双锥型混合机设计

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1、- 1 - 1 前言 1.1 选题背景及意义 (1) 国内外研究现状 在药品的生产过程中，混合这一过程对大部分药物来说，是不可缺少的一步，在原料药的生产过程中也是这样，而且物料的混合均匀程度是影响药品质量的一项非常重要的标准1。在固体制剂类医药的生产中，极其微量的药效成分与大量增量剂混合的均匀水平直接影响到药的质量。 在我国的医药领域内，粉粒混合机的应用比较常见，应用也比较广泛，按照传统的分类方法其可以分为两类，一类为容器旋转型，一类为容器固定型。传统的容器旋转型粉粒混合机容器的形状有双锥形，圆筒形，V 形等等，它们在执行混合操作时进行定轴转动，并且在不同的混合条件下可以在其容器内装上挡板和粉

2、碎装置，在进行混合操作时，可根据不同物料选择不同的转速，传统的容器旋转型粉粒混合机只能适用于混合质量要求并不是很高的场合，随着技术的不断进步以及对于混合质量的要求不断提高，传统的容器旋转型粉粒混合机已经不能满足要求，此时一批新型的粉粒混合机发展起来，新型的容器粉粒混合机主要有两种：一种为摇滚式混合机，又被称为二维运动混合机，一种为摇摆式混合机，又被称为三维运动混合机。 从 90 年代至今，我国经历了从容器旋转混合机、容器固定混合机的空白到现在的初具规模，并且已经基本广泛应用于生产实践中。现在，我国的混合机已经有少量的出口，国外厂家生产的产品也已逐步退出了中国的市场。目前，我国关于摇滚式混合机的

3、专利主要涉及到出料装置、驱动结构等。为使其易于改造，我国关于摇摆式混合机的专利主要涉及到其结构改进，还有一部分专利涉及到混合机的出料装饰等具体结构，近些年来，国外关于摇摆式混合机的专利主要涉及包括驱动方式如液压马达驱动、双轴驱动等在内的一些方面，而国内关于混合机的理论研究显得不足。摇摆式混合机的容器运动方式独特，与容器单一转动的混合机运动方式则差别很大2。 (2) 选题的目的及意义 在现在市场上，混合机的种类较多，双锥型混合机尽管在综合性能上比新型混合机要稍逊色一些，但其混合性能和混合效率能够满足中小型药厂对药剂的混合要求，且性价比更高，因此本设计中选择双圆锥混合机作为研究课题。通过结构改进，

4、提高其混合性能，并以此加深、巩固所学基础知识，并将知识有机的整合到一起，提高自己的设计水平和动手能力。 1.2 方案设计及论证 双圆锥混合机工作时，驱动电机带动圆锥筒进行旋转，使物料在筒内来回翻转，使物料形成扩散，流动剪切运动，从而使物料在混合均匀。 - 2 - 设计参数： 1. 混合筒全容积：0.3m 2. 筒体转速：12 转 /分钟 3. 生产能力： 60kg/次 1.2.1 传动方案初步设计 首先，应满足机器的功能要求，如所传递的功率大小、转速和运动形式，此外还应满足工作平稳、传动效率较高、传动距离较远、结构简单、工艺性好、使用维护方便。 常用传动方案有3 种： （ 1）带传动：结构简单

5、,适用于两轴中心距较大的传动场合；传动平稳无噪声,能缓冲、吸振；过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用；不能保证精确的传动比，带轮材料一般是铸铁等。 （ 2) 链传动:和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力；能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作；和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小；传递效率较高,一般可达0.95 0.97；链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象。 （ 3）圆柱齿轮传动：能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠；传递的功率和速度范围较大；结构紧凑、工作可靠

6、,可实现较大的传动比；传动效率高,使用寿命长3。 根据双锥混合机的实际工作情况，结合机械造价以及制药厂的经济效益，选择电机-减速器-链传动，再将动力传给圆锥筒进行混合操作，如图1.1 所示。 1.料筒 2.链传动 3.减速器 4.电机 5.联轴器 图 1.1 传动系统示意图 - 3 - 1.2.2 混合方案初步设计 （ 1）传统的双圆锥混合机仅仅依靠圆锥筒的旋转来对物料进行混合，相比而言效率较低，混合以后的质量也不是很高，出于此考虑，本次设计对传统的双圆锥混合机进行了改进，即在混合机中添加一旋转叶片4，如图1.2 所示。 图 1.2 筒内的旋转叶片 结构介绍：在圆锥筒内中部固装一对呈90的椭圆

