1、1毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化输送带式电热烘箱设计一、选题的背景与意义1干燥设备的应用领域及市场现状干燥设备能够为众多行业提供可行可靠的烘干条件，烘干机械适用的行业涵盖了工业，农业，化工，矿山，冶金等各种领域，随着人民生活水平的不断提高，食品、药品行业对于干燥设备的需求也越来越多。我国干燥设备行业从形成、发展到逐步走向成熟已经走过了20多年历程。经过20多年的发展，我国的干燥设备行业已经形成了一定的企业数量和生产规模，从地域分布上看，东部地区生产企业多，中西部地区企业少；尤以江、浙、沪三地企业较为集中，仅江苏省常州市，干燥设备生产企业达50家以上。目前国内市场需要的常规干燥设备，以及
2、国际市场需要的主要干燥设备，我国基本都能自己制造，这表明，我国干燥设备以进口为主的历史已经结束。我国干燥设备行业已经开始进入较成熟的发展阶段，能够比较好地满足各个领域用户的实际需要，而在价格上只有国外相同产品的1/3，这使我国干燥设备在市场竞争中比进口设备具有明显的价格优势；另一方面，由于干燥设备体积较大，大多数还涉及现场安装、调试和售后服务等工作，因此对国内用户而言，选用国产设备较选用进口设备更方便就国际市场而言，我国加入WTO后，更有利于干燥设备扩大出口。目前，我国干燥设备主要出口产品是真空干燥设备，振动干燥设备，中小型粮食、食品及农林土特产品干燥设备，年出口量超过百台，出口的主要地区是东
3、南亚及其他发展中国家，并已经打开欧美市场的大门。目前，我国干燥设备出口产品占国产干燥设备总量的比例还不到59，专家预计“十五”期间干燥设备出口产品在国产干燥设备总量中所占比例将达到10以上。在国际竞争中，我国干燥设备生产企业的主要竞争对手是丹麦、瑞士、英国、德国、美国以及日本等。与竞争对手相比，我国干燥设备的优势是价格低廉，不足之处主要在于产品的自动化控制程度、外观质量、成套性和功能组合性方面有待进一步提高。因此，国内干燥设备生产企业应该充分利用中国加入WTO的机2遇，加强与国外的技术交流，汲取国外先进干燥设备之长，加快提高我国干燥设备自动化控制程度、外观质量、成套性和功能组合性，缩小与国外产
4、品的差距，提高我国产品在用户中的信任度，使我国干燥设备不仅在国内市场，而且在国外市场也能占据一席之地。2干燥设备的技术现状近年来，随着我国工农业生产的迅速发展，对干燥设备的需求量越来越大，干燥设备的总体水平也不断提高。从干燥设备的制造过程看，干燥设备的加工质量受技术水平及应用行业的制约。干燥设备的应用行业很多，对设备质量要求最高的是制药行业。由于制药行业的特殊性，对所用干燥设备的材质、结构及加工质量都有具体要求，因此要求制造行业提供的设备加工质量较高。其次是食品行业，食品行业对干燥设备及干燥系统有严格的卫生指标要求，因此设备结构及钢材的处理标准较高。质量要求相对不高的是化学工业生产中的部分设备
5、。在所有行业中化学工业不论是设的用量还是型式都最多最复杂，应该说化工行业的干燥设备有特殊要求的也比较严格，但与上述两个行业相比略低一些。从近几年干燥设备总的质量看，多数设备钢板都经过抛光处理，焊缝采用氩弧焊不锈钢，焊缝也经过处理，有些工厂对直焊缝和环焊缝采用自动或半自动焊接，使设备质量得到保证。其次随着我国干燥设备的引进及国际间的技术交流，国外干燥设备机型都在不断影响我国，最近几年我国研制出了多种新机型及新结构。但是我国干燥设备总体的自动化程度还不高，还有许多方方面面的缺陷需要我们去修正。3选题的意义第一综合了国内外干燥设备的技术研究现状，针对其中存在的问题和缺陷，提出完整的设计方案。第二提出
6、了输送带为传动机构的设想，实现烘干输送一体化的生产方式，提高企业效率。第三计算机技术的应用，釆用PLC技术进行系统参数的釆集、处理和控制，使系统操作条件达到最优。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题1、研究内容31、掌握一般的机械设计原理与方法；2、理解输送带式烘箱的工作原理，了解不同种类烘箱的应用，着重了解输送带式电热烘箱的工作原理及不同结构特点；3、总体结构与主要参数的确定；4、烘箱主体部分设计计算；输送系统的设计；电机的合理选择；5、完成总装图一份，零件图若干份；6、完成毕业设计计算说明书。2、拟解决主要问题1、主体机械结构的设计2、输送带动系统，包括动力传动机构的设计及定位设计3、烘箱
