臥式油渣混合機的設(shè)計

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臥式油渣混合機的設(shè)計摘要攪拌設(shè)備使用歷史悠久，應用范圍廣，大量應用于化工、石化、輕工、醫(yī)藥、食品、采礦、造紙、冶金等行業(yè)中。攪拌設(shè)備可以從各種不同角度進行分類,如按照攪拌裝置的安裝形式簡單分為立式和臥式，其中臥式主要是指攪拌容器軸線與混合機回轉(zhuǎn)軸線都處于水平位置。飼料工業(yè)是現(xiàn)代畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)直接關(guān)系著農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，已 成為我國國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一?；旌鲜桥浜巷暳仙a(chǎn)過程中將按一定比例配合好的各種粉裝物料攪拌均勻的一道工序，是確保配合飼料質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。本論文在國內(nèi)外混合機的研究與發(fā)展的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種臥式混合機，電機通過鏈條帶動攪拌軸實現(xiàn)油渣混合攪拌。本文對臥式混合機的基本結(jié)構(gòu)、基本尺寸進行了設(shè)計。關(guān)鍵詞：臥式攪拌機；混合設(shè)備；油渣混合ABSTRACTStirring device has a long history and wide scope of application, a large number of applications in chemical, petrochemical, light industry, medicine, food, mining, paper making, metallurgy and other industries. Mixing equipment can be classified from different angles, such as according to the installation of the mixing plant form simple divided into vertical and horizontal, the horizontal axis refers primarily to the mixing container with agitator rotary axis are in a horizontal position.Feed industry is the material basis for the development of modern animal husbandry and aquaculture is directly related with the development of agriculture and rural economy, has become one of the important basic industry of national economy in our country. Mixing is compound feed production process according to certain proportion coordination loading good powder material mix process, is an important link to ensure the quality of compound feed. This thesis mixer on the basis of the research and development at home and abroad, a horizontal mixer is designed, the motor oil residue mixture stirring was achieved by chain drives the stirring shaft. In this paper, the basic structure, basic dimensions of horizontal mixer has carried on the design.Key words：Horizontal mixer; Mixing equipment; Diesel hybrid