论文--卧式搅拌器结构设计_精品.doc

卧式搅拌器结构设计 第一章 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。 搅拌与混合操作是应用最广的过程单元操作之一，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、搅拌与混合设备正向着大型化、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工具。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 搅拌机国内外发展现状 近年来，随着科学技术的发展和相关理论的完善和进一步成熟，搅拌器的设计和制造获得了飞速发展。NA型磁力搅拌反应釜,搅拌器安装在反应釜底部,搅拌器与釜底齐平,易于拆卸,可靠、耐用和便于维修。磁力搅拌器的缺点是对于一些粘稠液体或有大量固体参加或生成的反应尚不能顺利使用,此时必须使用机械搅拌器作为驱动能源。 在新型搅拌桨叶的开发方面，很多公司都在积极开发具有适合于高黏度物料的桨叶的搅拌器,其中美国ROSS公司开发的新型双行星式搅拌器是其中之一。同传统的矩形长条形行星桨叶(见图1.1 a)不同,新型的高黏度搅拌桨叶(见图1.1 b)有一个精确的空间角度，使桨叶的转动轨迹不但有力地推动高黏度物料向前运动,而且推动它向下运动,不产生爬升,而且比传统的行星式垂直桨叶的阻力要小得多。传统的行星式垂直桨叶有两组,每组两片垂直的扁长桨叶,当这两片桨叶在容器里面转动时,产生极大剪切阻力,功耗大增,电流猛升。这个问题一直是传统 （a） 传统的行星式桨叶 （b） 新型HV桨叶 行星式垂直桨叶的要害所在。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现象。 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: （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）双行星搅拌器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，采用这种组合的搅拌器,被处理物料的黏度可高达120万厘泊。行星桨叶和分散头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。高速分散头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机时间。不但大大提高了产量,消灭次品,还保证了产品质量的一致性。由于操作人员与产品的接触大大减少,产品不受污染的安全性也大大提高了。 1.3论文主要完成的工作 搅拌装置主要由两部分组成：主传动部分和搅拌叶片部分。主传动部分包括一个异步电机和减速系统。为使物料在搅拌过程中更高效率的混合，搅拌叶片选用螺带式搅拌叶片。本论文的主要研究内容如下： 总体方案设定 通过对国内外的搅拌器发展现状的研究，以及对塑胶设计要求的了解，吸取经验，制定自己的设计方案。 搅拌机的结构设计 有了总体的设计方案，将搅拌器结构分为主传动系统、搅拌部分和机架三大部分，然后分部对这三部分进行详细设计。 零件安全性校核 当完成零件 1-小带轮 2-大带轮 3-搅拌轴 4-大齿轮 5小齿轮 6电机 图2.1 传动系统机构简图 2.2.2基本尺寸的确定 本设计为中小型搅拌机，根据其工作容量与操作人员的最佳操作位置，暂定搅拌器外形尺寸为600×600×1200 mm，其中搅拌轴轴线高度为800 mm，搅拌器下半部分为直径600 mm的半圆桶，上半部分为1000×600×900mm的长方体，桶壁后8mm，搅拌器叶片边缘与桶壁间隙2mm。为了实现更好的搅拌效