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附录1 Mixing equipment in the industrial production of a wide range of applications, especially in the chemical industry, many production are more or less application of mixing operation. A variety of chemical changes in chemical process, is fully mixed in the reaction material premise. For the heating, cooling and liquid extraction with gas absorption physical process,also often used for mixing operation in order to get good results. Mixing equipment is used as reactor application on many occasions. For example,in the three major synthetic materials production, mixing equipment as the reactor accounted for about 90% of the total number of reactor. Other such as dyestuff, medicine, pesticide, paint and other industries, the use of mixing equipment is also very widely. Nonferrous Metallurgy Department of mixing equipment nationwide in non-ferrous metal metallurgy industry to do an investigation and determination of the power, is the result of power consumption of many wet workshop more than 50% is used in mixing operation. The scope of application of mixing equipment is so widely, but also because of the operating conditions (such as temperature,concentration of mixing equipment, the residence time of the controllablerange). To adapt to the diversification of production.The following mixing equipment: 1) the raw materials are mixed evenly; 2)to make the gas well dispersed in the liquid phase; 3) the solid particles(such as catalyst) evenly suspended in liquid phase; 4) the other liquidimmiscible phase homogeneous suspension after fully emulsified; 5)strengthen the same mass transfer (such as absorption); 6) heat transfer enhancement. For the homogeneous reaction, mainly 1, 6) 2). Mixingspeed, uniformity and heat transfer is good or bad, will affect the reaction results. As for the heterogeneous system, it also affects the mass transfer velocity of phase interface and the size of the phase, the situation is more complex. So the mixing conditions change, often very sensitive to affect the product quality and yield, production is very common in this example. Insolution polymerization and bulk polymerization of liquid phase reactiondevice, the main role is: to promote the stirring reactor material flow. The material is uniformly distributed in the reactor, increasing the mass and heat transfer coefficient. In the polymerization process, often with increasing the conversion rate, polymerization liquid viscosity also increased. If the mixing situation is not good, it will cause the drop of the heat transfer coefficient or local overheating, materials and catalysts is unevenly distributed, quality effect of polymerization product, also easily lead to polymer sticking to the wall, so that the polymerization reactionoperation cannot go down well.The interaction between immiscible liquid or liquid and solid, mixing plays a very important role in accelerating reaction. Because the increase of onephase into