OKL-150型螺旋式顆粒肥料成型機的設(shè)計
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目 錄
1.前言 1
1.1設(shè)計目的和意義 1
1.2國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.3主要研究內(nèi)容 2
2.技術(shù)任務(wù)書（JR） 3
2.1設(shè)計的依據(jù) 3
2.2產(chǎn)品的用途和使用范圍 3
2.3主要的工作原理 3
2.4已經(jīng)考慮過的若干方案的比較 3
3.設(shè)計計算說明書（SS） 4
3.1機構(gòu)方案分析 4
3.2總體設(shè)計 5
3.2.1結(jié)構(gòu)組成及工作原理 5
3.2.2主要技術(shù)參數(shù) 6
3.3螺旋擠壓裝置的設(shè)計計算 7
3.3.1生產(chǎn)能力的計算 7
3.3.2功率的計算 8
3.3.3螺旋軸的設(shè)計 8
3.3.4成型?？椎脑O(shè)計 9
3.4傳動系統(tǒng)的設(shè)計 10
3.4.1電動機選型 外形如圖3 10
3.4.2減速器的選型 11
3.4.3傳動比的計算 11
3.4.4皮帶傳動的設(shè)計 11
3.5主軸強度的校核 15
3.6主要設(shè)計結(jié)果 19
4.使用說明書（GM） 19
4.1產(chǎn)品的用途及使用范圍 19
4.2操作及維護 19
4.3使用前的準備工作 19
4.4使用方法 20
5.標準化審查報告 20
6.主要研究結(jié)論 21
6.1結(jié)論 21
6.2進一步改進意見 21
參考文獻 23
致謝 24
山西農(nóng)業(yè)大學信息學院畢業(yè)設(shè)計說明書
OKL-150型螺旋式顆粒肥料成型機
1.前言
1.1設(shè)計目的和意義
根據(jù)作物營養(yǎng)學說，植物吸收養(yǎng)分的主要途徑為擴散、質(zhì)流和截獲。其中擴散是植物吸收養(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。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)點如下：
（1）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。
（2）具有抗破碎性和抗結(jié)塊性 大顆粒肥料堆貯一段時間后，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，遠距離運輸沖撞也不易破碎。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，而且為機械化施肥創(chuàng)造了條件。
螺旋式顆粒肥料肥料成型機是把粉末狀的物料通過機器的加工成型成圓柱狀顆粒。成型的過程電機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外,物料在強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。
1.2國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
（1）國外技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀 早在20世紀30年代，美國就開始研究螺旋式顆粒成型技術(shù)并研制了螺旋式成型機。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50年代引進固化成型技術(shù)后進行了改進，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及相關(guān)設(shè)備。20世紀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)域普遍推廣應用。在亞洲，泰國、印度、菲律賓等國家從20世紀80年代開始先后研制成螺旋式顆粒肥料成型機。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、螺桿擠壓成型機、機械驅(qū)動沖壓成型機和液壓驅(qū)動沖壓成型機。
國外大顆粒肥料的發(fā)展大體分為三個階段。20世紀30年代至50年代為研究、示范、交叉引進階段，研究的著眼點以大顆粒肥料代替原始的小顆粒肥料。20世紀70年代至90年代為第二階段，各國普遍對大顆粒肥料的認識。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)域大量地應用大顆粒肥料。20世紀90年代后期至今為第三階段，大顆粒肥料的肥效讓各國認同，都研究和使用螺旋式顆粒肥料成型機制造大顆粒肥料并使用大顆粒肥料。
總之，國外螺旋式顆粒肥料的技術(shù)發(fā)展有如下特點：生產(chǎn)技術(shù)大部分已經(jīng)成熟，并達到規(guī)?；蜕唐坊?；設(shè)備制造比較規(guī)范，但能耗高，價格高。
