小型面粉磨粉機的設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含9張CAD圖紙】-jxsj74

小型面粉磨粉機的設計

摘  要：此次設計的小型面粉磨粉機實用性強，裝拆檢修方便，而且各個結(jié)構的尺寸都比較小。本機采用10°磨輥配置角，其喂料性能好；喂料流可直接進入粉碎區(qū)，并便于操作人員觀察和調(diào)整喂料情況；粉碎后的物料對下磨門無噴粉情況，拆換磨輥方便。磨輥軸上的大皮帶輪和同步帶輪均采用張緊連接，裝拆方便。喂料輥離合器采用了摩擦片離合器，喂料輥的動力來源于慢輥。本機的第一級傳動——電動機到快輥，采用V帶傳動，軋距調(diào)節(jié)機構采用單調(diào)首輪啟動離合軋。

關鍵詞：磨粉機；磨輥；喂料輥；軋距調(diào)節(jié)機構

THE DESIGN OF FLOUR MILL

Abstract:The machine’s structure is compact,practical,install,disassemble,easy maintenance,and the size of each structure are relatively small.The machine configuration roller angle10°,the feed performance;feed flow directly into the crush zone,and to facilitate the operator to observe and adjust feeding situation;crushed under the grinding of materials on the door without dusting conditions,demolitionfor easy roller.Feed roller clutch with a frictionclutch,the driving force comes from the slow roll feed roller gear.The first stage of the machine drive-motor to a fast roll, using V-belt drive ,rolling away from the regulatory agencies start using monotone clutch han wheel rolling.

