ZS80型锥式离心筛设计

1、摘 要食品工业的发展是设备和工艺共同发展的结果，应使设备和干预达到最佳配合，以设备革新和创新促进工业的改进和发展，以工艺的发展进一步促进设备的发展和完善。在食品加工中，由于原料和加工用途不同，分离机械也是多种多样的，由于圆锥筛与其他分离设备比较，具有推动力大，分离能力强结构紧凑，附属设备少等优点，是目前在许多行业及领域中广泛应用的、理想的分离设备之一，尤其是在小麦，薯类等淀粉制品的加工工序中。许多大型公司已经开始在亚洲，中东欧和南美洲地区的淀粉制品市场投入了大量的资金，这些地区的淀粉生产预计将会迅速扩大，世界淀粉加工业的发展前景将会非常广阔。鉴于离心筛在淀粉加工工序中的重要作用，它的发展空间也

2、会随着淀粉工业的发展而得到提升。随着淀粉制品市场激烈的竞争,这就对其分离设备提出了更高的要求。在改革开放的大好形式下，由于引进和消化了国外的先进技术和设备，我国小麦产后加工行业的技术水平已经在向国际靠拢。但是由于我国的国力不是很强，底子薄，不可能大量引进，必须走国产化道路，这是行业技术改造的方向。在我国淀粉加工业中,一方面,同先进的淀粉加工国相比,国产离心筛无论是在设备加工精度、工艺性能、运行可靠性和使用寿命等方面都与进口同类设备存在差距;另一方面,为了保证设备的分离效果,一些大、中型淀粉加工厂花费大量外汇,引进昂贵的进口设备。因此,开发研制大型、新型、高效、高可靠性的离心筛对加快发展我国淀粉

3、加工业具有十分重要的意义。关键词：食品工业，离心筛，锥式设计abstractthe food industry is the development of equipment and process common development result, should make equipment and intervention, in cooperation to achieve the best equipment innovation and innovation to promote the improvement and development of industrial devel

4、opment in technology, further promoting the development of equipment and perfect. in the food processing, because raw material and processing uses different, separate machinery also is varied, because with other separation equipment conical sieve, compared with impetus, compact structure, separation

5、 ability less accessory equipment etc, and is currently in many industries and areas of widely used, ideal separation equipment, especially in wheat, one of such as potato starch products processing process. many large companies have begun in asia, central and eastern europe and south america area o

6、f starch products market spend a lot of money, these areas of starch production forecast will be expanded rapidly, world development prospects of starch industry will be very broad. in view of centrifugal screen on the important role of starch processing operations, and its development space as star

7、ch industry development and promoted. along with the starch products fierce market competition, this to its separation equipment put forward higher request. reform and opening-up good form, by introducing and digestive introduces foreign advanced technology and equipment, chinas wheat postpartum pro

8、cessing industry technical level has been moving toward international. but because of our countrys national strength is not strong, impossible, inadequate economic nationalization of the introduction, must take the road, this is the direction of industry technical reformation. in china, on the one h

9、and, starch industry with advanced starch processing countries, domestic centrifugal screen compared both in equipment machining precision and process performance and operation reliability and service life etc are with similar import equipment, there is a gap on the other hand, in order to guarantee

10、 the separation efficiency of equipment, some large and medium-sized starch processing factory spent a lot of foreign exchange, the introduction of the expensive imported equipment. therefore, development of large, new, high efficiency, high reliability of speeding up the development of centrifugal

11、screen in starch industry has the extremely vital significance. keywords: food industry, centrifugal screen,目录前言.1第1章 毕业设计的目的.7第2章 设计方案.8 2.1设备用途.82.2初步设计方案草图.82.3工作原理.82.4主要技术参数的拟定.9第3章 方案论证.10 3.1转鼓结构选择论证10 3.2机架结构论证.10 3.3 论证结果.10第4章 结构及设计计算.124.1电动机的选择. .124.2 v带传动的设计计算. .134.3主轴的设计 . .154.4轴承的较

12、核. .194.5转鼓的设计. .204.6机架的设计. .21结论.23致谢.25参考文献 .26外文资料.27前 言离心筛的发展历史离心筛是利用转鼓高速旋转产生的强大的离心力,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心筛最早诞生于欧洲,在19 世纪中叶,这些最早的离心筛都是间歇操作和人工排渣的。随着卸渣机构的改进,20 世纪30，40 年代出现了连续操作的离心筛,间歇操作离心筛也因实现了自动控制而得到发展。新型离心筛广泛应用在淀粉制品的其他工序中，如它们取代了洗涤淀粉的过滤机，其原理也应用到其他设备，如水力旋转器等。离心筛在国内外的现状及发展概况淀粉工业是最古老的食品工业之

