辊式魔芋磨粉机基础件的结构优化

发布时间：2020-11-22 04:15

　　 魔芋作为一种多功能性的蔬菜,富含了魔芋糖、神经酰胺、生物碱等多种功能性成分,具有清热消肿、活血化瘀、降糖降脂、防癌通便等功效。魔芋精粉是富含了魔芋主要营养的浓缩品,拥有极大的营养成分和独特性能,在食品、药用、保健以及工业等领域有着极为广阔的应用前景。由于国内魔芋精粉的制造设备较少,本文在借鉴国外同类制粉技术基础上,结合国内粮食农作物加工的常用设备-辊式磨粉机,进行研究分析。(1)机架作为磨粉机最主要的承重部件,往往因为工作安全,机架结构尺寸与重量偏大。为降低生产成本,本文以FMFQK_1100/25型磨粉机机架为研究对象,对其以减重为目的进行优化设计,具体内容如下:首先,对机架进行了受力分析与载荷计算,同时应用Creo3.0建立机架三维模型,为机架有限元分析奠定了基础;然后,利用有限元分析软件ANSYS对机架进行静力学分析和模态分析以及谐响应分析,根据机架的整体变形、应力变化和模态振型,结合磨粉机的实际工作情况,得出可对机架减重优化的结论;最后,应用拓扑优化设计方法,对其减重优化设计,优化后机架减重12%。通过对优化后机架进行有限元分析,结果表明,优化后的机架结构合理且符合设计要求。(2)为了提高磨粉机生产效率和输料系统使用寿命,对磨粉机吸料管进行了优化设计,具体内容如下:首先,对磨粉机吸料过程中相关参数进行采集和计算,为了对比分析物料对不同吸料管的结构影响,应用Creo3.0建立四种弯管角度的吸料管模型,为吸料管数值模拟奠定了基础;然后,利用流体分析软件对其进行流体模拟仿真分析;最后,对比分析管内流体区域压力云图和速度矢量图,结果表明,夹角为30°的吸料管结构最为合理。(3)模拟分析磨粉机腔体内物料流动过程,优化腔体模型,具体内容如下:建立流体域腔体组合模型,在对吸料管进行数值模拟基础上,利用Fluent对磨粉机腔体内物料流动情况进行了分析。结果表明,物料会在腔体内形成涡流,影响了磨粉机的出粉效率。讨论分析了减少磨粉机腔体内部涡流区的具体方法,可以把刚性壁面改为柔性壁面,还有扩大磨粉机腔体内部容积,通过这两种具体措施来实现减少涡流区的目的。利用Creo3.0建立优化的腔体模型,通过物料运动轨迹图可知:优化后的磨粉机腔体内部涡流明显减少,为优化磨粉机机架结构提供了参考。
【学位单位】：陕西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：TS211.3
【部分图文】：

-7-第2章辊式磨粉机结构参数计算及模型建立2.1辊式磨粉机的组成辊式魔芋磨粉机主要由铸件焊接而成的机架、以进料口和喂料辊为主体的喂料系统、以磨辊为主体的磨料系统、以及由内置料斗、吸料管等部件构成的输料系统组成。其主体结构呈左右对称分布，实物外观图如图2-1所示（不包括外接软管、吸料风机、外置料斗等），工作装置如图2-2所示。图2-1辊式魔芋磨粉机外观图Fig.2-1RollerKonjacMillAppearance图2-2辊式魔芋磨粉机工作装置图Fig.2-2Rollerkonjacmillworkingdevicediagram陕西理工大学硕士学位论文

-7-第2章辊式磨粉机结构参数计算及模型建立2.1辊式磨粉机的组成辊式魔芋磨粉机主要由铸件焊接而成的机架、以进料口和喂料辊为主体的喂料系统、以磨辊为主体的磨料系统、以及由内置料斗、吸料管等部件构成的输料系统组成。其主体结构呈左右对称分布，实物外观图如图2-1所示（不包括外接软管、吸料风机、外置料斗等），工作装置如图2-2所示。图2-1辊式魔芋磨粉机外观图Fig.2-1RollerKonjacMillAppearance图2-2辊式魔芋磨粉机工作装置图Fig.2-2Rollerkonjacmillworkingdevicediagram陕西理工大学硕士学位论文

陕西理工大学硕士学位论文-8-2.2辊式磨粉机的工作原理和工作过程辊式磨粉机工作时，由进料口放入的魔芋干片从斜面进料槽落入下方的喂料辊，经过喂料辊的传导，将物料定量、均匀的喂入正下方以一定速比高速相向旋转的圆柱形磨辊轧区中；当物料进入两磨辊的轧距时，受到磨辊的挤压、剪切和研磨等作用而被粉碎；粉碎后的魔芋粉料从两磨辊间轧距间隙落入下方内置料斗中，并在吸料风机作用下，吸料管内形成负压，将料斗中研磨好的粉料通过吸料管和外接软管吸入，并输出至外置料斗内，进行收集。工作流程如图2-3所示。图2-3工作过程示意图Fig.2-3Workingprocessdiagram2.3辊式磨粉机机架模型的建立2.3.1Creo3.0Parametric软件介绍Creo是一款完全兼备互操作性、开放、易用的CAD设计应用软件，也是PTC公司在“闪电计划”项目中自主研发的首个设计软件产品。它将原有Pro/engineer、ProductView、CoCreate三大设计软件基本参数的个性化设计技术、可视化设计技术、直接建模设计技术等功能整合一体，并在此基础上不断对软件子程序的功能进行优化，开发和设计出了一系列的设计软件和工具包。Creo3.0是PTC公司在2012年正式发布的新设计版本，该版本软件安装包主要功能包括parametric、direct、simulate等一系列的应用程序。Creo3.0具有很好的互操作性，用户在安装后可以根据自己的需要在其各自的应用程序之间进行无缝切换。Creo3.0Parametric软件是目前Creo3.0软件工具包里最为重要的应用程序设计软件，它继承了以往Pro/E强大而灵活的参数个性化功能，并增加了柔性建模等多种创新设计功能。该软件是3DCAD工业领域的新产品设计标准，可以有效帮助企业用户快速、高效地进行产品个性化设计。同时，能够实时地对产品的装配体及内部零件进行干涉分析和检查，?
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本文编号：2894106