双轴搅拌机结构设计
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大 连 大 学本 科 毕 业 论 文 (设 计 )开 题 报 告论 文 题 目 : 双 轴 搅 拌 机 结 构 设 计学 院 : 机 械 工 程 学 院 专 业 、 班 级 : 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 机 英 145学 生 姓 名 : 吕 杰指 导 教 师 ( 职 称 ) : 马 宗 民 ( 副 教 授 )2018 年 1 月 5 日 填 毕 业 论 文 ( 设 计 ) 开 题 报 告 要 求开 题 报 告 既 是 规 范 本 科 生 毕 业 论 文 工 作 的 重 要 环 节 , 又 是 完 成 高 质 量 毕 业 论 文( 设 计 ) 的 有 效 保 证 。 为 了 使 这 项 工 作 规 范 化 和 制 度 化 , 特 制 定 本 要 求 。一 、 选 题 依 据1.论 文 ( 设 计 ) 题 目 及 研 究 领 域 ;2.论 文 ( 设 计 ) 工 作 的 理 论 意 义 和 应 用 价 值 ;3.目 前 研 究 的 概 况 和 发 展 趋 势 。二 、 论 文 ( 设 计 ) 研 究 的 内 容1.重 点 解 决 的 问 题 ;2.拟 开 展 研 究 的 几 个 主 要 方 面 ( 论 文 写 作 大 纲 或 设 计 思 路 ) ; 3.本 论 文 ( 设 计 ) 预 期 取 得 的 成 果 。三 、 论 文 ( 设 计 ) 工 作 安 排1.拟 采 用 的 主 要 研 究 方 法 ( 技 术 路 线 或 设 计 参 数 ) ;2.论 文 ( 设 计 ) 进 度 计 划 。四 、 文 献 查 阅 及 文 献 综 述学 生 应 根 据 所 在 学 院 及 指 导 教 师 的 要 求 阅 读 一 定 量 的 文 献 资 料 , 并 在 此 基 础 上 通过 分 析 、 研 究 、 综 合 , 形 成 文 献 综 述 。 必 要 时 应 在 调 研 、 实 验 或 实 习 的 基 础 上 递 交 相关 的 报 告 。 综 述 或 报 告 作 为 开 题 报 告 的 一 部 分 附 在 后 面 , 要 求 思 路 清 晰 , 文 理 通 顺 ,较 全 面 地 反 映 出 本 课 题 的 研 究 背 景 或 前 期 工 作 基 础 。五 、 其 他 要 求1.开 题 报 告 应 在 毕 业 论 文 ( 设 计 ) 工 作 开 始 后 的 前 四 周 内 完 成 ; 2.开 题 报 告 必 须 经 学 院 教 学 指 导 委 员 会 审 查 通 过 ;3.开 题 报 告 不 合 格 或 没 有 做 开 题 报 告 的 学 生 , 须 重 做 或 补 做 合 格 后 , 方 能 继 续 论文 ( 设 计 ) 工 作 , 否 则 不 允 许 参 加 答 辩 ;4.开 题 报 告 通 过 后 , 原 则 上 不 允 许 更 换 论 文 题 目 或 指 导 教 师 ;5.开 题 报 告 的 内 容 , 要 求 打 印 并 装 订 成 册 ( 部 分 专 业 可 根 据 需 要 手 写 在 统 一 纸 张上 , 但 封 面 需 按 统 一 格 式 打 印 ) 。 一 、 选 题 依 据1 论 文 题 目 :双 轴 搅 拌 机 结 构 设 计2. 研 究 领 域 :工 程 应 用 、 工 程 实 际3 论 文 ( 设 计 ) 工 作 的 理 论 意 义 和 应 用 价 值 :双 轴 搅 拌 机 利 用 两 根 呈 对 称 状 的 螺 旋 轴 的 同 步 旋 转 , 由 两 根 搅 拌 轴 , 轴 上 按螺 旋 推 进 方 向 安 装 搅 拌 叶 及 搅 拌 槽 组 成 的 搅 拌 系 统 , 在 输 送 干 灰 等 粉 状 物 料 的 同 时加 水 搅 拌 , 均 匀 加 湿 干 灰 粉 状 物 料 , 达 到 使 加 湿 物 料 不 冒 干 灰 又 不 会 渗 出 水 滴 的 目的 。 2为 使 原 料 达 到 成 型 的 需 要 , 在 搅 拌 机 入 料 端 稍 后 处 的 上 部 , 设 有 加 水 装 置 ,使 得 物 料 形 成 较 大 的 球 状 块 料 旋 转 时 两 轴 的 方 向 由 内 向 外 , 将 物 料 搅 起 , 靠 搅 拌 叶旋 转 ( 搅 拌 叶 与 搅 拌 轴 轴 线 夹 角 为 10-20 度 )形 成 物 料 流 , 螺 旋 向 前 推 进 , 最 后 物时 的 推 力 料 经 漏 料 箱 进 入 承 接 皮 带 , 进 入 到 下 一 步 的 工 序 中 。搅 拌 机 根 据 结 构 形 式 分 为 单 轴 搅 拌 机 和 双 轴 搅 拌 机 两 种 , 单 轴 搅 拌 机 主 要 输送 效 果 好 , 相 对 搅 拌 效 果 较 差 。 双 轴 搅 拌 机 搅 拌 效 果 佳 , 输 送 效 果 平 稳 。 双 轴 搅 拌机 的 搅 拌 槽 体 为 结 构 件 , 外 加 盖 板 , 密 封 性 较 好 , 在 搅 拌 机 搅 拌 各 种 粉 状 物 料 时 ,可 避 免 物 料 粉 尘 外 漏 和 飞 扬 的 问 题 。 