滚筒干燥机毕业设计方案.doc

目录1、绪论.3 1.1干燥设备概况.41.2滚筒干燥机工作原理和特点.51.3本课题设计目和重要内容.61.4设计进度安排62、设计计算书.72.1已知参数.7 2.2总体方案拟定72.2.1单位时间量.72.2.2物料吸热计算.82.2.3蒸汽管径计算.82.2.4加热面积计算.92.3筒体参数拟定.10 2.4传动部件设计102.4.1功率计算.112.4.2减速机选型.112.4.3齿轮计算.12.9.5.2.4.4滚轮部装计算.142.4.5挡轮部装计算.173、滚圈构造设计19 4、进料绞龙设计215、设备安装和调试23 6、也许故障现象和解决方案23 7、设备维护和保养24结束语25道谢26参照文献271.绪论油脂与粮食同为人类最基本生活必须品。油脂制取技术、加工技术、工艺流程、质量检测、包装储藏、生产管理是油脂生产全程中最为核心环节。在植物油脂加工过程中,油料在预解决阶段非常核心,国内油厂普遍采用软化环节和专门软化装置-滚筒软化干燥机(softening kettle).但是当前某些油厂特别是中小油厂,对该工艺及设备计算熟悉限度局限性,因此,对此工艺研究计算就显得颇为重要。油料加工过程中，软化是一道核心工序。软化是调节油料水分和温度，使其变软、改进其弹塑性工序，重要用于含油量低大豆、含水量低菜耔，和含壳棉仁等。为了达到所需软化效果，各厂家研究出各种各样软化设备，当前软化设备归结起来重要有3大类：第1类为软化箱，该类型设备由于缺陷太多，已经淡出市场；第2类为立式滚筒软化干燥机，该类型设备由于消耗动力高，制造及维修复杂，存在死角等问题已逐渐被其她产品取而代之；第3类为卧式滚筒软化干燥机，该类型设备最突出长处为消耗动力低，是立式滚筒软化干燥机消耗动力1614。油脂生产蓬勃发展，竞争更加激烈，对油脂工艺规定越来越高。更合理高效设备不断涌现，同步原有设备更新换代周期不断缩短。本课题所设计软化滚筒干燥机就是对原有类似设备加以改进，并形成系列化产品。1.1. 干燥设备概况干燥技术应用，在国内具备十分悠久历史。闻名于世造纸技术，就有干燥技术应用。干燥设备广泛应用于化工、食品、粮油、饲料等工业，中华人民共和国当代干燥技术是从20 世纪50年代逐渐发展起来，迄今对于惯用干燥设备，如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥等设备，国内均能生产供应市场，对于某些较新型干燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也都已开发研究，有已工业化应用。国内当代干燥技术获得成绩是国内有关科研人员和公司界共同努力成果，虽然获得了不少可喜成果，但是公司间竞争尚不规范阻碍了干燥技术健康发展，诸多成果尚未能转化为生产力，使公司产品得不到更新。干燥技术研究既要研究不同物料干燥性能，也要研究各种节能高效新型干燥设备，以及一定物料在某种干燥设备中合理操作参数。人们始终但愿通过干燥理论研究建立干燥模型，以期在计算机上获得最佳成果。遗憾是，直到今天，对于大多数干燥操作，在无经验状况下，只能通过实验获得有关数据，来指引生产实践。干燥技术有三项目的是业界公认，即干燥操作要保证产品质量、干燥作业对环境不导致污染、干燥节能研究。干燥也是一种能耗较大单元操作，直接决定着产品质量，特别是高性能材料生产，对干燥操作有着更高规定。针对这些问题，近些年来，干燥技术领域浮现了某些创新成果。为了节能以及生产附加值高产品、解决干燥过程中浮现问题，需要结合现存各种有效干燥技术，或者研究开发特殊干燥技术和新型干燥设备，同步也需要强化干燥过程中智能化控制。