Key words:flour mill;grinder roll;feed roller;rolling from regulating 

目    錄

摘要…………………………………………………………………………………1

關鍵詞………………………………………………………………………………1

1 前言………………………………………………………………………………2

2 設計方案的確定…………………………………………………………………2

    2.1 總體結(jié)構與主要工作構件………………………………………………2

        2.1.1 機架…………………………………………………………………2

        2.1.2 外形…………………………………………………………………2

        2.1.3 與機架有關的部分…………………………………………………2

        2.1.4 磨輥及其支承………………………………………………………3

        2.1.5 磨輥與軸系零件的連接……………………………………………3

        2.1.6 喂料輥及其有關尺寸的確定………………………………………4

        2.1.7 光輥的表面參數(shù)……………………………………………………4

    2.2 傳動系統(tǒng)……………………………………………………………………5

        2.2.1 快輥拖動……………………………………………………………5

        2.2.2 輥間傳動……………………………………………………………5

        2.2.3 喂料輥傳動…………………………………………………………6

    2.3 控制系統(tǒng)…………………………………………………………………7

        2.3.1 離合軋——軋調(diào)機構………………………………………………7

        2.3.2 程序動作的實現(xiàn)……………………………………………………8

        2.3.4 過載沖擊問題………………………………………………………9

    2.4 卸料方式……………………………………………………………………9

3 工作原理與操作方法…………………………………………………………9

        3.1 工作原理………………………………………………………………9

        3.2 操作方法……………………………………………………………10

4 機構特點……………………………………………………………………10

5 計算…………………………………………………………………………11

        5.1 動力計算與選配電機………………………………………………11

        5.2 V 帶傳動設計………………………………………………………11

        5.3 喂料輥齒輪傳動設計計算…………………………………………12

        5.3.1 算用齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)…………………………13

        5.3.2 按齒根彎曲強度設計……………………………………………15

        5.3.3 幾何尺寸計算……………………………………………………16

    5.4 磨輥設計………………………………………………………17

        5.4.1 結(jié)構設計…………………………………………………………17

    5.5 磨輥受力分析……………………………………………………………17

        5.5.1 磨輥受力分析及校核……………………………………………17

    5.6 磨輥軸承的選擇與計算…………………………………………………19

        5.6.1 磨輥軸承的選擇…………………………………………………19

        5.6.2 軸承校核設計……………………………………………………19

    5.7 磨輥軸與軸體過盈量和壓入力的計算…………………………………20

    5.8 喂料輥動力消耗計算……………………………………………………22

    5.9 喂料輥同步帶傳動設計…………………………………………………22

5.10 料門設計…………………………………………………………………23

    5.11 軋調(diào)機構的設計…………………………………………………………23

6  結(jié)論…………………………………………………………………………24

參考文獻 ……………………………………………………………………………25

致謝 …………………………………………………………………………………26

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同步齒形帶定速傳動.dwg

喂料輥大齒輪.dwg

圖紙總匯.dwg

圓篩.dwg

小型輥式磨粉機裝配圖.dwg

小型輥式面粉磨粉機的設計.doc

小帶輪.dwg

彎矩和扭矩圖.dwg

快輥.dwg

快輥帶輪.dwg

慢輥軸.dwg

小型面粉磨粉機的設計 摘 要 ：此次設計的小型面粉磨粉機實用性強，裝拆檢修方便，而且各個結(jié)構的尺寸都比較小。本機采用 10°磨輥配置角，其喂料性能好；喂料流可直接進入粉碎區(qū)，并便于操作人員觀察和調(diào)整喂料情況；粉碎后的物料對下磨門無噴粉情況，拆換磨輥方便。磨輥軸上的大皮帶輪和同步帶輪均采用張緊連接，裝拆方便。喂料輥離合器采用了摩擦片離合器，喂料輥的動力來源于慢輥。本機的第一級傳動 —— 電動機到快輥，采用 V 帶傳動，軋距調(diào)節(jié)機構采用單調(diào)首輪啟動離合軋。 