有機顆粒肥料成型機的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 有機顆粒肥料成型機的設(shè)計 學(xué)生姓名 杜金虎 學(xué) 號 8011212109 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及自動化 班 級 機械設(shè)計 16 指導(dǎo)老師 周嶺 日 期 2016 塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院制 16 屆畢業(yè)設(shè)計 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 前 言 由于農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化水平越來越高，有機食品越來越受到了人們的重視。隨之重視的便是生態(tài) 農(nóng)業(yè)。因為只有生態(tài)的農(nóng)業(yè)才能生產(chǎn)出生態(tài)的食品。在這一方面，無論是從國家政策支持的力度上，還是在實際的行動中，國家都對此投入大量的支持?，F(xiàn)在我們所了解的有機肥的廣泛應(yīng)用就是一個最好的說明?？梢哉f，有機肥以后將逐漸取代其他的肥料，而成為農(nóng)作物生長中的一個必備的肥料。 本設(shè)計采用電機啟動通過三角帶帶動減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動，物料由進(jìn)料斗喂入，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型，經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機外，物料在強大的擠壓作用下被擠出小孔。在布局上采用折疊式 ，即螺桿、減速器在一個水平面上 ,將電機置于另一個水平面上這樣布置 ,一是較大幅度減少了整機長度 ,提高了設(shè)備剛度 ,節(jié)省了原材料 ,降低了成本；二是電機與減速器之間采用三角帶傳動 ,起到了緩沖作用 ,可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時 ,燒壞電機或損壞減速器等故障的發(fā)生；三是由于電機位置較低、極大地降低了機械振動與噪聲 。 關(guān)鍵詞 ： 有機肥 ; 顆粒 ; 螺旋擠壓 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 目 錄 1 概述 .................................................................................................................................................. 1 機肥 ................................................................................................................................... 1 計目的和意義 ................................................................................................................... 2 內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................................................................... 2 要研究內(nèi)容 ....................................................................................................................... 3 2 技術(shù)方案 ........................................................................................................................................ 4 計的依據(jù) ........................................................................................................................... 4 品的用途和使用范圍 ....................................................................................................... 4 要的工作原理 ................................................................................................................... 