（2）國內(nèi)研發(fā)現(xiàn)狀。我國從20世紀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。標志著我國的螺旋式顆粒肥料生產(chǎn)設(shè)備達到國際水平。在全國范圍內(nèi)，還處于研究示范試點階段，設(shè)備的技術(shù)原理比較先進，成本低廉，適合我國國情；規(guī)?；褪袌龌^差；管理不規(guī)范，支持政策缺乏，推廣速度緩慢。
1.3主要研究內(nèi)容
本課題的主要研究內(nèi)容有：
(1)螺旋式顆粒肥料成型機的成型原理。
(2)螺旋式顆粒肥料成型機的組成機構(gòu)。
(3)螺旋式顆粒肥料成型機的傳動系統(tǒng)。
(4)螺旋式顆粒肥料成型機的工作效率。
2.技術(shù)任務(wù)書（JR）
2.1設(shè)計的依據(jù)
螺旋式顆粒肥料成型機的設(shè)計依據(jù)是：植物吸收養(yǎng)分的主要途徑為擴散、質(zhì)流和截獲。其中擴散是植物吸收養(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。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是把粉末狀的物料通過機器的加工成型成圓柱狀顆粒。成型的過程電機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外,物料在強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。
2.2產(chǎn)品的用途和使用范圍
本次設(shè)計的螺旋式顆粒肥料成型機是用于中小型企業(yè)的生產(chǎn)，生產(chǎn)顆粒肥料的直徑10mm。生產(chǎn)的顆?？杀４嬉部芍苯邮┤朕r(nóng)田，所以植物都可以使用。是未來肥料的首選。
2.3主要的工作原理
電機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外，物料在強大的擠壓作用下被擠出小孔。
2.4已經(jīng)考慮過的若干方案的比較
考慮過的設(shè)計方案有平模成型、環(huán)模成型、活塞沖壓式成型機、壓輥式顆粒成型機、環(huán)模擠壓成型、平模擠壓成型等成型機。下面將對比分析。
（1）活塞沖壓式成型機。該機由河南農(nóng)業(yè)大學和中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院研制。河南農(nóng)業(yè)大學率先對沖壓式生物質(zhì)固化成型設(shè)備進行了應用研究，所設(shè)計的往復式活塞雙向擠壓成型機具有創(chuàng)新性。生產(chǎn)試驗和分析結(jié)果表明：該成型機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。
（2）螺旋擠壓式成型機。中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所率先開始研制螺旋擠壓式成型機，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重、壽命較短、電耗大等缺點。2005年又研制開發(fā)的螺旋式顆粒肥料成型機，該機產(chǎn)量可達到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)備可以大大減少人工成本，提高經(jīng)濟效益。
（3）壓輥式顆粒成型機。顆粒成型技術(shù)主要從瑞典引進。但是在顆粒成型加工過程中能量消耗較大。
（4）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)備改進而來。前者以北京盛昌綠能科技有限公司改進美國技術(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。
（5）平模擠壓成型。由飼料成型設(shè)備改進而成，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)有少量應用。
我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)鍵部件進行了改進，還對各類成型機進行比較分析，綜合其優(yōu)點進行了設(shè)備改造。但生產(chǎn)率低的問題需進一步研究解決，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對顆粒成型的產(chǎn)量大，運行平穩(wěn)。所以本課題設(shè)計螺旋式顆粒肥料成型機。
3.設(shè)計計算說明書（SS）
3.1機構(gòu)方案分析
