摘 要
我国粗蛋白饲料资源十分丰富，但由于其含有抗营养因子、消化率低，直接饲喂动物效果不佳。研究表明，将粗蛋白饲料挤压膨化处理，能够改善其理化性状，利于动物消化和吸收。
目前，挤压膨化技术日渐完善。但现有的大豆膨化机结构复杂，尺寸大，操作维护不便且设备的价格较高，不能满足小型企业及个体户、专业户的需求。对现有膨化机改进设计，研制一种结构简单，价格便宜，易于操作，便于维修的、小型螺杆挤压膨化机，用来加工全脂大豆和豆粕，促进大豆资源的开发和利用。
本设计分析了挤压膨化机的工作原理，对粗蛋白膨化机进行了初步设计。综合考虑了影响膨化效果的因素，确定了膨化机的总体设计原则，对各组成部件的结构进行设计。确定出合理的膨化设备参数：螺杆结构参数、膨化套筒参数、模板参数及主轴参数等。
关键词：粗蛋白饲料；挤压膨化；单螺杆；总体设计。
目录
1前言……1
1.1大豆蛋白质饲料的现状 1
1.2 膨化饲料的特点 2
1.3 膨化方法和原理 2
1.4 膨化对饲料中营养成分的影响 2
1.4.1 蛋白质 2
1.4.2 淀粉 3
1.4.3 脂肪 3
1.4.4 纤维 3
1.4.5 适口性 3
1.5 挤压膨化的作用及目 3
1.5.1 作用 3
1.5.2 目的 4
1.6 国内外挤压膨化技术的发展 4
1.6.1 国外情况 4
1.6.2 国内情况 5
1.7 膨化机的现状及发展趋势 6
1.7.1 膨化机的现状 6
1.7.2 发展趋势 6
2 方案分析 8
3传动装置的设计 10
3.1电动机的选择 10
3.2 V带传动的设计 11
3.2.1 计算功率的确定 11
3.2.2 带型的选择 11
3.2.3 带轮基准直径的确定 11
3.2.4 带轮中心距A和V带的基准长度 的确定 12
3.2.5 包角的验算 12
3.2.6 带的根数的确定 13
3.2.7 带的预紧力的确定 13
3.2.8 压轴力的确定 14
3.3 轴的确定 14
3.3.1 轴径的计算 14
3.3.2轴的尺寸确定 14
3.3.3 轴的强度校核 15
4 膨化装置的设计 17
4.1 螺杆的设计 17
4.1.1 螺杆外直径的确定 17
4.1.2 螺杆基本参数的确定 18
4.1.3 螺杆的受力分析 19
4.1.4 螺杆的强度计算 20
4.2 模板的设计 22
4.3 套筒的设计 23
4.4 加料口的设计 24
5 承载件和连接件的校核 25
5.1 轴承的校核 25
5.2 螺栓的校核 26
5.3 键的校核 27
6.结论 28
致谢……………29
参考文献…………30
1前言
1.1大豆蛋白质饲料的现状
随着我国畜牧业和饲料工业的不断发展，动物饲料日趋向高能量、高蛋白质发展，因此对蛋白质的需求量在不断增长，但动物蛋白质资源有限，不能满足养殖业的需求，必须寻找植物蛋白资源来弥补动物蛋白资源的不足。与其它农作物相比，大豆中含有丰富的蛋白质和油脂，必需的氨基酸、脂肪酸，卵磷脂的含量也十分丰富，是人类的优质食品和动物的优质、高能、高蛋白饲料；我国有丰富的大豆资源，年产量约为1500万吨，居世界第四位。全脂大豆可作为生产高能量、高蛋白质优质饲料的原料，它不仅可满足高档饲料对高能量、高蛋白质的要求，同时克服了添加油脂对饲料品质的影响。
大豆化学成分的特点为蛋白质和脂肪含量较高，用大豆植物性蛋白来替代昂贵的动物性蛋白，如：鱼粉、骨粉和血粉等，这可大大降低生产饲料的成本，同时大豆中还含有多种抗营养因子，其中的胰蛋白酶抑制因子、脂肪氧化酶、脲酶等，如果不进行处理就加到饲料中去，将会影响动物对营养的吸收。胰蛋白霉抑制因子可以和动物小肠液中的胰蛋白酶结合，生成无活性的复合物，降低了胰蛋白酶的活性，影响动物的消化，导致蛋白质的吸收下降。常温常压下在80℃时胰蛋白酶抑制因子的活性仍然较高，如果要彻底消除胰蛋白酶抑制因子的活性，则需要高温高压处理；脂肪氧化酶可以生产一些不良风味，如果不去除则会影响动物的采食量。常温常压下，温度大于84℃时，脂肪氧化酶就能完全失去活性；脲酶是一种抗营养因子，能在动物小肠中干扰蛋白质消化酶的作用，所以必须使脲酶钝化，才能保证动物对营养物质的消化吸收。脲酶常温常压下很难处理，只有在高温高压下才能除去。因此，大豆中一些影响营养物质吸收的有害成分，只有通过高温高压处理才能消除其影响。
脱脂豆粕（或豆饼、豆粉，大豆经压榨或浸出加工后的主产物）富含蛋白质（40%-60%），既是食品工业的优质基础原料，又是食品加工的优质蛋白源和营养源；是国际上新兴大豆蛋白工业的主要原料，用于生产脱脂大豆蛋白粉、大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白和大豆组织蛋白等4 大类100 多种产品。我国是豆粕的生产大国，2000/01年度国内豆粕产量首次突破1000 万吨，达1032.3万吨，2001/02 年度为1520 万吨，2002/03 年度达1835 万吨。而目前我国豆粕的应用主要集中于饲料加工业（占总量的90%以上），用于生产家畜、家禽和鱼类饲料。
目前采用膨化工艺对大豆进行高温高压处理，不仅使大豆的抗营养因子失去活性，而且其高温、高压、高剪切的瞬时作用有利于蛋白质变性，使淀粉糊化至油细胞破裂，从而使三者的消化率都得到提高。挤压膨化饲料技术是近几年在饲料行业中发展起来的一项新技术。膨化饲料除具有硬颗粒饲料的一般特点，如适口性好、避免产品自动分级、便于运输、饲喂及减少采食过程中的饲料浪费等外，还具有独特的优点：
①经膨化处理后，饲料中的淀粉糊化度高、粗纤维性物质的结构遭到破坏，蛋白质更易消化吸收，提高了对饲料的利用率。
②经高温、高压处理后，饲料中的有害细菌和某些抗营养因子遭到破坏，利于畜禽健康。
③膨化饲料水分含量低，易于长期储存。
④膨化饲料的密度较小，应用于饲养水产动物，其具有的漂浮性优点尤为突出，饲料浪费小，最大限度地控制了水质污染。
