畢業(yè)設(shè)計論文立式螺旋型混合機設(shè)計含全套CAD圖紙

1、 由于部分原因，說明書已刪除大部分，完整版說明書，CAD圖紙等，聯(lián)系153893706 立式螺旋型混合機摘 要：立式混合機是飼料加工廠一種常用的混合機械，特別在一些小型飼料加工廠應(yīng)用較廣。立式混合機由筒體和混合輸送兩大部分，筒體部分的結(jié)構(gòu)是根據(jù)物料的混合量和混合要求確定，而混合輸送部分基于立式螺旋輸送機的設(shè)計原理。本設(shè)計在給定的原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過分析和計算完成了立式混合機的總體設(shè)計，傳動方案的選擇。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)物料的混合要求，進行了混合機的攪龍、圓筒、電動機、皮帶輪等的設(shè)計計算。整個機型結(jié)構(gòu)簡單，動力消耗少，維護方便等。關(guān)鍵詞：立式；混合；混合機Design of Vertical S

2、piral Mixer (Oriental Science & Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract : The vertical mixer is a commonly used machinery in feed-processing factory, which is specially widely used in small feed-processing factory. The vertical mixer consist of two major par

3、ts including the tube body and the mixer transportation. the tube body is determined by the mixture request and material properties. Based on original data, the total structure and the transmission devices is designed and selected. On that basis, spiral shaft, cylinder, the electric motor, and the p

4、ulley was designed and selected. The mixer has such advantages as simple structure, low power consumption and well maintenance. Key words: vertical；mix; mixer1 前言配混合系統(tǒng)是飼料廠的重要工段, 混合機是飼料加工廠的關(guān)鍵設(shè)備之一，其中混合機的性能好壞與使用效果，直接影響生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。近十年來,隨著飼料添加劑工業(yè)和成套飼料加工設(shè)備的發(fā)展，對混合機的要求越來越高。一般說來,要求混合精度高、混合速度快、能耗低、粉塵密封性好、裝載系數(shù)大、出

5、料干凈、噪音小、操作容易、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、清洗維修方便、使用壽命長，對不同物混合料有較好的適應(yīng)性，混合后的制劑不產(chǎn)生離析分層現(xiàn)象，對某些混合料還要求不產(chǎn)生混合過熱等。隨著經(jīng)濟全球化進程加快，我國已加入WTO，塑料制品及塑機行業(yè)都將面臨更加激烈的市場競爭，面臨企業(yè)重組，優(yōu)存劣汰的局面。不斷提高混合機品質(zhì)，全面壯大企業(yè)實力是混合機制造企業(yè)的必然選擇。與國外先進企業(yè)相比，國產(chǎn)混合機無論在理論設(shè)計、制造技術(shù)、材料技術(shù)、能耗指標、配套器材等方面都存在較大的差距，國內(nèi)混合機制造企業(yè)要不斷壯大，必須研究混合機的技術(shù)現(xiàn)狀和技術(shù)差距，采取有效措施，不斷縮小差距，追趕世界先進水平。國內(nèi)混合機生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該充分利用中國加入

6、WTO的機遇，加強與國外的技術(shù)交流，汲取國外先進混合機之長，加快提高我國混合機自動化控制程度、外觀質(zhì)量、成套性和功能組合性，縮小與國外產(chǎn)品的差距，提高我國產(chǎn)品在用戶中的信任度，使我國混合機不僅在國內(nèi)市場，而且在國外市場也能占據(jù)一席之地。我國現(xiàn)在已生產(chǎn)的混合機品種日益增加，適用范圍不斷擴大，產(chǎn)品水平及質(zhì)量正在迅速提高，市場競爭能力正在不斷增強。特別是我國政府出臺了支持產(chǎn)品出口的各項相關(guān)政策，為國內(nèi)混合機的發(fā)展創(chuàng)造了極好的外部條件，這都表明我國混合機發(fā)展前景良好。1.1 選題研究的目的與意義混合機是利用機械力和重力等，將兩種或兩種以上物料均勻混合起來的機械。混合機械廣泛用于各類工業(yè)和日常生活中?；?/p>

