畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中 文 摘 要 摘 要 和面機(jī)實(shí)際上是一種攪拌機(jī)，其作用是進(jìn)行面團(tuán)的調(diào)制，既將各種原、輔料加水?dāng)嚢?，調(diào) 制成即符合質(zhì)量要求，又適合機(jī)械加工成形的面團(tuán)，主要用于面包、餅干、糕點(diǎn)、膨松食品、夾 餡餅等食品和淀粉和谷朊粉生產(chǎn)的面團(tuán)調(diào)制。 傳統(tǒng)的和面機(jī)一般是在一根軸上安裝幾片漿葉，按主軸的安裝形式，可分為立式和臥式兩種， 立式和面機(jī)對(duì)面團(tuán)的拉伸作用較強(qiáng)，適應(yīng)于調(diào)制韌性面團(tuán)，臥式和面機(jī)對(duì)面團(tuán)的拉伸作用較弱。 適用于調(diào)制酥性面團(tuán)。而臥式和面機(jī)主要是指攪拌容器軸線與攪拌器回轉(zhuǎn)軸線都處于水平位置， 它的特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，卸料清洗方便，所以在食品加工中，如面包、餅干、糕點(diǎn) 及一些飲食行業(yè)的面食中得到了廣泛的應(yīng)用。 在我國(guó)國(guó)內(nèi)的和面機(jī)產(chǎn)品中，其工作方式大都為間歇式的，這種和面機(jī)工作時(shí)要人工投料 （主料、副料及加水） ，每個(gè)工作周期，要手動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)。用 這種和面機(jī)，在工作中操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要專人操作和面機(jī)，主料、副料及加水量比例難 以正確控制，穩(wěn)定性差，和面程度也難以控制一致，這些都影響面團(tuán)的性能的穩(wěn)定，會(huì)影響到最 終產(chǎn)品的穩(wěn)定性，會(huì)影響到整個(gè)生產(chǎn)線的工作效能。 我們所設(shè)計(jì)新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單軸式自動(dòng)和面機(jī)，能實(shí)現(xiàn)連 續(xù)自動(dòng)和面作業(yè)。淀粉和谷朊粉生產(chǎn)線配用這種和面機(jī)，可提高淀粉和谷朊粉生產(chǎn)線自動(dòng)化程度。 單軸式自動(dòng)和面機(jī)面向淀粉和谷朊粉生產(chǎn)線中下一個(gè)工序熟化機(jī)供料，可實(shí)現(xiàn)淀粉和谷朊粉生產(chǎn) 線主機(jī)部分的平面化布置，減少建廠投資，操作方便，有利于提高淀粉和谷朊粉生產(chǎn)線的工作效 能。 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 淀粉 和面機(jī) 目 次 1 引言 -（1） 1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題依據(jù)-（1） 1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要改進(jìn)-（2） 2 設(shè)備概述- （4） 2.1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理-（4） 2.2 主要技術(shù)-（5） 3 設(shè)計(jì)計(jì)算-（6） 3.1 軸的基本設(shè)計(jì)及計(jì)算-（6） 3.2 軸上鍵的基本設(shè)計(jì)及計(jì)算-（9） 4 減速機(jī)的選擇-（9） 4.1 減速機(jī)功率計(jì)算-（10） 4.2 減速機(jī)型號(hào)的選擇-（10） 5 聯(lián)軸器的選擇-（12） 6 軸承的選擇-（14） 6.1 軸承的選擇-（14） 6.2 軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-（15） 7 使用注意事項(xiàng)-（16） 7.1 和面的基本原理和工藝要求-（16） 7.2 影響和面效果的因素-（16） 7.3 和面機(jī)的操作方法-（16） 7.4 使用注意事項(xiàng)-（17） 結(jié)束語-（18） 致謝-（19） 參考文獻(xiàn)-（20） 1 1 引言引言 1.11.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究方法和選題依據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究方法和選題依據(jù) 本設(shè)備是針對(duì)目前國(guó)內(nèi)小麥淀粉和谷朊粉的加工工藝過程，參照國(guó)外小麥淀粉的先進(jìn)生產(chǎn)工 藝設(shè)備而改進(jìn)的用來更加快捷和方便地加工小麥淀粉和谷朊粉的設(shè)備。 小麥淀粉在食品、冷飲、 輕工、紡織、制藥、造紙等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 1：食品行業(yè)。主要應(yīng)用于火腿腸、粉絲、雪糕、果凍等產(chǎn)品中。以及用于味精、麥精粉、 可食性包裝膜、水解及發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)品中。 2：紡織行業(yè)。小麥淀粉特別適合于纖維工業(yè)，尤其是織布、漿紗、整理和染色用糊。 3：造紙行業(yè)。小麥淀粉在造紙行業(yè)用量比較大，主要用作潮濕部分的粘結(jié)劑、表面涂層、 施膠和制造瓦楞紙的粘合劑。 4：醫(yī)藥行業(yè)。主要用作制片劑、稀釋劑等。 5：淀粉深加工業(yè)。生產(chǎn)糊精、氧化酯、淀粉醚、淀粉糖等產(chǎn)品。 6：其他行業(yè)。在其他行業(yè)可用于制焊條、鑄造的砂型、炭精棒成型和干電池等。 谷朊粉是從小麥中直接分離出來的高蛋白聚合物，蛋白質(zhì)含量為 7580%，脂肪含量為 1.01.25%，吸水率為 150200%，吸水后的濕面筋保持了原有的自然活性及天然物理狀態(tài)，具有 粘性、彈性、延伸性、薄膜成型性和吸脂乳化性。 