塑料卧式混合机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

毕业设计 设计题目 ： 塑料卧式混合机 专 业 ： 班 级 ： 姓 名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 完成时间 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 一 . 概述 2 二 . 混合机设计 2 三 . 混合均匀度性能测试 14 四 . 操作程序 20 五 维护与保养 21 六 参考文献 22 七 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 塑料卧式混合机 设计 一、 概述 在塑料工业生产中混合是将配合后的各种物料混合均匀的一道关键工序，是确保质量的重要环节，同时混合机的生产效率还影响着塑料厂的生产规模，所以混合机已经成为塑料厂的关键设备之一。如何提高混合机的使用效率也是塑料厂家关心的问题。 本塑料混合机采用搅拌叶片旋转翻动塑料原料，进行快速混合。主要适用于各种塑料粒子的混合着色工作，是注塑机、挤出 机的必备配套设备之一。 本混合机的动力是通过链轮由电机给主轴，该主轴上焊有六个特殊角度的桨叶，桨叶带动物料左右翻动，在机内全方位连续循环运动，相互对流，扩散，剪切从而达到快速柔和混合的效果。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 二、根据本混合机的设计要求： 1、电机的选择： 本混合机有效容积 280L 每批混合量 100合均匀度 5% 主轴转速 85r/据公式 P=F V 和物料运动对 6P）电机（含减速机） 转矩 m 输入转速 1440r/号： 率： 3压： 380V 与电机配套的减速机： 该机的传动比大，一级可达 构简单，体积小，重量轻，与同样传动比和同样功率的普通齿轮减速机相比重量可减轻1/2； 效率高，一般减速机的效率可达到 损小，使用寿命长，易于修配；参加啮合的齿数多，有尽半数的齿在啮合并承受载 荷，所以传动平稳，承载能力高 ; 无齿廓重迭干涉现象。 将三相电源接入开关，请注意主轴转动方向（即打开桶盖，检查叶片转向，如叶片以顺时针方向旋转，则说明转向正确，如转向相反，可将三相电源线中的任间两根对调即可）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2、传动链的选取及相关计算 本混合机采用链轮传动，与带传动相比：采用带传动，由于其材料的弹性变形会产生弹性滑动，又因为皮带传动是摩擦传动，且易磨损，当有效拉力大于摩擦力时就会产生打滑现象，使摩擦加剧甚至使传动失效，应设法避免。而弹性滑动是摩擦传动中固有的，是不可避免的，弹性滑动亦造成带的磨 损，还使带传动不能保证准确的传动比。至于蜗杆传动，虽传动比大但效率低，有自锁现象且常常会因为蜗杆的刚度不足而影响正常啮合，破坏机器；链轮传动则无弹性滑动和打滑现象，有唯一的传动比，传动效率高，结构紧凑，传递圆周力大，张紧力小，轴上受力小，与齿轮传动相比，本链传动能缓冲和吸振，结构简单，加工成本低，安装低廉，安装精度要求低，适用与两轴中心距离较大的传动。从本混合机的结构来看，采用链传动结构也比较紧凑，节约空间，所以采用链传动。 查机械设计手册可知： 该减速机效率 1取 条的效率 2取 此链为闭式） 轴承的效率 3取 子轴承） 机械总效率 a= 1 2 3 =轴功率： P 主 =P a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 =链轮功率： P 小 =P 1 =链轮功率： P 大 =P 1 2 =链轮与主轴相连其转速即主轴转速： 40 r/据公式： n1/n2=z2/z1=i(传动比 ) 40/x=27/48 x=r/小链轮转速） 3、大链轮的设计： 大链轮初步选用 45钢， 计算主轴的转矩： 根据公式 T=9550P/n T=95500 = m) 按扭距强度计算主轴的扭剪应力 根据公式 t t T/ t 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 06p/(n t (n/式中 t 扭剪切应力 T 轴承受的工作扭距 轴的抗扭截面模 量 P 轴传递的功率 n 轴的转速 t 许用扭剪切应力 