对辊式红枣分级机的设计教案资料

对辊式红枣分级机的设计目录1 绪论 (1)1.1 课题来源及研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状及分析 (1)2 系统总体方案的确定 (2)2.1 系统方案的确定 (2)2.2 结构特点及工作原理 (3)2.3 系统总体方案设计 (3)3 主要部件的设计计算及校核 (4)3.1 电动机的选择 (4)3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (4)3.3 传动装置的运动和动力参数计算 (5)3.4 V带及V带轮的选择计算 (5)3.5 传动轴的设计计算 (6)3.6 键的选择 (9)3.7 联轴器的选择 (9)3.8 齿轮的设计 (9)4.其他部件的设计 (13)4.1入料斗 (13)4.2出料斗 (14)4.3 机架底座 (14)4.4分级辊 (14)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)1 绪论1.1 课题来源及研究的目的和意义红枣，又名大枣。

自古以来就被列为“五果”(桃、李、梅、杏、枣)之一，历史悠久。

大枣最突出的特点是维生素含量高。

在国外的一项临床研究显示：连续吃大枣的病人，健康恢复比单纯吃维生素药剂快3倍以上。

因此，大枣就有了“天然维生素丸”的美誉。

红枣为温带作物，适应性强。

红枣素有“铁杆庄稼”之称，具有耐旱、耐涝的特性，是发展节水型林果业的首选良种．近些年红枣价格年年攀升，红枣产业在新疆一些地区有了较快的发展，对带动地区经济增长，尤其在带动农牧民增收上起到了重要作用。

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“十一五”期间，随着新疆产业结构的调整，红枣种植面积大不断扩大。

截至2009年底，新疆红枣种植面积达481.08万亩，约占全国的21.38%；产量26.32万吨，约占全国的8.63 %。

红枣种植主要分布在南疆的阿克苏、喀什、和田、巴州等地。

新疆红枣栽培历史悠久，建国后，特别是60-80年代引进品种42个，加之古、近代的引入，共计49个品种。

目前从各地州规模发展的主栽品种构成来看：绝大多数为干、鲜两类的灰枣、骏枣及赞皇红枣等品种。

红枣种植模式主要有枣农间作和成片建园两种方式，间作模式有枣树+小麦、枣树+豆类、枣树+棉花、枣树+蔬菜、枣树+西（甜）瓜。

成片建园的枣树株行距多以2 x 3米或1.5 x 4米，每亩110株较为普遍。

由于新疆独特的区位优势，新疆红枣品质受到追捧，国内外出现热销新疆红枣的态势，红枣龙头加工企业纷纷向新疆集中，红枣形成了产销两旺。

目前，红枣主要以制干初加工销售，红枣加工企业将半干红枣经过筛选、分级、哄干、包装后销售。

其中，红枣分级是红枣制干过程中的一个重要环节，红枣分级质量的好坏，尺寸的大小直接影响红枣的经济效益。

1.2 国内外研究现状及分析国外公司较早开始对水果自动分级技术进行研究并将研究成果产品化，意大利、日本和美国是果品分级分选设备研究的倡导者，目前来看，欧洲果品分级分选设备的研究集中在果品分级生产线的研制；美国和亚洲的日本、韩国则是着重研究尖端的分级分选技术，比如核磁共振成像分级、内部品质检测分级，如成熟度分级等。

我国对智能化程度较高的果品分选机的研制尚处于起步阶段，对水果品质检测及自动分级研究时间不长，国内目前能生产的水果分级设备基本还限于机械分级阶段，主要进行大小、重量的分级，自动分级设备基本还处于实验室研发阶段。

我国水果质量检测中使用的水果品质自动检测生产线多为进口设备，由于引进设备操作较为复杂，设备成本较高，且这种进口设备是针对大农场生产所设计的，在我国小农户生产方式的农产品的检测中并不实用。

目前国内主要的红枣分级机构有以下几种：一是差速带式红枣分级机。

差速带式红枣分级机，由差速带式红枣分级机构组成，包括机架、电机、喂料斗及其传动装置，其特征在于机架上至少设有两级的差速带式红枣分级装置，机架下方的电动机输出轴上设有传动轴，传动轴的前后两端均设有锥形齿轮，与其相啮合的锥形齿轮轴上均设有皮带轮，且前端的皮带轮直径比尾端的皮带轮直径大，两个皮带轮通过皮带分别与机架上方的两个直径相同的皮带轮相接，轴上间隔均布有与方轴连为一体的、和不连为一体的两种轴套，前后两个轴上的两种轴套相错而设，前后两个轴套间设有分级皮带，每根分级皮带的下方设有击打装置。

与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、操作方便、无卡枣现象、红枣破损率低的优点。

缺点是效率低，分级不均，造价较高。

二是重叠式筛笼红枣分级机。

该红枣分级机，解决现有红枣分级机分级效果差、破损率较高以及结构复杂等问题，包括箱体，箱体一侧设有进料口，箱体内贯穿设置转动轴，转动轴上至少固定有两个互相套接且一端面呈阶梯状分布的筛笼，筛笼另一端面与环形圆板固定，筛笼上各筛条之间的间隙尺寸由内向外逐渐减小，其中内层筛笼一端与进料口相通，另一端与设置在箱体另一侧的一级出料口相通，每个筛笼下方均设有出料口。

本实用新型将多个筛笼呈重叠式且端面呈阶梯状安装，整体结构简单、造价低、效率高，可一次将红枣分成多个等级，分级均匀，在设备中的行程较短，在实际使用中效果显著，可广泛用于红枣产地的规模化加工。

