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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985卧式双螺旋混合机设计学生姓名学号所属学院专业班级指导老师日期毕业设计下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985前言搅拌设备使用历史悠久，大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、冶金等行业中。搅拌设备可以从各种不同角度进行分类，如按照搅拌装置的安装形式简单的可分为立式和卧式，其中卧式是指搅拌容器轴线与混合机回转轴线都处于水平位置。本课题在国内外混合机的研究与发展的基础上，设计了一种新的带有搅拌功能的卧式混合机结构设计方案，以用于食品工业的面粉搅拌操作。该卧式混合机具有的传动系统，采用V带和齿轮传动实现搅拌任务。本文对卧式混合机的基本结构、基本尺寸进行了详细设计，并利用SOLIDWORKS对混合机结构进行三维建模，以便更直观地展现设计思想和进行结构分析；并对设计零件进行了分析校核，保证混合机的可靠运行。关键词卧式；混合机；混合；食品工业下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985目录1绪论111课题研究意义112混合机国内外发展现状113卧式混合机发展趋势314论文主要完成的工作32卧式混合机总体方案设计421卧式混合机总体结构方案422混合机性能指标的设定53卧式混合机结构设计631驱动元件的选择与计算632传动系统的结构设计833搅拌部分结构设计114安全性计算与校核1341轴承的校核1342轴的校核14总结15致谢16参考文献172311绪论11课题研究意义理论上把任何状态（固态、液态、气态和半液态）下物料均匀掺和在一起的操作称为混合，但习惯上常把固态物料之间掺和或者固态物料加湿的操作称为混合；而把固态、液态或气态物料与液态物料混合的操作称为搅拌1。搅拌与混合操作是应用最广的过程操作之一，大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、造纸、农药、涂料、冶金、废水处理等行业中。近年来，搅拌与混合技术发展很快、搅拌与混合设备向着大型化、标准化、高效节能化、机电一体化、智能化和特殊化方向发展。在这种形式下，技术人员如何借鉴已有经验，掌握新的变化情况，正确设计与选用不同工艺条件下操作的搅拌与混合设备，使其满足安全、可靠、高效和节能的要求，就变得十分重要了。搅拌混合设备是各种工业反应不可或缺的重要机械。然而，由于搅拌目的多样性和混合反应的复杂性，当前，搅拌混合技术还存在着一些问题。例如搅拌效率低，功耗大，铸造成本高，在自动化选型和设计问题上，长期以来一直依靠专家根据经验知识人工完成，智能化水平不高，设计周期较长，资金和人力物力消耗巨大等。因此研制新型搅拌装置和采用先进流场测量技术一直是搅拌过程所研究的主要课题。12混合机国内外发展现状在食品工业中，混合是指两种或两种以上不同物料互相混合，成分浓度达到一定程度均匀性的单元操作2。混合机应用于谷物混合、粉料混合、面粉中加辅料与添加剂、干制食品中加添加剂与调味粉及速溶饮品的制造等操作中，目的是使两种或两种以上的粉料颗粒通过流动作用，成为组分浓度均匀的混合物。近年来，随着科学技术的发展和相关理论的完善进一步成熟，混合机的设计和制造获得了飞速发展。但是，它也面临着必需满足合理利用资源、节能降耗和对环境保护要求的严峻挑战。混合机在服从装置规模经济化和品种多样化的同时，正日趋大型化。基于节能要求，开发出变频调速电机、小剪切阻力桨叶、以新型密封代替机械密封和填料密封，以磁力驱动代替机械驱动。基于降低产品总体成本、减少维修保养成本和提高设备品均维修间隔时间的要求，大大提高设备运行寿命。基于满足卫生和降低清洗和杀菌成本的要求，实现CIP（就地清洗）和SIP（就地杀菌），提高自动化水平，避免人与产品接触，减少人工操作和待机时间，大大提高产品卫生水平。这些都是现代新型搅拌装置的研究方向，其中有许多方面已经取得丰硕成果，有些方面还在进一步研究当中3。传统的混合机密封装置基本有四种，填料密封、机械密封、液压密封和唇状密封。前两种密封同泵的密封类似。液压密封最简单，在混合机中用得最少。唇状密封只适用于低压、防尘、防蒸汽的密封，这种密封，结构也很少采用，最常用的密封是前两种。其中机械密封成本较高，但泄漏率低，维修频度是填料密封的二分之一到四分之一。2磁力驱动混合机的特点是以静密封结构取代动密封，混合机与电极传动之间采用磁力偶合器联结，不存在接触传递力矩，能彻底解决机械密封与填料密封的泄漏问题。