高剪切均质机全套均质机

441 高剪切均质机总体设计

1 绪论 剪切式均质技术作为一种新型微米技术，已广泛应用于食品、医药、轻工、微生物等 诸多行业，并得到迅速发展，已成为这些行业对有关流体、半流体产品品质所必不可少的 工艺过程。 国外早在 30 年前就产生并使用均质机，且应用于生产。目前，已有美国、日本、德 国等 10 多个国家生产均质机。剪切式均质机作为均质机械中的佼佼者，也被广泛的认识 和研究。自从 1948 年德国 FLUKO 公司首次发明了应用高剪切原理制成分散乳化设备，高 剪切分散乳化设备已经出现了多种系列产品，在世界均质机械行业处于领先地位。近 40 年来，国外，特别是欧洲一些国家在高剪切分散均质机行业得到迅速发展，并在很多领域 发挥着重大作用，如化装品、制药、食品、涂料、黏合剂等。国外所研究制造的剪切式均 质设备基本上上是采用定一转子型（stator-rotor）结构作为均质头，在电机的高速驱动 下（300-10000r/min） ，物料在转子与定子之间的间隙内高速运动，形成强烈的液力剪切 和湍流，使物料在同时产生的离心、挤压、碰撞等综合作用力的协调作用力下，得到充分 的分散、乳化、破碎，达到要求的的效果。美国和德国在剪切式均质机的研究和开发方面 都取得了显著进展。如美国IKA-WERKE GMHB CO.KG生产的多系列分散均制设备；美国ROSS 公司研制的高剪切混合乳化机；德国 IKA-MASCHINENBAU 公司研制的 ULTRA 分散机；德国 YSTRAL公司生产的X40型分散搅拌机；德国公司研制的系列高剪切分散乳化剂、管线式高 剪切分散乳化剂、管式分散乳化剂、间歇式高剪切与间歇式无轴承分散乳化剂、高效强力 分散乳化剂等世界领先高科技产品。 我国的均质机研究产品是从 50 年代个别厂家开始的，最早是上海烟草机械厂仿制美 国产品，直到 80 年代才开始逐渐的生产均质机，而且大多是传统的高压均质设备。随着 国外剪切式均质机的迅速发展，近年来，国内许多科研人员，制造和使用厂家也开始重视 对剪切式均质机的研究工作。目前，已建立了与国外厂商联营、合资研制生产剪切式均质 机的公司。如上海菲鲁克（FLUKO）机电设备有限公司；中美合资南通罗斯（ROSS）混合 设备有限公司等。 现在国内有许多厂家开始生产高剪切均质机， 如东市长江机电有限公司、 上海环保设备总厂、上海威宇机电有限公司、上海市化工装备研究所生产的集混合、分散、 乳化、溶解、粉碎等功能为一体的系列剪切式均质机。 1.1 高剪切均质机的均质原理 剪切均质机基于超剪切原理，实现固相的微化和液相的乳化。目前采用剪切式均质机 主要工作部件为一级或多极的相互啮合的定转子又有数层齿圈。其均质乳化有以下方面： 1 液力剪切作用 液力剪切是指高速流动的流体本身会对流体内粒子产生强大的剪切作用，而且由于高 速流动产生剧烈的微湍流，在湍流边缘出现很高的局部速度梯度，处于这种局部速度梯度 下的粒子会受剪切而微粒化，液力剪切分层流剪切和湍流剪切。在层流区域，流体在定转 子槽道内流动时，流体内的最大流速及所受到的最大剪切力与流体流动方向上的压力梯度 成正比。当施以周期性高频脉动压力梯度时，最大速度在槽道壁面与机理道中心之间，偏 离中心，且频率增大，最大速度增大，且向壁面趋近，剪切力增大。流体在同轴圆筒之间 成为旋转流，由于两圆筒速度不同，间隙内流体层之间存在速度梯度，产生剪切力。如圆