7、合機可以將多種物料配合成均勻的混合物，如將水泥、砂、碎石和水混合成混凝土濕料等；還可以增加物料接觸表面積，以促進化學反應(yīng)；還能夠加速物理變化，例如粒狀溶質(zhì)加入溶劑，通過混合機械的作用可加速溶解混勻1。本論文是設(shè)計一種立式螺旋混合機，根據(jù)其特點設(shè)計時要求必須有合理的結(jié)構(gòu)（包括制造工藝合理，攪龍的連接牢固可靠，檢修安裝方便等）和足夠的強度，同種混合機可用于幾種不同的混合過程，而且螺旋式由于其有可以使物料循環(huán)的能力，幾乎是應(yīng)用中最廣泛的一種類型，這就決定了該混合機具有很好的設(shè)計和開發(fā)價值。2 混合機的混合機理和類型2.1 混合機的混合機理工作時，將按比例配好的各種物料依次倒入進料斗內(nèi)。由垂直攪龍將物

8、料向上推送至攪龍頂部的敞開口后，向四周甩出。物料下落到機器底部，再次被攪龍向上推。這樣經(jīng)過反復(fù)多次循環(huán)，飼料得到均勻混合，然后經(jīng)卸料斗排出2。2.2 混合機的分類在生產(chǎn)工藝過程中，多采用機械混合。以下所述均為按機械混合的方法來實現(xiàn)物料混合的混合機?；旌蠙C可根據(jù)其布置形式、用途、結(jié)構(gòu)、工作原理及與配合器配合工作的方式來分類。按混合機的布置形式，可分為立式混合機和臥式混合機；根據(jù)其適應(yīng)的飼料種類，可分為干粉料，濕拌料和稀飼料混合機；按結(jié)構(gòu)和工作原理，可分為回轉(zhuǎn)筒內(nèi)無攪拌部M式、固定腔室(內(nèi)配攪拌部件)式兩類，根據(jù)被混合物料的物態(tài)不同，采用不同工作部件。用于粉料混合的有螺旋、葉片和螺帶式；用于稀飼料

9、攪拌的有螺旋、槳葉和葉片式；對于潮濕料則用螺旋和葉片式?；旌蠙C主要分兩大類，即旋轉(zhuǎn)容器式混合機和固定式容器混合機，其中旋轉(zhuǎn)式混合機又包括圓筒混型合機、雙錐型混合機、V型混合機、正方體型混合機；固體容器式混合機分為螺旋帶式混合機、立式螺旋混合機，下面對這些混合機進行介紹3。 圓筒混型合機圓筒型混合機按其回轉(zhuǎn)軸線位置可分為水平型及傾斜型兩種。圖1所示為圓筒型混合機示意圖。當水平型圓筒混型合機操作時，物料的流動型簡單，它缺乏沿水平軸線的橫向運動，容器兩端都有混合死角，且卸料不便，故混合效果不夠理想，一般不采用；傾斜型圓筒混型合機，由于容器與水平軸線間存在一定的角度，這便減小了物料在水平型容器內(nèi)運動的

10、缺點，而使流型復(fù)雜化，混合能力增強。 雙錐型混合機雙錐型混合機，它的容器由兩個錐筒和一段短圓柱筒焊接而成，其錐角是根據(jù)被混合散料的逆止角來確定，有和兩種結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)速底，橫流效應(yīng)良好，對流動性好的物料混合較快，且消耗功率底。 V型混合機V型混合機，它的旋轉(zhuǎn)容器由兩個傾斜圓筒組成，兩筒軸線夾角在之間，容器與回轉(zhuǎn)軸非對稱布置。起混合時間為4分鐘左右，轉(zhuǎn)速在625r/min，主要用于干粉類食品物料的混合。 正方體型混合機正方體型混合機的容器為正立方體，而正方體對角線的位置，即旋轉(zhuǎn)容體的軸線，混合時間短，混合速度快，且沒有死角產(chǎn)生，卸料容易，適用于咖啡等物料的混合。 圖1 雙錐型混合機示意圖Fig1 D

11、icone mixer schemes圖2 V型混合機示意圖Fig2 V mixer schemes3 立式混合機結(jié)構(gòu)特點3.1 立式混合機結(jié)構(gòu)組成 立式螺旋混合機組要由：受料斗, 攪龍, 圓筒, 攪龍外殼, 卸料開關(guān)4。3.2 立式混合機特點立式混合機的特點：1）配用動力小，占地面積小2）結(jié)構(gòu)簡中緊湊，操作維修方便，噪音小，對物料的適應(yīng)性廣，不需要特殊的生產(chǎn)場地3）一次裝料量多，調(diào)批次數(shù)少4）每批料混合時間長5）混合精度不高，腔內(nèi)物料殘留量較多。4 混合機主要技術(shù)參數(shù)的確定4.1 原始數(shù)據(jù)混合機容量： 1 m3；主軸轉(zhuǎn)速：360 r/min；混合時間：1520 min；功 率：3.

