0003-2J550×3000雙軸攪拌機設(shè)計,j550,攪拌機,設(shè)計 本科畢業(yè)（論文）設(shè)計開題報告 題目名稱 2J550×3000雙軸攪拌機設(shè)計 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué)號 一 選題的目的和意義： 雙軸攪拌機為螺旋式攪拌機，它的攪拌部件是兩根形狀對稱的同步螺旋轉(zhuǎn)子，兩根螺旋軸在旋轉(zhuǎn)時速度同步、方向相反。雙軸攪拌機由電機驅(qū)動，可用減速機控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度，達到最佳的攪拌效果。 雙軸攪拌機的主要部件包括，機械外殼、兩根螺旋轉(zhuǎn)軸、電機驅(qū)動裝置、聯(lián)動裝置、配管和蓋板等，必要時雙軸攪拌機還可搭配減速機使用。 雙軸攪拌機的螺旋軸是最重要的工作部分，兩根螺旋軸的旋轉(zhuǎn)方向相反，都具有軸承座、軸承套、軸承蓋、葉片和聯(lián)動裝置。包括彼此平行的第一和第二攪拌軸、攪拌葉片和臥式攪拌桶，所述攪拌葉片從第一和第二攪拌軸向四周伸出，并在軸向依次等距排列而在圓周方向依順時針或逆時針彼此相差一固定角度，使在第一和第二攪拌軸上的攪拌葉片分別形成旋向相反的螺旋狀排列；所述第一和第二攪拌軸彼此同步轉(zhuǎn)動并且其葉片交錯通過由該第一和第二攪拌軸軸線所確定的平面；在所述攪拌桶一端的頂部設(shè)有進料口，而在所述攪拌桶另一端的底部設(shè)有出料。采用這種結(jié)構(gòu)，攪拌機的攪拌葉片在攪拌干粉砂漿的同時將干粉砂漿從進料口排向進料口，從而實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)，有效的提高了生產(chǎn)效率。雙軸攪拌機的螺旋軸在運行過程中受到的磨損最為嚴重，可采用剛玉陶瓷等耐磨材料制造。 雙軸攪拌機在工作時，物料通過進料口進入筒體，兩根螺旋軸在電機驅(qū)動下反向現(xiàn)轉(zhuǎn)，物料受旋轉(zhuǎn)作用而隨之運動，相互混合完成攪拌。雙軸攪拌機的兩根螺旋軸之間的區(qū)域，旋轉(zhuǎn)方向不同的物料相互擠壓作用，能提高混合攪拌效果。 雙軸攪拌機是混合干燥物料的理想設(shè)備，適用于在輸送干粉狀物料的同時加水攪拌，從而均勻加濕各種干粉物料。一般來說，雙軸攪拌機所攪拌的物料含水分不超過20%。雙軸攪拌機在火力發(fā)電廠、礦山等粉狀物料加濕場合較為常見。 鑒于雙軸攪拌機所具有的標準的機械特性，我選擇了這個設(shè)計課題。這是我們畢業(yè)前的最后一次作業(yè)，這讓我們對以前學(xué)過的相關(guān)機械方面的課程進行了一次全面系統(tǒng)復(fù)習(xí)。這次設(shè)計我將獨立完成一臺雙軸攪拌機的完整設(shè)計，這對我來說是一個不小的挑戰(zhàn)，但也是一次重要的鍛煉機會。課題的主要內(nèi)容是結(jié)合生產(chǎn)實際，完成一臺生產(chǎn)能力 為Q = 30 t/h的2J550×3000雙軸攪拌機設(shè)計。 二 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡述： 強制攪拌機 強制攪拌機，本實用新型屬于灰砂磚生產(chǎn)中的混合料攪拌設(shè)備，其主要解決雙軸攪拌機加水量不易控制，攪拌力小，使物料易結(jié)團結(jié)倉的問題，該機包括行星攪拌機構(gòu)，渦流攪拌機構(gòu)，攪拌鼓，排料機構(gòu)，攪拌機架及底架等部分，攪拌鼓的中心位置設(shè)置有渦流攪拌機，在渦流攪拌機兩側(cè)機架上，對稱布置有兩行星攪拌機，兩行星攪拌機作相對旋轉(zhuǎn)，渦流攪拌機與攪拌鼓呈反向旋轉(zhuǎn)，該機攪拌力大，解決了結(jié)團結(jié)倉等問題。 一種適用于灰砂磚生產(chǎn)攪拌混合料的強制攪拌機，包括行星攪拌機構(gòu)，渦流攪拌機構(gòu)，攪拌鼓，攪拌機架，排料機構(gòu)及底架等部分組成，其特征在于攪拌鼓位置于底架上的大齒圈的軸承座上，攪拌鼓的中心位置設(shè)有渦流攪拌機，在渦流攪拌機兩側(cè)機架上，對稱布置有兩行星攪拌機。 