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 Mixer
Abstract
This 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 operation．The horizontal mixer has two transmission systems，the first main drive system uses V belt and gear drive to achieve mixing operation．
In 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...................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................... II
第1章绪论 (1)
1.1课题研究意义 (1)
1.2 搅拌器国内外发展现状 (2)
1.3 卧式搅拌器发展趋势 (4)
1.4 论文主要研究内容 (5)
1.5 本章小结 (5)
第2章总体方案设计及参数设计 (6)
2.1 传动机构方案设计 (6)
2.2搅拌机容量确定 (7)
2.3搅拌机结构参数确定 (8)
2.4 搅拌功率的计算 (11)
2.5 传动装置工作参数计算 (13)
2.6带传动的计算 (14)
2.7本章小结 (19)
第3章卧式搅拌机零件设计 (20)
3.1 搅拌轴的设计 (20)
3.2 搅拌轴的校核 (22)
3.3 搅拌机结构设计 (24)
3.4 三维建模 (26)
3.5 本章小结 (27)
结论 (28)
致谢 (29)
参考文献 (30)
附录 (32)
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 。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 。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 。
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 。
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V 1，搅拌好后卸出的混凝土体积和装进干料容量的关系。
2~4/V V 10= (3-1)
70650121.~./V V j == (3-2) 式中1j 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 。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：
()11123Q=3600V /t t t j ++ (3-3)
885/68.03600)/(3600132111=??=++=V t t t j V Q (3-4)
式中：Q —生产率；
V —进料容量；
t —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 。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j 应小于0.6，否则搅拌质量将受到影响。 220220.59(0.1)/0.65V V j V V V ===+ (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 。根据工作要
求，气缸标称容量的需求达到0.3-0.5m 3。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η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Vg 的如下的关系：ηV Vg ?=(m 3)。为了提高设备利用率，圆筒设计选择合适的客座率η值是非常重要的。一般混合设备通常为0.6?0.85η可取的 。当搅拌过程中，化学反应物是相对激烈，作为负载系数η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η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η= 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11.0=v ，代到式子（3-5），算出结果为0.78与所选的η=0.8很接近，因此说搅拌机筒的长度直径设计是合理的。 ()32m 4L D V π≈ (3-6) ()33m 4
D L D V π≈
(3-7) ）（m g 43ηπ??? ??≈D L V D (3-8)
式中：g V —公称容积； D L —筒体长径比，设D
L =3； η—装料系数，设η=0.8。 v 24
g 2+=L D V πη (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 L b B m 6.0cos 2
=?? （3-10） 结合搅拌功率及质量影响，叶片高度h ，设叶片数目，找出相关引用
书目式子，得出结论是叶片长度L 。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。
6
s i n g D h =? （3-11） mm 20050cos 2
1113006.0cos 26.0=??==b m L B （3-12） 50906sin 6sin 75D h mm g =
==° （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 。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
f a m
g ma a mg n ?+=cos sin (3-14)
f)cosa (gsina a n ?-= (3-15)
2/n a v R = (3-16) f)cosa Rg(sina V max ?-= (3-17) 式中：g —重力加速度；
R —搅拌筒半径；
a —物料下滑时的初始水平夹角；
f —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v =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。
9550
n M N ?= （3-18） 1R K S M ??= 6000v
n D p = （3-19）
()9550p D 6000v R v ,j f s i n g c o s b h B 2m N 1??????= （3-20）
0.6L c o s b B 2
m =?? （3-21） 6D sing h =? 1sin 52212D h D R g =-= （3-22） J L p 4V D 2??=
()/3820p v,j f j L p 4V v L N 2?????= （3-23）
()j 2.08v 18.45j 26.005j 0.268v 2.216v,j f 2?--+-= （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 46.6r/min 50
3.141.226000n =??= （3-25） 从式子3-20，经过移项得到，平均阻力矩等于 19436.4648.995509550=?==n N M （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。
?λεsn D Q 247= （3-27） 式中：s —搅拌叶片直径；
n —搅拌轴转速；
λ—为填充系数；
ε —物料的单位容积质量。
上述D为搅拌叶片的直径，λ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Q被确定，则可以调整搅拌D，搅拌速度的外径，n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s=0.8D。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 。
82
.0
5.2
38
.0
6.