谷朊粉是糧食工業(yè)、食品工業(yè)和飼料工業(yè)理想的天然添加劑。廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)面包粉、方便 面粉、餃子粉、掛面粉等專用粉中，用于改善專用粉的烘焙品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)、食用品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià) 值。食品工業(yè)用其制成營(yíng)養(yǎng)、保健、方便于一體的各類食品，如水面筋、油面筋、烤麩、古老肉、 素雞、罐頭、火腿腸等，飼料工業(yè)用于生產(chǎn)高檔水產(chǎn)品如螃蟹、鱉、對(duì)蝦等飼料的粘合劑和營(yíng)養(yǎng) 添加劑。不僅提高了飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還提高了飲料在飼喂中的利用率?？傊入梅墼诿娣坌?業(yè)、面包行業(yè)、冷凍食品行業(yè)、肉類食品行業(yè)、飼料行業(yè)、化學(xué)工業(yè)等行業(yè)中都有著重要的應(yīng)用。 雖然我國(guó)是小麥生產(chǎn)大國(guó)，小麥年產(chǎn)量一億噸左右，但是，多年來小麥淀粉的生產(chǎn)沒有引起 足夠的重視，造成這種情況的原因主要有如下幾種：（1）小麥一直是人們的口糧，所以我國(guó)的 小麥加工規(guī)模較小、工藝落后；（2）小麥蛋白的黏度較大，烘干困難，不利于工業(yè)化生產(chǎn)； （3）由于小麥加工工藝落后，生產(chǎn)過程中的污水不易治理，環(huán)境污染嚴(yán)重；（4）占小麥生產(chǎn)成 分很大一部分的 B淀粉質(zhì)量較差，只能用飼料，淀粉收率低，無形中造成了資源的浪費(fèi)。 近年來，在國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的帶動(dòng)下，我國(guó)小麥淀粉工業(yè)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。特別是新的技 術(shù)、新工藝的引進(jìn)，使小麥深加工有了技術(shù)支撐，一些具有較高開發(fā)創(chuàng)新能力，技術(shù)先進(jìn)、規(guī)模 較大的大中型企業(yè)相繼投產(chǎn)，小麥副產(chǎn)品得到充分的利用，促進(jìn)了行業(yè)的快速發(fā)展。 1.21.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要改進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要改進(jìn) 小麥淀粉的工藝技術(shù)發(fā)展至今，主要加工方法有兩大類，一類是以小麥為原料直接進(jìn)行加工。 一類是以小麥淀粉為原料進(jìn)行加工，而應(yīng)用于加工淀粉大多為后一類，因此，我們所設(shè)計(jì)的單軸 式自動(dòng)和面機(jī)是主要針對(duì)后一類的生產(chǎn)工藝的設(shè)備，它也是我國(guó)以后小麥淀粉生產(chǎn)工藝改進(jìn)方向 的先進(jìn)設(shè)備。 小麥淀粉的生產(chǎn)工藝圖示如下： 圖 1：小麥淀粉的生產(chǎn)工藝圖 1 圖 2：小麥淀粉的生產(chǎn)工藝圖 2 目前我國(guó)絕大部分小麥淀粉的生產(chǎn)工藝仍舊為落后的間歇式、半機(jī)械化、敞開 式的傳統(tǒng)工藝方法 ，即間歇式馬丁法。 間歇式馬丁法生產(chǎn)淀粉、谷朊粉工藝有如下特點(diǎn)：工藝設(shè)備投資省、上馬快、設(shè)備操作簡(jiǎn)單、 穩(wěn)定，以面粉為原料，需要和制粉車間配套建廠，制粉工藝、面粉的面筋含量、灰分、含砂量、 淀粉損傷率、蛋白質(zhì)變性、細(xì)菌含量等指標(biāo)，對(duì)生產(chǎn)淀粉、谷朊粉的產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，面筋洗 滌、淀粉沉淀不能連續(xù)生產(chǎn)，操作強(qiáng)度大，人為影響因素多，采用沉淀池占地面積大，沉淀率底， 生產(chǎn)周期長(zhǎng)，衛(wèi)生指標(biāo)較難保證，水耗大，廢水處理困難，干態(tài)制粉動(dòng)耗大，綜合生產(chǎn)成本高。 所使用的主要設(shè)備有間歇式面筋機(jī)、離心篩、沉淀池、三足式人工上卸料離心機(jī)、淀粉氣流 干燥系統(tǒng)、谷朊粉干燥系統(tǒng)等設(shè)備。在這些設(shè)備中除纖維分離及干燥設(shè)備仍舊被使用外，其余設(shè) 備均被淘汰。因此在今后的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，與先進(jìn)的工藝相比，無論從技術(shù)、質(zhì)量、價(jià)格等方面都 無競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)小麥淀粉工業(yè)要想發(fā)展，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中有一定的能力，就必需進(jìn)行工藝 和設(shè)備的改造。要進(jìn)行工藝改造，首先要設(shè)計(jì)工藝路線，看它是否可行。然后按照工藝路線設(shè)計(jì) 各種類型的設(shè)備，而設(shè)備的好壞將直接影響工藝的可行性。因此，從某種意義上來說，淀粉工業(yè) 的現(xiàn)代化將取決于淀粉設(shè)備的現(xiàn)代化。 針對(duì)目前國(guó)內(nèi)淀粉和谷朊粉的生產(chǎn)現(xiàn)狀和工藝過程，我們提出了改進(jìn)方案的指導(dǎo)思想，即立 足國(guó)內(nèi)，結(jié)合實(shí)情，進(jìn)行工藝設(shè)備的改造，將過去的間歇式、半機(jī)械化、敞開式的傳統(tǒng)工藝方法 改為連續(xù)式、機(jī)械化、管道化的生產(chǎn)工藝，即由間歇式馬丁法改進(jìn)為連續(xù)式馬丁法，達(dá)到生產(chǎn)工 藝連續(xù)化、管道化、自動(dòng)化、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的低消耗、低成本、高質(zhì)量、高收率、實(shí)現(xiàn)少投資、低風(fēng) 險(xiǎn)、高產(chǎn)出、高效益的目標(biāo)。 