砂轮外观及形位公差在线检测设备的设计.docx

砂轮外观及形位公差在线检测设备的设计.docx

《砂轮外观及形位公差在线检测设备的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《砂轮外观及形位公差在线检测设备的设计.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

砂轮外观及形位公差在线检测设备的设计

卖机械专业课程设计，毕业设计：

论文图纸全都有。

更多精彩内容请跟我联系

QQ；1315382944

价格好商量

毕业设计（论文）

学生姓名：

学号：

专业：

机械设计制造及其自动化

题目：

连续式颗粒烘干机

2013年6月

毕业设计（论文）中文摘要

连续式颗粒烘干机是一种对物料进行连续烘干的自动化设备，广泛地使用在粮食烘干、颗粒状物料烘干上。

我国是粮食生产大国，但粮食的品质并不是很好。

粮食的储存是关系到粮食品质的一个重要环节，烘干机的烘干性能是决定烘干品质的重要因素。

烘干机可以将粮食烘干到有利于粮食储存的水分含量，对粮食的储存起到了至关重要的作用。

本次我设计的烘干机为连续式烘干机，主传动系统、烘干系统均采用电机为动力装置。

不同于市面上常见的滚筒式烘干机，相对于其它形式的烘干机机，连续式颗粒烘干机具有稳定性好，烘干效率高，试用范围广，易于控制，使用寿命长等优点，更重要的是连续式颗粒烘干机本身造价低廉，性价比高，便于今后在市场上的推广和应用。

关键词烘干颗粒

连续粮食

毕业设计（论文）外文摘要

Title:

Flexiblefilamentousparticlesintherotarydryerexperimentalstudyofspace-time

Abstract

Rotarydryershavebeenextensivelyemployedacrossawiderangeofindustries.Thespacetimeofparticlesinarotarydryerplaysanimportantroleinthedryingprocess.Duetothelackofstudyonnon-sphericalparticlesinrotarydryers,thisstudyfocusedonflexiblefilamentousparticlesandchosetobaccoparticlesasexperimentalmaterial.Thebulkmomentofparticleandparticlespacetimewereinvestigatedinalaboratoryrotarydrumwithaconventionalmethod.Moreover,theinfluencesofrotationalvelocity,drumslopes,gasflowrateandmaterialflowrateaswellasmaterialmoisturecontentwerediscussed.Furthermore,arevisedcorrelationofthekeyvariableswasproposedtoestimatethespacetimetoimproveexistingcorrelationsandproposenewcorrelationsforflexiblefilamentousparticlesintherotarydrum.Experimentalresultscouldrevealtheinfluenceoftheconsideredkeyvariablesonparticlebehaviorandthespacetime:

theincreasesofrotationalvelocity,gasflowrateanddrumslopecouldreducethespacetime,whilethespacetimeincreaseswiththeincreasesofmaterialflowrateandmoisturecontent.Itisalsofoundthattheestimationresultsoftheproposedmethodshowgoodagreementwiththeexperimentalfindingsoftheestablishedsystem.

∙KeywordsRotarydryer; Flexiblefilamentousparticles; Spacetime; Estimation; Experiment

