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1、 立式螺旋型混合机学 生：杨丰赟指导老师：刘惠恩（闽南理工学院，学号101016124）摘 要：立式混合机是饲料加工厂一种常用的混合机械，特别在一些小型饲料加工厂应用较广。立式混合机由筒体和混合输送两大部分，筒体部分的结构是根据物料的混合量和混合要求确定，而混合输送部分基于立式螺旋输送机的设计原理。本设计在给定的原始数据的基础上，通过分析和计算完成了立式混合机的总体设计，传动方案的选择。在此基础上，根据物料的混合要求，进行了混合机的搅龙、圆筒、电动机、皮带轮等的设计计算。整个机型结构简单，动力消耗少，维护方便等。关键词：立式；混合；混合机Design of Vertical Spiral Mi
2、xer Student: Zeng Yusheng Tutor:Tang Chouzhou (Oriental Science & Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract : The vertical mixer is a commonly used machinery in feed-processing factory, which is specially widely used in small feed-processing factory. The vertical
3、mixer consist of two major parts including the tube body and the mixer transportation. the tube body is determined by the mixture request and material properties. Based on original data, the total structure and the transmission devices is designed and selected. On that basis, spiral shaft, cylinder,
4、 the electric motor, and the pulley was designed and selected. The mixer has such advantages as simple structure, low power consumption and well maintenance. Key words: vertical；mix; mixer1 前言配混合系统是饲料厂的重要工段, 混合机是饲料加工厂的关键设备之一，其中混合机的性能好坏与使用效果，直接影响生产率和产品质量。近十年来,随着饲料添加剂工业和成套饲料加工设备的发展，对混合机的要求越来越高。一般说来,要求
5、混合精度高、混合速度快、能耗低、粉尘密封性好、装载系数大、出料干净、噪音小、操作容易、运转平稳、清洗维修方便、使用寿命长，对不同物混合料有较好的适应性，混合后的制剂不产生离析分层现象，对某些混合料还要求不产生混合过热等。随着经济全球化进程加快，我国已加入WTO，塑料制品及塑机行业都将面临更加激烈的市场竞争，面临企业重组，优存劣汰的局面。不断提高混合机品质，全面壮大企业实力是混合机制造企业的必然选择。与国外先进企业相比，国产混合机无论在理论设计、制造技术、材料技术、能耗指标、配套器材等方面都存在较大的差距，国内混合机制造企业要不断壮大，必须研究混合机的技术现状和技术差距，采取有效措施，不断缩小差
6、距，追赶世界先进水平。国内混合机生产企业应该充分利用中国加入WTO的机遇，加强与国外的技术交流，汲取国外先进混合机之长，加快提高我国混合机自动化控制程度、外观质量、成套性和功能组合性，缩小与国外产品的差距，提高我国产品在用户中的信任度，使我国混合机不仅在国内市场，而且在国外市场也能占据一席之地。我国现在已生产的混合机品种日益增加，适用范围不断扩大，产品水平及质量正在迅速提高，市场竞争能力正在不断增强。特别是我国政府出台了支持产品出口的各项相关政策，为国内混合机的发展创造了极好的外部条件，这都表明我国混合机发展前景良好。1.1 选题研究的目的与意义混合机是利用机械力和重力等，将两种或两种以上物料
7、均匀混合起来的机械。混合机械广泛用于各类工业和日常生活中。混合机可以将多种物料配合成均匀的混合物，如将水泥、砂、碎石和水混合成混凝土湿料等；还可以增加物料接触表面积，以促进化学反应；还能够加速物理变化，例如粒状溶质加入溶剂，通过混合机械的作用可加速溶解混匀1。本论文是设计一种立式螺旋混合机，根据其特点设计时要求必须有合理的结构（包括制造工艺合理，搅龙的连接牢固可靠，检修安装方便等）和足够的强度，同种混合机可用于几种不同的混合过程，而且螺旋式由于其有可以使物料循环的能力，几乎是应用中最广泛的一种类型，这就决定了该混合机具有很好的设计和开发价值。2 混合机的混合机理和类型2.1 混合机的混合机理工