46
8.0
47
82?
?
?
?
?
=D
D（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：
η2
1P
P P +
=
（3-29）式中：P—电机额定功率；
1
P—主轴所需功率；
2
P—另外一根主轴所需功率；
η—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 。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：
33.316.461460n n i 12=== （3-30）
延迟时间，皮带传动比的i 1= 1.5，减速比I 2 =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n 1=1440r/min ，根据V 带的载荷平稳
特点，设K A ＝1.1。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
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P d，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d d1=280mm> d dmin =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/s 从式子得出结论是0.7[280+400]≤0a ≤2[280+400]即，设出=700mm 从相关引用书目的表格中设L d 为2500mm 实际中心距经过计算为713mm ， 实际的包角大小为153o。 表3-3 包角修正系数 根据三角带根数式子里，N 1为三角带传动功率，N 0为单根三角带的特 定长度、平稳工作情况下传递的功率，找到表格设出，N 0为2.70。C 1为包 角系数，找到表格设出，C 1为0.98。三角带传递的功率算得N 为15 KW 。 代到式子得出，结果就是需要3根带轮。 101 C N N Z = 1013N Z N C =≈ 小型搅拌器三维设计及关键零部件工艺分析 摘要 搅拌设备使用历史悠久，应用范围广。在化学工业、石油工业、建筑行业等等传统工业中均有广泛的使用。搅拌操作看来似乎简单，但实际上，它所涉及的内容却极为广泛。本文介绍了小型搅拌器设计的基本思路和基本理论，分析了搅拌器的基本结构及其相关内容及搅拌器的运动和其动力装置。通过对搅拌器的基本设备的描述和对其基本工作原理、作用和功能等相关文献的参考，从而对小型搅拌器的设计加以综述。用pro/e 设计软件对搅拌器的零部件和整体进行三维设计。并对关键的零部件进行了工艺分析。 关键词：传动装置，联轴器，支承装置，电动机，减速器 The 3D Design of Small Blender and the Process analysis for the Key components Author:Du Bing Tutor:Yang Hansong Abstract The equipment of pulsator have a long history and are used in most areas. meawhile pulsator are used in tradition industry such as chemistry industry，petroleum industry，architecture industry and so on. The operation of mix round looks as if simpleness，but actually，the ingredient it involved are plaguy complexity. Tht text introduces the basic consider way and the basic theoretics of small pulsator design，and analyzed the basic configuration of pulsator and interfix content and analyzed the athletics and motivity equipment of describe the basic fixture of pulsator and consult its basic employment principle，function and operation，thereby summarize the design of small https://www.doczj.com/doc/6011044553.html,ing Pro/e software to draw a stirrer on the components and the overall three-dimensional image.And the analysis of key parts of the process. Key word: Gearing，Join shaft ware，Bearing device，Electromotor，Reducer 目录 毕业论文（设计）论文(设计)题目：真空搅拌机的设计 姓名沈委 学号 院系机电工程学院 专业机械设计制造及其自动化 年级级 指导教师刘文平 年月日 目录 摘要 ............................................................. 错误!未指定书签。 ................................................................... 错误!未指定书签。第章引言 ..................................................... 错误!未指定书签。 选题的目的和意义...................................... 错误!未指定书签。 国内外发展概况及趋势................................ 错误!未指定书签。第章设计参数 ....................................................................... 