horizontal mixer；目 錄摘要 .2ABSTRACT1第 1 章 緒論 .11.1 課題研究意義 11.2 混合機發(fā)展現(xiàn)狀 11.3 論文主要內(nèi)容 4第 2 章 臥式混合機方案設(shè)計 .52.1 混合機分類 52.2 臥式混合機設(shè)計原理 52.3 基本尺寸的確定 .7第 3 章 臥式混合機結(jié)構(gòu)設(shè)計 .93.1 電機選取 93.2 傳動部分設(shè)計 103.2.1 傳動部分方案 103.2.2 減速器的設(shè)計 113.2.3 鏈傳動的設(shè)計 133.3 攪拌部分結(jié)構(gòu)設(shè)計 143.3.1 攪拌槳機構(gòu)設(shè)計 143.3.2 攪拌容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 153.3.3 聯(lián)軸器的選用 16第 4 章 安全性計算與校核 .184.1 軸承的校核 184.2 軸的校核 184.3 鍵的校核 214.4 本章小結(jié) 21結(jié) 論 .23參考文獻 .24致 謝 .260第 1 章 緒論1.1 課題研究意義理論上把任何狀態(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，但習慣上常把固態(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用最廣的過程單元操作之一，大量應用于化工、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)備正向著大型化、標準化、高效節(jié)能化、機電一體化、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，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)反應不可或缺的重要工具。然而，由于攪拌目的多樣性和混合反應的復雜性，當前，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。飼料工業(yè)的發(fā)展對畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，而飼料混合機作為飼料工業(yè)的關(guān)鍵 設(shè)備之一，在飼料生產(chǎn)過程中，混合工序是決定飼料產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此， 作為混合工序主導設(shè)備的混合機，其性能的好壞與作業(yè)效果如何，將直接影響飼料廠的產(chǎn)品 質(zhì)量和生產(chǎn)效率。1.2 混合機發(fā)展現(xiàn)狀歐洲的一些國家和美國走在前列。而我國對于這方面的研究雖然時間沒有他們長，但是也取得了一定的成果。英國 Clare Mixers 公司推出的 RB 型臥式螺旋環(huán)帶式飼料混合機，采用新型直聯(lián)式驅(qū)動方式和連續(xù)式螺條。特殊設(shè)計的端部密封，滿足水沖洗、真空上料、耐壓等工藝要求，設(shè)備運 轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，易損件少，使用壽命長，維修方便操作簡單。1opspack 公司設(shè)計的 TDPM 型混合機采用了電氣控制控制系統(tǒng)，優(yōu)點是可以使混合更加精確和安全。同時在底座安裝滑輪可以使混合機移動更加方便和快捷。其結(jié)構(gòu)采用 U 型機殼，減速電動機直聯(lián)。Ross 公司產(chǎn)品的型號 42A（C ）系列，機體 U 型，采用直聯(lián)式驅(qū)動。優(yōu)點是混合快速、均勻、無偏析; 卸料門電動或氣動控制，敞口大，物料極少殘留。國內(nèi)對鏈輪飼料混合機的研究時間雖然不長，但也取得了一定成果，其中以下幾種比較 有代表性。陰雙誠公司生產(chǎn)的 WLDH 型臥式鏈輪飼料混合機，動力傳動采用電動機聯(lián)接2減速機后， 直接將動力接到工作軸上，這樣使混合機的結(jié)構(gòu)更加簡單和緊湊。廣州宏基機械廠生產(chǎn)的 250 型臥式混合機采用新穎的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子與殼體的最小間隙可調(diào)至接近零位，有效地減少了物料殘留量。