235 米粉切割機
235 米粉切割機,米粉,切割機
米粉切割機,一、設計目的及意義,這次畢業(yè)設計目的是為了鞏固、擴大和學會綜合地使用所學過各門課程知識。
該米粉切割機的主要作用是把已經(jīng)成型的條狀米粉按照要求切割成一定的長度。不僅要保證了加工的效率，也要盡量減少米粉的斷頭損失，同時又能按需求能切割不同長度的米粉。,二、米粉切割機的總體設計方案,一般米粉切割機都是一個很簡單的系統(tǒng)。我們設計的米粉切割機由電動機提供動力，通過V帶和帶輪傳動給主軸，然后通過安裝在主軸上的鋸片切斷米粉。
這樣就涉及到電動機的選擇，V帶、帶輪、以及主軸的設計。同時還包括機架、進料裝置等等以及一些小零件的設計。還有各個部件如何裝配，安裝，直至最后整個機器安全正常工作。其中我主要負責機器的整體設計。,三、 米粉切割機參數(shù),一、用途：用于切割捆狀的米粉。
二、主要規(guī)格參數(shù):
1、配套功率：2.2千瓦單相（220V）
2、主軸轉(zhuǎn)速：940轉(zhuǎn)/分
3、生產(chǎn)效率：單相機70~80斤干米粉/小時
7、外形尺寸：1120×1100×800（單位mm）,總裝圖,四、機架設計,,,,機架設計主要包括機架的整體框架設計，以及各部分的截面形狀選材等等。如下圖所示,四、主軸以及鋸片的工位,主軸是用來傳動的最重要零件，鋸片是直接接觸米粉并完成切斷。二者的安裝以及配合決定了米粉切割的效率以及穩(wěn)定性。,五、進料裝置的設計,進料裝置的作用及其要求：
1、要求進料裝置能固定好要切斷的米粉，并穩(wěn)定的前后平移。
2、要求能輔助鋸片很好的完成切斷工作。,六、皮帶輪的設計,皮帶輪是傳動中最關鍵的部位，由它帶動鋸片工作。,七、電機安裝板的設計,電動機要固定在一個合理的位置，才能穩(wěn)定安全工作，我把電機固定在一個電機安裝板上。這個電機安裝板則固定在底架上。,八、整體安裝設計,至此，基本的每個部分都設計完畢，現(xiàn)在就要求合理把各部分安裝到機架上。,九、總結,在設計過程中遇到不少問題，感謝各位老師的細心指導。但是由于我缺乏經(jīng)驗、學識和水平有限，因此此設計缺點、錯誤在所難免，衷心期待各位老師、同學們批評指正。,題目： 米粉切割機 二 OO 九年 五 月米粉切割機2摘 要米粉在江西，乃至整個中國，都是一種傳統(tǒng)美食。隨著米粉銷量的增加，對米粉的制作工藝以及機器的要求越來越高?，F(xiàn)在國內(nèi)也沒有一個專門針對米粉制造而生產(chǎn)米粉加工機器的大型企業(yè)，大多數(shù)都是一些小型機械廠生產(chǎn)的米粉加工設備。國家也沒有一個標準化的規(guī)定?；谔岣呱a(chǎn)效率，我和同學共同完成了這個米粉切割機的設計。其中包括米粉切割機的機架設計，進料裝置及其自動化設計，還有傳動裝置的詳細構造機器安全可靠性，以及切割米粉選用何種鋸片。還包括各部件之間如何配合、安裝等。關鍵詞：米粉 米粉切割機米粉切割機3AbstractRice in Jiangxi, China as a whole, are a traditional food. With the increase in rice sales of rice production technology and machines have become increasingly demanding. Now there is no domestic rice manufactured specifically for the production of large-scale rice processing machinery enterprises, the majority are small-scale production of rice flour machinery factory processing equipment. Countries do not have a standardized requirement. Based on increasing productivity, I and students completed the rice co-cutter design. Rice cutting machine which includes the design of the rack, feed devices and automation design, as well as the detailed structure gear machine security and reliability, as well as the selection of the saw blade cutting rice. Also include how to co-ordinate between the various components and installation.Key words: Ground rice Rice cutting machine米粉切割機4目 錄1 緒 論 ...........................................................41.1 引言 .......................................................41.2 精制直條米粉生產(chǎn)工藝 .......................................51.3 米粉切割機的主要規(guī)格參數(shù) ...................................52 機架設計部分： ...................................................62.1 機架設計的一般要求 .........................................62.2 米粉切割機機架結構選擇： ...................................62.2.1 機架的一般分類： .....................................62.2.2 機架的截面形狀： .....................................73 主軸及鋸片安裝位置： .............................................93.1 主軸概述 ...................................................93.1.1 軸的常用材料 .........................................93.1.2 主軸的工作位及其安裝 ................................103.2 切斷及鋸片工作位 ..........................................143.2.1 切割破碎原理 ........................................143.2.2 切割器的類型 ........................................164 切割位及切割器選擇 ..............................................175 進料裝置設計 ....................................................195.1 托料架設計 ................................................195.2 軸承的選擇 ................................................195.2.1 滾動軸承和滑動軸承 ..................................195.2.2 滾動軸承的主要類型、性能與特點 ......................19參考文獻 ...........................................................21致 謝 ...........................................................22米粉切割機51 緒 論1.1 引言從 20 世紀 90 年代起，江西的精制直條米粉由于采用了不同于傳統(tǒng)作坊式的生產(chǎn)工藝和設備，產(chǎn)品的質(zhì)量比傳統(tǒng)米粉有了顯著的提高，取得了米粉生產(chǎn)歷史上的重大技術創(chuàng)新。