有機(jī)顆粒肥料成型機(jī)的設(shè)計【含cad圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

1、<p>　　有機(jī)顆粒肥料成型機(jī)的設(shè)計</p><p>　　學(xué)生姓名 杜金虎 </p><p>　　學(xué) 號 8011212109 </p><p>　　所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及自動化</p><p>　　

2、班 級 機(jī)械設(shè)計16-1 </p><p>　　指導(dǎo)老師 周嶺 </p><p>　　日 期 2016 .06 </p><p>　　塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制</p><p><b>　　前 言</b></p><p&

3、gt;　　由于農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化水平越來越高，有機(jī)食品越來越受到了人們的重視。隨之重視的便是生態(tài)農(nóng)業(yè)。因為只有生態(tài)的農(nóng)業(yè)才能生產(chǎn)出生態(tài)的食品。在這一方面，無論是從國家政策支持的力度上，還是在實際的行動中，國家都對此投入大量的支持?，F(xiàn)在我們所了解的有機(jī)肥的廣泛應(yīng)用就是一個最好的說明?？梢哉f，有機(jī)肥以后將逐漸取代其他的肥料，而成為農(nóng)作物生長中的一個必備的肥料。</p><p>　　本設(shè)計采用電機(jī)啟動通過三角帶帶動減速器轉(zhuǎn)動

4、減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動，物料由進(jìn)料斗喂入，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型，經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機(jī)外，物料在強(qiáng)大的擠壓作用下被擠出小孔。在布局上采用折疊式，即螺桿、減速器在一個水平面上,將電機(jī)置于另一個水平面上這樣布置,一是較大幅度減少了整機(jī)長度,提高了設(shè)備剛度,節(jié)省了原材料,降低了成本；二是電機(jī)與減速器之間采用三角帶傳動,起到了緩沖作用,可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷

5、過大時,燒壞電機(jī)或損壞減速器等故障的發(fā)生；三是由于電機(jī)位置較低、極大地降低了機(jī)械振動與噪聲。</p><p>　　關(guān)鍵詞：有機(jī)肥; 顆粒; 螺旋擠壓</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 概述1</b></p><p><b>　　1.1 有機(jī)肥1

6、</b></p><p>　　1.2 設(shè)計目的和意義2</p><p>　　1.3 國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4 主要研究內(nèi)容3</p><p><b>　　2 技術(shù)方案4</b></p><p>　　2.1 設(shè)計的依據(jù)4</p><p

7、>　　2.2 產(chǎn)品的用途和使用范圍4</p><p>　　2.3 主要的工作原理4</p><p>　　2.4 已經(jīng)考慮過的若干方案的比較4</p><p><b>　　3 設(shè)計計算6</b></p><p>　　3.1 機(jī)構(gòu)方案分析6</p><p>　　3.2 總體設(shè)計6&l

8、t;/p><p>　　3.3 螺旋擠壓裝置的設(shè)計計算7</p><p>　　3.4 傳動系統(tǒng)的設(shè)計10</p><p>　　3.5 主軸強(qiáng)度的校核16</p><p>　　3.6 主要設(shè)計結(jié)果17</p><p><b>　　總 結(jié)18</b></p><p><

9、;b>　　致 謝19</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　工程概況</b></p><p>　　本文首先介紹了有機(jī)肥及其發(fā)展歷史、趨向。了解到了當(dāng)代有機(jī)肥的需求量越來越大。在這種趨勢下設(shè)計的有及顆粒肥料成型機(jī)。本設(shè)計是有機(jī)顆粒肥料成型機(jī)的設(shè)計。通過了解

10、現(xiàn)有的活塞沖壓式成型機(jī)、壓輥式顆粒成型機(jī)、平模擠壓成型機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計采用螺旋式擠壓成型的原理而設(shè)計。</p><p>　　本設(shè)計是有機(jī)顆粒肥料成型機(jī)的設(shè)計。通過了解現(xiàn)有的活塞沖壓式成型機(jī)、壓輥式顆粒成型機(jī)、平模擠壓成型機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計采用螺旋式擠壓成型的原理而設(shè)計。采用V帶連接的方式其結(jié)構(gòu)簡單、整機(jī)重量較輕、噪音小、成本相對較低。</p><p>　　工作原理是電機(jī)啟動通過三角帶帶動

11、減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動，物料由進(jìn)料斗喂入，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型，經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機(jī)外，物料在強(qiáng)大的擠壓作用下被擠出小孔。</p><p>　　技術(shù)要求：電機(jī)配套動力為5.5KW，電動機(jī)轉(zhuǎn)速為740r/min，螺旋軸轉(zhuǎn)速為60rmin,成型模</p><p>　　?？诪?0mm 。電動機(jī)與減速器采用V帶連接的方式增

12、加了系統(tǒng)的柔性，降低了噪音就，減輕的整機(jī)的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)簡單，各零件加工難度較低。</p><p><b>　　概述</b></p><p><b>　　有機(jī)肥</b></p><p><b>　　有機(jī)肥的來源</b></p><p>　　主要來源于植物和（或）動物，施于土壤以提供

13、植物營養(yǎng)為其主要功能的含碳物料。經(jīng)生物物質(zhì)、動植物廢棄物、植物殘體加工而來，消除了其中的有毒有害物質(zhì)，富含大量有益物質(zhì)，包括：多種有機(jī)酸、肽類以及包括氮、磷、鉀在內(nèi)的豐富的營養(yǎng)元素[1]。不僅能為農(nóng)作物提供全面營養(yǎng)，而且肥效長，可增加和更新土壤有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)微生物繁殖，改善土壤的理化性質(zhì)和生物活性，是綠色食品生產(chǎn)的主要養(yǎng)分。</p><p><b>　　有機(jī)肥發(fā)展歷史</b></p>