JW—350型強制式攪拌機 主要技術(shù)參數(shù) 出料容量 350〈L〉 進料容量 560〈L〉 額定功率 5.5kw 最大粒徑 40mm 主軸轉(zhuǎn)速 35轉(zhuǎn)/分 外形尺寸 Φ1300×1200 混凝土攪拌機 混凝土攪拌機，包括通過軸與傳動機構(gòu)連接的動力機構(gòu)及由傳動機構(gòu)帶動的滾筒，在滾筒筒體上裝圍繞滾筒筒體設(shè)置的齒圈，傳動軸上設(shè)置與齒圈嚙合的齒輪。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、合理，采用齒輪、齒圈嚙合后，可有效克服雨霧天氣時，托輪和攪拌機滾筒之間的打滑現(xiàn)象；采用的傳動機構(gòu)又可進一步保證消除托輪和攪拌機滾筒之間的打滑現(xiàn)象。 攪拌機還可衩被分為： 星式攪拌機 防險攪拌機 立式攪拌機 混凝土攪拌機 雙軸攪拌機 單軸攪拌機 防滑混凝土攪拌機 JS雙臥軸混凝土攪拌機 主要技術(shù)參數(shù) 出料容量 500〈L〉 進料容量 800〈L〉 生產(chǎn)能力 24—28m3/h 骨料最大粒徑 60 攪拌軸轉(zhuǎn) 36轉(zhuǎn)/分 攪拌葉片 2×7 攪拌電機型號 Y180m—4 （B3） 功率 18.5kw 卷揚電機型號 YEZ1325—4 （B5） 功率 5.5kw 水泵電機型號 50DWB20—8A 功率 0.75KW 料斗提升速度 18m/分 外形尺寸運輸 3050×2300×2680 工作 4461×3050×5225 整機重量 4100kg 卸料高度 1500mm 立式攪拌機 攪拌機包括有電動機、攪拌筒、傳動軸、攪拌槳葉，其中在傳動軸上還松套有一反向攪拌槳葉，該反向攪拌槳葉的軸套通過鏈條與位于傳動軸一側(cè)的中間軸上端的鏈輪相連，與鏈輪同軸的被動齒輪則與固定在傳動軸下端的主動齒輪相嚙合。本實用新型的兩個攪拌槳葉是反向轉(zhuǎn)動的，使得在攪拌過程中，原料能在兩個攪拌槳葉之間形成對流，從而徹底解決了傳統(tǒng)攪拌機對原料攪而不拌的問題。 新型攪拌機系換代產(chǎn)品，是化工和建材行業(yè)攪拌設(shè)備無可替代的產(chǎn)物，實現(xiàn)了正確“攪和拌”的問世，從而淘汰其它攪拌設(shè)備所以承但的重任。它以其超常規(guī)的構(gòu)思和精銳的技術(shù)含量，合理的設(shè)計水準，填補了國際空白。其廣泛用于油漆、涂料、染料、制革、醫(yī)藥、飲料、粘膠劑、食品、洗滌品、化妝品及各種固態(tài)物體等。有取之不盡的財富。對物體分散、乳化、均質(zhì)、調(diào)色等較之傳統(tǒng)攪拌機的攪拌效果更加理想、直觀、是攪拌行業(yè)的一次革命。 雙軸攪拌機用于預(yù)加水成球工藝流程中，其工作原理是，當定量的生料粉由下料口流入攪拌槽中，經(jīng)若干個具有一定壓力的水霧化灑向生料粉，由定性長度的軸經(jīng)攪拌葉攪拌勻后形成含一致的球核，并輸送到預(yù)加水盤式成球機中去。整個攪拌機的攪拌時間分為霧化區(qū)，拌勻區(qū)，卸料區(qū)三個區(qū)域。攪拌葉片上焊硬質(zhì)合金刀頭，耐磨性能好，使用壽命長。 主要參數(shù) 單位 型號 2J40 2J45 2J50 2J55 2J60 攪拌葉直徑 mm ￠400 ￠450 ￠500 ￠550 ￠600 進出料口中心距 mm 3000-3260 攪拌軸速度 r.p.m 50.4 50.4 48 45 41 生產(chǎn)能力 t/h 11-15 15-20 20-25 25-30 40-50 使用螺旋角 12°-21° 12°-21° 12°-21° 12°-21° 12°-21° 配用電機 型號 Y160M-4 Y160L-4 Y180M-4 Y180L-4 Y250M-6 功率 kw 11 15 18.5 22 37 配用減速機 ZQ40-VI-2Z ZQ50-VI-4Z ZQ50-VI-Z ZQ65-VI-4Z ZQ75-VI-2Z 攪拌濕度 % 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 外形尺寸 mm 5614*850*880 4870*900*1130 5683*890*1430 5225*1286*828 雙軸攪拌機在國內(nèi)一直被作為一個簡單的助力機械裝備，雙軸攪拌機在技術(shù)已經(jīng)基本成熟，產(chǎn)品應(yīng)用很普遍，由于它只是生產(chǎn)過程中的輔助設(shè)備，產(chǎn)品不需要很高的科技含量就能夠滿足要求，國內(nèi)廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)能夠滿足生產(chǎn)中的要求，其中大多數(shù)都是機械傳動式雙軸攪拌機。