7、设计4、控制系统的设计三、研究的方法与技术路线1、研究方法1、文献研究法根据输送带式电热烘箱设计这一课题，通过收集调查大量文献，全面、正确的了解国内外关于此技术的研究内容。2、个案分析法针对输送带系统和烘箱机械结构中某特定对象个别分析研究，弄清其特点及设计方案。3、分析归纳法通过综合掌握的全面信息对输送带式电热烘箱设计的相关技术进行分类归纳总结，做到对此技术各个方面有层次有条理的整理。2、技术路线1、对国内外输送带式电热烘箱设计的研究与应用情况进行调研分析，了解输送带式电热烘箱设计各相关技术在工程应用中的现状及发展趋势，并在此基础上总结各控制技术在工程应用中存在的问题；2、分析确定总体结构，分
8、别设计输送带和烘箱，计算设计各机构尺寸及规格；43、在第二步的基础上，深入分析整体选用是否协调；4、设计控制系统，根据各端口分析线路连接，编制控制程序四、研究的总体安排与进度1、研究总体预期目标1、整体机械结构的设计计算；2、设计输送带，确定电机等部件的参数3、设计烘箱主体，内部电热丝和风扇的布置4、协调输送带与烘箱的结构，完善整体的布置5、设计出完整的控制系统，包括气动控制、自动化控制；6、编制的程序可实现输送带式电热烘箱设计正常循环工作。2、研究具体进度安排第13周理解设计任务的具体要求，资料收集及调研学习结构设计原理和方法，学习输送带式烘箱的工作原理及设计方法；第47周总体结构设计；第8
9、10周完成设计并出图；第1112周完成毕业设计计算说明书；第13周答辩。参考文献1刘相臣国内外干燥设备的现状与发展趋势化工装备技术2000年06期；2姚时俊汽车美容经验谈机械工业出版社,200743张盖楚等编著常用电动机使用与维修400问金盾出版社,1997年02月第1版4乐建波主编温度控制系统化学工业出版社5中井多喜雄著蒸汽疏水阀机械工业出版社；6徐灏主编机械设计手册机械工业出版社；7郑文纬,吴克坚主编机械原理高等教育出版东南大学；8邹慧君主编机械运动方案设计手册上海交通大学出版社9丁洪生主编机械设计基础中国石化出版社10邱映辉主编机械原理原理与设计大连理工大学出版社；11吴宏岐等热压成型机
10、PLC控制系统设计电气自动化2010年第32卷第4期5444612TESSENDORF,RSYCHRONOUSANDINDUCTIONMOTORSFORMAINDRIVEAPPLICATIONSIRONANDSTEELTECHNOLOGY712,PP475513ZHONGHUIDEVELOPMENTOFAUTOMATICTEMPERATURECONTROLSYSTEMINBLASTINSTRUMENTATIONTECHNOLOGYTH811TM7642007,514钟肇新等可编程控制器原理及应用华南理工大学出版社，2009615姜继海，宋锦春，高常识液压与气压传动高等教育出版社，200446毕
11、业论文文献综述机械设计制造及其自动化输送带式电热烘箱设计摘要阐述了电热烘箱的发展及应用现状，介绍了电热烘箱的基本工作原理，并分析了当前电热烘箱设计中存在的问题及今后的发展趋势。关键词全自动；输送带；电热烘箱；控制系统；传动一、选题的背景与意义4干燥设备的应用领域及市场现状干燥设备能够为众多行业提供可行可靠的烘干条件，烘干机械适用的行业涵盖了工业，农业，化工，矿山，冶金等各种领域，随着人民生活水平的不断提高，食品、药品行业对于干燥设备的需求也越来越多。我国干燥设备行业从形成、发展到逐步走向成熟已经走过了20多年历程。经过20多年的发展，我国的干燥设备行业已经形成了一定的企业数量和生产规模，从地域
12、分布上看，东部地区生产企业多，中西部地区企业少；尤以江、浙、沪三地企业较为集中，仅江苏省常州市，干燥设备生产企业达50家以上。目前国内市场需要的常规干燥设备，以及国际市场需要的主要干燥设备，我国基本都能自己制造，这表明，我国干燥设备以进口为主的历史已经结束。我国干燥设备行业已经开始进入较成熟的发展阶段，能够比较好地满足各个领域用户的实际需要，而在价格上只有国外相同产品的1/3，这使我国干燥设备在市场竞争中比进口设备具有明显的价格优势；另一方面，由于干燥设备体积较大，大多数还涉及现场安装、调试和售后服务等工作，因此对国内用户而言，选用国产设备较选用进口设备更方便就国际市场而言，我国加入WTO后，
