初清筛
-
机电工程学院
业
设
计
说
明
书
设计题目
:
圆筒初清筛的
设计
学生姓名：
王
兴
学
号：
2
专业班级：
过控
1101
指导教师：
武文斌
2015
年
5
月
10
日
毕
目录
1
前言
..
..................................................
..........
1
1.1<
/p>
课题研究的目的和意义
...................
......................
1
1.1.1
研究的目的
.............................................
1
1.1.2
研究的意义
.............................................
1
1.2
毕业设计任务书
.........
....................................
2
2
圆筒
初清筛的概述
.................................
.................
2
< br>2.1
圆筒初清筛的发展概况
............
.............................
2
2.2
圆
筒初清筛的总体结构
..............................
...........
3
2.3
圆筒初清筛的工作原理及作用
...............
....................
4
3
圆筒初清筛的设计计算
............................................ ..
5
3.1
非传动部分的结构设计
...........................
..............
5
3.1.1
机架
................................................ ...
5
3.1.2
喂料装置
..............................................
.
6
3.1.3
角度调节装置
...........................................
6
3.1.4
筛筒筛面的选择
.........................................
7
3.1.5
清理刷
< br>............................................... ..
8
3.2
传动部分的计算
..............................
.................
9
3.2.1
电机的选择
.............................................
9
3.2.1.1
筛筒极限转速的确定
...................................
9
3.2.1.2
筛筒驱动功率的计算
..................................
1
1
3.2.1.3
电机功率的确定
......................................
1
2
3.2.2
传动比的确定
..........................................
1
2
3.2.3
带传动的计算
..........................................
1
3
3.2.4
减速器的选取
..........................................
1
6
3.2.5
联轴器的选取
..........................................
1
6
4
圆筒初清筛的使用说明及注意事项
...................................
1
7
4.1
圆筒初清筛的使用
...............................
.............
1
7
4.1.1
安装调试
..............................................
1
7
4.1.2
使用与操作
............................................
1
7
4.2
圆筒初清筛的检修
...............................
.............
1
8
设计总结
...................................
........................
1
9
致谢
..........................
.....................................
2
0
参考文献
.................................................
