1、精品文檔滾筒分級機的設計學生姓名：學 號：指導教師：楊宏志專 業：10級食品科學與工程黑八一虞塞大考中國大慶2012年11月1歡在下載精品文檔6歡迎下載 。1.前1.1源 .1.21.3國內外的勢 發展趨計來計目義 2. 滾 筒 分 級 機 結 構 形 式 與 方 案擇 2.1 滾筒的設計理 2.2 滾 筒 分 級 機 的 主 要 結構 3. 滾 筒 分 級 機 工 作部件參數計3.1設計數 3.2滾筒孔眼定 總數確3.3滾筒長度與直徑的計3.4直徑與長度比例核 校3.5有效面積系數的算 計3.6滾筒轉速的算 計3.7滾筒功率的算 計3.8 電機功率計算4. 電機功率的定 選5.結語 束設計說

2、書 明1.設計參數的定 確2.生產能力的算 計3. 滾 筒 長 度 與 直 徑 的 計4.5.6.7. 電機功率計算參考文獻 1 前言1.1 設計來源滾筒式分級機作為一種食品分選機，在果蔬的選擇過程中被很好的應運，各種果實由于大小，質量，色澤，形狀，成熟度，病蟲害等程度均不一樣，可根據商品要求的規定標準，利用滾筒分級機對其進行分選。滾筒式分級, 工作時番茄在滾筒內表面或外表面運動, 由于番茄與滾筒表面的相對運動較小, 番茄間不易發生撞擊, 損傷很小. 此法適應于球形和近似球形物料的分級, 從結構上易實現, 成本較低, 分級精度高, 效率高 , 在國內外應用較廣。番茄滾筒分級機主要部件為傾斜度為

3、35°左右安裝的圓筒篩，篩網用不銹鋼板沖孔制成, 孔徑由小到大自圓筒篩的高端向低端排列。隨圓筒篩的旋轉獷番茄逐級由小到大從篩孔中漏出, 特大番茄則從圓筒篩末端滾出。1.2 設計目的和意義（ 1）理論聯系實踐的設計思想，訓練綜合運用食品機械與設備和有關選修課程的理論，結合生產實際情況，分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關食品機械與設備設計、選型和校核計算等方面的知識；（ 2） 培養學生對過程工程設計的技能以及獨立分析問題、解決問題的能力。樹立正確的設計思想，重點掌握所設計設備地工作原理、結構和動力計算特點，為今后的實際工作奠定基礎。（ 3）進行設計基礎技能的訓練，例如查閱

4、設計資料（手冊、標準和規范）、計算、 運用以及使用經驗數據進行檢驗估算和處理數據的能力，進一步培養學生的計算機編程能力和編寫設計說明書的基本技能，完成作為工程設計人員在機械設計方面所必備的設計能力的訓練。（ 4）針對大小不同的番茄，用分級機分成若干等級，是大小整齊劃一。若將番茄按大小分級裝箱，既可適應不同層次的要求并可增加番茄商品價值, 又可避免在銷售中因挑選而造成傷害。目前我國大部分地區仍然采用手工分級, 工人勞動強度大, 分級精度不高和效率低, 因此對番茄分級是及時而必要的, 同時為進一步開發研制番茄分級機奠定理論基礎。滾筒式分級機可以設計一系列篩筒，在同一系列中，可包括圓孔、平面長孔、帶

5、波紋形長孔、凹窩形圓孔、錐形孔等不同形式的篩筒，可滿足不同的分級需要，實現粗糙、精選并適應不同的物料要求實現一機多用。1.3 國內外的發展趨勢滾筒分級機雖然體積較龐大, 占地較多, 但因其具有生產能力較高, 分級質量較好 , 番茄機械傷較小、一傳動平穩, 噪音較低和便于操作等特點, 在罐頭食品廠得到廣泛應用。我國早些年曾引進美國和日本等公司的柑桔保鮮分級生產線，主要是采用質量和孔徑分級形式。其后， 經國內科技人員消化吸收，國產的滾筒式柑桔等保鮮分級生產線開始普及。但是， 對于運用光幕測量技術或電子掃描分辨技術等新型的水果分級分質設備，目前國內還沒有成熟產品。現在， 一種更先進更理想的分級分質技

