双轴搅拌机设计-开题报告.doc

1、 河南理工大学 万方科技学院 本科毕业 （论文） 设计开题报告 题目名称 2J550 3000 双轴搅拌机设计 学生姓名 马磊 专业班 级 07 机制 2班 学号 0720150127 一 选题的目的和意义： 双轴搅拌机为螺旋式搅拌机，它的搅拌部件是两根形状对称的同步螺旋转子，两根螺旋轴在旋转时速度同步、方向相反。双轴搅拌机由电机驱动，可用减速机控制转子转动速度，达到最佳的搅拌效果。 双轴搅拌机的主要部件包括，机械外壳、两根螺旋转轴、电机驱动装置、联动装置、配管和盖板等，必要时双轴搅拌机还可搭配减速机使用。 双轴搅拌机 的螺旋轴是最重要的工作部分，两根螺旋轴的旋转方向相反，都具有轴承座、轴承套

2、、轴承盖、叶片和联动装置。 包括彼此平行的第一和第二搅拌轴、搅拌叶片和卧式搅拌桶，所述搅拌叶片从第一和第二搅拌轴向四周伸出，并在轴向依次等距排列而在圆周方向依顺时针或逆时针彼此相差一固定角度，使在第一和第二搅拌轴上的搅拌叶片分别形成旋向相反的螺旋状排列；所述第一和第二搅拌轴彼此同步转动并且其叶片交错通过由该第一和第二搅拌轴轴线所确定的平面；在所述搅拌桶一端的顶部设有进料口，而在所述搅拌桶另一端的底部设有出料。采用这种结构，搅拌机的搅拌叶 片在搅拌 干粉 砂浆的同时将干粉砂浆从进料口排向进料口，从而实现生产的连续，有效的提高了生产效率。 双轴搅拌机的螺旋轴在运行过程中受到的磨损最为严重，可采用刚

3、玉陶瓷等耐磨材料制造。 双轴搅拌机在工作时，物料通过进料口进入筒体，两根螺旋轴在电机驱动下反向现转，物料受旋转作用而随之运动，相互混合完成搅拌。双轴搅拌机的两根螺旋轴之间的区域，旋转方向不同的物料相互挤压作用，能提高混合搅拌 效果。 双轴搅拌机是混合干燥物料的理想设备，适用于在输送干粉状物料的同时加水搅拌，从而均匀加湿各种干粉物料。一般来说，双轴搅拌机所搅拌的物料含水分不超过 20%。双轴搅拌机在火力发电厂、矿山等粉状物料加湿场合较为常见。 鉴于双轴搅拌机所具有的标准的机械特性，我选择了这个设计课题。这是我们毕业前的最后一次作业，这让我们对以前学过的相关机械方面的课程进行了一次全面系统复习。这

4、次设计我将独立完成一台双轴搅拌机的完整设计，这对我来说是一个不小的挑战，但也是一次重要的锻炼机会。 课题的主要内容是结合生产实际，完成一台生产 能力 为 Q = 30 t/h的 2J550 3000双轴搅拌机设计。 二 国内外研究现状简述 ： 强制搅拌机 强制搅拌机，本实用新型属于灰砂砖生产中的混合料搅拌设备，其主要解决双轴搅拌机加水量不易控制，搅拌力小，使物料易结团结仓的问题，该机包括行星搅拌机构，涡流搅拌机构，搅拌鼓，排料机构，搅拌机架及底架等部分，搅拌鼓的中心位置设置有涡流搅拌机，在涡流搅拌机两侧机架上，对称布置有两行星搅拌机，两行星搅拌机作相对旋转，涡流搅拌机与搅拌鼓呈反向旋转，该机搅

5、拌力大，解决了结团结仓等问题。 一种适用于灰砂砖生产搅 拌混合料的强制搅拌机，包括行星搅拌机构，涡流搅拌机构，搅拌鼓，搅拌机架，排料机构及底架等部分组成，其特征在于搅拌鼓位置于底架上的大齿圈的轴承座上，搅拌鼓的中心位置设有涡流搅拌机，在涡流搅拌机两侧机架上，对称布置有两行星搅拌机。 JW350 型强制式搅拌机 主要技术参数 出料容量 350 L 进料容量 560 L 额定功率 5.5kw 最大粒径 40mm 主轴转速 35 转 /分 外形尺寸 13001200 混凝土搅拌机 混凝土搅拌机，包括通过轴与传动机构连接的动力机构及由传 动机构带动的滚筒，在滚筒筒体上装围绕滚筒筒体设置的齿圈，传动轴上

