AHHC520制粒機(jī)設(shè)計(jì)【制粒系統(tǒng)】【說明書+CAD+UG】
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無錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
1、題目 AHHC520制粒機(jī)設(shè)計(jì)
2、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
本課題以某企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求為背景，以AHHC520制粒機(jī)為研究對(duì)象，以高質(zhì)量、低成本、環(huán)保、節(jié)能為指導(dǎo)思想，對(duì)AHHC520制粒機(jī)的工作原理、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)型式、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容展開研究。課題研究成果將對(duì)相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有效的指導(dǎo)，具有較大的理論意義與實(shí)用價(jià)值。
三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
① 熟悉顆粒加工及其生產(chǎn)現(xiàn)狀，并查閱相關(guān)資料；
② 熟練掌握現(xiàn)有制粒機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行分析；
③ 熟練掌握制粒機(jī)傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)，并能進(jìn)行可行性分析；
④ 掌握傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并能綜合考慮結(jié)構(gòu)，工藝，裝配及經(jīng)濟(jì)性對(duì)傳動(dòng)部件的各零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)；
⑤ 能夠熟練使用CAD，UG繪圖軟件，繪制二維、三維零件圖和裝配圖；
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械97 班 姓名 魏于沛
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長研究所所長〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
無錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開題報(bào)告
題目： AHHC520制粒機(jī)設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923820
學(xué)生姓名： 魏于沛
指導(dǎo)教師： 俞經(jīng)虎 （職稱：副教授 ）
（職稱： ）
2012年11月24日
課題來源
本課題以某企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求為背景，以AHHC520制粒機(jī)為研究對(duì)象，以高質(zhì)量、低成本、環(huán)保、節(jié)能為指導(dǎo)思想，對(duì)AHHC520制粒機(jī)的工作原理、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)型式、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容展開研究。課題研究成果將對(duì)相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有效的指導(dǎo)，具有較大的理論意義與實(shí)用價(jià)值。
科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用前景等）
（1）課題科學(xué)意義
近年來，我國飼料工業(yè)得到了迅速發(fā)展，特別是體現(xiàn)現(xiàn)代化飼料工業(yè)特征的全價(jià)顆粒飼料，越來越被廣大養(yǎng)殖業(yè)者接受。飼料加工設(shè)備，特別是顆粒制粒機(jī)，也隨著飼料工業(yè)的發(fā)展而迅速發(fā)展。我國顆粒制粒機(jī)已走過了從引進(jìn)、仿制到消化吸收、自行設(shè)計(jì)制造的過程。多種顆粒飼料制粒機(jī)已廣泛用于顆粒飼料的生產(chǎn)實(shí)踐中。其中最應(yīng)用的最多的是環(huán)模和平模制粒機(jī)。平模制粒機(jī)由于自身結(jié)構(gòu)的局限性在飼料工業(yè)中的應(yīng)用雖沒有環(huán)模制粒機(jī)應(yīng)用廣泛，但因其機(jī)構(gòu)簡單，平模制造容易，維修方便，價(jià)格便宜，它還是廣泛應(yīng)用于飼料加工，尤其是漁用飼料，寵物飼料等的加工。此外平模制粒機(jī)還廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)復(fù)合肥料的生產(chǎn)。
（2）國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
最早的制粒機(jī)利用的是壓縮成型原理，是由兩個(gè)形狀相同而轉(zhuǎn)向相反的滾筒組成，粉料被強(qiáng)制填入凹處而壓縮成各種形狀，如三角形、菱形、橢圓形、圓形等粒料，由于這種機(jī)械壓縮作用時(shí)間短，顆粒強(qiáng)度低，生產(chǎn)能力小，現(xiàn)已不多使用。
1910 年 第一臺(tái)擠壓式制粒機(jī)研制成功，首先生產(chǎn)出圓柱狀粒料，也是首次使用現(xiàn)今所謂模子。早期的模子固定不動(dòng)，粉料經(jīng)螺旋擠壓通過通孔模子，擠出的粒料被切刀切斷成所需的顆粒。
平模制粒機(jī)在我國的發(fā)展歷程較短，但比環(huán)模制粒機(jī)發(fā)展要早，其始于六十年代早期,至今有四十多年的歷史。
1986 年 江蘇正昌集團(tuán)公司成功研制出11KW，平模直徑為250mm 的平模制粒機(jī)。
1992 年 國家頒布了平模制粒機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SB/T10122—92，規(guī)定了平模制粒機(jī)的產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存。
平模制粒機(jī)由于其制粒顆粒較大，含水量大，因此滿足制粒顆粒多樣化是其一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。為改進(jìn)顆粒質(zhì)和飼料的營養(yǎng)價(jià)值，提高制粒效果，因此能夠完成新的制粒工藝——重復(fù)制粒是其另一發(fā)展趨勢(shì)，由于飼料品種的變化，制粒機(jī)壓輥壓模間隙的設(shè)定需要經(jīng)常調(diào)整，為了節(jié)約時(shí)間，在線的壓輥調(diào)節(jié)是其又一發(fā)展趨勢(shì)，此外顆粒飼料經(jīng)蒸汽熱能、機(jī)械摩擦能和壓力等因素的綜合作用，達(dá)到殺菌、提高飼料消化率的諸多功能，但過度的熱加工會(huì)造成熱敏性營養(yǎng)成分的失效，降低飼料效果，有效加工是制粒機(jī)最新的發(fā)展趨勢(shì)。
研究內(nèi)容
① 查閱相關(guān)資料，概述顆粒加工及其生產(chǎn)現(xiàn)狀。
② 對(duì)現(xiàn)有制粒機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行分析。
③ 對(duì)制粒機(jī)傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行可行性分析。
④ 對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并綜合考慮結(jié)構(gòu)，工藝，裝配及經(jīng)濟(jì)性對(duì)傳動(dòng)部件的各零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
⑤ 對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，繪制二維、三維零件圖和裝配圖。
擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析
（1）實(shí)驗(yàn)方案
① 制造、外觀的檢驗(yàn)，用檢測(cè)器具目測(cè)?！ ?
② 空載試驗(yàn)，空載啟動(dòng)
③ 角荷試驗(yàn)制粒機(jī)空載試驗(yàn)合格后，再進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)加人物料，模仿正常工序運(yùn)行30min，目測(cè)各密封處不得有滲漏現(xiàn)象。
④ 噪聲檢驗(yàn)制粒機(jī)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，按規(guī)定測(cè)試噪聲，其值不大于75dB（A）。
⑤電氣安全檢驗(yàn)，電氣系統(tǒng)的保護(hù)接地電路的連續(xù)性、絕緣電阻、耐壓、保護(hù)接地電路分別按規(guī)定要求檢測(cè)。
（2）研究方法
① 查閱相關(guān)資料，概述顆粒加工及其生產(chǎn)現(xiàn)狀。
② 對(duì)現(xiàn)有平模制粒機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行分析。
③ 對(duì)平模制粒機(jī)傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行可行性分析。
④ 對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并綜合考慮結(jié)構(gòu)，工藝，裝配及經(jīng)濟(jì)性對(duì)傳動(dòng)部件的各零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
⑤ 對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，繪制二維、三維零件圖和裝配圖。
研究計(jì)劃及預(yù)期成果
研究計(jì)劃：
2012年10月12日-2012年12月25日：按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書。
2013年1月11日-2013年3月5日：填寫畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告。
2013年3月8日-2013年3月14日：按照要求修改畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告。
2013年3月15日-2013年3月21日：學(xué)習(xí)并翻譯一篇與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的英文材料。
2013年3月22日-2013年4月11日：初步設(shè)計(jì)，根據(jù)需要同步繪制相關(guān)圖紙。
2013年4月12日-2013年4月25日：對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改校對(duì)，并完善圖紙。
2013年4月26日-2013年5月21日：定稿，制作設(shè)計(jì)電子版及準(zhǔn)備答辯所需資料。
預(yù)期成果：
