小型攪拌器三維造型設計及關鍵零部件工藝設計【說明書+PROE】

小型攪拌器三維造型設計及關鍵零部件工藝設計【說明書+PROE】,說明書+PROE,小型攪拌器三維造型設計及關鍵零部件工藝設計【說明書+PROE】,小型,攪拌器,三維,造型,設計,關鍵,癥結,樞紐,零部件,工藝,說明書,仿單,proe 黃河科技學院畢業(yè)設計(文獻綜述) 第 10 頁 單位代碼 0 2 學 號 080105650 分 類 號 TH6 密 級 畢業(yè)設計 文獻綜述 院（系）名稱 工學院機械系 專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 學生姓名 杜炳 指導教師 楊漢嵩 2012年 03 月 10 日 前言 攪拌設備使用歷史悠久，應用范圍廣。在化學工業(yè)、石油工業(yè)、建筑行業(yè)等等傳統(tǒng)工業(yè)中均有廣泛的使用。攪拌操作看來似乎簡單，但實際上，它所涉及的因素卻極為復雜。 攪拌可以使兩種或多種不同的物質在彼此之中互相分散，從而達到均勻混合；也可以加速傳熱和傳質過程。攪拌操作的例子在化驗室里制備某種鹽類的水溶液時，為了加速溶解，常常用玻璃棒將燒杯中的液體進行攪拌。攪拌設備在工業(yè)生產中應用范圍很廣，尤其在化學工業(yè)中，很多化工生產都或多或少地應用著攪拌操作。攪拌設備在許多場合是作為反應器。例如在三大合成材料的生產中，攪拌設備作為反應器，約占反應器總數(shù)的90%。其他如染料、醫(yī)藥、農藥、油漆等行業(yè)，攪拌設備的使用亦很廣泛。有色冶金部門對全國有色冶金行業(yè)中的攪拌設備作樂調查及功率測試，結果是許多濕法車間的動力消耗50%以上是用在攪拌作業(yè)上。攪拌設備的應用范圍之所以這么廣泛，還因攪拌設備操作條件（如濃度、溫度、停留時間等）的可控制范圍較廣，又能適應多樣化的生產。攪拌設備在石油化工生產中被用于物料混合、溶解、傳熱、植被懸浮液、聚合反應、制備催化劑等。例如石油工業(yè)中，異種原油的混合調整和精制，汽油中添加四乙基鉛等添加物而進行混合，使原料液或產品均勻化?；どa中，制造苯乙烯、乙烯、高壓聚乙烯、聚丙烯、合成橡膠、苯胺染料和油漆顏料等工藝過程，都裝備著各種形式的攪拌設備。攪拌設備在化學纖維生產中，如聚酯、尼龍等生產中就有很多種類。功率從0.09~37KW，轉速從6.5~1500rpm，種類繁多，槳葉的型式也多種多樣。在建筑工業(yè)上，石灰、水泥的攪拌也得到了非常廣泛的應用，但是在少量水泥、沙子和水一起攪拌的時候大多數(shù)還停留在手工攪拌的工序上，造成了大量的原材料的損失和環(huán)境的污染。 一 攪拌器的發(fā)展 20 世紀 90 年代末 , 四川西昌鋅業(yè)公司在中浸工段使用了一臺美國萊寧公司的攪拌機 , 浸出槽容積 50 m , 配備電機功率 715kW, 取代了原國產 1815 kW 攪拌機。經過試用 , 該機性能優(yōu)越。此后, 美國萊寧攪拌機在國內許多工廠得到應用, 均獲得一致好評。進口高效節(jié)能攪拌機得到了充分的肯定 , 其優(yōu)越的運行性能及節(jié)能性能為有目共睹。然而 , 其市場普及應用速度遠不如想像的快 , 國內低效能攪拌機仍然占據(jù)主要地位。究其原因 , 其實很簡單: 進口高效攪拌機價格不菲, 大量使用令生產廠家不堪承受。