14、;<p>　　在羅馬時代，農(nóng)民就發(fā)現(xiàn)在前作為豆科植物的大田里種植谷類作物時，其產(chǎn)量有所提高，因此，就注意到細(xì)菌能增富農(nóng)業(yè)土壤中的營養(yǎng)。直至19世紀(jì)，德國的苜蓿種植者和美國的一些大豆種植者，他們利用苜蓿田或大豆田的土壤，轉(zhuǎn)移接種至新的農(nóng)田，從而使作物產(chǎn)量得到提高。1838年，法國農(nóng)業(yè)化學(xué)家布森高（J.B.Boussingault）發(fā)現(xiàn)了豆科植物能固定氮。并于1843年建立了第一個農(nóng)業(yè)試驗站，對各種輪作制中作物產(chǎn)量和成分進(jìn)行了

15、較為精確的分析。</p><p>　　1886-1888年德國科學(xué)家赫爾里格爾（H.Hellriegal）在砂培條件下證明，豆科植物只有形成根瘤菌才能固定大氣中的氮。1888年荷蘭學(xué)者貝葉林克（M.W.Beijerinck）分離了根瘤菌，這是微生物肥料方面的突破?，F(xiàn)已明確那是根瘤菌的作用。這些細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)，促使了第一家美國公司納特爾公司于1898年生產(chǎn)和銷售了土壤細(xì)菌接種劑。自此以后，就有諸多的細(xì)菌制劑用于土壤和農(nóng)

16、作物種子的拌種和包衣。</p><p>　　20世紀(jì)20年代，又有一些新的微生物制劑用于大田土壤和農(nóng)作物，但效果不甚理想。20世紀(jì)40年代，美國農(nóng)業(yè)部頒發(fā)了生物殺蟲劑許可證，至今已有20多種不同的微生物產(chǎn)品為這一目的而使用。</p><p>　　1937年，蘇聯(lián)微生物學(xué)家克拉西尼科夫和密蘇斯金研制了“固氮菌劑”。從而開創(chuàng)了細(xì)菌肥料的先河，由于種種原因，這種微生物肥料都先后停止了大規(guī)模生產(chǎn)。

17、1940年前后，亞洲研制了一種以藍(lán)細(xì)菌（藻類）為主而用于稻田的生物肥料[2]。其在持續(xù)農(nóng)業(yè)中仍然發(fā)揮著巨大的作用。</p><p>　　不管生物肥料的歷史如何，微生物制劑仍繼續(xù)向前發(fā)展。自20世紀(jì)80年代開始，人們以極大的精力關(guān)注著用于環(huán)境和農(nóng)作物的生物肥料，其原因是這類產(chǎn)品能有效地解決存在的一些問題，特別是無公害和消除環(huán)境的污染。因此，要研制出一種既具有肥料功能，又具有消除環(huán)境污染的能力，就十分困難。其難點(diǎn)在于

18、：（1）一種微生物具有提供植物營養(yǎng)功能（如固氮基因等），但不一定能具有分解污染的能力（即分解物質(zhì)的基因）。要實行基因轉(zhuǎn)移十分困難，還要巨大的投資。（2）土壤污染物種類很多，現(xiàn)已有105種以上的物質(zhì)對環(huán)境造成了污染[3]。這些污染物結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分各不相同，所以不可能用105種微生物混合一起來做成制劑?；蜣D(zhuǎn)移更難以達(dá)到；（3）生物殺蟲劑和生物除莠劑等的原理和菌種差異十分巨大，原則上為一菌一種用途。所以只能制成單一的菌劑。而且發(fā)揮作用的時間

19、較長。（4）生物肥料中的菌劑有些不是典型的土壤微生物，當(dāng)其制成菌劑施入土壤后難以成活，而且在使用前通常也只能保持3個月的貨架期。</p><p><b>　　發(fā)展趨向</b></p><p>　　由于農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化水平越來越高，有機(jī)食品越來越受到了人們的重視。隨之重視的便是生態(tài)農(nóng)業(yè)。因為只有生態(tài)的農(nóng)業(yè)才能生產(chǎn)出生態(tài)的食品。在這一方面，無論是從國家政策支持的力度上，還是在

20、實際的行動中，國家都對此投入大量的支持。現(xiàn)在我們所了解的有機(jī)肥的廣泛應(yīng)用就是一個最好的說明?？梢哉f，有機(jī)肥以后將逐漸取代其他的肥料，而成為農(nóng)作物生長中的一個必備的肥料。在有機(jī)肥的生產(chǎn)方面，得到了很多專家的大力支持。同時在設(shè)備上，也得到了國家的大力支持。很多地方都有有機(jī)肥生產(chǎn)的專門的設(shè)備和生產(chǎn)專線，以便能夠生產(chǎn)出更好的有機(jī)肥[4]。在政策支持上，很多地方政府更是給了很多幫助。尤其在利用廢棄物、處理一些廢棄的生活用品方面得到了大力的支持，因

