卧式搅拌机设计

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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

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。

结论

    本文通过对卧式搅拌机的结构设计，建立了搅拌机运动过程模型。又通过搜集相关资料对卧式搅拌机的动力计算，建立系统方案以及总体方案设计和对卧式搅拌机的三维建模，得到了如下一些结果：

    1．卧式搅拌机可用于面粉，草料等物体混合物的搅拌，也可用于搅拌其它形状的物体，具有一定的通用性。

    2．卧式搅拌机的V型带轮，转速越高，有助于提高工作效率。

    3．通过对卧式搅拌机总体结构的确定，掌握了卧式搅拌机的特点，计算出了要设计的基本结构和相关的设计参数

    4．通过对搅拌器重要零部件的计算和设计，利用CAD制图软件绘制出了所要设计的零件图和搅拌机的组装图，由计算结果可得出此搅拌机满足设计要求，具有一定的可靠性，相比传统搅拌机可大大提高工作效率的结论。

致谢

    这次设计是在老师的耐心帮助和指导下完成的。感谢老师给了我一个很好的课题，这一次设计让我更加体会了理论和实践相结合的重要性，同时感谢老师为我指出了论文的不足以及解决方法，让我知道了自己所欠缺的地方。 张老师教学深刻，严格要求，平易近人的作风和认真负责的态度对我影响深远。我从张老师身上学到了很多的专业技能和相关的设计方法。在这里，我想对老师表达我最诚挚的谢意。感谢他在百忙之中给我们指导论文，当然，还有其他的指导老师的悉心指导。感谢他们每一个人的耐心和教导。这次毕业设计不仅让我加深了书本上的理论知识，懂得了基本的研究方法，还让我明白了许多待人处事的道理，这次论文从选题到完成每一步都倾注了老师大量的心血，正是因为老师对每一个细节的很好把握，让我对张老师的认真严谨的教学态度十分敬仰，更加让我加深了对理论知识的理解，我知道我还要再接再厉，因为对理论知识的掌握并不等于对实践的把握，只有不断的加深实践，才会在实践当中懂得的更多，实践才是检验真理的唯一标准，张老师的每一句话我都会用心铭记，因为在将来的工作中对我来说都是宝贵的财富。 

    大学生活转瞬即逝，离校日期已日趋临近，毕业论文的完成也进入了尾声，从开始选题到论文的完成一切都离不开张老师的悉心指导和教诲，在这里请接受我对您诚挚的谢意。

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