6、術已經在上述國外公司應用運用光幕測量技術或電子掃描分辨技術等新型的水果分級分質設備。通過光幕檢測運行中的果品，采集其外形尺寸，經中央處理器運算，與設定分級尺寸比較后發出指令， 驅動選別機構動作，將果品撥送至合適的級別行列。采用電子掃描分辨等計算機視覺處理系統，能對顏色、形態各異的果蔬進行識別，對果蔬表皮的瑕疵進行分選，從而實現在線分級分質。這是一種集光、機、電及編程運算的智能化機型。 這種分級分質技術較之傳統的孔徑和質量分級方式，是一個質的飛躍，因為它實現了非接觸式的分級分質形式，精確、高速。2 滾筒分級機結構形式與方案的選擇2.1 滾筒的設計原理滾筒分為若干組，組數為所需分級數目減1，滾筒上

7、有很多小孔，各組小孔孔徑不同，而同一組中孔徑相同。從物料進口至出口，后組的孔徑比前組大，工作時， 被篩選的物料由喂入裝置進入篩筒內，沿著旋轉篩筒的內壁上升，當上升至一定高度后松散落下。如此反復，連續進入篩筒內的物料受壓力和松散性的作用， 逐步向篩筒另一端的出口移動。在這個過程中，小篩孔的物料通過篩孔漏出， 被置在篩筒下部的出料口，然后排出。大于篩孔的物料隨著篩筒轉動被代送到另一端，經篩選后被分離出去，從而完成分選作業。精品文檔2.2 滾筒分級機的主要結構滾筒它是一個帶孔的轉筒，轉筒按分級的需要設計成幾段。各段的孔徑不同而同一段的孔徑相同。進口端的孔徑最小， 出口端最大。滾筒常用厚度為1.52.

8、0mm的不銹鋼板沖孔 后卷成圓柱篩。支撐裝置它有滾圈、摩擦輪、機架組成。收集料斗收集料斗設在滾筒下面，料斗數目與分級的數目相同。傳動裝置目前廣泛應用的是摩擦輪傳動。清篩裝置 裝置清篩裝置，為了保證物料按相應的孔徑流出。3滾筒分級機工作部件參數計算.3.1 設計參數分級所依據的物料為地產番茄，為便于番茄銷售與加工，番茄按直徑進行 分級。隨機抽取50顆番茄，測得長度總體樣本分布區間6-12;長度在范圍內 的顆粒數占總數的99%根據這種分布，并且盡可能避免后續加工的麻煩，按番 茄直徑進行分級，可將滾筒分成3級，物料分成四級，即物料第一級長度為d< 7cm,第二級長度區間7cm<d<

9、9cm,第三級長度區間為9cm< d< 11cm,最后從 滾筒中落下最后的是d>11cm所以第一級篩孔直徑 7cm,第二級9cm,第三級 11cm,該設計的生產能力設為 2t/h 滾通傾斜角度5-10 滾筒直徑與長度之 比為1:4-6 滾筒上的篩孔排列用正三角形排列.滾筒的轉速15-20轉/分。但 一般不超過30轉/分為宜.3.2 滾筒孔眼總數確定每個物料的重量約為100g,生產能力為2t/h ,入=2.0%根據Z2.5%;3600 Zm G -1000 1000滾筒上孔眼總數入 在同一秒內從篩孔中掉下物料的系數，滾筒式可取 1.0 m 粒物料平均質量（克）得到滾筒上孔眼z=