21、為這樣做一方面不僅處理了生活垃圾，減少了環(huán)境污染，而且另一方面也變廢物為寶貝，生產(chǎn)出了有價值的有機(jī)肥。在很多地方，這都是一個非常好的舉措，所以，很多地方政府都會對有機(jī)肥的生產(chǎn)和使用給予大力的支持，甚至還從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行一定不補(bǔ)貼，以鼓勵人們使用有機(jī)肥。</p><p>　　可以說，正是有機(jī)肥的廣泛使用，才能使得我們的農(nóng)業(yè)逐步的開始向無公害農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，才能使得讓更多的有機(jī)食品、水果、蔬菜走向我們的餐桌。</p>

22、;<p><b>　　設(shè)計目的和意義</b></p><p>　　根據(jù)作物營養(yǎng)學(xué)說，植物吸收養(yǎng)分的主要途徑為擴(kuò)散、質(zhì)流和截獲。其中擴(kuò)散是植物吸收養(yǎng)分的最主要途徑。因此在作物根系附近創(chuàng)造一個高營養(yǎng)環(huán)境特別重要[5]。大顆粒肥料在土壤中可以形成一個大的養(yǎng)分含量較高的區(qū)域，不斷擴(kuò)散供作物吸收利用，而這個區(qū)域周圍的土壤，則不致因養(yǎng)分濃度過高而影響土壤微生物的活動。其優(yōu)點(diǎn)如下：</

23、p><p>　?。?）在土壤中養(yǎng)分分解和移動較好地解決了作物生長期長，而氮肥肥效短的矛盾。普通碳銨習(xí)慣用撒施的方法，在旱地肥料散落在地表，幾吹日曬，很容易變成氨氣而揮發(fā)損失掉；在水田因易被氧化成硝態(tài)氮而隨水下滲，一部分淋失掉，另一部分發(fā)生脫氮損失。大顆粒肥料深施入地后，減少了淋失、氨揮發(fā)和反硝化損失，延長了肥效期，提高了化肥利用率。</p><p>　　（2）具有抗破碎性和抗結(jié)塊性 大顆粒肥料

24、堆貯一段時間后，由于顆粒內(nèi)部的重結(jié)晶作用，具有一定的硬度，比較堅實，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸沖撞也不易破碎。同時由于造粒后的重結(jié)晶作用，肥料中水分含量越來越少，而養(yǎng)分含量卻越來越高，且不會發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，不僅便于人工施用，而且為機(jī)械化施肥創(chuàng)造了條件。</p><p>　　螺旋式顆粒肥料肥料成型機(jī)是把粉末狀的物料通過機(jī)器的加工成型成圓柱狀顆粒。成型的過程電機(jī)啟動通過三角帶帶動減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動,物料由進(jìn)料斗喂入

25、,在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型,經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機(jī)外,物料在強(qiáng)大的擠壓作用下被擠出小孔。從而得到大顆粒肥料。來提高土壤的肥力問題。本科題就是為了生產(chǎn)大顆粒肥料而設(shè)計螺旋式顆粒肥料成型機(jī)。</p><p><b>　　國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　?。?）國外技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀 早在20世紀(jì)30年代，美國就

26、開始研究螺旋式顆粒成型技術(shù)并研制了螺旋式成型機(jī)。在1976年，開發(fā)出了螺旋式顆粒肥料成型設(shè)備。日本于20世紀(jì)50年代引進(jìn)固化成型技術(shù)后進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)展成了日本固化成型顆粒肥料的工業(yè)體系，研制出了圓柱狀成型機(jī)及相關(guān)設(shè)備。20世紀(jì)70年代后期，歐洲許多國家如芬蘭、比利時、法國、德國、意大利等也開始研究大顆粒肥料技術(shù)的研究。當(dāng)前，日本、美國及歐洲一些國家螺旋式顆粒肥料成型設(shè)備已經(jīng)定型并形成了產(chǎn)業(yè)，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域普遍推廣應(yīng)用[6]。在亞洲，泰國、印

27、度、菲律賓等國家從20世紀(jì)80年代開始先后研制成螺旋式顆粒肥料成型機(jī)。目前，國外生產(chǎn)大顆粒肥料技術(shù)的成型設(shè)備主要有四種，即環(huán)模顆粒成型機(jī)、螺桿擠壓成型機(jī)、機(jī)械驅(qū)動沖壓成型機(jī)和液壓驅(qū)動沖壓成型機(jī)。</p><p>　　國外大顆粒肥料的發(fā)展大體分為三個階段。20世紀(jì)30年代至50年代為研究、示范、交叉引進(jìn)階段，研究的著眼點(diǎn)以大顆粒肥料代替原始的小顆粒肥料。20世紀(jì)70年代至90年代為第二階段，各國普遍對大顆粒肥料的認(rèn)

28、識。對大顆粒肥料產(chǎn)生了興趣，開展大顆粒肥料研究，到90年代，歐洲、美洲和亞洲的一些國家在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域大量地應(yīng)用大顆粒肥料。20世紀(jì)90年代后期至今為第三階段，大顆粒肥料的肥效讓各國認(rèn)同，都研究和使用螺旋式顆粒肥料成型機(jī)制造大顆粒肥料并使用大顆粒肥料。</p><p>　　總之，國外螺旋式顆粒肥料的技術(shù)發(fā)展有如下特點(diǎn)：生產(chǎn)技術(shù)大部分已經(jīng)成熟，并達(dá)到規(guī)?；蜕唐坊?；設(shè)備制造比較規(guī)范，但能耗高，價格高。</p>

