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-0-机电工程学院毕业设计说明书题目:YZS-60型离心筛的设计学生姓名：学号：20053610432专业班级：机自专0504指导教师：吕俊智2008年06月01日-1-目次1概述.................................................................22设计离心筛的意义.....................................................32.1国内外对比.........................................................32.2离心筛在淀粉、谷朊粉生产中的应用...................................33设计计算.............................................................93.1电机的选择.........................................................93.2V带的传动设计......................................................93.3主轴的设计........................................................123.4键的计算选择......................................................133.5轴承的选择.........................................................143.6轴承座的选择......................................................143.7轴强度的校核......................................................143.8轴承的校核.........................................................184机架的设计..........................................................20设计感想..............................................................22参考资料..............................................................23-2-1概述随着科学技术的迅速发展，淀粉、谷朊粉及其制品的应用越来越广泛，几乎应用于各个领域，它带动了淀粉、谷朊粉工业的发展，促进了淀粉、谷朊粉技术研究的深入，一些新工艺、新设备不断涌现。食品工业的发展是设备和工艺发展的结果，应该使设备和工艺达到最佳配合，以设备革新和创新促进工业的改革和发展，以工艺的发展进一步促进设备的发展和完善。我国虽是农业大国、粮食大国，但是粮食机械行业距国际先进水平还有较大差距，特别是分离设备，国内大部分先进的分离设备是从国外引进的，因此此次设计意义重大。通过多方面调研、老师提供的资料以及网上、图书馆查到的资料，我对圆锥筛的外形、工作原理、设计数据有了一定的认识，这对我下面的设计会有很大的帮助。设计也是一个历练的过程，我一定要把握好这次机会，提高自己的专业素质，设计能力。-3-2设计离心筛的意义2.1国内外对比目前国内外淀粉、谷朊粉已经广泛应用于各个行业，品种达数千种，性质各异。我国生产淀粉的历史很早，但对淀粉、谷朊粉新工艺的研究开发起步较晚，在应用时也走了不少弯路，限制了淀粉、谷朊粉的应用和发展。国内绝大部分小麦淀粉厂的生产工艺仍旧为落后的间歇式、半机械化、敞开式的传统工艺方法，即间歇式马丁法。