學士學位畢業設計
小型菌料攪拌機的設計
學生姓名：鄭小波
學號：20074024215
指導教師：王巨集立副教授
所在學院：工程學院
專業：機械設計製造及其自動化
中國·大慶
2023年 6 月
畢業設計任務書
一、畢業設計原始資料
菌料攪拌機生產率1000-1500kg/h左右。
二、畢業設計任務及要求
1．分析菌料的成分特點：對現在攪拌機、混合機的型別、結構、特點進行比較分析,擬定菌料攪拌機的結構方案。
2．研究攪拌機的工作原理及工作過程，確定機器總體引數及傳動機構型式，菌料攪拌機總體設計。
3．對攪拌機關鍵部件設計、計算及校核。
4．要求的圖紙量為折合零號圖不少於2張，設計說明書不少於兩萬字，編寫設計計算說明書。
三、畢業設計工作量
1．設計說明書
畢業設計說明書應包括下列內容：封面、畢業設計任務書、中文摘要、英文摘要、目錄、前言、正文、參考文獻、致謝、附錄、**評定成績，並按順序排列。設計說明書的字數應在以上，採用a4紙列印。
2．查閱參考文獻
查閱文獻10篇以上，其中查閱與課題有關的外文文獻2篇以上，並將其中的1篇文獻的摘要的原文和譯文（不少於3000漢字）附在附錄中。
3．設計圖紙
畢業設計圖紙應符合國家有關製圖標準，正確體現設計意圖，圖面整潔，布置勻稱，尺寸標註齊全，字型端正，線型規範。圖紙全部由計算機繪製。
四、畢業設計進度安排
五、參考資料
1．機械設計手冊
2．攪拌與混合裝置設計選用手冊
3．**混合裝置的特點
4．混合裝置設計
5．機械設計
6．飼料機械學
六、審批意見
1．教研室意見：
教研室主任簽名：
年月日2．學院意見：
教學院長簽名：
年月傳動裝置
攪拌裝置攪拌軸
攪拌器攪拌裝置軸封
罐體攪拌罐
附件圖1-1攪拌機結構組成示意圖
轉速為43r/min， 混合時間3min，填料量150kg，混合均勻度可達96%以上。
表1-1螺旋帶臥式攪拌裝置作為菌料攪拌器
（1）混合室的體積v的計算
該菌料攪拌機體為槽型，其截面為u型，用5mm鋼板焊接而成；轉子採用單螺旋葉帶，分成左右兩段，其旋向相反，轉子轉動使料向中間推移。
根據菌料加工的工藝要求，提出攪拌混合機每次的裝料量q(t)80~100kg,同時測定每種配方混合物的容重r除取決於配方外，還會因物料顆粒，水分等因素而有變化。一般根據經驗取r=0.3~0.
5t/m3左右。再根據混合機的效能實驗確定保證混合質量最佳係數（0.6~0.
8）即可求出v值。
2.1）
（2）混合室的各部分尺寸
混合室的各部分尺寸，包括混合室長度a（公尺），混合室寬度b(公尺)，轉子中心離機殼頂部的距離h(公尺)，v值確定後，計算a,b,h各值，使之滿足v值的要求。v=f(a,b,h)，而a,b,h均為未知數，故需在這三個數中首先選定乙個為主引數，然後按照它們之間的相互關係再來確定其餘的兩個。我們選定b值為主要引數，因b值直接關係到轉子直徑d及轉子轉速n，而這兩個引數又涉及到混合機的工藝效能。
圖1-2混合室主要尺寸
令p=a/b;u=h/b.
混合室由上半部的立方體v1及下半部的半圓柱體v2組成，即v=v1+v2，設z=v2/v1,則有v2/v1=[/(8a)]/(abh)=( b)/(8h)= /(8h)= (8u)=z.
由上式得zu=/8,可見zu之積為乙個常數。由此得
（2.2）
根據現有混合機的統計資料表明p=a/b值變化範圍較大，一般取p=1.5~3.5.
物料在混合室內與轉子頂部平齊時，其充滿係數=0.8，則轉子上方的體積v空佔混合室的比例應為1-=0.2。
/v,式中=abh1，h1為轉子頂部上方的高度。因此h1=h-b/2。則得
2.3）
整理上式得u=0.72。則z=/(8u)=0.45。此時的1.84倍
2.4一般臥式混合機生產率q可按下式計算式中：v—混合定容積； —充滿係數；—物料容重（kg/）;t—混合一批料所需時間（min）（包括裝料時間t1=2min,混合時間t2=3min,卸料時間t3=2min）;將v=0.4396=0.