近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)理論的完善和進一步成熟，混合機的設(shè)多功能化和攪拌過程的自動化是二十一世紀提高攪拌產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和滿足環(huán)境保護要求的主導方向,目前有如下幾個發(fā)展趨勢：（1）多軸攪拌機，它配備三套獨立傳動的攪拌裝置。一套是沿著攪拌容器周邊慢速轉(zhuǎn)動的三翼錨式攪拌槳,使物料產(chǎn)生激烈的軸向和徑向流動,促使物良好的混合和傳熱；第二套是定/轉(zhuǎn)子式剪切裝置和高速分散頭。（2）雙行星混合機與變速驅(qū)動裝置的組合，使得即使在極低轉(zhuǎn)速下也可獲得極大扭矩。（3）行星槳葉與高速分散器的組合，行星槳葉和分散頭在環(huán)繞容器轉(zhuǎn)動時各有自己的轉(zhuǎn)軸,行星槳葉將物料傳送到分散頭。高速分散頭則對物料施加剪切力。3（4）自動卸料和互換攪拌容器，由于粘稠材料人工卸料很困難,很多廠家都采取自動卸料措施。不但大大提高了產(chǎn)量,消滅次品。1.3 論文主要內(nèi)容臥式攪拌裝置主要由三部分組成：主傳動部分、攪拌葉片及傳動部分。主傳動部分包括一個異步電機和減速系統(tǒng)。攪拌葉片為鏈輪式攪拌葉片，為的是能讓物料在攪拌過程中更高效率的混合。本論文的主要研究內(nèi)容如下：（1）總體方案設(shè)計通過對國內(nèi)外的混合機發(fā)展現(xiàn)狀的研究，制定傳動方案。（2）臥式混合機的結(jié)構(gòu)設(shè)計通過總體的設(shè)計方案，主傳動系統(tǒng)、攪拌部分和機架部分的設(shè)計（3）傳動部件強度校核4第 2 章 臥式混合機方案設(shè)計2.1 混合機分類混合機根據(jù)螺帶的個數(shù)將螺帶混合設(shè)備分為單螺帶混合設(shè)備和多螺帶混合設(shè)備，根據(jù)螺帶的安裝方式又可分為臥式螺帶混合設(shè)備(見圖1)、立式螺帶混合設(shè)備(見圖2)和斜式螺帶混合設(shè)備(見圖3), 通常以臥式為主。本文針對臥式螺帶混合機進行設(shè)計。圖2.1臥式螺帶混合機圖2.2立式螺帶混合機 圖2.3斜式螺帶混合機2.2 臥式混合機設(shè)計原理臥式雙螺帶混合機結(jié)構(gòu)由 U 形容器、螺帶攪拌葉片和傳動部件組成；U 形的長體筒體結(jié)構(gòu)，保證了被混合物料（粉體、半流體）在筒體內(nèi)的小阻力運動。5正反旋轉(zhuǎn)螺條安裝于同一水平軸上，形成一個低動力高效的混合環(huán)境，臥式雙螺帶混合機出料方式粉體物料采用氣動大開門結(jié)構(gòu)形式，具有卸料快、無殘余等優(yōu)點，螺帶狀葉片一般做成雙層或三層，外層螺旋將物料從兩側(cè)向中央?yún)R集，內(nèi)層螺旋將物料從中央向兩側(cè)輸送，可使物料在流動中形成更多的渦流，加快了混合速度，提高混合均勻度。根據(jù)螺帶的個數(shù)將螺帶混合設(shè)備分為單螺帶混合設(shè)備和多螺帶混合設(shè)備目前，傳動方案主要有 4 種，分別為鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動。1）鏈傳動其優(yōu)點為：沒有滑動；傳動尺寸比較緊湊；張緊力小；傳動效率高。缺點為：瞬時速度不均勻；只能用于平行間的傳動：不宜在載衙很大和急促反向的傳動中應用：工作時有噪音；制造費用較高。適用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運輸、石油、化工等各種機械的動力傳動中。2）齒輪傳動其優(yōu)點為：工作可靠；使用壽命條；瞬時傳動比為常數(shù)；傳動效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍廣。缺點為：齒輪制造需用專用機床和設(shè)備，成本較高；精度低時，振動和噪音較大；不宜用于軸間距離大的傳動。適用于各類機械中。3）蝸桿傳動其優(yōu)點為：結(jié)構(gòu)緊湊；工作平穩(wěn)，無噪音；沖擊振動?。挥泻艽蟮膯渭墏鲃颖?。缺點為：效率低；價格昂貴?？蓮V泛用于機床、機車、儀器、冶金機械以及其它機械制造部門中。4）帶傳動其優(yōu)點為：能緩和載荷沖擊；運行平穩(wěn)，無噪音：制造安裝精度6低；過載時，帶輪上的帶打滑，防止其他零件的損壞。缺點為：有彈性滑動和打滑，使效率降低和不能保持準確的傳動比；帶的壽命短。其應用范圍廣，可用于各類傳動中。對攪拌速度要求不高，市場上已有的成熟產(chǎn)品攪拌速度約為 3060r/min，過高的轉(zhuǎn)速并不會產(chǎn)生良好的攪拌效果，相反還會造成能量的浪費。