以高質(zhì)量、低成本、環(huán)保、節(jié)能為指導(dǎo)思想，對(duì)AHHC520制粒機(jī)的工作原理、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)型式、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容展開研究。課題研究成果將對(duì)相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有效的指導(dǎo)，具有較大的理論意義與實(shí)用價(jià)值。
特色或創(chuàng)新之處
① 其創(chuàng)新點(diǎn)主要分布于喂料機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)部分。該方案從整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性、產(chǎn)量、能耗、產(chǎn)品質(zhì)量等角度著手，改善機(jī)器性能。
② 方案設(shè)計(jì)以理論計(jì)算為依據(jù)，目的是使設(shè)計(jì)方案更合理、更具說服力。同時(shí)，繪圖過程中也借助于CAD進(jìn)行了輔助設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)效率。。
已具備的條件和尚需解決的問題
① 實(shí)驗(yàn)方案思路已經(jīng)非常明確，已經(jīng)具備使用CAD，UG編程仿真的能力和圖像處理方面的知識(shí)。
② 使用CAD，UG編程的能力尚需加強(qiáng)。
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室（學(xué)科組、研究所）意見
教研室主任簽名：
年 月 日
系意見
主管領(lǐng)導(dǎo)簽名：
年 月 日
存檔編碼：無無錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 2013 屆屆畢畢業(yè)業(yè)作作業(yè)業(yè)周周次次進(jìn)進(jìn)度度計(jì)計(jì)劃劃、檢檢查查落落實(shí)實(shí)表表 系別：信機(jī)系 班級(jí)：機(jī)械97 學(xué)生姓名：魏于沛 課題（設(shè)計(jì)）名稱：AHHC520制粒機(jī)設(shè)計(jì) 開始日期：2012.11.12周次起止日期工作計(jì)劃、進(jìn)度每周主要完成內(nèi)容存在問題、改進(jìn)方法指導(dǎo)教師意見并簽字備 注1-32012年11月12日-2012年12月2日教師下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生初步閱讀資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告。按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書對(duì)相關(guān)資料不能準(zhǔn)確定位；耐心查找4-102012年12月3日-2013年1月20日指導(dǎo)專業(yè)實(shí)訓(xùn)掌握機(jī)床的基本操作不能熟練掌握，需要勤加練習(xí)11-122013年1月21日-3月1日指導(dǎo)畢業(yè)實(shí)習(xí)在校外的廠里實(shí)習(xí)5S管理和TPM不太熟悉工作流程，需要多問，多看，多做132013年3月4日-3月8日繼續(xù)整理資料、分析、比較各種設(shè)計(jì)方案在導(dǎo)師的幫助下熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)中的各種設(shè)計(jì)方案不能區(qū)分各種方案間的不同點(diǎn)，對(duì)各方案中的有些概念感到模糊；需要仔細(xì)閱讀，認(rèn)真研究142013年3月11日-3月15日確定最合適的總設(shè)計(jì)方案確定了總設(shè)計(jì)方案很那最終確定總設(shè)計(jì)方案；根據(jù)實(shí)際對(duì)最后的可能方案作最后的研究152013年3月18日-3月22日總體設(shè)計(jì)（包括參數(shù)計(jì)算及結(jié)構(gòu)分析計(jì)算）進(jìn)行參數(shù)計(jì)算及結(jié)構(gòu)分析對(duì)計(jì)算公式比較陌生，需要查找相關(guān)書籍；回顧有關(guān)專業(yè)知識(shí)162013年3月25日-3月29日總體設(shè)計(jì)（完成參數(shù)計(jì)算及結(jié)構(gòu)分析計(jì)算后繪制草圖：總裝配圖）繪制了總裝配圖有些方面的圖不是很清楚地畫出來172013年4月1日-4月5日總體設(shè)計(jì)（最后完成部件裝配圖）繪制了部件裝配圖有些圖的部位不是很清楚182013年4月8日-4月12日制粒機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行制粒機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上網(wǎng)查閱資料進(jìn)行改進(jìn)192013年4月15日-4月19日制粒機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行制粒機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上網(wǎng)查閱資料進(jìn)行改進(jìn)202013年4月22日-4月26日制粒機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行制粒機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)查閱標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行改進(jìn)212013年4月29日-5月3日整理設(shè)計(jì)說明書整理了設(shè)計(jì)說明書排版先后問題222013年5月6日-5月10日完成設(shè)計(jì)說明書完成說明書的設(shè)計(jì)排版及格式的整理232013年5月13日-5月17日對(duì)圖和說明書完善、定稿完善圖和說明書排版及格式問題242013年5月20日-5月25日排版、打印、裝訂、答辯準(zhǔn)備做最后的準(zhǔn)備認(rèn)真回看自己的設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯更順利周次起止日期工作計(jì)劃、進(jìn)度每周主要完成內(nèi)容存在問題、改進(jìn)方法指導(dǎo)教師意見并簽字備 注編 號(hào) 無錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目： AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923820 學(xué)生姓名： 魏于沛 指導(dǎo)教師： 俞經(jīng)虎 （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） AHHC520 制 粒機(jī) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其 內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝 的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已 發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 97 學(xué) 號(hào)： 0923820 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、題目 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 本課題以某企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求為背景，以 AHHC520 制粒機(jī)為 研究對(duì)象，以高質(zhì)量、低成本、環(huán)保、節(jié)能為指導(dǎo)思想，對(duì) AHHC520 制粒機(jī)的工作原理、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)型式、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)計(jì) 算等內(nèi)容展開研究。課題研究成果將對(duì)相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)提 供有效的指導(dǎo)，具有較大的理論意義與實(shí)用價(jià)值。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 熟悉顆粒加工及其生產(chǎn)現(xiàn)狀，并查閱相關(guān)資料； 熟練掌握現(xiàn)有制粒機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)、工作 原理進(jìn)行分析； 熟練掌握制粒機(jī)傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)，并能進(jìn)行可行性分析； 掌握傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并能綜合考慮結(jié)構(gòu)，工藝，裝配及經(jīng) 濟(jì)性對(duì)傳動(dòng)部件的各零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)； 能夠熟練使用 CAD，UG 繪圖軟件，繪制二維、三維零件圖和裝 II 配圖； 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 97 班 姓名 魏于沛 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所 所長簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 隨著我國近幾年經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國內(nèi)的飼料機(jī)械技術(shù)在科學(xué)創(chuàng)新方面有了突飛猛 進(jìn)的發(fā)展。例如，牧羊集團(tuán)和正昌集團(tuán)他們是我國飼料機(jī)械發(fā)展最快的企業(yè)，他們的技 術(shù)不僅引領(lǐng)全國，還可與先進(jìn)國家技術(shù)相媲美。此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是以現(xiàn)有制粒設(shè)備為基 礎(chǔ)，并取長補(bǔ)短，進(jìn)行了改造和創(chuàng)新，力求設(shè)計(jì)方案較現(xiàn)有產(chǎn)品在各方面性能都有所提 高?，F(xiàn)有的技術(shù)中，有一種環(huán)模制粒機(jī)，包括機(jī)架和圓筒形的中空環(huán)模，環(huán)模壁上徑向 開設(shè)有若干?？?，環(huán)模一端徑向設(shè)有進(jìn)料通道，所述環(huán)模經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)與動(dòng)力輸八機(jī)械相 連接，環(huán)模內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)壓棍，壓棍可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在壓輥固定的機(jī)構(gòu)上，工作時(shí)，環(huán) 模轉(zhuǎn)動(dòng)，物料從進(jìn)料通道進(jìn)入環(huán)模內(nèi)，被環(huán)模帶動(dòng)，不斷從壓輥和環(huán)模之間空過，在壓 輥的擠壓之下，物料被從?？