6、设置与齿圈啮合的齿轮。本实用新型结构简单、合理，采用齿轮、齿圈啮合后，可有效克服雨雾天气时，托轮和搅拌机滚筒之间的打滑现象；采用的传动机构又可进一步保证消除托轮和搅拌机滚筒之间的打滑现象。 搅拌机还可衩被分为： 星式搅拌机 防险搅拌机 立式搅拌机 混凝土搅拌机 双轴搅拌机 单轴搅拌机 防滑混凝土搅拌机 JS 双卧轴混凝土搅拌机 主要技术参数 出料容量 500 L 进料容量 800 L 生产能力 2428m3/h 骨料 最大粒径 60 搅拌轴转 36 转 /分 搅拌叶片 27 搅拌电机型号 Y180m4 （ B3） 功率 18.5kw 卷扬电机型号 YEZ13254 （ B5） 功率 5.5kw

7、 水泵电机型号 50DWB208A 功率 0.75KW 料斗提升速度 18m/分 外形尺寸运输 305023002680 工作 446130505225 整机重量 4100kg 卸料高度 1500mm 立式搅拌机 搅拌机包括有电动机、搅拌筒、传 动轴、搅拌桨叶，其中在传动轴上还松套有一反向搅拌桨叶，该反向搅拌桨叶的轴套通过链条与位于传动轴一侧的中间轴上端的链轮相连，与链轮同轴的被动齿轮则与固定在传动轴下端的主动齿轮相啮合。本实用新型的两个搅拌桨叶是反向转动的，使得在搅拌过程中，原料能在两个搅拌桨叶之间形成对流，从而彻底解决了传统搅拌机对原料搅而不拌的问题。 新型搅拌机系换代产品，是化工和建材行

8、业搅拌设备无可替代的产物，实现了正确 “搅和拌 ”的问世，从而淘汰其它搅拌设备所以承但的重任。它以其超常规的构思和精锐的技术含量，合理的设计水准，填补了国 际空白。其广泛用于油漆、涂料、染料、制革、医药、饮料、粘胶剂、食品、洗涤品、化妆品及各种固态物体等。有取之不尽的财富。对物体分散、乳化、均质、调色等较之传统搅拌机的搅拌效果更加理想、直观、是搅拌行业的一次革命。 双轴搅拌机用于预加水成球工艺流程中，其工作原理是，当定量的生料粉由下料口流入搅拌槽中，经若干个具有一定压力的水雾化洒向生料粉，由定性长度的轴经搅拌叶搅拌匀后形成含一致的球核，并输送到预加水盘式成球机中去。整个搅拌机的搅拌时间分为雾化

9、区，拌匀区，卸料区三个区域。搅拌叶片上焊硬质合金刀头，耐磨性能好， 使用寿命长。 主要参数 单位 型号 2J40 2J45 2J50 2J55 2J60 搅拌叶直径 mm 400 450 500 550 600 进出料口中心距 mm 3000-3260 搅拌轴速度 r.p.m 50.4 50.4 48 45 41 生产能力 t/h 11-15 15-20 20-25 25-30 40-50 使用螺旋角 12-21 12-21 12-21 12-21 12-21 配用电机 型号 Y160M-4 Y160L-4 Y180M-4 Y180L-4 Y250M-6 功率 kw 11 15 18.5 22

10、 37 配用减速机 ZQ40-VI-2Z ZQ50-VI-4Z ZQ50-VI-Z ZQ65-VI-4Z ZQ75-VI-2Z 搅拌湿度 % 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 外 形 尺 寸 mm 5614*850*880 4870*900*1130 5683*890*1430 5225*1286*828 双轴搅拌机在国内一直被作为一个简单的助力机械装备，双轴搅拌机在技术已经基本成熟，产品应用很普遍，由于它只是生产过程中的辅助设备，产品不需要很高的科技含量就 能够满足要求，国内厂家所生产的产品已经能够满足生产中的要求，其中大多数都是机械传动式双轴搅拌机。但由于我国的机械制造水平普遍较低，