產(chǎn)品外觀潔白光亮、晶瑩透亮、條形均勻挺直，久煮不糊燙、吐漿度很小、不斷條，食用口感柔嫩爽滑、有咬勁，是米粉中的上品。外形有各種粗細的圓、扁條狀，分別稱為江西米粉、銀絲米粉、上等沙河粉等。現(xiàn)已開發(fā)出如糙米米粉、香菇米粉、淮山米粉、蓮子米粉、芥麥米粉、螺旋藻米粉等系列產(chǎn)品。目前，在我國港澳地區(qū)和東南亞、美國、歐洲、加拿大等地的海外華人聚居地有很好的銷量，并在穩(wěn)步增長，成為出口米粉市場的一大名牌，已在江西省形成了大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟效益。該米粉生產(chǎn)，原料全部采用大米，沒有任何添加劑，而且主要以市場上銷量較差、糧食部門往往庫存較多的早稻米為主，原材料十分豐富；同時，在我國這樣一個農(nóng)業(yè)大國。對促進農(nóng)產(chǎn)品加工轉(zhuǎn)化，提高附加值具有很積極的意義。近幾年期間，精制直條米粉成套設備已從江西省推廣到福建、浙江、湖南、廣西、四川、山東、大連等省市，并出口到菲律賓、越南等東南亞國家和委內(nèi)瑞拉等南美國家。1.2 精制直條米粉生產(chǎn)工藝精制直條米粉的生產(chǎn)工藝如下：大米配比→洗米→浸泡→脫水→粉碎→混合→榨粉→第一次時效處理→復蒸→第二次時效處理→梳條整理→低溫烘干→切割→包裝→成品。1.3 米粉切割機的主要規(guī)格參數(shù)1．配套功率：2.2 千瓦單相（220V） 。2．主軸轉(zhuǎn)速：940 轉(zhuǎn)/分米粉切割機63．生產(chǎn)效率：單相機 70~80 斤干米粉/小時。4．主機凈重：81 公斤5．加工原料：大米，玉米，綠豆等雜糧6．米粉絲形狀：圓形、扁形、寬帶形7. 外形尺寸：臺式 1120×1100×800（單位 mm）針對米粉的切割，在保證效率和產(chǎn)量的前提條件下，我對米粉切割機有了一定構想。米粉切割機72 機架設計部分：2.1 機架設計的一般要求1.在滿足強度和剛度的前提條件下，機架的重量應要求輕、成本低。2.抗振性好。3.由于內(nèi)應力及溫度變化引起的結構變形應力最小。4.結構設計合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機械加工。5.結構力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件。6.有導軌的機架要求導軌面受力合理、耐磨性良好根據(jù)機架的不同用途對各項又有所偏重。 2.2 米粉切割機機架結構選擇：2.2.1 機架的一般分類：1.梁柱式機架：如大多數(shù)金屬切削機床的床身、立柱及橫梁等。2.框架式機架：a)閉框式機架：如軋鋼機機架鍛壓機機身、汽車車架（臥式閉框）等。b)開框式（C 形）機架：如開式壓力機機身等。3.平板式機架：如水壓機的基礎平臺、機器的底座、金屬切削機床的工作臺等。4.箱殼式機架：如齒輪傳動箱箱體、泵體及動力機械的機身（如柴油機機體）等。米粉切割機的工作震動小，支撐在機架上的傳動裝置和托料架總體重量大概也只有 60KG。各項指標對機架的強度以及剛度要求不高，初步選定機架結構為框架式機架中的開框式機架即可。米粉切割機要正常工作，其機架穩(wěn)定性是基本條件，綜合成本方面考慮設計出架的外形初步訂為如下圖所示：米粉切割機82.2.2 機架的截面形狀：由于零件的抗彎、抗扭強度和剛度除了與其截面面積有關外，還取決于截面的形狀。因此合理的確定機架的截面形狀是機架設計中的一個重要問題。機械設計手冊中列出了幾種常用的截面形狀如下：米粉切割機9以圖 1 的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩為標準建立如下表格：截面形狀（面積相等）抗彎慣性矩相對值抗扭慣性矩相對值圖 1 1 1圖 2 3.03 2.89圖 3 5.04 5.37圖 4 1.04 0.88圖 5 7.35 0.82圖 6 3.45 1.27圖 7 6.90 3.98圖 8 19 0.09圖 9 16.70 0.49由慣性矩的相對值可以看出： 圓形截面有較高的抗扭剛度，但抗彎強度較差，故宜用于受扭為主的機架。工字形截面的抗彎強度大，但是抗扭很低故宜用于承受純彎的機架。方形截面抗彎，抗扭分別低于工字形和圓形截面，有一定的綜合性能。另外，截面面積不變，加大外形輪廓尺寸，減小壁厚，亦即使材料遠離中性軸的位置，可提高截面的抗彎，抗扭剛度。從結構上來看，由于空心矩形內(nèi)腔容易安設其他零件，故許多機架的截面常采用方形或矩形截面。槽形截面鋼和工字形截面比較，抗彎強度相差不大，抗扭強度又高于工字形截面。其綜合性能最適合用于米粉切割機的機架，能承受比較高的彎曲應力，也能滿足抗扭要求。故整體機架的四個支撐柱截面和四個橫梁均選用槽形截面。但下面的布肋主要受力是在機架正面的兩根，側邊的布肋受力很小，其功用主要是保持機架的整體穩(wěn)定性，考慮到成本問題選用角鋼即可。因此機架所用材料為：槽鋼[50 37 3 1100 數(shù)量 2；槽鋼[50 37 3 800 ??數(shù)量 2；槽鋼[50 37 3 646 數(shù)量 4；角鋼 L40 40 4 1026 數(shù)量 2；角鋼 L40??40 4 700 數(shù)量 2。?米粉切割機103 主軸及鋸片安裝位置：3.1 主軸概述3.1.1 軸的常用材料軸的材料首先應有足夠的強度，對應力集中敏感性低；還應滿足剛度、耐磨性、耐腐蝕性及其良好的加工性，以及價格低廉、易于獲得的要求。軸常用的材料主要有碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵和高強度鑄鐵。碳鋼有足夠高的強度，對應力集中的敏感性較低，便于進行各種熱處理及機械加工，價格低，供應充足，故應用最廣。一般機器中的軸，可用30、40、45、50 等牌號的優(yōu)質(zhì)中碳鋼制造，尤以 45 號鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理最常用。對低速輕載或不重要的軸，可用 A3、A4、A5 等普通碳素鋼制造。因此軸主要起傳動作用，連接皮帶輪和刀片，對其他性能無特殊要求故采用最為常見的 45 號優(yōu)質(zhì)中碳鋼，正火處理。3.1.2 主軸的工作位及其安裝主軸一段與電動機的帶輪相連，連接方式為螺紋加鍵連接。1.螺紋選擇螺紋有外螺紋和內(nèi)螺紋之分，他們共同組成螺旋副。起連接作用的螺紋稱為連接螺紋；起傳動作用的螺紋稱為傳動螺紋。根據(jù)其母體形狀可分為圓柱螺紋和圓錐螺紋兩類，圓錐螺紋主要用于管連接，圓柱螺紋用于一般連接和傳動。螺紋又有米制和英制（螺距以每英寸牙數(shù)表示）之分，我國除管螺紋保留英制外、都采用米制螺紋。按照牙型的不用螺紋又分為普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋等。前兩種主要用于連接，后三種主要用于傳動。其中除矩形螺紋外，都已標準化。主軸主要是傳動，因此從《機械設計》上截取幾種常用傳動螺紋如下表：米粉切割機11螺紋類型牙型圖 特點和應用矩形螺紋牙型為正方形，牙型角 。其傳動??0?效率教其他螺紋高，但牙根強度弱，螺旋副磨損后，間隙難以修復和補償，傳動精度降低。為了便于銑、磨削加工，可制成10°的牙型角矩形螺紋尚未標準化，推薦尺寸：， 。且目前已逐漸被梯形螺451d?1p紋所代替。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙型角 。內(nèi)外??30?螺紋以錐面貼緊不易松動。與矩形螺紋相比，傳動效率略低，但工藝性好，牙根強度高，對中性好。如用剖分螺母，還可以調(diào)整間隙。梯形螺紋是最常用的傳動螺紋。鋸齒形螺紋牙型為不等腰梯形，工作面的牙側角為 3°，非工作面的牙側角為 30°。外螺紋牙根有較大的圓角，以減小應力集中。內(nèi)、外螺紋旋合后，大徑處無間隙，便于對中。