13、更有利于干燥设备扩大出口。目前，我国干燥设备主要出口产品是真空干燥设备，振动干燥设备，中小型粮食、食品及农林土特产品干燥设备，年出口量超过百台，出口的主要地区是东南亚及其他发展中国家，并已经打开欧美市场的大门。目前，我国干燥设备出口产品占国产干燥设备总量的比例还不到59，专家预计“十五”期间干燥设备出口产品在国产干燥设备总量中所占比例将达到10以上。在国际竞争中，我国干燥设备生产企业的主要竞争对手是丹麦、瑞士、英国、7德国、美国以及日本等。与竞争对手相比，我国干燥设备的优势是价格低廉，不足之处主要在于产品的自动化控制程度、外观质量、成套性和功能组合性方面有待进一步提高。因此，国内干燥设备生产企
14、业应该充分利用中国加入WTO的机遇，加强与国外的技术交流，汲取国外先进干燥设备之长，加快提高我国干燥设备自动化控制程度、外观质量、成套性和功能组合性，缩小与国外产品的差距，提高我国产品在用户中的信任度，使我国干燥设备不仅在国内市场，而且在国外市场也能占据一席之地。【1】5干燥设备的技术现状近年来，随着我国工农业生产的迅速发展，对干燥设备的需求量越来越大，干燥设备的总体水平也不断提高。从干燥设备的制造过程看，干燥设备的加工质量受技术水平及应用行业的制约。干燥设备的应用行业很多，对设备质量要求最高的是制药行业。由于制药行业的特殊性，对所用干燥设备的材质、结构及加工质量都有具体要求，因此要求制造行业
15、提供的设备加工质量较高。其次是食品行业，食品行业对干燥设备及干燥系统有严格的卫生指标要求，因此设备结构及钢材的处理标准较高。质量要求相对不高的是化学工业生产中的部分设备。在所有行业中化学工业不论是设的用量还是型式都最多最复杂，应该说化工行业的干燥设备有特殊要求的也比较严格，但与上述两个行业相比略低一些。从近几年干燥设备总的质量看，多数设备钢板都经过抛光处理，焊缝采用氩弧焊不锈钢，焊缝也经过处理，有些工厂对直焊缝和环焊缝采用自动或半自动焊接，使设备质量得到保证。其次随着我国干燥设备的引进及国际间的技术交流，国外干燥设备机型都在不断影响我国，最近几年我国研制出了多种新机型及新结构。【1】6电热烘箱
16、的结构及工作原理对流式干燥设备是利用热源以对流方式传递的原理制造的。对流是加热后的流体的简单运动过程。这种加热形式，热源首先要加热传导的介质空气，然后靠自然对流或强制对流将热量传递给被涂漆的工件。8图328所示为热空气对流式烤漆房的结构形式，一般采用顶部进风、底部排风的强制空气流动方式。其特点是对流式烘干设备加热均匀，能保证涂层的颜色不变。烘干温度范围较大，基本能满足一般类型涂料烘干温度的要求。设备使用管理和维修较方便，使用费用较低。热量的传导方向和溶剂蒸发的方向相反，漆层的表面受热后干燥成膜，使漆层下面的溶剂蒸气不易跑出，干燥速度变慢。如果溶剂蒸气的压力克服不了漆膜的阻力而留在里面，会使漆膜
17、起泡或不干。溶剂蒸气的压力大于漆膜的阻力，冲破膜表面会产生针孔，这样漆膜的质量就会受到影响。烘干时，必须将烘室内的空气加热，热量消耗大。由于空气的导热性差，滚层的导热性也差，故对流式干燥的速度较慢。电热烘箱是一种最简单的热空气对流式烘下箱，它由箱体、电热丝、电炉板、排雾管、小钢轨及活动推架等组成，如图329所示。9烘箱内部装有多根1000W或1500W的电热丝，分布在烘箱内部两侧及底层。外壳分内外两层，用50MM50MM的角钢和25MM25MM的角钢做支架，外用1MM或15MM铁皮制成。在两层铁皮中间填满隔热保温材料，一般用石棉丝、玻璃丝。烘箱的顶部装有排雾管及测温用的热电偶。烘箱底面内部装有
18、两根小钢轨，便于推盘出入烘箱。烘箱门上装有一个玻璃小窗，便于观察工件在烘箱内的加温情况。【2】下面是一个烘干的实例被水浸湿的电动机其绕组严重受潮，如果采用交流电流千燥法或铁损干燥法来烘干处理，则绕组绝缘会嘭胀或被击穿；如果通直流电流来于燥，则绕组绝缘会被电解。因此被水浸湿的电动机不得通入电流进行干燥。一般只能采用下述两种方法之一来烘干处理1烘箱房干燥、将受潮的电动机放入烘箱房内热风干燥电动机示意图1逐渐调高温度最高可调到100一110摄氏度，连续进行千燥，直到千燥台格为止。2热风干燥。用耐火砖或红砖砌成夹层厂燥室，夹层中填满石棉粉等隔热材料。利用鼓风机将电阻丝产生的热足变成热风，吹拂电动机。将