13、一。最初的工业化生产大约在1830年。因为淀粉工业既是基础工业，又是食品工业，所以一个多世纪以来发展很快。世界淀粉年产量，在七十年代中期为700多万吨，到八十年代中期已有1800多万吨，九十年代初期达到2000万吨，目前已超过4600万吨。其发展速度是令人瞩目的。我国小麦淀粉的生产主要集中在江、浙、沪、豫、鲁等地区.年生产规模从几千吨到几万吨不等。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对食品工业提出了更高的要求。现代食品已朝着营养、绿色、方便、功能食品的方向发展，且功能食品将成为新世纪的主流食品。食品工业也已成为国民经济的支柱产业，作为装备食品工业的食品机械工业发展尤为迅速。食品工业的发

14、展是设备和工艺共同发展的结果，应使设备和干预达到最佳配合，以设备革新和创新促进工业的改进和发展，以工艺的发展进一步促进设备的发展和完善。在食品加工中，由于原料和加工用途不同，分离机械也是多种多样的，由于圆锥筛与其他分离设备比较，具有推动力大，分离能力强结构紧凑，附属设备少等优点，是目前在许多行业及领域中广泛应用的、理想的分离设备之一，尤其是在小麦，薯类等淀粉制品的加工工序中。许多大型公司已经开始在亚洲，中东欧和南美洲地区的淀粉制品市场投入了大量的资金，这些地区的淀粉生产预计将会迅速扩大，世界淀粉加工业的发展前景将会非常广阔。鉴于离心筛在淀粉加工工序中的重要作用，它的发展空间也会随着淀粉工业的发

15、展而得到提升。随着淀粉制品市场激烈的竞争,这就对其分离设备提出了更高的要求。在改革开放的大好形式下，由于引进和消化了国外的先进技术和设备，我国小麦产后加工行业的技术水平已经在向国际靠拢。但是由于我国的国力不是很强，底子薄，不可能大量引进，必须走国产化道路，这是行业技术改造的方向。在我国淀粉加工业中,一方面,同先进的淀粉加工国相比,国产离心筛无论是在设备加工精度、工艺性能、运行可靠性和使用寿命等方面都与进口同类设备存在差距;另一方面,为了保证设备的分离效果,一些大、中型淀粉加工厂花费大量外汇,引进昂贵的进口设备。因此,开发研制大型、新型、高效、高可靠性的离心筛对加快发展我国淀粉加工业具有十分重要

16、的意义。本设备是针对目前国内小麦淀粉和谷朊粉的加工工艺过程，参照国外小麦淀粉的先进生产工艺设备而改进的用来更加快捷方便地加工小麦淀粉和谷朊粉的设备。小麦淀粉在食品、冷饮、轻工、纺织、制药、造纸等行业中有着广泛的应用。1：食品行业。主要应用于火腿肠、粉丝、雪糕、果冻等产品中。以及用于味精、麦精粉、可食性包装膜、水解及发酵工业产品中。2：纺织行业。小麦淀粉特别适合于纤维工业，尤其是织布、浆纱、整理和染色用糊。3：造纸行业。小麦淀粉在造纸行业用量比较大，主要用作湿部的粘结剂、表面涂层、施胶和制造瓦楞纸的粘合剂。4：医药行业。主要用作制片剂、稀释剂等。5：淀粉深加工业。生产糊精、氧化酯、淀粉醚、淀粉糖

17、等产品。6：其他行业。在其他行业可用于制焊条、铸造的砂型、炭精棒成型和干电池等。谷朊粉是从小麦中直接分离出来的高蛋白聚合物，蛋白质含量为7580%，脂肪含量为1.01.25%，吸水率为150200%，吸水后的湿面筋保持了原有的自然活性及天然物理状态，具有粘性、弹性、延伸性、薄膜成型性和吸脂乳化性。谷朊粉是粮食工业、食品工业和饲料工业理想的天然添加剂。广泛应用于生产面包粉、方便面粉、饺子粉、挂面粉等专用粉中，用于改善专用粉的烘焙品质、蒸煮品质、食用品质和营养价值。食品工业用其制成营养、保健、方便于一体的各类食品，如水面筋、油面筋、烤麸、古老肉、素鸡、罐头、火腿肠等，饲料工业用于生产高档水产品如螃

