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核桃循環(huán)干燥機的設(shè)計 李坷 弋曉康 1 塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院 阿拉爾 843300 摘要 本文設(shè)計的核桃循環(huán)干燥機是農(nóng)作物收獲后進(jìn)行干燥的一種常用機械設(shè)備 不僅用于核桃的干 燥而且可以用于小麥 花生等農(nóng)作物干燥 本次設(shè)計能使核桃在干燥時保持內(nèi)部品質(zhì)不發(fā)生變化且大大降 低核桃的干燥時間 可以提高核桃干燥加工中人力和物力資源的利用率 同時也提高了勞動生產(chǎn)率 本課 題設(shè)計的主要內(nèi)容是核桃循環(huán)干燥機的設(shè)計 主要通過對原始數(shù)據(jù)的分析 方案的論證比較和選擇 完成 了核桃循環(huán)干燥機的總體設(shè)計 干燥原理的設(shè)計 輸送原理的設(shè)計和傳動方案的結(jié)構(gòu)尺寸 撥輪軸的結(jié)構(gòu) 尺寸等進(jìn)行了詳細(xì)的計算和說明 為薄皮核桃加工和設(shè)備設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)和生產(chǎn)實踐指導(dǎo) 關(guān)鍵詞 核桃 循環(huán) 干燥機 中圖分類號 TD451 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 0 引言 薄皮核桃系棉桃科 原產(chǎn)中國 其 堅果是世界性著名四大干果之王 果仁不僅 含有豐富的蛋白質(zhì)和油酸 亞油酸等不飽和 脂肪酸 而且富含多種人體必需的氨基酸和 礦物質(zhì)元素 具有較高的營養(yǎng)價值及藥用價 值 是重要的木本油料作物和藥用植物 經(jīng) 濟價值比較高 近年來 隨著市場經(jīng)濟的發(fā) 展和人們對核桃認(rèn)知的提高 核桃的種植面積 和產(chǎn)品產(chǎn)量逐年上升 產(chǎn)銷兩旺 是我 國核桃主產(chǎn)區(qū) 其中以南疆的薄皮核桃最有 代表性 為易于保存和貯藏 減少運輸費用 易于裝卸獲得希望產(chǎn)品質(zhì)量等目的 核桃干 燥機便成為核桃深加工中不可或缺的設(shè)備 而且其發(fā)展前景十分廣闊 薄皮核桃堅果呈卵形或廣橢圓形 果殼 薄而易碎 內(nèi)有多個分隔 隔膜發(fā)達(dá) 果仁 位于分隔內(nèi) 其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜 干燥是薄皮 核桃加工中的重要技術(shù)過程 干燥工藝直接 關(guān)系到薄皮核桃堅果產(chǎn)品質(zhì)量 干燥能耗及 效率 國內(nèi)外已有大量關(guān)于食品 糧食等物 料熱風(fēng)干燥特性的研究報道 有些已得到成 功應(yīng)用并取得顯著的經(jīng)濟效益 但至今尚未 見到有關(guān)南疆薄皮核桃干燥機成熟的研究報 道 市場上的核桃干燥機并非針對南疆特色 核桃設(shè)計 干燥質(zhì)量不易控制 易導(dǎo)致果仁 焦化或干燥不充分 整個干燥過程中會改變 核桃內(nèi)部的品質(zhì) 大大降低機械性能的性價 比 因此 本文對市場上出現(xiàn)的干燥機進(jìn)行 改進(jìn)針對南疆薄皮核桃進(jìn)行研究 設(shè)計出符 合南疆核桃自身特性的核桃干燥機 本文設(shè)計的核桃循環(huán)干燥機是農(nóng)作物收 獲后進(jìn)行干燥的一種常用機械設(shè)備 不僅用 于核桃的干燥而且可以用于小麥 花生等的 干燥 本次設(shè)計能使南疆薄皮核桃在干燥時 保持內(nèi)部品質(zhì)不發(fā)生變化且大大降低核桃的 干燥時間 可以提高核桃干燥加工中人力和 物力資源的利用率 同時也提高了勞動生產(chǎn) 率 本課題設(shè)計主要通過對原始數(shù)據(jù)的分析 方案的論證比較和選擇 完成了核桃循環(huán)干 燥機的總體設(shè)計和干燥原理的設(shè)計 為薄皮 核桃加工和設(shè)備設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)和生產(chǎn)實 踐指導(dǎo) 1 總體設(shè)計思路 核桃通過進(jìn)料口到斗式提升機 目的是 使核桃通過斗式提升機被送到干燥室 干燥 后的核桃由于撥輪軸的轉(zhuǎn)動落到底架的斜板 