谷物清洗机的结构设计学士学位论文.docx

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谷物清洗机的结构设计学士学位论文

摘要

洗米机是一种粮食加工机械，用于洗米的装置。

本设计的螺旋洗米机由电动机、水平螺旋轴、倾斜螺旋轴及与其相对应的减速器、机架等结构组成。

米由进料口进入洗米机，经过螺旋轴的输送进行揉搓洗涤，水流与米流逆流流动，米中的漂浮杂质在此过程中漂浮，与洗涤的浊水一起从溢流口排出，达到洗米的目的。

其结构简单，占地面积小，集搓米、洗米、除去漂浮杂质、砂石等为一体，用水量少洗涤效果好，是一种高效的连续洗米机，是食堂、大型饭店、快餐中心等较为理想的粮食洗涤机械。

本设计拟订了洗米机的总体结构方案，进行了运动和动力参数的计算；完成了水平螺旋轴、倾斜螺旋轴及与其相对应的减速器传动、机架等结构设计。

关键词：

螺旋洗米机；减速器；水平螺旋轴；倾斜螺旋轴；机架

Abstract

Ricewashingmachineisakindoffoodprocessingmachinery,forthericewashingdevice.Thedesignofthespiralricewashingmachineiscomposedofmotor,horizontalspiralshaft,inclinedscrewshaftandcorrespondingreducer,aframestructure.Metresfromtheinletintothewashingmachine,thespiralshaftcarriedbytheconveyortorubbingwashing,waterflowandcountercurrentflowmetersflow,Minakafloatingimpuritiesintheprocessoffloating,andwashingmuddywaterfromoverflowoutlet,reachthericewashingpurpose.Ithastheadvantagesofsimplestructure,smalloccupationarea,rice,ricewashing,rubbingthesetofremovingfloatingimpurities,suchasgravelasonewithlesswater,goodwashingeffect,isakindofhighefficientcontinuouswashingricemachine,isthecafeteria,hotel,largefastfoodcentersrelativelyidealgrainlavationmachinery.

Thedesignofformulationofthericewashingmachinetheoverallstructurescheme,themovementandpowerparameters;completedthehorizontalspiralshaft,inclinedscrewshaftandcorrespondingreducer,rackstructuredesign

Keywords:

Spiralricewashingmachine;Retarder；Horizontalspiralshaft;Tiltingscrewshaft；Rack

第一章前言

1.1洗米机设计目的及意义

洗米机是一种粮食加工机械，用于洗米的装置。

为了适应食堂、大型饭店、快餐中心等的需要，因此设计了一种螺旋输送式连续洗米机，该机包括电动机、齿轮减速传动、机壳、进料口、出料口、螺旋推进器等结构。

通过水的冲刷及沙石自身沉降达到清洗大米的目的。

在米深度加工中，洗米是第一道工序。

在传统的加工中，洗米是手工劳动，不仅劳动强度大，而且效果差。

螺旋式洗米机结构简单、占地面积小，集搓米、洗米、除去漂浮杂质、沙石等于一体，用水量少、洗涤效果好，大大降低了劳动强度。

还具有水力输送作用，可以将洗净的米输送到设计位置，是一种高效的连续式洗米机械。

适合于大米、玉米、小麦、豆类等颗粒粮食的洗涤及输送，还适用于米制品厂、豆类制品厂等的原料洗涤，也是食堂、大型饭店、快餐中心及酿造、豆类加工作业中较为理想的粮食洗涤机械。

1.2我国洗米行业发展概况

随着我国经济的迅速发展，国民生活水平的不断提高，在工业、农业及第三产业的发展中其机械化水平得到空前的提高。

在传统的服务业——餐营业中其机械作业也日趋普遍化,从而大大的降低了劳动者的劳动强度，也降低了劳资成本。

目前，在欧美发达国家洗米机的应用以达到相当大的普及，由于其人口密度不大，因此中小型洗米机的需求量比较大。

从在洗米机的构造来看，国外的洗米机趋于小型化，高效率，结构简单等特点。

由于在国内人口众多，不管是学校、餐饮和工厂都存在大量学生、顾客和工人。

因此，国内的食品机械工厂在洗米机的生产上是以大中型洗米机为主。

在洗米机的结构上，欧美及日本等发达国家以从过去的一次性洗涤发展到现在的连续式洗涤方式，并且工作机构也以从过去的搅拌型发展到现在的电磁振动和螺旋输送揉搓等方式。

国内在这一领域也逐步发展，现在市场中也出现了螺旋输送揉搓洗涤的新型洗涤方式。

洗米机的研究在于提高对大米的洗涤效率，减少对水源的浪费，并可大大的降低食品加工人员的工作量，以实现优质高效的洗涤效果。

由于我国人口众多特别是在学校、工厂及餐饮行业都需解决对大量米的洗涤工作，通过对国内相关食品机械的调查可看出，目前对洗米机的需求量呈增长趋势。

所以说开发洗米机有着重要的实际意义。

本次洗米机的设计可实现操作安全方便以及制造成本低等优点。

通过对1000kg米洗涤的理论分析来看所需时长为2小时，用水量在6500L左右，且只需1-2名操作工人。

从这一洗涤过程来看与人工洗涤相比可大量节省洗涤成本，且大大的提高了其洗涤效率。

1.3各类洗米机简介

（1）水压式洗米机

如图1所示，此类洗米机采用自来水为动力，自来水通过本产品的主体水阀进行加压，将一束急流的水从小口径孔射出，从而具有足够的能量把漏斗中流下的大米进行输送和清洗，对大米的表面进行摩擦和冲击，使表面和背沟的糠皮得到彻底清涮，对其他颗粒物也能起到清洗和运输的目的。