具體做法是：在面筋的分離工序，用單軸式自動(dòng)和面機(jī)取代過去的間歇式、手工操作的雙 Z 葉型面筋機(jī)；在淀粉的分級(jí)、洗滌工序用蝶片式分離機(jī)、臥式螺旋沉降式分離機(jī)取代過去的沉淀 池；在淀粉的脫水工序，用臥式全自動(dòng)刮刀離心機(jī)取代過去的三足式人工上卸料離心機(jī)；在纖維 分離及干燥工序，仍采用過去的離心篩及氣流烘干設(shè)備。 整個(gè)工藝可分為 5 個(gè)部分，即面筋分離部分；纖維分離部分；淀粉分級(jí)、精制部分；谷朊粉 和淀粉的烘干部分。其中，單軸式自動(dòng)和面機(jī)是連續(xù)式馬丁法中的面筋分離工序的重要組成設(shè)備。 下面我們對(duì)面筋分離工序作一簡(jiǎn)單介紹。 面筋分離工序，即是將面粉和水按一定的比例送入單軸式自動(dòng)和面機(jī)中混合攪拌，是物料在 機(jī)器內(nèi)既受到軸向擠壓力，也受到一定的徑向力，經(jīng)過充分柔和，是面粉中的蛋白質(zhì)與水均勻接 觸，并產(chǎn)生水和作用，是其連續(xù)輸出類似牙膏狀的面粉漿。然后再將其送入熟化桶進(jìn)行熟化，其 目的是使面漿中的蛋白質(zhì)充分水和，并最終形成蛋白質(zhì)的水化合物-濕面筋。熟化了的面漿再加 一定的水稀釋，經(jīng)過攪拌使部分淀粉分離出來；同時(shí)面筋類蛋白質(zhì)聚成絲狀小面筋。此時(shí)用泵將 其輸送到分離因數(shù)為 30004000 的臥式螺旋沉降機(jī)中進(jìn)行分離。成熟的面漿在分離中由于淀粉與 面筋的沉降速度不同，被分離成兩相。淀粉的比重比較大作為濃相從分離機(jī)的底流輸出；而面筋 的比重較小則作為輕相從分離機(jī)的溢流輸出；它是面筋與小顆粒淀粉的混合物，再經(jīng)過圓篩沖洗 除去淀粉后得到濕面筋；將其送到谷朊粉干燥系統(tǒng)干燥后即得到谷朊粉。 2 2 設(shè)備概述設(shè)備概述 2 21 1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理主要結(jié)構(gòu)及工作原理 因?yàn)樵谖覈?guó)國(guó)內(nèi)的和面機(jī)產(chǎn)品中，其工作方式大都為間歇式的，這種和面機(jī)工作時(shí)要人工投 料（主料、副料及加水） ，每個(gè)工作周期，要手動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)。用 這種和面機(jī)，在工作中操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要專人操作和面機(jī)，主料、副料及加水量比例難 以正確控制，穩(wěn)定性差，和面程度也難以控制一致，這些都影響面團(tuán)的性能的穩(wěn)定，會(huì)影響到最 終產(chǎn)品的穩(wěn)定性，會(huì)影響到整個(gè)生產(chǎn)線的工作效能。 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，我們所設(shè)計(jì)新型的目的在于提供一種單軸式自動(dòng)和面機(jī)，能實(shí)現(xiàn)連續(xù) 自動(dòng)和面作業(yè)。同時(shí)，淀粉生產(chǎn)線配用這種單軸式自動(dòng)和面機(jī)可以提高生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度，為 下一步工序熟化機(jī)供料，有利于提高淀粉生產(chǎn)線的工作效能。 將和面機(jī)的結(jié)構(gòu)定為單電機(jī)、單軸式、臥式自動(dòng)和面機(jī)，并且使攪拌軸在實(shí)現(xiàn)攪拌面團(tuán)的同 時(shí)也起到推進(jìn)面團(tuán)向出面口位置移動(dòng)的作用。其大體結(jié)構(gòu)和機(jī)械工作原理介紹如下： 整機(jī)機(jī)型為臥式，動(dòng)力輸入裝置為電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力傳輸裝置采用聯(lián)軸器，動(dòng)力通過聯(lián)軸器的傳 輸帶動(dòng)兩個(gè)攪拌軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)和面效果的均勻性，兩個(gè)攪拌軸同處一個(gè)和面?zhèn)}內(nèi)。為 了減輕機(jī)身重量和提高攪拌軸的強(qiáng)度，攪拌軸的主體部分采用空心軸，軸的兩端（與軸承的配合 處和與聯(lián)軸器的連接處）采用實(shí)心軸。攪拌軸上漿葉的設(shè)計(jì)采用傾斜式，既是使?jié){葉與主軸的水 平線成一定角度，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在攪拌面團(tuán)的同時(shí)，使面團(tuán)向指定的方向移動(dòng)的功能。考慮到 在實(shí)際的生產(chǎn)中，對(duì)面團(tuán)的含水量和柔和程度的不同，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)大小可調(diào)、高低位置可調(diào)的 出面口。這樣，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，就可以通過調(diào)節(jié)出面口的大小和高低位置來實(shí)現(xiàn)對(duì)面團(tuán)的攪 拌時(shí)間長(zhǎng)短的控制功能，以取得理想的、合適的和面效果。為了使和出的面團(tuán)的水分含量符合特 定的生產(chǎn)要求，可以分別在面粉的進(jìn)料口處安裝一個(gè)計(jì)量器和在進(jìn)水管處安裝一個(gè)流量計(jì)，這樣 就可以通過調(diào)節(jié)計(jì)量器和流量計(jì)來取得合理的面水比例。同時(shí)，考慮到面團(tuán)具有粘連性，所以在 和面?zhèn)}的內(nèi)璧設(shè)計(jì)有哦噴淋管，以減少面團(tuán)與內(nèi)璧的粘連，達(dá)到順利生產(chǎn)的目的。 