7、形叶片，椭圆的大径、小径应保证在旋转状态下不会与料筒壁产生干涉。 原理介绍：在搅拌混合中，通常会有一些物料难以混合，尤其是粉状物料，通过叶片与圆锥筒的同步转动，使物料二次搅拌混合，从而提高混合效果。 （ 2） 另外现在的圆锥混合机在混合过程中会结块起球等，混合精度不容易保证，同时不能进行实时取样检测，对混合均匀度，难以测定，因此在筒体设置一个可以取样的小部件。 结构介绍：整体外观示意图如图1.3 所示，图1.4 为取样装置结构示意图，由内盖 2、管体3、杆体4、取样口5、端盖6、弹簧7、压柄8 构成5。 原理介绍：当压下压柄8 时，压在锥筒1 内部的内盖2 离开筒体，物料从口部流出，留到取样口

8、5，当放开压柄时，在弹簧的作用下关闭压盖，取样结束。 图 1.3 取样装置外观示意图 图 1.4 取样装置局部示意图 - 4 - 1.2.3 总体方案初步设计 通过上述方案设计，对于总体方案进行了整合加工。即采用电动机-联轴器-减速器-链传动-锥筒的整体传动方案，并采用筒内固装椭圆形叶片以及筒侧添加一个实时取样小部件的锥筒设计方案。整体设计方案如图1.5 所示。 1-圆锥筒；2-叶片；3-链传动；4-减速器；5-联轴器；6-电动机；7-实时监测部件 图 1.5 设计方案简图 - 5 - 2 传动系统的总体设计 2.1 传动系统总体方案设计 根据混合机的实际工作情况，以及从空间紧凑性方面考虑，选

9、择其传动系统部件组成为： 电动机-联轴器-减速器-链传动-轴承座-圆锥筒。 2.2 选择电动机 （ 1）通常选用Y 系列三相交流异步电动机。对于启动频繁、制动和反转的场合（如起重机），则应选用起重或冶金用YZ 型（笼型）或YZR 型（绕线型）三相交流异步电动机。电动机结构形式有开启式、防护式、和防爆式等。电机的安装形式可根据防护要求选择6。 （ 2）确定电动机的功率 标准电动机的容量以额定功率表示，所选用电动机的额定功率应不小于所需工作机要求的功率Pd。工作机要求的电动机功率Pd为 Pd=Pw/ (2-1) 式中 Pd工作机要求的电动机输出功率，单位为kW Pw工作机所需输入功率，单位为kW；

10、 电动机至工作机之间传动装置的总效率。 总传动效率的计算： 4321 (2-2) 其中1、2、3、4分别为联轴器、减速器、链传动的效率、轴承的传动效率。 查机械设计手册（表1-7）知各部分的传动效率： 十字滑块联轴器：1=0.970.99 减速器（双级圆锥齿轮减速器）：2=0.940.97 V 带传动：3=0.96 滚动轴承：4=0.98 4321=0.8570.89 所以总传动比 =0.8570.89 - 6 - 因此 Pd=Pw/=1.1/0.857=1.28 Pd=Pw/=1.1/0.89=1.23 因此，所需的电机功率为：1.28kw （ 3）电动机转速的选择 按照工作机转速要求和传动

11、机构的合理传动比范围,可以推算电动机转速的可选范围：其中链传动传递的功率一般在100kw 以下，链速不超过15m/s，推荐使用的最大传动比为imax=8。 对于Y 系列的电动机，通常多选用同步转速为1500r/min 和 1000r/min 的电机，如无特殊需要，不选低于750r/min 的电动机7。而双锥型混合机其为一般的工作机，对电机而没有特别的要求，因此通过查机械设计手册表选用同步转速940r/min,额定功率为1.5kw 的型号为Y100L-6 的电动机。参数如表2.1 所示。 表 2.1 电机参数表 2.3 传动系统总传动比及各级传动比分配 已知电动机的转速n1=940r/min ，

