需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 本設計設計的是高壓均質(zhì)機動力端主要零件。首先，文章介紹了高壓均質(zhì)機的工作原理。流體在高壓狀態(tài)下通過細小縫隙時，會產(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)機結(jié)構(gòu)，確定了均質(zhì)機主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后，按照高壓往復泵的設計方法對高壓均質(zhì)機的主要零部件，如傳動裝置、曲軸、連桿等進行了結(jié)構(gòu)設計。還有液力端泵閥的設計，并對其進行了相應的強度校核。最后，文章介紹了本次設計中還有高壓均質(zhì)機的運動仿真，采用了 C 語言程序，并對其進行 了詳細的說明。 關(guān)鍵詞：高壓均質(zhì)機 食品機械 均質(zhì)閥 江南大學畢業(yè)設計 第 2 頁 共 34 頁 目 錄 摘要 1 緒論 4 第一章 均質(zhì)機及其基本參數(shù) 5 質(zhì)機的均質(zhì)原理 5 質(zhì)機的工作原理 5 質(zhì)機的基本參數(shù) 6 第二章 總體 設計 9 動端結(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 動機的選擇 12 第三章 動力端的設計計算 14 動裝置的設計 14 軸的設計 15 桿與其軸瓦 15 字頭 16 第四章 液力端零部件設計 16 閥設計 16 第五章 運動仿真 20 語言程序簡介 20 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 動端運動及程序 20 設計小結(jié) 32 致謝 33 參考資料 34 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 江南大學畢業(yè)設計 第 4 頁 共 34 頁 緒 論 高壓均質(zhì)是一種制備超細液液乳化物或液固分散物的通用設備，被廣泛應用與各行業(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、高級涂料、顏料、染料等。 四、 生物工程技術(shù) ： 對大腸桿菌、胞進行破碎，撮取其有效成分。 隨著人民生活水平的提高，食品工業(yè)必將跟上時代的步伐，不僅要求食品本身的營養(yǎng)豐富，還對其質(zhì)量、口味、外觀、保存等提出了高標準 ,這樣必然把食品工業(yè)推上一個新高潮。 食品品種繁多，本設計是主要應用于乳品工業(yè)中。它是一種特殊的高壓泵，用于噴霧干燥設備中，可使液體分散成細微的霧滴，便于干燥成粉狀。通過均質(zhì)的煉乳、冰淇淋、代乳粉 ，液體中的分散項破裂成細微狀態(tài)，可減少沉淀，增加粘稠性，口感細膩，并延長存放時間。均質(zhì)機不僅在乳品工業(yè)和冰淇淋生產(chǎn)中得到廣泛應用，而且還適用于醫(yī)藥、化工生產(chǎn)中?？傊谖覈|(zhì)機發(fā)揮出的作用越來越大，因此需要人們對其進行深入的研究，以便設計生產(chǎn)。 本設計參考現(xiàn)有的均質(zhì)機而設計，力求經(jīng)濟、結(jié)構(gòu)合理 ,但肯定還有許多的不足之處，希望在老師和同學的幫助下，得到進一步的改進。 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 第 1 章 均質(zhì)機及其基本參數(shù) 均質(zhì)機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 99%。均質(zhì)機由均質(zhì)頭和高壓泵組成 ,即往復柱塞泵。它包括液力端和動力端。通過均質(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)機的均質(zhì)原理 切作用 流體在高速流動時，在均質(zhì)機頭隙縫處，產(chǎn)生剪切作用而均質(zhì)。脂肪球通過三個柱塞往復泵吸入泵體時，在縫隙處先是被延展，同時又存在著液流通過均質(zhì)閥時的渦動作用，使延展部分被剪切為更小的脂肪球微粒。又因為液流中存在著表面活性物質(zhì)，它圍繞在更細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 后面部分的還沒有流進縫隙。當?shù)竭_均質(zhì)閥活門縫隙處時，會同樣的剪切作用繼續(xù)形成更小的脂肪球微粒。 擊學說 三聯(lián)柱塞往復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。 穴學說 因高壓作用使料液高速流過均質(zhì)閥縫隙處時，造成相當于高頻振動的效果，能在瞬間引起空穴現(xiàn)象，使脂肪球碎裂。 在實際工作中，高壓均質(zhì)機的原理是以上幾種學說的綜合 。 質(zhì)機的工作原理 江南大學畢業(yè)設計 第 6 頁 共 34 頁 如圖 1示，當高壓液體通過閥的閥座和閥桿的狹窄通道時 (可以用調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)間隙大小 )，使液料速度達 150300m/s，壓力降低至液料汽化壓力，使之形成氣泡。當液料離開閥座門間 的間隙時，其速度降低，壓力升高，導致氣泡被壓破，產(chǎn)生內(nèi)爆，產(chǎn)生的空穴和高頻振動使脂肪球顆粒 破碎。此過程中，能量強烈釋放，液料形成湍流，沖擊沖擊流，完成均質(zhì)過程。 