這種螺紋兼有矩形螺紋傳動效率高、梯形螺紋牙根強度高的特點，但只能用于單向受力的螺紋連接或螺旋傳動中，如螺旋壓力機。米粉切割機的電動機轉(zhuǎn)速為 940 轉(zhuǎn)/分、功率 2.2 千瓦，屬于低速的電動機。而且切割米粉對傳動效率要求不是很高。只要齒根有足夠強度即可。米粉切割機12牙型角 、牙型為等腰梯形的梯形螺紋。內(nèi)外螺紋貼緊不易松動，雖??30?然傳動效率略低，但工藝性好，牙根強度高，對中性好。最適合主軸兩段的傳動螺紋連接，故選用梯形螺紋。2.螺紋連接的強度計算由主軸兩端螺紋受力分析可知，螺紋所受的載荷包括軸向載荷、橫向載荷、彎矩和轉(zhuǎn)矩等。但對其中每一個具體的螺紋而言，其受載的形式不外乎是受軸向力或受橫向力。在軸向（包括預緊力）的作用下，螺栓桿和螺紋部分都有可能發(fā)生塑性變形和斷裂；而在橫向力的作用下，當采用鉸制孔用螺栓時，螺栓桿和孔壁的貼合面上可能發(fā)生壓潰或螺栓桿被剪斷等。根據(jù)統(tǒng)計分析，在靜載荷下螺栓連接是很少發(fā)生破壞的，只有在嚴重過載的情況下才會發(fā)生。就破壞性質(zhì)而言，約 90%的螺栓屬于疲勞破壞 。而且疲勞斷裂常發(fā)生在螺紋根部，即截面面積較小并有缺口應力集中的部位（約占其中的 85%） ，有時也發(fā)生在螺栓頭與光桿的交接處（約占其中的 15%） 。綜上所述，對于受拉螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂，因而其設計準則是保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強度；對于受剪螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷，其設計準則是保證連接的擠壓強度和螺栓的剪切強度，其中連接的擠壓強度對連接的可靠性起決定性作用。對于米粉切割機的主軸，兩端的螺紋主要受到的是螺栓連接的預緊力和工作剪力。受到的工作拉力可以忽略不計。切割米粉所受的工作剪力由試驗測得 = N，螺栓連接的預緊力 =0F415.3?FN， ， 。4108.2?md2013???d218.??緊螺栓連接強度校核緊螺栓連接裝備時，螺母需要擰緊，在擰緊力矩的作用下，螺栓除受預緊力的拉伸而產(chǎn)生的拉伸應力外，還受螺紋摩擦力矩 的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)切應力，0F 1T使螺栓處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的復合應力狀態(tài)下。因此，進行僅承受預緊力的緊螺栓強度計算時，應綜合考慮拉伸應力和扭轉(zhuǎn)切應力的作用。螺旋副間的摩擦力矩為米粉切割機13(2 - 1))tan(201VdFT????螺栓危險截面的拉伸應力為(2 - 2)2104dF???螺栓危險截面的扭轉(zhuǎn)切應力應為(2 -3)2103120 4tant6)tan( dFdFVV????????????對于 普通螺紋的鋼制螺栓，取 ， ，4~0M7.t?08.1~412?，由此可得5.tan??(2 - 4)??5.0?由于螺栓材料是塑性的，故可根據(jù)第四強度理論，求出螺栓預緊狀態(tài)下的計算應力為(2 - 5)??3.1)5.0(3222 ???ca由此可見，對于 普通螺紋的鋼制緊螺栓連接，在擰緊時雖是同64~10M時承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，但在計算時可以只按拉伸強度計算，并將所受的拉力（預緊力）增大 30%來考慮扭轉(zhuǎn)的影響。當普通螺栓連接承受橫向載荷時，由于預緊力的作用，將在接合面產(chǎn)生摩擦力來抵抗工作載荷。這時，螺栓僅承受預緊力的作用，而且預緊力不受工作載荷的影響，在連接承受工作載荷后仍保持不變。預緊力 的大小，根據(jù)接合面0F不產(chǎn)生滑移的條件確定。假設各螺栓所需的預緊力均為 ，螺栓數(shù)目為 ，則其平衡條件為0Fz??Kzifs由此得預緊力 為0F米粉切割機14(2 - 6 )fziFKs??0式中： —接合面的摩擦系數(shù)，查表的 ；f 35.?—接合面數(shù)，式中i 2?i—防滑系數(shù)， 。sK.1~sK螺栓危險截面的拉伸強度條件根據(jù)式(2 - 2)、(2 - 5)及 (2 - 6 )可寫為(2 - 7)??pcadF????21043.同樣可得螺絲桿的剪切強度條件為(2 - 8)???????204d由(2 - 7)得螺栓危險截面的拉伸應力 MPaca9.73??螺栓危險截面的剪切應力 6?而螺紋連接的許用切應力 和許用擠壓應力 分別按下式確定????p(2 - 8)??Ss?(2 -10)??ps軸的材料選用 45 號鋼，查表（詳見 GB/T 3098.1-2000 和 GB/T 3098.2-2000 ）得 ， ， 。MPas40??5.2??S.1p由此可得螺紋連接的許用切應力 ，許用壓應力 。??MPa60????MPap320??由于 ，且 ，故該主軸的螺紋連接滿足要求。??pca??3.2 切斷及鋸片工作位本產(chǎn)品是為了把從抽絲機里出來的長度不一的米粉切割成需要的長度，以達到包裝的要求。一般精制米粉的規(guī)格：米粉切割機15米粉直徑： 。m8.1~60米粉長度： 。??52?3.2.1 切割破碎原理1.切割形式在進行切割時，在切割平面內(nèi)的切割方向上刀片與物料之間必須保持一定的相對運動，才能完成切入直至切斷。動刀片刃口某點與物料間相對運動在切割平面上的分速度與其在刃口于該點處法平面上的投影間的夾角 稱為滑切角?（如圖 1 所示） ， 。而 成為滑切系數(shù)，滑切系數(shù)取決于動刀片21tan????tan自身刃口形狀、動刀片安裝位置及切割過程中物料在切割平面上的運動。o圖 1 滑切角的概念（1） 砍切 當 時的切割形式為砍切，切割阻力大，切割過程中物料0??變形較大，物料流失較多。（2） 斜切 當 （ 為刀片與物料間的摩擦角）時，??，其中 為刀片結構刃角，即刃口法平面與兩平面形成的交線???tancosta??間的夾角，如圖 2 所示。而 為刀片實際切割工作刃角，雖然 ，雖未形?? ???成滑切，任較為省力，有時為使切割過程阻力均勻，采用斜置刃口逐漸完成對于整個切割斷面的切割而形成斜切。米粉切割機16（3） 滑切 當 時，形成滑動切割，微觀上呈鋸切割 ，故省力，切割???過程中圖 2 刀片刃角與斜角物料變形較小，所得片狀物料的厚度較為均勻，且失水較少。 屬于運動參數(shù)，它表明該切割器在切割過程中滑切作用的大小?；邢禂?shù)越大滑切作用越強，切割越省力。切割米粉時主要從正面切，所受阻力不是太大，大約 N。對米粉長4105.3?度精度要求在 5㎜內(nèi)即可，因此選用砍切足以滿足米粉的切斷要切，而且對刀片的要求也有所降低。3.2.2 切割器的類型切割器是指直接完成切割作業(yè)的部件，是切割機械的核心。切割器的類型及結構直接影響著切割機械的功能及整體性能。切割器一般可按切割方式和結構形式劃分。1.按切割方式分按切割方式分，切割器可分為有支撐切割器和無支持切割器兩種。（1）有支撐切割器 （2）無支撐切割器（1）有支撐切割器 即在切割點附近有支撐面，切割物料起阻止物料沿刀片刃口運動方向移動的作用。這種切割器在結構上表現(xiàn)為由動刀和定刀（或另一動刀）構成切割副。為保證切割形式整齊穩(wěn)定的切割斷面質(zhì)量，要求動刀與定刀之間在切割斷面質(zhì)量，要求v??á??ˉμèD?ú???§3???￡¨??ˉμèD?ú????áv米粉切割機17動刀與定刀只間在切割點初的刀片間隙盡可能小且均勻一致。這種切割器所需刀片切割速度較低，碎段尺寸均勻、穩(wěn)定，動力消耗少，多用于切片、段、絲等要求形狀尺寸穩(wěn)定一致的場合。 （2）無支撐切割器 指物料在被切割時，由物料自身的慣性和變形力阻止其沿切割方向移動。這種切割器僅包含有一個（組）動刀，而無定刀（或另一動刀） 。所需刀片切割速度高，碎斷尺寸不均勻，動力消耗多，多用于碎塊、漿、糜等形狀及尺寸一致性要求不高的場合。2.按結構形式分按結構形式，切割器分為盤刀式、滾刀式和組合刀式三種。