19、潮气带走。如下图10干燥过程中，改变电阻丝的接法或数量可调节温度，利用风道阀门可调节风量，在烘箱房和热风干燥过程中，每隔1H测量一次温度和绝缘电阻。开始干燥时，由于绕组发热和潮气大量扩散，绝缘电阻会下降，但下降到某一最低值后便会逐渐回升，最后3H内电阻逐渐趋于稳定或微微上升，当达到5MIL以上380V电动机，干燥即可结束。必须指出，这两种干燥方法简单易行，操作方便，适用于任何绝缘和不同受潮程度的电动机。【3】电热烘箱的设计意义1、烘干设备在我国的需求逐渐增大，先进烘干设备仍需从国外进口，这影响了许多涉及烘干工艺的产业的升级，从而阻碍许多产品在国外市场的竞争力。【1】【4】2、采用伺服电机控制，
20、可以根据反馈信号精确控制电机做位置、速度或转矩的跟随控制，从而调整输送带速度，风扇电机的转速，从而控制产品的程度和烘干的时间。【5】【6】3、伺服电机驱动的输送带式就可以在控制上进行设定，将产品送到不同的温度区域进行干燥，这就为不同产品的生产带来了方便，能满足真正的流水线生产要求。【7】【8】【9】5、采用PLC实现输送带式电热烘箱的自动控制，简化了控制系统的硬件接线，增强了控制系统的控制功能。提高了系统的可靠性，延长了系统维护周期和使用寿命，其手动、自动两种工作方式的设计，为调试和维修提供方便，也为生产提11供可靠保障。【10】【11】【14】三电热烘箱的设计中存在的一些问题1、输送带式电热
21、烘箱的主要机构为输送带和电热烘箱两部分，所以主要解决的问题就是输送带速度的控制和电热烘箱温度的控制。【12】【13】2、在设计过程中各机械机构尺寸、动作的协调很难控制，这就要求根据产品的实际情况确定结构参数。4、伺服控制随时间积累可能会产生累积误差，需要在一定的时间内使伺服控制系统找零复位。5、自动控制系统中控制算法选择。6、实际工程应用中的输送带式电热烘箱也有待进一步改进和完善。四结束语就国内外发展情况来看，使用伺服电机驱动、齿轮传动、PLC编程控制的输送带式电热烘箱可以大幅提高我国相关产业生产效率的提高。尤其是采用输送带传动，可以参与到不同的流水线生产，实现一机多用的功能，减少设备成本，提
22、高生产速率。采用PLC控制指令可以达到较高的控制精度，以满足药品等特殊行业对烘干设备的特殊要求，从而提高产品质量和生产效率。参考文献1刘相臣国内外干燥设备的现状与发展趋势化工装备技术2000年06期；2姚时俊汽车美容经验谈机械工业出版社,200743张盖楚等编著常用电动机使用与维修400问金盾出版社,1997年02月第1版4乐建波主编温度控制系统化学工业出版社5中井多喜雄著蒸汽疏水阀机械工业出版社6徐灏主编机械设计手册机械工业出版社；7郑文纬,吴克坚主编机械原理高等教育出版东南大学；8邹慧君主编机械运动方案设计手册上海交通大学出版社9丁洪生主编机械设计基础中国石化出版社10邱映辉主编机械原理原
23、理与设计大连理工大学出版社；11吴宏岐等热压成型机PLC控制系统设计电气自动化2010年第32卷第4期44461212TESSENDORF,RSYCHRONOUSANDINDUCTIONMOTORSFORMAINDRIVEAPPLICATIONSIRONANDSTEELTECHNOLOGY712,PP475513ZHONGHUIDEVELOPMENTOFAUTOMATICTEMPERATURECONTROLSYSTEMINBLASTINSTRUMENTATIONTECHNOLOGYTH811TM7642007,514钟肇新等可编程控制器原理及应用华南理工大学出版社，2009615姜继海，宋锦春
24、，高常识液压与气压传动高等教育出版社，2004413本科毕业论文（20届）输送带式电热烘箱设计摘要摘要介绍了干燥技术的发展概况、常用干燥设备的种类及谷物干燥设备的研究现14状。阐述了输送带式电热烘箱在谷物干燥行业应用的状况，以及输送带式电热烘箱结构特点和干燥方式的优越性，分析了输送带式电热烘箱的工作原理和主要结构类型。根据一定的产量和相关特定参数要求，进行了电热烘箱的主体设计，包括输送带形状选定、宽度设定、长度计算、电动机选定以及相关的传动和连接装置的设计；在此基础上进行了输送带式电热烘箱相关配套设施的设计计算，包括风机体系、空气加热循环装置、加料装置等。关键词烘干机；输送带；全自动；干燥室；
25、电动机；风机THEDESIGNOFELECTRICOVENWITHCONVEYORBELTABSTRACTINTRODUCESTHEDEVELOPMENTSITUATIONOFDRYINGTECHNOLOGY,COMMON15DRYINGEQUIPMENTTYPESANDGRAINDRYINGEQUIPMENTRESEARCHSITUATIONEXPOUNDSTHEBELTTYPEELECTRICOVENDRYINGINDUSTRYAPPLICATIONINGRAINOFCONDITION,ANDBELTTYPEELECTRICOVENSTRUCTURECHARACTERISTICSANDSU