高剪切及高压均质机理研究及其在食品工业中的应用

开发研究粮油加工与食品机械 高剪切及高压均质机理研究及其在食品工业中的应用 杨诗斌徐凯张志森 (江南大学生化与食品机械研究所) =摘要>分析了高剪切均质机与高压均质机不同的均质机理,并通过试验做出进一步论证。对食品均 质单元中选用高剪切或高压均质机有一定参考意义。 =关键词>均质;机理;食品工业;应用 中图分类号:TS203文献标识码:A 文章编号:1009-1807(2002)04-0033-03 在食品、化工、制药等行业均质技术已成为提高产品品质的关键。目前国内食品行业使用的传统均质设备多为高压均质机、胶体磨、砂磨和辊磨机等,近年来出现了新型的高剪切均质机设备。至于这些均质设备在各行业中的应用,目前尚无人进行深入系统地研究。对此,笔者针对目前主要使用的高压均质机和高剪切式均质机,从均质原理、不同物料的工艺流程以及实验数据等方面进行了对比分析研究。 1均质机理分析 液体物料分散系中分散相颗粒或液滴破碎的直接原因是受到剪切力和压力的作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有层流效应、湍流效应和空穴效应。层流效应会引起分散相颗粒或液滴的剪切和拉长;湍流效应是在压力波动作用下引起分散相颗粒或液滴的随意变形;空穴效应是使形成的小气泡瞬间破碎产生冲击波,而引起剧烈搅动。 111高剪切均质机理 目前国内常用的剪切式均质机线速度多为10~ 25m/s。实践证明其均质效果并不理想。高剪切均质机指线速度达到30~40m/s的剪切式均质机,其主要工作部件为1级或多级相互啮合的定转子,每级定转子又有数层齿圈。 工作原理:转子带有叶片高速旋转产生强大的离心力场,在转子中心形成很强的负压区,料液(液液、或液固相混合物)从定转子中心被吸入,在离心力的作用下,物料由中心向四周扩散,在向四周扩散过程中,物料首先受到叶片的搅拌,并在叶片端面与定子齿圈内侧窄小间隙内受到剪切,然后进入内圈转齿与定齿的窄小间隙内,在机械力和流体力学效应的作用下,产生很大的剪切、摩擦、撞击以及物料间的相互碰撞和摩擦作用而使分散相颗粒或液滴破碎。随着转齿的线速度由内圈向外圈逐渐增高,粉碎环境不断改善,物料在向外圈运动过程中受到越来越强烈地剪切、摩擦、冲击和碰撞等作用而被粉碎得越来越细从而达到均质乳化目的。同时,在转子中心负压区,当压力低于液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,产生大量气泡,气泡随液体流向定转子齿圈中被剪碎或随压力升高而溃灭。溃灭瞬间,在汽泡的中心形成一股微射流,射流速度可达100m/s,甚至300m/s,其产生的冲击力可用水锤压力公式估算,即P=Q CaC,其中Q为液体密度;Ca为液体中的声速;C为微射流速度。设C为100m/s,则产生的脉冲压力就接近200MPa,这就是空穴效应。强大的压力波可使软性、半软性颗粒被粉碎,或硬性团聚的细小颗粒被分散。 由分析可知,物料在定转子腔内被均质的机理较复杂,笔者认为剪切起主导作用,其次是空穴作用。112高压均质机理 高压均质是利用高压使得液料高速流过狭窄的缝隙时而受到强大的剪切力、液料被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力突降与突升而产生的空穴爆炸力等等综合力的作用,把原先颗粒比较粗大的乳浊液或悬浮液加工成颗粒非常细微的稳定的乳浊液或悬浮液的过程。 被均质物料通过阀座与阀杆间大小可调的间隙h (一般为011mm)时,其流速在瞬间被加速到200~ 300m/s,从而产生巨大的压力降,当压力降低到工作温度下液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,液体就开始/沸腾0,迅速/汽化0,内部产生大量汽泡。含有大量微汽泡的液体朝缝隙出口流出,流速逐渐降低,压力又随之提高,压力增加到一定值时,液体中的汽泡突然破灭而重新凝结,汽泡在瞬时大量生成和溃灭就形成了空穴现象。空穴现象似无数的微型炸弹,能量强烈释放产生强烈的高频振动,同时伴随着强烈的湍流产生的强烈的剪切力,液体中的软性、半软性颗粒就在空穴、湍流的剪切力的共同作用下被

