小型移動式無泄漏微波干燥機畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　小型移動式無泄漏微波干燥機</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　此次設(shè)計的是小型移動式無泄漏微波干燥機，設(shè)計的主要內(nèi)容為方案的選擇與確定，主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計，具體尺寸的計算以及干燥工藝的分析和選擇。主要設(shè)計的結(jié)構(gòu)包括干燥室、進風(fēng)裝置、排風(fēng)裝置、排料裝置、螺旋輸送器、傳動系統(tǒng)和行走裝置。 </p><p

2、>　　該干燥機的設(shè)計方案是通過查閱相關(guān)資料以及做出各方案的結(jié)構(gòu)簡圖，通過比較確定的。主要部件的結(jié)構(gòu)與尺寸是在方案確定后根據(jù)設(shè)備各參數(shù)和具體工作要求確定的。微波干燥機的主要組成部分有波發(fā)生器、波導(dǎo)裝置、微波干燥器、排濕冷卻裝置、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與安全保護系統(tǒng)等部分,其核心部件就是微波發(fā)生器和波導(dǎo)裝置。此設(shè)備的特點是能夠防止微波泄漏和能夠被牽引行走。</p><p>　　小型微波干燥機每天(24小時)可以干燥

3、兩噸多糧食。主要針對農(nóng)村地區(qū)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，它的其結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，所以能夠使廣大消費者接受。</p><p>　　關(guān)鍵詞：微波，干燥，無泄漏，可移動，干燥裝置</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　移動式微波干燥機以電力為能源，較為清潔無污染，生產(chǎn)成本也較低?？梢噪S工作地點的轉(zhuǎn)換進行機動，因為體積小且較靈活所以能夠適

4、應(yīng)我國大部分農(nóng)村地區(qū)。</p><p>　　§1.1研究小型移動式無泄漏微波干燥機的目的與意義</p><p>　　在當(dāng)今的社會科技在不斷的進步，人們的生活水品也因此得以不斷提高。然而糧食是關(guān)乎國民命脈的物質(zhì)基礎(chǔ)，人們參與的所有社會活動都要在解決溫飽的前提下進行，所以保證糧食的安全就變得至關(guān)重要了。</p><p>　　但是直到今天糧食安全仍然受到眾多因素

5、的威脅，其中一個主要因素就是因潮濕引起的霉變，因此發(fā)展糧食干燥設(shè)備勢在必行。雖然現(xiàn)在市場中有眾多的糧食干燥設(shè)備，但是并沒有特別針對缺少煤炭燃氣但電力豐富的偏遠農(nóng)村地區(qū)的，即使有一些干燥設(shè)備也都是以煤等污染性較強的原料作為能源，不僅工作效率低而且對環(huán)境的危害也較大。而且與常規(guī)熱風(fēng)爐或鍋爐加熱干燥存在有對產(chǎn)品和環(huán)境的污染、安全隱患、設(shè)備銹蝕、維護費用高、使用壽命短、工作溫度難以控制、操作環(huán)境惡劣等問題相比。微波干燥設(shè)備可以夠輕松避免上述所出

6、現(xiàn)問題，而且小型微波干燥機能量轉(zhuǎn)換的效率非常之高，且很容易的使用自動化控制，這類設(shè)備一般體積較小不占地方開機和停機都很方便，溫度控制比較精確。另方面微波干燥不會出現(xiàn)像傳統(tǒng)干燥那樣的生銹和腐蝕的問題比較適合大多數(shù)農(nóng)作物產(chǎn)品的干燥。</p><p>　　市場中采用微波干燥的設(shè)備大多或多或少的存在微波泄露問題，對人員可能會造成一定的危害。主要表現(xiàn)為對人體皮膚的灼傷，訴頭暈、疲倦、頭昏、健忘等癥。因此防止微波泄漏也是此次

7、設(shè)計的一項主要技術(shù)任務(wù)。微波泄漏的防護勢在必行，伴隨著現(xiàn)今快速發(fā)展的微波干燥技術(shù)，無泄漏微波干燥裝置在市場競爭中必然會表現(xiàn)出巨大的潛力。所設(shè)在設(shè)計小型無泄漏干燥機時采用了獨特的全封閉微波屏蔽技術(shù)，能夠很好的解決微波泄漏問題，最大程度的保護操作人員的安全。所以小型移動式無泄漏微波干燥機所具有的一系列優(yōu)點必然能夠在干燥領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　§1.2微波干燥的基本原理</p>

8、<p>　　微波是一種波長很短的電磁波，一般范圍是一毫米到一米。微波的頻率范圍從300MHZ到300KMHZ。其干燥的本質(zhì)是一種依靠微波介質(zhì)加熱的干燥。</p><p>　　微波加熱干燥的基本原理是利用微波產(chǎn)生了快速變化的電場是物體當(dāng)中的分子在電場力作用下高速運動摩擦產(chǎn)熱，把微波的能量直接轉(zhuǎn)遍成為介質(zhì)熱能，微波被物體吸收后，物體自生產(chǎn)生熱，加熱從物體里外同時開始，不一樣的物質(zhì)吸收微波的能力也不一樣，這

9、是因為物質(zhì)的介質(zhì)耗損。水就比較特別它的吸收能力非常好高于其他物質(zhì)，所以大部分含水的物質(zhì)基本都能干燥，它干燥的不但快而且均勻效果非常的好。我們都知道所有的分子都在做布朗運動，這種運動是雜亂無章的運動，水分子如果被放到微波場里面，因為水分子有極性就會收到電場力的作用快速的運動，從而摩擦生熱。所以可以說微波加熱有一定的選擇性，介質(zhì)吸收的功率與電場強度和電源頻率的關(guān)系式為：</p><p>　　=

10、 (1-1)</p><p>　　式中 表示單位體積介質(zhì)在微波場內(nèi)的微波功率，</p><p>　　E 表示電場強度的有效值，</p><p>　　表示介質(zhì)的損耗角正切值，</p><p>　　表示介質(zhì)的介電常數(shù)，</p><p>　　f 表示

