雙軸攪拌機畢業(yè)論文

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1、河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 摘 要 雙軸攪拌機為螺旋式攪拌機，它的攪拌部件是兩根形狀對稱的同步螺旋轉(zhuǎn)子，兩根螺旋軸在旋轉(zhuǎn)時速度同步、方向相反。雙軸攪拌機由電機驅(qū)動，可用減速機控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度，達(dá)到最佳的攪拌效果。 雙軸攪拌機的主要部件包括，機械外殼、兩根螺旋轉(zhuǎn)軸、電機驅(qū)動裝置、聯(lián)動裝置、配管和蓋板等，雙軸攪拌機的螺旋軸是最重要的工作部分，兩根螺旋軸的旋轉(zhuǎn)方向相反，都具有軸承座、軸承套、軸承蓋、葉片和聯(lián)動裝置。攪拌機構(gòu)包括彼此平行的第一和第二攪拌軸、攪拌葉片和臥式攪拌桶，所述攪拌葉片從第一和第二攪拌軸向四周伸出，并在軸向依次等距排列而在圓周方向依順時針或逆時針彼此相差一固定角度

2、，使在第一和第二攪拌軸上的攪拌葉片分別形成旋向相反的螺旋狀排列；所述第一和第二攪拌軸彼此同步轉(zhuǎn)動并且其葉片交錯通過由該第一和第二攪拌軸軸線所確定的平面；在所述攪拌桶一端的頂部設(shè)有進料口，而在所述攪拌桶另一端的底部設(shè)有出料。采用這種結(jié)構(gòu)，攪拌機的攪拌葉片在攪拌干粉砂漿的同時將干粉砂漿從進料口排向進料口，從而實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)，有效的提高了生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞：雙軸攪拌機 螺旋軸 攪拌葉片 生產(chǎn)效率 Abstract Biaxial mixer spiral mixer to its mixing two symmetrical parts are synchronized he

3、lical rotor, two screw shaft rotation speed synchronization, in the opposite direction. Biaxial mixer driven by a motor, can control the rotor rotation speed reducer, to achieve the best mixing results. The main components include biaxial mixer, mechanical enclosure, two screw shaft, motor drive,

4、interlocks, piping, and flat tops, dual-axis mixer spiral axis is the most important part, the two helical axis of rotation in the opposite direction , have a bearing, bearing units, bearing caps, leaves and interlocks. Mixing with each other parallel institutions, including the first and second sti

5、rring shaft, stirring blades and horizontal mixing barrel, above mixing blade from the first and second axial four weeks out of mixing and axial offset in turn arranged in circle clockwise or counterclockwise direction according to a fixed point of difference with each other, so that in the first an

6、d second axis of the mixing blades were stirring the formation of the spiral spin arrangement to the contrary; the first and second mixing shafts rotate simultaneously with each other and their leaves staggered through the mixing of the first and second axes defined plane; in above the top end of th

7、e mixing bucket with feed, while the other end of the said mixing drum with the material at the bottom. Using this structure, the mixing blade mixer mixing dry powder in the mortar, while the dry mortar from the inlet to the inlet arrangement in order to achieve continuous production, effectively im

8、prove the production efficiency. Keywords: biaxial mixer efficiency helical mixing blade shaft 目錄 1前 言 1 2 總體方案論證 4 2.1 工作原理 4 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點 4 2.2.1 外殼的設(shè)計形式 5 2.2.2 軸與葉片的安裝方法的設(shè)計 6 2.2.3 傳動機構(gòu)的設(shè)計 8 2.2.4 密封裝置的設(shè)計 8 2.2.5 霧化裝置的設(shè)計 9 3 預(yù)加水雙軸攪拌機主要技術(shù)參數(shù)的計算 11 3.1 生產(chǎn)能力的估算 11 3.2 主軸轉(zhuǎn)速的估算 13 3.3 主

9、軸直徑d的估算 13 3.4 攪拌機內(nèi)物料軸向運動速度的估算 14 3.5 物料在攪拌機內(nèi)停留時間的估算 15 3.6 功率的計算 16 4 電機的選擇 19 4.1 選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)形式 19 4.1.1 選擇電動機的容量 19 4.1.2 確定電動機轉(zhuǎn)速 20 4.2 減速機選擇 21 4.3 計算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比 21 5 傳動裝置的設(shè)計計算與校核（確定帶傳動、齒輪傳動的主要參數(shù)） 22 5.1 V帶的設(shè)計計算 22 5.2 齒輪的設(shè)計計算 26 5.3 軸的設(shè)計計算及校核 31 5.4 軸承的校核 37 6 預(yù)加水雙軸攪拌機的安裝 3

10、9 6.1 預(yù)加水成球工藝對設(shè)備安裝的要求 39 6.2 雙軸攪拌機的安裝 39 6.3 電動機的安裝 40 7 設(shè)備的使用維護和潤滑 41 7.1 設(shè)備的使用維護 41 7.2 設(shè)備的潤滑 41 7.2.1 滑動軸承的潤滑 42 7.2.2齒輪傳動的潤滑 42 8 結(jié)論 43 參考文獻(xiàn) 44 致謝 46 1前 言 立窯水泥企業(yè)的機立窯能否實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，在一定程度上取決于窯內(nèi)的鍛燒情況，預(yù)加水成球技術(shù)能改善燒成條件，提高熟料質(zhì)量。 預(yù)加水成球是成球技術(shù)的一個重大突破，對改善料球質(zhì)量、減少窯內(nèi)阻力、提高熟料產(chǎn)量質(zhì)量、降低燒成熱耗等均有明顯作用。 預(yù)加水成球

