小論文-臥式雙螺旋混合機(jī)的設(shè)計

1、收稿日期：20160606作者簡介：趙珠（1993），女，漢族，學(xué)生，本科，研究方向?yàn)榕P式雙螺旋混合機(jī)。Email:1498270068@Tel：18911724251臥式雙螺旋混合機(jī)的設(shè)計趙珠（塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院，新疆阿拉爾843300）摘要：摘要：攪拌設(shè)備使用歷史悠久，大量應(yīng)用于化工、石化、輕工、醫(yī)藥、食品、采礦、冶金等行業(yè)中。攪拌設(shè)備可以從各種不同角度進(jìn)行分類，如按照攪拌裝置的安裝形式簡單的可分為立式和臥式，其中臥式是指

2、攪拌容器軸線與混合機(jī)回轉(zhuǎn)軸線都處于水平位置。臥式混合機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、基本尺寸進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，并利用SOLIDWKS對混合機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，以便更直觀地展現(xiàn)設(shè)計思想和進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析；并對設(shè)計零件進(jìn)行了分析校核，保證混合機(jī)的可靠運(yùn)行。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：臥式；混合機(jī)；混合；食品工業(yè)中圖分類號：中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：文章編號：0引言理論上把任何狀態(tài)（固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和半液態(tài)）下物料均勻摻和在一起的操作稱為混合，但習(xí)慣上常把

3、固態(tài)物料之間摻和或者固態(tài)物料加濕的操作稱為混合；而把固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)物料與液態(tài)物料混合的操作稱為攪拌[1]。攪拌與混合操作是應(yīng)用最廣的過程操作之一，大量應(yīng)用于化工、石化、輕工、醫(yī)藥、食品、采礦、造紙、農(nóng)藥、涂料、冶金、廢水處理等行業(yè)中。近年來，攪拌與混合技術(shù)發(fā)展很快、攪拌與混合設(shè)備向著大型化、標(biāo)準(zhǔn)化、高效節(jié)能化、機(jī)電一體化、智能化和特殊化方向發(fā)展。在這種形式下，技術(shù)人員如何借鑒已有經(jīng)驗(yàn)，掌握新的變化情況，正確設(shè)計與選用不同工藝條件下操作

4、的攪拌與混合設(shè)備，使其滿足安全、可靠、高效和節(jié)能的要求，就變得十分重要了。攪拌混合設(shè)備是各種工業(yè)反應(yīng)不可或缺的重要機(jī)械。然而，由于攪拌目的多樣性和混合反應(yīng)的復(fù)雜性，當(dāng)前，攪拌混合技術(shù)還存在著一些問題。例如攪拌效率低，功耗大，鑄造成本高，在自動化選型和設(shè)計問題上，長期以來一直依靠專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知識人工完成，智能化水平不高，設(shè)計周期較長，資金和人力物力消耗巨大等。因此研制新型攪拌裝置和采用先進(jìn)流場測量技術(shù)一直是攪拌過程所研究的主要課題。在食品

5、工業(yè)中，混合是指兩種或兩種以上不同物料互相混合，成分濃度達(dá)到一定程度均勻性的單元操作[2]。混合機(jī)應(yīng)用于谷物混合、粉料混合、面粉中加輔料與添加劑、干制食品中加添加劑與調(diào)味粉及速溶飲品的制造等操作中，目的是使兩種或兩種以上的粉料顆粒通過流動作用，成為組分濃度均勻的混合物。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)理論的完善進(jìn)一步成熟，混合機(jī)的設(shè)計和制造獲得了飛速發(fā)展。但是，它也面臨著必需滿足合理利用資源、節(jié)能降耗和對環(huán)境保護(hù)要求的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)?；旌蠙C(jī)在

6、服從裝置規(guī)模經(jīng)濟(jì)化和品種多樣化的同時，正日趨大型化?；诠?jié)能要求，開發(fā)出變頻調(diào)速電機(jī)、小剪切阻力槳葉、以新型密封代替機(jī)械密封和填料密封，以磁力驅(qū)動代替機(jī)械驅(qū)動。基于降低產(chǎn)品總體成本、減少維修保養(yǎng)成本和提高設(shè)備品均維修間隔時間的要求，大大提高設(shè)備運(yùn)行壽命?；跐M足衛(wèi)生和降低清洗和殺菌成本的要求，實(shí)現(xiàn)CIP（就地清洗）和SIP（就地殺菌），提高自動化水平，避免人與產(chǎn)品接觸，減少人工操作和待機(jī)時間，大大提高產(chǎn)品衛(wèi)生水平。這些都是現(xiàn)代新型攪拌裝

