螺旋式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)

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密級(jí)： 學(xué)號(hào)： 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 螺旋式壓榨機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名（手寫(xiě)）： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 保 密 □， 在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)。 不保密 □。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√” ） 學(xué)位論文作者簽名（手寫(xiě)）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫(xiě)）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 目錄 第1章 緒論 1 1.1產(chǎn)品概述 1 1.2 應(yīng)用范圍 1 1.3主要特點(diǎn)： 5 1.4 整體結(jié)構(gòu)布局 7 第2章 主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9 2.1工作原理 11 2.1.1壓榨原理 12 2.2電機(jī)選型計(jì)算 13 2.2.1電機(jī)的選型計(jì)算 14 2.2.2軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 15 2.2.3壓榨漿的設(shè)計(jì)計(jì)算 15 2.2.4軸的設(shè)計(jì) 16 2.2.5螺栓的選型計(jì)算 16 2.3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)算 16 2.3.1 技術(shù)參數(shù)計(jì)算 17 2.3.2 卸料預(yù)壓力計(jì)算 17 2.3.3 重要軸計(jì)算 17 第3章 設(shè)備總體結(jié)構(gòu)介紹 18 3.1設(shè)計(jì)軟件介紹 19 3.2產(chǎn)品主體結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)介 21 第4章 總結(jié) 29 參考文獻(xiàn)： 30 致謝 31 摘要 本設(shè)計(jì)是針對(duì)螺旋式壓榨機(jī)的設(shè)計(jì)，主要概述了螺旋壓榨機(jī)的主體構(gòu)造，對(duì)螺旋式壓榨機(jī)的上料、排渣、傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)進(jìn)行了較為詳細(xì)的設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中從電機(jī)選擇到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件選擇都經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算較為準(zhǔn)確的對(duì)電機(jī)進(jìn)行確定選型，對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了更為細(xì)致的驗(yàn)證。并且通過(guò)研究對(duì)市場(chǎng)原有的螺旋壓榨機(jī)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的改進(jìn)使得設(shè)備更加適于人們的使用，更加簡(jiǎn)單方便。本設(shè)計(jì)包括對(duì)產(chǎn)品零部件材料的選擇，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件可靠性的選擇，以及設(shè)備使用壽命的計(jì)算和對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的時(shí)間計(jì)算，并簡(jiǎn)單的制作了操作手冊(cè)。 