another phase velocity, the contact surface will be increased,the material with wide speed interaction. In some cases, the mixing is an important factor to create good conditions in the reaction process. For example, the heat transfer effect is strengthening, reduce local overheating, the material and the heating process of coking. Such as high pressure polyethylene production, because the stirring effect, so that thematerial has a certain residence time in the reactor, it is more important that the catalyst are evenly distributed in the reactor, to prevent localviolent polymerization caused by explosion. Therefore, mixing equipmentplays a very important role in industrial production.The stirring device is used in the petrochemical industry productionmaterial mixing, dissolution, heat transfer, preparation of suspensionpolymerization, catalyst preparation, etc. For example, in the oil industry,crude oil and refined xenogeneic mixed adjustment, adding tetraethyl leadin gasoline by mixing additives and raw material or producthomogenization. Production of styrene in chemical production, aniline dyeand paint process, are equipped with various types of mixing equipment.In the oil industry because of the large number of application of catalyst,additive, so the demand for mixing equipment greatly. Because of the complexity of operating conditions, material diversity, the mixing equipment requirements are complex. Such as chemical industry used siliconaluminum reactor, beating tank reactor, barium, phosphorus reactor,alkylation reaction kettle, white mud stirred tanks are equipped withvarious types of mixing equipment. In the paper industry, and its wideapplication in mixing equipment, pulp, alkali recovery process are used inmixing equipment.Mixing equipment has a long history, wide application but for scientific research of mixing operation is not enough. Mixing operation appears to besimple, but in fact, he involved are extremely complex. The stirrer typeselection. From the point of view of process views and mechanics, so farinsufficient study. Along with the progress of the society, the development of science and technology, to improve the mixing equipment and newdesign will be greatly improved. The trend in recent years has a large scale equipment, also requires mixing equipment. As the volume of polymerization kettle abroad has expanded from the initial 840m to 60100m , maximum has reached 200m. The large polymerization kettle can greatly reduce the operating and maintenance personnel, isbeneficial to automation, reduce investment, increase productivity, stable product quality. With a large volume, kettle type gradually developed from elongated to squat type, and the bottom stirring way more and more use. Multipurpose trefoil sweepback agitator, trefoil sweepback agitator is a good mixer current large-scale polymerizer used. Because the discharge amount is large, circular phase reactor liquid full, up to 510 per minute, can promote the reaction kettle uniform. In addition, the practice has proved that this blade must be with the baffle plate, in order to improve the shear stress function, can play a better role.Mixing can also be in the pipeline, the device in the pipeline of gas liquidand liquid - liquid system.