机械毕业设计729高压均质机传动端的设计及运动仿真

摘要 本设计设计的是高压均质机动力端主要零件。首先，文章介绍了高压均质机的工作原理。流体在高压状态下通过细小缝隙时，会产生较大的剪切力、撞击力和空穴力，使流体中的固体颗粒破碎为微小颗粒，高压均质机就是利用这一原理工作的。接着，文章参考现有的均质机结构，确定了均质机主要结构参数，然后，按照高压往复泵的设计方法对高压均质机的主要零部件，如传动装置、曲轴、连杆等进行了结构设计。还有液力端泵阀的设计，并对其进行了相应的强度校核。最后，文章介绍了本次设计中还有高压均质机的运动仿真，采用了C语言程序，并对其进行了详细的说明。 关键词：高压均质机食品机械均质阀

目录 摘要 (1) 绪论 (4) 第一章均质机及其基本参数 (5) 1.1均质机的均质原理 (5) 1.2均质机的工作原理 (5) 1.3均质机的基本参数 (6) 第二章总体设计 (9) 2.1传动端结构形式的选择 (9) 2.2液力端结构形式的选择 (9) 2.3确定泵的主要结构参数 (10) 2.4原动机的选择 (12) 第三章动力端的设计计算 (14) 3.1传动装置的设计 (14) 3.2曲轴的设计 (15) 3.3连杆与其轴瓦 (15) 3.4十字头 (16) 第四章液力端零部件设计 (16) 4.1泵阀设计 (16) 第五章运动仿真 (20) 5.1 C语言程序简介 (20) 5.2传动端运动及程序 (20)

设计小结 (32) 致谢 (33) 参考资料 (34)

绪论 高压均质是一种制备超细液液乳化物或液固分散物的通用设备，被广泛应用与各行业的生产者和科技研领域。例： 一、食品饮料行业： 豆奶、花生奶、松子奶等各种植物蛋白饮料。 核桃露、杏仁露、莲子露、椰子汁等各种悬浮果汁饮料。 酸奶、均质奶、纯牛奶、甜牛奶、乳酸饮料、冰淇淋、豆奶粉等各种乳品和乳制品。 二、制药： 抗生素、各种乳剂、浆液制剂、中药制剂、花粉破碎及各种营养保健液。 三、轻工化工行业： 香精香料、化妆品、乳化硅油、感光剂、增亮剂、高级涂料、颜料、染料等。 四、生物工程技术： 对大肠杆菌、胞进行破碎，撮取其有效成分。 随着人民生活水平的提高，食品工业必将跟上时代的步伐，不仅要求食品本身的营养丰富，还对其质量、口味、外观、保存等提出了高标准,这样必然把食品工业推上一个新高潮。 食品品种繁多，本设计是主要应用于乳品工业中。它是一种特殊的高压泵，用于喷雾干燥设备中，可使液体分散成细微的雾滴，便于干燥成粉状。通过均质的炼乳、冰淇淋、代乳粉，液体中的分散项破裂成细微状态，可减少沉淀，增加粘稠性，口感细腻，并延长存放时间。均质机不仅在乳品工业和冰淇淋生产中得到广泛应用，而且还适用于医药、化工生产中。总之，在我国均质机发挥出的作用越来越大，因此需要人们对其进行深入的研究，以便设计生产。 本设计参考现有的均质机而设计，力求经济、结构合理,但肯定还有许多的不足之处，希望在老师和同学的帮助下，得到进一步的改进。