8、作时，将按比例配好的各种物料依次倒入进料斗内。由垂直搅龙将物料向上推送至搅龙顶部的敞开口后，向四周甩出。物料下落到机器底部，再次被搅龙向上推。这样经过反复多次循环，饲料得到均匀混合，然后经卸料斗排出2。2.2 混合机的分类在生产工艺过程中，多采用机械混合。以下所述均为按机械混合的方法来实现物料混合的混合机。混合机可根据其布置形式、用途、结构、工作原理及与配合器配合工作的方式来分类。按混合机的布置形式，可分为立式混合机和卧式混合机；根据其适应的饲料种类，可分为干粉料，湿拌料和稀饲料混合机；按结构和工作原理，可分为回转筒内无搅拌部M式、固定腔室(内配搅拌部件)式两类，根据被混合物料的物态不同，采用
9、不同工作部件。用于粉料混合的有螺旋、叶片和螺带式；用于稀饲料搅拌的有螺旋、桨叶和叶片式；对于潮湿料则用螺旋和叶片式。混合机主要分两大类，即旋转容器式混合机和固定式容器混合机，其中旋转式混合机又包括圆筒混型合机、双锥型混合机、V型混合机、正方体型混合机；固体容器式混合机分为螺旋带式混合机、立式螺旋混合机，下面对这些混合机进行介绍3。2.2.1 圆筒混型合机圆筒型混合机按其回转轴线位置可分为水平型及倾斜型两种。图1所示为圆筒型混合机示意图。当水平型圆筒混型合机操作时，物料的流动型简单，它缺乏沿水平轴线的横向运动，容器两端都有混合死角，且卸料不便，故混合效果不够理想，一般不采用；倾斜型圆筒混型合机，
10、由于容器与水平轴线间存在一定的角度，这便减小了物料在水平型容器内运动的缺点，而使流型复杂化，混合能力增强。2.2.2 双锥型混合机双锥型混合机，它的容器由两个锥筒和一段短圆柱筒焊接而成，其锥角是根据被混合散料的逆止角来确定，有和两种结构，其转速底，横流效应良好，对流动性好的物料混合较快，且消耗功率底。2.2.3 V型混合机V型混合机，它的旋转容器由两个倾斜圆筒组成，两筒轴线夹角在之间，容器与回转轴非对称布置。起混合时间为4分钟左右，转速在625r/min，主要用于干粉类食品物料的混合。2.2.4 正方体型混合机正方体型混合机的容器为正立方体，而正方体对角线的位置，即旋转容体的轴线，混合时间短，
11、混合速度快，且没有死角产生，卸料容易，适用于咖啡等物料的混合。 图1 双锥型混合机示意图Fig1 Dicone mixer schemes图2 V型混合机示意图Fig2 V mixer schemes3 立式混合机结构特点3.1 立式混合机结构组成立式螺旋混合机组要由：受料斗, 搅龙, 圆筒, 搅龙外壳, 卸料开关4。3.2 立式混合机特点立式混合机的特点：1）配用动力小，占地面积小2）结构简中紧凑，操作维修方便，噪音小，对物料的适应性广，不需要特殊的生产场地3）一次装料量多，调批次数少4）每批料混合时间长5）混合精度不高，腔内物料残留量较多。4 混合机主要技术参数的确定4.1 原始数据混合机
12、容量： 1 m3；主轴转速：360 r/min；混合时间：1520 min；功 率：3.6 kW。4.2 混合机主要结构参数的确定4.2.1 立式螺旋混合机结构参数 查农业机械设计手册P1222表18-1-12 1）混合室容积V(m3) 0.622）圆筒直径D（m） 0.81.83）圆锥部分的锥角 4）圆筒高度H（m） （0.42）D5）垂直螺旋的直径d （0.250.35）D6）螺旋与套管的间隙（mm） 8107）套管顶端与顶板的间距 0.75d8）套管底端与圆锥内壁板的间距 0.75d圆筒直径：1000 mm高度：2166.5mm 4.2.2 生产率立式螺旋混合机的生产率Q为：Q=60V/
13、T (kg/h) （1）式中 V混合室容积（m3） 混合室充满系数，=0.750.85 混合饲料的容积质量，=500550（kg/m3） T生产一批饲料所用时间，一般为620minQ=1584004.3 电动机选择 1）小型三相异步电动机（封闭式）,型号Y(IP44)，作一般用途的驱动源，即用于驱动对驱动性能、调速性能及转差率无特殊要求的机器和设备；亦用于灰尘较多，水土飞溅的场所。适用与无特殊要求的机械上，如机床，风机，运输机，搅拌机，农业机械等，额定电压380V，频率50HZ。2）小型三相异步电动机（防护式）,型号Y(IP23)，作一般用途的驱动源，即用于驱动对驱动性能、调速性能及转差率无特
14、殊要求的机器和设备，但必须要求周围环境比较干净，防护要求较低的场所。3）YZR、YZ系列冶金及起重机用三相异步电动机。YZR系列为绕线转子电动机，YZ为笼型转子动机。冶金及起重用电动机大多采用绕线转子。单对于30KW以下电动机预计在启动不是很频繁而电网量有许可满压启动的场合，也可采用笼型转子。4）YL系列单相双值电容余部电动机，具有转矩高，效率高，功率高的特点，但是适用与启动力矩较大的空气压缩机、木工机械、粉碎及其他小型机械5。4.3.1 工作机所需功率Pw Pw= 3.6 kW （2）4.3.2 电动机输出功率PdPw/ （3）=带轴承 =0.960.99=0.9504 （4）Pd=3.787KW4.3.3 电动机转速的选择 按照工作机转速要求和传动机构的合理传动比范围，推算电动机转速范围，V带传动比为24。nd（i1i2in）nw初选为异步转速为1440r/min的电动机4.3.4 电动机型号的确定根据上述对几种常用电动机的分析，综合考虑到立式混合机属于无特殊要求，配用动力小的一种农业机械，采用小型三相异步电动机（封闭式）,型号Y(IP44)。已知混合机的功率后，查阅机械设计手册，由于考虑到功率应当比计算值大一些，查阅标准，选取Y112M