字袛D出，被切刀裝置切斷后形成顆料裝的物料；其不足之 處在于：這種制料機(jī)工作效率低下。然而 AHHC520 制粒機(jī)使制粒效率大幅提高。 關(guān)鍵詞： 雙環(huán)模； 制粒機(jī)； 有限元 IV Abstract Internal and external combination 2-ring mould granulating machine is by powder feed conditioning (plus steam or water), extrusion die hole forming, cutting, cooling dry, crushing, screening, finally meet specific product quality made the request. It will cooperate with good various powder feed compressed into granules, changed the physical properties and feed biochemical performance and improve the feed utilization rate and to feed the applicability. Our feed industry late start, many granulating equipment compared with foreign equally, there is still a gap. Through the visit to feed machinery factory, many manufacturers domestic understanding of existing granulating equipment performance are this certain disadvantages. But along with the rapid development of economy in recent years, domestic feed machinery technology in scientific innovation has a breakneck development. For example, shepherd group and zhengchang group they feed machinery in China is the fastest growing enterprise, their technology not only lead the country, still can match with advanced countries technology. The graduation design based on existing granulating equipment for the foundation, and complement each other, reformation and innovation perpetuallystrive to design scheme is in all aspects of existing products performance is improved. The existing technology, have a kind of ring die granulating machine, including frame and the cylindrical hollow ring ring die wall module, open several model hole radial ring die end, with feeding channel, radial referred by the transmission system ring die with power lost eight mechanical connections, ring die equipped with at least one pressure stick, pressure stick can rotate installed in pressing roller fixed institutions, work, ring die rotating, material from incoming channel into the ring ring die mould, was driven, constantly from pressing roller and ring die, in space between the extrusion pressure roller, under from model hole material being squeezed by cutting knife device, off the material form makings outfit; Its defect lies in: this system feeder low productivity. Yet internal and external combination 2-ring mould granulating machine make granulating efficiency greatly improve. Keywords: 2-ring mode； Granulating machine； FEA V 目 錄 摘 要 .III ABSTRACT .IV 目 錄 .V 1 緒論 .1 1.1 設(shè)計(jì)目的和意義 .1 1.2 環(huán)模制粒機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .2 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀 .3 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .3 2 總體方案設(shè)計(jì) .6 2.1 主要組成結(jié)構(gòu) .6 2.2 主要技術(shù)參數(shù) .7 2.3 工作原理與工作過程概述 .7 2.3.1 環(huán)模制粒機(jī)的工作原理 .7 2.3.2 環(huán)模制粒機(jī)的主要工作過程 .8 3 喂料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .9 3.1 喂料輸送結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .9 3.2 喂料器參數(shù)計(jì)算 .10 3.2.1 螺旋直徑 D 與螺旋軸轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 .10 3.2.2 物料軸向推進(jìn)速度計(jì)算 .10 3.2.3 電機(jī)的選擇 .11 3.3 機(jī)槽的設(shè)計(jì) .11 4 調(diào)制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .12 4.1 調(diào)質(zhì)的作用 .12 4.2 調(diào)質(zhì)過程的控制 .12 4.3 調(diào)制器總體方案設(shè)計(jì)及計(jì)算 .12 5 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .14 5.1 主電機(jī)的選擇 .14 5.2 主傳動(dòng)計(jì)算 .14 5.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) .14 5.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .15 5.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) .16 5.2.4 幾何尺寸計(jì)算 .17 5.2.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 .18 5.3 空心軸的有限元分析 .18 6 制粒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .23 6.1 環(huán)模的加工工藝綜述及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .23 6.1.1 環(huán)模的熱處理工藝 .23 VI 6.1.2 環(huán)模?？椎募庸すに?.24 6.1.3 環(huán)模的結(jié)構(gòu) .24 6.1.4 方案設(shè)計(jì) .24 6.2 環(huán)模的參數(shù)計(jì)算 .24 6.2.1 環(huán)模厚度計(jì)算 .24 6.2.2 環(huán)模單位功率面積 .25 6.3 壓輥的設(shè)計(jì)計(jì)算 .25 6.4 環(huán)模和壓輥工作間隙的調(diào)整 .25 7 設(shè)備拆裝及維護(hù) .27 7.1 制粒機(jī)的使用和維護(hù) .27 7.2 制粒機(jī)的檢修 .27 7.2.1 喂料系統(tǒng)拆裝 .27 7.2.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)拆裝 .28 7.2.3 易損件的拆裝 .30 結(jié)論 .33 致謝 .34 參考文獻(xiàn) .35 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 隨著世界飼料機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，制粒機(jī)的制造技術(shù)和成形理論研究得到 了飛速的發(fā)展，使用制粒機(jī)生產(chǎn)顆粒飼料已得到普及。目前，常用的顆粒壓制機(jī)有膨化 制粒機(jī)、環(huán)模壓制機(jī)和平模壓制機(jī)等基本類型。且環(huán)模制粒機(jī)具備生產(chǎn)效率高，耗能低， 工作穩(wěn)定等特點(diǎn)，適用于大中型企業(yè)，得到很廣泛的應(yīng)用。 我國的飼料工業(yè)是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)。它是在現(xiàn)代化進(jìn)程中應(yīng)運(yùn)而生的。飼料工業(yè)依 賴于農(nóng)業(yè)而服務(wù)與養(yǎng)殖業(yè)，并隨著農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展而興旺發(fā)達(dá)起來。至今，完整的 飼料工業(yè)體系已經(jīng)初步形成，成為我國經(jīng)濟(jì)中不可缺少的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)支柱，在國民經(jīng)濟(jì)中 有不可替代的地位，發(fā)揮著越來越大的作用。 現(xiàn)在，我國已能夠生產(chǎn)出各種規(guī)格型號(hào)的飼料制粒機(jī)械，像環(huán)模、平模、膨化制粒 機(jī)，牧草飼料制粒機(jī)等等。產(chǎn)量從 0.12t/h 至 40t/h,配套功率從 5.5kw 至 315kw 不等。我 國飼料機(jī)械技術(shù)也不斷的在改革創(chuàng)新，逐漸與先進(jìn)國家技術(shù)水相靠近。 1.1 設(shè)計(jì)目的和意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在校學(xué)生必須完成的獨(dú)立性作業(yè).