高压均质机和高速剪切均质机的原理和应用

高压均质机和高剪切均质机的区别及应用 在食品、化工、制药等行业均质技术已成为提高产品品质的关键。目前国内食品行业使用的传统均质设备多为高压均质机、胶体磨、砂磨和辊磨机等,近年来出现了新型的高剪切均质机设备。至于这些均质设备在各行业中的应用,目前尚无人进行深入系统地研究。对此,笔者针对目前主要使用的高压均质机和高剪切式均质机,从均质原理、不同物料的工艺流程以及实验数据等方面进行了对比分析研究 均质机理分析 液体物料分散系中分散相颗粒或液滴破碎的直接原因是受到剪切力和压力的作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有层流效应、湍流效应和空穴效应。 层流效应会引起分散相颗粒或液滴的剪切和拉长; 湍流效应是在压力波动作用下引起分散相颗粒或液滴的随意变形; 空穴效应是使形成的小气泡瞬间破碎产生冲击波,而引起剧烈搅动。 高剪切均质机理 目前国内常用的剪切式均质机线速度多为10～25 m/ s。实践证明其均质效果并不理想。高剪切均质机指线速度达到40～66 m/ s的剪切式均质机,其主要工作部件为1级或多级相互啮合的定转子,每级定转子又有数层齿圈. 工作原理:转子带有叶片高速旋转产生强大的离心力场,在转子中心形成很强的负压区, 料液(液液、或液固相混合物)从定转子中心被吸入,在离心力的作用下,物料由中心向四周扩散,在向四周扩散过程中,物料首先受到叶片的搅拌,并在叶片端面与定子齿圈内侧窄小间隙 内受到剪切,然后进入内圈转齿与定齿的窄小间隙内,在机械力和流体力学效应的作用下,产 生很大的剪切、摩擦、撞击以及物料间的相互碰撞和摩擦作用而使分散相颗粒或液滴破碎。随着转齿的线速度由内圈向外圈逐渐增高,粉碎环境不断改善,物料在向外圈运动过程中受到越来越强烈地剪切、摩擦、冲击和碰撞等作用而被粉碎得越来越细从而达到均质乳化目的。 同时,在转子中心负压区,当压力低于液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,产生大量气泡,气泡随液体流向定转子齿圈中被剪碎或随压力升高而溃灭。溃灭瞬间,在汽泡的中心形成一股微射流,射流速度可达100 m/ s ,甚至300m/ s ,其产生的冲击力可用水锤压力公式估算,即P = ρCaC ,其中ρ为液体密度; Ca为液体中的声速; C为微射流速度。设C为100 m/s ,则产生的脉冲压力就接近200MPa ,这就是空穴效应。强大的压力波可使软性、半软性颗粒被粉碎,或硬性团聚的细小颗粒被分散。 由分析可知,物料在定转子腔内被均质的机理较复杂,笔者认为剪切起主导作用,其次是 空穴作用。 高压均质机理 高压均质是利用高压使得液料高速流过狭窄的缝隙时而受到强大的剪切力、液料被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力突降与突升而产生的空穴爆炸力等等综合力的作用,把原先颗粒比较粗大的乳浊液或悬浮液加工成颗粒非常细微的稳定的乳浊液或悬浮液的过程。被均质物料通过阀座与阀杆间大小可调的间隙h (一般为011 mm)时,其流速在瞬间被加速到200～300 m/ s ,从而产生巨大的压力降,当压力降低到工作温度下液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,液体就开始“沸腾",迅速“汽化",内部产生大量汽泡。含有大量微汽泡的液体朝缝隙出口流出,流速逐渐降低,压力又随之提高,压力增加到一定值时,液体中的汽泡突然破灭而重新凝结,汽泡在瞬时大量生成和溃灭就形成了空穴现象。空穴现象似无数的微型炸弹,能量强烈释放产生强烈的高频振动,同时伴随着强烈的湍流产生的强烈的剪切力,液体

