家用粮食烘干机的设计.doc

1、ee粮食烘干机ee（ee）指导教师：ee摘要 粮食干燥是农业生产过程中的重要步骤和关键环节。随着粮种的改进、单产的提高和国家对粮食烘干设备的投资增加，建设大、中、小型粮食烘干设施的越来越多。能否选配质量高、使用寿命长、经济实用、可靠性好和自动化程度高的烘干机至关重要。充分发挥粮食干燥机的生产能力，增强我国粮食产品在国际市场上的竞争力，具有十分重要的意义。设计的粮食烘干机主要针对农村家庭收割粮食之后碰到恶劣天气的时候可以使用，为了确保农民的产量不因恶劣的阴雨天气造成损失，设计此粮食烘干机可以让粮食很安全的存放几天而不至于发霉，家用小型粮食烘干机就是要易移动，易使用，方便。关键词 粮食干燥 经济实

2、用 阴雨天气 可靠eeThe Dryer of Foodee（ee）tutor: eeAbstract: Grain drying is an important step in the process of agricultural production and key links.With the improvement of the grain species, the increase in yield improvement and national investment in the grain drying equipment, the construction of large

3、, medium and small grain drying facilities are more and more. Can a matching high-quality, long life, economical and practical, good reliability and high degree of automation is essential for the dryer. and give full play to the capacity of the grain dryer, and enhance the competitiveness of our foo

4、d products in the international market has a very important significance.Grain dryer designed mainly for rural families after the harvest of grain encounter inclement weather when you can use to ensure that farmers production losses due to extreme wet weather, the design of this grain dryer can make

5、 food safe storage of a few day which is not moldy, small household food dryer is easy to move, easy to use and convenient.Key words：Grain drying Economical and practical Rainy weather Reliableee目 录1. 绪论 .11.1. 课题研究的目的和意义 .11.2. 国内外粮食干燥设备的研究和发展状况 .21.2.1. 国外粮食干燥设备的研究和发展状况 .21.2.2. 我国粮食干燥设备的现状及发展趋势 .

6、31.3. 粮食烘干的主要机理 .51.4. 影响粮食干燥的因素 .51.4.1. 粮食的生理状态 .51.4.2. 粮食种类、状态及水分 .52. 电机功率及轴径的选择 .62.1. 机器传动设计 .62.1.1. 电动机的选择 .62.2. 轴径的设计 .63. 3 产品主要零部件设计 .93.1. 烘干部件的设计 .93.2. 粮食滚筒部件的结构设计 .103.3. 轴支承部分的结构设计 .113.4. 产品支承框架部分设计 .134. 产品总成 .155. 致谢 .16参考文献 .17第 1 页 共 16 页1.绪论1.1.课题研究的目的和意义干燥就是以供热的方式从物料中脱去水分的过程

7、，是一个复杂的热质交换过程。粮食干燥的对象是一个有生命的有机体，在不断地进行着呼吸作用，水分含量是影响粮食呼吸作焉强弱的最重要的因素，粮食干燥的疆的在于降低粮食的水分，从而降低呼吸强度，利于安全储藏，但是，如果干燥条件过于强烈，粮食中的一些酶将失活，蛋良质将变性，使粮食失去生余力，从焉对粮食品质产生一定的影响。我国是世界上最大的粮食生产和消费国，年总产粮食约5亿吨。由于经济和技术等方面酶原因，除大型农场和经济较发达的地送韩，粮食干燥还多依靠传统的囱然晾晒法，粮食干燥的机械化程度很低，收获的粮食经常因得不到及时的干燥，焉发生发芽、变质、霉烂，造成巨大的损失。据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮

8、存、运输等过程中的损失高达15，远远超过联合国粮农组织规定的5的标准。在这些损失中，每年因气候潮湿，湿粮来不及晒于或未达到安全水分造成霉变、发芽等损失的粮食高达5，若按年产5亿吨计算，每年将损失2500万吨粮食。另外，随着我国国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，无论粮食焉于食用还是深加工，对粮食的品质要求都越来越高。特别是在我国加入WTO以后，国外高品质的粮食将会使国内粮食市场受到严重冲击，全球粮食市场也会提高对我国粮食干燥品质的要求。因此，在粮食干燥领域，要提高认识、更耨观念，从追求数量向提高质量转变，科学合理地发展粮食干燥设备及控制技术，以确保干燥后粮食的品质满足安全储存、合理流通和后