鉴 于 双 轴 搅 拌 机 的 搅 拌 效 果 好 , 效 率 高 的 优 势 , 近 几 年 由 于 搅 拌 机 在 众 多 行业 里 担 任 着 必 不 可 少 的 角 色 , 在 不 少 设 备 生 产 线 中 也 是 物 料 搅 拌 的 必 备 产 品 , 不 仅用 于 建 材 、 建 筑 方 面 , 还 用 于 医 药 、 化 工 、 化 肥 、 电 力 、 农 业 、 煤 炭 等 行 业 。4 目 前 研 究 的 概 况 和 发 展 趋 势 :(1)强 制 搅 拌 机强 制 搅 拌 机 是 灰 砂 砖 生 产 中 的 混 合 料 搅 拌 设 备 , 其 主 要 解 决 双 轴 搅 拌 机 加 水 量不 易 控 制 , 搅 拌 力 小 使 物 料 易 结 团 结 仓 的 问 题 , 该 机 包 括 行 星 搅 拌 机 构 , 涡 流 搅 拌机 构 , 搅 拌 鼓 , 排 料 机 构 , 搅 拌 机 架 及 底 架 等 部 分 , 搅 拌 鼓 的 中 心 位 置 设 有 涡 流 搅拌 机 , 在 涡 流 搅 拌 机 两 侧 机 架 上 , 对 称 布 置 有 两 行 星 搅 拌 机 , 两 行 星 搅 拌 机 作 相 对旋 转 , 涡 流 搅 拌 机 与 搅 拌 鼓 呈 反 向 旋 转 , 该 机 搅 拌 力 大 , 解 决 了 结 团 结 仓 的 问 题 。 它 是 一 种 适 用 于 灰 砂 砖 生 产 搅 拌 混 合 料 的 搅 拌 机 , 包 括 行 星 搅 拌 机 构 , 涡 流 搅 拌 机构 , 搅 拌 鼓 , 搅 拌 机 架 及 底 架 等 部 分 组 成 , 其 特 征 在 于 搅 拌 鼓 位 置 于 底 架 的 大 齿 圈 的 轴 承 座 上 , 搅 拌 鼓 的 中 心 位 置 没 有 涡 流 搅 拌 机 , 在 涡 流 搅 拌 机 两 侧 机 架 上 , 对 称布 置 有 两 行 星 搅 拌 机 。(2)混 凝 土 搅 拌 机混 凝 土 搅 拌 机 , 包 括 通 过 轴 与 传 动 机 构 连 接 的 动 力 机 构 及 由 传 动 机 构 带 动 的 滚筒 , 在 滚 筒 筒 体 上 装 围 绕 滚 筒 筒 体 设 置 的 齿 圈 , 传 动 轴 上 设 置 与 齿 圈 啮 合 的 齿 轮 。本 实 用 新 型 结 构 简 单 、 合 理 , 采 用 齿 轮 、 齿 圈 啮 合 后 , 可 有 效 克 服 雨 雾 天 气 时 , 拖轮 与 搅 拌 滚 筒 之 间 的 打 滑 现 象 ; 采 用 的 传 动 机 构 又 可 进 一 步 保 证 消 除 拖 轮 和 搅 拌 机滚 筒 之 间 的 打 滑 现 象 。(3)立 式 搅 拌 机搅 拌 机 包 括 电 动 机 、 搅 拌 筒 、 传 动 轴 、 搅 拌 桨 叶 , 其 中 在 传 动 轴 上 还 松 套 有 一 反 向 搅 拌 叶 , 该 反 向 搅 拌 叶 的 轴 套 通 过 链 条 与 位 于 传 动 轴 一 侧 的 中 间 轴 上 端 的 链条 相 连 , 与 链 轮 同 轴 的 被 动 齿 轮 则 与 固 定 在 传 动 轴 下 端 的 主 动 齿 轮 啮 合 。 本 实 用 新型 的 两 个 搅 拌 桨 叶 是 反 向 转 动 的 , 使 得 在 搅 拌 过 程 中 , 原 料 能 够 在 两 个 搅 拌 桨 叶 之间 形 成 对 流 , 从 而 彻 底 解 决 了 传 统 搅 拌 机 对 原 料 搅 而 不 拌 的 问 题 。(4)卧 式 搅 拌 机卧 式 搅 拌 机 工 作 时 卧 式 筒 体 内 装 有 双 轴 旋 转 反 向 的 浆 叶 , 浆 叶 成 一 定 角 度 将物 料 沿 轴 向 、 径 向 循 环 翻 搅 , 使 物 料 迅 速 混 合 均 匀 卧 式 混 合 机 性 能 特 点 减 速 机 带 动轴 的 旋 转 速 度 与 桨 叶 的 结 构 会 使 物 料 重 力 减 弱 , 随 着 重 力 的 缺 乏 , 各 物 料 存 在 颗 粒大 小 、 比 重 悬 殊 的 差 异 在 混 合 过 程 中 被 忽 略 。 激 烈 的 搅 拌 运 动 缩 短 了 一 次 混 合 的 时间 , 更 快 速 、 更 高 效 。 即 使 物 料 有 比 重 、 粒 径 的 差 异 , 在 交 错 布 置 的 搅 拌 叶 片 快 速 剧 烈 的 翻 腾 抛 洒 下 , 也 能 达 到 很 好 的 混 合 效 果 。 混 合 均 匀 度 高 , 残 留 量 少 , 适 合两 种 以 上 肥 料 , 添 加 剂 预 混 料 的 混 合 。双 轴 搅 拌 机 在 国 内 一 直 被 作 为 一 个 简 单 的 助 力 机 械 设 备 , 在 技 术 已 经 基 本 成熟 , 产 品 应 用 很 普 遍 , 由 于 它 只 是 生 产 过 程 中 的 辅 助 设 备 , 产 品 不 需 要 很 高 的 科 技含 量 就 能 够 满 足 要 求 , 国 内 厂 家 所 生 产 的 产 品 已 经 能 够 满 足 生 产 中 的 要 求 , 其 中 大多 数 都 是 机 械 传 动 是 双 轴 搅 拌 机 。 但 是 由 于 我 国 的 机 械 制 造 水 平 普 遍 较 低 , 所 生 产的 产 品 难 以 占 领 国 际 高 端 产 品 市 场 。