關鍵詞 ：磨粉機；磨輥；喂料輥；軋距調(diào)節(jié)機構 F he s is of ,to to of on a of to a 目 錄 摘要………………………………………………………………………………… 1 關鍵詞……………………………………………………………………………… 1 1 前言……………………………………………………………………………… 2 2 設計方案的確定………………………………………………………………… 2 體結(jié)構與主要工作構件……………………………………………… 2 架………………………………………………………………… 2 形………………………………………………………………… 2 機架有關的部分………………………………………………… 2 輥及其支承……………………………………………………… 3 輥與軸系零件的連接…………………………………………… 3 料輥及其有關尺寸的確定……………………………………… 4 輥的表面參數(shù)…………………………………………………… 4 動系統(tǒng)…………………………………………………………………… 5 輥拖動…………………………………………………………… 5 間傳動…………………………………………………………… 5 料輥傳動………………………………………………………… 6 制系統(tǒng)………………………………………………………………… 7 合軋 —— 軋調(diào)機構……………………………………………… 7 序動作的實現(xiàn)…………………………………………………… 8 載沖擊問題……………………………………………………… 9 料方式…………………………………………………………………… 9 3 工作原理與操作方法………………………………………………………… 9 作原理……………………………………………………………… 9 作方法…………………………………………………………… 10 4 機構特點……………………………………………… …………………… 10 5 計算………………………………………………………………………… 11 力計算與選配電機……………………………………………… 11 帶傳動設計……………………………………………………… 11 料輥齒輪傳動設計計算………………………………………… 12 用齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)………………………… 13 齒根彎曲強度設計………………………………………… … 15 何尺寸計算…………………………………………………… 16 輥設計……………………………………………………… 17 構設計………………………………………………………… 17 輥受力分析…………………………………………………………… 17 輥受力分析及校核…………………………………………… 17 輥軸承的選擇與計算………………………………………………… 19 輥軸承的選擇………………………………………………… 19 承校核設計…………………………………………………… 19 輥軸與軸體過盈量和壓入力的計算………………………………… 20 料輥動力消耗計算…………………………………………………… 22 料輥同步帶傳動設計………………………………………………… 22 門設計………………………………………………………………… 23 調(diào)機構的設計………… ……………………………………………… 23 6 結(jié)論………………………………………………………………………… 24 參考文獻 …………………………………………………………………………… 25 致謝 ………………………………………………………………………………… 26 1 前言 此次設計的磨粉機實用性強，裝拆檢修方便，而且各個結(jié)構的尺寸都比較小。本機采用 10°磨輥配置角，其喂料性能好；喂料流可直接進入粉碎區(qū)，并便于操作人員觀察和調(diào)整喂料情況；粉碎后的物料對下磨門無噴粉情況，拆換磨輥方便。磨輥軸上的大皮帶輪和 同步帶輪均采用張緊連接，裝拆方便。喂料輥離合器采用了摩擦片離合器，喂料輥的動力來源于慢輥。本機的第一級傳動 —— 電動機到快輥，軋距調(diào)節(jié)機構采用單調(diào)首輪啟動離合軋。 2. 設計方案的確定和關鍵技術的解決方法 總體結(jié)構與主要工作構件 機架 目前國內(nèi)外磨粉機的機架制造方式有三種：即整體鑄造、墻板拼裝和焊接墻板機架。 整體鑄造機架：其整體性和剛性好，節(jié)省切削加工工時，而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可以說百年不壞。但是，機架鑄造困難，而且鑄造技術要求高，成本高，不利于磨粉機的系列化。 墻板拼裝式機架：鑄件 體積小，尺寸小，便于制造，成本低，便于安排其他零部件， 便于實現(xiàn)全封閉， 而且有利于磨粉機的系列化。但是， 機架剛度差，容易變形， 切削加工的工作量大。 焊接式機架：其生產(chǎn)周期短， 重量輕，成品率高。但是， 焊接技術要求高， 焊接后產(chǎn)生變形及應力及中， 必須進行熱處理以消除應力及中。 綜合考慮以上各種機架的優(yōu)缺點， 本機采用墻板拼裝式機架。 外形 目前， 磨粉機的外形有：敞開式，半封閉式 ,全封閉式三種。本機采用全封閉式外形，所謂全封閉是指整個磨粉機除快輥皮帶輪外，均布置在密封罩內(nèi)，它的優(yōu)越性在 于避免敞開式和半封閉式的缺點， 使零、部件得到良好的保護，而且操作安全可靠，機器美觀， 車間衛(wèi)生清潔，改善了工人的工作環(huán)境。 與機架有關的部分 料筒：料筒采用有機玻璃，可以觀察進料情況，而且質(zhì)輕美觀。 2 上磨門：采用有機玻璃，這樣可以觀察到喂料輥轉(zhuǎn)動及料流等情況。 下磨門：采用 磨門和下?lián)螕跤勉q支軸連接，與上撐擋用磁鐵吸住。此結(jié)構簡單，實用性強，而且便于開啟、關閉。 罩殼：罩殼采用 接制成。側(cè)面罩殼分為上、下、左、右四塊，此結(jié)構簡單，拆裝方便。當僅需觀察傳動情況時，只 要向上打開上罩殼即可，不必把它卸掉。 輥及其支承 磨輥：輥體是空心的，外層為冷硬鑄鐵，內(nèi)層為普通灰口鑄鐵，采用離心兩次澆筑成型。輥軸采用碳鋼 —— 45鋼。輥體和輥軸二者過盈配合，加工配合面后用壓力機將輥軸壓入輥體，然后再進行機加工。 支承：傳統(tǒng)磨粉機中，磨輥的支承多采用滑動軸承?；瑒虞S承承受磨輥振動和沖擊載荷的能力強，壽命長，滑動軸承的徑向尺寸小，周向尺寸長，正適合在磨粉機墻板上安排，滑動軸承對拆裝磨輥方便，而且易于實現(xiàn)自位。