10、30G1000 1000 2278（個）3600 m 3600 2.0% 1003.3 滾筒長度與直徑的計算把滾筒展開成平面則：每級孔數二排數x每排孔數；每級長度二（每級篩孔直徑X每排孔數）+ （篩孔間隙X各排孔數）； 滾筒的圓周長度=（排數X各級孔徑）+ （排數X孔隙）設每節滾筒的長度為Li:滾筒的直徑為Di:孔間距為ci：篩孔直徑為di： 每級滾筒上有 xi排，每排有y.7L; （Ci=0.3di；d 1=7;d2=9;d3=11）單位cm則 Zi xyDi diX ex di c xLi di Yi cV、di Ci Yi此設計中i可取的值是1、2、3首先根據上式對第一級滾筒的長度和直徑

11、進行計算Didi ci x xil1di Ci Yi YiDiXi由上式得liYi由于滾筒直徑與長度的比值為i:4-6,所以1 R -2 li 4因止匕得至lj i.52yl Xi 2.36yl，因此取得 x 2yl令2產270（個）則 Xi 2yl x1yl=270 （個）解彳導Yi=ii （個）；Yi=22 （個）；所以7=242（個） x1D xidi Ci 22 7 0.3 764cmI 3,i4II di ci yi 7 0.3 7 ii 100cm同理對第二級滾筒的長度和直徑進行計算令 Z2=170（個）則 X2 2y2 X2y2=170（個）解得 y2 =9 （個）； x=18

12、（個）；所以 Z2=162（個）_ d2 C2 X29 9 0.318D2八 67 cm2 3.1412 d2 c y2 9 9 0.3 9 105cm同理對第三級滾筒的長度和直徑進行計算Z3=70（個）則X3 2 y3 X3Y3=70（個）解得 y3=6 （個）；x3=12 （個）；所以 Z3=72 （個）D3d3 C3 X33.1411 11 0.3 12 55 cm3.1413 d3 C3 V311 11 0.3 6 86cm根據以上計算總計各個數據見下表表1級數長度L(cm)直徑D (cm)孑L問 距 c(cm)孔直徑d （cm）個數 y （個）排數X （個）孔數Z （個）110064

13、2.1711222422105672.79918162386553.311612723.4直徑與長度比例校核從理論上講，每級的孔數之和應等于總孔數，每級長度之和就是所設計滾筒 的總長度，但這樣計算出的滾筒直徑各級都不相同，滾筒無法連接，因此，一般是 取滾筒中最大的直徑，其它各級直徑增大后可適當增加塞孔或把孔間距適當增大 經計算得到的直徑取最大的D=67cm對第一級和第三級直徑與長度比例校核計算。對第一級的直徑和長度校核D1 x1 22T 67cm 解得。=2.6 cml1 d1 c y17 2.6 11 106 cm對第三級的直徑和長度校核D3d3 C X33.1411 c33.141267

14、cm解得 c3 =6.5 cm13 d3 c3 y3 11 6.5 6 105 cm這里我們把第一級孔間距和第三級的孔間距分別增加到2.6 cm和6.5cm,這樣使得三級滾筒的半徑相同便于連接.校核后的數據整理作表如下:表2級數長度L(cm)直徑D(cm)孔間距c（cm）孔直徑d （cm）個數 y （個）排數X （個）孔數Z （個）1106672.6711222422105672.799181623105676.51161272校正后計算出滾筒的總長度L=11 12 13 106 105 105 316 cm11歡在下載D/L=67/316=0.212 在范圍(-1)內64Z Z1 Z2 Z3

15、 242 162 70 474 (個)利用校核后的數據，我們從新對分級機的生產能力進行計算3600 Zm _36001000 1000 1000 10002.0% 474 1003.4t/h3.5有效面積系數的計算根據上面數據由有效面積系數的公式計算有效面積系數d24（d M）設M=0.3d,根據生產經驗，一般有效面積系數取0.50.60.5s=$23.14d4(d 0.3d)23.6滾筒轉速的計算滾筒的轉速直接影響生產能力和分級效率.由于滾筒的傾角很小，可近似看 作水平。當物料與滾筒一起回轉時，其受力情況如圖.個分力，前者分力要推動物料從篩面向下滑動， 后者則把物料朝篩面上壓緊而在物料運動時