4 經(jīng)考慮過的若干方案的比較 ........................................................................................... 4 3 設(shè)計計算 ........................................................................................................................................ 6 構(gòu)方案分析 ....................................................................................................................... 6 體設(shè)計 ............................................................................................................................... 6 旋擠壓裝置的設(shè)計計算 ................................................................................................... 7 動系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................................................................................. 10 軸強度的校核 ................................................................................................................. 16 要設(shè)計結(jié)果 ..................................................................................................................... 17 總 結(jié) ................................................................................................................................................. 18 致 謝 ................................................................................................................................................. 19 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 20 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 工程概況 本文首先介紹了有機肥及其發(fā)展歷史、趨向。了解到了當(dāng)代有機肥的需求量越來越大。在這種趨勢下設(shè)計的有及顆粒肥料成型機。本設(shè)計是有機顆粒肥料成型機的設(shè)計。通過了解現(xiàn)有的 活塞沖壓式成型機 、 壓輥式顆粒成型機 、 平模擠壓成型 機的優(yōu)缺點，本設(shè)計采用螺旋式擠壓成型的原理而設(shè)計。 本設(shè)計是有機顆粒肥料成型機的設(shè)計。通過了解現(xiàn)有的 活塞沖壓式成型機 、 壓輥式顆粒成型機 、平模擠壓成型 機的優(yōu)缺點，本設(shè)計采用螺旋式擠壓成型的原理而設(shè)計。采用 V 帶連接的方式其結(jié)構(gòu)簡單、整機重量較輕、噪音小、成本相對較低。 工作原理是電機啟動通過三角帶帶動減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動，物料由進(jìn)料斗喂入，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型，經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機外，物料在強大的擠壓作用下被擠出小孔。 技術(shù)要求：電機 配套動力為 動機轉(zhuǎn)速為 740r/旋軸轉(zhuǎn)速為 60型模 ?？诪?10電動機與減速器采用 V 帶連接的方式增加了系統(tǒng)的柔性，降低了噪音就，減輕 的 整 機 的 質(zhì) 量 ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 各 零 件 加 工 難 度 較 低 。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 概述 機肥 機肥的來源 主要來源于植物和（或）動物，施于土壤以提供植物營養(yǎng)為其主要功能的含碳物料。經(jīng)生物物質(zhì)、動植物廢棄物、植物殘體加工而來，消除了其中的 有毒有害物質(zhì) ，富含大量有益物質(zhì)，包括：多種 有機酸 、肽類以及包括氮、磷、鉀在內(nèi)的豐富的 營養(yǎng)元素 [1]。