11、的機理是：將化學(xué)成分合格的生料粉與粒徑在1mm左右的煤按要求配比被調(diào)整定量后，與被控制定量后經(jīng)離心壓力式噴嘴霧化器霧化的、粒徑約為100-500μ的霧化水同時進入攪拌機。使料水在液固運動中得到充分的均化，并在較短的時間內(nèi)使含水率達(dá)到12-14%。經(jīng)過約55-60s的機械攪拌，使之進一步均化、破團、濕潤、滲透。在濕潤滲透的過程中，生料粉和水依靠粉體顆粒的表面能和水的表面張力、以及被逐漸激發(fā)出來的物料塑料力的綜合作用條件下，自由結(jié)合為1-2mm粒度的料水團狀混合物，即松散的含水料團。這就是攪拌積聚預(yù)加工的半成品。隨即將此半成品經(jīng)傾斜下料管滑入裝置有回轉(zhuǎn)或往復(fù)運動式立刮刀和邊刮刀的、具有全盤性成球功

12、能的盤式成球機內(nèi)。入盤后一經(jīng)滾動即形成1-2mm粒徑的子球。這些子球在盤轉(zhuǎn)速為22.5r/min的傾斜、旋轉(zhuǎn)、離心、大拋物運動中，主要依靠物料的塑性粘結(jié)力和部分滲出水的表面張力聯(lián)合作用條件下相互粘連，而真正成為了球的第二個層次。由于篩析效應(yīng)的作用，當(dāng)球徑停止增長，最后在進料推力的作用被推出盤。全部成球過程大約需要140-180s。盤徑小需要成球時間短，盤徑大需要成球時間長。 預(yù)加水成球的工藝流程為：提升機 → 穩(wěn)流倉 → 料位指示器 → 單（雙）管螺旋喂料機 → 沖擊式流量計 → 供水管及霧化器 → 雙軸攪拌機 → 成球盤； 生料在成球盤內(nèi)制成成品球由皮帶輸送機送入機械立窯。 實現(xiàn)預(yù)加水

13、成球技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備是雙軸攪拌機。其作用是將管式螺旋喂料機喂入的生料首先受水、浸潤、滲透后，進行混合、攪拌而成為含水率均勻、粒徑為1-2mm的子球，供成球機成球用。 本課題來源于生產(chǎn)實踐。 設(shè)計該雙軸攪拌機有以下幾項技術(shù)要求： 1.必須結(jié)合生產(chǎn)實踐； 2.生產(chǎn)能力 為Q = 30 t/h； 3.進出料口的距離為3000 mm； 4.葉片回轉(zhuǎn)直徑為550mm； 5.結(jié)構(gòu)緊湊，工作連續(xù)穩(wěn)定； 6.節(jié)能、高效、環(huán)保。 在趙武老師的指導(dǎo)下，首先進行方案論證。通過討論研究，最終確定了葉片的安裝方法：在軸上鉆有莫氏錐孔以及銑一方槽，先將葉片焊接在葉片桿上，然后再一起以一定角度焊接在一方墊片

14、上，再將攪拌葉片裝入莫氏錐孔中；傳動裝置整體放置出料口端；傳動方式為：電機皮帶ZQ減速機十字滑塊聯(lián)軸器直齒輪傳動雙軸攪拌機；霧化器選用MP型離心壓力噴嘴式霧化器。然后根據(jù)分析的結(jié)果，開始對軸向力、徑向力、扭矩以及功率等進行計算。分析擬定傳動裝置的運動簡圖，分配各級傳動比，進而進行傳動零件的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和強度校核。然后對雙軸攪拌機進行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。 2J550型預(yù)加水雙軸攪拌機改變了以往所成料球粒徑大，料球耐壓強度和孔隙率質(zhì)量低的缺陷，并且機槽采用ω型，能防止攪拌死角，這樣在維修時可以便于將損壞的軸吊起，省去拆葉片麻煩，檢修空間增大，工作量減小，還可縮小兩端軸孔直徑，便于密封防漏。本課題新穎實

15、用，在技術(shù)上有較大改進，具有較強的競爭力，并且有很大的市場前景。 2 總體方案論證 2.1 工作原理 雙軸攪拌機由兩根攪拌軸，軸上按螺旋推進方向安裝攪拌葉及攪拌槽組成的攪拌系統(tǒng)，為使原料達(dá)到成型的需要，在攪拌機入料端稍后處的上部，設(shè)有加水裝置，使得物料形成較大的球狀塊料旋轉(zhuǎn)時兩軸的方向由內(nèi)向外，將物料攪起，靠攪拌葉旋轉(zhuǎn)時的推力(攪拌葉與攪拌軸軸線夾角為10-20度)形成物料流，螺旋向前推進，最后物料經(jīng)漏料箱進入承接皮帶，進入到下臺處理設(shè)備中。 圖2-1 雙軸攪拌機結(jié)構(gòu)示意 1 軸承座； 2 出料口； 3 攪拌

16、葉； 4 攪拌軸；5 攪拌槽；6 齒輪座； 7 聯(lián)軸器；8 減速器；9 三角帶輪；10 驅(qū)動電動機 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點 從結(jié)構(gòu)上看，雙軸攪拌機要較單軸攪拌機復(fù)雜，但它磨損小，攪拌質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，雙軸攪拌機較之立軸式和單軸式攪拌機，具有明顯的優(yōu)越性。 雙軸攪拌機優(yōu)點總結(jié)如下: 1. 攪拌機外形尺寸小、高度低、布置緊湊，裝載運輸便利，而且結(jié)構(gòu)合理堅固，工作可靠性好； 2. 攪拌機容量大，效率高。與同容量自落式相比，攪拌時間可縮短一半以上，而且物料運動區(qū)域位于卸料門上方，卸料時間也比其他機型短，因而生產(chǎn)率高； 3. 拌筒直徑比同容量立軸式小一半，攪拌軸轉(zhuǎn)速與立軸式基本相同，但葉片線