在 国 外 , 双 轴 搅 拌 机 研 究 水 平 比 较 高 , 用 两 根 呈 对 称 形 状 的 螺 旋 轴 的 同 步 旋转 , 双 轴 搅 拌 机 的 外 壳 多 采 用 优 质 金 属 结 构 , 具 有 良 好 的 密 封 性 , 在 搅 拌 机 搅 拌 各种 粉 料 时 , 可 避 免 灰 尘 外 漏 和 飞 扬 的 问 题 , 在 各 种 场 合 都 已 得 到 广 泛 应 用 。 国 外 一 些 厂 家 的 生 产 技 术 已 经 比 较 成 熟 , 例 如 : 德 国 威 克 ( Wacker) 机 械 公 司 , 美 国 KNIGHT公 司 , 韩 国 KOREAHOIST机 械 公 司 等 这 些 技 术 先 进 , 性 能 优 良 的 双 轴 搅 拌 机 已 经 走进 国 内 市 场 。双 轴 搅 拌 机 的 搅 拌 筒 一 般 呈 圆 形 , 垂 直 或 水 平 设 置 的 搅 拌 轴 通 过 搅 拌 筒 中 心 ,搅 拌 臂 沿 径 向 固 定 在 搅 拌 轴 上 , 搅 拌 叶 片 安 装 在 搅 拌 臂 外 端 。 工 作 时 , 搅 拌 轴 带 动搅 拌 叶 片 旋 转 , 强 迫 物 料 按 预 定 的 轨 迹 产 生 剪 切 、 挤 压 、 翻 滚 和 揉 搓 等 强 制 搅 拌 作用 , 使 物 料 在 剧 烈 的 相 对 运 动 中 得 到 均 匀 搅 拌 。 改 进 搅 拌 叶 片 的 结 构 和 曲 面 形 状 ,对 提 高 搅 拌 质 量 、 减 小 搅 拌 阻 力 和 降 低 功 率 消 耗 具 有 重 要 的 意 义 。双 轴 搅 拌 机 主 轴 的 断 裂 , 可 找 出 造 成 叶 片 受 交 变 应 力 作 用 的 原 因 。 a.泥 料 不能 满 槽 。 在 重 力 作 用 下 向 上 搅 的 泥 料 下 落 , 使 上 下 叶 片 受 力 不 一 样 , 这 是 根 本 原 因 ; b.供 料 分 布 不 匀 。 从 动 轴 部 位 泥 料 多 于 主 轴 部 位 , 使 从 动 轴 叶 片 交 变 应 力 变 化 较 小 ,所 以 主 动 轴 寿 命 远 低 于 从 动 轴 。 可 以 从 设 计 和 工 艺 两 个 方 面 进 行 考 虑 解 决 。近 年 来 , 由 于 搅 拌 机 在 众 多 行 业 里 担 任 着 越 来 越 重 要 的 角 色 , 随 着 经 济 和 科 技的 持 续 发 展 的 , 现 在 的 双 轴 搅 拌 机 在 将 来 肯 定 不 能 够 满 足 市 场 需 求 , 因 此 需 要 不 断地 发 展 。 双 轴 搅 拌 机 的 发 展 肯 定 是 要 依 托 技 术 的 , 根 据 目 前 的 搅 拌 机 市 场 来 看 , 在未 来 发 展 趋 势 有 以 下 几 个 大 点 :a 环 保 节 能 设 备 将 成 为 大 趋 势 。 环 保 节 能 一 直 是 我 国 的 一 个 主 题 , 尤 其 是 像 搅拌 机 这 样 的 设 备 , 工 作 环 境 比 较 复 杂 , 环 保 节 能 就 更 加 具 有 必 要 性 。b未 来 双 轴 搅 拌 机 必 然 要 在 各 方 面 性 能 都 有 所 提 高 , 要 比 现 有 的 设 备 质 量 更 加好 , 使 用 寿 命 更 长 , 工 作 效 率 更 高 。 c 未 来 双 轴 搅 拌 机 的 价 格 不 会 更 加 便 宜 。 在 科 技 的 发 展 下 , 设 备 的 性 能 提 高 已经 成 为 必 然 , 这 样 的 情 况 下 , 搅 拌 机 的 价 格 不 会 持 续 增 长 , 很 有 可 能 价 格 还 会 更 加的 便 宜 。 二 、 论 文 ( 设 计 ) 研 究 的 内 容1.重 点 解 决 的 问 题1.1外 壳 的 设 计 形 式传 统 的 U型 槽 容 易 出 现 搅 拌 死 角 , 从 而 导 致 两 轴 负 载 过 大 导 致 断 裂 。 将 双 轴 搅拌 机 槽 底 做 成 欧 米 伽 ( ) 型 , 以 防 止 搅 拌 死 角 , 两 边 再 焊 上 钢 板 制 成 机 槽 , 槽 口两 边 再 焊 上 角 钢 用 以 固 定 机 盖 , 槽 机 底 部 焊 有 支 撑 垫 用 以 支 撑 槽 体 。1.2轴 和 叶 片 的 安 装 方 法 的 设 计以 前 , 大 多 在 整 个 轴 上 都 安 装 叶 片 , 生 料 进 口 处 叶 片 角 度 比 较 大 , 用 以 快 速 输送 物 料 , 但 是 我 们 发 现 这 样 搅 拌 叶 片 磨 损 较 大 , 靠 进 料 口 槽 底 端 密 封 处 漏 灰 严 重 ,从 而 齿 轮 内 进 灰 较 多 , 加 快 了 传 动 部 件 的 磨 损 , 影 响 生 产 效 率 。 针 对 这 些 问 题 对 轴 的 结 构 进 行 改 造 , 即 在 轴 的 搅 拌 进 口 端 焊 接 两 螺 旋 叶 片 , 使 粉 料 不 断 向 前 输 送 , 减少 槽 体 端 部 密 封 处 的 积 料 。1.3传 动 机 构 的 设 计传 动 机 构 是 双 轴 搅 拌 机 工 作 过 程 中 的 关 键 。 设 计 的 传 动 路 线 为 电 机 -皮 带 -减 速机 -联 轴 器 -齿 轮 传 动 装 置 -搅 拌 轴 。1.4密 封 装 置 和 雾 化 装 置 的 设 计对 密 封 装 置 的 要 求 相 当 高 可 采 用 双 道 压 盖 填 料 密 封 装 置 ; 水 的 雾 化 的 好 坏 , 是欲 加 水 成 球 的 关 键 条 件 之 一 。