18、蟹、鳖、对虾等饲料的粘合剂和营养添加剂。不仅提高了饲料的营养价值，还提高了饮料在饲喂中的利用率。总之，谷朊粉在面粉行业、面包行业、冷冻食品行业、肉类食品行业、饲料行业、化学工业等行业中都有着重要的应用。虽然我国是小麦生产大国，小麦年产量一亿吨左右，但是，多年来小麦淀粉的生产没有引起足够的重视，造成这种情况的原因主要有如下几种：（1）小麦一直是人们的口粮，所以我国的小麦加工规模较小、工艺落后；（2）小麦蛋白的黏度较大，烘干困难，不利于工业化生产；（3）由于小麦加工工艺落后，生产过程中的污水不易治理，环境污染严重（4）占小麦生产成分很大一部分的b淀粉质量较差，只能用饲料，淀粉收率低，无形中造成了资

19、源的浪费。近年来，在国家相关产业政策的带动下，我国小麦淀粉工业得到长足的发展。特别是新的技术、新工艺的引进，使小麦深加工有了技术支撑，一些具有较高开发创新能力，技术先进、规模较大的大中型企业相继投产，小麦副产品得到充分的利用，促进了行业的快速发展。小麦淀粉的工艺技术发展至今，主要加工方法有两大类，一类是以小麦为原料直接进行加工。一类是以小麦淀粉为原料进行加工，而应用于加工淀粉大多为后一类，因此，我们所设计的离心筛是主要针对后一类的生产工艺的设备，它也是我国以后小麦淀粉生产工艺改进方向的先进设备。湿法小麦淀粉生产工艺马丁法水洗法改良的马丁法其他工艺方法瑞休工艺旋转分离器工艺离心分离法杰克林工艺其

20、他工艺图1目前我国绝大部分小麦淀粉的生产工艺仍旧为落后的间歇式、半机械化、敞开式的传统工艺方法，即间歇式马丁法。间歇式马丁法生产淀粉、谷朊粉工艺有如下特点：工艺设备投资省、上马快、设备操作简单、稳定，以面粉为原料，需要和制粉车间配套建厂，制粉工艺、面粉的面筋含量、灰分、含砂量、淀粉损伤率、蛋白质变性、细菌含量等指标，对生产淀粉、谷朊粉的产品质量影响很大，面筋洗涤、淀粉沉淀不能连续生产，操作强度大，人为影响因素多，采用沉淀池占地面积大，沉淀率底，生产周期长，卫生指标较难保证，水耗大，废水处理困难，干态制粉动耗大，综合生产成本高。所使用的主要设备有间歇式面筋机、离心筛、沉淀池、三足式人工上卸料离心

21、机、淀粉气流干燥系统、谷朊粉干燥系统等设备。在这些设备中除纤维分离及干燥设备仍旧被使用外，其余设备均被淘汰。因此在今后的市场竞争中，与先进的工艺相比，无论从技术、质量、价格等方面都无竞争优势。我国小麦淀粉工业要想发展，在激烈的市场竞争中有一定的能力，就必需进行工艺和设备的改造。要进行工艺改造，首先要设计工艺路线，看它是否可行。然后按照工艺路线设计各种类型的设备，而设备的好坏将直接影响工艺的可行性。因此，从某种意义上来说，淀粉工业的现代化将取决于淀粉设备的现代化。针对目前国内淀粉和谷朊粉的生产现状和工艺过程，我们提出了改进方案的指导思想，即立足国内，结合实情，进行工艺设备的改造，将过去的间歇式、

22、半机械化、敞开式的传统工艺方法改为连续式、机械化、管道化的生产工艺，即由间歇式马丁法改进为连续式马丁法，达到生产工艺连续化、管道化、自动化、实现生产的低消耗、低成本、高质量、高收率、实现少投资、低风险、高产出、高效益的目标。具体做法是：在面筋的分离工序，用双轴式自动和面机取代过去的间歇式、手工操作的双z叶型面筋机；在淀粉的分级、洗涤工序用蝶片式分离机、卧式螺旋沉降式分离机取代过去的沉淀池；在淀粉的脱水工序，用卧式全自动刮刀离心机取代过去的三足式人工上卸料离心机；在纤维分离及干燥工序，仍采用过去的离心筛及气流烘干设备。整个工艺可分为5个部分，即面筋分离部分；纤维分离部分；淀粉分级、精制部分；谷朊

