磨粉機(jī)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)論文.doc

-1-1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)的依據(jù)、用途和適用范圍：1.1依據(jù)本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是根據(jù)鄭州工程學(xué)院機(jī)電工程系2002屆畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，并在到無錫布勒機(jī)械制造有限公司、佐竹機(jī)械（蘇州）有限公司參觀調(diào)研的基礎(chǔ)上，在已學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行的實(shí)踐。按照指導(dǎo)教師的要求，本設(shè)計(jì)給定的要求是：磨輥規(guī)格為2501000；磨輥排列方式為平置；按照無錫布勒機(jī)械制造有限公司MDDK系列磨粉機(jī)的結(jié)構(gòu)，快慢輥間采用加長齒輪減速箱傳動；自動調(diào)節(jié)料門；機(jī)械浮子傳感；手動合閘、自動松閘、氣壓控制松合閘的半自動氣壓輥式磨粉機(jī)。主要研究內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵是：傳感機(jī)構(gòu)；喂料輥傳動；料門控制機(jī)構(gòu)和快、慢輥傳動。1.2用途及使用范圍本產(chǎn)品適用于大中型面粉廠，可從前道皮磨用到心磨。2.設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作在正式開始畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，隨隊(duì)到無錫布勒機(jī)械制造有限公司、佐竹機(jī)械（蘇州）有限公司進(jìn)行了為期4天的參觀調(diào)研，了解了一些國外先進(jìn)磨粉機(jī)的機(jī)構(gòu)、工作原理，獲得了部分參考資料，了解了畢業(yè)設(shè)計(jì)的途徑和方法。3.設(shè)計(jì)方案的確定和關(guān)鍵技術(shù)的解決方法3.1總體結(jié)構(gòu)與主要工作構(gòu)件3.1.1機(jī)架目前國內(nèi)外磨粉機(jī)的機(jī)架制造方式有三種：即整體鑄造、墻板拼裝和焊接墻板機(jī)架。整體鑄造機(jī)架：其整體性和剛性好，節(jié)省切削加工工時(shí)，而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可以說百年不壞。但是，機(jī)架鑄造困難，而且鑄造技術(shù)要求高，成本高，不利于磨粉機(jī)的系列化。墻板拼裝式機(jī)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(shí)現(xiàn)全封閉，而且有利于磨粉機(jī)的系列化。但是，機(jī)架剛度差，容易變形，切削加工的工作量大。焊接式機(jī)架：其生產(chǎn)周期短，重量輕，成品率高。但是，焊接技術(shù)要求高，焊接后產(chǎn)生變形及應(yīng)力及中，必須進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力及中。綜合考慮以上各種機(jī)架的優(yōu)缺點(diǎn)，本機(jī)采用墻板拼裝式機(jī)架。3.1.2外形目前，磨粉機(jī)的外形有：敞開式，半封閉式,全封閉式三種。本機(jī)采用全封閉式外形，所謂全封閉是指整個(gè)磨粉機(jī)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(diǎn)，使零、部件得到良好的保護(hù)，而且操作安全可靠，機(jī)器美觀，車間衛(wèi)生清潔，改善了工人的工作環(huán)境。3.1.3與機(jī)架有關(guān)的部分-2-料筒：本機(jī)料筒采用有機(jī)玻璃，可以觀察進(jìn)料情況，而且質(zhì)輕美觀。上磨門：本機(jī)采用有機(jī)玻璃，這樣可以觀察到喂料輥轉(zhuǎn)動及料流等情況。下磨門：本機(jī)采用A3鋼板制造，下磨門和下?lián)螕跤勉q支軸連接，與上撐擋用磁鐵吸住。此結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性強(qiáng)，而且便于開啟、關(guān)閉。罩殼：本機(jī)罩殼采用A3鋼板沖壓、焊接制成。側(cè)面罩殼分為上、下、左、右四塊，此結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。當(dāng)僅需觀察傳動情況時(shí)，只要向上打開上罩殼即可，不必把它卸掉。3.1.4磨輥及其支承、清理、冷卻與調(diào)平磨輥：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(jī)將輥軸壓入輥體，然后再進(jìn)行機(jī)加工。支承：傳統(tǒng)磨粉機(jī)中，磨輥的支承多采用滑動軸承。滑動軸承承受磨輥振動和沖擊載荷的能力強(qiáng)，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(jī)墻板上安排，滑動軸承對拆裝磨輥方便，而且易于實(shí)現(xiàn)自位。但是滑動軸承也有它的不足之處，其摩擦嚴(yán)重，帶來的后果是磨粉機(jī)的消耗功率大，軸承發(fā)熱嚴(yán)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(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生徑向跳動。滑動軸承需要稀油潤滑，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(jī)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(jī)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(yīng)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(diǎn)，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(jī)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(jī)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。清理方法：本機(jī)采用刷帚清理粘在磨輥上的物料。