11、所生产的产品难以占领国际高端产品市场。 在国外，双轴搅拌机研究水平比较高，用两根呈对称状的螺旋轴的同步旋转，双轴搅拌机的外壳多采用优质金属结构，具备良好的密封性，在搅拌机搅拌各种粉状物料时，可避免灰尘外漏和飞扬的问题，在各种场合都已经得到广泛应用。国外一些厂家的生产技术已经比较成熟，例如： 德国威克 (Wacker)机械公司 ，美国 KNIGHT机械公司，韩国 KOREA HOIST机械公司等这些技术先进，性能优良的 双轴搅拌机 已经走进国内市场。 双轴搅拌机 的设计制造比较普遍，一般的机械厂都可以生产，我国陕西中隆建材机械公司，上海申银机械有限公司，江苏总能电力设备有限公司，四川射洪通用机械

12、有限公司，巩义市环城机械有限公司，河南荥阳万山矿山机械厂， 河南省锐泰机械制造有限公司，郑州天一机械有限公司等 三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段： 1 工作原理 双轴搅拌机由两根搅拌轴，轴上按螺旋推 进方向安装搅拌叶及搅拌槽组成的搅拌系统，为使原料达到成型的需要，在搅拌机入料端稍后处的上部，设有加水装置，使得物料形成较大的球状块料旋转时两轴的方向由内向外，将物料搅起，靠搅拌叶旋转时的推力 (搅拌叶与搅拌轴轴线夹角为 10-20 度 )形成物料流，螺旋向前推进，最后物料经漏料箱进入承接皮带，进入到下台处理设备中。 图 2-1 双轴搅拌机结构示意 1 轴承座； 2 出料口； 3 搅拌叶；

13、 4 搅拌轴； 5 搅拌槽； 6 齿轮座； 7 联轴器； 8 减速器； 9 三角带轮； 10 驱动电动机 2 结构设计特点 合格生料粉经稳流 计量后进入双轴搅拌机。双轴搅拌机由电机通过三角皮带传动，经ZQ 圆柱齿轮减速机、十字滑块联轴器带动主动轴旋转，由配对齿轮带动从动轴转动。主、从动轴上装有可以转动角度的浆叶式搅拌叶，在轴向力和一定圆周力作用下作螺旋状旋转在进料端约 1.2 米处装有雾化喷嘴，物料被搅拌同时喷雾受湿并向前推进。物料在挤压揉磋等力的作用下形成团粒母核。物料被搅拌叶推动在槽内向前运动至出料口。 从结构上看，双轴搅拌机要较单轴搅拌机复杂，但它磨损小，搅拌质量好，生产率高，双轴搅拌机

14、较之立轴式和单轴式搅拌机，具有明显的优越性。 双轴搅拌机优点 总结如下 : 1. 搅拌机外形尺寸小、高度低、布置紧凑，装载运输便利，而且结构合理坚固，工作可靠性好； 2. 搅拌机容量大，效率高。与同容量自落式相比，搅拌时间可缩短一半以上，而且物料运动区域位于卸料门上方，卸料时间也比其他机型短，因而生产率高； 3. 拌筒直径比同容量立轴式小一半，搅拌轴转速与立轴式基本相同，但叶片线速度要比立轴式小一半，因此叶片和衬板磨损小、使用寿命长，并且物料不易离析； 4.物料运动区域相对集中于两轴之间，物料行程短，挤压作用充分，频次高，因而搅拌质量好。 2.1 外壳的设计形式 传统的 U型槽底容易出现搅拌死

15、角，从而导致两轴负载过大以致断裂。另外他们将两端墙板焊死在机壳上，这样就使得在轴或叶片受损维修时很不方便，工作量也相当大。 将双轴搅拌机槽底做成欧米嘎型（ ） ,以防止搅拌死角。两边再焊上钢板制成机槽，槽口两边焊有角钢用以固定机盖，槽机底部焊有支承垫用以支承槽体。机槽两端墙板不是焊死在机壳上，而是通过螺栓与机壳联结，这样做的目的是为了在维修时便于将损坏的轴吊起，省去拆叶片麻烦，检修空间增大，工作量减小，还可缩小两端轴孔直径，便于密封防漏，如图 2-2 所示。 图 2-2 搅拌槽壳体 2.2 轴与叶片的安装方法的设计 以前，大多在整个轴上都安装叶片，生料进口处叶片角度比较大，用以快速输送物料，但