在油脂制取原料干燥上，当前国内此类干燥设备大某些是采用对流干燥技术,重要使用滚筒烘干机、流化床烘干机和塔式干燥机。简而言之，当前干燥技术发展总趋势为：a.干燥设备研制上向专业化、大型化、系列化和自动化发展；c.强化干燥过程；d. 采用新干燥办法和组合干燥办法；e.减少干燥过程中能量消耗；f.闭路循环干燥流程开发和应用；g.消除干燥过程导致公害问题。1.2. 滚筒干燥机工作原理和特点YRHW型卧式滚筒软化干燥机合用于501500吨/日榨油厂、浸出油厂，重要用于原料软化，提高原料塑性，使轧坯机轧出坯薄而不碎，从而提高蒸炒、压榨、浸出效果。该型滚筒软化干燥机还可用于饲料行业物料干燥。滚筒软化干燥机工作原理：物料通过进料口进入转筒内，随着转筒转动物料得到不断翻动，由于转筒内装有加热列管，列管里通有蒸汽，因而物料在随着转筒转动不断翻动同步，得到加热、软化。转筒带有进料端高、出料端低倾斜角，依照物料软化状况，通过调速装置调节转筒转速，可以控制物料在转筒内软化时间，使物料软化效果达到最佳状态。滚筒软化干燥机重要构造：YRHW型滚筒软化干燥机重要由带倾斜角底座板框、进料装置、带加热装置滚筒、支承架装置、电机调速装置、挡轮装置和齿圈传动装置等构成，重要构造参见图1-1。图1-1滚筒软化干燥机重要构造YRHW型卧式滚筒软化干燥机重要特点：1滚筒转动使物料翻动更加均匀没有死角，避免立式蒸炒锅死角导致物料焦糊现象，物料软化均匀透彻。2能量消耗大大减少，同样产量软化设备，YRHW型卧式滚筒软化干燥机仅为立式蒸炒锅装机功率十分之一左右，使生产成本大大减少。3与老式立式蒸炒锅相比，滚筒软化干燥机避免了刮刀和加热层磨损，因而设备使用寿命长，故障率低，维修费用少。4依照物料品种、性质不同，可随时调节物料在锅内软化时间。5由于其独特构造，同等解决量设备体积比立式蒸炒锅大为减少，在车间内布置更容易，占地面积减小，设备投资额也大为减少，特别是大吨位油料加工厂采用该设备意义更大。6在软化高水份物料同步能干燥物料，去水率最高可达2%3%。1.3 本课题设计目和重要内容本课题拟通过设计一种型号卧式滚筒软化干燥机，学习如何综合应用本专业知识进行资料查阅、方案拟定和设备详细设计，熟悉机械图样绘制办法，纯熟掌握计算机绘图技能。通过本次设计，提高分析问题、解决问题能力，培养认真、踏实、严谨工作作风。重要设计内容：设计YRHW型卧式滚筒软化干燥机系列中 YRHW180B 型，设计产量350 TPD（解决原料为破碎大豆），完毕整体构造、传动装置、筒体部装、底座装置等零部件设计、绘图，所有图纸均采用计算机绘图，总装还采用三维设计。1.4. 设计进度安排本设计总时间约12周，重要进度安排如下：时间安排完毕内容第34周调研、查资料、完毕毕业实习报告（调研报告）第57周总体方案拟定、系统总体设计第812周详细设计，编制设计阐明书，准备答辩2. 设计计算书2.1 已知参数YRHW180B型重要已知参数见表2-1。表2-1 已知参数表规格型号 YRHW180B生产能力 （T/D)350蒸汽压力 (MPa)0.4 进料温度 ( C) 20出料温度 (C) 80 蒸汽流速 (m/s )20 去水率3蒸汽密度(/) 2.12滚筒转速(r pm)142.2总体方案拟定 减速机选用摆线针轮减速机； 联轴器选用； 筒体设计； 传动方案设计与计算；计算内容计算成果2.2.1. 单位时间产量 W0W1000/24 41.67W=14584.5 Kg/h W0每小时产量 W日产量W350T/D 2.2.2. 