關(guān)鍵詞：螺旋式壓榨機(jī)；螺旋壓榨；主體構(gòu)造 Abstract This design is for the spiral press design. It mainly introduces the screw press main body structure, in a spiral pressing machine material, slag, transmission and other institutions for the detailed design. The whole design process from the motor selection to choose the standard transmission parts are after a detailed calculation of the design, by calculating accurately the motor determined the selection, the size of structure were more careful verification. And through the research on the market of the original screw press made a simple improvement makes the device more suitable for people to use, more simple and convenient. This design includes the choice of product parts and components, the choice of the reliability of the standard parts, as well as the equipment service life calculation and the time of maintenance of equipment maintenance, and simple production of the operation manual. Keywords: Screw press; screw press; main body structure II 第1章 緒論 1.1產(chǎn)品概述 螺旋式壓榨機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。主要組成包括交流電機(jī)、渦輪蝸桿減速機(jī)、螺旋壓榨主傳動(dòng)軸、卸料機(jī)構(gòu)等。本設(shè)備主要通過(guò)交流電機(jī)輸出動(dòng)力，通過(guò)渦輪蝸桿減速機(jī)對(duì)電機(jī)輸出的高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速增加扭矩，實(shí)現(xiàn)壓榨工藝需要的中速高扭的要求，更加高效的實(shí)現(xiàn)壓榨生產(chǎn)作業(yè)。 螺旋式壓榨機(jī)主要用于對(duì)排水泵站、自來(lái)水廠中的攔污格子攔下的渣物進(jìn)行脫水和壓縮；在造紙、釀酒、食品加工、屠宰業(yè)、皮革業(yè)、紡織業(yè)等工業(yè)廢水廢渣的處理脫水、壓縮有廣泛的使用。螺旋壓榨機(jī)的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單但是在工業(yè)生產(chǎn)制造中卻發(fā)揮這不可或缺的作用。在不斷的生產(chǎn)使用中其結(jié)構(gòu)會(huì)不斷的被優(yōu)化改進(jìn)，不斷的被人們所使用。 本設(shè)計(jì)中的螺旋壓榨機(jī)采用外罩和進(jìn)料斗一體式設(shè)計(jì)，外罩可以有效的隔絕壓縮中飛濺的壓縮液，并可以隔絕部分噪音，最大限度的保護(hù)生產(chǎn)工人的生產(chǎn)環(huán)境的適宜性。本設(shè)計(jì)的螺旋壓榨機(jī)建議使用膨脹螺絲固定于生產(chǎn)車(chē)間地面上，這樣可以減少生產(chǎn)中電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶來(lái)的機(jī)體震動(dòng)異響，以及機(jī)體的不穩(wěn)定位移。并且本設(shè)計(jì)的濾液槽被設(shè)計(jì)在機(jī)體的正下方，方便安裝收集管。排渣機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)于設(shè)備的最末端，并且由設(shè)計(jì)成斜坡?tīng)畹拟k金件將廢料導(dǎo)出，廢料導(dǎo)料槽可以很好的將廢料導(dǎo)到廢料池中，可以避免傳統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品中廢料容易混進(jìn)壓縮液中污染壓縮液的情況。 本設(shè)備屬于小型化生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備外形長(zhǎng)2170mm，寬600mm，高1650mm。本設(shè)備適用于中小型企業(yè)單人工操作，電機(jī)功率4kw，電機(jī)主軸輸出轉(zhuǎn)速1440n/min；減速機(jī)減速比1:30。 圖1.1 螺旋式壓榨機(jī)示意圖 1.2 應(yīng)用范圍 窗體頂端 螺旋壓力機(jī)主要用于在供水工程阻水網(wǎng)淤泥和污物的壓縮和脫水。在其他行業(yè)也用，如造紙，制糖業(yè)，食品加工業(yè)，釀造業(yè)，皮革業(yè)，屠宰業(yè)，紡織印染，石油和化工行業(yè)的一部分。 螺旋壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，成本低，成本低，這是廣泛使用的由各行各業(yè)并廣泛用于的優(yōu)點(diǎn)。螺旋壓榨可用于一般溫度廢物壓縮脫水操作。對(duì)于特殊的工業(yè)廢渣高溫可以是螺桿的材料，制成隔熱螺桿壓縮的簡(jiǎn)單的改進(jìn)可以應(yīng)用到稍微高溫壓縮動(dòng)作，但對(duì)于極高或極低的溫度下的螺旋壓榨不能勝任。