附录2搅拌设备在工业生产中应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的生产都或多或少地应用着搅拌操作。化学工艺过程的种种化学变化，是以参加反应物质的充分混合为前提的。对于加热、冷却和液体萃取以气体吸收等物理变化过程，也往往要采用搅拌操作才能得到很好的效果。搅拌设备在许多场合是作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的90%。其他如染料、医药、农药、油漆等行业，搅拌设备的使用亦很广泛。有色冶金部门对全国有色冶金行业中的搅拌设备做了调查及功率测定，结果是许多湿法车间的动力消耗50%以上是用在搅拌作业上。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如温度、浓度、停留时间等）的可控范围较广。能适应多样化的生产。搅拌设备的作用如下：1）使物料混合均匀；2）使气体在液相中很好地分散；3）使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀地悬浮；4）使不相溶的另一液相均匀悬浮后充分乳化；5）强化相同的传质（如吸收等）；6）强化传热。对于均相反应，主要是1）、6）两点。混合的快慢、均匀程度和传热情况好坏，都会影响反应结果。至于非均相系统，则还影响到相界面的大小和相间的传质速度，情况就更复杂。所以搅拌情况的改变，常常很敏感地影响到产品的质量和产量，生产中的这种例子非常普遍。在溶液聚合和本体聚合的液相反应装置中，搅拌的主要作用是：促进釜内物料流动。使反应器内物料均匀分布，增大传质和传热系数。在聚合反应过程中，往往随着转化率的增加，聚合液的黏度也增加。如果搅拌情况不好，就会造成传热系数下降或局部过热，物料和催化剂分散不均匀，影响聚合产品的质量，也容易导致聚合物粘壁，使聚合反应操作不能很好地进行下去。在互不相溶的液体之间或液体与固体之间相互作用时，搅拌在加速反应的进行方面起着非常重要的作用。因为增加一物相混入另一物相的速度，接触面就会增大，物质就以较大速度相互作用。在某些情况下，搅拌是在反应过程中创造良好条件的一个重要因素。例如，使传热作用加强，减少局部过热，以及加热过程中物质焦化等。如高压聚乙烯生产中，由于搅拌的作用，使物质在反应器内有一定的停留时间，更重要的是使催化剂在器内分布均匀，以防止局部猛烈的聚合作用而造成爆炸。因此搅拌设备在工业生产中起着非常重要的作用。搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、制备悬浮物、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯，苯胺染料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。在石油工业中因为大量应用催化剂、添加剂，所以对搅拌设备的需要量很大。由于物料操作条件的复杂性、多样性，对搅拌设备的要求也复杂化了。如化工行业用到的硅铝反应器、打浆罐、钡化反应器、硫磷反应釜、烃化反应釜、白泥搅拌槽等都是装有各种不同型式搅拌器的搅拌设备。在造纸行业中，搅拌设备应用及其广泛，在制浆，碱回收等工艺过程都用到搅拌设备。搅拌设备使用历史悠久，应用广泛但对搅拌操作的科学研究却很不够。搅拌操作看来似乎简单，但实际上，他所涉及的因素却极为复杂。对于搅拌器型式的选择。从工艺的观点以及力学观点来说，迄今都研究得不够。随着社会的进步，科学技术的发展，对于搅拌设备的改进和新型的设计会有很大的提高。在近几年来设备有大型化的发展趋势，也要求搅拌设备大型化。如国外聚合釜的容积已由最初的840m扩大到60100m,最大的已达到200m。采用大型聚合釜可大大减少操作和检修人员，有利于自动化，减少投资，提高生产率，稳定产品质量。随着容积的大型化，釜型逐渐由细长型向矮胖型发展，而且采用底部搅拌的方式越来越多。多用三叶后掠式搅拌器，三叶后掠式搅拌器是目前大型聚合釜采用的一种较好搅拌器。因排出量大，釜内液相循环充分，每分钟可达510次，能促釜内反应均匀一致。另外，经实践证明此桨叶必须配合挡板使用，以提高剪切力功能，才能更好地发挥作用。搅拌也可以在管路中进行，采用在管路中安装装置的办法对气液系和液液系进行混合。例如采用喷射泵对水及醋酸丁酯进行混合。在石油精制中，也采用使液体设置在管路中的锐孔板或挡板，以便使两种液体进行接触。还有在管路中放入搅拌器的，即所谓管道搅拌。管道搅拌设备能连续输送一切流体，也能输送含有固体的流动化的半流体。此种搅拌型式，相当于搅拌设备的筒体部分，容积较小，液体在此停留时间极短的情况比较多。在其内部为了充分进行混合分散或传热等需要极强的搅拌，由于管道搅拌设备空间很小，装置小，可使搅拌力均匀作用，可减少过剩的搅拌，所以对整个液体减少了功率消耗。对于连续化、自动化。特别是对成本有严格要求的，要求特别小的形状和高性能时，使用管道搅拌设备是很有效的。正因为管道搅拌设备有这些优点，所以在石油精制、石油化工，化学纤维、食品等工业和水处理技术中广泛被用于液液混合、浓度调整、液液萃取、油脂乳化、液液稀释溶解、固液溶解、液液和气液反应等场合。40 毕业设计（论文）任务书学生姓名： 学号： 学 院： 专业：机械电子工程任务起止时间： 2016 年 2 月 29 日至 2016 年6 月 26 日毕业设计（论文）题目： 卧式搅拌机设计毕业设计工作内容：1、熟悉课题、调研、收集资料、撰写开题报告 (第1-2周) 2、方案设计 (第3-6周)3、总体设计、设计计算 (第7-8周) 4、绘装配图及主要零件图 (第9-13周)5、撰写说明书、翻译资料、准备答辩 (第14-16周)资料：1、 龚溎义机械设计课程设计指导书M. 北京：高等教育出版社2、 澲良贵.纪明钢. 机械设计M. 北京：高等教育出版社3、 王卫中双卧轴搅拌机工作装置的试验研究D. 长安大学，硕士论文，2004指导教师意见：签名：年 月 日系主任意见：签名：年 月 日教务处制表 学士学位论文XX 大 学毕 业 设 计题 目：卧式搅拌机的结构设计院、 系： 机械工程系 姓 名： 指导教师： 系 主 任： 年 月 日- 29 - 卧式搅拌机的结构设计摘 要 卧式搅拌机具有悠久的历史，它的应用范围极其广泛，在化学，机械，建筑，轻工业，重金属领域都会看见搅拌机的应用。