毕业设计论文圆筒混料机总体设计.docx
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毕业设计论文圆筒混料机总体设计
毕业设计（论文）任务书
课题名称:
①3.5X16米圆筒混料机设计
课题主要内容：
1.圆筒混料机总体设计
2.给料斗总体设计
主要任务：
1.完成圆筒混料机总体装配图
2.完成圆筒混料机给料斗总体装配图
图纸要求：
1.A0圆筒混料机总体装配图一张
2.A1圆筒混料机给料斗总体装配图一张
3.A0给料斗支架装配图一张
4.A1给料斗装配图一张
5.A2给料斗零件图一张
内容要求：
1.须独立完成3张零号图纸得的结构设计图、装配图和零件图
2.设计说明书不少于5000字
3.查阅到15篇以上与题目相关的文献
4.包含一张以上计算机绘制的和手工绘制的1号图纸
附图：
A0图2张
A1图2张
A2图1张
圆筒混料机总体设计
摘要
随着社会的进步，经济的发展，冶金工业也得到了蓬勃发展，由于混料机在冶金工业中有着广泛的用途，进而社会对混料机的需求越来越多，规格也越来越大。
混合就是为使烧结的物料物化性质充分均匀，使烧结料内微粒物料造成适宜的小球。
筛选过矿石经过破碎后，再经过混料机混合后才能进行烧结。
为保证烧结矿的质量及提高烧结矿的产量，配好的烧结矿石原料需要加以润湿、混匀.目的是使混合配料中的水分、粒度以及配料各组分均匀分布。
混匀称为一次混合，本次毕业设计是设计一次混合设备。
混料机一般主要由传动装置[电机—硬齿面减速器—联轴器—慢速驱动装置]、筒体装配、支撑装置、挡轮装置、传动副、润滑系统、进料装置及防散料护罩、排料装置、喷水装置、排废气装置等组成。
目前主要使用的混合设备有搅拌机、轮式混合机、圆盘造球机以及圆筒混合机等，搅拌机、轮式混合机和圆筒混合机都属于一次混合设备；其中圆筒混料机除构造简单外还有生产率高、生产可靠等优点，实践证明，用于一次混合是一种行之有效的设备。
但目前还存在内壁粘料现象、混合时间不足以及震动较大等缺点。
关键词：
混料机，混合机，混合设备，混合
THEGRADUATEDDESIGNOFBATCH
MIXER
ABSTRACT
Alongwiththeprogressive,economicdevelopmentofsociety,metallurgicalindustryhasalsogottenvigorousdevelopment,sincebatchmixerhasextensiveuseinmetallurgicalindustry,andthenthesocialdemandforbatchmixermoreandmore,specificationsarealsobig.
Mixismakethestockthingofsinteringmeltnatureampleeven,makethematerialofparticulatematterinsinteringmaterialcausesuitablelittleball.Afterpassingbreakageafterore,selectionthencancarryoutsinteringagainviabatchmixeraftermixing.Toguaranteethequalityofsinteringmineandtheoutputthatraisessinteringmine,thesinteringoreneedsofrawmaterialthatmatcharedampedandmixedeven.Purposeistomakemixingeachgroupofmoisture,sizeaswellasburdeninburdendivideintoevendistribution.Mixeventobecalledasoncemix,thisgraduateddesignisdesignoncemixequipment.
Batchmixergeneralmajorfromdrivedevice[generator-thehardgearreduceroftoothflank-shaftcoupling-slowlyfastactuatingdevice],theassemblyofcylindricalshell,supportinstallation,gearshipinstallation,transmissionsetandlubricationsystem,entermaterialinstallationanddefencethecompositionssuchasscatteredmaterialshield,refuseejector,waterinjectionsystemandtherowinstallationofwastegas.
Nowmajorusemixequipmenthavemixer,shiptypeblenderanddiscmakeballmachineaswellascylinderblender,mixer,shiptypeblenderandcylinderblenderbelongtooncetomixequipment;Inwhichcylinderbatchmixerexcludestructuresimplebesidesstillhavetheproductivitythatistomixonetimehigh,
productionreliableetc.advantage,itisakindofeffectiveequipmentthatpracticeproofisused.Butnowstillstoreinwallgluematerialphenomenon,mixtimecan'tandshakegreateretc.shortcoming.
