机械设计制造及其自动化专业学位毕业论文毕.docx

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1、1绪论1.1搅拌的目的和功用1.1.1搅拌的作用搅拌操作是通过搅拌器的作用，使流体物料在搅拌槽内按一定的流型流动，从而达到使物料混合或分散均匀的冃的。在食品、纤维、造纸、石油、水处理等工业生产中，搅拌作为工艺流程的一部分独立存在。搅拌操作可以使两种或者多种不同的物质在彼此之屮相互分散，从而达到均匀混合，同时加速传热和传质的过程。在工业生产尤其是化学工业生产中，无论是加热、冷却、液体萃取、气体吸收等物理变化，还是化学工艺中的种种化学变化,都是以物质的充分混合为前提，往往需要采用搅拌操作才能得到很好的效果。搅拌设备是工业屮专门用于实施搅拌行为的设备，应用相当广泛。

2、搅拌设备主耍由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。搅拌设备的主耍作用是达到使物料均匀混合、强化传热的效果,对丁具体的搅拌过程还可以使气体在液相中很好地分散、固体粒子在液相中均匀悬浮、不相溶的某一液相均匀悬浮或者充分乳化、以及强化相间的传质。1.1.2搅拌的功用在工业生产中，搅拌操作一般具有下列功用：1、使互溶物料均匀混合。2、使不互溶物料很好地分散或悬浮，包括气相在液相中的均匀分散、固相颗粒在液相屮的均匀悬浮、一种液相在另一种液相屮的均匀悬浮或充分乳化。3、强化传热或传质过程。正因为搅拌操作具有上述功用，其在工业生产特别是在化工生产中的应用非常广泛，是常见的单

3、元操作Z—。由于本课题所涉及的生化反应中需耍菌体、酶和废水充分混合,而且在有氧生化反应中有热量放出。而搅拌可以使物料均匀混合和增大传热系数，从而可以促进反应热快速地传出，防止物料的局部过热，保证细菌的活力。（图1」）搅拌设备示意图1・2搅拌设备和工艺的发展虽然搅拌设备的使用历史悠久，应用范用较广泛，但对搅拌以及搅拌设备的相关研究还不是十分深入。结构设计工艺性随客观条件的不同及科学技术的发展而变化。影响结构设计工艺性的因素大致有生产类型，制造条件，工艺技术的发展三个方面。1、生产类型生产类型是影响结构设计工艺性的首要因素。当单件、小批生产零件时，大都采用生产效率

4、较低、通用性较强的设备和工艺装备,采用普通的制造方法，因此，机器和零部件的结构应与这类T艺装备和工艺方法相适应。在大批大量生产时产品结构必须与采用高生产率的工艺装备和工艺方法相适应。所以，在单件小批生产中具有良好工艺性的结构，往往在大批量生产中，其工艺性并不一定好，反Z亦如此。因此当产品由单件小批量生产扩大到大批量生产时，必须对其结构工艺性进行审查和修改，以适应新的生产类型的需耍。2、制造条件机械零部件的结构必须与制造厂的生产条件相适应。具体生产条件应包括：毛坯的生产能力及技术水平；机械加丁设备和工艺装备的规格及性能；热处理的设备及能力；技术人员和丁•人的技术

5、水平；辅助部门的制造能力和技术力量等。3、工艺技术的发展随着生产不断发展，新的加工设备和丁艺方法不断出现。精密铸造、精密锻造、精密冲压、挤压、徼锻、轧制成形、粉末冶金等先进工艺，使毛坯制造精度大大提高；真空技术、离子氮化、镀渗技术使零件表面质量有了很大的提高；电火花、电解、激光、电子束、超声波加工技术使难加工材料、复杂形面、精密微孔等加工较为方便。1.3搅拌装置的组成搅拌装置是搅拌设备的主体部分，其中包括传动装置，搅拌轴,搅拌器。搅拌设备中具有独立的传动机构，一般有电动机，减速装置，联轴器以及搅拌轴统一组成。搅拌设备选用电动机一般根据搅拌需耍确定系列，功率，转

6、速以及安装形式，防爆耍求等儿项内容。电动机有D2,T2,D2AT2,L3,D2/L3等儿种不同的安装形式，常用的电动机有一般异步电动机，变速异步电动机，防爆异步电动机。由于搅拌器的转速比电动机的速度要低的多，所以传动机构中必须要有一定的减速装置。不同的减速装置也决定了搅拌器传动方式的不同。常用的减速装置有齿轮减速机，涡轮减速机，三和皮带以及摆线针齿行星减速机等。设计人员在减速机的具体选型过程屮主要应参考以下儿个方面的因素：1、出轴旋转方向单向或双向2、搅拌轴轴向力方向以及减速机是否承受轴向力3、传动比，功率，进出轴的转速。两轴的相对位置4、防爆或非防爆5、外型

7、尺寸需要满足安装与检修的要求6、工作平稳性，如震动和载荷变化情况连轴器与搅拌轴的设计，是搅拌设计的重点。设计过程中先后需要经理选型，功率计算，强度计算轴径计算等环节。（图1.2）搅拌设备装置示意图（图1.3）常规搅拌设备内部（图1.4）一般搅拌设备总体安装外部（图1.5）组合式搅拌设备2搅拌器总体设计2.1设计计划2.1.1设计要求搅拌操作是应用最广泛的化工单元操作2—。例如在食品、染料、制药、油漆等生产屮，儿乎所有的反应装置都装有不同类型的搅拌装置。搅拌能使物料产生流动，分散，细微化，从而可以增加接触面积，降低界面阻力，以促进传质过程的进行。搅拌能增加传热速

8、率,提高传热系数，促进传热过程。在激烈