（1）盤刀式切割器 動刀刃口工作時所形成的軌跡近似為圓盤形，即刃口所在平（曲）面近似垂直回轉(zhuǎn)軸線，所得到的產(chǎn)品斷面為平面，是應用廣泛的一種切割器。這種切割器便于布置，切割性能好，易于切割出幾何形狀規(guī)則的片狀、塊狀產(chǎn)品。切割出產(chǎn)品的尺寸（如切片的厚度）：當物料喂入進給方向與動刀主軸方向垂直時，取決于相鄰刀片的間距；當物料喂入進給方向與動刀主軸方向平行時，取決于相鄰兩次切割過程中物料進給量。盤刀式刀片刃口基本類型有直刃口、凸刃口和凹刃口。（a）直刃口：隨著切割點由近而遠、滑切角減小，參與切割的刃口增長，因而切割阻力矩變化幅度大；同時近端鉗住角較大，但制造、刃磨容易。（b）凸刃口：有偏心圓和螺線。隨切割點漸遠?；薪窃龃螅懈钭枇剌^為穩(wěn)定，但遠端鉗住角較大，將形成推料，使刀片刃口磨損不均勻；但不便于刃磨，常需要配置專用刃磨架，對于連續(xù)進給場合的刀片間隙調(diào)整困難。常見的圓盤刀也屬于凸刃口，一般速度較高，滑切作用強烈，切割斷面質(zhì)量好，尤其適合于剛度較差的物料切片。（c）凹刃口： 與凸刃口相比，其鉗住性能好，切割阻力矩均勻，但滑切現(xiàn)象不明顯，且制造、磨刃困難。同時還有其他專用刃口（如鋸齒形、缺口形等）形狀均屬于上述基本類型的衍生，但運用的比較少。米粉切割機184 切割位及切割器選擇而滾刀式切割器和組合刀式切割器，在米粉切割中應用很少。為了達到既能完成切割要求又減低成本，用盤刀式的凸刃口切割器即可，同時需要用有支撐切割器。在設計手冊中查得幾種常用圓鋸床及其功用：臥式 鋸刀箱（齒輪變速箱）與圓鋸片沿水平方向移動進給，只能作與工件軸線成 90°角的直角鋸斷。工件由液壓臺虎鉗沿水平方向和垂直方向夾緊。立式 鋸刀箱與圓鋸片沿垂直方向移動進給，能作與工件軸線成 90°角的直角鋸斷，也能做斜角鋸斷。機床導軌具有間隙補償和防震動裝置。擺式 圓鋸片繞一固定的支撐軸擺動，同時向下垂直進給?？勺髋c工件成角的直角鋸斷，也可作與工件不成 90°的斜角鋸削。09至于用到切割米粉，當然是用圓鋸片對其進行垂直切斷。故鋸片的位置與工件垂直固定即可?？沙醪蕉ǖ娩徠墓ぷ骱唸D如下如圖所示，鋸片與主軸用螺紋連接。鋸片外部有直徑 530㎜、寬 60㎜的鋸片罩。鋸片轉(zhuǎn)速 900r/min，在高速轉(zhuǎn)動切割米粉的過程中，肯定會有大量的斷頭隨著鋸片的轉(zhuǎn)動飛出，為了保證工人操作時候的安全性，鋸片外面必須有防止斷頭飛出的鋸片罩。綜合實際考慮，鋸片罩尺寸稍稍大于鋸片的尺寸即可。一米粉切割機19般鋸片罩為圓形，在鋸片的工作位置應留有一定的空間，所以鋸片罩用 3/4 圓盤即可。鋸片工作時，有大量的斷頭，所以鋸片罩下方開口，并作一圓弧，讓斷頭從下部流出。鋸片罩的外形如下圖所示：5 進料裝置設計5.1 托料架設計米粉要完成切割，必須把米粉先固定在一個裝置上，然后用鋸片切斷，每次切斷的都是一捆長度不一的米粉，固定裝置可用一個從中間斷開的 U 型槽，下端用螺母固定在進料裝置的底架上，可以隨底架前后移動。因為要直接接觸到米粉，為保證食用的安全性，材料應該選用不銹鋼。鋸片是固定在主軸上的，要想鋸斷米粉，只能是放在托料架上的米粉移動，移動沿垂直鋸片的方向，這樣才能按要求切斷米粉。首先推動進料裝置沿垂直鋸片的方向向著鋸片移動，直至切斷米粉，然后讓進料裝置回到初始位置，取下切好的米粉，繼續(xù)上面的步驟，就可以連續(xù)的完成米粉切割。這樣就要求進料裝置能自由的在底架上前后移動，滑動摩擦的摩擦阻力太大不適合。所以進料裝置的移動應該是滾動形式的。至于進料裝置的移動則可以用軸承完成。5.2 軸承的選擇5.2.1 滾動軸承和滑動軸承根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可把軸承分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）米粉切割機20和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）兩大類。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，起動阻力小，而且它已經(jīng)標準化，選用、潤滑、維護都很方便，因此在一般機器中應用較廣。但由于滑動軸承本身具有的一些獨特優(yōu)點，使的它在某些不能、不便或使用滾動軸承軸承沒有優(yōu)勢的場合，如在工作轉(zhuǎn)速較高、特大沖擊與震動、徑向空間尺寸受到限制或必須剖分安裝（如曲軸的軸承） 、以及需在水或腐蝕性介質(zhì)中工作等場合，仍占有重要地位。進料裝置的移動對各方面要求都不高，只要求移動平穩(wěn)?；跐L動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標準化，并由專業(yè)工人大量制造及供應各種常用規(guī)格的軸承，且滾動軸承具有摩擦阻力小，功率消耗少，起動容易等優(yōu)點。故選用最常用的滾動軸承。5.2.2 滾動軸承的主要類型、性能與特點如果僅按軸承用于承受的外載荷不同來分類時，滾動軸承可以概括地分為向心軸承、推力軸承和向心推力軸承三大類。滾動軸承的類型很多，現(xiàn)將常用的各類滾動軸承的性能和特點簡要介紹于下。類型名稱結構代號基本額定動載荷比極限轉(zhuǎn)速比軸向承載能力軸向限位能力性能和特點調(diào)心球軸承10000 0.6 0.9~中 少量 Ⅰ圓外圈滾道表面是以軸承中點為中心的球表面，故能自動調(diào)心，允許內(nèi)圈相對外圈軸線便宜斜量。一般不宜承受純??3~2軸向載荷調(diào)心滾子軸承20000 1.8 4~低 少量 Ⅰ性能、特點與調(diào)心球軸承相同，但具有較大的徑向承受能力，允許內(nèi)圈對外圈軸線偏斜量 ??5.2~1圓錐滾子軸承30000 1.5 2.5 中 較大 Ⅱ可以同時承受徑向載荷及軸向載荷。外圈可分離，安裝時可調(diào)整軸承的游隙。一般成對使用推力球軸承51000 1 低只能承受單向的軸向載荷Ⅱ只能承受軸向載荷。高速時離心力大，鋼球與保持架磨損，發(fā)熱嚴重，壽命降低，故極限轉(zhuǎn)速很低米粉切割機21深溝球軸承60000 1 高 少量 Ⅰ主要承受徑向載荷，也可同時承受小的軸向載荷。當量摩擦系數(shù)最小。在高轉(zhuǎn)速時，可用來承受純軸向載荷。工件中允許內(nèi)、外圈軸線偏移量 ，??16~8大量生產(chǎn)，價格最低注： 1 基本額定動載荷比：指同一尺寸系列（直徑及寬度）各種類型和機構形式的軸承的基本額定動動載荷與單列深溝球軸承（推力軸承則與單向推力球軸承）的基本額定動載荷之比。2 極限轉(zhuǎn)速比：指同一尺寸系列 0 級公差的各類型軸承脂潤滑時的極限轉(zhuǎn)速比與單列深溝球軸承脂潤滑時極限轉(zhuǎn)速之比。高、中、低的意義為：高為單列深溝球軸承極限轉(zhuǎn)速的 90% 100%；~中為單列深溝球軸承極限轉(zhuǎn)速的 60% 90%低為單列深溝球軸承極限轉(zhuǎn)速的 60%以下~3 軸向限位能力：Ⅰ 為軸的雙向軸向位移限制在軸承的軸向游隙范圍內(nèi)；Ⅱ 為限制軸的單向軸向位移。進料裝置下方用于移動的軸承要承受徑向載荷，同時也要承受少量的軸向載荷。綜合考慮經(jīng)濟成本與適用性，選用深溝球軸承為最佳。在進料裝置的兩邊需要四個滾動軸承，其作用是讓進料裝置能前后移動。為了使進料裝置在前后移動時，能與鋸片保持水平，在其下部安裝四個滾動軸承。示意圖如下：參考 GB/T276-93，選這控制前后移動的滾動軸承代號為 6305，固定進料裝置左右移動的滾動軸承代號為 6304。同時在托料架的一端安裝了一個可以左右移動的擋片，調(diào)節(jié)擋片就可以調(diào)節(jié)要切斷米粉的長度。到此整個機器的外形設計完畢。米粉切割機22參考文獻[1] 徐澋主編.機械設計手冊.機械工業(yè)出版社,1991[2] 于永泗，齊明主編.機械工程材料.大連:大連理工大學 ,2003[3] 曾志新, 呂明編.機械制造技術基礎.武漢理工大學出版社, 2001[4] 濮良貴,紀名鋼.機械設計.西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室.2003,12(8)[5] 楊明忠,朱家誠.機械設計.武漢理工大學出版社,2006[6] 譚建榮，張樹有，陸國棟，施岳定編.圖學基礎教程.高等教育出版社,2004[7] 劉鴻文編.材料力學.高等教育出版社.2004[8] 傅曉如編.米粉條生產(chǎn)技術.金盾出版社.1999米粉切割機23致 謝 米粉切割機,一、設計目的及意義,這次畢業(yè)設計目的是為了鞏固、擴大和學會綜合地使用所學過各門課程知識。