17、速度要比立軸式小一半，因此葉片和襯板磨損小、使用壽命長，并且物料不易離析； 4.物料運動區(qū)域相對集中于兩軸之間，物料行程短，擠壓作用充分，頻次高，因而攪拌質(zhì)量好。 2.2.1 外殼的設(shè)計形式 傳統(tǒng)的U型槽底容易出現(xiàn)攪拌死角，從而導(dǎo)致兩軸負(fù)載過大以致斷裂。另外他們將兩端墻板焊死在機殼上，這樣就使得在軸或葉片受損維修時很不方便，工作量也相當(dāng)大。 將雙軸攪拌機槽底做成歐米嘎型（ω）,以防止攪拌死角。兩邊再焊上鋼板制成機槽，槽口兩邊焊有角鋼用以固定機蓋，槽機底部焊有支承墊用以支承槽體。機槽兩端墻板不是焊死在機殼上，而是通過螺栓與機殼聯(lián)結(jié)，這樣做的目的是為了在維修時便于將損壞的軸吊起，省去拆葉片

18、麻煩，檢修空間增大，工作量減小，還可縮小兩端軸孔直徑，便于密封防漏，如圖2-2所示。 圖2-2 攪拌槽殼體 2.2.2 軸與葉片的安裝方法的設(shè)計 以前，大多在整個軸上都安裝葉片，生料進口處葉片角度比較大，用以快速輸送物料，但是我們發(fā)現(xiàn)這樣攪拌葉片的磨損較大，靠進料口槽體端密封處漏灰嚴(yán)重，從而齒輪內(nèi)進灰較多，加快了傳動部件的磨損，影響生產(chǎn)效率。 因此，針對這些問題對軸的結(jié)構(gòu)進行改造，即在軸的攪拌進口端焊接兩螺旋葉片使粉料不斷向前輸送，減少槽體端部密封處的積料。這樣有利于防止打壞葉片、折斷軸。在攪拌軸上正確安裝帶有刀片的葉片，調(diào)整好了角度后，再將葉片安裝在鉆有莫氏錐度孔的軸上，如圖2-

19、3所示。 葉片在雙軸上三個部位的安裝角度是各不相同，葉片安裝角度一般選用α=20度左右，雙軸攪拌機葉片角度必須要與粘土可塑性相適應(yīng)，雙軸攪拌機工作分三個階段： 第一階段是霧化水與原料的混合攪拌階段；該階段軸的長度為0.7m 左右（包括螺旋葉片軸段），安裝的葉片數(shù)是8只，安裝角度為25°，通過霧化噴水和機械翻動攪拌兩個手段以達(dá)到液固均化的目的。 第二階段是使含煤生料濕潤的階段，為使其能充分濕潤，生料在這一階段的運行速度應(yīng)慢一些；該階段軸的長度為1.5m左右，安裝的葉片數(shù)是20個，安裝角度為15°，其主要特征是機械攪拌。 第三階段是形成球核的階段；該階段軸的長度為1.0m左右，安裝的葉片數(shù)

20、是12個，安裝角度為20°，其中最后4只的安裝角度是0°，其目的是為了擋料。 圖2-3 攪拌機工作簡圖 在調(diào)整葉片角度的同時，要注意葉片的轉(zhuǎn)速，這兩方面也是相互影響的，在確定轉(zhuǎn)速時首先要確定物料在攪拌機內(nèi)攪拌的時間，而攪拌時間又影響著形成球核的產(chǎn)量，因此攪拌時間、葉片角度、轉(zhuǎn)速、濕潤時間等之間要相互配合好，一般出攪拌機的球核直徑為1-2mm的占20%-75%較好。 其中每個葉片焊牢在葉片桿上，然后按照要求調(diào)整角度焊接在方墊片上。經(jīng)過這樣的處理后，葉片在推動物料時就不會出現(xiàn)角度混亂，另外把攪拌軸頭的軸肩R適當(dāng)調(diào)大，減小應(yīng)力，防止應(yīng)

21、力集中，如圖2-4所示。 圖2-4 葉片安裝圖 2.2.3 傳動機構(gòu)的設(shè)計 傳動裝置是雙軸攪拌機工作過程中的關(guān)鍵。設(shè)計的傳動路線為電機皮帶ZQ減速機聯(lián)軸器齒輪傳動裝置攪拌軸。 將雙軸攪拌機傳動裝置整體放置出料口端，使生料不能進入齒輪和軸承。同時給兩傳動齒輪制作一個油池，用于齒輪的潤滑，能減小磨損，提高使用壽命。 常用的減速機有三種型式，圓柱齒輪減速機、行星減速機和擺線針輪減速機。其中采用圓柱齒輪減速機較合適，而采用行星減速機和擺線針輪減速機常會出現(xiàn)因攪拌機主軸起動時扭矩

22、大，傳動系統(tǒng)剛度不足，故障多，有漏油問題。相對而言圓柱齒輪減速機傳動穩(wěn)定，噪音小，齒面接觸穩(wěn)定，在潤滑保養(yǎng)良好的條件下，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。 2.2.4 密封裝置的設(shè)計 對密封裝置的要求相當(dāng)高，可采用雙道壓蓋填料密封裝置，填料采用橡膠石墨石棉盤根，兩邊采用壓蓋壓緊，內(nèi)壓蓋、外壓蓋和密封蓋固定采用沉頭螺栓緊固，見圖2-5。 圖2-5 密封裝置 1 密封圈；2 壓板1；3 密封蓋；4 端面板；5 墊板；6 軸套 2.2.5 霧化裝置的設(shè)計 水的霧化的好壞，是預(yù)加水成球的關(guān)鍵條件之一。它通過霧化器來實現(xiàn)，霧化器設(shè)在攪拌機進料口的一端，其作用是擔(dān)負(fù)著生料和水的第一道均勻混合工序的噴