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,將電機置于另一個水平面上這樣布置,一是較大幅度減少了整機長度,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)、引起瞬間負荷過大時,燒壞電機或損壞減速器等故障的發(fā)生；三是由于電機位置較低、極大地降低了機械振動與噪聲。
3.2總體設(shè)計
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,將電機置于另一個水平面上這樣布置,一是較大幅度減少了整機長度,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)、引起瞬間負荷過大時, 燒壞電機或損壞減速器等故障的發(fā)生；三是由于電機位置較低極大地降低了機械振動與噪聲如圖1
1電動機 2皮帶 3機架 4減速器 5連軸器
6螺旋軸 7入料口 8成型模 9收集裝置
圖1 總體設(shè)計圖
3.2.1結(jié)構(gòu)組成及工作原理
螺旋式顆粒顆粒肥料成型機由機架、螺桿、成型模、減速器、電機等組成。電機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外,物料在強大的擠壓作用下被擠出小孔。組成結(jié)構(gòu)如圖2
1電動機 2皮帶 3機架 4減速器 5連軸器
6螺旋軸 7入料口 8成型模 9收集裝置
圖2 組成結(jié)構(gòu)及工作原理圖
3.2.2主要技術(shù)參數(shù)
序號
項目
單位
參數(shù)
1
外形尺寸：長寬高
11155021302
2
重量
結(jié)構(gòu)重量
200
使用重量
240
3
生產(chǎn)率
1
4
配套動力
5.5
5
螺旋軸轉(zhuǎn)速
60
6
傳動比
20
7
螺旋輸送量
t/h
2.4
8
螺旋輸送機螺旋直徑
mm
150
9
螺旋軸轉(zhuǎn)速
r/min
60
10
電動機轉(zhuǎn)速
r/min
740
3.3螺旋擠壓裝置的設(shè)計計算
3.3.1生產(chǎn)能力的計算
實體葉片式螺旋機的輸送量由下式計算：
=2.4（）
式中：Q——螺旋外徑（m）；
t——螺距（m）；
n——螺旋轉(zhuǎn)速；
——傾斜輸送系數(shù)；
——輸送物料的單位容積質(zhì)量；
——充滿系數(shù)。
帶式葉片輸送機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。
主要參數(shù)的計算
實體葉片螺旋的直徑D，由下式計算：
=150mm
式中——物料綜合特性系數(shù)；
按上式計算的D值應按資料圓整為標準螺旋直徑。按上式可以得出螺旋的直徑D=160mm.
螺旋的轉(zhuǎn)速n不應超過極限轉(zhuǎn)速
=64.85()
式中：——物料特性系數(shù)
t——螺距（m）；
按上式得出螺旋的轉(zhuǎn)速為n=60（）
圓整后的D、n值和相應的t值，還必須按下式進行充滿系數(shù)的驗算：
求出的值若大于所推薦值的上限，則應加大D值；如小于推薦的下限，則應降低n值。
3.3.2功率的計算
螺旋輸送機驅(qū)動裝置的額定功率：
=5.5（kw）
式中：——螺旋輸送機軸功率（kw）；
——功率儲備系數(shù)，在1.2-1.4間選用；
——驅(qū)動裝置總功率，；
L——物料水平輸送距離（m）；
H——物料提升高度（m）；
——物料的運動阻力系數(shù)；
Q——輸送量
3.3.3螺旋軸的設(shè)計
螺旋式顆粒肥料成型機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; 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。螺桿上的螺旋共分四段，第一段為喂料螺旋, 主要作用是輸送物料; 第二段是預壓螺旋主要作用是對物料進行初步擠壓；初步使物料壓緊，并有物料擠出，第三段、第四段， 是壓力增加螺旋, 主要作用是不斷增加對物料的進一步擠壓, 使物料被強制擠出。特別是第四段具有恒壓作用,使得物料的均勻擠出，基本均勻一致, 以利于加工的穩(wěn)定性。
3.3.4成型模孔的設(shè)計
成型模上有許多?？? 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: ?？状笮『头植济芏?。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。 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)—的標準, 多數(shù)采用試驗法確定。
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大些, 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。
3.4傳動系統(tǒng)的設(shè)計
3.4.1電動機選型 外形如圖3
圖3 電動機
由于運輸機的主要阻力是運輸貨物和機械自身的重力,也知道運輸機與地面的角度,故可以估計運動阻力最大約為9000N.
