基于ProE的D1500搅拌槽虚拟装配设计.doc

PAGE 58 PAGE 59 1绪论 1.1搅拌槽设计课题的目的、意义、研究背景 1.1.1搅拌槽设计课题的目的及意义 毕业设计是为实现高职院校培养高级应用型、技术型人才培养目标和机电专业培养目标所必须的实践性教学环节。本次毕业设计通过对D1500搅拌槽的零件建模使我们熟悉了其各部分构造，并通过功率计算及关键零件的选择计算，使我们掌握了搅拌槽的的设计原则及设计过程，再经过虚拟装配，使我们初步了解了一种新的技术。虚拟装配是近年来兴起的重要研究方向之一，它从产品装配设计的角度出发，利用虚拟技术和计算机仿真技术，建立一个虚拟环境。利用它可优化产品设计、避免或减少物理模型制作、缩短开发周期、减少开发风险、降低成本，提高装配人员的培训速度、提高装配质量和效率，解决难以用物理模型解决的技术问题。同时，通过本次设计可以强化我们对基本知识和基本技能的理解和掌握,培养我们收集资料和调查研究的能力,一定的方案比较、论证的能力,一定的理论分析与设计运算能力,进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力。另外对培养我们独立思考问题和解决问题的能力,为今后工作做好技术储备,都具有十分重要意义。 1.1.2搅拌设备的研究背景 搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。化学工艺过程的种种化学变化，是以参加反应物质的充分混合为前提的，对于加热、冷却和液体萃取以及气体吸收等物理变化过程，也往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。搅拌设备在许多场合是作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器，约占反应器总数的90％.其它如染料、医药、农药、油漆等行业，搅拌设备的使用亦很广泛。有色冶金部门对全国有色冶金行业中的搅拌设备作了调查及功率测试，结果是许多湿法车间的动力消耗50％以上是用在搅拌作业上。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。 搅拌设备使用历史悠久，应用范围广，但对搅拌操作的科学研究还很不够。对于搅拌设备的研究，除功率问题外，有关搅拌的流体力学研究具有重要意义。这方面已做出了许多工作，但尚需扩大和深入。在液体中进行搅拌时，搅拌器的功能不仅引起液体的整个运动，而且要在液体中产生湍动，湍动程度与搅拌器使液体旋转而产生的漩涡现象有密切关系。这些漩涡因经常地互相撞击破裂，使液体受到剧烈的搅拌。由此可见在搅拌操作中，对于流体力学理论的研究是极其重要的。搅拌操作看来似乎简单，但实际上，它所涉及的因素却极为复杂。对于搅拌器型式的选择，从工艺的观点以及力学观点来说，迄今都是研究不够的。过去有很多文献论述了搅拌设备的动力消耗，并给处了不少情况下的计算公式，但是由于使用介质操作条件的不同，物理化学性能的差异，容器形状及内部设施的不同以及各种搅拌器特性上的区别，正确确定搅拌功率并适当地选择驱动电机是十分困难的。在没有模拟试验的情况下，设计新的搅拌设备时，常采用现有设备数据的方法，宁大勿小，结果造成了不少的浪费。国内有些单位对一些生产中的搅拌设备进行了功率测试，从测试的结果可以看到，由于功率消耗难于计算准确，电动机选用过大，造成了负荷率很低的不合理现象。 1.2搅拌槽的工作原理 对于不同的介质，不同的化学反应过程，要求搅拌装置的结构和搅拌速度不同，根据不同的场合一般分为以下几种情况：1、液-液互溶系统的场合，一般采用低速搅拌就能足够完成，这种场合常用浆叶式搅拌装置。2、液-液互不相溶的场合，这种场合则需要强烈的上下翻滚，常用浆叶搅拌器，在釜体内加有一定形状的挡板，或采用推进式搅拌器。3、反应介质里有少量的固体且不易沉降时可采用比较缓和的搅拌，反之当反应介质或反应过程的生成物中固体较多，且容易沉降时必须采用强烈的上下的翻动的搅拌，这些搅拌均属于固-液相的搅拌系统。 1.3设计条件及内容 已知的设计条件搅拌槽直径为1500mm，搅拌介质为水，黏度40mpa.S，搅拌槽体积2.7 m。根据以上资料，需要进行D1500搅拌槽设备各组成部分的pro/e建模同时生成工程图以及搅拌槽设备功率计算及关键零件的选择计算，最后还需利用pro/e进行搅拌槽的虚拟装配并生成爆炸图。 1.4研究方法及预期目的 通过Pro/e wildfire 3.0中的三维建模板块对D1500搅拌槽的各组成部分进行三维建模并初步生成工程图，再将生成的工程图改为dwg格式导入CAD中完成最终工程图的制作。然后查阅有关文献，进行搅拌槽功率及部分关键零件的选择计算，并查阅关于机构虚拟装配的资料，总结出正确合理的装配工艺规划，再利用Pro/e完成虚拟装配。经过上面所做的工作后，最后得到设计中的零件选择都是符合设计要求的，同时虚拟装配成功并不发生装配干涉。  2 搅