饲料加工厂环带式饲料加工厂环带式混合机的设计混合机的设计 一一、环带式混合机混合原理环带式混合机混合原理v环带式混合机的转子是由内、外两条螺旋环带所环带式混合机的转子是由内、外两条螺旋环带所组成。内外螺旋环带为等螺距、单头双层，结构组成。内外螺旋环带为等螺距、单头双层，结构比较简单、制造较容易，混合原理主要以对流混比较简单、制造较容易，混合原理主要以对流混合为主。由于内外螺旋环带旋向相反，当转子回合为主。由于内外螺旋环带旋向相反，当转子回转时，机内物料必然要作相对运动，物料颗粒之转时，机内物料必然要作相对运动，物料颗粒之间则出现相互渗透、换位，短时间内可形成粗略间则出现相互渗透、换位，短时间内可形成粗略的块状混合，对流效果良好；同时转子回转时，的块状混合，对流效果良好；同时转子回转时，螺旋环带可将物料带起，从而形成自然扩散混合；螺旋环带可将物料带起，从而形成自然扩散混合；由于螺旋环带半径不同，导致物料相对运动的速由于螺旋环带半径不同，导致物料相对运动的速度不同，进而形成剪切混合。度不同，进而形成剪切混合。1.大带轮大带轮2.减速器减速器3.联轴器联轴器 4.小带轮小带轮5.V带带6.轴轴承承 7.外螺旋环带外螺旋环带8.电动机电动机9.内螺旋环带内螺旋环带 10.卸料口卸料口11.混合室混合室 12.轴轴二二、设计采用的基本结构及理由设计采用的基本结构及理由 采用结构采用结构 理由理由 单室式单室式 根据混合量根据混合量,应该是小批量生产批量一般在应该是小批量生产批量一般在50-6000kg，用单，用单室型即可满足设计要求。室型即可满足设计要求。 机体为槽形机体为槽形,其截其截面面”U”形形 混合机型式多混合机型式多,这种型式目前国内普遍采用的。此结构简单，这种型式目前国内普遍采用的。此结构简单，易制造，占地面积不大，拆卸方便等优点易制造，占地面积不大，拆卸方便等优点 。双层单头螺旋结构双层单头螺旋结构 双层与单层相比，外层使物料沿轴的一端向另一断运动，内双层与单层相比，外层使物料沿轴的一端向另一断运动，内层相反的方向运动，强化了混合作用。层相反的方向运动，强化了混合作用。 出料口手动控制出料口手动控制 根据设计的要求采用这种下料方式，理由是由于不是要求很根据设计的要求采用这种下料方式，理由是由于不是要求很高的自动化控制。高的自动化控制。 总混合时间总混合时间一般混合时间为一般混合时间为2-10分钟。又由于混合的主要是玉米，而且分钟。又由于混合的主要是玉米，而且是小批量的生产，故可初步取是小批量的生产，故可初步取6分钟为每批的混合时间。分钟为每批的混合时间。 充满系数充满系数 一般在一般在25%-80%间，初步取间，初步取0.7，具体的确定后文有详细说，具体的确定后文有详细说明。明。 v1、机体的设计、机体的设计 v本设计采用本设计采用“U”型结构，它具有结构简单，易型结构，它具有结构简单，易制造，占地面积不大，拆卸方便等优点。制造，占地面积不大，拆卸方便等优点。 v进料口在机体顶部，为了节约加料的时间，提高进料口在机体顶部，为了节约加料的时间，提高混合时间，本设计采用矩形的进料口。混合时间，本设计采用矩形的进料口。v 2、机壳的设计、机壳的设计v本次设计采用普通的钢板材料，以降低产品的制本次设计采用普通的钢板材料，以降低产品的制造成本，混合机的钢板外侧加型钢焊接以增加强造成本，混合机的钢板外侧加型钢焊接以增加强度。各部件的材料见总装图上的材料标注。度。各部件的材料见总装图上的材料标注。 三、总体方案设计三、总体方案设计 v3、传动方案的选取、传动方案的选取v 设计所采用的是小批量的生产设计所采用的是小批量的生产(500kg每批每批)，由于需要的，由于需要的功率不是很大，可采用功率不是很大，可采用V带传动。在减速部分，为了降低带传动。在减速部分，为了降低成本，可采用目前用的比较广泛的标准圆柱成本，可采用目前用的比较广泛的标准圆柱ZLY齿轮减速齿轮减速器。器。v在本设计中有如图所示的两种方案，在第在本设计中有如图所示的两种方案，在第一种方案中，电动机首先与皮带传动系统一种方案中，电动机首先与皮带传动系统连接，在经过减速机减速，最后与工作机连接，在经过减速机减速，最后与工作机相连。在第二种方案中，电动机首先通过相连。