12、所需工作机转速n2=12r/min ，则总传动比i=940/12=78.3 传动比分配及选择原则为： （ 1）各级机构传动比应尽量在推荐的范围内选取。 （ 2）应使传动装置结构尺寸较小，重量较轻。 （ 3）应使各传动件尺寸协调，结构匀称合理，避免干涉碰撞。在二级减速器中两级的大齿轮直径尽量相近，以利于浸油润滑。 一般展开式耳机圆柱减速器推荐高速机传动比i1= （ 1.31.5）i2，同轴式则为i2i1。一般允许工作机实际转速与要求的转速的相对误差为（3%5%）。 分析本传动系统，本传动系统中由减速器以及V 带传动来分配传动比，V 带传动比推荐为（25）。根据以上选择原则，选择链传动的传动比为4

13、，选择减速器的传动比为20。计算可知，误差为2.17%，在误差允许的范围内，合适。 型号 功率(kw) 电流(A) 转速(r/min) 效率(%) Y100L-6 1.5 4.0 940 77.5 - 7 - 3 传动零件的选择设计及计算 3.1 链传动的设计及计算 链传动是一种挠性传动。它由链条和链轮（大链轮和小链轮）组成。通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递动力和运动。链传动在机械制造中应用广泛。 与摩擦型的带传动相比，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，因此能保持准确的传动比，传动效率高，又因链条不需像带那样张的很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传

14、动的整体尺寸较小，结构较为紧凑，同时，链传动能在高温和潮湿的环境中工作。 3.1.1 滚子链的设计及计算 （ 1）链条的分类与选择 链条按用途不同可以分为传动链、输送链和起重链。输送链和起重链主要用在运输和起重机械中。在一般机械中，常用的是传动链。 传动链又可以分为短节距精密滚子链（简称滚子链）、齿形链等类型。其中滚子链常用于传动系统的低速级，一般传递的功率在100KW 以下，链速不超过15m/s，推荐使用的最大传动比为8。齿形链使用较少。由于其需要传输的功率不大，因此采用单排链就能满足工作要求，并且多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排链承受的载荷不易分布均匀，故排数不宜过多，

15、因此选用单排链就合理。 （ 2）链轮的结构及材料 链轮由轮齿、轮缘和轮毂组成。链轮设计主要是确定其结构和尺寸，选择材料和热处理的方法。小直径的链轮可制成整体式。中等尺寸的链轮可制成孔板式；大直径的链轮，常可以将齿圈用螺栓连接或焊接在轮毂上。 链轮的材料 链轮轮齿要有足够的耐磨性和强度。由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮多，所受的冲击也较大，故小链轮应用较好的材料。常用的链轮材料列表如表3.1 所示： 表 3.1 链轮材料 链轮材料 应用范围 15， 20 Z 25 有冲击载荷的主、从动链轮 35 Z 25 主动链轮 45， 50， ZG45 无激烈冲击、振动；易磨损条件工作的主、从动链轮 15C

16、r， 20Cr Z 25 的大功率传动 40Cr， 35SiMn， 35CrMo 重要的，使用A 级链条传动的主、从动链轮 A3， A5 中速、中等功率，较大的链轮 不低于HT15-33 Z 50 的从动链轮 夹布胶木 P 6kw 速度较高要求传动平稳噪音小处 - 8 - 因次在此主动链轮应选择45，从动链轮的材料可选择为HT15. （ 3）链轮齿数 小链轮齿数 取 Z1=17，传动比i=4 大链轮齿数 2Z=iZ1=4x17=68 （ 4）实际传动比： i=21ZZ=4 （ 5）计算功率Pca Pca=KAKZP （ 3-1） 链轮传递功率为P=1.5kw，查机械设计手册得，工况系数KA=1

17、.0， KZ=1.1 Pca=11x.1x1.5= 1.65kw （ 6）链条节距P 由计算功率Pca=1.65kW 和链轮转速1n=47r/min，根据机械设计手册，查取得16A，即P=25.4mm （ 7）初选中心距a0p a0min=30P a0max=50P 取 a0=35P （ 8）链长节数pL： pL=20pa+122zz+3opfa=2 35 (17+68)/2+(68-17/2)2x25.4/889=114 取 LP=114 节 （ 9）链条长度L L=1000LpP （ 3-2） L=11425.4/1000=2895（ mm） （ 10）计算中心距ac ac=f1p2Lp-