..........
2
1
I
1
前言
1.1
课题研究的目的和意义
1.1.1
研究的目的
民以食为天。
粮食作为一种战略储备，
国家的发展与
粮食储备息息相关。
中
国作为世界上粮食消费大国，
每年除了种植、
收获的粮食外还需要进口大量的粮
食。
如何能增加粮食产量呢？开源节流，
在现在所拥有的土地的
量上增产，
或者
节约粮食。
所以在粮食
生产和存储中，
粮食浪费问题是被特别重视的环节。
中国
现阶段的粮食收割、
干燥、
运输的过程中，<
/p>
由于人为的因素使原粮中夹杂了一些
杂质。
这些杂质会在粮食存储和加工过程中增加粮食的浪费。
如果使用人力清理
杂质，毕竟人力有限，而且效率低，清理率低，因此就需要在粮食入库和加工前
就需要用机器来代替人力实现高效、
快速的清理粮食中的杂质。
目前在粮食初清
的工艺中，
普遍使用圆筒初清筛来清理杂质。
该机器采用圆筒结构，
工作时筛筒
的旋
转会将杂质清理出来。
使用圆筒初清筛清理杂质，首先我们要熟悉杂质的分类
杂质的分类：
粮食中所含的杂质如果
按照化学成分来分，可以分为有机杂质和无机杂质。
其中金属物、泥块、玻璃、沙石、煤
渣和其他矿物质等杂质为无机杂质。植物的
根、茎、叶、霉变粮、发芽、虫咬的粮食属于
有机杂质。
根据粮食中杂质的物理性质可以分为大杂、小杂、
并肩杂、轻杂、重杂以及
磁性金属杂质
[1]
< br>。
1.1.2
研究的意义
圆筒初清筛是利用粮食颗粒直径大小和杂质大小以及比重不同来清理的。
筛<
/p>
筒在连续的转动中，粮食颗粒在筛筒内部运动，由于受到摩擦力、重力、以及向
心力的作用，
在旋转到一定的角度之后，
因自身重
力的作用滑下筛面。
通过筛孔
的筛选将原粮分为净粮和杂质实现
分离。
通过圆筒初清筛的清理，
可以使粮食中
< br>的杂质清理掉，在粮食入库后减少粮食霉变、病变、和虫害的影响，在粮食后续
1
加工的过程中使后续机器磨损减低
。
同时高效的清理节省的大量的劳动力，
可以
< br>大大的实现高效生产。
1.2
毕业设计任务书
本毕业设计课题应达到的目的
圆筒初
清筛特别适用于要求高取粉率的面粉加工清理系统。
圆筒初清筛采取
了减小外形尺寸降低占用空间，
它的特点是在占用较小的空间和单位消耗上，
生
产效率十分的高。
圆筒初清筛已经成功的用
于面粉厂的清理工艺。
本设计是在现
有圆筒初清筛设备的基础上
，进行的设计。目的是降低能耗，提高效率、降低维
修成本。通过本课题的毕业设计锻炼
，要达到能够收集资料，利用资料，对专业
设备进行方案设计，
结构设计，
最后利用计算机绘制工程图的能力，
同时在设计
中要体现创新能力。
2
圆筒初清筛的概述
2.1
圆筒初清筛的发展概况
国外圆筒初清筛发展情况：
国外生产
圆筒清理筛的厂家主要有英国的
HARDI
公司，瑞士的
Buhler
等公
司，他们生产的清理筛的主
要特点是：
（
1
）清理的效果好，去除杂质的效率高：通常清除大杂率不低于
99%
，大
杂中含谷率十分的低；
（
2
）清理筛多为双筒。筛筒主要有除大杂和除小杂的双层筛面
组成，一次
性筛分就可以清除多种杂质
[2]
< br>；
（
3
）圆筒初清筛采用逆向的方式进料，筛筒内部有螺旋片，有效的延长了
实际筛分的长度
，
使物料能够充分的筛分，
采用这种方式可以有效的减少杂质中
含有的净料量；
（
< br>4
）采用筛筒内筛理、筛筒外刷子清理。绳头之类的杂质和秸秆在清理时
能成团状经导向螺旋排出，清理杂质的可靠性高；
2
（<
/p>
5
）能耗低、产量高，运转平稳，更换筛面方便，结构比较紧凑，
占用的
空间较小；
（
6
）适合用于各种需要对原料进行初清整理工艺的食品、化工、饲料等行
业生产。
国内的圆筒初清筛发展情况
:
现阶段
国内的圆筒初清筛大部分都是由开封、
郑州、
武汉、
和无锡的一些厂
生产的。
国内所生产的圆筒初清筛的特点是：
（
1
）机器的安装倾斜角度小，不容易造成堵塞；
（
2
）所需空间小；
（
3
）吸风系统
可去除轻杂质和灰尘有效，如泥灰岩，草屑；
（
4
）高容量，密封性好，功耗低；
（
5
）筛分效率高；
（
6
）产量大；
<
/p>
（
7
）便于工艺布置；
< br>
2.2
圆筒初清筛的总体结构
圆筒初清筛主要部分分别是：机架、喂料装置、筛筒、清理刷、电机、减速
器、带轮、十字万向联轴器等。其中：
（
1
）支架的主要作用是支撑整机各部分零件。机架的材料主要是薄钢板焊
接而成。
（
2
）喂料装置是将物料输送到筛筒中，同时可以通过喂料调节装置来调节
入机流量。主要由薄钢板焊接而成。
（
3
）清理刷将堵塞到筛网表面的杂质或者较大粮食进行清理，保证筛理的
连贯高效。清理刷主要使用钢丝刷。
（<
/p>
4
）筛筒主要作用是将粮食中的杂质通过大小的不同进行分离。筛
筒筛架
由钢板焊接而成，筛面可以使用冲孔薄钢板或者编织筛网。
（
5
）电机主要为筛筒的旋转提供
动力。
（
6
）减速器、带轮、联轴器主要降低转速和传递动力。
