高壓均質(zhì)機(jī)傳動(dòng)端的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是高壓均質(zhì)機(jī)動(dòng)力端主要零件。首先，文章介紹了高壓均質(zhì)機(jī)的工作原理。流體在高壓狀態(tài)下通過(guò)細(xì)小縫隙時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的剪切力、撞擊力和空穴力，使流體中的固體顆粒破碎為微小顆粒，高壓均質(zhì)機(jī)就是利用這一原理工作的。接著，文章參考現(xiàn)有的均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)，確定了均質(zhì)機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后，按照高壓往復(fù)泵的設(shè)計(jì)方法對(duì)高壓均質(zhì)機(jī)的主要零部件，如傳動(dòng)裝置、曲軸、連桿等進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。還有液力端泵閥的設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的強(qiáng)度校核。最后，文章介紹了本次設(shè)計(jì)中還有高壓均質(zhì)機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真，采用了 C 語(yǔ)言程序，并對(duì)其進(jìn)行 了詳細(xì)的說(shuō)明。 關(guān)鍵詞：高壓均質(zhì)機(jī) 食品機(jī)械 均質(zhì)閥 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 34 頁(yè) 目 錄 摘要 1 緒論 4 第一章 均質(zhì)機(jī)及其基本參數(shù) 5 質(zhì)機(jī)的均質(zhì)原理 5 質(zhì)機(jī)的工作原理 5 質(zhì)機(jī)的基本參數(shù) 6 第二章 總體 設(shè)計(jì) 9 動(dòng)端結(jié)構(gòu)形式的選擇 9 力端結(jié)構(gòu)形式的選擇 9 定泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 10 動(dòng)機(jī)的選擇 12 第三章 動(dòng)力端的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 14 軸的設(shè)計(jì) 15 桿與其軸瓦 15 字頭 16 第四章 液力端零部件設(shè)計(jì) 16 閥設(shè)計(jì) 16 第五章 運(yùn)動(dòng)仿真 20 語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介 20 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 動(dòng)端運(yùn)動(dòng)及程序 20 設(shè)計(jì)小結(jié) 32 致謝 33 參考資料 34 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 34 頁(yè) 緒 論 高壓均質(zhì)是一種制備超細(xì)液液乳化物或液固分散物的通用設(shè)備，被廣泛應(yīng)用與各行業(yè)的生產(chǎn)者和科技研領(lǐng)域。例： 一、 食品飲料行業(yè) ： 豆奶、花生奶、松子奶等各種植物蛋白飲料。 核桃露、杏仁露、蓮子露、椰子汁等各種懸浮果汁飲料。 酸奶、均質(zhì)奶、純牛奶、甜牛奶、乳酸飲料、冰淇淋、豆奶粉等各種乳品和乳制品。 二、 制藥 ： 抗生素、各種乳劑 、漿液制劑、中藥制劑、花粉破碎及各種營(yíng)養(yǎng)保健液。 三、 輕工化工行業(yè)： 香精香料、化妝品、乳化硅油、感光劑、增亮劑、高級(jí)涂料、顏料、染料等。 四、 生物工程技術(shù) ： 對(duì)大腸桿菌、胞進(jìn)行破碎，撮取其有效成分。 隨著人民生活水平的提高，食品工業(yè)必將跟上時(shí)代的步伐，不僅要求食品本身的營(yíng)養(yǎng)豐富，還對(duì)其質(zhì)量、口味、外觀、保存等提出了高標(biāo)準(zhǔn) ,這樣必然把食品工業(yè)推上一個(gè)新高潮。 食品品種繁多，本設(shè)計(jì)是主要應(yīng)用于乳品工業(yè)中。它是一種特殊的高壓泵，用于噴霧干燥設(shè)備中，可使液體分散成細(xì)微的霧滴，便于干燥成粉狀。通過(guò)均質(zhì)的煉乳、冰淇淋、代乳粉 ，液體中的分散項(xiàng)破裂成細(xì)微狀態(tài)，可減少沉淀，增加粘稠性，口感細(xì)膩，并延長(zhǎng)存放時(shí)間。均質(zhì)機(jī)不僅在乳品工業(yè)和冰淇淋生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，而且還適用于醫(yī)藥、化工生產(chǎn)中。總之，在我國(guó)均質(zhì)機(jī)發(fā)揮出的作用越來(lái)越大，因此需要人們對(duì)其進(jìn)行深入的研究，以便設(shè)計(jì)生產(chǎn)。 