該米粉切割機的主要作用是把已經(jīng)成型的條狀米粉按照要求切割成一定的長度。不僅要保證了加工的效率，也要盡量減少米粉的斷頭損失，同時又能按需求能切割不同長度的米粉。,二、米粉切割機的總體設計方案,一般米粉切割機都是一個很簡單的系統(tǒng)。我們設計的米粉切割機由電動機提供動力，通過V帶和帶輪傳動給主軸，然后通過安裝在主軸上的鋸片切斷米粉。
這樣就涉及到電動機的選擇，V帶、帶輪、以及主軸的設計。同時還包括機架、進料裝置等等以及一些小零件的設計。還有各個部件如何裝配，安裝，直至最后整個機器安全正常工作。其中我主要負責機器的整體設計。,三、 米粉切割機參數(shù),一、用途：用于切割捆狀的米粉。
二、主要規(guī)格參數(shù):
1、配套功率：2.2千瓦單相（220V）
2、主軸轉(zhuǎn)速：940轉(zhuǎn)/分
3、生產(chǎn)效率：單相機70~80斤干米粉/小時
7、外形尺寸：1120×1100×800（單位mm）,總裝圖,四、機架設計,,,,機架設計主要包括機架的整體框架設計，以及各部分的截面形狀選材等等。如下圖所示,四、主軸以及鋸片的工位,主軸是用來傳動的最重要零件，鋸片是直接接觸米粉并完成切斷。二者的安裝以及配合決定了米粉切割的效率以及穩(wěn)定性。,五、進料裝置的設計,進料裝置的作用及其要求：
1、要求進料裝置能固定好要切斷的米粉，并穩(wěn)定的前后平移。
2、要求能輔助鋸片很好的完成切斷工作。,六、皮帶輪的設計,皮帶輪是傳動中最關鍵的部位，由它帶動鋸片工作。,七、電機安裝板的設計,電動機要固定在一個合理的位置，才能穩(wěn)定安全工作，我把電機固定在一個電機安裝板上。這個電機安裝板則固定在底架上。,八、整體安裝設計,至此，基本的每個部分都設計完畢，現(xiàn)在就要求合理把各部分安裝到機架上。,九、總結,在設計過程中遇到不少問題，感謝各位老師的細心指導。但是由于我缺乏經(jīng)驗、學識和水平有限，因此此設計缺點、錯誤在所難免，衷心期待各位老師、同學們批評指正。,題目： 米粉切割機 二 OO 九年 五 月米粉切割機2摘 要米粉在江西，乃至整個中國，都是一種傳統(tǒng)美食。隨著米粉銷量的增加，對米粉的制作工藝以及機器的要求越來越高?，F(xiàn)在國內(nèi)也沒有一個專門針對米粉制造而生產(chǎn)米粉加工機器的大型企業(yè)，大多數(shù)都是一些小型機械廠生產(chǎn)的米粉加工設備。國家也沒有一個標準化的規(guī)定?；谔岣呱a(chǎn)效率，我和同學共同完成了這個米粉切割機的設計。其中包括米粉切割機的機架設計，進料裝置及其自動化設計，還有傳動裝置的詳細構造機器安全可靠性，以及切割米粉選用何種鋸片。還包括各部件之間如何配合、安裝等。關鍵詞：米粉 米粉切割機米粉切割機3AbstractRice in Jiangxi, China as a whole, are a traditional food. With the increase in rice sales of rice production technology and machines have become increasingly demanding. Now there is no domestic rice manufactured specifically for the production of large-scale rice processing machinery enterprises, the majority are small-scale production of rice flour machinery factory processing equipment. Countries do not have a standardized requirement. Based on increasing productivity, I and students completed the rice co-cutter design. Rice cutting machine which includes the design of the rack, feed devices and automation design, as well as the detailed structure gear machine security and reliability, as well as the selection of the saw blade cutting rice. Also include how to co-ordinate between the various components and installation.Key words: Ground rice Rice cutting machine米粉切割機4目 錄1 緒 論 ...........................................................41.1 引言 .......................................................41.2 精制直條米粉生產(chǎn)工藝 .......................................51.3 米粉切割機的主要規(guī)格參數(shù) ...................................52 機架設計部分： ...................................................62.1 機架設計的一般要求 .........................................62.2 米粉切割機機架結構選擇： ...................................62.2.1 機架的一般分類： .....................................62.2.2 機架的截面形狀： .....................................73 主軸及鋸片安裝位置： .............................................93.1 主軸概述 ...................................................93.1.1 軸的常用材料 .........................................93.1.2 主軸的工作位及其安裝 ................................103.2 切斷及鋸片工作位 ..........................................143.2.1 切割破碎原理 ........................................143.2.2 切割器的類型 ........................................164 切割位及切割器選擇 ..............................................175 進料裝置設計 ....................................................195.1 托料架設計 ................................................195.2 軸承的選擇 ................................................195.2.1 滾動軸承和滑動軸承 ..................................195.2.2 滾動軸承的主要類型、性能與特點 ......................19參考文獻 ...........................................................21致 謝 ...........................................................22米粉切割機51 緒 論1.1 引言從 20 世紀 90 年代起，江西的精制直條米粉由于采用了不同于傳統(tǒng)作坊式的生產(chǎn)工藝和設備，產(chǎn)品的質(zhì)量比傳統(tǒng)米粉有了顯著的提高，取得了米粉生產(chǎn)歷史上的重大技術創(chuàng)新。