但是滑動軸承也有它的不足之處，其摩擦嚴重，帶來的后果是磨粉機的消耗功率 大，軸承發(fā)熱嚴重，甚至發(fā)生燒壞軸承的事故，滑動軸承精度低， 難以保證輥間軋距的穩(wěn)定性，因此后道磨粉機上（軋距僅百分之幾毫米）會產(chǎn)生空輥打擊事故，軸瓦磨損后有徑向間隙，更不利于定心，磨輥運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生徑向跳動?；瑒虞S承需要稀油潤滑，容易污染面粉，不符合衛(wèi)生要求， 而且要用寶貴的有色金屬?，F(xiàn)代磨粉機幾乎全部采用滾動軸承， 其摩擦損失小，發(fā)熱小，對減少磨粉機的功率消耗有很大的作用。滾動軸承的回轉(zhuǎn)精度高， 可保持快、慢輥間有穩(wěn)定的軋距。滾動軸承供應充足，可節(jié)約稀有金屬。滾動軸承采用黃油脂潤滑， 基本上不存在污染問題。但 是滾動軸承也有缺點，其承受磨輥振動和沖擊載荷的能力較差，壽命短。滾動軸承的徑向尺寸大，在磨粉機上安排較困難，而且對拆裝磨輥較為困難。綜合考慮上述兩種軸承，本機選用雙列向心球面滾子軸承。此軸承有自位性能，而且承受載荷較大。為了便于裝拆磨輥， 在軸承內(nèi)圈和磨輥之間加了緊釘錐套。軸承座為整體式，慢輥軸承座固定在牛腿上， 快輥軸承座固定在墻板上。 磨輥與軸系零件的連接 絕大多數(shù)磨粉機上，磨輥與軸系零件 —— 大帶輪及同步輪的連接采用鍵。雖然鍵連接具有簡單、緊湊、可靠、成本低的優(yōu)點。但是，鍵槽減少了被連件的 承 3 載面積，特別是會引起高度的應力集中，被連件也難以獲得精確的定心， 而且裝拆也不方便。本機采用彈性環(huán)連接。彈性環(huán)連接的定心性好，輪轂可以相對于軸緊固在任意軸向位置上， 裝拆方便， 只要把緊固螺釘松開，彈性環(huán)連接避免軸因鍵槽等原因而削弱， 承載能力高，可獲得緊密的連接，而且有安全保護作用。只要過載，內(nèi)、外環(huán)就會打滑，形成相對轉(zhuǎn)動，避免零件損懷。磨軸與軸承通過緊定套連接，這樣有利于裝拆軸承。慢輥與喂料輥三角帶輪的連接用螺釘，也便于裝拆。 喂料輥及其有關尺寸參數(shù)的確定 輥體材料及其制造方法：喂料輥采 用 20號無縫鋼管制成。 輥徑的確定：根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，分流輥直徑為 70～ 90定一輥徑，再通過理論計算，得出亮輥徑都為 75 齒形的確定：齒形根據(jù)不同工藝要求，具體確定不同的皮磨機心磨的齒形。如果物料的散落性不好，應將上輥（定量輥）改為鉸龍。 光輥的表面參數(shù) 光輥主要用于磨制高等級面粉時的心磨系統(tǒng)。光輥對物料的擠壓力，剪切力小，因此容易將胚乳研磨成細粉，并保持麩片的完整。光輥的表面參數(shù)主要有粗糙度 、硬度中凸度或錐度等。磨輥輥面磨光后的粗糙粗為 輥輥面的磨光后要進行噴砂處理，以消除輥面光澤，并形成新的輥面粗糙度，借以提高輥面與物料的摩擦力，提高研磨效果。 光輥的硬度應低于齒輥，以易于噴砂處理，并使磨輥的磨損以微粒脫落的形式進行，保證輥面能形成研磨粗糙度，一般為 使噴砂困難，且磨輥磨損過程中易形成鏡面光。 光輥工作室的軋距較?。?,但輥間壓力較大，磨輥會產(chǎn)生一定的彎曲變形，這樣軋距就會出現(xiàn)中間大兩端小的現(xiàn)象，造成粉碎效果的不均與和下降，甚至導致磨粉機不能正常工作。為了補償磨輥的彎曲變形，目前最常用的方法就是將輥面加工成中凸或兩端帶錐度的形狀，如圖 1 所示。 4 圖 1 光輥的中凸度和錐度 圖：中凸度 右圖：錐度 傳動系統(tǒng) 快輥拖動 快輥是由電機通過帶傳動的，快輥的轉(zhuǎn)速要求為 750 輥間傳動 功能要求： 磨粉機快、慢輥間傳動裝置必須保證快、慢輥有較為準確的傳動比，能適應磨輥輥徑的變化及軋距調(diào)節(jié)所引起的快、慢輥中心的變化，有一定的使用壽命，而且噪音要小，傳動件在磨輥軸上應便于安裝拆卸，為了適應研磨不同的物料，快慢輥間應有不同的速比。 磨粉機的輥間傳動機構在空載時起傳動作用；在負載時， 由于封閉功率的存在，其定速作用。負載時， 存在封閉功率，使輥間傳動帶（或鏈 ）的松緊邊對調(diào)轉(zhuǎn)化，帶輪齒的非嚙合面磨損，磨粉機傳動件的壽命降低，所以封閉循環(huán)功率是傳動零件的設計依據(jù)。 傳動方式的比較確定：目前，國內(nèi)外磨粉機輥間傳動方式有：皮帶傳動，齒輪傳動及雙面同步齒形帶傳動。 皮帶傳動：皮帶傳動的動力大，磨粉機的粉碎能力大，產(chǎn)量大， 不需要潤滑，減小了污染性，對主、從動輪中心距變化的適應能力強，松和閘對皮帶的傳動性能影響較小，工作中的噪音小。但是，皮帶傳動的速比不準確，傳動效率低， 而且結(jié)構齒寸大，還不安全。所以使得它在磨粉機上的使用越來越少，已逐漸被淘汰。 齒輪傳動：齒輪傳動的 功率大， 傳動比準確， 結(jié)構簡單緊湊， 便于密封，操作安全。 但是， 齒輪傳動對中心距的要求嚴格，因此松合閘對傳動性能的影響較大，噪音大， 壽命低，需要系由潤滑， 而且因為有齒輪箱密封， 所以顯得笨重。對于一臺磨粉機， 要適應不同的輥徑， 必須要有幾套齒輪備用。 對于磨粉機傳動的齒輪還有特殊的要求：合閘時， 齒輪處于是最佳工作狀態(tài)的中 5 心距工作， 為了減小松合閘時齒輪因中心距偏大所產(chǎn)生的噪音， 必須用加長齒齒輪。 雙面同步齒形帶傳動：雙面同步齒形帶傳動集齒輪傳動合帶傳動的優(yōu)點于一身。其傳動效率高，節(jié)能效果高， 經(jīng)濟效益好，帶與齒形輪之間往返間隙小，嚴格同步，不打滑，傳動比準確，角速度恒定，不需潤滑油， 既節(jié)省油又不會產(chǎn)生污染，使用壽命長而且不需維修保養(yǎng)， 使用速度范圍大，因其輕而離心力小，所以可高速傳動，也可低速高扭矩傳動。 帶的使用伸長非常小， 初張力也很小，帶的運轉(zhuǎn)生熱小，還可以延長電機和軸承的使用壽命，由于是圓弧齒， 所以嚙合圓滑， 傳動平穩(wěn)， 有一定的吸振作用，噪音小。 負載容量范圍大， 整體結(jié)構簡單，尺寸也較小。 由于目前皆采用四個輪子傳動，所以結(jié)構尺寸相對而言較大， 而改成三個輪子（把改向輪和張緊輪 合為一個輪子 —— 改向張緊輪），結(jié)構尺寸更小，更為緊湊，在整機上更便于安排。