11、頻率。</p><p>　　依靠微波加熱干燥這種方法從本質(zhì)上改變了傳統(tǒng)的加熱干燥水分遷移的梯度方向，所以微波加熱干燥有它特別的干燥原理。因為水是物料當(dāng)中介質(zhì)損耗極大的一種成分，它是最能吸收微波的能量變成熱量的，因此水分的溫度升高和汽化是在全部物料中一塊進行的。由于在物體的外面水分蒸發(fā)使溫度大幅度下降，導(dǎo)致物體里面的溫度稍微高于外面，這時在物體的里面因為溫度升高所以水分汽化變成蒸汽，物料里外的壓力就變得不一樣了。假

12、如物體剛開始的含水率高，物體里面的壓力升高的很快，水分就會在這個壓力差的作用下不斷的向外排。剛開始水含的越多，因為壓力差水排的就越快，這個就像個泵似的吧水往物體的表面吸，使干燥速度提升不少。所以我們知道啦，微波干燥當(dāng)中里外的溫差、熱量的傳遞還有壓力差方向都是一樣的，所以改善了誰從物料排出來的條件，必須要比傳統(tǒng)干燥好。在另一方面以為水的遷移壓力的原因，決定了水是從物體的內(nèi)部往外排，對于全部的物體來說是物體的芯先干，這就很好的解決一個傳統(tǒng)干

13、燥中的問題，那就是常常因為固體的表面先干表面板結(jié)硬化里面的水不容易排出來。 </p><p>　　§1.3微波干燥的特點</p><p>　　微波干燥很適合高含水的物質(zhì)，也很適合很多的沿類藥物還有有機溶劑的干燥?；瘜W(xué)類的比如二氧化錳、氧化鋁，以及藥物灰黃霉素、四環(huán)素等。有些很容易燃燒和爆炸或者易分解不好控溫的物料，使用微波干燥可謂不二的選擇。 </p><p&

14、gt;　　1、干燥速度非?？欤稍飼r間短。傳統(tǒng)方法的干燥水分從百分十下降到百分之一要用十幾個小時，換成微波干燥十幾分鐘就能完成了；傳統(tǒng)方法水分從百分之五下降到百分之一要用六七個小時，換成微波干燥不超過十分鐘；要是水分從百分之二三十用傳統(tǒng)方法干燥到百分之一要二十多個小時，而微波二十幾分鐘搞定。傳統(tǒng)的干燥熱量損失到環(huán)境和設(shè)備上的很多導(dǎo)致效率不高。微波就不一樣了它直接對物料中的水加熱能倆損失的很少，不存在上面分析的問題，所以效率是很高的。干燥

15、設(shè)備開開就能功過也沒用傳統(tǒng)機器的熱慣性,使用起來方便簡單功率還能都隨便調(diào)，傳輸?shù)乃俣纫材軓?調(diào)節(jié)。 </p><p>　　2、保持物料原色，干燥均勻，產(chǎn)品質(zhì)量好。與傳統(tǒng)方法相比它是讓物體自己發(fā)熱，家人更加的均勻了速度也快了不少。對于有些物質(zhì)干燥的時候表面容易硬化微波干燥就是更好的選擇了。</p><p>　　3、流水線作業(yè)，操作環(huán)境好。相比傳統(tǒng)方法微波干燥既不要鍋爐管道也不要煤炭車輛，他只

16、需要電就能工作。</p><p>　　4、選擇性加熱干燥。其加熱與物料自身關(guān)系很大介電常數(shù)大的容易被加熱。水有比一般物質(zhì)都要大的介電常數(shù)，所以加熱時能大量的吸收熱量加快了水分的蒸發(fā)，提高了能量的利用效率。</p><p>　　5、熱效率高。因為微波使物料自身發(fā)熱，熱量來源自物料內(nèi)部損失很少所以熱效率很高，可以高至百分之八十左右。</p><p>　　6、反應(yīng)靈敏。干

17、燥機器開機后短時間就能工作。其設(shè)備所占的空間很小噪聲也很小，僅僅兩三個人就可以開動整套的設(shè)備。同樣也能與其他設(shè)備一起組合形成生產(chǎn)線，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　微波干燥也有其缺點，首先微波干燥的費用比較高。再者，泄露的微波對人是有傷害的，特別是對于人體的睪丸和眼睛，所以必須加強防護措施。</p><p>　　§1.4微波干燥系統(tǒng)</p><p>　

18、　根據(jù)微波干燥的基本原理，微波干燥系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、發(fā)生器、波導(dǎo)、微波干燥器、排濕冷卻裝置、傳動系統(tǒng)、以及安全保護系統(tǒng)等部分組成如圖</p><p>　　圖1-1 微波干燥系統(tǒng)組成示意圖</p><p>　　微波發(fā)生器是干燥設(shè)備的核心，它的作用就是產(chǎn)生微波；至于博導(dǎo)裝置顧名思義就是傳導(dǎo)微波的了；干燥器也叫干燥室是讓物料吸收微波的地方，在這個地方微波能量就會變成物料的內(nèi)能，物體里面的水分被

19、蒸發(fā)達到干燥的目的；排濕冷卻裝置的作用就是其一排除水蒸氣加速蒸發(fā)其二就是冷卻物料防止因為溫度過高破壞物料。</p><p>　　§1.5國內(nèi)外同類研究的概況</p><p>　　微波真空干燥技術(shù)的研究開始于上世紀的七八十年代，最開始主要有英國，美國，等一些發(fā)達國家微波干燥的奇緣就要追溯到上世紀的四十年代，但是他的大量被應(yīng)用要發(fā)生的晚二十年。其發(fā)展在后來他別的迅速因為其有獨特的優(yōu)