另外，考慮到及其內(nèi)部維修和清洗的需要，不僅要在設(shè)計(jì)時(shí)避免和面?zhèn)}內(nèi)沒有死角，而且我 們?cè)诤兔鏅C(jī)的外部設(shè)計(jì)有觀察窗和檢修口，在機(jī)器的底部設(shè)有排污口，以使清洗后的污水順利排 出。整機(jī)的底座和支架采用角鋼和槽鋼的焊接結(jié)構(gòu)，以承受生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大振動(dòng)力。 總之，我們所設(shè)計(jì)的單軸式自動(dòng)和面機(jī)器結(jié)構(gòu)主要由減速機(jī)、聯(lián)軸器、和面?zhèn)}、主軸、機(jī)架 等部分組成。 2 22 2 主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù) 和面量3000 千克/小時(shí) 攪拌軸轉(zhuǎn)速60-70 轉(zhuǎn)/分 動(dòng)力配備 30kw 長(zhǎng)(mm） 3888 寬(mm) 924 外形尺寸 高(mm) 1278 表 1：主要技術(shù)參數(shù) 3 3 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算 3 31 1 基本計(jì)算基本計(jì)算 311 主軸直徑的初步估算 軸是組成機(jī)械的一個(gè)重要零件。它支撐著其他轉(zhuǎn)動(dòng)件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)它又通過軸承和 機(jī)架聯(lián)接。所有軸上部件都圍繞軸心線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成了一個(gè)以軸為基準(zhǔn)的組合體-軸系部 件。 和面機(jī)主軸主要受彎矩和轉(zhuǎn)矩。所以按彎轉(zhuǎn)合成力矩初步估算軸徑。 初步估算軸徑： 選擇軸的材料為 45 鋼、經(jīng)調(diào)制處理。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四卷 表 38.1-1 查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為 毛坯 材料 硬度 (HB) 抗拉強(qiáng)度 b MPa 屈服點(diǎn) s MPa 彎曲疲勞強(qiáng) 度 -1 MPa 扭轉(zhuǎn)疲勞 強(qiáng) -1 MPa =200217-155650360270155 表 2：45 鋼材料力學(xué)性能 E=2.15x10e5Mpa 根據(jù)表 38.3-1 公式初步算軸徑，由于材料為 45 鋼，由表 38.3-2 軸的材料 Q23545 /N mm-212202030 A160135118107 表 3：材料 Q235，45 鋼 A 的取值范圍 注：當(dāng)彎矩相對(duì)較小或只受轉(zhuǎn)矩時(shí)，取較大值，A 取較小值；反之取較小值，A 取較大 值。 由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需采用空心圓軸結(jié)構(gòu)，所以按照空心圓軸的許用切應(yīng)力的計(jì)算公式： 3 4 3 )1 ( 1 n P Ad 其中： d 軸的直徑（mm） T-軸傳遞的額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩（N.mm） P 軸傳遞的額定功率（kw） n 軸的轉(zhuǎn)速 （r/min） n=60-70r/min 軸材料的許用切應(yīng)力（MPa） ，見表 38.3-2 取=20 A 按而定的系數(shù)，見表 38.3-2 取 A=115 空心圓軸的內(nèi)直徑 d0 與外直徑 d 之比。 由實(shí)心軸的計(jì)算公式可得 dmin=A=115=91.28 3 n P 3 61 30 故初取空心軸: d0=110mm, d=130 將數(shù)據(jù)代入空心軸計(jì)算公式可得 d=124.85 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)第 13 章 按上式計(jì)算的軸徑，未考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響，若開一個(gè)鍵槽則軸徑增大 4%5%，經(jīng)計(jì)算得： d=130 故主軸直徑取 內(nèi)徑 d0=110mm ,外徑 d=130mm。 312 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖所示，根據(jù)軸的受力，以及工作要求，軸設(shè)計(jì)為中間空心，兩端設(shè)計(jì)為軸頭聯(lián)結(jié)。 圖3：主軸結(jié)構(gòu)圖 313 軸上受力分析 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1 T1= 1.3=4696721 N.mm=6106N. m 4 30 955 10 61 攪拌漿葉的圓周力 Fr 的確定: 由于面粉和水的混合物為假塑性流體,所受的力很難確定,數(shù)據(jù)都是由試驗(yàn)得來的,根據(jù)資料按最 大所受力約為 Fr=50N 所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為 T2=Fr*D=50*1.6=80N.m 由于軸上葉片在軸上均勻布置在 8 個(gè)垂直平面內(nèi)（yz 面） ，且每個(gè)面內(nèi)均勻布置 3 個(gè)葉片。故軸 所受的圓周力所產(chǎn)生的總轉(zhuǎn)矩為 T2 T2=80*8*3=1920N.m 攪拌漿葉軸向力的確定: 攪拌漿葉所受周力的合力為 0 垂直面（yz 面）所受力 Fp 的確定,內(nèi)于軸受自身重力作用，由于為空心軸，故可忽略不計(jì) 其受力圖如下所示 圖 4：主軸受力圖 所受總轉(zhuǎn)矩為 T= T1 +T2=6106+1920=8808N.m 31.4 軸的校核: 軸主要校核它的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。 