KEYWORDS:
batchmixer,blender,mixedequipment,mix
摘要.1
、/.、•—
前言7
§1.1国内外圆筒混合机技术特点8
国外圆筒混合机技术特点8
国内圆筒混合机的发展概况8
§1.2国内圆筒混合机的结构特点及混合原理9
混合机结构9
混合原理10
§1.3给水对混合制粒的影响11
§1.4总体方案确定11
第2章圆筒混料机规格参数的确定12
§2.1计算规格参数13
§2.2验算规格参数14
验算混合时间及筒体转速14
验算筒体倾角a15
§2.3计算填充率16
§2.4物料在圆筒内的移动速度16
§2.5筒体厚度317
第3章筒体18
第4章滚圈20
第5章支撑装置22
§5.1托轮装置23
托轮23
§5.2挡轮与轴承的设计23
挡轮23
挡轮轴及轴承的选择26
第6章传动装置的确定29
§6.1传动系统说明30
§6.2主传动功率的计算及主电动机选型30
§6.3传动参数的选择及减速器选型31
速比的分配31
齿轮齿圈的主要参数31
减速器的选型32
§6.4其他附件的选型32
§6.5齿轮罩32
第7章给料装置、出料装置及附属设备33
§7.1给料装置34
带式输送机给料34
给料漏斗给料34
§7.2给水装置34
结论35
参考文献错误!
未定义书签。
致谢错误!
未定义书签。
、八—
前言
混合设备是一种量大面广,品种繁多的机械产品,在化工、冶金、医药、造纸、化妆品、涂饰材料、食品、饲料及废水处理器等到行业广泛应用。
国内和国外的发展都很快，尤其是圆筒混合机，它结构简单，运行可靠，混合和造球效果好，目前应用最广泛。
在世界各国烧结厂的烧结原料作业中，不论一次混合还是二次混合均选用圆筒混合机。
经过长期实践和改进，随着烧结机向大型化方向发展，与之相配套圆筒混合机的规格也相应增大，结构也有了很大发展。
新型圆筒混合机就是这一发展的产物。
混合设备是一种量大面广,品种繁多的机械产品,在化工、冶金、医药、造纸、化妆品、涂饰材料、食品、饲料及废水处理器等到行业广泛应用。
国内和国外的发展都很快，尤其是圆筒混合机，它结构简单，运行可靠，混合和造球效果好，目前应用最广泛。
本次设计研究的是圆筒一次混合机（圆筒混料机）的总体设计。
圆筒混合混料机机是冶金生产中原料制备的重要环节，混合效果的好坏对料层透气性和烧结机利用系数有着重要作用。
如何提高圆筒混合混料机作业率、强化制粒效果，是研究烧结备料设备的重要课题之一。
该圆筒混料机传动装置采用“电机--液力偶合器--硬齿面减速机--开式齿轮--慢速驱动装置”结构形式。
圆筒混料机机结构是由筒体、滚圈、支承装置（包括托辊及轴承）、止推挡辊、传动装置、喂料与喷水装置、润滑装置、底座组成。
工作时通过运输机械（一般为
皮带运输机）将由各种原料组成的混合料导入混合机内。
混合机筒体成倾斜安装。
筒体回转时物料在摩擦力的作用下，随筒体回转方向向上运行，到一定高度，由于自重物料又落下来，并沿筒体轴向倾斜方向移动。
物料的颗粒在上升抛落的每一个循环过程中，具有不同的运动轨迹。
物料经过多次提升和抛落，在向排料端螺旋状前进的运动中，使物料中的各种成分及水分逐渐分布均匀。
随着我国不断扩大的烧结作业率，为满足市场需求，需要进一步提高圆筒混合机技术水平，在消化吸收国外技术基础上，设计出更新的圆筒混合机。
第1章圆筒混合机概述及总体方案确定
§1.1国内外圆筒混合机技术特点
§国外圆筒混合机技术特点
一、筒体和滚圈的结构筒体采用普通中厚钢板弯卷焊接，滚圈采用整体低碳钢锻造，筒体和滚圈间的固接采用整体焊接。
该结构克服了老式混合机用楔铁固定的滚圈易产生松动并导致滚圈磨损加剧的缺点，提高了滚圈寿命。
二、传动装置主传动减速器高速轴一端与电机连接，另一端通过爪型离合器连接，设置一套带电机减速器的微传动装置，通过该装置在非生产阶段，可使筒体以极低的速度正转或反转，从而有利于筒体的安装、检修调整及清理废料。
