0003-2J550×3000雙軸攪拌機(jī)設(shè)計(jì),j550,攪拌機(jī),設(shè)計(jì) 摘 要 雙軸攪拌機(jī)為螺旋式攪拌機(jī)，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(shí)速度同步、方向相反。雙軸攪拌機(jī) 由電機(jī)驅(qū)動，可用減速機(jī)控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度，達(dá)到最佳的攪拌效果。 雙軸攪拌機(jī)的主要部件包括，機(jī)械外殼、兩根螺旋轉(zhuǎn)軸、電機(jī)驅(qū) 動裝置、聯(lián)動裝置、配管和蓋板等，雙軸攪拌機(jī)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。攪拌機(jī)構(gòu)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(shí)針或逆時(shí)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(cuò) 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(jìn)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(jī)的攪拌葉片在攪拌干粉砂漿的同時(shí)將干粉砂漿從進(jìn)料口 排向進(jìn)料口，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)，有效的提高了生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞：雙軸攪拌機(jī) 螺旋軸 攪拌葉片 生產(chǎn)效率 Abstract Biaxial mixer spiral mixer to its mixing two symmetrical parts are synchronized helical rotor, two screw shaft rotation speed synchronization, in the opposite direction. Biaxial mixer driven by a motor, can control the rotor rotation speed reducer, to achieve the best mixing results. The main components include biaxial mixer, mechanical enclosure, two screw shaft, motor drive, interlocks, piping, and flat tops, dual-axis mixer spiral axis is the most important part, the two helical axis of rotation in the opposite direction , have a bearing, bearing units, bearing caps, leaves and interlocks. Mixing with each other parallel institutions, including the first and second stirring shaft, stirring blades and horizontal mixing barrel, above mixing blade from the first and second axial four weeks out of mixing and axial offset in turn arranged in circle clockwise or counterclockwise direction according to a fixed point of difference with each other, so that in the first and second axis of the mixing blades were stirring the formation of the spiral spin arrangement to the contrary; the first and second mixing shafts rotate simultaneously with each other and their leaves staggered through the mixing of the first and second axes defined plane; in above the top end of the mixing bucket with feed, while the other end of the said mixing drum with the material at the bottom. Using this structure, the mixing blade mixer mixing dry powder in the mortar, while the dry mortar from the inlet to the inlet arrangement in order to achieve continuous production, effectively improve the production efficiency. Keywords: biaxial mixer efficiency helical mixing blade shaft 目錄 1 前 言 .1 2 總體方案論證 4 2.1 工作原理 4 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 4 2.2.1 外殼的設(shè)計(jì)形式 5 2.2.2 軸與葉片的安裝方法的設(shè)計(jì) 6 2.2.3 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8 2.2.4 密封裝置的設(shè)計(jì) 8 2.2.5 霧化裝置的設(shè)計(jì) 9 3 預(yù)加水雙軸攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的計(jì)算 .11 3.1 生產(chǎn)能力的估算 .11 3.2 主軸轉(zhuǎn)速 n的估算 13 3.3 主軸直徑 D的估算 13 3.4 攪拌機(jī)內(nèi)物料軸向運(yùn)動速度 kV的估算 .14 3.5 物料在攪拌機(jī)內(nèi)停留時(shí)間的估算 .15 3.6 功率的計(jì)算 .16 4 電機(jī)的選擇 .19 4.1 選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 .19 4.1.1 選擇電動機(jī)的容量 .19 4.1.2 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 mn.20 4.2 減速機(jī)選擇 .21 4.3 計(jì)算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比 .21 5 傳動裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核（確定帶傳動、齒輪傳動的 主要參數(shù)） .22 5.1 V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 22 5.2 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 .26 5.