9、续加工的要求。目前，我国对粮食干燥机控制理论的研究与实践尚处于起步阶段，缺乏系统全面的研究，而在整个粮食干燥系统中自动控制是最薄弱的环节。在实际生产中，粮食于澡机的设计还依靠经验方法进行，基本上以手动搽作为主，自动化程度低，因此生产的干燥机往往能耗大、效率低、故障率高，操作非常不方便，稳定性较差。特别是干燥过程中粮食本分的测定是靠人工闽断墩样测定，然后再进行控制。由于测控过程仅靠人工控制，导致被干燥粮食的含水分波动范围大，失控机会多，直接影响了粮食产量和品质的稳定性。ee第 2 页 共 17 页随着现代干燥技术的发展，特别是随着大型粮食十燥机的不断外发和生产，大力研究与粮食于燥枫配套的自动控制

10、系统，将计算机技术、智能诧技术应用于粮食干燥机的设计、分析和干燥过程的控制，可以大大提高粮食干燥机的自动化水平。这对减少粮食损失，提高我团的粮食干燥技术水平，充分发挥粮食干燥机的生产能力，增强我国粮食产晶在国际市场上的竞争力，具有十分重要的意义和广阔的发展前景。1.2.国内外粮食干燥设备的研究和发展状况1.2.1.国外粮食干燥设备的研究和发展状况国外粮食干燥技术已有60多年的发展历史，大体经历了四个阶段强：20世纪50年代到60年代基本上实现了粮食干燥机械化；60年代至70年代粮食干燥实现了自动化；70年代到80年代粮食干燥向高效、优质、节能、降低成本和电脑控制方向发展；20世纪90年代开始的

11、粮食干燥机的高度蠢动化和智能化阶段，主要继续提高粮食的干燥质量、自动化和信息化水平。近年来，在粮食干燥过程的计算机模拟方面取得了较大的进展，传统软件和专用软件的不断开发，对粮食干燥机械的设计和产品质量的改进起到了极其重要的作用。总结起来，主要表现在以下几个方面：1)干燥机类型多，规格多样化。欧美国家，如美国、英国、丹麦、加拿大等国家的粮食于燥机生产率都比较高，如美豳的受克利公司，丹麦的西勃剩亚公司都是生产大型粮食干燥机的厂家，主要用于干燥玉米、小麦；只本虽然人多地少，但却有几家生产粮食干燥机的专业厂，如金子、静冈、山本、左竹等公司都是生产粮食干燥机的专监厂家，他们生产的比较典型的机型是循环干燥

12、机系列，属于中小型的粮食干燥机。2)自动化水平比较高。从20世纪60年代起，国外学者就开始研究粮食干燥过程自动控制问题，一些发达国家，如美国、日本产的粮食干燥机已经实现了干燥作业半自动化和干燥介质温度控制的自动化。到了20世纪70年代，随着电子技术的飞速发展，应用传统控制理论实现了粮食干燥过程的自动化。近年来，由予微型计算机的迅速普及，智能控制系统，如专家系统、模糊逻辑控制等汜经开始应用于粮食干燥过程控制。1997年，Taprantzis等人研究了流化床干燥器的模糊控制问题，并与PI控制的结果相比较，结果表明模糊控制比PI控制具有较好的动态特性。1999年，Siettos等人分别研究了流化床干

13、燥器的模糊控制过程和PID控制过程，结果表明，模糊控制较PID控制具有较好的控制特性，控制器的设计也较传统的非线性控制器简ee第 3 页 共 17 页单，且控制目标单一，仅限于粮食干燥后水分。密歇根州立大学的EWBakker和刘强在出席1999年的IFT年会时，提交的论文提出了一种新的干燥机含水率控制策略，它由模型预测控制算法和近年来迅速发展的分布参数过程模型组成，对于控制非线性和静态时域过程非常有效。以上这些控制方法的使用，大大提高了粮食干燥机的自动化水平。3)机械化粮食干燥率高，干燥机使用普遍。美国粮食干燥已实现机械化；日本粮食干燥机的拥有量为150万台，谷物干燥机械化水平已达到90。4)