23、水任務(wù)，為下一道機械攪拌工序創(chuàng)造良好的均合基礎(chǔ)，達(dá)到液固均化的目的。 為了保證霧化效果，必須對水壓、水質(zhì)、噴嘴及噴嘴布置有一定的要求： 1.結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低，無特殊工藝裝備，維修方便，使用壽命長； 2.在低能量條件運行應(yīng)保證足夠的噴水能力,MP型>550kg/h,以利用于減少噴嘴組合數(shù)量,便于布置； 3.水質(zhì)要干凈純潔，盡量少含泥沙等雜質(zhì)，以防噴嘴堵塞。水質(zhì)不好時需在水箱出水口增加過濾網(wǎng)，并定期清洗； 4.噴嘴要有適宜的噴射角度，保持適宜的水量和良好的霧化效果，使布水均勻，直接噴向料層，不能噴向機殼再流向物料；噴嘴離料層距離保持300 mm左右，不能過近，否則，不能保證接觸

24、料層被水充分霧化。 由于噴嘴的布置形式直接影響攪拌效果和球核的質(zhì)量,因此應(yīng)注意： 1.噴嘴在攪拌機中的布置原則應(yīng)分布在進料口落料流及落料區(qū)，以實現(xiàn)操作點無粉塵污染； 2.保證噴嘴至料面的垂直距離S≥300 mm，目的是使霧滴同生料粉接觸，提高生料的濕潤滲透性，否則影響成球的均勻性，并增加清理特大球的工作量； 3.多嘴組合應(yīng)用噴嘴能進一步提高液固均化程度，但多嘴數(shù)量要適當(dāng)； 4.噴嘴噴射方向及覆蓋面必須在生料面區(qū)域內(nèi)，不得噴射在機槽側(cè)壁上，否則將造成機槽側(cè)壁粘料嚴(yán)重，難以清理，并增加攪拌葉片的阻力，從而提高攪拌的功率消耗，同時也會造成局部生料過濕，影響成球質(zhì)量。 綜合各方面的條件，選

25、用MP-Ⅰ型離心壓力噴嘴式霧化器（見表2-1）比較合理，其主要特點有：加大了噴液能力，提高到了550 kg/h以上，霧化角為90°至120°，效果好，而且可減少噴嘴數(shù)量。MP型噴嘴內(nèi)襯中心有一沖水孔，出水口有4個月牙形分水刀，心部4個螺旋槽與垂線相交成45°至95°角。 表2-1 MP-Ⅰ型霧化器規(guī)格參數(shù) 流量 kg/h 霧化角 噴嘴孔徑mm 霧化壓力MPa L mm D mm 含水量 % 所需水量 t/h 噴嘴數(shù)量 個 550 85° 2 0.197 32 M16×1.5 12-14 3.6-4.2 10-12 3 預(yù)

26、加水雙軸攪拌機主要技術(shù)參數(shù)的計算 3.1 生產(chǎn)能力的估算 由于雙軸攪拌機是以螺旋的形式推進的，所以可應(yīng)用螺旋輸送機的輸送能力的機理來推導(dǎo)其攪拌機的估算公式。 螺旋輸送機的生產(chǎn)能力計算公式如下： (3-1) 其中 - 生產(chǎn)能力，t/h； D - 螺旋回轉(zhuǎn)直徑，m； s - 導(dǎo)程，m； n - 攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min； ρ- 密度，t/； - 填充系數(shù)。 雙軸攪拌機的每相鄰攪拌葉片成90°，為不連續(xù)裝配，物料在間斷區(qū)不輸送物料，只作攪拌運動

27、。所以雙軸攪拌機的生產(chǎn)能力要比螺旋輸送機小，在上述公式中，還應(yīng)乘一個小于1的系數(shù)K，該系數(shù)主要與導(dǎo)程、物料流量、阻力等有關(guān)。 (3-2) 1.導(dǎo)程系數(shù) 雙軸攪拌機在一個導(dǎo)程上等距分布著4個攪拌葉。當(dāng)攪拌軸轉(zhuǎn)過一周，物料向前推進，導(dǎo)程設(shè)為4Bsinα/s,稱它為導(dǎo)程系數(shù)。 (3-3) 式中 B - 葉片的平均寬度，m； - 葉片的傾角，°； s - 導(dǎo)程，m。 2.流量系數(shù) 攪拌葉片從切入物料到脫離物料的理論流量為（A為物料在

28、攪拌槽中的橫截面積）。攪拌機中的物料屬于松散物質(zhì)，它既具有固體的實體性，也具有液態(tài)的流動性。物料在攪拌槽內(nèi)的運動情況是很復(fù)雜的。在攪拌中，物料質(zhì)點并未沿軸線方向直接移動，而是沿近似垂直的葉片表面的方向作復(fù)雜的曲線運動，當(dāng)葉片穿過物料時，其中一部分物料被向前推進，而另一部分則推到兩側(cè)或回退，所以物料的實際推進量要少于理論流量。用1-1/2sinα來近似表示此時的推進率。另一方面，在葉片掃過區(qū)域留下的空間又很快地被兩側(cè)的物料所填滿，其中也包括前側(cè)物料的回流，由于葉片的阻力作用，使回流量和葉片角度有一定關(guān)系。 綜合以上兩個方面可得， (3-4) 3.阻力系數(shù) 推進物料所