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 .31 5.4 軸承的校核 .37 6 預(yù)加水雙軸攪拌機(jī)的安裝 .39 6.1 預(yù)加水成球工藝對設(shè)備安裝的要求 .39 6.2 雙軸攪拌機(jī)的安裝 .39 6.3 電動機(jī)的安裝 .40 7 設(shè)備的使用維護(hù)和潤滑 .41 7.1 設(shè)備的使用維護(hù) .41 7.2 設(shè)備的潤滑 .41 7.2.1 滑動軸承的潤滑 .42 7.2.2 齒輪傳動的潤滑 42 8 結(jié)論 .43 參考文獻(xiàn) .44 致謝 .46 1 前 言 立窯水泥企業(yè)的機(jī)立窯能否實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，在一定程度上取決于 窯內(nèi)的鍛燒情況，預(yù)加水成球技術(shù)能改善燒成條件，提高熟料質(zhì)量。 預(yù)加水成球是成球技術(shù)的一個(gè)重大突破，對改善料球質(zhì)量、減少 窯內(nèi)阻力、提高熟料產(chǎn)量質(zhì)量、降低燒成熱耗等均有明顯作用。 預(yù)加水成球的機(jī)理是：將化學(xué)成分合格的生料粉與粒徑在 1mm 左 右的煤按要求配比被調(diào)整定量后，與被控制定量后經(jīng)離心壓力式噴嘴 霧化器霧化的、粒徑約為 100-500μ 的霧化水同時(shí)進(jìn)入攪拌機(jī)。使料 水在液固運(yùn)動中得到充分的均化，并在較短的時(shí)間內(nèi)使含水率達(dá)到 12-14%。經(jīng)過約 55-60s 的機(jī)械攪拌，使之進(jìn)一步均化、破團(tuán)、濕潤、 滲透。在濕潤滲透的過程中，生料粉和水依靠粉體顆粒的表面能和水 的表面張力、以及被逐漸激發(fā)出來的物料塑料力的綜合作用條件下， 自由結(jié)合為 1-2mm 粒度的料水團(tuán)狀混合物，即松散的含水料團(tuán)。這就 是攪拌積聚預(yù)加工的半成品。隨即將此半成品經(jīng)傾斜下料管滑入裝置 有回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動式立刮刀和邊刮刀的、具有全盤性成球功能的盤式 成球機(jī)內(nèi)。入盤后一經(jīng)滾動即形成 1-2mm 粒徑的子球。這些子球在盤 轉(zhuǎn)速為 22.5 r/min 的傾斜、旋轉(zhuǎn)、離心、大拋物運(yùn)動中，主1exp?D 要依靠物料的塑性粘結(jié)力和部分滲出水的表面張力聯(lián)合作用條件下相 互粘連，而真正成為了球的第二個(gè)層次。由于篩析效應(yīng)的作用，當(dāng)球 徑停止增長，最后在進(jìn)料推力的作用被推出盤。全部成球過程大約需 要 140-180s。盤徑小需要成球時(shí)間短，盤徑大需要成球時(shí)間長。 預(yù)加水成球的工藝流程為：提升機(jī) → 穩(wěn)流倉 → 料位指示器 → 單（雙）管螺旋喂料機(jī) → 沖擊式流量計(jì) → 供水管及霧化器 → 雙軸攪拌機(jī) → 成球盤； 生料在成球盤內(nèi)制成成品球由皮帶輸送機(jī) 2 送入機(jī)械立窯。 實(shí)現(xiàn)預(yù)加水成球技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備是雙軸攪拌機(jī)。其作用是將管式 螺旋喂料機(jī)喂入的生料首先受水、浸潤、滲透后，進(jìn)行混合、攪拌而 成為含水率均勻、粒徑為 1-2mm 的子球，供成球機(jī)成球用。 本課題來源于生產(chǎn)實(shí)踐。 設(shè)計(jì)該雙軸攪拌機(jī)有以下幾項(xiàng)技術(shù)要求： 1.必須結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐； 2.生產(chǎn)能力 為 Q = 30 t/h； 3.進(jìn)出料口的距離為 3000 mm； 4.葉片回轉(zhuǎn)直徑為 550mm； 5.結(jié)構(gòu)緊湊，工作連續(xù)穩(wěn)定； 6.節(jié)能、高效、環(huán)保。 在趙武老師的指導(dǎo)下，首先進(jìn)行方案論證。通過討論研究，最終 確定了葉片的安裝方法：在軸上鉆有莫氏錐孔以及銑一方槽，先將葉 片焊接在葉片桿上，然后再一起以一定角度焊接在一方墊片上，再將 攪拌葉片裝入莫氏錐孔中；傳動裝置整體放置出料口端；傳動方式為： 電機(jī) 皮帶 ZQ 減速機(jī) 十字滑塊聯(lián)軸器 直齒輪傳動 雙軸攪?? 拌機(jī)；霧化器選用 MP 型離心壓力噴嘴式霧化器。然后根據(jù)分析的結(jié) 果，開始對軸向力、徑向力、扭矩以及功率等進(jìn)行計(jì)算。分析擬定傳 動裝置的運(yùn)動簡圖，分配各級傳動比，進(jìn)而進(jìn)行傳動零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行 設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。然后對雙軸攪拌機(jī)進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2J550 型預(yù)加水雙軸攪拌機(jī)改變了以往所成料球粒徑大，料球耐 壓強(qiáng)度和孔隙率質(zhì)量低的缺陷，并且機(jī)槽采用 ω 型，能防止攪拌死 角，這樣在維修時(shí)可以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。本 3 課題新穎實(shí)用，在技術(shù)上有較大改進(jìn)，具有較強(qiáng)的競爭力，并且有很 大的市場前景。 4 2 總體方案論證 2.1 工作原理 雙軸攪拌機(jī)由兩根攪拌軸，軸上按螺旋推進(jìn)方向安裝攪拌葉及攪 拌槽組成的攪拌系統(tǒng)，為使原料達(dá)到成型的需要，在攪拌機(jī)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(shí)兩 軸的方向由內(nèi)向外，將物料攪起，靠攪拌葉旋轉(zhuǎn)時(shí)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(jìn)，最后物料 經(jīng)漏料箱進(jìn)入承接皮帶，進(jìn)入到下臺處理設(shè)備中。 圖 2-1 雙軸攪拌機(jī)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(jī) 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 從結(jié)構(gòu)上看，雙軸攪拌機(jī)要較單軸攪拌機(jī)復(fù)雜，但它磨損小，攪 拌質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，雙軸攪拌機(jī)較之立軸式和單軸式攪拌機(jī)，具有 明顯的優(yōu)越性。 雙軸攪拌機(jī)優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下: 1. 攪拌機(jī)外形尺寸小、高度低、布置緊湊，裝載運(yùn)輸便利，而 5 且結(jié)構(gòu)合理堅(jiān)固，工作可靠性好； 2. 攪拌機(jī)容量大，效率高。