14、热源以天然气、汽油、丙烷为主，污染少，安装和维修比较方便，可靠性高，控制比较便利。5)以粮食品质为中心设计和使用干燥机。为在干燥过程中保证粮食的品质，一是从工艺上着手，严格控制谷温和干燥速度，如日本的循环式干燥机，干燥水稻在10h以上，降水率保持在12h左右；二是以干燥均匀性为重点，采取措施改进烘后粮食品质，如改进排粮机构、喂入装置以改善粮食流动和干燥的均匀性。1.2.2.我国粮食干燥设备的现状及发展趋势我国粮食干燥机械的发展是从解放初期引进仿制日本、前苏联等国外的干燥机开始的。20世纪70年代后期，有关科研单位丌始研制开发适合于我国国情的粮食干燥机，它们大多适用于农场生产连队和农村生产队使用

15、。80年代后，我国农村经济体制开始进行改革，研制的干燥机械大多向多用化、小型化方向发展。90年代以来，随着农村改革的深入发展，农村经济和农业生产力水平有了较快的提高，专业化、集约化的规模经营也有了新的发展，特别是大型粮库、国有农垦系统的种子和粮食生产基地，逐步装备起成套的粮食干燥设备，并与仓储、加工等设施配套成龙，成为我国粮食烘干机械的主要应用代表。同时，也出现了四川省三台烘干机械厂、辽宁省铁岭精工机械厂、黑龙江红兴隆机械厂等干燥设备的专业化生产厂家，以及中国农业工程研究设计院、四川省农机研究院、黑龙江省农机研究院等干燥机的研究部门。在粮食干燥过程的自动控制研究方面，同国外相比，我国虽然起步较

16、晚，但经过一些大专院校及有关科研单位的不断努力获得了较大的发展。1993年到1997年，中国农业大曹崇文教授先后发表数篇论文，详细介绍了其关于粮食干燥过程模糊数学方法和模糊神经网络控制方法的研究成果，包括粮食干燥机的模糊控制和模糊优化、干燥品质的模糊预测和基于神经网络的逆流式谷物干燥机模型辨识等问题。1996年，吉林大学李俊明、殷永光等以干燥塔热风温度为依据，根据操作者的经验ee第 4 页 共 17 页制定了模糊控制规则，利用模糊控制实现了排粮电机的转速调节，并针对干燥过程的大滞后问题，设计了自组织模糊控制器，开发了模糊控制系统。2002年，李长友教授试验研究了稻谷干燥过程模糊控制问题，开发了

17、稻谷循环干燥机自动控制专家系统。近年来，我国还在粮食干燥领域开展了一系列的国际合作。与美国、英国、日本、加拿大、法国等国家的科研机构、学校和干燥机生产厂家就有关粮食干燥技术和设备进行了广泛的技术交流。部分院校、科研院所和生产厂家与国外建立了合作关系。国外干燥机也通过合资、合作的方式在国内生产制造，如铁岭的帅英干燥机、江苏的三九干燥机、上海的金子干燥机等。虽然我国的粮食干燥机械经过了近50年的不断探索与发展，已经拥有50多家生产企业。但还存在数量少、技术含量低、成熟机型不多、产品种类少、耗能高、自动化水平低等问题。我国现有粮食干燥机械2万多台，每年机械干燥的粮食仅占全国总产量的1左右，而世界发达

18、国家机械烘干的粮食占总产量的95左右。而且，我国的粮食干燥机械基本上采用手动控制，自动化程度不高，能耗大，经常造成堵粮、过火及干燥不均匀，严重影响我国粮食的品质，也给粮食储藏带来了困难。可见，我国粮食干燥机械的发展还远远不能适应于粮食生产发展需要。我国粮食干燥设备的发展趋势主要有以下几个方面：1)自动控制及微机应用将有较大发展。近十年年，我国对粮食干燥机的结构进行了大量的理论与实践的研究，在干燥工艺上基本达到了国际水平。但我国在自动控制、微机应用等方面与国外的差距还较大，按照国家有关大型粮食干燥机项目的招标文件要求，粮食干燥机必须配备粮食水分的在线检测系统。随着该系统的普遍应用，整个干燥工艺的