綜上所述， 本機輥間傳動采用雙面同步齒形帶傳動。 喂料輥傳動 動力來源：傳統(tǒng)的磨粉機的動力來源都從快輥傳遞，由于快輥轉(zhuǎn)速較高， 而分流輥的轉(zhuǎn)速較低，所以必須配置減速箱，它不僅結(jié)構復雜， 而且安裝也復雜，增加了成本。本機的動力來源于慢輥， 由于慢輥由磨輥傳動機構減速了一級， 傳到分流輥再減速一級， 就不用減速箱了， 所以其結(jié)構簡單、緊湊。 張緊問題：目前， 國內(nèi)外的磨粉機喂料輥傳動皆有張緊輪張緊， 而本機利用巧妙的結(jié)構安排 解決了張緊問題， 并不需要用專門的張緊裝置， 所以結(jié)構得到了簡化。 離合器：磨粉機多采用牙嵌式離合器， 它靠一套杠桿進行工作， 其靈敏度存在一些問題， 而且結(jié)構較復雜。本機采用摩擦片氣動離合器， 由膜片氣缸控制， 本機本來就是氣壓磨粉機，所以氣源充足， 而且其靈敏度高，結(jié)構簡單、緊湊。 前后輥傳動方式：本機喂料輥前后輥傳動采用單面同步齒形帶傳動 . 傳動示意圖： 6 圖 2 同步齒形帶定速傳動 2 3 45 6 7 8控制系統(tǒng) 合軋 —— 軋調(diào)機構 功能要求：對離合軋 —— 軋調(diào)機構的功能要求是：使磨輥在工作時實現(xiàn)定軋距； 完成松和閘動作；能滿足新輥及舊輥的使用；機構能簡便、準確地調(diào)節(jié)兩磨輥的平行度， 使兩磨輥不平行度不大于 能簡便、準確地調(diào)節(jié)軋距大小 ， 且在調(diào)節(jié)后仍保持兩輥的平行度；機構設有磨粉機的過載安全保護裝置；對于自動控制松合閘的磨粉機， 必須另設手控松合閘機構， 以免在自動控制系統(tǒng)失靈時能維持生產(chǎn)； 機構應便于拆換磨輥， 且在拆換的過程中盡可能少的拆換其他零件；機構的各項操作簡單可靠；機構的結(jié)構應簡單可靠。 設計原則：此次設計的機構的設計原則是能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能要求， 而且要結(jié)構簡單、操作方便、換輥方便。 7 離合軋 —— 軋調(diào)機構的比較確定：手動離合軋 —— 軋調(diào)機構：離合軋靠偏心縱軸的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 軋調(diào)靠手輪或手柄帶動牛腿動作來實現(xiàn)， 而且還安有保安彈簧 。 此種機構龐大，笨重， 結(jié)構復雜， 換輥也不太方便。 自動離合軋 —— 軋調(diào)機構：其松合閘靠氣缸推動牛腿運動來實現(xiàn)。 軋調(diào)只有單調(diào)機構， 而沒有總調(diào)機構，而且其只是旋轉(zhuǎn)手輪改變止推塊的位置， 而不是改變牛腿的位置。此種結(jié)構簡單，操作方便，旋轉(zhuǎn)軋調(diào)手輪所需的力比較小，而且松合閘的行程是可以變化的（采用偏心縱軸的傳統(tǒng)磨粉機， 其松合閘行程是固定的），拆換磨輥也比較方便。 氣缸不僅是松合閘的執(zhí)行元件， 而且代替了彈簧來支承慢輥軸承臂，這不僅簡化了結(jié)構， 而且充分離用氣壓系統(tǒng)的彈性好，動作靈敏的優(yōu)點，實現(xiàn)磨粉機的過載 保護。 其用氣缸而不用液壓鋼的另一個原因是氣體沒有污染現(xiàn)象。 取消了偏心縱軸就出現(xiàn)了兩個氣缸的同步問題， 此問題可以從氣路中來解決或允許軸承有良好的自位性能。 綜合考慮以上幾種機構， 本機采用自動離合軋 —— 軋調(diào)機構。 序動作的實現(xiàn) 當進機物料達到一定值時，傘狀浮子下降到了一定程度， 通過杠桿組傳到伺服電機，伺服電機轉(zhuǎn)動，通過扇形齒輪帶動料門轉(zhuǎn)動， 料門打開。 與此同時， 喂料輥離合器的膜片氣缸和離合軋主氣缸充氣，喂料輥轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)喂料， 磨輥合軋， 開始正常工作。先喂料后合閘的動作順序是利用喂料 輥離合的膜片氣缸負荷小，進缸先完成，而離合閘主氣缸負荷大，進缸后完成來實現(xiàn)的。 當進機物料減小到一定值時傘狀浮子上升到一定程度， 通過扇形齒輪帶動料門反向旋轉(zhuǎn)，料門關閉。 與此同時， 主氣缸有桿腔進氣， 無桿腔快速排氣，實現(xiàn)離閘； 喂料輥逐漸停止轉(zhuǎn)動。先離閘，后停料的動作順序的實現(xiàn)是傳感器同時把信號傳給伺服電機和氣路執(zhí)行元件， 因主氣缸反方向通氣所以先離閘， 而喂料輥離合器膜片氣缸只是排氣， 而且當摩擦片離開后，喂料輥靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)， 再者， 料門關閉后， 機內(nèi)還存有一定的物料， 所以物料后斷。程序動作實現(xiàn) 的原則就是：開車時，先喂料后合閘，停車時，先離閘后斷料。 回差問題 當進機物料達到料筒體積的三分之二時， 實現(xiàn)磨輥的合閘；當物料減少到料筒提及的三分之一時，實現(xiàn)磨輥的離閘，這就是所謂的回差問題。 通過對回 8 差的控制，就可以解決磨輥離合閘動作頻繁的問題。 過載沖擊問題 本機的過載保護依靠氣缸。 氣缸支承者慢輥， 當膜輥間進入金屬異物時，輥間壓力增大， 由于氣缸桿的支承力是一定的，當輥間壓力大于氣缸桿支承力時，由于空氣有壓縮性， 氣杠桿往回走，使氣缸中的壓力增大，當壓力增大到一定值時， 使快速排氣閥打開排氣， 氣缸桿快速往回運動， 使磨輥的輥間間隙增大，直到金屬異物通過。這時輥間壓力減小，快速排氣閥關閉，氣體進入氣缸，氣缸桿向前運動， 氣缸中的氣體恢復到正常工作狀態(tài)和壓力值， 磨輥合軋， 磨粉機繼續(xù)正常工作。 本機利用離合閘主氣缸就很好地解決了過載沖擊問題。 卸料方式 目前磨粉機的卸料方式就兩種：自流卸料和磨膛吸料。采用自流卸料時， 磨粉機至少得安裝在二樓，而磨膛吸料可以把磨粉機安排在一樓。 本機的卸料方式為：自流卸料兼磨膛吸料，當需要磨膛吸料時， 只要裝上料斗的鍋底蓋和吸料管 即可。 3 工作原理與操作方法 工作原理 此次設計的磨粉機工作原理是利用一對平置等徑不等速相向旋轉(zhuǎn)的齒輥（或光輥），以剪切、擠壓、研磨（或擠壓和研磨）的方法將物料粉碎。