20、勢。外國在很多方面都使用包括輕工業(yè)，藥業(yè)，食品加工，農(nóng)業(yè)，化工等。微波可以對蠶絲棉麻，茶葉，油料糧食等所有含水產(chǎn)品進行干燥，因為其對水有選擇性的加熱。在上世紀七十年代之后外國對微波干燥的應(yīng)用規(guī)模仍然在不斷的加，最顯著的表現(xiàn)在加工食品這個行業(yè)，其中比較典型的死美國的幾家公司。希臘采用了三十千瓦的微博干燥設(shè)被來干燥餡餅。意大利為了為其面條殺菌發(fā)明了一種一百二十千瓦的微波干燥機產(chǎn)量能達到五百公斤每小時，并且面條的口感和味道會變得更好。<

21、/p><p>　　在日本我們大家都知道的東芝也有相關(guān)的研究，東芝公司研究的微波干燥機在生產(chǎn)中主要用在一些面食的殺菌。在歐洲的很多過家都使用微波殺菌，主要用在面包的生產(chǎn)當(dāng)中比如瑞士、法國等。美國所使用的眾多微波技術(shù)當(dāng)中最多的就是回溫技術(shù)，主要用來解凍眾多的肉類食品。日本是采用微波加工食品最多最廣泛的國家，微波加工的食品種類繁多。</p><p>　　上個世紀的七十年代我國開始使用微波干燥技術(shù)，到

22、現(xiàn)在經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)應(yīng)用到了包括農(nóng)業(yè)，化工和輕工業(yè)等等許多方面，其發(fā)展的前途與意義也是不可估量的。經(jīng)過了長時間的發(fā)展我們國家已經(jīng)能夠自主生產(chǎn)相關(guān)的機器，其能夠使用的壽命也大大的增長了，技術(shù)和質(zhì)量更好更強，在世界的強國之中也有一席之地。相對于傳統(tǒng)的干燥微波干燥起步較晚，因此要加大這方面的研究力度加大投入和關(guān)注，才能在獲取更大的利益才能立足世界。</p><p>　　現(xiàn)在我們國家有很多的高校、單位和公司進行了微波

23、干燥的研究，其中的還南理工，四川大學(xué)食品學(xué)院等高校，還有晨燦機械公司。還有一些院校進行了許多縣官的實驗研究，這其中比較著名的有熱風(fēng)和微波混合的干燥實驗。通過實驗無碼可以發(fā)現(xiàn)使用兩種方法能大量的節(jié)省時間，節(jié)約近一半時間，同時干燥處的產(chǎn)品更加的便于保存。另外還有大連水產(chǎn)大學(xué)的張教授進行了在真空環(huán)境下的微波實驗，實驗研究了多對微波干燥能夠產(chǎn)生影響的多種因素。</p><p>　　§1.6移動式無泄漏微波干燥機

24、的發(fā)展前景</p><p>　　隨著社會的快速發(fā)展以及人們對生產(chǎn)效率能夠提高的渴望，在各個領(lǐng)域尤其是食品和與生活密切相關(guān)的行業(yè)，然而在這些行業(yè)中首先要解決的便是原材料的干燥問題。干燥涉及到了國家的很多單位和部門，更與我們的生活還有生產(chǎn)有極大聯(lián)系。</p><p>　　由于我國能源結(jié)構(gòu)的變化，特別是新能源及清潔能源，如風(fēng)電、水電的開發(fā)和利用，微波干燥的有點越來越明顯的凸顯了出來。小型移動式無

25、泄漏微波干燥機可應(yīng)用于顆粒狀物料，如種子等多種農(nóng)產(chǎn)品物料的烘干等。能夠解決廣大農(nóng)村，特別適合農(nóng)產(chǎn)品物產(chǎn)豐富，但煤炭資源較為缺乏或能源材料運輸困難，而水電資源相對較為豐富地區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品烘干加工設(shè)備缺乏的問題。同時由于微波具有殺菌作用，采用該技術(shù)和設(shè)備對農(nóng)產(chǎn)品進行加熱烘干處理還有提高貯存質(zhì)量的功效。 </p><p>　　現(xiàn)在很多像小麥大米大豆等農(nóng)作物產(chǎn)品都能夠使用微博干燥，而且相比較而言還能是經(jīng)濟效益更好。如果使用微

26、波干燥水分低于百分之二十的菜品其生產(chǎn)時間可以減少到原來的十分之一。經(jīng)過高倍放大去觀察微波干燥后的菜的組織細胞就能夠看出，和冷凍保存的相比并沒有太大差別，可謂依然新鮮。研究就能發(fā)現(xiàn)微波干燥的時間是極短的，微波與熱空氣聯(lián)合干燥西紅柿、葡萄、土豆及小麥所需干燥時間分別為使用熱空氣干燥的 1／4 、1／3 、 1／6 和 1／10 ，生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量大幅提高；方法是先使用熱風(fēng)使水分降到百分之十左右然后換做微波干燥到百分之五，干燥節(jié)約能量接近百分

27、之三十；使用微波去干燥農(nóng)作物的種子因為干燥的過程中不需要太高的溫度由此保證了作物種子的發(fā)芽率，在農(nóng)產(chǎn)品微波干燥方面關(guān)于其機理的研究也很多，特別是國外這在一定程度上促進了微波干燥的發(fā)展。</p><p>　　雖然微波干燥有眾多優(yōu)點，但是目前市場中的許多微波干燥產(chǎn)品基本上都是固定的，工作地點幾乎不會隨被干燥物的存放而改變，在工業(yè)領(lǐng)域中這些設(shè)備并不能表現(xiàn)出像農(nóng)業(yè)生產(chǎn)里這樣的弊端。而農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的干燥存在著諸多問題，由于我國

28、農(nóng)村地區(qū)電力比較有限而且工作地點經(jīng)常發(fā)生變動，目前市場中并沒有適合農(nóng)村這種小型的可以移動的微波干燥設(shè)備。因此這一技術(shù)不僅可以填補微波設(shè)備不能移動的技術(shù)空白而且具有非常大的市場空間。所以發(fā)展小型無泄漏微波干燥機的前景非常樂觀。相信這一技術(shù)的實現(xiàn)將會對糧食作物的安全產(chǎn)生深遠的影響。</p><p><b>　　設(shè)計方案的確定</b></p><p>　　設(shè)計最重要的就是方