查机械设计可知轴的常用材料的 t及 A 值如下：表（ 1） 轴的材料： 20 45 t 12 20 30 40 A 160 135 118 107 注：、上表中所列的 t值及 弯矩的作用较扭矩小或只受扭矩时， t取较大值， 之 t取较小值， A 取较大值； 、当用 5， t取较小值， 根据公式 t t T/ t 得 06p/(n t (n/ 主轴设计的公式为： d 3 36 )( 0 .2 5 5 = 316 p /0 5 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 =A3 上式中： A 值因材料的不同而异，可查上表（ 1） 当轴上有键槽时，一个键槽其直径增加 3%， 2个 键槽则增加 7%然后加以圆整； 上式计算主轴设计公式因为只适用于只受扭矩的传动轴，对于同时承受扭矩和弯矩的转轴来说，往往用来估算轴的直径， 因为材料为 45 钢，且该混合机主要承受的只是扭矩而弯矩只是受本身重力而引起，所以 A 取较小值，取 118 d A 3 1183 =118 80 初步定大链轮的中心孔为 80 小链轮的设计 按大链轮的设计方法同理可确定小链轮的尺 寸： 小链轮的中心孔： d A3 =1183 =70 初定小链轮的中心孔为 70据两齿轮的传动比可查机床设计手册，两个链轮的齿形 采用套筒滚子链链轮， 按 手册可取 大链轮参数如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 节距： P 子直径 D 数 Z 48 量柱测量距 0 量柱直径 (+0) 齿形 按 链轮： 节距： P 子直径 D 数 Z 27 量柱测量距 0 量柱直径 0) 齿形 按 择相配的链条： 链条采用 2094 该链条滚子直径是 20 级别 A 级 最低破载荷 Q（ 9000 是双排链，链宽为 94 每米重量为 、主轴的设计： 材料的选择：本混合机的关键就是主轴转子，因为在该转子上还焊有等距离的桨叶起中间部位选用空心轴，两端选用实心轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 焊接而 成。若中间轴也采用实心轴则会造成材料电力等浪费，转子与桨叶支架间的焊接不够牢靠，在转子中间段打通孔则浪费材料，增加重量，选用刚度和强度足够的空心轴，这样可以减轻其重量，节约材料等资源，这样桨叶支架与空心轴间的衔接则更牢靠再加上焊接固定其位置，因为混合机的转速是 85r/转距较大，这样就可以避免实心轴的问题。 转子的两端选用 45钢，中间选用 据本混合机的工作示意图可知： 主轴扭矩图如下： 安全系数校核计算： 对一般的 轴，用弯扭合成强度计算的方法，已经足够精确，但对与比较重要的轴，还要考虑应力集中，表面质量和尺寸对疲劳强度的影响，对于应力循环严重不对称或出现缓时过载的轴，当然疲劳破坏不致发生，却可能引起较大的塑性变形，对此，还要进行静强度的校核。 疲劳强度安全系数校核 根据轴的疲劳安全系数公式，安全系数为： S= / )( 22 S 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 式中 弯矩作用的安全系数 （ a/ + + m 扭转作用的安全系数 （ a/ + m 式中 称循环应力时试件材料的弯曲扭剪的疲劳极限见下表（ 2）来自机械设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 查机械设计手册可知以下数据： 弯曲，扭转时的尺寸系数 直径 碳钢 20 30 30 40 40 50 50 60 60 70 70 80 80 100 100 120 120 150 150 500 ， 弯曲，扭曲时等效系数，碳钢取 = = a, m 弯曲变应力的应力幅 ,平均应力 a=( 2 m=( 2 a, m 扭剪变应力的应力幅，平均应力 a=( 2 m=( 2 S 许用安全系数： 轴的疲劳强度许用安全系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 适用条件 S 载荷经精确分析 ，材料均匀，材料性能均可靠 算精度较低，材料不够均匀 算精度很低，材料很不均匀，尺寸很大，（ D200） 数据代入以上公式中可得轴的疲劳安全系数 S S所以，该轴是安全的。 