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1、1 引言对于小麦淀粉生产工艺而言，有一类设备是不可或缺的，那就是面筋淀粉分离机。结合设备工作状态的差异，通常将淀粉工艺区划分为三类，分别是马丁法、水力旋流法和三相卧螺分离法；如果根据分离程序物料状态的区别对其进行划分，其主要包括面团法、面糊法等。我国小麦淀粉生产的工业化起始于19世纪30-40年代，并在80-90年代实现了突破性发展。伴随工业酒精的出现，小麦淀粉产业表现出十分理想的发展潜力。但是我国小麦淀粉工艺设备，特别是面筋淀粉分离设备的研发，其难以符合实际生产的客观需求。在20世纪80年代之后，上海，新疆等地区从欧美发达国家引进了诸多现代化的生产设备，然而由于其成本相对较高，工艺过于复杂，
2、因此其并未发挥预期的作用。在近些年中，相关设备和生产技艺的研究显得愈发关键了。1.1 现有面筋淀粉分离设备的分析1.1.1 MJ面筋机与马丁法工艺图1-1 MJ250A型面筋结构示意图MJ面筋机在下面容器内设有两根搅拌棒，轴向设有电机来驱动。在对其进行应用时，可先对电机进行启动，之后将原材料转移至容器中，在对其搅拌一定的时间之后，其可以稍作停顿，在醒面结束之后，再完成后续的搅拌、冲洗等操作，并产出重要的中间产物。由于在进行洗筋的过程中，诸多面筋网络并未彻底醒发，其间还包含了诸多淀粉颗粒，假如通过搅拌棒以较高的速率对其进行搅拌，其必然会对面筋网络形成巨大的破坏。所以，搅拌棒只可以按照较低的速率运
3、行，并反复启停，借助人工的方式进行翻动，然后经过冲水、放浆等若干工序，其才可以有效完成。由于多种操作都在相同的空间里面，设备功能难免会有差错，只偏于搅拌、醒面，而洗筋效率处于相对较低的水平，其表现出的分离效果并不理想，工人劳动强度也十分出众，其难以不间断的生产，用水量也处于较高的水平，其形成的淀粉面浆浓度相对较低，并导致单位用电量大幅度增加。1.1.2 旋流器与水力旋流工艺旋流器（具体参考图1-2)一般通过两部分组成。分别为圆柱体和圆锥体。对于圆柱体顶部来说，其逐行配了与内部进行衔接的溢流排料管，旋流器主要是在离心力的影响下，让颗粒体积和各种质量的物料实现有效的分离。另外，物品在输送泵压力影响
4、下，其能够通过进料管与切线方向相一致，最后转移至旋流器，同时，其能够以较高的速率回旋，由于受到离心力的影响，体积较大的淀粉颗粒下降的速率相对较高，之后利用底流口高效的排出，此类物品也被命名为底流物，而体积偏小的蛋白颗粒所对应的下降速率相对较低，在内部不断提升，从而从最上部有效排出，这些物料被命名为溢流物。10 mm旋流器的分割点直径d50为3-7um，此类水力旋流法，能够在面粉内对淀粉进行有效的提炼。图1-2 水力旋流器结构示意图面粉和水根据既定的比例在混合器中完全搅拌，并将其转移至贮浆罐。然后用泵将混合好的面糊和水放入一组旋流器中进行旋流，每级旋流器产出的产物被分为重和轻两种，在放入纯净水之
5、后可以对其进行充分的洗剂。而分离之后的部分可以转移至分设备，进而使麦皮实现有效的剔除；此外，质量相对较小的部分能够在其他旋流器内实现有效的分离，并在产物内获得面筋，最后转移至筛网部分，在对其充分加水之后得到一定的湿面筋。该工艺设备因为应用了多级输送，因此其能耗达到较高的水平，此外，面筋在实现旋流分离的时候，其有较大的概率出现断裂的情况，所以，其分离效果也相对较差，该工艺是上个世纪八十年代在我国开始应用的，但在不久后停产。1.1.3 三相卧螺分离机及其工艺 卧螺分离机（具体参考图1-3)是一类非常典型的卧式离心机，其装配了特定的螺旋，螺旋的旋转速率与转鼓转速的差异。此类设备的分离因数通常处于20
