水泥搅拌装置设计-小型水泥搅拌机传动系统设计【含全套13张CAD图纸】【答辩毕业资料】
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目 录
摘 要 1
Abstract 1
1.引言 2
1.1背景技术 2
1.2水泥搅拌机的功能以及原理 3
1.3我国水泥搅机的现状及种类 3
1.3.1.1 鼓筒式 3
1.3.1.2 盘式 4
2.整体方案的分析和确定 5
2.1搅拌机的选型 5
2.2传动机构分析 6
2.3执行机构分析 7
2.4最终方案的确定 8
3. 电动机及减速器的选型 9
3.1电动机的选型 9
3.2传动比的分配 10
3.3计算传动装配的运动和动力参数 11
3.4 减速器的选择 12
4.链接部分以及其他零件设计 14
4.1主要部分连接固定设计 14
4.2卸料装置 16
4.3搅拌轴的设计及其结果验证 16
5.毕业设计总结 20
致谢 21
摘 要
混凝土搅拌机就是把具有一定配合比的砂、石、水泥和水等物料搅拌成均匀的符合质量要求的混凝土的机械。本文主要体现的是小型水泥搅拌机的传动机构的分析设计以及强度的校核过程。
关键词：机构分析、传动设计、二级减速器；
Abstract
Concrete mixer is to have a certain mix of sand , stone, cement and water into a uniform mixing of materials meet the quality requirements of concrete machinery. This paper reflects a small cement mixer drive mechanism analysis and design as well as the intensity of the process of checking
Key words：Institutional analysis、 Transmission design、 Two reducer
- 内容简介：
-
重 庆 理 工 大 学文 献 翻 译二级学院 机械学院 班 级 机械设计制造及其自动化第二专业 学生姓名 谢 兵 学 号 10905020133时 间 2013年3月16日 译 文 要 求1、译文内容必须与课题（或专业）内容相关，并需注明详细出处。2、外文翻译译文不少于2000字；外文参考资料阅读量至少3篇（相当于10万外文字符以上）。3、译文原文（或复印件）应附在译文后备查。 译 文 评 阅导师评语（应根据学校“译文要求”，对学生外文翻译的准确性、翻译数量以及译文的文字表述情况等作具体的评价） 指导教师： 年 月 日设计程序的混凝和絮凝对混凝搅拌罐的设计，设计师应首先知道快速混合用于凝血和缓慢搅拌絮凝。混合利用机械设备经常进行。图1显示了典型的混合叶轮。有机械混合，可以发现在标准的典型设计标准在水/废水处理教材。表1的数据，2是从metcaff与涡流污水工程和其他来源。凝聚和絮凝搅拌罐设计的步骤是什么？“常用的设计方法的基础上的速度梯度（G）的概念。基于设计者的经验，他选择的混合时间（t），G值，和一个混合叶轮。基于所选吨，G，和叶轮，设计师使用他的工程知识计算设计参数如下：混合罐的体积和尺寸理论的电力需求叶轮的直径和转速表3示出了选择的设计参数和作者计算出的数据。设计流程总结如下：假设设计案例我现在就用一个假设的例子来说明如何设计搅拌罐凝固和絮凝。南通项目的基础上，我们有假设的情况下，流程配置：快速混合凝固后3个阶段的慢组合进行絮凝。设计流量：Q= 5000立方米温度：15C（冬季），35C（夏季）1 快速混合罐凝血设计从表1中，推荐的混合时间为20 - 60秒。我们选择最大的混合计算容积：计算快速混合罐尺寸：选择一个方形的槽的深度与宽度之比为1.5。快速混合罐的尺寸是：宽度=1.33米;长度=1.33米;深度= 2米计算电源要求：速度梯度的概念中使用的设计和操作的坦克机械搅拌装置：其中，G =平均速度梯度（S-1）P=功耗（W）=动态粘度（NSM-2）V=罐容积（m3）。重新排列上述方程，我们得到：=15时 C=1.1410-3 NSM-2，=35时 C=0.7610-3 NSM-2。我们选择在15C，以确保在冬季提供充足的电力。从表1，推荐G是500 - 2,500 S-1。我们选择G值为1000 S-1。 P = mVG2 = (1.14 x 10-3 )(3.5)(1,000)2 = 4,000 W = 4 kW假设齿轮箱的效率为90，功率要求变得计算叶轮的直径和转速我们选择45尖锐的刀片有4个叶片的涡轮。从表1中，推荐的比例叶轮直径（D），以等效的罐直径为0.25 - 0.4。我们选择0.3。叶轮的旋转速度（n）可以从以下估计数学关系：上面的方程适用于，如果雷诺数是在湍流的范围内（NR10000）。的功率数Np是由于在图1和水密度r在15（）=999kgm3。检查雷诺数：检查叶轮叶尖速度：检查营数：凝固用快速混合罐的设计是完整的。选定的设计参数和计算，如在表3中示出在表4中被再现。表4中设计参数，并计算混凝池。2 缓慢混合罐设计第1进行絮凝从表2中，推荐的混合时间是20 - 60分钟。我们选择了一个总的混合时间30分钟。因为我们有3絮凝池，每个罐将有10分钟的混合时间。计算容积：絮凝池的尺寸计算：选择一个方形水箱与宽度比1.13width深度。絮凝池的尺寸是：宽度= 3.14米，长度= 3.14米，深度=3.5计算功率要求从表2中，推荐使用的G是20 - 80 s-1的。我们选择G值为80 s-1的。假设变速箱的效率为90，功率要求变为：计算叶轮的直径和转速：我们选择45尖锐的刀片有4个叶片的涡轮。从表2中，推荐的比例叶轮直径（D），以等效的罐直径为0.35 - 0.45。我们选择0.3，稍的最低值以下。检查雷诺数：检查叶轮叶尖速度：检查营数：3 缓慢混合罐设计第2进行絮凝从表2中，推荐的混合时间是20 - 60分钟。我们选择了一个总的混合时间30分钟。因为我们有3絮凝池，每个罐将有10分钟的混合时间。计算容积：絮凝池的尺寸计算：选择一个方形水箱与宽度比1.13width深度。絮凝池的尺寸是：宽度= 3.14米，长度= 3.14米，深度=3.55米计算电源要求：从表2中，推荐使用的G是20 - 80 s-1的。我们选择G值为60 s-1的。假设变速箱的效率为90，功率要求变为：计算叶轮的直径和转速：我们选择45尖锐的刀片有4个叶片的涡轮。从表2中，推荐的比例叶轮直径（D），以等效的罐直径为0.35 - 0.45。我们选择0.3，稍的最低值以下。