设计依据 .................................................. 错误!未指定书签。 产品的用途及使用范围................................ 错误!未指定书签。 主要工作原理............................................ 错误!未指定书签。 关键问题及解决办法................................... 错误!未指定书签。 传动系统的选择..................................... 错误!未指定书签。 机构的功能特点..................................... 错误!未指定书签。第章设计计算 ............................................... 错误!未指定书签。 总体方案设计............................................ 错误!未指定书签。 传动系统总体设计............................................................... 传动系统的选择..................................... 错误!未指定书签。 选择电动机........................................... 错误!未指定书签。 选择联轴器........................................... 错误!未指定书签。 选择减速器.................................................................... 旋转盘的设计........................................ 错误!未指定书签。 旋转盘上键槽及键选择 .................................................... 第一章绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时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99%。。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（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又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的分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、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等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、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。 一、立式容器中心搅拌 将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。 二、偏心式搅拌 搅拌装置在立式容器上偏心安装，能防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”，可以产生与加挡板时相近似的搅拌效果。搅拌中心偏离容器中心，会使液流在各店所处压力不同，因而使液层间相对运动加强，增加了液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的提高。但偏心搅拌容易引起振动，一般用于小型设备上比较适合。 三、倾斜式搅拌 为了防止涡流的产生，对简单的圆筒形或方形敞开的立式设备，可将搅拌器用甲板或卡盘直接安装在设备筒体的上缘，搅拌轴封斜插入筒体内。 此种搅拌设备的搅拌器小型、轻便、结构简单，操作容易，应用范围广。一般采用的功率为0.1~22kW，使用一层或两层桨叶，转速为36~300r/min，常用于药品等稀释、溶解、分散、调和及pH值的调整等。 四、底搅拌 搅拌装置在设备的底部，称为底搅拌设备。底搅拌设备的优点是：搅拌轴短、细，无中间轴承；可用机械密封；易维护、检修、寿命长。底搅拌比上搅拌的轴短而细，轴的稳定性好，既节省原料又节省加工费， 搅拌器毕业设计 第一章绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时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99%。。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（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又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的 分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）； ⑥强化传热。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、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等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、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。 一、立式容器中心搅拌 将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。 基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计 搅拌器的设计一直采用经验设计方法，本文通过SolidWorks对其进行了建模和参数化设计，并运用Simulation仿真分析功能对其所建立的模型进行了有限元分析。