在国内威海自控反应釜公司、开原化工机械磁力反应釜厂、温州中伟的磁密封设备厂等均生产磁力混合机。国外的瑞典NA型磁力搅拌反应釜，混合机安装在反应釜底部，混合机与釜底齐平，易于拆卸，可靠、耐用和便于维修。磁力混合机的缺点是对于一些粘稠液体或有大量固体参加或生成的反应尚不能顺利使用，此时必须使用机械混合机作为驱动能源。在新型搅拌桨叶的开发方面，很多公司都在积极开发具有适合于高黏度物料的桨叶的混合机，其中美国ROSS公司开发的新型双行星式混合机是其中之一。同传统的矩形长条形行星桨叶见图11A不同，新型的高黏度搅拌桨叶见图11B有一个精确的空间角度，使桨叶的转动轨迹不但有力地推动高黏度物料向前运动，而且推动它向下运动，不产生爬升，而且比传统的行星式垂直桨叶的阻力要小得多。传统的行星式垂直桨叶有两组，每组两片垂直的扁长桨叶，当这两片桨叶在容器里面转动时，产生极大剪切阻力，功耗大增，电流猛升。这个问题一直是传统行星式垂直桨叶的要害所在。（A）传统的行星式桨叶（B）新型HV桨叶图11新旧搅拌桨叶对比新型HV桨叶由于是螺旋式设计，两组HV桨叶在交替转过一个截面时几乎是连续地在切断物料，负荷是连续地处于平衡状态，从而消灭了电流的浪涌迹象。德国INOTECH公司采用锥形搅拌原理的搅拌头，既可搅拌低黏度，也可搅拌黏度高的物料，其形状如图12所示。3图12搅拌低粘度和高粘度物料的慢速转动的搅拌头这种搅拌头的显著优点是以比较慢的速度搅拌，但搅拌时间短，搅拌时未吸入空气，不起泡沫，无须加热，对物料的动作比较柔和的，节省能量，一次完成，便于安装，既可用于搅拌化学品，也可用于搅拌食品。在新型转子定子搅拌技术方面进展也很迅速，转子定子搅拌技术可制造亚微米级的各种乳化剂，美国ROSS和IKA公司生产的这种混合机，其产量约比相同功率的胶体磨或均质机大十倍。其原理是令转子在极高速度下转动，使转子尖端速度极大，由于转子和定子之间的速度差，在转、定子间隙中产生极大的剪切能，可使物料在被搅拌的同时，被破碎到亚微米级。多功能化和搅拌过程的自动化是二十一世纪提高搅拌产品质量、产量和满足环境保护要求的主导方向，目前有如下几个发展趋势4（1）多轴搅拌机，它配备三套独立传动的搅拌装置。一套是沿着搅拌容器周边慢速转动的三翼锚式搅拌桨，使物料产生激烈的轴向和径向流动，促使物料良好的混合和传热；第二套是定/转子式剪切装置和高速分散头。（2）双行星混合机与变速驱动装置的组合，这一构想使得即使在极低转速下也可获得极大扭矩。而低转速搅拌对于制造高性能的硅胶、树脂、橡胶添加剂、牙科材料、金属和陶瓷粉等是非常重要的。（3）行星桨叶与高速分散器的组合，采用这种组合的混合机，被处理物料的黏度可高达120万厘泊。行星桨叶和分散在环绕容器转动时各有自己的转轴，行星桨叶将物料传送到分散头。高速分散则对物料施加剪切力。（4）自动卸料和互换搅拌容器，由于粘稠材料人工卸料很困难，很多厂家都采取自动卸料措施。自动卸料系统大大减少了人工卸料的停机时间。不但大大提高了产量，减小次品，还保证了产品质量的一致性。同时操作人员与产品的接触大大减少，产品不受污染的安全性也大大提高了。13卧式混合机发展趋势随着近几年科学技术的迅猛发展和相关理论的进一步完善，完全可以相信混合机的设计和制造将会取得更大发展，其在社会生产中也会发挥越来越重要的作用。并且混合机在服从装置规模经济化和品种多样化的同时，未来的新型产品也会越来越满足合理利用资源、节能降耗和对环境保护的众多要求。14论文主要完成的工作卧式搅拌装置主要由两个部分组成主传动部分、搅拌叶片。主传动部分包括一个异步电机和减速系统。搅拌叶片为螺带式搅拌叶片，为的是能让物料在搅拌过程中更高效率的混合。本论文的主要研究内容如下（1）总体方案设计4通过对国内外混合机发展现状的研究，以及对食品设备设计原则的学习，在吸取宝贵经验的同时也加入了自己的一些改进措施，制定自己的设计方案。（2）卧式混合机的结构设计有了总体的设计方案，将混合机的结构分成主传动系统、搅拌部分和机架三大部分，然后分别对这三部分进行详细设计。（3）零件安全性校核当完成各部分的零件设计后，还要进行安全性校核。本论文主要对处于最复杂受力状态下的轴、轴承、键以及电机进行了校核计算举例，其他各个零件的校核计算并没写到论文中。2卧式混合机总体方案设计21卧式混合机总体结构方案卧式混合机的搅拌容器轴线和混合机回转轴线都处于水平位置；其结构简单，造价低廉、卸料、清洗、维修方便，可与其他设备配合完成连续生产，但占地面积一般较大。这类机器生产能力（一次调粉容量）范围大，通常在25400KG/次左右，如面包，饼干，糕点及一些饮食行业的面食生产中均得到了广泛应用。211传动方式确定（1）混合机形式选择，本设计要求卧式混合，考虑卧式混合与目的，采用容器固定式卧式混合机。