但由于我國的機械制造水平普遍較低，所生產(chǎn)的產(chǎn)品難以占領(lǐng)國際高端產(chǎn)品市場。 在國外，雙軸攪拌機研究水平比較高，用兩根呈對稱狀的螺旋軸的同步旋轉(zhuǎn)，雙軸攪拌機的外殼多采用優(yōu)質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)，具備良好的密封性，在攪拌機攪拌各種粉狀物料時，可避免灰塵外漏和飛揚的問題，在各種場合都已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。國外一些廠家的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，例如：德國威克(Wacker)機械公司，美國KNIGHT機械公司，韓國KOREA HOIST機械公司等這些技術(shù)先進，性能優(yōu)良的雙軸攪拌機已經(jīng)走進國內(nèi)市場。 雙軸攪拌機的設(shè)計制造比較普遍，一般的機械廠都可以生產(chǎn)，我國陜西中隆建材機械公司，上海申銀機械有限公司，江蘇總能電力設(shè)備有限公司，四川射洪通用機械有限公司，鞏義市環(huán)城機械有限公司，河南滎陽萬山礦山機械廠，河南省銳泰機械制造有限公司，鄭州天一機械有限公司等 三、畢業(yè)設(shè)計（論文）所采用的研究方法和手段： 1工作原理 雙軸攪拌機由兩根攪拌軸，軸上按螺旋推進方向安裝攪拌葉及攪拌槽組成的攪拌系統(tǒng)，為使原料達到成型的需要，在攪拌機入料端稍后處的上部，設(shè)有加水裝置，使得物料形成較大的球狀塊料旋轉(zhuǎn)時兩軸的方向由內(nèi)向外，將物料攪起，靠攪拌葉旋轉(zhuǎn)時的推力(攪拌葉與攪拌軸軸線夾角為10-20度)形成物料流，螺旋向前推進，最后物料經(jīng)漏料箱進入承接皮帶，進入到下臺處理設(shè)備中。 圖2-1 雙軸攪拌機結(jié)構(gòu)示意 1 軸承座； 2 出料口； 3 攪拌葉； 4 攪拌軸；5 攪拌槽；6 齒輪座； 7 聯(lián)軸器；8 減速器；9 三角帶輪；10 驅(qū)動電動機 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點 合格生料粉經(jīng)穩(wěn)流計量后進入雙軸攪拌機。雙軸攪拌機由電機通過三角皮帶傳動，經(jīng)ZQ圓柱齒輪減速機、十字滑塊聯(lián)軸器帶動主動軸旋轉(zhuǎn)，由配對齒輪帶動從動軸轉(zhuǎn)動。主、從動軸上裝有可以轉(zhuǎn)動角度的漿葉式攪拌葉，在軸向力和一定圓周力作用下作螺旋狀旋轉(zhuǎn)在進料端約1.2米處裝有霧化噴嘴，物料被攪拌同時噴霧受濕并向前推進。物料在擠壓揉磋等力的作用下形成團粒母核。物料被攪拌葉推動在槽內(nèi)向前運動至出料口。 從結(jié)構(gòu)上看，雙軸攪拌機要較單軸攪拌機復(fù)雜，但它磨損小，攪拌質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，雙軸攪拌機較之立軸式和單軸式攪拌機，具有明顯的優(yōu)越性。 雙軸攪拌機優(yōu)點總結(jié)如下: 1. 攪拌機外形尺寸小、高度低、布置緊湊，裝載運輸便利，而且結(jié)構(gòu)合理堅固，工作可靠性好； 2. 攪拌機容量大，效率高。與同容量自落式相比，攪拌時間可縮短一半以上，而且物料運動區(qū)域位于卸料門上方，卸料時間也比其他機型短，因而生產(chǎn)率高； 3. 