冷卻問題：本機(jī)沒有設(shè)計(jì)專門的冷卻裝置，而是利用空氣自行冷卻。目前，國外先進(jìn)磨粉機(jī)都不采用專門的冷卻裝置，而是靠空冷。調(diào)平問題：本機(jī)采用牛腿鉸支軸加偏心套以調(diào)上下不平，利用雙面單調(diào)來調(diào)水平面不平。3.1.5磨輥與軸系零件的連接絕大多數(shù)磨粉機(jī)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(diǎn)。但是，鍵槽減少了被連件的承載面積，特別是會引起高度的應(yīng)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(jī)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-3-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(hù)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。3.1.6喂料輥及其有關(guān)尺寸參數(shù)的確定輥體材料及其制造方法：本機(jī)喂料輥采用20號無縫鋼管制成。輥徑的確定：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，定量輥直徑為88mm，分流輥直徑為7090mm，初定一輥徑，再通過理論計(jì)算，得出亮輥徑都為90mm。齒形的確定：齒形根據(jù)廠家的不同工藝要求，具體確定不同的皮磨機(jī)心磨的齒形。如果物料的散落性不好，應(yīng)將上輥（定量輥）改為鉸龍。喂料軌跡及轉(zhuǎn)速的確定方法：在考慮空氣阻力的條件下，對物料顆粒進(jìn)行受力分析，并根據(jù)達(dá)朗伯原理列出方程組。通過計(jì)算機(jī)解在同一時(shí)刻微分方程組的X、Y值。在坐標(biāo)紙上作出喂料軌跡，在保證喂料軌跡不變的條件下，對于不同的物料，采用不同的分流輥轉(zhuǎn)速，可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行試算獲得。本設(shè)計(jì)計(jì)算出了后道皮磨，心磨及一皮磨分流輥的極限轉(zhuǎn)速，定量輥的轉(zhuǎn)速為分流輥的三分之一。3.2傳動系統(tǒng)3.2.1快輥拖動快輥是由電機(jī)通過帶傳動的，快輥的轉(zhuǎn)速要求在450600rpm，確定快輥的轉(zhuǎn)速要綜合考慮動耗、產(chǎn)量和大帶輪直徑。如果轉(zhuǎn)速過大，大帶輪直徑相對減小，產(chǎn)量增大，但動耗也增大；如轉(zhuǎn)速過小，雖然動耗減小，但產(chǎn)量也減小，而且大帶輪直徑增大，影響整機(jī)的尺寸。若轉(zhuǎn)速變化范圍不太大，對產(chǎn)量的影響很小。所以綜合考慮上述情況，把轉(zhuǎn)速定在550rpm左右。3.2.2輥間傳動功能要求：磨粉機(jī)快、慢輥間傳動裝置必須保證快、慢輥有較為準(zhǔn)確的傳動比，能適應(yīng)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(yīng)便于安裝拆卸，為了適應(yīng)研磨不同的物料，快慢輥間應(yīng)有不同的速比。本機(jī)設(shè)計(jì)三種速比，即2.5、2、1.5。磨粉機(jī)的輥間傳動機(jī)構(gòu)在空載時(shí)起傳動作用；在負(fù)載時(shí)，由于封閉功率的存在，其定速作用。負(fù)載時(shí)，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(jī)傳動件的壽命降低，所以封閉循環(huán)功率是傳動零件的設(shè)計(jì)依據(jù)。傳動方式的比較確定：-4-目前，國內(nèi)外磨粉機(jī)輥間傳動方式有：皮帶傳動，齒輪傳動，連傳動，扭矩臂差動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(jī)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(yīng)能力強(qiáng)，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(zhǔn)確，傳動效率低，而且結(jié)構(gòu)齒寸大，還不安全。所以使得它在磨粉機(jī)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(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)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(yán)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?yàn)橛旋X輪箱密封，所以顯得笨重。對于一臺磨粉機(jī)，要適應(yīng)不同的輥徑，必須要有幾套齒輪備用。對于磨粉機(jī)傳動的齒輪還有特殊的要求：合閘時(shí)，齒輪處于是最佳工作狀態(tài)的中心距工作，為了減小松合閘時(shí)齒輪因中心距偏大所產(chǎn)生的噪音，必須用加長齒齒輪。鏈傳動：鏈傳動對于松合閘引起的磨輥中心的變化對鏈傳動性能的影響不大，能適應(yīng)不同直徑磨輥的使用（緊需調(diào)節(jié)張緊輪的位置），其傳動比準(zhǔn)確，缺點(diǎn)為：傳動鏈的承載能力不大，鏈傳動對于主、從鏈輪的不同面度較為敏感，因此，兩磨輥的軸向竄動將影響傳動性能，所以傳動鏈的壽命較低，傳動機(jī)構(gòu)的尺寸較大，鏈傳動需用稀油潤滑，鏈輪箱必須有可靠的密封，以防止污染，鏈輪的裝拆也不方便。扭矩臂差動傳動：優(yōu)點(diǎn)：磨輥的松合閘不影響機(jī)構(gòu)中齒輪副的中心距，并能保證齒形帶輪中心距基本不變，傳動性能好，噪音小，齒輪箱的密封性能好，齒形帶不需有潤滑，門有潤滑油的污染問題，機(jī)構(gòu)的尺寸小，便于封閉。但是，它也存在缺點(diǎn)：軸承臂的位置調(diào)節(jié)需繞其慢輥軸轉(zhuǎn)動。因此，當(dāng)磨輥直徑減小后，軸承臂上移所引起的齒形帶輪中心的變化，不能完全由從動輪軸心和軸承臂鉸支抵消，所以松合閘對齒形帶輪中心距仍有一定影響，機(jī)構(gòu)中的齒輪減速箱重量較大（56公斤左右），沒有把手，裝拆不方便。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(diǎn)于一身。其傳動效率高，節(jié)能效果高，經(jīng)濟(jì)效益好，帶與齒形輪之間往返間隙小，嚴(yán)格同步，不打滑，傳動比準(zhǔn)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(yùn)轉(zhuǎn)生熱小，還可以延長電機(jī)和軸承的使用壽命，由于是圓弧齒