7、置的研究方向，其中有許多方面已經(jīng)取得豐碩成果，有些方面還在進(jìn)一步研究當(dāng)中[3]。傳統(tǒng)的混合機(jī)密封裝置基本有四種，填料密封、機(jī)械密封、液壓密封和唇狀密封。前兩種密封同泵的密封類似。液壓密封最簡單，在混合機(jī)中用得最少。唇狀密封只適用于低壓、防塵、防蒸汽的密封，這種密封，1.4本章小結(jié)本章通過分析研究食品工業(yè)機(jī)械的設(shè)計制造要求，確定了用于面粉攪拌的臥式混合機(jī)基本結(jié)構(gòu)方案和基本結(jié)構(gòu)尺寸，并對臥式混合機(jī)的部分工作參數(shù)進(jìn)行了設(shè)定，為下一步的詳細(xì)計算

8、做好了準(zhǔn)備。2關(guān)鍵部件設(shè)計2.1攪拌機(jī)構(gòu)的設(shè)計至今對混合機(jī)的研究還不夠，因而混合機(jī)的設(shè)計工作均帶有一定的經(jīng)驗(yàn)性，從已有的產(chǎn)品選用或適當(dāng)改進(jìn)。混合機(jī)的選用設(shè)計應(yīng)從以下幾方面考慮：①有類似應(yīng)用，而且攪拌效果較滿意的可以選用相同混合機(jī)；②生產(chǎn)過程對攪拌有嚴(yán)格要求又無類似混合機(jī)型式可以參考時，則應(yīng)對工藝、設(shè)備、攪拌要求、經(jīng)濟(jì)性等作全面評價，找出操作的主要控制因素，選擇合適的混合機(jī)型式；③生產(chǎn)規(guī)模較大或新開發(fā)的攪拌設(shè)備，需進(jìn)行一定的試驗(yàn)研究，尋求

9、最佳的混合機(jī)型式、尺寸及操作條件，并經(jīng)中試后才能應(yīng)用于工業(yè)裝置中[8]。為了獲得較好的混合效果，本設(shè)計采用了雙螺帶式混合機(jī)，因?yàn)榇朔N混合機(jī)有較好的循環(huán)性能，使得整個容器內(nèi)的混合效果比較好[9]。攪拌槳的大螺帶槳葉半徑240mm，小螺帶槳葉半徑120mm，槳葉傾角27.36，螺距240mm[4]，結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖13所示。圖13雙螺帶式攪拌槳結(jié)構(gòu)中間的軸鑄造，軸上的支撐架焊接上去，螺帶為不銹鋼板彎曲后焊接到支架上，焊接后對接縫處進(jìn)行處理，使

10、表面盡可能光滑[5]。2.2攪拌容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計攪拌容器作用是為物料攪拌提供合適的空間，攪拌容器的幾何尺寸主要指容器的容積V，筒體的高度H、內(nèi)徑D，以及壁厚?等。前面在設(shè)定工作參數(shù)時已經(jīng)初步確定了容器的容積，在這里以前面的設(shè)定為基礎(chǔ)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計，由于攪拌槳運(yùn)轉(zhuǎn)起來是一個圓柱形的工作空間，而且為了達(dá)到較好的攪拌效果，槳片與容器壁之間的距離又不能太大，一般是在2~5mm之間，本設(shè)計屬于中小型機(jī)械，取用2mm的間隙，容器底部因此大致為一個半圓

11、柱形狀；為了裝料方便，容器上面采用揭蓋式結(jié)構(gòu)；為了出料方便省力，在容器底部設(shè)置出料口；為了減輕容器的重量同時還要保證必要的強(qiáng)度，取用10mm的壁厚[6]；容器采用鑄造的制造方式，最后表面鍍上防腐金屬材料[7]。3結(jié)論本課題結(jié)合目前國內(nèi)外臥式混合機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，具體闡述了一種用于食品加工產(chǎn)業(yè)的臥式混合機(jī)的設(shè)計和開發(fā)過程。本文主要完成的工作如下：1臥式混合機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案的確定。分析了臥式混合機(jī)的特點(diǎn)，確定了設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)，并根據(jù)工作

12、參數(shù)確定一些必要的設(shè)計基本尺寸。2驅(qū)動元件的選擇。通過計算選出滿足混合機(jī)使用要求的交流異步電動機(jī)，并詳細(xì)列出其技術(shù)參數(shù)。3主傳動系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計。對混合機(jī)主運(yùn)動進(jìn)行分析計算，設(shè)計主傳動系統(tǒng)的各個零件，并利用SOLIDWKS進(jìn)行三維建模。4混合機(jī)其他重要零部件的詳細(xì)設(shè)計，如機(jī)架和外殼等，確定零件結(jié)構(gòu)，繪制零件圖和裝配圖，并利用SOLIDWKS進(jìn)行三維建模。5零件的強(qiáng)度和剛度計算與校核。對各個已設(shè)計零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計算，確保滿足使用要求，使