物料吸热计算 QQ1Q2 Q1物料升温热量（KJ/h） Q2水分汽化热量（KJ/h） Q1W0Ct C物料比热，其中大豆比热 C=0.5 KJ/kgK t t2-t1 80-20 =60 Q1W00.560 30 W0 （KJ/kg） Q2mQ m物料含水量（kg/h），mW03%kg/h Q水汽化热=2250（KJ/kg）， Q2W03%2250 （KJ/kg） 67.5 W0（ KJ/h 故所需总热量为： Q(30+67.5)W0 97.541.67W4063W 1421988.75KJ/h 按热损失5%计，需蒸汽量Z Z1.05Q/DQ1.054063W/2140700KJ/h Q蒸汽汽化潜热 KJ/kg，0.4kg压力下，Q2140KJ/kg2.2.3蒸汽管径计算蒸汽体积流量 VZ/2W/2.120.94W (m3/h) =0.94W /36000.00026W (m3/s)蒸汽进汽管道直径 D 2SQRT（V/u） 2SQRT（0.00026W/20/3.14） 2SQRT（0.0000042W） （m） SQRT（0.0000042W）（mm） 77 mm2.2.4.加热面积计算设大豆温度由20度升至80度，蒸汽压力0.4MPa，温度142.9，计算换热面积：A 式中：Q 蒸汽冷凝热量（KW）,Q=ZQ，Q2140（kJ/kg）(蒸汽压力0.4Mpa)K 传热系数， K0.03 KW/m2tm = =89.68 K或由于：1 j/h=2.77810-7KW=2.77810-4W因此： AZ21402.77810-4/(0.0389.68) 0.221 Z=0.2212W =0.442W 154.7 m2 （Z：蒸汽用量，kg/h，W：日产量，T/D）W0 =14584.5 Kg/hQ1421988.75KJ/hZ700KJ/hD77 mmtm =89.68 K或即需要换热面积应满足：A154.7 m22.3筒体参数拟定计算内容计算成果筒体体积 ： VW0t/(60) =41.67Wt/(60) 20.7 m3 式中： W0 单位时间生产能力 (kg/h) t 停留时间(min) 取t=15 min 物料密度 (kg/m3) 560 kg/ m3，查粮食流通工程设计手册 大豆整粒=720800kg/ m3，破碎后为480640 kg/ m3，薄片288400 kg/ m3。 装满系数，0.3 筒体长度 L=V/(0.785D2) 8.14m 其中D=1.8 mV20.7 m3即需要筒体长度应满足：L 8.14 m2.4 传动部件设计计算内容计算成果2.4.1功率计算计算功率： N0.0002D3LnK 式中： D：筒体直径，mL：筒体长度，mn：筒体转速 rpm，按设计最大转速4rpm:物料密度，560kg/ m3 ：装满系数，取K：修正系数，对空心筒体 K1 加装换热管和导流板后，K1.52 。 取K1.5因此：N0.00021.838.1445600.31.59.57 KW 实际电机功率N电N0.99.570.9 10.6 KW 取电机功率N电11 KW。2.4.2减速机选型摆线针轮减速机输出转矩M计算办法（见天津减速机总厂产品样本P16页），减速机输出转矩M M9759.8NiK/n 9555NiK/n 6045 N.m 其中： N：输入功率（KW）N=11KWi：传动比 ；n：转速（rpm） ：效率取0.9； K：工况系数， K1.35 联轴器选取 按机械设计手册第二卷P6-56进行。Tc=K9550Pw/nTn (N.m) =1.5 9550110.9/71= 1997 N.m 取工况系数 K1.52.4.3齿轮计算渐开线齿轮设计计算书（1）拟定齿轮类型 原则斜齿轮，齿轮配合为外啮合传动。