29、<p>　?。?）國內(nèi)研發(fā)現(xiàn)狀。我國從20世紀(jì)80年代起開始致力于螺旋式顆粒肥料技術(shù)的研究，主要引進(jìn)韓國、日本、中國臺灣等成套設(shè)備。隨后，荷蘭、比利時等國家的技術(shù)和設(shè)備也相繼引入我國。我國也在研究大顆粒肥料的技術(shù)，也設(shè)計出了螺旋式顆粒肥料成型機(jī)。標(biāo)志著我國的螺旋式顆粒肥料生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到國際水平。在全國范圍內(nèi)，還處于研究示范試點(diǎn)階段，設(shè)備的技術(shù)原理比較先進(jìn)，成本低廉，適合我國國情；規(guī)模化和市場化較差；管理不規(guī)范，支持政策缺乏，

30、推廣速度緩慢。</p><p><b>　　主要研究內(nèi)容</b></p><p>　　本課題的主要研究內(nèi)容有：</p><p>　　(1)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的成型原理。</p><p>　　(2)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的組成機(jī)構(gòu)。</p><p>　　(3)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的傳動系統(tǒng)。<

31、/p><p>　　(4)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的工作效率。</p><p><b>　　技術(shù)方案</b></p><p><b>　　設(shè)計的依據(jù)</b></p><p>　　螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的設(shè)計依據(jù)是：植物吸收養(yǎng)分的主要途徑為擴(kuò)散、質(zhì)流和截獲。其中擴(kuò)散是植物吸收養(yǎng)分的最主要途徑。因此在作物根系附近創(chuàng)

32、造一個高營養(yǎng)環(huán)境特別重要。大顆粒肥料在土壤中可以形成一個大的養(yǎng)分含量較高的區(qū)域，不斷擴(kuò)散供作物吸收利用，而這個區(qū)域周圍的土壤，則不致因養(yǎng)分濃度過高而影響土壤微生物的活動。螺旋式顆粒肥料肥料成型機(jī)是把粉末狀的物料通過機(jī)器的加工成型成圓柱狀顆粒。成型的過程電機(jī)啟動通過三角帶帶動減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動,物料由進(jìn)料斗喂入,在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型,經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機(jī)外,物

33、料在強(qiáng)大的擠壓作用下被擠出小孔。從而得到大顆粒肥料。來提高土壤的肥力問題。本科題就是為了生產(chǎn)大顆粒肥料而設(shè)計螺旋式顆粒肥料成型機(jī)。</p><p>　　產(chǎn)品的用途和使用范圍</p><p>　　本次設(shè)計的螺旋式顆粒肥料成型機(jī)，生產(chǎn)顆粒肥料的直徑10mm。生產(chǎn)的顆粒可保存也可直接施入農(nóng)田，所以植物都可以使用。是未來肥料的首選。</p><p><b>　　主

34、要的工作原理</b></p><p>　　電機(jī)啟動通過三角帶帶動減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動，物料由進(jìn)料斗喂入，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型，經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機(jī)外，物料在強(qiáng)大的擠壓作用下被擠出小孔。</p><p>　　已經(jīng)考慮過的若干方案的比較</p><p>　　考慮過的設(shè)計方案有平模成

35、型、環(huán)模成型、活塞沖壓式成型機(jī)、壓輥式顆粒成型機(jī)、環(huán)模擠壓成型、平模擠壓成型等成型機(jī)[7]。下面將對比分析。</p><p>　?。?）活塞沖壓式成型機(jī)。該機(jī)由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研制。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)率先對沖壓式生物質(zhì)固化成型設(shè)備進(jìn)行了應(yīng)用研究，所設(shè)計的往復(fù)式活塞雙向擠壓成型機(jī)具有創(chuàng)新性。生產(chǎn)試驗和分析結(jié)果表明：該成型機(jī)可顯著提高易損件的使用壽命，降低單位產(chǎn)品能耗，工作平穩(wěn)，成型可靠，成本低，投入

36、回收期短，，推廣前景廣闊。但該類型設(shè)備所生產(chǎn)的顆粒肥料密度比較小。</p><p>　?。?）螺旋擠壓式成型機(jī)。中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所率先開始研制螺旋擠壓式成型機(jī)，主要由加熱裝置、螺旋擠壓裝置和控制裝置組成。但這些設(shè)備存在著一些諸如成型筒及螺旋軸磨損嚴(yán)重、壽命較短、電耗大等缺點(diǎn)。2005年又研制開發(fā)的螺旋式顆粒肥料成型機(jī)，該機(jī)產(chǎn)量可達(dá)到500千克／時，是目前國內(nèi)產(chǎn)量最大的顆粒肥料成型設(shè)備。使用該設(shè)備

37、可以大大減少人工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　（3）壓輥式顆粒成型機(jī)。顆粒成型技術(shù)主要從瑞典引進(jìn)。但是在顆粒成型加工過程中能量消耗較大。</p><p>　?。?）環(huán)模擠壓成型。主要有兩種，一種采用內(nèi)環(huán)模壓輥擠壓成型，一種采用雙環(huán)模對輥擠壓成型，這兩種都是由飼料成型設(shè)備改進(jìn)而來。前者以北京盛昌綠能科技有限公司改進(jìn)美國技術(shù)為代表，是目前歐美國家的主流技術(shù)，設(shè)備采用常溫成型，產(chǎn)品為