缺点是有卡枣现象，破损率较大。

针对上述两种红枣分级机存在的问题，课题提出一种对辊式红枣分级机，该机械可连续做业，各将红枣按企业要求分成多个级别。

2 系统总体方案的确定2.1 系统方案的确定辊式分级机主要有以下辊带式和对辊式。

辊带式尺寸分级一般由分级滚轴和输送带组成。

根据分级滚轴直径是否变化又可以分为等径辊带式尺寸分级机和变径辊带式尺寸分级，如下图：图2-1 等径辊带式分级机原理图1.输送带主带轮2.待分级物料3.分级隔板对辊式尺寸分级机分级间隙的改变一般靠对辊之间的空间位置变化来来改变分级间隙分为以下几种:按对辊之间的相对角度变化分级:a) b)图2-2 按对辊角度变化分级原理图1.待分物料2.分级辊按对辊之间的相对高度变化分级:图2-3 按对辊相对高度变化分级原理图1.定辊2.浮动辊3.待分物料由于对辊式分级的结构简单，分级范围较广，对枣子的破坏比较小，所以本次设计采用对辊式分级，按照对辊之间的角度相对变化来分级。

2.2 结构特点及工作原理 2.2.1 结构特点本设计吸收了当前的设计优势，主要由原动机、传动系、工作系、机架系四部分构成。

原动机采用电动机带动，传动系选择V 带传动，齿轮传动，工作系由滚筒和刀片组成，其中工作系由圆形锥辊和卡位铁皮组成，机架系由底座、架身、进料斗、出料斗组成。

此外采用全损耗系统用油进行润滑，橡胶密封。

主运动轴、轴承、键、联轴器都采用标准件，易于更换。

2.2.2 工作原理电动机运转，通过联轴器将动力传到V 带轮，通过V 带轮将发动机转速降低，经过减速的动力通过V 带将动力传到主运动轴，带动锥辊开始工作。

在确认机器启动运转平稳后开始喂料，喂料要及时均匀，要观察入料口，如有堵塞及时清除。

工作原理简图（总体方案图）图2-4 对辊式红枣分级机方案图1—入料斗，2—辊子1，3—辊子2，4—齿轮，5—V 带，6—机架，7—电动机，8—联轴器，9—出料斗2.3 系统总体方案设计组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，在工作中要承受轻微冲击等实际要求，故采用一级斜齿轮减速器，初步确定传动系统总体方案如图2。

选择带传动和一级圆柱斜齿轮减速器。

传动装置的总效率a η：83314.096.098.097.097.047654321=⨯⨯⨯==ηηηηηηηηα；1η为联轴器的效率，2η为高速轴齿轮的效率， 3η为高速轴承的效率，4η为第二对轴承的效率，5η为第三对轴承的效率，6　η为第四对轴承的效率，7η为V 带的效率（齿轮为9级精度，油脂润滑。

因是薄壁防护罩,采用半开式效率计算)。

3 主要部件的设计计算及校核3.1 电动机的选择电动机所需工作功率为： kw P P w d 6.38331.0/3000/===αη--w P 工作装置的功率；a η—总效率；执行机构的转速n 为100~200r/min经查表按推荐的传动比合理范围，带传动的传动比5~20=i ，圆柱齿轮减速器传动比8~21=i ，则总传动比合理范围为40~4=αi ，电动机转速的可选范围为m in /)8000~400()200~100()40~4(r n i n d =⨯=⨯=α。

根据容量和转速，由设计手册查出的电动机型号，因此有以下三种传动比选择方案，如下表3-1 电动机型号方案电动机型号 额定功率kw同步转速min r满载转速min r电动机质量kg参考价格 传动装置传动比 1 Y-112M -2 4 3000 2890 45 5.00 22.40 2 Y112M -4 4 1500 1440 43 3.48 20.42 3Y132M 1-641000960732.2213.61下面的表格就是电动机的技术参数、性能以及外形尺寸的数据：表3-2 电动机外形尺寸图3-1 电动机主要外形安装尺寸3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 3.2.1 总传动比中心高外型尺寸L ×（AC/2+AD ）×HD底脚安装尺寸A ×B 地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D ×E装键部位尺寸F ×GD11238×265×190190×1401228×608由选定的电动机转速m n 和工作装置主动轴转速w n ，可得传动装置总传动比为15100/1500/===w m a n n i 。

3.2.2分配传动装置传动比i i i a ⨯=0式中10,i i 分别为带传动和减速器的传动比。

为使带传动外廓尺寸不致过大，初步取31=i ，则减速器传动比为53/15/1===i i i a 3.3 传动装置的运动和动力参数计算 3.3.1 各轴转速 min /15000r n =m in /5003/1500/001r i n n === m in /1005/500/02r i n n === 3.3.2 各轴的输出功率kw P d 6.3=kw p P d 42.398.097.06.3311=⨯⨯=⨯⨯=ηηkw p P 02.396.097.098.097.042.3754212=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=ηηηη3.3.3 因电动机轴的输出转矩m N n P T m d d ⋅=⨯==92.2215006.395509550所以: m N i T T d ⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=36.6598.097.0392.224201ηη m N i T T ⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=3.30496.097.0536.6575112ηη运动和动力参数结果如下表:表3-3 运动和动力参数表3.4 V 带及V 带轮的选择计算 3.4.1 V 带的选择因为小带轮（主动轮）的转速为500转/分,输出功率为3.42千瓦，根据设计要求，经查《机械设计基础》得到小带轮初选的基准直径为140mm 。