因此，在使用生產(chǎn)商的確認(rèn)設(shè)備能承受的產(chǎn)品溫度的工作。 窗體底端 1.3主要特點(diǎn)： 窗體頂端 該設(shè)備采用Q235角焊接操作，Q235具有優(yōu)良的焊接性能和成本適宜制造的替補(bǔ)相當(dāng)?shù)偷脑O(shè)備。同時(shí)，焊接幀是好的吸收性能，其可以吸收由點(diǎn)溶液的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)。 該裝置的外殼是由工業(yè)級(jí)不銹鋼304彎曲的焊接，可以很好的防銹，并且能夠防止飛濺的壓縮液體到工人的旋轉(zhuǎn)處理。 該設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序使用220V交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)4千瓦的輸出功率，不包括電源的在高達(dá)3.5千瓦實(shí)際輸出功率的傳輸過(guò)程中的損失。該設(shè)備采用行業(yè)是渦輪蝸桿減速機(jī)的性能更加穩(wěn)定，電機(jī)1440n / min的速度輸出由30倍下降。 該設(shè)備尾氣可調(diào)節(jié)彈性機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)壓力控制自動(dòng)排氣功能。它不僅可以節(jié)省工人的工作，并且可以在任何狀態(tài)下保證設(shè)備不會(huì)因?yàn)樵斐刹槐匾陌踩[患和不可預(yù)期的危險(xiǎn)不及時(shí)卸載。 該器件采用密封式設(shè)計(jì)，可以最大限度地在設(shè)備運(yùn)行設(shè)備，確保車(chē)間的潔凈度，提供人員的操作一個(gè)健康的環(huán)境。以提高操作者的工作環(huán)境的質(zhì)量。 窗體底端 1.4 整體結(jié)構(gòu)布局 一臺(tái)完整的設(shè)備應(yīng)該包括：動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、生產(chǎn)部分、轉(zhuǎn)送部分等。螺旋式壓榨機(jī)也不例外，本設(shè)計(jì)中的螺旋式壓榨機(jī)主要包括動(dòng)力裝置、螺旋壓榨機(jī)構(gòu)、進(jìn)料排料機(jī)構(gòu)等幾部分。 動(dòng)力部分主要包括一臺(tái)4.0kw的交流電機(jī)，一臺(tái)30:1的減速機(jī)，和其他一些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。交流電機(jī)采用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的銅線電機(jī)，電機(jī)型號(hào)為Y112M-4，銅線電機(jī)相對(duì)鋁線電機(jī)價(jià)格能貴些但是其質(zhì)量能比鋁線電機(jī)好很多，即使出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象也不會(huì)造成電機(jī)燒毀的情況。減速機(jī)采用蝸輪蝸桿減速機(jī)，其精度一般但是穩(wěn)定性比較好。 螺旋壓榨部分主要包括一個(gè)螺旋式的主旋轉(zhuǎn)軸，主旋轉(zhuǎn)軸上焊接有螺旋壓榨條，螺旋壓榨條采用304的不銹鋼，采用氬弧焊焊接，保證螺旋條耐用性。 進(jìn)料采用料斗進(jìn)料，料斗大小設(shè)計(jì)合理，如果是流水式生產(chǎn)處理線作業(yè)的話可以再加裝自動(dòng)化的上料裝置；壓榨液出料機(jī)構(gòu)采用滲透式結(jié)構(gòu)將所有的壓榨液有效的收集起來(lái)并且預(yù)設(shè)有沉淀池，沉淀池設(shè)置過(guò)濾膜對(duì)壓榨液進(jìn)行二次過(guò)濾。殘?jiān)幚頇C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成可調(diào)壓力式的自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)不同的壓榨產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)節(jié)卸料壓力，以最好的適用于各種行業(yè)的不同需求，并且還能起到保護(hù)設(shè)備的作用。 設(shè)備采用一體機(jī)的形式將各個(gè)機(jī)構(gòu)有序的整合在一臺(tái)機(jī)架上，各部分分工明確，工作流程連貫順暢，雖緊密切合但是又不相互干涉。 第2章 主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1工作原理 2.1.1壓榨原理 螺旋式壓榨機(jī)主要壓榨原理采用螺旋傳動(dòng)原理，將壓榨料傳送到壓榨機(jī)的尾端，隨著設(shè)備的運(yùn)行不斷有壓榨料被傳送過(guò)來(lái)，隨著傳送料的不斷堆積，尾部的壓榨料不斷被累積，尾部的壓力不斷升高，壓榨料的受力不斷增大，壓榨料內(nèi)的液體在壓力下被擠壓出來(lái)，這樣就實(shí)現(xiàn)了壓榨功能。