6、00-4 000范围内，并且在溢流出口端设置了专门的喷嘴，其能够对中相进行有效的分离，因此相关学者也将其命名为三相卧螺分离机。图1-3 三相卧螺离心机结构示意图对于三相卧螺分离机来说，它对原材料存在比较严苛的标准，其要求的面粉应表现出多样性的特点，其中比较具有代表性的包括高出粉率、低破损率等，接近我国国标特制二级粉以上。面糊完成后必须均质熟化，而此后的面糊通过泵实现高效的输入。该设备分离之后的物质很大程度上表现为固体形状，并可以通过螺旋推进器进行高效的排出。其面筋并未完全形成，必须添加清水将其转移至设备进行充分的搅拌，在其出现水和作用之后，使其产生膏状的面浆，之后通过熟化、搅拌等操作，让淀粉成
7、为游离的状态，然后将其转移至卧式螺旋沉降机，从而使其能够有效的分离。因为其分出的物质还必须完成稀释处理，转移至多级旋流器展开充分的洗涤，在洗涤操作之前还应该通过专门的离心机对其展开处理，因此其能够对高品质的淀粉进行有效的提取，然而工艺十分繁杂，能耗达到较高的水平，所需的成本较高。综上所述，该工艺很大程度上表现出两极化的趋势：绝大部分企业应用马丁法开展各项生产工作；少数企业采用价格昂贵，工艺较为繁杂的淀粉生产设备。2 从面团糊看面筋分离机的未来2.1 面团形成的过程及原理一般来说，面团与面糊的形成区别在于其实际的加水量，假如加水量低于35%，那么面团无法形成。此外，面团是在加水50%的时候能够有
8、效制成。假如其明显大于60%，那么可将其调制为特定的面糊。一般而言，在对面团进行调制的时候，其可以结合物性变化将其划分为多个阶段，其中比较具有代表性的包括原料混合阶段、搅拌完成阶段等。2.1.1 原料混合阶段通常而言，可以将配入的原料、辅料等进行充分的混合，在这之后添加水弄湿，然而其并未构成一体，水化作用通常只在表面形成，原料和辅料能够产生相对分散的松散状。硬麦粉颗料扫描的情况具体参考图2-1。图2-1 硬麦粉颗粒扫描电镜图片2.1.2 面筋形成阶段伴随搅拌的进行，蛋白质可以吸收相对较多的水，进而造成比较明显的膨胀现象，淀粉粒在这个过程中会不断增加。之后继续开面筋。此时面团极易断开，因为缺少了
9、弹性。但是表面是湿润的。从化学的层面而言，面筋形成即为蛋白质溶胀。其中二硫键起着关键的作用始搅拌工作，绝大多数水分可以转移至面筋网络内部，并被其充分的吸收。面团就演变为一个整体，一部分蛋白质变成了2.1.3 面筋扩展阶段伴随面筋的形成，大量水分转移至胶粒当中，面团表面很大程度上表现出光滑的特点，并且延伸性也会明显增加。2.1.4 搅拌完成阶段面筋已顺利形成，其表面表现出均匀性的特点，而且较为干燥，没有产生断裂痕迹柔软，并具备相对较高的弹性。图2-2 面团扫描电镜图片2.1.5 搅拌过度阶段面筋在产生之后，假如其要求继续搅拌，其明显超过可搅拌耐度，之后持续断裂。此外，面筋所包含的水分以较高的速率
10、溢出，造成其粘性显著提升，弹性也大幅度丧失2.1.6 破坏阶段如果还继续搅拌的话，因为氧化过度，造成面筋表现出较高的脆弱性，又由于受到酶的影响，淀粉会持续液化，蛋白质会持续进行分解，此时面筋已完全破坏。面团所对应的流动性达到较高的水平，并且粘性十分出众2.2 面筋与淀粉分离的过程及原理面团和面糊在形成以后，如果要让面筋和淀粉有效的分离，第一，肯定需要有水，如果没有水的话，无论如何面筋和淀粉都分离不出来。第二，要有能量，如果光有水的话，把面团或者面糊净放水中，同样不能够使面筋和淀粉分离。有水和能量才能够对淀粉和面筋实现高效的分离，问题的重点在于注入水的多少和能量的投入多少了。在现代的工艺中，存在
11、着两级的倾向。针对面团法来说，其能够将面团置于水体内，而机械的搅拌必然会让面筋有效的搅拌，之后转移至淀粉浆内，造成蛋白质浓度明显增加。而在水旋流法进行应用的时候，泵和压力能够对面筋进行充分的破坏，因此具有不可忽视的弊端在三相法卧螺法中，就是投入太多的能量，虽然在每吨面粉上可以节省水资源3到4吨，但是，与之增加的，则是数十千瓦的耗电，在最终的回报中，则是得不偿失。在面团成形咱以后，其包含一定的能量，面筋颗粒能够有效的联合。而在淀粉颗粒充分吸水之后，其表现出从面筋网络内有效的分离的趋向。因此，其无需转移至水中，动力也不用提供相对较多的能量，在某个层面而言，“喷淋”和“蠕动”就可以符合要求了。2.3