从不同的角度可以把搅拌机分为立式和卧式两种，其中卧式搅拌机主要是指搅拌机的轴线与搅拌机回旋轴线都在水平的位置。 本文设计的卧式搅拌器在分析国内外搅拌机械的发展的基础上，设计一种新的卧式搅拌器，这种新的新的结构设计可用于面粉，饲料等粒状物质的搅拌和混合，相比传统的搅拌装置更加快速简单并且工作效率高。设计的搅拌器具有两个水平的传送方式，第一个是V型皮带和齿轮结合的第一主变速器，以实现混合操作。第二个是采用楔带和凸轮组成的传动方式，以提高搅拌工作效率。 在该课题中，对卧式搅拌器的基本结构，基本尺寸的详细设计和对搅拌器结构的建模和运动模拟，更为真实简单的体现设计的过程和结构分析，再进行安全分析校核的计算，搅拌器结构设计，参数计算，功率检查，从而确保该搅拌器稳定可靠的运转。关键词 卧式搅拌器；混合设备；搅拌机；上料装置 Structure Design of Horizontal MixerAbstractThis design introduced the development course of the domestic and foreign mixer machinery and domestic and foreign research trends，and the design of the mixer. Based on this topic agitator in the domestic and foreign research and development，design a new with vibratory mixing and row material function of horizontal agitator structure design scheme to be used for dry mixing operationThe horizontal mixer has two transmission systems，the first main drive system uses V belt and gear drive to achieve mixing operationIn this paper, the design of horizontal agitator in the analysis of the domestic and foreign mixing based on the development of mechanical, design a new horizontal mixer, this new structure design can be used for flour, feed and other particulate matter and stir the mixture compared to the traditional stirring device is more simple and fast and high work efficiency. The design of the mixer has two levels of transmission, the first is the V type belt and gear combination of the first main transmission, in order to realize the mixed operation. The second is the use of the drive mode of the wedge and the cam to improve the efficiency of mixing In the paper, the basic structure of horizontal agitator, the detailed design of the basic dimensions and the agitator structure modeling and motion simulation, more simple and true embodiment of the design process and structural analysis, and security analysis and checking calculation, agitator structure design, parameter calculation, check power, so as to ensure the stirrer is stable and reliable operation.Keywords Horizontal mixer, mixing equipment, mixer, feeding device目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题研究意义11.2 搅拌器国内外发展现状21.3 卧式搅拌器发展趋势41.4 论文主要研究内容51.5 本章小结5第2章 总体方案设计及参数设计62.1 传动机构方案设计62.2 搅拌机容量确定72.3 搅拌机结构参数确定82.4 搅拌功率的计算112.5 传动装置工作参数计算132.6 带传动的计算142.7 本章小结19第3章 卧式搅拌机零件设计203.1 搅拌轴的设计203.2 搅拌轴的校核223.3 搅拌机结构设计243.4 三维建模263.5 本章小结27结论28致谢29参考文献30第1章 绪论1.1 课题研究意义 工程添加混合物在整个搅拌过程中的重点和被称为卧式搅拌机自动完成的机械装置，搅拌机在各个行业具有广泛应用，在食品行业更是必不可少的。目前，食品加工餐饮行业仍然是社会中非常主导的地位，食品加工工艺有非常简单的结构，投资相对较小，但是搅拌混合技术在这个领域仍然存在很多问题，如搅拌效率低功耗大铸造成本高等。但更复杂的搅拌技术国内还达不到标准施工人员技术也是有限的，建设项目产生难以发展，生产不了高质量的产品不利于购买者的健康，同时也降低了卧式搅拌机的搅拌质量。在自动化设计和选型问题上长期依靠专家经验知识人工完成，智能化过于低下、设计周期长、人力物力消耗巨大1。因此，卧式搅拌机技术的研究和推广似乎迫在眉睫，尤其是在以下三个方面： 1从技术层面出发，在经济上，提高了工作效率； 2市场的迫切需求和行业竞争的水平，以及市场需求满足食品加工行业和餐饮业的日常需求的发展； 3从环保节约方面入手，提高搅拌机效率，满足市场高技术搅拌要求。 运作原理，每个状态（固态、液态、气态和半液体）的材料下均匀混合召开混合操作，但通常的固体材料或固体材料之间的混合物通常被称为混合，作为固体、液体或与液体材料称为操作混合物质下搅拌2。搅拌混合操作是使用最广泛的工艺装置的操作之一，在化工，石油化工规模大，轻工、医药、食品、采矿、造纸、农药、涂料、冶金、废水和其他行业的应用。近年来发展迅速搅拌技术和混合设备正向着规模化，标准化，节能型机电一体化，智能化和专业化的方向发展。