23、粉和淀粉的烘干部分。其中，离心筛是马丁法中的b淀粉分离工序的重要组成设备。下面我们对面筋分离工序作一简单介绍。面筋分离工序，即是将面粉和水按一定的比例送入双轴式自动和面机中混合搅拌，是物料在机器内既受到轴向挤压力，也受到一定的径向力，经过充分柔和，是面粉中的蛋白质与水均匀接触，并产生水和作用，是其连续输出类似牙膏状的面粉浆。然后再将其送入熟化桶进行熟化，其目的是使面浆中的蛋白质充分水和，并最终形成蛋白质的水化合物-湿面筋。熟化了的面浆再加一定的水稀释，经过搅拌使部分淀粉分离出来；同时面筋类蛋白质聚成丝状小面筋。此时用泵将其输送到分离因数为30004000的卧式螺旋沉降机中进行分离。成熟的面浆在

24、分离中由于淀粉与面筋的沉降速度不同，被分离成两相。淀粉的比重比较大作为浓相从分离机的底流输出；而面筋的比重较小则作为轻相从分离机的溢流输出；它是面筋与小颗粒淀粉的混合物，再经过圆筛冲洗除去淀粉后得到湿面筋；将其送到谷朊粉干燥系统干燥后即得到谷朊粉。第1章 毕业设计目的大学四年就要结束，毕业设计是本科生获得学士学位的必要条件。毕业设计它能够综合运用大学间段所学的专业知识，并与实际的生产相结合,只有在实际的设计过程中我们才能真正的体会到一个机械产品在从设计到生产的一系列工作。毕业设计是培养学生综合运用本学科的基本理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力，完成工程师的基本训练和初步培养

25、从事科学研究工作的重要环节。毕业设计能够培养我们的独立工作能力、开发创造能力为主，兼顾所学知识的巩固、应用和扩大了专业知识。毕业设计内容包括工作计划和组织、检索与阅读中外文献资料、调查研究、方案比较选择、设计与计算、综合分析、计算机绘图、方案模拟抽象、总结提高、撰写报告等。通过毕业设计培养学生综合运用所学基础理论、基本知识、基本技能和专业知识，联系生产及科研实际完成某一课题，全面检验学生分析和解决问题的能力，使学生掌握基本方法，受到初步的工程技术训练。是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。能够掌握如何针对某一机械设备进行设计，是本次毕业设计的目的。希望能够通过此次的毕业设计

26、能够达到这一点。运用四年来所学的专业知识使之与现实中的设备相结合，也正是我们学习的最终目的。用我们的理论知识在现实中能够有所创新，使中国的制造业更上一步。第2章 设计方案2.1设备用途本方案设计的设备主要用于小麦，薯类淀粉加工中，它是利用转鼓转动时产生的离心力使淀粉乳和纤维、麸皮分开，在离心筛的转动下产生离心力，淀粉与麸质的相对密度差增加了几倍，这时分离的速度和质量将得到很大提高，多数大中型淀粉厂都采用离心分离淀粉与麸质。该设备还兼有对结块物料的粉碎作用。2.2初步设计方案草图 图2.1 zs-60型锥式离心筛结构草图图中：1 进水管；2 筛体；3 转鼓；4 进料管；5 分料盘；6 左轴承；7

27、 转动轴；8 右轴承；9 带轮；10 电机；11 张紧机构；12 机架； 13 纤维出口；14 淀粉乳出口；15 检修门；16 喷嘴。2.3工作原理筛体由进料管，锥形转鼓，筛网，分配装置，锥形筛壳，喷淋机构等组成。物料进入筛体后由分配装置分配后分布在筛网上，筛网紧贴在锥型转鼓内壁, 转鼓以悬臂方式固定在转动轴上, 电机通过联轴器带动转动轴转动, 因此筛网随着转鼓的转动而旋转。筛网高速旋转产生强大的离心力, 淀粉细颗粒和液层借助于离心力的作用, 迅速通过筛孔, 成为筛下物,从淀粉乳出口流出, 纤维和部分液层沿着锥型筛网并流过筛网, 成为筛上物, 从纤维出口流出。由于筛网材料为锦纶筛绢，离心筛在长

28、期工作后筛网容易糊住影响其生产率，所以应该设计进水口和喷淋机构便于清洗筛网。2.4主要技术参数的拟定工业上一般用三相交流电源，无特殊要求一般应选三相交流异步电动机。最常用的是y系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。具有国际互换性特点。所设计的圆锥筛属于常速离心机，转速在800-1000r/min之间，所以初定圆锥筛的转速为850r/min，选择电动机型号为y系列笼型三相异步交流电动机。考虑到功率损失和传动中的效率，选择电动机的功率为18.5kw。zs-60型锥式离心筛电机主要技术参数表型号额定功率（kw