拌筒直徑比同容量立軸式小一半，攪拌軸轉(zhuǎn)速與立軸式基本相同，但葉片線速度要比立軸式小一半，因此葉片和襯板磨損小、使用壽命長，并且物料不易離析； 4.物料運動區(qū)域相對集中于兩軸之間，物料行程短，擠壓作用充分，頻次高，因而攪拌質(zhì)量好。 2.1外殼的設(shè)計形式 傳統(tǒng)的U型槽底容易出現(xiàn)攪拌死角，從而導(dǎo)致兩軸負載過大以致斷裂。另外他們將兩端墻板焊死在機殼上，這樣就使得在軸或葉片受損維修時很不方便，工作量也相當大。 將雙軸攪拌機槽底做成歐米嘎型（ω）,以防止攪拌死角。兩邊再焊上鋼板制成機槽，槽口兩邊焊有角鋼用以固定機蓋，槽機底部焊有支承墊用以支承槽體。機槽兩端墻板不是焊死在機殼上，而是通過螺栓與機殼聯(lián)結(jié)，這樣做的目的是為了在維修時便于將損壞的軸吊起，省去拆葉片麻煩，檢修空間增大，工作量減小，還可縮小兩端軸孔直徑，便于密封防漏，如圖2-2所示。 圖2-2 攪拌槽殼體 2.2 軸與葉片的安裝方法的設(shè)計 以前，大多在整個軸上都安裝葉片，生料進口處葉片角度比較大，用以快速輸送物料，但是我們發(fā)現(xiàn)這樣攪拌葉片的磨損較大，靠進料口槽體端密封處漏灰嚴重，從而齒輪內(nèi)進灰較多，加快了傳動部件的磨損，影響生產(chǎn)效率。 因此，針對這些問題對軸的結(jié)構(gòu)進行改造，即在軸的攪拌進口端焊接兩螺旋葉片使粉料不斷向前輸送，減少槽體端部密封處的積料。這樣有利于防止打壞葉片、折斷軸。在攪拌軸上正確安裝帶有刀片的葉片，調(diào)整好了角度后，再將葉片安裝在鉆有莫氏錐度孔的軸上，如圖2-3所示。 葉片在雙軸上三個部位的安裝角度是各不相同，葉片安裝角度一般選用α=20度左右，雙軸攪拌機葉片角度必須要與粘土可塑性相適應(yīng)，雙軸攪拌機工作分三個階段： 第一階段是霧化水與原料的混合攪拌階段；該階段軸的長度為0.7m 左右（包括螺旋葉片軸段），安裝的葉片數(shù)是8只，安裝角度為25°，通過霧化噴水和機械翻動攪拌兩個手段以達到液固均化的目的。 第二階段是使含煤生料濕潤的階段，為使其能充分濕潤，生料在這一階段的運行速度應(yīng)慢一些；該階段軸的長度為1.5m左右，安裝的葉片數(shù)是20個，安裝角度為15°，其主要特征是機械攪拌。 第三階段是形成球核的階段；該階段軸的長度為1.0m左右，安裝的葉片數(shù)是12個，安裝角度為20°，其中最后4只的安裝角度是0°，其目的是為了擋料。 圖2-3 攪拌機工作簡圖 在調(diào)整葉片角度的同時，要注意葉片的轉(zhuǎn)速，這兩方面也是相互影響的，在確定轉(zhuǎn)速時首先要確定物料在攪拌機內(nèi)攪拌的時間，而攪拌時間又影響著形成球核的產(chǎn)量，因此攪拌時間、葉片角度、轉(zhuǎn)速、濕潤時間等之間要相互配合好，一般出攪拌機的球核直徑為1-2mm的占20%-75%較好。 其中每個葉片焊牢在葉片桿上，然后按照要求調(diào)整角度焊接在方墊片上。經(jīng)過這樣的處理后，葉片在推動物料時就不會出現(xiàn)角度混亂，另外把攪拌軸頭的軸肩R適當調(diào)大，減小應(yīng)力，防止應(yīng)力集中，如圖2-4所示。 圖2-4 葉片安裝圖 2.3 傳動機構(gòu)的設(shè)計 傳動裝置是雙軸攪拌機工作過程中的關(guān)鍵。設(shè)計的傳動路線 為電機皮帶ZQ減速機聯(lián)軸器齒輪傳動裝置攪拌軸。 將雙軸攪拌機傳動裝置整體放置出料口端，使生料不能進入齒輪和軸承。同時給兩傳動齒輪制作一個油池，用于齒輪的潤滑，能減小磨損，提高使用壽命。 常用的減速機有三種型式，圓柱齒輪減速機、行星減速機和擺線針輪減速機。其中采用圓柱齒輪減速機較合適，而采用行星減速機和擺線針輪減速機常會出現(xiàn)因攪拌機主軸起動時扭矩大，傳動系統(tǒng)剛度不足，故障多，有漏油問題。相對而言圓柱齒輪減速機傳動穩(wěn)定，噪音小，齒面接觸穩(wěn)定，在潤滑保養(yǎng)良好的條件下，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。 2.4 密封裝置的設(shè)計 對密封裝置的要求相當高，可采用雙道壓蓋填料密封裝置，填料采用橡膠石墨石棉盤根，兩邊采用壓蓋壓緊，內(nèi)壓蓋、外壓蓋和密封蓋固定采用沉頭螺栓緊固，見圖2-5。 