雙軸槳葉式高效混合機工作機構(gòu)畢業(yè)設(shè)計-畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-24 08:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2021 年 5月 第一章 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一種 適用于食品、醫(yī)藥、化工、建材、塑料、飼料等行業(yè)的粉體混合，可進行固 固混合、噴加液體混合 的混合機 。 并具 有 適用物料范圍廣，混合精度高，混合速度快 ， 混合過程溫 和， 運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，不污染環(huán)境，安裝、使用、維修保養(yǎng)方便 的特點 。 根據(jù)參考有關(guān)書籍，我們設(shè)定主要技術(shù)參數(shù)如下： 產(chǎn)量500KG 電動機 功率 11KW 參與設(shè)計的共三個人，本人負責(zé)的是 混合機構(gòu)帶有槳葉軸和控制放料口的連 桿機構(gòu)的設(shè)計 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第二章 設(shè)計內(nèi)容 2． 1 結(jié)構(gòu)與原理 該雙軸混合機主要由兩根相反旋轉(zhuǎn)的軸以一定的相位排列及由安裝在軸上面的槳葉構(gòu)成。在電機的驅(qū)動下，一側(cè)軸上的槳葉將物料甩起隨其一 道旋轉(zhuǎn)，另一側(cè)軸上的槳葉利用相位差將一側(cè)甩起的物料反向旋轉(zhuǎn)甩起。這樣，兩側(cè)的物料便相互落人兩軸問的腔內(nèi)。 從而物料在混合機的中央部位形成了一個流態(tài)化的失重區(qū) (見圖 1) 度安裝，且以低圓周速旋轉(zhuǎn)。 物料被提升后形成了旋轉(zhuǎn)渦流，這種處于 失重狀態(tài)下的渦流產(chǎn)生混合作用。 使物料快 速、充分均勻地混臺 運動著的物料 。 雖然是固體 ， 但其表現(xiàn)卻象流體一樣 。 由于槳葉以一定的角 安裝，且以低圓周速轉(zhuǎn) ， 使物料快速、充分、均勻地混 合。 — 一 圖 1 物料 混合 運動示意圖 2． 2 混合機殼體的計算 依據(jù)該餛合機兩根槳葉軸的特點 ， 設(shè)計殼體為獨特的 w 型結(jié)構(gòu)， 外型框如圖 2 圖 2 雙軸混合機殼體示意圖 2． 2． 1 容積 (V)的計算 根據(jù)混合機的理論，混合機的最佳混合批量應(yīng)以物料剛好達到 轉(zhuǎn)子中心線為佳、而對于新型獨特的雙軸機，要求其能在滿負荷下工作 (即其生產(chǎn)能力超過其設(shè)計能力 )，則其充滿系數(shù)應(yīng)在 0． 2～ 1． 4范圍內(nèi)，依據(jù) 公式： 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 rGV ??（ 1） 式中： V — 混合機有效容積 ( 3m ) G— 批次混合量 (500公斤／批 ) r— 物料容重 (飼料 r=500kg／ 3m ) ? — 充滿系數(shù) (取 ? =0． 6) 2． 2． 2 混合室有效容積各部分尺寸的確定 混合機的混合室有效容積結(jié)構(gòu)如圖 2中 所示。將混合室容積分成圓柱體與長方體的組合，依據(jù)幾何關(guān)系得： 2 2 21 1 112 ( )4 2 4V D L D L D L??? ? ? ? (2) 式中： V? — 混合室有效容積 （ V? =1V = 3m ） D — 半邊“ W”型殼體內(nèi)徑 (mm) L — 殼體長度 (m) 為了造型美觀，將殼體的長寬比定為黃金分割比， 即： D1： L=0． 6l8 （ 3） 由 (2)(3)得： V? =1V == 22 11318 2 0 .6 1 8DD? ?