上并滑向輸送帶 核桃被輸送帶再次送進(jìn)斗 式提升機實現(xiàn)核桃的循環(huán)過程 1 1 設(shè)計原理 本課題設(shè)計的核桃循環(huán)干燥機采用對流 廂式干燥器 通過下方撥輪軸的轉(zhuǎn)動傳送干 燥后的核桃 撥輪軸的動力來源于三相電動 機 其帶動撥輪軸轉(zhuǎn)動 因此可以通過改變 三相電機的開啟時間來控制核桃在干燥箱體 內(nèi)的時間 使核桃脫水達(dá)到預(yù)定要求 同時 可以通過改變?nèi)嚯姍C的頻率調(diào)整撥輪軸的 轉(zhuǎn)動速度大小 進(jìn)而控制核桃下落的流量 在干燥箱體內(nèi) 熱風(fēng)由兩側(cè)平行均勻吹入室 內(nèi)并向上或下旋轉(zhuǎn)至室頂或室底 熱風(fēng)盡可 能與核桃接觸 熱利用率高 廢氣則由頂部 開口排出 在干燥機工作過程中 熱風(fēng)與核桃相接 觸 與其表面形成濕差 產(chǎn)生熱濕交換 最 后完成脫濕過程 影響干燥效果的主要因素 是熱風(fēng)的溫度 其主要由熱源和離心式風(fēng)機 決定 除此之外 干燥時間的掌握也十分重 要 所以實現(xiàn)撥輪軸轉(zhuǎn)速可調(diào)可以有效地控 制干燥時間 干燥機的工作過程必須與熱風(fēng) 烘干工藝相結(jié)合 首先對農(nóng)特產(chǎn)品含水的構(gòu) 成 最終含水率的要求 干燥溫度的限制等 特點有所了解 確定其正確的干燥工藝 建 立最佳的烘干曲線 1 2 設(shè)計總體結(jié)構(gòu) 核桃循環(huán)干燥機機的總體結(jié)構(gòu)示意圖 如圖 1 所示 工作時 干燥系統(tǒng)是通過柴油燃燒使熱 源產(chǎn)生熱風(fēng) 熱風(fēng)經(jīng)過離心式風(fēng)機送到熱風(fēng) 通道并進(jìn)入干燥室對核桃進(jìn)行持續(xù)干燥 循 環(huán)系統(tǒng)中動力是接通電源按下電動機 3 的啟 動開關(guān) 讓電動機 3 帶動斗式提升機轉(zhuǎn)動把 核桃由進(jìn)料口垂直提升并送進(jìn)干燥室 核桃 接受由風(fēng)箱均勻吹入干燥室的平行熱風(fēng)的干 燥 核桃在干燥室內(nèi)干燥一段時間后 按下 電動機 2 的啟動開關(guān)后電動機 2 帶動撥輪軸 轉(zhuǎn)動 撥輪軸上方兩葉片之間的核桃將隨著 撥輪軸一起轉(zhuǎn)動到撥輪軸的下方落到底架的 斜板上 在撥輪軸的作用下核桃被送出干燥 室并滑向輸送帶 然后按下電動機 4 的啟動 開關(guān) 電動機 4 帶動輸送帶軸轉(zhuǎn)動將干燥后 的核桃通過輸送帶的水平移動運往進(jìn)料口處 本產(chǎn)品適合于物料的干燥 不僅操作方便 省時省力 還可以根據(jù)不同物料的品種 對 其進(jìn)行一定的調(diào)整 本產(chǎn)品的干燥溫度范圍 為 30 100 對于不同物料可以選擇最 佳工作溫度 較好地解決了機器對不同品種 和溫度物料的適應(yīng)性 生產(chǎn)效率高 結(jié)構(gòu)緊 湊 圖 1 核桃循環(huán)干燥機的總體結(jié)構(gòu)示意圖 1 底架 2 油箱 3 熱源 4 離心式風(fēng)機 5 熱風(fēng)道 1 6 電機 4 7 輸送帶 8 支架 9 熱風(fēng)道 2 10 電機 2 11 風(fēng) 箱 12 干燥室 13 出料管 14 電機 3 15 斗式提升機 16 撥輪軸 17 進(jìn)料口 2 關(guān)鍵部件的設(shè)計 2 1 物料進(jìn)出機構(gòu) 進(jìn)料口的設(shè)計主要考慮其容積及自然下 流且能順利進(jìn)入斗式提升機內(nèi) 出料口的設(shè) 計主要考慮其操作方便和離開機體的便捷及 速度 進(jìn)料口采用弧線方形 這樣可以增加 核桃的容納量和使核桃能夠大量快速沿著曲 面滑進(jìn)斗式提升機的提升斗內(nèi) 經(jīng)過提升機 被運送到干燥室內(nèi) 出料口采用弧線圓形 這樣可以使核桃在循環(huán)系統(tǒng)或出料時操作方 便和加快速度 核桃可以被快速送到指定地 方 由于在相同時間內(nèi)核桃進(jìn)入提升斗內(nèi)的 量是個定值 因此可以通過調(diào)節(jié)電機 3 頻率 來改變斗式提升機的運動速度大小 從而增 加或減少被提升物料的量 以此來調(diào)節(jié)物料 的出量 2 2 兩個撥輪軸上葉片間距的確定 影響核桃正常干燥的因素很多 首先是 核桃所處的外部溫度 水分含量 熱風(fēng)吹入 干燥室內(nèi)的溫度和速度 