（2）传动方案确定，因对搅拌速度要求不高，市场上已有的成熟产品混合速度约为60R/MIN，过高的转速并不会产生良好的搅拌效果，相反还会造成能量的浪费。但是虽然转速低，启动转矩却很大，选用符合启动要求的电机，电机转速约2840R/MIN，因此传动系统要采用较大减速比，考虑机器尺寸和振动噪声要求，采用带传动和齿轮传动组合机构。初步设定的传动机构示意图如图21所示1小带轮2大带轮3搅拌轴4大齿轮5小齿轮6电机5图21传动系统机构简图212基本尺寸的确定本设计为小型混合机，根据其工作容量和操作人员的最佳操作位置，混合机的外形尺寸为MM，其中搅拌轴轴线高度600MM，混合容器下半部分为直径500MM的半圆筒，上9058半部分为MM的长方体，筒壁厚8MM，混合机叶片边缘与筒壁间隙2MM，为了实现2更好的搅拌效果，采用双螺带混合机，搅拌轴直径30MM，长1000MM，大螺带直径480MM，带宽40MM，小螺带直径240MM，带宽30MM。还有设定进料方式和出料方式，容器桶上部设盖子装填物料，下部开口卸放物料，有了以上尺寸设定，合理布局电动机的位置，传动装置的布局，完成总体结构方案的设计，绘制机构简图。总体机构简图如图22所示。1主电机2小带轮3大带轮4齿轮5搅拌容器图22总体机构简图22混合机性能指标的设定混合机工作参数不仅反映其所能胜任的工作，更重要的是决定设计方向和一些设计参数的选择范围。对于主传动系统，设定正常工作转速60R/MIN，启动时加速时间4S，稳定运行时间5MIN，减速时间6S，停歇时间2MIN。搅拌容器为半圆柱形，尺寸如图23所示。容器固定型搅拌装置的装料系数一般为0506，本设计取058。6图23搅拌容器外壳尺寸3卧式混合机结构设计31驱动元件的选择与计算311驱动元件选择原则搅拌设备的搅拌轴通常由电动机驱动，电动机选用一般依据以下几个原则根据搅拌设备的负载性质和工艺条件对电动机的启动、制动、运转、调速等要求，选择电动机类型。1根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和启动转矩，合理选择电动机容量，并确定冷却通风方式。2根据使用场所大的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯和腐蚀及易燃易爆气体等，考虑必要的防护方式和电动机的结构形式，确定电机的防爆等级和防护等级。3根据搅拌设备的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程的性能要求，以及机械减速的复杂程度，选择电动机的额定转速。除此之外，选择电机还必须符合节能要求，并综合考虑运行可靠性、供货情况、备品备件通用性、安装检修难易程度、产品价格、运行和维修费用等因素。根据上述原则，综合考虑本设计的工作条件要求，确定电机类型为异步电机，防护方式防尘、搅拌以及防异物伸入。312电机的选择及电机参数的确定1）搅拌功率的计算在正常情况下，混合设备运转时所消耗的功率包括以下几部分使容器内的粉粒体运动消耗的功率。（1）轴承、减速装置和传动装置摩擦消耗的功率。（2）连续驱动容器本身或搅拌桨叶等回转消耗的功率。（3）其他附属装置，如控制器等消耗的功率。对于容器固定型混合设备，当这类混合设备的螺带叶片或搅拌桨叶回转时，对于流动良好的粉粒体，可以通过实验得到轴力矩。（387654321/FBDSZKDTSAP1）式中K实验系数，查表取K45；PD粒子直径，M，查表取M；3105P表观密度，KG/M3，查表取KG/M3；77内摩擦系数，查表取119；SSZ接触螺带粉粒体层的高度或长度，M，本设计Z078M；D叶片外径，M，本设计D048M；S螺带的节距，M，本设计S078M；B叶片宽度，M，本设计B004M；F装料系数，本设计取值F058。参考已有实验测出的参数表格，选择机型为卧式螺带，则指数值如下0；10；12；10；33；03；07；12；12345678对于本设计，物料设定为面粉和砂糖的混合物，搅拌叶片与搅拌桶内壁间隙为2MM，根据查询的资料，估算混合物料的表观密度，粒子直径等参数，最后计算数值确定如下大螺带转矩MN172/876543211FBDSZKDTSAP而对于小螺带，计算时只需将叶片外径D这一参数值替换为024即可，小螺带的转矩5/876543212FSAP搅拌轴上总转矩12T搅拌轴功率（3NP2）式中各参数P功率，W；N回转速度，R/S，本设计取值N1R/S；T搅拌轴力矩，。MN所以搅拌轴功率W47852TP2）电动机额定功率的计算电动机额定功率是根据它的发热情况来选择的，在允许范围内，电动机绝缘材料的寿命为1525年。如果超过了容许温度，电动机使用寿命就要缩短。而电动机的发热情况，又与负载大小及运行时间长短有关。