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無錫太湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目:同向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機及擠壓部件設(shè)計信機系機械工程及自動化專業(yè)學(xué)號:學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:(職稱:副教授)(職稱:)課題來源自擬課題科學(xué)依據(jù)(包括課題的科學(xué)意義;國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢;應(yīng)用前景等)(1)課題科學(xué)意義擠壓加工技術(shù)作為一種經(jīng)濟實用的新型加工方法廣泛應(yīng)用于食品生產(chǎn)中,并得到迅速發(fā)展。采用擠壓技術(shù)來加工食品,只要簡單地更換擠壓模具,便可以很方便地改變產(chǎn)品造型。擠壓研究內(nèi)容包括原料經(jīng)擠壓后微觀結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性質(zhì)的變化,擠壓性能及原料本身特性對產(chǎn)品質(zhì)量的影響等,為擠壓技術(shù)在新領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。擠壓機有多種機型,本文主要研究螺桿擠壓機,它主要由一個機筒和可在機筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)的螺桿等部件組成。螺桿擠壓機按螺桿數(shù)量分為單螺桿擠壓機和雙螺桿擠壓機兩大類。單螺桿與雙螺桿擠壓機的主要差別是其中物料的允許水分范圍以及加工能力的差別應(yīng)是最值得注意的方面。本文主要研究雙螺桿擠壓機。雙螺桿擠壓機是多螺桿擠壓機中的一種,是在單螺桿擠壓機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在雙螺桿擠壓機的機筒中,并排安放兩根螺桿,故稱雙螺桿擠壓機。雙螺桿擠壓機按螺桿方向不同,可分為同向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)兩大類,本文主要研究同向雙螺桿擠壓機。同向旋轉(zhuǎn)相較反向旋轉(zhuǎn),其優(yōu)越性是很明顯的,但這并非說同向旋轉(zhuǎn)不存在問題。首先是推送效率問題,反向旋轉(zhuǎn)式螺桿的擠壓建立在類似于齒輪泵的原理上,物料在雙螺桿內(nèi)的流動不是由于摩擦牽引作用,而是因為機械的強制推送,物料能均勻分配給兩螺桿,所以推送效率高。但雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)式,按螺桿旋轉(zhuǎn)方向,物料只送往螺桿轉(zhuǎn)向端,物料分布偏向一方,其推送性只及反向旋轉(zhuǎn)的一半左右。(2)擠壓機的研究狀況及其發(fā)展前景與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比,擠壓加工極大地改善了谷物食品的加工工藝,縮短了工藝過程,豐富了谷物食品的花色品種,降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)費用,減少了占地面積,大大降低了勞動強度,同時也改善了產(chǎn)品的組織狀態(tài)和口感,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。本世紀(jì)30年代末期,首次把擠壓機應(yīng)用于方便食品谷物的生產(chǎn)中,1936年第一臺應(yīng)用于谷物加工的單螺桿擠壓蒸煮機問世,并在行業(yè)中取得成功。40年代末期,隨著擠壓技術(shù)的發(fā)展,擠壓機的應(yīng)用在食品領(lǐng)域中進一步擴大,深受歡迎。50年代初,迅速發(fā)展的擠壓蒸煮由于省時省力,很大程度上取代了當(dāng)時的餅干焙烤。利用擠壓技術(shù)處理淀粉等,取得了較好的糊化效果。60年代中期,擠壓機進一步發(fā)展完善,到了70年代,許多國家紛紛展開擠壓機理的探討,進一步研究各種谷物及蛋白類食物在擠壓過程中發(fā)生的一系列變化。目前美國生產(chǎn)的大型擠壓機生產(chǎn)能力已達每小時幾頓至十幾噸,擠壓產(chǎn)品遍及全國各地及食品業(yè)和飼料業(yè),有關(guān)擠壓技術(shù)和設(shè)備的專利已達百余份。日本長期以來對擠壓技術(shù)及理論,尤其是谷物膨化淀粉的性質(zhì)方面做了大量的研究。1979年生產(chǎn)的擠壓食品就有300多種,大規(guī)模地把擠壓技術(shù)應(yīng)用于快餐食品及飼料生產(chǎn)工業(yè)中。西方許多國家如英國,法國,德國,意大利,瑞士等對擠壓技術(shù)也做了大量的研究。近年來,國外擠壓食品已成為一大類方便食品。量的研究。近年來,國外擠壓食品已成為一大類方便食品。隨著人民生活水平的提高和飲食結(jié)構(gòu)的變化,隨著對擠壓機理研究的不斷深入和新型擠壓設(shè)備的研制開發(fā),擠壓食品的品種和產(chǎn)量將會日益增多,并朝著高效節(jié)能,產(chǎn)品風(fēng)味多樣化和美味化方向發(fā)展。