在这种形式下，技术人员如何利用现有的经验应对新的变化，运行在不同条件下的正确设计和搅拌的选择和混合装置，以安全，可靠，高效，节能的要求相遇，是非常重要的。 搅拌设备是为各种工业反应不可缺少的重要工具。由于多样性和复杂性反应不一，流动，搅拌和混合搅拌技术的目的，还存在一些问题。由于低混合效率，高功率，高拉成本，在自动选择和设计问题，长期以来一直依赖于专业知识的基础上完成的经验人工智能水平不高，较长的设计周期，消耗巨大的资金和人力资源等。因此，主要任务开发新的搅拌装置，提高搅拌效率，和使用在混合过程研究复杂的流量测量技术。1.2 搅拌器国内外发展现状 在谷物混合粉末混合，面粉加在食品添加剂的配件和添加剂并干燥调味粉和速溶饮料生产等活动中使用的混合器，该目标是有两个或两个以上的粉末颗粒通过动作流，各组分的浓度，以形成均匀的混合物。 近年来，随着提高和科学技术和成熟的理论，设计的进一步开发和制造搅拌器获得了快速发展。但它也面临着必须达到合理利用资源，节约能源和环境挑战的要求。基于降低总产品成本，减少维护成本，提高设备的产品服务间隔要求，设备运行寿命大大提高。基于满足卫生和清洁的费用和消毒用于CIP（清洗）和SIP（灭菌）来，提高自动化与产品人体接触的程度，要求使人工操作和待机时间，大大提高了产品的卫生。这些研究是现代新舵系统，其中许多丰硕的成果在某些方面取得了很好的发展。 传统的搅拌装置有四种基本组成，填料密封，机械密封，液压密封件和唇形密封件。类似于密封泵密封，最简单的密封与至少一个混合器。这种密封结构的密封件只适用于低压力，灰尘，蒸汽等密封，是最常用密封件。但是机械密封件的成本高，泄漏率高，易损坏。 根据电极和搅拌器与磁驱动联接连接之间静态密封件的特征的磁耦合搅拌器连接结构，没有接触的扭矩传递，可以解决机械密封和泄漏填料密封。在国内山东威海可控电抗器，开元化工机械磁力反应釜厂，温州味全磁性密封装置，生产的磁力搅拌器在国内享有很高的信誉。瑞典NA型磁搅拌釜反应器，搅拌器安装在反应器中，搅拌器的底部和漂洗罐底，容易去除，可靠，耐用，易于维修。但缺点是对于某些磁力搅拌器或大量粘稠液体或固体部件的反应仍然不好，其中机械搅拌器应作为驱动能量。 新的舵叶的发展，许多企业正积极生产适用于搅拌高粘度材料，其中美国研制出一种新型双行星混合机就是其中之一。传统的矩形细长的行星片（见图1-1a）与新高粘度的刀片不同（见图1-1b）在精确的立体角，旋转叶片的轨道，不仅有力地推动了高粘度物料向前移动并推向下运动，并比传统的行星叶片阻力更小3。传统的行星垂直刀片具有两组两个垂直叶片的扁长，在容器中形成一个很大的剪切阻力浪涌。这样的设计结构有助于提高搅拌机的工作效率并且结构简单易于加工。大大的提高了搅拌机的工作效率，相比于传统的搅拌机叶片具有更多的优越性。 （a） 传统的行星式桨叶 （b） 新型HV桨叶图1-1 新旧搅拌桨叶对比 传统的行星式搅拌叶搅拌效率低，搅拌阻力大，受到搅拌物质的限制等因素。因为新的高压搅拌HV叶片交替地导通时的横截面是在材料的基本上一直连续，负载连续处于平衡状态，从而消除了电流浪涌现象。德国采用的主锥度搅拌混合的原理在图（1-2），搅拌两个低粘度和一个高粘度材料同时搅拌，图1-2 搅拌低粘度和高粘度物料的慢速转动的搅拌头 这种混合头显著优势是搅拌一个比较低的速度但搅拌时间短，不吸入空气搅拌不起泡不加热，物料动作柔和、节能、完整易于安装，既可用于搅拌的化学物质，可以也可以用于搅拌食物。 新的转子定子搅拌技术的进步也非常快，转子定子混合技术可以产生不同的乳化剂亚微米，美国罗斯公司生产搅拌机。其原理是在高速旋转的转子，转子尖端速度是大的，因为转子和定子之间的速度差，可以产生高剪切力和湍流动能在定子和转子的间隙，在搅拌容器中的材料研磨至亚微米级。自动化多功能和混合过程是提高21世纪的搅拌产品质量，生产并与主导环保要求的方向相适应4。 多轴混合器配备有三个独立的驱动搅拌装置。沿三个翼锚式搅拌器的缓慢旋转的圆周将搅拌容器中，从而使材料激烈轴向和径向流动，其中混合材料特性和传热允许生产，在转子剪刀装置和高速分送头的工作下。这样与变速驱动双行星式混合器的组合，能够获得更好的搅拌效果，即使在非常低的速度大的转矩5。 行星桨叶与高速分散叶片行星组合，利用搅拌器的这种组合，搅拌材料的粘度可以达到120万厘泊。行星和刀具头自身的旋转轴线分散容器周围，将材料在行星式桨叶将物料传送到分散头。由于传统粘性材料人工卸料困难，很多厂商都采取自动措施解决。自动卸料系统减少手工卸载的停机时间，不仅大大提高了产量，消灭了质量差的产品，同时也确保了产品质量的一致性。由于操作者与产品的接触被显著降低，产品没有被污染的安全性大大提高了。1.3 卧式搅拌器发展趋势 随着科学技术在近几年的快速发展，进一步完善相关的理论，搅拌器的设计和制造将取得更大的发展，这也将发挥在社会生产中的作用越来越重要播放范围。并在服从的搅动装置规模和品种丰富的同时效应，未来将满足更多新产品，以合理利用资源，节能和环保要求的。目前，在化工，医药，石油等领域，搅拌机已经扮演着举足轻重的作用，这一点是不可忽视的。但是随着施工作业的日趋复杂性，传统的搅拌机已经很难满足日趋复杂的工作要求。因此市场上出现了各种各样的搅拌机，搅拌机也日趋大型化，微型化和集成化。通常而言大型搅拌机有很多的优点：可以提高产品的质量和均一性，可以减少装置的占地面积。降低装置的生产管理和维修费用。同样有利于实现自动化生产。 近几年来，高粘度流体混合设备已经得到了长足的发展，除了传统的单轴立式混合设备之外，还出现了双轴的卧式混合设备。单轴的混合设备虽然制造工艺简单方便，但是工作效率低下已经满足不了市场上高工作效率的要求。因此，双轴搅拌设备的出现很好的填补了这块市场空白6。中国的搅拌机设备研发起步较晚，缺乏系统的理论与实践的指导，整体的创新研发能力不是很强，鉴于国内外的发展形势，未来的搅拌机发展仍有很多难题需要解决，未来的搅拌机也将朝着智能化，节能化，连续化和微型化的方向发展。搅拌设备在各个领域已经扮演着不可或缺的角色，各行各业也要求自己的公司拥有更好更快的搅拌技术，这必将为搅拌机的发展提供动力。在现代技术的推动下，新型高效和造型合理的搅拌设备不断地被开发出来，搅拌机的发展必将走向一个更新的阶段。1.4 论文主要研究内容 卧式搅拌装置由三部分组成：主轴，传动装置和电机。主部分包括异步电机和齿轮系统。带孔矩形状的搅拌舵叶，以便使混合材料是在混合过程中更有效。动力部分包括异步电动机和摆动的系统。本设计主要研究内容： 1.整体方案设计：国内外研究搅拌机，基于食品加工设备和学习的设计原则的发展状况，学习的宝贵经验，同时也增加了一些其他的改进，开发自己的设计。 2.搅拌器详细参数设计：与整体设计相比，搅拌器的一个主传动系统的结构中，摆动系统，搅拌系统和外部设计四部分，并且分别对四个部分进行详细设计参数。 3.零件安全校核：完成零件设计后，对于安全检查的设计部分要进行校核。本文主要是对处在复杂的应力状态的轴的校核，其他零件的校核如键、轴承等并没有写到论文中。4.三维建模：设计搅拌器安全检查的计算后，未发现不符合规定的部分，然后来完成三维实体建模。