內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu) 物理特性 核桃的大小 均勻度及飽滿度等 因素 核桃大小均勻 水分含量相近和外殼 薄度一致的核桃正常干燥比較容易 核桃的 所處環(huán)境要保持正常狀態(tài) 外部的溫度 水 分含量要在合適的范圍之內(nèi) 外部溫度過低 或水分過高會影響核桃干燥的質(zhì)量和干燥時 間 同時 熱風(fēng)的溫度和速度控制整個核桃 干燥過程 核桃干燥質(zhì)量的好壞和干燥時間 的長短直接受到熱風(fēng)的影響 適宜核桃干燥 熱風(fēng)溫度為 65 75 和風(fēng)速為 60m min 70 m min 其他影響正常干燥質(zhì)量 的因素還有兩撥輪軸葉片的間距 為保證在核桃在干燥的情況下不會從兩 波輪軸的縫隙中落下 本設(shè)計由核桃經(jīng)驗大 小將兩波輪軸的縫隙定位 d 1cm 2 3 帶式輸送機的運動原理 工作時 物料由進(jìn)料斗進(jìn)入輸送帶上 并被輸送至輸送機的另一端 物料按拋物線 運動落下 本設(shè)計輸送帶采用橡膠帶 卸料 裝置選擇在端部滾筒處由輸送帶拋出的形式 輸送帶生產(chǎn)率和功率消耗 生產(chǎn)率 帶式輸送機的生產(chǎn)率用下式計 算 t h 4 1 FVQ360 式中 F 物料在帶上的橫截面積 m 2 v 輸送帶的速度 m s 物料密度 t m 3 功率消耗 帶式輸送機所需功率可用 下式計算 t h 4 367 1QHKLN 2 式中 Q 物料輸送量 t h L 輸送機長度 m H 提升高度 m K 與 Q 和 L 有關(guān)的系數(shù) 核桃的運動速度取決于輸送機的運動速 度 而輸送機的速度又取決于電機 2 轉(zhuǎn)速 本設(shè)計根據(jù)運動指數(shù)通過計算和實驗 確定 輸送機的速度和電動機功率 p 一般選擇輸 送機速度 v 25m min 電機的功率 P 3kw 轉(zhuǎn) 速 n 2880r min 效率為 82 2 3 機架的設(shè)計說明 機架的作用是支撐干燥室和各種機械部 件 同時也是完成循環(huán)系統(tǒng)不可或缺的一部 分 為干燥室和各種機械部件提供支架 保 證整個核桃循環(huán)干燥機有個骨架 也為循環(huán) 系統(tǒng)的工作提供基礎(chǔ) 機架由鑄鐵焊接而成 3 總結(jié) 通過此次核桃循環(huán)干燥機的設(shè)計 讓我 對干燥機原理有了更深的了解 實驗的過程 中要注意很多的問題 首先核桃循環(huán)干燥機 整體的的設(shè)計 其中循環(huán)裝置 干燥裝置 輸送裝置 提升裝置等合理布局以及各種動 力的傳動等都是需要注意的內(nèi)容 然后是各 個零件 裝置的三維設(shè)計組裝等 參考文獻(xiàn) 1 李忠新 楊莉玲 阿布力孜 巴斯提 等 核 桃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究 J 核桃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研 究 2014 51 5 973 980 2 章亭洲 山核桃的營養(yǎng) 生物學(xué)特性及開發(fā)利 用現(xiàn)狀 J 食品與發(fā)酵工業(yè) 2006 32 4 90 93 3 梁燕 林志偉 5ZHG 25 新型經(jīng)濟作物自動烘 干機研究 J 湖南農(nóng)機 2011 38 5 30 32 4 劉登 曹崇文 探索我國干燥技術(shù)的新型發(fā)展道 路 J 通用機械 2006 7 15 17 5 吳憂 何少杰 以谷物干燥為例探究農(nóng)業(yè)機械的 成本效益 J 中國農(nóng)業(yè)會計 2011 8 6 7 6 張?zhí)矣?張昱 我國谷物烘干機駛?cè)氚l(fā)展快車道 J 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備 2011 3 1 3 7 李占勇 小林敬幸 日本干燥技術(shù)的最新進(jìn)展 J 干燥技術(shù)與設(shè)備 2006 4 1 3 6 核桃循環(huán)干燥機的設(shè)計學(xué)生姓名：李學(xué)生姓名：李 坷坷班班 級：農(nóng)機級：農(nóng)機16-216-2指導(dǎo)老師：弋曉康指導(dǎo)老師：弋曉康2012016 6.05.051 12 23 34 4課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義課題研究的主要內(nèi)容課題研究的主要內(nèi)容關(guān)鍵裝置的設(shè)計關(guān)鍵裝置的設(shè)計創(chuàng)新與改進(jìn)創(chuàng)新與改進(jìn)v薄皮核桃原產(chǎn)中國新疆，其堅果是世界性著名四大干果之王，具有較高的營養(yǎng)價值及藥用價值且經(jīng)濟價值也比較高。