乳化设备及乳化工艺

乳化设备及乳化工艺 乳化设备及乳化工艺 一、乳化设备 乳化方法包括物理化学乳化法和机械法。目前常用的机械乳化方法包括多种，诸如管动，射流，搅拌，均质等，不同的乳化方法对应不同的设备，适用不同的需求。下面择要介绍几种： 表一乳化方法 方法作用原理能量密度操作方法 摇动湍流低间歇 管动 层流层流滞应力低-中等连续 湍流湍流低-中等连续 射流低-中等连续 搅拌简单搅拌层流滞应力、湍流低间歇、连续转子—定子混合器层流滞应力、湍流中-高间歇、连续刮刀式搅拌层流滞应力低-中等间歇、连续振荡式低间歇、连续 胶体磨层流滞应力中-高连续 高压均质机层流滞应力、湍流及气穴形成高连续 超声均质器 振动叶片湍流、气穴形成中-高连续 磁致收缩气穴形成中-高间歇、连续1、搅拌 指借助于流动中的两种或两种以上物料在彼此之间相互散布的一种操作，以实现物料的均匀混合，同时还可以促进气体溶解、强化热交换等。

1.1 搅拌混合机理 搅拌混合机理主要包括对流混合，扩散混合，剪切混合。 （1）对流混合是在搅拌容器中，通过搅拌器的旋转把机械能传给液体物料造成液体的流动，属强制对流。包括主体对流—物料大范围的循环流动；涡流对流—漩涡的对流运动。 （2）扩散混合指互溶组分中存的的混合现象，是液体分子间的均匀分布，对流混合可促进扩散混合。（3）搅拌桨将物料组分拉成愈来愈薄的料层，使某一组分原来占有区域的尺寸越来越小，达到混合的目的。高粘度物料混合过程主要靠剪切作用。 1.2 搅拌器的构造和类型 1.2.1 搅拌器的构造 搅拌器是通过搅拌使物料均匀混合的装置，主要由搅拌装置、搅拌罐和轴与轴封三大部分组成。 1.2.2 搅拌器的类型 搅拌器主要包括小面积叶片高速运转的搅拌器，诸如涡轮式、桨式搅拌器等，多适用于低粘度的物料；另外就是大面积低速运转的搅拌器，诸如框式、螺带式及行星式搅拌器等。 桨式搅拌器 桨式搅拌器是最常用的一种，桨叶由条钢制造，有平桨式和斜桨式两种。平桨式搅拌器由两片叶片平直桨叶构成，主产生径向流和切向流；斜桨式搅拌器的两叶相反折转一定角度，这样不仅可以产生轴向流，还可以减小阻力。桨式搅拌器结构简单，适用于低粘度物料的混合，当容器内液位较高时，可在同一轴上同时安装几个桨叶。 桨叶固定轴上的方式主要有三种： （1）焊接法：桨叶和轴整体焊接在一起，此结构不可拆卸清洗及更换，强度也不大，且容易打滑，主要适用小容器。 （2）螺钉连接法：通过螺钉将桨叶连接在轴上，中间有垫片。当轴式圆形的时候，主要靠桨叶和轴的摩擦力而使桨叶运动，此结构拆卸方便，但功率大时易产生滑动，故多用小功率设备中。 （3）方轴连接法：这方法主要是客服焊接法容易打滑的缺点，但轴的加工困难。 （4）方轴、螺钉连接法：为了克服焊接法的易打滑及方轴连接法的难于制造等缺点而设计的，被广泛采用。旋桨式搅拌器 旋桨式搅拌器类似于无壳的轴流泵，由2~3片旋转桨组成不同形式（见下图），桨叶是用螺母固定在轴上，螺母的拧紧方向与桨叶旋转方向相反，这样才能借阻力作用使螺母在搅拌器运转时愈来愈紧。旋转直径约为容器直径的0.2~0.3倍，以轴流混合为主，伴有切向流和径向流，但湍流程度不高。搅拌桨转速高，循环量大，适用于大容器低粘度物料的混合，该搅拌不适用粘稠物料。 涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器类似于无壳的离心泵，由圆盘、轴、及多块叶片组成，结构复杂，种类较多，主要有开启涡轮式和圆盘涡轮式两种（见下图） 涡轮式搅拌器转速高，一般转速为100～2000rpm，平直叶片产生强烈的径向和切线流动，通常加挡板以减小中央旋涡，同时增强因折流而引起的轴向流，工作时，搅拌液沿轴线由中心孔而进入轮内，有各小叶片工作因而加热，然后再以高速度偶轮抛出，湍流程度强，剪切力大，可将微团细化。涡轮式搅拌器适合处理中低粘度物料，混合生产能力较高，按一定的设计形式，具有较高的局部剪力效应，且易清洗，但价格