同時 , 國內許多廠家并不期望長的使用效果 , 更主關心盡可能小的投資及短期的經濟效益。另外 , 過高的價格大大削弱了高效攪拌機的節(jié)能性能。國內廠家迫切需要一種新型的攪拌機 ,它具有與進口高效攪拌機相同或接近的運行性能及節(jié)能性能 , 同時具有與常規(guī)攪拌機競爭的市場價格。 浙江恒豐泰減速機制造有限公司是一家頗具實力的國內減速機及攪拌機制造公司在向市場推銷其產品時 , 他們看到了國外先進的攪拌機 , 也意識到了與別人的差距 , 立志開發(fā)高效節(jié)能型攪拌機 , 與國外企業(yè)競爭。昆明有色冶金設計研究院長期從事有色冶金工廠的設計工作 , 對冶煉工藝及攪拌機有著豐富的技術資源及實踐經驗 , 可與恒豐泰一起進行高效節(jié)能攪拌機的開發(fā)。羅平鋅電股份有限公司長期進行電鋅生產 , 有著豐富的經驗 , 他們在 2002 年使用了 5 臺美國萊寧公司的高效節(jié)能攪拌機 , 對高效節(jié)能攪拌機體會頗深 , 希望看到國產高效節(jié)能且價格便宜的攪拌機投入使用。上述3 家單位決定共同開發(fā)新型高效節(jié)能攪拌機 , 由恒豐泰公司進行投資試制 , 昆明院提供技術支持 , 羅平鋅電提供試驗槽及樣機測試并提供運行報告 , 對樣機提出修改意見等。 2002年初 , 恒豐泰生產的第一臺高效節(jié)能攪拌機抵達羅平 , 安裝在 50 m 攪拌槽上 , 取代原1815 kW攪拌機。經過一段時間的試運行 , 其運行性能良好 , 攪拌性能基本達到設計要求。然而 , 這臺機器離大家的期望值尚遠。主要缺點是: 機體大而高 , 外形與原用的擺線針輪式攪拌機相差不大 , 與相鄰的萊寧攪拌機更是不堪一比; 攪拌效果不如原來使用的好 , 與萊寧機也有一定的差距。雖然電機功率達到國外先進水平 , 但此機尚不能稱為成功。在第一臺樣機的基礎上 , 三方提出了各自的看法及改進意見 , 經過充分討論及技術分析 , 產生了一個綜合的改進方案: 減速機部分重新設計 , 采用體積小、性能優(yōu)越的LFY型減速機 , 使攪拌機外觀小巧 , 提高轉速增加攪拌強度; 攪拌漿葉進行改進 , 提高攪拌性能。2002年 9 月 , 恒豐泰公司制造的第一臺LFY型硬齒面減速機式攪拌機配備該公司研制的高效 GBT 螺旋攪拌器抵達羅平安裝在另一臺50 m 浸了槽上 , 配備電機功率為715 kW, 取代原 1815 kW 攪拌機。經過試運行 , 該機的各項性能均達到設計要求。經過幾個月的生產使用 , 羅平鋅電公司對該機作出運行使用報告 , 確認其具有運行(平穩(wěn)、噪聲小 其附近操作人員無明顯噪聲)感覺 、攪拌性能優(yōu)越的特點。該機的整體性能已基本達到進口機的水平。羅平鋅電公司隨后向恒豐泰公司訂購了一批 LFY型攪拌機。在取得成功后 , 恒豐泰公司再接再厲 ,進一步對樣機進行了局部的改進 , 使該機更為小巧美觀。在產品推向市場的過程中 , 該機受到使用廠家的重視 , 許多廠家紛紛訂購 , 表示出今后購買的意向。目前 , 該機已在國內十幾個廠家使用。 20 世紀 90 年代以后 , 世界先進的攪拌機制造公司陸續(xù)亮相中國 , 美國、德國、法國、芬蘭等國際知名的攪拌機制造公司 , 逐漸被國人所了解。它們的產品美觀精致、噪聲小、經久耐用 , 更為令人驚嘆的是, 這些機器異乎尋常地節(jié)能。