v近年來，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和人們對核桃認(rèn)知的提高,核桃的種植面積和產(chǎn)品產(chǎn)量逐年上升，產(chǎn)銷兩旺。新疆是我國核桃主產(chǎn)區(qū)，其中以南疆的薄皮核桃最有代表性。為易于保存和貯藏，減少運輸費用，易于裝卸獲得希望產(chǎn)品質(zhì)量等目的，核桃干燥機便成為核桃深加工中不可或缺的設(shè)備，而且其發(fā)展前景十分廣闊。1 1 課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義v 根據(jù)我國核桃干燥機的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題以及未來南疆薄皮核桃發(fā)展要求，設(shè)計的核桃循環(huán)干燥機主要由動力輸入裝置、傳動裝置、干燥裝置、輸送裝置、循環(huán)裝置、傳感裝置、提升裝置、進(jìn)料裝置、出料裝置組成。v 根據(jù)已有的山核桃干燥機的原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計符合南疆特色薄皮核桃的干燥機，使核桃循環(huán)干燥機能滿足南疆薄皮核桃的生產(chǎn)要求。保證核桃干燥機要具有工作穩(wěn)定，干燥時間縮短，內(nèi)部品質(zhì)不會發(fā)生變化等優(yōu)點。2 2 課題研究的主要內(nèi)容課題研究的主要內(nèi)容2 2.1.1工作原理工作原理 核桃循環(huán)干燥機的工作流程，如圖所示。核桃循環(huán)干燥機的工作流程，如圖所示。進(jìn)料口提升機干燥室支架斜板輸送帶熱源熱源熱風(fēng)道風(fēng)箱2.2.2 2核桃循環(huán)干燥機的結(jié)構(gòu)核桃循環(huán)干燥機的結(jié)構(gòu) 1 機架2油箱3熱源4離心式風(fēng)機5熱風(fēng)道6電機47輸送帶8電機19支架10出料管11電機212干燥室13斗式提升機14風(fēng)箱15撥輪軸16進(jìn)料口2.32.3核桃循環(huán)干燥機的核桃循環(huán)干燥機的整體圖整體圖3 3 關(guān)鍵關(guān)鍵裝置裝置的設(shè)計的設(shè)計循循環(huán)環(huán)裝裝置置循環(huán)系統(tǒng)由提升過程、干燥過程和輸送過程等組成。提升過程中的斗式提升機由料斗、牽引帶、機殼、張緊裝置、卸料裝置等主要部件組成。干燥過程由干燥箱、撥輪和支架等組成。輸送過程中的帶式輸送機由輸送帶、托架、傳動輪、傳動裝置和張緊裝置等組成。干燥裝置干燥系統(tǒng)是通過柴油燃燒使熱源產(chǎn)生熱風(fēng)熱風(fēng)經(jīng)過離心式風(fēng)機送到熱風(fēng)通道并進(jìn)入干燥室對核桃進(jìn)行持續(xù)干燥。4 4 創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計在干燥室內(nèi)采用多級輸送帶，保證核桃離開干燥室時已達(dá)到干燥要求。塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文 設(shè)計 任務(wù)書 學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 班級 農(nóng)機 16 2 學(xué)生姓名 李坷 學(xué)號 8031212223 課題名稱 核桃循環(huán)干燥機的設(shè)計 起止時間 2015年 10 月 15日 2016 年 05月 28日 共 14 周 指導(dǎo)教師 弋曉康 職稱 副教授 課題內(nèi)容 本裝置主要用于對南疆特色的薄皮核桃進(jìn)行干燥 通過選擇合適的方 法設(shè)計核桃循環(huán)干燥機的循環(huán)裝置 干燥裝置 提升裝置 輸送裝置 整 體機架等相關(guān)設(shè)計 擬定工作進(jìn)度 以周為單位 第 1周 第 2周 通過查找文獻(xiàn)資料 了解核桃干燥機的國內(nèi)外現(xiàn) 狀 第 3周 第 5周 