12、 新型面筋淀粉分离机结合面团性能的相关研究，可以对常规机器进行优化，通过机器设备代替各种手工操作，还能够使面筋和和淀粉分开的更加纯粹的机器。另外，这种设备所应用的技术措施为：对当前的设备进行改良，分设多样性的设施，其中比较具有代表性的包括搅糊设施、增设成条设施等。针对搅糊设施来说，其一般情况下应用S形搅拌器，而对于成条设施来说，其主要应用偏心螺杆泵，在滚筒上可以布置若干孔眼，在滚筒中设置专门的供水设施，滚筒的出口主要为产出口，其下部设定了专门的粉浆收集器，进而构成完善的面筋淀粉分离机机构。这种改进的面筋机与之前的相比，具有可以实现连续作业，降低工人劳动强度，提高产能，提高了产品的质量。与国外进
13、口的设备来说，工艺简单，设备容易上手，降低了电耗。可以远程遥控，甚至由电脑操控。在生产的时候，面粉和水通过计量设施，按一定的比例进入搅糊设施，2条S型搅拌器开始运转，在面粉充分吸水后，面糊中的面筋颗粒融汇顺畅，成形有力，可以显著提升成形速率，缩短搅拌时间搅拌好的面糊呗泵输送到器皿中进行醒发，器皿可以保护面糊承受一定的力，起到均质的效果，同时也可以使物料有序的进出，不浪费物料。成套设施可以有效避免马丁法工艺大面团清洗时，不容易分离，需要的消耗大，清洗效率低的缺点，此外，其能够防止面筋出现过度破坏的情况，并造成蛋白质浓度明显增加。另外，可以先对面团进行分散，把它分割为一定的大小，确保后续的工作能够
14、有序进行针对分离设施来说，其应用了转速达到较高水平的滚筒，使面筋能够转变为滚动特殊的状态，可以让淀粉实现良好的分离。此类机器能够生产纯度达到较高水平的粉浆。而且这边的水可以循环利用的。水可以再次进行洗涤。每吨面粉可以用到4到6吨水，比传统的省下了一半，而且电耗显著降低。2.4 研究内容就目前国内小麦淀粉的加工中，多采取国外的进口设备，或者国内的较为落后的设备。这一类设备，不是花费昂贵就是生产出的产品达不到市场要求。造成了能源的浪费和资金的流失。所以，现在依据国内外设备的优缺点进行升级改造。小麦淀粉在我们市场的生活中有着广泛的用途，主要的用途有1.食品行业。其能够在多种产物中进行应用，其中比较具
15、有代表性的包括火腿肠、果冻等。除此之外，其还可以用于味素、发酵产业产物中。2.纺织行业。小麦淀粉对于纤维产业来说非常关键，能够在织布、染色用糊等多个方面发挥不可忽视的作用。3.造纸行业。小麦淀粉对于造纸行业来说非常关键，其能够充当粘贴剂、粘贴剂。4.医药行业。主要用作制片剂、稀释剂等。5.淀粉深加工业。制作糊精、淀粉糖等多样性的产物。6.其他行业。此外，其能够用于制作电焊丝、干电池等。针对谷朊粉来说，其很大程度上将小麦作为原料，在对其进行深加工处理止呕胡，其能够获取天然谷物蛋白，其能够表现出多样性的特性，其中比较具有典型意义的包括吸水性、成膜性等。因此在多种制品的生产中都发挥出不可忽视的作用，
16、其中比较具有代表性的包括面制品、饮料业等尽管我们国家农业十分发达，小麦年产量能够提升至1亿吨，然而，在近些年中该产物的生产并未受到过高的重视，那是什么问题导致此类情况呢？原因如下（1）小麦在较长的时间以来都是作为主食，因此我国对其加工范围相对较小，工艺发展具有一定滞后性；（2）小麦蛋白具有的黏度相对较高，烘干过程中具有明显阻碍，如此就对工业化产业形成了负面影响；（3）因为加工工艺发展较慢，在制作时会形成相对较多的污水，这些污染不容易处理，导致了环境的再一步污染（4）以谷朊粉为原料的产品较少，市场空间比较小，造成了国内对加工的设备要求不高，进一步，影响了加工工艺的发展在最近几年来，随着人民的生活