物料由喂料輥均勻地喂入磨輥的粉碎區(qū)內(nèi)，物料在被粉碎前與慢輥相對靜止，與快輥相對滑動。物料進入粉碎區(qū)時，慢輥相當于托板，快輥相當于刮刀，把物料刮開，接觸到快輥齒的部分物料胚乳被快輥刮走，快輥齒夠不到的物料其余部分仍與慢輥保持靜止，直到除了粉碎區(qū)而落入料斗， 粘在磨輥上的物料通過清理機構的清理作用也落入料斗，落入料斗的物料， 通過自 流卸料方式或磨膛吸料方式被排出機外。 磨粉機的第一級傳動 —— 電機到大皮帶輪，采用 個喂料輥間采用齒輪傳動，軋距調(diào)節(jié)機構采用單調(diào)手輪啟動離合軋， 而 且保安裝置就是利用本氣缸。磨輥采用一臺電動機獨立驅(qū)動，電動機通過 V 帶一級減速直接拖動快輥。快慢輥之間采用同步齒形帶傳動。雙面齒形帶傳動比精確，結(jié)構也能自動適應離 9 合軋和軋距調(diào)節(jié)所引起的快慢輥中心距變化；當磨輥磨損引起較大的中心距變化時，可通過調(diào)節(jié)張緊輪補償。改變快慢輥帶輪的齒數(shù)，可方便地提供多種傳動比。 操作方法 設備安裝好后， 先讓機器空載運 轉(zhuǎn)，如發(fā)現(xiàn)有不正常的現(xiàn)象應立即停車， 調(diào)整好后再試車。這樣反復進行調(diào)試， 直到?jīng)]有異?，F(xiàn)象為止。當磨粉機需要進行工作時， 首先按照該機所粉碎的物料，調(diào)軋距，軋距調(diào)節(jié)好后，鎖緊手柄，然后按啟動按鈕，使磨粉機處于準備工作狀態(tài)。當進機物料達到一定值時，料門打開，喂料輥轉(zhuǎn)動，磨輥自動合閘， 磨粉機就進入了工作狀態(tài)。打開下磨門，檢驗被粉碎過的物料是否符合面粉廠生產(chǎn)的工藝要求。如不符合要求，就應該松開軋距調(diào)節(jié)機構的鎖緊手柄，轉(zhuǎn)動兩邊的軋距調(diào)節(jié)手輪調(diào)節(jié)軋距，直至被粉碎過的物料符合工藝要求為止，然后旋緊鎖緊手柄，關上下磨門 。磨粉機就開始正常工作。需要停車時，按停車按鈕便可停車。 4 結(jié)構特點 本機的設計綜合了國內(nèi)外先進磨粉機的優(yōu)點，并對某些結(jié)構進行了改進，使其更加完善，可以說使一臺先進的磨粉機。本機的結(jié)構簡單、緊湊，實用性強，裝、拆、檢修方便，而且各個結(jié)構的尺寸都比較小。本機磨輥內(nèi)平置，其喂料性能好；喂料流可直接進入粉碎區(qū)， 并便于操作人員觀察和調(diào)整喂料情況；粉碎后的物料對下磨門無噴粉情況，拆換磨輥方便。磨輥軸上的大皮帶輪和同步帶輪均采用彈性換聯(lián)結(jié)，裝拆方便。磨輥傳動采用源弧形雙面同步齒形帶，而且把改向輪和張緊輪合為一個改 向張緊輪，其結(jié)構簡單、緊湊，趕得上國際先進水平。喂料輥離合器采用了摩擦片離合器（氣動離合），喂料輥的動力來源于慢輥，這些都達到了國際先進水平。本機的第一級傳動 —— 電機到大皮帶輪，采用 兩個喂料輥間采用齒輪傳動，軋距調(diào)節(jié)機構采用單調(diào)手輪啟動離合軋，而且保安裝置就是利用本氣缸。綜上所述，本機具有以下特征： 而提高產(chǎn)量； 帶； 準的自動調(diào)心滾子軸承，以保證精確的同心回轉(zhuǎn)； ，密閉性好，噪音小。 10 5 計算 力計算、選配電機 由帶傳動比為： 2～ 4，為了防止打滑，增大帶輪包角，傳動比盡量取小。 電動機轉(zhuǎn)速： n= (2～ 4) × 750=1500～ 3000r/m 符合這一范圍的同步速度為： 1500r/m，按照所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速的要求選定電動機的型號為 :4。 其主要參數(shù)： 4 4 ??載轉(zhuǎn)速：額定功率： 帶傳動設計 （ 1）選擇 據(jù)文獻 [1]表 8K ，計算功率：a A ??? ? 根據(jù) 2]圖 8 （ 2）確定帶輪的基準直徑由文獻 [2]表 8小帶輪的基準直徑d 901 ? 。驗算帶速 v。按文獻 [2]式 8 v= )100060/(11 ?? nd d? ,/78.6 5～ 25m/ （ 3）計算大帶輪的基準直 徑。根據(jù)文獻 [2]式 8算大帶輪的基準直徑2dd： ???? 根據(jù)文獻 [2]表 8整為 802 ?。 （ 4）確定 2]式 8初定中心距 ?0 由文獻 [2]式 8227004 90180180902π4002[4)(2π2 20122100 ?? ???????????? ）（）（）（由文獻 [2]表 8250? 11 按文獻 [2]式 8a 。 12)2 12271250400(2 00 ??????? 中心距的變化范圍為 393～ 450 （ 5）驗算小帶輪上的包角 1? 。 ??????? 169435 21 ）（ dd ° 90? ° （ 6）計算帶的根數(shù) z 計算單根 V 帶的額定功率 由 01 ?和 4401 ，查文獻 [2]表 8。 根據(jù) 4401 ， 92.1?i 和 A 型帶，查文獻 [2]表 8?查文獻 [2]表 88.0? 文獻 [1]表 8K ，于是 ( 0 ?????????? 計算 V 帶的根數(shù) z 。 取 6 根。 （ 7）計算單根 V 帶的初拉力的最小值2]表 38? 得 A 型帶的單位長度質(zhì)量 ,/1.0 所以 3 0] 0 0[) 0 0)( 22m i ???? ???????（ 8）帶輪結(jié)構的設計 帶輪的材料選用 200根據(jù)軸徑的大小，選擇帶輪孔徑，大帶輪孔徑21 ? ，小帶輪孔徑 22 ? 。 面 圓 弧 齒 同 步帶 的 設計 (1) 確定設計功率d ? 2 取 K ，計算得 （ 2）選擇帶型 按 501 ? ， 根據(jù) 1 ，選 。 （ 3）確定帶輪直徑 確定帶輪齒數(shù)：小帶輪齒數(shù)按 Z ? 原則確定， 據(jù) 3 選 22 。大帶輪直徑 6612 ?? 帶輪節(jié)圓直徑 1d 、 2d 和帶輪外徑1表 4 查得。 ， ， ，a 。 （ 4）確定帶的基本額定功率0表 7 ～ 11 ，查得 （ 5）確定帶的額定功率 帶的額定功率按 式 3 計算： ? 查 K , 1? ? （ 6）確定帶和帶輪的寬度 按P ?