（2）选取材料设减速机传动效率0.9，速比i，齿轮传动速比i1；不考虑轴承功率消耗；小齿轮材料45，调质220250HBS，表面淬火HRC45，齿数23，齿圈材料ZG340640（ZG45），正火200-220HBS，则齿根弯曲疲劳极限Flim1240MPa，Flim2170MPa，许用接触应力H1600MPa，H2（新编机械设计手册P429、机械设计基本P181）。 小齿轮扭矩（减速机输出扭矩）：T19.55105P0/ n19.55105P0/（n0/i）9.551050.9P0i/ n0 4475000 Nmm 其中， P0：电机输出功率（KW） n0：电机转速 n01500rpm n1：减速机输出轴转速（rpm），n1n0/i。 n121rpm （3）计算许用弯曲应力F拟定寿命系数YN设计工作年限（年工作300天），每天工作24小时。小齿轮寿命系数： N160n0/itk60n0/i（1530024） 1.36108大齿轮寿命系数： N2N1/i1 6.5106因N1、N2均不不大于3106， 拟定尺寸系数Yx 取 YN1YN21 （假定模数10-20）安全系数SF =1.0 ,Yx0.85； 失效概率按1% 计算许用弯曲应力F F1=Flim1YN1Yx/SF=204 MPa F2=Flim1YN2Yx/SF =144.5 Mpa SF1.0 (4) 计算模数载荷系数 K1.5齿形系数YF YF2.65 拟定齿宽系数 ab/a 0.1 （mb/m815）（2.78/144.50.0183）拟定模数m m4KT1YF /a(i1+1)z2F（1/3） m15.51 圆整 m=16显然小齿轮YF/F要大，因此上式中YF/F值以小齿轮代入。故：m41.50.0164T1 /0.1(i1+1)232（1/3 0.00186T1/（i11）（1/3） 按扭转强度计算（=40MPa），小齿轮最小轴径： d 82.40mm 圆整d =85 mm 2.4.4滚轮部装计算滚轮材质ZG310-570（原ZG45），调质解决:HB220250，轮面淬火HRC45 滚圈材质ZG270-500（原ZG35），正火解决:HB200220计算办法按线接触强度计算，筒体传递动力P1 P1P12 9.7kw （1、2为减速机、齿轮效率），筒体转矩T1 T19.55106P1/n =3.1107 N.mm单个滚圈外圆处圆周力 F1T1/D114220.18N（D1为滚圈直径） 单个滚轮法向压紧力 NKF1/f/24.165 T1/D1 5.9104 N（载荷系数K取1.25；摩擦系数取0.15），计算接触应力如下：H0.418（FnE/b）187.9SQRT（Fn/b）H=400N/ mm2Fn：载荷，此处为单个滚轮法向压紧力N；单个滚轮法向压紧力也可按NG cos（）/4=0.21G=5.9104 N取33按4个滚轮计算，其综合弹性模量E E=2E1E2/（E1+E2），此处E1和E2相等， E1、E2：支承圈和滚轮材料弹性模量对于钢，E19.620.6104N/mm2（Mpa）对于铸钢，E=17.220.2104 N/mm2 滚圈宽度b 滚轮和滚圈接触长度b0对于外接触，综合曲率半径（mm），=12/（1+2），1、2为滚轮和滚圈半径。bb0=0.175FnE/H20.22Fn/ = 92.7mm 圆整至100mm滚轮直径按赫兹线接触强度公式计算： 滚轮直径 , d2/B(E1+E2max2/(0.35FE1E2)-1/R1如E1E2，则： d2/5.7Bmax2/(FE)-1/R1 =2/4.51B/F-1/ R1 d272.48mmR1:支承圈半径（mm） max:滚轮许用接触应力，N/mm，对于铸钢，为400450 N/mm2，F：（驱动）滚轮与支承圈处附着力，FGaz063150N z0：附着系数 取z00.15Ga：作用所有滚轮上力， Ga计算：滚轮4个滚轮与滚圈中心夹角（取66），则：Ga4G1G/cos（/2）G/cos（） 3105N （G:筒体旋转某些和物料总重）计算径向变形（RHG.EXE）后，滚圈厚度、宽度还需调节。