梯型辣椒干燥机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前  言  干燥技术的应用，在我国具有十分悠久的历史。文明于世界的造纸技术，就显示了干燥技术的应用。干燥是许多工业生产中的重要工艺过程之一，它直接影响到产品的性能、形态、质量以及过程的能耗等。自 70 年代以来，国内干燥技术的研究开发、设备制造及生产应用有了很大进展。目前干燥技术发展趋势为：（ 1）干燥设备向专业化方向发展。干燥设备应用极广，遍及国名经济各部门，而且需要量也很大。（ 2）干燥设备的大型化，系列化和自动化。从干燥技术经济的观点来看，大型化的设备，具有原材料消耗低，能量消耗少，自动化水平高，生产成本低的特点 设备系列化，可对不同生产规模的  工厂及时提供成套设备和部件，具有投产快和维修容易的特点。 1 通过了解和分析辣椒干燥特性、国内外干燥工艺现状，为本次设计提供了设计依据。本次梯型带式辣椒干燥机干燥原理：热空气掠过辣椒，将热量传递给辣椒而热空气被辣椒冷却，湿分由辣椒传入空气，并被带走。干燥特性：恒速干燥阶段干燥速率是常数，此时辣椒表面含有自由水分，干燥过程为汽化。当完全汽化后，湿表面则从辣椒表面退缩，此时可能发生一些收缩。在此阶段后期，湿分界面可能内移，湿分将从辣椒内部因毛细管力迁移到表面，切干燥速率仍可能为 常数 2。当平均湿含量达到临界湿含量时，进一步干燥会使表面出现干点，由于内部和表面湿度梯度，湿分通过辣椒扩散到表面然后排出干燥速率受到限制。此时热量先传至表面再向辣椒内部传递，由于湿界面深度逐渐增大，而外部干区的导热系数非常小，故干燥速率会下降，称为降速干燥阶段 3。缓苏阶段是让辣椒温度降到环境温度，持续在环境温度中待一段时间，然后在加热干燥。缓苏可以大大提高干燥效率 4。  梯型带式辣椒干燥机，由三个干燥单元和一个送料装置组成，每个干燥单元包括供风系统、电热加热系统、输送带张紧系统和传动系统组成，对干 燥介质数量、温度、湿度等参数进行控制。梯型带式辣椒干燥机结合了带式干燥机操作灵活，湿物料，干燥过程在密封的箱体内进行，隔绝了外界粉尘。此外，辣椒在带式干燥机上受到的振动或冲击轻微，不会破碎。梯型设计使辣椒在到下一单元时有反转的效果，达到提高干燥效率的作用。在本次方案中，将干燥部分分成了三个单元，分别是第一干燥阶段、缓苏阶段和第二干燥阶段。  通过辣椒干燥的这些特性，本次设计确立了“干燥 +缓苏 +干燥”的组合干燥方式，效率有明显的提高，采用缓苏过程，不仅节能，而且对保留干制品的营养成分也十分有利。  关键 词 ： 梯型；带式；辣椒干燥机  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目  录  1 绪论  . 1 题的来源及研究的目的和意义  . 1 课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析  . 1 课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析  . 1 2 总体设计思路  . 2 体设计装配图  . 2 体方案简介  . 2 3 总体设计图  . 3 型带式辣椒干燥机各部分组成及 工作原理  . 3 4 总体方案设计与计算  . 5 况分析  . 5 体方案的确定电动机类型和结构的选择  . 5 料吸热计算  . 6 机各项参数  . 7 动轴的计算  . 7 速器的选择  . 8 传动设计  . 8 总  结  . 10 致  谢  . 11 参考文献  . 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论  题的来源及研究的目的和意义  本课题来源 企业合作项目，我国是辣椒种植大国，全国干辣椒种植面积近 6000 万亩，年产干辣椒 60 多万吨，产值近 60 亿元，出口量约为国际贸易量的一半，己成为农民致富的重要经济作物之一。但是辣椒收获季节正值雨季，一般情况下，秋雨频率达 70%上，不能及时干燥而霉烂的现象十分严重。