的原則選擇帶輪的寬度： 式中0 2 中選擇標準 200 ? 算得 按計算結(jié)果從 2 中選擇標準 0?，并從 3 中確定帶輪寬度 f ， f 。 喂 料輥齒輪傳動設計計算 用齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) （ 1）磨粉機為一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度（ （ 2）材料選擇。由文獻 [2]表 100質(zhì)），硬 為 13 280齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240者材料硬度差為 40 （ 3）選小齒輪齒數(shù) 0，大齒輪齒 Z2=i× 5。 按齒面接觸強度設計 按 文獻 [2]式（ 10行試算，即 ? ?23 11 ·1·?????????? （ 1）確定公式內(nèi)的各 計算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù) 2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 51151 ???????3）由 文獻 [2]表 10d= 4）由 文獻 [2]查得材料的彈性影響系數(shù) 。 5) 由 文獻 [2]圖 10齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限00齒輪的接觸疲勞強度極限 50 6）由 文獻 [2]式 10 00× 80× 1×（ 300× 8× 15） =108（次） 108/107（次） 7)由 文獻 [2]圖 10 8）計算接觸疲勞許用應力 取失效率為 1%，安全系數(shù) S=1，由文獻②式（ 10： [б H]1==600=690б H]2==550= 2）計算 1）計算小齒輪分度圓的直徑 入 [б H]中較小的值。 t 241 ???????????? 2）計算圓周速度。 t /1 ?? ????? ?? 14 3）計算齒寬 b 及模數(shù) 齒寬 b=ф 數(shù) 高 h=寬與齒高之比 b/h=）計算載荷系數(shù) K。 根據(jù) V=s， 7級精度，由 文獻 [2]圖 10v= 直齒輪， ； 由 文獻 [2]表 10A=1； 由 文 獻 [2]表 10級精度、小齒輪懸臂布置時， 由 b/h=0 載荷系數(shù) K=1× ）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由 文獻 [2]得 311 ????7）計算模數(shù) Mn=d1/ 按齒根彎曲強度設計 由 文獻 [2]式（ 10彎曲強度的設計公式為 ? ? ????????? F ?3 21 12（ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）由 文獻 [2]10的小齒輪的彎曲疲勞強度極限σ 00齒輪的彎曲強度極限σ 80 2）由 文獻 [2]圖 10 3）計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=文獻②圖式（ 10 ? ? M p ???? 15 ? ? M ???? 4）計算載荷系數(shù) K。 K=1× 1× ）查取齒形系數(shù)。 由 文獻 [2]表 10）查取應力校正系數(shù)。 由 文獻 [2]表 107)計算大、小齒輪的 σ F]并加以比較。 ? ? 0 1 3 2 6 1 ??? ? 0 1 5 3 7 2 ???齒輪的數(shù)值大。 （ 2）設計計算 4 ?? ????? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) 彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) 齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關，可取彎曲強度算得的模數(shù) 就近圓整為標準值 m=2接觸強度算得的分度圓直徑 出小齒輪齒數(shù) Z1=d1/m=≈ 30 30= 8。 何尺寸計算 （ 1）計算分度圓直徑 1m=30× 20mm 2m=68× 236 2）計算中心 距 a=（ d1+（ 3）計算齒輪寬度 d ???? 取 05 輥設計 構設計 初步計算磨輥軸的結(jié)構尺寸： 根據(jù)文獻 [1]式（ 15磨輥軸為實心軸，按扭轉(zhuǎn)強度： 3 /A A=103~126， 取 A=110； P= n=750算得： d= 按扭轉(zhuǎn)剛度： 4 /B 取 B=109， 得： d= 取整 d=32 同樣的方法，對另一軸可得： d= 故取： d=42 輥受力分析 磨輥受力分析及校核 初步計算磨輥軸的結(jié)構尺寸：根據(jù) 查文獻 [1]式（ 15磨輥軸為實心軸，按扭轉(zhuǎn)強度： 3? 取 A=110； P= n=750算得： d=扭轉(zhuǎn)剛度： 4? 取 B=109，得： d=整 d=32同樣的方法，對另一軸可得： d=42輥受力分析時，略去磨輥齒形及斜度的影響；略去磨輥支承處的摩擦阻力；略去三角帶傳動的損失；略去喂料傳動中三角帶輪的作用力。以快輥受力分析為例： （ 1）輥壓力： P=2× 103× 200N； （ 2）同步齒形帶張力產(chǎn)生的力矩： ；（ ·????（ 3）通過物料對快輥的摩擦力（均布輥長上）： ·μ k=4200× 806N； （ 4 ） 慢 輥 齒 形 帶 對 快 輥 齒 形 帶 的 拉 力 （ 張 緊 力 ）：000P/t/ （ 5）張緊力產(chǎn)生的扭矩 ???? 17 （ 6）電機輸入扭矩 m ；0 ?????（ 7）三角帶輪作用在輥軸上的力 Q=1553N； （ 8）磨輥重量 G= （ 9）快輥齒形帶輪的重量 （ 10）快輥三角帶輪上的扭矩 m。 從軸的結(jié)構圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 計算出截圖 圖 3 快輥軸的載荷分析圖 18 輥軸承的選擇與計算 輥軸承的選擇 根據(jù)分析，采用雙列向心球面圓柱滾子軸承，因為磨粉機沖擊載荷很小，又考慮到間小軸承座的直徑，所以采用輕寬系列的軸承。