但是雖然轉(zhuǎn)速低，啟動轉(zhuǎn)矩卻很大，選用符合啟動要求的電機，電機轉(zhuǎn)速約 1440r/min，功率 7.5kW，因此傳動系統(tǒng)要采用較大減速比，考慮機器尺寸和振動噪聲要求，采用帶傳動和齒輪傳動組合機構(gòu)。初步設(shè)定的減速機構(gòu)示意圖如圖 2.1 所示。1-齒輪箱 2-小齒輪 3-大齒輪 4-攪拌容器 5-副電機圖 2.4 總體機構(gòu)簡圖2.3 主要參數(shù)的確定混合機混合室容積的尺寸計算首先依據(jù)加工工藝要求確定每批混合飼料的重量，然后按下式計算容積： 3V=q/()m式中：123557帶入重量 250kg 得： 3 3V=q/()250/.60.8()mm國產(chǎn)混合機每批質(zhì)量（Kg）已經(jīng)有標準規(guī)定為：50、100、250、500、1000、2000、3000 等。混合室的長度 a、寬度 b 和軸中心以上高度 h 見圖。圖 2.5 混合室各部位尺寸1）混合室的長度 aa=（1.52.2）b一般大型混合機選取大的值，本文取 22）混合室的寬度 bb 一般在 0.41.4m 范圍，一般根據(jù)混合機的每批質(zhì)量 q 來確定，見表：3）軸中心以上高度 hh=（0.60.8）b84）外環(huán)帶與混合室為了減少混合室內(nèi)飼料的殘留，要求 ，對于生產(chǎn)預混合料的混合機=510m:，本文取 5mm。=1.56m:本設(shè)計為小型攪拌機，根據(jù)其工作容量和操作人員的最佳操作位置，根據(jù)生產(chǎn)效率 Q 為 250Kg/h 玉米。 Q=60V/()Tkgh式中：V混合室容積（m 3）充滿系數(shù)， ，本文取 0.50.56:混合飼料密度（ kg/m3)，T混合一批飼料所需要的時間配套電機功率 P 計算 P=kQW（ ）式中：k經(jīng)驗系數(shù)，k=0.0020.005，當生產(chǎn)效率高時取小值。對于主傳動系統(tǒng)，設(shè)定正常工作轉(zhuǎn)速 50r/min，容器固定型攪拌裝置的充滿系數(shù)一般為 0.50.6，本設(shè)計取 0.5。根據(jù)生產(chǎn)效率 250Kg/h,飼料密度為 500550kg/m 3,確定攪拌機的外形尺寸為 mm，其中攪拌軸軸線高度 370mm，攪拌容器下半部分為直徑10560500mm 的半圓筒，上半部分為 mm 的長方體，筒壁厚 10mm，10520混合機葉片邊緣與筒壁間隙 5mm，為了實現(xiàn)更好的攪拌效果，采用雙鏈輪式混合機，攪拌軸直徑 50mm，長 1200mm。還有設(shè)定進料方式和出料方式，容器桶上部設(shè)蓋子裝填物料，下部開口卸放物料，為使物料快速卸放，底部卸料開口做大。攪拌容器為半圓柱形，尺寸如圖 2.5 所示。有了以上尺寸設(shè)定，合理布局電動機的位置，傳動裝置的布局，完成總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計。9圖 2.5 攪拌容器外殼尺寸選材方案:混合機可采用碳鋼、錳鋼、304 不銹鋼、316L 不銹鋼鋼、321 不銹鋼以及其它材質(zhì)的鋼材定制，并且不同材質(zhì)也可以結(jié)合使用；設(shè)備選材時區(qū)分：與物料接觸部分以及非與物料接觸部分；混合機內(nèi)部還可以針對性增加如防腐、防粘結(jié)、隔離、耐磨等功能性的涂層或保護層；不銹鋼表面處理分噴砂、拉絲、拋光、鏡面等處理方式，并可分別應用于不同的使用部位；10第 3 章 臥式混合機結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 電機選取攪拌設(shè)備的攪拌軸通常由電動機驅(qū)動，電動機選用一般依據(jù)以下幾個原則：（1）根據(jù)攪拌設(shè)備的負載性質(zhì)和工藝條件對電動機的啟動、制動、運轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動機類型。（2）根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機的溫升限制、過載能力和啟動轉(zhuǎn)矩，合理選擇電動機容量，并確定冷卻通風方式。（3）根據(jù)使用場所大的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯和腐蝕及易燃易爆氣體等，考慮必要的防護方式和電動機的結(jié)構(gòu)形式，確定電機的防爆等級和防護等級。