29、施加的軸向推力隨葉片角度的增大而減少，而推力對物料的作用區(qū)域也是有限的，葉片在物料運動中產(chǎn)生相對運動，即物料的相互作用而形成內(nèi)部摩擦力，物料與攪拌槽和攪拌葉等運動產(chǎn)生外摩擦，這些力均阻礙著物料的向前運動，物料速度快慢關(guān)系著生產(chǎn)能力大小。 (3-5) 其中 μ是個經(jīng)驗值，它與導(dǎo)程，摩擦系數(shù)和粘度等因素有關(guān)，一般可取0.75左右。 ∴ (3-6) 綜上所述， (3-7)

30、 已知設(shè)計參數(shù),如下表3-1,葉片每相鄰兩葉片成90°,z = 4 , ρ=1.2t/,α=15°～ 25°, =0.3 ，B = 0.15mm ，μ=0.75，摩擦角β=30°。 表3-1 雙軸攪拌機技術(shù)性能 型 號 2J5.5 攪拌葉片回轉(zhuǎn)直徑 D (mm) 550 進出料口中心距 L (mm) 3000 兩軸中心距 a (mm) 360 生產(chǎn)能力 Q

31、 (t/h) 30 功率 P (kW) ≤22 3.2 主軸轉(zhuǎn)速的估算 3.3 主軸直徑d的估算 3.4 攪拌機內(nèi)物料軸向運動速度的估算 物料既有軸向位移，也有圓周方向的位移，其主要表現(xiàn)形式為軸向位移，其圓周位移的軌跡近似于一段螺旋線，是攪拌機中物料實際運動的形式，如圖3.1所示。 圖3.1 物料受力圖 - 葉片平均寬度，b =0.15m； α- 葉片安裝角度，15°； - 攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min； η- 螺旋系數(shù)0.79； -旁側(cè)阻力系數(shù)， =0.5625； – 1個螺距內(nèi)葉片片數(shù)，z =4片。 3.5 物

32、料在攪拌機內(nèi)停留時間的估算 (3-10) 式中 t - 物料停留時間，min； L - 攪拌機進出料口中心距，3m； - 物料軸向運動速度，2.76m/min。 物料在攪拌槽內(nèi)攪拌均勻的停留時間，主要取決于攪拌葉和軸線的角度及軸的轉(zhuǎn)速。如果攪拌葉的角度大，軸的轉(zhuǎn)速快，則物料很快被送出攪拌機，但這時物料的攪拌均勻程度就差，反之，均勻程度就好。所以物料的最佳攪拌時間，應(yīng)根據(jù)攪拌后物料的均勻性及工藝平衡予以確定。 3.6 功率的計算 4

33、 電機的選擇 4.1 選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)形式 4.1.1 選擇電動機的容量 按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動機，為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 經(jīng)分析計算得雙軸攪拌機所需消耗的總功率 KW； 電動機所需功率 （4-1） 由經(jīng)驗及實踐選擇，整個傳動過程中有6對軸承，1對齒輪，二級減速器一部，一對聯(lián)軸器，電機采用V帶傳動,它們的傳動效率可查閱參考資料[15]得出如下表4-1。 表4-1 機械傳動效率 類 別 傳 動 形 式 效 率（%） 圓柱直齒輪傳動 7 級

34、精度（稀細(xì)潤滑） 0.98 ～ 0.99 帶 傳 動 V 帶 傳 動 0.96 軸 承（一 對） 滾動軸承（球軸承取最大） 0.99 ～ 0.995 聯(lián) 軸 器 彈性聯(lián)軸器 0.99 ～ 0.995 減 速 器 兩級圓柱齒輪減速器 0.95 ～ 0.96 從電動機至攪拌機的主軸的總效率為: （4-2） ∴ 選取電動機的額定功率，使 查參考資料[15]得，取= 18.5 4.1.2 確定電動機轉(zhuǎn)速 取V帶傳動比（

35、減速器） ∴總傳動比的合理范圍=18～100，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 查參考資料[13]，符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min,1000 r/min,1500 r/min,3000四種，由標(biāo)準(zhǔn)查出三種適合的電動機的型號，列表如下4-2。 表4-2 傳動比方案對照 方案 電動機型號 額定功率/KW 電動機轉(zhuǎn)速/ 電動機的質(zhì) 量 kg 傳動裝置的傳動比 同步 滿載 總傳動比 V帶傳動 減速器 1 Y160L-2 18.5 2930 3000 147 73.25 7.325

36、 10 2 Y180M-4 18.5 1460 1500 182 36.5 3.65 10 3 Y200L1-6 18.5 970 1000 220 24.25 2.425 10 4 Y225S-8 18.5 730 750 270 18.25 1.825 10 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸，結(jié)構(gòu)和帶傳動及減速器的傳動比，方案二比較適合所以選定電動機的型號為Y180M-4。 4.2 減速機選擇 查參考資料[15]，選定減速器的型號為ZQ500，=10.29，其中=2.5，=4；中心距：a=500、a1=200、a2=300；中心高：

37、Hc=；最大外形尺寸：L=986、B=350、H=590；主動軸：d1=50、d2=85；被動軸：d3=80、d4=90。 4.3 計算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比 電動機選定后，根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速及工作軸的轉(zhuǎn)速即可確定傳動裝置的總傳動比 。 具體分配傳動比時，應(yīng)注意以下幾點： a. 各級傳動的傳動比最好在推薦范圍內(nèi)選取，對減速傳動盡可能不超過其允許的最大值。 b. 應(yīng)注意使傳動級數(shù)少﹑傳動機構(gòu)數(shù)少﹑傳動系統(tǒng)簡單，以提高和減少精度的降低。 c. 應(yīng)使各級傳動的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)、勻稱利于安裝，絕不能造成互相干涉。 d. 應(yīng)使傳動裝置的外輪廓尺寸盡可能緊湊。 傳動裝置的