三、自动润滑装置在传动大齿圈与小齿轮的啮合处、滚圈和托轮的接触面之间，采用自动喷油润滑装置，用压缩空气使高粘度润滑油形成油雾，喷射到接触面上。
喷雾性能好，附着力强，油膜强度高，保证了摩擦表面均匀布油，提高了承载能力，延长了摩擦副的使用寿命。
压缩空气还能排除周围粉尘，降低设备温度，延长设备使用寿命。
§国内圆筒混合机的发展概况我国混合机设备的发展是和烧结工业的发展同步的,经历了从简单到逐步完善、从小型到大型化的发展历程。
70年代未,我国已自行设计制造多种不同规格的圆筒混合机，最大直径达3m,长度达12m,并形成了系列产品，满足了烧结机发展的需要。
进入80年代,尤其是宝钢引进的450m2烧结机建成投产后，有力地促进了我国烧结工业的发展,圆筒混合机设计制造水平也有了新的提高,自行解决了264m2、300m2以及435m2烧结机配套的大型圆筒混合机的设计制造技术。
近几年通过消化吸收引进圆筒混合机设备及技术，长沙冶金设计院、鞍山冶金设计院、西安重型机械研究所等单位已为国内各烧结厂设计了多套大型圆筒混合机.并陆续投入使用，国内设计制造的圆筒混合机，在吸收国外先进技术结构的基础上。
根据国内实际情况，在设计上作了一些改进。
一、不设金属扬料板减少了维修替换衬板、扬料板工作时的耐磨强度，降低了造成伤害的危险性，给安装工作带来极大方便。
二、皮带给料改为溜槽给料
三、托轮轴承采用双列抽承为提高滚筒文承座装置中托轮的承载能力、设计选用双列向心球面滚子轴承。
为了安装调整方便，保证安装精度.同一端两侧的托轮采用了整体底座。
§1.2国内圆筒混合机的结构特点及混合原理
我国混合机设备已发展较为熟，目前应用最广泛的为圆筒混合机，它结构简单、运行可靠，混合和造球效果好。
圆筒混合机主要用于烧结厂，它将混有添加剂和铁矿粉的混合料润湿、混匀、制成适宜烧结的小球，然后进行烧结，制成高炉需要的熟料。
§混合机结构混合机传动装置采用“电机—液力偶合器—硬齿面减速机—开式齿轮—慢速驱动装置，”结构形式。
在主电机端加装液力偶合器以减小主电机起动时对电网的冲击，如加调速型液力偶合器，还可对混合机的速度进行调整；另一端设有慢速驱动装置，微动时通过爪型离合器使筒体正转或反转，以便于混合机的安装，调试和维修；当混合机正常工作时，爪型离合器使微动电机与减速机脱离。
5、筒体6、传动装置7、出料护罩8、出料平台
图1-1⑴开式齿轮传动的圆筒混合机
筒体为圆形钢结构。
两端各有一个滚圈，坐在四个托棍上进行转动。
圆筒混合机筒体的进料端高于出料端，使筒体具有一定倾角；滚圈下部两侧设有挡轮装置，以限制混合机轴向串动。
为提高混合效率，在筒体内壁铺有稀土含油尼龙衬板（专利产品，能有效的防止粘料及筒体磨损）。
衬板根据混匀、润湿、制粒三种不同的功能，采用不同的材质，从进料口到出料口根据各段作用不同，设计成不同形状及加水曲线，以便物料的导入、润湿、混匀后导出。
物料的润湿是靠筒体内给水装置实现的。
§混合原理
物料进入筒体后借助于筒体旋转的离心力，被带到一定高度后向前方落下，由于筒体是倾斜的，物料落下成一角度，沿筒体轴线方向向前翻滚、滑动，物料在多次这样的运动中混合均匀；在混合过程加入适量的水，由于水表面的张力及物料与筒壁之间，物料与物料之间互相摩擦、在筒体内不断的翻动、滚动来达到混匀的目的。
物料在筒体内运动是比较复杂的。
混合料进入圆筒后，由于与筒壁之间产生摩擦,在圆筒旋转离心力的作用下，附于筒壁并上升到一定的高度，然后靠重力的作用滚下,与上升的物料产生相对运动而滚动成球，混合料在多次往复运动的过程中在轴向分力的作用下，不断向出料端移动。
从圆筒的横断面上看，由于混合料层较厚,各部位受力情况相差很大，其上升时达到的高度也不相同，并且在圆筒连续旋转的过程中，总是有一部分物料在上升，一部分在下落，物料上升或下落的多少，与圆筒的转速有关。