目录

1绪论…………………………………………………………………………………………………1

1.1连续式颗粒烘干机研究概述………………………………………………………………1

1.2连续式颗粒烘干机国内外的发展情况…………………………………………………2

1.2.1国外粮食烘干机的现状……………………………………………………………………2

1.2.2国内粮食烘干机的现状……………………………………………………………………2

1.3本课题研究的目的意义………………………………………………………………………4

1.4本课题的主要研究内容………………………………………………………………………5

1.4.1烘干机挡风罩问题…………………………………………………………………………5

1.4.2烘干机除尘落粒装置………………………………………………………………………5

1.5总体方案的确定………………………………………………………………………………5

1.5.1设计任务………………………………………………………………………………………5

1.5.2方案的选择……………………………………………………………………………………6

2整体设计…………………………………………………………………………………………9

3烘干系统的设计…………………………………………………………………………………10

3.1送风管道的设计………………………………………………………………………………10

3.2出风管道的设计…………………………………………………………………………………10

3.3保温箱的设计……………………………………………………………………………………10

3.4烘干机网带的选择………………………………………………………………………………10

3.5干燥过程…………………………………………………………………………………………12

4传动系统设计…………………………………………………………………………………14

4.1电机的选择………………………………………………………………………………………14

4.2链条的选择………………………………………………………………………………………14

4.3主轴设计与校核…………………………………………………………………………………15

4.3.1轴的设计………………………………………………………………………………………16

4.3.2轴的刚度计算…………………………………………………………………………………16

4.3.精确校核轴的疲劳强度………………………………………………………………………18

4.4轴承的计算………………………………………………………………………………………19

5电气控制部分设计………………………………………………………………………………21

5.1电动机和电机电源………………………………………………………………………………21

5.2可编程序控制器…………………………………………………………………………………22

5.2.1PLC的简单介绍………………………………………………………………………………22

5.2.2PLC控制系统的设计原则……………………………………………………………………24

5.2.3PLC系统的选择………………………………………………………………………………24

5.3EM235扩展模块…………………………………………………………………………………27

5.4基于传感器的温度控制器……………………………………………………………………27

5.5变频器……………………………………………………………………………………………28

5.6继电器-接触器电路……………………………………………………………………………29

5.7按钮…………………………………………………………………………………………………31

5.8中文文本显示器…………………………………………………………………………………32

5.9故障报警灯、蜂鸣器…………………………………………………………………………32

6烘干机的安装与调试……………………………………………………………………………33

结束语……………………………………………………………………………………………………35

致谢………………………………………………………………………………………………………36

参考文献…………………………………………………………………………………………………37

1

2绪论

粮食烘干机械化是以机械为主要手段，采取相应的工艺和技术，在不损害粮食品质的前提下，认为地控制温度、湿度等因素，把粮食中的含水量降到安全储存含水量的技术。

它的广泛和应用将对我国的农业和农村经济的可持续发展产生深远的影响，具有显著的经济效益和社会效益。

随着社会进步，经济与科技的发展，我国近几年联合收割机有了很大的发展。

联合收割机的推广应用，不仅减轻了农民的劳动强度，确保粮食丰产丰收，而且还大大提高了劳动生产率。

我国大部分粮食生产地区，收获季节常处在多雨、阴凉天气，给粮食抢收带来很大困难。

长期以来，采用的自然干燥法，受场地等因素的影响和限制。

人工晾晒，一是受天气的影响，晾晒时间长，遇到阴雨天霉烂发芽时有发生，造成粮食损失。

二是需要一定的人力物力，费时费工费力。

三是由于晾晒时家禽啄食、畜生啃咬、翻晒抛撒等原因，是粮食损失增加。

四是对粮食造成污染，粮食品质下降。

据统计，采用此法晒粮食，每年因粮食霉变、翻晒抛撒等原因损失在10%左右，最高年份可达15%，远远超过了联合国粮农组织规定的5%的标准，加之粮食品质降低损失更大。

已经引起了中央的高度重视。

连续式颗粒烘干机可以很容易的解决这问题。

连续式颗粒烘干机能改善农民的劳动环境，提高粮食种子干燥生产率和粮食的品质，势必会带来种子烘干的一次革命，其有相当的社会效益、经济意义和广阔的应用前景[1]。

1.1连续式颗粒烘干机研究概述

我国农产品干燥设备的研制工作较其它农业机械较晚。

50年代是引进阶段，60年代是仿制阶段并有少数几个科研单位开展这方面的研究工作，7O年代才开始推广应用但范围极小，直至8O年代初，我国各省，自治区立足于本地区的经济条件，自然条件和技术条件，普遍开展了谷物及其它农副产品干燥机械的研究、试验和使用推广工作并取得了可喜的成绩。

近年来，随着农产品干燥事业的发展，许多科研单位和大专院校在干燥基础理论研究方面做了深入细致的工作，开展了谷物和农副产品干燥机理、参数的测试等基础研究工作。

为了深入掌握循环干燥机主要参数间的相互关系，寻找较佳参数组合方案，以便为产品的设计提供依据，广东省农机院应用人工气候装置对主要参数进行了测试研究。

结论：

热风温度，每次通风循环时间以及风量比是谷物循环干燥机的三个主要参数，其中热风温度对各项指标影响最大。

对于次要因素，如各层厚度等可依不同要求确定其数值，不影响干燥性能。

主要的几种类型有：

固定床式烘干机，交替通风式烘干机，横流循环式烘干机，吸附除湿烘干机，热泵烘干机，多级顺流烘干机等。

我国是世界上最大的粮食生产和消费的国家，年总产粮食约5亿吨。

据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输等过程中的损失高达15%，远远超过联合国粮农组织规定的5%的标准。