18、(Z1+Z2) （ 3-3） ac=0.2490725.42114-85=726.44(mm) 其中，参数系数f=0.24907 由机械设计表9-7 查得 （ 11）实际中心距 a=ac-a （ 3-4） a=700mm - 9 - （ 12）链的转速 v=1 160 1000z n p （ 3-5） v=174725.4/60000=0.338(m/s) （13）有效圆周力F F=1000pv （ 3-6） F=100025.4/0.338=75.14(KN) （ 14）作用于轴上的拉力QF 1.20QAFK F （ 3-7） QF=1.21.175.14=99.18(KN) （ 15）润滑

19、方式的确定 根据链号16A 和链条速度V=0.338m/s，选用定期人工润滑。 链轮的设计计算: （ 1）链轮齿数 传动机构中链轮齿数Z1=17， Z2=68。 （ 2） 配用链条的节距、滚子外径、排距 查机械设计手册2 表 8-44 配用链条的节距p=25.4 滚子外径rd=15.88mm 排距tp=29.29mm （ 3）分度圆直径d 2d=01180sinzp （ 3-8） d2=25.4/sin(180/68)=550.97(mm) （ 4）齿顶圆直径ad m a xad1. 2 5rdpd （ 3-9） maxad=550.97+1.2525.4-15.88=566.84（ mm）

20、- 10 - minad21.6(1)rddz （ 3-10） m i nad =550.97+(1-1.6/68)-15.88=534.2（ mm） 取ad=560mm （ 5）齿根圆直径fd 2fd=534.12(mm) （ 6）轴向齿廓及尺寸 齿宽1fb 12.7p 则 1fb10.95b 1fb10.95b=0.9525.4=24.13mm 其中，1b为内链节内宽。 当12.7p 时，若经制造厂同意，亦可使用12.7p 时的齿宽。 齿侧倒角ab ab=0.13p=3.3mm 大链轮结构示意图如图3.1 所示 图 3.1 大链轮结构示意图 - 11 - 3.1.2 链传动的布置、张紧、润

21、滑和防护 （ 1）链轮材料及热处理： 材料选用45 钢，经淬火，回火处理，齿面硬度在4050HRC 之间，应用范围：无剧烈冲击震动和要求而耐磨损的主、从动链轮，根据实际情况选材符合要求。 （ 2）链传动的布置、张紧与润滑： 链传动的布置 链传动布置时，链轮必须位于铅垂面内，两链轮共面。中心线可以水平，也可以倾斜，但尽量不要处于铅垂位置。一般边在上，松边在下，以免在上的松边下垂量过大而阻碍链轮的顺利运转。 链轮的张紧 链传动的张紧的目的，主要是为了避免在链条的松边垂直度过大时产生啮合不良和链条的振动现象，同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。当中心线与水平线的夹角大于60时，通常设有张紧装置。 张

22、紧的方法很多。当中心距可调时，可通过调节中心距来控制张紧程度；当中心距不可调时，可设置张紧轮，或在链条磨损变长后从中去掉一至二个链节以恢复原来的张紧程度。张紧轮可以是链轮，也可以是滚轮。张紧轮的直径应与小链轮的直径相近。张紧轮有自动张紧和定期张紧，前者多用于弹簧、吊重等自动张紧装置，后者可用螺旋、偏心等调节装置，另外还可用压板和托板张紧。 链传动的润滑 链传动的润滑十分重要，对高速重载的链传动更为重要。良好的润滑可缓和冲击，减轻磨损，延长链条使用寿命。 3.2 减速器的选择 （ 1） 根据传动比分配计算，本设计中需要确定一个传动比为20 的硬齿面圆柱齿轮减速器，此类减速器属外啮合渐开线斜齿圆柱

