卧式双螺带混合机设计大学学位论文.doc

16 届毕业设计 前 言 搅拌设备使用历史悠久，大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、冶金等行业中。搅拌设备可以从各种不同角度进行分类，如按照搅拌装置的安装形式简单的可分为立式和卧式，其中卧式是指搅拌容器轴线与混合机回转轴线都处于水平位置。 本课题在国内外混合机的研究与发展的基础上，设计了一种新的带有搅拌功能的卧式混合机结构设计方案，以用于食品工业的面粉搅拌操作。该卧式混合机具有的传动系统，采用V带和齿轮传动实现搅拌任务。 本文对卧式混合机的基本结构、基本尺寸进行了详细设计，并利用SOLIDWORKS对混合机结构进行三维建模，以便更直观地展现设计思想和进行结构分析；并对设计零件进行了分析校核，保证混合机的可靠运行。 关键词：卧式；混合机；混合；食品工业 目 录 1 绪论 1 1.1　课题研究意义 1 1.2　混合机国内外发展现状 1 1.3　卧式混合机发展趋势 3 1.4　论文主要完成的工作 3 2 卧式混合机总体方案设计 4 2.1　卧式混合机总体结构方案 4 2.2　混合机性能指标的设定 5 3 卧式混合机结构设计 6 3.1　驱动元件的选择与计算 6 3.2 传动系统的结构设计 8 3.3　搅拌部分结构设计 11 4 安全性计算与校核 13 4.1　轴承的校核 13 4.2　轴的校核 14 总 结 15 致 谢 16 参考文献 17 1 绪论 1.1　课题研究意义 理论上把任何状态（固态、液态、气态和半液态）下物料均匀掺和在一起的操作称为混合，但习惯上常把固态物料之间掺和或者固态物料加湿的操作称为混合；而把固态、液态或气态物料与液态物料混合的操作称为搅拌[1]。 搅拌与混合操作是应用最广的过程操作之一，大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、造纸、农药、涂料、冶金、废水处理等行业中。近年来，搅拌与混合技术发展很快、搅拌与混合设备向着大型化、标准化、高效节能化、机电一体化、智能化和特殊化方向发展。在这种形式下，技术人员如何借鉴已有经验，掌握新的变化情况，正确设计与选用不同工艺条件下操作的搅拌与混合设备，使其满足安全、可靠、高效和节能的要求，就变得十分重要了。 搅拌混合设备是各种工业反应不可或缺的重要机械。然而，由于搅拌目的多样性和混合反应的复杂性，当前，搅拌混合技术还存在着一些问题。例如搅拌效率低，功耗大，铸造成本高，在自动化选型和设计问题上，长期以来一直依靠专家根据经验知识人工完成，智能化水平不高，设计周期较长，资金和人力物力消耗巨大等。因此研制新型搅拌装置和采用先进流场测量技术一直是搅拌过程所研究的主要课题。 1.2　混合机国内外发展现状 （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 新型HV桨叶由于是螺旋式设计，两组HV桨叶在交替转过一个截面时几乎是连续地在切断物料，负荷是连续地处于平衡状态，从而消灭了电流的浪涌迹象。德国INOTECH公司采用锥形搅拌原理的搅拌头，既可搅拌低黏度，也可搅拌黏度高的物料，其形状如图1.2所示。 图1-2 搅拌低粘度和高粘度物料的慢速转动的搅拌头 这种搅拌头的显著优点是:以比较慢的速度搅拌，但搅拌时间短，搅拌时未吸入空气，不起泡沫，无须加热，对物料的动作比较柔和的，节省能量，一次完成，便于安装，既可用于搅拌化学品，也可用于搅拌食品。 在新型转子-定子搅拌技术方面进展也很迅速，转子-定子搅拌技术可制造亚微米级的各种乳化剂，美国ROSS和IKA公司生产的这种混合机，其产量约比相同功率的胶体磨或均质机大十倍。其原理是令转子在极高速度下转动，使转子尖端速度极大，由于转子和定子之间的速度差，在转、定子间隙中产生极大的剪切能，可使物料在被搅拌的同时，被破碎到亚微米级。 多功能化和搅拌过程的自动化是二十一世纪提高搅拌产品质量、产量和满足环境保护要求的主导方向，目前有如下几个发展趋势[4] ： （1）多轴搅拌机，它配备三套独立传动的搅拌装置。一套是沿着搅拌容器周边慢速转动的三翼锚式搅拌桨，使物料产生激烈的轴向和径向流动，促使物料良好的混合和传热；第二套是定/转子式剪切装置和高速分散头。 （2）双行星混合机与变速驱动装置的组合，这一构想使得即使在极低转速下也可获得极大扭矩。而低转速搅拌对于制造高性能的硅胶、树脂、橡胶添加剂、牙科材料、金属和陶瓷粉等是非常重要的。 （3）行星桨叶与高速分散器的组合，采用这种组合的混合机，被处理物料的黏度可高达120万厘泊。行星桨叶和分散在环绕容器转动时各有自己的转轴，行星桨叶将物料传送到分散头。高速分散则对物料施加剪切力。 （4）自动卸料和互换搅拌容器，由于粘稠材料人工卸料很困难，很多厂家都采取自动卸料措施。自动卸料系统大大减少了人工卸料的停