而辣椒经过干燥后，水分含 量低，体积变小、重量轻，贮藏、包装运输都比较方便，对调节淡旺季节矛盾解决一年四季均衡供应均有重要的作用。  我国干燥技术具有悠久的历史，自 70 年代以来，国内干燥技术的研究开发、设备制造及生产应用有了很大进展。 传统的辣椒干燥方法有两种，一种是人工逐个绑扎，然后长期挂在煤火上，另一种方法是日晒。以上两种常规干燥法，辣椒品质差、花黄壳多、白壳多、污染大、劳动强度高、处理量小。由于传统的晒干干燥方法已经不能满足日益扩大生产的规模和出口贸易迅速发展的要求，所以研究辣椒机械化干燥，对于提高干燥速度、缩短干燥时间、保证干燥 质量和减少霉烂损失有着重要意义。本课题研究的意义是 :通过热风干燥实验，研究辣椒干燥脱水特性，确定最佳干燥工艺条件，设计出梯型带式辣椒干燥机械，从而可以保证辣椒干燥后品质 5。  课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析  我国的干燥技术，可以远溯到 6000 年前原始陶器制造及沿海晒盐等的干燥过程。建国以来，一些现代的干燥技术在国内有关的工业生产中得到应用。 自 70 年代以来，国内干燥技术的研究开发、设备制造及生产应用有了很大进展，随着科学技术的迅猛发展以及科学和技术领域之间的交叉、渗透和生长，干燥技术亦出 现了日新月异的不断进展。 我国干燥机械的发展是从解放初期仿制日本、苏联等国外的干燥机开始的。经过不断发展我国的干燥技术有了较大的提高。我国传统的辣椒干燥方法有自然晾晒干燥法和作坊式热风干燥法。自然晾晒干燥法不需要消耗其他能源，但是其干燥速度低，干燥时间长，干燥过程中易受虫蛀，质量不能保证，还受气象条件的制约。作坊式热风干燥法由于辣椒表面有极光滑的蜡质层，其传热效果差，阻碍热量进入辣椒内部和水分蒸发，干燥时间长，参与加热的介质也被排到大气当中。因此作坊式热风干燥法热量损失较多、热效率低，高温流体直接作用在辣椒表 面，使其外观品质下降、营养成分损失较多，且由于干燥过程中辣椒干燥不均匀，椒体出现受热不均，质量下降等现象。为了提高辣椒干燥质量、节约能源、降低辣椒干燥成本，有关高校和科研机构相关人员做了一定的研究。现代辣椒干燥技术有太阳能干燥、介电干燥、热泵干燥、微波干燥、薄层干燥、远红外干燥、真空干燥、联合干燥等 6。  20世纪 60年代以前，国外对辣椒干燥的研究较多使用自然晾晒法和热风干燥法，研究辣椒干燥速率和干燥后的质量。随着科学技术的发展，先进干燥技术不断出现，总体和国内一样。目前，随着节能和环境保护意识的增强，国 外热衷于利用太阳能对辣椒干燥。利用太阳能、风能等清洁能源，既减少了化石燃料的应用，降低了环境污染，又提高了干燥物料的品质。  改进传统生产技术，研究开发适宜辣椒产地的先进制干技术与装备，应用新型工艺生产出高品质的辣椒干，为当前辣椒干产业发展之急需 7。  课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析  任务要求：设计一种梯型带式辣椒干燥机对成熟的红辣椒进行烘干，并保证干燥品质，实现辣椒的安全运输和贮藏。干燥机主体部分设计为重点，既要保证干燥品质，又要具有合理的工艺要求。  本课题总结了许多干燥机械的原 理及优缺点，通过很多实验更证实了其可行性，在对干燥机主体的深入研究，使其结构更加简单，干燥品质也能得到保证， 研究建立在实验研究的基础之上，研究目标明确，研究技术路线成熟、可行。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 2 总体设计思路  体设计装配图  图 2型带式辣椒干燥机前视图  图 2型带式辣椒干燥机总体方案装配图  体方案简介  梯型带式辣椒干燥机，由三个干燥单元和一个送料装置组成，每个干燥单元包括供风系统、电热加热系统、输送带张紧系统和传动系统组成，对干燥介质数量、温度、湿度等参数进行控制 。梯型带式辣椒干燥机结合了带式干燥机操作灵活，湿物料干燥过程在密封的箱体内进行，隔绝了外界粉尘。此外，辣椒在带式干燥机上受到的振动或冲击轻微，不会破碎。梯型设计使辣椒在到下一单元时有反转的效果，达到提高干燥效率的作用。