螺旋壓榨機(jī)受力最大的是螺旋導(dǎo)料片，所以螺旋導(dǎo)料片質(zhì)量的好壞完全決定了設(shè)備的可靠性，行業(yè)內(nèi)大眾化的設(shè)計(jì)是將螺旋導(dǎo)料片焊接在螺旋主軸上，這種設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單價(jià)格低廉易于生產(chǎn)制造。還有一種設(shè)計(jì)是采用高級(jí)的四軸以上的機(jī)床加工中心進(jìn)行一體式加工，并且可以進(jìn)行熱處理表面處理。但是這種造價(jià)高昂，不經(jīng)濟(jì)，但是比焊機(jī)的設(shè)備耐用，耐壓。本設(shè)計(jì)中采用折中辦法主旋轉(zhuǎn)軸同樣采用304不銹鋼，但是對(duì)304的主軸進(jìn)行回火處理，同時(shí)使用普通車(chē)床對(duì)主旋轉(zhuǎn)軸車(chē)一圈螺旋槽與導(dǎo)料片配合，裝配式先將導(dǎo)料片插入到螺旋槽中，然后使用氬弧焊進(jìn)行填料滿焊，這樣焊接出來(lái)的產(chǎn)品耐壓性能優(yōu)越但是造價(jià)卻沒(méi)有加工中心制作的造價(jià)那么高昂。 2.1.2 排料機(jī)構(gòu)原理 窗體頂端 螺旋壓力機(jī)的排出機(jī)構(gòu)由排出塊和一個(gè)可調(diào)節(jié)的彈性卸載機(jī)制。放電保持片是在一個(gè)錐形狀，其內(nèi)部并設(shè)置有一凸緣直線軸承，線性軸承可以很好地提高卸材料的流暢的機(jī)構(gòu)，并保證可調(diào)節(jié)彈性卸載機(jī)構(gòu)可根據(jù)設(shè)計(jì)正常工作，不會(huì)原因壓力超過(guò)一個(gè)預(yù)設(shè)值。可調(diào)彈性卸載機(jī)構(gòu)與一個(gè)旋鈕，矩形彈簧和阻擋塊的鎖定機(jī)構(gòu)組成的螺旋形棒。在按不同的事情可以是根據(jù)不同的東西調(diào)整旋鈕旋進(jìn)量集加壓壓力，當(dāng)壓力的底部到達(dá)在壓縮材料的底部的設(shè)定壓力將促進(jìn)放電塊廢物將遵循鈑金槽的排除嵌套在排出口設(shè)置廢料接收裝置，具有輸出廢料與將被運(yùn)送。 窗體底端 2.2電機(jī)選型計(jì)算 2.2.1電機(jī)的選型計(jì)算 已知旋轉(zhuǎn)體，以及傳動(dòng)軸，軸承以及其他零部件的總重量500KG,其他重量約100kg，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1~2r/min。即： ,具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 負(fù)載速度（m/min） 電機(jī)轉(zhuǎn)速 3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩 式中： 4.電機(jī)轉(zhuǎn)矩 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 必須轉(zhuǎn)矩 S為安全系數(shù)，這里取1.35。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號(hào)為Y112M-4，此電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的參數(shù)表如下： 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電機(jī)型號(hào)為Y112M-4，電機(jī)額定功率為4KW，額定轉(zhuǎn)矩為26.75 N.m，最大轉(zhuǎn)矩為27N.m，額定轉(zhuǎn)速為 1440r/min。 2.2.2軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知軸承預(yù)計(jì)壽命203658=58400小時(shí)； (1）已知nⅡ=458.2r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N； 初先兩軸承為深溝球軸承6208型。 根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N； (2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端 FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N； (3)計(jì)算當(dāng)量載荷 P1、P2根據(jù)課本P263表（11-9）取fP=1.5;根據(jù)課本P262（11-6）式得 P1=fp(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N； P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N； (4)軸承壽命計(jì)算 ∵P1=P2故取P=750.3N； ∵深溝球軸承 ε=3； 2.2.3 壓榨漿的設(shè)計(jì)計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的壓榨漿的圖紙如下圖2-2所示： 圖2－1 壓榨漿 （1）壓榨漿的材料 由于壓榨漿直接接觸到需要壓榨的材料，所選材料必須符合國(guó)家器具選用標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)身體安全不能有不良影響。