29、案的選擇與確定，設(shè)計方案的好于壞直接關(guān)系到設(shè)計產(chǎn)品的優(yōu)良，甚至是設(shè)計的成敗。接下來就要確定微波干燥機的可行最優(yōu)方案。</p><p>　　§2.1微波干燥機方案的選擇</p><p><b>　　有以下三種方案</b></p><p>　　1、小型臥式一次干燥機</p><p>　　圖2-1 小型臥式干燥機&l

30、t;/p><p>　　這種干燥機在所提供功率并在理想條件下工作時具有非常高的工作效率，但是由于糧食作物在持續(xù)干燥下不僅水分被干燥了，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會被高溫所破壞（這一點可以在附錄-牡丹花干燥實驗中得出），所以不予采用。</p><p>　　2、刮板式循環(huán)干燥機</p><p>　　這種方案即把每個干燥室通過緩存室管道相互連接形成一個密閉的空間，刮板式輸送帶帶動被干燥物料

31、在其中循環(huán)往復(fù)運動，直至干燥完成從出料口卸料，此方案具有能夠使物料在被干燥時勻速前進，被微波干燥較為均勻。但是由于整個干燥過程都在密閉的空間內(nèi)進行且刮板式輸送帶在密閉空間運行需要較高的精度。而且水平輸送在微波干燥方面存在著缺陷。這必將導(dǎo)致成本的增加，而且裝配與維修不便于進行，考慮到在農(nóng)產(chǎn)品加工中使用因此不使用。</p><p>　　圖2-2刮板式循環(huán)干燥機</p><p>　　3、移動式微

32、波干燥機</p><p>　　圖2-2刮板式循環(huán)干燥機</p><p>　　1、輪子 2、支撐架 3、排料裝置 4、干燥室 5、排風(fēng)裝置</p><p>　　6、機架 7、進料口 8、進風(fēng)裝置 9、風(fēng)機 10、牽引架</p><p>　　這種微波干燥機不僅可以被牽引前進，而且有一些比較成熟的干燥技術(shù)和干燥理論已經(jīng)投入使用，其優(yōu)點可以概括為

33、干燥比較均勻而且有利于通風(fēng)排濕，而且所占用空間較小，方便其靈活移動，從而增加了活動范圍，提升了其適應(yīng)性。但是仍然存在一些缺點，整體高度較高。</p><p>　　綜合以上幾種方案，考慮到實用性以及技術(shù)的可實現(xiàn)性，決定采用第三種方案移動式移動無泄漏微波干燥機進行設(shè)計。方案選擇完成之后就要具體確定各部分要實現(xiàn)的功能，以及各部分的具體尺寸。</p><p>　　§2.2干燥速度的計算&

34、lt;/p><p>　　將100公斤原糧濕水稻(即濕基含水率30%， 干基含水率42.9%)烘干到含水率20% (干基含水率25.0%)需要脫水12.5公斤。 一般情況下收獲的水稻含水率大約在30%左右，考慮到有效利用優(yōu)質(zhì)能源， 并保證水稻經(jīng)過初步烘干處理后在15-30天之內(nèi)不發(fā)生霉變， 給后續(xù)的低成本人工晾曬創(chuàng)造條件</p><p>　　功率P=20Kw 干燥水500g/KWh 從濕基

35、含水率wb30%的干燥到濕基含水率wb20% 作物密度450Kg/</p><p><b>　　每小時可干燥水</b></p><p><b>　　(2-1)</b></p><p><b>　　得 =20</b></p><p>　　由此就能夠計算每小時可以干燥的濕水稻

36、的質(zhì)量</p><p>　　設(shè)：濕物料中的水分x Kg, 干物料y Kg 則</p><p>　　得： x=24 y=56 </p><p>　　M=x+y=80Kg （2-2）</p><p>　　所以所設(shè)

37、計無泄漏微波干燥機干燥速度要達到80Kg/h才能滿足要求</p><p>　　24小時可干燥水稻質(zhì)量M=8024=1920Kg</p><p>　　每十分鐘干燥13.33Kg，每分鐘干燥1.333Kg</p><p>　　因采用兩遍干燥法，所以應(yīng)控制流速2.667Kg/min</p><p>　　§2.3干燥工藝路線的確定</

38、p><p>　　根據(jù)所做干燥牡丹花實驗，一次的干燥時間不宜過長，否則會因為溫度過高而破壞物料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對于作物種子亦會影響其發(fā)芽率。據(jù)以往經(jīng)驗取單次干燥時間十分鐘，有實驗統(tǒng)計十分鐘適合干燥出水分1%-2%。已知需要干燥出10%水分。</p><p>　　所以決定采用兩遍三段干燥法，干燥工藝路線如下：</p><p>　　輸入→10分鐘加熱干燥→機中非加熱干燥10分鐘&

39、lt;/p><p>　　→10分鐘加熱干燥→機中非加熱干燥10分鐘</p><p>　　→10分鐘加熱干燥→緩蘇2-3小時</p><p>　　→10分鐘加熱干燥→機中非加熱干燥10分鐘</p><p>　　→10分鐘加熱干燥→機中非加熱干燥10分鐘</p><p>　　→10分鐘加熱干燥→排出</p>&l

40、t;p>　　實際被加熱時間為60min，加熱時間干燥降水6%~12%，能夠滿足設(shè)計要求。應(yīng)控制流速2.667Kg/min</p><p>　　§2.4干燥機提升機方案的選擇</p><p>　　物料在小型移動式微波干燥機中需要干燥兩次，因此需要有物料提升機構(gòu)，現(xiàn)對物料提升有三種方案</p><p><b>　　1、螺旋輸送器</b&g