此軸可近似看為一薄壁圓管 由計(jì)算公式可得 max=T/（2RoxRox）=8808/(2x3.14x0.060 x0.060 x0.010)= 35.42MPa Ro 表示空心軸的平均半徑； 表示壁厚 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四卷 表 38.1-1 查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為 45 鋼扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng) -1=155MPa max=35.42155 所以,扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度符合要求. 3.23.2 軸上鍵的基本設(shè)計(jì)及計(jì)算軸上鍵的基本設(shè)計(jì)及計(jì)算 軸頭與空心軸焊接在一起。軸右端與聯(lián)軸器相連，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得，選取鍵的型號(hào)為鍵 C28x150。 4 4 減速機(jī)選擇減速機(jī)選擇 雖然目前電動(dòng)機(jī)及減速器類型種類較多,且選用比較方便,但相對(duì)于當(dāng)前廣大廠家生產(chǎn)的減速 機(jī)而言,無論從性能上還是維護(hù)上電動(dòng)機(jī)與減速器的搭配都無法與集電動(dòng)機(jī),減速器于一體的減速 機(jī)相媲美?？紤]其實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)性，本和面機(jī)采用減速機(jī)替代傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)與減速器的組合。 減速機(jī)的種類很多，.其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、價(jià)格低，適用于不易燃、 不易爆，無腐蝕性氣體和無特出要求的場(chǎng)合。由于起動(dòng)性能較好，也適用于某些要求較高啟動(dòng)轉(zhuǎn) 矩的機(jī)械。 此次設(shè)計(jì)的和面機(jī)采用的是一家減速機(jī)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的擺線針輪減速機(jī)， 擺線針輪減速機(jī)，具有以下特點(diǎn)： 1) 傳動(dòng)比范圍大。單級(jí)傳動(dòng)比為 6119，兩級(jí)的傳動(dòng)比為 1217569。 2) 體積小、重量輕。 3) 效率高。一般單級(jí)效率為 0.90.95 4) 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低。 5) 工作可靠、壽命長(zhǎng) 選擇減速機(jī)是合理確定減速機(jī)的額定功率。選定減速機(jī)時(shí)要考慮其發(fā)熱、過載能力和起動(dòng)能 力三方面因素，但一般情況下減速機(jī)的選擇主要有運(yùn)行發(fā)熱條件而定。減速機(jī)發(fā)熱與工作情況有 關(guān)。對(duì)于載荷不變或變化不，且常溫下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的減速機(jī)，只要其所需輸出功率不超過其額 定功率，工作時(shí)就不會(huì)發(fā)熱，可不進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算。所以減速機(jī)的確定如下： 4 41 1 減速機(jī)功率計(jì)算減速機(jī)功率計(jì)算 411 工作機(jī)所需功率 Pw 工作機(jī)所需功率由單軸式自動(dòng)和面機(jī)工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定。當(dāng)已知單軸式自動(dòng)和面機(jī)主 軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T(6106Nm)和轉(zhuǎn)速 nw(6070r/min)時(shí)，則單軸式自動(dòng)和面機(jī)主軸所需功率。 Pw =Tnw/9550(kw) 所以 Pw =38.444.8(kw) 412 減速機(jī)的輸出功率 Pd 考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗，減速機(jī)輸出功率為 Pd=Pw / 式中， 為減速機(jī)與工作機(jī)主軸之間的總效率， 即 =12345 1 為擺線針輪減速機(jī)的效率=0.90.95 2 為彈性柱銷聯(lián)軸器的效率=0.990.995 3、4、5 分別為深溝型軸承 6324、6224 和單向推力軸承 51326 的效率均為 0.980.995 =0.9x0.99x0.99x0.99=0.873 故 Pd= Pw /=40kw 413 減速機(jī)額定輸入功率 Ped 減速機(jī)上的電動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速為 1000rmin 4 42 2 減速機(jī)型號(hào)的選擇減速機(jī)型號(hào)的選擇 由于輸出轉(zhuǎn)速為 6070rmin 其傳動(dòng)比為 14.316.7 由 B 系列擺線針輪減速機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)表 選取減速機(jī)額定輸入功率為 Ped=40kw. 