2.拟 开 展 研 究 的 几 个 主 要 方 面 ( 论 文 写 作 大 纲 或 设 计 思 路 )2.1相 关 文 献 查 阅 2.2原 理 设 计双 轴 搅 拌 机 利 用 两 根 呈 对 称 状 的 螺 旋 轴 的 同 步 旋 转 ,在 输 送 干 灰 等 粉 状 物 料 的同 时 加 水 搅 拌 ,均 匀 加 湿 干 灰 粉 状 物 料 ,达 到 使 加 湿 物 料 不 冒 干 灰 又 不 会 渗 出 水 滴的 目 的 ,从 而 便 于 加 湿 灰 装 车 运 输 或 转 入 其 它 输 送 设 备 。2.3结 构 设 计 及 计 算 校 核叶 片 的 设 计 计 算 , 轴 的 设 计 计 算 及 校 核 , 轴 承 的 校 核 。2.4图 纸 绘 制图 纸 主 要 包 含 机 构 中 的 零 件 图 , 装 配 图 等 。2.5总 结3.本 论 文 ( 设 计 ) 预 期 取 得 的 成 果 3.1一 套 完 整 的 双 轴 搅 拌 机 的 装 配 图 及 零 件 图 ; 3.2一 份 双 轴 搅 拌 机 的 设 计 说 明 书 ;3.3数 据 电 子 版 光 盘 。 三 、 论 文 ( 设 计 ) 工 作 安 排1.拟 采 用 的 主 要 研 究 方 法 ( 技 术 路 线 或 设 计 参 数 )1.1方 案 设 计 : ( 1) 机 构 功 能 分 析 ( 2) 决 策 及 选 定 方 案1.2技 术 设 计 : ( 1) 零 部 件 的 设 计 ( 2) 总 体 设 计1.3设 计 要 求 : ( 1) 装 配 草 图 和 总 装 配 图 的 设 计 。1.4论 文 编 制 : ( 1) 使 用 说 明 书 ( 2) 标 准 件 明 细 表2.论 文 ( 设 计 ) 进 度 计 划第 1 周 : 设 计 题 目 的 审 题 以 及 设 计 方 向 的 确 定 ;第 2 周 : 设 计 题 目 当 前 的 国 内 外 现 状 以 及 发 展 的 前 景 ;第 3 周 : 设 计 需 要 的 期 刊 , 论 文 , 会 议 等 方 面 的 准 备 ; 第 4 周 : 开 题 报 告 撰 写 及 准 备 开 题 答 辩 ;第 5 周 : 双 轴 搅 拌 机 功 能 方 案 的 筛 选 , 确 定 ;第 6 周 : 双 轴 搅 拌 机 整 体 结 构 的 设 计 ;第 7 周 : 主 要 零 部 件 的 设 计 , 计 算 , 装 配 ;第 8 周 : 辅 助 零 部 件 的 设 计 , 计 算 , 装 配 ;第 9 周 : 装 配 图 整 体 合 理 性 检 查 ;第 10 周 : 中 期 检 查 ;第 11 周 : 设 计 图 纸 的 绘 制 与 检 查 ;第 12 周 : 整 体 的 检 查 , 以 及 不 合 理 设 计 的 微 小 改 动 , 处 理 ;第 13 周 : 说 明 书 的 撰 写 , 光 盘 的 刻 录 , 电 子 文 件 的 准 备 等 ; 第 14 周 : 准 备 答 辩 。 四 、 需 要 阅 读 的 参 考 文 献1郎 桐 .双 轴 搅 拌 机 的 结 构 原 理 与 用 途 J.砖 瓦 ,2013(07):24-25.2刘 军 旭 .一 种 新 型 双 轴 搅 拌 机 的 设 计 与 应 用 J.新 技 术 新 工 艺 ,2014(04):7-9.3童 海 海 .双 轴 搅 拌 机 的 正 确 使 用 与 维 护 J.砖 瓦 世 界 ,2008(11):32-35.4 郭 学 政 .关 于 双 轴 搅 拌 机 生 产 能 力 的 理 论 估 算 J.中 国 建 材 装 备 ,1997(09):31-32.5 颜 志 武 ,阎 宁 霖 .双 轴 搅 拌 机 生 产 能 力 的 确 定 J.砖 瓦 ,2009(04):28-29.6 涂 文 静 ,胡 三 恩 ,付 红 栓 ,谯 正 武 .基 于 SolidWorks 对 双 轴 搅 拌 机 的 静 力 学 分 析 J.科 技 资讯 ,2017,15(21):103-106.7 吴 含 ,童 海 海 .陶 瓷 工 业 双 轴 搅 拌 机 的 使 用 与 维 护 J.陶 瓷 ,2009(02):48-51. 8 汪 永 强 .新 型 断 开 螺 旋 双 轴 搅 拌 机 优 化 设 计 方 法 J.煤 矿 机 械 ,2006(03):382-383.9 周 建 明 .双 轴 搅 拌 机 叶 片 的 固 定 方 法 J.水 泥 ,1996(03):46.10 余 易 茗 .双 轴 搅 拌 机 的 改 造 J.中 国 建 材 装 备 ,1995(02):32-33.11 B. Daumann, H. Anlauf, H. Nirschl. Determination of the energy consumption during theproduction of various concrete recipesJ. Cement and Concrete Research, 2013,(39): 590-59912 Bogdan Cazacliu. In-mixer measurements for describing mixture evolution during concretemixingJ. Chenical Engineering Research and Design, 2014, (86): 