真空攪拌機(jī)技術(shù)及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)說明

真空磁傳動(dòng)攪拌機(jī)概述：真空磁傳動(dòng)攪拌機(jī)在設(shè)計(jì)充分考慮到客戶的各種功能需求。1.產(chǎn)品采用將磁傳動(dòng)攪拌機(jī)安裝在真空罐上，憑借磁傳動(dòng)攪拌機(jī)的靜密封結(jié)構(gòu)原理，確保攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)嚴(yán)格密封、達(dá)到零泄漏；2.與真空系統(tǒng)連接起來抽真空，使被攪拌的物料或介質(zhì)處在真空環(huán)境中被攪拌混合，達(dá)到理想的、純粹的攪拌工藝效果；3.適用于在真空環(huán)境中的液-液以及固-液的攪拌、混合、溶解、傳質(zhì)、擴(kuò)散、化學(xué)反應(yīng)等工藝。真空磁傳動(dòng)攪拌機(jī)特點(diǎn)： 將多項(xiàng)技術(shù)元素整合設(shè)計(jì),通過成熟的磁傳動(dòng)攪拌機(jī)技術(shù)，能高度確保真空攪拌機(jī)的抽真空的嚴(yán)格密封的要求。其他方面：1.運(yùn)用的高效節(jié)能型軸流槳葉技術(shù)，非常適合中、低粘度的介質(zhì)的真空攪拌；2.采用各種要求的螺帶攪拌器，非常適合中、高粘度的介質(zhì)的真空攪拌。真空攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖：首先收集相關(guān)資料了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀并翻譯相關(guān)英文資料，在了解基本資料后進(jìn)行方案總體設(shè)計(jì)，關(guān)鍵數(shù)據(jù)計(jì)算完成后開始總裝配圖及主要零件圖制，對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行設(shè)計(jì)校核后進(jìn)行三維建模、運(yùn)動(dòng)仿真。攪拌機(jī)構(gòu)的構(gòu)成及各部分作用圖2.1 型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)我設(shè)計(jì)的型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)由直流馬達(dá)、減速機(jī)、同步帶輪、蓋板底板、軸、接頭、連桿及板組成。其中直流馬達(dá)通過減速機(jī)將動(dòng)力傳給帶輪1，帶輪1經(jīng)過皮帶傳給帶輪2，帶輪2通過軸傳給接頭，接頭通過連桿將動(dòng)力傳給板進(jìn)行攪拌。圖2.1就是對(duì)型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析后得到的型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)部件設(shè)計(jì)及校核同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核確定設(shè)計(jì)功率 考慮載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間等因素，設(shè)計(jì)功率要比要求傳遞的額定功率要大，即 （1.1） 式中 P傳遞的額定功率，kW； 工作情況系數(shù)。液體攪拌機(jī)的工況系數(shù)=1.6 （普通工作時(shí)間1016小時(shí)），所選電機(jī)功率W由公式1.1得到設(shè)計(jì)功率kW選取同步帶型號(hào)圖3.1同步帶選型圖由上圖根據(jù)設(shè)計(jì)功率（32W）和小輪轉(zhuǎn)速（120）確定選XL型。表1-1 同步帶主要參數(shù)由表1-1得到XL型同步帶節(jié)距為5.08mm。確定帶輪節(jié)圓直徑XL型帶輪最小齒數(shù)，所以初步取齒數(shù)。故小帶輪節(jié)圓直徑 mm帶速m/s傳動(dòng)比大帶輪齒數(shù)大帶輪節(jié)圓直徑mm確定中心距a初定中心距代入節(jié)圓直徑得 即 取為110mm初定帶的節(jié)線長度 mm實(shí)際中心距mm初張緊力的校核基準(zhǔn)額定功率kW帶寬mm 作用在軸上的力 N切邊長 mm撓度mm載荷N查閱機(jī)械手冊(cè) N 故滿足條件攪拌器軸的校核 畫出軸的力學(xué)模型圖分析結(jié)構(gòu)可知：此軸主要受扭轉(zhuǎn)力矩的作用，軸向力很小，忽略不計(jì)。 作用在軸上的力由于此軸上安裝的攪板，攪動(dòng)一種特殊的液體，此液體給板一個(gè)作用力并傳遞給軸。經(jīng)查找資料類比可得軸所受的轉(zhuǎn)矩T是5200NM,所以T=5200NM. 畫扭矩圖 校核軸的強(qiáng)度由此結(jié)構(gòu)可知危險(xiǎn)截面在-和-上由于此軸的材料為Q235，其需用切應(yīng)力,所以安全。因軸又細(xì)又長，為保證其能正常工作，應(yīng)保證軸的角度應(yīng)變率也應(yīng)在一定的范圍內(nèi)。而需用角度變化率，所以能正常工作。