工作機所需要的電動機輸出功率為
=
工作機所需要功率為
===5.2KW
為工作機的效率
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
=0.85
故電動機所需的功率
==5.5KW
根據(jù)已知條件可得工作機滾筒轉(zhuǎn)速
=60r/min
3.4.2減速器的選型
根據(jù)工作要求，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的運動只是轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)，無特殊要求，故減速機軸線采用水平布置確定減速機體的結(jié)構(gòu)在沒有特殊要求時，齒輪減速器機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的載荷較大，要求驅(qū)動系統(tǒng)能提供很大動力，減速機內(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，故此選用硬齒面齒輪。
型號：ZLY
規(guī)格：112
額定轉(zhuǎn):740r/min
傳動比：20
額定功率：7KW
3.4.3傳動比的計算
=(1.3-1.5)
取=1.4
=3 則=4.2
=740
所以選取YCT200-4A轉(zhuǎn)速740的電動機
傳動比i==20
3.4.4皮帶傳動的設(shè)計
(1)皮帶輪的設(shè)計。
電機轉(zhuǎn)軸直徑38mm 減速器低速軸直徑22mm
軸徑D=38
基準寬度 =14mm 基準線上槽深 =3.5mm
基準線下槽深 =10.8mm 槽間距 e=19.00.4mm
第一槽對稱面至端面的距離 f=mm 最小輪緣厚度 =7.5mm
帶輪寬度 B=(z-1)e+2f=44mm
帶輪基準直徑 2.5d=95mm
外徑 =+2=102mm
帶輪設(shè)計如圖4
圖4 軸徑D=38皮帶輪
軸徑22mm
基準寬度 =14mm 基準線上槽深 =6mm
基準線下槽深 =10.8mm 槽間距 e=19.00.4mm
第一槽對稱面至端面的距離 f=mm 最小輪緣厚度 =7.5mm
帶輪寬度 B=(z-1)e+2f=44mm
帶輪基準直徑 2.5d=55
外徑 =+2=75mm
帶輪設(shè)計如圖5
圖5 軸徑22mm皮帶輪
(2)皮帶的設(shè)計
選擇V帶型號
由表6—9查的工作情況系數(shù)=1.2，所以計算功率：
=1.2=1.25.5=6.6KW
確定帶輪的基準直徑
由表6—7和表6—10，取主動輪基準直徑=95mm。
驗算帶的速度
V==3.67<25m/
帶速合適。
確定v帶的基準長度和傳動的中心距確定中心距a，并選擇V帶的基準長度L
初定中心距a＝500mm
計算所需的基準長度
L＝2a+（d+ d）+ ＝1596mm
由表8－2選帶的基準長度L＝1600mm
按式子（8－23）計算實際中心距 a
a≈a+=500+=252mm
中心距的變化范圍為207mm～297mm。
1驗算小帶輪上的包角α
α≈180-（d－d）?＝180－125×
＝151.35>90
計算帶的根數(shù)z
計算單根V帶的額定功率P由d＝95mm和n＝740r/min，
查表8－4a得P＝1.39KW
根據(jù)n＝740r/min。i＝2和B型帶，
查表8－4b得⊿P＝0.11KW
查表8－5得K=0.925,表8－2得K=0.99，于是
P=（P+⊿P）?K?K
=(1.139+0.11)×0.925×0.99=2.86KW
計算V帶的根數(shù)z
Z＝＝＝1.92
取2根.