41、t;</p><p><b>　　2、斗式提升機</b></p><p><b>　　3、刮板式提升機器</b></p><p><b>　　三種方案的比較:</b></p><p>　　刮板式提升機可以連續(xù)均勻的對物料進行提升，適用面更廣，結(jié)構(gòu)較為簡單工作效率也較高，使用與維

42、護起來更為方便。但由于物料提升的均勻性不足，使得整個機器在工作時缺乏穩(wěn)定，會出現(xiàn)沖擊現(xiàn)象。而斗式提升機比較容易出現(xiàn)過載的現(xiàn)象，因為小型可移動無泄漏微波干燥機是小型化的，斗式提升機所占體積相比又比較占用空間。所以斗士提升機和刮板式提升機不可用。</p><p>　　垂直提升絞龍機構(gòu)，又叫螺旋輸送器。它是一種能夠連續(xù)輸送物料的機械，它是依靠葉片的旋轉(zhuǎn)來推動物料輸送的。螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)有帶式螺旋,葉片螺旋,實體螺旋三種

43、?？捎糜谒竭\輸，傾斜運輸和垂直運輸。但是由于螺旋輸送器的填充系數(shù)比較小以及螺旋葉片推移物料的速度相對較低，由于它生產(chǎn)的效率不高的原因所以它不能長時間傳輸物料。現(xiàn)在經(jīng)常使用的螺旋輸送器一般不會大于五十米，特殊情況下可以允許達到60米，如果當(dāng)螺旋輸送器的長度超過35米，就應(yīng)當(dāng)使用輸送器兩段都安裝動力的方法。螺旋輸送器制造較為復(fù)雜，成本高，另外它的豎直魚松效果不好運送的距離不長；工作的時候不能嚴重超過負荷還需要抵消所運送物料的摩擦，所以工作

44、的時候阻力大還容易被磨損加料的時候還必須的均勻才可以，因此不采用螺旋輸送器。</p><p>　　通過認真研究發(fā)現(xiàn)，造成以上所述的這些問題的主要原因是上端的排料口設(shè)計不夠合理，為解決此問題，在此開發(fā)了柔性高效提升絞龍機構(gòu)，以實現(xiàn)高效的垂直輸送，且節(jié)省設(shè)備空間。</p><p>　　§2.5小型移動式微波干燥機的工作過程</p><p>　　當(dāng)進行物料干燥時

45、，打開進料口擋板將被干燥物從進料口被放入螺旋輸送器，接著被提升并進入干燥室進行干燥，因為每段干燥室被分配的功率都比較小，所以在干燥濕物料中水分的同時不會對內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，被微波加熱并蒸發(fā)的水分會被排濕裝置風(fēng)機所制造的風(fēng)通過排風(fēng)排濕裝置排入大氣中，因為水分被排出干燥室不會再吸收微波，能夠極大的減少微波能量的損失，同時提高了微波干燥的效率。</p><p>　　為了保護被干燥物內(nèi)部結(jié)構(gòu)不被微波持續(xù)產(chǎn)生的熱量破壞，且

46、最大程度的實現(xiàn)能量的利用及保證微波干燥的效率，在被干燥一段時間后要進入非加熱緩存室進行冷卻，為接下來的干燥創(chuàng)造最優(yōu)的條件，由此往復(fù)。當(dāng)?shù)谝惠喐稍锿瓿珊笤俅芜M入螺旋輸送器進行提升進行第二次干燥，而且在提升的同時又可以再次使物料進行冷卻。當(dāng)?shù)诙楸桓稍锿瓿珊?，打開出料口擋板，依次將被干燥完成后的物料通過出料口放出，待物料全被放出后關(guān)閉出料口和排風(fēng)緩存室擋板重新進行進料，由此往復(fù)實現(xiàn)干燥機的循環(huán)干燥作業(yè)。</p><p&g

47、t;　　可移動式干燥機在工作時為適應(yīng)物料存放的位置可以由牽引車將干燥機移動到物料存放地就近干燥，這樣能夠節(jié)約許多人力和物力。省去了對干燥機的重新拆卸與組裝。</p><p>　　各部件的尺寸確定與相關(guān)計算</p><p>　　為確定在整機尺寸，就要先對干燥機零部件尺寸進行設(shè)計并計算。主要安裝部件為干燥設(shè)備和螺旋輸送器。本設(shè)計為小型移動式干燥機，要突出小型和可以移動就需要嚴格限制產(chǎn)品的體積與

48、高度。在高度方面保證不超過3.5米。</p><p>　　§3.1干燥設(shè)備主要零件</p><p>　　干燥設(shè)備是干燥機的主體，其主要部件有干燥室、進風(fēng)裝置、進料口、出料口、風(fēng)機、牽引架、機架等。</p><p>　　§3.1.1干燥室與進風(fēng)裝置</p><p>　　前述已經(jīng)確定了小型移動式微波干燥機的干燥速度與干燥工藝流

49、程，因為微波干燥對被干燥物的厚度有一定的要求由經(jīng)驗數(shù)據(jù)和鋼板的尺寸取干燥室高度為300mm長度500mm,結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：</p><p><b>　　圖3-1 干燥室</b></p><p>　　有干燥工藝可知干燥室應(yīng)容納十分鐘流量,即26.67Kg</p><p>　　干燥室應(yīng)容納水稻M=26.67Kg </p><

50、;p>　　干燥室體積V==0.059259259=59259259 (2-3)</p><p>　　干燥室寬度d==400mm (2-4)</p><p>　　所以干燥室的尺寸為 =500 (2-5)</p><p>　　干燥室加工過程，按圖紙要求分別把聯(lián)接法蘭和干燥箱各零件下

51、料，采用手工電弧焊按照圖紙要求分別焊接聯(lián)接法蘭和干燥箱，再進行組裝。</p><p>　　進排風(fēng)裝置要與干燥室進行對接，且進風(fēng)裝置同時也是非干燥緩存室，所以進風(fēng)裝置內(nèi)所能容納的被干燥物也是26.67Kg,其結(jié)構(gòu)如圖3-2，尺寸的計算如下：</p><p>　　圖3-2 進風(fēng)裝置</p><p><b>　　(2-6)</b></p>