12、6 kW。4.2 混合機主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 立式螺旋混合機結(jié)構(gòu)參數(shù) 查農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊P1222表18-1-12 1）混合室容積V(m3) 0.622）圓筒直徑D（m） 0.81.83）圓錐部分的錐角 4）圓筒高度H（m） （0.42）D5）垂直螺旋的直徑d （0.250.35）D6）螺旋與套管的間隙（mm） 8107）套管頂端與頂板的間距 0.75d8）套管底端與圓錐內(nèi)壁板的間距 0.75d圓筒直徑：1000 mm高度：2166.5mm 生產(chǎn)率立式螺旋混合機的生產(chǎn)率Q為：Q=60V/T (kg/h) （1）式中 V混合室容積（m3） 混合室充滿系數(shù)，=0.750.85 混合飼料的容積質(zhì)量，=

13、500550（kg/m3） T生產(chǎn)一批飼料所用時間，一般為620minQ=1584004.3 電動機選擇  此處刪除部分小、大帶輪的示意圖如圖4和圖5所示： 圖4 小帶輪Fig4 Small pulley 圖5 大帶輪Fig5 Big pulley6.14 V帶傳動的鍵的選擇 在本設(shè)計當中，選擇圓頭普通平鍵聯(lián)接。因為圓頭普通平鍵宜放在軸在上指狀銑刀銑出的鍵槽內(nèi)，從而使鍵在鍵槽內(nèi)固定良好。這種鍵用途廣泛。缺點是鍵的端部側(cè)面與輪轂并不接觸，不能參與傳遞轉(zhuǎn)矩，而且軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。本設(shè)計中加工的鍵槽用端銑刀加工的，故可選用A型鍵槽11。由上述可知電動機的輸出軸的伸出長度

14、為：E=60mm=；軸徑為d28mm；選用平鍵來進行V帶傳動的徑向定位。經(jīng)查表得：小帶輪上的為：鍵8×7 GB/T10962003；表示為：圓頭普通平鍵（A型）；b=8 mm，h=7 mm；L=46 mm，材料為鋼,許用擠壓應(yīng)力 = 100 MPa；7 攪龍的設(shè)計與計算一般軸的長度與直徑之比均較大，屬于相對細長類零件。一般軸所受的力有扭轉(zhuǎn)力矩和徑向力，有時也會受到軸向力。這些力使軸產(chǎn)生切應(yīng)力和彎曲正應(yīng)力（以及軸向壓應(yīng)力）。設(shè)計時應(yīng)考慮這些應(yīng)力，使軸有足夠的承載能力。有些精密的軸要求控制其在受力以后的彈性變形量，則還應(yīng)著重考慮其剛度。但在實際使用過程中，往往會發(fā)現(xiàn)某些靜強度和剛度足夠的

15、軸會發(fā)生非預(yù)料的失效（例如斷列、過量塑性變形和摩擦表面剝落等現(xiàn)象），致使機器報廢、或發(fā)生重大事故。造成失效的原因很多，主要是由于軸的疲勞強度不足等。因此設(shè)計軸時除了有足夠的短時承載能力外，還應(yīng)考慮有長期的使用壽命。軸可分為回轉(zhuǎn)軸和非回轉(zhuǎn)軸兩類：回轉(zhuǎn)軸一般是兩個支點支承（個別也有多支承），作回轉(zhuǎn)運動。它在扭轉(zhuǎn)力矩和徑向力的作用下，產(chǎn)生切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。多數(shù)軸均屬于此類。但有少數(shù)軸在理論上不承受或很少承受徑向力和軸向力，僅承受扭轉(zhuǎn)力矩，設(shè)計是應(yīng)另行考慮。軟軸也屬于此類，但由于它有其特殊性，故單獨考慮。非回轉(zhuǎn)軸一般是兩個支點支承，不作回轉(zhuǎn)運動，理論上只承受徑向力和所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。例如銷軸和心軸均屬