29、）满载转速（r/min）额定转矩nm最大额定矩nm质量kgy180m-418.514702.02.2160第3章 方案论证3.1转鼓结构选择论证锥型转鼓圆锥筛的锥型转鼓的锥角对圆锥筛的性能影响是很大的。必须根据淀粉颗粒的特性，正确选择合理的转鼓锥角。方案一：采用大锥角的转鼓。方案二：采用中等锥角的转鼓。方案三：采用小锥角的转鼓。论证：采用大锥角的转鼓可以提高生产能力，但滤渣含湿量也随之增高，且锥角过大，滤渣太湿，无法满足生产要求；采用小锥角转鼓，物料在转鼓中的停留时间延长，滤渣干燥程度提高，但生产能力降低，如果锥角过小，物料将会停滞在转鼓上，无法进行自动卸料。中等锥角的转鼓，它的经验值是30-

30、50度，在此次设计中取其中间值40度。中锥角转鼓能使物料在旋转中能分成两层，分别沿孔筛流出和沿锥斜面向下运动，在保证生产能力的同时也保证了物料不在转鼓上停滞，能自动卸料，确保了圆锥筛的分离效率。所以采用方案二。3.2机架结构论证方案一：采用铸造机架。方案二：采用焊接机架。论证：圆锥筛的设备一般情况下会布置在加工厂的二楼，而不会在底层，这就要求机架要整体结构紧凑，且重量轻。铸造机架的精度比较高，但重量比较大，对建筑有较大的负荷，如果安装数量较多的话，对建筑的承受能力将会有很大要求。由于对机架的精度要求不是很高，而焊接的机架主要由钢板、型钢或铸钢件等焊接而成，所以焊接机架与铸造机架相比具有制造周期

31、短、重量轻、成本底且强度和刚度高、施工简便、材料利用充分等优点，在很多机器外壳的制造生产中都广泛使用。所以方案二比较合理。3.3 论证结果上述从淀粉加工的工艺过程以及其他方面考虑，对设计圆锥筛需要考虑的因素和一些需要注意的问题进行了初步的方案论证，有待于在进一步的设计中改进。在初步的方案论证中设计的锥式离心筛能实现连续化、自动化作业。达到淀粉与纤维的分离，并且满足下道工序的工艺要求。所设计的离心筛结构紧凑合理，设备操作方便，便于安装和维修。整体结构的分析正确，所用的视图表达方法正确、表达清晰。初步拟定的总体方案合理可行。第4章 结构及设计计算在小麦谷淀粉的加工过程中，离心筛用来处理b淀粉和纤维

32、的分离，该机由进料机构、洗水机构、筛分机构和机架组成。在实际生产的过程中常采用多台此种离心筛进行级联，来提高产量。该设备适合于淀粉纤维的筛分，机组具有处理量大、动力小、运行平稳、易于安装等优点，便于实现规模化的淀粉生产。由图中可看出最左端大圆筒是进料口，小圆筒是进水口，直径分别d=120，小口直径d=40。工作时浆料通过均匀机构均匀后进入筛筒底部，筛筒由动力机构驱动高速旋转，上道工序的进入本道工序的物料以一定的速度从进料管进入打到高速旋转的分料叶轮上。在叶轮的外部有一个分水盘，悬浊液打到叶轮上通过叶轮的分散是物料沿着分水盘的内壁向外散去，使物料均匀的分布到转鼓上；受离心力的作用，浆料沿着筛面作

33、圆周运动，并同时向外沿移动；移动过程中，细小的淀粉颗粒透过筛网排出，同时纤维在离心力的作用下连续向转鼓的大端滑动，排出转鼓。清洗筒在一定间隔时间内 向筛面放出高压水来清洗筛面，从而提高了筛面的利用率。筛体主体部分采用不锈钢材料提高了耐腐蚀性，其外壳是一个拱形的钢板，由铰链机构和一个圆的钢板联结，即圆锥筛的门，可以很方便的拉手柄开关筛们来清理或修理筛的内部结构，右端经过把一个刚体焊接到轴上用螺钉把筛体和轴联结起来，周围用四到六个螺钉，用一个大螺母把分水盘固定在轴上。4.1动机的选择电机的种类很多，一般最常用的是y系列三相异步电机，是按照国际电工委员会标准设计的，具有国际互换性的特点，根据要求n=