與同容量自落式相比，攪拌時(shí)間可 縮短一半以上，而且物料運(yùn)動區(qū)域位于卸料門上方，卸料時(shí)間也比其 他機(jī)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(yùn)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。 2.2.1 外殼的設(shè)計(jì)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(fù)載過大以致 斷裂。另外他們將兩端墻板焊死在機(jī)殼上，這樣就使得在軸或葉片受 損維修時(shí)很不方便，工作量也相當(dāng)大。 將雙軸攪拌機(jī)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(jī)槽，槽口兩邊焊有角鋼用以固定機(jī)蓋，槽機(jī)底部焊 有支承墊用以支承槽體。機(jī)槽兩端墻板不是焊死在機(jī)殼上，而是通過 螺栓與機(jī)殼聯(lián)結(jié)，這樣做的目的是為了在維修時(shí)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 6 2.2.2 軸與葉片的安裝方法的設(shè)計(jì) 以前，大多在整個(gè)軸上都安裝葉片，生料進(jìn)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(jìn)料 口槽體端密封處漏灰嚴(yán)重，從而齒輪內(nèi)進(jìn)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(jìn)行改造，即在軸的攪拌進(jìn)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(gè)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(jī)葉片角度必須要與粘土可塑性相適 應(yīng)，雙軸攪拌機(jī)工作分三個(gè)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(jī)械翻動攪拌兩個(gè)手段以達(dá)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(yùn)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(gè)，安裝角度為 15°，其主要特征是機(jī)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(gè)，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。 7 在調(diào)整葉片角度的同時(shí)，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(shí)首先要確定物料在攪拌機(jī)內(nèi)攪拌的時(shí)間，而 攪拌時(shí)間又影響著形成球核的產(chǎn)量，因此攪拌時(shí)間、葉片角度、轉(zhuǎn)速、 濕潤時(shí)間等之間要相互配合好，一般出攪拌機(jī)的球核直徑為1-2mm的 占20%-75%較好。 其中每個(gè)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(shí)就不會出現(xiàn)角度混亂， 另外把攪拌軸頭的軸肩R適當(dāng)調(diào)大，減小應(yīng)力，防止應(yīng)力集中，如圖 2-4所示。 圖2-3 攪拌機(jī)工作簡圖 8 圖 2-4 葉片安裝圖 2.2.3 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 傳動裝置是雙軸攪拌機(jī)工作過程中的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)的傳動路線為電 機(jī) 皮帶 ZQ減速機(jī) 聯(lián)軸器 齒輪傳動裝置 攪拌軸。 ?? 將雙軸攪拌機(jī)傳動裝置整體放置出料口端，使生料不能進(jìn)入齒輪 和軸承。同時(shí)給兩傳動齒輪制作一個(gè)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(jī)有三種型式，圓柱齒輪減速機(jī)、行星減速機(jī)和擺線 針輪減速機(jī)。其中采用圓柱齒輪減速機(jī)較合適，而采用行星減速機(jī)和 擺線針輪減速機(jī)常會出現(xiàn)因攪拌機(jī)主軸起動時(shí)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(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。 2.2.4 密封裝置的設(shè)計(jì) 對密封裝置的要求相當(dāng)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。 9 1 密封圈；2 壓板1；3 密封蓋；4 端面板；5 墊板；6 軸套 2.2.5 霧化裝置的設(shè)計(jì) 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(shí)現(xiàn)，霧化器設(shè)在攪拌機(jī)進(jìn)料口的一端，其作用是擔(dān)負(fù)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(jī)械攪拌工序創(chuàng)造良好 的均合基礎(chǔ)，達(dá)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(yùn)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(shí)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， 圖2-5 密封裝置 10 使布水均勻，直接噴向料層，不能噴向機(jī)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(jī)中的布置原則應(yīng)分布在進(jìn)料口落料流及落料區(qū)， 以實(shí)現(xiàn)操作點(diǎn)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(jìn)一步提高液固均化程度，但多嘴數(shù)量要 適當(dāng)； 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(jī)槽 側(cè)壁上，否則將造成機(jī)槽側(cè)壁粘料嚴(yán)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(shí)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(diǎn)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(gè)月牙形分水刀，心部4個(gè) 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(gè) 550 85° 2 0.197 32 M16×1.5 12-14 3.6-4.2 10-12 11 3 預(yù)加水雙軸攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的計(jì)算 3.1 生產(chǎn)能力的估算 由于雙軸攪拌機(jī)是以螺旋的形式推進(jìn)的，所以可應(yīng)用螺旋輸送機(jī) 的輸送能力的機(jī)理來推導(dǎo)其攪拌機(jī)的估算公式。 