不僅能為農(nóng)作物提供全面營養(yǎng)，而且肥效長，可增加和更新土壤 有機質(zhì) ，促進(jìn)微生物繁殖，改善土壤的理化性質(zhì)和 生物活性 ，是 綠色食品 生產(chǎn)的主要養(yǎng)分。 機肥發(fā)展歷史 在羅馬時代，農(nóng)民就發(fā)現(xiàn)在前作為豆科植物的大田里種植谷類作物時，其產(chǎn)量有所提高，因此，就注意到細(xì)菌 能增富農(nóng)業(yè)土壤中的營養(yǎng)。直至 19 世紀(jì)，德國的 苜蓿 種植者和美國的一些大豆種植者，他們利用苜蓿田或大豆田的土壤，轉(zhuǎn)移接種至新的農(nóng)田，從而使作物產(chǎn)量得到提高。 1838 年，法國農(nóng)業(yè)化學(xué)家布森高（ 現(xiàn)了豆科植物能固定氮。并于 1843 年建立了第一個農(nóng)業(yè)試驗站，對各種輪作制中作物產(chǎn)量和成分進(jìn)行了較為精確的分析。 1886德國科學(xué)家赫爾里格爾（ 砂培條件下證明，豆科植物只有形成根瘤菌才能固定大氣中的氮。 1888 年荷蘭學(xué)者貝葉林克（ 離了根瘤菌，這是 微生物肥料 方面的突破?，F(xiàn)已明確那是根瘤菌的作用。這些細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)，促使了第一家美國公司納特爾公司于 1898 年生產(chǎn)和銷售了土壤細(xì)菌接種劑。自此以后，就有諸多的細(xì)菌制劑用于土壤和農(nóng)作物種子的拌種和包衣。 20 世紀(jì) 20 年代，又有一 些新的微生物制劑用于大田土壤和農(nóng)作物，但效果不甚理想。 20 世紀(jì)40 年代，美國農(nóng)業(yè)部頒發(fā)了生物 殺蟲劑 許可證，至今已有 20 多種不同的微生物產(chǎn)品為這一目的而使用。 1937 年，蘇聯(lián)微生物學(xué)家克拉西尼科夫和密蘇斯金研制了 “固氮菌劑 ”。從而開創(chuàng)了細(xì)菌肥料的先河，由于種種原因，這種微生物肥料都先后停止了大規(guī)模生產(chǎn)。 1940 年前后，亞洲研制了一種以藍(lán)細(xì)菌（藻類）為主而 用于稻田的生物肥料 [2]。其在持續(xù)農(nóng)業(yè)中仍然發(fā)揮著巨大的作用。 不管生物肥料的歷史如何，微生物制劑仍繼續(xù)向前發(fā)展。自 20 世紀(jì) 80 年代開始，人們以極大的精力關(guān)注著用于環(huán)境和農(nóng)作物的生物肥料，其原因是這類產(chǎn)品能有效地解決存在的一些問題，特別是無公害和消除環(huán)境的污染。因此，要研制出一種既具有肥料功能，又具有消除環(huán)境污染的能力，就十分困難。其難點在于：（ 1）一種微生物具有提供植物營養(yǎng)功能（如固氮基因等），但不一定能具有分解污染的能力（即分解物質(zhì)的基因）。要實行基因轉(zhuǎn)移十分困難，還要巨大的投資。（ 2）土壤污染物種類很 多，現(xiàn)已有 105 種以上的物質(zhì)對環(huán)境造成了污染 [3]。這些污染物結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分各不相同，所以不可能用 105 種微生物混合一起來做成制劑?；蜣D(zhuǎn)移更難以達(dá)到；（ 3） 生物殺蟲劑 和生物除莠劑等的原理和菌種差異十分巨大，原則上為一菌一種用途。所以只能制成單一的菌劑。而且發(fā)揮作用的時間較長。（ 4）生物肥料中的菌劑有些不是典型的土壤微生物，當(dāng)其制成菌塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2劑施入土壤后難以成活，而且在使用前通常也 只能保持 3 個月的貨架期。 展趨向 由于農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化水平越來越高，有機食品越來越受到了人們的重視。隨之重視的便是生態(tài)農(nóng)業(yè)。因為只有生態(tài)的農(nóng)業(yè)才能生產(chǎn)出生態(tài)的食品。在這一方面，無論是從國家政策支持的力度上，還是在實際的行動中，國家都對此投入大量的支持?，F(xiàn)在我們所了解的有機肥的廣泛應(yīng)用就是一個最好的說明?？梢哉f，有機肥以后將逐漸取代其他的肥料，而成為農(nóng)作物生長中的一個必備的肥料。在有機肥的生產(chǎn)方面，得到了很多專家的大力支持。同時在設(shè)備上，也得到了國家的大力支持。很多地方都有有機肥生產(chǎn)的專門的設(shè)備和生產(chǎn)專線，以便 能夠生產(chǎn)出更好的有機肥 [4]。在政策支持上，很多地方政府更是給了很多幫助。尤其在利用廢棄物、處理一些廢棄的生活用品方面得到了大力的支持，因為這樣做一方面不僅處理了生活垃圾，減少了環(huán)境污染，而且另一方面也變廢物為寶貝，生產(chǎn)出了有價值的有機肥。在很多地方，這都是一個非常好的舉措，所以，很多地方政府都會對有機肥的生產(chǎn)和使用給予大力的支持，甚至還從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行一定不補貼，以鼓勵人們使用有機肥。 