环模颗粒挤压机的设计

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环模颗粒挤压机的设计

作者：xxx 指导教师：xxx

（xxx大学工学院 11机制 合肥230036）

下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于

学习交流，不可用于商业活动。另外：有需要电子档的同学可以加我2353118036，我保留着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建设社会主义和谐社会。

摘要：环模制粒机是国内外应用最广泛的硬颗粒饲料制粒设备。环模制粒机的主要构成部件是由待螺旋给料器、压粒器、电机和减速传动装置。这篇文章介绍了制粒机的形式和发展过程，比较不同制粒机的不同之处，从而得到环模制粒机具有成型好、制粒效率高的特点。详细分析环模制粒机的工作组成部件，包括了调质器和制（压）粒器。其次在对环模制粒机的电动机和传动机构进行分析和处理，最后在对环模制粒机的使用方法以及后续的维护进行探索。

重点对制粒系统中的物料在压粒过程中受力情况及物料在环模中的高度对效率的影响。最后一步程序是在相关的资料和文献查找下，对环模和压辊、调质器和轴以及螺旋给料器等部件来进行分析计算。得出数据后使用相关的软件进行齿轮的轴向力和径向力的计算，然后在进行弯曲变形的强度校核。最后根据数据来设计环模制粒机的整体结构。利用软件对设计出的环模制粒机进行装配，得出各个零部件的CAD图纸及装配图。 关键词：压模、 压辊、 模辊间隙

1引言

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中国是农业大国，农业和养殖业是国民经济的基础。而且我国的正在蓬勃发展的企业是饲料行业，在饲料生产加工所做出巨大的贡献对于我国的畜牧养殖业。而且饲料行业的发展和技术的更新对我国以后的农业经济发展有巨大的推动作用。饲料工业的快速发展需要先进的饲料机械技术作为支持，所以研发先进的机械产品至关重要。

制粒机的种类和型号很多，在饲料工业的生产过程中，制粒机是其主要生产工具而且大方面的增加了饲料产量，制粒机在饲料生产占据了非常重要的地位。压粒机广泛用来将食品和饲料挤压成球形或圆柱形颗粒。根据压粒工作部件的不同结构特点，可将压粒机分为以下四种型式。 1、 齿轮啮合压粒机 2、 螺旋式压粒机 3、 窝眼辊式压粒机

4、 压辊式压粒机。此压辊式压粒机是根据压模的形状来划分型号的，可 以分为环模式和平模式。此制粒机的使用大多用在饲料工业和畜牧业的颗粒加工。其中环模式制粒机的应用最为广泛。

2 环模制粒机的结构形式和工作原理

2.1 设计的已知数据

生产率 Q=3000-5000kg/h 环模主轴转速 n=240r/min 环模内径 d内=340mm 环模孔径 d1=3或5 压辊直径 d=140mm 压轮数 n=2

2.2 环模制粒机的结构形式：

环模式制粒机的组成部件是由螺旋给料器和待制粒仓和压粒器和调质器以及电机减速配置。

2.3 环模制粒机的工作原理：

环模式制粒机工作的原理是：在环模制粒机工作运行时，在制粒机的输送装置工作下，物料会通过输送装置的运送作用下，通过待制粒仓，然后会进入调制器中进行调制处理。在此过程中，物料和一起随物料加入的蜜糖或者通入蒸汽或者随物料一起加入油脂，其次它们之间会在待制粒仓中进行混合处理。处理的过

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程可以通过搅拌来实现。然后物料会经过调质处理，在调质的过程中物料调质处理的方法有湿热处理。经过上述步奏后，物料会通过其他输送装置进入压粒器中来进行下一步的操作。当物料进入压粒器后，物料会在环模中旋转。而且物料会受到离心力。最后，物料经过调质处理会均匀地分到模辊之间。在模辊之间，物料会在模辊的旋转下受到挤压和塞入。在物料的生产最后阶段，物料的的形状在模孔的挤压下会变成一条条形状的类型。由于压模外侧安装的切刀的长度是固定长度的，物料在产生生产结束后。物料会在相对应的切刀长度切割工作下变成一根根长度相对应的物料颗粒。

3 电动机的选取

计算主电机功率P

根据文献资料和相关生活经验可以得到，制粒产量(按国家配方和5mm小孔为准)与制粒的吨料电耗指标。即可粗算出主电机功率p，一般按国家标准取吨料电耗为10kw/h，则主电机功率计算式为：P=产量?吨料电耗=Q?K= 2.2kw。 本设计中产量最大值为1吨，则P=1*10=10（kw） 取标准电机功率：11kw。