23、齿轮减速器，其高速轴转速不大于1500r/min,工作环境为-40 45，低于0时，启动前润滑油应预热。 （ 2）已知电动机轴伸直径为24mm，且需要通过联轴器与减速器相连接。 根 据 设 计 要 求 ， 通 过 查 询 机 械 设 计 手 册 ， 最 终 选 择 减 速 器 型 号 为ZLY-125-20- ：两级传动，低速级中心距为125mm，公称传动比为20，采用第二种装配型式8。 3.3 轴的设计及计算 3.3.1 轴的作用 （ 1）轴是组成机器的主要零件之一。所有可以做回转运动的零件都必须安装在轴上才得以传递运动和动力。按照承受载荷的不同，轴可以分为转轴，心轴和传动轴- 12 - 三

24、类。轴按照轴线形状的不同，分为曲轴和直轴两类。直轴根据外形的不同可分为光轴和阶梯轴两种。光轴形状简单加工容易，但轴上的零件不易装配及定位，阶梯轴则正好与光轴相反。因此光轴主要用于心轴和传动轴，阶梯轴则常用于转轴。 （ 2）轴的设计是根据轴上零件的安装，定位及轴的制造工艺等方面的要求合理的确定轴的结构形式和尺寸。轴的工作能力计算指的是轴的强度，刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只需对轴进行强度计算以防止断裂或塑性变形，对高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算，以防发生共振而破坏。 3.3.2 轴的设计计算及校核 （ 1）轴的材料选择： 轴既要承受弯矩又要承

25、受扭矩，但所受冲击小，因此选择45 钢作为轴的材料，热处理方式选择为调质处理。 （ 2）轴的结构设计 轴的最小尺寸由公式4-1 来确定。 30pdAn （ 4-1） 根据机械设计手册，取A0=112，于是得 5612/5 . 1112/.330nPAd 当轴截面上开有键槽时，应增大轴颈以考虑键槽对轴的强度的削弱。因此， dmin=56x1+(5%-7%)=58.8-59.92mm 取 dmin=60mm 已知dmin=60mm，链轮宽度为108，根据机械设计课本 表 6-1 查得键的尺寸为： b x h（键宽x 键高）为18x11，定键长L 为 90mm。 右轴的最终设计结构如图3.2 所示。

26、 图 3.2 轴的设计结构图 （ 3）轴的校核 1）作出轴的计算简图如图3.3 所示： - 13 - 图 3.3 轴的计算简图 已知F1=400N， F2=100N， F3=500N， P=1.5kW， n=12r/min T=9550000P/n (4-2) T=9550000x1.5/12=1193750(Nmm) 2) 作出扭矩图，如图3.4 所示。 图 3.4 弯扭图 由弯扭图得出，F3所在的面为危险截面，因此选用其为校核对象 M1=400x150+100x200=80000(Nmm)， T=1193750(Nmm) - 14 - 3) 校核轴的强度 按照第三强度理论，对于直径为d 的

27、圆轴，轴的弯扭合成强度为 WTMca2)(2 （ 4-3） ca=22119375080000 /（ 0.1xd3） =1196427/34300=34.88（ MPa） 因为选择的轴材料为45 钢， 调质处理，由 机械设计手册查得，1=60MPa。因此1ca，故安全。 3.4 滚动轴承的选择 3.4.1 滚动轴承的作用 滚动轴承是现代机器中，广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件见的滚动接触来支撑转动零件的。滚动轴承绝大多数已经标准化，并有专业工厂大量制造及供应各种常规规格的轴承。 滚动轴承的基本结构主要由内圈、外圈、滚动体、和保持架等4 部分组成。内圈用来和轴颈装配，外圈用来和轴承座孔装配。

28、通常内圈随轴颈回转，外圈固定，但也可用于外圈回转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的 场合。当内、外圈相对转动时，滚动体即在内、外圈的滚道间滚动。常见的滚动体有球、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子、非对称球面滚子、滚针等几种。 3.4.1 滚动轴承的选择 选择滚动轴承主要依据几下几个原则 （ 1）轴承载荷 轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择滚动轴承类型的主要依据。 （ 2）轴承的转速 一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。 （ 3）轴承的调心性能 当轴承的中心线与轴承座中心线补充和而有角度误差是，或因轴受力而弯曲或倾斜时，会造成轴承的内外圈轴线