26、PERIORITYOFDRYINGMETHOD,ANALYZESTHECONVEYORBELTTYPEELECTRICOVENWORKPRINCIPLEANDMAINSTRUCTURETYPESACCORDINGTOTHEGIVENPRODUCTIONANDRELATEDSPECIFICPARAMETERSREQUIREMENTS,THESUBJECTOFTHEELECTRICOVENDESIGN,INCLUDINGTHECONVEYORBELTSHAPESELECTED,WIDTH,LENGTHCALCULATION,MOTORSETTHETRANSMISSIONANDSELECTEDAND
27、RELATEDCONNECTEDDEVICEDESIGNONTHISBASISTHECONVEYORBELTTYPEELECTRICOVENDESIGNANDCALCULATIONOFTHERELATEDFACILITIES,INCLUDINGFANSYSTEM,AIRHEATINGCYCLEDEVICE,CHARGINGDEVICE,ETCKEYWORDSELECTRICOVEN；CONVEYERBELT；AUTOMATIC；DRYROOM；MOTORFAN目录161概述182输送带式电热烘箱主体结构设计2021输送带传动方案设计2022输送带式电热烘箱主体结构设计21221输送带结构的设计
28、21222干燥室长度的计算22223输送带驱动电机功率的计算24224输送带链轮计算25225电动机的选择262251选择电动机的类型和结构型式272252确定电动机的转速272253确定电动机的转矩和功率272254电动机型号的选择29226减速器的选择292261减速器选用原则292262减速器型号的选择30227输送带主动轴的设计312271主动轴最小轴径的计算312272绘制轴的结构简图322273确定各轴段尺寸322274轴的校核计算33228联轴器的选择34229轴承选择343输送带式电热烘箱附属部件的选择与设计3531循环风机和尾气风机35311干燥单元数量的确定35312各个干
29、燥室的引风量计算36313循环风机37314尾气风机38315风机连接管道的设计3932干燥介质加热装置3933加料装置404小结4117参考文献41181概述干燥设备能够为众多行业提供可行可靠的烘干条件，烘干机械适用的行业涵盖了工业，农业，化工，矿山，冶金等各种领域，随着人民生活水平的不断提高，食品、药品行业对于干燥设备的需求也越来越多。我国干燥设备行业从形成、发展到逐步走向成熟已经走过了20多年历程。经过20多年的发展，我国的干燥设备行业已经形成了一定的企业数量和生产规模，从地域分布上看，东部地区生产企业多，中西部地区企业少；尤以江、浙、沪三地企业较为集中，仅江苏省常州市，干燥设备生产企业
30、达50家以上。目前国内市场需要的常规干燥设备，以及国际市场需要的主要干燥设备，我国基本都能自己制造，这表明，我国干燥设备以进口为主的历史已经结束。我国干燥设备行业已经开始进入较成熟的发展阶段，能够比较好地满足各个领域用户的实际需要，而在价格上只有国外相同产品的1/3，这使我国干燥设备在市场竞争中比进口设备具有明显的价格优势；另一方面，由于干燥设备体积较大，大多数还涉及现场安装、调试和售后服务等工作，因此对国内用户而言，选用国产设备较选用进口设备更方便就国际市场而言，我国加入WTO后，更有利于干燥设备扩大出口。目前，我国干燥设备主要出口产品是真空干燥设备，振动干燥设备，中小型粮食、食品及农林土特
31、产品干燥设备，年出口量超过百台，出口的主要地区是东南亚及其他发展中国家，并已经打开欧美市场的大门。目前，我国干燥设备出口产品占国产干燥设备总量的比例还不到59，专家预计“十五”期间干燥设备出口产品在国产干燥设备总量中所占比例将达到10以上1。干燥是一个能耗较大的单元操作，直接决定着产品的质量，特别是高性能材料的生产，对干燥操作有着更高的要求。针对这些问题，近些年来，干燥技术领域出现了一些创新成果。为了节能以及生产附加值高的产品、解决干燥过程中出现的问题，需要结合现存的各种有效的干燥技术，或者研究开发特殊的干燥技术和新型的干燥设备，同时也需要强化干燥过程中的智能化控制。简而言之，目前干燥技术发展