目前国内的淀粉厂大致有下列三种类型：一是采用国内先进工艺及先进设备厂，这类工厂投资较多，技术经济指标达到先进水平，经济效益比较好；二是按传统工艺及自制设备或部分采用国产先进设备的厂，此类工厂均为小型企业，投资少，生产水平低，也稍有盈利；三是引进国外生产线的厂，如引进美国、德国、瑞典、荷兰、泰国等国设备或生产线，这类厂家多属国有企业，有的连不必引进的亦引进，有的甚至整条生产线引进，因此，固定资产投资很大，贷款多，利息、折旧负担重，经济效益并不理想，其中有些厂甚至处于长期亏损的状态。澳大利亚、新西兰、美国及欧洲的法国、荷兰、英国等地是小麦淀粉生产的主要集中地，其加工工艺及设备代表着当今世界小麦淀粉工业的发展方向。其中美国的淀粉产量居世界首位。CPC公司是世界上最大的淀粉企业，在40多个国家拥有淀粉厂。因为美国的糖品消费主要是淀粉糖，加之以淀粉原料制造许多新材料，对淀粉的需求日益增长，所以淀粉工业的发展很快。法国、德国、英国、荷兰等国的淀粉厂一般都有几十种产品，有的甚至有一、二百种产品，如荷兰艾维贝公司生产200多种品种。日本的淀粉工业起步较晚，但发展快。目前淀粉年产量已达200多万吨，主要品种是马铃薯淀粉。泰国淀粉工业近年发展很快，是后起之秀。目前全国木薯种植面积在100万公顷以上，年产鲜木薯1800-2000万吨。全国有50多家淀粉厂，淀粉年产量达150-200万吨，其中有一半出口，主要出口到日本、欧盟、美国、台湾、香港等50多个国家和地区，年创汇近5亿美元。目前我国也从泰国进口木薯淀粉及木薯干片。泰国木薯淀粉的消费主要是用于加工各类变性淀粉，为造纸、纺织、食品所用，变性淀粉年产量近50万吨。可见，我国在淀粉、谷朊粉的生产工艺和设备上和世界先进水平仍有一定的差距，今后我们应该注重在这些方面的研究和开发。2.2离心筛在淀粉、谷朊粉生产中的应用马丁法（面团法）是一种比较传统的淀粉、谷朊粉加工方法，使用的原料是面粉而-4-不是麦粒，加工步骤是和面、清洗淀粉、干燥面筋、淀粉提纯和淀粉干燥。其工艺流程见图1。其生产过程为：将面粉和水按一定比例加入到和面机1中，经过和面机的充分搅拌使面粉成为面团状，加水静置20min左右，使面团中的蛋白质充分吸水形成面筋，然后由人工不断加水、洗涤使面筋与淀粉分离。清洗出来的面筋送到谷朊粉干燥系统干燥，得到活性小麦蛋白粉即谷朊粉。从和面机中排出的水和淀粉的混合物为粗淀粉浆，粗淀粉浆中含有细小的碎面筋，用振动筛2将这些碎面筋去除，在经过3级离心筛3—1、3—2、3—3将淀粉浆中的纤维筛除；然后集中到沉淀池4沉淀，经8~12h的沉淀后，淀粉被沉淀在池的底部，放掉池中的水，然后加清水搅拌用泵5输送到脱水机6脱水，通过螺旋输送机7输送到淀粉干燥系统干燥，再经过粉碎机8、干燥管9和卸载器11将干燥的淀粉收集，通过关风机，再经过淀粉筛13的筛理即为淀粉成品。从以上生产工艺可以看出，此工艺为间歇式、半机械化、敞开式的传统工艺。存在着劳动强度大、生产周期长、卫生条件差、出率低、产品质量不稳定、废水排量大等缺点。下面是我校老师参照国外先进的工艺提出的工艺改进方案，本方案结合我国实情，以-5-国内设备代替价格昂贵的进口设备。其生产的工艺流程见图2。其生产过程为：1.和面与面筋分离工序：由气力输送系统将面粉输送到面仓1内，定量螺旋输送机2将面粉送到自动活面机4中，流量计3控制进入和面机的进水量。水和面粉按一定的比例在和面机中被混合成类似牙膏状的面糊；输送泵5将这些面糊送到熟化灌6中熟化。在熟化过程中，面糊中的蛋白质充分吸水形成面筋，熟化的时间大约30min，熟化后的面糊被面团切断机7切成小块状，送到带有高速搅拌装置的均质灌8中搅拌，使面筋与-6-淀粉分离；然后用泵9输送到滚筒筛10中将面筋与淀粉分离，使筛上物为面筋，将面筋送到储箱47中由谷朊粉干燥系统干燥即为谷朊粉；筛下物为还有淀粉的淀粉浆，将淀粉浆送到下道工序再进行精制和分级。2.纤维的分离工序：在这道工序中采用新型的带正、反向冲洗的离心分离筛15筛理淀粉浆里的纤维。