若转速过小,混合料所受到的离心力、圆周力也就过小,物料就不能上升到足够的高度,仅堆积在圆筒下部,这种情况起不到混合的作用。
与之相反,若转速过大,物料所受到的离心力、圆周力过大,致使物料紧贴附于筒壁而带到很高的部位才抛落下来,这种情况也起不到混匀的作用。
只有在速度适宜时,设备运转安全,混合效果也好,大型混合机一般选用6〜8r/min的速度。
§1.3混料机对人的影响及解决方法伴随着时代的发展，“以人为本”的理念也越来越突出的表现出来。
“以人为本”的理念在各行各业中逐渐得到体现与完善。
改革开放之前，在工业生产尤其是冶金工业中普遍存在着安全防范不到位、劳动环境差、劳动超负荷等不规范现象。
随着时代的进步，人的健康与安全首先得到考虑，特别是要求工作环境必须是良好的，把工作对人的危害降到最低。
在冶金工业中有着大量粉尘、矿石颗粒漂浮在空气中，这种状况也必须得到改善。
在混料机运转过程中，由于其设备体积比较大，再加之混合配料的粒度小，因此它的粉尘与噪音污染也很严重，这很容易对人的健康造成危害，对人的身心都会产生很大的影响。
故要改善混合车间的劳动环境，就必须降低粉尘的污染，把机器运转产生的震动降低，这样才能创造良好的工作环境。
机器的震动主要是有筒体转动引起，增加筒体运转的平稳性有利于减低震动。
在混料机上加装机械挡轮装置或液压挡轮装置，就会使减少混料机圆筒运转过程中的轴向窜动；另一方面，从原料进入筒体到混合完毕，都应该尽量减少原料与外部环境的接触，避免矿石颗粒散布于空气中，这就要给排料端加装一个排气筒，把那些带有粉尘的废气排出。
在给料端用筒式给料装置替代集中供料的皮带输送装置。
对混料机的改进有助于生产率的提高与机器设备的使用保养，更有利于人的健康。
§1.4总体方案确定
一、传动方案的选择烧结厂中应用最广的混合设备就是圆筒混合机，其传动装置设计是否正确，制造质量如何，安装、检修和维护的好坏，对圆筒制粒机的正常运转和电耗都有极大的影响。
随着圆筒混料机的大型化，它所需要的动力越来越大，就显得更为重要。
其传动形式有中心传动和边缘传动。
1、中心传动：
中心传动是由电动机通过减速机，同时减速机的出轴与圆筒制粒机中心线应在一条直线上。
中心传动分为单传动和双传动两种形式。
中心传动被广泛用于1000~7000kW以上的传动中。
2、边缘传动：
边缘传动是由电动机驱动减速机，再由小齿轮带动安装在筒体上的大齿圈进行转动，即带动筒体回转。
此传动形式适于相对小的功率传动。
经比较此次设计传动形式确定为边缘传动。
二、传动形式的确定
目前，国内外混合机的传动形式有3种:
①轮胎传动（汽车轮胎、飞机轮胎、实心轮胎）。
该型式适用于中小型混合机，适宜配置在高层平台上，具有震动小、噪声低的优点；但目前其能带动筒体的最大吨位还不是很理想，在大型混合机上使用时，一次性投资小，但使用寿命短，维修成本高，作业率低，太钢等厂的使用均不理想。
②聚胺脂胶辊传动。
该种传动型式混合机的一次投资低于大齿圈形式。
但目前国内的聚胺脂胶辊技术尚沿不成熟，从国外进口，价格过于昂贵。
③大齿圈传动型式混合机，一次性投资大一些，但若设计合理，维修成本远远低于前两种型式，作业率也高于前两种，所以采用这种型式。
采用开式齿轮传动具有结构合理、操作简便、运转平稳、使用寿命长、作业率高、安装维修调试方便。
综上所述，本次设计的圆筒混料机传动装置采用“电机--液力偶合器--硬齿面减速机--开式齿轮--慢速驱动装”结构形式。
并确定圆筒制粒机总体结构；由筒体、滚圈、支承装置（包括托辊及轴承）、止推挡辊、传动装置、喂料与喷水装置、润滑装置、底座组成。
第2章圆筒混料机规格参数的确定
已知设计参数：
混料机生产能力G570t/h
物料堆比重1.7t/m3
物料安息角35
结构说明：
圆筒混料机主要由传动装置【电机一液力偶合器一硬齿面减速器（带稀油润滑）一慢速驱动装置】、筒体装配、托轮装置、挡轮装置、小齿轮装配、手动干油润滑系统、进料端防散料护罩、排料端支架及操作平台、排料装置、喷水装置、喷蒸汽装置等组成。