可以說，正是有機肥的廣泛使用，才能使得我們的農(nóng)業(yè)逐步的開始向無公害農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，才能使得讓更多的有機食品、水果、蔬菜走向我們的餐 桌。 計目的和意義 根據(jù)作物營養(yǎng)學(xué)說，植物吸收養(yǎng)分的主要途徑為擴散、質(zhì)流和截獲。其中擴散是植物吸收養(yǎng)分的最主要途徑。因此在作物根系附近創(chuàng)造一個高營養(yǎng)環(huán)境特別重要 [5]。大顆粒肥料在土壤中可以形成一個大的養(yǎng)分含量較高的區(qū)域，不斷擴散供作物吸收利用，而這個區(qū)域周圍的土壤，則不致因養(yǎng)分濃度過高而影響土壤微生物的活動。其優(yōu)點如下： （ 1）在土壤中養(yǎng)分分解和移動較好地解決了作物生長期長，而氮肥肥效短的矛盾。普通碳銨習(xí)慣用撒施的方法，在旱地肥料散落在地表，幾吹日曬，很容易變成氨氣而揮發(fā)損失掉；在水田因易被氧化成硝態(tài)氮 而隨水下滲，一部分淋失掉，另一部分發(fā)生脫氮損失。大顆粒肥料深施入地后，減少了淋失、氨揮發(fā)和反硝化損失，延長了肥效期，提高了化肥利用率。 （ 2）具有抗破碎性和抗結(jié)塊性 大顆粒肥料堆貯一段時間后，由于顆粒內(nèi)部的重結(jié)晶作用，具有一定的硬度，比較堅實，遠(yuǎn)距離運輸沖撞也不易破碎。同時由于造粒后的重結(jié)晶作用，肥料中水分含量越來越少，而養(yǎng)分含量卻越來越高，且不會發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，不僅便于人工施用，而且為機械化施肥創(chuàng)造了條件 。 螺旋式顆粒肥料肥料成型機是把粉末狀的物料通過機器的加工成型成圓柱狀顆粒。成型的過程電機 啟動 通過三角帶 帶動減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動 ,物料由進(jìn)料斗喂入 ,在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下 使得物料 受到擠壓 ，擠壓的 物料通過成型模的小孔成型 ,經(jīng)集料裝置 接收擠出得顆粒肥料 排出機外 ,物料在強大的擠壓作用下 被擠出小孔。從而得到大顆粒肥料。來提高土壤的肥力問題。本科題就是為了生產(chǎn)大顆粒肥料而設(shè)計螺旋式顆粒肥料成型機。 內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 （ 1） 國外技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀 早在 20 世紀(jì) 30 年代，美國就開始研究 螺旋式顆粒成型 技術(shù)并研制了塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3螺旋式成型機。在 1976 年，開發(fā)出了 螺旋式顆粒肥料成型 設(shè)備。日本于 20 世紀(jì) 50 年代引進(jìn)固化成型技術(shù)后進(jìn)行 了改進(jìn)，發(fā)展成了日本固化 成型顆粒肥料 的工業(yè)體系，研制出了 圓柱狀 成型機及相關(guān) 設(shè)備。 20 世紀(jì) 70 年代后期，歐洲許多國家如芬蘭、比利時、法國、德國、意大利等也開始 研究大顆粒肥料 技術(shù)的研究。當(dāng)前，日本、美國及歐洲一些國家 螺旋式顆粒肥料成型 設(shè)備已經(jīng)定型并形成了產(chǎn)業(yè)，在 農(nóng)業(yè) 領(lǐng)域普遍推廣應(yīng)用 [6]。在亞洲，泰國、印度、菲律賓等國家從 20 世紀(jì) 80 年代開始先后研制成 螺旋式顆粒肥料 成型機。目前，國外生 產(chǎn)大顆粒肥料 技術(shù)的成型設(shè)備主要有四種，即環(huán)模顆粒成型機、螺桿擠壓成型機、機械驅(qū)動沖壓成型機和液壓驅(qū)動沖壓成型機。 國外 大顆粒肥料 的 發(fā)展大體分為三個階段。 20 世紀(jì) 30 年代至 50 年代為研究、示范、交叉引進(jìn)階段，研究的著眼點以 大顆粒肥料 代替 原始的小顆粒肥料 。 20 世紀(jì) 70 年代至 90 年代為第二階段，各國普遍 對大顆粒肥料的認(rèn)識。 對 大顆粒肥料產(chǎn)生了 興趣，開展 大顆粒肥料 研究，到 90 年代，歐洲、美洲和亞洲的一些國家在 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 大量地應(yīng)用 大顆粒肥料 。 20 世紀(jì) 90 年代后期至今為第三階段， 大顆粒肥料的肥效讓各國認(rèn)同，都研究和使用螺旋式顆粒肥料成型機制造大顆粒肥料并使用大顆粒肥料。 總之，國外 螺旋式顆粒肥料的 技術(shù)發(fā)展有如下特點：生產(chǎn)技術(shù)大部分已經(jīng)成熟，并達(dá)到規(guī) ?；蜕唐坊?；設(shè)備制造比較規(guī)范，但能耗高，價格高。 （ 2）國內(nèi) 研發(fā)現(xiàn)狀。我國從 20 世紀(jì) 80 年代起開始致力于 螺旋式顆粒肥料 技術(shù)的研究，主要引進(jìn)韓國、日本、中國臺灣等成套設(shè)備。