它是各專業(yè)教學(xué)計(jì)劃不可缺少的重要的 實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)分析和解決實(shí)際問題能力的全面訓(xùn)練，是對(duì) 學(xué)生所學(xué)理論只是及其應(yīng)用能力的全面考核，是對(duì)學(xué)生加快知識(shí)向能力轉(zhuǎn)化過程的有效 檢驗(yàn)，也是考試雖然都是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績考察的手段.但他們有很大的區(qū)別，平時(shí)考試是 學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)和技能的訓(xùn)練，而畢業(yè)設(shè)計(jì)則是學(xué)生運(yùn)用在校期間學(xué)得的知識(shí)，主 動(dòng)地去解決一兩個(gè)實(shí)際問題。同時(shí)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也算是對(duì)自己四年來得一次總結(jié)，對(duì) 自己學(xué)識(shí)的一次檢驗(yàn)。從中自己可以去發(fā)現(xiàn)問題，以及去尋求解決問題的方法，對(duì)自己 以后的工作也有極大的促進(jìn)作用，所以要用心的去對(duì)待此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 當(dāng)前我國正在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)體制改革，急需機(jī)械設(shè)計(jì)人才，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的創(chuàng)作可以發(fā) 現(xiàn)人才、選拔人才從而對(duì)國家經(jīng)濟(jì)改革，提供立竿見影之效，從這個(gè)意義上說:畢業(yè)設(shè)計(jì) 的創(chuàng)作是與國家經(jīng)濟(jì)改革、經(jīng)濟(jì)建設(shè)直接聯(lián)系的，是有現(xiàn)實(shí)意義的。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義 要想得多些，想到本單位本系統(tǒng)的微觀，也想到整個(gè)國家整個(gè)社會(huì)主義建設(shè)的宏觀。我 們國家經(jīng)濟(jì)要騰飛，沒有一大批既有理論知識(shí)又有實(shí)際工作能力的全面機(jī)械設(shè)計(jì)人才， 是不可想象的。畢業(yè)設(shè)計(jì)的創(chuàng)作又應(yīng)該面向國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)改革獻(xiàn)計(jì)方面，提供 一些確有價(jià)值、確具實(shí)效的成功之作。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 1.2 環(huán)模制粒機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 制粒的歷史可以追溯到 1990 年，起初是用于飼料加工的，飼料工作者在實(shí)踐中積累 了很多經(jīng)驗(yàn)，致力于改善制粒機(jī)性能。 圖 1.1 鑄模式制粒機(jī)示意圖 圖 1.2 擠壓式制粒機(jī)示意圖 圖 1.3 Schueler 型制粒機(jī)示意圖 圖 1.4 平模制粒機(jī)示意圖 圖 1.5 環(huán)模制粒機(jī)示意圖 世界上第一臺(tái)與制粒機(jī)相似的機(jī)器是一臺(tái)鑄模式設(shè)備，如圖 1.1 所示。1910 年左右， 世界上第一臺(tái)擠壓式制粒機(jī)問世，如圖 1.2 所示。該制粒機(jī)工作機(jī)理基本與現(xiàn)在的擠壓式 制粒機(jī)相同。到 1920 年，斯凱勒(SchMeler)提出了壓縮法制粒，如圖 1.3 所示，但這種制 粒方法磨損嚴(yán)重，在 1920 期間，在總結(jié)了之前的制粒機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，研制成功了 第一臺(tái)平模制粒機(jī)，如圖 1.4，這種機(jī)器裝有圍繞中心軸回轉(zhuǎn)的滾輪，迫使物料擠壓向下， 通過水平固定模板的模孔，旋轉(zhuǎn)切刀把物料切割成一定長度的顆粒。而幾乎在同一時(shí)期， 世界上第一臺(tái)環(huán)模制粒機(jī)研制成功，如圖 1.5 所示，最初的環(huán)模制粒機(jī)是一個(gè)壓輥，以后 演變成兩個(gè)、三個(gè)過程，利用壓輥的擠壓力將粉狀物經(jīng)由環(huán)模的環(huán)?？字袛D出。環(huán)模制 粒機(jī)是環(huán)?？恐鬏S轉(zhuǎn)動(dòng)而回轉(zhuǎn)，其內(nèi)有兩個(gè)或者三個(gè)壓輥，工作時(shí)壓輥將粉狀物壓入環(huán) ?？字?，擠出成形后呈圓柱形，并被固定切刀切斷成顆粒物料。這種環(huán)模制粒機(jī)制粒質(zhì) 量好，生產(chǎn)效率高，能耗比其他幾種要少。在此基礎(chǔ)上，環(huán)模制粒機(jī)性能不斷改善，其 后 60 年支配了整個(gè)飼料業(yè)。到如今生物質(zhì)燃料的廣泛被研究開發(fā)，環(huán)模制粒機(jī)在這一領(lǐng) 域的引用也日漸廣泛。 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 3 從環(huán)模制粒機(jī)的整個(gè)發(fā)展來看，制粒機(jī)的基本工作原理沒變，而環(huán)模制粒機(jī)的制造 水平和技術(shù)性能大有改善。平模與環(huán)模的區(qū)別在于： 一、喂料方式：環(huán)模制粒機(jī)采用機(jī)械強(qiáng)迫式進(jìn)料，高速旋轉(zhuǎn)離心分布進(jìn)入制粒室， 通過刮刀來分布物料，喂料不均勻；平模制粒機(jī)是靠物料自身重量垂直進(jìn)入壓制室，能 夠均勻喂料。 二、壓力：在同等直徑下的模具內(nèi)，環(huán)模壓輪直徑的大小受環(huán)模模具直徑的限制， 所以壓力大小受限；平模壓輪直徑的大小不受模具直徑的限制，可以加大內(nèi)裝軸承空間， 選用大號(hào)軸承增強(qiáng)壓輪的承受能力，不僅提高了壓輪的壓制力，而且還延長了使用壽命。 三、出料方式：環(huán)模屬于高轉(zhuǎn)速，物料排出時(shí)破損率高；而平模屬于低轉(zhuǎn)速，破損 率低。 四、壓輪調(diào)節(jié)方式：環(huán)模制粒機(jī)要是用壓輪中間的偏心輪上的兩個(gè)螺絲來調(diào)節(jié)壓力； 平模制粒機(jī)是采用螺紋絲柱 m100 中心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，頂力百噸，下落平穩(wěn)、觸擊柔和、壓力 均勻?？刹捎眯D(zhuǎn)手動(dòng)和液壓自動(dòng)調(diào)節(jié)兩種方式。從平模與環(huán)模的對(duì)比中我們可以看出 平模的壓力比環(huán)模大，所以對(duì)于像木屑、秸桿等這種物料輕，難以成型的粗纖維用平模 較好。 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀 CPM 公司生產(chǎn)的環(huán)模制粒機(jī)采用斜齒齒輪減速箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；Bhler 公司生產(chǎn)的環(huán)模 制粒機(jī)采用雙壓輥、環(huán)模式、單電機(jī)三角皮傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。單位生產(chǎn)效率高，運(yùn)行費(fèi)用低， 結(jié)構(gòu)比較簡單，操作維修方便；Mnch 公司生產(chǎn)的環(huán)模制粒機(jī)有環(huán)模、錐形壓輥平模制 粒機(jī)兩種；三輥式制粒機(jī)是以英國 UMT 公司為代表的一種典型環(huán)模制粒機(jī)。美國在 1976 年前后利用飼料成型技術(shù)，開發(fā)了壓輥式顆粒燃料成型機(jī)；日本在 1983 年前后從美國引 進(jìn)了該技術(shù)。到 1987 年，已有十幾張顆粒燃料工廠投入運(yùn)行。 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國從改革開放初期就開始研究制粒機(jī)，湖南研究出了第一臺(tái)壓縮成型機(jī)實(shí)在 1985 年，隨后連云港也研制出了制粒機(jī)，隨著時(shí)間的推移制粒機(jī)的技術(shù)也越來越成熟。研究 在中國開始生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)從十九年代起。1985 湖南省衡陽市食品機(jī)械廠研制的第 一臺(tái)生物質(zhì)壓縮成型機(jī)，江蘇連云港東海食品機(jī)械廠引進(jìn)桿燃料。1993 前后，中國進(jìn)口 了近 20 的生物質(zhì)壓縮成型生產(chǎn)線，基本上采用螺旋，以木屑為原料。1994，河南農(nóng)業(yè)大 學(xué)，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力開發(fā)機(jī)械活塞沖壓成型機(jī)，1998，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)液壓活塞 雙向擠壓成型機(jī)，2002，中南林學(xué)院還開發(fā)了相應(yīng)的設(shè)備。2006 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)驅(qū)動(dòng) 的活塞式成型機(jī)、合肥天雁綠色能源開發(fā)有限公司的秸稈成型機(jī)，采用螺旋預(yù)熱預(yù)壓， 兩個(gè)活塞壓縮技術(shù)，解決了普通注塑機(jī)的速度要求高的模具問題對(duì)原水易磨損。為了減 少能源消耗，成型，河南省科學(xué)院能源研究所研制的環(huán)模顆粒在室溫下為生產(chǎn)燃料顆粒 成型機(jī)。2004，對(duì)清華大學(xué)和北京匯眾科技有限公司生物質(zhì)成型技術(shù)的發(fā)展嚴(yán)格，利用 生物質(zhì)輥擠壓原理是壓縮，其性能優(yōu)于現(xiàn)有的顆粒成型技術(shù)。目前，生物質(zhì)燃料成型技 術(shù)已日趨成熟，已成為商業(yè)部分的實(shí)現(xiàn)。 近年來，生物質(zhì)燃料以其各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)在我國得到了比較廣泛的推廣和應(yīng)用。但在燃料 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 生產(chǎn)中，顆粒的質(zhì)量問題依然很大。主要原因在于國內(nèi)廠家對(duì)顆粒燃料的制粒機(jī)理缺乏 深入的研究。國外針對(duì)環(huán)模制粒機(jī)理的研究很多，但是大多數(shù)研究肯定是保密的，導(dǎo)致 國內(nèi)對(duì)于該方面的研究很少，缺乏對(duì)制粒過程全面研究?，F(xiàn)有的技術(shù)中，有一種環(huán)模制 粒機(jī)，包括機(jī)架和圓筒形的中空環(huán)模，環(huán)模壁上徑向開設(shè)有若干模孔，環(huán)模一端徑向設(shè) 有進(jìn)料通道，所述環(huán)模經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)與動(dòng)力輸八機(jī)械相連接，環(huán)模內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)壓棍， 壓棍可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在壓輥固定的機(jī)構(gòu)上，工作時(shí)，環(huán)模轉(zhuǎn)動(dòng)，物料從進(jìn)料通道進(jìn)入環(huán)模 內(nèi)，被環(huán)模帶動(dòng)，不斷從壓輥和環(huán)模之間空過，在壓輥的擠壓之下，物料被從?？