雖然根據(jù)《材料力學(xué)》壓榨漿的材料一般選為HT200，但依據(jù)食品工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，推薦采用不銹鋼1Ｇr13. （2）螺旋直徑 ＝0.163 m 取D＝160mm D—螺旋直徑,m; Ｇ-生產(chǎn)能力，由原始條件取值為0.15Ｔ／Ｈ K—物料特性系數(shù)；取Ｋ＝0.071 —充填系數(shù)；查表1-16得＝0.15 —物料松散密度,t/m3;豬肉保持1.5 t/m3 C—傾角系數(shù)。查表?。茫? （3）壓榨漿的轉(zhuǎn)速 根據(jù)螺旋式壓榨機(jī)的相關(guān)資料手冊(cè)，通常情況下，壓榨漿的轉(zhuǎn)速N一般在200一400r/min 之間，根據(jù)系統(tǒng)工況，我們選取N＝326r/min。此種轉(zhuǎn)速適中，容易把物料攪碎。 （4）螺旋節(jié)距 根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)考慮，查得螺旋節(jié)距t＝D＝160mm。 2.2.4 軸的設(shè)計(jì) 1、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的計(jì)算 窗體頂端 考慮用于軸鍵元件的影響，軸的直徑應(yīng)增加以補(bǔ)償軸的鍵槽的強(qiáng)度降低。取軸直徑d=20毫米，是直徑等于至20mm車(chē)輪的最右側(cè)。在密封元件和滾動(dòng)軸承的直徑應(yīng)與所述密封元件和軸承的內(nèi)直徑一致。軸體上面兩個(gè)樞軸承使用相同的標(biāo)準(zhǔn)，以便于軸承座孔的處理。旁邊的軸部，使得直徑是不一樣的軸肩，肩在軸體部分的定位和承受軸向力，以提供相應(yīng)的高度，軸肩直徑的差異通常為5至10mm，軸肩采取直徑5mm，則匹配到一塊軸體的各段的長(zhǎng)度，還要注意，以確定各段的軸向長(zhǎng)度的。 用實(shí)心軸 式中:d－直徑，單位為mm T－轉(zhuǎn)矩，單位為N.mm P－額定功率，單位為kw n－轉(zhuǎn)速，單位為r/min []－許用切應(yīng)力，單位為Mpa30 —軸材料的常數(shù) 選擇軸的材料，通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)中表12—1，應(yīng)該選擇45號(hào)鋼并進(jìn)行調(diào)制處理，它需要40MPa的切應(yīng)力。查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)中表12—3，取。 2.2.5螺栓的選型計(jì)算 螺栓的強(qiáng)度在機(jī)械聯(lián)接中至關(guān)重要，特別是在重要的場(chǎng)合，其強(qiáng)度校核和計(jì)算尤其重要。其受力簡(jiǎn)圖如上圖所示，圖中以合力代替均勻分布的作用力假設(shè)應(yīng)力在剪切面內(nèi)是均勻分布的，若為剪切面面積，則應(yīng)力為： 與剪切面相切，故為剪應(yīng)力。 1、擠壓實(shí)用計(jì)算 在工程上也使用相似剪切的計(jì)算方法，假設(shè)擠壓應(yīng)力是均勻分布的，則 擠壓面面積為擠壓面的正投影面積。對(duì)于平鍵接觸面面積就是擠壓面面積；對(duì)于螺栓擠壓面面積就是直徑平面面積，其值為。 2、強(qiáng)度條件 剪切和擠壓的強(qiáng)度條件如下： 剪切強(qiáng)度條件：≤ 擠壓強(qiáng)度條件：≤ 式中 塑性材料： 脆性材料： 先按剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)： ≤?≤ d≥ 再用擠壓強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，擠壓力為，所以 ≤? ?≤ d≥ 最后得到螺栓的抗大強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度是合適的。 2.3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.1 技術(shù)參數(shù)計(jì)算。 