3
图
2-1
为某型号圆筒初清筛实物图
图
2-1
2.3
圆筒初清筛的工作原理及作用
圆筒清理筛是采用单层直圆柱筛筒、或者双层直圆柱筛筒、或者锥形筛筒
来筛分杂质的。
当物料进入筛筒时，
物料在摩擦力、<
/p>
离心力的作用下沿筛筒做圆
周运动，当颗粒比筛孔小时，颗粒从筛
孔处掉落。未经过筛孔的颗粒，在最高出
受重力作用掉落下来，继续筛分
[3]
。筛筒内部的螺旋装置可以使物料的流动更加
顺
利，
同时筛筒的倾角可以调节，
从而使生产效率达到最佳状态。
物料在通过筛
面的连续筛选分离后，
使
物料中比筛孔尺寸大的杂质进行分离。
初清筛同时配备
了吸风道
，
可以对灰尘进行有效的控制，
同时清理一小部分轻质的皮，<
/p>
使筛分效
果达到最大
[4]
。
4
3
圆筒初清筛的设计计算
3.1
非传动部分的结构设计
此次设计的圆筒初清筛为
TCQY50
型初清
筛。
图
3-1
为设计主要结构简图
[5]
。
图
3-1
3.1.1
机架
机架主要由钢板焊接而成
[6]
，机架上将会安装所有的零
部件。图
3-2
为机架
设计简图：
5
3.1.2
喂料装置
喂料装置也是用薄钢板焊接而成，
在整机组装中，
喂料
装置将会使用螺栓进
行固定。喂料装置简图
3-3
：
图
3-3
通过调节插板上下的位置，
就能简单的实现进机物料流量的调节。
3.1.3
角度调节装置
因为本次设计改进的是有倾角的圆筒初清筛，
所以此次设计筛筒角度是可以
调节的
[7]
，图
3-4
为调节装置。
6
图
3-4
图中，
1
为支撑支架；
2
为筛筒拖轮；<
/p>
3
为筛筒；
4
为
调节丝杠。
当筛筒角度需要调节的时候，
松开筛筒拖轮的螺丝，
然后通过筛筒下方丝杠
作用使筛筒降
低或者升高。
当筛筒角度合适时，
使拖轮与筛筒相切然后锁紧筛
筒
拖轮螺丝，将丝杠降低，使支撑板与筛筒保持安全距离。。
筛筒倾角对物料过筛率有明显的影响，
筛筒的角度不宜过大也不
宜过小。
角
度太大物料流动速度加快筛分不完全，过小筛分效率
低。因此角度调节范围为
1
°～
5
°内可调
[8]
。
本设计筛筒的长度为
650mm
，
要实现筛筒角度在
1
°～
< br>5
°的调节，
丝杠的调
节范围为
：
d=650
×
sin5
°
=56.7mm
所以
丝杠可调长度至少为
56.7mm
。
3.1.4
筛筒筛面的选择
本机设计清理物料主要以小麦为主，
因此筛面的选用主要依据小麦的物理
特
性来选择。
筛网主要使用冲孔薄钢
板或者编织筛网。
冲孔薄钢板筛板的主要特点是坚固
耐磨，
筛孔形状尺寸准确分级精度高但筛面利用率低。
编织筛网常用镀锌钢
丝和
弹簧钢丝。低碳钢丝筛网抗拉强度低，延伸率较高，质地软不耐磨，适用于负荷
不大磨损不严重的设备。中高炭钢丝抗拉强度高，延伸率低，耐磨。合金筛网强
7
度高，
弹性好，
耐磨。
因此在圆筒初清筛筛筒上主要使用
冲孔筛网和中高炭钢丝
筛网。参考
[1]
中小麦筛理曲线
图
3-5
。
图
3-5
小麦筛理曲线图
根据小麦的筛理特性曲线可以看出当筛孔直径为
4
.2mm
时，
能筛除大部分的
大杂质。
圆筒初清筛的筛面主要分为清理段和检查段两个部分，
清理段主要是为了筛
理物料颗粒，
检查段的主
要作用是二次筛分，
主要是针对杂质中所含物料进行筛
分，
以此用来降低杂质中的所含筛理物料率。
筛孔选用正方形筛孔，
清理段主要
使用
20
×
20
、
16
×
16
、
13
×
13
三种。检查段主要使用
15<
/p>
×
15
、
13<
/p>
×
13
、
11<
/p>
×
11
三种。
根
据物料的物理特性清理段和检查段可以随意组合使用，
达到要求的除杂
< br>指标
[9]
。
3.1.5
清理刷
< br>在清理作业中，清理筛筒的内部可能会有和筛子孔尺寸接近的颗粒或者杂
质，
这些颗粒将很难通过筛面筛分从而会造成筛面的堵塞，
因此清理刷的
作用就
十分的重要了。
清理刷（图<
/p>
3-6
）主要使用钢丝刷来清理筛筒表面，清理刷被固定在机架上
面，当筛筒转动时，清理刷与筛孔接触，达到清理的目的
[10
]
。
8
1
——清
理装置固定孔；
2
——清理刷；
3
——调节螺栓；
4
——压缩弹簧；
5
——调节螺母
图
3-6
当初次装清理刷时，
调节螺母使清理刷与筛筒接触；
使用一段时间后，
由于
筛筒与清理刷之间的磨损，
致使清理刷与筛筒不在接触
，
此时通过调节螺母，
在
压缩弹簧的作
用下，
清理刷将会与筛筒再次接触。
通过这种调节可以最大效果
的
利用清理刷。
3.2
传动部分的计算
3.2.1
电机的选择
3.2.1.1
筛筒极限转速的确定
以单颗粒物料运动来分析，
当筛筒在正常运转时，
在最高转速时，
颗粒随筛
筒到达最高点，此时颗粒所
受的离心力必须小于颗粒的重力，应满足公式
[11]
：
mR
ω
2
mg
0
其中：
m
—颗粒的质量
（
kg
）；
R
—筛筒半径（
m
）；
g
—重力加速度；
ω
—筛筒角速度；
9