隨后，荷蘭、比利時等國家的技術(shù)和設(shè)備也相繼引入我國 。我國也在研究大顆粒肥料的技術(shù)，也設(shè)計出了螺旋式顆粒肥料成型機。 標(biāo)志 著我國的螺旋式顆粒肥料 生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到國際水平 。 在全國范圍內(nèi)，還處于研究示范試點階段，設(shè)備的技術(shù)原理比較先進(jìn)，成本低廉，適合我國國情；規(guī)?；褪袌龌^差；管理不規(guī)范，支持政策缺乏，推廣速度緩慢。 要研究內(nèi)容 本課題的主要研究 內(nèi)容有： (1)螺旋式顆粒肥料成型機的成型原理。 (2)螺旋式顆粒肥料成型機的組成機構(gòu)。 (3)螺旋式顆粒肥料成型機的傳動系統(tǒng)。 (4) 螺旋式顆粒肥料成型機的工作效率。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 42 技術(shù)方案 計的依據(jù) 螺旋式顆粒肥料成型機的設(shè)計依據(jù)是： 植物吸收養(yǎng)分的主要途徑為擴散、質(zhì)流和截獲。其中擴散是植物吸收養(yǎng)分的最主要途徑。因此在作物根系附近創(chuàng)造一個高營養(yǎng)環(huán)境特別重要。大顆粒肥料在土壤中可以形成一個大的養(yǎng)分含量較高的區(qū)域，不斷擴散供作物吸收利用，而這個區(qū)域周圍的土壤，則不致因養(yǎng)分濃度過高而影響土壤微生物的活動 。螺旋式顆粒肥料 肥料成型機是把粉末狀的物料通過機器的加工成型成圓柱狀顆粒。成型的過程 電機 啟動 通過三角帶帶動減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動 ,物料由進(jìn)料斗喂入 ,在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下 使得物料 受到擠壓 ，擠壓的 物料通過成型模的小孔成型 ,經(jīng)集料裝置 接收擠出得顆粒肥料 排出機外 ,物料在強大的擠壓作用下 被擠出小孔。從而得到大顆粒肥料。來提高土壤的肥力問題。本科題就是為了生產(chǎn)大顆粒肥料而設(shè)計螺旋式顆粒肥料成型機。 品的用途和使用范圍 本次設(shè)計的螺旋式顆粒肥料成型機，生產(chǎn)顆粒肥料的直徑 10產(chǎn)的顆?？杀４嬉部芍苯邮┤朕r(nóng)田，所以植物 都可以使用。是未來肥料的首選。 要的工作原理 電機啟動通過三角帶帶動減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動，物料由進(jìn)料斗喂入，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型，經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機外，物料在強大的擠壓作用下被擠出小孔。 經(jīng)考慮過的若干方案的比較 考慮過的設(shè)計方案有平模成型、環(huán)模成型、 活塞沖壓式成型機 、 壓輥式顆粒成型機 、 環(huán)模擠壓成型 、 平模擠壓成型 等成型機 [7]。下面將對比分析。 （ 1） 活塞沖壓式成型機。該機由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院研制。河南農(nóng) 業(yè)大學(xué)率先對沖壓式生物質(zhì)固化成型設(shè)備進(jìn)行了應(yīng)用研究，所設(shè)計的往復(fù)式活塞雙向擠壓成型機具有創(chuàng)新性。生產(chǎn)試驗和分析結(jié)果表明：該成型機可顯著提高易損件的使用壽命，降低單位產(chǎn)品能耗，工作平穩(wěn)，成型可靠，成本低，投入回收期短，，推廣前景廣闊。但該類型設(shè)備所生產(chǎn)的 顆粒肥料密度 比較小。 （ 2） 螺旋擠壓式成型機。中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所率先開始研制螺旋擠壓式成型機，主要由加熱裝置、螺旋擠壓裝置和控制裝置組成。但這些設(shè)備存在著一些諸如成型筒及螺旋軸磨損嚴(yán)重、壽命較短、電耗大等缺點。 2005 年又研制開發(fā) 的螺旋式顆粒 肥料 成型機，該機產(chǎn)量可達(dá)到 500 千克／時，是目前國內(nèi)產(chǎn)量最大的 顆粒肥料 成型設(shè)備。使用該設(shè)備可以大大減少人工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 （ 3） 壓輥式顆粒成型機。 顆粒 成型技術(shù)主要從瑞典引進(jìn)。但是在 顆粒成型加工過程中 能量消耗較大。 （ 4） 環(huán)模擠 壓 成型。主要有兩種，一種采用內(nèi)環(huán)模壓輥擠壓成型，一種采用雙環(huán)模對輥擠壓塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5成型，這兩種都是由飼料成型設(shè)備改進(jìn)而來。前者以北京盛昌綠能科技有限公司改進(jìn)美國技術(shù)為代表，是目前歐美國家的主流技術(shù)，設(shè)備采用常溫成型，產(chǎn)品為顆粒狀及方塊狀，設(shè)備生產(chǎn)能力 1～4 噸，環(huán)模工作壽命約 600 小時，根據(jù)配 置其售價 30 萬～ 60 萬元／套。