17、的水平不断提高，老板姓对谷朊粉的需求越来越大，国家的谷朊粉工艺的要求也随着提高。特别是新技术的引用，导致诸多企业也开始研究谷朊粉的生产工艺，同时让小麦的相关产品得到了良好的利用，进而推动领域快速发展该工艺技术发展到今天，其核心的加工工艺具体如下： 图2-3 该方式生产淀粉、谷朊粉工艺能够表现出下述特性：机器设备的投资水平相对较低，设备操作的复杂性较低，并且将面粉作为主要材料，其要求与之配套的制粉车间，此外，面粉的面筋成分与自身的产品质量具有十分紧密的联系，淀粉沉淀难以稳定的生产，操作难度相对较高，而且容易受到人为因素的影响，如果选择应用沉淀池，占地面积会很大。而且效率很低，生产所需要的时间很长
18、，卫生这些都很难达到国家标准。对能源的损耗很大，生产成本很高。其应用的设备较多，其中比较具有代表性的包括间歇式面筋机、谷朊粉干燥系统等。然而在这些设备中，只有纤维分离和干燥设备依然在应用，另外的设备都由于性能或安全方面的问题被逐渐淘汰。所以在未来的市场竞争中，与现代化的工艺进行对比，不管在技术、价格等哪一个方面其都不具有明显的竞争优势。我们国家的小麦谷朊粉工业如果要实现长途的发展，在竞争过程中表现出良好的综合实力，就应该对工艺展开改造。在进行改造操作之前，必须先对工艺路线进行科学的设计，进而判断其是否具有良好的可行性。另外，可以根据工艺路线开发多样性的设备，而设备的性能高低对工艺的可行性具有不
19、可忽视的影响。所以，从某个层面而言，该工业的现代化发展与加工谷朊粉设备的发展具有非常紧密的联系。结合现阶段国内生产现状，我们设计了科学的优化方案，对多种工艺设备进行改良，同时对间歇式、敞开式的工艺方法优化为长期性、机械化的生产工艺，从而提升其自动化水平，并减少生产过程中的整体消耗，提升工艺的经济性，改善产品质量，降低投资风险，最终实现优化综合效益的目标。具体做法是：在对面筋进行分离的过程中，可以通过双轴式和面机对传统的双Z叶型面筋机进行取代；此外，可以通过卧式螺旋沉降式分离机对传统的沉淀池进行有效的取代；针对其脱水工序来说，其主要通过卧式全自动脱水机对常规的卸料离心机进行淘汰；对于其干燥工序来
20、说，其可以应用标准化的离心筛。该工艺能够划分为多个部分，包括面筋分离部分；纤维分离部分；淀粉分级、精制部分；谷朊粉和淀粉的烘干部分。其中，脱水机是烘干操作之前非常关键的环节，同时是制备谷朊粉的过程中十分重要的部分。在下文中我们将对其工序进行简单介绍。对于多水湿面筋脱水工序来说，其主要是将多水湿面筋转移至指定的脱水机，因为该设备应用了变螺距结构，因此物料在设备内不但会承受轴向挤压力，同时也会承受相对较高的径向力，在进行高压挤压之后，面筋能够在特定的网格处被完全挤出，此外，面筋可以沿着网筛转移到出口。（进入出水口的水包含一定量的B-淀粉，可对其进行回收处理，而且水也能够二次利用）。如此就实现了其标
21、准化的脱水工艺。为后续的干燥提供适宜的面筋团。在当前来说，我国某些脱水机主要是通过筛网实现脱水操作，然而此类方式具有一定弊端，比如其脱水的效果相对较差，对后续工艺加工存在一定负面影响。另外，其可以应用螺旋挤压的方式，其功耗达到较高的水平，并导致资源受到比较严重的浪费。所以，本研究主要应用变距绞龙，同时在下层筛网处实现有效的分离。结构参照如下图示：图2-4 其包含多个结构，其中比较具有典型意义的包括电动机、绞龙等。图2-5 3 计算部分3.1 主轴直径的初步估算轴是组成机械的一个重要零件。它能够对另外的转动件回转提供良好的支撑，并对转矩进行有效的传递，此外，其能够利用轴承和机架实现有效的联接。各
22、轴上部件主要围绕轴心线进行运动，如此就能够了以轴为核心的组合体。另外，其主轴会承受一定的弯矩和转矩。因此根据弯转合成力矩，如此就能够对轴径进行估算。3.1.1 初步估算轴径选择轴的材料为40Gr、经调制处理由参考文献查得材料力学性能数据为 表3-1 毛坯直径（mm）硬度(HB)抗拉强度极限b （MPa）屈服点sMPa弯曲疲劳极限-1MPa扭转疲劳极限-1MPa101-300241-286686490343181结合表3-1公式初步算轴径，因为其主要应用40Cr，由表.3-2表3-2 轴的材料40Cr41Cr18Ni9Ti/N mm-240-5215-25A100.7-98148-125注：如果