在本次方案中，将干燥部分分成了三个单元，分别是第一干燥阶段、缓苏阶段和第二干燥阶段。  干燥原理：热空气掠过辣椒，将热量传递给辣椒而热空气被辣椒冷却，湿分由辣椒传入空气，并被带走 8。  干燥特性：恒速干燥阶段干燥速率是常数，此时辣椒表面含有自由水分，干燥过程为汽化。当完全汽化后，湿表面则从辣椒 表面退缩，此时可能发生一些收缩。在此阶段后期，湿分界面可能内移，湿分将从辣椒内部因毛细管力迁移到表面，切干燥速率仍可能为常数。当平均湿含量达到临界湿含量时，进一步干燥会使表面出现干点，由于内部和表面湿度梯度，湿分通过辣椒扩散到表面然后排出干燥速率受到限制。此时热量先传至表面再向辣椒内部传递，由于湿界面深度逐渐增大，而外部干区的导热系数非常小，故干燥速率会下降，称为降速干燥阶段。缓苏阶段是让辣椒温度降到环境温度，持续在环境温度中待一段时间，然后在加热干燥。缓苏可以大大提高干燥效率 9。  通过辣椒干燥的这些特 性，本次设计确立了“干燥 +缓苏 +干燥”的组合干燥方式，效率有明显的提高，采用缓苏过程，不仅节能，而且对保留干制品的营养成分也十分有利。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 3 总体设计图  1、上料部分 2、第一干燥阶段 3、缓苏阶段 4、第二干燥阶段  图 3型带式辣椒干燥机各部分组成及工作原理  梯型带式辣椒干燥机由四个阶段组成。输送带运动速度完全相同，辣椒从上料部分到出料口的过程中，为保证辣椒从上一级到下一级不会产生拥堵现象，所以每条输送带的线速度要完全一致。由于要保证运动速度一致，所以每一阶段的传动形式 完全一致。第一干燥阶段、缓苏阶段和第二干燥阶段的结构基本相似。  1、传动定辊 2、输送带张紧装置 3、托辊 4、挡板（右）                                        5、挡板（左） 6、定辊 7、从动链轮 8、链条 9、减速装置 10、主动链轮 11、支架  图 3送带隐藏）  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 由选定型号的电机经过动减速器减速达到梯型带式辣椒干燥机输送带运动的线速度，由减速器输出轴输出，输出轴上安装有一主动链轮，主动链轮通 过链条将动力传递给从动链轮，从动链轮安装在传动辊上，从而将动力传递给传动辊，传动辊与输送带间通过摩擦力使输送带运动。  张紧装置：  1、压紧轮 2、固定件  图 3                            图 3因为梯型带式辣椒干燥机在工作过程中虽然输送带表面物料较轻，但辣椒在干燥过程中电热加热装置提供的热比较高，加上另外一些原因，使输送带变松，设计这个张紧装置就是避免输送带因为松弛而不能正常工作，有效的提高了输送带使用寿命。  张紧装置工作原理原理：借助于杠杆的作用将一压紧轮压于输送带上，由于压紧轮受到重力，会持续给输送带一个力，从而使输送带时刻处于张紧状态。这个张紧装置能使输送带受到载荷拉伸而延长的情况下，都能持久处于拉紧状态。  传动部分：传动部分主要是由电机通过减速器和链传动带动输送带运动  主要组成部分及工作原理  干燥部分是由输送带、传动定辊、定辊、张紧装置、电热干燥装置、风机、风道、出风口、入料口和传动装置。当辣椒从输送部分进入恒速干燥阶段后，由内部导向板将辣椒导入输送带上，由电机给以动力，减速器给 以理想的转速通过链传动使输送带上的辣椒在箱体内缓慢前进。电热加热装置在箱体底部加热干燥空气，由箱体外的风机按理想的风量通过风道将风鼓入箱体底部使热空气向上流动，从而实现不断向上穿流的热空气对输送带上辣椒的持续加热，达到去除水分快速干燥的效果。  本次设计直接将电热加热装置放置于干燥箱体内部，位于输送带下方，使其离干燥物料比较近，这样设计不仅可以加热由风机鼓进来的环境空气，还可以间接的对输送带和干燥物料进行烘烤，有效的提高了热利用率，减少了热量通过其他环节造成的损失，不仅提高了热效率，而且降低了干燥成本。此次设 计要求电热加热装置温度可调，范围为 50。  