其中，挡轮设置挡轮结构：
在进料端设一组挡轮。
§2.1计算规格参数
一、确定筒体转速、筒体倾角
根据生产实际圆筒混料机的转速一般取6~8r/min⑴，考虑到该设备的实际情
况，所以取筒体转速n=7r/min。
圆筒混料机倾角应根据混合时间及其混合作用确定，一般一次混合机的倾角不大于4°二次混合机的倾角约为2.5°一次混合的目的是物料混匀，二次混合机的目的是使物料成球。
所以圆筒混料机是一次混合机，其筒体的倾角取a=25°（不大于4°）0
则斜度sina=0.0436
、计算筒体长度L和内径D
混合机的转速与临界转速之比i=0.2~0.3⑴，在此取i=0.3
根据
（2-1）
式中:
L效混合机的有效长度L效=L+0.5m;
L混合机的实际长度m；
D效混合机的有效内径D效=D+0.1m；
n混合机的转速r/min;
t混合时间min；
a筒体倾斜角度;
W-物料安息角度。
由（2-1）式得
混合机的实际规格：
本机进料方式选斗式，则
D=D效+0.1=3.2865+0.仁3.3865m
L=L效+0.5=15.1638+0.5=15.6638m
把参数取整并综合考虑选定D=3.5mL=16m
§2.2验算规格参数
§验算混合时间及筒体转速
按选定的规格核算混合时间
式中:
n
混合机的转速7r/min；
t
混合时间3min；
a
筒体倾斜角2.3度；
呼
物料安息角35度。
由于进料方式为斗式，则
L效=L-1+0.5=L-0.5=15.5m
D效=D-0.1=3.5-0.1=3.4m
取整后，n=7r/min，符合要求。
混合时间
3.01min
取整后，混合时间t=3min
所以本次设计确定：
圆筒转速n=7r/min混合时间t=3min
§验算筒体倾角a
（2-5）
由式
sin
sin
得
.L效sin
sin
tnD效
15.5sin35
373.4
0.03965
所以a=2.3
因为圆筒混合机的斜度一般为0.03~0.08,所以选取a=2.3符合要求.
§2.3计算填充率
根据
（2-6）
Qmaxt
2
0.471L效D效
式中：
㈠填充率；
Y混合料堆积密度；
Qmax最大生产能力to
Q=1.15Q=1.15570t=655.5t
max
丫=1.7tm3
Qmaxt
2
0.471L效D效
655.53
2
0.4711.715.53.4
13.7
由于二混的填充率为10〜15%，此处计算©二13.7%符合要求。
§2.4物料在圆筒内的移动速度
物料在圆筒内的移动速度的基本规律是：
随圆筒的回转，物料被带起到一定高度，随后滑落下来，由于圆筒是倾斜的，物料在滑落的同时就沿轴向前进了一段距离，形成移动速度。
[2]查《回转窑的设计及维修手册》
移动速度
式中:
筒体转速r/min；
&筒体倾斜角度;
Y物料自然堆角（安息角）度；
因为D效3.4mn=7r/minB=2.3°丫=35
所以
物料停留时间
3min
5.682
§2.5筒体厚度3[3]
根据《干燥设备》，筒体的最小厚度按下列公式核算:
式中:
筒体半径，m；
操作温度下的屈服应力，MPa；
腐蚀裕度，取C=3mm；
第3章筒体
作为该设备的主体-混合机筒体,承受着运行过程中混合料抛落、滚落连续冲
击负荷,其制造质量不仅直接关系整台设备的工作质量和使用寿命,且为确保烧结
系统顺利运行起着重要作用。
因此,对于大型筒体的制造必须结合生产实际,从设
计工艺方案、制定可靠技术措施,直到实施严格的技术施工和质量监控各个环节,
构建起全面制造质量保证体系
一、筒体材料
筒体是圆筒混料机的基体，由钢板卷制而成，筒体的大小标志着混合机的规格和生产能力。
筒体具有足够的刚度和强度。
在安装和运转中应保持轴线的直线性和
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