旋桨式搅拌机设计[毕业论文+CAD图纸]

机械设计毕业论文：旋桨式搅拌机设计含论文，CAD图纸

摘    要

旋桨式搅拌机因其结构简单、重量轻、安装方便、操作容易、传动部分密封性好、不会沾污泥浆、搅拌效率高、有强烈的化浆作用等特点在工农业生产中得到了非常广泛的应用。小型旋桨式搅拌机能够满足需要，且在如今的能源社会，对于提倡新工艺、看重技术含量，使用专业化机械，为食品等生产企业扩大市场，提高质量，减耗增效具有积极意义。

本文介绍了搅拌机在我国食品工业的加工和生产中应用的重要意义以及一些国内外的一些发展现状和趋势。考虑到目前搅拌机种类和规格很多，但没有适合小型淀粉加工厂用于搅拌淀粉的产品，因此本次设计主要是根据淀粉的特殊要求设计出一种利用旋桨式搅拌头进行搅拌工作的搅拌机，本文中主要对搅拌机的方案，传动系统和工

作部件进行规范的设计和描述。从而达到所需要求。

关键词：旋桨式；搅拌机；传动系统；减速器；箱体；淀粉加工

ABSTRACT

Rotary paddle mixer because of its simple structure, light weight, convenient installation, easy operation, good sealing, transmission part will not stain themud, high mixing efficiency, with strong characteristics of plasma effect is widely used in industrial and agricultural production. The small propeller type stirrer can meet the needs, and in today's energy society, to promote new technology,emphasis on technology content, the use of specialized machinery, improving the quality of food production enterprises to expand the market, reducing energy consumption and increasing benefit, has positive significance.

This paper introduces the significance of the application of blenders to China's food production industry as well as the developing situation of blenders both domestically and abroad. Considering there is no suitable product for small-scale starch processing factories to agitate starch, though blenders of lots of types and specifications existing on market, therefore, this design aims at designing a certain type of propeller blender head targeting to meet starch process's special requirements. The designing plan, the transmission system and spare parts are discussed in this paper.

Key words: cutter-suction; blender; transmission system; Retarder; Box; Starch processing

目    录

摘要………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract …………………………………………………………………Ⅱ