搅拌设备的电动机功率必须同时满足混合机运转及传动装置和密封系统功率损耗的要求，此外还需考虑在操作过程中出现的不利条件造成功率过大等因素。电动机额定功率可按下式确定（3SNP83）式中各参数PN电动机功率，KW；P混合机功率，KW，由前面计算P0852447KW；PS轴承装置的摩擦损失功率，KW；传动装置的机械效率。轴封装置摩擦造成的功率损失因密封系统的机构而异，一般来说，填料密封功率损失大，机械密封的功率损失相对较小。但是考虑到设计的目标功能与成本有机结合，最终采用了填料密封，作为粗略的估算，填料密封功率损失约为混合机功率的510，本次计算取58，轴承摩擦损失功率为KW047598PS传动机构的效率是齿轮轴承带这些零部件的效率乘积，开放式圆柱齿轮传动效率取09，带传动效率取096，滚动轴承效率取099，所以824轴承带轮齿轮电机额定效率K01SNP3）电动机的选择为保证系统满足启动要求和稳定运行要求，选择的电机额定功率为15KW，具体参数如下表31所示表31交流异步电机的部分技术参数名称额定功率KW额定电流A额定转速R/MIN效率NTMAXNIN质量KGY290S21653428407923152232传动系统的结构设计电动机已经初步选定，转速2840R/MIN，搅拌轴的转速60R/MIN，考虑到电机和搅拌轴的距离以及整个搅拌机的体积，采用一级带轮传动，传动比初定为3，两级传动比为4的齿轮传动。下面将进行详细计算。321基本结构的确定与选材对于传动比为3的带传动，传动比不是很高，传递的功率也不是很大，使用普通V带轮，材料HT200；齿轮传动比为4，材料40CR5。9322带轮的详细设计1）带轮的详细设计为计算带传动的结构参数，首先设定一些工作条件，本设计载荷变动微小，带负载启动，每天工作小于10小时。（1）计算带轮的计算功率6（3PKACA4）式中计算功率，KW；CAP动载荷系数，查表选取11；AKP电机额定功率，KW。所以KW651PKACA（2）选择带型，普通V带Z型，节宽BP85MM，顶宽B10MM，高度H6MM，截面积A47MM2（3）初选小带轮的基准直径，因此外径，转速为2840R/MIN，验M71DM7AD1N算带的速度MAX11S/5060VNVD其中的取值范围是2530M/S。MAXV（4）确定V带的根数（3LOCAKPZ5）式中。KW03，查表KW额定功率增量，；27，查表带基本额定功率，V单根；14长度系数，查表；90包角系数，查表OLPK所以，57LOCAKPZ（5）V带轮设计，关于V带轮的形式当带轮基准直径小于等于25倍的轴径时，带轮一般采用实心式；当带轮基准直径小于等于300MM时可以采用腹板式；当带轮基准直径大于300MM时，10可以采用轮辐式。带轮槽型Z型，基准宽度，基准线上槽深，下槽深M58DBM02MINAH，槽间距，第一槽对称面至端面的距离，最小M07MINFH3012EM18F轮缘厚，轮槽角小带轮34，大带轮38。5所以，带轮宽M6421FEZB小带轮设计，小带轮轴径D34MM，采用实心式。85DD以下图31和图32所示为小带轮的设计结构图31小带轮结构尺寸图32小带轮三维仿真大带轮设计，由于其基准直径已经非常大，为了减少M3024，M2DD质量，更重要的是降低转动惯量，采用孔板式。以下图33和图34所示为大带轮的设计结构图33大带轮结构尺寸图34大带轮三维仿真323轴的结构设计通过以上计算，传动零件计算完毕，现在进行传动系统中轴的计算，轴的最小直径由下述公式确定11M0592095303MINNPADT轴径最大值必然会小于100MM，而且在某些截面上会有键槽，根据规定，最小轴径要增大57，即最小轴径在95968MM之间，在设计时将轴的最小直径设计为24MM，设计出安装带轮、联轴器以及轴承所需要的轴肩和键槽。大带轮所用的轴就是前面涉及过的齿轮轴。所以大齿轮所用的轴的材料为45号钢，调质处理，A0取最大值126，功率。PKW235190690515转速，所以齿轮轴的最小直径MIN/R7463280带轮INM76132950303PADTMIN截面会有一个键槽，最小轴径增大7，以此为依据设24MINMIND计轴的结构。（33032095PADT6）考虑到小带轮厚度大于驱动电机轴伸出的长度，小带轮在这需要设计一根轴，材料定为45号钢，调质处理，查表可知A0的取值范围在126103，本设计取112，则小带轮轴的最小直径324传动系统的支架设计通过以上计算，主传动系统的主要零件设计完毕，合理布局各传动件的位置，然后设计减速系统的支架，设计时除了要考虑安装方便与否外还要考虑铸造加工的难易程度，最终经过仔细的设计之后，再利用SOLIDWORKS进行了整个传动系统的组装，这样可以更直观地表达出设计理念，并且也更容易看出其中的问题来。图35为传动系统的三维结构外观图。