2j550*3000双轴搅拌机设计

陈盼盼 宋开功 申世英

摘要：近年来，随着经济全球化的深入，生产技术手段先进程度，已经成为企业间进行较量及衡量产业竞争能力的重要标志。而2j550*3000双轴搅拌机设计大大的提高企业效率。2j550*3000双轴搅拌机提高了生产效率，产品质量，为企业带来了经济效益。2j550*3000双轴搅拌机代替了之前的单轴搅拌机，提高了生产效率。

关键词：双轴搅拌机;生产效率

背景：搅拌机在很多行业领域都有涉及，为了确保所需混合材料在不同的情况下都能够得到混合搅拌，这样对于搅拌机的设备选择就至关重要了。本次设计的是2j550*3000双轴搅拌机，它在提高企业产品质量、生产效率方面都有重要意义。

发展现状：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末状物料时，可避免灰尘外漏和飞扬的问题，在各种场合都得到广泛应用。而在我国，双轴搅拌机的技术不是很成熟，成本高，未达到理想的效果。当前，我国大部分地区，工厂采用的还是单轴或者其他效率不高的搅拌机，这对企业的生产都有不小的影响。

研究内容：下图为双轴搅拌机的结构简图，它的工作原理主要是：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出的上部，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。以前，大多数在整个轴上都安装叶片，生料进口处角度比较大，用以快速输送物料，但是我们发现这样搅拌叶片的磨损较大，靠进口料槽体密封处漏灰严重，从而齿轮內进灰也多，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堆积。这样有利于防止打坏叶片和轴。在搅拌轴上正确安装带有刀片的叶片，调整好了角度后，在将叶片安装在钻有莫氏锥度孔的轴上

主要参数确定

1、 生产能力的估算：

由于双轴搅拌机是以螺旋的形式推进的，所以可应用螺旋输送机的输送能力的机理来推导其搅拌机的估算公式。

螺旋输送机的生产能力计算公式如下：

Q = 60πD*2snρq/4;

其中e -生产能力，t/h;

D -螺旋回转直径，m;

s-导程，m;

n -搅拌轴转速，r/min;

ρ-密度，t/m' ;

φ- 填充系数。

双轴搅拌机的每相邻搅拌叶片成90°，为不连续装配，物料在间断区不输送物料，只作搅拌运动。所以双轴搅拌机的生产能力要比螺旋输送机小，在上述公式中，还应乘 一个小于1的系数K，该系数主要与导程、物料流量、阻力等有关。

Q搅= 2x 60πD*2 snpq/4

= 94.2D*2s：n p：φ：K

2导程系数Ks：

双轴搅拌机在一个导程上等距分布着4个搅拌叶。当搅拌轴转过一-周，物料向前推进，导程设为4Bsina /s，称它为导程系数。

K. = （4B：sin a）/ s

式中B-叶片的平均宽度，m;

a-叶片的倾角，。

s-导程，m。

3.流量系数Kv：

搅拌叶片从切入物料到脱离物料的理论流量为ABsina （A 为物料在搅拌槽中的横截面积）。搅拌机中的物料属于松散物质，它既具有固体的实体性，也具有液态的流动性。物料在搅拌槽内的运动情况是很复杂的。在搅拌中，物料质点并未沿轴线方向直接移动，而是沿近似垂直的叶片表面的方向作复杂的曲线运动，当叶片穿过物料时，其中--部分物料被向前推进，而另--部分则推到两侧或回退，所以物料的实际推进量要少于理论流量。用1-1/2sina 来近似表示此时的推进率。另一方面在叶片扫过区域留下的空间又很快地被两侧的物料所填满，其中也包括前侧物料的回流，由于叶片的阻力作用，使回流量和叶片角度有一定关系。

综合以上两个方面可得，K， =（1-1/ 2sin a）-cosa

3.阻力系数K，

推进物料所施加的轴向推力随叶片角度的增大而减少，而推力对物料的作用区域域也是有限的，叶片在物料运动中产生相对运动，即物料的相互作用而形成内部摩擦力物料与搅拌槽和搅拌叶等运动产生外摩擦，这些力均阻碍着物料的向前运动， 物料速度快慢关系着生产能力大小。。

Kf= μ（1- a/90°）

其中μ是个经验值，它与导程，摩擦系数和粘度等因素有关，一般可取0. 75左右。

K=KsKvKf

已知设计参数，如下表3-1，叶片每相邻两叶片成90° ，z=4，ρ

=1.2t/m*3;，a=15°～25°，φ=0.3，B=0.15mm，μ=0.75，摩擦

角β=30°

4、搅拌机内物料轴向运动速度分析：

物料既有轴向位移，也有圆周方向的位移，其主要表现形式为轴向位移，其圆周位移的轨迹近似于- -段螺旋线，是搅拌机中物料实际运动的形式，如图3. 1所示：

螺旋系数η=1/1 + tana：tan（a + β）

=1/1 + tan 15°tan（15°+ 30°）

= 0.79

Vk = b.sina nn1z

= 0.15x sin 15° x 40x0.79x 0.5625x4

=2.76 （m/ min）

式中V;- 物料运动速度，m/min;

b -叶片平均宽度，b =0.15m;

a-叶片安装角度，15° ;

n-搅拌轴转速，r/min;

5、物料在搅拌机内停留时间的估算：

t=L/Vk

=3/2.76

=1.087（min）

式中t-物料停留的时间，min

L-搅拌机进出料口中心距，3m

Vk-物料轴向运动速度，2.76m/min

物料在搅拌槽内搅拌均匀的停留时间，主要取决于搅拌叶和轴线的角度及轴的转速。如果搅拌叶的角度大，轴的转速快，则物料很快被送出搅拌机，但这时物料的搅拌均匀程度就差，反之，均匀程度就好。所以物料的最佳搅拌时间，应根据搅拌后物料的均匀性及工艺平衡予以确定。

6、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動稳定，噪音小，齿面接触稳定，在润滑保养良好的条件下，运转稳定。

主要基本结构：机壳、螺旋轴、驱动装置、配管、盖板、链罩

结论：双轴搅拌机拥有良好的市场前景，相信此设计会解决双轴搅拌机日益需求。

参考文献：

[1]双轴搅拌机的结构原理与用途[J]. 郎桐.  砖瓦. 2013（07）

[2]新型搅拌器结构设计与性能研究[D]. 裴梦琛.西北大学 2018

[3]双轴搅拌机的结构原理与用途[J]. 郎桐.  砖瓦. 2013（07）

[4]SolidWorks及CoSMosMotion机械仿真设计[M]. 清华大学出版社 ， 张晋西， 2006