功率計(jì)算：額定功率=輸出功率減速機(jī)效率聯(lián)軸器傳遞效率軸承效率（1-熱損失率） 額定功率=4.0kw85%99%99%(1-0.09)=3.3kw 主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算： 主軸轉(zhuǎn)速=輸出轉(zhuǎn)速減速比 主軸轉(zhuǎn)速=1440r/minX1/30=48r/min 壓榨力F(1)=F*cosa 螺旋角a=30 壓榨力F（1）=2200N F=F(1)/cos30=14262.42N 螺旋扭矩=F*R 螺旋扭矩=14262.42*0.16=2281.9Nm 減速機(jī)扭矩=9550*電機(jī)功率/電機(jī)輸出轉(zhuǎn)數(shù)*減速比*使用系數(shù) 本處的減速機(jī)使用情況為具有中等沖擊使用系數(shù)為1.35 根據(jù)設(shè)計(jì)預(yù)設(shè)需要初步選定電機(jī)功率為4kw 計(jì)算得出電機(jī)轉(zhuǎn)速為：1430r/min 電機(jī)功率=扭矩9550電機(jī)功率輸入轉(zhuǎn)數(shù)速比使用系數(shù) 帶入數(shù)據(jù)可得電機(jī)扭矩=2.2Nm 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號(hào)為Y112M-4，此電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的參數(shù)表如下： 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電機(jī)型號(hào)為Y112M-4，電機(jī)額定功率為4KW，額定轉(zhuǎn)矩為2.2N.m，最大轉(zhuǎn)矩為2.3N.m，額定轉(zhuǎn)速為 1440r/min。 根據(jù)計(jì)算所得數(shù)據(jù)電機(jī)選擇使用Y112M-4 減速機(jī)選擇：NMRV30減速機(jī)。 2.3.2 卸料預(yù)壓力計(jì)算。 卸料機(jī)構(gòu)預(yù)壓力的調(diào)節(jié)設(shè)定是通過(guò)調(diào)節(jié)卸料機(jī)構(gòu)上的矩形彈簧的壓縮量來(lái)設(shè)定的。根據(jù)預(yù)設(shè)條件里的額定壓榨力為2200N進(jìn)行反推計(jì)算過(guò)程如下。 彈簧壓縮力計(jì)算公式： F=kS F為彈簧壓縮力；k為彈性系數(shù)；S為壓縮量 預(yù)設(shè)定額定壓榨力為2200N，在額定壓榨力下彈簧壓縮量為50mm，使用雙彈簧，計(jì)算可得： k=F/S k=2200/2/20mm=27.5N/mm 使用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)電子版計(jì)算結(jié)果如下： （1）設(shè)計(jì)要求： 安裝載荷(要求) F1=600 (N) 　　安裝高度 H1=55 (mm) 　　工作載荷(要求) F2= 1100 (N) 　　工作行程 h=20 (mm) 　　要求剛度 k=25 (N/mm) 　　載荷作用次數(shù) N=10000 (次) 　　載荷類型 NType=Ⅱ類 （2）材料 　　材料名稱 M_Name=油淬火回火碳素彈簧鋼絲A類 　　切變模量 G=79000 (MPa) 　　彈性模量 E=206000 (MPa) 　　抗拉強(qiáng)度 σb=1226 (MPa) 　　許用切應(yīng)力 τb=429.1 (MPa) （3）端部型式 　　端部型式 sType=NⅤ 　　壓并圈取值范圍 n2=3 　　壓并圈數(shù) n2=3 （4）彈簧基本參數(shù) 　　鋼絲直徑 d=8.0 (mm) 　　彈簧中徑 D=32 (mm) 　　旋繞比 C=4 　　曲度系數(shù) K=1.4 　　有效圈數(shù) n=30 　　壓并圈數(shù) n2=3 　　彈簧總?cè)?shù) n1=33 　　實(shí)際剛度 k=41.15 (N/mm) （5）校核與分析 　　要求剛度 k=25 (N/mm) 　　實(shí)際剛度 k=41.15 (N/mm) 　　剛度相對(duì)誤差 δk=64.58 (%) 　　安裝變形量 f1=14.58 (mm) 　　安裝載荷(設(shè)計(jì)) F1=600 (N) 　　工作變形量 f2=26.73 (mm) 　　工作載荷(設(shè)計(jì)) F2=1100 (N) 　　試驗(yàn)變形量 fs=-194.42 (mm) 　　最小變形比 f1/fs=-0.07 　　彈簧特性(安裝) Tf1=不滿足要求 　　最大變形比 f2/fs=-0.14 　　彈簧特性(工作) Tf2=不滿足要求 　　最小切應(yīng)力 τmin=133.69 (MPa) 　　最大切應(yīng)力 τmax=245.1 (MPa) 　　切應(yīng)力特性系數(shù) γ=0.55 　　最大切應(yīng)力比抗拉強(qiáng)度 τmax/σb=0.2 　　彈簧疲勞強(qiáng)度 Tq=滿足要求 　　穩(wěn)定性要求 Tw=滿足要求 　　安全系數(shù) S=2.66 　　強(qiáng)迫機(jī)械振動(dòng)頻率 γr=0 (Hz) 　　彈簧自振頻率 γn=92.71 (Hz) 　　是否為減振彈簧 JZ=否 　　承載 W= (N) 　　共振要求 Tg=滿足要求 （6）其余尺寸參數(shù) 　 自由高度 H0=69.58 (mm) 　 安裝高度 H1=55 (mm) 　 工作高度 H2=42.85 (mm) 　　壓并高度 Hb=264 (mm) 　 試驗(yàn)高度 Hs=264 (mm) 　 節(jié)距 p=11.42 (mm) 　 螺旋角 α=6.48127 (度) 　　彈簧材料展開(kāi)長(zhǎng)度 L=3317.52 (mm) 2.3.3 重要軸計(jì)算 一般計(jì)算順序是先畫(huà)出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點(diǎn)反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)用公式繪出當(dāng)量彎矩圖，式中是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對(duì)于不變的轉(zhuǎn)矩，?。