（4）根據(jù)攪拌設(shè)備的最高轉(zhuǎn)速和對電力傳動調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程的性能要求，以及機械減速的復雜程度，選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。除此之外，選擇電機還必須符合節(jié)能要求，并綜合考慮運行可靠性、供貨情況、備品備件通用性、安裝檢修難易程度、產(chǎn)品價格、運行和維修費用等因素。根據(jù)上述原則，綜合考慮本設(shè)計的工作條件要求，確定電機類型為異步電機，防護方式防塵、防水濺以及防異物伸入。選取電機 Y132M-4 三相異步電機，其滿載轉(zhuǎn)速為 1440r/min,功率為7.5kw。圖 3.1 電機安裝尺寸113.2 傳動部分設(shè)計3.2.1 傳動部分方案根據(jù)混合機的攪拌轉(zhuǎn)速 50r/min 的速度，在電機與攪拌軸之間需要傳動裝置減速。傳動裝置的總傳動比要求為： 14028.5i減速可有很多種搭配，本文選取減速機加鏈傳動達到減速目的，鏈傳動比帶傳動能承受較大的載荷，一般放在減速器后，其基本方案如下：12圖 3.2 傳動部分傳動比分配：選取減速器的傳動比為 7.1，由于總傳動比為 28.8，則鏈傳動的傳動比約為4。3.2.2 減速器的設(shè)計減速器為 2 級減速，分配傳動比，一般第一級傳動比大于第二級傳動比，分配原則為： 122,(.315)iii為方便計算，取第一級傳動比為 3，第二級傳動比為 2.37，則總傳動比為 7.1。（1）各軸轉(zhuǎn)速40/minmnr21/38/iir32/.72.5n（2）各軸功率=7.5 kW1dpl0.9.4=7.425 0.99 0.97=7.13kW2球 1齒= kW3球 2齒 7.3.76.85（3）各軸轉(zhuǎn)矩11950/5.42/109.24TpnNm229738533/06./選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，初選小齒輪齒數(shù)為 21，則大齒輪齒數(shù)1z。2136z第二級小齒輪齒數(shù)為 則 ，圓整為 50。321z49.713模數(shù)的選取，根據(jù) 21132.tEtdHKTZud試選載荷系數(shù) =1.3，選取區(qū)域系數(shù) =2.43，查得t=0.76， =0.87，材料的彈性影響系數(shù) = 12 EZ1289.MPa按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 ；大齒輪的接1650Hlin觸疲勞強度極限 。計算接觸疲勞許用應力250HlinMPa取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得1lim0.86572HNKaS2li2.931.MP=541.7512Ha計算小齒輪分度圓直徑直徑 為1td2313.4920189.2. 50.647td m得出模數(shù)為 50.6m21dz取模數(shù)為 2.5mm，第二級模數(shù)為 3mm。表 3.1 各齒輪副的幾何尺寸的計算結(jié)果項目 計算公式 a-c 齒輪副分度圓直徑 d1zm234z12.5.d6373450d14基圓直徑 bdcos1db23b4cosd149.3bd253.b48d齒頂圓直徑 ad)(21yxhmaa2c3()aad4hxy157.a2639ad45齒根圓直徑 fd)(2*1aaf cm2fd*3()f achxf 16.2ffd35.f42f3.2.3 鏈傳動的設(shè)計1）選擇鏈輪齒數(shù)由鏈傳動速比 ，由表 3.2 選小鏈輪齒數(shù) =25。4i1z表 3.2 齒數(shù)推薦值傳動比 i 12 34 56 6齒數(shù) z1 31 27 25 23 21 17 17大鏈輪齒數(shù) z2=iz1=425=100。2）初定中心距 為 500mm，取定鏈節(jié)數(shù) 初定中心距，推薦 =(3050)0apL0a，則：p2112L=80+6.5314.639.5pzzaa選取偶數(shù)鏈節(jié) =146 節(jié)p153）中心距=500mm22121184ppzzzaLL 符合要求。4）驗算鏈速 1p25.0.5v1606zn5）作用在軸上的壓軸力 10106.85.25214PFNv3.3 攪拌部分結(jié)構(gòu)設(shè)計攪拌部分包括攪拌槳、攪拌容器以及附屬的止動扳手、聯(lián)軸器等零件。