最后通过SolidWorks的优化功能对半搅拌器模型进行了优化设计，得到了搅拌板的最优厚度。该方法为半搅拌器结构分析和优化设计提供了一种新思路。 全自动液压制砖机简称液压砖机，液压制砖机是采用液压动力制砖的免烧砖机。蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰或水泥为主要原料，掺加适量石膏、外加剂、颜料和集料等，经坯料制备、坯体成型和高压蒸汽养护等工序制成的实心粉煤灰砖。蒸压粉煤灰砖是国家建设部推荐的新型墙体材料品种之一。搅拌器是全自动液压制砖机布料的主要工作装置，其主要功能是保证粉煤灰混合料均匀性的前提下，当粉煤灰混合料从上料斗落到下料斗时，在振动装置和下料斗内搅拌器共同作用下，使粉煤灰混合料在下料斗内均匀分布，在布料小车的运动过程中，行走到制砖模具上方时，使其均匀落到模具模腔内，让每个砖腔都有足够的料，才能保证各块砖重量一致。 搅拌器结构如图1所示，由两个半搅拌器组成一个搅拌器，下料斗内有两个搅拌器，当粉煤灰混合料从上料斗落入下料斗时，两个搅拌器相互运动，同时振动机构使下料斗做往复运动，让物料在下料斗内均匀分布。实际粉煤灰砖生产中发现，搅拌器在工作过程中，搅拌板向外侧弯曲。分析认为，搅拌器轴带动搅拌器做旋转运动，搅拌粉煤灰混合料，并使其分布均匀，粉煤灰混合料高度高于搅拌器，也就是说，搅拌器整个埋在粉煤灰混合料里，在搅拌的过程中，不断与粉煤灰混合料相摩擦。可能由于搅拌器结构强度不够，使得搅拌器的搅拌板产生弯曲。 图1 搅拌器结构图 本文以全自动液压制砖机搅拌器为例，基于SolidWorks产品设计平台，对搅拌器进行仿真设计和优化设计，通过分析结果和优化方案，缩短设计周期，增加产品的可靠性，降低材料消耗和成本；并模拟各种试验方案，提前发现潜在的问题，减少试验时间和生产经费。 搅拌器结构一直采用传统的设计方法——类比设计和经验设计，产品质量主要依靠设计人员的经验，需要进行方案设计、样机试制，样机试验，方案修改，然后多次循环才能完成。这种设计方法可靠性较差，设计成本高。现代基于三维软件的CAD/CAE设计模式在设计阶段就可以对各种方案进行分析比较和优化，减少或消除样机的制作。通过有限元分析便可了解设备在高压作用下零件的应力分布、变形情况；零件之间的接触力；判定产品的安全性；找出产品经济性与安全性的最佳平衡点。 搅拌器设计选型 绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下图： 搅拌装置结构图 第一章搅拌装置 第一节搅拌装置的使用范围及作用 搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中， 很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时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99%。。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（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又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的分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、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等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、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装 《食品工程原理》 课程设计 设计题目：搅拌器的设计 学生姓名： 学生学号：、 专业班级：食品1113班 指导教师： 设计时间： 2013 年12月25日 目录 (一)食品工程原理课程设计任务书 (3) （二）概述 (4) （三）常见类型 (6) 3.1桨式搅拌器 (6) 3.2推进式搅拌器 (6) 3.3涡轮式搅拌器 (7) 3.4锚式搅拌器 (7) （四）选型 (7) 4.1不同搅拌种类液体单位体积的平均搅拌功率 (8) 4.2按搅拌过程求搅拌功率的算图 (8) （五）搅拌罐结构设计 (9) 5.1罐体的尺寸确定及结构选型 (9) 5.1.1筒体及封头型式 (9) 5..1.2确定内筒体和封头的直径 (9) 5.1.3确定内筒体高度H (10) 5.1.4选取夹套直径 (10) 5.1.5校核传热面积 (10) 5.2内筒体及夹套的壁厚计算 (11) 5.2.1选择材料，确定设计压力 (11) 5.2.2计算夹套内压 (11) 5.2.3夹套筒体和夹套封头厚度计算 (11) 5.2.4内筒体壁厚计算 (12) 5.2.5封头壁厚校核 (13) 5.2.6水压试验校核 (13) 5.3人孔选型及开孔补强设计 (14) （六）参考文献 (15) (一)食品工程原理课程设计任务书 （二）概述 搅拌设备结构图 1-搅拌器2-罐体3-夹套4-搅拌轴5-压出管6-支座7-人孔8-轴封9-传动装置 （三）常见类型 桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在搅拌反应设备中应用最为广泛，据统计约占搅拌器总数的75～80％。 3.1桨式搅拌器 结构最简单 叶片用扁钢制成，焊接或用螺栓固定在轮毂上，叶片数是2、3或4 片，叶片形式可分为平直叶式和折叶式两种。 主要应用 液—液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固—液系中多用于防止固体沉降。 主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶式比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使用较多。也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。桨式搅拌器的转速一般为20～100r/min ，最高粘度为20Pa·s 。 3.2推进式搅拌器 推进式搅拌器（又称船用推进器）常用于低粘流体中。 