16、是我们发现这样搅拌叶片的磨损较大，靠进料口槽体端密封处漏灰严重，从而齿轮内进灰较多，加快了传动部件的磨损，影响生产效率。 因此，针对这些问题对轴的结构进行改造，即在轴的搅拌进口端焊接两螺旋叶片使粉料不断向前输送，减少槽体端部密封处的积料。这样有利于防止打坏叶片、折断轴。在搅拌轴上正确安装带有刀片的叶片，调整好了角度后，再将叶片安装在钻有莫氏锥度孔的轴 上，如图 2-3 所示。 叶片在双轴上三个部位的安装角度是各不相同，叶片安装角度一般选用 =20 度左右，双轴搅拌机叶片角度必须要与粘土可塑性相适应，双轴搅拌机工作分三个阶段： 第一阶段是雾化水与原料的混合搅拌阶段；该阶段轴的长度为 0.7m 左

17、右（包括螺旋叶片轴段），安装的叶片数是 8 只，安装角度为 25，通过雾化喷水和机械翻动搅拌两个手段以达到液固均化的目的。 第二阶段是使含煤生料湿润的阶段，为使其能充分湿润，生料在这一阶段的运行速度应慢一些；该阶段轴的长度为 1.5m 左右，安装的叶片数是 20 个，安装角度为 15， 其主要特征是机械搅拌。 第三阶段是形成球核的阶段；该阶段轴的长度为 1.0m 左右，安装的叶片数是 12个，安装角度为 20，其中最后 4 只的安装角度是 0，其目的是为了挡料。 图 2-3 搅拌机工作简图 在调整叶片角度的同时，要注意叶片的转速，这两方面也是相互影响的，在确定转速时首先要确定物料在搅拌机内搅拌

18、的时间，而搅拌时间又影响着形成球核的产量，因此搅拌时间、叶片角度、转速、湿润时间等之间要相互配合好，一般出搅拌机的球核直径为1-2mm的占 20%-75%较好。 其中每个叶片焊牢在叶片杆上，然后按照要求调整角度焊接在 方垫片上。经过这样的处理后，叶片在推动物料时就不会出现角度混乱，另外把搅拌轴头的轴肩 R 适当调大，减小应力，防止应力集中，如图 2-4 所示。 2.3 传动机构的设计 传动装置是双轴搅拌机工作过程中的关键。设计的传动路线 为电机 皮带 ZQ 减速机 联轴器 齿轮传动装置 搅拌轴。 将双轴搅拌机传动装置整体放置出料口端，使生料不能进入齿轮和轴承。同时给两传动齿轮制作一个油池，用于

19、齿轮的润滑，能减小磨损，提高使用寿命。 常用的减速机有三种型式，圆柱齿轮减速机、行星减速机和摆线针轮减速机。其中采用圆柱齿轮减速机较合适，而采用行星减速机和摆线针轮减速机常会出现因搅拌机主轴起动时扭矩大，传动系统刚度不足，故障多，有漏油问题。相对而言圆柱齿轮减速机传动稳定，噪音小，齿面接触稳定，在润滑保养良好的条件下，运转稳定。 2.4 密封装 置的设计 对密封装置的要求相当高，可采用双道压盖填料密封装置，填料采用橡胶石墨石棉盘根，两边采用压盖压紧，内压盖、外压盖和密封盖固定采用沉头螺栓紧固，见图 2-5。 图 2-4 叶片安装图 1 密封圈； 2 压板 1； 3 密封盖； 4 端面板； 5

20、垫板； 6 轴套 2.5 雾化装置的设计 水的雾化的好坏，是预加水成球的关键条件之一。它通过雾化器来实现，雾化器设在搅拌机进料口的一端，其作用是担负着生料和水的第一道均匀混合工序的喷水任务，为下一道机械搅拌工序创造良好的均合基础，达到液固均化的目的。 为了保证雾化效果，必须对水压、水质、喷嘴及喷嘴布置有一定的要求： 1.结构简单，制造方便，成本低，无特殊工艺装备，维修方便，使用寿命长； 2.在低能量条件运行应保证足够的喷水能力 ,MP 型 550kg/h,以利用于减少喷嘴组合数量 ,便于布置； 3.水质要干净纯洁，尽量少含泥沙等杂质，以防喷嘴堵塞。水质不好时需在水箱出水口增加过滤网，并定期清洗

