攪拌機傳動機構設計


1 概 述
 
文中所述的攪拌機是用來對粉體混合的裝備,其粉體混合是指兩種或兩種以上的組分,按不同的目的,使用選定的攪拌機將其均勻地混合在一起,使其在空間上分布均勻。粉體混合是一項重要的單元操作,廣泛用于建築、食品、飼料、化工、塗料、建材、塑料等領域;它在某些生産過程中還起著關鍵性的作用,良好的混合狀況是javhd国语質量的保障。
 
本文主要针对建筑工地对攪拌機的需求,设计一种螺旋式的攪拌機构,它在自转的同时使其粉体沿着螺旋线上升,并且一部分被摔出。这样更有利于使其充分的混合,使各个粉体单元在空间有了一定的自由度,所设计的螺旋轴见圖1。有了螺旋结构可使每个小单元做上下运动,但是时间太长,所以结合了叶片结构(见圖2),使其上升的同时加上叶片对周围的扩散作用,更能充分到达空间的任何部位,保障粉体小单元混合均匀的前提条件;但是,如果叶片采用相对混合面的切线的垂直方向,采用平行方式,则会使其中间有部分粉体单元不能出来,形成死角地带。为了克服这种死角现象,让其每个叶片都倾斜一个角度,排列成一定的层次角度,这样会使粉体充分搅拌到任何角落,又使搅拌力降低下来。本文设计的叶片搅拌式的结构如圖2所示。以上两种结构就是该混粉机的主要传动机构,这两种结构通过合适的传动比,配置与之匹配的电动机,再加上自动上料与下料装置,则完成整台攪拌機的设计。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
圖1 螺旋轴结构 圖2 叶片搅拌式结构
 
2 传动机构的设计与计算[1]
 
2.1 螺旋杆的几何形状
爲使螺旋杆符合一定標准化,並考慮強度、剛度和有效截面積等因素,查標准采用135 型擺線齒形螺旋
 
杆,即 d j :D a =3:5.
 
式中:dj爲節圓直徑;Da 爲頂圓直徑螺旋杆導程:
 
T =(4/3)d j ~(10/3)d j .
 
2.2 螺旋型面的方程式
 
橫截面齒形曲線含有齒根圓弧、齒根外擺線、齒頂外擺線、齒頂圓弧四段。它們均以導程圍繞螺旋杆軸線作螺旋運動,形成螺旋型面。將圓弧看作特殊的外擺線,徑向直線看作特殊的內擺線,則任意一段齒型都可用下面的擺線方程表達:
 
X=a cos( θ + τ )-b cos(m θ + τ ). Y=a sin( θ + τ )-b sin(m θ + τ ).
右旋螺旋杆的螺旋型面方程爲:
X=a cos(m θ + ∂ + τ )-b cos(m θ + ∂ + τ ). Y=a sin(θ + τ + ∂ )-b sin(m θ + ∂ + τ ).
 
Z =K δ .
 
式中:θ 爲齒形滾角(從 θ1 變** θ2 );τ 爲x 軸同
各段齒形曲線起點與中心線連線之間的夾角;δ 爲螺旋运动转动角;K 爲螺旋参数。
 
螺旋杆的空間坐標示意,見圖3 所示。
 
根据设计需求,设计螺旋轴的直径为110 mm,
 
即取D a =110 mm. d j :D a = 圖3 螺旋杆空間坐標系
3:5,可得d j =66 mm .    
爲使螺旋有較大的導程,螺旋軸自轉的同時,能使粉體被甩出軸體,選取T =(10/3)d j =(10/3)×66=220.
 
即螺旋參數K 爲:k =(T / 2π)=35.032.
 
根據要求:a  dj =0.5;b  dj =0.
 
即:a =110;b =0.
 
所以,右旋螺旋杆的螺旋型方程參數如下:
X=a cos(m θ + ∂ + τ )-b cos(m θ + ∂ + τ )
 
Y=a sin(θ + τ + ∂ )-b sin(m θ + ∂ + τ )


Z=K δ . X=0,Y=110.
 
Z =24.445.
 
2.3 叶片的设计与计算[3]
 
葉片要組裝在一個葉輪上,其工作原理:葉輪由一個原動件帶動後,葉片隨之旋轉,粉體經過葉片
 
在周圍空間進行的攪拌和 4 直板式葉片葉輪所受到的切向力,使其在
 
空间获得更多的自由度。为使粉体更充分地运动,要按粉体的材料,选择合适的转速,更要设计比较好的叶片叶轮结构,所以按照设计需求,配合各种粉体都能达到预期设计目的,查到的叶轮结构见圖4。
3 攪拌機的叶片设计
 
整個設計中,將葉片設計作爲關鍵元件。爲使箱
 
體與電機相接觸的部位能夠緊密地結合在一起,箱體采用了整體式焊接件,就要考慮到葉片在拆裝過程中及維修中的方便性,所以葉片、葉輪、螺旋軸都采用分離的辦法(不用固連式相接),相接處用螺紋連接。這樣,既有利于裝配,也有利于拆卸。葉片的總長度由箱

体的直径尺寸确定,箱体的内壁半径为192 mm,所以叶片的长度设计为180 mm,厚度为4 mm,叶片的三维模型,见圖5。
 
 
 
 
 
 
 
 
圖5 叶片的三维模型
 
4 结束语
 
攪拌機所含结构件较多,本文仅对传动机构进行介绍,可对攪拌機传动系统设计提供一定参考作用,也为攪拌機在建筑工地的应用打下基础。

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