16、和離心力一起產生摩擦力f:T f (cos B +C)式中 f 一物料對篩面的摩擦系數由于T的存在使物料沿篩面向上運動。物料受到的離心力 C為:2mvRGV2gR式中：m物料B的質量（公斤）G物料B的重力（牛）g 重力加速度（米/秒2）R滾筒白內半徑（米）v 物料B運動的線速度（米/秒）2 Rn Rn6030v 精品文檔式中n 滾筒轉數轉/分2Rn由上面兩式得：c G 一30_ G_Rn_ GR_n_ （N）g R900g900當物料B沿滾筒切線方向的重力分力 Gsin B等于或大于摩擦力T時，即開 始向下滑動，此時亦即物料 B處于滾筒內表面的最高點。即：Gsin p - f（Gcos B+C

17、）=0時物料B處于最高點。將f=tg小（小為摩擦角）代入上式并通過三角2R式簡化可得：Sin （B-（|） =n一sin小90012-17R物料開角B應稍大于物料對篩面的摩擦角小5100才能正常運轉。即B 一小=510°,在此設計中f =0.7 , 4=35°考慮到每節滾筒的內徑不同，由于滾筒工作時，每節滾筒的角速度是相等的, 因此，應選用一個角度大的即半徑小的滾筒內經來計算。選第二級內經，半徑 R=0.34 m 貝 U12171217，一n -= 3 21 29 r/min在此設計中取 n=25.、R 585.1 103.7滾筒功率的計算對于摩擦傳動來說，其功率可有下面公

18、式求得. N Rnm 13m2 g :60式中：R滾筒內半徑，mN滾筒轉速，r/min 傳動效率，取 0.60.7m1滾筒本身質量，Kgm2 滾筒內原料質量，Kgm產"丫式中：F滾筒表面積，m2 滾筒材料厚度，mt 一月取1.5mm 2.0mm 滾筒材料密度，Kg/m32m2R L 1式中：L滾筒長度，m1 番茄密度，kg/ m3?物料在滾筒中的充填系數，一般為 0.050.10 由上面公式依次代數最后可求得滾筒的功率F=兀 DL=3.14X67X 316X 10-4=6.6 m26 =2mm=0.002m一33r=7.9 10 kg優3m1=F6 r=6.6 X 0.002 X 7

19、.9 10 =104 kg33r1 0.59 10 對 mL=316cm=3.16m=0.06_ _ _3_ _ _ 一 一m2 3.14 0.11 3.16 0.59 10 0.06 39kg根據上面所求得的數據代入滾筒功率計算公式Rnm 13m2 g 0.34 25 9.81 (104 13 39)NI2I3V V6060 0.73.8電機功率計算N總KN電動機功率式中：K 功率備用系數，一般為1.21.4 ,取K 1.3;一般取 0.941213N總=1.3 1213 1677W 取 2=1.6 KW 0.94查表選擇的電動機機型為：型號 Y90S-2,額定功率1.5kW,滿載時轉速 2

20、840r/min 一電流3.4 A,效率78.0%,功率因數0.85 ,額定電流7.0A,額定轉 矩2.2 ,馬力2hp,質量22kg。4電機功率的選定查相關資料，電機的相關規格有型號TYPE功率 Outpu t (kw)馬 力 hp電流 curr ent(A)轉速 speed (r/min)效率 Effic iency ? (%)功率因數Power Factor (cos 小)堵轉轉 矩 額定轉 矩 LRTRLT堵轉電 流 額定電 流 LRTRLT重量Weih g(kg )Y80M0.7511.8282575.00.842.26.5171欺速下載精品文檔1-2Y80M 2-21.11.52.