在这些损失中，每年因气候潮湿，湿谷来不及晒干或未达到安全水分造成霉变、发芽等损失的粮食高达5%，若按年产5亿吨粮食计算，相当于2500万吨粮食。

若每人每天食用1斤粮食，可供6.8万人一年的用量。

这一数字是惊人的，因此发展粮食干燥机械化技术，改变传统靠天吃饭的被动局面，使到手的粮食损失降低到最低点，从这一意义上说，粮食干燥的现代化比田间的农业机械化更为重要，也是粮食丰产、丰收的重要保障条件。

然而,目前我国广大农村的稻麦干燥仍采取自然干燥的方法，由于晒场场地较小，干燥效率低下，效果差、易污染、损失大，传统的干燥方法与迅速发展的机械化收获水平极不配套。

在不少地区，联合收割机收获的谷物得不到及时干燥处理，大量的谷物被堆积在一起已是普遍现象，容易造成发热变质，大幅度地降低了食用口感和种子发芽率。

如遇阴雨天气，谷物更容易造成霉烂损失。

随着国民经济的快速发展和人民生活水平的快速提高，广大人民对粮食的口感和质量提出了更高的要求，特别是对成品大米做成的米饭，要求外观光洁，气味清香，软硬适中。

如果靠传统的场地翻晒和马路晒粮无法保证粮食干燥质量。

而多点推广应用结果则表明：

若采用低温干燥技术进行及时烘干粮食，可以达到提高粮食品质的要求。

而本课题主要是针对低温干燥这一目标展开研究的,以求能开发出适合广大农村的粮食烘干机。

1.2连续式颗粒烘干机国内外的发展情况

1.2.1国外粮食烘干机的现状

  粮食干燥机在美国、苏联、日本等国家应用比较普遍。

在美国主要的机型有中、小型低温干燥仓及大、中型高温干燥机，以柴油和液化气为热源，采用直接加热干燥。

设备中一般具有：

料位控制，风温控制及出粮水分控制系统。

  在独联体，大都形成了工厂化生产，有较完善的自控系统，其谷物干燥机型以大、中型居多，为高温干燥方式。

较普遍地应用干、湿粮混合加热干燥工艺（又称分流循环干燥工艺），具有一次降水幅度大、节能和干燥质量好的优点。

干燥中采用的热源是柴油和煤油，为直接加热干燥.日本粮食干燥设备是从二战后发展起来的，主要发展适于干燥水稻的中、小型设备。

机型有：

小型固定床式谷物干燥机，中、小型循环式谷物干燥机及大型谷物干燥机等。

采用的热源是柴油和煤油，少量采用稻壳为燃料。

在各干燥设备中大都装有较完善的自动控制系统。

1.2.2国内粮食烘干机的现状

  我国粮食干燥机械的发展是从解放初期仿制日本、苏联等国外的干燥机开始的，仅在大型农场和粮库有所应用。

70年代广东省农机所等科研单位开始开发研制适合我国的中、小型干燥机型。

，它们大多适用于农场生产连队和农村生产队使用。

80年代后，我国农村经济体制开始进行改革，研制的干燥机械大多向多用化、小型化方向发展。

1981年由农业部南京农机所在苏北组织了全国13种机型粮食干燥设备的生产对比试验，初步推荐了一批机型。

在此期间，与干燥机械密切相关的干燥热源的研究也取得了进展。

90年代以来，随着农村改革的深入发展，我国农村经济和农业生产力得到较快的发展，专业化、集约化的规模经营也有新的发展。

特别是大型粮库国有农垦系统的种子和粮食生产基地，逐步装备起成套的谷物干燥设备，并与仓储、加工等设施配套成龙，成为我国粮食烘干机械的主要应用代表。

1996年起，台湾独资企业上海三久机械有限公司生产的循环式低温干燥机、日本独资金子农机（无锡）有限公司经销的种子专用干燥机和通用型干燥机等也进入我国市场，并带动了南方水稻产区干燥机械化技术发展。

烘干机设备广泛应用于化工、制药、农林土特产品、粮食、轻工等领域。

目前，我国烘干设备在国内市场占有率已达80％以上。

我国烘干设备在国内市场占有率将达90％以上，竞争的焦点主要集中在产品质量、技术水平、售后服务和价格方面。

烘干设备需求将在以下领域明显增长。

在粮食烘干领域中，用于水稻、小麦烘干的小型烘干设备（5t/h以下），预计年需求量将达到上千台左右；化工用烘干设备年需求量将达到3000台左右；制药用烘干设备年需求量将达到3000台左右；农林土特产品烘干设备年需求量将达到2000台左右；轻工用烘干设备年需求量将达到2000台左右。