粚?duì)于脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，?。粚?duì)于對(duì)稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取。 是材料在對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 是材料在靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 是材料在脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 在錐篩的設(shè)計(jì)過(guò)程中，軸的材料為45#鋼，其基本參數(shù)為，，，；應(yīng)滿足 下列條件： 或 W為軸的抗彎截面系數(shù)； 軸的受力，軸左端是錐篩對(duì)軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對(duì)軸的壓力。 具體受力情況如下圖： 由材料力學(xué)的相關(guān)知識(shí)可得： 解得： 由 得： 可得軸的彎矩圖則如下： 軸所受的轉(zhuǎn)矩如下： 轉(zhuǎn)矩圖如下： =； 所以，= 所以當(dāng)量彎矩圖為： 可知軸承的危險(xiǎn)截面在左邊軸承支撐處，根據(jù)軸的校核條件可以算出： ； 即： 所以：根據(jù)校核，截面強(qiáng)度足夠，其它截面也是足夠安全的。 第3章 設(shè)備總體結(jié)構(gòu)介紹 3.1設(shè)計(jì)軟件介紹 本設(shè)計(jì)使用UG8.0進(jìn)行三維模型建模，UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過(guò)程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。Unigraphics NX針對(duì)用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需求，提供了經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案。UG同時(shí)也是用戶指南（user guide）和普遍語(yǔ)法（Universal Grammar）的縮寫(xiě)。 這是一個(gè)交互式CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個(gè)人用戶的迅速增長(zhǎng)，在PC上的應(yīng)用取得了迅猛的增長(zhǎng)，已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流應(yīng)用。 3.2產(chǎn)品主體結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)介 模型結(jié)構(gòu)如圖2.1，主體框架由Q235焊接而成，成本低廉焊接性能優(yōu)越，并且焊接后穩(wěn)定性能好，不易變形。外殼和進(jìn)料出料斗都采用304不銹鋼焊接成型，耐腐蝕耐磨損，表面光潔。卸料擋料塊采用整體的304料機(jī)加工而成。 圖2.1 三維模型預(yù)覽圖 重要零部件三維圖 圖2.2卸料擋塊三維圖 圖2.3卸料可調(diào)壓力導(dǎo)桿 總結(jié) 通過(guò)對(duì)螺旋壓榨機(jī)的研究設(shè)計(jì)，我對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有壓榨機(jī)有了比較深入的了解，就螺旋壓榨機(jī)來(lái)說(shuō)，雖然國(guó)內(nèi)很多廠家在生產(chǎn)制造并銷(xiāo)售，但是依舊有很多不足之處，比如有的壓榨設(shè)備直接就沒(méi)有任何外層保護(hù)，對(duì)操作工來(lái)說(shuō)具有嚴(yán)重的安全隱患，并且還會(huì)有相當(dāng)多的壓榨液會(huì)飛濺，使得設(shè)備所在環(huán)境相當(dāng)惡劣；還有些設(shè)備的卸料裝置是不可調(diào)節(jié)對(duì)于不同物料的壓榨所使用的壓榨力時(shí)一樣的完全不具有多重適應(yīng)性；甚至還有廠家更加簡(jiǎn)潔到出料口和廢料卸料口之間沒(méi)有任何處理和間隔造成壓榨完的廢料會(huì)不同程度的進(jìn)入壓榨液中，造成產(chǎn)品污染。本設(shè)計(jì)中的螺旋壓榨機(jī)針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行深入的研究改進(jìn)，將這款簡(jiǎn)單實(shí)用的設(shè)備進(jìn)行了人性化的升級(jí)，使其更能適應(yīng)現(xiàn)代化車(chē)間要求。