螺旋輸送機(jī)的生產(chǎn)能力計(jì)算公式如下： (3-1) 4/··602???nsDQ? 其中 - 生產(chǎn)能力，t/h； D - 螺旋回轉(zhuǎn)直徑，m； s - 導(dǎo)程，m； n - 攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min； ρ- 密度，t/ ；3 - 填充系數(shù)。? 12 雙軸攪拌機(jī)的每相鄰攪拌葉片成 90°，為不連續(xù)裝配，物料在 間斷區(qū)不輸送物料，只作攪拌運(yùn)動。所以雙軸攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力要比 螺旋輸送機(jī)小，在上述公式中，還應(yīng)乘一個(gè)小于 1 的系數(shù) K，該系數(shù) 主要與導(dǎo)程、物料流量、阻力等有關(guān)。 4/··6022???nsDQ??攪 (3-2)K.94 1.導(dǎo)程系數(shù) sK 雙軸攪拌機(jī)在一個(gè)導(dǎo)程上等距分布著 4 個(gè)攪拌葉。當(dāng)攪拌軸轉(zhuǎn)過 一周，物料向前推進(jìn)，導(dǎo)程設(shè)為 4Bsinα/s,稱它為導(dǎo)程系數(shù)。 (3-3) sBs /)sin·(?? 式中 B - 葉片的平均寬度，m； - 葉片的傾角，°；? s - 導(dǎo)程，m。 2.流量系數(shù) vK 攪拌葉片從切入物料到脫離物料的理論流量為 （A 為物?sinB 料在攪拌槽中的橫截面積） 。攪拌機(jī)中的物料屬于松散物質(zhì)，它既具 有固體的實(shí)體性，也具有液態(tài)的流動性。物料在攪拌槽內(nèi)的運(yùn)動情況 是很復(fù)雜的。在攪拌中，物料質(zhì)點(diǎn)并未沿軸線方向直接移動，而是沿 近似垂直的葉片表面的方向作復(fù)雜的曲線運(yùn)動，當(dāng)葉片穿過物料時(shí)， 其中一部分物料被向前推進(jìn)，而另一部分則推到兩側(cè)或回退，所以物 料的實(shí)際推進(jìn)量要少于理論流量。用 1-1/2sinα 來近似表示此時(shí)的 推進(jìn)率。另一方面，在葉片掃過區(qū)域留下的空間又很快地被兩側(cè)的物 料所填滿，其中也包括前側(cè)物料的回流，由于葉片的阻力作用，使回 13 流量和葉片角度有一定關(guān)系。 綜合以上兩個(gè)方面可得， (3-4)?cos·)sin2/1(??vK 3.阻力系數(shù) f 推進(jìn)物料所施加的軸向推力隨葉片角度的增大而減少，而推力對 物料的作用區(qū)域也是有限的，葉片在物料運(yùn)動中產(chǎn)生相對運(yùn)動，即物 料的相互作用而形成內(nèi)部摩擦力，物料與攪拌槽和攪拌葉等運(yùn)動產(chǎn)生 外摩擦，這些力均阻礙著物料的向前運(yùn)動，物料速度快慢關(guān)系著生產(chǎn) 能力大小。 (3-5) ）（ ???90/1·??fK 其中 μ 是個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，它與導(dǎo)程，摩擦系數(shù)和粘度等因素有關(guān)，一般 可取 0.75 左右。 ∴ (3-6) fvs 綜上所述， KnDQ·2.94???總 fvs ）（ ???90/1·cos)in2/1(·)i4(·.2 ???B (3-7) 已知設(shè)計(jì)參數(shù),如下表 3-1,葉片每相鄰兩葉片成 90°,z = 4 , ρ=1.2t/ ,α=15°～ 25°, =0.3 ，B = 0.15mm ，μ=0.75，3m? 摩擦角 β=30°。 表 3-1 雙軸攪拌機(jī)技術(shù)性能 型 號 2J5.5 攪拌葉片回轉(zhuǎn)直徑 D (mm) 550 進(jìn)出料口中心距 L (mm) 3000 兩軸中心距 a (mm) 360 生產(chǎn)能力 Q (t/h) 30 14 功率 P (kW) ≤22 3.2 主軸轉(zhuǎn)速 的估算n ∵ ）（總 ???? 90/1·cos)in2/1(·)sin4(·2.94 ?????BDQ905co15i/????（ ∴ 83.6.87.0.·3.30 ∴ n = 35.8 min)/(r 取 n = 40 3.3 主軸直徑 d 的估算 此時(shí)， 實(shí) 際Q ）（ ???? 90/1·cos)in2/1(·)sin4(·2.94 ?????BD ∴ ???5i.0475.30.5.0實(shí) 際 )9/1(cos)1sin2/??（ ∴ = 33.6 實(shí) 際Q(ht 又 ]·)·460[2kVdD?????實(shí) 際 76.14.05.(2.3 ?? ∴ d = 0.18 )m 但是考慮到實(shí)際工作時(shí)有可能兩軸上的葉片會相互干擾，所以將 軸徑適當(dāng)?shù)目s小，在保證強(qiáng)度足夠的情況下，取 d = 0.16 m 。 3.4 攪拌機(jī)內(nèi)物料軸向運(yùn)動速度 的估算kV 物料既有軸向位移，也有圓周方向的位移，其主要表現(xiàn)形式為軸向 15 位移，其圓周位移的軌跡近似于一段螺旋線，是攪拌機(jī)中物料實(shí)際運(yùn) 動的形式，如圖 3.1 所示。 螺旋系數(shù) (3-8) )tan(·1?????)3015t(·?? 79.0? (3-9) znbVk·si·1?? 40.5627945. ??? 762?mi)/( 式中 - 物料運(yùn)動速度，m/min；kV - 葉片平均寬度，b =0.15m； α- 葉片安裝角度，15°； 圖 3.1 物料受力圖 16 - 攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min；n η- 螺旋系數(shù) 0.79； -旁側(cè)阻力系數(shù)， =0.5625；1?1? – 1 個(gè)螺距內(nèi)葉片片數(shù)，z =4 片。 3.5 物料在攪拌機(jī)內(nèi)停留時(shí)間的估算 kVLt? (3-10) 087.16.23(min) 式中 t - 物料停留時(shí)間，min； L - 攪拌機(jī)進(jìn)出料口中心距，3m； - 物料軸向運(yùn)動速度，2.76m/min。kV 物料在攪拌槽內(nèi)攪拌均勻的停留時(shí)間，主要取決于攪拌葉和軸線 的角度及軸的轉(zhuǎn)速。如果攪拌葉的角度大，軸的轉(zhuǎn)速快，則物料很快 被送出攪拌機(jī)，但這時(shí)物料的攪拌均勻程度就差，反之，均勻程度就 好。所以物料的最佳攪拌時(shí)間，應(yīng)根據(jù)攪拌后物料的均勻性及工藝平 衡予以確定。 3.6 功率的計(jì)算 如下圖 2.2 所示，單片葉片推動物料前進(jìn)的軸向推力 等于kF 。葉片對物料的周向推力 ，反作用力 = ，得1kFsFs? 。)tan(·?????ks 17 如圖 2.2 中，葉片前方的料柱體積是 ，料柱同機(jī)槽槽sRb·co? 壁的摩擦力: (3-11) 2·cos·???? RbFk? 式中 是旁側(cè)阻力影響系數(shù)，取 ， 、 、 皆為定值，2?5.12?bs? 摩擦系數(shù) 。?tan 從圖 3.2 中可知， 作用在葉片上有 = ， = ，摩擦力kF1kFs? = ·（ + ） ， 是滑動摩擦系數(shù)， 是止推軸承摩擦系數(shù)。1sFk1f21f 2f 由 + = f2tan? (3-12) 可得葉片周向力： 2sF1s???1sF2tan·)tan(·??kkF?? 由 可以計(jì)算出單片葉片消耗的功率 P： s (3-13)單 片P02·95Rns? 