設(shè)計核桃循環(huán)干燥機的總體方案 第 6周 第 9周 對核桃循環(huán)干燥機的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計 第 10周 第 12周 撰寫設(shè)計說明書 對部分問題修改 調(diào)整 第 13周 第 14周 整理有關(guān)設(shè)計資料 畢業(yè)設(shè)計總結(jié) 準(zhǔn)備答辯 主要參考文獻(xiàn) 1 李忠新 楊莉玲 阿布力孜 巴斯提 等 核桃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究 J 核桃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究 2014 51 5 973 980 2 章亭洲 山核桃的營養(yǎng) 生物學(xué)特性及開發(fā)利用現(xiàn)狀 J 食品與發(fā)酵 工業(yè) 2006 32 4 90 93 3 梁燕 林志偉 5ZHG 25 新型經(jīng)濟作物自動烘干機研究 J 湖南農(nóng)機 2011 38 5 30 32 4 劉登 曹崇文 探索我國干燥技術(shù)的新型發(fā)展道路 J 通用機械 2006 7 15 17 5 吳憂 何少杰 以谷物干燥為例探究農(nóng)業(yè)機械的成本效益 J 中國農(nóng) 業(yè)會計 2011 8 6 7 6 張?zhí)矣?張昱 我國谷物烘干機駛?cè)氚l(fā)展快車道 J 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備 2011 3 1 3 7 李占勇 小林敬幸 日本干燥技術(shù)的最新進(jìn)展 J 干燥技術(shù)與設(shè)備 2006 4 1 3 6 8 沈再春 農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備 J 中國農(nóng)業(yè)出版社 1993 10 9 王品 糧食烘干機系統(tǒng)智能控制的研究 D 東北大學(xué) 2003 5 12 10 初江 韓穎 丁美賢等 谷物干燥機的研究與發(fā)展 J 農(nóng)機化研究 2000 4 26 28 11 趙長濱 劉曉娟 李存斌 XC 型箱式熱風(fēng)烘干機的設(shè)計研究 J 農(nóng)機 化研究 2010 32 3 122 124 12 林山海 提高靜置式熱風(fēng)干燥機干燥均勻度的探討 J 福建農(nóng)機 2003 74 77 任務(wù)下達(dá)人 簽字 年 月 日 任務(wù)接受人意見 任務(wù)接受人簽名 年 月 日 注 1 此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫 任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師 2 此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人 3 此任務(wù)書一式三份 一份留學(xué)院存檔 一份學(xué)生本人留存 一份指導(dǎo)教師留存 塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文 設(shè)計 開題報告 課題名稱 核桃循環(huán)干燥機的設(shè)計 學(xué)生姓名 李 坷 學(xué) 號 8031212223 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 農(nóng)機 12 2 指導(dǎo)教師 弋曉康 起止時間 2015 12 1 2016 5 29 機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制 填 表 說 明 一 學(xué)生撰寫 開題報告 應(yīng)包含的內(nèi)容 1 本課題來源及研究的目的和意義 2 本課題所涉及的問題在國內(nèi) 外 研究現(xiàn)狀及分析 3 對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 4 本課題需要重點研究的 關(guān)鍵的問題及解決的思路 5 完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法 6 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃 7 主要參考文獻(xiàn) 