在烘干设备类型上，将以热风加热烘干设备、真空烘干设备为主，其他诸如远红外线烘干设备、微波烘干设备等特殊领域的用户也将逐步扩大应用数量；在食品、药品烘干方面，对真空冷冻烘干设备中的较大规格烘干机设备需求量将会增加；另外，烘干设备外观质量将越来越受到重视，腐蚀性物料烘干设备的耐腐能力和可靠的使用寿命，将会受到用户特别关心。

烘干设备行业发展是挑战与机遇并存。

由于我国烘干设备行业已经开始进入较成熟的发展阶段，已能够比较好地满足各个领域用户的实际需要，而在价格上只有国外相同产品的三分之一，这使我国烘干设备在市场竞争中比进口设备具有明显的价格优势；

另一方面，由于烘干机械设备体积较大，大多数还涉及现场安装、调试和售后服务等，因此选用国产设备比选用进口设备更方便。

目前，我国主要出口的烘干设备产品是真空烘干设备，振动烘干设备，中小型粮食、食品及农林土特产品烘干设备，出口的主要地区是东南亚及其他发展中国家，并已打开欧美市场的大门。

目前，我国烘干设备出口产品占国产烘干设备的总量尚不到5％，专家预计"十五"期间出口产品在国产烘干设备总量中所占比例将达到10％以上。

在国际竞争中，我国烘干设备生产企业与竞争对手相比，优势是价格低廉，不足之处主要在于产品的自动化控制程度、外观质量、成套性和功能组合性方面有待进一步提高。

我国现在已生产的烘干设备品种日益增加，适用范围不断扩大，量正在迅速提高，市场竞争能力正在不断增强。

政府出台了支持产品出口的各项相关政策，为国内烘干设备生产企业创造了极好的外部条件，烘干设备发展前景良好。

1.3本课题研究的目的意义

本课题研究的目的是生产一种不仅可以对粮食进行大批量烘干而且可以对种子这种烘干要求高的进行烘干的烘干机，干燥的目的主要是便于物料的储藏﹑运输和加工，通过干燥使产品或半成品达到要求的含湿标准。

将湿物料中的湿分（常见的为水分）除去的方法很多，如压榨﹑过滤﹑离心﹑冷冻及利用干燥剂等等。

但综合除湿程度﹑操作的可靠性﹑经济性和处理能力，干燥是工业生产中应用最普遍的除湿方法。

就干燥而言，根据传递方式的不同可分为传导干燥﹑对流干燥﹑辐射干燥和介电加热干燥。

粮食干燥机械化技术是以机械为主要手段，采用相应的工艺和技术措施，人为地控制温度、湿度等因素，在不损害粮食品质的前提下，降低粮食含水率，使其达到国家安全贮存标准的干燥技术。

它除了能有效地防止连绵阴雨等灾害性天气所造成的损失外，还具有其他明显的优势：

一是减轻劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率，为实现农业产业化、集约化、现代化提供有效手段。

二是提高了粮食品质、耐贮性和加工性。

三是可以防止自然干燥对粮食造成的污染，杜绝农民因占用公路晾晒粮食而造成的交通伤亡事故。

目前,许多种子烘干机的热风温度是靠人工操作热风炉而控制的。

由于操作水平、煤质等原因,经常出现热风温度忽高忽低等现象,直接影响了种子的烘干均匀性和烘后品质,而且温度过高将影响种子的发芽率。

针对该问题,设计了一种温度自动控制系统,能将热风温度控制在设定的微小范围内,确保种子烘后品质。

低温干燥，谷物品质能保持良好状态，发芽率不受影响暴腰、破损率很小，是理想的干燥方式。

但是生产率低，直接影响经济效益。

为此，发展适合现在农村使用的烘干机，温度控制范围加大，农户可以根据需要来选择低温优质干燥，常规食用谷物干燥，以及抗灾抢烘的需要。

综上所述，要大力推广我国的谷物干燥机械化，就应宣传其优势，尽量减少制约因素的影响，并不断完善投入机制。

吸收各种社会资金，建立以国家投入为导向，农村集体和农民投入为主体的多元化、多渠道和多层次的投入机制，走社会化、产业化和服务化的道路，这样谷物干燥机械化才能有较为广阔的发展前景。