52、;<p><b>　　帶入數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　得R=400mm 所以r=100mm</p><p>　　§3.1.2進料口與出料口</p><p>　　進料口與出料口是最容易造成微波泄漏的危險區(qū)，所

53、以進料口與出料口結(jié)構(gòu)的合理性與密封性就至關(guān)重要。為防止微波泄漏對操作人員造成身體上的傷害，在滿足工作要求的前提下，盡量使得進料口和出料口的尺寸盡可能的小。</p><p>　　金屬板對微波具有非常好的防護作用，因此我們在進料口安裝設(shè)計了一個控制進料機構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。在出料口我們安裝了一個出料滾筒依靠滾筒葉片對微波進行阻擋，結(jié)構(gòu)如圖3-4，達到無微波泄漏的設(shè)計要求。</p><p>

54、　　圖3-3 控制進料機構(gòu)在關(guān)閉與進料的狀態(tài)</p><p>　　圖3-3 控制出料滾筒</p><p>　　有上節(jié)可知需要控制出料速度2.667Kg/min，根據(jù)圖3-3滾筒結(jié)構(gòu)可得滾筒有效橫截面積為：</p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　　滾筒轉(zhuǎn)一圈排出水稻的體積為:

55、 (2-9)</p><p>　　滾筒轉(zhuǎn)一圈排出水稻的質(zhì)量為：</p><p><b>　　(2-10)</b></p><p>　　可以得出排料機構(gòu)的轉(zhuǎn)速：</p><p>　　§3.1.2機架尺寸的確定</p><p>　　考慮到小型微波干燥機主要工作

56、目的為干燥濕物質(zhì)，機架機器附屬部件因為精度并不是太高。為滿足機器的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，所取尺寸都要適度增加。當(dāng)機器滿負荷工作時內(nèi)部物料共重100Kg,機架重約260Kg,所以當(dāng)機器滿在工作時所承受總重量約為360Kg。機架選用角鋼型號為5050 5mm。</p><p>　　主機架使用四根角鋼焊接在底盤方鋼上承受整機重量，既每根平均所承受的壓力為F=460/4=115Kg。底盤選用方鋼，為保險起見并結(jié)合經(jīng)驗數(shù)據(jù)所

57、以選用方鋼規(guī)格為80805mm。</p><p>　　§3.1.2設(shè)備的總高度 </p><p>　　本設(shè)備為移動式干燥機所以對產(chǎn)品的高度嚴格限制，即不能超過3.5米。如圖3-4</p><p>　　圖3-4 移動式干燥機</p><p><b>　　(2-11)</b></p><p>

58、;<b>　　帶入(2-11)</b></p><p><b>　　=3825mm</b></p><p>　　所以設(shè)備的總高度為3825mm約等于3800mm，即2.8米。</p><p>　　§3.2螺旋輸送器各個參數(shù)的確定</p><p>　　已知條件：（1）被輸送物料的名稱顆粒狀農(nóng)

59、副產(chǎn)品、工業(yè)和醫(yī)藥業(yè)原料及物料，一般多為水稻。以水稻為對象進行設(shè)計，水稻的堆積密度為450kg/m3,含水率平均為30％.</p><p>　?。?）需要的輸送量，每小時輸送80kg。</p><p>　　（3）布置方式采用垂直布置。螺旋輸送器的高度為4米，傾角β為90º，其在水平面上的投影長度為0，在垂直面上的投影高度為4米。</p><p>　　

60、67;3.2.1 螺旋葉片直徑以及螺旋軸轉(zhuǎn)速計算</p><p>　　螺旋直徑D:(m) (2-12)</p><p>　　式中：D---垂直絞龍的螺旋直徑，m;</p><p>　　K---表示物料綜合特性的經(jīng)驗系數(shù)，某些物料的K值見表1</p><p>　　Q---輸送量，t/h;&

61、lt;/p><p>　　---物料的填充系數(shù)，值由表1</p><p>　　---物料的堆積密度，t/;</p><p>　　C---螺旋輸送機在傾斜工作時，輸送量的校正系數(shù)，見表2</p><p><b>　　表2</b></p><p>　　查表可得：K=0.0490;Q=0.64t/;=0.35

62、; </p><p>　　=0.45t/;C=0.4</p><p><b>　　帶入計算</b></p><p>　　=0.124m=124mm</p><p>　　螺旋直徑應(yīng)當(dāng)圓整到標準系列：0.100，0.125，0.160，0.200，0.250，0.315，0.400，0.500，0.630，0.800，1.

63、00，1.25。</p><p>　　為了延長螺旋輸送器的使用壽命，加大螺旋直徑，取D=160mm.</p><p><b>　　螺旋軸轉(zhuǎn)速的計算：</b></p><p>　　螺旋軸的臨界轉(zhuǎn)速n可使用下邊的公式計算：</p><p><b>　　(2-13)</b></p><

64、p><b>　　式中：</b></p><p>　　n------螺旋軸的臨界轉(zhuǎn)速；</p><p>　　-----螺旋葉片的螺旋角度，推薦；</p><p>　　------物料與螺旋表面之間的摩擦角；(水稻與鋼板之間的動摩擦角為17---20度)</p><p>　　g------重力加速度，取g=9.81；&

65、lt;/p><p>　　------物料與外殼之間的摩擦系數(shù)</p><p>　　------物料距軸中心的平均半徑；(m)</p><p>　　式中R為螺旋外殼內(nèi)徑（m）</p><p>　　取=15，=20，g=9.81，=0.35，R=0.0625， =0.051</p><p>　　計算可得n=149 r/min。