在第二种方案中，电动机首先通过减速器减速之后连接皮带传动系统，最后减速器减速之后连接皮带传动系统，最后与工作机连接；由于本设计的传动装置采与工作机连接；由于本设计的传动装置采用的是皮带传输，所以必须保证皮带的速用的是皮带传输，所以必须保证皮带的速度不能太小，在第二种方案中，由于电动度不能太小，在第二种方案中，由于电动机直接与减速器相连，所以皮带的传动速机直接与减速器相连，所以皮带的传动速度是电机减速后的速度，这时的速度非常度是电机减速后的速度，这时的速度非常低，这样在皮带传输过程中，皮带容易打低，这样在皮带传输过程中，皮带容易打滑。滑。v比较两个方案，选择方案一作为本次设计比较两个方案，选择方案一作为本次设计的传动方案。的传动方案。 四四、混合室的设计混合室的设计 原始数据：容重原始数据：容重1.2 吨吨/立方米；每批处理量是立方米；每批处理量是0.5吨吨/小时小时 。 充满系数充满系数，其大小不仅影响混合效果，还影响，其大小不仅影响混合效果，还影响混合室的体积。一般取混合室的体积。一般取=0.6-0.8，本设计采用，本设计采用充满系数充满系数=0.7。为了稳妥起见。为了稳妥起见,设计中应该取小设计中应该取小一些值一些值r约为约为1.0左右（这样计算的理由是：尽量左右（这样计算的理由是：尽量取小值而计算出的混合室的体积能够保证混合室取小值而计算出的混合室的体积能够保证混合室满足要求。）满足要求。） v 由公式求得：由公式求得：v v=q/r=0.5/（1.0 0.7）=0.71立方米立方米 v混合室的主要尺寸包括混合室的长度混合室的主要尺寸包括混合室的长度a,混合室混合室的宽度的宽度b,转子中心离顶部的距离转子中心离顶部的距离h (单位单位mm) 如下图。如下图。经过计算得：经过计算得：a=1.23m；b=0.49m；h=0.434m。为了使混合机有一定的宽度为了使混合机有一定的宽度并且保持一定的稳定性并且保持一定的稳定性,在这在这里我取里我取b=0.5m，a=1.25m ，为了减小尺寸取为了减小尺寸取h=0.4m ，只，只要保证物料不超过转子的顶要保证物料不超过转子的顶部即可。部即可。混合机转子的设计混合机转子的设计 混合过程中对各种物料起混合作用的转混合过程中对各种物料起混合作用的转子子,它的结构形式直接影响混合机的工艺它的结构形式直接影响混合机的工艺性能。性能。 一般来说，物料残留随着转子工作间隙一般来说，物料残留随着转子工作间隙的减小而减少。反之，随着间隙的增大的减小而减少。反之，随着间隙的增大而增多。为了保证混合质量，在本次设而增多。为了保证混合质量，在本次设计中取计中取=3mm。 五五、电动机的选择电动机的选择 v混合机的配套动力目前还没有精确的理论计混合机的配套动力目前还没有精确的理论计算公式，根据经验公式进行近似计算：算公式，根据经验公式进行近似计算：v N=KaQ （千瓦）（千瓦） v在本设计中混合机的生产率为在本设计中混合机的生产率为0.510=5吨吨/小小时；时；Ka的值一般在的值一般在1.2-1.5之间，在本设计中之间，在本设计中取功率系数为取功率系数为1.4。则电动机的功率为。则电动机的功率为7kw, 由此可以选择额定功率为由此可以选择额定功率为7.5kw的电动机。的电动机。 v根据本设计的要求并综合以上分析，查手根据本设计的要求并综合以上分析，查手册选用电动机的型号为册选用电动机的型号为Y132M-4。这种电。这种电动机的数据如下动机的数据如下: 型号型号 额定额定功率功率 kw 同步转同步转速速r/min 满载转满载转速速r/min 外形尺寸外形尺寸质量质量kg 轴外轴外伸长伸长度度mm Y132M-4 7.5 15001440515350315 8180六、减速器的选择六、减速器的选择 按工作机所要求的转速计算可得减按工作机所要求的转速计算可得减速器的传动比为速器的传动比为9.6，所选的电动，所选的电动机的额定功率为机的额定功率为7.5 kw , 可以通过可以通过以上的数据进行选择。第一步，按以上的数据进行选择。第一步，按传动比和强度选择减速器；第二步，传动比和强度选择减速器；第二步，校核热功率校核热功率 。通过计算，选择减。通过计算，选择减速器速器ZLY112-10-I JB/T 8853-2001。 七、皮带轮的传动设计七、皮带轮的传动设计vV带轮使电动机输入的转速到减速器的转速带轮使电动机输入的转速到减速器的转速降低，从而使传动比达到要求。降低，从而使传动比达到要求。 经计算得：经计算得：v小带轮直径小带轮直径 ：140mmv大带轮直径大带轮直径 ：355mmv带长带长 ：2000mmv中心距中心距 ：602mmv带根数带根数 ：3根根八、键型号的确定八、键型号的确定 v在本设计当中，选择圆头普通平键联结。