第1章 绪论…………………………………………………………………1

1.1 概述…………………………………………………………………… 1

1.1.1 蜗轮蜗杆传动………………………………………………………1

第2章 旋桨式搅拌机的组成和工作原理……………………………… 4

2.1搅拌器的应用与组成…………………………………………………4

2.2搅拌装置的工作原理…………………………………………………4

2.3旋桨式搅拌机的特点…………………………………………………5

2.4传动方案………………………………………………………………5

2.4.1 蜗轮蜗杆传动……………………………………………………5

2.4.2 圆锥齿轮传动……………………………………………………5

2.5传动装置的合理布置………………………………………………6

2.6各级传动比的合理分配……………………………………………6

2.4.2 传动比分配的基本原则……………………………………………6

2.7 本章小结………………………………………………………………6

第3章 搅拌机的整体结构的设计…………………………………………………7

3.1电机的选择……………………………………………………………………7

3.2传动比分配……………………………………………………………………7

3.3计算转动装置的运动和动力参数…………………………………………7

3.3.1 各轴转速………………………………………………………………7

3.3.2 各轴功率……………………………………………………………7

3.3.3 各轴转矩……………………………………………………………8

3.4圆锥齿轮计算……………………………………………………………8

3.4.1锥齿轮相关参数的选择…………………………………………………8

3.4.2按齿面接触疲劳强度设计………………………………………………8

3.4.3计算基本尺寸……………………………………………………………9

3.4.4校核齿根弯曲疲劳强度…………………………………………………10

3.5圆柱齿轮计算………………………………………………………………11

3.5.1圆柱齿轮相关参数的选择………………………………………………11

3.5.2按齿面接触疲劳强度设计………………………………………………11

3.5.3确定公式内的各计算数值………………………………………………11

3.5.4 确定公式内的各计算数值……………………………………12

3.6 轴的设计与校核…………………………………………………………13

3.6.1输出轴的功率P,转速N和转矩T…………………………………………13

3.6.2求作用在齿轮上的力……………………………………………………14

3.6.3 初步确定轴的最小直径值………………………………………………14

3.6.4 轴的结构设计……………………………………………………………14

3.6.5 求轴上的载荷……………………………………………………………15

3.6.6 按弯扭合成应力校核轴的强度…………………………………………15

3.6.7 精确校核轴的疲劳强度…………………………………………………15

3.7滚动轴承的选择与校核……………………………………………………19

3.7.1轴承的选择………………………………………………………………19

3.8本章小结…………………………………………………………………………20

第4章 其他部分的设计………………………………………………………………21

4.1运转功率的计算…………………………………………………………………21

4.2影响淀粉液搅拌器功率………………………………………………………22

4.3升降部分的选择…………………………………………………………………23

4.4搅拌桶的尺寸选择………………………………………………………………23

4.5本章小结…………………………………………………………………………24

结论………………………………………………………………………………………25

参考文献 ………………………………………………………………………………26

致谢………………………………………………………………………………………27

第1章 绪    论

1.1概述

搅拌机是工农业中应用非常广泛的一类通用设备，尤其在农产品和食品加工业中发挥着重要作用。目前在工农业中的搅拌机种类和规模很多，但是没有适合小型淀粉加工厂用于搅拌淀粉的产品，本设计的任务是设计一种能是用于搅拌淀粉的小型旋桨式搅拌机。

旋桨式搅拌器是以两到三只推进式搅拌部件的一种搅拌器，旋桨式搅拌器在搅拌时有较高的旋转速度，能迫使物料沿轴向运动，使物料充分循环和混合，旋桨式搅拌器多适用于搅拌稠度较低的液体，悬浊液，乳浊液等物料。

搅拌机的搅拌能使原料充分的混合均匀，混合的快慢，均匀程度和传热情况好坏，都会影响反应结果，所以搅拌情况的改变，常很敏感的影响到产品的质量。生产中的例子几乎比比皆是。如果搅拌机搅拌情况不好，就会造成传热系数下降或局部过热，原料和催化剂分散不均匀，影响产品的质量，也容易导致聚合物粘壁，使搅拌机聚合反应操作不能良好地进行下去。

改善配料、混合、制粒后续工序的质量，提高这些工序的工作效率。以混合为例，在混合过程中，各种不同的原料掺和在一起，要将它们混合均匀，要求他们最好有相同或相似大的粒度。如果原料之间粒度相差很大，使各种原料的粒度尽量接近，从而保证在较短时间内顺利完成混合过程，使产品达到较高的混合均度。

因此，研究设计合理实用的搅拌机械，对于此行业，不可或缺。

1.1.1 旋桨式搅拌机国内外的发展现状

根据搅拌器的形状可以分成直叶浆式、开启涡轮式、推进式、圆盘涡轮式、锚式、螺带式、螺旋式等；根据不同液体的粘度可以分为低粘度搅拌器、中高粘度搅拌器。低粘度搅拌器，如：三叶推进式叶轮，折叶浆式，6直叶涡轮式，超级混合叶轮式等；中高粘度搅拌器如：锚式、螺杆叶轮式、双螺旋螺带叶轮型，超混合搅拌器等；为了达到成品高精度、高品质化要求，国外，特别是日本开发了新型的搅拌器，以满足高粘度产品的生产需要。如倒圆锥形螺带翼式搅拌器、超混合搅拌器、高性能浮动搅拌槽、超震动型搅拌器等。

在对物料的操作搅拌过程中，人们希望实现多种搅拌目的，因此了解各种搅拌器的特点，选择适宜的叶轮形式，设计出符合流动状态特性的搅拌器是非常重要的。搅拌槽内的液体进行着三维流动，为了区分搅拌桨叶排液的流向特点，根据主要排液方向，按圆柱坐标把典型桨叶分成径向和轴向流叶轮。齿片式、平叶浆式、直叶圆盘涡轮式和弯曲叶涡轮式在无挡板搅拌槽中除了使液体与叶轮一起回转的周向流外，还由于叶轮的离心力是液体沿叶片向槽壁射出，形成强大有力的径向流，故称这些叶轮为径向流叶轮。径向流叶轮搅拌器旋转时，将物料由轴向吸入再径向排出，叶轮功率消耗大，搅拌速度较快，剪切力强。