检查雷诺数：检查叶轮叶尖速度：检查营数：4 缓慢混合罐设计第3进行絮凝从表2中，推荐的混合时间是20 - 60分钟。我们选择了一个总的混合时间30分钟。因为我们有3絮凝池，每个罐将有10分钟的混合时间。计算容积：絮凝池的尺寸计算：选择一个方形水箱与宽度比1.13width深度。絮凝池的尺寸是：宽度= 3.14米，长度= 3.14米，深度=3.55米计算电源要求：从表2中，推荐使用的G是20 - 80 s-1的。我们选择G值为40 s-1的。假设变速箱的效率为90，功率要求变为：计算叶轮的直径和转速：我们选择45尖锐的刀片有4个叶片的涡轮。从表2中，推荐的比例叶轮直径（D），以等效的罐直径为0.35 - 0.45。我们选择0.3，稍的最低值以下。检查雷诺数：检查叶轮叶尖速度：检查营数：进行絮凝3慢速混合罐的设计是完整的。选定的设计参数如在表3中示出计算出的被再现于表5-7中表5中。设计参数选择和絮凝池1计算。表6中。设计参数选择和计算絮凝池2。表7中。选择的设计参数，和为絮凝池3计算。至于我可以告诉叶强和天津的设计，设计过程通过研究所没有考虑速度梯度的概念。在本次会议在新加坡检讨南通设计，我问叶七盎的设计是否凝血和絮凝池G值的概念的基础上。叶强证实他知道的速度梯度的概念。但最近，叶强说，有没有文档/计算，以证明该设计确实是基于速度梯度。天津设计院提供的信息是基于叶强的个人经验。叶强转交了一份由设计院完成的计算，对我来说，看到附加的文档。但没有提到在文档中，它的速度梯度的设计过程似乎是反向的上述设计过程。叶轮直径和转速是任意选定的。这些选定的值，然后用于计算功率要求，参见下图。这是显而易见的，该程序是正好相反的是什么通常使用的设计师的凝聚和絮凝流程。通过叶强和天津设计院设计过程在概念上不正确的。不过，这并不意味着拟建的规模混凝和絮凝在实践过程将失败。的原因是，已经广泛的速度梯度在文献中提出了混凝，絮凝设计。因此，安全边际巨大的。不过，叶嶈作为一个过程的设计人员应该学习的正确方法废水处理工艺设计。设计程序和适当的文件计算是必须的。我决定用一个假设的例子来说明凝固在设计所涉及的步骤絮凝过程的一个原因。我想叶期肮遵循给定的设计实例上述重新计算凝聚和絮凝的设计参数为南通项目并检查设计参数是否导致速度梯度值的范围内可接受的范围内。Design Procedure for Coagulation and FlocculationTo design mixing tanks for coagulation and flocculation, the first thing the designer should know is that rapid mixing is used for coagulation and slow mixing for flocculation. Mixing is often carried out by using mechanical devices. Figure 1 shows typical mixing impellers and their power numbers.There are typical design criteria for mechanical mixing that can be found in standard text books on water/wastewater treatment. The data in Tables 1 and 2 are taken from Metcaff& Eddy Wastewater Engineering and other sources.What are the steps involved in designing mixing tanks for coagulation and flocculation? The commonly used design approach is based on the concept of velocity gradient (G). Based on the designers experience, he selects a mixing time (t), a G value, and a mixing impeller. Based on the selected t, G, and impeller, the designer uses his engineering knowledge to calculate the following design parameters: Mixing tank volume and dimensions Theoretical power requirement Impeller diameter and rotational speedTable 3 shows the design parameters selected and the design parameters calculated by thedesigner.Table3. Design parameters selected and calculated by the designer.Hypothetical Design CaseI will now use a hypothetical case to illustrate how to design mixing tanks for coagulation and flocculation. The hypothetical case is based on the Nantong project where we have the following process configuration: a rapid mix for coagulation followed by 3 stages of slow mix for flocculation.Design flow rate: Q = 5,000 m3/dayTemperature: 15 C (winter), 35 C (summer)1. Design of a rapid mix tank for coagulationFrom Table 1, recommended mixing time is 20 60 s. We select the maximum mixing time of 60 s. Calculate tank volume: Calculate dimensions of rapid mix tank:Select a square tank