自动喂料搅拌机 正文

一、机器的工作原理及原始数据

工作原理

设计用于化学工业和食品工业的自动喂料搅拌机。物料的搅拌动作为：电动机通过减速装置带动容器绕垂直轴缓慢整周转动；同时，固连在容器内拌勺点E沿图1虚线所示轨迹运动，将容器中拌料均匀搅动。物料的喂料动作为：物料呈粉状或粒状定时从漏斗中漏出，输料持续一段时间后漏斗自动关闭。喂料机的开启、关闭动作应与搅拌机同步。物料搅拌好以后的输出可不考虑。

图1 喂料搅拌机外形及阻力线图

原始数据

工作时假定拌料对拌勺的压力与深度成正比，即产生的阻力呈线性变化，如图1示。

表1.1 拌勺E的搅拌轨迹数据表

位置号i 1 2 3 4 5 6 7 8

方案A

i

x525 300 470 395 220 100 40 167 i

y148 427 662 740 638 460 200 80

方案B

i

x510 487 454 380 205 84 23 192

表1.2 自动喂料搅拌机运动分析数据表

方案号

固定铰链A、D位置

电动机转

速

/(r/min)

容器转速

/(r/min)

每次

搅拌

时间

/s

物料装入

容器时间

/s

A

x/mm

A

y/mm

D

x/mm

D

y/mm

A 1700 400 1200 0 1440 70 60 40

B 1725 405 1200 0 1440 65 80 50

二、功能要求

1）功能要求

a、要求物料的搅拌动作为：电动机通过减速装置带动容器饶垂直轴缓慢整周转动：同时固定连在容器内拌匀将容器中拌料均匀搅动。

b、要求喂料动作为：物料呈粉状和颗粒状定时从漏斗中漏出，输出持续一段时间后漏斗自动关闭。

c、喂料机的开启、关闭动作和搅拌机同步。

2）功能分解

为满足设计要求需要实现下列运动功能：

a、电动机带动下容器绕垂直轴缓慢整周运动。

b、在电动机带动下拌勺沿搅拌数据要求的轨迹搅拌

c、在电动机带动下实现填料机自动填料的功能，即使漏斗出料口开关左右移动。

d、通过不同的机构、轮系的特点达到课题任务的减速要求和各部位运转的时间要求。

三、机构运动循环图

循环图1：拌匀的轨迹方案

：

搅拌勺不搅拌搅拌

容器匀速转动

喂料口开启40s 关闭60s

φ140°220°

凸轮的机构的设计；

实现喂料动作的凸轮机构在运动中受轻载而且低速运转，故只需采用等速变化规律的盘型直动从动凸轮机构即可达到要求。凸轮机构的推程与喂料系统开口的大小相同，设其为120mm ，喂料系统的开启和关闭过程是一个快速的过程，故设其推程角和回程角为20度，根据物料喂入时间和每次搅拌时间即可确定远近休止角的大小，其远休止角为200度，近休止角为120度。根据机构的整体尺寸设定凸轮的基圆半径为350mm ，为尽量减小压力角而设定凸轮的偏心距为150mm 。

凸轮设计具体如下：

由已知得凸轮的基圆半径mm r 3500=，偏心距mm e 150=，凸轮以等角速度ω沿逆时针方向回转，推杆的行程mm h 120=。

其运动规律为：

020~0=δ 推杆等角速度上升h ;

20~0

220 推杆远休； 220~0

240推杆等速下降h ； 240~0

360 推杆近休。

用作图法，取比列尺1μ，先根据已知尺寸作出基圆与偏距圆，然后用反转法作图设计。 推程段凸轮轮廓线：

1）确定推杆在反转运动中占据的个位置； 2）计算推杆推程在反转运动中的预期位移；

0/δδh s = 200=δ

3）确定推杆在复合运动中占据的位置； 4）连接各点成一光滑曲线，即为凸轮轮廓线。 5）计算推杆回程在反转运动中的预期位移；

0/δδh s = 200=δ

0 5 10 15 20

/(0

)

s/120 90 60 30 0

mm

6）重复上面的步骤就可得到凸轮完整曲线。凸轮设计如图所示：

四；机构的选用

1；容器周转机构的选用：

1,2—锥齿轮3—传动轴4—容器5—皮带轮6—皮带7—发动机

这个周转机构是通过经电动机传出动力，通过皮带带动两个带轮运动，固定在带轮上的传动轴3也一起运转。传动轴再把运动传递给锥齿轮2，锥齿轮2再把运动传递给锥齿轮1，锥齿轮1就和容器做周转运动，达到传递的目的。

2；填料盒开关的选用

1—滑块2—填料盒3、4—连杆5—凸轮

这个机构为填料开关的选用机构。利用了凸轮、连杆、滑块机构来达到控制开关的能力。凸轮5的匀速传动，推动杆4上下运动，连杆4带动连杆3运动，从而使滑块左右滑动，起到控制填料盒1开关的目的。

3；电动机带动填料盒开关和拌匀运动机构选用

1—传动轴2—蜗杆3—涡轮4—凸轮5、6—齿轮7—发动机8—发动机9—皮带这个控制机构为填料盒开关和搬运机构的选用。用了电动机、涡轮蜗杆、齿轮、凸轮、皮带来达到控制目的。动力发动机7经皮带9带动皮带8的传动，经过轮轴1带动蜗杆2转动，从而使涡轮3转动，同时带动与涡轮3相连的齿轮6转动，齿轮6又带动齿轮（

5转动，从而带动固定在齿轮5上的凸轮4转动，就达到控制的目的。

4；输出部分机构选用

1—电动机2—皮带3—皮带轮4—传动轴5、6—齿轮7、13、14—锥齿轮8—取料勺

9、10、11—连杆15—涡轮12,、16—凸轮17—蜗杆

电动机1通过皮带2带动皮带轮3转动，同时带动传动轴4的转动，传动轴4带动齿轮5和蜗杆17的转动，齿轮5带动齿轮6转动同时带动固定在齿轮6上的锥齿轮7转动，而蜗杆17则带动涡轮15转动同时带动固定在涡轮15上的凸轮16转动，使得连杆11上下运动，从而使取料勺8在容器中提取物料，当凸轮15从最高点转到最低点时，取料勺8进入容器装入物料，当齿轮转到最高点时，锥齿轮10、7相接触，带动连杆11转动，同时锥齿轮13、14相接触，带动固定在锥齿轮13上的凸轮11转动，使连杆10上下运动，从而使连杆9推动取料勺开与合，而连杆11的转动与连杆10的上升是同步的，从而使物料从容器中输出。