字袛D 出，被切刀裝置切斷后形成顆料裝的物料；其不足之處在于：這種制料機(jī)工作效率低下。 然而 AHHC520 制粒機(jī)使制粒效率大幅提高。 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 5 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù) AHHC520 制粒機(jī)，包括機(jī)架和環(huán)模，環(huán)模壁上徑向開設(shè)有若干模孔，環(huán)模一端設(shè)有 進(jìn)料通道，機(jī)架上固定有主套，環(huán)模另一端與皮帶輪相固定，皮帶輪經(jīng)軸承安裝在主套 外；環(huán)模內(nèi)設(shè)置有圓筒形的內(nèi)環(huán)模，內(nèi)環(huán)模壁上也開設(shè)有若干徑向的?？祝瑑?nèi)環(huán)模的一 端連接有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸安裝在調(diào)整套內(nèi)，調(diào)整套穿過主套安裝在機(jī)身上；主套上安裝有喂 料軸，喂料軸軸向穿過環(huán)模和內(nèi)環(huán)模之間的間隙伸入進(jìn)料通道中，喂料軸上設(shè)有螺旋推 進(jìn)葉片，螺旋推進(jìn)葉片從進(jìn)料通道的進(jìn)料口下側(cè)延伸至環(huán)模和內(nèi)環(huán)模之間的間隙中。模 孔數(shù)目多，可同時(shí)從環(huán)模和內(nèi)環(huán)模上進(jìn)行制粒，其工作效率高，可用于糧食、飼料加工 中的制粒。本結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，合理；能防止溫度上升，在低溫下制粒，能確保原料擠 壓成顆粒狀，抑制壓力的上升；生產(chǎn)效率高、轉(zhuǎn)動(dòng)慢、噪音小，原料中的異物，能通過 環(huán)模之間的間隙排出，不易損壞機(jī)器。該機(jī)喂料、調(diào)質(zhì)、制粒分別采用獨(dú)立傳動(dòng)，工作 可靠。該設(shè)備主要組成部分有：喂料系統(tǒng)，調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，傳動(dòng)成型系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)。 AHHC520 制粒機(jī)主要由喂料、攪拌、制粒、傳動(dòng)及潤滑系統(tǒng)等組成。其工作過程是 要求含水量不大于 15的配合粉料，從料斗進(jìn)入喂料絞龍，通過調(diào)節(jié)無級(jí)調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速， 獲得合適的物料流量，然后進(jìn)入攪拌器，通過攪拌桿攪動(dòng)與蒸汽混合進(jìn)行調(diào)質(zhì)，如果需 要添加糖蜜或油脂，也從攪拌筒加入與蒸汽一起調(diào)質(zhì)，(油脂添加量一般不超過 3，否 則難于成形)，經(jīng)調(diào)質(zhì)后配合粉料溫度可達(dá) 6485，濕度達(dá) 14l 6。然后再通過斜槽 經(jīng)過吸鐵裝置除去混在粉料中鐵雜質(zhì)，最后進(jìn)入壓 0 制室進(jìn)行制粒。壓制室主要工作部 件由壓模、二個(gè)壓輥、喂料刮刀、切刀以及模輥間隙調(diào)節(jié)螺釘?shù)冉M成。 飼料通過壓模罩和喂料刮刀，將粉狀飼料送入兩個(gè)壓制區(qū)，空軸傳動(dòng)輪帶動(dòng)壓模旋 轉(zhuǎn)，飼料被卷入壓模和壓輥之間，兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)件對(duì)飼料逐漸擠壓，而擠入壓?？?，在 ?？字谐尚危⒉粩嘞蚰？淄舛藬D出，再由切刀把成形顆粒切成所需的長度，最后成形 顆粒料流出機(jī)外。 確定設(shè)計(jì)方案；喂料器技術(shù)參數(shù)的確定；電機(jī)參數(shù)的確定；調(diào)制器技術(shù)參數(shù)的確定； 主傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的確定；主軸剛度的校核計(jì)算；環(huán)模和壓輥配合使用的技術(shù)參數(shù)的 確定，壓輥得制作工藝過程；其他相關(guān)說明。完成整機(jī)的三維設(shè)計(jì)、主要部件的組裝圖、 重要零件的工程圖、相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 2 總體方案設(shè)計(jì) 2.1 主要組成結(jié)構(gòu) 圖 2.1 AHHC520 制粒機(jī) AHHC520 型制粒機(jī)主要用于中大型配合飼料廠壓制顆粒飼料，也可用于機(jī)械化養(yǎng)養(yǎng) 殖場(chǎng)。該產(chǎn)品可以根據(jù)用戶的需求，配備不同模孔孔徑的壓模，生產(chǎn)各種規(guī)格的顆粒飼 料，從而用于不同的養(yǎng)殖對(duì)象。該機(jī)喂料、調(diào)質(zhì)、制粒分別采用獨(dú)立傳動(dòng)，工作可靠。 該設(shè)備主要組成部分有：喂料系統(tǒng)，調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，制粒系統(tǒng)，主傳動(dòng)系統(tǒng)，過載保護(hù)系統(tǒng) 和潤滑系統(tǒng)等。 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 7 2.2 主要技術(shù)參數(shù) 表 2-1 技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 生產(chǎn)率（t/h） 420 壓模內(nèi)徑（mm） 520 壓輥直徑（mm） 240 ?？字睆剑╩m） 8 壓模轉(zhuǎn)速(r/min) 382 喂料絞龍轉(zhuǎn)速(r/min) 120 螺旋面直徑（mm） 300 螺距（mm） 300 調(diào)質(zhì)器轉(zhuǎn)速（r/min） 380 槳葉直徑（mm） 560 螺距（mm） 480 偏心軸偏心距(mm) 15 主電機(jī) 200KW 調(diào)質(zhì)電機(jī) 5.5KW 配 套 動(dòng) 力 喂料電機(jī) 2.2KW 2.3 工作原理與工作過程概述 2.3.1 環(huán)模制粒機(jī)的工作原理 粉狀飼料的制粒過程是一個(gè)連續(xù)壓制過程。它建立在粉狀顆粒間有空隙存在的基礎(chǔ) 上。粉狀物料是一種由具有一定流動(dòng)性的分散顆粒組成的不連續(xù)松散體，在擠壓力的作 用下粉粒相互移近和重新排列，粉粒間所含氣體不斷逸出,從而使得粉粒間的間隙減小， 聯(lián)接力增大，最后被壓制成具有一定密度、一定硬度的顆粒飼料。 在壓粒過程中，飼料的蛋白質(zhì)和糖分受熱產(chǎn)生可塑性，淀粉部分糊化。 “壓?！?，簡 單地說就是一個(gè)擠壓式的熱塑過程。環(huán)模和壓輥是制粒機(jī)的主要工作部件，配合飼料從 供料機(jī)構(gòu)較均勻地供給調(diào)質(zhì)機(jī)構(gòu)，飼料在調(diào)質(zhì)機(jī)構(gòu)中與水(或其他添加物)混合后，投入制 粒機(jī)構(gòu)中。飼料在環(huán)模與壓輥的擠壓下，從壓模的?？字袛D出來成為顆粒。從工作過程 分析，環(huán)模是主動(dòng)回轉(zhuǎn)零件，而壓輥是靠摩擦而轉(zhuǎn)動(dòng)的。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 2.2 壓制區(qū)內(nèi)的分區(qū) 在環(huán)模制粒過程中，粉料在壓制區(qū)內(nèi)所在的位置不同，其受壓輥的壓緊 力亦是不同 的。它可劃分為 4 個(gè)區(qū)，即供料區(qū)、壓緊區(qū)、擠壓區(qū)和成形區(qū)，見上圖。 在供料區(qū)，物料基本不受機(jī)械外力，它處于自然松散狀態(tài)，但它受環(huán)模圈回轉(zhuǎn)而產(chǎn) 生離心力影響，使粉料緊貼在環(huán)模內(nèi)圈上。隨著模輥的旋轉(zhuǎn)，物料進(jìn)入壓緊區(qū)，在此區(qū) 域內(nèi)，受模輥的擠壓作用，粉粒之間產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，孔隙逐漸減小。由于材料的前進(jìn)速 度，擠出壓力的增大，孔隙較小，但粉基本不變形。在擠壓區(qū)，模輥間隙變小，擠壓壓 力急劇增加，粉進(jìn)一步密切和馬賽克，接觸表面顆粒的增加與增強(qiáng)，顆粒之間的變形， 并產(chǎn)生一個(gè)很好的連接，同時(shí)壓制粉末擠壓模孔。全壓成型顆粒模孔長度。這部分的材 料將產(chǎn)生彈性變形，塑復(fù)合材料。料筒已壓實(shí)成型已填滿模孔，?？變?nèi)，繼續(xù)接受新榨 粉，使飼料柱體向外側(cè)推移，排出?？?。這時(shí)擠壓力必須克服?？變?nèi)料柱摩擦力的總和。 物料在模輥轉(zhuǎn)動(dòng)作用下壓制成顆粒有兩個(gè)條件：一是模輥要把物料攫入變形口，二是壓 輥對(duì)物料擠壓力要大于?？變?nèi)料柱的摩擦阻力。 2.3.2 環(huán)模制粒機(jī)的主要工作過程 當(dāng)水分含量為 1214的配合飼料進(jìn)入混合喂料器后，飼料經(jīng)加入一定量的水蒸 汽后，被螺旋漿葉混合攪拌均勻后送進(jìn)調(diào)質(zhì)器內(nèi)，進(jìn)行糊化。如果需要，也可以將糖蜜、 脂等液體均勻噴灑到物料中去，脂的添加量不得超過 3，以利于成形。調(diào)質(zhì)后的物料水 分達(dá)到 1517，然后經(jīng)分配器分配到轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)式壓模和壓輥的工作面上。旋轉(zhuǎn)的壓 輥通過與物料的磨擦帶動(dòng)壓輥旋轉(zhuǎn)，物料在強(qiáng)烈的擠壓下，克服孔壁的阻力，并不斷從 壓模孔中成條的擠出。擠出時(shí)被裝置在壓模外的切刀切成長度適宜的顆粒。切刀的位置 可以調(diào)節(jié)，以控制顆粒的長短。剛壓制出的顆粒溫度一般在 7590之間，水分在 1516左右，必須在經(jīng)過冷卻降溫，揮發(fā)水分使其溫度接近室溫，以便保管儲(chǔ)藏。 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 9 3 喂料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 喂料機(jī)構(gòu)的作用是將待制粒倉中的粉狀物料均勻地輸送到調(diào)質(zhì)部分，其關(guān)鍵是保證 輸送速度的穩(wěn)定。傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)通常是依靠螺旋輸送機(jī)來實(shí)現(xiàn)這種功能。螺旋輸送機(jī)又稱 “絞龍” ，是一種無撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送設(shè)備。其結(jié)構(gòu)主要包括料槽、螺旋葉片和轉(zhuǎn) 動(dòng)軸組成的螺旋體、兩端軸承和驅(qū)動(dòng)裝置幾部分。工作時(shí)，物料由進(jìn)料口進(jìn)入料槽，并 在螺旋葉片的推動(dòng)下沿螺旋槽作軸向移動(dòng)，直至卸料口被排出。