在湍流状态下，推进式叶轮除了产生周向流动外，还产生大量轴向流动，是典型的轴向流叶轮。折叶涡轮式叶轮与直叶圆盘涡轮和弯曲叶涡轮式叶轮比，轴向流成分较多，多用于轴向流的场合。螺带式和螺杆式叶轮使高粘度物料产生轴向流动，也属轴向流动叶轮型式。轴向流叶轮搅拌器不存在分区循环，单位功率产生的流量大，剪切速率小且在浆液附近较大范围内分布均匀，具有较强大防脱流能力。

在通常情况下，大量的搅拌设备用于低粘度物系的混合和固一液悬浮操作，要求叶轮能以低的能耗提供高的轴向循环流量。由于传统的推进式叶轮叶片为复杂的立体曲面，虽能满足要求，但制造却很困难，亦不宜大型化。因此竞发节能高效、造价低廉且易于大型化的第二代高效轴流搅拌器成为混合设备公司的目标。美国莱宁公司开发了A310和A315系列。

国内如北京化工大学和华东理工大学等也分别开发了CBY轴流浆和翼型浆；中国石油化工学院的沈慧平教授等人还研制开发了一种新型高效易于加工的轴流式搅拌叶轮。它是一种空间扭曲板材型桨叶，从叶片端部看，它由许多相似的供组成，与其所处半径有关，且具有合理的叶片倾角、拱度及叶片宽度。

新型搅拌混合设备

近年来欧洲和Et本开发了很多种适用于高粘度和超高粘物系的卧式自清洁搅拌设备。瑞士卧式双轴全相型搅拌机就是典型的一例

另外，北京燕山石油化工有限公司设计院针对在大直径、低转速、介质较粘稠的场合，设计了一种复合式搅拌器，很好的解决了无法配备大功率的电机，存在制造、检修以及安装的困难等问题。

设备设计智能化的实现。

根据混合专家的经验和常识，将搅拌混合设备与自动控制技术相结合，在混合设备选型和设计中运用人工智能技术和基于知识的系统（KBS），即实现了混合设备选型和设计的智能化。搅拌设备设计专家系统采用总设计任务控制各阶段设计分任务，分任务调度相应的设计知识和数据，实现混合设备的专家系统设计的组织方法。通过仔细分析、归属，用智能化设计系统原型阶段性地实现混合设备的设计过程，可以把其表示为一系列的设计过程的链式序列。各阶段相互独立又相互连续，其中每一个设计阶段都将设计结构传递给后续设计过程L6j。该系统从搅拌叶轮的选型、过程设计、机械设计和经济分析评价，到最终机械绘图的全过程都给都给出了智能化的计算机辅助设计。它可应用于牛顿流体和非牛顿流体，液——液体系、固——液体系和气——液体系，并且可以处理容积超过上百立方米的应用体系。20世纪90年代以来，有关搅拌设备选型和设计的专家系统在国外已有少量报道。如1994年美国Chemineer公司报道了该公司有一个用于涡轮式搅拌器的设备均已用此软件进行设计。芬兰的Lappeenranta工业大学在1994年发表了有关混合设备初步的知识库系统的论文。在国内，浙江大学也正与大型石化企业合作开发搅拌槽式反应器的智能化辅助选型和设计软件。     第2章 旋桨式搅拌机的组成和工作原理

2.1 搅拌器的应用与组成

搅拌器是过程装备行业中典型的设备，大量应用于化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等行业中。带搅拌夹套反应釜由搅拌器和筒体组成。搅拌器包括动力装置、传动装置，搅拌轴，轴封，桨叶、联轴器、减速器;筒体包括筒体、夹套、支座、手孔、视空、工艺接管和保温装置和其他内件等

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