由于采用了緊定錐套，所以軸承內(nèi)徑 5? ，查《機械設計手冊》，外徑 5? ，軸承型號為（ 22209C/的雙列向心球面圓柱滾子軸承。 承校核設計 快慢輥共有四個軸承，只要校核受力最大的一個就可 以了，現(xiàn)對慢輥 （ 1）計算動載荷 C： r 1 4 8??? ??? （對于向心圓柱滾子軸承） 因無沖擊，查文獻 [4]中表 6 e= 222 ????? 雙列向心球面圓柱滾子軸承 58? ,0 ?? ?61060 ? ,250 3/10?? ,20 0 00~50 0 0?因連續(xù)工作，故取最大值。 )(p ??? 7 5 0 0)(4 7 9 4 2858010602502 0 0 0 0 03106 ??????? 故 所選用的四個軸承都合格。 2）壽命校核 . )()(6010 3106 ?，由查文獻 [4]，查 2? ,250 p=8580(N) 19 )(1 2 2 5 7 38 5 8 08 2 0 0 02 5 060 10 3106hL h ??????????? 一年按 300天工作，一天工作 10小時 . 2 57 3 ???） 所以四個軸承全用 113518型，非常合理。 輥軸與軸體過盈量和壓入力的計算 1）由公式確定配 合所需壓力強度 P: P 磨輥傳遞的最大扭矩為 為安全起見，取安全系數(shù)為 2， mM k ??? 2222 / 0 022 P k ????? ??? ???l : 磨輥體與軸的配合長度（ m） ； d : 軸的配合段直徑（ ； f : 裝配系數(shù)，用壓入法時， f 取 2）由文獻 [4]中公式確定最小計算過盈（有效過盈） ： 由于輥體與軸的材料不同，所以 42211m 0)( ??? 由文獻 [4]表 1??????由 21 ??、 用插入法得： 5 1 ?? 42211m 0)( ??? m? ?????? ? 3）由公式確定最小配合過盈 ，并根據(jù) 選配合： 轉(zhuǎn)查 ? )(1m in R ????? ?? m?43)???? 20 由公差配合表取優(yōu)選配合 6795大過盈 m?146 ，最小過盈 m?89 4）由公式計算最大計算過盈： . 2(1m a xm a x ?? ?????????5）由公式計算最大過盈時的強度： 224m a xm a x /211(????? ???6）由公式驗算配合件的強度 被包容件： 22m a x /3 6 0 0/1 4 5 67 2 822 ????? 包 容件： ? ?? ? ? ? 222221221m a x /2504/833/1 /1 ??????? ??? 所以當 2m a x /728 時包容件產(chǎn)生塑性變形，而實際上得到最小或最大過盈的機會是很少的。因此，按 算零件強度時，若產(chǎn)生不大的塑性變形是允許的。 7）計算不發(fā)生塑性變形時的表面極限壓力強度 1被包容件： 211 /1 8 003 6 T ???? ? 8）計算壓入力 因為 2/1800728m a x ? ，采用壓入法時， Td r m a ????????? ? 所以用 料輥動力消耗計算 根據(jù)其結(jié)構，其輸出功率的計算公式，為： 空總載入 ? ? 式中： 載N 總? 21 可?。?8.~? 總總 ，取 ?? 空N 對于雙輥喂料，一般可取 2W/ 00?載 ? ?? ?? ?????喂分空 ?殼內(nèi)各軸的平均直徑，取 30??內(nèi)所有各軸的 ?a 系數(shù)，根據(jù)結(jié)構差 異一般可取 3?c 系數(shù) ,根據(jù)輥長及軸承結(jié)構不同，一般可取 8 ?k 潤滑油粘度影響系數(shù)，取為 1. ?后喂料輥的平均直徑 . ?分n 分流輥轉(zhuǎn)速 . ?喂n 定量輥轉(zhuǎn)速 . ? ?? ? )154714090818730310 1 4 空 ????????)2 6 0 0 入 ??? 選擇帶輪和帶長，確定中心距： 根據(jù)其傳遞功率 50? ，選 5知傳動比為 3 選擇小帶輪齒數(shù) 232?z ，則 大帶輪齒數(shù) 6923321 ????? 大帶輪節(jié)圓直徑 551 ??? ?D 小帶輪節(jié)圓直徑 45/22 ???? ??根據(jù)已知的傳動 條件，選擇中心距 5? 計算小帶輪包角 021 2472(5a r c c o (a r c c o ? ??????? ??? 2s i 22 ????? ??該長度在 400~450 之間，選取 430心距： 2???? ? 22 計算帶寬： 根據(jù)小帶輪齒數(shù)和轉(zhuǎn)速，從表 27 中查出基準功率傳動容量 b /62? 嚙合齒數(shù)： 924360 ????? M ?， 查表得 嚙合系數(shù) 00.1?帶寬系數(shù)： 50 ??????? C 根據(jù)帶寬系數(shù) ，查表，得帶寬為 20門機構設計 料門的開啟采用自動開啟式，就是喂料輥轉(zhuǎn)動處于喂料狀態(tài)時，料門自動開啟，而當喂料輥停轉(zhuǎn)處于斷料狀態(tài)時，料門自動關閉。主要優(yōu)點是：當喂料機構停止喂料時，能有效地防止物料顆粒在外界因素的干擾下，自流落入粉碎區(qū)。本機料門由拉伸彈簧控制，其工作原理：當物 料達到一定的重量時，彈簧被拉伸，料門開啟，當物料重量增大時，料門開啟程度增大，反之，料門關閉。此料門機構結(jié)構簡單，設計成本低廉，普遍使用與各種小型磨粉機。 調(diào)機構設計 本機構為平面四桿機構，屬于雙搖桿機構，單調(diào)搖臂為主動搖桿，慢輥搖臂為從動搖桿 根據(jù)慢輥尺寸及箱體內(nèi)的空間位置，初選慢輥搖臂有效長度為3 272l 主動搖桿部分1 20l 氣缸增力部分5 120l 連桿 23 2 220l 兩固定鉸鏈長度4 340l 算壓力角 ? 此機構是否具有良好的傳力性能，可以用壓力角 ? 的大小來衡量。在機構中，壓力角隨著機構的位置的改變而變化。壓力角 ? 越小，機構的傳力性能就越好。 氣缸有效行程 50s 主動搖桿的行程角度 252 a r c s i n 1 6 . 5140 ? ? ? ?氣缸增力比411140 720l?? ? ? 作機構簡圖