在本设计当中，选择圆头普通平键联结。v大轮键大轮键 键键A 1040GB1096-79v工作机的键工作机的键 键键A 1880GB1096-79 九、轴的确定九、轴的确定 v在进行轴的设计时，主要考虑选材、结构、在进行轴的设计时，主要考虑选材、结构、强度、刚度等问题。在本设计中，由于强度、刚度等问题。在本设计中，由于45号号钢能够满足本设计的要求，故选用钢能够满足本设计的要求，故选用45号钢。号钢。 v本设计中工作机的轴可以取载荷系数本设计中工作机的轴可以取载荷系数C为为106，而与减速器相连的轴转矩比较大，所以取，而与减速器相连的轴转矩比较大，所以取C为为110进行计算。进行计算。 v经过计算得：大带轮轴直径为经过计算得：大带轮轴直径为32mm，工作，工作机轴直径为机轴直径为72mm。v经过校核，符合设计要求。经过校核，符合设计要求。十、联轴器的选择十、联轴器的选择v在传动方案中我们所用的联在传动方案中我们所用的联轴器是联接减速器和和工作轴器是联接减速器和和工作机的，因此应具有一定的承机的，因此应具有一定的承载能力，转速并不是很高，载能力，转速并不是很高，且两轴间具有一定的轴线偏且两轴间具有一定的轴线偏移，振动并不是很大，冲击移，振动并不是很大，冲击不大。根据联轴器的特点，不大。根据联轴器的特点，选用滑块联轴器。金属滑块选用滑块联轴器。金属滑块联轴器适应于低速大扭矩，联轴器适应于低速大扭矩，因此我们选用金属滑块联轴因此我们选用金属滑块联轴器。器。 v通过计算，选择公称转矩为通过计算，选择公称转矩为2000N.m ，d 为为65mm 的金的金属滑块联轴器。属滑块联轴器。十一、轴承的选择与轴承座的设计十一、轴承的选择与轴承座的设计 v据工况条件，实际中主轴转据工况条件，实际中主轴转速很低，工作载荷相对较大，速很低，工作载荷相对较大，同时由于工作机中的螺旋环同时由于工作机中的螺旋环带主要依靠两端的轴承来支带主要依靠两端的轴承来支承，所以轴承要承受很大的承，所以轴承要承受很大的支承力和很大的径向力，所支承力和很大的径向力，所以在本设计中，选择圆锥滚以在本设计中，选择圆锥滚子轴承。子轴承。v根据计算出的轴的尺寸为根据计算出的轴的尺寸为70mm，我们可从，我们可从机械设机械设计师手册计师手册的圆锥滚子轴承的圆锥滚子轴承尺寸与性能参数表中选择尺寸与性能参数表中选择32014型号的圆锥滚子轴承。型号的圆锥滚子轴承。 轴承的润滑方式选择脂轴承的润滑方式选择脂润滑。轴承的密封结构润滑。轴承的密封结构选择毡封式密封选择毡封式密封 。十二、混合机的电控原理图设计十二、混合机的电控原理图设计起动电动机，起动电动机，合上闸刀开关合上闸刀开关Qs，按下起，按下起动按钮动按钮SB2，接触器接触器KM的的吸引线圈得电，吸引线圈得电，其主触点其主触点KM闭合，电动机闭合，电动机起动。起动。 十三十三、结论结论 v到次为止，本次设计的基本的内容已经完成。到次为止，本次设计的基本的内容已经完成。本次设计的饲料加工厂环带式混合机，是适本次设计的饲料加工厂环带式混合机，是适应小批量混合的优良产品。该机结构简单、应小批量混合的优良产品。该机结构简单、价格底、使用维护方便，混合效果好。价格底、使用维护方便，混合效果好。v我在这次的设计中受益匪浅：我学会了机械我在这次的设计中受益匪浅：我学会了机械设计的一般方法，了解和掌握常用机械零部设计的一般方法，了解和掌握常用机械零部件、机械传动装置或简单机械的设计过程和件、机械传动装置或简单机械的设计过程和进行方式。进行方式。十四、致谢v该设计是在李立和老师的悉心指导下完成的。从设该设计是在李立和老师的悉心指导下完成的。从设计的选题、实施直到撰写、修改和定稿，导师都倾计的选题、实施直到撰写、修改和定稿，导师都倾注了大量的心血。在整个论文完成过程中，无论是注了大量的心血。在整个论文完成过程中，无论是工作还是生活上，李老师都给予了很多的关心和帮工作还是生活上，李老师都给予了很多的关心和帮助，在此对李老师表示衷心的感谢！助，在此对李老师表示衷心的感谢！v在做论文期间，也得到了工学院其他老师和同学的在做论文期间，也得到了工学院其他老师和同学的支持和关心，在他们的帮助下设计得以顺利完成，支持和关心，在他们的帮助下设计得以顺利完成，在此一并表示最真诚的感谢！在此一并表示最真诚的感谢！v最后，再次谨向百忙之中评阅本文的各位专家、教最后，再次谨向百忙之中评阅本文的各位专家、教授表示诚挚的感谢。祝各位身体健康，工作顺利！授表示诚挚的感谢。祝各位身体健康，工作顺利！