38、總傳動比為 分配各級傳動比：，，。 5 傳動裝置的設(shè)計計算與校核（確定帶傳動、齒輪傳動的主要參數(shù)） 5.1 V帶的設(shè)計計算 已知V帶為水平布置，所需功率P = 18.5 kW，由Y系列三相異步電動機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速=1460 r/min,從動輪轉(zhuǎn)速=400 r/min，每天工作24小時。 表5-1 V帶的設(shè)計計算與校核 設(shè)計項目 設(shè)計依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 1.選擇V帶型號 （1）確定計算功率 （2）選擇V帶型號 查參考資料[12]表4.6得工作系數(shù)由 =· 按、查圖4.11，選C型V帶 選用C型V帶 2.確定帶輪直徑、 （1）選

39、取小帶輪直徑 （2）驗算帶速 （3）確定從動帶輪直徑 （4）計算實際傳動比 參考圖4.11及表4.4，選取小帶輪直徑 由式 查表4.4 在200～800 m/s內(nèi)，合適。 取 （5）驗算從動輪實際轉(zhuǎn)速 (389.3-400)/400×100% = 2.67%＜5% 允許 3.確定中心距和帶長 （1）初選中心距 由式 得 續(xù) 表5-1 設(shè)計項目 設(shè)計依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 （2）求

40、帶的計算 665 ≤≤1900 取 （3）基準(zhǔn)長度 （4）計算中心距 （5）確定中心距調(diào)整范圍 由式 查表4.2得 由式 由式 4.驗算小帶輪包角 由式 合適 5.確定V帶根數(shù)z （1）額定功率 由、及查表4.5得單根C型V帶的額定功率為 設(shè)計項目 設(shè)計依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 （2）確定V帶根數(shù)z 確定 確定包角系數(shù) 由式， 查表4.7得 查表4.8得 確定長度系數(shù) 計算V帶根數(shù)z 查表4.2得

41、 取z=4根，合適 6.計算單根V帶初拉力 查表4.1得 由式， 7.計算對軸的壓力 由式 8.確定帶輪結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪工作圖 ，采用腹板式結(jié)構(gòu)，工作圖如附圖18;，采用輻條式結(jié)構(gòu)，工作圖如附圖16 5.2 齒輪的設(shè)計計算 已知輸入功率，,電動機驅(qū)動，兩齒輪傳動比,工作壽命10年，每年工作時間300天，兩班制，工作平穩(wěn)，齒輪轉(zhuǎn)向不變，要求結(jié)構(gòu)緊湊。 表5-2 齒輪的設(shè)計計算 設(shè)計項目 設(shè)計依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 1.選擇齒輪材料熱處 理方法、精度等級，齒數(shù)、及齒寬系數(shù) 考慮到該功率較大，故兩齒輪都調(diào)質(zhì)

42、處理，齒面硬度分別為260HBS，屬硬齒面閉式傳動，載荷輕微沖擊，齒輪速度不高，初選7級精度，兩齒輪齒數(shù)的，按照硬齒面齒輪懸臂布置安裝,查參考資料[12]表6.5，取齒寬系數(shù) 兩齒輪都選用調(diào) 質(zhì)處理齒面硬度分別260HBS，初選7級精度； 取齒寬系數(shù) 2.按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 （1）確定公式中的各參數(shù)值 ① 載荷系數(shù) ② 齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ③ 材料系數(shù) ④ 大、小齒輪的接觸疲勞強度極限 ⑤ 應(yīng)力循環(huán)系數(shù) ⑥ 接觸疲勞壽命系數(shù) 由式， 試選 查表6.3得 =189.8 按齒面硬度查圖6.8得

43、 =189.8 ⑦ 確定許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) （2）設(shè)計計算 ① 齒輪分度圓直徑 ② 計算圓周速度 ③ 計算載荷系數(shù)K ④ 校正分度圓直徑 查表6.2得使用系數(shù)；根據(jù)，7級精度查圖6.10得：動載系數(shù)；查6.13圖得： 則 由式： （3）計算齒輪傳動的幾何尺寸 ① 計算模數(shù)m ② 兩輪分度圓直徑 ③ 中心矩 ③ 齒寬 b ④ 齒高h(yuǎn) 取

44、 3.校核齒根彎曲疲勞強度 (1) 確定公式中各參數(shù)值 ① 兩齒輪彎曲疲勞強度極 ⑤ 彎曲疲勞壽命系數(shù) ⑥ 許用彎曲應(yīng)力 ⑦ 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 計算兩齒輪的和 （2） 校核計算 由式 查圖6.9得 ：取 查表6.4得取 彎曲疲勞強度足夠 5.3 軸的設(shè)計計算及校核 圖5-1 直齒圓柱齒輪受力分析圖 軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)

45、，它的結(jié)構(gòu)尺寸與裝配圖見附圖 表5-3 軸的校核計算 設(shè)計項目 設(shè)計依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 1．求軸上的載荷 （1）計算齒輪受力 參見齒輪設(shè)計參數(shù)及附圖2J55.00.03-04 齒輪的分度圓直徑 圓周力 徑向力 （1） 計算攪拌葉片受力 葉片的周向推力，軸向推力 參見圖3.2 葉片安裝角度為25°時， ；葉片安裝角度為15°時，，；葉片安 裝角度為20°時， ， （1） 求支反力 ① 求平面內(nèi)作用在軸上的支反力 ② 求平面內(nèi)作用在軸上的支反力 ， ，