傳動(dòng)比為 17 輸出轉(zhuǎn)速為 61rmin 所選取的減速機(jī)技術(shù)參數(shù)如下 型號(hào)=XWD10-17-40-B3 額定功率kW=40 輸入轉(zhuǎn)速r/min=1000 輸出轉(zhuǎn)速r/min=61 圖5：B系列擺線針輪減速機(jī)圖 外型尺寸： M=600 W=690 Z=791 I=706 X=616 安裝尺寸： H=325 E=230 F=40 P=500 Q=630 S=M24 T=105 N=6 G=26 軸端尺寸： B=28 C=116 D=110 L=150 5 5 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸或軸和回轉(zhuǎn)件、在傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過程中一同回轉(zhuǎn)而不脫開的一種裝置。 此外聯(lián)軸器還可能具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移、緩沖和減振以及安全防護(hù)的功能。 根據(jù)單軸式自動(dòng)和面機(jī)結(jié)構(gòu)的需要，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，由于它具有以下特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，裝拆更換方便，不需潤(rùn)滑，并具有較好耐磨性。由于柱銷與柱銷孔為 間隙配合，且柱銷富有彈性，因而獲得補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和緩沖的性能，主要用于載荷平穩(wěn)，軸 向竄動(dòng)量較大，緩沖要求不高的傳動(dòng)軸系上，工作溫度-2070 度。 考慮動(dòng)載荷及過載取聯(lián)軸器工作情況系數(shù) k=1.3.則聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc=KT= 1.3=6106N. m 4 30 955 10 61 根據(jù)工作要求選取彈性柱銷聯(lián)軸器、由軸徑 d=110 和 Tc 選取聯(lián)軸器的型號(hào)為 名稱HL 型彈性柱銷聯(lián)軸器 標(biāo)準(zhǔn)=摘自 GB/T 5014-1985 單位=(mm) - 型號(hào)=HL8 額定轉(zhuǎn)矩 Tn(N.m)=10000 許用轉(zhuǎn)速n(r/min)鋼=2120 許用轉(zhuǎn)速n(r/min)鐵=1600 軸孔直徑 d1、d2、dz鋼=80，85，90，95，100，110，120，125 軸孔直徑 d1、d2、dz鐵=80，85，90，95，100，110 軸孔長(zhǎng)度LY 型=212 軸孔長(zhǎng)度L1J、J1、Z 型=167 軸孔長(zhǎng)度LJ、J1、Z 型=212 D=360 D0=290 D1=200 d3=40 l=112 S=5 重量(kg)=119 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg.m2)=56.5 圖6：HL型彈性柱銷聯(lián)軸器圖 1.半聯(lián)軸器材料：D220：鍛鋼，D280：鑄鋼ZG270-500和鑄鐵HT200。 2.表中聯(lián)軸器重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是按鋼制半聯(lián)軸器最小軸孔直徑及最大軸孔長(zhǎng)度計(jì)算。 3.軸孔長(zhǎng)度L，L1可按不同要求，從表列規(guī)格中選用。 4.J1為不帶沉孔的短圓柱軸孔。 標(biāo)記示例：HL8彈性柱銷聯(lián)軸器 主動(dòng)端：Z型軸孔，C型鍵槽，dz=110, L1=167 從動(dòng)端：J型軸孔，B型鍵槽，d2=110, L=212 110 x172 HL8聯(lián)軸器- GB5014-85 JB110 x212 所以該聯(lián)軸器合格，可以使用。 6 6 軸承的選擇軸承的選擇： 6 61 1 軸承的選擇軸承的選擇 選擇軸承的原則： （1）轉(zhuǎn)速較高、載荷較小且旋轉(zhuǎn)精度要求高時(shí)選球軸承；轉(zhuǎn)速較低，載荷較大時(shí)選滾子軸承； （2）軸承同時(shí)受軸向與徑向聯(lián)合載荷時(shí)選接觸球軸承或圓錐滾子軸承；徑向載荷過大，徑向 載荷過小時(shí)選深溝球軸承； （3）各類軸承使用時(shí)，內(nèi)外圓間的傾斜角應(yīng)控制在允許的偏差值范圍之內(nèi)， 要不然會(huì)增大軸承的附加載荷， ，從而降低使用壽命； （4）為便于安裝拆卸與調(diào)整間隙要選用內(nèi)外圈可分離軸承，具有內(nèi)錐孔的軸承或帶緊定套的 軸承； （5）選用軸承要講究經(jīng)濟(jì)性。 結(jié)合上述對(duì)磨輥的受力分析可得：軸承所受徑向力較大，軸向力也較大。根據(jù)對(duì)各種系列軸 承的分析，又考慮到和面機(jī)沖擊載荷很小，可以減小軸承的直徑，本設(shè)計(jì)中選取 6324 型以及 6224 型(GB/T276-94)深溝球軸承各一個(gè)和 51326 型(GB/T301-93)單向推力軸承一個(gè)。其中推力 軸承一圈與軸承座聯(lián)接，另一圈與軸聯(lián)接，如下圖所示： 圖 7：主軸左端軸承組合圖 6 62 2 軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): : 為了保證軸承的正常工作，在正確選擇軸承類型和型號(hào)的同時(shí)，還需要合理設(shè)計(jì)軸承的組合， 主要考慮以下幾個(gè)方面： 1）軸系的固定的結(jié)構(gòu)類型設(shè)計(jì)： 目前，軸承軸系的固定結(jié)構(gòu)典型的有三類： （1）兩端單向固定； （2）一端雙向固定，一端游動(dòng)； （3）兩端游動(dòng)。 本設(shè)計(jì)在對(duì)這幾種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并根據(jù)磨輥軸承的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)過程中采用的是兩端單 向固定的結(jié)構(gòu)類型。 2）軸承的配合： 軸承的周向固定和徑向間隙的大小是通過軸承和軸及軸承座的配合達(dá)到的。徑向間隙不僅關(guān) 系到軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度，同時(shí)還會(huì)影響它的使用壽命。軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，與相關(guān)零件配合時(shí)其內(nèi)孔與 外徑分別是基準(zhǔn)孔和基準(zhǔn)軸，在配合時(shí)不需要標(biāo)注。軸承內(nèi)孔與外徑都具有公差帶較小的負(fù)偏差， 與圓柱體的基準(zhǔn)孔和基準(zhǔn)軸都不盡相同。本設(shè)計(jì)中的軸承的回轉(zhuǎn)套圈受旋轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)選用較緊的 配合。綜合考慮：為了與設(shè)計(jì)中采用的較高公差等級(jí)的軸承配合的軸與孔，對(duì)加工精度、表面粗 糙度及形位公差都要有相應(yīng)的較高的要求，在設(shè)計(jì)中軸承做孔公差帶選用：k7；軸外徑公差帶選 用：H8。 3）軸承的潤(rùn)滑與密封： （1）軸承的潤(rùn)滑主要是為了降低摩擦阻力和減輕磨損，也有吸振、冷卻、防銹和密封的作 用。根據(jù)機(jī)械工程手冊(cè)提供的滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑方式的選擇標(biāo)準(zhǔn)，在綜合考慮實(shí)際情況，在設(shè)計(jì) 中采用油潤(rùn)滑，油潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是潤(rùn)滑的冷卻都較好， ； （2）軸承的密封是為了阻止?jié)櫥瑒妮S承中流失，也防止外塵、水分進(jìn)入軸承。 本設(shè)計(jì)中由于和面機(jī)在工作過程中對(duì)環(huán)境要求一般，對(duì)各部分的密封裝置都沒有有很高的要 求，故此綜合考慮在設(shè)計(jì)中采用的是氈圈密封。 7 7 使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng) 7 71 1 和面的基本原理與工藝要求和面的基本原理與工藝要求 和面的基本原理是在和面機(jī)中加入適量的水和添加劑，通過和面機(jī)一定時(shí)間的適度攪拌，小 麥面粉中的麥膠蛋白和麥谷蛋白逐漸吸水膨脹，相互黏結(jié)，形成一個(gè)連續(xù)的膜狀基質(zhì)，這些膜狀 基質(zhì)相互交叉結(jié)合，形成立體狀的并具有一定彈性、延伸性、粘性和可塑性的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與 此同時(shí)，小麥面粉中常溫下不溶于水的淀粉顆粒也吸水膨脹，并被濕面筋網(wǎng)絡(luò)所包圍，從而使沒 有可塑性的松散的小麥面粉變成具有可塑性、延伸性和粘彈性的濕面團(tuán)，為保證產(chǎn)品的良好的加 工性能打下基礎(chǔ)。 7 72 2 影響和面效果的因素影響和面效果的因素 和面效果的好壞受很多因素的影響，要得到符合加工要求的面團(tuán)，必須從各個(gè)方面調(diào)整，使 工藝條件達(dá)到最佳狀態(tài)。而要做到這一點(diǎn)，了解和掌握影響和面效果的因素是非常重要的。影響 和面效果的主要因素有： 1）小麥面粉 2）和面加水量 3）和面用水的質(zhì)量 4）和面用水的溫度 5）和面時(shí)間 6）和面機(jī)的攪拌強(qiáng)度 7）其他添加劑 7 73 3 和面操作方法和面操作方法 1）開車前檢查和面機(jī)內(nèi)有無異物，底部的卸料閘門是否已經(jīng)關(guān)閉，防護(hù)裝置是否牢靠，電 源電壓是否正常。 2）和面機(jī)開車前須先啟動(dòng)攪拌軸空轉(zhuǎn) 35 分鐘，檢查有無異常現(xiàn)象和雜音。如設(shè)備完好， 再啟動(dòng)進(jìn)料裝置進(jìn)料。 3）面粉加入后，應(yīng)先啟動(dòng)和面機(jī)攪拌軸，然后再加水，以減少攪拌漿葉的動(dòng)力負(fù)荷。 4）和面機(jī)工作過程中，最好不要中途停機(jī)，確需停機(jī)，時(shí)間最好不要超過 10 分鐘，如需要 停機(jī) 10 分鐘以上，必須將機(jī)內(nèi)面料卸完后再啟動(dòng)試機(jī)。 5）和好的面團(tuán)放置時(shí)間不宜過長(zhǎng)，若超過 10 分鐘，會(huì)影響色澤并結(jié)成大塊面團(tuán)，造成喂料 困難。 6）在正常開機(jī)過程中，經(jīng)常觀察電壓電流表的讀數(shù)和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，軸承發(fā)熱情況，發(fā)現(xiàn) 問題及時(shí)處理。在生產(chǎn)中，不得把手伸入料桶內(nèi)。 7）和面質(zhì)量的測(cè)定主要靠人的感覺和經(jīng)驗(yàn)來確定。 8）和面機(jī)內(nèi)壁、攪拌軸、漿葉的粘粉，每班清理一至二次。鏟除的變質(zhì)、污染的原料 必須作其他處理，不得再作淀粉生產(chǎn)的原料。工作完畢后，必須把黏附在攪拌機(jī)內(nèi)壁、 軸、漿葉上的面團(tuán)徹底清理干凈，避免細(xì)菌的繁殖和設(shè)備腐蝕。 9）傳動(dòng)防護(hù)裝置在和面機(jī)正常運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁打開或拆除，確需要打開時(shí)，應(yīng)先停機(jī)。 7 74 4 使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng) 1） 在運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中，應(yīng)注意機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲音是否諧調(diào)，若出現(xiàn)異常 現(xiàn)象要立即停車，并排除故障。 2）定時(shí)檢查機(jī)器各緊固部位，是否有松動(dòng)，脫接現(xiàn)象。 3）每隔一個(gè)月應(yīng)在各緊固部位涂潤(rùn)滑油。 