1.4本课题的主要研究内容

连续式颗粒烘干机主机设计如此下，包括：

总体尺寸的设计，保温箱的设计，支架的设计，轴承的安装和规格的选择。

传动系统设计，包括：

电机的选择，输送带的选择，链传动的设计计算。

加热系统设计，包括：

进风出风管道的设计，及它的分布情况。

温度控制设计，包括：

控制方式的设计，控制电路的设计，控制程序的设计。

1.4.1烘干机挡风罩问题

安装烘干机挡风罩有一定的作用:

一是减少烘干机本身的热量损失同时提高烘了干机的热效率;二是减少了外界环境变化对粮食烘干的不良影响,同时还提高了烘后粮的水分均匀度。

由于目前我国产的热风粮食烘干机有一部分没安装挡风罩,有的仅安装了相当于一半的挡风罩,有的虽然安装了挡风罩,但安装的挡风罩的高度仅占整个烘干机干燥段的一半,所以这就既降低了烘干机的热效率,又影响了烘干后粮食的的水分均匀度。

因此,建议在今后设计烘干机的时候,烘干机挡风罩的上檐务必要与烘干机预热段的顶部平齐,挡风罩的下檐务必要与烘干机干燥段的底部平齐了,同时挡风罩与烘干机外网板的距离应该保持在1.5m左右。

为了减少废排出废气时的阻力,可以试着在挡风罩的中部设置1～2处排潮段,同时排潮段外部需设小一些的挡风罩,用来避免外界冷空气从这里进入挡风罩内。

这样的话挡风罩不仅可以提高烘干后粮食的水分均匀度,而且又能增强烘干机的热效率,同时还影响不到干燥段废气的正常排出。

1.4.2烘干机除尘落粒装置设计

由于震动的存在和热风有一定的速度，两者都有可能使被烘干的颗粒掉下来，进入到输送带下面的保温箱内，又因为下保温箱为密封设备，不容易清理。

因此应该把保温箱的底部设计成带有一定的倾斜度。

同时可以在保温箱侧面开一小口用来清除落粒。

这种方式不但设计简单而且方便除落粒。

1.5总体方案的确定

1.5.1设计任务

本次设计要求设计连续式颗粒烘干机的主结构部分。

它的设计参数如下：

一、设计内容：

颗粒烘干机主机设计；传动系统设计；加热系统设计；温度控制设计。

二、技术要求：

产量2吨/小时，

降水量10%，

烘干温度40~45℃，

烘干时间0.5~2小时。

1.5.2方案的选择

（1）关于烘干方式的选择

方案：

直接烘干和一次烘干。

采用一次烘干，因为这样既能节约能源又可以能达到比较好的烘干效果。

同时采用负压热风和正压废热交替对种子进行干燥,将第1干燥段布置在风机前部,利用风机的抽和吸作用,使热风穿过第1干燥段粮层,从而达到干燥种子目的,把第2干燥段设置在风机后面,把使用过1次的热风压输送到第2干燥段进行回收再利用,这样热风前后利用2次,同时降低了热能消耗。

如烘干大降水速率,废气湿含量较大,所以已没有二次利用的价值,这时侯可以通过阀门将废气直接排掉。

采用正压气流和负压气流交替使用对颗粒进行烘干的干燥工艺，这样的话种子脱水速度加快、能耗也会降低、并且烘后种子品质好。

还可以减少空气流量，和增加冷却面积，调整颗粒的滞留时间，如此对颗粒进行翻转，能使使均匀烘干。

但是由于设备结构比较复杂，生产成本比较高，所以应该选择直接烘干，因为这样可以在满足要求的情况下，使成本最低化。

（2）热风温度的控制

方案：

控制热风炉风机的转速。

控制热风炉鼓风机的开停和炉排停转,或者自动调节其风机风量的大小,或者自动调控热风管道和冷风门开等一系列的PLC集中控制的装配，用来实现热风温度的控制。

按照国家标准和《烘干机系统验收技术规程》要求,规定热风温度波动范围为±5℃。

但是实际验收测试发现,最大的有+50～-30℃,±20℃等都很常见,这些都严重影响烘后谷物品质。

主要是缺乏电控系统对温控设备进行控制,比如对热风炉鼓风机或者热风管进冷风门