均質(zhì)料液均質(zhì)料液第一級調(diào)節(jié)閥柄第二級調(diào)節(jié)閥柄圖 1質(zhì)機的基本參數(shù) 時流量 理論上，瞬時流量 =工作腔容積變化率 如圖 1需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 圖 1圖 1缸泵的無因次流量曲線 / 3 / 3 / 3圖 1缸泵的無因 次流量曲線 q = u= (u) (q)= (u) 其中 (q) (u) (u)=(+2)。 衡量流量脈動性的指標為不均勻系數(shù) Q = 單缸泵： Q B = ； 雙缸泵： Q B /2=； 三缸泵： Q B /3=； 四缸泵： Q ； 江南大學畢業(yè)設計 第 8 頁 共 34 頁 可以看出 ,四缸泵的脈動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)濟性，壓力不宜太高，所以本機選 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。本設計要求料液溫度為 6070，同時，可以提高密封圈效率 。 率 理論流量與實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)閉時滯后造成的2V， 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 閥關(guān)閉不嚴造成的泄漏3V， 柱塞與密封圈之間的泄漏4V， 取V=1V+2V+3V+4V= 2 章 總體設計 動端結(jié)構(gòu)形式的選擇 傳動端為從動力輸入端到十字頭為止的部件，包括機體、曲柄、連桿、曲軸、十字頭及潤滑冷卻等輔助設備。 軸 曲軸為整體澆鑄體，材料為 機采用二支點 三拐式。三個曲柄相位角相差 120，曲柄與連桿之間軸瓦材料用 20%錫鋁合金。 確定曲軸半徑時考慮到兩個方面的問題 度、剛度無法滿足 ,撓度、轉(zhuǎn)角增加；較粗大時，要考慮加 工撓性問題。 曲拐的運動順序為一、三、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，力求使機械慣性力和慣性力矩得到平衡，減輕對基礎的餓撓性載荷。 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 桿體和大小頭中開油槽，油孔，來潤滑曲柄和十字頭。 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 動方式選擇 采用一級帶傳動。 力端結(jié)構(gòu)形式的選擇 液力端是從柱塞一直到泵進出口管接頭的部件，是介質(zhì)的過流部分，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，應遵循下述基本要求： a 過流性能好，水力阻力損失小，為此，液流通道應力求短而直，盡量逃避拐彎和急劇的斷面變化； 江南大學畢業(yè)設計 第 10 頁 共 34 頁 b 液流通道應利于氣體排出，不允許有死區(qū)，造成氣體滯留。通常，吸入閥應置于液缸體頂部； c 吸入閥和排出閥一般應該垂直布置，以利于閥板正常起閉和密封； d 余隙容積應盡可能的小，尤其是對高壓短程泵； e 易損件壽命長，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方體不銹鋼塊鍛造，材料為 1剛性好，工作腔間距小，機加工量小，吸排出閥布置為直通式三通體。其優(yōu)點為過流性能好，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。因為直徑小，采用實心結(jié)構(gòu)，加工簡單。為不使柱塞發(fā)熱，保證設備正常運轉(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)整螺旋彈簧對閥心的壓力，得到調(diào)整 流體壓力的作用。在雙級均質(zhì)閥中，第一級流體壓力為 18要使脂肪球破碎，第二級壓力減至 要使脂肪球均勻分散。 本機用手動輪直接控制壓力，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。 定泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 塞平均速度 別是對柱塞及其密封的影響尤為顯著。 造成泄漏，流量下降，排出壓力也不能達到額定值。 動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)驗公式得到 s 式中 柱塞平均速度 ， m/s； 統(tǒng)計系數(shù)，液壓機用三聯(lián)或多聯(lián)機動泵一般為 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 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 常壓時，全壓力 Z 泵的聯(lián)數(shù)（柱塞數(shù)）； K 系數(shù)， A， K=0，對雙作用泵， 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); 江南大學畢業(yè)設計 第 24 頁 共 34 頁 m); GA, ); m,l); I/180; ; ; ; ( 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 GA,:50,55.5,b=0, 0r/n);