单轴面筋脱水机.docx
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1、山东协和学院摘要:在科技迅速发展的当今社会中,我国一直处于落后的发展中阶段。我国是一个生产大国,但是我们的小麦麸质粉生产却一直没有得到重视,主要原因还是因为我国的生产规模小,生产工艺落后,技术欠缺,所以导致我们在小麦生产产业的浪费,我们急需改变这种现状。我研究的目的就是改变我国所处的这种现状,想要去解决我国对于小麦生产过程中的利用不充分,以及极其严重的浪费情况。观看人家的设备操作过程,以及操作原理,翻阅一些资料,研究透彻一些问题,大胆得构思出这个设备,关于这个设备,我比之原先的设备增加了一个出水口,这样可以是过滤第一遍的淀粉能够循环利用,并保护了环境。同时引进了极大多数的先进设备。这个设备在极
2、大的程度上简化了现在的问题,极大的减少了浪费,使得我国的小麦生产业能够更上一步。由此可以说明,我们机械还是不太完善,需要我们去发现,去创新,去研究,改变固有的思维方式,接纳新的事物。关键词:创新 机械 循环 环境Abstract:the rapid development of science and technology in todays society,I have been in a backward stage of development . China is a large production country, but the production of wheat glute
3、n powder has not been paid attention to. The main reason is that Chinas small production scale, backward production technology and lack of technology lead to waste in the wheat production industry. We urgently need to change this situation.The purpose of my research is to change the current situatio
4、n in China and to solve the problem of insufficient utilization and extremely serious waste in the wheat production process in China.I through watching the somebody elses equipment operation process, as well as the operating principle, read some data, studies some problems thoroughly, boldly conceiv
5、ed of the device, about the equipment, Im better than the original equipment added a outlet, this can be a filtering first pass starch can be recycled, and protect the environment. At the same time the introduction of a large majority of advanced equipment. This device greatly simplifies the current
6、 problems, greatly reduce waste, and enable Chinas wheat production industry to make further progress. This shows that our machinery is still not perfect, we need to find, to innovate, to study, change the inherent way of thinking, to accept new things.Key words: innovation; mechanical circulation;
7、environment前言:本科机械专业即将结束,毕业设计是验证我们是否有资格步入社会的必要条件。我们通过将大学里面所学到的理论跟实习的实践相结合,更好的理解了从研究到设计到产品的生产。毕业设计既能够锻炼我们大学所学到的理论知识和实习时的实践,又提高了我们发现、研究、分析、解决问题的能力。毕业设计使我们有了独立的思考,创新,执行能力,同时也加深了我们对理论和实践必须结合的认知,并加以应用。毕业设计的的内容包括查阅文献,撰写报告,确定方案,确定结构,绘制图纸,精确修改,毕业答辩等。毕业设计是学生逐步掌握所学的基本方法,接受特殊的实际训练。培养大学生将理论与实践相结合的能力是毕业设计的基本初衷。本