对于一般转轴，弯曲变应力按对称循环计算，所以 a=M/W m=0 单向扭剪变应力通常按可永动循环考虑，即 a= m=T/2常正反转的作为双向扭剪应力则按对称循环计算，即 a=T/M, m=0， a， m 为抗弯，抗扭截面模量 计算轴的抗弯抗扭强度 查机械设计手册可以知道其计算公式如下： 抗弯，抗扭截面模量计算公式： 2 0.1 6 0.2 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 W= )/32 0.1 ) )/16 0.2 ) =d/D =d/D W= 2()/32 )/16 查机床设计手册可知空心轴直径计算公式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 外径轴孔径 得 d=65 2强度安全系数校核： S s/(s+s)1/2 s/ s= s/ 中 : 综合静强度安全系数； S s 受弯曲的静强度安全系数； S s 受扭剪的静强度安全系数 s 材料的拉压屈服极限，扭剪屈服极限， N/ 剪应力， N/理可以计算出轴的静强度安全系数 S S 四、混合均匀度性能测试 本测定法是通过混合物料中示踪物或某一组分含量差异的测定来反映该混合物料中各 组分分布的均匀性。 （一）测试方法 各混合物料成品的混合均匀度可用甲基紫法进行测定。 本法以甲基紫色素作为示踪物，将其与添加剂一道加入，预先混合于混合物料中，然后 以比色法测定样品中甲基紫含量，作为反映混合物料混合均匀度买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 的依据。 1 仪器与试剂 72型分光光度计， 150 目标准铜丝网筛，甲基紫， 无水乙醇。 2 示踪物的制备与添加 将测定用的甲基紫混匀并充分研磨，使其全部通过目标准筛。 按照混合物料成品量十万之一的用量，在加入添加剂的工段投入甲基紫。 （二）混合精度测评 涉及概率论、取样论与测试技术规范等，目前采用样本标准偏差S 或变异系数 表征数的评估，已获得世界各国的普遍认同。但在测定方法上远未统一，取样论上仍有歧见。用缺乏等效性验证的不同的测定方法，所获得的测定结果也就没有可比性，这对技术交流不利。 除定型鉴定或型式批准时需对混合机测评外，国家和地方检测部门也将饲料产品混 合均匀度列为重要检测项目，厂内质检部门还要对混合机和粉料成品出口的混合均匀度作定期检测。后者频繁而工作量大，因此寻找一种快速、简便和经济的测定方法是生产急需；但这种简易测定方法，应与国际等效或呈高度显著正相关。 （三）、 混合误差 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 混合误差是指测量示值偏离统计的完全混合期望值的离散程度。混合误差可以用标准误差 来表示： (1) 式中， n 样本数； 样本测量值； 被测量的期望值。 在 n 次测量序列中，独立地测得样本测量值 平均值为： (2) 在有限次样本测量中，期望值不可能求出；这时标准误差就用 样本标准偏差 在有限次样本测量中，期望值 不可能求出；这时标准误差 就用样本标准偏差 S 来表示。 (3) 标准偏差 S 总是正数，它可以较准确地表征测量值 (3)式的表达很适合于计算编程。在实际测定结果计买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 算中，当 偏离大于或等于 ，应将该测 量值剔除。 混合物料 混合均匀度用 M%或其变异系数 示： (4) 或混合均匀度 M=(1100% (5) 当前国内外通用的规范是：合格的混合产品 0% ；优秀的混合产品 % 。如果混合产品 20%，则无论产品质量或成本，都会变得令人无法 忍受。笔者认为，从技术和经济的角度来讲，无论何种产品的混合均匀度都是愈均匀愈好，高速高效混合机的成功便是一例。 （四） 混合误差来源 混合误差来源于三个主要部分：混合物料组份的物理性质与混合工艺特性不同而引起的误差，在一定的工艺条件下由于混合机工作特性不同而导致的误差，测定仪器与方法不同而引起的误差。简言之，混合误差是由物料误差、混合机误差和测量误差的合成。 本文讨论的前提是在相同的混合物料与工艺条件下，因此忽略物料误差，主要讨论混合机误差和测量误差。 918合饲料混合均匀度测定法和 93 016料混合机 试验方法均规定了采用甲基紫示踪法进行混合均匀度测试的方法。前者还规定了每批饲料至少抽取 10 个具有代表性的原始样品，测定结果数据处理与特征数与 (2) (5)式同。测定结果显然包括了测量误差和混合机误差两部分。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 测量追求的目标是获得被测量的真值。但是测量时，由于测量器具和方法、环境与操作者的影响，或测量对象的不完善和不确定，就会出现偏差。在混合均匀度测定中，我们把前者作为系统误差并认为它是测量误差的主要来源；后者则是随机误差并且是混合机误差的表现。因为我们的出发点是：测量序 列中各个单次测量值 随机变量的具体表现。 要不出现系统误差，被测量的期望值就同真值相一致。标准误差代表 的随机误差的离散程度。如 (2)式，以 算术平均值作为的估计值；如 (3)式，以样本的标准偏差 S 作为的估计值。 （五）测量误差估计 测量误差主要是系统误差，一般可据经验予以估计。如排除环境与操作等随机因素的影响，现有较精确的混合均匀度测定方法的测量误差约为 3%。 对于未知的系统误差，或者可以考虑选择一个足够大的置信区间。 由于 一 个随机变量，所以随机地偏离， S 随机地偏离；而且我们知道，测量值 从正态分布。借助于估计值和 S 以及预定的置信概率、即所谓置信水平 (1，就可以给出期望值所在的置信区间。 x+S.t (6) 式中， t t 分布的随机变量，取决于 n 和所选择的置信水平(1，可查表求出。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 工业生产技术测量中数值计算，一般采取置信水平 (1=示置信区间复盖的概率为 95%。 在饲料混合均匀度测定中，被测量值的理论值。比较容易得到，我们可以利用这个特点，通过 (6)式求出测量精度。将 (6)式改写成： (7) 用 0 代替，并令 0=100， (7)式的两边除以 0=100 得： = 100- % S t (8) (8)式表示了在置信概率为预定值时，测量值的算术平均值偏离其理论值的程度。 (8)式的最后一项前的符号取等号的话，其计算值就是其最大允许相对误差。故可以用来表征测量误差或测量精确度； (7)式还可以用来估算测量误差。 下表是在 (1=，用 (7)式估算出的混合均匀度测量误差。 n 10 20 50 100 T/ 5 10 5 10 5 10 5 10 /% 此可知，测量误差在整个混合误差中所占比例，只与测量数n 和置信概率有关。当后者确定为 95%时，则仅和 n 有关，其数值为t/。从上表还可以看出，混合测定时选 n=10 是远远不够的。笔者建议，对合格混合机的测定应取 n 20；对优秀混合机的测定宜取 n50。此外，由于测量误差的存在，那种认为混合机 2% 3%的说买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 法也是令人怀疑的。 （六）混合误差的置信区间 样本的标准偏差 S 可表征混合误差。 S 是指单个测量值 其平均值的随机偏差的离散程度。对标准误差，同样也可以给出置信区间，以研究 对来自正态总体的样本值 需根据样本标准偏差 S 来确定在一定置信概率下，标准误差的置信区间，可以证明 2的概率分布服从 此不处在置信区间的中点。置信区间由下式给出： K 下 S K 上 S (9) 式中， K 下， K 上 分别是标准偏差的置信限 (布 )的下限和上限值，取决于置信概率和 样本数 n；可由参考文献 1第 418 页表1取。 令 (1=个常用置信限如下： n=10 n=20 n=50 n= 见，在置信概率一定时， S 的置信限只与样本数 n 有关。 五操作程序 不平稳，可调节底脚上的螺母，以防整机运转时震动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 先将放料插板插好，以防塑料粒子漏出。 先将时间继电器调节到设定 的混合时间，将混合开关转至开位置，即可自行完成混合工作。（一般混合时间为 5 10 开紧定螺钉，将放料插板打开，即可放料，放完后将打开控制箱内的自动开关。放料插板插上，旋紧螺钉即可。 5 关机，将拌料开关转至关位置，即停止工作。如暂时不工作，可不必关掉电源自动开关。 六、维护与保养 1. 应经常查看减速器的油标，油位情况，如降低了需及时加满，以防卡死。 2. 在使用一段时间后，应检查连接螺钉是否松动，如有此现象，及时加以拧紧。如发现皮带松脱，应适当调整电机安装位置，以防整机不转。 买文档就送