以50 m 攪拌槽為例 , 國內普遍生產使用的攪拌機配備的電動機功率為1815～22 kW, 而美國萊寧公司配備的電機只需715～11 kW。再如 100 m 凈化槽 , 國內產品配備37～45 kW的電動機 , 美國萊寧公司只配備22 kW的電機。 以德國 IKA公司及瑞士 KIEMATICA AG公司為代表的歐洲各國 , 在攪拌、分散、混合的技術領域 , 創(chuàng)新與發(fā)展走在了世界的前列。從流體力學的角度分析流動混合特性 , 可將歐洲攪拌機分為二類。一類是以改善宏觀循環(huán)狀態(tài)為目的 , 在攪拌機上裝有抽氣罩殼。另一類是以流體內部的局部區(qū)域產生剪切流為目的的高剪切攪拌機。 有罩殼的攪拌機： 這類攪拌機的特點是: 攪拌器裝在罩殼內 , 隨著攪拌軸的高速動轉 , 液體從罩殼上方卷入 , 下方吐出 , 液體流動模型為向下流動的軸流型 。物料和槽底碰撞 , 致使液體破碎 , 促進了混合效果。 攪拌機的結構特征: 1、攪拌機的罩殼上下開放 , 罩殼壁上開有橫溝槽或者是一條條窄縫 , 亦或是罩殼不開縫。 2、攪拌葉的型式常見的有: 傾斜式三葉槳片及兩葉的螺旋槳式。應根據(jù)具體的攪拌要求來選用。 3、罩殼的上部、下部以及周(圍都可設置不同形狀的擋板 ), 目的是抑制液面上產生旋渦 ,避免空氣的卷入。 4、當加粉體物料時 , 可將粉體加料管直接插入罩殼 , 由于罩殼內強烈的液體紊流 , 使得加入的粉罩殼擋板體不聚團 , 能迅速分散于液體中。因此結構最適于固體的分散、溶解 , 效果十分理想。 　高剪切型攪拌機 這類攪拌機的主要特點及機理是: 將攪拌機的罩殼做成類似于梳狀的許多窄縫 , 并稱之為定子 , 而位于罩殼內的攪拌葉作為轉子。轉子與定子的間隙很小 , 一般為011 mm～015 mm。轉子以15 m/ s～21 m/ s的轉速高速運轉 , 從而產生極大的抽吸力 , 將液體從窄縫狀罩殼的上方、下方吸入殼內 , 再從其側面吐出。當液體通過定子與轉子之間的狹窄縫隙時 , 受到高剪切力的作用而破碎 , 達到分散混合及乳化的效果。值得一提的是 , 關于破碎機理 , 還有一種解釋為: 流入罩殼的液體在流出時 , 和窄縫狀的罩殼劇烈碰撞 , 產生高頻率的聲波 , 致使液體分裂破碎。但目前未見這方面定量分析的研究報道。如果能將作用于液體的聲波頻率。強度與攪拌轉速及罩殼窄縫形狀的關系定量化 , 則這類攪拌機的用途將會進一步擴大。 1、定子、轉子的結構特征 作為轉子的攪拌翼 , 其形式有渦輪式、帶銳邊的三爪式或圓柱面的梳齒狀 , 目的是提高剪切效果。柱面梳狀攪拌翼可以做成一層 , 二層或多層 , 應根據(jù)不同的分散、乳化細度要求來選用不同的形式。定子的形式為柱面細小窄縫梳狀 , 并可根據(jù)物料的黏度來調整縫的寬窄 , 一般細縫適合于低黏度液體 , 寬縫適合于高黏度液體。此外 , 定子也可以做成多層 , 與多層的轉子嚙合 , 共同完成剪切乳化作用。 德國翰德樂推出帶有自動清理篩孔的雙軸篩式攪拌機在重粘土工業(yè)原料處理中占有重要的地位 ,這是由于其具有除雜質、攪拌、均化、揉搓及蒸汽處理等多重作用 ,當然 ,其最重要的作用還是除去原料中的雜質。原料經過雙軸篩式攪拌機時 ,在封閉的雙缸內原料被三螺旋頭的絞刀推出篩板 ,原料中的雜質如石塊、木屑、樹根、雜草、塑料等就會被篩板擋住 ,并聚集的雜質箱內。