23、弯矩处于较低的水平，可以取相对较大的值，A取较小值；反之取较小值，A取较大值。所以脱水机选取 A=99 =20 则得 为了有效降低机器重量，并优化制造的经济性，设计的过程中可以选择空心轴方式。内、外径比为1：1.25。由机械零件设计手册 第13章表3-3 空心轴计算系数b轴内径/轴外径1/41/31/21/1.61/1.41/1.25B0.99610.98770.93750.8470.730.59针对空心轴来说，其必须将功率P除以空心轴，从而对系数b进行运算，结合上式我们可知： 根据上述式子运算的轴径，其并未分析键槽对轴强度所造成的负面影响，假如开一个键槽，那么轴径必然会提升4%5%，通过计算
24、之后我们可以推出：m故主轴直径取内径：80mm，外径：100mm。3.1.2 轴上受力分析轴传递的转矩T1叶片上圆周力的明确:因为湿面筋主要为假塑性流体,因此其承受的力难以进行明确,数据都是通过试验获得的,其所受力的极限值大概为500N叶片轴向力的确定：叶片所受周力的合力为0。3.1.3 主轴的设计计算及校核估算轴径按许用应力计算: （3-1）材料选用45钢。A取值 110粉碎机功率 P = 100 kw ; n = 1000 r/min;轴上应该按照相关规范开键槽，轴径大概会扩增 10；得 粉碎机轴径应该乘以 2确定最小轴径为 根据轴所需结构，绘制轴的草图如下：图3-1 垂直平面受力简图图3
25、-2 Mn 打板的密度为 7.81 克/cm3. 体积为 :2524.270cm3 重量 ;打板数量为 30 ; 总重量为 转矩 圆周力 算垂直面支撑反力 得到: 水平平面受力简图 图3-3 计算水平面支撑反力 作用在轴上得压力 得到: 弯矩图垂直面弯矩图 图3-4垂直面弯矩图水平面弯矩图 图3-5水平面弯矩图合成弯矩M 图3-6 合成弯矩图 许用应力 应力校正系数 转矩 当量转矩 在最小轴径中间截面出 校核轴径计算危险截面轴的直径轴的最小轴径取的是轴径 合格结论：在通过标准化的校核之后，我们可以推出该轴强度和刚度都符合既定的标准。轴主要校核它的扭转切应力查40Cr的资料我们可以推出扭转切应力
26、的极限值：1250N， 所以,扭转强度符合要求.3.2 滚动轴承的选择及校核计算滚动轴承的计算准则在对轴承尺寸进行明确的时候，其应该对核心失效形式展开运算。针对常规的工作条件来说，其应该展开接触疲劳寿命计算；而针对转速相对较小的部分，其仅仅要求进行静强度计算；一般来说，高速轴承由于升温而导致粘着磨损、烧伤等情况，因此还应该对极限转速进行校验。同时，应分析轴承组合设计的规范化结构，这对确保轴承能够有序工作能够发挥非常关键的作用。另外，滚动轴承主要包含三个性能参数；符合疲劳寿命标准的标准动载荷，符合静强度要求的标准静载荷以及极限转速N0.滚动轴承的选择及校核结合轴的规格和相关计算要求，将轴的最小直
27、径作为依据，对其轴承进行明确。以下就选用的轴承31328 进行校核。查手册 31328的性能参数： 极限转速： 滚动轴一般每天工作8小时，并且一般采取满载荷使用的方式，如工程机械、离心机等设备的预期使用寿命通常处于2000035000范围内。本研究中机床工作的年限为24000小时。计算步骤及结果寿命计算附加轴向力 轴承轴向力 X,Y的值 查表得 查表得 冲击载荷系数查表得 当量动载荷 轴承寿命 因为 ，故只计算轴承1的寿命 静载荷计算 查手册 当量静载荷 两者取大值 两者取大值 安全系数 查表得 计算额定静载荷 因为，只计算轴承1 轴承许用转速验算载荷系数 查图 查图 载荷分布系数 查图 许用