35t/,=0.857(t/h)。已知混合機的生產率後，可按下面經驗公式得所需配套動力。
n=kq2.5）
式中k（經驗係數1.2—1.5）；q混合機生產率（t/h）;n=1.51.5=2.25(kw)
考慮到本機滿負荷正常工作時;n配n,因此初步確定配套動力為3kw
（1）轉子的工作間隙
對混合機來說爪子與機殼的工作間隙有側向間隙與底部間隙之分，目前國內外多數混合機的工作間隙一般為==5~10。一般來說工作間隙越小，物料殘留量越小，混合效果越好；但是過小會增加轉子與機體的磨損，阻力加大，功耗增加。考慮被加工物料物件的特點，本菌料攪拌機取==10
（2）轉子的外徑與轉速
轉子外徑d可由混合室寬度b及轉子側工作間隙求出：d=b-2,即d=555-210=535
為了得到滿足的混合效果，降低動力消耗，混合機工作時，螺旋葉片作用在物料上產生的離心力（）不應超過物料的重力（），即
式中r—螺旋環帶外徑；w—螺旋葉片的角速度
將代入上式得
2.6)
得混合機的最高臨界轉速為
n臨2.7)
根據經驗一般混合機轉子轉速n=20~60，取n=20~30。
（3）轉子軸的選用與計算
由於攪拌混合機採用螺旋葉片推送物料，而物料對轉子軸的作用力基本上是軸向力，其遠遠大於軸上所受的彎矩，故可忽略軸上所受的彎矩，僅僅按扭矩強度進行計算軸頸。
2.8)
式中d—危險介面處的軸頸，
p—軸所傳遞的功率p=3000w
w—軸的角速度
a—材料係數，鋼a=4.8鋼a=6.5對鋼49.7
取50 對於空心軸,應將實際傳遞的功率p除以空心軸計算係數b後再按上式計算（b值查表為0.59）.故對空心軸：
2.9)
本菌料攪拌機選用的轉子實心軸頭的最小軸頸d=50，中間管軸（鋼管）外徑d=76，兩者均大於等於計算值，故符合設計要求。
（4）螺距s的設計與計算
為了保證混合機的對流作用，轉子上各點的軸向速度v軸，應大於或等於圓周速度v圓。所以螺距應滿足下列條件:
2.10)
式中——混合物料與鋼鐵表面的摩擦係數
p——混合物料與鋼鐵表面的摩擦角（24~28）度
s——螺距
r、d——轉子的半徑和直徑
n——轉子轉速；
故螺距取螺距s=540
根據公式
2.11）
p螺距; d螺帶直徑
（2.12）
取整為17度和20度
——大螺旋帶公升角
——小螺旋帶公升角
——大螺帶螺距
——小螺帶螺距
內外螺旋線長為
（2.13）
葉片根部受力分析
圖1-3受力分析圖
葉輪對物料做功，當攪拌軸垂直安裝時，葉輪受有與攪拌軸平行的垂直力p和垂直於攪拌軸線的水平力t.p力作用於處，而t力作用於處，k1和k2是因s/d而異的係數。考慮到近似計算可以在所有情況下均取k1=0.
70,k2=0.65.p力和t力的計算公式如下：
==3277154n2.14）
==3188435n2.15）
式中——計算功率，kw
s——螺距，
——小螺帶直徑，;
n——轉速，
z——葉片數量
p力和t力對槳葉的根部產生的彎距，其值為：
1691011462.16
1441172622.17）
式中為輪轂直徑兩式中直徑單位均以mm計算上式中的m』作用於平行攪拌軸線的平行面內，m」作用於垂直攪拌軸線的平面內。將m,m"兩個彎距值轉換到作用葉片斷面兩個主慣性軸n-n和j-j上，則得：
==2041311062.18
=1873919042.19）
攪拌器畢業設計說明書
攪拌可以使兩種或多種不同的物質在彼此之中互相分散，從而達到均勻混合 也可以加速傳熱和傳質過程。在工業生產中，攪拌操作時從化學工業開始的，圍繞食品 纖維 造紙 石油 水處理等，作為工藝過程的一部分而被廣泛應用。攪拌操作分為機械攪拌與氣流攪拌。氣流攪拌是利用氣體鼓泡通過液體層，對液體產生攪拌作用，或使氣...
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