21、； 4.喷嘴要有适宜的喷射角度，保持适宜的水量和良好的雾化效果，使布水均匀，直接喷向料层，不能喷向机壳再流向物料；喷嘴离料层距离保持 300 mm左右，不能过近，否则，不能 保证接触料层被水充分雾化。 由于喷嘴的布置形式直接影响搅拌效果和球核的质量 ,因此应注意： 1.喷嘴在搅拌机中的布置原则应分布在进料口落料流及落料区，以实现操作点无粉尘污染； 2.保证喷嘴至料面的垂直距离 S300 mm，目的是使雾滴同生料粉接触，提高生料的湿润渗透性，否则影响成球的均匀性，并增加清理特大球的工作量； 3.多嘴组合应用喷嘴能进一步提高液固均化程度，但多嘴数量要适当； 4.喷嘴喷射方向及覆盖面必须在生料面区域

22、内，不得喷射在机槽侧壁上，否则将造成机槽侧壁粘料严重，难以清理，并增加搅拌叶片的阻力，从 而提高搅拌的功率消耗，同时也会造成局部生料过湿，影响成球质量。 综合各方面的条件，选用 MP- 型离心压力喷嘴式雾化器（见表 2-1）比较合理，其主要特点有：加大了喷液能力，提高到了 550 kg/h以上，雾化角为 90至 120，效果好，而图 2-5 密封装置 且可减少喷嘴数量。 MP型喷嘴内衬中心有一冲水孔，出水口有 4个月牙形分水刀，心部 4个螺旋槽与垂线相交成 45至 95角； 表 2-1 MP-型雾化器规格参数 流量 kg/h 雾化角 喷嘴孔径 mm 雾化压力 MPa L mm D mm 含水量

23、 % 所需水量 t/h 喷嘴数量 个 550 85 2 0.197 32 M161.5 12-14 3.6-4.2 10-12 四、主要参考文献 ： 1 许林发主编 . 建筑材料机械设计 (一 ) .武汉：武汉工业大学出版社 , 1990 2 褚瑞卿主编 . 建材通用机械与设备 .武汉：武汉理工大学出版社 , 1996 3 朱昆泉，许林发 .建材机械工业手册 .M.武汉：武汉工业大学出版社， 2000.7 4 胡家秀主编 .机械零件设计实用手册 .北京：机械工业出版社， 1999.10 5 李益民主编 .机械制造工艺设计手册 .北京：机械 工业出版社， 1995.10 6 甘永立 .几何量公差

24、与检测 M.上海：上海科学技术出版社， 2001.4 7 钱志锋，刘苏工程图学基础教程 M.北京：科学出版社， 2001.9 8 徐灏 .机械设计手册 M.北京：机械工业出版社， 1991.9 9 赵忠 .金属材料与热处理 M.北京：机械工业出版社， 1991.5 10 阎瑞敏，常敏 .水泥工业自动控制预加水成球技术及装备 M.江苏科学技术出版社， 1990.10 11 黄有丰 .预加水成球技术及其应用 M.北京：中国建筑工业出版社， 1991.9 12 徐锦康 .机械设计 M.北京：高等教育出版社， 2004.4 13 王旭，王积森 .机械设计课程设计 M.北京：机械工业出版社， 2003.

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26、文 .双轴搅拌机断轴原因分析及处理措施 J. Cement.1995(5)， 10-11. 21 余易茗 .双轴搅拌机的改造 J.中国建材设备 .1995(2)， 32-33. 22 蒙强 .4503000m 双轴搅拌机的改造 J.四川水泥 .2005(2)， 30. 23 潘村禾 .对预加水双轴搅拌机结构改进 J.水泥 .1997(10)， 21-22. 24 彭其雨 .提高立窑预加水成球质量的情况介绍 J. 福建建材 .2002(4)， 18-19. 25 刘玉金 .亦谈双轴搅拌机进料端密封装置的改进 J. 水泥 .1995(12)， 23. 五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）： 第 5 7周 毕业实习，收集资料，完成开题报告。 第 8 10 周 完成实习报告，总体方案设计，初步完成设计计算，外文翻译 第 11 13 周 完成总 装图和零件图的绘制和设计说明书。 第 14 15 周 修改和完善，准备毕业答辩 。