攪拌槳是機械攪拌設(shè)備的關(guān)鍵部件，攪拌操作涉及流體的流動、傳質(zhì)和傳熱，所進行的物理和化學過程對攪拌效果的要求也不同；攪拌容器是物料攪拌操作的場所，設(shè)計時要求體積符合工作需要，但是質(zhì)量不能太大，否則會造成不必要的材料浪費和功率損失；止動扳手是用來限制攪拌容器運動的機構(gòu)；聯(lián)軸器是用來連接攪拌槳和傳動系統(tǒng)輸出軸的。3.3.1 攪拌槳機構(gòu)設(shè)計臥式螺帶攪拌機的傳動主軸上布置雙層螺旋葉片，通過傳動軸的運轉(zhuǎn)，使內(nèi)外螺旋帶在較大范圍內(nèi)翻動物料，內(nèi)螺旋帶推動物料向兩側(cè)運動，外螺旋帶推動物料由兩側(cè)向內(nèi)運動，同時部分物料在螺旋帶推動下，沿軸向徑向運動，從而形成對流剪切，實現(xiàn)全方位無死角深度混合，使物料在較短時間內(nèi)實現(xiàn)快16速均勻混合?；旌蠙C的設(shè)計工作均帶有一定的經(jīng)驗性，從已有的產(chǎn)品選用或適當改進?；旌蠙C的選用設(shè)計應從以下幾方面考慮：有類似應用，而且攪拌效果較滿意的可以選用相同混合機；生產(chǎn)過程對攪拌有嚴格要求又無類似混合機型式可以參考時，則應對工藝、設(shè)備、攪拌要求、經(jīng)濟性等作全面評價，找出操作的主要控制因素，選擇合適的混合機型式；生產(chǎn)規(guī)模較大或新開發(fā)的攪拌設(shè)備，需進行一定的試驗研究，尋求最佳的混合機型式、尺寸及操作條件，并經(jīng)中試后才能應用于工業(yè)裝置中。轉(zhuǎn)子的主要參數(shù)確定混合機轉(zhuǎn)子由內(nèi)外螺旋環(huán)帶組成，主要設(shè)計參數(shù)有：外環(huán)帶外徑 D1，內(nèi)環(huán)帶外徑 D2，外環(huán)帶寬度 b1,內(nèi)環(huán)帶寬度 b2,螺距 S、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n，內(nèi)環(huán)帶各個尺寸。 1D250124bm內(nèi)環(huán)帶外徑 D2混合作業(yè)時，一般要求在混合室內(nèi)飼料的料面盡量水平，其斜角應該小于5，根據(jù)這一要求，內(nèi)外環(huán)帶推動飼料應該相等。攪拌槳的大鏈輪槳葉半徑 240mm，小鏈輪槳葉半徑 120mm，槳葉傾角27.36，螺距 302mm，攪拌槳離輸出口距離為 5mm，離入口面距離 30mm，攪拌軸中心支撐軸為空心桿，外徑為 8mm，內(nèi)徑為 5mm，結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖 3.3所示。17圖 3.3 攪拌槳結(jié)構(gòu)尺寸圖 3.4 攪拌槳離出口距離中間的軸鑄造，軸上的支撐架焊接上去，鏈輪為不銹鋼板彎曲后焊接到支架上，焊接后對接縫處進行處理，使表面盡可能光滑。183.3.2 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)進行詳細的設(shè)計，由于攪拌槳運轉(zhuǎn)起來是一個圓柱形的工作空間，而且為了達到較好的攪拌效果，槳片與容器壁之間的距離又不能太大，一般是在 25mm 之間，本設(shè)計屬于中小型機械，取用 2mm 的間隙，容器底部因此大致為一個半圓柱形狀；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度，取用 10mm 的壁厚；容器采用鑄造的制造方式，最后表面鍍上防腐金屬材料。攪拌容器的 U 型箱體結(jié)構(gòu)如圖 3.4 所示。圖 3.4 攪拌容器結(jié)構(gòu)3.3.3 聯(lián)軸器的選用本設(shè)計結(jié)構(gòu)需要使用 2 個聯(lián)軸器。第 1 個是主傳動系統(tǒng)中電機與減速器之間的連接，由于電機軸伸出部分比較長，所以減速器與電機軸之間需要連接聯(lián)軸器，采用普通剛性聯(lián)軸器即可；第 2 個連軸器為攪拌軸和主傳動系統(tǒng)之間，為主傳動系統(tǒng)的拆裝方便以及系統(tǒng)內(nèi)各個零件的靈活拆裝，攪拌軸余主傳動系統(tǒng)之間有較大的距離，如果使用一根軸的話就要求加工和安裝精度很高，否則軸上就會產(chǎn)生很大的附加約束力，因此在此處將軸斷開，此處采用彈性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，對連接兩軸的同軸度要求降低了，且有吸震作用，降低了傳動系統(tǒng)中鏈條受的沖擊力。