不少于 7 篇 二 本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文 設(shè)計 課題任務(wù)的學(xué)生在接到 畢業(yè)論文 設(shè)計 任務(wù)書 的兩周內(nèi)獨立撰寫完成 并交指導(dǎo)教師審 閱 三 開題報告要求手寫體 字?jǐn)?shù)在 3000 字以上 由學(xué)生在本報告冊 內(nèi)填寫 頁面不夠可自行添加 A4 紙張 四 每個畢業(yè)論文 設(shè)計 課題須提交開題報告一式三份 一份學(xué) 生本人留存 一份指導(dǎo)教師存閱 一份學(xué)生所在學(xué)院存檔 備檢備查 一 本題來源及研究的目的和意義 1 1 課題的來源 自選題 1 2 研究的目的 薄皮核桃系棉桃科 原產(chǎn)中國 其堅果是世界性著名四大干果之王 果仁不僅含有豐 富的蛋白質(zhì)和油酸 亞油酸等不飽和脂肪酸 而且富含多種人體必需的氨基酸和礦物質(zhì)元素 具 有較高的營養(yǎng)價值及藥用價值 是重要的木本油料作物和藥用植物 經(jīng)濟價值比較高 1 近年來 隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和人們對核桃認(rèn)知的提高 核桃的種植面積和產(chǎn)品產(chǎn)量逐年上升 產(chǎn)銷兩旺 是我國核桃主產(chǎn)區(qū) 其中以南疆的薄皮核桃最有代表性 2 為易于保存和貯藏 減少運輸費 用 易于裝卸獲得希望產(chǎn)品質(zhì)量等目的 核桃干燥機便成為核桃深加工中不可或缺的設(shè)備 而且 其發(fā)展前景十分廣闊 1 3 研究的意義 本次設(shè)計能使南疆薄皮核桃在干燥時保持內(nèi)部品質(zhì)不發(fā)生變化且大大降低核桃的干燥時間 可以提高核桃干燥加工中人力和物力資源的利用率 同時也提高了勞動生產(chǎn)率 本課題設(shè)計主要 通過對原始數(shù)據(jù)的分析 方案的論證比較和選擇 完成了核桃循環(huán)干燥機的總體設(shè)計和干燥原理 的設(shè)計 為薄皮核桃加工和設(shè)備設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)和生產(chǎn)實踐指導(dǎo) 二 課題所涉及的問題在國內(nèi)外現(xiàn)狀及分析 2 1 國內(nèi)現(xiàn)狀 目前 隨著農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移 從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人數(shù)不斷減少 而農(nóng)特產(chǎn)品的種植規(guī)模卻不 斷擴大 動輒幾百畝甚至上千畝的生產(chǎn)大戶不斷涌現(xiàn) 因此烘干機等農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)村的普及率逐 年增長 3 國內(nèi)烘干行業(yè)雖然起步晚 基礎(chǔ)薄弱 但發(fā)展速度較快 伴隨著工農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)水 平的不斷提高 烘干行業(yè)也出現(xiàn)了較好的發(fā)展態(tài)勢 烘干設(shè)備在市場上的占有量逐步增大 近些 年 國內(nèi)烘干機的增長態(tài)勢非常穩(wěn)定 從 08 年到 10 年期間 我國企業(yè)烘干機的擁有量以較快速 度增長 特色農(nóng)特產(chǎn)品的生產(chǎn)效率逐步提高 從而避免了浪費 為國家節(jié)約了大量資源 4 雖然近年來我國烘干行業(yè)呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢 但由于國內(nèi)烘干機械化起步晚 底子薄 加 之科技發(fā)展水平的差異 與世界發(fā)達(dá)國家相比 仍存在一些問題 主要表現(xiàn)在以下六個方面 1 大部分烘干設(shè)備所能烘干的農(nóng)特產(chǎn)品品種比較單一 比如茶葉烘干機只能烘干茶葉一種 農(nóng)特產(chǎn)品 2 烘干設(shè)備的自動化水平不高 農(nóng)特產(chǎn)品烘干的效率偏低 比如國內(nèi)各地區(qū)特色農(nóng)特產(chǎn)品 的機械化加工水平較低 3 烘干機的占地面積較大 比如傳統(tǒng)的隧道式烘干機占地面積較大 不便于維修和運輸 4 生產(chǎn)烘干設(shè)備的廠家數(shù)量雖然很多但規(guī)模都較小 由于技術(shù)落后和質(zhì)量保證不夠?qū)е驴?