16、于此類。但有時也有軸向力。設(shè)計軸時不能只孤立地考慮一根軸本身，也不能僅僅考慮強度計算。它必須和軸系以及整個機器整體結(jié)合起來。因此設(shè)計軸時應(yīng)考慮下列問題：1）所選材料的強度、硬度以及熱處理狀態(tài)，在特殊情況下還應(yīng)考慮耐腐蝕性和高溫性等。此外，還應(yīng)考慮材料的價格、加工容易程度和采購是否容易等等。2）軸是否滿足強度、剛度要求和規(guī)定的使用壽命。3）軸和軸系的尺寸、結(jié)構(gòu)和配置等是否與整個機器相適應(yīng)。4）軸上各種零件如齒輪、帶輪等的聯(lián)結(jié)方法、位置、固定、裝配和拆卸等是否合理。5）軸的加工。6）軸及軸系在正常情況下的振動，應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。7）軸承的裝配方案、安裝、拆卸及其潤滑是否合理。8）軸的密封裝置的選擇

17、是否合理。9）聯(lián)軸器的形式、位置以及其在軸上的固定方式是否合理。10）軸上個零件間的相互位置及其安裝和拆卸順序。11）裝配時的軸向位置調(diào)整方法和檢測手段。12）運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)異常現(xiàn)象如振動、噪聲、發(fā)熱時的處理12。7.1 計算攪龍軸的最小直徑 軸的材料選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。d = = 23.268 mm （14）考慮到鍵槽對軸強度削弱的影響，軸徑應(yīng)加大5%，則d = 23.268*1.05 = 24.43 mm圓整成標準直徑，因d為轉(zhuǎn)矩的輸入端軸徑，屬有配合要求的軸段，查表取標準直徑d = 25 mm13。7.2 大帶輪上的鍵選擇大帶輪上的為：鍵 8X7 GB10962003；表示為：圓

18、頭普通平鍵（A型）；b=8 mm，h=7 mm；L=40 mm，材料為鋼,許用擠壓應(yīng)力 = 100 MPa。7.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、定位圖6 軸Fig6 Shaft7.4軸的校核  圖7 扭矩 Fig7 Torque picture 水平彎矩= = 585.77 Nm 垂直彎矩= 25.58Nm 輸入轉(zhuǎn)矩T = 95.5Nm 合成彎矩= 586.33Nm 當量彎矩= 587.03Nm 強度校核 = = = = 0.027 MPa < = 60 MPa所以軸安全14。 （18）8 軸上螺旋葉片設(shè)計根據(jù)混合機的要求，參照農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊表18-1-12 立式螺旋混合機的結(jié)構(gòu)參數(shù)，螺旋

19、葉片外徑D = 250 mm，軸 = 60 mm,螺距P = 250 mm15。9 螺栓聯(lián)接混合機采用普通螺栓聯(lián)接，主要考慮軸承盒與槽蓋板之間的連接，在外荷載R的作用下，每個螺栓所需的預(yù)緊力為： = = 2967.25 N （19）可靠性系數(shù) （1.11.3）R橫向外荷載Z螺栓數(shù)目接合面間摩擦系數(shù) （0.100.16）m接合面數(shù)預(yù)先選用性能等級為4.8的螺栓，其屈服極限 = 340 Mpa，因不能嚴格控制預(yù)緊力，螺栓聯(lián)接的安全系數(shù)S取6.5，螺栓許用應(yīng)力為： = = = 52.3 Mpa （20）螺栓小徑的計算= = 9.69 mm （21）查機械設(shè)計基礎(chǔ)P147表10-1得公稱直徑d為12，