注：滚轮轴径是指固定心轴许用弯曲应力为215MPa下按弯扭合成强度计算最小轴径值（mm）。2.4.5挡轮部装计算挡轮直径按接触强度计算弹性模量 E=2.02105 MPa挡轮高度h=60mm=0.06m轴向力F F=fGGsin（）=43800NE=2.02105 MPa干摩擦系数f0.1-0.15，取 f0.1，1.5（考虑滚轮和滚圈若浮现滑动，则挡轮需承受相称大摩擦力）；若不计摩擦力.对180B，G=300000N 挡轮直径 d(0.59/P0)2(EF/h) P0：许用接触应力，MPa。对ZG45，HB170取450MPa；d（0.59/450）22.021058225/60 169 mm F=0.026G 实际取d180mm适当。 电机功率N电11KWM6045 N.m 选用XWD 11-9-71型摆线针轮减速机取YL15型凸缘联轴器T14475000 Nmm N11.36108N26.5106圆整 m=16圆整d =85 mmP19.7kwT13.1107 N.mmF114220.18NN5.9104 NN=5.9104 N取b=100 mm取d=320 mm F63150N Ga 3105N F=43800N取 d180mm3. 滚圈构造设计滚圈和支承圈计算机辅助设计：RHG2.EXE。参见图2-2。由图中可知，滚圈径向变形为3.1mm，不大于许用径向变形量3.6mm，接触应力也不大于许用接触应力，阐明滚圈构造参数取值合理。图2-2 滚圈计算机辅助设计结论：许用弯曲应力75弯曲应力34.24；许用接触应力400接触应力273.18 ；设计合理。图2-2支撑圈计算机辅助设计 4. 进料绞龙设计螺旋输送机俗称绞龙，是常用输送设备之一，它是一种非挠性牵引构件持续输送设备。此类输送机是由装有螺旋叶片轴和筒形机槽所构成，物料在槽内是螺旋旋转作用而被推动。采用计算机辅助设计工具进行计算：绞龙（慢速螺旋输送机）辅助设计工具 V1.0-4-11合用条件：水平或小倾角（20）慢速螺旋输送机，正螺旋叶片。程序使用阐明：一方面依照日产量和物料种类，在已知条件栏内填入有关参数，粗步计算螺旋直径和螺距、转速，然后拟定详细螺旋直径、螺距和转速值，进一步计算功率，验算填充系数和转速。 估算后在计算成果栏内自动浮现圆整后螺旋直径、螺距和转速，依照需要可任意变化其值，计算功率。注意绞龙转速应不大于最大转速，装满系数在推荐范畴内，S/D值为0.81.0。 默认已知条件以破碎大豆为输送物料，可依照实际状况修改。带底色数据框不能被修改。参数阐明：1. 物料特性系数A和推荐装满（填充）系数 ：大豆、花生仁、菜籽、蓖麻籽 A=45，=0.200.30；传动装置总效率，普通为0.80.95设计资料： 设计规定：产量350TPD参数设计，用绞龙设计辅助工具JIAOLONG.EXE计算，参见图2-3： 图2-3 绞龙计算机辅助设计结论：螺旋直径D=320 mm；螺距S=288 mm；转速=62.6rpm；功率Nd=0.091kw； 因此绞龙选用FLSS405. 设备安装和调试该机安装应在破碎工序和轧坯工序之间，为蒸汽加热，需在进汽阀门前加装减压阀（P0.4MPa），如用导热油加热，在进油口阀门前并联加装安全回油旁通管管道，管道通径不不大于进油管道。安装完毕后规定：l 设备固定要稳，不应在空转时有移动现象。l 安装后各零件之间不会发生干涉现象且开关自如，运转正常。l 在齿轮精确咬合状况下，两滚轮平行，并同步与滚圈精确接触，不能发生接触或接触线不在同一条直线上现象。