缓苏阶段：缓苏阶段是根据辣椒干燥特性而设计的，缓苏阶段是让辣椒降低温度，达到环境温度，使辣椒温差梯度减小，提高辣椒内部结合水的蒸发效率。  第二干燥阶段：第二干燥阶段是对缓苏阶段输送来的辣椒进行再次加热干燥，最终使辣椒达到要求的干燥程度。  缓苏阶段与第二干燥阶段的组成部分、运动形式和第一干燥阶段一样。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 4 总体方案设计与计算  况分析  本次设计期望达到的实际要求是：每小时处理 200个辣椒从进入梯型带式辣椒 干燥机后缓慢运动，经过 1小时后干燥完毕，恰好从梯型带式辣椒干燥机出料口出来。本次设计的辣椒干燥机有效干燥面积为 15m 1m，所以输送的线速度为 送带辊子直径设计为 200以输送带转速为 工作机空载启动，有轻微振动，经常满载，单向运转 ,单班制工作，使用期限 10 ，每年工作 300 天 ,运输机允许速度误差 5%。  通过实验以及实际情况和经验得到参数及试验参数得到设计主要参数见表 4 表 4知参数表  规格型号    参数  生产能力  （ kg/h) 200kg/h 进料温度  ( C) 20  出料温度  (C)                 50 空气流速  (m/s ) 4m/s 输送带传动轴转速 (r/于干燥温度可调，范围在 50间，所以在此假定选取干燥温度为 75，辣椒干燥机各项数据计算。  体方案的确定电动机类型和结构的选择  输送带机 构  ：      输送带与工作物的总重量    1m=250动面的摩擦系数           =轮的直径                D =200轮的重量               2m=5送带与辊轮的效率        = 送带的速度              V = 机电源                  380， 50设链传动效率为1K；轴承部位的效率为2K；减速器部位的效率为3K；电机传动效率为4K；输送带与辊传动效率为5K，则总体传动效率 K=1g 2K g 3K g 4K g 58%；29%；30%；450%，则：  K=机的确定是通过电机的载荷来选取的，为此应当计算出梯型带式辣椒干燥机在工作过程中受到的所有外力和功率的大小。梯型带式辣椒干燥机在工作的过程中 消耗动力的部件有输送带及输送带上的物料。  输送带宽 1米，长 5米，三级传输，干燥时间 2小时  传送带线速度设计为 器工作量为大于 200 kg/h；干燥传动辊直径 200 送带水平长度为 5m，有三个辊，则每段输送带长度为 轮直径 D=202 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 4送带与链轮受力图（输送带为一半）  1 ()2 2 2D L 4 500 1G L  g = 7 0 1 0 2 5 0 0 2 0 2202 =动辊线速度为 m/ = /r=2.5 n= /2 =0.4 r/输送带消耗功率  1P=1F 60=                          （ 4 所以整个输送带的功率为： 2=机功率1P= 1                                                       （ 4 P= =虑到电机额定功率还需适当加大一些。为使变速简单，可选用小功率异步电动机，转速为1400转 /分的 列电机。                       因电机在 50400r/送辊转速为 可知总传动比为3500。  械设计课按机程设计设计指导书 ，二级蜗杆传动减速器的传动比 :0大值 3600，所以选取二级蜗杆传动减速器。因为链传动的传动比为 以二级蜗杆传动减速器的传动比 2381， 减速箱的减速比 i=2381。  