28、转速 均大于许用转速结论：其选择的轴承可以符合寿命、许用转速等多方面的标准。3.3 联轴器的选择 针对联轴器来说，其主要是对两轴进行连接，并对转矩进行有效的传递。联轴器包括两类，分别是刚性联轴器和挠性联轴器。其中刚性联轴器对于工作机中无法相对位移的位置具有良好的适用性；而挠性联轴器对两轴有偏斜（其主要包括同轴线、相交轴线）或出现相对位移（其重点包括向位移、综合位移）的位置具有良好的适用性。针对常规的联轴器来说，其主要是结合载荷情况、工作转速等进行合理的选取，计算转矩由下式求出： 式中T理论转矩，Nm Tn公称转矩，Nm; Tc计算转矩，Nm; Pw驱动功率，kW; n工作转速，r/min; K
29、工作情况系数，见表4-2-2(文献2)结合载取联轴器实际的状况，k=1.2,此时我们可以运算出转矩: （3-2）结合相关标准可选用弹性柱销联轴器，此时d=90，其选择的型号主要为HL7联轴器 GB5014-85. 见表4-2-22（文献2）名称HL型弹性柱销联轴器标准=摘自GB/T 5014-1985单位=(mm)-型号=HL7额定转矩Tn(N.m)=6300许用转速n(r/min)钢=2240许用转速n(r/min)铁=1700轴孔直径d1、d2、dz钢=80;85;90;95轴孔直径d1、d2、dz铁=80;85;90;95轴孔长度LY型=172轴孔长度L1J、J1、Z型=132轴孔长度L
30、J、J1、Z型=172D=320D0=250D1=170d3=40l=112S=4重量(kg)=98 转动惯量(kg.m2)=41.1 图3-7 1.半联轴器材料：D220锻钢，D280铸钢ZG270-500和铸铁HT200。2.联轴器重量和转动惯量应按照相关标准进行运算。3.针对轴孔长度L来说，L1可根据各类要求，从表列中进行合理的选取。4.J1为不带沉孔的短圆柱轴孔。标记示例：HL7弹性柱销联轴器主动端：Z型轴孔，C型键槽，dz=90, L1=172;从动端：J型轴孔，B型键槽，d2=85, L=172 HL7联轴器所以该联轴器合格，可以使用。3.4 电动机的选择电动机的额定功率不能够超过
31、标准的功率，如果其容量未超过工作要求，那么其无法确保工作机能够稳定的工作，让电动机在较长的时间内都保持过载发热的状态；容量达到较高的水平，那么可以进一步提升成本，并且因为效率和功率因数低而导致比较严重的浪费。所需电动机功率为： (kw) (3-3)式中：-标准的输出功率，kw-工作机所需输入功率，kw-传动装置所对应的点效率功率Pw主要通过工作阻力进行运算。 (kw) (3-4)式中：-工作机中的阻力，N-工作机的线速度，m/s-工作机的效率电机的类型相对较多，而应用最为广泛的是Y系列三相异步电机，其很大程度上表现出国际互换性，但是根据要求和 及实际情况：在其具体工作的过纯种，绞龙轴的实际转速
32、是难以进行明确的，因此必须应用变速电机。针对异步电动来说，其能够对铸钢电枢进行有效的拖动，内部配置了励磁线圈的磁极，它能够与输出轴进行有效的衔接，在通入直流电流之后其能够形成磁通。另外，因为磁场能够施加作用于输出轴，进而形成一定的转矩。在其负载达到既定的水平时，励磁电流显著提升，并且其转速也明显增加，另外，其独特的性质对于存在张力要求的收卷装置具有良好的适用性。为得到较硬的机械特性，可将该设备与测速发电机进行配套处理，进而构成标准化的交流无级调速装置，它对于变转矩无级调速具有十分理想的适用性，其中比较主要的包括纺织、造纸等方面，也适用于风机水泵的调速节能。型号含义：图3-8 因为其存在一定的功
33、率损失，那么应该优先选择功率相对较大的类型，本文根据要求选择：YCT225-6B。电机的基本参数如下:表3-4 型号额定功率,kW调速范围,r/min额定转矩,Nm转速变化率，%重量，kgYCT225-6B11760-761033%248 4 设计部分4.1 绞龙的设计设计的主要内容螺旋轴直径取d=90确定螺旋转速n （4-1）针对螺旋输送机的运算来说，其重点是对螺旋轴进行分析，因为螺旋轴的结构规格在进行明确之后，螺旋输送机的规格也能够进行有效的明确;此外，可按照要求对输送机功率进行明确,之后运算出电动机的实际功率;取料部分畚斗的设计计算.螺旋轴的计算螺旋面形的确定:在对干燥、粘度相对较低的颗