本設(shè)計(jì)參考現(xiàn)有的均質(zhì)機(jī)而設(shè)計(jì)，力求經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)合理 ,但肯定還有許多的不足之處，希望在老師和同學(xué)的幫助下，得到進(jìn)一步的改進(jìn)。 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第 1 章 均質(zhì)機(jī)及其基本參數(shù) 均質(zhì)機(jī)是一種特殊的高壓泵 ,利用高壓的作用，使物料中的脂肪球的破裂到直徑小于2 m 達(dá) 99%。均質(zhì)機(jī)由均質(zhì)頭和高壓泵組成 ,即往復(fù)柱塞泵。它包括液力端和動(dòng)力端。通過(guò)均質(zhì)后的牛奶、脂肪球直徑和所占比例均發(fā)生變化，如表 1 表 1脂肪球 （ m ） 脫脂乳 （ ） 均質(zhì)乳（ ） 一段 二段 0 1 2 3 4 4 5 0 5 6 0 0 0 質(zhì)機(jī)的均質(zhì)原理 切作用 流體在高速流動(dòng)時(shí)，在均質(zhì)機(jī)頭隙縫處，產(chǎn)生剪切作用而均質(zhì)。脂肪球通過(guò)三個(gè)柱塞往復(fù)泵吸入泵體時(shí)，在縫隙處先是被延展，同時(shí)又存在著液流通過(guò)均質(zhì)閥時(shí)的渦動(dòng)作用，使延展部分被剪切為更小的脂肪球微粒。又因?yàn)橐毫髦写嬖谥砻婊钚晕镔|(zhì)，它圍繞在更細(xì)小的脂肪球微粒外層形成一種這些微粒不再互相粘合的膜 后面部分的還沒(méi)有流進(jìn)縫隙。當(dāng)?shù)竭_(dá)均質(zhì)閥活門縫隙處時(shí)，會(huì)同樣的剪切作用繼續(xù)形成更小的脂肪球微粒。 擊學(xué)說(shuō) 三聯(lián)柱塞往復(fù)泵的高壓作用使液體中脂肪球和均質(zhì)閥發(fā)生高 速撞擊現(xiàn)象，因而使料液中的脂肪球破裂。 穴學(xué)說(shuō) 因高壓作用使料液高速流過(guò)均質(zhì)閥縫隙處時(shí)，造成相當(dāng)于高頻振動(dòng)的效果，能在瞬間引起空穴現(xiàn)象，使脂肪球碎裂。 在實(shí)際工作中，高壓均質(zhì)機(jī)的原理是以上幾種學(xué)說(shuō)的綜合 。 質(zhì)機(jī)的工作原理 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 34 頁(yè) 如圖 1示，當(dāng)高壓液體通過(guò)閥的閥座和閥桿的狹窄通道時(shí) (可以用調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)間隙大小 )，使液料速度達(dá) 150300m/s，壓力降低至液料汽化壓力，使之形成氣泡。當(dāng)液料離開(kāi)閥座門間 的間隙時(shí)，其速度降低，壓力升高，導(dǎo)致氣泡被壓破，產(chǎn)生內(nèi)爆，產(chǎn)生的空穴和高頻振動(dòng)使脂肪球顆粒 破碎。此過(guò)程中，能量強(qiáng)烈釋放，液料形成湍流，沖擊沖擊流，完成均質(zhì)過(guò)程。 均質(zhì)料液均質(zhì)料液第一級(jí)調(diào)節(jié)閥柄第二級(jí)調(diào)節(jié)閥柄圖 1質(zhì)機(jī)的基本參數(shù) 時(shí)流量 理論上，瞬時(shí)流量 =工作腔容積變化率 如圖 1需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 1圖 1缸泵的無(wú)因次流量曲線 / 3 / 3 / 3圖 1缸泵的無(wú)因 次流量曲線 q = u= (u) (q)= (u) 其中 (q) (u) (u)=(+2)。 衡量流量脈動(dòng)性的指標(biāo)為不均勻系數(shù) Q = 單缸泵： Q B = ； 雙缸泵： Q B /2=； 三缸泵： Q B /3=； 四缸泵： Q ； 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 34 頁(yè) 可以看出 ,四缸泵的脈動(dòng)性反而比三缸泵有所增加 ,流量曲線如圖 1 1 的壓力 均質(zhì)壓力對(duì)脂肪球大小的影響如表 1 表 1力（ 脂肪球直徑（ m ） 平均直徑（ m ） 0 1 18 5 1 14 0 1 7 05 1 4 41 1 3 76 1 3 11 2 著壓力的提高，脂肪球顆粒減少，考慮到制造工藝性、經(jīng)濟(jì)性，壓力不宜太高，所以本機(jī)選 180 kg f/ 質(zhì)溫度 均質(zhì)與溫度的關(guān)系如表 1 1肪球直徑（ m ） 20 40 65 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 - 0 5 6 0 0 表中可以看出，均質(zhì)最佳溫度為 65。本設(shè)計(jì)要求料液溫度為 6070，同時(shí)，可以提高密封圈效率 。 率 理論流量與實(shí)際流量之間有一定的流量損失，即容積損失，它包括四部分： 流體的壓縮或膨脹造成的1V， 閥在關(guān)閉時(shí)滯后造成的2V， 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 閥關(guān)閉不嚴(yán)造成的泄漏3V， 柱塞與密封圈之間的泄漏4V， 取V=1V+2V+3V+4V= 2 章 總體設(shè)計(jì) 動(dòng)端結(jié)構(gòu)形式的選擇 傳動(dòng)端為從動(dòng)力輸入端到十字頭為止的部件，包括機(jī)體、曲柄、連桿、曲軸、十字頭及潤(rùn)滑冷卻等輔助設(shè)備。 