計算單根V帶的初拉力的最小值（F）
由表8－3得A型帶的單位長度質(zhì)量q＝0.1kg/m
（F）＝500+qv
＝500×+0.1×6.28＝180.2N
應使帶的實際初拉力F>（F）。
計算壓軸力F
壓軸力的最小值為
（F）＝2z（F）sin＝2×5×180.2×sinN
＝1746N
取兩根v帶合適，并符合設(shè)計要求。
B型V帶的截面尺寸。
頂寬b=17.0mm 節(jié)寬=14.0mm 高度h=10.5mm
截面積s=138.0mm 偰角=40
3.5主軸強度的校核
按《機械設(shè)計手冊》軸的設(shè)計公式有
式中P--軸的傳遞功率
N--軸的轉(zhuǎn)速
C--與軸的材料有關(guān)的系數(shù)
經(jīng)計算
（本軸選用45號鋼C=80）
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。
力的分析與計算
軸所受的紐矩
理論值：Mn=9549P/n=19350N.m
實際值：Mn=T.d/2=13070.4N.M
在XOY平面內(nèi)
由上圖可得方程
解得 SAx=1242N
SBx=4366N
在YOZ平面內(nèi)
由上圖可得方程
解得 SAz=1809N
SBz=795.3N
同步軸的彎矩扭矩計算
如圖所示在XY平面內(nèi)
根據(jù)受力可以畫出彎矩圖
YZ平面受力圖
根據(jù)上圖可畫出YZ平面彎矩圖
合成彎矩圖
扭矩圖
軸的疲勞強度是軸的結(jié)構(gòu)和尺寸確定之后進行的，目的是檢驗軸對疲勞強度破壞的能力，方法是校核危險截面的安全系數(shù)，其計算公式是
式中б-1--材料的彎曲疲勞極限
M、T--軸在危險截面上所受的彎矩和扭矩
Z、ZP--軸在截面上的抗彎截面模量
[S]--疲勞強度的許用安全系數(shù)
Ψб、Ψτ--彎曲和扭轉(zhuǎn)時平均應力所折合為應力幅的等效系數(shù)
λб、λτ--從標準零件的疲勞極限到零件的疲勞的換算系數(shù)
上式中--有效應力集中系數(shù)
--絕對尺寸影響系數(shù)
KR--表面光潔度系數(shù)
β--表面狀態(tài)系數(shù)
查表得：
бb=70 б-1=35
Ψτ=0.15 Ψб=0.25
Kб=1.89 Kτ=1.71
Kб=1.1 β=0.5
[S]=1.8
Z=10-3×3.14×1403/32=269
Zp=103×3.14×1403/16=538
由此可知軸的疲勞強度符合要求。
3.6主要設(shè)計結(jié)果
（1）OKL-150型螺旋式顆粒肥料成型機實現(xiàn)了設(shè)計要求。
（2）結(jié)構(gòu)的簡單化使得整機重量的減輕。
（3）傳動系統(tǒng)使用皮帶傳動使得傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，
（4）成型機構(gòu)能形成柱狀顆粒實現(xiàn)了生產(chǎn)的可靠性，
（5）整機結(jié)構(gòu)安全實現(xiàn)了生產(chǎn)的安全性，
4.使用說明書（GM）
4.1產(chǎn)品的用途及使用范圍
本次設(shè)計的螺旋式顆粒肥料成型機是用于中小型企業(yè)的生產(chǎn)，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。
4.2操作及維護
（1）每次起動后，應先空載運轉(zhuǎn)一定時間，待設(shè)備運轉(zhuǎn)正常后方可加料，應保持加料均勻，不得大量突增或過載運行。
（2）如無特殊情況，不得負載停機。一般應在停止加料后，待機糟內(nèi)物料基本卸空時再停機。如滿載運輸時發(fā)生緊急停機后的起動，必須先適量排除顆粒成型機入料口內(nèi)的物料，在啟動機器。
（3）操作人員應經(jīng)常檢查機器各部，特別是螺旋軸和機器孔模應保持完好無損狀態(tài)。還有就是機器的皮帶的完好無損，一旦發(fā)現(xiàn)有殘缺損傷的機件應及時修復或更換。
4.3使用前的準備工作
（1）檢查所有零件是否完整齊備。
（2）檢查各緊固件是否有松動現(xiàn)象。
（3）檢查帶輪是否適度，各傳動部件是否靈活。
（4）將單組擦洗干凈，以保證產(chǎn)品的清潔衛(wèi)生。
（5）將所有潤滑點都注滿潤滑油。
4.4使用方法
空載開啟機器等待機器旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定后把物料倒入入料口中，形成顆粒后接收顆粒。將要停止加工時應在停止加料后，待模具中的物料基本被擠出后在停機，以免下次加工啟動時負載太大損毀機器。
5.標準化審查報告