1.5 本章小结 从对相关参数搅拌机搅拌机实际生产工程技术的研究，主要研究结构设计和设备的确定，阅读国内外搅拌机组相关文献，了解他们的现状和发展趋势。确定大体的研究内容，为后面的计算工作打下基础。第2章 总体方案设计及参数设计2.1 传动机构方案设计 食品行业设备的特点是原料和加工方式，加工过程和食品所含成分的反应。所以该行业的加工设备大体具有移动性强防水防腐卫生程度高和自动化的特点。横轴搅拌器用在水平位置旋转搅拌器轴搅拌容器，它的结构简单，成本低、卸货、清洗，维修方便等设备来完成连续生产，但一般面积较大。这样的机器容量范围通常在25kg-400kg。这是一个大量国内生产的所有类型的面食各食品厂最常用的设备。它的特点是结构简单，制造成本低，易于清洁保养，从而使食品加工，如面包、饼干、蛋糕，以及一些在大规模使用的酒店业面食的生产。 传动系统的确定，在搅拌器的工作方式的采取上，此课题设计为卧式搅拌器，鉴于搅拌器的工作形式和具有的水平混合的设计要求进行选择，搅拌，同时考虑到形状和使用固定水平混合器的容器的目的，采取了容器固定的工作形式的卧式搅拌结构。 在搅拌器传动方式的确定上，对搅拌器搅拌速度的要求不高，成熟产品搅拌速度已经在市场上有了很好的决定性的效果，约30-60r/min之间搅拌速度，具有较高的速度产生良好的混合性能，但它也将导致能源的浪费。不过，虽然低速扭矩大时，根据选择的发动机的要求，2000r/min的发动机转速，所以使用较大的减速比的传动系，由于机器的振动和噪声要求的尺寸利用传动皮带和齿轮机构的总和。传动机构放在如图2-1所示初步的示意图。动力传动装置，设计是困难的重点，只有两个具有原动机，不共线传输问题两个轴的辅助轴的运动。以特定的操作环境下的情况，驱动电机，防爆电机，为增加安全系数，由电机耦合传递的扭矩，以减速，通过一合适的传动比的减速机，速度产生的转矩设计需要，由装置传递到搅拌器联轴器。搅拌器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。对于摆动系统，设定摆角幅度15，摆动周期1s，运行时间1min，停歇时间6min。摆动机构确定，摆动运动的实现有多种机构形式，对杆的强度要求高。图2-1 传动系统机构简图2.2 搅拌机容量确定1.搅拌机额定容量 搅拌机的各种不同含义的容量之间有如下关系，进料容量是干物质引入混合管不搅拌的量。出料容量是指一罐次搅拌物出料后捣实的体积。它是搅拌机的主要性能指标，它决定了混合器的生产率的最重要的指标，所述混合器是对于选择的重要依据。各种容量的关系：搅拌筒的几何容积的关系，以及容量V1，搅拌好后卸出的混凝土体积和装进干料容量的关系。 (3-1) (3-2) 式中为出料系数。2.搅拌机工作时间和生产率计算 混合物进料的时间是从馈送装置向在所述混合管中的漏斗全部时间混合干燥成分漏斗的开始，材料搅拌缸排出的不是额定容量7。混合时间干饲料混合粗骨料都在启动消息混合器混合管的直至得到均匀的混合物搅拌的时间混凝土段。工作周期从一开始就排料完成家庭作业的经过时间。使用上料斗进料时，往往设8-15s，随混凝土坍落度和搅拌机容量的大小而不同，可参考搅拌机有关性能参数出料时间往往设10-30s，对混凝土往往设0.65-0.7s，砂浆设0.85-0.95s设20s，设45s，设20s，设0.68。搅拌机的生产率的式子为： (3-3) (3-4) 式中：Q生产率； 进料容量； 上料时间。3.容积利用率的分析 主要基于搅拌质量的优劣，在保证的前提下搅拌质量选择的容积率越大越好，这样的几何结构，可以充分的发挥8。另外，尺寸也势必其他条件：首先，搅拌机设计需要在固定的或超载，第二过载10的容量，根据设计，该卷的比和进料0.65的体积，而在混合管的几何体积必须比在混合进料的体积大。因此，在上述两个条件，以便不超过0.59的上限。同时根据有关资料可以得出应小于0.6，否则搅拌质量将受到影响。 (3-5)2.3 搅拌机结构参数确定1.搅拌机筒体设计 混合器用于大致圆柱形的容器中，该容器和前后端盖的主要结构和固定框架上的托架，在混合过程中的气缸，压力和汽缸体的体积有规定一个。考虑煤矿特殊的工作环境，在这里选择圆柱形滚筒9。根据工作要求，气缸标称容量的需求达到0.3-0.5m3。选择圆柱体宽高比。气缸宽高比的选择取决于以下因素：长径比对搅拌功率的影响，长径比对物料特性的影响，长径比对搅拌质量的影响，筒体外观结构。上述因素外，混合质量，混合在纵横比外观结合分析角度考虑不宜过大刀片装置的效果，因为该距离过长轴向搅动，搅拌该材料特性甚至损失，并且由于叶片的运动始终是圆形运动围绕轴，该材料的轴向运动可以产生仅依靠与一定的轴向推力舵叶角度，这个力的大小始终是有限的。在很短的时间，从而使物料搅拌以实现在轴向上均匀的效果，宽高比应于合适控制。对于单横轴搅拌机中，纵横比小于1，外观不好，是不稳定的感觉。以上经验数据的国内外模特因素的共同作用，纵横比的波动范围应 D = 1-3范围内得到控制，考虑到具体情况和煤矿巷道，最终取L/D = 3最适合的。圆形桶罐的纵横比，也是不同形式的混合管允许超时的基础上，选择充电系数适量后，则需要经过一系列的计算，最终确定直径简化和长度。汽缸和汽缸完全体积V额定容积的如下的关系：(m3)。为了提高设备利用率，圆筒设计选择合适的客座率值是非常重要的。一般混合设备通常为0.60.85可取的10。当搅拌过程中，化学反应物是相对激烈，作为负载系数可采取比较低，一般范围为0.6-0.7，如果在混合过程中该材料，该材料的状态是基本上不变化，然后系数算可取0.8-0.85。考虑到整体的混凝土搅拌过程中几乎没有剧烈反应，所以采取= 0.8。 图3-1 筒体的直径与长度示意图 求得则L=3x0.52=1.56m。对求得的筒体长度与直径验证，验证式子如上：从相关引用书目得出，代到式子（3-5），算出结果为0.78与所选的=0.8很接近，因此说搅拌机筒的长度直径设计是合理的。 (3-6) (3-7) (3-8) 式中：公称容积； 筒体长径比，设=3； 装料系数，设=0.8。 (3-9)2.搅拌机构设计 搅拌叶片的存在形式，根据工作环境以及特性，选用桨叶式搅拌舵的尺寸和安装角度调整。图像尺寸和叶片的数目有关的叶片长度有效的工作原理数目的叶片的大小在轴向上重叠，以便一方面保证排放干净，而刀片寿命与一些磨损。可以利用公式（3-10）近似计算。图3-2 搅拌叶片示意图 （3-10）结合搅拌功率及质量影响，叶片高度，设叶片数目，找出相关引用书目式子，得出结论是叶片长度。那么从式子3-11，算出叶片高度：图3-2所示图叶片结构。叶片安装角度选择国内外使用的15是合适的，搅拌叶安装搅拌轴上的效果如图3-3。 （3-11） （3-12） （3-13） 图3-3 搅拌轴三维图为了确定最大线速度搅拌叶片。如图（3-3）将搅拌速度的确定，该材料因子的移动速度是一个关键的材料不位置下落的移动指示的大小，否则下列材料的运动已为混合质量严重后果11。因此，它不能超过限速设计。极限运动速度应用应力分析，如图（3-4）。 