38、顆粒狀及方塊狀，設(shè)備生產(chǎn)能力1～4噸，環(huán)模工作壽命約600小時，根據(jù)配置其售價30萬～60萬元／套。在北京市大興區(qū)禮賢鎮(zhèn)建有年產(chǎn)2萬噸的示范工廠。</p><p>　?。?）平模擠壓成型。由飼料成型設(shè)備改進(jìn)而成，以吉林華光研究所為代表。設(shè)備采用常溫成型，產(chǎn)品顆粒狀，設(shè)備生產(chǎn)能力50～300千克／時，平模工作壽命約400小時，售價5萬～15萬元／套。在國內(nèi)有少量應(yīng)用。</p><p>　　我

39、國一些科研單位針對成型設(shè)備存在的各種問題做了大量研究試驗，對設(shè)備的關(guān)鍵部件進(jìn)行了改進(jìn)，還對各類成型機(jī)進(jìn)行比較分析，綜合其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)備改造。但生產(chǎn)率低的問題需進(jìn)一步研究解決，并加快了顆粒肥料的研發(fā)步伐，總結(jié)出了螺旋式顆粒肥料成型機(jī)對顆粒成型的產(chǎn)量大，運(yùn)行平穩(wěn)。所以本課題設(shè)計螺旋式顆粒肥料成型機(jī)。</p><p><b>　　設(shè)計計算</b></p><p><b

40、>　　機(jī)構(gòu)方案分析</b></p><p>　　本設(shè)計在布局上采用折疊式，即螺桿、減速器在一個水平面上,將電機(jī)置于另一個水平面上這樣布置,一是較大幅度減少了整機(jī)長度,提高了設(shè)備剛度,節(jié)省了原材料,降低了成本；二是電機(jī)與減速器之間采用三角帶傳動,起到了緩沖作用,可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時,燒壞電機(jī)或損壞減速器等故障的發(fā)生；三是由于電機(jī)位置較低、極大地降低了機(jī)械振動與噪聲。

41、</p><p><b>　　總體設(shè)計</b></p><p>　　本設(shè)計在布局上采用折疊式,即螺桿、減速器在一個水平面上,將電機(jī)置于另一個水平面上這樣布置,一是較大幅度減少了整機(jī)長度,提高了設(shè)備剛度,節(jié)省了原材料,降低了成本；二是電機(jī)與減速器之間采用三角帶傳動,起到了緩沖作用, 可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時, 燒壞電機(jī)或損壞減速器等故障的發(fā)生

42、；三是由于電機(jī)位置較低極大地降低了機(jī)械振動與噪聲如圖3-1。</p><p>　　1.電動機(jī)；2.減速器；3.聯(lián)軸器；4.進(jìn)料斗；5.成型機(jī)構(gòu)；6.機(jī)架；7.出料斗</p><p><b>　　圖3-1總裝圖</b></p><p><b>　　結(jié)構(gòu)組成及工作原理</b></p><p>　　螺旋式

43、顆粒顆粒肥料成型機(jī)由機(jī)架、螺桿、成型模、減速器、電機(jī)等組成。電機(jī)啟動通過三角帶帶動減速器轉(zhuǎn)動減速器通過聯(lián)軸器帶動螺桿轉(zhuǎn)動,物料由進(jìn)料斗喂入,在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型,經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機(jī)外,物料在強(qiáng)大的擠壓作用下被擠出小孔。組成結(jié)構(gòu)如圖3-2。</p><p>　　1.電動機(jī)；2.減速器；3.聯(lián)軸器；4.進(jìn)料斗；5.成型機(jī)構(gòu)；6.機(jī)架；7.出料斗</p

44、><p><b>　　圖3-2總裝圖</b></p><p><b>　　主要技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　螺旋擠壓裝置的設(shè)計計算</p><p><b>　　生產(chǎn)能力的計算</b></p><p>　　實體葉片式螺旋機(jī)的輸送量由下式計算：</

45、p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中：Q——螺旋外徑（m）；</p><p><b>　　t——螺距（m）；</b></p><p><b>　　n——螺旋轉(zhuǎn)速；</b></p><p><b>　　——傾斜輸送系數(shù)

46、；</b></p><p>　　——輸送物料的單位容積質(zhì)量；</p><p><b>　　——充滿系數(shù)。</b></p><p>　　帶式葉片輸送機(jī)的輸送量與帶寬有關(guān)；漿式葉片輸送器的輸送量與葉片的數(shù)量、尺寸、形狀、位置和轉(zhuǎn)角等有關(guān)；本設(shè)計的螺旋葉片式實體葉片，然后由實際驗證試驗校正確定。</p><p>&

47、lt;b>　　主要參數(shù)的計算</b></p><p>　　實體葉片螺旋的直徑D，由下式計算：</p><p>　　=150mm (3-2)</p><p>　　式中——物料綜合特性系數(shù)；</p><p>　　按上式計算的D值應(yīng)按資料圓整為標(biāo)準(zhǔn)螺旋直徑。按上式可以得出螺旋的直徑D=160mm.<

48、;/p><p>　　螺旋的轉(zhuǎn)速n不應(yīng)超過極限轉(zhuǎn)速</p><p>　　=64.85() (3-3)</p><p>　　式中：——物料特性系數(shù)：；</p><p><b>　　t——螺距（m）；</b></p><p>　　按上式得出螺旋的轉(zhuǎn)速為n=60（）</p

49、><p>　　圓整后的D、n值和相應(yīng)的t值，還必須按下式進(jìn)行充滿系數(shù)的驗算：</p><p>　　(3-4)求出的值若大于所推薦值的上限，則應(yīng)加大D值；如小于推薦的下限，則應(yīng)降低n值。</p><p><b>　　功率的計算</b></p><p>　　螺旋輸送機(jī)驅(qū)動裝置的額定功率：</p><p>