OKL-150型螺旋式顆粒肥料成型機的設(shè)計已基本完成，現(xiàn)具備全套圖紙和一些基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對其進行標準化審查，結(jié)果如下：
（1）設(shè)計圖紙和文件
圖紙和文件所用的編號原則符合以下標準和有關(guān)規(guī)定：
GB/T17710—1999 數(shù)據(jù)處理校驗系統(tǒng)；
JB/T 5054.8—1991 產(chǎn)品圖樣既涉及文件通用和借用件管理辦法；
JB/T 5054.4—2000 產(chǎn)品圖樣及設(shè)計文件編號原則；
JB/T 8823—1998 機械工業(yè)企業(yè)計算機輔助管理信息分類編碼導則。
（2）產(chǎn)品圖樣及設(shè)計文件符合以下標準和有關(guān)規(guī)定：
GB/T 10609.1—1989 技術(shù)制圖 標題欄；
GB/T 10609.2—1989 技術(shù)制圖 明細欄；
GB/T 14689—1993 技術(shù)制圖 圖紙幅面和格式；
GB/T 17825.2—1999 技術(shù)制圖 比例；
GBN/T 17825.10—1999 CAD文件管理 基本格式；
JB/T 5054.6—2000 產(chǎn)品圖樣及設(shè)計文件 更改辦法。
（3）螺紋加工應符合GB/T15054.1—81（普通螺紋基本牙距）、GB1505402—94（普通螺紋直徑與螺距原則）。內(nèi)、外螺紋公差應分別符合GB197—81(普通螺紋公差與配合)中7H、6H規(guī)定的公差值。
（4）對焊接件焊接前對焊接應先清除其表面污物，焊縫均應平整。
（5）密封墊圈應齊全完好，結(jié)合嚴緊，不漏油。
（6）各機件上的緊固件均需緊固、不許有松動、不得有誤裝漏裝現(xiàn)象。
6.主要研究結(jié)論
6.1結(jié)論
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)合導師提供的很多建設(shè)性指導，對螺旋式顆粒肥料成型機的傳動裝置和顆粒成型裝置的各部件進行了總體的布局安排。主要結(jié)論有：
（1）傳動系統(tǒng)的設(shè)計，主要有螺旋軸的傳動，皮帶輪的傳動。
（2）傳動軸，螺旋軸的強度達到了實際應用的強度，皮帶的傳動效率和強度強度也達到了傳動需要的強度。
（3）完成了螺旋式顆粒成型機的設(shè)計，我設(shè)計的螺旋式顆粒肥料成型機的型號是OKL-150型，其輸送量為2.4t/h，螺旋公稱直徑150mm，滾動軸承直徑50mm，螺旋軸直徑50mm，螺旋軸的轉(zhuǎn)速60r/min。
（4）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)、引起瞬間負荷過大時, 燒壞電機或損壞減速器等故障的發(fā)生
6.2進一步改進意見
（1）設(shè)計結(jié)果有待生產(chǎn)樣機后，進行實際考核和驗證。
（2）整機結(jié)構(gòu)需利用計算機輔助工程軟件，進行有限元分析，以優(yōu)化設(shè)計機構(gòu)。
（3）主要工作部件和結(jié)構(gòu)，有待于通過計算機仿真技術(shù)進行進一步的分析和研究，以驗證設(shè)計參數(shù)的合理性。
（4）進一步的設(shè)計計算使總機的質(zhì)量減輕。
（5）應當盡快完善圖紙，進行樣機試制。
（6）計算和改進總計的大小進一步的提高生產(chǎn)率。
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致謝
在為期兩個多月的畢業(yè)設(shè)計中，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試驗臺的設(shè)計，年所學的基礎(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，又鞏固了大學四年所學的知識，為畢業(yè)后去工廠打下了堅實的基礎(chǔ)。
通過這次設(shè)計，我了解了設(shè)計的過程和一些原則，本文是在鄭德聰教授的精心指導和親切關(guān)懷下完成的。在整個論文的寫作過程中，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)都傾注著鄭老師的心血。他嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，淵博的學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。值此論文完成之際，謹向我的導師精心培養(yǎng)和教育表達我最誠摯的敬意！
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