圖2-5 密封裝置 1 密封圈；2 壓板1；3 密封蓋；4 端面板；5 墊板；6 軸套 2.5 霧化裝置的設(shè)計 水的霧化的好壞，是預(yù)加水成球的關(guān)鍵條件之一。它通過霧化器來實現(xiàn)，霧化器設(shè)在攪拌機進料口的一端，其作用是擔(dān)負著生料和水的第一道均勻混合工序的噴水任務(wù)，為下一道機械攪拌工序創(chuàng)造良好的均合基礎(chǔ)，達到液固均化的目的。 為了保證霧化效果，必須對水壓、水質(zhì)、噴嘴及噴嘴布置有一定的要求： 1.結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低，無特殊工藝裝備，維修方便，使用壽命長； 2.在低能量條件運行應(yīng)保證足夠的噴水能力,MP型>550kg/h,以利用于減少噴嘴組合數(shù)量,便于布置； 3.水質(zhì)要干凈純潔，盡量少含泥沙等雜質(zhì)，以防噴嘴堵塞。水質(zhì)不好時需在水箱出水口增加過濾網(wǎng)，并定期清洗； 4.噴嘴要有適宜的噴射角度，保持適宜的水量和良好的霧化效果，使布水均勻，直接噴向料層，不能噴向機殼再流向物料；噴嘴離料層距離保持300 mm左右，不能過近，否則，不能保證接觸料層被水充分霧化。 由于噴嘴的布置形式直接影響攪拌效果和球核的質(zhì)量,因此應(yīng)注意： 1.噴嘴在攪拌機中的布置原則應(yīng)分布在進料口落料流及落料區(qū)，以實現(xiàn)操作點無粉塵污染； 2.保證噴嘴至料面的垂直距離S≥300 mm，目的是使霧滴同生料粉接觸，提高生料的濕潤滲透性，否則影響成球的均勻性，并增加清理特大球的工作量； 3.多嘴組合應(yīng)用噴嘴能進一步提高液固均化程度，但多嘴數(shù)量要適當； 4.噴嘴噴射方向及覆蓋面必須在生料面區(qū)域內(nèi)，不得噴射在機槽側(cè)壁上，否則將造成機槽側(cè)壁粘料嚴重，難以清理，并增加攪拌葉片的阻力，從而提高攪拌的功率消耗，同時也會造成局部生料過濕，影響成球質(zhì)量。 綜合各方面的條件，選用MP-Ⅰ型離心壓力噴嘴式霧化器（見表2-1）比較合理，其主要特點有：加大了噴液能力，提高到了550 kg/h以上，霧化角為90°至120°，效果好，而且可減少噴嘴數(shù)量。MP型噴嘴內(nèi)襯中心有一沖水孔，出水口有4個月牙形分水刀，心部4個螺旋槽與垂線相交成45°至95°角； 表2-1 MP-Ⅰ型霧化器規(guī)格參數(shù) 流量 kg/h 霧化角 噴嘴孔徑mm 霧化壓力MPa L mm D mm 含水量 % 所需水量 t/h 噴嘴數(shù)量 個 550 85° 2 0.197 32 M16×1.5 12-14 3.6-4.2 10-12 四、主要參考文獻： [1] 許林發(fā)主編. 建筑材料機械設(shè)計(一) .武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社, 1990 [2] 褚瑞卿主編. 建材通用機械與設(shè)備.武漢：武漢理工大學(xué)出版社, 1996 [3] 朱昆泉，許林發(fā).建材機械工業(yè)手冊.[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2000.7 [4] 胡家秀主編.機械零件設(shè)計實用手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1999.10 [5] 李益民主編.機械制造工藝設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1995.10 [6] 甘永立.幾何量公差與檢測[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001.4 [7] 錢志鋒，劉蘇工程圖學(xué)基礎(chǔ)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2001.9 [8] 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