在北京市大興區(qū)禮賢鎮(zhèn)建有年產(chǎn) 2 萬噸的示范工廠。 （ 5） 平模擠壓成型。由飼料成型設(shè)備改進(jìn)而成，以吉林華光研究所為代表。設(shè)備采用常溫成型，產(chǎn)品顆粒狀，設(shè)備生產(chǎn)能力 50～ 300 千克／時，平模工作壽命約 400 小時，售價 5 萬～ 15 萬元／套。在國內(nèi)有少量應(yīng)用。 我國一些科研單位針對成型設(shè)備存在的各種問題做了大量研究試驗，對設(shè)備的關(guān)鍵部件進(jìn)行了改進(jìn)，還對各類成型機進(jìn)行比較分析，綜合其優(yōu)點進(jìn)行了設(shè)備改造。但生產(chǎn)率低的問題需進(jìn)一步研究解決，并加 快了顆粒肥料的 研發(fā)步伐 ，總結(jié)出了螺旋式顆粒肥料成型機 對顆粒成型的產(chǎn)量大，運行 平 穩(wěn) 。 所 以 本 課 題 設(shè) 計 螺 旋 式 顆 粒 肥 料 成 型 機 。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 63 設(shè)計計算 構(gòu)方案分析 本設(shè)計在布局上采用折疊式，即螺桿、減速器在一個水平面上 ,將電機置于另一個水平面上這樣布置 ,一是較大幅度減少了整機長度 ,提高了設(shè)備剛度 ,節(jié)省了原材料 ,降低了成本；二是電機與減速器之間采用三角帶傳動 ,起到了緩沖作用 ,可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時 ,燒壞電機或損壞減速器等故障的發(fā)生；三是由于電機位置較低、極大地降低了機械振動與噪聲。 體設(shè)計 本設(shè)計在布局上采用折疊式 ,即螺桿、減速器在一個水平面上 ,將 電機置于另一個水平面上這樣布置 ,一是較大幅度減少了整機長度 ,提高了設(shè)備剛度 ,節(jié)省了原材料 ,降低了成本；二是電機與減速器之間采用三角帶傳動 ,起到了緩沖作用 , 可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時 , 燒壞電機或損壞減速器等故障的發(fā)生；三是由于電機位置較低極大地降低了機械振動與噪聲如圖3 12 34 圖 3裝圖 構(gòu)組 成及工作原理 螺旋式顆粒顆粒肥料成型機由機架、螺桿、成型模、減速器、電機等組成。電機啟動通過三角帶帶動減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動 ,物料由進(jìn)料斗喂入 ,在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型 ,經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機外 ,物料在強大的擠壓作用下被擠出小孔。組成結(jié)構(gòu)如圖 3 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 712 34 圖 3裝圖 要技術(shù)參數(shù) 序號 項目 單位 參數(shù) 1 外形尺寸：長 ? 寬 ? 高 1220? 650? 1065 2 配套動力 螺旋軸轉(zhuǎn)速 60 4 傳動比 i 20 5 螺旋輸送機螺旋直徑 50 6 螺旋軸轉(zhuǎn)速 r/0 7 電動機轉(zhuǎn)速 r/40 旋擠壓裝置的設(shè)計計算 產(chǎn)能力的計算 實體葉片式螺旋機的輸送量由下式計算： ）（ d /47 2 ?? ?? (3式中： Q—— 螺旋外徑 （ m）； t—— 螺距 （ m）； 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8n—— 螺旋轉(zhuǎn)速 )r ； ?K—— 傾斜輸送系數(shù) ； ? —— 輸送物料的單位容積質(zhì)量 )( 3 充滿系數(shù)。 帶式葉片輸送機的輸送量與帶寬有關(guān)；漿式葉片輸送器的輸送量與葉片的數(shù)量、尺寸、形狀、位置和轉(zhuǎn)角等有關(guān)；本設(shè)計的螺旋葉片式實體葉片，然后由實際驗證試驗校正確定。 主要參數(shù)的計算 實體葉片螺旋的直徑 D，由下式計算： )()( 4.0 ? =150 (3式中 — 物料綜合特性系數(shù)； 按上式計算的 D 值應(yīng)按資料圓整為標(biāo)準(zhǔn)螺旋直徑。按上式可以得出螺旋的直徑 D=160螺旋的轉(zhuǎn)速 n 不應(yīng)超過極限轉(zhuǎn)速? (3式中： 物料特性系數(shù)：； t—— 螺距（ m） ； 按上式得出螺旋的轉(zhuǎn)速為 n=60（ 圓整后的 D、 n 值和相應(yīng)的 t 值，還必須按下式進(jìn)行充滿系數(shù)的驗算： ?? 47? (3出的應(yīng)加大 D 值；如小于推薦的下限，則應(yīng)降低 n 值 。 率的計算 螺旋輸送機驅(qū)動裝置的額定功率： )(3 6 7 00 ?? ?? = (3式中：0N—— 螺旋輸送機軸功率（ 功率儲備系數(shù)，在 選用； ? —— 驅(qū)動裝置總功率， ； L—— 物料水平輸送距離（ m） ； 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9H—— 物料提升高度（ m） ； 0W—— 物料的運動阻力系數(shù)； Q—— 輸送量 )( 旋軸的設(shè)計 螺旋式顆粒肥料成型機的螺桿按不同的分類方法有多種型式。