29、发生偏斜。这时，应采用具有一定调心性能的调心轴承或带座外球面球轴承。 （ 4）轴承的安装和拆卸 便于拆卸，也是在选择轴承类型时应考虑的一个因素。在轴承座没有刨分面而必须严轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内外圈可分离轴承9。 通过以上原则以及轴的内径，查询机械设计手册，选择圆锥滚子轴承。轴承- 15 - 型号为30214,个数为2 个。 3.5 联轴器的选择 （ 1）联轴器是机械传动中常用的部件。他们主要用来连接轴与轴，以传递运动与转矩；有时也可用作安全装置。联轴器用来把两轴连接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将连接拆开后，两轴才能分离。 （ 2）选择联轴器类型可以考虑以下几

30、点： 所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减震功能的要求。 联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器。 两轴相对位移的大小和方向。在安装调整过程中，难以保持两轴严格精确对中，或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。 联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元素制成的不需润滑的联轴器比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，可能污染环境。 联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足其使用性能的条件下，应选用拆卸方便、维护简单、成本低的联轴器。 （ 3）本设计中的联轴器用来连接减速器输出轴与圆锥筒体上的旋转轴，用以将减速器输出的动

31、力传动到筒体旋转轴上。 已知电机输出转速为940r/min， 功率较小，处于高速级，转速较快，无剧烈冲击。 综合考虑以上几点，选择滑块联轴器，此种联轴器的结构简单，尺寸紧凑，而且适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处，故选其作为本设计中的零件。 所选型号为KL4，轴孔直径为28mm，个数为2 个。 - 16 - 4 其他零部件的设计 4.1 筒体的设计 （ 1） 在本设计中，圆锥筒的设计上采用了两个部件，一个为锥筒内部固装叶片，另一个为筒体下部安装一个实时监测部件。这样设计不仅可以提高混合效率，更可以实时掌握混合情况。 （ 2）圆锥筒材料的选择 所设计的圆锥筒需满足的条件是： 考虑到料筒用于成装药

32、粉颗粒，因此材料要选择不锈钢； 混合筒的容积为0.3m3，相对较大，应尽可能采用轻质且性价比好的材料。 考虑到混合的药粉颗粒会有腐蚀性，所以要选择一些具有抗腐蚀能力的材料。 由于料筒是焊接件因此选择的材料需要具有良好的焊接性。 综上所述查阅资料，选用奥氏体不锈钢，选择型号为1Gr18Ni9Ti。 这种材料具有较好的耐晶间腐蚀性，一般应用于焊芯、抗磁仪表、医疗机械、耐酸容器及设备衬里输送管道等设备的零件。 （ 3）圆锥筒结构的选择： 通过查询化工手册，选择圆锥封头与法兰及圆柱壳体焊接。 选择的圆锥封头标记为：CHA 800x8-16MnR JB/T 4746，其中圆锥封头公称直径为 800，名义

33、厚度为8mm，材质为16MnR10。 4.2 实时监测部件的设计 （ 1）为了更好的掌握药品混合情况，在锥筒下部筒壁上设一实时取样部件。 （ 2）实时取样部件的组成：压盖、管体、推杆、采样口、端盖、弹簧、压柄（混合筒内壁），如图4.1 所示。 图 4.1 实时取样部件 - 17 - 如图4.1 所示，管体3 里端固定连接在混合筒内壁1 上，且与混合筒4 内部相连通，管体3 外具有端盖6，推杆4 穿过端盖6 及管体3 深入到混合筒内，推杆4 里端连接有阻隔混合筒与管体3 之间相连通的压盖2，推杆4 外端设有压柄8，压柄8 与端盖6 之间设有弹簧7，管体3 下部设有采样口，当按下压柄8 时，压柄8

34、 通过推杆4 带动压盖2，使压盖2 离开管体里端关口，混合筒内的物料就会进入管体3，并从管体3 下部采样口5 进入采样器皿中。 4.3 叶片的设计 （ 1）本设计中在罐内中部设有叶片；在以转轴轴心线与锥罐中心线所在的平面内固制有一对垂直交叉的叶片，其两对叶片相交的两角平分线与转轴的轴心线在同一平面内。在其旋转搅拌混合的过程中，交叉的叶片迫使物料在叶片上滞留并作二次搅拌混合。其次，左右相交的叶片可使物料来回左右搅拌运动，以提高混合的效果。 （ 2）叶片结构设计： 叶片形状为椭圆形，两叶片相交成90o。其中大径为240， 小径为100。与其相连接的轴直径为20mm。厚度取10mm。如图4.2 所示