在洗米的过程中，能将大米的上浮物质通过洗米机溢水面进行排放，进行过清洗的大米能保证干净卫生。

特点：

提高洗米质量，减少浪费，节省能源，适用于大米、黄豆、小麦、玉米、豆类等的淘洗。

图1水压式洗米机

（2）循环式洗米机

如图2所示，由分离器和供水桶构成一体，在分离器的内腔按纵向依次设置有落米室、米砂分离室、存米室及漂浮物排出室，水泵和落米室及供水桶相接，米泵分别通过输米管和送米管与存米室及米水分离器相接，它是利用各种物质不同比重，将砂石、米虫、糠皮、尘埃等杂物清除掉。

使用时把大米投入不锈钢料斗中，洗米机通过高水压从料斗底部将大米吸走流入下一个不锈钢容器中，然后从这个容器底部吸走，再从顶端流入。

洗米机这个动作循环一个周期，使大米得到了充分的清洗和浸洗，最后通过自动程式控制吸入另一个米水分离装置将水分滤去。

特点：

清除效果好，其用水可反复使用，节约用水，体积小，重量轻，操作方便，淘米量大，可广泛用于家庭、集体食堂和宾馆等单位。

图2循环式洗米机

1.4本章小结

本章分析了洗米机设计的目的及意义，介绍了我国洗米机行业的发展概况，列举了几类洗米机的特点和工作原理。

第二章总体结构方案设计及运动和动力参数计算

2.1总体结构方案设计

螺旋式洗米机结构简图如图3所示。

大米至料斗1加入，在水平螺旋2的输送过程中进行揉搓洗涤，大米中的漂浮杂质在此过程中漂浮，与洗涤的浊水一起从溢流口12排出。

而大米则被水平螺旋推进器从进料口运输到倾斜螺旋9的入口处。

在此处，米开始随倾斜螺旋向上运输，由于水的冲刷浸泡，沉降速度较快的沙石则被沉降在沙石沉积槽8内（小槽下有螺孔，可定时拆下进行清洗），米最后经过喷水装置以上的沥干段后从排料口10排出，完成洗米操作。

而洗涤水在洗米过程中从喷水装置11喷入，沿倾斜螺旋往下流动，经水平螺旋，最后从溢流口流出。

机组在整个洗米过程中水流与米成逆流流动，在倾斜输送螺旋上钻有小孔，并使倾斜螺旋的上盖与螺旋留有一定间隙。

水平螺旋则采用敞盖，也便于漂浮杂质浮出。

图3洗米机结构简图

2.2电机的选择

利用阻力系数法计算所需电机功率，水平螺旋电机所需额定功率和倾斜螺旋电机

（2-1）

（2-2）

式中：

——功率备用系数，取=1；

——传动效率，取=0.90；

L——螺旋长度，水平螺旋长度L1=0.6m，倾斜螺旋长度L2=0.8m；

——倾斜螺旋的倾角=30度；

——阻力系数，此取=4.0；

G——螺旋输送机生产能力（T/h）。

考虑到水（介质）充满螺旋，计算阻力时除输送阻力外，还应有介质阻力较难计算，此外可假设输送充填系数为1的水来作为其生产能力，以次来近似计算总阻力，由此可按公式：

得：

G=8.1（T/h）,G=10.2（T/h）

以上各数值代入式（2-1）、式（2-2），可得：

N=0.058kw，N=0.111kw

上述计算是稳定运转功率，由于计算值可看出，所需功率较小，考虑到运转中冲击等突发载荷，参考有关其它机械的经验及有关试验和电机效率，最终选取水平螺旋电机功率位120W，电机用型号为YU7114（转速为1400r/min,效率为50%）倾斜螺旋电机功率为250W，型号为YU8014（转速为1400r/min效率为58%）。

2.3水平螺旋运动和动力参数计算

2.3.1计算总传动比及分配各轴传动比

因为水平减速器电机功率为120W，N1=1400r/min，i=N1/n=1400/80=17.5

对展开式二级减速器，可取

式中，—高速级传动比，—低速级传动比；

为总传动比，要使均在推荐的数值范围内。

i=N/n=1400/80=17.5

i=4.9，i=3.5（取i=1.4）

2.3.2各轴的功率转速扭钜的计算

；

；

；

表1水平螺旋减速器参数

电机轴

Ⅰ轴

Ⅱ轴

Ⅲ轴

转速n（r/min）

1400

1400

285

80

功率p（kw）

0.12

0.119

0.117

0.115

扭矩T（N·m）

0.82

0.81

3.92

13.7

传动比i

1

4.9

3.5

效率η

0.992

0.985

0,985

2.4倾斜螺旋运动和动力参数计算

2.4.1计算总传动比及分配各轴传动比

倾斜减速器功率为250kw，i=N1/n=1400/100=14；i1=4.42，i2=3.15（取i=1.4）

2.4.2各轴的功率转速扭钜的计算

；

；

；

表2倾斜螺旋减速器参数

电机轴

Ⅰ轴

Ⅱ轴

Ⅲ轴

转速n（r/min）

1400

1400

316

100

功率p（kw）

0.25

0.248

0.2443

0.244062

扭矩T（N·m）

1.7

1.64

7.38

22.97

传动比i

1

4.24

3.15

效率η

0.992

0.985

0,985

2.5本章小结

本章主要进行了洗米机总体结构方案的设计及运动和动力参数的计算。

设计过程中的难点主要在电机功率的计算上，利用阻力系数