基于ProE的D1500搅拌槽虚拟装配设计

此种搅拌设备的搅拌器小型轻便结构简单，操作容易，应用范围广。

用于药品等稀释溶解分解调和及值的调整等。

底搅拌底搅拌设备的优点是，搅拌轴短细无中间轴承，可用机械密封，易维护检修，寿命长。

底搅拌轴的稳定性好，既节省材料又节省加工费，而且降低了安装要求。

但其突出的问题是叶轮下部至轴封处的轴上常有固体物料粘积，时间长，变成小团物料，混入产品中影响产品质量。

旁入式搅拌旁入式搅拌设备是将搅拌装置安装在设备筒体的侧壁上，所以轴封结构是最费脑筋的。

在小型设备中，可以抽取设备内的物料，卸下搅拌装置更换轴封部分，所以搅拌装置的结构要尽量简单。

旁入式搅拌般用于防止原油贮存罐泥浆大的堆积，用于重油汽油等的石油制品的均匀搅拌，用于各种液体的混合和防止沉降等。

特别是大型贮槽中投入少量的功率便可以得到适当的搅拌效果，因而被广泛采用。

由于搅拌的介质是水，对混合要求不高，操作简单，故在此选用应用最广泛及安装操作检修方便的中心顶插式的安装方式。

这种安装方式是将搅拌装置安装在立式设备筒体的中心线上，驱动方式般为皮带传动或齿轮传动，用普通点电机直接连接或与减速机直接连接。

从功率方面看，可从到数百。

但在实际应用中，常用的功率为，以上叙述同样与设计初始条件要求吻合。

搅拌器的分类搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮等，它是机械搅拌设备的关键部件。

搅拌器的分类方法很多，主要有以下几种按搅拌桨叶结构分为平叶斜折叶弯叶螺旋面叶式搅拌器。

桨式涡轮式搅拌器都有平叶和斜叶结构推进式螺杆式和螺带式的桨叶为螺旋面叶结构。

根据安装要求又可分为整体式和剖分式结构，对于大型搅拌器，往往做成剖分式，便于把搅拌器直接固定在搅拌轴上而不用拆除联轴器等其他部件如表。

表搅拌器按浆叶结构分类叶型平叶斜折叶弯叶螺旋面叶搅拌器平桨直叶开启涡轮直叶圆盘涡轮锚式框式斜叶桨式斜叶开启涡轮斜叶圆盘涡轮弯叶开启涡轮弯叶圆盘涡轮三叶后掠式推进式螺杆式螺带式按搅拌器的用途分为低粘流体用搅拌器高黏流体用搅拌器。

用于低粘流体的搅拌器有推进式桨式开启涡轮式圆盘涡轮式布鲁马金式板框桨式三叶后弯式等。

用于高黏流体的搅拌器有锚式框式锯齿圆盘式螺旋桨式螺带式等如表。

表搅拌器按用途分类黏度低粘度流体高粘度流体搅拌器推进式桨式长薄叶螺旋桨式开启涡轮式平叶斜叶弯叶圆盘涡轮式平叶斜叶弯叶布鲁马金式板框桨式三叶后弯式和改进等锚式框式锯齿圆盘式螺旋桨式螺带式单螺带双螺带，螺杆式螺带式按流体流动形式分为轴向流搅拌器和径向流搅拌器。

有些搅拌器在运转时，流体既产生轴向流又产生径向流的称为混合流型搅拌器。

推进式搅拌器是轴流型的代表，平直叶圆盘涡轮搅拌器是径流型的代表，而斜叶涡轮搅拌器是混合流型的代表。

搅拌器的选型搅拌器的流型搅拌器的流型与搅拌效果搅拌功率的关系十分密切，搅拌器的改进和新型搅拌器的开发往往从流型着手，搅拌釜内的流型主要取决于搅拌方式搅拌器容器形状挡板等几何特征，以及流体性质转速等因素，对于工业应用最多的立式圆筒搅拌机顶插式中心安装，搅拌将产生三种基本流型径流型流体的流动方向垂直于搅拌轴，沿径向流动，碰到容器壁面分成两股流体分别向上下流动，再回到叶端，不穿过叶片形成上下两个循环流动，见图。

轴向流流体的流动方向垂直于搅拌轴，流体由浆叶推动，使流体向下流动，再回到叶端不穿过叶片形成上下两个循环流动，见图切向流无挡板的容器内，流体绕轴作旋转运动，流速高时，液面会形成漩涡，如图所示，此时流体从浆叶周围周向卷吸至浆叶区的流量很小，混合效果很差。