34、800-1000r/min 和 p=18kw 选y系列三相异步电机 考虑到功率损失和传动中的效率应该选大些功率的电机 所以选定电机为y180l-4 p=18.5kw n1=1470r/min电机的基本参数如下:型号额定功率（kw）满载转速（r/min）额定转矩nm最大额定矩nm质量kgy180m-418.514702.22.2190初定离心筛的转速为1100r/min4.2 v带传动的设计计算1)、设计功率 pd;由表22.1-9 查得工况系数为ka=1.2 ka=1.2 pd=kap=1.222=26.4kw （4-1） 2）、由设计功率pd=26.4kw和=1470r/min 由图22.1

35、-1确定带型为c型 c型3）、传动比 i=n1/n2=1470/1100=1.336 （4-2）4）、小带轮基准直径 由表22.1-14和图22.1-1取dd1=200mm d1=212mm 大带轮基准直径 dd2= idd1(1-0.01) （4-3）=1.336200(1-0.01)=264.534由表22.1-14 取 dd2=265 dd2=265mm 5）、带速 v= 3.14*dd1*n1/60*10000 （4-4）=3.14*200*1470/60*10000=15.39m/s v=15.39m/s6）、初定轴间距 按要求初定 =520mm =520mm7）、所需要带的几准长度

36、 ld0=2a0+3.14(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)/4a0 （4-5） =2520+3.14(200+265)/2+(265-200)/4*520=1772.1mm ld0=1772.1mm 由表22.1-6 可选带的基准长度为ld=1800mm ld=1800mm8）、实际轴间距 a=a0+(ld-ld0)/2 （4-6）=520+(1800-1772.1)/2=529.95mm a=529.95mm 安装时所需的最小轴间距 amin=a-0.015ld=529.95-0.0151800=502.95mm张紧或补偿伸长所需最大轴间距 amax= a+0.03ld=520+0

37、.031800=1854mm9) 小带轮包角 （4-7） =172.83750 =172.910) 单跟v带的基本额定功率根据dd1=200mm和n1=1100r/min,由表22.1-13e查得c型带p1=5.89kw11） 考虑到i=1.5的影响，额定功率增量由表22.1-13e查得p1=0.97kw 12） v带根数 z= pd/ka*kl(p1+p1)由表22.1-10 查得ka=0.99， ka=0.99由表22.1-11查得kl=0.97 kl=0.97 所以 z=26.4/(5.89+0.97)*0.99*0.97=3.656 取 z=4 z=413) 单根v带所受预紧力：f0=

38、500（2.5/ka-1）* pd/zv+mv由表22.1-12 查得m=0.3kg/m f0=500（2.5/0.99-1）* 26.4/4*16.32+0.3*16.32 （4-8）=388.32n f0=388.32n 14)轴上载荷= （4-9）=2737.05n15) 带轮的结构和尺寸设计带轮时，应使其结构便于制造，质量分不均匀，重量轻，并避免由于铸造产生过大的内应力。以小带轮为准来确定两个带轮的尺寸，由y180m-4可知，其轴伸直径d=48mm，长度l=110mm,故小带轮的尺寸应取孔径为48mm，毂长应不大于110mm.由参考资料1表22.1-17查得小带轮结构为轮辐式带轮。轮槽

39、尺寸即轮宽按表22.1-16计算 ，即可得到带轮的工作图。4.3 主轴的设计由于离心筛主轴主要受弯矩和扭矩的作用，所以按照弯扭合成作用初步估算轴径。1）、初步估算轴径：选择轴的材料为45钢经调质处理，由手册查得材料力学性能数据为：毛坯材料硬度(hb)抗拉强度b mpa 屈服点smpa弯曲疲劳强度-1mpa扭转疲劳强-1mpa=200217-155650360270155e=2.15x10e5mpa由公式由于该离心筛的主轴同时收转距和弯矩的作用，按扭转强度计算，对于45钢，计算后最小轴径；考虑到轴上有键槽加大1%5%，且轴端留有螺钉孔，故取轴径d=54mm.考虑到轴上零件的固定。图4.1 轴轴承

40、、紧定套、轴承座和键的选择：由于离心筛转鼓为锥型，对同轴的同轴度要求比较高，而带紧定套的调心滚子轴承轴和外壳的轴向位移限制在轴向游隙范围内，调心性好，能补偿同轴度误差，其主要承受径向载荷，也能承受对与任何一方向的轴向载荷，所以选用（双列向心）圆锥磙子轴承，有双内圈，并是可分离的轴承，根据d=65mm,由参考资料2p7356 表7278 带紧定套的调心滚子轴承（gb/t288-1994），选用22215ck/w33轴承，其基本额定载荷为，, 根据轴承选用配套的轴承座，参考资料2p7-43表7-2-105 适用圆锥孔的异径孔滚动轴承座(gb/t7813-1998) snk型轴承座，可选用snk21