如按螺桿螺 紋直徑分類有等徑與變徑之分 ; 按螺桿螺距分類有等距與變距之分 ; 按螺桿螺紋型式分有連續(xù)與斷續(xù)之分等。各種類型螺桿的優(yōu)缺點比較從略。針對本設(shè)計加工對象綜合考慮 , 確定采用等徑、斷續(xù)、變螺距螺桿。螺桿上的螺旋共分三段，第一段為喂料螺旋 , 主要作用是輸送物料 ; 第二段是預(yù)壓螺旋主要作用是對物料進(jìn)行初步擠壓；初步使物料壓緊，并有物料擠出，第三段，是壓力增加螺旋 , 主要作用是不斷增加對物料的進(jìn)一步擠壓 , 使物料被強制擠出 。如圖 3 3旋軸 型?？椎脑O(shè)計 成型模上有許多模孔 , 物料就是在這被擠出的。模孔 的設(shè)計十分重要 , 它的主要參數(shù)包括 : ?？状笮『头植济芏?。為了確保被擠出的物料能夠及時擠出 , 成型孔的孔隙率越大越好。又由于成型筒要求承受螺旋擠壓產(chǎn)生的強大壓力 ,所以孔隙率也不能太大。通?？紫堵蔬x擇原則有：成型筒的剛度好時。選大些；成型筒剛度差時，選小些。成型孔大時，孔隙率取較大值；成型孔小時，孔隙率取較小值。對于孔隙率的選擇目前還沒有統(tǒng) — 的標(biāo)準(zhǔn) , 多數(shù)采用試驗法確定。 孔直徑的選擇：一般來講 , 成型孔直徑越大 , 越有利于物料的擠出，相反 , 成型孔直徑越小 , 越不利于物料的擠出，過小時，就不能保證物料的擠出 。選擇成型孔時 ,首先要考慮所加工物料的粒徑大小 , 加工物料的單個粒徑大時 , 成型孔直徑選擇也要相應(yīng)大些 , 以利于物料的的擠出。但也不能過大 , 否則 , 可能會造成較大的料損 ; 加工物料的粒徑小時 , 孔直徑選擇也要相應(yīng)小些 , 但也不能太小 , 因為成型孔太小時 , 容易造成堵塞 , 不能保證物料的順利擠出。目前 , 成型孔直徑的選擇方法主要有定性選擇法和經(jīng)驗選擇法 , — 般要經(jīng)過兩到三次試驗確定。本設(shè)計主要加工農(nóng)業(yè)肥料。初取成型孔 10佳。如圖 3里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10圖 3型模 動系統(tǒng)的設(shè)計 動機選型 外形如圖 3 圖 3動機 由于運輸機的主要阻力是運輸貨物和機械自身的重力 ,也知道運輸機與地面的角度 ,故可以估計運動阻力最大約為 9000N。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11工作機所需要的電動機輸出功率為： dP=作機所需要功率為： 000 5000 = (3w?為工作機的效率； 設(shè)1 2 3 4????分別為彈性連軸器 ,齒式聯(lián)軸器 ,滾動軸承 ,閉式齒輪傳動的效率 ,查 [3] 可得1?=?=?=?=傳動裝置的總效率為： 221 2 3 4 w? ? ? ? ? ?? =電動機所需的功率： dP=據(jù)已知條件可得工作機滾筒轉(zhuǎn)速： 0r/ 速器的選型 根據(jù)工作要求，為了使尺寸和重量減小選擇二級減速器。確定傳動件的布置形式螺旋式顆粒肥料成型機的運動只是轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)，無特殊要求，故減速機軸線采 用水平布置確定減速機體的結(jié)構(gòu)在沒有特殊要求時，齒輪減速器機體采用沿齒輪軸線水平部分的結(jié)構(gòu)，以便于裝配基于以上要求選擇展開式圓柱齒輪減速器。螺旋式顆粒肥料成型機的載荷較大，要求驅(qū)動系統(tǒng)能提供很大動力，減速機內(nèi)各部分所受沖擊也很大，尤其是對齒輪的要求，一定要有足夠的剛度和硬度，故此選用硬齒面 齒輪。如圖 3里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12圖 3速器 型號： 格： 112 額定轉(zhuǎn) :740r/傳動比： 20 額定功率： 7 傳動比的計算 `1i =( 2i 取1i= 則2i=4.2 40 所以選取 速 740 電動機 傳動比 i=20 帶傳動的設(shè)計 (1)皮帶輪的設(shè)計。 電機轉(zhuǎn)軸直徑 40 減速器低速軸直徑 20徑 D=40 基準(zhǔn)寬度 14 基準(zhǔn)線上槽深 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13基準(zhǔn)線下槽深 槽間距 e=一槽對稱面至端面的距離 f= ? 最小輪緣厚度 = 帶輪寬度 B=(e+2f=44輪基準(zhǔn)直徑d ?5徑ad=d+200輪設(shè)計如圖 3018 . 5其他? 60? 42圖 3軸徑 D=40 皮帶輪 軸徑 20準(zhǔn)寬度 4 基準(zhǔn)線上槽深 基準(zhǔn)線下槽深 槽間距 e=一槽對稱面至端面的距離 f= ? 最小輪緣厚度 = 帶輪寬度 B=(e+2f=44帶輪基準(zhǔn)直徑d ?5 外徑 ad=d+20輪設(shè)計如圖 3 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14?70?270 軸徑 20帶輪 (2)皮帶的設(shè)計 選擇 V 帶型號 由表 6— 9 查的 工作情況系數(shù)所以計算功率 ： 定帶輪的基準(zhǔn)直徑 由表 6— 7 和表 6— 10，取主動輪基準(zhǔn)直徑15 驗算帶的速度 V=100060 11? 