通过旋转的转鼓产生离心力，在离心力的作用下淀粉颗粒通过筛网，而纤维则为筛上物。由于在筛网的正反面都有高压水冲洗，能将筛网上的糖类和细小的面筋等粘性物质彻底冲洗干净，解决了以前的离心筛常出现筛网被堵塞的现象，提高了分离效果和产量。3.淀粉的精制和分级工序：分离出纤维后的淀粉浆集中在储罐16中，这时的淀粉浆是蛋白质和淀粉的混合物，称为粗淀粉乳，再经过泵17输送到除沙器18除沙，除沙后的淀粉乳从高压泵20—1—20—12分别输送到第一组旋流器21—1—21—12中进行分离。当高压泵将淀粉乳输送到旋流器中的旋流管内时，沿着旋流管的内壁做高速旋转运动，产生的压力越高，离心力就越大，在离心力的作用下每级旋流器将淀粉乳分为两部分，即顶流和底流。顶流为密度小的蛋白质和小颗粒淀粉，底流为密度大的大颗粒淀粉。在第一级旋流器21—1的顶流中是含有颗粒较小的淀粉和蛋白质的出口，因此再将其送到第二组旋流器（6级）中进一步分离。在第一组旋流器中，第二级顶流送回到第一级的进口处；第三级的顶流送回到第二级的出口处；依次类推，最后一级21—12的顶流输送到21—11的进口处，在最后一级旋流器21—12的进口处加清水经过这样的逆流洗涤，在最后一级旋流器21—12的底流即为纯净的A淀粉乳，储存在储存罐22中，在经过自动脱水机23的脱水，由螺旋输送机24送到气流干燥系统干燥即为A淀粉。第二组旋流器的物料来自第一组旋流器的顶流，它是颗粒较小的淀粉和蛋白质混合物，在这一组旋流器中要进一步将淀粉蛋白质分离出来，因此它的压力要调整得比第一组高，工作过程与第一组相同，由高压泵34—1—34—6分别输送到旋流器35—1—35—6中；第一级旋流器35—1的顶流为较纯净的蛋白质，再进一步浓缩、干燥即为优质的蛋白粉。最后一级旋流器35—6的底流为小颗粒的淀粉，成为B淀粉乳，用同样的方法脱水、干燥即为B淀粉。4.淀粉和谷朊粉的干燥工序：淀粉和谷朊粉仍采用气流干燥，和以前的工艺没什么变化。谷朊粉的干燥在造粒部分和蜗壳分离器部分做了改进，湿面筋进入干燥管道后得到瞬时干燥，缩短了受热时间，提高了谷朊粉的活性。改进后的生产设备及设备，符合我国国情，可大大降低投资。其中ZXS—850型离心筛，达到国外同类产品水平，国内领先。谷朊粉干燥系统在节能和提高产品质量方面-7-与一般干燥系统相比有了很大提高。传统和先进的淀粉、谷朊粉的生产都用到了离心筛，开发和研制离心筛对增加产量、提高质量、降低成本、改善卫生条件都有重要意义，离心筛与其他分离设备比较，还具有推动力大、分离能力强、结构紧凑、附属设备少等特点。离心筛外形见图图3离心筛实图在小麦淀粉、谷朊粉的加工过程中，圆锥筛处于中间过程中，前面是滚筒筛，下面是水洗涤从圆锥筛出来的粉浆，工作时浆料通过均匀机构均匀后进入筛筒底部，筛筒由动力机构驱动高速旋转，受离心力的作用并在水洗涤系统的喷淋下，浆料沿着筛面作圆周运动，并同时向外沿移动，移动过程中，细小的淀粉颗粒透过筛网排出，同时不能过筛的纤维在离心力的作用下连续向转鼓的大端滑动，排出转鼓。在生产的过程中采用多台此种离心筛进行级联，来提高产量，级联后的离心筛如图4。-8-图4串联的离心筛圆锥筛在使用时应注意转向，安装电机电缆时应面对进料管，，转鼓应为逆时针旋转，电缆需用钢管护套防止浆水和潮气入侵。另外圆锥筛常出现筛网破裂现象，应及时检查筛筒内壁是否光滑，进料管位置是否合理，筛面应及时清理，若发现筛体有剧烈振动，说明筛面有部分残留物，应停机打开端盖进行清理。-9-3设计计算3.1电机的选择：无特殊要求的情况下，Y系列三相异步电动机较常用，其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低、启动性好，适用于不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，主要应用于机床、泵、风机、运输机、搅拌机、离心机、农业机械等。离心筛属于常速离心机，转速在800—1000r/min之间，初步选定转速为850r/min，功率18KW，由于要考虑实际工作中功率损失和传动效率，