（ ） （ 4） 根據(jù)孫楠同學(xué)對殼體的設(shè)計計算，得出的數(shù)據(jù)如下：混合機有效容積 V= 2m W型殼體內(nèi)徑 1D = 殼體的長度 L= 2． 3 葉片設(shè)計 2 根據(jù)物料特性及工藝要求定，對于有液體添加的混合物料，槳葉應(yīng)選用結(jié)構(gòu)簡單的形狀，以減少卸料及清理困難。此外，為減小物料阻力，還應(yīng)盡量縮短槳葉切割邊長度，由于在面積相同的情況下，正方形的周長較短，所以槳葉的形狀應(yīng)設(shè)計成正方形或接近正方形為宜。為保證槳葉與機體內(nèi)壁的間隙均勻一 致，槳葉頂端邊線應(yīng)設(shè)計成橢圓弧線。 2 3． 2 葉片的安裝方式 葉片的安裝方式是保證雙軸混合機性能的關(guān)鍵 ， 安裝不恰當 ， 就不能達到期望的憂越性能；叉根據(jù)物料流態(tài)化區(qū)的形成機理及 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 圖 3 葉片安裝示意圖 軸的受力均衡情況，初定每螺距上安裝四個葉片．安裝角為 (待定 )． 如圖 3所示。 2 3． 3 葉片參數(shù)的確定 如圖 3示，設(shè)葉片長為 L ，寬為 c．軸向投影長度為 b，徑向投影為 a．葉片安裝角為 α 考慮葉片轉(zhuǎn)子的平衡穩(wěn)定性，葉片在軸上的安裝數(shù)目應(yīng)取偶數(shù)，又因 為每螺距上有四個葉片 故： a=L/4K(K=2,4,6? ) (5) 上式中： a— 葉片徑向投影長度 (mm) L— 混合機殼體長度 (L=) k～偶數(shù)因子 (取 k=4) 則式 (5)： a=(mm) 根據(jù)圖 2的幾何關(guān)系： c=a/SINα （ 6） 2 3． 4 葉片安裝角的確定 混合室內(nèi)的物料顆粒除了受電機驅(qū)動軸葉片上力的作用外，還受物料粒子問的摩擦力及物料粒子與殼體的摩擦作用而產(chǎn)生復(fù)雜的復(fù)合運動 ， 設(shè)其合成運動速度為 V 、在 圖 4物料顆粒運動示意圖 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 軸線上的速度為 V軸， 圓周上的速度為 V周 運動示意圖如圖 4： 如圖 4所示，依據(jù)幾何關(guān)系 V合 =AB SINα247。 COSρ AB=2Π Rn/60 V合 =2Π Rn/60 SINα247。 COSρ V軸 =V合 COS(α +β )= 160nD? sincosa? COS(α +β ) (7) 式 (7)中： n— 葉片軸轉(zhuǎn)速 (r／ min) D1— 半邊殼體的內(nèi)徑 (mm) α — 葉片安裝角 ρ — 物料顆粒的摩擦角 角 （ρ =23176。∽ 28176。） 對于雙軸混合機，要達到其晟佳的混合效果，最大限度地降低動力消耗， 使物料能 形成流態(tài)化的失重區(qū)， 應(yīng)使物料的離心力 (m 2W R)小于重力 (m g)， m 2W Rmg. W=2π n/60 (8) 由上式 (8) n 1D(D1=) n(r／ min) 即混合機轉(zhuǎn)于的臨界轉(zhuǎn)速 n臨 (r/min)．那么由轉(zhuǎn)速 n導(dǎo)致的物料顆粒軸向速度 V也應(yīng)有一個極大值 。 顯然，要求得 式 (6)的 v軸 的極大值，只需對安裝角 (α )求 一階導(dǎo)數(shù) 。 然后令 dv軸 /dα =0即可。 n 1 1[ ( ) ( ) ]60n 1 1( 2 ) 060n 1 10 , 0( 23 ~ 2860dV DC OS C OS SINd C OSDC OSC OSDC OS?? ? ? ? ? ??????????? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 。 。軸因 為 ） 所以 cos(2α +β )=0 得： 2α +ρ =π /2或 2α +ρ =π /2(舍去 ) 取ρ =24176。 ．則有α =3317
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