計算帶的根數(shù) z 計算單根 V 帶的額定功率 95 740r/ 查表 8－ 4a 得 據(jù) 740r/i＝ 2 和 B 型帶， 查表 8－ 4b 得 ⊿ P＝ 表 8－ 5 得 K? = 8－ 2 得 是 （ P+⊿ P） ?K? ?=(算 V 帶的根數(shù) z Z＝ 2 根 . 計算單根 V 帶的初拉力的最小值 （ 由表 8－ 3 得 A 型帶的單位長度質(zhì)量 q＝ m （ 500K ? )?+＝ 500×( 2 ) 5 9 2 5 4 6 ????+ 使帶的實際初拉力 計算壓軸力 （ 2z（ 2×5×180.2× ＝ 1746N 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16取兩根 v 帶合適，并符合設(shè)計要求。 B 型 V 帶的截面尺寸。 頂寬 b= 節(jié)寬 高度 h=面積 s=角 ? =40? 軸強度的校核 按《機械設(shè)計手冊》軸的設(shè)計公式有 33 ][???(3式中 : 經(jīng)計算 ?? （本軸選用 45 號鋼 C=80） 同步軸的受力主要是徑向的，主要是軸承座對其的支持力，另外還有驅(qū)動系統(tǒng)給它的扭轉(zhuǎn)力。 力的分析與計算 軸所受的紐矩 理論值 ： 549P/n=際值 ： =的疲勞強度是軸的結(jié)構(gòu)和尺寸確定之后進(jìn)行的，目的是檢驗軸對疲勞強度破壞的能力，方法是校核危險截面的安全系數(shù)，其計算公式是 : ][])[((/ 221 ??? ? ???????(3式中 M、 Z、 [S]Ψб、 Ψτλб、 λτ????????????11??????17上式中?? ?? ?? 、β查表得 ： бb=70 б5 Ψτ=Ψб=б= б= β=S]==10403/32=269 03×403/16=538 ???????????????????????????? 3 81 0 0 0) 6 9 5 83522?????? (3此可知軸的疲勞強度符合要求。 要設(shè)計結(jié)果 （ 1）螺旋式顆粒肥料成型機實現(xiàn)了設(shè)計要求。 （ 2）結(jié)構(gòu)的簡單化使得整機重量的減輕。 （ 3）傳動系統(tǒng)使用皮帶傳動使得傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行， （ 4）成型機構(gòu)能形成柱狀顆粒實現(xiàn)了生產(chǎn)的可靠性， （ 5 ） 整 機 結(jié) 構(gòu) 安 全 實 現(xiàn) 了 生 產(chǎn) 的 安 全 性 ， 18總 結(jié) 本設(shè)計設(shè)計了螺旋式顆粒成型裝置的各個零部件，并結(jié)合導(dǎo)師提供的很多建設(shè)性指導(dǎo)，對螺旋式顆粒肥料成型機的傳動裝置和顆粒成型裝置的各部件進(jìn)行了總體的布局安排。主要有： （ 1） 傳動系統(tǒng)的設(shè)計，主要有螺旋軸的傳動，皮帶輪的傳動。 （ 2） 傳動軸，螺旋軸的強度達(dá)到了實際應(yīng)用的強度，皮帶的傳動效率和強度強度也達(dá)到了傳動需要的強度。 （ 3） 完成了螺旋式顆粒成型機的設(shè)計，我設(shè)計的螺旋式顆粒肥料成型機螺旋公稱直徑 150錐滾子軸承直徑 50旋軸直徑 50旋軸的轉(zhuǎn)速 60r/ （ 4） 在帶的傳動中需要兩條皮帶的傳動在本設(shè)計中，皮帶的傳動 起到了緩沖作用 , 可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時 , 燒壞電機或損壞減速器等故障的發(fā)生 19致 謝 在為期半年的畢業(yè)設(shè) 計中，我們通過了了解國內(nèi)外的同類產(chǎn)品，查閱了很多資料，設(shè)計了輸送裝置性能指標(biāo)試驗臺的設(shè)計，年所學(xué)的基礎(chǔ)知識，將理論聯(lián)系實際，既鍛煉了我的自我設(shè)計能力和別人合作的能力，又鞏固了大學(xué)四年所學(xué)的知識，為畢業(yè)后走向社會打下了堅實的基礎(chǔ)。 通過這次設(shè)計，我了解了設(shè)計的過程和一些原則，本文是在周嶺老師的精心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下完成的。在整個設(shè)計的過程中，包括選題、開題、研究、撰寫、修改和最終定稿的每一個環(huán)節(jié)都傾注著周嶺老師的心血。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，淵博的學(xué)識和孜孜不倦的敬業(yè)精神感染著我，激勵著我，并將使我受益一生。值此設(shè)計 完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師精心培養(yǎng)和教育表達(dá)我最誠摯的敬意！ 20參考文獻(xiàn) [1]楊玉愛 ,王河 ,葉正錢等 J]1994,2(7)21~25. 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