66、</p><p>　　要想螺旋輸送器達到能傳送物料的目的就要他的轉(zhuǎn)速必須比臨界轉(zhuǎn)速高。所以螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速最低為 149r/min。</p><p>　　螺旋軸工作轉(zhuǎn)速的計算：</p><p>　　式中：n----螺旋軸工作時的轉(zhuǎn)速（r/min）;</p><p>　　----物料運動的絕對速度與水平線的夾角。</p><

67、;p>　　取=10度，帶入計算n=235r/min。</p><p>　　綜上所述：螺旋輸送機螺旋直徑為D=160mm,螺旋輸送機螺旋軸工作時的轉(zhuǎn)速為235r/min。</p><p>　　§3.2.2 螺旋螺距的確定</p><p>　　螺距的大小，直接影響著物料輸送的過程。最好盡量的使螺旋輸送器緊湊，只要能夠符合傳送物料的要求就好。</p&

68、gt;<p>　　通?？砂聪率接嬎懵菥? </p><p>　　如果螺旋輸送器是標準的，k的取值一般在0.8～1之間。如果螺旋輸送機垂直布置或著輸送物料流動性比較差，流動緩慢，則；如果螺旋輸送機水平布置，就能夠使K的值取0.8～1,所以就令 k=0.8 那么螺距為s=0.8D=128mm。</p><p>

69、;　　§3.2.3 螺旋軸直徑的確定</p><p>　　一般螺旋軸直徑可以按照該公式確定 </p><p>　　d=(0.2-0.35)D=（0.2—0.35）128=32--56 </p><p>　　綜合考慮各方面的問題，可以取得螺旋軸的直徑為d=48mm。</p><p>　　為了減輕螺旋軸的重量，減少功率的損耗，螺旋軸采

70、用鋼管制成的空心軸，因在強度相同情況下，它的重量要小得多，各個零件之間的鏈接也很方便。采用便于焊接無縫鋼管制造。管軸直徑為48mm，管軸壁厚設(shè)為5.76mm，螺旋 軸內(nèi)壁直徑為36.48mm。軸的各個節(jié)段的連接（如下圖所示），可以利用軸節(jié)段3插入空心軸的襯套5內(nèi)，以螺釘2固定連接起來</p><p>　　§3.2.4 螺旋葉片的確定</p><p>　　螺旋輸送機的螺旋葉片最經(jīng)常

71、見到的有實體型，帶式，齒形以及葉片型等四種基本類型。</p><p>　　如上圖所示，分別為實體型，帶式，葉片，齒型等。實體型和帶式螺旋葉片通常被用于粉狀以及顆粒狀物料的輸送，為了提高輸送效率本次設(shè)計選擇使用實體型的螺旋葉片。螺旋葉片可以選用右旋。</p><p>　　由于輸送的稻谷質(zhì)量較輕，根據(jù)推薦的葉片厚度2--4mm，故可取中間值，選取葉片厚度為3mm.</p><

72、;p>　　為防止螺旋輸送機工作時，較小的物料泄漏，可以在螺旋葉片的邊沿添加柔性密封材料，封堵絞龍葉面與絞龍桶壁間的縫隙，以防止物料在縫隙處回流下落，提高輸送效率。</p><p>　　§3.2.5 螺旋輸送機外殼的設(shè)計</p><p>　　為了解決傳統(tǒng)螺旋輸送機排料不通暢的問題,排泄口采用特殊結(jié)構(gòu)，（如下圖所示）</p><p>　　這樣設(shè)計的優(yōu)點是

73、：可以使得便于物料的排泄防止堵塞，提高垂直提升絞龍的輸送效率，特別適用于有一定粘性、柔軟性和含水率較高易堵塞的物料。結(jié)構(gòu)特點：①360°開孔（結(jié)構(gòu)如上圖所示）；②弧形開口處支架（支撐頂部絞龍軸承座），讓開排料空間； </p><p>　　為了便于加工制造,同時有利于保證同軸度，便于加工，垂直螺旋輸送機的外殼采用無縫鋼管焊接制造，根據(jù)前面所計算的數(shù)據(jù)，外殼的選用規(guī)格：外徑180mm，為了保證外殼不易變形，

74、壁厚選用10mm（選自GB/T 17395---1998）</p><p>　　§3.2.6 螺旋輸送機功率計算</p><p>　　垂直式螺旋輸送機的軸功率按下式計算：</p><p><b>　?。↘W）</b></p><p>　　式中-----垂直螺旋輸送機的軸功率（KW）</p><

75、;p>　　H-----輸送高度（m）</p><p>　　-----螺旋輸送機的效率</p><p>　　取=0.01（見圖3），計算得=0.78KW。以上是按照自流式進料方式，并且沒有考慮到物料重量對螺旋葉片影響計算出的結(jié)果（結(jié)果偏?。?lt;/p><p>　　由于本次所設(shè)計的螺旋輸送機為多用途的機構(gòu)，因此驅(qū)動裝置功率可以定為1Kw。</p>&l

76、t;p>　　綜和以上分析，螺旋輸送機的螺旋葉片直徑為160mm，葉片采用實體葉片，葉片厚度3mm，右旋，螺旋軸為管式螺旋軸，螺旋軸直徑為48mm，外殼180mm，壁厚10mm。</p><p>　　§3.3技術(shù)經(jīng)濟指標的相關(guān)計算</p><p>　　微波元器件成本（共計1.058萬元）：磁控管24只4800元（200元/只）；高壓變壓器24只4800元（200元/只，包括所

77、需冷卻油箱散熱器等）；高壓電容、二極管等組件480元（20元/套）；高壓電線（約200米）500元。（批量生產(chǎn)后該項成本有望控制在0.8萬元以內(nèi)）</p><p>　　主機不銹鋼板成本（共計約0.44萬元）：機身曲線長度4.5米，垂直高度約4.5米。機身不銹鋼面積4.5×（0.3×2+0.5×2）= 7.2m2。所用板材厚度2.0mm，約112.32公斤（不銹鋼比重按7,800kg/

