摘要
为了推动国内畜牧业的向前进步，加快膨化饲料行业的发展，研制出一种能够大规模应用于中小型企业的膨化设备是尤为迫切的。如今市场上出现的玉米膨化机因其体积较大、功率高，价格高的缺陷，使其难以满足实际的生产需求，因此想要实现大规模的应用是十分困难的。所以研制一种结构简单、价格低廉的小型玉米膨化设备，对我国饲料行业的发展具有重要的现实意义。
本文以现存在的挤压膨化机为基础，同时结合以往总结的生产实践，制定了一套既缩减了成本又简化机构的双通挤压膨化机。此双通挤压膨化机与以前的挤压膨化机在结构上有所区别，主要添加了一组挤压设置，从而形成双通结构。除此之外，对传动装置进行了相应的简化，利用主传动电机来驱动上述的双通挤压设置。在此过程中主要涉及类比与模块化的方法，对挤压膨化机的总体动力传输路径进行了初步的计算，并对挤压系统的工作效率进行了初步的分析采用现物观察与三维模型相结合的方式，对设备的零件结构进行了解析，并对此装配布置中的相关结构进行了改进。根据分析及计算确定了关键部件（传动主轴、传动皮带、主传动电动机等结构）的构造以及选型，最终研制了一种具有结构简单、生产成本低廉的双筒挤压膨化设备的三维模型及整体布置方案。该设备克服了挤压膨化机设计过程复杂、设计费用高、开发周期长等问题，同时也为双螺杆挤压膨化机研制和开发提供了一种切实可行的方案。
关键词；螺杆；膨化机；挤压
Abstract
In order to promote the progress of domestic animal husbandry and speed up the development of expanded feed industry, it is particularly urgent to develop a kind of expanded equipment that can be used in small and medium-sized enterprises on a large scale. Because of its large volume, high power and high price, the corn expander on the market today is difficult to meet the actual production demand, so it is very difficult to achieve large-scale application. Therefore, it is of great practical significance to develop a small corn puffing equipment with simple structure and low price for the development of feed industry in China.
This paper is based on the existing extruding and puffing machine, combined with the previous production practice, developed a set of double extrusion and puffing machine which reduces the cost and simplifies the mechanism. This double-pass extrusion puffing machine is different from the previous extrusion puffing machine in structure, the main addition of a set of extrusion Settings, so as to form a double-pass structure. In addition, a corresponding simplification of the transmission is made to use the main drive motor to drive the above dual-pass extrusion setup. Mainly involved in the process of analogy and modular method, overall power transmission path of extrusion machine has carried on the preliminary calculation, and the efficiency of extrusion system has carried on the preliminary analysis by using the forms of observation and three-dimensional model of the way of combining parts of equipment structure, and related structures was improved in assembly arrangements. According to the analysis and calculation to determine the key components (drive spindle, drive belt, main drive motor and other structures) of the structure and selection, and finally developed a simple structure, low production cost of the three-dimensional model of double barrel extrusion equipment and the overall layout scheme. The equipment overcomes the problems such as complicated design process, high design cost and long development cycle of extruder, and provides a feasible scheme for the research and development of twin screw extruder.
key word：Screw; Extruder; extrusion
目录
摘要1
Abstract 2
1引言5
1.1课题来源5
1.2研究意义5
1.3国内外研究现状6
1.3.1国外研究现状6
1.3.2国内研究现状6
1.4主要内容7
第2章总体方案拟定7
2.1总体方案的拟定7
2.2传动系统方案的拟定8
2.3挤压系统方案的拟定8
第3章传动系统的设计及校核11
3.1传动部电机的选择11
3.2V带传动的设计11
3.2.1确定计算功率Pca 11
3.2.2选择带型12
3.2.3确定带轮的基准直径dd1和dd2 12
3.2.4计算从动轮的基准直径dd2 12
3.2.5确定中心距a和带的基准长度Ld 13
3.2.6验算小带轮上的包角13
3.2.7计算V带的根数z 14
3.2.8计算预紧力F0 14
3.2.9计算作用在轴上的压轴力Fp 14
3.3带轮的设计15
3.3.1带轮材料的选择15
3.3.2带轮的结构尺寸15
3.4轴的设计15
3.4.1求主轴上的功率P2及转矩T2 16
3.4.2初步确定轴的最小直径16
3.4.3轴的结构设计16
3.5轴的受力分析17
3.5.1确定轴的轴向力17
3.5.2确定轴的弯矩17
3.5.3确定轴的扭矩17
3.5.4确定当量弯矩17
3.6轴的强度校核18
3.7轴的疲劳强度校核18
第4章挤压系统的设计21
4.1膨化机的挤压系统21
4.2螺杆的设计21
4.2.1螺杆的结构设计21
4.2.2螺杆的基本参数确定22
4.2.3螺杆材料的选择23
4.3螺杆的受力分析及确定23
4.4螺杆强度校核24
4.5机筒的设计26
4.5.1机筒最大压力的确定27
4.5.2确定机筒理论厚度28
4.5.3计算机筒内温度28
4.6喷嘴设计29
4.7加料口的设计31
4.8滚动轴承选型设计31
结论35
1引言
1.1课题来源
自从世界上第一台膨化机发明投产以来,膨化机提供了许多独特的加工手段，产生了意想不到的效果，并逐渐被人们所认识。随着人们对膨化技术认识和研究的不断深入，其应用领域也在不断扩大，自从1992年米糠保鲜、成型工艺被列为国家科技成果重点推广计划项目以来、膨化技术及相关的膨化设备，在油脂、饲料、食品等行业中已经取得了长足的发展。近几年，国际上已在蔬菜水果的脱水保鲜、混合产品的稳定性处理等领域中掀起了挤压膨化的热潮。但是目前市场上所见膨化机都是大型膨化机，功率大、售价高，功率一般在几十千瓦左右，最高可达340千瓦,售价由几万元到几百万元不等，因此很难在中小型企业中推广，因此设计一种结构简单、价格便宜、适于中小型企业和个体户、专业户使用的小型膨化机，这对于我国畜牧业的发展，具有重要的意义，本次设计的目的正是基于以上指导思想并根据膨化机的设计经验设计出符合以上要求的小型螺杆膨化机，用来加工玉米等农作物，促进我国农业资源的开发利用。
1.2研究意义
随着世界各国的畜牧业如火如荼地发展，膨化设备