32、的总趋势为A干燥设备研制上向专业化、大型化、系列化和自动化发展；C强化干燥过程；D采用新的干燥方法和组合干燥方法；E降低干燥过程中能量的消耗；F闭路循环干燥流程的开发和应用；G消除干燥过程造成的公害问题2。带式电热烘箱是在隧道式电热烘箱的基础上发展出来的一种新型干燥设备。19它是由输送带，内置于干燥室内，将需要干燥的物料堆置在输送带上，借助输送带的移动，将物料送入干燥室内与干燥室的循环热空气进行传热、传质交换使物料达到干燥的一种动态设备。按照输送带的层数可分为单层带式电热烘箱、多层带式电热烘箱、将几个单层带式电热烘箱串联在一起，而形成多级带式电热烘箱3。带式电热烘箱由若干个独立的单元段所组成。
33、每个单元段包括循环风机、加热装置、单独或公用的新鲜空气抽入系统和尾气排出系统。因此干燥介质数量、温度、湿度和尾气循环操作参数，可进行独立控制，从而保证带干机工作的可靠性和操作条件的优化4。带式电热烘箱操作灵活，湿物料的干燥过程在完全密封的箱体内进行，劳动条件较好，避免了粉尘的外泄。与转筒式、流化床和气流干燥器相比较，带干机中的被干燥物料随同输送带移动时，物料颗粒间的相对位置比较固定，具有基本相同的干燥时间。物料在带干机上受到的振动或冲击轻微，物料颗粒不易粉化破碎。输送带式电热烘箱的操作劳动条件较好，干燥过程是在密闭的箱室内进行，避免粉尘的飞扬和外溢，产品不受污染，因而操作环境较佳。带式电热烘箱
34、的结构简单，安装方便，能长期运行，发生故障时可进入形体内部检修，维修方便5。202输送带式电热烘箱主体结构设计输送带式电热烘箱一般由加料器、若干干燥单元、出料装置、输送带运行机构等组成，它采用强制通风干燥法。由于热风和湿物料的接触面积大，既有对流传热、又有辐射传热，干燥强度大，同时，因湿物料内部水汽排出的途径较短，因此，具有较大的干燥速度6。输送带式电热烘箱能连续操作。物料经加料器落到输送带运行机构上，随输送带向前移动。干燥单元内的热空气垂直通过物料层，使物料脱水。输送带上的物料层的厚度根据物料的性质，布料方式以及干燥温服等因素来确定，一般在20100毫米范围内调整7。输送带式电热烘箱操作可靠
35、，当湿物料随加料量和湿度波动是，可随时调节热风的流量，亦可调节输送带的运行速度，必要是使输送带停止运行，让物料在电热烘箱内停止一段时间，使物料的最终湿含量达到要求8。21输送带传动方案设计结合本次设计要求，现有两种传动方案可供选择方案A有电动机、大小带轮、减速器、联轴器和输送带主轴组成。传动路线如图21所示。首先通过皮带的一级减速，然后再通过减速器把速度降到工作机的转速要求。在此方案中转速能够比较容易的降到工作机的要求，且能够实现过载保护。此方案的优点是能有效缓解电机启动时的冲击载荷，能够达到实际的传动性和可靠性。此方案的缺点是占地面积比较大、传动组结构不紧凑，带轮需要单独设计，使前期的投入加
36、大。图21传动路线A1、电动机2、小带轮3、大带轮4、减速器5、联轴器6、输送带主轴方案B直接采用减速器、两个联轴器来达到减速和传动的要求。传动路线图22所示。213图22传动路线21、电动机2、联轴器3、减速器4、联轴器5、输送带主轴此方案减少了占地面积，通过选用两个联轴器，可以减少对带轮其他部件的需求，降低了前期投资费用。综合以上两种传动方案的特点，结合本课题的实际工作情况，主要从经济方面考虑，确定方案B为本设计的最终传动方案。22输送带式电热烘箱主体结构设计221输送带结构的设计输送带运行机构在干燥过程中将湿物料带入干燥室，干物料带出干燥室，是输送带式电热烘箱的运输路线。它是由两个相匹配
37、的等节距的输送链构成、两条输送链之间的距离为输送带有效宽度，应于干燥室的宽度相匹配。工业上的输送带宽度通常为14米9。在此处选用的是由链板、支板、滚轮、销轴、套筒、输料板等组成的板式输送带结构。板式输送带是依靠一对主动链轮和一对从动链轮来驱动的，如果输送带较长，还需考虑采用必要的导向或张紧措施。输送带的结构简图如图23所示。图23输送带结构简图22输料板由不锈钢薄板（厚度1MM）制成，板上冲有15MM6MM），开孔率645，输送带的开孔率根据干燥产品的颗粒尺寸，是否易于黏着等因素确定。此处假定干燥的产品为豆负荷一般不超过600KG/2M；干燥介质流速（按空床计算）为02525M/S；通过输送带