通過(guò)這次對(duì)螺旋壓榨機(jī)的研究設(shè)計(jì)了解到雖然很多設(shè)備已經(jīng)設(shè)計(jì)出來(lái)并且被投入生產(chǎn)之中但是依舊會(huì)有很多可以改進(jìn)的地方，我們做為未來(lái)工程師就必須要針對(duì)這些設(shè)備的不足進(jìn)行合理化的改進(jìn)使其能夠跟隨時(shí)代前進(jìn)的步伐適應(yīng)新的生產(chǎn)力的需求。作為未來(lái)社會(huì)生產(chǎn)力的主要軍我們這一代任重道遠(yuǎn)，我們必須要謙虛謹(jǐn)慎，仔細(xì)認(rèn)真的對(duì)待設(shè)備設(shè)計(jì)，感謝螺旋壓榨機(jī)行業(yè)的李師傅為我細(xì)心講解該行業(yè)的發(fā)展以及螺旋壓榨機(jī)的一系列難點(diǎn)的問(wèn)題。感謝所以?shī)^戰(zhàn)在生產(chǎn)一線的所有技術(shù)人員和工作人員。 參考文獻(xiàn) [1] 徐灝等.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第2、3冊(cè))[M](第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003:98—100 [2] 程悅蓀.螺旋式壓榨機(jī)的設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1981:67—69 [3] 周紀(jì)良.傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991:102—105 [4] 吉林工業(yè)大學(xué)教研室編.拖拉機(jī)的構(gòu)造[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1982:209—211 [5] 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)——減（變）速器電機(jī)與電器[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999:81—83 [6] 朱冬梅.畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2000:303—305 [7] 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2002:222—225 [8] 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].北京：高等教育出版社，2002:44—46 [9] 劉勁.機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000:59—61 [10] 陳立周.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1985:77—79 [11]《拖拉機(jī)》編輯部主編.螺旋式壓榨機(jī)的設(shè)計(jì)和計(jì)算[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980:109—114 [12] 周紀(jì)良.螺旋式壓榨機(jī)結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)圖譜[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1979：47—63 [13] 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Beardsly, Mechanical Engineering, ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998.45—49 致謝 在本畢業(yè)論文完成之際，首先我要感謝我的恩師XXX教授，真的很感謝XXX老師這么久以來(lái)對(duì)我們的耐心教導(dǎo)。在這里我代表所有的組員對(duì)XXX老師說(shuō)一聲：謝謝您，XXX老師，您辛苦了。在我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間XXX老師總是不辭辛苦的為我們做指導(dǎo)，為我們解決我們遇到的問(wèn)題，為我們提供他所能夠提供的所有的資料和個(gè)人精力的幫助。XXX老師為人和藹可親，總會(huì)特別耐心的為我們講解我們不懂的地方，即使有些時(shí)候有些問(wèn)題比較簡(jiǎn)單。感謝XXX老師的悉心教導(dǎo)幫助我們順利完成學(xué)業(yè)。其次還要感謝我們組的所有的成員，是大家共同的努力使得我們都能夠熟練的掌握UG軟件的使用，并能順利的設(shè)計(jì)完螺旋壓榨機(jī)。謝謝所有一起奮斗朋友們，但愿我們能在今后的道路上都能夠創(chuàng)造出輝煌的成績(jī)。最后感謝所有被引用文獻(xiàn)的作者，感謝你們的智慧和啟發(fā)，讓我們?cè)谠擃I(lǐng)域獲得了豐厚的收獲，感謝你們?yōu)榻逃聵I(yè)做出的貢獻(xiàn)。 21