46、 2．繪制彎矩圖和扭矩圖 見圖5.2 3．彎矩合成強度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和扭矩的截面的強度。 危險截面Ⅰ 截面Ⅰ處計算彎矩 截面Ⅰ處計算應(yīng)力 強度校核 考慮啟動、停機影響，扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力， 45鋼調(diào)質(zhì)，由表11.2查得 彎矩合成強度滿足要求 4．疲勞強度安全系數(shù)校核 不計軸向力產(chǎn)生的壓應(yīng)力的影響 （1）截面C左側(cè)強度校核 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 平均應(yīng)力 彎曲正應(yīng)

47、力為對稱循環(huán)彎應(yīng)力，，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，。 應(yīng)力幅 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)，查表11.2 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ，，查附表1.6，并經(jīng)插值計算 材料的敏性系數(shù) 由，，查圖2.8并經(jīng)插值 有效應(yīng)力集中系數(shù) 尺寸及截面形狀系數(shù) 由、 查圖2.9 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由查圖2.10 表面質(zhì)量系數(shù)和強化系數(shù) 軸按磨削加工，由 查圖2.12 疲勞強度綜合影響系數(shù) 等效系數(shù) 45鋼：， 取， 僅有彎曲正應(yīng)力時的計算安全系數(shù) 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時的計算安

48、全系數(shù) 彎扭聯(lián)合時的計算安全系數(shù) 設(shè)計安全系數(shù) 材料均勻，載荷與應(yīng)力計算精確時： 取 疲勞強度安全系數(shù)校核 軸的疲勞強度合格 圖5-2 軸的受力圖與彎矩圖 5.4 軸承的校核 現(xiàn)選一對角接觸球軸承7228AC，軸轉(zhuǎn)速n=40r/min，軸向力，徑向負(fù)荷分別為。工作時有中等沖擊，脂潤滑，正常工作溫度，預(yù)期壽命200000h。 表5-4 軸承的校核計算 設(shè)計項目 設(shè)計內(nèi)容及依據(jù) 設(shè)計結(jié)果 1． 確定7228AC軸承 的主要性能參數(shù) 查《滾動軸承產(chǎn)品樣本》得 2． 計算派生軸向力

49、 3． 算軸向負(fù)荷 故軸承Ⅰ被壓緊，軸承Ⅱ被放松，得： 4． 確定系數(shù) 查表8.10得 5． 計算當(dāng)量動負(fù)荷 6． 計算軸承壽命 已知ε=3，查表8.7、8.8得： 7． 驗算軸承是否合適 該軸承合格。 6 預(yù)加水雙軸攪拌機的安裝 6.1 預(yù)加水成球工藝對設(shè)備安裝的要求 由于槳葉式雙軸攪拌機在機械結(jié)構(gòu)上看，其雙軸是不可能用等位提升的方法卸出機殼，它必需從機體縱向水平抽出機殼。因此，為了方便檢修，攪拌機在平臺上的布置位置在縱向必需留有雙軸水平抽出的位置。 入攪拌機的進料

50、管應(yīng)與水平線呈55°以上的角，以便生料粉從攪拌機的進料端部滑入機內(nèi)，為實現(xiàn)無粉塵操作環(huán)境創(chuàng)造有利條件。 攪拌機的出料口應(yīng)配置有“地方”大于“天圓”的“天圓地方”過渡管接頭下部采用直徑不小于300mm的圓管，其水平線的夾角不得小于60°，以免含水物料在管內(nèi)的粘結(jié)。 6.2 雙軸攪拌機的安裝 雙軸攪拌機都具有整體槽鋼機座，安裝時應(yīng)首先時殼體與機座吊裝就位，然后將雙軸放置在準(zhǔn)確的位置，再將端面板焊接殼體上，裝好軸承座，接著在軸的主動端裝上一對齒輪及齒輪罩或罩殼；將減速機、電動機以及聯(lián)軸器連接，最后裝上攪拌葉片。根據(jù)現(xiàn)場條件傳動裝置可裝在進料端。安裝具體要求是： 1.雙軸就位后，其兩軸中心線的

51、平行度誤差不大于1.5mm，兩軸中心線的連線的水平誤差不大于2mm； 2.攪拌葉片與殼體的間隙應(yīng)保證在5～8mm以內(nèi)。間隙小，殼體上的集料易清理，雙軸旋轉(zhuǎn)運動阻力較??；間隙大，集料難以清理，運動阻力大，易在操作中發(fā)生震動； 3.齒輪齒頂間隙應(yīng)控制在2.5～3mm； 4.雙軸兩端軸承軸向游隙應(yīng)不小于1.5； 5.攪拌機進料管的安裝必須呈大于60°的傾角，不得垂直進料。出料管的安裝必須根據(jù)工藝要求呈60～65°的傾斜狀態(tài)，亦不得垂直出料。 6.機殼密封性能應(yīng)良好、可靠，不得漏水漏灰； 7.為防止機殼集料增加運動阻力和清料的勞動強度，機殼內(nèi)可附設(shè)3～5 厚的工程塑料料板，或涂以耐磨樹脂，

52、改變含水生料在殼體上的吸附性質(zhì)； 8.軸旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)呈自上從外側(cè)向下的形式。 6.3 電動機的安裝 電動機安裝時要考慮到V帶的安裝與拆換方便。由于考慮到實際工作過程中空間的布置的需要，將電動機安裝在電動機滑軌上面，這樣不僅避免了拆換不方便的問題，而且還有助于帶輪的張緊，非常實用。 7 設(shè)備的使用維護和潤滑 7.1 設(shè)備的使用維護 由于雙軸攪拌機屬于大型、重載、低速、高能耗的設(shè)備，且它的工作條件由工藝過程中的工藝特性決定，都具有高溫、高磨損、高粉塵的工作特點。因此，及時進行調(diào)整、緊固、潤滑，使之保持良好的工作條件，延長設(shè)備的壽命有重要意義。 1.檢查所有螺