with a depth to width ratio of 1.5.Dimensions of rapid mix tank are:Width = 1.33 m; Length = 1.33 m; Depth = 2 m Calculate power requirement:The concept of velocity gradient is used in the design and operation of tanks with mechanical mixing devices:where G = average velocity gradient (s-1), P = power requirement (W), = dynamic viscosity (Nsm-2), and V = tank volume (m3). Rearranging the above equation we get: at 15 C = 1.14 x 10-3 Nsm-2, at 35 C = 0.76 x 10-3 Nsm-2. We select at 15 C to ensure adequate power is provided during winter.From Table 1, recommended G is 500 2,500 s-1. We select a G value of 1,000 s-1.Assuming the gearbox efficiency is 90%, the power requirement becomes: Calculate impeller diameter and rotational speed:We select 45 pitched-blade turbine with 4 blades. From Table 1, the recommended ratio of impeller diameter (D) to equivalent tank diameter is 0.25 0.4. We select 0.3.The rotational speed of the impeller (n) can be estimated from the followingMathematical relationship:The above equation applies if the Reynolds number is in the turbulent range (NR 10,000). The power number Np is given in Figure 1 and water density r at 15 C = 999 kgm3. Check Reynolds number: Check impeller tip speed: Check Camp number:The design of a rapid mix tank for coagulation is complete. The design parameters selected and calculated as shown in Table 3 are reproduced in Table 4.2. Design of slow mix tank #1 for flocculationFrom Table 2, recommended mixing time is 20 60 min. We select a total mixing time of 30 min. Since we have 3 flocculation tanks, each tank will have a mixing time of 10 min. Calculate tank volume: Calculate dimensions of flocculation tank:Select a square tank with a depth to width ratio of 1.13width.Dimensions of flocculation tank are:Width = 3.14 m; Length = 3.14 m; Depth = 3.55 m Calculate power requirement:From Table 2, recommended G is 20 80 s-1. We select a G value of 80 s-1. Assuming the gearbox efficiency is 90%, the power requirement becomes Calculate impeller diameter and rotational speedWe select 45 pitched-blade turbine with 4 blades. From Table 2, the recommended ratio of impeller diameter (D) to equivalent tank diameter is 0.35 0.45. We select 0.3, slightly below the minimum value. Check Reynolds number: Check impeller tip speed: Check Camp number:3. Design of slow mix tank #2 for flocculationFrom Table 2, recommended mixing time is 20 60 min. We select a total mixing time of 30 min. Since we have 3 flocculation tanks, each tank will have a mixing time of 10 min. Calculate tank volume: Calculate dimensions of flocculation tank:Select a square tank with a depth to width ratio of 1.13width.Dimensions of flocculation tank are:Width = 3.14 m; Length = 3.14 m; Depth = 3.55 m Calculate power requirement:From Table 2, recommended G is 20 80 s-1. We select