(3)同向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機的研究狀況及發(fā)展前景雙螺桿擠壓技術(shù)近幾年發(fā)展迅速。研究表明,與單螺桿擠出技術(shù)相比,雙螺桿擠出技術(shù)具有無法比擬的優(yōu)越性能,如物料能充分、徹底混合揉捏,并且在雙螺桿擠出機運轉(zhuǎn)時,由于雙螺桿互相嚙合而具有自行擦凈的功能,避免了單螺桿擠出機經(jīng)常出現(xiàn)的螺桿堵塞的物料在套筒表面產(chǎn)生結(jié)焦的現(xiàn)象。同時雙螺桿擠壓機還具有廣泛的原料適應(yīng)性這一顯著優(yōu)點,解決了單螺桿擠壓機無法處理高水分和高脂肪物料這一瓶頸。雙螺桿擠出機因其具有突出的高效工作性能,受到了食品行業(yè)的廣泛重視。作者根據(jù)收集的相關(guān)文獻,對雙螺桿擠壓機在食品工業(yè)中的應(yīng)用、雙螺桿擠壓加工對食品中營養(yǎng)成分的影響、雙螺桿擠壓技術(shù)的發(fā)展前景等進行綜合的分析和論述,期望有益于我國雙螺桿食品擠壓蒸煮的研究與發(fā)展。食品成分十分復(fù)雜,通常是若干種原料混合在一起加工,進入擠出機的物料更是由多種復(fù)雜多變的生物高分子混合構(gòu)成,而且,食品擠壓過程往往或高或低地伴隨著一定量的水分進行,構(gòu)成所謂的低濕擠壓加工和高濕擠壓加工。兩種水分含量不同的擠壓蒸煮加工,對擠壓系統(tǒng)運行的影響也有極大差別,因此雙螺桿擠壓機在物理模型建立和數(shù)學(xué)模型求證方面存在困難,這也是擠壓技術(shù)面臨的最大問題。這一問題的解決,將會大大提高雙螺桿擠壓技術(shù)的研究水平。從世界食品發(fā)展潮流看,擠壓食品占有重要地位。由于它能為消費者提供色、香、味、營養(yǎng)俱全的食品,是其它食品加工手段不可比擬的。發(fā)達國家已把蒸煮擠壓食品單列為一大類食品,并在保健食品擠壓技術(shù)、功能性食品擠壓技術(shù)、超臨界流體擠壓技術(shù)、米粉擠壓技術(shù)、點心與早餐等即食谷類食品加工、擠壓太空食品等方面開展了廣泛深入的研究。我國在這一新興領(lǐng)域也開展了一些研究工作,但尚缺乏深度及廣度。因此從事該領(lǐng)域的研究將大有作為。目前有關(guān)雙螺桿擠壓膨化機在水產(chǎn)飼料加工中的報道很多。但對有關(guān)魚肉雙軸擠出組織化的研究尚缺乏系統(tǒng)性。水產(chǎn)品不但將成為人們攝取動物蛋白質(zhì)的主要來源之一,而且也可以緩解人增地減、食品不足、優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)缺乏的問題。利用雙螺桿擠壓技術(shù)研究開發(fā)低值水產(chǎn)資源,將具有顯著的綜合效益。擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析擬研究方法、技術(shù)路線:根據(jù)課題所確定的擠壓機種類,用途及生產(chǎn)能力確定和面機的主要構(gòu)件(例如螺桿,機筒)機構(gòu)形式和尺寸參數(shù),運動參數(shù)及動力參數(shù)(電機功率)。根據(jù)擠壓機主要構(gòu)件的形式,性質(zhì)及運動參數(shù),擬定整機的機械傳動鏈和傳動系統(tǒng)圖。計算并確定各級傳動的傳動比,皮帶轉(zhuǎn)動,齒輪轉(zhuǎn)動等傳動構(gòu)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸,擬定機器的結(jié)構(gòu)方案圖。根據(jù)結(jié)構(gòu)方案圖,在正式圖紙上擬定傳動構(gòu)件及執(zhí)行構(gòu)件的位置,然后依次進行執(zhí)行構(gòu)件及傳動系統(tǒng)設(shè)計機體,操縱機構(gòu)設(shè)計,密封及潤滑的結(jié)構(gòu)設(shè)計。研究計劃及預(yù)期成果研究計劃:2012年10月12日-2012年12月31日:按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料,完成畢業(yè)設(shè)計開題報告書。2013年1月1日-2013年1月27日:學(xué)習(xí)并翻譯一篇與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的英文材料。2013年1月28日-2013年3月3日:畢業(yè)實習(xí)。2013年3月4日-2013年3月17日:同向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機的主要參數(shù)計算與確定。2013年3月18日-2013年4月14日:同向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。2013年4月15日-2013年4月28日:部件圖和零件圖設(shè)計。2013年4月29日-2013年5月20日:畢業(yè)論文撰寫和修改工作。預(yù)期成果:根據(jù)提供的主要構(gòu)件參數(shù)而計算出的傳動構(gòu)件的參數(shù),尺寸及機體等是合理的,可以進行正常的生產(chǎn)組裝,最終達到同向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機的工作要求。特色或創(chuàng)新之處機器操作噪音小。故障率低,
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