螺旋輸送機(jī)的類型有水 平、垂直和傾斜三種形式，本設(shè)計(jì)中選用水平螺旋輸送機(jī)。與其它輸送設(shè)備相比，螺旋 輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、橫截面積小、密封性好、操作維修安全、方便、制造成本低等優(yōu) 點(diǎn)，這也正是它被廣泛應(yīng)用的原因之一。 圖 3.1 喂料機(jī)構(gòu) 3.1 喂料輸送結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該設(shè)備的螺旋輸送機(jī)葉片采用單頭滿面式螺旋葉片，螺旋葉片的一邊緊貼在軸上， 形成完整的螺旋面。這種葉片構(gòu)造簡單，輸送能力強(qiáng)，便于均勻地輸送粉類物料。 螺旋面采用右旋設(shè)計(jì)方案。由于輸送物料中含有一定水分，為了防止葉片生銹，影 響物料輸送和產(chǎn)品質(zhì)量，選用不銹鋼作為葉片材料。同時(shí)，由于在工作過程中，葉片磨 損比較嚴(yán)重，為了增加其耐磨性，要對(duì)葉片進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以提高其表面硬度。 螺旋葉片厚度為 5mm，螺距為（0.8-1）D，D 為螺旋直徑，由于本設(shè)計(jì)采用水平結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)，取 S=D，機(jī)殼厚度為 5mm。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 3.2 喂料器參數(shù)計(jì)算 3.2.1 螺旋直徑 D 與螺旋軸轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 根據(jù)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)的公式 15-1： (3.1) ）（ m5.2CQKD 其中，Q:輸送能力，按設(shè)計(jì)要求，取 20t/h； K：物料特性系數(shù)，常用物料的 k 值見運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè) 表 15-1，這里 取 0.0415； :填充系數(shù)，見運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)表 15-1，這里取 0.35； C：傾角系數(shù)，見運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)表 15-1，這里取 1； :物料松散密度，見運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè) 表 15-6，這里取 0.52t/m3， 將數(shù)據(jù)帶入上式，可得 mD27.0 圓整后，取 D=0.3m。 根據(jù)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)的公式 15-2： (3.2) in)/(rAn 其中，A：物料綜合系數(shù)，見運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè) 表 15-6，這里取 75， 代入上式，得 min/9.136rn 又由公式運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)的公式 15-3 (3.3)CsDQ247 計(jì)算得 in/059.rn 圓整后，取 n=90r/min。 對(duì) D 和 n 圓整后，應(yīng)該對(duì)填充系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算： 37.0472CsnDQ 未超過上限，故圓整后的 D 和 n 值適合。 3.2.2 物料軸向推進(jìn)速度計(jì)算 根據(jù)公式： (3.4)60 SV 式中，V：物料的軸向推進(jìn)速度（m/s） ； S：螺旋葉片的螺距（ m） ； n：螺旋軸轉(zhuǎn)速（r/min）; 則物料沿軸向推進(jìn)速度 。V45.0 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 11 3.2.3 電機(jī)的選擇 由于 N=1.33 kw,所以驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)選用 YTC 型電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)有 三相異步交流電機(jī)、渦流離合器與測(cè)速發(fā)電機(jī)組成，并與控制器配合使用，工作時(shí)，此 電機(jī)能根據(jù)軸上承受載荷的不同自動(dòng)地、無級(jí)地調(diào)整其輸出轉(zhuǎn)速，達(dá)到無級(jí)變速喂料， 控制不同喂料量的目的。 3.3 機(jī)槽的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中的機(jī)槽采用法蘭和截面為 U 字型的鋼制機(jī)槽。 U 型機(jī)槽的厚度為 5mm 薄鋼 板，其兩側(cè)臂垂直，底部成半圓形，在 U 型機(jī)槽的端面焊接有法蘭，用以固定蓋板和端 蓋。機(jī)槽半圓的內(nèi)徑大于螺旋葉片半徑，允許少量的物料滯留于槽底，以防葉片與槽底 摩擦。 為了對(duì)機(jī)槽進(jìn)行密封，機(jī)槽上部裝有用薄鋼板制成的蓋板，蓋板用螺栓固定在槽體 上端的鋼制法蘭上。蓋板可以開啟，以便對(duì)槽體進(jìn)行必要的檢查。蓋板上開有進(jìn)料口， 機(jī)槽底部開有卸料口，均做成方形，以便安裝料管。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 4 調(diào)制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 調(diào)質(zhì)的作用 在熱變化過程的糊化的淀粉含量較高的最重要組成部分發(fā)生在飼料，淀粉更易于消 化和被動(dòng)物吸收。它能明顯提高飼料利用率，糊精具有較好的適口性，可以大大提高了 飼料的適口性。此外，糊化淀粉能改善飼料的一致性，能起粘結(jié)劑的作用，這是主要原 因之一，必須在造粒過程中鍛煉。 調(diào)質(zhì)中的高溫、高壓可使飼料中大量病原微生物滅活,如常見的沙門氏桿菌及大腸桿 菌等。特別是最近一些飼料廠生產(chǎn)高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，非致病性細(xì)菌尤其是沙門氏菌的產(chǎn)品， 在飼料生產(chǎn)，出現(xiàn)了提高造粒溫度的發(fā)展趨勢(shì)。這些飼料制造商規(guī)定制粒溫度超過 85， 結(jié)果表明溫度有效殺滅沙門氏菌。尤其在國外，早在十九年代末的西歐玩“沙門氏菌恐慌” 在戰(zhàn)時(shí)，淬火和回火是首要考慮的消毒問題，目前歐洲已經(jīng)開始使用擠壓造粒溫度兩種 造粒過程通常高達(dá) 90回火。 4.2 調(diào)質(zhì)過程的控制 為了減少營養(yǎng)素的損失，造粒過程中根據(jù)不同的原材料成分的不同要求調(diào)整回火時(shí) 間，水含量和產(chǎn)品成熟。在一般情況下，淬火和回火時(shí)間越長，成熟度好的原料。淀粉 糊化度高，粘度和更好，粒子物理性能更好，但在同一時(shí)間，營養(yǎng)損失也更。淬火和回 火時(shí)間一般飼料原料 10 30 是適當(dāng)?shù)摹５腔鼗饡r(shí)間是適合各種飼料是不存在的。因此， 飼料原料中的保留時(shí)間的調(diào)節(jié)裝置為變參數(shù)應(yīng)該是最重要的創(chuàng)新。 4.3 調(diào)制器總體方案設(shè)計(jì)及計(jì)算 本設(shè)計(jì)方案采用單級(jí)槳葉式調(diào)質(zhì)器，該型調(diào)制器通過改變槳葉的傾斜角度來控制物 料的推進(jìn)速度，針對(duì)不同的物料，分別設(shè)定調(diào)質(zhì)器槳葉的傾斜角度，控制物料的調(diào)質(zhì)時(shí) 間，實(shí)現(xiàn)調(diào)質(zhì)器的最優(yōu)功能。 調(diào)質(zhì)時(shí)間： (4.1)(36041 21 sQkvlDVt 式中，V：調(diào)質(zhì)筒體積（ ）；3m D：調(diào)質(zhì)筒直徑（m）； ：調(diào)質(zhì)筒長度，取 =7D；ll ：飼料容重( ),取 v=0.5；v3/t ；飼料充滿系數(shù)，取 k=0.3。k AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 13 調(diào)質(zhì)軸輸送量 Q1，取 Q 的 1.52.0 倍，可初定 Q1=1.8Q。 將上述有關(guān)參數(shù)代入調(diào)質(zhì)時(shí)間 t 計(jì)算式： 3608.1.5742Dt3 78.0574Qtt 為了便于設(shè)計(jì)，一般取 t=15 秒。代入上式，計(jì)算得 D=0.5592m。參照市場(chǎng)上同類產(chǎn) 品的技術(shù)參數(shù)，取調(diào)質(zhì)桶直徑為 560mm，長度 3200mm。調(diào)質(zhì)電機(jī)選用 Y100L，功率 2.2kW，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min。 圖 4.1 調(diào)制器軸 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 5 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1 主電機(jī)的選擇 根據(jù)吳克疇教授摘譯的混合飼料生產(chǎn)工藝一書介紹，一臺(tái)飼料壓粒機(jī)的生產(chǎn)率 Q 可以近似的由下式來計(jì)算： (5.1) )/(2.7htpKNQ 式中，N：壓粒電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率（KW） ； ：要壓粒的散料密度（t/ ） ；3m ：壓粒電動(dòng)機(jī)的效率取 0.80.9； p：需要壓粒壓力（MPa） ； ：決定于壓縮率 K（未壓粒的散裝物和壓粒后的顆粒密度的比率） ；K K：壓縮率，可取 0.50.7； 公式換算得到驅(qū)動(dòng)功率的算法： (5.2)2.7 QpKN 已知：Q=10, =0.9，查表得到 P=56； =0.5；=0.5； 帶入計(jì)算得到 N=166.2kW，經(jīng)查表，選取主電機(jī)型號(hào)為 Y280L-2 ，額定功率為 200KW，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min。 5.2 主傳動(dòng)計(jì)算 該設(shè)計(jì)方案主傳動(dòng)系統(tǒng)采用直齒齒輪傳動(dòng)，主要優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，使用壽命長，傳 動(dòng)較平穩(wěn)，傳遞功率高，結(jié)構(gòu)緊湊，功率和速度適用范圍很廣等。工作時(shí),由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng) 小、大齒輪，并經(jīng)傳動(dòng)空軸帶動(dòng)環(huán)模轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)模與壓輥擠壓物料成形。 5.