53、釘和螺栓的緊固情況，發(fā)現(xiàn)松動應(yīng)及時擰緊； 2.每班給加油點注油一次以及檢查圓柱齒輪減速機油標(biāo)上的油位的高低； 3.因攪拌機葉片磨損嚴(yán)重，未經(jīng)碳化鎢噴涂的葉片使用壽命僅有一個月，經(jīng)噴涂處理后的葉片壽命可提高數(shù)倍。因此，要經(jīng)常檢查葉片的磨損情況，在更換攪拌葉片時，應(yīng)嚴(yán)格控制葉片的安裝角度，以免影響攪拌機的產(chǎn)量和攪拌質(zhì)量。 要特別注意攪拌葉片的斷裂，斷裂時應(yīng)及時停機取出斷裂部分，以免進入下道工序引起連鎖反應(yīng)造成更大的破壞。 4.經(jīng)常檢查霧化噴嘴水路系統(tǒng)的水量和水壓以及噴嘴是否堵塞。 5.要經(jīng)常檢查齒輪減速機和傳動齒輪箱的潤滑和磨損情況，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象要及時處理。 6.在正常工作中，攪拌機機

54、殼邊緣經(jīng)常有積料，要求每班下班前應(yīng)將積料清除干凈，以免積料硬化于下一次開機時攪拌軸卡死，引起設(shè)備損壞。 7.經(jīng)常檢查攪拌軸進料端的密封，發(fā)現(xiàn)密封處漏灰應(yīng)及時修理。 7.2 設(shè)備的潤滑 預(yù)加水成球設(shè)備的潤滑工作是維護工作中及其重要組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，及時、正確、合理地潤滑個零件部分，能減少摩擦阻力，降低動力消耗，減少磨損，延長使用壽命，充分發(fā)揮設(shè)備效能，并有助于安全運行。 雙軸攪拌機是在高溫、干粉塵的環(huán)境中工作，因而它的減速機、軸承、齒輪等潤滑部位要經(jīng)常的清洗和換油。 7.2.1 滑動軸承的潤滑 滑動軸承的潤滑劑，一般情況采用普通礦物潤滑劑和潤滑脂，高溫重載時可用合成油、水和其他液體

55、。在雙軸攪拌機工作時滑動軸承的速度低、中等負(fù)載，因此，選用潤滑脂潤滑。 7.2.2齒輪傳動的潤滑 雙軸攪拌機的齒輪傳動采用的是閉式齒輪傳動，齒輪采用粘度為38～46 cst50℃的50號的潤滑油以及油池浸浴法進行潤滑。 8 結(jié)論 預(yù)加水雙軸攪拌機可以使水的霧化和雙軸的攪拌，使物料得到充分的浸潤，并攪拌成球，能為成球機成球提供有利條件，對改善料球性能，提高料球質(zhì)量，降低能耗，提高立窯產(chǎn)量，具有十分重要的作用。它的主要創(chuàng)新特點在于攪拌葉片的安裝方法，殼體兩端焊接蓋板，目的是為了在葉片損壞或軸斷裂時方便拆裝，減少工作量，有利于節(jié)省成本，有一定的經(jīng)濟性。

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60、 為期三個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束，在整個畢業(yè)設(shè)計過程，我結(jié)合實踐知識與理論知識不斷地進行探索學(xué)習(xí)，雖遇到不少難以解決的問題，但我感到受益匪淺。本次畢業(yè)設(shè)計的課題是2J550×3000預(yù)加水雙軸攪拌機。本設(shè)計是解決預(yù)加水小料球快速煅燒技術(shù)中的成球問題，立窯水泥生產(chǎn)企業(yè)對此項目的要求很高。本設(shè)計是學(xué)完所有大學(xué)期間本專業(yè)應(yīng)修的課程和完成畢業(yè)實習(xí)以后所進行的，是對我三年半來所學(xué)知識的一次大檢驗，也是對我實習(xí)過程的再學(xué)習(xí)，使我能夠在畢業(yè)前將理論與實踐更加融會貫通，并且學(xué)到了許多教材上沒有的知識點，加深了我對理論知識的理解，加深了我對水泥機械和水泥生產(chǎn)工藝的認(rèn)識，提高了對實際生產(chǎn)的感性認(rèn)識。

61、通過此次畢業(yè)設(shè)計，我掌握了最新的預(yù)加水成球技術(shù)、預(yù)加水雙軸攪拌機的設(shè)計方法和步驟，以及認(rèn)識到了在設(shè)計過程中所應(yīng)注意的問題，特別是電動機的安裝問題，還有軸承座和殼體部件的設(shè)計，學(xué)習(xí)了解決問題的方法，通過使用類比法對現(xiàn)有的一些結(jié)構(gòu)進行了改進，同時也強化了應(yīng)用圖書、手冊和網(wǎng)絡(luò)搜索資料信息等的能力。 總之，這次設(shè)計，使我在對基本理論的綜合運用以及正確解決實際問題等方面得到了一次非常好的鍛煉，提高了我思考問題、解決問題以及創(chuàng)新設(shè)計的能力，縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距，并且使我對這個專業(yè)更加地了解了，為我今后從事實際工程技術(shù)工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。 此次畢業(yè)設(shè)計是在趙武老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進行的，趙老師為我解答了一系列的疑難問題，以及指導(dǎo)了我的思想，引導(dǎo)了我的設(shè)計思路。在歷經(jīng)三個多月的設(shè)計過程中，一直熱心的輔導(dǎo)，其他同學(xué)在設(shè)計過程中也給予我不少幫助，在此，我忠心地向他們表示誠摯的感謝和敬意！ 44