41、5型的轴承座。键的选择，键联结是通过键实现轴和轴上零件的周向固定以传递运动和转矩。其中有些类型也可以实现轴向固定和传递轴向力，有些类型并能实现轴向动联结，由于在圆锥筛的轴上主要通过键来实现传递转矩和轴向固定所以，只需选用较常见的普通平键，键的类型可根据使用要求、工作条件和联结的结构特点按表5-3-15选定，键的长度根据轴毂的长度从标准中选取，键的bh根据轴径来确定。轴和带轮的联结，d=54mm, 参考资料2p5-194表5-3-18 (gb/t1095-1979) 选用c型键长取100mm，锥轴部分的键槽取a型键长取100mm和螺纹轴段旁边的键取长取22mm.2）、轴的受力分析和校核轴的受力为

42、锥端受锥型的转鼓的重力作用和扭转作用、中间受两个轴承的支撑作用，右端受带轮的对其的作用力。轴径是按扭转强度初步设计的，所以要校核轴的弯曲强度，轴的强度校核也就是找出危险截面，看危险截面是否满足轴径条件，如果危险截面满 足，那么别的轴径肯定满足；根据轴的实际尺寸，承受的弯矩、扭矩图考虑应力集中，表面状态，尺寸影响等因素，及轴材料的疲劳极限，计算危险截面的情况是否满足条件。我所校核的轴是根据许用弯曲应力校核的，即由弯矩产生的弯曲应力不超过许用弯曲应力，一般计算顺序是先画出轴的空间受力图，将轴上作用力分解为水平面受力图和垂直面受力图，并求出水平面上和垂直面上的支承点反作用力。然后作出水平面上的弯矩和

43、垂直面上的弯矩图，作出合成弯矩图和转矩图应用公式绘出当量弯矩图，式中是根据转矩性质而定的应力校正系数。对于不变的转矩，取；对于脉动的转矩，取；对于对称循环的转矩取。是材料在对称循环应力状态下的许用弯曲应力；是材料在静应力状态下的许用弯曲应力；是材料在脉动循环应力状态下的许用弯曲应力；在锥筛的设计过程中，轴的材料为45#钢，其基本参数为，；应满足 下列条件： 或 w为轴的抗弯截面系数；轴上作用力的具体分析：轴传递的扭矩：=16613.63n.mm=166n.mt1轴传递的转矩(n.mm)p轴传递的额定功率(kw)n轴的转速（n/min）锥型转鼓的体积： = =3384084.34 h转鼓的高度（

44、mm）;大端内圆直径（mm）大端外圆直径（mm）大端内圆直径（mm）大端内圆直径（mm）转鼓的重心位置距离大端 =273.43mm转鼓的质量m1=26.4kg大带轮的质量m2 =25kg轴的受力，轴左端是锥筛对轴的力也就是锥筛的重力；右端是带轮对轴的压力具体受力情况如下图：带轮对轴的压力=2771.5n； 图4.2 力矩图 所以=0.06; 根据轴上受力和弯矩平衡，可得： 所以，由以上两个式子可得：那么轴所收的弯矩图则如下： 图4.3 弯矩图可知轴承的危险截面在左边轴承支撑处，根据轴的弯曲强度校核条件，或者 结论：根据校核，截面足够安全，其他截面也是安全的.4.4 轴承的较核所选轴承型号为：2

45、2215ck/w33+h315其计算系数e=0.22,=3.0,=4.5,=2.9,基本额定载荷=162kn,=215kn,采用脂润滑其极限转速为2400r/min.滚动轴承预期使用寿命的推荐值：每天工作8小时的机械，满载荷使用，如机床、木材加工机械、工程机械、印刷机械、分离机、离心机等机械的预期使用寿命为2000030000。本次离心机的使用寿命为25000h.基本额定动载荷可按以下式子计算： c=其中：c基本额定动载荷计算值，n； p当量动载荷，按式计算，为轴承所受径向载荷，轴向动载荷，x为径向动载荷系数，y为轴向动载荷系数； 寿命因数，按表7-2-8选取； 速度因数，按表7-2-9选取；