式中 - 單片葉片消耗的功率，KW；單 片 - 葉片的周向力；2sF - 葉片上單片物料重心與攪拌軸中心的距離，0R m， 。65? 18 已知 =8， =20， =12， =25°， =15°， =20°，1z23z1? 23? R=0.275 m，μ=tanβ，b=0.15m， s=0.15×4=0.6m，ρ=1.2 t/ ,3m ， =1.5。57.0tant?????2? ∴ 1kF1·cos·??? Rb 8.9105.7.016. ???? 328?）（ N k 22·cs·? 75.01o5.0? 4）（ 3kF23·cs·??? Rb? 8.9105.7.016. ???? 726）（ N ?s 2tan·)tan(11?kkF? 3t.8305.8??? 392）（ 圖 3.2 葉片受力圖 19 ?2sF2tan·)tan(2??kkF?? 30.43015.43???? 9）（ N 2s? 2tan·)tan(33?kk?? 0t7.6027.6???? 450）（ ∴ 1單 片P??02·9RnFs 950.2143 8.）（ kW 2單 片 ?0·5s 5.6.1? 3.?）（ k 3單 片P?02·9RnFs 950.214. 4.）（ kW ∴ 321···單 片單 片單 片總 Pzz??4038.?? ）（ k 4 電機(jī)的選擇 4.1 選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 4.1.1 選擇電動機(jī)的容量 按工作條件和要求，選用一般用途的 Y 系列三相異步電動機(jī)，為 臥式封閉結(jié)構(gòu)。 20 經(jīng)分析計(jì)算得雙軸攪拌機(jī)所需消耗的總功率 KW；12.3?總P 電動機(jī)所需功率 （4-1）?總P?0 由經(jīng)驗(yàn)及實(shí)踐選擇，整個(gè)傳動過程中有 6 對軸承，1 對齒輪，二 級減速器一部，一對聯(lián)軸器，電機(jī)采用 V 帶傳動,它們的傳動效率可 查閱參考資料 [15]得出如下表 4-1。 表 4-1 機(jī)械傳動效率 類 別 傳 動 形 式 效 率（%） 圓柱直齒輪傳動 7 級精度（稀細(xì)潤滑） 0.98 ～ 0.99 帶 傳 動 V 帶 傳 動 0.96 軸 承（一 對） 滾動軸承（球軸承取最大） 0.99 ～ 0.995 聯(lián) 軸 器 彈性聯(lián)軸器 0.99 ～ 0.995 減 速 器 兩級圓柱齒輪減速器 0.95 ～ 0.96 從電動機(jī)至攪拌機(jī)的主軸的總效率 為:? （4-2） 聯(lián) 軸 器減 速 器齒 輪軸 承帶 ?··6? 9.058.95.0?? 8 ∴ 3.16.20???總P）（ kW 選取電動機(jī)的額定功率 ，使 mP3.15).()3.1(0?? P 895）（ kW 查參考資料 [15]得，取 = 18.5 k 4.1.2 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 mn 21 取 V 帶傳動比 （減速器）5342 ii?齒 輪帶 ， ∴總傳動比的合理范圍 =18～100，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍? 為 mn4018·???）（主 軸i 2 min)/(r 查參考資料 [13]，符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750r/min,1000 r/min,1500 r/min,3000 四種，由標(biāo)準(zhǔn)查出三種適合的電動機(jī)的型號， 列表如下 4-2。 表 4-2 傳動比方案對照 電動機(jī)轉(zhuǎn)速/ 1min·?r傳動裝置的傳動比方 案 電動機(jī)型 號 額定功率 /KWmP 同步 滿載 電動機(jī)的 質(zhì) 量 kg 總傳動 比 V 帶傳動 減速 器 1 Y160L-2 18.5 2930 3000 147 73.25 7.325 10 2 Y180M-4 18.5 1460 1500 182 36.5 3.65 10 3 Y200L1-6 18.5 970 1000 220 24.25 2.425 10 4 Y225S-8 18.5 730 750 270 18.25 1.825 10 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸，結(jié)構(gòu)和帶傳動及減速器的傳 動比，方案二比較適合所以選定電動機(jī)的型號為 Y180M-4。 4.2 減速機(jī)選擇 查參考資料 [15]，選定減速器的型號為 ZQ500， =10.29，其中實(shí)i =2.5， =4；中心距： a=500、a 1=200、a 2=300；中心高：Hc=高i低i ；最大外形尺寸：L=986 、B=350、H=590 ；主動軸：013? d1=50、 d2=85；被動軸： d3=80、d 4=90。 22 4.3 計(jì)算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比 電動機(jī)選定后，根據(jù)電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 及工作軸的轉(zhuǎn)速mn 即可確定傳動裝置的總傳動比 。主 軸n 主 軸i? 具體分配傳動比時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： a. 各級傳動的傳動比最好在推薦范圍內(nèi)選取，對減速傳動盡可 能不超過其允許的最大值。 b. 應(yīng)注意使傳動級數(shù)少﹑傳動機(jī)構(gòu)數(shù)少﹑傳動系統(tǒng)簡單，以提 高和減少精度的降低。 c. 應(yīng)使各級傳動的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)、勻稱利于安裝，絕不能造成 互相干涉。 d. 應(yīng)使傳動裝置的外輪廓尺寸盡可能緊湊。 傳動裝置的總傳動比為 5.36?i 分配各級傳動比： ， ， 。帶 10?減 速 機(jī)i齒 輪i 5 傳動裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核（確定帶傳動、齒輪 傳動的主要參數(shù)） 5.1 V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知 V 帶為水平布置，所需功率 P = 18.5 kW，由 Y 系列三相異 23 步電動機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn)速 =1460 r/min,從動輪轉(zhuǎn)速 =400 r/min，每天1n2n 工作 24 小時(shí)。 表 5-1 V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計(jì)結(jié)果 1.選擇 V 帶型號 （1）確定計(jì)算功率 caP （2）選擇 V 帶型號 查參考資料 [12]表 4.6 得工作系數(shù) 由3.1?AK = ·ca 05.24.18??PkW 按 、 查ca05.24?min/61rn 圖 4.11，選 C 型 V 帶 5.24?caPk 選用 C 型 V 帶 2.確定帶輪直徑 、1d2 （1）選取小帶輪直徑 1d （2）驗(yàn)算帶速 v （3）確定從動帶輪直徑 2d （4）計(jì)算實(shí)際傳動比 i參考圖 4.11 及表 4.4，選取小帶輪直徑md01?由式 )106/(·1?nvd?s/420）（?1·di m732/?查表 4.4 0/5/12di 201?dm 3.5vs/在 200～800 m/s 內(nèi)，合適。