图35传动系统三维结构33搅拌部分结构设计搅拌部分包括搅拌桨、搅拌容器以及附属的止动扳手、联轴器等零件。搅拌桨是机械搅拌设12备的关键部件，搅拌操作涉及流体的流动、传质和传热，所进行的物理和化学过程对搅拌效果的要求也不同7；搅拌容器是物料搅拌操作的场所，设计时要求体积符合工作需要，但是质量不能太大，否则会造成不必要的材料浪费和功率损失；止动扳手是用来限制搅拌容器运动的机构；联轴器是用来连接搅拌桨和传动系统输出轴的，以下为设计过程。331搅拌桨机构设计至今对混合机的研究还不够，因而混合机的设计工作均带有一定的经验性，从已有的产品选用或适当改进。混合机的选用设计应从以下几方面考虑有类似应用，而且搅拌效果较满意的可以选用相同混合机；生产过程对搅拌有严格要求又无类似混合机型式可以参考时，则应对工艺、设备、搅拌要求、经济性等作全面评价，找出操作的主要控制因素，选择合适的混合机型式；生产规模较大或新开发的搅拌设备，需进行一定的试验研究，寻求最佳的混合机型式、尺寸及操作条件，并经中试后才能应用于工业装置中8。为了获得较好的混合效果，本设计采用了双螺带混合机，因为此种混合机有较好的循环性能，使得整个容器内的混合效果比较好9。搅拌的大桨叶半径240MM，搅拌的小桨叶半径120MM，桨叶倾角2736，螺距240MM10，结构设计如下图36所示图36双螺旋搅拌结构中间的轴铸造，轴上的支撑架焊接上去，带由不锈钢板弯曲后焊接到支架上，焊接后对接缝处进行处理，使表面尽可能的光滑11。332搅拌容器的结构设计搅拌容器作用是为物料搅拌提供合适的空间，搅拌容器的几何尺寸主要指容器的容积V，筒体的高度H、内径D，以及壁厚等。前面在设定工作参数时已经初步确定了容器的容积，在这里以前面的设定为基础进行详细的设计，由于搅拌叶片运转起来是一个圆柱形的工作空间，而且为了达到较好的搅拌效果，桨片与容器壁之间的距离又不能太大，一般是在25MM之间，本设计属于中小型机械，取用2MM的间隙，容器底部大致为一个半圆柱形状；为了装料方便，容器上面采用揭盖式结构；为了出料方便省力，在容器底部设置出料口；为了减轻容器的重量同时还要保证必要的强度，取用10MM的壁厚12；容器采用铸造的制造方式，最后表面镀上防腐金属材料13。13333联轴器的选用本设计结构需要使用两个联轴器。第一个是主传动系统中电机与小带轮之间，因为小带轮对电机轴伸出部分而言较长，所以小带轮的轴和电机两个轴与轴需要连接联轴器，这里没有什么特殊结构上的要求，使用普通联轴器即可；第二个联轴器用在搅拌轴和主传动系统之间，此处为了主传动系统的拆装方便以及系统内各个零件的灵活拆装，搅拌轴和主传动系统之间有较大的距离，这么长的距离如果使用一根轴就要求加工和安装精度很高，否则轴上就会产生很大的附加约束力，因此在此处将轴断开，用一个弹性联轴器联结，这样对两个轴的同轴度要求降低了，并且还有吸震作用，降低了传动系统中齿轮受到的冲击力14。334止动扳手的机构设计本设计的搅拌容器是可以摆动的，但是在搅拌运动进行时是不需要也不允许搅拌容器摆动的，因此需要设计一处止动装置，使得混合机在运转时，搅拌容器被固定，当搅拌运动结束后，打开装置，容器能够恢复运动。对于自动化程度没有要求的设计产品，此功能可以简单的由一个扳手实现，此结构图如下图37所示1搅拌桶2支架3扳手支座4弹簧5插销6扳手图37止动扳手结构图中状态搅拌容器没有被卡住，可以摆动，当扳手向右或左扳动时，扳手的转轴与弹簧安装底座的距离就会拉小，销在弹簧力的作用下就会向左移动，深入到容器壁的孔中去，搅拌箱体被卡住，当扳手复位后，销又伸出来，搅拌容器的运动又恢复正常。4安全性计算与校核41轴承的校核本设计中多处采用滚动轴承，且有些地方的轴承转速很高，有些地方径向力很大，为了保证混合机能在规定的工作寿命内正常工作，不能盲目进行安装使用，否则可能会出现一些意想不到的事故和现象。因此，必须对轴承进行一系列的校核和验算，具体验算内容如下。12345634514对于小带轮轴处的深沟球轴承，轴承轴向载荷，径向载荷0AFN27527R当量动载荷3401RPFFP选择载荷系数，定为无冲击或轻载荷，1012。设轴承工作寿命与机器的设定寿命相同，H8630HL轴承应有的基本额定动载荷KN704136HLNPC而本设计选用的轴承61907，其基本额定动载荷，符合要求。2RC对于其他的轴承也采用类似的方法校核，均可以正常工作。42轴的校核本设计的轴要么承受明显的转矩，要么承受明显的径向力，受力情况比较简单。当时设计轴时虽然考虑到了在载荷影响下的最小轴径，但是有些轴承受很大的转矩，上面附加的各种传动零件在运动中也会产生更大的载荷影响，因此需要对轴的强度进行校核。由前面的计算已经知道，搅拌半径，所以作用在搅拌叶片上MN74135TM240R的力可以粗略计算为，N65TF此力为FA和FT的合力，螺旋带倾角30，所以，N4128930COSIN1TNHNHATFF搅拌轴重量粗略估计为，那么G8001GNVVMN806472MN95617M452112VHVATHMRFML15所以，搅拌轴是安全的。总结本课题结合目前国内外卧式混合机的研究现状和发展方向，具体阐述了一种用于食品加工产业的卧式混合机的设计和开发过程。本文主要完成的工作如下（1）卧式混合机总体结构方案的确定。分析了卧式混合机的特点，确定了设计的基本结构，并根据工作参数确定一些必要的设计基本尺寸。（2）驱动元件的选择。通过计算选出满足混合机使用要求的交流异步电动机，并详细列出其技术参数。（3）主传动系统的详细设计。对混合机主运动进行分析计算，设计主传动系统的各个零件，并利用SOLIDWORKS进行三维建模。（4）混合机其他重要零部件的详细设计，如机架和外壳等，确定零件结构，绘制零件图和装配图，并利用SOLIDWORKS进行三维建模。（5）零件的强度和刚度计算与校核。对各个已设计零件进行强度和刚度计算，确保满足使用要求，使混合机具有足够的可靠性。16致谢这次毕业设计能够完成，首先感谢母校塔里木大学的辛勤栽培，感谢学校给我一个难得的学校环境和机会。这次毕业设计，让我学到了新的知识，让我开阔眼界，对农业机械行业有了一个全新的认识，明白了学习的可贵和艰辛。在此，我深深的感谢兰海鹏导师给我的帮助，在他的建议下，我确定设计的整体方案。兰老师督促我的毕业设计，给我耐心的指导和帮助，让我能够跟上设计进度。同时也感谢这几年给予我帮助的老师，是他们辛勤的教导，我才有了设计知识的基础和理论，是他们的培育，我才有今天的成就。这次毕业设计，我深深感到理论知识的重要性，在多次对设计的方案和数据的修改中，明白理论和实际相结合的重要。做设计的过程中，我向老师和同学请教，把自己不明白的地方弄明白，同学向我提问的时候我也耐心解答，大家形成一个很好的互相学习氛围。这次的毕业设计，让我感到平时对农业机械了解的程度不够，对农业机械知识的欠缺，在老师和同学的讲解下，我对农业机械有一个全面的了解。在设计过程中，遇到种种困难，没有老师和同学的帮助，我绝对不可能完成，他们的帮助我会铭记在心。最后，真诚的感谢学校给我学习的机会，感谢各位老师的帮助，学校和老师给予的知识让我受用一生。17参考文献1陈志平，章序文，林兴华搅拌与混合设备设计选用手册M北京化学工业出版社，工业装备与信息工程出版社，20043832许学勤，王海鸥食品工厂机械与设备M北京中国轻工业出版社，20081641813韩丹，李龙，程云山，徐峰现代搅拌技术的研究进展JOODMACHEINEY，2004，204A31344陈登丰混合机和搅拌容器的发展J压力容器，2008，252A33465成大先机械设计手册常用工程材料M北京化学工业出版社，200426786机械设计手册编委会机械设计手册第3卷M北京机械工业出版社，2004981187孔凡国，邹慧君工业用和面机机构设计理论与方法J机械设计与研究，1995，425278赵悟搅拌装置参数优化的研究D长安长安大学，200517299赵利军搅拌低效区及其消除方法的研究D长安长安大学，2005134710顾维忆卧式螺旋搅拌叶片的螺旋角参数探讨J渔业机械仪器，1988，6594711SMITHJJ，FARRARRAINFLUENCEOFMICROSRUCTUREANDCOMPOSITIONONMECHANICALPROPERTIESOFAISI300SERIESWELDMETALSAINTEMATIONALMATERIALSREVIEWS，1993,381255112马瑞和面机强度计算的商榷J包装与食品机械，1987，Z1222413KALLQVISTJMICRANALYSISOFASTABILIZEDAUSTENITICSTAINLESSSTEELAFTERLONGTERMAGEINGJMATERSCIENG，1999，A270273214单国邦和面机噪声及其控制对策J鹤城环境，1992，1631819毕业论文（设计）中期检查记录表学生姓名班级课题名称卧式双螺旋混合机的设计课题完成进度（学生自述）1三维图已经基本完成；2二维图用SOLIDWORKS软件导出尚未开始修改；3毕业设计说明书已经开始，已将部分装置的设计写出存在的问题及整改措施（学生自述）1三维图中传动系统处的带轮传动没有画出，后期需要将其补充完整；2由于二维图是用三维软件导出，存在一定的问题，后期需要进行仔细的修改；3毕业设计说明书不全，缺少计算和参考文献，后期需要继续完成指导教师意见（课题进展情况、优缺点、整改措施等）指导教师签名年月日学院意见负责人签名年月日毕业论文（设计）任务书学院机械电气化工程学院班级学生姓名学号课题名称卧式双螺带混合机起止时间年月日年月日（共14周）指导教师职称课题内容本课题在国内外混合机的研究与发展的基础上，设计了一种新的带有搅拌和振动排料功能的卧式混合机结构设计方案以进行用于食品工业的面粉搅拌操作。对卧式混合机的基本结构、基本尺寸进行了详细设计，并利用SOLIDWORKS对混合机结构进行三维建模和运动仿真，以便更直观地展现设计思想和进行结构分析；然后，对设计零件进行了分析校核，保证混合机的可靠运行。拟定工作进度（以周为单位）第1周第2周通过查找文献资料，了解混合机的国内外现状。第2周第5周设计卧式双螺带混合机的总体方案。第6周第9周对卧式双螺带混合机的结构进行具体设计。第10周第12周撰写设计说明书，对部分问题修改、调整。第13周第14周整理资料准备答辩。主要参考文献任务下达人（签字）年月日任务接受人意见任务接受人签名年月日注1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。卧式双螺带混合机的中期汇报,机械电气化工程学院班 级： 姓 名： 学 号：,01,02,03,课题研究的目的和意义,国内外现状及分析,任务要求及预期目标的可行性分析,本课题需重点研究的问题及解决思路工作条件及解决方法完成本课题的工作方案及进度计划,汇报纲要,04,05,06,1、课题研究的目的和意义,本课题在国内外混合机的研究与发展的基础上，设计了一种新的带有搅拌和振动排料功能的卧式混合机结构设计方案以进行用于食品工业的面粉搅拌操作。该卧式混合机具有两条传动系统，第一条主传动系统采用V带和齿轮传动实现搅拌操作，第二条传动系统采用多楔带和凸轮组合传动实现搅拌箱体的振动运动。,2、国内外现状及分析,国内发展现状及分析：大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、造纸、农药、涂料、冶金、废水处理等行业中。近年来，搅拌与混合技术发展很快、搅拌与混合设备正向着大型化、标准化、高效节能化、机电一体化、智能化和特殊化方向发展。国外发展现状及分析：瑞典NA型磁力搅拌反应釜,混合机安装在反应釜底部,混合机与釜底齐平,易于拆卸,可靠、耐用和便于维修。磁力混合机的缺点是对于一些粘稠液体或有大量固体参加或生成的反应尚不能顺利使用,此时必须使用机械混合机作为驱动能源。,3、任务要求及预期目标的可行性分析,任务要求： （1）总体方案设计 （2）卧式混合机的结构设计 （3）零件安全性校核 （4）三维建模及运动仿真 预期目标的可行性分析：,4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决思路。,重点研究的关键问题：1、卧式混合机总体结构方案 2、传动方式确定：（1）搅拌机形式选择 （2）传动方案确定 （3）摆动机构确定 3、基本尺寸的确定 4、混合机性能指标的设定解决思路：查找相关资料进行方案的确定，进行机构的构想和可行性分析，最后做出总体设计。,5、工作条件及解决方法,（1）万方数据库和图书馆查阅相关资料，了解卧式混合机及混合机行业的发展现状。（2）从了解的信息中确定设计方案。（3）查阅相关资料，了解混合机构，以确定方案中所需的混合机构。 （4） 遇到关键性的问题向老师请教（5）画出装配图。利用AutoCAD软件绘制二维装配图和零件图。（6）参考资料中的计算方法及公式等进行计算校核。,6、完成本课题的工作方案及工作进度,工作方案： （1）查找资料，了解该机器的原理和工作条件等，初步设计该机器。 （2）用三维软件绘制所有零部件，根据资料得到合适的各零件尺寸。 （3）组装装配图并生成三维立体模型，观察效果并加以改进。拟定工作进度： 第1周第2周 通过查找文献资料，了解国内外现状。 第2周第5周 设计总体方案。 第6周第9周 结构进行具体设计。 第10周第12周 撰写设计说明书，对部分问题修改、调整。 第13周第14周 整理资料准备答辩。,谢谢！,望各位老师批评指正！,收稿日期20160606作者简介赵珠（1993），女，汉族，学生，本科，研究方向为卧式双螺旋混合机。EMAIL1498270068QQCOMTEL18911724251卧式双螺旋混合机的设计摘要搅拌设备使用历史悠久，大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、冶金等行业中。搅拌设备可以从各种不同角度进行分类，如按照搅拌装置的安装形式简单的可分为立式和卧式，其中卧式是指搅拌容器轴线与混合机回转轴线都处于水平位置。卧式混合机的基本结构、基本尺寸进行了详细设计，并利用SOLIDWORKS对混合机结构进行三维建模，以便更直观地展现设计思想和进行结构分析；并对设计零件进行了分析校核，保证混合机的可靠运行。关键词卧式；混合机；混合；食品工业中图分类号文献标识码A文章编号0引言理论上把任何状态（固态、液态、气态和半液态）下物料均匀掺和在一起的操作称为混合，但习惯上常把固态物料之间掺和或者固态物料加湿的操作称为混合；而把固态、液态或气态物料与液态物料混合的操作称为搅拌1。搅拌与混合操作是应用最广的过程操作之一，大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、造纸、农药、涂料、冶金、废水处理等行业中。近年来，搅拌与混合技术发展很快、搅拌与混合设备向着大型化、标准化、高效节能化、机电一体化、智能化和特殊化方向发展。在这种形式下，技术人员如何借鉴已有经验，掌握新的变化情况，正确设计与选用不同工艺条件下操作的搅拌与混合设备，使其满足安全、可靠、高效和节能的要求，就变得十分重要了。搅拌混合设备是各种工业反应不可或缺的重要机械。然而，由于搅拌目的多样性和混合反应的复杂性，当前，搅拌混合技术还存在着一些问题。例如搅拌效率低，功耗大，铸造成本高，在自动化选型和设计问题上，长期以来一直依靠专家根据经验知识人工完成，智能化水平不高，设计周期较长，资金和人力物力消耗巨大等。因此研制新型搅拌装置和采用先进流场测量技术一直是搅拌过程所研究的主要课题。在食品工业中，混合是指两种或两种以上不同物料互相混合，成分浓度达到一定程度均匀性的单元操作2。混合机应用于谷物混合、粉料混合、面粉中加辅料与添加剂、干制食品中加添加剂与调味粉及速溶饮品的制造等操作中，目的是使两种或两种以上的粉料颗粒通过流动作用，成为组分浓度均匀的混合物。近年来，随着科学技术的发展和相关理论的完善进一步成熟，混合机的设计和制造获得了飞速发展。但是，它也面临着必需满足合理利用资源、节能降耗和对环境保护要求的严峻挑战。混合机在服从装置规模经济化和品种多样化的同时，正日趋大型化。基于节能要求，开发出变频调速电机、小剪切阻力桨叶、以新型密封代替机械密封和填料密封，以磁力驱动代替机械驱动。基于降低产品总体成本、减少维修保养成本和提高设备品均维修间隔时间的要求，大大提高设备运行寿命。基于满足卫生和降低清洗和杀菌成本的要求，实现CIP（就地清洗）和SIP（就地杀菌），提高自动化水平，避免人与产品接触，减少人工操作和待机时间，大大提高产品卫生水平。这些都是现代新型搅拌装置的研究方向，其中有许多方面已经取得丰硕成果，有些方面还在进一步研究当中3。传统的混合机密封装置基本有四种，填料密封、机械密封、液压密封和唇状密封。前两种密封同泵的密封类似。液压密封最简单，在混合机中用得最少。唇状密封只适用于低压、防尘、防蒸汽的密封，这种密封，结构也很少采用，最常用的密封是前两种。其中机械密封成本较高，但泄漏率低，维修频度是填料密封的二分之一到四分之一。磁力驱动混合机的特点是以静密封结构取代动密封，混合机与电极传动之间采用磁力偶合器联结，不存在接触传递力矩，能彻底解决机械密封与填料密封的泄漏问题。在国内威海自控反应釜公司、开原化工机械磁力反应釜厂、温州中伟的磁密封设备厂等均生产磁力混合机。国外的瑞典NA型磁力搅拌反应釜，混合机安装在反应釜底部，混合机与釜底齐平，易于拆卸，可靠、耐用和便于维修。磁力混合机的缺点是对于一些粘稠液体或有大量固体参加或生成的反应尚不能顺利使用，此时必须使用机械混合机作为驱动能源。1卧式混合机的总体设计及结构11卧式混合机总体结构方案卧式混合机的搅拌容器轴线与混合机回转轴线都处于水平位置；其结构简单，造价低廉，卸料、清洗、维修方便，可与其他设备配合完成连续生产，但占地面积一般较大。这类机器生产能力（一次调粉容量）范围大，通常在25400KG/次左右。它是国内大量生产各种面食制品的各食品厂应用最广泛的一种加工设备。所以在食品加工中，如面包，饼干，糕点及一些饮食行业的面食生产中均得到了广泛应用。12传动方式确定（1）搅拌机形式选择，本设计要求卧式搅拌，考虑搅拌形式与目的，采用容器固定式卧式搅拌机。（2）传动方案确定，因对搅拌速度要求不高，市场上已有的成熟产品搅拌速度约为3060R/MIN，过高的转速并不会产生良好的搅拌效果，相反还会造成能量的浪费。但是虽然转速低，启动转矩却很大，选用符合启动要求的电机，电机转速约2000R/MIN，因此传动系统要采用较大减速比，考虑机器尺寸和振动噪声要求，采用带传动和齿轮传动组合机构。初步设定的减速机构示意图如图11所示。1小带轮2大带轮3搅拌轴4大齿轮5小齿轮6电机图11传动系统机构简图13基本尺寸的确定本设计为小型搅拌机，根据其工作容量和操作人员的最佳操作位置，搅拌机的外形尺寸为MM，其中搅拌轴轴线9058高度600MM，搅拌容器下半部分为直径500MM的半圆筒，上半部分为MM2058的长方体，筒壁厚8MM，混合机叶片边缘与筒
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