46、 力矩载荷因数，力矩较小时=1.5,力矩较大时=2; 冲击载荷因数,按表7-2-10选取; 温度系数,按表7-2-11选取;轴承尺寸及性能表中所列基本额定动载荷;由表查得=1.25,=0.355,=1.5,=1.5（中等冲击）,=1.0；因为轴向载荷=0，即，所以当量动载荷即，为了计算轴承寿命时在相同条件下比较，需要讲实际工作载荷转化为当量动载荷作用下，轴承受命与实际联合载荷下轴承寿命 =268kn ,所以此轴承选的合适,能满足要求。4.5 转鼓的设计转鼓材料选用不锈钢，从而来提高浆料对其的腐蚀。转鼓最主要的设计是锥角的设计，它直接影响筛分的效果。锥式离心筛转鼓常用的锥角为，其锥角增大则生产能

47、力增加，但滤渣太多，无法满足生产要求；锥角过小，物料在转鼓中的停留时间延长，筛分效果提高但生产能力降低。而且锥角过小物料不能自动卸料。所做离心筛的物料为b淀粉和纤维的混合物，所以取锥角为。转鼓壁厚的确定：该转鼓为过滤转鼓（周壁开孔，有筛网），放入无聊进行工作时，转鼓壁内的应力才是鼓壁、筛网和物料质量三者引起的应力之和。圆锥型转鼓其径向和周向的最大应力均在圆锥的大口，因此强度较核圆锥大口处的转壁应力。大口处的径向总应力和周向应力分别为 pa=当并令上式变为： pa由第三强度理论壁厚 sm带入所有的系数取s=6mm4.6 机架的设计机架的设计主要要保证刚度、强度、及稳定性。其中，刚度是评定大多数机

48、架工作能力的主要准则；强度是定重载机架工作性能的基本准则，机架的强度应根据机器在运转过程中可能发生最大载荷或安全装置所能传递的最大载荷来校核其静强度，有时还要校核其疲劳强度。机架的强度和刚度都 需要从静态和动态两方面来考虑。动刚度是衡量机架抗振能力的指标，而提高机架的抗振性能应从提高机架的构件的静刚度方面入手，合理设计机架构件的截面形状和尺寸。稳定性是保证机架正常工作的基本条件，必须注意。机架设计的一般要求：1）在满足强度和刚度的前提下，机架的重量应要求轻、成本底；2）抗振性好；3）由于内应力及温度变化引起的结构变形应力最小；4）结构力求便于安装与调整，方便修理和更换零部件；初步确定机架的形状

49、和尺寸，机架的结构形状和尺寸，取决于安装在它们内部与外部的零部件的形状和尺寸，配置情况、安装与拆卸等要求。同时也取决于工艺、所承受的载荷、运动等情况。机架材料的选用主要根据机架的使用要求，多数机架形状较复杂，故一般采用铸造，由于铸铁的铸造性能好，价廉和吸振能力强，所以应用最广。由于本设计是用于淀粉的加工设备中，属于重型机架，而圆锥筛的设备可以从淀粉的加工工艺流程图可以看到，此设备一般会布置到二搂，而不会在底层，这就要求机架的重量轻，所以采用焊接机架，而且焊接机架具有制造周期短、重量轻、成本底且强度和刚度高、施工简便等优点，主要由钢板、型钢或铸钢件等焊接而成。左端架起筛筒那部分采用板焊结构，主要

50、就是钢板拼焊而成，右端机架采用型钢结构，主要由槽钢，角钢，和钢板焊接而成，重量轻，成本底，材料利用充分。焊接时应注意以下几点：1） 材料的可焊性 可焊性差的材料会造成焊接困难，焊缝的可靠性降低 所以本设计考虑到材料的可焊性选用q235钢；2） 合理布置焊缝 焊缝应位于低应力区，以获得承载能力大，变形小的构件，焊缝布置要尽可能对称和减少焊缝的数量、尺寸，且焊线要短，主要焊线要连续；3） 提高抗振能力 普通钢材的吸振能力低于铸铁，对抗振能力要求高的焊接件应采取抗振措施，可利用钢板间的摩擦力来吸收振动；合理选择截面形状 提高焊接接头抗疲劳能力和抗脆断能力。结论毕业设计是综合运用所学知识进行设计实践的环节，为对我们在生产实际中进行调查研究的能力、观察问题、分析问题能力的培养至关重要。通过毕业设计的锻炼，我们运用所学知识的能力、解决问题的能力、创新设计的能力都得到了很好的锻炼和加强。毕业设计使我学到了不少新知识和研究方法，完善了知识结构，它使我在大学里所学的基础理论知识、专业技术知识得到了融会贯通。通过做离心筛设备，使我增强了解决实际生产问题的能力，让我深刻认识到了理论与实践相结合的重要性。三个月的毕业设计使我感悟甚深：首先，让我了解到理论与实践相结合的重要性。以前在学习理论课、基础课的时候，自己不十分注意理