產(chǎn)品外觀潔白光亮、晶瑩透亮、條形均勻挺直，久煮不糊燙、吐漿度很小、不斷條，食用口感柔嫩爽滑、有咬勁，是米粉中的上品。外形有各種粗細的圓、扁條狀，分別稱為江西米粉、銀絲米粉、上等沙河粉等?，F(xiàn)已開發(fā)出如糙米米粉、香菇米粉、淮山米粉、蓮子米粉、芥麥米粉、螺旋藻米粉等系列產(chǎn)品。目前，在我國港澳地區(qū)和東南亞、美國、歐洲、加拿大等地的海外華人聚居地有很好的銷量，并在穩(wěn)步增長，成為出口米粉市場的一大名牌，已在江西省形成了大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟效益。該米粉生產(chǎn)，原料全部采用大米，沒有任何添加劑，而且主要以市場上銷量較差、糧食部門往往庫存較多的早稻米為主，原材料十分豐富；同時，在我國這樣一個農(nóng)業(yè)大國。對促進農(nóng)產(chǎn)品加工轉(zhuǎn)化，提高附加值具有很積極的意義。近幾年期間，精制直條米粉成套設備已從江西省推廣到福建、浙江、湖南、廣西、四川、山東、大連等省市，并出口到菲律賓、越南等東南亞國家和委內(nèi)瑞拉等南美國家。1.2 精制直條米粉生產(chǎn)工藝精制直條米粉的生產(chǎn)工藝如下：大米配比→洗米→浸泡→脫水→粉碎→混合→榨粉→第一次時效處理→復蒸→第二次時效處理→梳條整理→低溫烘干→切割→包裝→成品。1.3 米粉切割機的主要規(guī)格參數(shù)1．配套功率：2.2 千瓦單相（220V） 。2．主軸轉(zhuǎn)速：940 轉(zhuǎn)/分米粉切割機63．生產(chǎn)效率：單相機 70~80 斤干米粉/小時。4．主機凈重：81 公斤5．加工原料：大米，玉米，綠豆等雜糧6．米粉絲形狀：圓形、扁形、寬帶形7. 外形尺寸：臺式 1120×1100×800（單位 mm）針對米粉的切割，在保證效率和產(chǎn)量的前提條件下，我對米粉切割機有了一定構想。米粉切割機72 機架設計部分：2.1 機架設計的一般要求1.在滿足強度和剛度的前提條件下，機架的重量應要求輕、成本低。2.抗振性好。3.由于內(nèi)應力及溫度變化引起的結構變形應力最小。4.結構設計合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機械加工。5.結構力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件。6.有導軌的機架要求導軌面受力合理、耐磨性良好根據(jù)機架的不同用途對各項又有所偏重。 2.2 米粉切割機機架結構選擇：2.2.1 機架的一般分類：1.梁柱式機架：如大多數(shù)金屬切削機床的床身、立柱及橫梁等。2.框架式機架：a)閉框式機架：如軋鋼機機架鍛壓機機身、汽車車架（臥式閉框）等。b)開框式（C 形）機架：如開式壓力機機身等。3.平板式機架：如水壓機的基礎平臺、機器的底座、金屬切削機床的工作臺等。4.箱殼式機架：如齒輪傳動箱箱體、泵體及動力機械的機身（如柴油機機體）等。米粉切割機的工作震動小，支撐在機架上的傳動裝置和托料架總體重量大概也只有 60KG。各項指標對機架的強度以及剛度要求不高，初步選定機架結構為框架式機架中的開框式機架即可。米粉切割機要正常工作，其機架穩(wěn)定性是基本條件，綜合成本方面考慮設計出架的外形初步訂為如下圖所示：米粉切割機82.2.2 機架的截面形狀：由于零件的抗彎、抗扭強度和剛度除了與其截面面積有關外，還取決于截面的形狀。因此合理的確定機架的截面形狀是機架設計中的一個重要問題。機械設計手冊中列出了幾種常用的截面形狀如下：米粉切割機9以圖 1 的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩為標準建立如下表格：截面形狀（面積相等）抗彎慣性矩相對值抗扭慣性矩相對值圖 1 1 1圖 2 3.03 2.89圖 3 5.04 5.37圖 4 1.04 0.88圖 5 7.35 0.82圖 6 3.45 1.27圖 7 6.90 3.98圖 8 19 0.09圖 9 16.70 0.49由慣性矩的相對值可以看出： 圓形截面有較高的抗扭剛度，但抗彎強度較差，故宜用于受扭為主的機架。工字形截面的抗彎強度大，但是抗扭很低故宜用于承受純彎的機架。方形截面抗彎，抗扭分別低于工字形和圓形截面，有一定的綜合性能。另外，截面面積不變，加大外形輪廓尺寸，減小壁厚，亦即使材料遠離中性軸的位置，可提高截面的抗彎，抗扭剛度。從結構上來看，由于空心矩形內(nèi)腔容易安設其他零件，故許多機架的截面常采用方形或矩形截面。槽形截面鋼和工字形截面比較，抗彎強度相差不大，抗扭強度又高于工字形截面。其綜合性能最適合用于米粉切割機的機架，能承受比較高的彎曲應力，也能滿足抗扭要求。故整體機架的四個支撐柱截面和四個橫梁均選用槽形截面。但下面的布肋主要受力是在機架正面的兩根，側邊的布肋受力很小，其功用主要是保持機架的整體穩(wěn)定性，考慮到成本問題選用角鋼即可。因此機架所用材料為：槽鋼[50 37 3 1100 數(shù)量 2；槽鋼[50 37 3 800 ??數(shù)量 2；槽鋼[50 37 3 646 數(shù)量 4；角鋼 L40 40 4 1026 數(shù)量 2；角鋼 L40??40 4 700 數(shù)量 2。?米粉切割機103 主軸及鋸片安裝位置：3.1 主軸概述3.1.1 軸的常用材料軸的材料首先應有足夠的強度，對應力集中敏感性低；還應滿足剛度、耐磨性、耐腐蝕性及其良好的加工性，以及價格低廉、易于獲得的要求。軸常用的材料主要有碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵和高強度鑄鐵。碳鋼有足夠高的強度，對應力集中的敏感性較低，便于進行各種熱處理及機械加工，價格低，供應充足，故應用最廣。一般機器中的軸，可用30、40、45、50 等牌號的優(yōu)質(zhì)中碳鋼制造，尤以 45 號鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理最常用。對低速輕載或不重要的軸，可用 A3、A4、A5 等普通碳素鋼制造。因此軸主要起傳動作用，連接皮帶輪和刀片，對其他性能無特殊要求故采用最為常見的 45 號優(yōu)質(zhì)中碳鋼，正火處理。3.1.2 主軸的工作位及其安裝主軸一段與電動機的帶輪相連，連接方式為螺紋加鍵連接。1.螺紋選擇螺紋有外螺紋和內(nèi)螺紋之分，他們共同組成螺旋副。起連接作用的螺紋稱為連接螺紋；起傳動作用的螺紋稱為傳動螺紋。根據(jù)其母體形狀可分為圓柱螺紋和圓錐螺紋兩類，圓錐螺紋主要用于管連接，圓柱螺紋用于一般連接和傳動。螺紋又有米制和英制（螺距以每英寸牙數(shù)表示）之分，我國除管螺紋保留英制外、都采用米制螺紋。按照牙型的不用螺紋又分為普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋等。前兩種主要用于連接，后三種主要用于傳動。其中除矩形螺紋外，都已標準化。主軸主要是傳動，因此從《機械設計》上截取幾種常用傳動螺紋如下表：米粉切割機11螺紋類型牙型圖 特點和應用矩形螺紋牙型為正方形，牙型角 。其傳動??0?效率教其他螺紋高，但牙根強度弱，螺旋副磨損后，間隙難以修復和補償，傳動精度降低。為了便于銑、磨削加工，可制成10°的牙型角矩形螺紋尚未標準化，推薦尺寸：， 。且目前已逐漸被梯形螺451d?1p紋所代替。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙型角 。內(nèi)外??30?螺紋以錐面貼緊不易松動。與矩形螺紋相比，傳動效率略低，但工藝性好，牙根強度高，對中性好。如用剖分螺母，還可以調(diào)整間隙。梯形螺紋是最常用的傳動螺紋。