取 7502?dm.3i （5）驗(yàn)算從動輪實(shí)際轉(zhuǎn)速 2n 7.3/460/12?inin/r (389.3-400)/400×100% = 2.67%＜5% .892?nin/r 允許 24 3.確定中心距 和帶長adL （1）初選中心距 0由式 得)2)(7. 1012 dda?????（ 續(xù) 表 5-1 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計(jì)結(jié)果 （2）求帶的計(jì)算 mam)7502()7502(.0????? 665 ≤ ≤1900 取 ma120? （3）基準(zhǔn)長度 0L （4）計(jì)算中心距 a （5）確定中心距調(diào)整范圍 由式 0212104)()(2adda?????m5.39)4/()75(/7[2??? 查表 4.2 得 Ld0 由式 mad)25.39401(0???得 由式 maLaLdd)4015.23(15.,.minxina?????得 40?dLm 123?ama1634minx? 25 4.驗(yàn)算小帶輪包角 1?由式 ????????1205.60127580121 ad 合適，??5.21? 5.確定 V 帶根數(shù) z （1）額定功率 0P 由 、 及查表md141?n 4.5 得單根 C 型 V 帶的額定功率為 86.5kW 86.50?pkW 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計(jì)結(jié)果 （2）確定 V 帶根數(shù) z 確定 0P? 確定包角系數(shù) ?K由式， LcaKPz?)(0???查表 4.7 得 W27.10?查表 4.8 得 93.? KWP27.10??93.? 確定長度系數(shù) L 計(jì)算 V 帶根數(shù) z 查表 4.2 得 02.1?LK根 根5.302.193)27.186(40?????LcaPpz? 02.1?LK 取 z=4 根，合適 6.計(jì)算單根 V 帶初拉力 0F查表 4.1 得 mkgq/. 26 由式， 20)15.(qvKvzPFca????N]3.150)93.0(4.2[?? NF408? 7.計(jì)算對軸的壓力 QF由式 NzFQ）25.1sin4082(?????NFQ5.3170? 8.確定帶輪結(jié)構(gòu)尺寸，繪制 帶輪工作圖 ，采用腹板式結(jié)構(gòu)，工作圖md1 如附圖 18; ，采用輻條式結(jié)d7502 構(gòu)，工作圖如附圖 16 5.2 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知輸入功率 ， ,電動機(jī)驅(qū)動，兩齒輪5.13?PkWmin/40r? 傳動比 ,工作壽命 10 年，每年工作時(shí)間 300 天，兩班制，工作平1i 穩(wěn)，齒輪轉(zhuǎn)向不變，要求結(jié)構(gòu)緊湊。 表 5-2 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計(jì)結(jié)果 27 1.選擇齒輪材料熱處 理方法、精度等級，齒 數(shù) 、 及齒寬系數(shù)1z2d?考慮到該功率較大，故兩齒輪都調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為 260HBS，屬硬齒面閉式傳動，載荷輕微沖擊，齒輪速度不高，初選 7 級精度，兩齒輪齒數(shù)的 ，按照硬齒面齒輪懸臂布置6021?z 安裝,查參考資料 [12]表 6.5，取齒寬系數(shù)5.d? 兩齒輪都選用調(diào) 質(zhì)處理齒面硬度分別 260HBS，初選 7 級精 度； 6021?z 取齒寬系數(shù) 5.d? 28 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度 設(shè)計(jì) （1）確定公式中的各參 數(shù)值 ① 載荷系數(shù) tK ② 齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T ③ 材料系數(shù) EZ ④ 大、小齒輪的接 觸疲勞強(qiáng)度極限 2lim1liH?、 ⑤ 應(yīng)力循環(huán)系數(shù) ⑥ 接觸疲勞壽命系 數(shù) 12HNK、 由式， 3211 ][·2. ????????HEdt ZiKTd?? 試選 5.?t mNnPT·403.15.9.6?? 查表 6.3 得 =189.8EZMPa 按齒面硬度查圖 6.8 得 H5602lim1li??821 1052.630460????hnjLN95.0 21?HNK 5.1?tKmNT·1065.3? =189.8EZMPaH5602lim1??82105.??N95.0 21?HNK 29 ⑦ 確定許用接觸應(yīng)力 ][21H?、 取安全系數(shù) 1Hs?MPasKHN5609. /][1lim21??? MPaH532][1?? （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 ① 齒輪分度圓直徑1td ② 計(jì)算圓周速度 v ③ 計(jì)算載荷系數(shù) K ④ 校正分度圓直徑1d 3 261 538.19·5.02. ?????????tdsmnt /6.0164.16???? 查表 6.2 得使用系數(shù) ；根據(jù)AK ，7 級精度查圖 6.10 得：動sm/. 載系數(shù) ；查 6.13 圖得：1.v?5? 則 265.1.1???KvA 由式： mdtt ./5.3/1? 5.31?tdm 6.0vs/265.1K 3.941dm 30 （3）計(jì)算齒輪傳動的幾 何尺寸 ① 計(jì)算模數(shù) m ② 兩輪分度圓直徑12d、 ③ 中心矩 a ③ 齒寬 b ④ 齒高 h 9.460/3.2/1??zdm21?z60/)(21???1835.121?db?m6?m取 6?m3021d6?a821bm5.3h 31 3.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度 (1) 確定公式中各參數(shù) 值 ① 兩齒輪彎曲疲勞 強(qiáng)度極 lim1li2F?、 ⑤ 彎曲疲勞壽命 系數(shù) 12FNK、 ⑥ 許用彎曲應(yīng)力 ][21F?、 ⑦ 齒形系數(shù) 12FaY、 和應(yīng) 力修正系數(shù) 12Sa、 計(jì)算兩齒輪的 和][1F SaY? ][2F Sa （2） 校核計(jì)算 由式 ][231FSaFdFYmzKT????? 查圖6.9得 ：取 MPF20li1li 9.21?NK MPaSYFSTFNF8.24.1/90. /][1lim21???? 查表6.4得取 7.121?SaFY014.86.27][][21??FSaFSa?][53.407.12617. 32FFMPa MPa???? MPaF20lim 1??9.21NKMPaF8.2][1??7.12 1?SaFY][53.4021FFa ??? 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 32 5.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 軸的材料選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，它的結(jié)構(gòu)尺寸與裝配圖見附圖 表 5-3 軸的校核計(jì)算 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計(jì)結(jié)果 1．