19、自动控制也就很容易实现，同时也必将使电器自动保护、自动超温报警、故障报警及记忆、热风风量的自动调节、粮食入机出机流量的自动控制等方面都会有进一步的完善、提高和发展，从而实现自动控制。2)废气余热利用将有较大发展。在利用废气余热方面，国外进行了很多探讨，取得了一些效果，我国今后也会在这方面继续深入进行研究，以利于节能和提高粮食的干燥品质。3)干燥机的适应性将得到重视。粮食干燥机的多适应性将进一步得到重视，主要是适应多种粮食作物干燥的需要，即适应降水幅度的需要。比如，在黑龙江省的机型要做到既能干燥高水分玉米，又能干燥水稻及其它作物。4)干燥机的制造质量将会提高。随着计算机辅助设计(CAD)和计算机

20、辅助制造ee第 5 页 共 17 页(CAM)的广泛应用，加之与模具化生产技术的结合，必定会推动粮食予燥机的制造质量迅速提高。5)干燥机操作与维修更加方便。随着效能设计的广泛应用和为用户服务意识的大幅度提高，今后的粮食干燥机必然在操作上更容易，在维修上更方便。1.3.粮食烘干的主要机理粮食干燥是一个复杂的热质交换过程，它不仅受物料特性和介质参数的影响，而且还与气候条件和干燥工艺有重要关系。它不仅是一个物理过程，还是一个化学和生物过程。对干燥的要求不仅是除去水分，而且要求保留粮食的营养成分，有时还要保留它的色香味。所以，粮食干燥涉及生物，化学，热力学，机械学和流体力学等多种学科，是一门多学科交叉

21、的加工技术。粮食的干燥过程，是干燥介质把热量传递给粮食，同时带走粮食水分的过程，伴随着水分和能量的交换和转移，高温干燥介质与粮食接触，进行热质交换，将热量传给粮食，使粮食中的水分蒸发，达到干燥的目的。1.4.影响粮食干燥的因素1.4.1.粮食的生理状态刚收获的粮食含水率较高，大部分尚处于后熟阶段，其新陈代谢活动还比较旺盛。进行干燥时要缓慢些(或先低温，后高温两次干燥)。若干燥初期温度过高，就会损坏粮食内部的毛细管和胚部，从而引起内部水分难以向外转移，并降低种子的生活力。1.4.2.粮食种类、状态及水分粮食种类不同，其化学成分和结构也不同。一般是含淀粉成分多、含脂肪成分少、籽粒尺寸小、结构较松弛

22、、含水率较大的粮食则内部扩散速度较大，干燥速度快。小麦、玉米等作物一次降水幅度较大，可达56，而大豆、稻谷等一次降水幅度较少，般为1-一3。ee第 1 页 共 17 页2.电机选择2.1 电动机选择（倒数第三页里有东东）2.1.1 选择电动机类型2.1.2 选择电动机容量电动机所需工作功率为：；wdP工作机所需功率 为：wP；10FvPw传动装置的总效率为：；432传动滚筒 96.01滚动轴承效率 2闭式齿轮传动效率 7.3联轴器效率 4代入数值得： 8.09.09.6024321 所需电动机功率为： kWFvPd 5.118.略大于 即可。d选用同步转速 1460r/min ；4 级 ；型号 Y160M-4.功率为 11kW2.1.3 确定电动机转速取滚筒直径 mD50in/6.12506rvnw1.分配传动比（1）总传动比 62.1.54wmniee第 2 页 共 17 页(2)分配动装置各级传动比取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比 03.4.10ii则低速级的传动比 8.2.6012i2.1.4 电机端盖组装 CAD 截图图 2.1.4 电机端盖2.2 运动和动力参数计算2.2.1 电动机轴mNrkWnPTpmd81.6950i/42.02.2.2 高速轴