38、和物料层的总阻力不超过250500MPA，以避免单元段间的泄露；输送带的宽度为1045M，长度相应为360M。国内有12M、16M和20M的系列产品。为了缩小豆类等谷物作物，颗粒直径较大，且不易黏着，所以输送带的开孔率应较大，取45。输送带热烘箱的占地面积、较低生产成本，现选用输送带的有效宽度为12M。222干燥室长度的计算在干燥的初始阶段，空气的流速应较大，这样不仅可增大传热介质与粮食的换热量，促进更多的水分蒸发，而且还能及时把粮食表面周围的饱和湿空气带走，促进粮食内水分进一步蒸发，此阶段称为干燥过程的恒速干燥阶段。又因为水分从粮食内蒸发出来，是通过毛细管逐渐传递的，干燥过快会发生表皮毛细管
39、孔道失水过快而硬化闭塞，粮食内的水分不易再向外散发，即“外干内湿”，容易引起粮食的爆腰、龟裂，所以再恒速干燥阶段过后应降低空气的流速，减小粮食水分的蒸发速度，此阶段称为降速干燥。在缺乏实验数据的情况下，通常选用在特定物料层厚度、干燥介质温度等参数条件下，谷物的干燥曲线来辅助设计计算。物料层厚度通常是数十到数百毫米，由于物性不同，也有几毫米到1米以上，谷物类物料厚度通常2090MM，现取物料层厚度为40MM；采用穿流气流干燥方法对谷物进行干燥，干燥介质（热空气）温度必须保持8090，才能保证品质，使谷物的爆腰率低于0510。根据以上选定的数据，选定的物料干燥曲线如图24所示。降速段（）（不饱和表
40、面干燥段）降速段（）恒速段物料含水量（干基）1004562052520151050图24干燥曲线图按照提供的干燥曲线，干燥的时间为24275MIN，其中恒速阶段175MIN，23降速阶段216875MIN。物料的最初湿含量170X，临界湿含量814CRX，要求的最终湿含量0213X，平衡湿含量13EQX。新收获的谷物含水率大约在1718，为了保证长期安全储存，大豆的含水率通常要降到1311。综合以上所述，绘制谷物干燥的原始参数表，如表21所示。表21原始参数表生产能力（KG/H）1000蒸汽压力（MPA）04进料温度（）20出料温度（）40去水率4物料层厚度（MM）40带宽（M）12蒸汽密度（
41、KG/3M）212恒速干燥阶段的干燥单元长度1L为BLSQL11（食品通用机械与设备）式中，Q处理的物料量，KG/H，Q1000KG/H；S输送带的宽度，M，S12M；L物料层厚度，MM，L40MM；B物料的密度，取750KG/M，大豆整粒720800KG/M查粮食工程设计手册。ML5310004075021605710001减速干燥阶段的输送带长度2L为ML8710004075021608751610002因此输送带式电热烘箱干燥室的总长度GL为MLLLG31187532124输送带的运行速度CV为SMHMLVGC/030/21116027524311此外，经干燥后的热物料，需经过外界冷空气
42、冷却之后才由出料口卸出，在干燥段与冷却段之间有以隔离段，在隔离段无干燥介质循环。以国内电热烘箱此两段长度作为参照，取隔离段长度3L为05M，冷却段的长度4L为15M。则输送带与物料接触段的长度L为MLLLLL3134321223输送带驱动电机功率的计算根据输送带在运行时的受力情况，现对输送带进行受力分析，如图25所示。FF2Q0Q1W1F3P图25输送带驱动系统受力图由上图可知，输送带进入主动链轮点所受张力321NFFFP891101NWLQQF89202NWLQF式中，3F为附加装置对输送带运行的阻力，一般取1330FF；0Q输送带系统单位长度自重，KG/MQBBQ210B输送带宽度，M；B
43、板式带厚度，M，B0001M25板式带密度，3M，通常取33/1097MKG。板式带的开孔率，40Q滚子链每米的质量，KG/M，当链的节距在190MM左右时，Q150KG/M。68885012401109700102130QKG/M1Q输送带单位长度上的物料重量，KG/MHBQ1H物料的厚度，M，H004M；物料的密度，3/MKG，3/760MKG查粮食工程设计手册大豆整粒7208003/MKG，破碎后为4806403/MKG，薄片2884003/MKG。MKGQ/2418760040211W输送带运行系统与导轨间的摩擦系数，一般取W0103；1L、2L分别为上下导轨的长度，M，1L133M，