篩孔中的雜質再由工人用手清理掉 ,工作量很大且浪費很多時間。針對以往雙軸篩式攪拌機存在的弊端 ,德國翰德樂公司推出了帶有自動清理篩孔的雙軸篩式攪拌機。 新型雙軸篩式攪拌機裝有活動的可以清理篩子的由導軌控制的耙子 ,攪拌機工作時 ,耙子不工作。當已被堵塞篩孔的篩板被干凈的篩板替換下來時 ,耙子就自動清理篩板 ,將雜質聚集在雜質箱內。 新型雙軸篩式攪拌機的推出 ,再次證明了“設計中小小的改進往往會產生巨大的效果”。 二 攪拌器的工作加工原理、特點及應用范圍 攪拌操作分為機械攪拌與氣流攪拌。氣流攪拌是利用氣體鼓泡通過液體層，對液體產生攪拌作用，或使氣泡群一密集狀態(tài)上升借所謂上升作用促進液體產生對流循環(huán)。與機械攪拌相比，僅氣泡的作用對液體進行的攪拌時比較弱的，對于幾千毫帕·秒以上的高粘度液體是難于使用的。但氣流攪拌無運動部件，所以在處理腐蝕性液體，高溫高壓條件下的反應液體的攪拌時比較便利的。在工業(yè)生產中，大多數(shù)的攪拌操作均系機械攪拌，以中、低壓立式鋼制容器的攪拌設備為主。攪拌設備主要由攪拌裝置、軸封和攪拌罐三大部分組成。 攪拌設備在工業(yè)生產中的應用范圍很廣，尤其是化學工業(yè)中，很多的化工生產都或多或少地應用著攪拌操作。攪拌設備在許多場合時作為反應器來應用的。例如在三大合成材料的生產中，攪拌設備作為反應器約占反應器總數(shù)的99%。。攪拌設備的應用范圍之所以這樣廣泛，還因攪拌設備操作條件（如濃度、溫度、停留時間等）的可控范圍較廣，又能適應多樣化的生產。 攪拌設備的作用如下：①使物料混合均勻；②使氣體在液相中很好的分散；③使固體粒子（如催化劑）在液相中均勻的懸浮；④使不相溶的另一液相均勻懸浮或充分乳化；⑤強化相間的傳質（如吸收等）；⑥強化傳熱。 攪拌設備在石油化工生產中被用于物料混合、溶解、傳熱、植被懸浮液、聚合反應、制備催化劑等。例如石油工業(yè)中，異種原油的混合調整和精制，汽油中添加四乙基鉛等添加物而進行混合使原料液或產品均勻化。化工生產中，制造苯乙烯、乙烯、高壓聚乙烯、聚丙烯、合成橡膠、苯胺燃料和油漆顏料等工藝過程，都裝備著各種型式的攪拌設備。 三 攪拌機的結構 攪拌機主要結構為馬達、減速機、機架；攪拌器包含聯(lián)軸器、轉軸、輪葉等，本頁面針對其大部結構簡單說明如下∶ 1、馬達∶馬達之選用除其最基本之輸入電源條件外，首當要注意其安裝環(huán)境，包刮室內、室外及攪拌物之物性閃火條件，分別指明屋內型、屋外型、防爆等級條件(安全增防爆或耐壓防爆)；甚至為氣動馬達等。本公司將針對不同環(huán)境提供最專業(yè)與安全之選配。 2、減速機∶由於減速機種類繁多，結構與效率值異同，價格相對差異也大，安裝方式與現(xiàn)場空間可亦可能有所受限，本公司提供數(shù)十種不同機型，分別將負載之輕重機型搭配不同之減速機，一則節(jié)省成本，再則可提供高負載機型之需求。 3、機架∶由於液體混合中產生激烈之動負載，攪拌機之運動穩(wěn)定性及壽命取決於支撐機架之結構，轉速、黏度、容量等條件將是考慮因素。我們針對輕負荷、中負荷及重負荷均提供專用之型號，所有機架均采用精密加工以增加其穩(wěn)定運轉，全密閉設計并可完全保護配件受環(huán)境之腐蝕之顧慮，并延長其壽命。由於結構成本差異極大，幫客戶慎選合適機型可以達到既經濟又實用之目的。 