50、　　=5.5（kw） (3-5)</p><p>　　式中：——螺旋輸送機(jī)軸功率（kw）；</p><p>　　——功率儲備系數(shù)，在1.2-1.4間選用；</p><p>　　——驅(qū)動裝置總功率，；</p><p>　　L——物料水平輸送距離（m）；</p><p>　　H——物料提升高度（

51、m）；</p><p>　　——物料的運(yùn)動阻力系數(shù)；</p><p><b>　　Q——輸送量。</b></p><p><b>　　螺旋軸的設(shè)計</b></p><p>　　螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的螺桿按不同的分類方法有多種型式。如按螺桿螺紋直徑分類有等徑與變徑之分; 按螺桿螺距分類有等距與變距之分

52、; 按螺桿螺紋型式分有連續(xù)與斷續(xù)之分等。各種類型螺桿的優(yōu)缺點(diǎn)比較從略。針對本設(shè)計加工對象綜合考慮, 確定采用等徑、斷續(xù)、變螺距螺桿。螺桿上的螺旋共分三段，第一段為喂料螺旋, 主要作用是輸送物料; 第二段是預(yù)壓螺旋主要作用是對物料進(jìn)行初步擠壓；初步使物料壓緊，并有物料擠出，第三段，是壓力增加螺旋, 主要作用是不斷增加對物料的進(jìn)一步擠壓, 使物料被強(qiáng)制擠出。如圖3-3 </p><p><b>　　圖3-3

53、螺旋軸</b></p><p><b>　　成型?？椎脑O(shè)計</b></p><p>　　成型模上有許多模孔, 物料就是在這被擠出的。?？椎脑O(shè)計十分重要, 它的主要參數(shù)包括: 模孔大小和分布密度。為了確保被擠出的物料能夠及時擠出, 成型孔的孔隙率越大越好。又由于成型筒要求承受螺旋擠壓產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力,所以孔隙率也不能太大。通?？紫堵蔬x擇原則有：成型筒的剛度好時

54、。選大些；成型筒剛度差時，選小些。成型孔大時，孔隙率取較大值；成型孔小時，孔隙率取較小值。對于孔隙率的選擇目前還沒有統(tǒng)—的標(biāo)準(zhǔn), 多數(shù)采用試驗法確定。</p><p>　　孔直徑的選擇：一般來講, 成型孔直徑越大, 越有利于物料的擠出，相反, 成型孔直徑越小, 越不利于物料的擠出，過小時，就不能保證物料的擠出。選擇成型孔時,首先要考慮所加工物料的粒徑大小, 加工物料的單個粒徑大時, 成型孔直徑選擇也要相應(yīng)大些,

55、以利于物料的的擠出。但也不能過大, 否則, 可能會造成較大的料損; 加工物料的粒徑小時, 孔直徑選擇也要相應(yīng)小些, 但也不能太小, 因為成型孔太小時, 容易造成堵塞, 不能保證物料的順利擠出。目前, 成型孔直徑的選擇方法主要有定性選擇法和經(jīng)驗選擇法, —般要經(jīng)過兩到三次試驗確定。本設(shè)計主要加工農(nóng)業(yè)肥料。初取成型孔10mm最佳。如圖3-4 </p><p><b>　　圖3-4成型模</b>&

56、lt;/p><p><b>　　傳動系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p><b>　　電動機(jī)選型</b></p><p><b>　　外形如圖3-5。</b></p><p><b>　　圖3-5電動機(jī)</b></p><p>　　由于運(yùn)

57、輸機(jī)的主要阻力是運(yùn)輸貨物和機(jī)械自身的重力,也知道運(yùn)輸機(jī)與地面的角度,故可以估計運(yùn)動阻力最大約為9000N。</p><p>　　工作機(jī)所需要的電動機(jī)輸出功率為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　工作機(jī)所需要功率為：</p><p>　　===5.2KW (3

58、-6)</p><p><b>　　為工作機(jī)的效率；</b></p><p>　　設(shè)分別為彈性連軸器,齒式聯(lián)軸器,滾動軸承,閉式齒輪傳動的效率,查可得=0.99 =0.99 =0.99 =0.97則傳動裝置的總效率為：</p><p><b>　　=0.85</b></p><p>　　故電動機(jī)所需

59、的功率：</p><p><b>　　==5.5KW</b></p><p>　　根據(jù)已知條件可得工作機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速：</p><p><b>　　=60r/min。</b></p><p><b>　　減速器的選型</b></p><p>　　根據(jù)工作要求

60、，為了使尺寸和重量減小選擇二級減速器。確定傳動件的布置形式螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的運(yùn)動只是轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)，無特殊要求，故減速機(jī)軸線采用水平布置確定減速機(jī)體的結(jié)構(gòu)在沒有特殊要求時，齒輪減速器機(jī)體采用沿齒輪軸線水平部分的結(jié)構(gòu)，以便于裝配基于以上要求選擇展開式圓柱齒輪減速器。螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的載荷較大，要求驅(qū)動系統(tǒng)能提供很大動力，減速機(jī)內(nèi)各部分所受沖擊也很大，尤其是對齒輪的要求，一定要有足夠的剛度和硬度，故此選用硬齒面 </p>

61、<p><b>　　齒輪。如圖3-6</b></p><p><b>　　圖3-6減速器</b></p><p><b>　　型號：ZLY</b></p><p>　　規(guī)格：112 </p><p>　　額定轉(zhuǎn):740r/min </p><

