【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 選擇及電機(jī)參數(shù)的確定攪拌功率的計(jì)算在正常情況下，混合設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所消耗的功率包括以下幾部分：（1） 使容器內(nèi)的粉粒體運(yùn)動(dòng)消耗的功率。（2） 軸承、減速裝置和傳動(dòng)裝置摩擦消耗的功率。（3） 連續(xù)驅(qū)動(dòng)容器本身或攪拌槳葉等回轉(zhuǎn)消耗的功率。（4） 其他附屬裝置，如控制器等消耗的功率。對(duì)于容器固定型混合設(shè)備，當(dāng)這類混合設(shè)備的螺帶葉片或攪拌槳回轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)于流動(dòng)良好的粉粒體，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)等到軸力矩。 （）式中 K—實(shí)驗(yàn)系數(shù)，查表取K=45； Dp—粒子直徑，m，查表取m； —表觀密度，kg/m3，查表取kg/m3； —內(nèi)摩擦系數(shù)，查表取=； Z—接觸螺帶的粉粒體層的高度或長(zhǎng)度，m，本設(shè)計(jì)Z=； d—葉片外徑，m，本設(shè)計(jì)d=； s—螺帶節(jié)距，m，本設(shè)計(jì)s=； b—葉片寬度，m，本設(shè)計(jì)b=； f—裝料系數(shù)，本設(shè)計(jì)取值f=。 參考已有實(shí)驗(yàn)測(cè)出的參數(shù)表格，選擇機(jī)型為臥式螺帶，則指數(shù)值如下：=0；=；=；=；=；=；=；=。對(duì)于本設(shè)計(jì)，物料設(shè)定為面粉和砂糖的混合物，攪拌葉片與攪拌桶內(nèi)壁間隙為2mm，根據(jù)查詢的資料，估算混合物料的表觀密度，粒子直徑等參數(shù)，最后計(jì)算數(shù)值確定如下：大螺帶轉(zhuǎn)矩而對(duì)于小螺帶，小螺帶轉(zhuǎn)矩?cái)嚢栎S上總轉(zhuǎn)矩?cái)嚢栎S功率 （）式中各參數(shù) P—功率，W； n—回轉(zhuǎn)速度，r/s，本設(shè)計(jì)取值n=1r/s； T—軸力矩。所以攪拌軸功率電動(dòng)機(jī)額定功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)額定功率是根據(jù)它的發(fā)熱情況來(lái)選擇的，在允許范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)絕緣材料的壽命為15~25年。如果超過(guò)了容許溫度，電動(dòng)機(jī)使用壽命就要縮短。而電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況，又與負(fù)載大小及運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。攪拌設(shè)備的電動(dòng)機(jī)功率必須同時(shí)滿足攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)及傳動(dòng)裝置和密封系統(tǒng)功率損耗的要求，此外還需考慮在操作過(guò)程中出現(xiàn)的不利條件造成功率過(guò)大等因素。電動(dòng)機(jī)額定功率可按下式確定： （）式中各參數(shù) PN—電動(dòng)機(jī)功率，kW； P—攪拌器功率，kW，由前面計(jì)算P=； PS—軸封裝置的摩擦損失功率，kW； —傳動(dòng)裝置的機(jī)械效率。軸封裝置摩擦造成的功率損失因密封系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)而異，一般來(lái)說(shuō)，填料密封功率損失大，機(jī)械密封的功率損失相對(duì)較小。但是考慮到設(shè)計(jì)的目標(biāo)功能與成本有機(jī)結(jié)合，最終采用了填料密封，作為粗略的估算，填料密封功率損失約為攪拌器功率的5%~10%，%，即軸封摩擦損失功率為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率是齒輪軸承帶這些零部件的效率乘積，，所以電機(jī)額定效率電動(dòng)機(jī)功率的修正計(jì)算電動(dòng)機(jī)用于海拔高度超過(guò)1000m或環(huán)境溫度超過(guò)40℃、相對(duì)濕度超過(guò)95%時(shí)，均在訂貨時(shí)注明，并計(jì)算功率的降低程度，這是因?yàn)楹０胃叨取囟群蜐穸榷紩?huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作產(chǎn)生很大影響。本設(shè)計(jì)忽略海拔高度和濕度的影響，只考慮環(huán)境溫度造成的影響，電機(jī)額定功率按照下式進(jìn)行修訂： （）式中 —校正溫度影響后的電動(dòng)機(jī)功率，kW； —電動(dòng)機(jī)額定功率，kW，由前面計(jì)算PN=； —溫度校正系數(shù)，根據(jù)表格查詢對(duì)應(yīng)25℃。所以電機(jī)額定功率電動(dòng)機(jī)的選擇為保證系統(tǒng)滿足啟動(dòng)要求和穩(wěn)定運(yùn)行要求。　交流異步電機(jī)的部分技術(shù)參數(shù)名稱額定功率kW額定電流A額定轉(zhuǎn)速r/min效率%質(zhì)量kgY290S2228407922　副電機(jī)的選擇及電機(jī)參數(shù)的確定與前面計(jì)算主電機(jī)的過(guò)程相似，首先設(shè)定工作條件：擺動(dòng)系統(tǒng)的擺動(dòng)周期T=1s，擺動(dòng)幅角，工作過(guò)程可以假設(shè)為整體箱體質(zhì)量集中為一點(diǎn)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，該點(diǎn)距離回轉(zhuǎn)中心的距離L=R/2=，攪拌桶作為鑄造件，設(shè)密度均勻，值為，并且作為粗略估算，將其外形假設(shè)為外部mm且內(nèi)壁厚10mm的長(zhǎng)方體，所以，整個(gè)攪拌桶質(zhì)量為將所有質(zhì)量集中到攪拌桶外壁某一點(diǎn)，那么擺動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩為擺動(dòng)的等效角速度擺動(dòng)功率計(jì)算電機(jī)功率，其中效率包括帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸承以及擺動(dòng)臂和凸輪之間的效率乘積，即選擇電機(jī)Y132M8。　