可参阅标准电机型号性能表 综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量，价格以及传动比，选定电动机的型号是 电机：  其主要性能如表 4 表 4动机型号  型号  功率 /W 电流/A 电压 /V 频率/速                 /(r/最大转矩 / 额定转矩  功 率 因 数（ ）  效率 /% 70 80 50 1400 动机的输出转矩为 T=9550000g 550000 370 1400=2524Ng                （ 4 料吸热计算  12Q Q Q                                                （ 4 1Q 物料升温热量（ kJ/h）  2Q 水分汽化热量（ kJ/h）  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 10Q W C t4 物料比热，  其中辣椒在 75时比热为 2t t tV=755  0W=200kg/h 1Q=200 55=h 2Q=m Q 辣椒的初始含水量为 80%，干燥后国家标准含水量为 14%，去水率为 则：  物料含水量（ kg/h） m=0W 水的汽化热 Q=2320kJ/Q=200  2320=382800kJ/h 所以，所需总热量 Q=82800=h 根据实际情况，由于干燥过程中有热量损失，所以假设热量损失大约为 60%，则：  需要热量 Q =h 每单元所需热量为 h 机各项参数  首先计算风机风量，由已知参数知，生产能力000kg/h，进风口风速 4m/s，进风口管道直径为 250 风量 Q= g 202 4 3600=225 3m /h                                （ 4 由于一个风机为两个风道供风，则：  1Q=225 2=450 3m /h 所以选择离心式  性能为：  功率为 速为 690r/压 220V，噪音 46A，重量 27 动轴的计算  本次输送带辊轴为 30扭转强度条件计算  进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，本设计的轴主要承受扭矩，应按扭转强度条件校核，轴的扭转强度条件为：   395500000 . 2 （ 4 式中：T 扭转切应力，  T 轴所受的扭矩， N  轴的抗扭截面系数， 3n 轴的转速， r/ P 轴传 递的功率，  d 计算截面处轴的直径，   T 许用扭转切应力， 于轴材料为 45 号钢，经查表知许用扭转切应力为 30上式可得轴的直径   3 95500000  Pd n = 33 95500000  28文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 D=3028，所以所选轴满 足条件。  速器的选择  本次设计选择二级蜗杆传动 减速器，传动比为 2381。二级蜗杆传动减速器具有传动比大，传动效率高，结构结构紧凑，相对体积较小，重量轻，运动平稳，噪声低，价格便宜的优点，一般用于中小功率，价格便宜。具有很广的应用范围。本设计要求结构紧凑，运转平稳和噪声低，因此本设计中使用蜗杆传动减速器。蜗杆传动减速器 主要用于传动比较大 的场合。通常说蜗杆传动结构紧凑、轮廓尺寸小，这只是对 传减速器的传动比较大的蜗杆减速器才是正确的，当传动比并不很大时，此优点并不显著。 由于效率较低，蜗杆减速器不宜用在大功 率传动的场合。 蜗杆减速器主要有蜗杆在上和蜗杆在下两种不同形式。蜗杆圆周速度小于 4m/s 时最好采用蜗杆在下式，这时，在啮合处能得到良好的润滑和冷却条件。但蜗杆圆周速度大于 4m/s 时，为避免搅油太甚、发热过多，最好采用蜗杆传动减速器。  传动设计  链 条和链轮齿各部分尺寸大小由链节的大小决定，链条，链轮齿各部分尺寸和链条与链轮的承载能力随着节距的增大而增大，但是传动速度的冲击，不均匀性，振动，噪声和多边形效应等缺点会加剧，因而在设计时，在满足承载要求的情况下，应选择较小节距的单排链。  根据查阅资料和计算  ，选用 16A（  1243短节距传动用精密滚子链，链条具体参数有链号 16A，节距 p=  已知电机功率为 370W，即传动功率 370W，从动链轮与输送链速度应一致，即 力输出链轮齿数1z=17，从动链轮齿数2z=25，中心距可以调节，可以定期张紧。  