35、。 图 4.2 叶片？ 向视图 4.4 支架的设计 （ 1）支架的设计 从混合机的安全性以及混合机的稳定性考虑，滚动轴承支架、电动机座支架以及减速器支架均选择四根等边热轧角钢作为支架，角钢之间的横梁仍采用角钢以角焊接的形式焊接，以提高其安全性、稳定性。支架顶部均采用角焊接的形式将焊板焊接在支架之上来固定滚动轴承座。热轧等边角钢的材料为16Mn。 通过查询机械设计手册上册第一分册，选择角钢的型号为6.3 号 料筒支架，电动机座支架以及减速器支架均焊于一块焊板之上来保证装配关系，在支架上部焊接焊板，并且开孔，用以固定电机、减速器以及支承料筒的滚动轴承座。 右支架示意图如图4.3 所示， - 18

36、- 1.电机座 2.减速器座 3.滚动轴承支架 图 4.3 右支架三维示意图 左支架与右支架的滚动轴承支架类似，如图4.4 所示。 图 4.4 左滚动轴承支架 - 19 - 5 结 论 本次设计所使用的传动系统为电动机-滑块联轴器-减速器-链传动-传动轴。 混合系统的组成为为特制圆锥筒（固装两叶片成90的叶片在筒内），并在筒下部设置一个实时监测部件。支架采用角钢焊接而成。 设计中的优点： （ 1） 设备性价比较高，虽成本较传统混合机有所提高，但本身的性能也大大提高。 （ 2）传动系统简单易行、传动稳定、维护简单。 （ 3） 对于混合要求比较严格的药物，可以通过实时监测部件进行实时了解控制，有效

37、提高工作效率。 （ 4） 支架采用角钢焊接稳定，强度高。 设计中存在的缺点： （ 1） 传动系统中采用链传动，需要定期对链进行润滑。 （ 2）本设计中混合筒的制造相比传统的混合筒所需的工序更多，尤其实时监测部件，制造其需要的工艺水平更高。 - 20 - 参 考 文 献 1 高金吉, 范德顺, 张连凯, 黄钟. 容器运动型混合机在我国发展现状及展望J. 大连理工大学学报, 2004, 44(1): 7-11 2 于维霞. 大型圆筒混合机发展及筒体制造技术J. 烧结球团, 1999, 24(4): 48-50 3 濮良贵, 纪名刚. 机械设计M. 北京：高等教育出版社, 2001. 4 王马金.

38、改进的搅拌机双锥混合机P. 中国专利 03264534, 2003-06-18. 5 查国才. V型混合机P, 中国专利 200720042915, 2007-8-15. 6 李柱国. 机械设计与原理M. 北京：科学出版社, 2003. 7 卢耀祖, 郑慧强. 机械结构设计M. 上海：同济大学出版社, 2004. 8 中国机械工程协会带传动技术委员. 中国机械工业标准会. 传动卷M. 北京: 中国标准出版社 , 1989. 9 成大先. 机械设计手册单行本M. 北京:化学工业出版社, 2004. 10 .化工手册M, 济南: 山东科学技术出版社, 1987. 11 曹式黎, 卢英慧. 圆筒混合

39、机的设计与制造J. 机械研究与应用, 2007, 20(3): 55-57 12 张超. 当代混合机的结构原理及发展趋势J. 矿山机械, 2010, 38(16): 12-15 13 谢铃, 梁毅. 国外双锥混合机的最新动态观察与探讨J. 2010, 32: 41-42 14 Motoaki yoshida . Estimation of mixing efficiency of model concrete mixed in bi-axial forced-mixing type mixer by the fluctuation of pressure measured on the bladeJ.International Journal of Modern Physics B,2010,24(15): 2396-2501. 15 F. Amrouche, R. Allam. and L. Dascalescu. Simplified analytical expression for calculating noise figure of hemt gate mixersJ. Fluctuation and Noise Letters, 2005,5(1): L97-L104.