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 圖 5.1 主傳動(dòng)示意圖 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 15 1）選定齒形為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）作為機(jī)床主軸傳動(dòng)，選用 7 級(jí)精度（GB 10095-88） 3）材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-1 選擇小齒輪材料為們 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS，二者硬度差為 40HBS。 4）選小齒輪齒數(shù)為 z1=24，大齒輪齒數(shù)為 z2=3.7424=92.976，取 z2=93。 5.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由機(jī)械設(shè)計(jì)公式 10-9a 進(jìn)行試算，即 (5.3)3 2112. HEdt ZuKTd （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù) Kt=1.3. 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 mNmNnPT 65151 1029.14802.90.9 3）選取 nd=1. 4）查得 ZE=189.8 MPa1/2. 5）查得 Hlim1=600MPa， Hlim2=550MPa。 6）計(jì)算 N 992 911065.87.346 1034.6)582(0jLnh 7）取 KHN1=0.95，K HN2=0.98. 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)式 10-12 得 MPaSHN570695.01lim1 K398.2li2 （2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑 d1t，代入 H中較小的值。m mZuTdEdt417.8 5398.17.831029.3.32 262 2）計(jì)算圓周速度 v。 ssmnt /50.1/106487.061 3）計(jì)算齒寬。 dbt 7.1 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 4）計(jì)算齒寬與齒高之比 。hb 模數(shù) mzdmtt 184.6247.18 齒高 ht 9.3.5.671094.38b 5）計(jì)算載荷系數(shù)。 根據(jù) v=11.50m/s，7 級(jí)精度，由 機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.18,； 直齒輪， ；1FHK 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1.25； 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-4 用插值法查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)， 。42.1HK 由 ， 查圖 10-13 得 ；故載荷系數(shù)670hb42.1H32.1F127.4.85.HvAK 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由機(jī)械設(shè)計(jì)式 10-10a 得mdtt .3.1274.831 7）計(jì)算模數(shù)。 mz8.24.1 5.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由機(jī)械設(shè)計(jì)公式 10-5 得彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式為 (5.4)321FSAdYzKT （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 1）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒MPaFE501 輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；MPaFE3802 2）由圖 10-18 取得彎曲疲勞壽命系數(shù) ； ；90.1FNK9.2FN 3）計(jì)算彎曲疲勞需用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)為 S=1.4，由機(jī)械設(shè)計(jì)式 10-12 得 MPaaSFENF 49.314.151K857.2.80922 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 17 4）計(jì)算載荷系數(shù) K。 947.13218.25FvA 5）查取齒形系數(shù)。 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-5 查得， ； 。6.1aY.2Fa 6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-5 查得， ； 。58.1Sa7.12Sa 7）計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較。FSa0157.8.25736.49.3621FSaY 大齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 mm0954.17.24109.36 計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，將齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算模塊 M 是大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì) 算模塊，承載能力的齒輪模數(shù)的大小主要取決于上的抗彎強(qiáng)度，承載力和齒面接觸疲勞 強(qiáng)度所決定的，只有在齒輪的直徑（模數(shù)和齒數(shù)的產(chǎn)品） ，彎曲強(qiáng)度是可取的 5.0345mm 模量，就近舍入到 M6mm 的標(biāo)準(zhǔn)值，根據(jù)節(jié)圓直徑 D1 = 174.768 接觸強(qiáng)度可以計(jì)算， 小齒輪齒數(shù) 30148.2967.11 mdz 大齒輪齒數(shù) ，取 。25.3075.2z2z 5.2.4 幾何尺寸計(jì)算 （1） mmzd7026183021 （2） a4121 （3） db801 取 B2=180mm，B1=190mm。 5.2.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 見零件圖 AHHC520-ZL-01 和 AHHC520-ZL-02。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 5.3 空心軸的有限元分析 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)傳遞給空心軸，空心軸帶動(dòng)固定其上的環(huán)模一起旋轉(zhuǎn)。 因此，空心軸是主要的傳動(dòng)和連接部件?？招妮S的主要制造工藝和計(jì)算如下： (1) 空心軸材料為 45 鋼； (2) 該軸采用鍛造方式加工，然后再進(jìn)行車削和銑削加工； (3) 空心軸內(nèi)壁設(shè)有軸承支座，為了將環(huán)模和主軸定位，保證兩零件的同軸度，環(huán)模 和空心軸用鍵連接，即傳動(dòng)鍵，并用螺栓定位?？招闹鬏S結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見制粒部分部裝圖 AHHC520-ZL-00。 圖 5.2 空心軸 (1)進(jìn)入 UG NX6.0 的高級(jí)仿真模塊，并新建 FEM 和仿真。 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 19 圖 5.3 截圖 1 圖 5.3 截圖 2 （2）新建解算方案 Solution1。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 圖 5.3 截圖 3 （3）對(duì)模型施加載荷和約束。 圖 5.3 截圖 4 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 21 圖 5.3 截圖 5 （4）指派模型材料。 圖 5.3 截圖 6 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 （5）對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。用 10mm 的 CTETRA（4）單元。 圖 5.3 截圖 7 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 23 6 制粒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6.1 環(huán)模的加工工藝綜述及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 6.1 環(huán)模 環(huán)模是顆粒飼料壓制機(jī)的關(guān)鍵零件之一；又是易損件；價(jià)格不菲；其質(zhì)量的好壞和 質(zhì)量是否穩(wěn)定,直接影響環(huán)模的使用壽命和顆粒飼料壓制機(jī)的產(chǎn)量 環(huán)模失效的主要形式是?？變?nèi)圈已被廢棄，也有環(huán)模的模塊開裂。對(duì)環(huán)形模具材料 的使用壽命的加工工藝，環(huán)模環(huán)模，同樣的材料，同樣的過程，模具的壽命也與飼料的 配方與生產(chǎn)工藝參數(shù)，工藝操作，飼料。當(dāng)初始?jí)毫Νh(huán)模出料順暢主環(huán)模孔的表面光潔 度。目前，20 鋼，35 鋼，45 鋼，20Cr，40Cr，20CrMnTi ，40CrMnMo 等國產(chǎn)顆粒飼料 機(jī)環(huán)模的常用材料，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)和低合金結(jié)構(gòu)鋼，不銹鋼也有少量。 6.1.1 環(huán)模的熱處理工藝 在環(huán)模材料的過程中，熱處理，淬火和回火，正火，淬火，滲碳，滲氮。根據(jù)不同 的環(huán)模材料，考慮到這些熱處理方法的特點(diǎn)，和加工工藝之間的安排。消除正火的內(nèi)應(yīng) 力，準(zhǔn)備下一次的過程。在環(huán)模的歸一化處理，一般安排在鍛造或粗加工后，也有安裝 在汽車前。正火處理后的環(huán)模，改善切削性能，并可適當(dāng)提高表面精加工。 環(huán)模的目的，可獲得強(qiáng)度和韌性更高性能的綜合力學(xué)性能，保持環(huán)模。在環(huán)模加工， 精車的總體布置，拉前或后的粗加工；也可設(shè)置在滲氮前。中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu) 鋼，應(yīng)注意間隔時(shí)間不宜太長，淬火和回火熱處理裂紋，否則，可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)模環(huán)模因 復(fù)合體的結(jié)構(gòu)。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 模具淬火冷卻介質(zhì)用于水和油。在冷卻水油比速度。如添加聚乙烯醇 0.15% 0.30% 的水，油和水之間的冷卻，可以更好的熱處理組織。淬火一般安排在鉸削或磨削，可使 最終熱處理工藝。 