干燥机毕业设计说明书

1、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

2、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

3、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

4、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；辣椒干燥机目 录1绪论11.1课题的来源及研究的目的和意义11.2本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析11.3 对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析12总体设计思路22.1总体设计装配图22.2总体方案简介23总体设计图33.1梯型带式辣椒干燥机各部分组成及工作原理34总体方案设计与计算54.1工况分析54.2总体方案的确定电动机类型和结构的选择5

5、4.3物料吸热计算64.4风机各项参数74.5传动轴的计算74.6减速器的选择84.7 链传动设计8总 结10致 谢11参考文献12塔里木大学毕业设计1绪论1.1课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%-80%以上，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

6、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。1.2本课题所涉及的问题

7、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

8、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

9、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。1.3 对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

10、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。2总体设计思路2.1总体设计装配图 图2-1 梯型带式辣椒干燥机前视图图2-2 梯型带式辣椒干燥机总体方案装配图2.2总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

11、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

12、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。 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3-1梯型带式辣椒干燥机的单元组成3.1梯型带式辣椒干燥机各部分组成及工作原理梯型带式辣

13、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。3.1.1输送部分主要组成及工作原理 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3-2输送机的组成（输送带隐藏） 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

14、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3-3张紧装置 图3-4张紧装置受力简图 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

15、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3.1.2第一干燥阶段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

16、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50-100。3.1.3缓苏阶段和第二干燥阶段缓苏阶段：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

17、。4总体方案设计与计算4.1工况分析 本次设计期望达到的实际要求是：每小时处理200kg，每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0.25m/min。输送带辊子直径设计为200mm，所以输送带转速为0.2r/min。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4-1。表4-1 已知参数表 规格型号 参数生产能力 （kg/

18、h)200kg/h 进料温度 ( ºC)20 出料温度 (ºC) 50-100空气流速 (m/s )4m/s输送带传动轴转速(r/min)0.4r/min 由于干燥温度可调，范围在50-100之间，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。4.2总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   =250kg   滑动面的摩擦系数 =0.3   辊轮的直径 D

19、=200mm   辊轮的重量 =5kg   输送带与辊轮的效率 = 0.9   输送带的速度 V = 0.125m/min   电机电源 380，50Hz假设链传动效率为；轴承部位的效率为；减速器部位的效率为；电机传动效率为；输送带与辊传动效率为，则总体传动效率K=1-在该设计中取88%；取99%；取90%；取75.5%；取90%，则： K=0.467电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

20、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0.25m/min；机器工作量为大于200 kg/h；干燥传动辊直径200 mm；输送带水平长度为5m，有三个辊，则每段输送带长度为2.5m：链轮直径D=202mm。图4-2输送带与链轮受力图（输送带为一半） （4-1）L为2500mm =7963.4N传动辊线速度为0.25 m/min ,=/r=2.5 rad/min,n=/2=0.4 r/min，则输送带消耗功率P为： =v=7963.4×0.25÷60=33.2W （4-2）所以整个输送带的功率为：3

21、3.2×2=66.4W电机功率=P（1-K） （4-3） P=66.4÷（1-0.467）=124.6W 考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YS系列电机。 因电机在50Hz时的额定转速为1400r/min左右，输送辊转速为0.4r/min，则可知总传动比为3500。械设计课按机程设计设计指导书P7表1，二级蜗杆传动减速器的传动比:=70-800，最大值3600，所以选取二级蜗杆传动减速器。因为链传动的传动比为1.47，所以二级蜗杆传动减速器的传动比2381，减速箱的减速比i为：i=2381。可参阅标准电机型号性能

22、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：YS7124。其主要性能如表4-2所示：表4-2 电动机型号型号功率/W电流/A电压/V频率/Hz转速 /(r/min)最大转矩/额定转矩功率因数（cos）效率/%YS45143701.123805014002.40.7269.5原动机的输出转矩为T=9550000=9550000×370÷1400=2524Nmm （4-4）4.3物料吸热计算 （4-5） 物料升温热量（kJ/h） 水分汽化热量（kJ/h） （4-6） C物料比热，其中辣椒在75时比热为3.6263KJ/kg.K =75-20=

23、55 =200kg/h =200×3.6263×55=39889.3kJ/h =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82.5%，则：物料含水量（kg/h）m=×82.5% 水的汽化热Q=2320kJ/kg =200×82.5%×2320=382800kJ/h所以，所需总热量Q=39889.3+382800=422689.3kJ/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=1.60×Q =676302.88kJ/h每单元所需热量为338151.44k

24、J/h4.4风机各项参数首先计算风机风量，由已知参数知，生产能力为200kg/h，进风口风速4m/s，进风口管道直径为250mm。风量Q=vS=×4×3600=225/h （4-7）由于一个风机为两个风道供风，则： =225×2=450/h所以选择离心式GDF2.5-8。性能为： 功率为0.04kW，转速为690r/min，电压220V，噪音46A，重量27kg。4.5传动轴的计算本次输送带辊轴为30mm，按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：

25、（4-8）式中：扭转切应力，MPa； T轴所受的扭矩，N·mm； 轴的抗扭截面系数， n轴的转速，r/min； P轴传递的功率，kW： d计算截面处轴的直径，mm； 许用扭转切应力，MPa由于轴材料为45号钢，经查表知许用扭转切应力为30MPa由上式可得轴的直径 =28mmD=30mm28，所以所选轴满足条件。4.6减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

26、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。4.7 链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，

27、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（GB/T 1243-1997）型短节距传动用精密滚子链，链条具体参数有链号16A，节距p=25.4（mm）。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n为0.4r/min，动力输出链轮齿数=17，从动链轮齿数=25，中心距可以调节，可以定期张紧。 传动比 计算： =0.588r/min =1.47 （4-9） 设计功率计算 =1×1×1×370=370W （4-10） 其中：Km单数链排列系数

28、，经查取为1； 工况系数，经查取为1； 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 mm，传动比 i12=1.47，主动链轮齿数=25，节距P=25.4mm。 最小中心距计算： =0.2×25×（1.47+1）p=12.35p （4-11） 链条节数X的计算： 链长节数X0的计算： 所以X=47 链条长度L计算： （4-12） 链速v计算： =0.00423m/s 理论中心距计算： 经过计算的437.2实际中心距计算：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 =，为(0.002-0.004)，对

29、于中心距可以调整的链传动，可取较大值，故取 。 =437.20.004×437.2=435.45mm 圆周力和作用于轴上的拉力计算 有效圆周力F计算： （4-13） 作用在轴上的拉力FQ计算： （4-14） 其中：压轴力系数，对于水平传动，对于垂直传动； 工况系数，经查。 低速链传动的静力强度计算当输送链条速度v0.6m/s时为低速链传动，此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0.6m/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。 （4-15） 其中：

30、链排数，取；单排链的极限拉伸载荷，经查；工况系数，经查；F有效圆周力。，因而链条在低速运行时安全。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

31、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。致 谢对于这次课程设计的完成，首先感谢母校-塔里木大学的辛勤培育，感谢学校给我提供了如此难得的学习环境和机会。这次毕业设计使我学到了许多新的知识，知道了学习的可贵与获取知识的辛苦。在毕业设计期间，无论是确定工作方案、收集资料还是撰写论文，我都得到了弋老师的全力帮助和耐心指导。弋老师学识渊博、治学严谨、平易近人，是我们学习的榜样，在此我特向弋晓康老师表示最崇高的敬意和由衷的感谢。本次毕业设计的顺利完成离不开老师和同学的协助指导,借此只言片语,对他们无私的帮助表示衷心的感谢。总体来说