传动比  12 1n=121zi z =2517 =                             （ 4 设计功率计算               12 f f P g g g=1 1 1 370=370W              （ 4 其中： 查取为 1；  1f 工况系数，经查取为 1；  2f 主动链轮齿数系数，经查取为 1.    中心距的确定  根据确定的链条型号得到链条节距 P= 25.4 动比  动链轮齿数2z=25，节距P= 最小中心距 算：  0 m i n 1 1 20 . 2 ( 1 )a z i p=25（ ） p=          （ 4 链条节数  链长节数  220 1 2 2 1002 2 1 2 . 5 2 5 1 7 2 5 1 7( ) ( ) 4 6 . 1 32 2 2 1 2 . 5 2 3 . 1 4a z z z zp p a p p 所以 X=47 链条长度  / 1 0 0 0 4 7 2 5 . 4 / 1 0 0 0 1 . 1 9 3 8L X P m         （ 4 链速  11 1 7 0 . 5 8 8 2 5 . 46 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0Z n =s 理论中心距 a 计算：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 8)2(24 321221  2123 )2(  经过计算的 a 际中心距1 为了保证链条松边有一个合理的安装垂度，理论中心距会比实际中心距大一些，即   1a= ， a 为 (a ，对于中心距可以调整的链传动， a 可取较大值，故取   。  1a= =周力和作用于轴上的拉力计算  有效圆周力  370 5 1 8 . 9 40 . 7 1 3 （ 4 作用在轴上的拉力  51 1 . 2 0 1 . 0 5 1 8 . 9 4 6 2 2 . 7 2QF f f F N 4 其中：5f 压轴力系数，对于水平传动 f，对于垂直传动 f；  1f 工况系数，经查 f 。  低速链传动的静力强度计算  当输送链条速度 v时链条的静强度占主要地位，因而抗拉静力强度不够而破坏的几率很大，在本设计中生产线速度可调，链轮的转速有可能低于 s，因而需要进行抗拉静力强 度计算，因为在链条速度很低时，圆周力远远大于离心拉力和悬垂拉力，故而紧边拉力1 。  1 1 11 2 1 . 8 1 0 0 0 3 5 4 81 6 2 2 . 7 2P Q P  Z  f F （ 4 其中：  链排数，取 1  单排链的极限拉伸载荷，经查   1f 工况系数，经查 f ；  F 有效圆周力。  48 ，因而链条在低速运行时安全。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 总  结  经过了这次毕业设计，我从中学到了很多。从接到论文题目到设计方案的确定，再到论文文章的完成，每走一步对于我来说都是一种考验。  通过本次毕业设计，我体会到自己在理论知识方面的欠缺，同时也感到自己在知识的运用上也不够灵活，这也说明我在学习知识的过程中存在着一些缺点，知识掌握不够透彻。这次设计总 结有以下特点：  主体分四部分上料、第一干燥、缓苏与第二干燥阶段，这种“干燥 +缓苏 +干燥”的形式有效的提高了干燥效率，节约了干燥成本。  辣椒在机器内部由输送带运送，物料运动形式平稳，冲击小。输送带呈梯形分布，达到了反转物料的效果，能提高干燥效率。  每一部分都单独配有电机、减速器和链传动，通过相同的配置达到了输送到线速度一致，避免了物料拥堵现象。  电热加热装置直接安放在干燥箱体内部，输送带下部，减少了热量传递的损耗，提高了热利用率。  在这次毕业设计过程中 虽然我的设计不是很成熟，还有很多不足之处，但我认为我的设计 也有一些优点，总的来看有以下几点：  （ 1） 设计结构思路比较新颖，结合了蔬菜干燥特性干将箱体设计为“干燥 +缓苏 +干燥”的形式，能不仅提高效率而且节约了能源。  （ 2） 电热加热直接放在了输送带底部，热效率利用率更高。  买文档就