34、粒进行输送的过程中,其应该优先选择实体面形,并可根据需求选择叶片型输送的方法,物料在输送的时候可以搭配其他工艺，其中比较主要的包括混合,搅拌等.根据粮食工程设计手册获得 （4-2） S螺距D螺旋直径 K1螺旋系数 k1=0.51;当螺旋直径大于350 时.取k=0.91;当350d800时 ,取k1=0.50.7; 水平布置时取大值 ;倾斜布置时取小值, ;针对一些输送流动性比较理想的物料，其应该按照要求取大值,输送流动性如果相对较差,那么应该取小值.实体面型节距 S=0.8D带式面形节距 S=D叶片面形节距 S=1.2D确定螺旋的直径D由资料粮食输送机械与运用获得公式4-2 （4-3）Q取Q
35、=80t/h L喂料器长度L=10m装满系数取 A物料特性系数查粮食输送机械与运用表4-3得 =0.20-0.35，A=40-50 取=0.33 A=650输送物料容重, 小麦一般为0.75t/m3, 。修正系数 因该输送机倾斜放置所以。值取0.7K1叶面影响系数,查表4-4之后我们可以知道K1=1s螺距，b=s/D=0.8代入数据DQ/(47bA0 。K1)1/2.5=0.504m=504mm查表4-2取D=500mm代入数据n=105.8r/min 取n=90 r/min。用公式421验算，A65nman=A/D1/2=92 r/min nnman 可以满足。的验算。=Q/(47D2sn0
36、 。K1) （4-3）根据公式43将有关数据代入：得0.38运算出的装满系数在表43推荐区间中，所以上述数据计算都符合要求。 图4-1 4.2 绞龙壳体的设计对于绞龙壳体来说，其作用是为了让绞龙可以稳定的工作，并能够对不锈钢材料进行应用。除此之外，两端与端盖处可以选择焊接的方法进行衔接。表面不存在特定的粗糙度要求，内表面应确保绞龙能够稳定运行，因此必须结合经验对其进行加工处理，此外，在壳体底端可以设定专门的小孔。为了使面筋与水同进挤出来。结构图如下：图4-2 4.3 筛网的设计筛网的作用是让面筋与水进行有效的分离。如果面筋与水在同一时间转移至筛网，面筋在此时就演变为筛上物。筛网必须能够对压力进
37、行有效的承受，因此在对其进行设计的过程中，应分析压力的相关问题，筛网网格面积可以设计为绞龙横截总体面积的三分之二。4.4 轴的结构设计针对轴的结构形状来说，其应该对轮毂、轴承的固定提供一定的帮助，此外，轴还存在多方面的问题，其中比较具有代表性的包括加工装配、应力集中等问题。在大部分条件下都选择阶梯轴，其具有较高的适用性，由于其各段强度接近等强度，加工较为简单，而且轴上零件装拆的难度不大。在设计轴的结构时要考虑如下几点。1轴上零件的周向固定该零件应能够进行周向固定，从而对运动和动力进行有效的传递。针对周向固定来说，其可以选择键、过盈连接等，此类连接都被命名为轴毂连接。选择哪一类周向固定方法，其必
38、须结合载荷水平、轮毂要性等多方面的要素进行明确。例如，齿轮和轴一般可用平键连接；在重载、冲击的影响下，可通过过盈配合的方式对其加键连接；另为，其能够对较大扭矩进行有效的传递，、如果零件要求轴上移动，那么可以通过花键对其进行有效的连接；在轻载的条件下，那么可选择键连接的方法。2轴上零件的轴向固定针对其轴向位置来说，其应该进行准确的定位，并按照要求进行加固处理，从而对轴向力进行良好的承受，避免出现轴向移动的情况。轴向固定有两种方法：首先是对轴本身的组成部分进行分析，其中比较具有代表性的包括轴肩、过盈配合等，该方法所承受的轴向力相对较大；其次是对附件进行应用，其中比较具有典型意义的包括挡环、圆螺母、