44、2L10M。则驱动输送带系统所需轴功率WP为699910289102320110KWVFWLQWLQQVPPCCW015069991021020688831320241868883F23KW224输送带链轮设计在此处选用的是由链板、支板、滚轮、销轴、套筒、输料板等组成的板式输送带结构。板式输送带是依靠一对主动链轮和一对从动链轮来驱动的12。考虑到谷物干燥的均匀性以及干燥的质量，输送带应水平缓慢运动，主动链轮和从动链轮的尺寸大小设计一致；又因为输送带式电热烘箱的输送带运动缓慢，链轮的转速较小，为了使总的传动比不太大，传动装置的结构简单，从而较低制造成本，在此应选择较小的链轮齿数，同时也要保证链轮
45、轮齿与铰链的正确啮合，链轮齿数必须大于17，滚子直径RD在207238MM之间，初定Z20，2630RDMM。图26链轮链轮分度圆直径D为ZPD180SIN式中，P链条节距，查现代干燥技术，国内常用的穿孔钢板输送带的链条节距P200MM。MMD256479SIN200链轮齿顶圆直径AD为MMZPDA5723180COT540链轮齿根圆直径FD为MMDDDRF25617最大齿根距离XL为偶齿数MMDLFX25617轮毂厚度MMDDHK232010659轮毂长度MMHL81284轮毂直径MMHDDKH41622225电机的选择27选择电动机就是选择电动机的类型、结构型式、功率、转速和具体型号。22
46、51选择电机的类型和结构型式电动机的类型和结构型式就是根据电源种类、工作条件、工作制度及对启动、平稳性载荷大小、过载能力等方面的要求及其他条件来选用。电动机分为直流和交流，工业上一般采用三相交流异步电动机。对载荷平稳、不调速、长期工作的机器，可采用鼠笼型异步电动机，特点是结构简单、工作可靠、维护简单、价格低廉，配用调速装置后可提高启动性能、加减速性能、稳态性能和对电网的功率因数，图Y、YZ系列电动机。对载荷周期变化、启动时功率高、可在最大转矩是调速，但维护较麻烦，价格较贵，如YZR系列电动机。电动机的结构有开启式、防护式、封闭式和防爆式等，可按照工作条件选择。对一般的机械，在满足生产要求的前提
47、下，优先选用结构简单、工作可靠、价格便宜、维护方便的电动机。从一般要求来看，交流电动机优于直流电动机，交流异步电动机优于交流同步电动机，鼠笼式异步电动机优于绕线式电动机。对于有特定要求的的工作机械，应优先选择专用电机。如工作在高湿度，有盐雾、油雾等环境的船用电动机；有较高效率和节能指标的纺织机械；有冷却塔和通风机专用的低噪音电动机。有作为急振动力源，如用于粮食加工机械或振动筛，振动输送机的振动异步电动机，在化工、橡胶、纺织、造纸等工业中有时要求软机械特性和宽调速范围的电动机。根据上面的分析，结合此次设计的实际情况，查阅机械设计手册软件版R30，选用系列全封闭自扇冷式笼型异步电动机，用于空气中不
48、含有易燃、易爆或腐蚀性气体的场合。它适用于电源电压为380V且无特殊要求的机械上13。2252确定电机的转速同一功率的异步电动机有3000R/MIN、1500R/MIN、1000R/MIN、750R/MIN等几种同步转速。一般来说，电动机的同步转速越高，磁极对数愈小，外廓尺寸愈小，价格愈低；反之，转速愈低，外廓尺寸愈大，价格愈贵。当工作机转速高时，选用高速电动机较经济。但若工作机转速较低也选用高速电动机，则这时总传动比增大，会导致传动装置的结构复杂，造价也高。所以在确定电动机的转速时，要全面分析，权衡选用。一般机械中，用的最多的是同步转速为1500R/MIN和1000R/MIN这两档的电动机。
49、由于此次所设计的输送带式电热烘箱的转速比较低，为098R/MIN。为了使总的传动比不太大，传动装置结构简单，从而使造价降低，故选用同步转速为750R/MIN的电动机。2253确定电机的转矩和功率电动机的功率选择是否恰当，对电动机的正常工作和经济性都有影响。功率28选的过小，不能保证工作机的正常运行或使电动机长期过载而过早损坏；功率选的过大，则电动机的价格高，且经常不在满载下运行，电动机的效率和功率因数都降低，造成很大的浪费。电动机功率的确定，主要与其载荷大小、发热、工作时间长短有关。一般选择时，保证电动机的额定功率EP应稍大于电动机所需的功率DP即可，即DEPP。输送带主轴的转矩T为NPTW9549式中，WP驱动输送带所需轴功率，KW,WP23KW；N输送带主轴转速，R/MINDVNC60CV输送带运动速度，M/S，CV003M/S；D链轮分度圆直径，M，D065M。MIN/98065014303060RNMKNT9621980819549电