軸 曲軸為整體澆鑄體，材料為 機(jī)采用二支點(diǎn) 三拐式。三個(gè)曲柄相位角相差 120，曲柄與連桿之間軸瓦材料用 20%錫鋁合金。 確定曲軸半徑時(shí)考慮到兩個(gè)方面的問(wèn)題 度、剛度無(wú)法滿足 ,撓度、轉(zhuǎn)角增加；較粗大時(shí)，要考慮加 工撓性問(wèn)題。 曲拐的運(yùn)動(dòng)順序?yàn)橐弧⑷?、二。第一曲拐轉(zhuǎn)角 1 = ，第二曲拐轉(zhuǎn)角 2 = +240，第三曲拐3= +120。這可以使偏角 大致相等，力求使機(jī)械慣性力和慣性力矩得到平衡，減輕對(duì)基礎(chǔ)的餓撓性載荷。 桿 連桿大頭采用剖分式，用特制定位螺栓定位，扣緊螺母防松，小頭定位。是澆鑄件，材料為 桿體和大小頭中開(kāi)油槽，油孔，來(lái)潤(rùn)滑曲柄和十字頭。 根據(jù)總體結(jié)構(gòu)選 =r/l= 承 有沖擊載荷，適宜選用滾子軸承 。 字頭 整體鑄件，材料 動(dòng)方式選擇 采用一級(jí)帶傳動(dòng)。 力端結(jié)構(gòu)形式的選擇 液力端是從柱塞一直到泵進(jìn)出口管接頭的部件，是介質(zhì)的過(guò)流部分，包括液體缸、柱塞和密封件、吸排液閥組件、缸蓋、 閥箱蓋。 在選擇液力端結(jié)構(gòu)形式時(shí)，應(yīng)遵循下述基本要求： a 過(guò)流性能好，水力阻力損失小，為此，液流通道應(yīng)力求短而直，盡量逃避拐彎和急劇的斷面變化； 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 34 頁(yè) b 液流通道應(yīng)利于氣體排出，不允許有死區(qū)，造成氣體滯留。通常，吸入閥應(yīng)置于液缸體頂部； c 吸入閥和排出閥一般應(yīng)該垂直布置，以利于閥板正常起閉和密封； d 余隙容積應(yīng)盡可能的小，尤其是對(duì)高壓短程泵； e 易損件壽命長(zhǎng)，更換方便； f 制造工藝性好。 體 臥式三聯(lián)單作用泵的泵體為一整體式長(zhǎng)方體不銹鋼塊鍛造，材料為 1剛性好，工作腔間距小，機(jī)加工量小，吸排出閥布置為直通式三通體。其優(yōu)點(diǎn)為過(guò)流性能好，余隙容積較小，結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，柱塞雖然不可以從液缸前塞處裝拆，但 塞 柱塞材料為 3面經(jīng)高頻淬火，再精密加工和磨光，具有等硬度和光潔度的表面，有較高的耐磨性和防腐性。因?yàn)橹睆叫?，采用?shí)心結(jié)構(gòu)，加工簡(jiǎn)單。為不使柱塞發(fā)熱，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，柱塞上冷卻水不可斷。柱塞與十字頭之間采用平面連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，易于裝拆。 質(zhì)閥 均質(zhì)閥借調(diào)整螺旋彈簧對(duì)閥心的壓力，得到調(diào)整 流體壓力的作用。在雙級(jí)均質(zhì)閥中，第一級(jí)流體壓力為 18要使脂肪球破碎，第二級(jí)壓力減至 要使脂肪球均勻分散。 本機(jī)用手動(dòng)輪直接控制壓力，操作方便，體積減小。 均質(zhì)頭制造成兩面均可使用的圓柱形結(jié)構(gòu)，加工方便，使用壽命長(zhǎng)。 定泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 塞平均速度 別是對(duì)柱塞及其密封的影響尤為顯著。 造成泄漏，流量下降，排出壓力也不能達(dá)到額定值。 動(dòng)端受力也增加從而使泵的總體尺寸和重量增加。一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得到 s 式中 柱塞平均速度 ， m/s； 統(tǒng)計(jì)系數(shù)，液壓機(jī)用三聯(lián)或多聯(lián)機(jī)動(dòng)泵一般為 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 折合成單聯(lián)單作用泵的有效功率 , Q / 612Z (k+1) 612Z(k+1) 中 Q 泵的流量， l/ 泵的排出壓力， kg f/ 泵的吸入壓力， kg f/ 當(dāng) 常壓時(shí)，全壓力 Z 泵的聯(lián)數(shù)（柱塞數(shù)）； K 系數(shù)， A， K=0，對(duì)雙作用泵， A #I 0,70,xb,yb,xc,yc,83,70,xe,ye,xf,5; 0.5,12.5,12.5,25,15,95; ,B,C,ac,a3,sc,7.5,45,50,50,00,20,b=260; ,l=300,m=100,*/ 0; if( m); 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 34 頁(yè) m); GA, ); m,l); I/180; ; ; ; ( 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 GA,:50,55.5,b=0, 0r/n);