8、次毕业设计的目的是掌握设计机械设备。利用我们在过去四年里所学到的专业知识,把它与真正的设备结合起来,是我们研究的最终目标。有了这次毕业设计的锻炼,我们能够不断创新,使中国的建造业能有所上升。该产品用于湿面筋脱水。利用该设备,在生产过程中和表面后与小麦麸质分离的湿面筋可以完全脱水。通过干燥的方法来使面筋变成谷蛋白粉,并且可以回收B淀粉。在理解和掌握使用脱水机的基础上。针对国内外面筋脱水机淀粉浪费严重,无法实现回收的问题,我增加了一个出水口。达到改变生活环境和提高产品的生产效益的目的。该产品具有运行安全,功能优良,能够实现准确的定位等优点。2、方案论证对于小麦淀粉和麸质加工繁杂的问题,以及国内外设
9、备不完善问题。资金的昂贵和设备无法更好生产。淀粉和面筋生产过程无法完美的运转,形成了能源的浪费,进而降低生产率。该设备是我根据国内外脱水机的优缺点,加以改善,研读资料,所作出的大胆创新。小麦淀粉广泛应用在食品,造纸,纺织,石油,医药等行业。1:食品工业。主要用于薯片,冰激凌,面食,饼干等产品。并用于谷氨酸单钠、小麦粉、可食用纸、水解发酵工业产品。2.纺织业。小麦淀粉在纤维工业里有广泛的应用,特别是纺织、浆纱、后整理、染膏等行业。3:造纸工业。小麦淀粉大量用于造纸。主要用作粘合湿的部分、涂在表面用于润滑和制硬纸箱粘合剂。4:制药业。用于制造胶囊的糖衣和药丸的稀释。5:石油业。主要用于稠度稳定剂,
10、控制泥浆水分的流失。麸质粉是一种黄色粉末性物质,主要适用于微生物的培养,和发酵用培养基氮源。麸质粉相当于75%的蛋白粉,可以用作抗生素的生产使用,细度60目到80目以上。能够让面包在发酵后更加蓬松,具有粘性,弹性等特性。面筋粉,即谷脘粉,又称活性小麦。是将小麦中的非蛋白成分分离去除之后提取获得的,水合后具有高粘度的,高弹性的小麦面筋蛋白。具有很强的吸水性,粘弹性,粘附热凝性,并且具有清淡香醇味和带谷物口味等独特的物理性。食品工业通常用于制造方便面,面包,鱼肉制品面筋等饲料工业中,小麦的蛋白质含量高于玉米,能量略低于玉米,适口性强于玉米,其价值相当于玉米的100%到105%,作饲料时宜粗磨,以免
11、糊口。总之,面筋粉主要应用在面粉工业、面包工业、冷冻食品工业、肉类工业、饲料工业、化工等方面。虽然中国相较于其他国家,小麦占主要部分,年产量约为1亿吨,但小麦麸质粉的生产多年来一直没能够有显著的提高。因此,我国小麦加工技术不完善,没有特别大的生产模式。(二)小麦所能分解出的谷胺粉稠度较大,不能快速烘干,导致了生产的困难;(三)由于小麦加工技术的贫乏,加之生产过程中的艰难,导致淀粉无法再利用,对环境形成污染;(四)由于面筋粉为主的产品样数少,无法满足市场的需要,导致国内设备的技术停滞不前;这实际上导致了麸质粉加工技术的无法进步。近年来,人们对小麦淀粉的需求扩大,以及国家对于小麦生产工业的大力支持
12、,我国小麦面筋蛋白产业有了极大的发展。由于引进了大量先进的技术与工艺,我国的小麦深加工工艺迈出了巨大的一步。同时,一些较为正规,规模略大的工业进行了大量的投产。小麦淀粉残渣有了循环再利用的可能性。既节约了能源,又促进了该行业的快速发展。小麦面筋粉的生产工艺已经发展到目前为止。主要的加工技术如下:生产淀粉和面筋粉的方法具有以下特点:为了节省了对工艺设备投资,加快了马速,操作设备的时候要求尽可能的简易,平稳运行,原料选择为淀粉,需要建设工厂。碾磨车间,碾磨过程和面粉的面筋含量。淀粉的生产质量的影响因素有很多,燃烧后的无机物,砂粒的含量,淀粉在加工过程中的损耗,蛋白质在生产过程中的变性,细菌含量都是
13、因素,同时面筋的洗涤和沉淀不能持续的进行,人为操作难度较大。人的影响因素很多。沉淀池使用面积大,无法形成较低的沉淀物,生产消耗时间长,不符合现在的卫生规定,大量的水消耗,废水难以处理,综合下来成本也相对有所提高。面筋脱水机主要有间歇式面筋机、离心筛、沉淀池、三脚架离心机、淀粉气流干燥系统和面筋粉干燥系统等构成。在这些装置中,除了仍然使用纤维分离和干燥设备,其他所有其他设备都不在使用。因此,在未来的市场竞争中,先进技术与设备的先进占到了主流,必然会冲击国内外市场,引起轩然大波。为了发展我国小麦面筋面粉产业,必须进行设备的改进和技术的提高,使之能够进入国外市场,能够与国外的生产一较高下,若想改造工
14、艺,必须先确定要使用的工艺路线,判断可行性,然后设计出合适恰当的设备,设备的可行性决定来工艺进行的顺利性,各方面都需要提高改善,都是缺一不可的。因此,从另一方面看来,面筋淀粉工业的发展趋向决定了设备的先进程度。由于我国淀粉和谷粉生产规模较小,技术无法提升问题,提出了一系列的改进措施以及保持措施,改造国内的设备,将连续,高机械化,管道工艺取代原有的间歇,低机械化,开放工艺方式,即间歇式的Madingfa改良为连续式Madingfa。实现连续生产,管道生产,高度自动,低消耗,低能耗,成本小,高生产,高收益,高效率,风险低的目标。具体方法如下:在面筋分解过程中,不去采用手动的双Z刀面面机,而是采用双
15、轴自动挂面机。在淀粉分层清洗过程中,淘汰原来的沉淀池,采用蝶式分离机和卧式螺旋沉淀器;在面筋脱水过程中,取缔原有的人工离心机,改用卧式全自动脱水机。在纤维的分离和干燥过程中,基本保持不变。整个过程可分为五个操作:操作麸质分离;操作纤维分离;区分淀粉精粗制以及分级;操作淀粉干燥。其中,面筋脱水是面筋粉干燥前所最关键的一节,正是因为有了面筋脱水,才有了整个面筋粉生产。下面我们简要介绍湿面筋脱水步骤。湿面筋的脱水过程是通过高压泵的吸附力将湿面筋抽进脱水机里面,因为脱水机的变螺距特点,物料受到来自垂直的挤压作用以及水平的径向作用。高压挤压后,面筋和水被挤压在铰龙网壳的底部,落在筛网上,面筋沿着筛网落下