结构 标准推进式搅拌器有三瓣叶片，其螺距与桨直径d 相等。它直径较小，d/D=1/4～1/3，叶端速度一般为 7～10 m/s ，最高达15 m/s 。搅拌时——流体由桨叶上方吸入，下方以圆筒状螺旋形排出，流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方，形成轴向流动。特点 ——搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构简单，制造方便。循环性能好，剪切作用不大，属于循环型搅拌器。主要应用，粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好的搅拌 典型的搅拌器图 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 Mixer Abstract This 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 operation．The horizontal mixer has two transmission systems，the first main drive system uses V belt and gear drive to achieve mixing operation． In 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 目录 设计总说明 (Ⅰ) Design General Information (Ⅱ) 第一章绪论................................................................................................................. - 3 - 1.1 混凝土搅拌机项目研究的目的及意义...................................................... - 3 - 1.1.1混凝土的组成...................................................................................... - 4 - 1.1.2搅拌的任务.......................................................................................... - 4 - 1.1.3设计混凝土搅拌机的意义.................................................................. - 4 - 1.2 国内外混凝土搅拌机的研究现状及发展趋势.......................................... - 5 - 1.3混凝土搅拌机设计内容................................................................................. - 6 -第二章技术设计任务书........................................................................................... - 7 - 2.1搅拌机设计的依据及参数............................................................................. - 7 - 2.2搅拌机的工作范围及用途............................................................................. - 7 - 2.3搅拌机主要技术数据和参数......................................................................... - 7 - 2.4混凝土搅拌机总体布局及结构概述............................................................. - 8 - 2.5搅拌机的关键技术......................................................................................... - 8 -第三章搅拌机主参数及各部件的设计计算............................................................. - 9 - 3.1 总体设计方案.............................................................................................. - 9 - 3.1.1混凝土搅拌机各个品种功能的比较.................................................. - 9 - 3.1.2混凝土搅拌机结构的选择................................................................ - 10 - 3.2总体结构及工作原理................................................................................... - 10 - 3.2.1结构组成及工作原理........................................................................ - 10 - 3.2.2主要技术参数..................................................................................... - 11 - 3.3搅拌机主要部件的设计............................................................................... - 12 - 3.3.1搅拌装置的设计................................................................................ - 12 - 3.3.2机架和搅拌筒的设计........................................................................ - 13 - 3.4传动系统的设计........................................................................................... - 13 - 3.4.1电动机选择及总传动比的确定........................................................ - 13 - 3.4.2 V带传动的设计 ................................................................................ - 16 - 3.4.3减速器的选择.................................................................................... - 21 - 3.4.4链传动的设计.................................................................................... - 21 - 3.5主轴设计与计算........................................................................................... - 23 - 搅拌器毕业设计很 实用 搅拌器毕业设计 第一章绪论 搅拌能够使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也能够加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡经过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，因此在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，特别是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时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99%。。搅拌设备的应用范围之因此这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又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 好的分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、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等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、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备能够从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。 一、立式容器中心搅拌 将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率 3.7kW 一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为 课题名称小型物料搅拌机的设计 小型物料搅拌机 一、课题研究的目的和意义 物料搅拌机是一种带叶片的轴在圆筒或槽中旋转用以把物料和水混合并拌制成混合料的机械。主要由拌筒、加料和卸料机构、供水系统、原动机、传动机构、机架和支承装置等组成。它在家庭中占有重要的地位。 物料搅拌机广泛应用于家庭、农田等工程中。在家庭工作期间，同时也要进行田间作业，这都需要用到物料搅拌机。所以现在正是发展物料搅拌机的大好时机。 在家庭生产中，对于搅拌设备的运用比较多。为此，小型物料搅拌机的设计有望满足家庭生产生活。 本课题采用循环涡轮旋转搅拌机对物料进行搅拌。设备在理论上为提高搅拌速率提供一定技术支撑。课题的实施是为物料的搅拌提供了理论依据。 二、现状及分析 1、国内研究现状及分析 我国混凝土搅拌设备的生产从20世纪50年代开始。1952年，天津工程机械厂和上海建筑机械厂试制出我国第一代混凝土搅拌机，进料容量为400L和1000L。20世纪70年代未至80年代初，我国为适应建筑业商品混凝土大规模发展的需要，在引进国外样机的基础上，有关院所厂家陆续开发了新一代Jz型双锥自落式搅机．D型单卧轴强制式搅拌机。其中，JS型双卧轴搅拌机在80年代初研制成功。80年代末，我国混凝土搅拌产品开发重点转向商品混凝土成套设备，研制出了10多种混凝土搅拌楼(站)。经过引进吸收、自主开发等几个阶段，到本世纪初，国内混凝土搅拌机技术得到长足发展，在产品规格和生产数量上，都达到了一定规模，出现了一批具有自主知识产权的新技术，逐步形成了一个具有一定规模和竞争能力的行业。2006年，我国生产装机容量0.5～6 m3的搅拌站2100多台，已成为混凝土搅拌设备的生产大国。 2、国外研究现状及分析 19世纪40年代，在德、美、俄等国家出现了以蒸气机为动力源的自落式搅拌机，其搅拌腔由多面体状的木制筒构成，一直到19世纪80年代，才开始用铁或钢件代替木板，但形状仍然为多面体。1888年法国申请登记了第一个用于修筑战前公路的混凝土搅拌机专利。20世纪初，圆柱形的拌筒自落式搅拌机才开始普及。形状的改进避免了混凝土在拌筒内壁上的凝固沉积，提高了搅拌质 轴封 轴封是搅拌设备的重要组成部分。轴封属于动密封，其作用是保证搅拌设备内处于一定的正压或真空状态，防止被搅拌的物料逸出和杂质的渗入，因而不是所有的转轴密封型式都能用于搅拌设备。在搅拌设备中，最常用的轴封有液封、填料密封和机械密封等。 