1423-143313 Ferraris C F. Concrete mixing methods and concrete mixers: State of the artJ. Journal ofResearch of the National Institute of Standards and Technology, 2015, 106(2): 391-399 14 B. Cazacliu, N. Roquet. Concrete mixing kinetics by means of power measurementJ. Cementand Concrete Research, 2012, (39): 182-19415 Alexandre Costa, Antonio Crespo, and Jorge Navarro, et al. A review on the young history of thewind power short-term prediction. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012, 12(6):1725 1744.16 Ahmed G. Abo-Khalil, and Dong-Choon Lee. MPPT Control of Wind Generation Systems Basedon Estimated Wind Speed Using SVR. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2013, 55(3):1489 1491. 附 : 文 献 综 述 或 报 告 文 献 综 述双 轴 搅 拌 机 为 螺 旋 式 搅 拌 机 , 它 的 搅 拌 部 件 是 两 根 形 状 对 称 的 同 步 螺 旋 转 子 , 两 根螺 旋 轴 在 旋 转 时 速 度 同 步 , 方 向 相 反 , 双 轴 搅 拌 机 由 电 机 驱 动 , 可 用 减 速 机 控 制 转 子速 度 , 达 到 最 佳 的 搅 拌 效 果 。1. 搅 拌 机 的 分 类1.1 搅 拌 机 根 据 结 构 形 式 分 为 单 轴 搅 拌 机 和 双 轴 搅 拌 机 两 种单 轴 搅 拌 机 主 要 输 送 效 果 好 , 相 对 搅 拌 效 果 较 差 。 双 轴 搅 拌 机 搅 拌 效 果 佳 , 输 送 效 果 平 稳 。( 1) 单 轴 卧 式 搅 拌 机该 类 型 搅 拌 机 为 间 歇 式 出 料 , 它 的 进 料 和 出 料 系 统 按 照 一 定 周 期 循 环 进 行 , 物 料进 入 搅 拌 仓 中 , 经 过 充 分 搅 拌 混 合 后 才 开 启 卸 料 系 统 排 放 物 料 , 而 连 续 式 出 料 则 是 在物 料 从 进 料 口 往 出 料 口 的 行 进 过 程 中 同 时 进 行 搅 拌 作 业 , 因 此 , 从 搅 拌 混 合 质 量 上 来说 , 间 歇 式 搅 拌 机 对 物 料 的 混 合 质 量 要 优 于 连 续 式 搅 拌 机 的 混 合 质 量 。 物 料 在 混 合 搅拌 过 程 中 , 为 了 取 得 较 好 的 混 合 搅 拌 效 果 、 节 约 能 源 , 要 求 在 物 料 的 混 合 搅 拌 时 不 能被 连 环 抛 起 。 物 料 的 运 动 由 于 受 旋 转 的 螺 旋 叶 片 影 响 , 物 料 的 运 动 并 非 单 纯 的 沿 着螺 旋 轴 线 做 直 线 运 动 , 而 是 沿 着 螺 旋 轴 线 做 往 复 空 间 运 动 , 物 料 受 到 与 螺 旋 叶 片 间 的摩 擦 力 作 用 和 物 料 相 互 间 摩 擦 力 的 作 用 。 在 整 个 混 合 搅 拌 过 程 中 , 当 螺 旋 转 速 超 过 一 定 转 速 , 物 料 就 会 因 离 心 力 过 大 沿 着 垂 直 于 轴 向 的 方 向 发 生 跳 动 , 轴 向 推 动 减 弱 会 影响 物 料 对 流 , 从 而 降 低 物 料 混 合 均 匀 度 。( 2) 双 轴 搅 拌 机相 对 于 单 轴 卧 式 搅 拌 机 , 双 轴 搅 拌 机 则 属 于 连 续 式 出 料 。 它 适 合 大 产 量 生 产 的 情况 下 使 用 , 因 为 单 轴 卧 式 搅 拌 机 由 于 自 身 容 积 的 限 制 和 搅 拌 时 间 的 限 制 无 法 提 供 足 够的 搅 拌 物 料 供 生 产 使 用 , 这 种 情 况 下 能 够 连 续 出 料 的 双 轴 搅 拌 机 则 发 挥 了 很 大 的 作用 。 类 似 于 双 轴 螺 旋 输 送 机 , 机 器 内 部 的 两 根 水 平 布 置 的 搅 龙 是 搅 拌 机 的 主 要 工 作 部件 , 电 机 传 递 动 力 通 过 搅 龙 轴 带 动 搅 龙 叶 片 旋 转 , 搅 龙 叶 片 通 过 丝 杆 固 定 在 搅 龙 轴 上 ,其 角 度 可 以 根 据 生 产 需 要 进 行 调 整 , 以 控 制 其 出 料 速 度 及 搅 拌 质 量 。 双 搅 龙 螺 旋 叶 片的 对 中 设 计 , 实 现 了 轴 向 水 平 搅 拌 与 物 料 圆 周 运 动 等 多 向 循 环 , 混 合 形 式 包 括 多 种 混 合 过 程 。 