62、p><b>　　傳動比：20</b></p><p><b>　　額定功率：7KW</b></p><p><b>　　傳動比的計算</b></p><p>　　=(1.3-1.5)</p><p><b>　　取=1.4</b></p>

63、<p><b>　　=3 則=4.2</b></p><p><b>　　=740</b></p><p>　　所以選取YCT200-4A轉(zhuǎn)速740的電動機(jī)</p><p><b>　　傳動比i==20</b></p><p><b>　　皮帶傳動的設(shè)計

64、</b></p><p>　　(1)皮帶輪的設(shè)計。</p><p>　　電機(jī)轉(zhuǎn)軸直徑40mm 減速器低速軸直徑20mm</p><p><b>　　軸徑D=40</b></p><p>　　基準(zhǔn)寬度 =14mm 基準(zhǔn)線上槽深=3.5mm </p&

65、gt;<p>　　基準(zhǔn)線下槽深=10.8mm 槽間距 e=19.00.4mm</p><p>　　第一槽對稱面至端面的距離 f=mm 最小輪緣厚度=7.5mm </p><p>　　帶輪寬度 B=(z-1)e+2f=44mm</p><p>　　帶輪基準(zhǔn)直徑2.5d=

66、95mm</p><p>　　外徑=+2=100mm</p><p><b>　　帶輪設(shè)計如圖3-7</b></p><p>　　圖3-7 軸徑D=40皮帶輪</p><p><b>　　軸徑20mm</b></p><p>　　基準(zhǔn)寬度 =14mm

67、 基準(zhǔn)線上槽深 =6mm </p><p>　　基準(zhǔn)線下槽深 =10.8mm 槽間距 e=19.00.4mm</p><p>　　第一槽對稱面至端面的距離 f=mm 最小輪緣厚度 =7.5mm </p><p>　　帶輪寬度 B=(z-

68、1)e+2f=44mm </p><p>　　帶輪基準(zhǔn)直徑2.5d=55</p><p>　　外徑 =+2=70mm</p><p>　　帶輪設(shè)計如圖3-8。</p><p>　　圖3-8 軸徑20mm皮帶輪</p><p><b>　　(2)皮帶的設(shè)計</b></p><p

69、><b>　　選擇V帶型號</b></p><p>　　由表6—9查的工作情況系數(shù)=1.2，所以計算功率：</p><p>　　=1.2=1.25.5=6.6KW</p><p><b>　　確定帶輪的基準(zhǔn)直徑</b></p><p>　　由表6—7和表6—10，取主動輪基準(zhǔn)直徑=95mm。&

70、lt;/p><p><b>　　驗算帶的速度</b></p><p>　　V==3.67<25m/s (3-7)</p><p><b>　　帶速合適。</b></p><p>　　確定v帶的基準(zhǔn)長度和傳動的中心距確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長度L</p

71、><p>　　初定中心距a＝500mm</p><p><b>　　計算所需的基準(zhǔn)長度</b></p><p>　　L＝2a+（d+ d）+ ＝1596mm</p><p>　　由表8－2選帶的基準(zhǔn)長度L＝1600mm</p><p>　　按式子（8－23）計算實際中心距 a</p>&

72、lt;p>　　a≈a+=500+=252mm</p><p>　　中心距的變化范圍為207mm～297mm。</p><p>　　1驗算小帶輪上的包角α</p><p>　　α≈180-（d－d）?＝180－125×</p><p>　?。?51.35>90</p><p><b>　　

73、計算帶的根數(shù)z</b></p><p>　　計算單根V帶的額定功率P由d＝95mm和n＝740r/min，</p><p>　　查表8－4a得P＝1.39KW</p><p>　　根據(jù)n＝740r/min。i＝2和B型帶，</p><p>　　查表8－4b得⊿P＝0.11KW</p><p>　　查表8－5

74、得K=0.925,表8－2得K=0.99，于是</p><p>　　P=（P+⊿P）?K?K</p><p>　　=(1.139+0.11)×0.925×0.99=2.86KW</p><p><b>　　計算V帶的根數(shù)z</b></p><p><b>　　Z＝＝＝1.92</b&g

75、t;</p><p><b>　　取2根.</b></p><p>　　計算單根V帶的初拉力的最小值（F）</p><p>　　由表8－3得A型帶的單位長度質(zhì)量q＝0.1kg/m</p><p>　　（F）＝500+qv</p><p>　?。?00×+0.1×6.28＝180

76、.2N</p><p>　　應(yīng)使帶的實際初拉力F>（F）。</p><p><b>　　計算壓軸力F</b></p><p><b>　　壓軸力的最小值為：</b></p><p>　?。‵）＝2z（F）sin＝2×5×180.2×sinN</p>

77、<p><b>　　＝1746N</b></p><p>　　取兩根v帶合適，并符合設(shè)計要求。</p><p>　　B型V帶的截面尺寸。</p><p>　　頂寬b=17.0mm 節(jié)寬=14.0mm 高度h=10.5mm</p><p>　　截面積s=138.0mm偰角=40&

78、lt;/p><p><b>　　主軸強(qiáng)度的校核</b></p><p>　　按《機(jī)械設(shè)計手冊》軸的設(shè)計公式有</p><p><b>　　(3-8)</b></p><p><b>　　式中: </b></p><p>　　P--軸的傳遞功率；</