結(jié) 論 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是按照畢業(yè)設(shè)計(jì)要求、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、并參照國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品，在充分 認(rèn)識(shí)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)和面機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，以及目前國(guó)內(nèi)廣大中小型廠家在和面生產(chǎn)過程中的較 落后的現(xiàn)實(shí)狀況而設(shè)計(jì)完成的。本設(shè)計(jì)旨在保留同類產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，運(yùn)用新工藝、新技 術(shù)和新材料，大膽創(chuàng)新，以彌補(bǔ)其不足，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及性能更合理、更先進(jìn)、更優(yōu)化。同 時(shí)創(chuàng)造較高的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。 畢業(yè)設(shè)計(jì)，是考察大學(xué)生綜合利用自己四年所學(xué)的知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行分析、研究、以 及發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅了解了小麥淀粉的加工工藝過程、 掌握了單軸自動(dòng)和面機(jī)的功能原理和設(shè)計(jì)方法，還學(xué)會(huì)了怎樣使用各種機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)和如 何有效查閱各種相關(guān)方面的參考書。與此同時(shí)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中也發(fā)現(xiàn)了許多的問題，使自 己充分認(rèn)識(shí)到專業(yè)知識(shí)的貧乏，但通過分析設(shè)計(jì)中所遇到各種問題，使自己較系統(tǒng)地復(fù)習(xí) 了一篇大學(xué)階段所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。在解決設(shè)計(jì)過程中的各種問題的同時(shí)，使我認(rèn)識(shí)到只要 付出自己辛勤的漢水，總會(huì)有一份或大或小的收獲。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了自己發(fā)現(xiàn) 問題解決問題的能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下了良好基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，雖然時(shí)間很短，但在這期間，我明白了許多的道理，同時(shí)也學(xué) 到其他同學(xué)身上的優(yōu)點(diǎn)，這些都是我的收獲。總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是愉快的，更是成功的， 因?yàn)樗械慕Y(jié)果都是自己人用汗水換來的。 致致 謝謝 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，在學(xué)院的高度重視下，在呂俊智老師的指導(dǎo)下、以及其他同學(xué)得幫助下， 通過自己不斷的查閱資料和反復(fù)修改，最終 ，我得以順利完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)單軸自動(dòng)和 面機(jī)。在此，衷心感謝學(xué)院對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視以及在設(shè)計(jì)過程中對(duì)廣大學(xué)生提供的各種方便。尤 其感謝呂老師孜孜不倦的耐心指導(dǎo)，呂老師在百忙中為我們審圖時(shí)的那種耐心程度令人感動(dòng)。同 時(shí)也要感謝同組的其他同學(xué)，感謝他們對(duì)我的幫助。 參考文獻(xiàn) 1.吳宗澤主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2003 2.成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第四版第五卷.化學(xué)工業(yè)出版社.2004 3.程凌敏主編.面湯食品廠工藝設(shè)計(jì).農(nóng)業(yè)出版社.1986 4.無錫輕工業(yè)學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院編.食品工廠機(jī)械與設(shè)備.輕工業(yè)出版社.1979 5.楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).高等教育出版社.2005 6.李基洪主編.食品機(jī)械原理與使用.廣東科技出版社.1987 7.張黎驊，鄭嚴(yán)主編.新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京.人民郵電出版社.2008 8.聯(lián)合編寫組編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第二版.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.1982 9.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會(huì).攪拌設(shè)備設(shè)計(jì).上海科學(xué)技術(shù)出版社.1983 10. 聶毓琴，孟廣偉主編.材料力學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社.2004