4、安裝貼版∶直接與桶槽接觸之法蘭面，容易受液體噴濺、氣體之腐蝕，因此材質之選擇極為重要。本公司可以為客戶打造最合適之安裝選擇。 5、軸封∶壓力容器、反應槽及有毒、惡臭等容器都必須做隔離與氣密，一般可為機械軸封、格蘭軸封、油封或特殊復合式隔離設備。并完整考量其適用材質、維修及運轉過程之冷卻條件等。 6、聯(lián)軸器∶連結傳動軸與攪拌器之穩(wěn)定運動，我們提供結構堅固之CF型凸緣式聯(lián)軸器，讓攪拌器能與攪拌機扎實又直線結合在一起，輕型攪拌設備并提供CO型套管式以供選擇。特殊運用時并可設計為專用之快速拆解設計。 7、攪拌軸∶可采實心軸或管材，經校直處里。於高轉速環(huán)境下可作精車或研磨加工，協(xié)助客戶選擇最適當之材質，設計最佳之軸徑搭配，并配合做拋光或包襯處理。 8、攪拌葉∶攪拌器葉片之選擇決定其攪拌效果之優(yōu)劣，本公司備有數(shù)十種不同形式之葉片可供客戶選擇，并可針對特殊用途設計專用之葉片。舉凡材質選用、加工包覆處理皆可做最佳之服務。 9、水中軸受∶當攪拌器需要高速運轉、阻力極大之高黏度混合，或置放於較深之桶槽運動時，必須考慮於中段或底部支撐。除考慮其與液體接觸之防腐蝕材質及耐磨耗條件外，拆裝更換耗材簡易是本公司著重之設計重點。部份容器本身因涂裝及材質受限無法加裝支撐軸受條件時，本公司并可提供不同之設計。 總 結 在攪拌混合技術領域 , 特別是在強化攪拌改良實用裝置方面 , 工業(yè)發(fā)達的歐美各國以及日本處于世界領先地位。對于攪拌技術的研究已不僅僅局限于傳統(tǒng)單一的攪拌操作 , 也不僅僅滿足于提高攪拌效率 , 而是向著多功能多目的的攪拌方向發(fā)展 , 即在同一攪拌作用下 , 完成反/應、分散、破碎、均一及乳化等多種過程 , 目的是以更短的操作時間 , 更少的動力消耗以及更低的設備投資來取得更高的攪拌效率 , 這就是當今世界攪拌混合技術的發(fā)展趨勢。 參考文獻 [1]李孝明.中國液壓挖掘機產品市場發(fā)展狀況與2000年市場預測[D]，建設機械,2000. [2]璞良貴、紀名剛.機械設計[M].北京:高等教育出版社,2000. [3]陳宜通.混凝土機械[M].北京：中國建材工業(yè)出版社,2002.6. [4]成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社,2000. [5]Mamoru Kanda，Tokyo;Teruo Udagawa，Kathuichi Numagami，both of Fukaya;all of Japan.Dual Shaft Pan Mixer.United States Patent，1998. [6] Masuda Riichi，Watanabe Masayasu，Yoshida Motoaki，Yamamoto Akihiro，Sasaki Hiroyuki. Two-Shaft Concrete Mixer.JP11221818.1999-08-17. [7]馮忠緒.混凝土攪拌理論與設備[M]. 北京:人民交通出版社 ,2001. [8]王衛(wèi)中. 雙臥軸攪拌機工作裝置的試驗研究[D]. 西安:長安大學 ,2004. [9]姚運仕.雙葉片攪拌機參數(shù)優(yōu)化及其試驗研究[D].西安:長安大學 ,2004.