机械工程及自动化专业毕业设计论文农药颗粒成型机设计文档格式.docx
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其中包括电机的选择,传动带的设计计算,搅拌桶、螺旋输送机、环模制粒机的计算等。
2搅拌机的选择计算
搅拌的作用是将两种或多种不同的物质混合,通过机械运动使他们互相分散开来,从而达到均匀混合。
搅拌操作可以分为机械搅拌和气体搅拌。
但是在大多数的工业生产中,搅拌机为机械搅拌,其中更以中,低压立式钢制容器的搅拌设备为主。
主要的搅拌装置有以下几类:
1.立式容器中心搅拌2.偏心式搅拌3.倾斜式搅拌4.底搅拌5.卧式容器搅拌6.卧式双轴搅拌7.旁入式搅拌8.组合式搅拌。
根据设计要求,本课题选用立式容器中心搅拌。
2.1立式容器中心搅拌的设计计算
2.1.1立式容器中心搅拌概述
一般认为功率3.7kw以下为小型搅拌机,而5.5-22kw的为中型搅拌机。
本设计为小型。
同时根据搅拌叶片形式,立式容器中心搅拌又可分为:
桨式,开启涡轮式,圆盘涡轮式,锯齿圆盘涡轮式,三叶后弯式,推进式等等。
根据本设计情况,搅拌叶片选择圆盘涡轮式中的斜叶式。
2.1.2立式容器中心搅拌主要参数的确定
(1)搅拌罐的的容积和各部位尺寸。
根据整体尺寸选择搅拌罐内壁直径为600mm,长度为420mm。
容积:
.(2-1)
公称容积为:
(2-2)
式中:
—装料系数;
计算得:
(m)(m)
(2)搅拌叶片系数的确定
由HG/T3796国标
图2-1搅拌叶片简图
(2-3)
=60(mm)(2-4)
=75(mm)(2-5)
旋叶片数Z取6
(3)转速
立式容器中心搅拌的叶端线速度取值为2-6m/s由,则搅拌转速为191—634取转速为300(r/min)
(4)功率
搅拌器功率消耗:
(2-6)
K—功率准数修正总系数,与搅拌形式几何参数、搅拌设备形状有关;
—功率准数,与雷诺系数()物质粘度、搅拌形式及搅拌设备相关的几何参数有关;
—物料密度,250(kg/m);
N—转速;
—搅拌器叶端直径;
P等于2.28(kw)
(2-7)
—电动机至工作机之间传递装置额的总效率
等于2.42(kw)
2.2电机和减速器的选择
根据电机功率和转速的需求,选择额定转速2880r/min,功率为3kw的Y100L-2-3-B5V1的立式电机。
根据立式容器中心搅拌器的结构需求,选取摆线针轮减速器,初选传动比i=9的X4LY39-B18的摆线针轮减速器。
3输送机的选择计算
常用固体物料输送设备有以下几种:
1.带式输送器2.螺旋输送器3.刮板输送器4.斗式提升器5.气力输送装置。
其中,螺旋输送器又称绞龙,它有输送搅拌混合作用。
同时它的结构紧凑、卸料方式简单、密封性能好、功率消耗大、对物料破碎性能好、对过载敏感、输送距离短,适合本设计的要求,所以本设计选用该输送器。
螺旋输送器又可分为水平螺旋式输送器、垂直输送器、弹簧输送器,根据本设计的整体布局,选用水平螺旋输送器。
螺旋输送器的旋转叶片有实体螺旋面型、带式螺旋面型、叶片螺旋面型三种。
一般采用实体螺旋面型,所以本设计选用实体螺旋面型。
3.1螺旋输送机的设计计算
生产中一般采用实体螺旋叶片、没有吊挂轴承、等螺距的普通螺旋输送机。
图3-1螺旋输送机结构示意图
3.1.1螺旋叶片的直径
螺旋叶片的直径是螺旋输送机的重要参数,直接关系到输送机的生产量和结构尺寸。
螺旋叶片直径通常制成标准系列,D有100、120、150、200、250、300、400、500和600mm。
本设计取用D为200(mm)
3.1.2螺旋叶片的螺距
通常可按下式计算螺距:
(3-1)
对于标准输送机,通常=0.8-1.0;
当倾斜布置,或物料流动性较差时,<
0.8当水平布置时,=0.8-1.0;
这里取0.9。
螺距S为180(mm)
3.1.3旋转轴直径
旋转轴直径d=(0.2-0.35)D这里取0.3,则d为60(mm)
3.1.4螺旋轴转速
(3-2)
A-物料的综合特性系数,由表查的A=35;
为78(r/min)
按照螺旋输送机的转速系列,取N为75(r/min)
3.1.5倾斜角度
本设计采用水平布置,所以倾斜角度为0
3.1.6填充系数
对物料的输送能力和能量消耗有很大影响,适当取小值较有利,倾斜角度大小对其也有一定的影响。
参考填充系数表,取
3.1.7生产率计算:
(3-3)
Q-生产率(t/h);
D-螺旋叶片半径(m);
d-转轴外径(m);
S-螺距(m);
N-螺旋转速(r/min);
-物料填充系数;
-容重0.25;
Q为1.7358(t/h)
3.1.8传动功率
(3-4)
L-输送机长度m;
-总阻力系数取2;
H-提升高度;
P=0.0096(kw)
电动机的功率:
(3-5)
;
为0.1021(kw)
3.2电机和减速器的选择
选择Y801-4三相异步电动机,满载转速为1390r/min,额定功率为0.55kw。
