運(yùn)動(dòng)。
(a)長槳葉結(jié)構(gòu) (b)短槳葉結(jié)構(gòu)
圖3-4 槳葉結(jié)構(gòu)示意圖
3.4.2 葉片的安裝
葉片的安裝方式是保證調(diào)質(zhì)機(jī)性能的關(guān)鍵,安裝不恰當(dāng),就不能達(dá)到期望的憂越性能;同時(shí),也不能達(dá)到消除攪拌死區(qū)的效果。又根據(jù)物料流態(tài)化區(qū)的形成機(jī)理及軸的受力均衡情況,安裝了五組葉片,葉片組長、短槳葉相間安裝,安裝角如圖3-4所示。
4加濕裝置的設(shè)計(jì)
4.1工作原理
加濕作業(yè)時(shí),先測量擬加濕的糙米含水率,確定最佳工藝方案后,按方案設(shè)定打開噴頭的數(shù)量、下料的速度以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速范圍。糙米進(jìn)入進(jìn)料倉時(shí),觸發(fā)物流傳感器;物流傳感器將信號傳遞給控制柜,啟動(dòng)電機(jī)和供水系統(tǒng);電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn),撒下糙米;同時(shí),霧化噴頭噴出水霧與下落的糙米混合,落入攪拌倉;在攪拌爪的攪動(dòng)下,糙米間相互碰撞摩擦,游離的霧滴被涂抹到糙米表面,使糙米個(gè)體著水均勻;經(jīng)攪拌后的加濕糙米在攪拌爪的攪動(dòng)下先后甩出料門,達(dá)到加濕調(diào)質(zhì)的目的。
4.2加濕噴頭的設(shè)計(jì)
根據(jù)微細(xì)霧化噴頭霧化特點(diǎn),在米水混合倉殼體圓周方向均布安裝12個(gè)微細(xì)霧化噴頭,其噴頭座中心線距米水混合倉中興418mm,噴頭由螺栓固定在噴頭座內(nèi),噴頭設(shè)置為間歇式噴水,每次有6個(gè)噴頭噴水。
根據(jù)最大加濕量= 88.5kg/h的要求,所安裝的12個(gè)噴頭每個(gè)噴頭的流量應(yīng)不低于 = 14.75kg /h。因?yàn)槭窃谝淮巫畲蠹訚窳織l件下的數(shù)值,故作為供水壓力中等水平( 0.5MPa) 時(shí)噴頭的流量。根據(jù)這一流量,選取BSPT-1/4 LNN3型微細(xì)霧化噴頭,噴頭的流量為15.3L /h( 0.5MPa) ,噴流角度φ = 65°~70°。
4.3供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖 5-1所示。其中,12017 型號隔膜泵(3)的進(jìn)水口與出水口壓力差可調(diào),通過調(diào)整壓力可控制噴頭(5)的噴霧量及霧滴的大小。隔膜泵的出水口由四通管連接 3 個(gè)球閥(4),分別控制著3個(gè)由水管連接的噴頭。隔膜泵(3)的動(dòng)力由型號為JZT—2.2~4的電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)(2)輸入,調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速由型號JD1A—11的電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制裝置(1)控制。所以,加濕裝置的隔膜泵壓力可調(diào),噴頭的個(gè)數(shù)可控,通過這兩種方式可以根據(jù)不同的需要調(diào)整加濕量的大小。
圖5-1供水系統(tǒng)示意圖
4.4噴霧量自動(dòng)調(diào)節(jié)
通過進(jìn)料倉的物流傳感器感應(yīng)所下落的物料量,產(chǎn)生感應(yīng)信號,并將感應(yīng)信號傳輸?shù)娇刂乒?;控制柜根?jù)事先錄入的程序,自動(dòng)調(diào)節(jié)供水裝置中電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而調(diào)節(jié)加濕裝置的隔膜泵壓力,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)加濕量。
5動(dòng)力及傳動(dòng)設(shè)計(jì)
5.1電機(jī)的選用
電機(jī)的選擇是通過電機(jī)的載荷來選取的,為此應(yīng)當(dāng)計(jì)算出橫流式加濕調(diào)質(zhì)機(jī)在工作過程中受到的所有外力和功率的大小。
在不校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱和起動(dòng)力矩的情況下,電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為
式中: Pw —工作機(jī)所需工作功率;
η1 — 一條V帶的傳動(dòng)效率;
η2 — 深溝球軸承的傳動(dòng)效率;
T — 工作機(jī)的阻力矩;
n — 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速。
假設(shè):
阻力矩T 為161.6 N·m;轉(zhuǎn)速為30r/min
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作效率和工作范圍得:
=0.566kW
=(2~7)=327.1~1144.85
查機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊,選用電磁調(diào)速電機(jī)YCT132-4A-1.1kW。
5.2傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)
5.2.1 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
(1)計(jì)算功率
P=×=1.1×0.96=1.06kW
Pca=KP=1.44×11.06=1.53kW (查表得工作情況系數(shù)K=1.44)。
(2)帶型的選取
根據(jù)Pca和n=1000 rpm確定選用A型V帶。
帶輪基準(zhǔn)直徑:取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=120mm。
從動(dòng)輪直徑: =i =3×120=360mm (傳動(dòng)比i=500/163.5=3)。
(3)驗(yàn)算帶的速度
υ=m/s合適。
根據(jù)0.7(+ )
收藏