求軸上的載荷 （1）計(jì)算齒輪受力 參見齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)及附圖 2J55.00.03-04 齒輪的分度圓直徑 601??mzd 3601?dm 圓周力 NTFt 360/15.2/1 NFt42.? 徑向力 ???2tan0.tan4?r r4107.? （1） 計(jì)算攪拌葉片 受力 葉片的周向推力 參見圖 3.2 葉片安裝角度為 25°時(shí)， NFs392?? ；葉片安裝角度為 15°時(shí)，NFk3.28?? 392?sFN5.1??s圖 5-1 直齒圓柱齒輪受力分析圖 33 ，軸向推力sFk ， ；葉片安NFs5.31??Fk3.24?? 4.350??sFN 裝角度為 20°時(shí)， ，4.350?sN7.236??kFN3.28?k.4??kFN7.236?k （1） 求支反力 ① 求 zx?平面內(nèi)作 用在軸上的支反力 ② 求 平面內(nèi)作yx 用在軸上的支反力 ， 0??AM5.7BzFN,B12z ，A.8By,0?B64FN5.?Bz12AzFN7.8By64?A 2．繪制彎矩圖和扭矩 圖 見圖 5.2 3．彎矩合成強(qiáng)度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。 危險(xiǎn)截面Ⅰ 截面Ⅰ處計(jì)算彎矩 截面Ⅰ處計(jì)算應(yīng)力 強(qiáng)度校核 考慮啟動、停機(jī)影響，扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng) 力， ,6.0??221)(?TMca?Pa2223650.785154?Wcac )1/(19/? 45 鋼調(diào)質(zhì)，由表 11.2 查得 ][???mNMca·2193?4.5c? 34 ][1?? ca 彎矩合成強(qiáng)度滿足要 求 4．疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 校核 不計(jì)軸向力產(chǎn)生的壓應(yīng)力 的影響va? （1）截面 C 左側(cè)強(qiáng)度 校核 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 331600mdW??332T 34096mW?812T 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPaMb4096//??WT812/35/? MPab49.0??T6.? 平均應(yīng)力 彎曲正應(yīng)力為對稱循環(huán)彎應(yīng)力， ，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動/)(minax???m 循環(huán)變應(yīng)力， 。MPa23./)(inax??? 0?m?MPa23.? 應(yīng)力幅 ba????/)(minax???2ia a49.0??Pm6? 材料的力學(xué)性能 45 鋼調(diào)質(zhì)，查表 11.2 MaB1527???? 35 軸肩理論應(yīng)力集中系 數(shù) ，036.14/5?dr ，查附表 1.6，并經(jīng)6/D 插值計(jì)算 MPa05.2???31? 材料的敏性系數(shù) 由 ， ，查圖 2.8 并mr5?MPaB40? 經(jīng)插值 8.0?? ?q 有效應(yīng)力集中系數(shù) )105.2(8.1)(1?????????qk3??? 9.?k26?? 尺寸及截面形狀系數(shù) 由 、 查圖 2.9mh6d1405.0?? 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由 查圖 2.10D? 62.?? 表面質(zhì)量系數(shù)和強(qiáng)化 系數(shù) 軸按磨削加工，由 查圖MPaB640?? 2.12 19.0q??? 疲勞強(qiáng)度綜合影響系 數(shù) 92.0/16./21/ 58?????????????kK 2.53???K 等效系數(shù) 45 鋼： ，.0～??1.5??? 取 ，1.0??5?? 僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)的 計(jì)算安全系數(shù) 01.49.23751 ????maKS??? 19?S 36 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)的 計(jì)算安全系數(shù) 46.0523.11 ??????maKS??? 3.1??S 彎扭聯(lián)合時(shí)的計(jì)算安 全系數(shù) 2223.159?????Sca 71.30?caS 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)： .13 取 5. 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校 核 Sca? 軸的疲勞強(qiáng)度合格 37 圖 5-2 軸的受力圖與彎矩圖 38 5.4 軸承的校核 現(xiàn)選一對角接觸球軸承 7228AC，軸轉(zhuǎn)速 n=40r/min，軸向力 ，徑向負(fù)荷分別為 。工作時(shí)KNF39.5??12.2.1rFKN??r、 有中等沖擊，脂潤滑，正常工作溫度，預(yù)期壽命 200000h。 表 5-4 軸承的校核計(jì)算 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)內(nèi)容及依據(jù) 設(shè)計(jì)結(jié)果 1． 確定 7228AC 軸承 的主要性能參數(shù) 查《滾動軸承產(chǎn)品樣本》得 87.0,6. ,235,2350???YeKNCrr，? 2． 計(jì)算派生軸向 力 12SF、 FrS2.51.·21? NFS8.170632? 3． 算軸向負(fù)荷 12a、 11 6.4)0763( Sae N???? 故軸承Ⅰ被壓緊，軸承Ⅱ被放松，得： NFSaae82121 a8.7064512? 4． 確定系數(shù) 122XY1、 、 、 eFrar?? ?17.03.4561 查表 8.10 得 0,,8.,4. 211 ?YX 0,1,87.4.2?YX 5． 計(jì)算當(dāng)量動負(fù) 荷 12P、 NFNYar 6.41287.45222?????P107.532? 6． 計(jì)算軸承壽命 已知 ε=3，查表 8.7、8.8 得： .Ptff?、 hLh496 39 hPfCnLpth 37.5.184067167???????????????? 7． 驗(yàn)算軸承是否 合適 hh20495?該軸承合格。 40 6 預(yù)加水雙軸攪拌機(jī)的安裝 6.1 預(yù)加水成球工藝對設(shè)備安裝的要求 由于槳葉式雙軸攪拌機(jī)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，其雙軸是不可能用等位 提升的方法卸出機(jī)殼，它必需從機(jī)體縱向水平抽出機(jī)殼。因此，為了 方便檢修，攪拌機(jī)在平臺上的布置位置在縱向必需留有雙軸水平抽出 的位置。 入攪拌機(jī)的進(jìn)料管應(yīng)與水平線呈 55°以上的角，以便生料粉從 攪拌機(jī)的進(jìn)料端部滑入機(jī)內(nèi)，為實(shí)現(xiàn)無粉塵操作環(huán)境創(chuàng)造有利條件。 