20、即M12螺栓。因其余螺栓受力要求并不高，只起到聯(lián)接作用，因此選擇M8螺栓即可16。10 大小帶輪鍵的校核要使鍵滿足要求，則要滿足擠壓應(yīng)力 （22）T軸傳遞的轉(zhuǎn)矩d軸的直徑h鍵的高度l鍵的工作長度10.1 小帶輪鍵= 14.34 MPa = 100 Mpa因此適合。10.2 大帶輪鍵= 28.21 MPa = 100 Mpa因此合適。11 滾動軸承及軸承座的確定 11.1 類型選擇混合機的螺旋軸在混合物料時受到物料給與其施加的向下的軸向反作用力，因此軸下的軸承選擇推力球軸承。根據(jù)軸徑的大小 = 35 mm，選擇軸承51207 GB/T 301-1995.由于螺旋軸的長度與直徑之比大，安

21、裝時不能很好的確保軸兩端的同軸度，且上端只受徑向力，再根據(jù)軸徑的大小 = 45 mm,選擇軸承1209 GB/T 281-199417。11.2 滾動軸承座尺寸 圖8 軸承端蓋Fig8 Bearing cover圖9 軸承座Fig9 Bearing bas圖10 軸承端蓋Fig10 Bearing cover圖11軸承座Fig11 Bearing base12 潤滑選擇 軸承處用滾珠軸承潤滑,SH0386-199213 結(jié)論通過本次畢業(yè)設(shè)計使我充分認識到，這次設(shè)計其實是綜合運用機械設(shè)計課程和其它選修課程的知識，分析和解決機械設(shè)計問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學知識的過程。通過設(shè)計實踐，我逐步樹

22、立了正確的設(shè)計思想，增強了創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握了機械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)了我分析和解決問題的能力。通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標準、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料，使我進行了全面的機械設(shè)計基本技能的訓練。另外通過本次設(shè)計使我領(lǐng)悟出機械設(shè)計的一般進程為：設(shè)計準備、傳動裝置總體設(shè)計、傳動零件設(shè)計計算、裝配軒設(shè)計、零件工作圖設(shè)計、編制寫設(shè)計說明書。如果隨意打亂這個過程則在設(shè)計過程中肯定會多走彎路。在設(shè)計過程事我們在獨立完成的同時，要時刻跟指導老師溝通和請教，要掌握設(shè)計進度，認真設(shè)計。每個階段完成后要認真檢查，有錯誤要認真修改，精益求精。畢業(yè)設(shè)計的和個階段是相互聯(lián)系的。設(shè)計時，零、部件的結(jié)構(gòu)尺

23、寸不是完全由計算確定的，還要考慮結(jié)構(gòu)、工藝性、經(jīng)濟性以及標準化、系列化等要求。由于影響零、部件尺寸的因素很多，隨著設(shè)計的進展，考慮的問題要更全面和合理，故后階段設(shè)計要對前階段設(shè)計中的不合理結(jié)構(gòu)尺寸進行必要的修改所以，設(shè)計要邊計算、邊修改設(shè)計計算和繪圖交替進行。在設(shè)計中要貫徹標準化、系列化與通用化可以保證互換性、減低成本、縮短設(shè)計周期，是機械設(shè)計應(yīng)遵循的原則之一，也是設(shè)計質(zhì)量的一項評價指標。在課程設(shè)計中應(yīng)熟悉和正確采用各種有關(guān)技術(shù)標準與規(guī)格，盡量采用標準件，并應(yīng)注意一些尺寸需圓整為標準尺寸。同時設(shè)計中應(yīng)減少材料的品種和標準件的規(guī)格。另外，通過本次設(shè)計，使我運用和種機械繪圖軟件的技能得到了很大的提

24、高，也正是運用了先進繪圖軟件，才使我整個設(shè)計過程大大的簡化了，設(shè)計速度也得到了很大的提高。不能說這次設(shè)計是非常圓滿的完成的，因為還有一些考慮欠妥的地方，希望老師批評指教，但至少可以視為一個進步，以后還能因此有更大的進步！經(jīng)過三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為四年的大學生涯劃上一個圓滿的句號。參考文獻1 沈再春主編.農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備M.北京.中國農(nóng)業(yè)出版社.1993:23-562 李良藻、湯楚宙主編. 農(nóng)產(chǎn)品加工機械M.長沙：湖南教育出版社，1989:46-893 無錫輕工業(yè)學院主編. 食品工廠機械與設(shè)備 M.北京：中國輕工業(yè)版社，1993:231-4604 第一機械工業(yè)部農(nóng)業(yè)機械研究

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