16、。面筋落入谷蛋白出口处,水通过筛子流入排水口(排水口的水中含有B-淀粉,可循环利用,水能再使用)。此时面筋脱水才算完成。而接下来就是面筋的干燥工序。目前国内部分脱水机处于落后状态,采用筛网简易粗略的脱水,但这种脱水方法并不是很有效。不利于下一道工序的生产。也有利用绞龙来挤压推动面筋。这样,功耗大,不能全面的利用资源。为此,我通过在变螺距绞车的绞车外壳底部钻个孔,将湿面筋和水从绞车中分离出来,在下筛网中分离出来。结构参照如下图示:主要结构主要由电机、连接器、水箱、绞车及其壳体、挂架等构成。3、计算部分3.1主轴直径的初步估算轴是机械的重要组成部分。它支持其他旋转部件的旋转并传递轴上的向应力,它连
17、接了轴承和大体的框架。所有的轴部件以轴为中心转动,也就是说成为了一个以轴为中心的轴动结合体系。弯矩和扭矩决定了主轴。因此,轴直径最初是通过弯曲合成扭矩来估计的。311初步估算轴径选择轴的材料为40Gr、经调制处理由机械设计便览 表45-1查得材料力学性能数据为毛坯直径(mm)硬度(HB)抗拉强度极限b (MPa)屈服点sMPa弯曲疲劳极限-1MPa扭转疲劳极限-1MPa101-300241-286686490343181根据表38.3-1公式初步算轴径,由于材料为40Cr,由表38.3-2轴的材料40Cr41Cr18Ni9Ti/N mm-240-5215-25A100.7-98148-125注
18、意:当弯矩作用比较小或仅受扭矩作用的时候,与A成反比。因此,如果脱水机选择a=99_uu20,它将得到=46.7mm为了降低生产成本和便于机器运行,最初的设计采用了空心轴法。内、外径比为1:1.25。由机械零件设计手册 第13章表3.13-29空心轴计算系数b轴内径/轴外径1/4 1/3 1/2 1/1.6 1/1.4 1/1.25b0.99610.98770.93750.8470.730.59空心轴应当是实际传输功率P除以上述公式中的空心轴计算系数bd=79.1mm根据上述公式,在不考虑键槽对轴强度影响的情况下,计算出轴的直径。如果键槽打开,轴的直径增加4%5%。d=82.3-83.0mm因
19、此主轴的直径取内径为80毫米,外径为100毫米,。312轴上受力分析轴传递的转矩T1T1=1.2x9550x11/105( Nm)=1200Nm确定螺旋钻主轴上的圆周力:由于湿面筋是固态和液态混合的蛋白质凝结物的假塑性流体,所以湿面筋的受力无法确定。这些数据是从实验中获得的。根据数据,湿面筋的最大受力约为500N。叶片轴向力的确定:叶片所受周力的合力为0。313主轴的设计计算及校核估算轴径按许用应力计算:材料选用45钢。A取值 110粉碎机功率 P = 100 kw ; n = 1000 r/min;轴需要打开钥匙槽,轴直径增加10;得 d 56.17粉碎机轴径需要乘以危险系数 2确定最小轴径
20、为d =112根据轴所需的结构,轴的草图如下所示:垂直平面受力简图Mn 打板的密度为 7.81 克/ . 体积为 :2524.270重量 G = mg = 7.81x x2.52427x9.8 = 193.203 N ;打板数量为 30 ; 总重量为 = 5790 N转矩 T = 1050500N圆周力 =计算垂直面支撑反力得到:= 10871 N= 5081 N水平平面受力简图计算水平面支撑反力作用在轴上得压力 62254.5N得到:= 102910.5 N= 40656 N弯矩图垂直面弯矩图水平面弯矩图合成弯矩M许用应力应力校正系数转矩 T = 1050500N当量转矩在最小轴径中间截面出
21、校核轴径计算危险截面轴的直径轴的最小轴径取的是d=112mm轴径合格结论:此轴的强度和刚度正好适合轴主要校核它的扭转切应力max=T/2R0xR0=1200/2x3.14x45x10=700.7N查40Cr的基本数据最大扭转切应力为:1250N, max=700.71250所以,扭转强度符合要求.3.2滚动轴承的选择及校核计算滚动轴承的计算准则只有对轴承的磨损,疲劳断裂等不稳定因素的计算之后,才能确定轴承尺寸。正常工作状态下的滚动轴承,法向和切向载荷重复作用在摩擦材料使用寿命计算和静强度计算是需要的;而摆动幅度较小和运行速率较低的轴承,进行静强度计算;粘着磨损是引起高速轴承最突出的矛盾。除了寿
22、命计算之外,还验证极限速度。其他,应突出留意轴承连接设计的适当结构,以及缝隙间的密封,表面的光滑,这对保障轴承的运作起着相当大的作用。滚动轴承有三个根本功能参数,与主要失效形式相对应。满足一定疲劳寿命要求的基本额定动力载荷(轴向或径向),满足一定静力要求的基本额定静载荷(轴向或径向),限制速度n0。滚动轴承的选择及校核根据设计好轴的尺寸和要求,根据轴的最小直径决定所用的轴承。下面是轴承31328的选择以供验证。通过翻阅资料了解到31328的功能参数:极限转速:滚动轴承开始估计使用寿命的期望值:每天工作8小时,适用于多数机器,如机床,建筑机械,印刷机械,离心机等。预期使用寿命这台机器是20000
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