靠性差 并且其中很多是復(fù)制發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品 缺乏創(chuàng)新點 5 企業(yè)生產(chǎn)烘干機的技術(shù)薄弱 并且在設(shè)備的智能化和自動化控制水平的方面投入較少 6 我國很多烘干設(shè)備以電和煤作為燃料 電能的使用會造成電網(wǎng)負(fù)荷過大 難以承受 煤 不僅造成環(huán)境污染 而且能源的損耗大 成本高 5 2 2 國外現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 40 年代初 一些農(nóng)業(yè)機械化程度較高的國家已經(jīng)開始烘干技術(shù)的研究 在這 70 年的發(fā)展過程中 主要經(jīng)歷了 3 個階段 6 從 50 60 年代的烘干機械化 60 70 年代的烘干自動 化再到 70 80 年代逐漸向高效 節(jié)能 優(yōu)質(zhì) 自動控制方向發(fā)展 并且持續(xù)的研究開發(fā)新能源 新工藝 新機型 提高烘干質(zhì)量 7 國外發(fā)達(dá)國家中 美國 加拿大 俄羅斯等國家的烘干機普 及率很高 烘干方式的選擇也很多 但以高溫烘干的方式較為普遍 較多地采用 混合烘干工藝 用以加熱的燃料主要是煤油和柴油 8 在亞洲農(nóng)業(yè)機械化水平較高的國家是我們的鄰國日本 由 于地域的限制 所以其主要的烘干機型為中 小型的固定床式及循環(huán)式設(shè)備 日本發(fā)展烘干機的 時間較早 有著較為完善的控制系統(tǒng)和烘干工藝 以及對烘干農(nóng)特產(chǎn)品質(zhì)量的要求較高 10 其研 制的烘干機不僅具有烘干成本低 性能可靠 工作穩(wěn)定的優(yōu)點 而且其控制系統(tǒng)完全由電腦進(jìn)行 控制 因此有較高自動化程度 11 煤油是其主要的加熱燃料 當(dāng)然還有其他燃料 例如稻殼 當(dāng) 前 西方發(fā)達(dá)國家和新興工業(yè)化地區(qū)的農(nóng)特產(chǎn)品在烘干中基本實現(xiàn)了機械化 烘干設(shè)備的設(shè)計與 生產(chǎn)也日益完善 12 2 3 干燥技術(shù)在物料方面的應(yīng)用 本文設(shè)計的核桃循環(huán)干燥機是農(nóng)作物收獲后進(jìn)行干燥的一種常用機械設(shè)備 不僅用于核桃的 干燥而且可以用于小麥 花生等的干燥 三 對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 3 1 課題任務(wù)要求 本裝置主要用于薄皮核桃的干燥 通過選擇合適的方法設(shè)計干燥裝置 使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)核桃 的循環(huán)干燥且滿足以下要求 1 核桃干燥機操作方便 結(jié)構(gòu)簡單 通用性好 噪音小 使用壽命長 2 可以在室內(nèi) 工作臺或地面上作業(yè) 人工勞動量少 同時動力上消耗少 3 制造價格便宜 容易普及 能滿足南疆特色核桃的生產(chǎn)加工要求 4 保證核桃干燥后 核桃的內(nèi)部品質(zhì)不發(fā)生變化 3 2 課題設(shè)計預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 本裝置主要對薄皮核桃進(jìn)行干燥 綜合國內(nèi)干燥技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析 國內(nèi)干燥技術(shù)成熟程度 比較成熟 使用柴油加熱型熱風(fēng)平行吹入烘箱 干燥過程通入空氣 對薄皮核桃不造成污染 加 熱溫度 65 75 以保證薄皮核桃 在干燥時保持內(nèi)部品質(zhì)不發(fā)生變化且大大降低核桃的干燥時間 可以提高核桃干燥加工中人力和物力資源的利用率 同時也提高了勞動生產(chǎn)率 綜上所述 該設(shè) 計是可行的 四 本課題需要重點研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路 4 1 本課題需要研究的重點問題 需要滿足薄皮核桃的循環(huán)干燥度要求 核桃循環(huán)干燥機主要由動力輸入裝置 傳動裝置 干 燥裝置 輸送裝置 循環(huán)裝置 傳感裝置 提升裝置 進(jìn)料裝置 出料裝置組成 其中 動力裝 置由電動機提供動力 循環(huán)裝置是由傳動裝置 輸送裝置和提升裝置來實現(xiàn)核桃的循環(huán)干燥 4 2 本課題需要研究的難點問題解決的思路 該機動力來源于發(fā)電機 核桃由進(jìn)料裝置進(jìn)入干燥機 通過循環(huán)裝置由傳動裝置 輸送裝置 和提升裝置來實現(xiàn)核桃的循環(huán) 再由出料裝置離開干燥機 從而實現(xiàn)對薄皮核桃循環(huán)干燥的加工 過程 1 選擇合適動力傳動方式 設(shè)計循環(huán)裝置和傳動裝置 2 利用 Auto CAD 軟件 繪制二維零件圖和裝配圖 3 利用有限元分析和 SolidWorks 進(jìn)行虛擬樣機設(shè)計 完成整機各零件的三維建模 五 完成本課題需要的工作條件及解決的辦法 塔里木大學(xué)位于南疆中心位置 校內(nèi)有實習(xí)工廠 土槽實驗室 農(nóng)業(yè)工程重點實驗室等 設(shè) 計條件較好 為項目開展提供了場地和基本條件 校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境 機械電氣化工程學(xué) 院擁有先進(jìn)的實驗設(shè)備和機械加工制造設(shè)備 并且?guī)熧Y力量雄厚 完全可以滿足核桃循環(huán)干燥機 設(shè)計的工作條件 六 工作方案及進(jìn)度計劃 工作方案 設(shè)計總體含括 風(fēng)機 加熱部分裝置設(shè)計 循環(huán)部分裝置設(shè)計 輸送部分裝置設(shè)計 機箱及外圍設(shè)備設(shè)計 機體有機組合 進(jìn)度計劃 第 1 周 第 2 周 通過查找文獻(xiàn)資料 了解干燥機的國內(nèi)外現(xiàn)狀 第 3 周 第 5 周 設(shè)計核桃循環(huán)干燥機的總體方案 第 6 周 第 9 周 對核桃循環(huán)干燥機的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計 第 10 周 第 12 周 撰寫設(shè)計說明書 對部分問題修改 調(diào)整 第13周 第14周 整理資料準(zhǔn)備答辯 七 參考文獻(xiàn) 1 李忠新 楊莉玲 阿布力孜 巴斯提 等 核桃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究 J 核桃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研 究 2014 51 5 973 980 2 章亭洲 山核桃的營養(yǎng) 生物學(xué)特性及開發(fā)利用現(xiàn)狀 J 食品與發(fā)酵工業(yè) 2006 32 4 90 93 3 梁燕 林志偉 5ZHG 25 新型經(jīng)濟作物自動烘干機研究 J 湖南農(nóng)機 2011 38 5 30 32 4 劉登 曹崇文 探索我國干燥技術(shù)的新型發(fā)展道路 J 通用機械 2006 7 15 17 5 吳憂 何少杰 以谷物干燥為例探究農(nóng)業(yè)機械的成本效益 J 中國農(nóng)業(yè)會計 2011 8 6 7 6 張?zhí)矣?張昱 我國谷物烘干機駛?cè)氚l(fā)展快車道 J 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備 2011 3 1 3 7 李占勇 小林敬幸 日本干燥技術(shù)的最新進(jìn)展 J 干燥技術(shù)與設(shè)備 2006 4 1 3 6 8 沈再春 農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備 J 中國農(nóng)業(yè)出版社 1993 10 9 王品 糧食烘干機系統(tǒng)智能控制的研究 D 東北大學(xué) 2003 5 12 10 初江 韓穎 丁美賢等 谷物干燥機的研究與發(fā)展 J 農(nóng)機化研究 2000 4 26 28 11 趙長濱 劉曉娟 李存斌 XC 型箱式熱風(fēng)烘干機的設(shè)計研究 J 農(nóng)機化研究 2010 32 3 122 124 12 林山海 提高靜置式熱風(fēng)干燥機干燥均勻度的探討 J 福建農(nóng)機 2003 74 77 學(xué)生簽名 年 月 日 指導(dǎo)教師審閱意見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日