图3-4 物料运动时受力分析简图 (3-14) (3-15) (3-16) (3-17) 式中：重力加速度； 搅拌筒半径； 物料下滑时的初始水平夹角； 物料滚动时的阻力系数。 同时通过的关键因素一些变化的混合质量和现场试验的实力，分析的结果，统计数据的质量和最新的产品参数那么可知=1.2-1.4m/s。2.4 搅拌功率的计算1. 搅拌机构的参数分析通过对搅拌机构的设计分析，确定了搅拌机构的受力方式和搅拌叶的最大运转速度。进而可以求得搅拌机的功率大小，由公式（3-18）可以求得搅拌机的功率。 （3-18） （3-19） （3-20） （3-21） （3-22） （3-23） （3-24） 再从式子3-24，算出j=0.678，再根据式子3-27，算出结果为9.32。将已经计算得到的各个参数代入式子3-25，代入各参数，得出结论是搅拌功率为9.48kW。2.搅拌轴转速的计算从式子3-21，代入已经知道的数据得到搅拌轴转速为 （3-25） 从式子3-20，经过移项得到，平均阻力矩等于 （3-26） 3.搅拌轴转速的确定因为混合器和输送机的混合共享一个驱动马达，两个机械轴线的交叉耦合的连接，将保护需要工作，并进行同步旋转混合器和搅拌输送器。这两种转速n=46.6r/ min的确定。4.搅拌结构参数的确定 在实践中，一般不考虑材料轴材料的影响，并因此轴向运动速度滑槽Vsn/60。 （3-27） 式中：搅拌叶片直径； 搅拌轴转速； 为填充系数； 物料的单位容积质量。 上述为搅拌叶片的直径，为填充系数，材料的相的质量对体积的单元中，当该材料输送量被确定，则可以调整搅拌，搅拌速度的外径，和视补的四个参数因子，以满足要求。作为搅拌器轴的速度适于被当前确定遵守其他参数。在这个时候，应该是其他参数的基础上，来设置搅拌的直径。因为使用物理混合，使 =0.8。结合上面所算结合D搅拌直径D=350mm,S=KD=0.8x350mm=280mm搅拌筒体厚度Z=10mm。D=342mmD=350mm S=0.8D=3500mm 。 （3-28） 2.5 传动装置工作参数计算1.电动机的选型计算所需的总驱动力之前必须认识到，在机械加工，如摩擦损失，热损失等的总功率损耗，停止机器的正常运行时，在选择了发动机，这些损失应该被考虑。机械加工时间，有时会暂时过载，所有上述考虑确定的发动机功率： （3-29） 式中：电机额定功率； 主轴所需功率； 另外一根主轴所需功率； 总的机械效率。普遍的一种情况下，密封装置的功率损失可以看成是搅拌机主轴功率的0.1倍，其他传动装置的效率可以按照机械零件手册设出联轴器减速器轴承万向联轴器算出总的机械效率。由之前的计算可以知道，搅拌机主轴功率为9.48kW。 图3-5 电机结构示意图 通过计算，P为14.8kW，所以电机型号为Y160L-4，额定功率为15kW，转速为1460转。圆形功率15KW结合特殊工作环境和限制使用的开关条件，选择Y160L-4防爆交流电动机，主轴搅拌器器和混合输送驱动电机作为一个整体。2.减速器的选型计算 减速器整个混合器设置主齿轮，搅拌器和用于传输功能可以工作的不正常和稳定运行起着至关重要的作用的电源，根据速度扭矩电机和混合器轴，馈送装置搅拌器速度输送轴转矩是必要的，以确定什么样的选择该适配器12。根据先前计算得到的值的数目是不难知道，和搅拌器轴的搅拌速度是46.6r/min，主轴电机速度1460r/min，总机械效率的基础上，该总传动比： （3-30）延迟时间，皮带传动比的i1= 1.5，减速比I2 =21。因此，最终传动齿轮比可设定为21，考虑到工作条件和工作环境的条件下，选择ZL减速器JZQ50-20，以及带驱动马达由过渡彼此连接。2.6 带传动的计算1.带传动设计电动机输出功率P=15kW，转速n1=1440r/min ，根据V带的载荷平稳特点，设KA1.1。主要根据工作机载荷大小和工作机一天的工作时间来确定这个参数。工作时间分为三个时间段0-10为第一个时间段，10-16为第二个时间段，16-24为第三个时间段。载荷大小又可分为载荷平稳、载荷变动小、载荷变动较大、载荷变动很大四种。 表3-1工作情况系数工作机原动机软启动 负载启动一天工作时间/h0-10101616-240-10101616-24载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机；离心式压缩机；轻型运输机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小运送石头，谷物的带式运输设备；剪切机床；印刷装置；水泵等设备1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大搅拌式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大各种形式的破碎机；起重设备和挖掘机等1.31.41.51.51.61.82.选择带型 往往来说，要按照功率以及小带轮的转速这二个方面来设定整形类型的，看图3-6。图3-6 V带型图凭算出的结果Pd，再加上知道小带轮的转速1440r/min ，从图中就可看到：选A型V带。3.计算所选带轮的直径和所选带轮的速度 从相关引用书目第页表格中13-7找到，小带轮基准尺寸，设得dd1=280mm ddmin=75 mm。从相关引用书目表格13-4找出V带轮的基准直径，设=400mm速度等于6.79m/s，满足5m/sv300mm，应该用E型轮辐式带轮。所以小带轮用H型板式，大带轮用E型轮辐式的构造。带轮的材料灰铸铁HT200 。 图3-7带轮的相关参数 7.带轮的相关参数 从相关引用书目从找到，所选带轮形状为V型带，上面已得到带轮中心距713mm，带轮根数z为3，根据表（3-5），可以设计出带轮的具体结构。项目符号槽型YZABCDE基准宽度b p5.38.51114192732基准线上槽深h amin1.62.02.753.54.88.19.6基准线下槽深h fmin4.77.08.710.814.3199234槽间距e812151925.53744.5第一槽对称面至端面的距离f min67911.5162328最小轮缘厚min55.567.5101215带轮宽BB =( z -1) e + 2 f z 轮槽数外径d a轮槽 角 32对应的基准直径 d 60-34-80118128315-3660-47560038-80118128315475600极限偏差 1 05 3-5 所选带轮的相关参数V带轮腹板可以分成以下几种形式如图(3-6)：实心带轮用于尺寸较小的带轮，腹板带轮用于中小尺寸的带轮，孔板带轮用于尺寸较大的带轮，椭圆轮辐带轮用于尺寸大的带轮。根据结果：小带轮可以用实心带轮，大带轮可以选孔板带轮。 (a)实心带轮 (b)腹板带轮 (c)孔板带轮 (d)椭圆轮辐带轮 图3-6 带轮结构类型2.7 本章小结 本章主要对卧式搅拌机结构参数的确定和传动装置的选择以及搅拌功率的计算，得到了搅拌机的整体参数和多选带轮的结构和尺寸，并得到了搅拌轴所受到的轴压力。 第3章 卧式搅拌机零件设计3.1 搅拌轴的设计1.