攪拌機(jī)的出料口應(yīng)配置有“地方”大于“天圓”的“天圓地方” 過渡管接頭下部采用直徑不小于 300mm 的圓管，其水平線的夾角不得 小于 60°，以免含水物料在管內(nèi)的粘結(jié)。 6.2 雙軸攪拌機(jī)的安裝 雙軸攪拌機(jī)都具有整體槽鋼機(jī)座，安裝時(shí)應(yīng)首先時(shí)殼體與機(jī)座吊 裝就位，然后將雙軸放置在準(zhǔn)確的位置，再將端面板焊接殼體上，裝 好軸承座，接著在軸的主動端裝上一對齒輪及齒輪罩或罩殼；將減速 機(jī)、電動機(jī)以及聯(lián)軸器連接，最后裝上攪拌葉片。根據(jù)現(xiàn)場條件傳動 裝置可裝在進(jìn)料端。安裝具體要求是： 1.雙軸就位后，其兩軸中心線的平行度誤差不大于 1.5mm，兩軸 中心線的連線的水平誤差不大于 2mm； 2.攪拌葉片與殼體的間隙應(yīng)保證在 5～8mm 以內(nèi)。間隙小，殼體 上的集料易清理，雙軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動阻力較?。婚g隙大，集料難以清理， 運(yùn)動阻力大，易在操作中發(fā)生震動； 41 3.齒輪齒頂間隙應(yīng)控制在 2.5～3mm； 4.雙軸兩端軸承軸向游隙應(yīng)不小于 1.5； 5.攪拌機(jī)進(jìn)料管的安裝必須呈大于 60°的傾角，不得垂直進(jìn)料。 出料管的安裝必須根據(jù)工藝要求呈 60～65°的傾斜狀態(tài)，亦不得垂 直出料。 6.機(jī)殼密封性能應(yīng)良好、可靠，不得漏水漏灰； 7.為防止機(jī)殼集料增加運(yùn)動阻力和清料的勞動強(qiáng)度，機(jī)殼內(nèi)可附 設(shè) 3～5 厚的工程塑料料板，或涂以耐磨樹脂，改變含水生料在殼體 上的吸附性質(zhì)； 8.軸旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)呈自上從外側(cè)向下的形式。 6.3 電動機(jī)的安裝 電動機(jī)安裝時(shí)要考慮到 V 帶的安裝與拆換方便。由于考慮到實(shí)際 工作過程中空間的布置的需要，將電動機(jī)安裝在電動機(jī)滑軌上面，這 樣不僅避免了拆換不方便的問題，而且還有助于帶輪的張緊，非常實(shí) 用。 42 7 設(shè)備的使用維護(hù)和潤滑 7.1 設(shè)備的使用維護(hù) 由于雙軸攪拌機(jī)屬于大型、重載、低速、高能耗的設(shè)備，且它的 工作條件由工藝過程中的工藝特性決定，都具有高溫、高磨損、高粉 塵的工作特點(diǎn)。因此，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整、緊固、潤滑，使之保持良好的 工作條件，延長設(shè)備的壽命有重要意義。 1.檢查所有螺釘和螺栓的緊固情況，發(fā)現(xiàn)松動應(yīng)及時(shí)擰緊； 2.每班給加油點(diǎn)注油一次以及檢查圓柱齒輪減速機(jī)油標(biāo)上的油位 的高低； 3.因攪拌機(jī)葉片磨損嚴(yán)重，未經(jīng)碳化鎢噴涂的葉片使用壽命僅有 一個(gè)月，經(jīng)噴涂處理后的葉片壽命可提高數(shù)倍。因此，要經(jīng)常檢查葉 片的磨損情況，在更換攪拌葉片時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制葉片的安裝角度，以 免影響攪拌機(jī)的產(chǎn)量和攪拌質(zhì)量。 要特別注意攪拌葉片的斷裂，斷裂時(shí)應(yīng)及時(shí)停機(jī)取出斷裂部分，以免 進(jìn)入下道工序引起連鎖反應(yīng)造成更大的破壞。 4.經(jīng)常檢查霧化噴嘴水路系統(tǒng)的水量和水壓以及噴嘴是否堵塞。 5.要經(jīng)常檢查齒輪減速機(jī)和傳動齒輪箱的潤滑和磨損情況，發(fā)現(xiàn) 異?，F(xiàn)象要及時(shí)處理。 6.在正常工作中，攪拌機(jī)機(jī)殼邊緣經(jīng)常有積料，要求每班下班前 應(yīng)將積料清除干凈，以免積料硬化于下一次開機(jī)時(shí)攪拌軸卡死，引起 設(shè)備損壞。 7.經(jīng)常檢查攪拌軸進(jìn)料端的密封，發(fā)現(xiàn)密封處漏灰應(yīng)及時(shí)修理。 7.2 設(shè)備的潤滑 43 預(yù)加水成球設(shè)備的潤滑工作是維護(hù)工作中及其重要組成部分和關(guān) 鍵環(huán)節(jié)，及時(shí)、正確、合理地潤滑個(gè)零件部分，能減少摩擦阻力，降 低動力消耗，減少磨損，延長使用壽命，充分發(fā)揮設(shè)備效能，并有助 于安全運(yùn)行。 雙軸攪拌機(jī)是在高溫、干粉塵的環(huán)境中工作，因而它的減速機(jī)、 軸承、齒輪等潤滑部位要經(jīng)常的清洗和換油。 7.2.1 滑動軸承的潤滑 滑動軸承的潤滑劑，一般情況采用普通礦物潤滑劑和潤滑脂，高 溫重載時(shí)可用合成油、水和其他液體。在雙軸攪拌機(jī)工作時(shí)滑動軸承 的速度低、中等負(fù)載，因此，選用潤滑脂潤滑。 7.2.2 齒輪傳動的潤滑 雙軸攪拌機(jī)的齒輪傳動采用的是閉式齒輪傳動，齒輪采用粘度為 38～46 cst50℃的 50 號的潤滑油以及油池浸浴法進(jìn)行潤滑。 44 8 結(jié)論 預(yù)加水雙軸攪拌機(jī)可以使水的霧化和雙軸的攪拌，使物料得到充 分的浸潤，并攪拌成球，能為成球機(jī)成球提供有利條件，對改善料球 性能，提高料球質(zhì)量，降低能耗，提高立窯產(chǎn)量，具有十分重要的作 用。它的主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)在于攪拌葉片的安裝方法，殼體兩端焊接蓋板， 目的是為了在葉片損壞或軸斷裂時(shí)方便拆裝，減少工作量，有利于節(jié) 省成本，有一定的經(jīng)濟(jì)性。 45 參考文獻(xiàn) [1] 許林發(fā)主編. 建筑材料機(jī)械設(shè)計(jì)(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(jī)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(jī)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(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版 社，1999.10 [5] 李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊.北京：機(jī)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] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.9 [9] 趙忠.金屬材料與熱處理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1991.5 [10] 閻瑞敏，常敏.水泥工業(yè)自動控制預(yù)加水成球技術(shù)及裝備 [M].江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1990.10 [11] 黃有豐.預(yù)加水成球技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：中國建筑工 業(yè)出版社，1991.9 [12] 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì)