小型面条压延机的设计,小型,面条,压延机,设计
目 录
摘要 1
关键词 1
1 前言 1
2 总体结构 2
3 压辊的设计 4
3.1 压辊的结构和规格 4
3.2 压辊的轴承 4
3.3 压辊与轴系零件的连接 5
3.4 压辊的表面技术参数 5
3.4.1 齿数 5
3.4.2 压齿的斜度 5
3.4.3 齿形 5
3.4.4 压辊的表面参 5
3.4.5 在选择辊速时考虑的因素 6
3.4.6 横压力 6
3.4.7 压辊的清理及冷却 6
4 进料机构 6
4.1 进料板 7
5 切面棍 7
6 计算部分 8
6.1 传动设计、选配电机 8
6.1.1 传动方案的拟定 8
6.1.2 电机的选择 8
6.1.3 V带的设计 9
6.1.4 双面圆弧同步带的设计 10
6.2 压延辊齿轮传动设计计算 11
6.2.1 选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数 12
6.2.2 按齿面接触强度设计K1T1 12
6.2.3 按齿根弯曲强度设计 13
6.2.4 几何尺寸计算 14
6.3 压辊和切面棍受力分析 14
6.3.1 结构设计 15
6.3.2 压辊受力分析及校核 15
6.4压辊轴承的选择计算 16
6.4.1 压辊轴承的选择 16
6.4.2 轴承校核设计 16
7 结论 17
参考文献 17
致谢 18
小型面条压延机的设计
学 生：徐贞
指导老师：高英武
（湖南农业大学东方科技学院，长沙410128）
摘 要：本文对小型面条压延机进行了总体方案设计，确定了面条机的技术参数。同时对面条机使用过程中可能出现的问题做了详细的分析，并提出了相应的解决方法，且对面条机中的主要零件进行了结构设计、分析计算和校核。此次设计的面条机是将已经揉好的面团经过面辊相对转动挤压形成面片，再经压面棍对面片进行切条。此面条机的传动：以电动机为动力源，电机和切面辊之间通过皮带轮传动，两压面棍之间的传动是齿轮传动。
关键词：压面辊；皮带轮；齿轮
The Design of Small Noodles Rolling Machine
Student：Xu Zhen
Tutor：Gao Yingwu
（Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128）
Abstract：This thesis, the small noodles calender for the overall design, make sure the technical parameters of the pasta machine at the same time in the course of using the pasta machine problems that may occur has made the detailed analysis, and proposes the corresponding solution method, and the main parts of pasta machine for structure design analysis, check the design of the pasta machine is will have been knead dough after face relatively good roller rotation extrusion forming strips, then the pressure to cut across the face of the rod .The pasta machine article transmission: to the motor as power source, motor and cut between rollers through the pulley transmission, the two pressure surface of transmission between stick is gear transmission.
Keywords: pressure roller；belt pulley；wheel gear
1 前言
20
科技大革新，时代的进步和经济的飞速发展使得人们的生活水平不断提高，人们日常生活中所使用的各种类型产品的要求也逐渐升高，特别的对那些日常生活密切相关的厨房类电器产品---因为人们每天的起居饮食都离不开这类产品。人们对食品的口感也越来越挑剔，随之一些大型的生产食品的机械纷纷都对机械进行改进，产生了各种家用的食品生产机器［1］。面条机以其方便快捷逐渐成为了北方大部分家庭日常生活不可少的产品，这类产品须同时具有使用功能及相应的审美形式，即具有物质功能和文化功能双重属性。通过查阅资料对国内外相关产品的了解，对其产品技术和机构先进行深入研究，对面条机已经有了一定的了解。
2 总体结构
进料板：进料板是敞开式的，由钢板制成，可以观察进料情况，而且质轻美观。
延压部分：可以观察到压辊的转动及料流等情况
切面部分：本机采用钢板制造，焊接制成，切面到直接装在罩壳上，因此此结构拆装方便，实用性强，便于开启关闭。
罩壳：本机罩采用钢板冲压，焊接制成。
总体装配图如图一
（a）
(b)
(c)
图1 装配图
Fig1 assembly drawing
小型面条压延机的工作过程是先将揉好面团经过两压辊压成面皮，在经过切面辊压成面条，其中两切面棍之间是用齿轮传动来带动两辊转动，然后是用电机与切面辊之间用带轮传动，切面棍和压辊直接用也用皮带轮来传动。关于具体的计算将在后面的设计计算中给出。
3 压辊的设计
3.1 压辊的结构和规格
如图2为常用的压辊结构图，它由辊体和两根辊轴组成［2］。压辊的辊体由双金属离心浇铸而成，外层为保证辊面有一定硬度和耐磨性的合金铸铁，内层为使压辊具有一定韧性和吸振性能的灰口铸铁，辊轴材料为机械性能较好的45号钢；辊体和两只辊轴经必要的机加工后，采用过盈配合压配成一体，再一起加工到要求的几何尺寸和形状。
图2 压辊结构示意图
Fig 2 Pressure roller structure schematic drawing
大量的实验研究和生产证明：压辊直径130mm时，小型面条压延机压延效果和综合技术经济指标较好。根据小型面条压延机标准，选择压辊直径为130mm，辊长为200mm，根据压辊标准，压辊的动平衡精度为G6.3；整个辊面上的硬度尽可能的均匀，硬度偏差要求达到HS4的水平；辊面的粗糙度要求为Ra0.08mm，圆柱度精度为9级。
3.2 压辊的轴承
根据压延机工艺要求的特点，对压辊轴承除载荷方面的基本要求，现粮食行业标准——面条机规定，本机选用滚动轴承［3］。此轴承有自位性能，而且承受载荷较大，为了便于拆装压辊，在轴承内侧和压辊之间加了紧固轴套，轴承座为整体式［4］。
3.3 压辊与轴系零件的连接
绝大多数面条机上，压辊与轴系零件——大带轮及同步带轮的连接键，虽然键连接具有简单、紧凑、可靠，成本低等优点。但是，减少了被连接件的承载面积，特别是会引起高度的应力集中，被连件也难以获得精确的定心，而且装拆也不方便，本机采用轴承座连接。轴承座连接的定心性好。轮毂可以相对于轴紧固在任意轴向位置上，装拆方便，只要把紧固螺钉松开，轴承座连接避免轴因键槽等原因而削弱，承载能力高，可获得紧密的连接，而且有安全保护作用，只要过载、内、外环就会打滑，形成相对转动，避免零件损坏，压辊轴与轴承通过紧定套连接，这样有利于拆装轴承，两辊带轮的连接用螺钉，也便于装拆［5］。
3.4 压辊的表面技术特征
3.4.1齿数
压辊齿数的多少是根据需要压延的物料、性质以及要求达到的压延厚度比来确定，齿数少时，齿间距就大，齿槽也深，适用于压延较多的物料；如用于压延不多的的物料，则物料容易嵌在齿槽内面得不到应有的厚度；齿数多时，齿间距就小齿槽也较浅，适用于压延厚度较小的物料，如要压延较多的物料，轧距小时会使面皮压坏，轧距大是会使面皮厚度过大，得不到想要的效果，并且齿的磨损较块［6］。齿数的多少还与入料的流量有关，流量大时，齿数应少一些；流量小时，齿数应多一些。
3.4.2 压齿的斜度
当压辊长度和齿数不变时，斜度越大，交叉点数越多，功耗会降低，面皮就越厚；反之，面皮越薄，功耗会提高，齿的斜度最大不应超过1：6，否则面团将在压辊表面作轴向移动，而削弱压辊对物料的压延作用。本机压辊的斜度选为1：4［6］。
3.4.3齿形
齿形的大小决定了压延和切面作用力的性质，它直接影响着面团的压延程度、能耗以及中间产品的数量和质量。随着齿脚的增大，辊齿对面团的挤压力增强，剪切力减小，易将面团挤压成面皮，然而可使能耗降低。目前面粉厂所采用的齿角一般在90°~100°之间，其中锋角20°~40°，钝角55°~70°。齿顶平面可以缓和辊齿的剪切作用，减小面皮切坏的机会，改善辊齿的耐磨性，提高辊齿一次拉丝的寿命。
3.4.4 压辊的表面参数
表征压延机的参数很多，其中主要有辊筒数目及其排列型式、辊筒的直径和长度、辊筒的调速范围、速比和生产能力、压延制品的最小厚度和厚度公差、辊筒的横压力和驱动功率等［7］。
辊筒的长度和直径是指辊筒工作部分的长度和直径。压辊辊面磨光后的粗糙度为Ra0.08mm，光辊的表面要求非常的光滑那样压延出来的面皮才有能细嫩平滑且美观，保证物料能被压辊进去压面区和切面区，提高切面效果。光辊的硬度一般为Ra1.5~2.5μm。光辊工作时的轧距较小但辊间压力较大，压辊会产生一定的弯曲变形，这样轧距就会出现中间大两端小的现象，造成压延效果的不均匀和下降，甚至导致面条机不能正常工作。
3.4.5 在选择辊速时考虑的因素
辊筒速度直接影响压延机的功率消耗和生产能力。辊速越大，则功率与产量越高，对压延机的机械化自动化水平要求也越高。因此，在选择辊速时要考虑： 1）压延的工艺要求；2）压延机的制造水平；3）压延机组的自动化水平；4）辊筒速度应能广泛的平稳地调整；5）压延时辊速尽可能用高值，这有利于发挥设备能力。可见辊速的高低标志着压延机组的先进水平。近年来，由于采用电动机单独地传动每个辊筒，它可使辊筒间的速比在一定范围内（从1：1到高达1：1.3）任意调节，从而可在一台压延机上完成多种作业，这就使机台的适应性更加宽广，并有利于提高辊速［8］。
3.4.6 横压力
横压力的概念：面团通过辊筒间隙时，对辊筒产生径向作用力和切向作用力，径向作用力垂直于辊面，力图将辊筒分开，这个力就叫横压力，也叫分离力。辊筒横压力的特征，面团通过压延机辊筒辊隙时，面团的厚度逐渐由大变小，而压力逐渐上升，在压延过程中影响横压力的因素是多方面的：压延制品的厚度； 制品厚度越薄，辊隙越小，分离力越大。辊筒直径和压延宽度越大，所产生的横压力也越大［9］。
3.4.7 压辊的清理与冷切
清理方法；压辊工作时，辊面会粘附一些面制物料，物料水分越高、轧距越小，粘附情况就越严重。为了保证压面机的机械和工艺性能，应使用清理装置来保持辊面的正常工作状态。目前，一般是在压面切面完成以后，可以拆下来对其进行清理，清洗干净在将辊和切面刀安装上去。这既有利于压辊和切面辊的保养因而使其寿命增长［10］。
冷却问题：本机没有设计专门的冷却装置，而是利用空气自行冷却。目前，国外先进的面条机不采用专门的冷却装置，而是靠空冷。
4 进料机构
4.1 进料板
进料板位于压面机的顶部，它的主要作用是：连接进料板和压延部分，并对物料起一定的缓存作用；将物料尽可能地沿压辊辊轴敞开；便于观察物料的压延和切面部分。简体的上端安装有进料口的顶盖下端有与压面机机架连接的法兰；相比平截正圆锥形形状，平截长方形锥形进料筒具有更大的容量，同时物料也更容易沿压辊轴向分布。
5 切面辊
切面刀可根据个人爱好选择，选择需要的面宽厚度与宽度，切面辊与轴连接，面辊的设计方便拆装，结果简单，适合于家庭用。
传动：面条机的传动是指动力输入和压辊之间传动两部分。压辊采用一台电动机独立驱动，电动机通过V带一级减速直接拖动压辊。
两辊之间采用同步齿形带传动。双面齿形带为了双面啮合的挠性传动，传动比精确，结构也能自动适应离合轧和轧距调节所引起的两辊中心距变化；当压辊磨损引起较大的中心距变化时，可通过调节紧张轮补偿。改变两辊带轮的齿数，就可方便地提供多种传动比［11］。该传动平稳，噪声较小，且无需润滑。其基本构造与压辊相似。
6 计算部分
6.1 传动设计、选配电机
6.1.1传动方案的拟定
V带传动具有的结构特点：传动效率高；传动摩擦力大；整体尺寸较小，结构较为紧凑。所以，在高速级布置一级V带传动，电机直接通过V带拖动辊轴。
6.1.2 电机的选择
（1）电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机
（2）电动机的功率选择
表1 机械传动的效率值
Chart1 The mechanical transmission efficiency value
种类 效率
滚动轴承 0.99/对
V带传动 0.96
同步齿形带 0.97
传动装置的总效率：
η总=η²轴承·η²轴承·η带·ηV =0.99²×0.97×0.96＝0.894 (1)
电动机所需的功率
Pd= P带/∑η=0.62Kw (2)
（3）确定电动机转速［12］
V带轮传动比：2~4，为了防止打滑，增大带轮包角，传动比尽量取小。
n带=（2~4）×750=1500~3000r/min
符合这一范围的同步速度为：1500r/min
（4）确定电动机型号
根据以上选用的电动机的类型，所需的额定功率及同步转速选定电动机的型号为Y80M2-4调速电机，
其主要性能：
P额=0.75Kw
n满载=130r/min
T额=2.3N·mm
运动参数、动力参数计算
实际传动比：i=n满载/nk=1.85
P1=P额·ηV·η带=0.7Kw0
pⅡ=P1·η轴承·η带=0.67 Kw
PⅢ= PⅡ·η轴承·η带=0.65 Kw
6.1.3 V带的设计
（1）选择V带的带型［12］：表查的工作情况系数KA=1.1，故计算功率
Pca=KAP=1.1×0.75=0.825Kw
根据Pca，选用A型带［2］。
（2）确定带轮的基准直径dd1［12］。取小带轮的基准直径；
（3）验算带速V［12］：
V=m/s=5.46m/s (3)
因为5m/s
收藏