交流異步電機(jī)的部分技術(shù)參數(shù)名稱額定功率kW額定電流A額定轉(zhuǎn)速r/min效率%質(zhì)量kgY132M87108279　主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)已經(jīng)初步選定，轉(zhuǎn)速2840r/min，攪拌軸的轉(zhuǎn)速60r/min，傳動(dòng)比大約為48，考慮到電機(jī)和攪拌軸的距離以及整個(gè)攪拌機(jī)的體積，采用一級(jí)帶輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比初定為3，兩級(jí)傳動(dòng)比為4的齒輪傳動(dòng)。下面將進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。　基本結(jié)構(gòu)的確定與選材對(duì)于傳動(dòng)比為3的帶傳動(dòng)，傳動(dòng)比不是很高，傳遞的功率也不是很大，使用普通V帶輪，材料HT200；齒輪傳動(dòng)比為4，材料40Cr[5]?！л喤c齒輪的詳細(xì)設(shè)計(jì)帶輪的詳細(xì)設(shè)計(jì)為計(jì)算帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，首先設(shè)定一些工作條件，本設(shè)計(jì)載荷變動(dòng)微小，帶負(fù)載啟動(dòng)，每天工作小于10小時(shí)。（1）計(jì)算帶輪的計(jì)算功率[7] （）式中 —計(jì)算功率，kW； —?jiǎng)虞d荷系數(shù)，； P—電機(jī)額定功率，kW。所以 （2）選擇帶型，普通V帶Z型，節(jié)寬bp=，頂寬b=10mm，高度h=6mm，截面積A=47mm2 （3）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，因此外徑，轉(zhuǎn)速為=2840r/min，驗(yàn)算帶的速度其中的取值范圍是25~30m/s。計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑查表圓整后，外徑。 （4）確定帶輪的中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度初定中心距 （） 初定 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度取，實(shí)際中心距中心距的變動(dòng)范圍 （5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上包角包角滿足要求。 （6）確定V帶的根數(shù) （）式中 所以， （7）確定帶的預(yù)緊力。單根V帶所需預(yù)緊力 （）其中 v—帶的線速度取最大值，m/s，； q—傳動(dòng)帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m。所以，由于新帶輪容易松弛，所以對(duì)于非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)。 （8）計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的力 （9）V帶輪設(shè)計(jì)，關(guān)于V帶輪的形式：，帶輪一般采用實(shí)心式；當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑小于等于300mm時(shí)可以采用腹板式；當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑大于300mm時(shí)，可以采用輪輻式。帶輪槽型Z型，基準(zhǔn)寬度，基準(zhǔn)線上槽深，下槽深，槽間距，第一槽對(duì)稱面至端面的距離，最小輪緣厚，輪槽角小帶輪34176。，大帶輪38176。所以，帶輪寬小帶輪設(shè)計(jì)，小帶輪軸徑d=34mm，采用實(shí)心式。 小帶輪結(jié)構(gòu)尺寸 小帶輪三維仿真大帶輪設(shè)計(jì)，,由于其基準(zhǔn)直徑已經(jīng)非常大，為了減少質(zhì)量，更重要的是降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，采用孔板式。 大帶輪結(jié)構(gòu)尺寸 大帶輪三維仿真齒輪的詳細(xì)設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)比的分配為，齒輪材料鍛鋼，直齒圓柱齒輪，7級(jí)精度。傳動(dòng)系統(tǒng)輸入功率小齒輪轉(zhuǎn)速 齒數(shù)比u=4，設(shè)定工作壽命10年，每年工作300天，每天工作6小時(shí)。選擇小齒輪材料40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS，大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS，二者材料硬度差40HBS。初定小齒輪齒數(shù)Z1=24,大齒輪齒數(shù)。按照齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪。 （）確定其中計(jì)算參數(shù)，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查表[6]得接觸疲勞壽命系數(shù)，KHN1=，KHN2=，取失效概率1%，安全系數(shù)S=1，計(jì)算接觸許用應(yīng)力將上述兩個(gè)數(shù)值中較小的值帶入公式中計(jì)算小齒輪分度圓直徑計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬模數(shù)齒高因此，齒寬比，計(jì)算載荷系數(shù)，根據(jù)v=，7級(jí)齒輪精度，查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=，假設(shè)，查表知，使用系數(shù)(輕微沖擊)，因此由，查彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)圖，得[7]，所以，載荷系數(shù)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑計(jì)算模數(shù)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) （）確定式中各參數(shù)，計(jì)算彎曲許用應(yīng)力，安全系數(shù)S=，計(jì)算載荷系數(shù)查取齒形系數(shù)查取應(yīng)力校正系數(shù)計(jì)算大小齒輪的值，并比較大小。大齒輪數(shù)值大，取用大齒輪的數(shù)值，取m=，分度圓直徑，齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。齒輪幾何尺寸及安裝尺寸計(jì)算分度圓直徑中心距齒輪寬取小齒輪寬，大齒輪寬。