a G value of 60 s-1.P = mVG2 = (1.14 x 10-3 )(35)(60)2 = 144 W = 0.14 kWAssuming the gearbox efficiency is 90%, the power requirement becomes: Calculate impeller diameter and rotational speed:We select 45 pitched-blade turbine with 4 blades. From Table 2, the recommended ratio of impeller diameter (D) to equivalent tank diameter is 0.35 0.45. We select 0.3, slightly below the minimum value. Check Reynolds number: Check impeller tip speed: Check Camp number:4. Design of slow mix tank #3 for flocculationFrom Table 2, recommended mixing time is 20 60 min. We select a total mixing time of 30 min. Since we have 3 flocculation tanks, each tank will have a mixing time of 10 min. Calculate tank volume: Calculate dimensions of flocculation tank:Select a square tank with a depth to width ratio of 1.13width.Dimensions of flocculation tank are:Width = 3.14 m; Length = 3.14 m; Depth = 3.55 m Calculate power requirement:P = mVG2From Table 2, recommended G is 20 80 s-1. We select a G value of 40 s-1.P = mVG2 = (1.14 x 10-3)(35)(40)2 = 64W = 0.064 kWAssuming the gearbox efficiency is 90%, the power requirement becomes: Calculate impeller diameter and rotational speed:We select 45 pitched-blade turbine with 4 blades. From Table 2, the recommended ratio of impeller diameter (D) to equivalent tank diameter is 0.35 0.45. We select 0.3, slightly below the minimum value. Check Reynolds number: Check impeller tip speed:TS =pnD =p (0.32)(1.06) = 1.1 ms-1 1.8 TS 2.4 ms-1 (Table 2), Not OK Check Camp number:Gt = (40)(600) = 24,000 20,000 Gt 200,000 (Table 2), OKThe design of 3 slow mix tanks for flocculation is complete. The design parameters selected and calculated as shown in Table 3 are reproduced in Tables 5-7.Table 5. Design parameters selected and calculated for flocculation tank #1.As far as I can tell, the design procedure adopted by Ye Qiang and the Tianjin Design Institute did not consider the concept of velocity gradient. During our meeting in Singapore to review the Nantong design, I asked Ye Qiang whether the design of coagulation and flocculation tanks was based on the concept of G value. Ye Qiang confirmed that he was aware of the velocity gradient concept. But recently, Ye Qiang stated that there is no documentation/calculation to demonstrate that the design is indeed based on velocity gradient.The information supplied to the Tianjin Design Institute was based on Ye Qiangs personal experience. Ye Qiang forwarded a copy of calculations done by the Design Institute to me, see document attached. There is no mention of velocity gradient in the document and it seems that the design procedure is the reverse of the above design procedure. The impeller diameter and rotational speed are arbitrarily selected. These selected values are then
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