两 根 反 向 旋 转 的 搅 龙 轴 带 动 叶 片 做 相 对 旋 转 运 动 , 使 混 合 物 料 实 现 切 向 和 轴 向 的 复 合 运 动 。 搅 拌 装 置 使 混 合 物 料 各 组 成 成 分 实 现 剪 切 、 揉 搓 并 均 匀 混 合 , 排 出的 物 料 各 组 成 成 分 均 为 颗 粒 状 或 粉 剂 状 , 是 粘 附 性 物 料 , 散 落 性 较 好 , 利 于 后 期 的造 粒 。1.2 根 据 安 装 形 式 又 分 为 立 式 搅 拌 机 和 卧 式 搅 拌 机 两 种立 式 搅 拌 机 是 不 连 续 搅 拌 , 是 定 量 按 时 出 料 的 。 卧 式 搅 拌 机 不 仅 可 定 量 按 时 出 料 ,还 可 连 续 进 料 搅 拌 出 料 。(1)立 式 搅 拌 机立 式 搅 拌 机 的 减 速 机 采 用 立 式 摆 线 针 轮 减 速 机 。 搅 拌 仓 呈 一 个 低 矮 的 圆 柱 结 构 ,物 料 铺 成 薄 薄 一 层 , 因 此 所 需 的 动 力 也 并 不 是 很 大 , 比 较 适 合 化 肥 原 料 的 搅 拌 。 由 于化 肥 原 料 及 其 容 易 吸 潮 , 而 且 具 有 一 定 的 粘 性 , 容 易 在 生 产 时 粘 在 盘 壁 上 , 形 成 密 实 的 物 料 粘 结 层 , 造 成 机 器 内 部 摩 擦 力 大 , 使 掺 混 搅 拌 机 承 受 过 大 的 负 荷 , 为 避 免 造 成电 机 过 载 造 成 影 响 生 产 , 投 料 口 都 安 装 有 活 动 式 的 防 护 网 , 一 方 面 防 止 太 大 的 物 料 进入 搅 拌 机 , 另 一 方 面 作 为 安 全 防 护 措 施 防 止 操 作 时 造 成 事 故 。 料 仓 内 部 也 可 以 内 衬 塑料 板 , 减 少 物 料 粘 结 及 摩 擦 力 , 也 不 易 造 成 盘 体 锈 蚀 , 延 长 了 整 机 的 使 用 寿 命 。( 2) 卧 式 搅 拌 机卧 式 搅 拌 机 它 内 部 的 叶 片 相 对 运 动 形 成 剪 切 面 , 从 而 对 物 料 进 行 剪 切 和 揉 搓 加工 。 随 着 搅 龙 的 不 断 旋 转 , 物 料 堆 积 到 一 定 高 度 时 形 成 纵 向 落 差 , 由 物 料 自 重 克 服 摩擦 力 与 内 聚 力 而 自 由 落 下 , 或 沿 饲 料 混 合 搅 拌 机 内 壁 向 下 滑 移 , 形 成 扩 散 。 落 下 的物 料 又 与 料 仓 底 部 的 物 料 混 合 , 混 合 物 料 在 轴 向 翻 滚 运 动 形 成 交 叉 混 合 运 动 , 实 现 了混 合 物 料 在 料 仓 中 的 对 流 和 挤 压 , 从 而 使 粒 度 、 质 量 以 及 含 水 率 差 别 较 大 的 不 同 物 料 在 料 仓 内 充 分 相 互 滑 移 和 渗 透 , 物 料 在 料 仓 内 三 维 空 间 上 立 体 轮 回 多 循 环 搅 拌 运 动 ,并 在 不 断 地 被 剪 切 、 揉 搓 、 扩 散 、 搅 拌 作 用 下 快 速 均 匀 混 合 , 有 效 防 止 混 合 物 料 产 生结 块 现 象 , 使 得 物 料 更 加 蓬 松 , 保 障 后 期 制 粒 的 质 量 。1.3 根 据 用 途 与 动 力 配 比 又 分 为 一 般 搅 拌 机 与 强 力 搅 拌 机一 般 搅 拌 机 是 动 力 消 耗 小 , 产 能 适 中 的 常 规 搅 拌 机 。 强 力 搅 拌 机 是 为 达 到 一 定 预期 目 标 , 采 取 的 强 制 搅 拌 , 动 力 消 耗 相 对 较 大 , 是 一 特 种 搅 拌 机 。 1双 轴 搅 拌 机 是 混 合 干 粉 物 料 的 理 想 设 备 , 利 用 两 根 呈 对 称 状 的 螺 旋 轴 的 同 步 旋转 , 在 输 送 干 灰 等 粉 状 物 料 的 同 时 加 水 搅 拌 , 2均 匀 加 湿 干 灰 粉 状 物 料 , 达 到 使 加 湿物 料 不 冒 干 灰 又 不 会 渗 出 水 滴 的 目 的 , 从 而 便 于 加 湿 灰 装 车 运 输 或 转 入 其 它 输 送 设备 。 适 用 于 在 输 送 干 粉 状 物 料 的 同 时 加 水 搅 拌 , 避 免 扬 尘 , 并 均 匀 加 湿 各 种 干 粉 混 合物 料 。 根 据 物 料 的 特 性 来 决 定 搅 拌 的 时 间 , 从 来 确 定 搅 拌 槽 的 长 短 、 螺 距 及 转 速 。 一 般 双 轴 搅 拌 机 所 搅 拌 的 物 料 含 水 率 不 超 过 20 %双 轴 搅 拌 机 在 建 材 、 能 源 、 医 药 、 化工 、 矿 山 等 粉 状 物 料 加 湿 或 两 种 以 上 物 料 混 合 时 较 为 常 用 。 在 砖 瓦 行 业 中 主 要 用 于 搅拌 并 输 送 破 碎 后 的 煤 矸 石 、 页 岩 、 尾 矿 、 建 筑 垃 圾 、 黏 土 、 粉 煤 灰 等 原 料 。2.双 轴 搅 拌 机 的 结 构 特 点 及 工 作 原 理双 轴 搅 拌 机 主 要 由 机 壳 、 螺 旋 轴 总 成 、 驱 动 装 置 、 配 管 、 盖 板 、 链 罩 等 部 件 组 成 3,具 体 结 构 性 能 特 点 如 下 :2.1 壳 体 主 要 由 板 材 及 型 钢 构 成 , 在 制 造 厂 内 焊 接 成 形 , 并 与 其 他 部 件 组 装 在 一 起 ,是 双 轴 搅 拌 机 的 支 撑 。 壳 体 密 封 严 密 , 不 会 有 飞 灰 外 扬 、 漏 灰 的 现 象 。2.2 螺 旋 轴 总 成 是 双 轴 搅 拌 机 的 主 要 组 成 部 分 , 其 组 成 部 分 主 要 有 左 右 旋 向 螺 旋 轴 、 轴 承 座 、 轴 承 套 、 轴 承 盖 、 齿 轮 、 链 轮 、 油 杯 、 叶 片 等 零 部 件 。 左 右 旋 向 螺 旋 轴 制 造精 度 要 求 高 , 工 艺 性 能 好 , 与 轴 承 座 、 轴 承 套 、 轴 承 盖 有 严 格 的 配 合 要 求 。 齿 轮 模 数为 8, 齿 数 为 60, 齿 形 角 为 20 ; 链 轮 节 距 为 50.8, 齿 数 为 25, 齿 形 为 GB1224-85。齿 轮 、 链 轮 都 有 防 护 罩 保 护 , 可 以 安 全 有 效 的 运 行 。 油 杯 为 压 配 式 压 注 油 杯 , 加 注 润滑 油 方 便 、 有 效 。 双 轴 搅 拌 机 叶 片 的 材 料 选 用 耐 磨 损 且 不 易 粘 灰 的 复 合 陶 瓷 。 叶 片 结构 设 计 地 合 理 简 单 , 磨 损 之 后 易 于 更 换 , 使 用 寿 命 长 。2.3 加 水 调 湿 配 管 主 要 由 接 管 、 接 头 及 喷 嘴 组 成 。 喷 嘴 采 用 不 锈 钢 雾 化 锥 喷 嘴 , 布 置在 搅 拌 机 机 壳 内 部 上 方 , 沿 螺 旋 轴 方 向 轴 向 排 列 , 形 成 水 帘 以 利 于 物 料 的 加 湿 搅 拌 。喷 嘴 结 构 简 单 , 易 于 更 换 , 不 锈 钢 材 质 , 防 腐 耐 用 。 通 过 操 作 供 水 管 道 上 的 手 动 调 节 阀 可 以 调 节 湿 灰 的 含 水 率 。2.4 盖 板 主 要 包 括 左 盖 板 、 中 间 盖 、 右 盖 板 、 孔 盖 及 检 修 孔 盖 等 。 双 轴 搅 拌 机 两 侧 设置 有 六 个 检 修 孔 , 以 方 便 操 作 人 员 平 时 的 检 修 及 保 养 。双 轴 搅 拌 机 由 电 动 机 、 三 角 胶 带 、 离 合 器 、 减 速 器 、 联 轴 器 、 搅 槽 、 衬 板 、 搅 拌轴 、 搅 拌 叶 、 护 轴 瓦 、 落 料 箱 等 组 成 , 其 中 , 核 心 部 分 为 两 根 搅 拌 轴 及 轴 上 按 螺 旋 推进 方 向 安 装 的 搅 拌 叶 。 为 使 原 料 达 到 成 型 的 需 要 , 在 搅 拌 机 入 料 端 稍 后 处 的 上 部 , 设有 加 水 装 置 , 使 得 物 料 形 成 较 大 的 球 状 块 料 。 双 轴 搅 拌 机 具 有 对 物 料 进 行 连 续 搅 拌 、混 合 和 输 送 的 功 能 , 其 工 作 过 程 为 : 电 机 通 电 后 , 通 过 三 角 胶 带 传 动 , 使 大 带 轮 旋 转 ,通 过 控 制 使 离 合 器 进 入 工 作 状 态 , 驱 动 两 根 搅 拌 轴 做 相 向 旋 转 , 旋 转 时 两 轴 的 方 向 由 内 向 外 , 将 物 料 搅 起 , 靠 搅 拌 叶 旋 转 时 的 推 力 (搅 拌 叶 与 搅 拌 轴 轴 线 夹 角 为 20 25 )形 成 物 料 流 , 螺 旋 向 前 推 进 , 对 进 入 搅 拌 槽 中 的 物 料 进 行 搅 拌 、 混 合 、 挤 压 、 均 化 , 最 后 物 料 经 漏 料 箱 进 入 承 接 皮 带 , 进 入 到 下 台 处 理 设 备 中 。 物 料 在 搅 拌 槽 内 搅拌 均 匀 的 停 留 时 间 , 主 要 取 决 于 搅 拌 叶 和 轴 线 的 角 度 及 轴 的 转 速 。 如 果 搅 拌 叶 的 角 度大 , 轴 的 转 速 快 , 则 物 料 很 快 被 送 出 搅 拌 机 , 但 这 时 物 料 的 搅 拌 均 匀 程 度 就 差 , 反 之 ,均 匀 程 度 就 好 。 所 以 物 料 的 最 佳 搅 拌 时 间 , 应 根 据 搅 拌 后 物 料 的 均 匀 性 及 工 艺 平 衡 ,予 以 确 定 。 43.搅 拌 机 的 发 展 趋 势 及 国 内 外 的 发 展 现 状3.1 搅 拌 机 应 节 能 环 保针 对 中 国 搅 拌 技 术 落 后 ,资 源 浪 费 严 重 的 现 状 ,进 行 了 节 约 型 搅 拌 技 术 的 研 究 ,将 机械 工 程 、 建 筑 材 料 与 施 工 工 艺 有 机 结 合 起 来 ,提 出 了 搅 拌 机 参 数 优 化 、 振 动 搅 拌 技 术 及 双 排 叶 片 结 构 3 种 节 约 型 搅 拌 技 术 。 对 常 用 双 卧 轴 搅 拌 机 结 构 、 运 动 和 动 力 学 参 数 进行 了 优 化 ,得 出 了 搅 拌 臂 排 列 及 其 相 位 、 叶 片 安 装 角 、 拌 筒 长 宽 比 、 搅 拌 线 速 度 等 参 数的 匹 配 关 系 ;双 排 叶 片 结 构 较 好 地 解 决 了 搅 拌 低 效 区 问 题 ,改 善 了 机 构 与 搅 拌 物 相 互 作用 的 搅 拌 性 能 。3.2 搅 拌 机 的 高 可 靠 性影 响 搅 拌 机 可 靠 性 的 因 素 主 要 有 以 下 几 个 方 面 :( 1) 衬 板 和 叶 片 的 磨 损 。 搅 拌 机 工 作 时 , 衬 板 和 叶 片 在 骨 料 不 断 的 冲 击 和 磨 削 下 ,导 致 材 料 产 生 裂 纹 并 逐 渐 扩 展 , 最 终 造 成 材 料 脱 落 , 使 其 产 生 磨 损 。 衬 板 和 叶 片 磨 损后 , 要 进 行 更 换 , 不 仅 劳 动 强 度 很 大 , 而 且 浪 费 了 不 少 工 作 时 间 , 影 响 生 产 正 常 进 行 ,根 据 衬 板 和 叶 片 的 工 况 , 应 保 证 衬 板 和 叶 片 材 料 有 高 的 硬 度 和 较 高 的 强 度 。 ( 2) 密 封 装 置 搅 拌 机 的 轴 端 是 容 易 发 生 应 力 集 中 的 地 方 , 应 力 过 大 加 快 了 密 封 装 置的 磨 损 , 润 滑 装 置 供 油 不 足 也 会 造 成 密 封 的 磨 损 。 由 此 推 出 一 种 改 进 型 轴 端 密 封 ,有 效的 解 决 了 漏 浆 问 题 ,延 长 了 密 封 时 间 。3.3 搅 拌 机 的 智 能 化智 能 化 是 所 有 机 械 发 展 的 方 向 , 搅 拌 机 当 然 也 不 例 外 , 搅 拌 机 的 智 能 化 主 要 有 两个 方 面 :( 1) 控 制 系 统 自 动 化 程 度 高 。 采 用 工 业 计 算 机 控 制 , 完 成 物 料 的 配 料 、 搅 拌 、 卸 料生 产 的 自 动 控 制 和 半 自 动 控 制 。 控 制 系 统 监 控 整 个 生 产 过 程 和 工 作 情 况 , 能 够 及 时 解决 生 产 过 程 中 出 现 的 问 题 时 控 制 台 有 指 示 警 报 及 时 报 警 , 且 能 实 现 全 自 动 供 油 的 润 滑 系 统 。 搅 拌 机 控 制 系 统 高 度 自 动 化 能 很 大 的 提 高 生 产 率 , 改 善 搅 拌 质 量 , ( 2) 对 不 同 工 况 的 适 应 能 力 。 搅 拌 设 备 在 搅 拌 不 同 配 方 的 物 料 时 , 搅 拌 机 的 转 速和 搅 拌 时 间 却 是 相 同 的 , 缺 乏 对 不 同 工 况 的 感 知 能 力 。 搅 拌 机 转 速 是 重 要 的 作 业 参数 , 搅 拌 叶 片 旋 转 时 使 物 料 产 生 离 心 力 , 当 离 心 力 大 于 物 料 与 叶 片 之 间 的 摩 擦 力 或 者物 料 与 物 料 单 元 之 间 的 内 摩 擦 力 时 , 物 料 就 会 发 生 离 析 。双 轴 搅 拌 机 在 国 内 一 直 被 作 为 一 个 简 单 的 助 力 机 械 设 备 , 在 技 术 已 经 基 本 成 熟 ,产 品 应 用 很 普 遍 , 由 于 它 只 是 生 产 过 程 中 的 辅 助 设 备 , 产 品 不 需 要 很 高 的 科 技 含 量 就能 够 满 足 要 求 , 国 内 厂 家 所 生 产 的 产 品 已 经 能 够 满 足 生 产 中 的 要 求 , 其 中 大 多 数 都 是机 械 传 动 是 双 轴 搅 拌 机 。 但 是 由 于 我 国 的 机 械 制 造 水 平 普 遍 较 低 , 所 生 产 的 产 品 难 以占 领 国 际 高 端 产 品 市 场 。 在 国 外 , 双 轴 搅 拌 机 研 究 水 平 比 较 高 , 用 两 根 呈 对 称 形 状 的 螺 旋 轴 的 同 步 旋 转 ,双 轴 搅 拌 机 的 外 壳 多 采 用 优 质 金 属 结 构 , 具 有 良 好 的 密 封 性 , 在 搅 拌 机 搅 拌 各 种 粉 料时 , 可 避 免 灰 尘 外 漏 和 飞 扬 的 问 题 , 在 各 种 场 合 都 已 得 到 广 泛 应 用 。 国 外 一 些 厂 家 的生 产 技 术 已 经 比 较 成 熟 , 例 如 : 德 国 威 克 ( Wacker) 机 械 公 司 , 美 国 KNIGHT 公 司 ,韩 国 KOREAHOIST 机 械 公 司 等 这 些 技 术 先 进 , 性 能 优 良 的 双 轴 搅 拌 机 已 经 走 进 国 内市 场 。综 上 所 述 , 本 次 的 毕 业 设 计 主 要 是 通 过 对 双 轴 搅 拌 机 结 构 设 计 的 研 究 , 并 分 析 常用 双 轴 搅 拌 机 的 特 点 , 确 定 自 己 所 设 计 的 双 轴 搅 拌 机 机 构 , 运 用 CAD 等 软 件 把 装 配图 及 其 原 理 图 绘 制 出 。 并 进 行 装 置 的 可 实 施 性 进 行 分 析 判 断 , 最 终 完 成 本 次 双 轴 搅 拌机 的 结 构 设 计 。 审核意见 指 导 教 师 评 阅 意 见 ( 对 选 题 情 况 、 研 究 内 容 、 工 作 安 排 、 文 献 综 述 等 方 面 进 行 评阅 ) 签 字 : 年 月 日教 研 室 主 任 意 见 签 字 : 年 月 日 学 院 教 学 指 导 委 员 会 意 见 签 字 : 年 月 日公 章 :
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