39、楔键等，而针对弹性卡环来说，其通常情况下只可以对相对较小的轴向力进行有效的承受。轴肩或轴环的高度h可在(0.07d+2)(0.1d+5)mm间选取，轴环宽度b=1.4h。一般来说，轴肩高度应符合相关标准，为了能够让零件设置在定位面，其半径r不能够超过到角高度c1；装配的轴头长度应在一定水平上小于轮毂长度。3轴的加工、装配工艺性一般来说，阶梯数应最大化的缩减，键槽、圆角半径等规格应尽量进行统一，以利加工和检验。除此之外，精度和表面粗糙度应保持在适宜的水平。各类零件在进行装配的过程中，其不能够与其它零件的表面进行接触，此外，轴肩高度不能够对其他零件的拆卸工作产生阻碍。轴端应有倒角等。4提高轴的强度
40、和减小轴的质量1）轴上零件的合理布置和合理设计：2）降低应力集中，提高疲劳强度：在对轴结构进行设计的过程中，其应该降低集中源，同时减少最大局部应力。另外，降低应力集中的核心原则是防止其剖面规格出现明显的改变。3）提高表面质量，提高疲劳强度：对轴的表面展开标准的强化处理，并进一步降低表面粗糙度，如此就能够显著增加其强度5结合轴的受力情况，可以选择60000型GB/T276深沟球轴承两个，同时根据要求可选择单向推力轴承。（此时d=90）图4-3 4.5 支承件的设计支承件是机电装备中非常关键的构件，其涵盖多个部分，其中比较具有代表性的包括机身、工作台等。1.基本要求针对支承件来说，其应该能够对受迫
41、振动进行有效的抵抗；一般来说，其要求支承件表现出优良的动态性能；此外，支承件应体现出理想的热稳定性，从而防止热变形对装备的工作精度产生负面影响；一般来说，支承件应体现出优良的结构工艺性，并对材料进行合理的选取，从而有效降低内应力；在对支承件进行设计的过程中，应确保其装配工艺性符合要求，吊运具有良好的可靠性，操作足够便捷。除此之外，支承件性能对设备的性能具有不可忽视的影响，而且其重量大概为整体重量的五分之四，因此该部件的设计是非常关键的工作。在符合标准的条件下，应最大化的降低重量，让能耗保持在相对较低的水平。2.设计步骤第一步，先结合支承件的使用标准展开受力分析，继而明确主、次力和力矩。另外，可
42、根据承受的力和其他方面的要求（其中比较具有代表性的包括排屑、平衡锤等），对当前机电装备的同类型件进行分析，对其规格和形状进行明确；另外，可根据要求选择有限元法，通过计算机对其展开标准化的验算，从而分析支承件所表现出的动态特性，此时可以对其热变形展开深入的探究；最后，结合上述分析的实际情况，可以对设计方案展开合理的调整，或对若干个方案展开比较，选取最为适用的方案。3.结构设计在对支承件展开结构设计的过程中，应先分析目标设备的具体类型，研究其整体布局情况，在符合其工作性能的条件下，考虑多方面的要素，其中比较具有代表性的包括工艺性、工业美学等。另外，结合支承件的相关标准对结构展开设计的过程中，应确保
43、支承件体现出理想的性能，其可以明显降低重量，减少实际的能耗水平。4.截面形状的选择一般来说，可对支承件的整体架构进行科学的设计，并最大化点的减少整体重量，使其静刚度达到较高的水平。因为各设备用途、规格等具有显著差异，支承件的形状和规格也往往不相一致。5.壁厚的设计为了有效降低设备的整体重量，减少材料的消耗量，从而降低驱动力，那么在结构工艺具有较高可行性的情况下，其应该有效降低其壁厚。此外，其内、外两侧在某些情况下设置了专门的肋板或肋条，从而优化整体的稳定性。6.材料和时效处理对于支承件来说，可供选择的材料类型较多，其中比较具有代表性的包括铸铁、型钢等，此外，可分析工作要求和经济性等多方面的要素，在某些情况下也可选用预应力钢筋混凝土、天然花岗岩等充当支承件的主要材料。对于时效处理方法而言，其涵盖多种类型，其中比较具有典型意义的包括自然时效、振动时效等。另外，可以通过自然时效进一步减少其内应力，让材料内部表现出理想的稳定性，之后对其展开深入加工。人工时效也被相关学者命名为焖火，其主要是将工件放置在不超过200的退火炉内，按照既定的速率升温