以上三种流型通常可能同时存在，其中轴向流与径向流对混合起主要作用，而切向流应加以抑制，采用挡板可以削弱切向流，增加轴向流和径向流作用。

图搅拌器的流型搅拌器从电动机获得的机械能推动物料运动。

搅拌器对流体产生两种作用，即剪切作用和循环作用。

剪切作用于液液搅拌体系中液滴的细化固液搅拌体系中固体粒子的破碎以及气液搅拌体系中气泡的细微化相关循环作用则与混合时间传热固体的悬浮等相关。

搅拌器的选型个好的选型方法最好具备两个条件，是选择结果合理，是选择方法简便，而这两点却往往难以同时具备。

由于液体的粘度对搅拌状态有很大影响，所以根据搅拌介质粘度大小来选型是种基本的方法。

由于搅拌的介质的质量按等效原理，分别转化到个特定点上，然后累加组成个集中地等效质量。

这样吧原来复杂多自由度轴系统简化为无质量轴上只有个集中等效质量的单自由度问题。

搅拌轴为悬臂轴，其结构简图如图所示。

图搅拌轴简图搅拌轴及圆盘搅拌器及附件有效质量的计算搅拌轴有效质量的计算刚性轴不包括带錨式和框式搅拌器的刚性轴的有效质量等于自身的质量加上轴附带的液体质量。

圆盘搅拌器及附件有效质量的计算刚性搅拌轴不包括带錨式和框式搅拌器的刚性轴的圆盘有效质量等于圆盘自身重量加上搅拌器附带的液体质量附件附带的液体质量不计。

式中第个搅拌器的附加质量系数，按表查得为第个搅拌器直径第个搅拌器的叶片宽度见图搅拌物料密度轴材料密度悬臂轴两支点间距离空心轴内径与外径比值搅拌器质量图浆叶简图表搅拌器附加质量系数叶片数叶片角附加质量系数直叶第阶临界转速的确定悬臂及跨间二轴段的直径是相等的，其作用集中质量的悬臂轴。

轴有效质量在末端点处的相当质量第个圆盘有效质量在末端点处的相当质量在点处所有相当质量的总和具有个圆盘的等直径悬臂轴的阶临界转速在该设计中联立式，并将上述数据代入，得轴的转速与临界转速的比值应满足表所示。

表搅拌轴的抗振条件搅拌介质刚性轴柔性轴搅拌器叶片式搅拌器高速搅拌器斜叶直叶斜叶直叶斜叶直叶斜叶液体液体和经上述计算得出结论该设计的搅拌轴符合临界转速条件。

平键的选择的校核键的选择包括类型选择和尺寸选择两方面，键的类型应根据键连接的结构特点使用要求和工作条件来选择，在此选择平键。

键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。

键的主要尺寸为其截面尺寸与长度。

键的截面尺寸按轴的直径由标准中选定。

键的长度般可按轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂的长度。

根据所选联轴器的型号孔长，在文献中查选择的平键尺寸为，长度为，还需选定浆叶轴向固定的平键，其尺寸为，长度。

平键的校核较为简单，只需按下面的公式校核即可式中传递的转矩，键与轮毂键槽的接触高度此处为键的高度键的工作长度轴的直径键轴轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，。

查文献中表，可知表许用挤压应力许用挤压应力连接工作方式键或毂轴的材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击静连接钢铸铁，，可见连接的挤压强度是足够的，皆采用单键布置即可。

搅拌槽的虚拟装配虚拟装配技术是将技术与技术相结合，建立个与实际装配生产环境相致的虚拟装配环境，使装配人员通过虚拟现实的交互手段进入，用人的智慧直觉地进行产品的装配拆卸操作，用计算机来记录人的操作过程，以确定产品的装拆顺序和路径。

面向虚拟装配技术的研究大体上可以分作两个层次是采用装配过程可视化手段和干涉检查工具，直观地展示产品装配过程中零部件的运动形态和空间位置关系，并提供装配序列的性能及其优化结果。

二是基于虚拟现实技术构造虚拟的产品装配环境，操作人员有身临其境的感觉，并能通过视觉听觉和触觉来感知产品的装配顺序和效果。

虚拟装配技术的研究现状及成果虚拟装配技术的研究现状虚拟装配技术是虚拟现实技术在工程领域的个全新的应用，还处于萌芽阶段，与虚拟装配技术相关的系列标准还没有完善，所以国内外的研究人员都在不断的对虚拟装配技术进行理论探索。

国内的研究现状在国内，虚拟装配的研究起步比较晚，而且由于虚拟装配技术所需硬件价格昂贵，大多数研究机构都是在进行理论探索与研究。

近年来国内各高校对虚拟装配技术的研究比较活跃，其中以浙江大学和华中科技大学为代表的些学校的研究比较活跃，并且取得了阶段性的理论成果和初步的应用，特别是浙江大学的谭建荣教授及其学生，在虚拟装配领域建立了整套具有实用价值的理论。

国外的研究现状国外对虚拟装配的研究起步较早，其中以美国华盛顿洲立大学开发的虚拟装配设计环境系统较成熟，并已成功开发出了第二套原型系统。

而且在理论上国外的研究也较丰富，涉及的面比较广，包括虚拟装配环境中人机交互虚拟拆卸的推理框架和基于网络的协同虚拟样机技术等很多技术与理论。

虚拟装配技术的应用及取得的成果虚拟装配技术带来了全新的设计和制造理念，改变了传统的产品开发从设计到生产的反复修改，不断试制的过程。

为企业节约了大量的成本，缩短了新产品投放市场的时间。

尤其是虚拟装配技术在汽车和航天工业的应用，取得了明显的经济效益。

通用汽车公司在应用虚拟样机方面处于世界领先地位。

为了以更快的速度和更低的成本开发新型汽车，通用公司的全球和可视化技术中心的技术人员已经开发出了洞穴式沉浸虚拟现实系统和墙壁式投影系统，在的汽车产品开发中从造型到装配过程中广泛应用先进的虚拟现实技术。

应用虚拟现实技术不仅可以使设计人员在虚拟的环境中检查汽车车身的光顺性，而且可以验证汽车的装配工艺，由于在新车的开发中采用了虚拟现实技术，新车的开发速度大大提高。

年福特汽车公司启动了项目，该项目泛应用先进的计算机技术。

其中虚拟装配技术被用于福特轿车的装配设计，使得福特汽车的设计改动减少多达，将新车的开发周期周期从周缩短到周，每年为公司节约亿美元成本。

搅拌槽的装配设计产品设计过程是个复杂的创造性活动，产品设计从根本上决定着产品的内在质量和生产总成本，随着世界经济的飞速发展和市场