21、5282577.00.862.27.018Y90S-21.523.4284078.00.852.27.022Y90L-22.234.8284080.50.862.27.027Y100L-2346.4288082.00.872.27.037Y112M-245.58.2289085.50.872.07.046Y132S1-25.57.511290085.50.882.07.068Y132S2-27.51015290086.20.882.07.074Y160M1-2111521.8293087.20.882.07.0116根據查得的資料可以看到 Y90S-2才可以滿足要求，所以選擇該型號 5結束語通

22、過這次食品機械課程設計，讓我鞏固了許多的知識，同時獲得了以前為涉 略的問題和知識點及相關運算公式等。通過做計算校核數據，使我做事更加細心認真了；通過找其他同學幫忙畫CAD0圖圖，使我對計算機的一個制圖軟件略 有領會；通過使用CNKI平臺查閱各種不同的文獻，讓我找到了另一個學習的平 臺一網絡，更讓我深刻了解到知識是無窮無盡的； 而且在這次設計中我還感受到 互幫互助團結一致的重要性，在我完成這份設計書的時候，內心充滿了感謝。在 此特別感謝老師以前的教導，讓我有了基礎；感謝我們的指導老師一一楊老師耐心的指導；感謝同學們的幫助，感謝網絡為我們提供了廣大的知識平臺。 有了你 們，才有了這份讓我自己滿意的

23、設計書，真的謝謝了此次設計中我最大的感受就 是：我還有太多太多的知識需要去探索， 去學習。在今后的學習和生活中我需要 更加勤奮好學，努力掌握更多的知識來豐富自己。設計說明書1設計參數的確定滾通傾斜角度5-10滾筒直徑與長度之比為1:4-6滾筒上的篩孔排列用正三角形排列.滾筒的轉速15-20轉/分。但一般不超過30轉/分為宜.2生產能力的計算c 3600 ZmG 1000 1000Z 滾筒上孔眼總數入一一在同一秒內從篩孔中掉下物料的系數，滾筒式可取1.0 2.5%;m 一一 粒物料平均質量（克）3滾筒長度與直徑的計算把滾筒展開成平面則：級孔數二排數x每排孔數；每級長度二（每級篩孔直徑X每排孔數）

24、+（篩孔間隙X各排孔數）；滾筒的圓周長度=（排數X各級孔徑）+ （排數X孔隙）設每節滾筒的長度為Li：滾筒的直徑為Di：孔間距為0：篩孔直徑為di： 每級滾筒上有xi排，每排有yi孔；Zi xiyiDi dixi cixidi ci xili di yi ci yidi ci yi4有效面積系數的計算根據有效面積系數公式計算有效面積系數S «4（d M ）設M=0.3d,根據生產經驗，一月有效面積系數取 0.50.622c d23.14d2S=24(d M) 4(d 0.3d)5滾筒轉數的確定對滾筒內的物料受力分析17欠0迎下載摩擦力T f (cos B +C)精品文檔式中f 一物料對篩面的摩擦系數由于T的存在使物料沿篩面向上運動。物料受到的離心力 C為:，¥ Gv2式中：m物料B的質量（公斤）G物料B的重力（牛）g 重力加速度（米/秒2）R滾筒白內半徑（米）v物料B運動的線速度（米/秒）2 Rnv -式中n滾筒轉數60轉/分Rn30(m/s)15欠°迎下載Rn由上面兩式得：c30RRn gr n900g900(N)當物料B沿滾筒切線方向的重力分力 Gsin B等于或大于摩擦力T時，即開 始向下滑動，此時亦即物料 B處于滾筒內表面的最高點。即：Gsin p - f（Gcos B+C）=0時物料B處于最高點。將f=tg小（小為摩擦角）代入上式并通過