519圖 3.5 連軸器的位置減速器與電機軸的第一個聯(lián)軸器采用如圖 3.6 所示的凸緣聯(lián)軸器，即利用螺栓聯(lián)接兩半聯(lián)軸器的凸緣以實現(xiàn)兩軸聯(lián)接的聯(lián)軸器。圖 3.6 剛性聯(lián)軸器攪拌軸和主傳動系統(tǒng)之間的第二個聯(lián)軸器采用大扭矩的彈性聯(lián)軸器。圖 3.7 彈性聯(lián)軸器20第 4 章 安全性計算與校核為了保障機械零件的強度和剛度，使混合機運行時具有足夠的安全性和可靠性，需要對其關(guān)鍵部分零件進行校核。本章就軸，軸承等關(guān)鍵零件進行剛度，強度校核。4.1 軸承的校核本文攪拌軸兩端采用滾動軸承，電機輸入端的軸承轉(zhuǎn)速較高，攪拌軸處扭矩較大，為保證混合機能在規(guī)定的工作壽命內(nèi)正常工作,不能盲目進行安裝使用,本文不討論減速器中的軸承校核，本文校核攪拌軸兩端的軸承，計算內(nèi)容如下。對于攪拌軸直徑為50mm，速度為50r/min低速轉(zhuǎn)動，因此此處適合采用圓錐滾子軸承，選用軸承30210圓錐滾子軸承,其尺寸為 ,50920dDBm可畫出輸入軸草圖軸承的壽命計算 其參數(shù)為(油浴);19.rCKN013.7rlim10inrn取載荷系數(shù) ;2.pfP7.5950=1432.Nmn0rF當量動載荷 17prPfN軸承的壽命計 036()846hCLhn符合要求，可以正常工作。4.2 軸的校核本設(shè)計的軸要么承受明顯的轉(zhuǎn)矩，要么承受明顯的徑向力，受力情況比較簡單。當時設(shè)計軸時雖然考慮到了在載荷影響下的最小軸徑，但是有些軸承受很大的轉(zhuǎn)矩，上面附加的各種傳動零件在運動中也會產(chǎn)生更大的載荷影響，因此需要對軸的強度進行校核。21下面以攪拌軸為例，進行扭轉(zhuǎn)強度校核。軸的載荷分析圖如下圖 4.1 所示。圖 4.1 軸的載荷分析圖扭矩計算 950/7.509/138.5TpnNmFt FaGFNH2FNH1FNV1 FNV2FtFNH2FNH1 MHMaFaFNV1 FNV2FNV1=FaMV1MV2M1M2T22攪拌半徑 ，所以作用在攪拌葉片上的力可以粗略計算為，m24.0R5789.6NTFR圖 4.2 扭矩示意圖攪拌軸重量粗略估計為 ，那么NG80N4021GFNV攪拌軸有效長度 ，所以上述載荷分析圖中各個參數(shù)值計算如下，1ml mN806.47295.617.4211 VHVatHMRFl軸的扭轉(zhuǎn)強度校核公式為（4.1）)(122WTca確定公式中各個參數(shù)， 。， 查 表許 用 彎 曲 應 力 ，對 稱 循 環(huán) 變 應 力 時 軸 的；，軸 的 抗 彎 截 面 系 數(shù) ，；扭 矩 ， ；為 靜 應 力 時 值 為折 合 系 數(shù) ， 扭 轉(zhuǎn) 切 應 力；彎 矩 ， ；軸 的 計 算 應 力 ， MPa70a m164032mN.P1 333 dwWTMca將參數(shù)帶入上述校核公式（4.3）中，得到2363.)(122 MPaWTca所以，攪拌軸是安全的。4.3 鍵的校核本設(shè)計中在齒輪軸、鏈輪以及攪拌軸上均使用了普通平鍵，有些部位傳遞的扭矩較大，對于鍵的安全性需要校核。對于采用常見的材料組合和按照標準選取尺寸的普通平鍵聯(lián)結(jié)，其主要失效形式是工作面被壓潰，除非有嚴重的過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，只按照工作面上的擠壓力進行強度校核計算。平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時,其主要失效形式是工作面被壓潰因此,通常只按工作面上的擠壓應力進行強度校核計算普通平鍵連接的強度條件按 (3-2)式計算pp20kldT式中 -轉(zhuǎn)矩,N.mm；T-軸頸,mm；d-鍵與輪轂鍵槽的接觸高度, ,此處 為鍵的高度,mm；k hk5.0-鍵的工作長度,mm, 型鍵 ; 型鍵 ; 型鍵 ,l AbLlBLlC/2lb其中 為鍵的長度, 為鍵的寬度；Lb電機輸出軸上扭矩為 11950/57.42/109.24TpnNm攪拌軸上的扭矩為 389.T電機軸選用 型鍵,其型號為A740bhL攪拌軸選用 型鍵,其型號為 21帶入以上數(shù)據(jù)得到電機軸鍵3087.9MPap pTkld攪拌軸鍵321p pl24所以鍵的強度符合要求。4.4 本章小結(jié)本章對設(shè)計后的電機啟動轉(zhuǎn)矩、軸承壽命以及載荷、鍵受力參數(shù)以及攪拌軸等軸類零件進行了詳細的計算，對部分初選的關(guān)鍵零件進行了校核分析，充分保證臥式混合機的可靠運行。