选取传动比为17的X3WY0.5517B18系列的摆线针轮减速器。
4制粒设备的选择计算
目前最为常用的制粒机有:
1螺旋挤压式成型机2活塞冲压式成型机3压辊式颗粒成型机。
其中压辊式颗粒成型机又可以分为平模制粒机、环模制粒机。
其中环模颗粒成型机的产量稳定,颗粒密度、粒化系数高,所以本设计选用环模颗粒成型机。
4.1环模制粒机介绍与参数确定
制粒系统主要部件为压模、压辊。
压模具有许多均布小孔,制粒过程中物料在强烈挤压下将物料挤入压模小孔,因此压模应具有较好的强度与耐磨性。
一般来说,模孔形式有直形孔、阶梯形孔、外锥形孔、内锥形孔。
模孔内表面的粗糙度小于1.25.环模表面的硬度是HS70-80。
压辊的作用是向压模挤压物料使其从模孔中挤出成形。
为防止打滑,压辊表面都会加工出与轴线平行的浅槽。
其材料应用高碳钢热处理制成,硬度达到HS80
图4-1环模成型示意图
加工时,环模转动主轴不动
本设计选定制粒规格为直径为10mm的颗粒,则模孔直径为10mm
4.1.1模孔长度L
(4-1)
—物料在模孔内受到的单位压力,一般在20-40mpa这里取40mpa;
S—孔模断面积,—静摩擦系数与物料性质有关参考相关资料可得;
—侧向压力系数0.5;
—孔模参数0.64;
L约为50(mm)
4.1.2长径比C
C=L/D(4-2)
C=5
4.1.3主轴转速N
(4-3)
(4-4)
—物料和环模的表面摩擦角,取;
(mpa),b=1.5-2;
计算可得转速N,95(r/min)<
N<
450(r/min)
根据经验参数,取N=290(r/min)
4.1.4功率计算
根据制粒产量与制粒的吨料电耗指标,即可算出主电动机功率P:
P=Q·
K=Q·
10(4-5)
Q—产量根据螺旋输送机可得:
P为17.358(kw)
4.1.5膜孔内径D
根据单位功率面积理论推导,环模内径D应在一最佳范围内,由单位功率面积A计算公式得:
(4-6)
A-单位功率面积,设计时常取2500mm/kw;
K—0.25;
D=235.117,圆整后可取235
4.1.6压带宽b
b=(0.3—0.6)D(4-7)
可取120(mm)
4.1.7模孔数Z
环模内表面S
S=·
D·
b(4-8)
S=88548(mm)孔模断面积,s=25
Z=S/s(4-9)
—开孔率,0.3
Z为338.4,圆整取340
4.1.8模辊间隙
模辊间隙调整至关重要,间隙太小会使磨损加剧;
间隙太大则会造成打滑。
模辊间隙一般为1—4mm,对于环模制粒机一般取物料间隙为1—3mm。
根据经验参数取为2(mm)。
4.2电动机及减速器的选择
选取Y180M-4电动机额定功率为18.5kw,满载转速为1470r/min。
选用V型皮带轮减速,传动比为5
5带传动的设计及计算
此带转动为环模成型部分减速装置,传动比为5
带轮设计
5.1确定计算功率
(5-1)
—计算功率,kw;
—工作情况系数,由表可查的1.1;
P—所需传递的额定功率,18.5kw;
为20.35kw
5.2选择V带的带型
根据计算功率和小带轮转速,从相关资料中选取普通B型带
5.3确定带轮的基准直径并验算带速
初选小带轮的基准直径
根据V带带型,参照资料选取小带轮直径mm
验算带速v
V=12m/s,一般应使V=5—25m/s,最高不超过30m/s,符合要求
计算大带轮的基准直径
(5-2)
i=5,=800mm。
圆整后800mm。
5.4确定中心距a,并选择V带的基准长度
根据带传动整体尺寸的限制条件或要求的中心距,初定中心距
0.72(5-3)
初定中心距为700
计算相应的带长
(5-4)
约为3053.48mm
根据带的基准长度,选择3150mm
计算中心距a及变动范围
传动的实际中心距近似为:
(5-5)
A约为748.26mm
5.5验算小带轮上的包角
为了提高带传动的工作能力,应使:
(5-6)
验证通过
5.6确定带的根数Z
(5-7)
—单根普通V带的基本额定功率取3.62;
—单根普通V带的额定功率的增量,取0.46;
—包角修正系数,取0.84;
—长度系数,取1.07;
Z=5
5.7确定带的初拉力
(5-8)
q—传送带单位长度的质量,kg/m;
N
5.8计算带传动的压轴力
(5-9)
3285(N)
6切刀
剪切是环模成型设备的最后一道工序,也是至关重要的组成部分。
一般来说,切刀的数量和压辊保持一致,通过调整切刀径向和轴向的位置,就可以切出不同长度的颗粒。
切刀可以分为硬直刀片型和软质刀片型,两者各有优缺点。
其中,硬直刀片型耐磨性能好而韧性较差,它比较适合切削大粒径的颗粒。
而软质刀片型则相反,
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- 机械工程 自动化 专业 毕业设计 论文 农药 颗粒 成型 设计
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