78、m3計），成本約4380.48元（不銹鋼價格按3.9萬元/噸計）。</p><p>　　主機結(jié)構(gòu)件用鋼材成本（共計0.4萬元）：機架總重約在1000公斤以內(nèi)。所用普通碳鋼型材成本約4000元。</p><p>　　電器元器件（包括電控柜，不包括PLC測控）成本約0.5萬元。</p><p>　　風(fēng)機輸送、減速電機等裝置成本約0.7萬元。</p><

79、;p>　　原材料成本（不包括人工費用）約3.1萬元。</p><p>　　設(shè)備微波輸出功率20千瓦，輸入功率大約25千瓦。日處理量2噸（降水10%）。</p><p>　　項目（樣機試制階段）總投資約25萬元，其中：技術(shù)服務(wù)費用10萬元，設(shè)備試制費用15萬元。預(yù)計批量生產(chǎn)成本5-8萬元/臺以內(nèi)（若按2008年的元器件、原材料及人工費用價格，生產(chǎn)成本可控制在4萬元以內(nèi)），銷售價10萬元

80、/臺。年生產(chǎn)100臺，一年銷售的金額可以達到一千萬元，每年可以產(chǎn)生利潤二三百萬元。</p><p><b>　　主要部件的校核</b></p><p>　　校核零件不僅能夠保證零件工作的可靠與安全性，還能夠為我們選擇合適的零件提供信息，避免浪費節(jié)省成本。</p><p>　　§4.1底盤車梁的校核</p><p&g

81、t;　　在工作時主要是支撐架起到支撐作用車輪幾乎不承受重量，所以車梁的尺寸確定主要受力如圖4-1</p><p>　　圖4-1 底盤受力簡圖</p><p><b>　　F2處所受彎矩</b></p><p>　　F1與F2之間所受彎矩設(shè)距f1為xmm處的彎矩為M 則</p><p>　　化簡得M=207000</

82、p><p>　　底盤在豎直方向上只有彎曲應(yīng)力而無扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，所受彎曲應(yīng)力如圖3-5所示</p><p>　　圖3-5 底盤梁所受彎矩圖</p><p><b>　　（3-10）</b></p><p><b>　　式中--最大彎矩，</b></p><p>　　W---抗彎截面系

83、數(shù)，m</p><p>　　--許用彎應(yīng)力，Mpa</p><p>　　經(jīng)查表方鋼80805mm型號的抗彎界面系數(shù)W=34.72,帶入式3-10得</p><p>　　經(jīng)查表=158Mpa,所以所選方鋼規(guī)格能夠滿足技術(shù)要求</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次設(shè)計主要

84、是在原有機型的基礎(chǔ)上進行改進設(shè)計的，其主要特點是外形尺寸相對前幾代機型有所減小，結(jié)構(gòu)簡單，處理量大；操作方便，易于掌握，通風(fēng)散熱效果好。</p><p>　　機器的主要技術(shù)參數(shù)干燥室體積 500mm×400mm×300mm，干燥室數(shù)量及干燥方式 三個干燥室，物料分三段干燥，干燥兩遍，處理量每個干燥室每分鐘處理物料2.667Kg（假設(shè)物料充滿干燥室）</p><p>　　

85、此移動式式無泄漏微波干燥機采用立式結(jié)構(gòu)，利用重力使物料自行流動；更具特色的是將微波干燥與熱風(fēng)干燥相結(jié)合，用風(fēng)機將微波干燥蒸發(fā)的濕分迅速排出，使干燥效率和效果都得到了提升。整體方案合理可行，能夠完成既定的設(shè)計任務(wù)，各個參數(shù)都符合要求，自流式微波干燥機干燥效果比較好，適合推廣使用。對于垂直提升絞龍機構(gòu)，也即垂直螺旋輸送機，排泄順暢，不賭不塞，效率相比于一般的螺旋輸送機有和大的提高，而且功能也更加多。另一方面，本次畢業(yè)設(shè)計也存在一些問題，對于

86、垂直提升絞龍機構(gòu)，加工復(fù)雜，精度不易控制，可能會因此造成成本高。螺旋葉片上的柔性密封材料，會對螺旋輸送機的效率有影響，使之偏低，對于一些直徑較大的物料，不需使用柔性密封裝置，可去除，比較浪費人力物力。</p><p>　　小型無泄漏微波干燥機工作時不僅能夠向傳統(tǒng)干燥機一樣對物料進行干燥，而且還具有多方面的優(yōu)勢。</p><p>　　首先與常規(guī)熱風(fēng)爐或鍋爐加熱烘干設(shè)備相比較具有非常明顯的優(yōu)勢

87、。傳統(tǒng)的干燥方法不但污染環(huán)境污染產(chǎn)品浪費能源，而且不安全機器很容易生銹腐蝕保養(yǎng)起來困難花費也很大，操作不方便溫度不好控制。因為以上所述一系列問題必然導(dǎo)致操作人員工作環(huán)境的惡化。</p><p>　　其次與目前市場中的微波干燥設(shè)備相比，雖然都使用微波作為干燥的動力，但大多數(shù)微波設(shè)備都是采用的臥式干燥技術(shù)，在這一方面此次所涉及微波干燥機，在進行干燥時完全靠種子自身重量下落，這就解決了物料干燥時不便于翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致的干燥不均

88、勻。與傳統(tǒng)微波干燥機相比因為功率小在我國農(nóng)村地區(qū)幾乎都可以使用，因為可以移動，所以更能夠適應(yīng)農(nóng)村生產(chǎn)的環(huán)境。</p><p>　　微波干燥機采用立式結(jié)構(gòu)能夠充分利用風(fēng)機所產(chǎn)生的風(fēng)，將蒸發(fā)的水分排出干燥機，使干燥機的效率大大提高。無泄漏微波干燥機的干燥部分與刮板式提升機融合為一體，利用自身的金屬結(jié)構(gòu)作為屏蔽微波的擋板，比較好的解決了微波泄漏的問題。</p><p>　　相信當(dāng)小型無泄漏干燥機