鋸齒形螺紋牙型為不等腰梯形，工作面的牙側角為 3°，非工作面的牙側角為 30°。外螺紋牙根有較大的圓角，以減小應力集中。內(nèi)、外螺紋旋合后，大徑處無間隙，便于對中。這種螺紋兼有矩形螺紋傳動效率高、梯形螺紋牙根強度高的特點，但只能用于單向受力的螺紋連接或螺旋傳動中，如螺旋壓力機。米粉切割機的電動機轉(zhuǎn)速為 940 轉(zhuǎn)/分、功率 2.2 千瓦，屬于低速的電動機。而且切割米粉對傳動效率要求不是很高。只要齒根有足夠強度即可。米粉切割機12牙型角 、牙型為等腰梯形的梯形螺紋。內(nèi)外螺紋貼緊不易松動，雖??30?然傳動效率略低，但工藝性好，牙根強度高，對中性好。最適合主軸兩段的傳動螺紋連接，故選用梯形螺紋。2.螺紋連接的強度計算由主軸兩端螺紋受力分析可知，螺紋所受的載荷包括軸向載荷、橫向載荷、彎矩和轉(zhuǎn)矩等。但對其中每一個具體的螺紋而言，其受載的形式不外乎是受軸向力或受橫向力。在軸向（包括預緊力）的作用下，螺栓桿和螺紋部分都有可能發(fā)生塑性變形和斷裂；而在橫向力的作用下，當采用鉸制孔用螺栓時，螺栓桿和孔壁的貼合面上可能發(fā)生壓潰或螺栓桿被剪斷等。根據(jù)統(tǒng)計分析，在靜載荷下螺栓連接是很少發(fā)生破壞的，只有在嚴重過載的情況下才會發(fā)生。就破壞性質(zhì)而言，約 90%的螺栓屬于疲勞破壞 。而且疲勞斷裂常發(fā)生在螺紋根部，即截面面積較小并有缺口應力集中的部位（約占其中的 85%） ，有時也發(fā)生在螺栓頭與光桿的交接處（約占其中的 15%） 。綜上所述，對于受拉螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂，因而其設計準則是保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強度；對于受剪螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷，其設計準則是保證連接的擠壓強度和螺栓的剪切強度，其中連接的擠壓強度對連接的可靠性起決定性作用。對于米粉切割機的主軸，兩端的螺紋主要受到的是螺栓連接的預緊力和工作剪力。受到的工作拉力可以忽略不計。切割米粉所受的工作剪力由試驗測得 = N，螺栓連接的預緊力 =0F415.3?FN， ， 。4108.2?md2013???d218.??緊螺栓連接強度校核緊螺栓連接裝備時，螺母需要擰緊，在擰緊力矩的作用下，螺栓除受預緊力的拉伸而產(chǎn)生的拉伸應力外，還受螺紋摩擦力矩 的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)切應力，0F 1T使螺栓處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的復合應力狀態(tài)下。因此，進行僅承受預緊力的緊螺栓強度計算時，應綜合考慮拉伸應力和扭轉(zhuǎn)切應力的作用。螺旋副間的摩擦力矩為米粉切割機13(2 - 1))tan(201VdFT????螺栓危險截面的拉伸應力為(2 - 2)2104dF???螺栓危險截面的扭轉(zhuǎn)切應力應為(2 -3)2103120 4tant6)tan( dFdFVV????????????對于 普通螺紋的鋼制螺栓，取 ， ，4~0M7.t?08.1~412?，由此可得5.tan??(2 - 4)??5.0?由于螺栓材料是塑性的，故可根據(jù)第四強度理論，求出螺栓預緊狀態(tài)下的計算應力為(2 - 5)??3.1)5.0(3222 ???ca由此可見，對于 普通螺紋的鋼制緊螺栓連接，在擰緊時雖是同64~10M時承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，但在計算時可以只按拉伸強度計算，并將所受的拉力（預緊力）增大 30%來考慮扭轉(zhuǎn)的影響。當普通螺栓連接承受橫向載荷時，由于預緊力的作用，將在接合面產(chǎn)生摩擦力來抵抗工作載荷。這時，螺栓僅承受預緊力的作用，而且預緊力不受工作載荷的影響，在連接承受工作載荷后仍保持不變。預緊力 的大小，根據(jù)接合面0F不產(chǎn)生滑移的條件確定。假設各螺栓所需的預緊力均為 ，螺栓數(shù)目為 ，則其平衡條件為0Fz??Kzifs由此得預緊力 為0F米粉切割機14(2 - 6 )fziFKs??0式中： —接合面的摩擦系數(shù)，查表的 ；f 35.?—接合面數(shù)，式中i 2?i—防滑系數(shù)， 。sK.1~sK螺栓危險截面的拉伸強度條件根據(jù)式(2 - 2)、(2 - 5)及 (2 - 6 )可寫為(2 - 7)??pcadF????21043.同樣可得螺絲桿的剪切強度條件為(2 - 8)???????204d由(2 - 7)得螺栓危險截面的拉伸應力 MPaca9.73??螺栓危險截面的剪切應力 6?而螺紋連接的許用切應力 和許用擠壓應力 分別按下式確定????p(2 - 8)??Ss?(2 -10)??ps軸的材料選用 45 號鋼，查表（詳見 GB/T 3098.1-2000 和 GB/T 3098.2-2000 ）得 ， ， 。MPas40??5.2??S.1p由此可得螺紋連接的許用切應力 ，許用壓應力 。??MPa60????MPap320??由于 ，且 ，故該主軸的螺紋連接滿足要求。??pca??3.2 切斷及鋸片工作位本產(chǎn)品是為了把從抽絲機里出來的長度不一的米粉切割成需要的長度，以達到包裝的要求。一般精制米粉的規(guī)格：米粉切割機15米粉直徑： 。m8.1~60米粉長度： 。??52?3.2.1 切割破碎原理1.切割形式在進行切割時，在切割平面內(nèi)的切割方向上刀片與物料之間必須保持一定的相對運動，才能完成切入直至切斷。動刀片刃口某點與物料間相對運動在切割平面上的分速度與其在刃口于該點處法平面上的投影間的夾角 稱為滑切角?（如圖 1 所示） ， 。而 成為滑切系數(shù)，滑切系數(shù)取決于動刀片21tan????tan自身刃口形狀、動刀片安裝位置及切割過程中物料在切割平面上的運動。o圖 1 滑切角的概念（1） 砍切 當 時的切割形式為砍切，切割阻力大，切割過程中物料0??變形較大，物料流失較多。（2） 斜切 當 （ 為刀片與物料間的摩擦角）時，??，其中 為刀片結構刃角，即刃口法平面與兩平面形成的交線???tancosta??間的夾角，如圖 2 所示。而 為刀片實際切割工作刃角，雖然 ，雖未形?? ???成滑切，任較為省力，有時為使切割過程阻力均勻，采用斜置刃口逐漸完成對于整個切割斷面的切割而形成斜切。米粉切割機16（3） 滑切 當 時，形成滑動切割，微觀上呈鋸切割 ，故省力，切割???過程中圖 2 刀片刃角與斜角物料變形較小，所得片狀物料的厚度較為均勻，且失水較少。 屬于運動參數(shù)，它表明該切割器在切割過程中滑切作用的大小。滑切系數(shù)越大滑切作用越強，切割越省力。切割米粉時主要從正面切，所受阻力不是太大，大約 N。對米粉長4105.3?度精度要求在 5㎜內(nèi)即可，因此選用砍切足以滿足米粉的切斷要切，而且對刀片的要求也有所降低。3.2.2 切割器的類型切割器是指直接完成切割作業(yè)的部件，是切割機械的核心。切割器的類型及結構直接影響著切割機械的功能及整體性能。切割器一般可按切割方式和結構形式劃分。1.按切割方式分按切割方式分，切割器可分為有支撐切割器和無支持切割器兩種。（1）有支撐切割器 （2）無支撐切割器（1）有支撐切割器 即在切割點附近有支撐面，切割物料起阻止物料沿刀片刃口運動方向移動的作用。這種切割器在結構上表現(xiàn)為由動刀和定刀（或另一動刀）構成切割副。為保證切割形式整齊穩(wěn)定的切割斷面質(zhì)量，要求動刀與定刀之間在切割斷面質(zhì)量，要求v??á??ˉμèD?ú???§3???￡¨??ˉμèD?ú????áv米粉切割機17動刀與定刀只間在切割點初的刀片間隙盡可能小且均勻一致。這種切割器所需刀片切割速度較低，碎段尺寸均勻、穩(wěn)定，動力消耗少，多用于切片、段、絲等要求形狀尺寸穩(wěn)定一致的場合。 （2）無支撐切割器 指物料在被切割時，由物料自身的慣性和變形力阻止其沿切割方向移動。這種切割器僅包含有一個（組）動刀，而無定刀（或另一動刀） 。