UG三維建模及其裝備機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成品面向市場(chǎng)的過程，往往需要經(jīng)歷“設(shè)計(jì)樣機(jī)制造、測(cè)試評(píng)價(jià)、修改、產(chǎn)品”這一耗時(shí)的過程。如何加速新產(chǎn)品的開發(fā)過程，并在新產(chǎn)品投產(chǎn)之前有一個(gè)有效的手段來檢驗(yàn)新產(chǎn)品的性能和適應(yīng)性，以避免投產(chǎn)后的失敗，這是工程技術(shù)人員追求的目標(biāo)。三維實(shí)體模型就是設(shè)計(jì)者進(jìn)行實(shí)時(shí)形象的分析設(shè)計(jì)，模擬實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)結(jié)果的虛擬樣機(jī)。目前二維繪圖軟件的使用相當(dāng)普遍，這主要是由于工程設(shè)計(jì)上傳統(tǒng)的繪圖習(xí)慣，從設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)看，人們頭腦中所構(gòu)思的設(shè)計(jì)對(duì)象是三維實(shí)體，用二維圖形表示三維物體有許多局限性，隨著三維圖形技術(shù)的發(fā)展，在三維模型的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行裝配、干涉檢查、有限元分析，運(yùn)動(dòng)分析等高級(jí)的計(jì)算機(jī)輔助工作。隨著計(jì)算機(jī)硬件的、技術(shù)的發(fā)展，二維繪圖將很快被三維實(shí)體造型所代替。型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)大部分還是二維圖形設(shè)計(jì)，難以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化、系列化，難以實(shí)現(xiàn)整機(jī)分析和計(jì)算，圖形數(shù)據(jù)難以為后續(xù)工程應(yīng)用。因此，本文對(duì)型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)三維實(shí)體模型的設(shè)計(jì)是利用基于特征的三維繪圖軟件UG來實(shí)現(xiàn)的。UG軟件簡介UG現(xiàn)在叫做NX,它是一個(gè)三維設(shè)計(jì)軟件，主要用于汽車和機(jī)械行業(yè)，在航空領(lǐng)域也有部分企業(yè)在使用。相似軟件還有catia、proe等EDS公司的Unigraphics NX是一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。Unigraphics NX針對(duì)用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需求，提供了經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案。Unigraphics NX為設(shè)計(jì)師和工程師提供了一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)的嶄新模式，它不僅對(duì)幾何的操縱，更重要的是團(tuán)隊(duì)將能夠根據(jù)工程需求進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。Unigraphics NX能夠有效地捕捉、利用和共享數(shù)字化工程完整過程中的知識(shí)，事實(shí)證明為企業(yè)帶來了戰(zhàn)略性的收益。來自 UGS PLM 的 NX 使企業(yè)能夠通過新一代數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)向產(chǎn)品全生命周期管理轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。 NX 包含了企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的集成應(yīng)用套件，用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和制造全范圍的開發(fā)過程。如今制造業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)是，通過產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新，在持續(xù)的成本縮減以及收入和利潤的逐漸增加的要求之間取得平衡。為了真正地支持革新，必須評(píng)審更多的可選設(shè)計(jì)方案，而且在開發(fā)過程中必須根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)中所獲得的知識(shí)更早地做出關(guān)鍵性的決策。NX 是 UGS PLM 新一代數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，它可以通過過程變更它使得工程專業(yè)人員能夠推動(dòng)革新以創(chuàng)造出更大的利潤。 NX 可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識(shí)，根據(jù)已知準(zhǔn)則來確認(rèn)每一設(shè)計(jì)決策。 NX 建立在為客戶提供無與倫比的解決方案的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，這些解決方案可以全面地改善設(shè)計(jì)過程的效率來驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品革新。 NX 獨(dú)特之處是其知識(shí)管理基礎(chǔ)，削減成本，并縮短進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。通過再一次將注意力集中于跨越整個(gè)產(chǎn)品生命周期的技術(shù)創(chuàng)新， NX 的成功已經(jīng)得到了充分的證實(shí)。這些目標(biāo)使得 NX 通過無可匹敵的全范圍產(chǎn)品檢驗(yàn)應(yīng)用和過程自動(dòng)化工具，把產(chǎn)品制造早期的從概念到生產(chǎn)的過程都集成到一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理和協(xié)同的框架中。工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格造型:NX 為那些培養(yǎng)創(chuàng)造性和產(chǎn)品技術(shù)革新的工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的解決方案。利用 NX 建模，工業(yè)設(shè)計(jì)師能夠迅速地建立和改進(jìn)復(fù)雜的產(chǎn)品形狀， 并且使用先進(jìn)的渲染和可視化工具來最大限度地滿足設(shè)計(jì)概念的審美要求。 (1)產(chǎn)品設(shè)計(jì):NX 包括了世界上最強(qiáng)大、最廣泛的產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用模塊。 NX 具有高性能的機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖功能，為制造設(shè)計(jì)提供了高性能和靈活性，以滿足客戶設(shè)計(jì)任何復(fù)雜產(chǎn)品的需要。 NX 優(yōu)于通用的設(shè)計(jì)工具，具有專業(yè)的管路和線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)、鈑金模塊、專用塑料件設(shè)計(jì)模塊和其他行業(yè)設(shè)計(jì)所需的專業(yè)應(yīng)用程序。(2)仿真、確認(rèn)和優(yōu)化:NX 允許制造商以數(shù)字化的方式仿真、確認(rèn)和優(yōu)化產(chǎn)品及其開發(fā)過程。通過在開發(fā)周期中較早地運(yùn)用數(shù)字化仿真性能，制造商可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減少或消除對(duì)于物理樣機(jī)的昂貴耗時(shí)的設(shè)計(jì)、構(gòu)建，以及對(duì)變更周期的依賴。UG設(shè)計(jì)思路和方法用UG進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)，是以三維零件為基礎(chǔ)的三維圖形設(shè)計(jì)。從而構(gòu)成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，加工原理，動(dòng)畫以及性能評(píng)價(jià)與分析結(jié)構(gòu)。三維圖形設(shè)計(jì)不僅具有美學(xué)特點(diǎn)和個(gè)性特點(diǎn)，而且與產(chǎn)品加工方式有關(guān)。三維虛擬圖形要求能反應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品的外觀，空間關(guān)系，運(yùn)動(dòng)等方面的特性、原理，用戶能從不同的角度，以不同的比例觀察虛擬模型，還能夠通過操縱模型對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行定性的評(píng)價(jià)。其設(shè)計(jì)過程如圖4.1所示。圖4.1 UG建模設(shè)計(jì)說明圖用UG進(jìn)行零件設(shè)計(jì)在UG中，具有全面的零件實(shí)體建模功能和變量化的草圖輪廓繪制，能夠自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)約束檢查。用UG的拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒角，等功能可以方便的得到要設(shè)計(jì)的實(shí)體模型。以我設(shè)計(jì)型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)接頭的三維圖形為例說明零件的建模過程（1）生成基體特征，在前視圖上畫出草圖輪廓，在草圖上添加幾何關(guān)系和尺寸，并用回轉(zhuǎn)特征生成基體，即接頭的大致基本形狀。 （2）在基體上選擇一端為基準(zhǔn)面，繪制矩形草圖，用拉伸求差等特征完成接頭與連桿連接縫。（3）在基體上選擇另一端面作為參考平面，運(yùn)用切除拉伸完成螺栓孔的繪制。（4）繪制一基準(zhǔn)面，運(yùn)用拉伸求差生成一小孔。這樣就繪制出型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)接頭的三維圖形如圖4.2 圖4.2 接頭在UG中，對(duì)于結(jié)構(gòu)，形狀復(fù)雜的產(chǎn)品模型進(jìn)行建模的思路是將整個(gè)產(chǎn)品分解為多個(gè)零件，通過零件之間的布爾運(yùn)算逐步得到完整的產(chǎn)品模型，其中，往往將整個(gè)產(chǎn)品中最主要或最大的部分視為基本零件，首先完成它的造型，其它部分作為添加特征，以搭積木的方法，在基體零件的基礎(chǔ)上，通過添加，最終得整個(gè)模型。UG裝配設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)包括部件設(shè)計(jì)和總裝配設(shè)計(jì)。利用零件的平移、旋轉(zhuǎn)、重合、同心、垂直、平行、相切、距離、夾角等裝配約束使設(shè)計(jì)好的所有零部件裝配在一起。同時(shí)，在裝配過程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)裝配干涉檢查，一旦發(fā)生裝配干涉或公差不配合，可在特征樹的編輯功能下進(jìn)行修改。最后，對(duì)裝配圖進(jìn)行渲染，包括陰影，紋理，透明，高光，漫反射，選擇材料等。在UG的裝配設(shè)計(jì)中可以直接參照已有的零件生成新的零件。在型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)的裝配中，零部件為底板，其它部分為子部件，如蓋板、軸、接頭、連桿及板等。最后，將子部件和其它零件裝配在基部件上完成裝配。以型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)的裝配過程為例說明零件的裝配過程畫出所有零部件的三維模型零件圖圖4.3底板三維模型零件圖圖4.4蓋板三維模型零件圖圖4.5軸三維模型零件圖圖4.6板三維模型零件圖圖4.7帶輪三維模型零件圖圖4.8電動(dòng)機(jī)減速機(jī)三維模型零件圖圖4.9擋邊三維模型零件圖圖4.10連桿三維模型零件圖圖4.11 UG裝配圖上述例子可以看出，運(yùn)用三維繪圖軟件，型真空注型機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造過程可以從單一的平面轉(zhuǎn)變可視化的三維動(dòng)態(tài)圖形，更接近生產(chǎn)實(shí)際，它可直觀地檢查產(chǎn)品工作過程中相對(duì)運(yùn)動(dòng)及干涉原因，縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期，可達(dá)到高效，快速，敏捷和一次試制成功的目的，有效地降低了設(shè)計(jì)制造成本。運(yùn)用基于三維特征造型軟件UG構(gòu)造了產(chǎn)品的三維模型圖，將三維動(dòng)態(tài)模擬，圖形學(xué)與機(jī)械產(chǎn)品模型，直觀的描述了產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程，大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間和設(shè)計(jì)周期。ADAMS運(yùn)動(dòng)仿真ADAMS，即機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，該軟件是美國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件。目前，ADAMS已經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。根據(jù)1999年機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真分析軟件國際市場(chǎng)份額的統(tǒng)計(jì)資料，ADAMS軟件銷售總額近八千萬美元、占據(jù)了51%的份額,現(xiàn)已經(jīng)并入美國MSC公司。ADAMS軟件介紹ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測(cè)、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。 ADAMS一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機(jī)分析開發(fā)工具，其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)行特殊類型虛擬樣機(jī)分析的二次開發(fā)工具平臺(tái)。用ADAMS做運(yùn)功仿真圖5.1圖5.2圖5.316 / 16