滲碳處理能提高?？缀蛢?nèi)環(huán)表面的硬度,提高其耐磨性,從而提高環(huán)模的使用壽命。滲 碳主要針對(duì)含碳量 0.15%0.25%的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼如 20 號(hào)鋼、20Cr、20CrMnTi 等。 6.1.2 環(huán)模?？椎募庸すに?環(huán)模?？妆砻婀鉂嵍戎苯佑绊懎h(huán)模生產(chǎn)飼料時(shí)是否順利出料的關(guān)鍵。一般用人工進(jìn) 給的鉆孔工藝很難達(dá)到其要求的光潔度。而進(jìn)口的多工位鉆孔專用機(jī)床由于設(shè)備價(jià)格昂 貴和其鉆頭依賴進(jìn)口,導(dǎo)致環(huán)模制造成本增加。有的廠家采用專用機(jī)床,雖然能達(dá)到光潔度 要求,但生產(chǎn)成本也比較高。利用普通鉆床經(jīng)過改進(jìn)并輔以必要的工裝,能夠?qū)崿F(xiàn)鉆（擴(kuò)） 孔半自動(dòng)化,取得令人滿意的環(huán)模?？妆砻婀鉂嵍群洼^高的生產(chǎn)效率,降低制造成本;其方法 是利用單片機(jī)控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī),其中一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制鉆（擴(kuò)）孔進(jìn)給方式,另一個(gè)步進(jìn) 電機(jī)控制環(huán)模的轉(zhuǎn)角,達(dá)到自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng);經(jīng)加工后模孔表面光潔度可達(dá) 0.8,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn) 成本降低,自動(dòng)化程度大為提高。通過不同的編程,可改變鉆（擴(kuò)）孔的鉆頭或（銑刀）的 進(jìn)給運(yùn)動(dòng),可分一步或多次對(duì)同一孔進(jìn)行加工;更換不同直徑的鉆頭（或銑刀） ,可加工不同 直徑模孔的環(huán)模。 6.1.3 環(huán)模的結(jié)構(gòu) 環(huán)?？椎男螤钆c尺寸也對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率大小有很大影響。一般?？椎慕孛娉?圓形，有四種：直形孔、階梯孔、外錐孔和內(nèi)錐孔。按孔徑大小可以分為兩種：內(nèi)小外 大、內(nèi)大外小，前者用于?？讖叫∮?10mm，后者用于?？諒酱笥?10mm，其所以有此差 別是有利于成形。直孔和階梯孔適于配合飼料的制粒，但是，階梯孔不常用，外錐孔適 于脫脂糖等高纖維飼料，內(nèi)錐孔使于草粉類體積大的飼料，由于直形孔加工簡單，用得 最為廣泛。進(jìn)料口有三種形式：直孔、錐孔和曲線孔。采用曲線孔效果好，但加工困難。 因此，常采用直形孔口。錐孔角度一般為 60120 度。環(huán)模工作面的開孔率對(duì)生產(chǎn)率有 很大影響。在考慮環(huán)模有足夠強(qiáng)度的條件下盡可能提高開孔率，?？滓话阋哉切闻?列，孔間距為 35 mm。 6.1.4 方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)方案主要參數(shù)如下：環(huán)模材料為 20CrB，滲氮處理。環(huán)模內(nèi)徑為 250mm；孔 徑取 8mm；模孔深度 80mm；環(huán)模有效工作寬度 185mm；?？撞捎弥毙涂自O(shè)計(jì)，錐孔角 60 度，孔在環(huán)模外表面呈正三角形排列。 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 25 6.2 環(huán)模的參數(shù)計(jì)算 6.2.1 環(huán)模厚度計(jì)算 環(huán)模的厚度根據(jù)物料特性和?？卓讖接?jì)算，壓制不同的飼料，需要采用相應(yīng)的最佳 長徑比，以獲得高質(zhì)量的顆粒。 ?？字睆饺?8mm，同時(shí)取?？咨疃葹?80mm，則徑深比為105H 故環(huán)模內(nèi)徑為 520mm，外徑為 680mm。 6.2.2 環(huán)模單位功率面積 單位功率面積是指壓粒主電機(jī)每千瓦所對(duì)應(yīng)的環(huán)模有效壓帶面積，是衡量制粒機(jī)性 能的重要參數(shù)，也是設(shè)計(jì)制粒機(jī)的主要依據(jù)。 單位面積功率的計(jì)算公式如下： (6.1)/(20KWmPDbSA 其中，S：環(huán)模亞帶有效面積； D：環(huán)模內(nèi)徑； b: 環(huán)模壓帶寬 A0=(3.14520185)/200=1510.34(mm2/kW) 基本符合正常的取值。 6.3 壓輥的設(shè)計(jì)計(jì)算 壓輥是制粒機(jī)的主要部件之一，它與環(huán)模配套使用，二者對(duì)粉狀飼料進(jìn)行積壓，使 其成形。本設(shè)計(jì)方案在制粒室中采用兩個(gè)壓輥。 壓輥是用來向壓模擠壓物料的，為防止打滑和增加攫取力，壓輥表面采取增加摩擦 力和耐磨措施：在壓輥上按壓輥軸向拉絲。本設(shè)計(jì)方案壓輥采用 40Cr,調(diào)質(zhì)處理后硬度為： HRC49。壓輥直徑的大小直接影響壓粒時(shí)物料攝入角，故在盡可能的條件下，應(yīng)采用大 直徑的輥，兩壓輥得環(huán)模制粒機(jī)，壓輥直徑 d 與環(huán)模內(nèi)徑 D 的關(guān)系為：2dD,考慮兩壓輥 之間還有調(diào)整間隙，一般取 d 與 D 的關(guān)系為： d=(0.40.485)D 結(jié)合設(shè)備實(shí)際情況，d=520(0.40.485) ， 所以取:d=240mm 。 圖 6.2 模輥工作示意圖 1、壓輥 2 、 物料層 3、已成型顆粒 4、模輥間隙 5、粘附層 6、壓膜 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 6.4 環(huán)模和壓輥工作間隙的調(diào)整 壓輥與環(huán)模的間隙是制粒機(jī)操作時(shí)調(diào)整的重要參數(shù)之一，其調(diào)整過程也是制粒機(jī)操 作前的最重要的調(diào)整步驟之一，間隙調(diào)整的合理性直接影響著制粒機(jī)的使用性能。正確 的調(diào)整會(huì)使制粒機(jī)獲得最大的生產(chǎn)能力，延長壓輥和環(huán)模的使用壽命，從而降低生產(chǎn)制 造費(fèi)用，節(jié)約產(chǎn)品成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。 一般情況下，環(huán)模的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，如配有兩只壓輥的制粒機(jī)，開始安裝 壓輥時(shí)應(yīng)將左側(cè)壓輥的最大偏心凸邊安裝在環(huán)模內(nèi)左上半?yún)^(qū)，右側(cè)壓輥的最大偏心凸邊 安裝在環(huán)模內(nèi)右下半?yún)^(qū)內(nèi)；如配有多只壓輥制粒機(jī)，也應(yīng)保證當(dāng)偏心調(diào)節(jié)塊沿環(huán)模旋轉(zhuǎn) 的相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，壓輥應(yīng)向與環(huán)模相接觸的方向移動(dòng)，否則說明壓輥安裝不正確，應(yīng) 按上述要求重新安裝。 壓輥與環(huán)模的間隙一般為 0.13mm0. 5mm，調(diào)節(jié)時(shí)通常使壓輥的外表面與旋轉(zhuǎn)環(huán)模 的內(nèi)表面輕微接觸，并在環(huán)模帶動(dòng)下達(dá)到似轉(zhuǎn)非轉(zhuǎn)。正常情況下，?？仔〉膬烧唛g隙小 些，?？状蟮膬烧叽笮?；新壓模間隙小些，舊壓模間隙大些。如果壓輥與環(huán)模間隙太小, 壓輥與環(huán)模容易磨損，而且噪聲較大；反之，間隙太大會(huì)造成出料困難。 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 27 7 設(shè)備拆裝及維護(hù) 7.1 制粒機(jī)的使用和維護(hù) （1）使用新制粒機(jī)或新?lián)Q的壓模圈應(yīng)先加工一部分含油脂量較高的飼料，如亞麻籽 及餅粕等粉料，使壓?？椎玫揭欢櫥缓笤偌庸ひ话泔暳稀＿@樣可提高產(chǎn)量，延長 壓模圈的使用壽命。 （2）壓粒前在粉料中可滴加 4左右的水或蒸汽，有時(shí)也可加不超過 3的油脂和 不超過 10的糖蜜。 （3）如壓粒機(jī)需較長時(shí)間的停歇，則應(yīng)在工作快要結(jié)束時(shí)，加入油質(zhì)粉料或經(jīng)油浸 的鋸木屑來充填?？?，以防生銹。 7.2 制粒機(jī)的檢修 制粒機(jī)檢修的內(nèi)容主要包括制粒機(jī)的拆裝和易損件的更換修復(fù)方法。 制粒機(jī)的拆裝 內(nèi)容包括喂料系統(tǒng)拆裝、攪拌系統(tǒng)拆裝、制粒機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)拆裝、易損件的拆裝 4 部分。 7.2.1 喂料系統(tǒng)拆裝 1、調(diào)速電機(jī)支承座；2、減速器；3、調(diào)速電 機(jī)；4、支撐板；5、大鏈輪；6、鍵；7、小鏈 輪；8、鏈條；9、防護(hù)罩；10、11、12 螺栓 圖 7.1 喂料系統(tǒng)拆裝示意圖 7.2.1.1 喂料系統(tǒng)傳動(dòng)部分拆裝 1、松開防護(hù)罩上的緊固螺栓，即可拆裝防護(hù)罩 9。 2、松開螺栓 12，調(diào)松調(diào)速電機(jī) 3 和減速器 2，可取下鏈條 8。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 3、用合適的“ 拉馬” 可取下大鏈輪 5，小鏈輪 7，鍵 6。 4、去掉螺栓 10，可取下支承板 4。 5、去掉螺栓 12，可取下調(diào)速電機(jī) 3，減速器 2。 6、去掉螺栓 11，取下調(diào)速電機(jī)支承座 1。 傳動(dòng)部分裝配時(shí)，按上述相反順序進(jìn)行。 當(dāng)傳動(dòng)部分的某一處出現(xiàn)故障或松弛時(shí)， 即可按上述裝拆步驟予以裝拆、檢修和調(diào)整。 1、喂料器筒體；2、蓋板；3、絞龍軸；4、前端蓋；5、 密封擋圈；6、軸承座；7、隔圈；8、 后端蓋 圖 7.2 傳動(dòng)部分示意圖 7.2.1.2 喂料系統(tǒng)輸送部分拆裝 1、松開蓋板與筒體之間的緊固螺栓 2A，即可拆下蓋板 2。 2、拆掉傳動(dòng)部分以后，松開兩端軸承螺釘 6A，即可取下兩端軸承座 6。 3、拆下兩端蓋板與筒體上的螺釘 4A、8A，即可取下前后端蓋 4、8，以及端蓋上的 密封擋圈 5 和絞龍軸 3。 喂料部分裝配時(shí)，按上述相反步驟進(jìn)行。 7.2.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)拆裝 7.2.2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)拆裝 1、去掉防護(hù)套螺栓，取下半防護(hù)套4，半防護(hù)套5。 2、去掉固定套螺栓，取下固定套 8。 3、去掉聯(lián)軸器 3 中的抱箍及彈簧。 4、去掉螺栓 1A，取下電機(jī) 1。 5、用合適的“ 拉馬” 取下電機(jī)上聯(lián)軸器 3 中聯(lián)軸套。 6、用合適的“ 拉馬” 取下主傳動(dòng)箱中齒軸上聯(lián)軸器 3 中聯(lián)軸套。 AHHC520 制粒機(jī)設(shè)計(jì) 29
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