l 各接管应对的。蒸汽进口管和冷凝水出口管外接金属软管安装后应保持松弛，不得承受管道重量压力。l 设备空转时应正常，无异音和激烈振动。l 保证滚轮和滚圈、齿轮和齿圈、挡轮和滚圈线接触面长度占全长85%以上。6.也许故障现象和解决方案序号故障现象因素办法1旋转接头漏汽1、填料密封失效2、金属软管破裂1、更换密封填料2、更换金属软管，安装软管时务必不要让其承受管道压力2进出料端漏料端面密封不严调节密封装置3机器振动激烈，电流振幅大1、减速机和小齿轮传动轴同轴度不好2、滚圈、齿圈三圈不同轴1、调节减速机和小齿轮安装方式，使其同心；并保证小齿轮和齿圈齿顶间隙在合理范畴之内2、调节滚轮位置7. 设备维护和保养l 操作人员应随时注意机器各部件运营状况。重点检查滚轮支承某些工作状况，齿轮传动与否平稳，有异常及时停车解决。l 检查各仪表可靠性。l 对连接部位，要经常检查蒸汽进管和冷凝水出管密封填料磨损限度，如已严重漏汽漏水，应及时更换。l 对机体上集尘及时清理，特别应注意清理黏附在齿圈和滚圈上细小硬物，以免划伤传动件表面。l 检查各部件润滑状况与否良好。l 通汽管路与否有漏汽现象。l 运营中发现问题应及时解决。l 长时间停车，应彻底除去积料和冷凝水，做好传动机构防锈工作，并定期开动电机，让筒体旋转数圈，变化其停车位置，以免筒体因自重导致永久变形。l 定期检查，及时维修。结 束 语通过了三个月学习和工作，我终于完毕了本次设计。从接到论文题目到设计方案拟定，再到论文文章完毕，每走一步对于我来说都是新尝试和挑战。这也是我大学期间独立完毕最大项目。在这段时间里，我学到了诸多知识也很有诸多感受。通过这次设计我开始独立学习和摸索，查看有关资料和书籍，让自己头脑模糊大概到逐渐清晰，是自己设计逐渐完善起来，每一次改进都是我收益颇丰。虽然我设计不是很成熟，尚有诸多局限性之处，但是我付出了自己劳动，这是我引觉得豪地方，我相信只有经历过人才会明白其中酸甜苦辣。这次做设计经历也使我受益终身，我感受到做设计是要真正专心去做一件事情，是真正自己学历过程和研究过程。没有学习就不也许有研究能力，对自己研究就不会有所突破，那也就不叫设计，但愿这次经历能让我在后来工作学习中勉励我继续进步。致 谢在毕业设计期间，无论是拟定工作方案、收集资料还是撰写论文，我都得到了付教师全力协助和耐心指引。付教师学识渊博、治学严谨、平易近人，是咱们学习和生活榜样，这在此我特向*表达最崇高敬意和由衷感谢。大学几年生活转眼就要结束了，这几年是我人生中最重要学习时间。在大学校园里，我不但学到了丰富专业知识，也学到了终身受用学习知识和积极活态度，通过对课程学习和与有关专业教师沟通，使我深深感到机会难得，受益匪浅。母校严谨风气和教师广博丰富知识令我敬佩。各位教师悉心授课指引，为我此后学习和工作带下了坚实基本。此时此刻，我要感谢机械系全体教师几年来对我指引和协助，她们广博精湛学识，严谨治学态度使我得到不但是知识，尚有她们对知识孜孜不倦追求精神及做人品质，这将是我终身受益，特别是对*表达由衷感谢。*在百忙之中对我设计予以了细心地指引和耐心指引，她在学术上精益求精、一丝不苟精神和工作上严谨求实作风，以及忘我学习态度给我留下了深刻印象。最后再次感谢母校和各位教师对我怀念培养和协助。参 考 文 献1 成大先. 机械设计手册. 北京. 化学工业出版社. 2 刘玉兰主编. 油脂制取与加工工艺学. 北京. 科学出版社，.3 梁德本，叶玉驹. 机械制图手册. 北京. 机械工业出版社. 4 赵思孟. 粮食干燥技术. 河南. 河南科学技术出版社. 19915 黄平，刘建素等. 惯用机械零件及机构图册M. 北京. 化学工业出版社.19996 刘玉兰，汪学德等. 油脂制取与加工工艺学M. 北京