79、p><p><b>　　N--軸的轉(zhuǎn)速；</b></p><p>　　C--與軸的材料有關(guān)的系數(shù)。</p><p>　　經(jīng)計算（本軸選用45號鋼C=80）</p><p>　　同步軸的受力主要是徑向的，主要是軸承座對其的支持力，另外還有驅(qū)動系統(tǒng)給它的扭轉(zhuǎn)力。</p><p><b>　　力的

80、分析與計算</b></p><p><b>　　軸所受的紐矩</b></p><p>　　理論值：Mn=9549P/n=19350N.m</p><p>　　實際值：Mn=T.d/2=13070.4N.M</p><p>　　軸的疲勞強(qiáng)度是軸的結(jié)構(gòu)和尺寸確定之后進(jìn)行的，目的是檢驗軸對疲勞強(qiáng)度破壞的能力，方法是

81、校核危險截面的安全系數(shù)，其計算公式是:</p><p><b>　　(3-9)</b></p><p>　　式中-1--材料的彎曲疲勞極限</p><p>　　M、T--軸在危險截面上所受的彎矩和扭矩</p><p>　　Z、ZP--軸在截面上的抗彎截面模量</p><p>　　[S]--疲勞強(qiáng)度

82、的許用安全系數(shù)</p><p>　　Ψб、Ψτ--彎曲和扭轉(zhuǎn)時平均應(yīng)力所折合為應(yīng)力幅的等效系數(shù)</p><p>　　λб、λτ--從標(biāo)準(zhǔn)零件的疲勞極限到零件的疲勞的換算系數(shù)</p><p>　　上式中--有效應(yīng)力集中系數(shù)</p><p>　　--絕對尺寸影響系數(shù)</p><p>　　KR--表面光潔度系數(shù)</p&

83、gt;<p><b>　　β--表面狀態(tài)系數(shù)</b></p><p><b>　　查表得：</b></p><p>　　бb=70 б-1=35</p><p>　　Ψτ=0.15 Ψб=0.25</p><p>　　Kб=1.89 Kτ=1.71</p>&

84、lt;p>　　Kб=1.1 β=0.5</p><p><b>　　[S]=1.8</b></p><p>　　Z=10-3×3.14×1403/32=269</p><p>　　Zp=103×3.14×1403/16=538</p><p><b>　　(3

85、-10)</b></p><p>　　由此可知軸的疲勞強(qiáng)度符合要求。</p><p><b>　　主要設(shè)計結(jié)果</b></p><p>　?。?）螺旋式顆粒肥料成型機(jī)實現(xiàn)了設(shè)計要求。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)的簡單化使得整機(jī)重量的減輕。</p><p>　?。?）傳動系統(tǒng)使用皮帶

86、傳動使得傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，</p><p>　?。?）成型機(jī)構(gòu)能形成柱狀顆粒實現(xiàn)了生產(chǎn)的可靠性，</p><p>　?。?）整機(jī)結(jié)構(gòu)安全實現(xiàn)了生產(chǎn)的安全性，</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　本設(shè)計設(shè)計了螺旋式顆粒成型裝置的各個零部件，并結(jié)合導(dǎo)師提供的很多建設(shè)性指導(dǎo)，對螺旋式顆粒肥料成型機(jī)

87、的傳動裝置和顆粒成型裝置的各部件進(jìn)行了總體的布局安排。主要有：</p><p>　?。?）傳動系統(tǒng)的設(shè)計，主要有螺旋軸的傳動，皮帶輪的傳動。</p><p>　?。?）傳動軸，螺旋軸的強(qiáng)度達(dá)到了實際應(yīng)用的強(qiáng)度，皮帶的傳動效率和強(qiáng)度強(qiáng)度也達(dá)到了傳動需要的強(qiáng)度。</p><p>　?。?）完成了螺旋式顆粒成型機(jī)的設(shè)計，我設(shè)計的螺旋式顆粒肥料成型機(jī)螺旋公稱直徑150mm，

88、圓錐滾子軸承直徑50mm，螺旋軸直徑50mm，螺旋軸的轉(zhuǎn)速60r/min。</p><p>　?。?）在帶的傳動中需要兩條皮帶的傳動在本設(shè)計中，皮帶的傳動起到了緩沖作用, 可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時, 燒壞電機(jī)或損壞減速器等故障的發(fā)生</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在為期半年的畢業(yè)設(shè)計

89、中，我們通過了了解國內(nèi)外的同類產(chǎn)品，查閱了很多資料，設(shè)計了輸送裝置性能指標(biāo)試驗臺的設(shè)計，年所學(xué)的基礎(chǔ)知識，將理論聯(lián)系實際，既鍛煉了我的自我設(shè)計能力和別人合作的能力，又鞏固了大學(xué)四年所學(xué)的知識，為畢業(yè)后走向社會打下了堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　通過這次設(shè)計，我了解了設(shè)計的過程和一些原則，本文是在周嶺老師的精心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下完成的。在整個設(shè)計的過程中，包括選題、開題、研究、撰寫、修改和最終定稿的每一個環(huán)節(jié)都傾

90、注著周嶺老師的心血。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，淵博的學(xué)識和孜孜不倦的敬業(yè)精神感染著我，激勵著我，并將使我受益一生。值此設(shè)計完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師精心培養(yǎng)和教育表達(dá)我最誠摯的敬意！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]楊玉愛,王河,葉正錢等.有機(jī)肥料資源及其對微量元素整溶和利用研究[J].土壤通報,1994,2(7)21~25.</p&

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