搅拌轴材料的设计和计算 搅拌轴是设备核心零件，它负责的混合器驱动，搅拌叶片的磨损的工作的一部分，使旋转搅拌叶片，并允许它以到达混合器到达混合器混合功能被设计为为了生产该服务，以满足设计要求。搅拌器驱动步进马达与减速器耦合带来的搅拌轴的旋转，以便轴和搅动的转动，其目的是实现搅拌的混凝土的目的混合的完成。该研究混合器搅拌棒轴承安装在两端，从搅拌叶片安装相同的距离的中间。45号钢密度每立方厘米是7.89克，杨氏数据的模量为210GPa，泊松数据比为0.31。为了使舵轴冷却淬火，回火双热处理的目的有更好的机械性能。45号钢成熟的加工技术和大规模使用搅拌轴45作为钢材的选择，也被推迟。45钢是一种中碳钢，具有良好的机械性能，且价格便宜，广阔的原料来源13。他的弱点是比较大的固化性低。搅拌轴的扭转强度式子如下：把式子（4-1）移项化简单点，得出轴的直径式子是公式（4-2）。 （4-1） （4-2） 把已算出得的P=9.48kW，n=46.6r/min，设的，代到式子(4-2)里面，求得到轴的最小轴径是d42mm。2.依照扭转刚度来计算轴径 随着轴劲度不足混合器混合过程中，在工作过程中，有可能发生变形，这使安装在搅拌轴上的搅拌叶片无法按照正常的路径，这将导致所分配的材料来进行影响不均，质量参差不齐或不预先的要求，使生产失败。轴变形将这种损害轴类零件，经济损失，严重的安全隐患，甚至威胁厂房所有的人身安全。根据材料力学确定该轴的扭转强度来计算旋转的最大允许角度可以按照每单位长度的旋转角度，以及作为刚性的条件公式14是（4-3），将公式（4-3）带入公式（4-4），这样就度得到了轴径。 （4-3） 式中：轴的扭转变形扭转角； 惯性矩扭曲角大小。 （4-4） 这样便会得到搅拌轴的直径，值的直径搅拌器功率的数目不仅要满足条件必须符合刚性。常见的是的情况下，根据其比较大的计算出的搅拌轴轴刚性的条件下，使搅拌轴，必须的轴径值刚度条件的大小的基础上确定因为第一级使用，以便根据与力矩马达的最小轴直径的第一阶段，通过控制连接主轴的直径的方法15，相对于该机械的零件的手动变速装置，所论述的轴的第一部分，该轴通过计算的直径D1 =45mm，柄基基础上准值长度确定的第一段为55mm。 图4-1 搅拌轴结构示意图3.初步确定轴的各段长度及直径由于轴的第一部分是用来连接联轴器，发动机的磨损和齿轮的转矩和速度，并且通过轴肩的轴的轴线的第一部分的第二段与过渡，第二段还轴轴承盖的安装，安装第三轴的轴承，并在第二轴和第三轴是选择下直径轴肩过渡问题，被认为是上述作为第三轴这两种情况60mm，根据第三部分的预定长度轴线35mm，所述轴的所述第二部分中的所述轴承的宽度16。轴的第四部分，用于根据所述轴的直径的安装搅拌叶片的，确定的D4 =75mm搅拌叶片必要的，因为在安装舵叶，考虑配备有搅拌叶片的L4=1455mm，随后的第五段的应用车轴，悬浮液通过轴承的选择在内，D5= 60mm的选择，由下段的宽度不得不轴的第四长度组35mm。轴第六段和过渡轴的最后一段，考虑到设计自从最后一节将要连接万向轴直径和第一组的轴的最后部分的长度，四方轮轴短连接的尾端，以便于调节。3.2 搅拌轴的校核 1.通过弯扭合成应力来校核轴的强度 为了使该轴可以安全使用，并没有任何意外的使用，有必要增加该轴的强度，可根据弯曲和扭转控制装置，用于合成在轴的最典型的方法轴强度校核检查负载。算出轴所受转矩已知参数搅拌轴功率17P为9.48kW。搅拌轴转速：。搅拌轴所受的扭矩的求解公式（4-5）。 （4-5） 式中：搅拌轴功率； 搅拌轴转速。 将的值代到式子（4-1）中算出来算出轴所受阻力矩由求得的搅拌轴的扭矩为前提，求解轴所承受的动力。搅拌轴设备可承受的动力求解公式（4-6）。 （4-6） （4-7）式中：搅拌轴所受扭矩； 搅拌轴所受动力； 搅拌叶片半径。 通过力的平衡条件可以知道，搅拌机的搅拌轴在运行的环节当中，一定受到一个阻力和一个动力，这个力可以理解为大小相等，方向相反的阻力，这个阻力应为，另外还要考虑混合物的粘滞作用产生的力，查找相关文献得出结论，所以搅拌轴整个搅拌过程受到的阻力18 。 （4-8） （4-9）由上面的计算得到搅拌过程所受到的阻力，由之前确定的基准轴的参数结构，画出轴的载荷分析图，如下图(4-2)中间截面进行弯扭合成应力来进行强度校核，校核的式子（4-10）。 图4-2 搅拌轴的载荷分析图 （4-10）式中：轴的计算应力； 轴所受的弯矩； 轴所受的扭矩； 轴的抗弯截面系数； 引入折合系数。图里显示，轴的最大弯矩是，轴所的扭矩为1972789NM，轴的扭转求应力是脉动循环变应力，因此的值应设为0.6，又因为轴是实心的，所以，可知此段中间轴的直径是d=75mm。将上面叙述的各数量值代入公式（4-6）。 （4-11）因此这个截面一定是安全的，既按照弯扭合成应力对轴进行强度校核满足条件。2.根据轴的临界转速校核轴径当轴的运行速度是非常接近临界速度搅拌轴会产生的振动的现象19，可造成损害生产延误，组件的尺寸之间的质量的混合，为了防止这种情况发生，想监视轴的临界速度，必须保证工作速度。式子根据轴的体积，密度和搅拌叶片搅拌连杆安装套的体积，算得轴的质量为，搅拌叶片的质量为，轴的长度L=1740mm，画出最小轴径及它的力学模型。轴的长度L=1740mm，因此所设计的轴是满足设计条件的。 （4-12） （4-13）3.轴的扭转刚度校核计算 通过得到的相关条件，可以利用扭转角的公式计算出所用轴的扭转角的大小，进而得到扭转刚度的校核计算。轴的扭转刚度变形用每米长的扭转角。圆柱轴的扭转角的式子是： （4-14） 式中： ； （4-15） （4-16）因此依照计算轴的扭转强度校核结果显示，该轴符合条件。3.3 搅拌机结构设计1.搅拌机筒体结构设计被送到计算混合器枪管纵横比和长度和直径混合器筒，气缸组通用技术4-16mm的厚度，在这里选择的气缸10mm的厚度，混合器混合材料，从而使搅拌，并且在与出料流的搅拌工作实现相关的功能20，同时，使混凝土光束被搅拌速凝效果后保护外壁直接注入隧道，混合过程既需要加入促进剂，因为程序利用的后馈送设备直接参与前端混合器，即由输送材料直接进入混合器用于混合装置，从而使前门取混合器进料口。 2.搅拌机整机结构设计 从混合器筒混合机，搅拌轴，搅拌叶片，加水通过焊接到容器中的固定句子意味着加速器加法器，悬挂支撑，搅拌轴轴承固定到悬架的左端，下支撑臂搅拌，因为有挂由轴承材料邻近混凝土，从而使密封装置借此设计的密封装置是在暂停期结束安装程序轴承盖，轴承加入封面毡密封，以防止轴承，轴承的承载结构损伤寿命缩短的混凝土。混合器搅拌输送终级的左端，入口筒后剩余直接进入混合器的材料，参与生产除了水的实现和搅拌器，添加单元的水可基于生产条件，材料，因此人工修饰，以生产要求，搅拌叶片由焊接满足，然后通过固定搅拌轴应用，搅拌器右船尾化合物螺栓螺钉混频器的内部工作的影响之外结构和混合防止混凝土的质量。有添加加速器和出口孔中21。 3.搅拌机密封装置 搅拌轴凸出部分采取密封的
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