直流电动机工作时需要以直流电源为必要条件。而且电动机的结构复杂，在电动机损坏维修时需要费用高。所以没有特殊要求时不宜采用。

在制粒机顶上端的螺旋给料器是根据制粒机的产量多少来进行调节物料的传输量。因此，该输送机要求变速，可以用变频调速电机来实现，电机和螺旋轴的之间采用联轴器衔接。

在上述设计中可以知道给料器的转速在0~150r/min,调速电机的功率是0.55KW。查找相关的型号，可以选取变频调速电机：YVP80M1-4，它转矩是3.5N·m,

J30?132而联轴器的型号是：GY81 。

J170?132当前情景下制粒机传动装置有2种：齿轮式传动；皮带传动。皮带传动制粒机是以主电动机作为输出动力，经过皮带轮减速来带动环模的旋转。另外一种齿轮式制粒机是以主电机做输出动力，在经过联轴器，最后使齿轮和电动机实现同轴运动。

4 传动装置的总体设计

4.1 带传动的设计

4.1.1.总传动比的分配：i总=i0?i1=6.08,其中i0表示V带传动比，i1表示减速器齿轮传动比，为使V带传动外廓尺寸不致过大，初取i0=2.03。 4.1.2.定V带型号和带轮直径

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在相关的经验和资料的查找下，电动机的原始功率是P=2.2KW。电动机Y型号在国际上广泛用于电压是380V没特殊要求的机械（机床、农业机械）上。所以选取电动机型号为：Y132S-8。 1 计算功率 Pca

查找资料得出工作系数K=1.2，因此 Pca=KP=1.2×2.2=2.64KW 2 计算小带轮的转速n1

查找文献，选用A型V带。选择小带轮的基准直径dd1=90mm。

带速 v??dd1n160?1000???90?71060?1000?3.35m/s

传动比 i?n1710??2.03 n2350 3 大带轮的直径计算

dd2?idd1?2.03?90?182.7mm≈180mm 4

根据式0.7(dd1?dd2)?a0?2(dd1?dd2)，中心距a0?230mm

(dd2?dd1)2 Ld0?2a0?(dd1?dd2)?24a0?得Ld0?892.7mm，选取带的基准长度Ld?890mm

5、按公式

(L?Ld0) a?a0?d2求得实际中心距a?229mm，中心距的变化范围为216~256mm 6、小带轮的包角

?1?180?(dd2?dd1)57.3?157.48?120 a由dd1?90mm和n1?710r/min，查阅机械设计手册得P0?0.62kW。 根据n1?710r/min，i?2和A型带，查阅机械设计手册得?P0?0.09kW。 查表得K??0.93，得KL?0.99，于是

Pr?(P0??P0)K?KL?0.65kW

带的根数

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z?Pca2.64??4 Pr0.65

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7、计算单根V带的初拉力的最小值

查表可知A型带的单位长度质量q?0.1kg/m，初拉力为：

(2.5?K?)Pca?qv2?151.37N

K?zv?F0?min?500应使带的实际初拉力F0??F0?min。 8、计算压轴力Fp 压轴力的最小值为

?Fp?min?2z?F0?minsin?12?2?4?151.37?sin157.48?1187.65N 24.2 齿轮的设计

在齿轮传动过程中，齿轮的大小和尺寸没有过多的要求和限制。所以在选取小齿轮的时候小齿轮的材料会选取40cr,小齿轮的硬度的选取一般会按照一定的规律。小齿轮的硬度一般选取260HB。同样，在大齿轮的选取过程中也是按照这种方法，所以大齿轮选取45钢，大齿轮的处理一般是调质处理。

下面是齿面接触疲劳强度的计算。传动装置齿轮的传动比I=6.08/2.03?3。 名义功率=11*0.95=10.45 则：T1?9.55*106取齿宽系数Φ

P10.45

=9.55*106*=136708.9N.mm n11460

d=1.0

得： 接触疲劳极限 ?Hlim1=710MPa

Hlim2=580MPa

?初步计算的许用接触应力[? [? [?取A

dH] H1]=0.9?H2]=0.9?Hlim1=0.9*710=639MPa Hlim2=0.9*560=522MPa

=82

初步计算小齿轮直径d1

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