所需刀片切割速度高，碎斷尺寸不均勻，動力消耗多，多用于碎塊、漿、糜等形狀及尺寸一致性要求不高的場合。2.按結構形式分按結構形式，切割器分為盤刀式、滾刀式和組合刀式三種。（1）盤刀式切割器 動刀刃口工作時所形成的軌跡近似為圓盤形，即刃口所在平（曲）面近似垂直回轉(zhuǎn)軸線，所得到的產(chǎn)品斷面為平面，是應用廣泛的一種切割器。這種切割器便于布置，切割性能好，易于切割出幾何形狀規(guī)則的片狀、塊狀產(chǎn)品。切割出產(chǎn)品的尺寸（如切片的厚度）：當物料喂入進給方向與動刀主軸方向垂直時，取決于相鄰刀片的間距；當物料喂入進給方向與動刀主軸方向平行時，取決于相鄰兩次切割過程中物料進給量。盤刀式刀片刃口基本類型有直刃口、凸刃口和凹刃口。（a）直刃口：隨著切割點由近而遠、滑切角減小，參與切割的刃口增長，因而切割阻力矩變化幅度大；同時近端鉗住角較大，但制造、刃磨容易。（b）凸刃口：有偏心圓和螺線。隨切割點漸遠。滑切角增大，切割阻力矩較為穩(wěn)定，但遠端鉗住角較大，將形成推料，使刀片刃口磨損不均勻；但不便于刃磨，常需要配置專用刃磨架，對于連續(xù)進給場合的刀片間隙調(diào)整困難。常見的圓盤刀也屬于凸刃口，一般速度較高，滑切作用強烈，切割斷面質(zhì)量好，尤其適合于剛度較差的物料切片。（c）凹刃口： 與凸刃口相比，其鉗住性能好，切割阻力矩均勻，但滑切現(xiàn)象不明顯，且制造、磨刃困難。同時還有其他專用刃口（如鋸齒形、缺口形等）形狀均屬于上述基本類型的衍生，但運用的比較少。米粉切割機184 切割位及切割器選擇而滾刀式切割器和組合刀式切割器，在米粉切割中應用很少。為了達到既能完成切割要求又減低成本，用盤刀式的凸刃口切割器即可，同時需要用有支撐切割器。在設計手冊中查得幾種常用圓鋸床及其功用：臥式 鋸刀箱（齒輪變速箱）與圓鋸片沿水平方向移動進給，只能作與工件軸線成 90°角的直角鋸斷。工件由液壓臺虎鉗沿水平方向和垂直方向夾緊。立式 鋸刀箱與圓鋸片沿垂直方向移動進給，能作與工件軸線成 90°角的直角鋸斷，也能做斜角鋸斷。機床導軌具有間隙補償和防震動裝置。擺式 圓鋸片繞一固定的支撐軸擺動，同時向下垂直進給?？勺髋c工件成角的直角鋸斷，也可作與工件不成 90°的斜角鋸削。09至于用到切割米粉，當然是用圓鋸片對其進行垂直切斷。故鋸片的位置與工件垂直固定即可?？沙醪蕉ǖ娩徠墓ぷ骱唸D如下如圖所示，鋸片與主軸用螺紋連接。鋸片外部有直徑 530㎜、寬 60㎜的鋸片罩。鋸片轉(zhuǎn)速 900r/min，在高速轉(zhuǎn)動切割米粉的過程中，肯定會有大量的斷頭隨著鋸片的轉(zhuǎn)動飛出，為了保證工人操作時候的安全性，鋸片外面必須有防止斷頭飛出的鋸片罩。綜合實際考慮，鋸片罩尺寸稍稍大于鋸片的尺寸即可。一米粉切割機19般鋸片罩為圓形，在鋸片的工作位置應留有一定的空間，所以鋸片罩用 3/4 圓盤即可。鋸片工作時，有大量的斷頭，所以鋸片罩下方開口，并作一圓弧，讓斷頭從下部流出。鋸片罩的外形如下圖所示：5 進料裝置設計5.1 托料架設計米粉要完成切割，必須把米粉先固定在一個裝置上，然后用鋸片切斷，每次切斷的都是一捆長度不一的米粉，固定裝置可用一個從中間斷開的 U 型槽，下端用螺母固定在進料裝置的底架上，可以隨底架前后移動。因為要直接接觸到米粉，為保證食用的安全性，材料應該選用不銹鋼。鋸片是固定在主軸上的，要想鋸斷米粉，只能是放在托料架上的米粉移動，移動沿垂直鋸片的方向，這樣才能按要求切斷米粉。首先推動進料裝置沿垂直鋸片的方向向著鋸片移動，直至切斷米粉，然后讓進料裝置回到初始位置，取下切好的米粉，繼續(xù)上面的步驟，就可以連續(xù)的完成米粉切割。這樣就要求進料裝置能自由的在底架上前后移動，滑動摩擦的摩擦阻力太大不適合。所以進料裝置的移動應該是滾動形式的。至于進料裝置的移動則可以用軸承完成。5.2 軸承的選擇5.2.1 滾動軸承和滑動軸承根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可把軸承分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）米粉切割機20和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）兩大類。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，起動阻力小，而且它已經(jīng)標準化，選用、潤滑、維護都很方便，因此在一般機器中應用較廣。但由于滑動軸承本身具有的一些獨特優(yōu)點，使的它在某些不能、不便或使用滾動軸承軸承沒有優(yōu)勢的場合，如在工作轉(zhuǎn)速較高、特大沖擊與震動、徑向空間尺寸受到限制或必須剖分安裝（如曲軸的軸承） 、以及需在水或腐蝕性介質(zhì)中工作等場合，仍占有重要地位。進料裝置的移動對各方面要求都不高，只要求移動平穩(wěn)?；跐L動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標準化，并由專業(yè)工人大量制造及供應各種常用規(guī)格的軸承，且滾動軸承具有摩擦阻力小，功率消耗少，起動容易等優(yōu)點。故選用最常用的滾動軸承。5.2.2 滾動軸承的主要類型、性能與特點如果僅按軸承用于承受的外載荷不同來分類時，滾動軸承可以概括地分為向心軸承、推力軸承和向心推力軸承三大類。滾動軸承的類型很多，現(xiàn)將常用的各類滾動軸承的性能和特點簡要介紹于下。類型名稱結構代號基本額定動載荷比極限轉(zhuǎn)速比軸向承載能力軸向限位能力性能和特點調(diào)心球軸承10000 0.6 0.9~中 少量 Ⅰ圓外圈滾道表面是以軸承中點為中心的球表面，故能自動調(diào)心，允許內(nèi)圈相對外圈軸線便宜斜量。一般不宜承受純??3~2軸向載荷調(diào)心滾子軸承20000 1.8 4~低 少量 Ⅰ性能、特點與調(diào)心球軸承相同，但具有較大的徑向承受能力，允許內(nèi)圈對外圈軸線偏斜量 ??5.2~1圓錐滾子軸承30000 1.5 2.5 中 較大 Ⅱ可以同時承受徑向載荷及軸向載荷。外圈可分離，安裝時可調(diào)整軸承的游隙。一般成對使用推力球軸承51000 1 低只能承受單向的軸向載荷Ⅱ只能承受軸向載荷。高速時離心力大，鋼球與保持架磨損，發(fā)熱嚴重，壽命降低，故極限轉(zhuǎn)速很低米粉切割機21深溝球軸承60000 1 高 少量 Ⅰ主要承受徑向載荷，也可同時承受小的軸向載荷。當量摩擦系數(shù)最小。在高轉(zhuǎn)速時，可用來承受純軸向載荷。工件中允許內(nèi)、外圈軸線偏移量 ，??16~8大量生產(chǎn)，價格最低注： 1 基本額定動載荷比：指同一尺寸系列（直徑及寬度）各種類型和機構形式的軸承的基本額定動動載荷與單列深溝球軸承（推力軸承則與單向推力球軸承）的基本額定動載荷之比。2 極限轉(zhuǎn)速比：指同一尺寸系列 0 級公差的各類型軸承脂潤滑時的極限轉(zhuǎn)速比與單列深溝球軸承脂潤滑時極限轉(zhuǎn)速之比。高、中、低的意義為：高為單列深溝球軸承極限轉(zhuǎn)速的 90% 100%；~中為單列深溝球軸承極限轉(zhuǎn)速的 60% 90%低為單列深溝球軸承極限轉(zhuǎn)速的 60%以下~3 軸向限位能力：Ⅰ 為軸的雙向軸向位移限制在軸承的軸向游隙范圍內(nèi)；Ⅱ 為限制軸的單向軸向位移。進料裝置下方用于移動的軸承要承受徑向載荷，同時也要承受少量的軸向載荷。綜合考慮經(jīng)濟成本與適用性，選用深溝球軸承為最佳。在進料裝置的兩邊需要四個滾動軸承，其作用是讓進料裝置能前后移動。為了使進料裝置在前后移動時，能與鋸片保持水平，在其下部安裝四個滾動軸承。示意圖如下：參考 GB/T276-93，選這控制前后移動的滾動軸承代號為 6305，固定進料裝置左右移動的滾動軸承代號為 6304。同時在托料架的一端安裝了一個可以左右移動的擋片，調(diào)節(jié)擋片就可以調(diào)節(jié)要切斷米粉的長度。到此整個機器的外形設計完畢。米粉切割機22參考文獻[1] 徐澋主編.機械設計手冊.機械工業(yè)出版社,1991[2] 于永泗，齊明主編.機械工程材料.大連:大連理工大學 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