4.1 液封 当搅拌设备内工作压力为常压，轴封的作用仅是为了防止灰尘与杂质进人内部工作介质，或者隔离工作介质与搅拌设备周围的环境介质相互接触时，可选用液封。液封结构简单，没有与传动轴直接接触引起摩擦的零件。但为保证圆柱形壳体或静止元件与旋转元件之间的间隙符合设计要求，其密封部位零件的加工、安装要求较高。 同时，受结构特点的影响，液封的使用范围较窄。一般适用于工作介质为非易燃易爆或毒性程度轻度危害，设备内工作压力等于大气压力，且温度范围在20-80℃的场合。 值得注意的是，液体工作介质不可充满搅拌设备；而且封液应尽可能采用搅拌设备内工作介质，或与工作介质不发生物理化学作用的中性液体，同时必须极少挥发且不污染大气。 4.2填料密封 是搅拌设备较早采用的一种转轴密封结构，具有结构简单、制造要求低、维护保养方便等优点。但其填料易磨损，密封可靠性较差，一般只适用于常压或低压低转速、非腐蚀性和弱腐蚀性介质，并允许定期维护的搅拌设备。 4.3 机械密封 机械密封是把转轴的密封面从轴向改为径向，通过动环和静环两个端面的相互贴合，并作相对运动达到密封的装置，又称端面密封。机械密封的泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，使用寿命长，无需经常维修，且能满足生产过程自动化和高温、低温、高压、高真空、高速以及各种易燃、易爆、腐蚀性、磨蚀性介质和含固体颗粒介质的密封要求。 与填料密封相比，机械密封具有以下优点： 1 引言 1．1 项目研究的目的意义 我国经济建设处于高速发展中，基本建设规模需要不断的增长，随着建设的力度增大，同时房地产现在处于飞速发展的现状，同时也增大了混凝土的需购量，机械设备在房地产建设重要性日益增加。所以要加速机械设备的更新换代，提高工作的效率，这样才能让我国的经济建设实现质的提升。 混凝土机械的功能就是使用水泥、石头、沙子来得到充分的搅拌。所以现在混凝土搅拌机正在向智能化、高效化、高效率的方向发展，能满足现在房地产等建筑行业的需求。 由于现在的送机都是利用单运动方式的模板运行，同时搅拌效率太低，噪音非常的大，所以我们现在必须要更新换代不然满足不了现在机械化生产的需要尤其是大型工程的需求。所以我们现在要在以前的搅拌机的基础上更新换代，在满足需求的同时让机械更加的智能化、高效率的运行。 充分的搅拌是混凝土搅拌机的基本要求，搅拌机的搅拌机构要让混凝土的内部得到充分的搅拌，让拌料最大限度的相互之间产生摩擦同时还要加多他们的搅拌次数和频率，这样才能让拌料得到充分的搅拌。所以现在的混凝土搅拌机要向机械化和自动化方向设计开发。 现在小型搅拌机在市面上比较常见，因为它自身重量较轻、使用起来方便、效率高同时噪音很小，能满足各种施工环境，同时还能保障操作人员的自身安全提高工作效率也能保护环境。 1.1.1混凝土的组成 混凝土时用水泥、石料、沙子和水一起混合形成的固体。 1.1.2搅拌的任务 混凝土最主要的力学性能是强度，强度决定混凝土内部的结构。 一般认为混凝土搅拌的主要任务是； （1）组分均匀分布，达到宏观及微观上的匀质； （2混合料的全部搅拌次数，从而达到均匀。 1.1.3搅拌机设计的意义 所以我们可以这么解释混凝土的工作原理：让混合料在容体内竟可能的相互之间得到摩擦，同时还要提高运动的次数和频率，让混合料在宏观和微观得打充 搅拌器构件的说明 2007年12月14日星期五19:13 搅拌容器 搅拌容器常被称作搅拌釜（或搅拌槽），当搅拌设备用作反应器时，又被称为搅拌釜式反应器，有时简称反应釜。 釜体的结构型式通常是立式圆筒形，其高径比值主要依据操作是容器装液高径比以及装料系数大小而定。而容器的装液高径比又视容器内物料的性质、搅拌特征和搅拌器层数而异，一般取1～1.3，最大时可达6。釜底形状有平底、椭圆底、锥形底等有时亦可用方形釜。同时，根据工艺的传热要求，釜体外可加夹套，并通以蒸气、冷却水等载热介质；当传热面积不足时，还可在釜体内部设置盘管等。 在选择搅拌容器时，应根据生产规模（即物料处理量）、搅拌操作目的和物料特性确定搅拌容器的形状和尺寸，在确定搅拌容器的容积时应合理选择装料系数，尽量提高设备的利用率。如果没有特殊需要，釜体一般宜选用最常用的立式圆筒形容器，并选择适宜的筒体高径比(或容器装液高径比)。若有传热要求，则釜体外须设置夹套结构。夹套种类有整体夹套、螺旋挡板夹套、半管夹套、蜂窝夹套，传热效果依次提高但制造成本也相应增加。 当搅拌釜卧式放置时，大多进行半釜操作。因此卧式釜与立式釜相比有更多的气-液接触面积，因而卧式釜常用于气-液传质过程，如气-液吸收或从高粘度液体中脱除少量易挥发物质，另一方面，卧式釜的料层较浅，有利于搅拌器将粉末搅动，并可借搅拌器的高速回转使粉体抛扬起来，使粉体在瞬间失重状态下进行混合。 搅拌容器的材料要满足生产工艺的要求，例如耐压、耐温、耐介质腐蚀，以及保证产品清洁等。由于材料的不同，搅拌容器的制造工艺、结构也有所不同，因此可分为钢制搅拌设备、搪玻璃搅拌设备和带衬里的搅拌设备等。装衬里的目的是为了耐蚀或保护产品的清洁，衬里的种类很多，主要有不锈钢、铝、钛、铅、镍、锆、耐酸瓷砖、辉绿岩板、橡胶等。 搅拌器 搅拌器又被称作叶轮或桨叶，它是搅拌设备的核心部件。根据搅拌器的搅拌釜内产生的流型，搅拌器基本上可以分为轴向流和径向流两种。例如，推进式叶轮、新型翼型叶轮等属于轴向流搅拌器，而各种直叶、弯叶涡轮叶轮则属于径向流搅拌器。 搅拌器通常自搅拌釜顶部中心垂直插入釜内，有时也采用侧面插入，底部伸入或侧面伸入方式。应依据不同的搅拌要求选择不同的安装方式。 搅拌轴 搅拌设备中的电动机输出的动力是通过搅拌轴传递给搅拌器的，因此搅拌轴必须足够的强度。同时，搅拌轴既要与搅拌器连接，又要穿过轴封装置以及轴承、联轴器等零件，所以搅拌轴还应有合理的结构、较高的加工精度和配合公差。 按支承情况，搅拌轴可分为悬臂式和单跨式。悬臂式搅拌轴在搅拌设备内部不设置中间轴承或底轴承，因而维护检修方便，特别对洁净度要求较高的生物、食品或药品搅拌设备，减少了设备内的构件，故应优先选用。 内构件 包括挡板、盘管、导流筒、气体分布器等。 为消除搅拌容器内液体的打旋现象，使被搅拌的液体上下翻腾而达到均匀的混合，通常需要再搅拌容器内加挡板。通常挡板的宽度约为容器内直径的1/12～1/10，其中设备内的附件如温度计、传热蛇管或各种支撑体也可以起到一定的挡板作用的，但往往达不到“全挡板条件”。小型搅拌器三维造型设计及关键零部件工艺设计
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