机械设计剪切机部分说明书

燕山大学 课程设计说明书 （机械系统设计及制造课程设计） 项目名称：圆盘剪切机的设计及部分零件工艺编制子题名称：装配计算及工艺卡编制 学院：机械工程学院年级专业：2010级机设2 学号： 100101010186姓名：张潇 指导教师：吴月明职称：讲师 2012-11-24

燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：机械工程学院基层教学单位：机械设计 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2013年 11月 23 日

燕山大学课程设计评审意见表

摘要 本文开始讲述了圆盘剪切机的发展现状和研究方法，说明了它的总体设计方案布局。主要叙述了圆盘剪切机径向间隙调整的具体结构及部分参数计算，包括三维实体设计和装配；以及键和联轴器的选择及校核，最后对整个系统中的两个重要零件进行了工艺规程的设计和二维、三维零件图的绘制。 关键词径向间隙调整装配校核工艺

目录 摘要 (1) 第1章绪论 (3) 1.1 课题背景 (3) 1.1.1圆盘式剪切机国内外的发展现状 (3) 1.1.2圆盘剪切机的类型和特点 (4) 第2章系统设计及参数设计 (5) 2.1 系统组成、布局及方案设计 (5) 2.2 刀盘径向间隙调整机构设计 (7) 2.2.1 实现运动的关键 (8) 2.3 键的尺寸的选择 (8) 2.3.1键的强度校核 (9) 2.4 联轴器的分类 (10) 2.4.1 联轴器的选择 (10) 2.4.2 联轴器的强度计算 (11) 第3章三维设计 (12) 3.1 总体三维图 (12) 3.1.1内部结构 (12) 3.2侧向间隙调整机构 (13) 3.2.1 丝杠连接 (13) 第四章关键零件工艺卡编制 (14) 结论 (23) 参考文献 (23)

均质机使用维护手册

均质机使用维护手册 1.均质机的主要结构和零部件 本机由底座和电动机、变速箱、高压泵、均质器等部件组成。 1.1 底座和电动机 底座是整机的基础，起支撑作用，由槽钢制成，它的上面装有Y型三相异步电动机，电动机在导轨上有适应位移，用以调整三角胶带的传动张紧力。装有QC型磁力起动器，对于大功率电动机，另配有电器控制箱，使之启动时起保护电网作用。 1.2 变速箱 变速箱由二级变速，首级采用三角胶带传动，以防机器特殊情况下（过载）引起机器不必要的损坏，次级采用一只或两只斜齿轮传动，与曲轴联成一体的斜齿轮带动三拐或四拐曲轴传动。曲轴通过连杆、滑块等，使三根或四根柱塞在高压泵中作往复直线运动，高压泵中的高压能量是由柱塞的往复运动而获得 变速部分各轴承均采用标准滚动轴承和特种合金材料作滑动轴承，变速箱采用大齿轮溅，通过导油孔连续润滑各档轴承，柱塞高压密封部件——由于柱塞的往复运动在高压泵中产生极大的压强，因此，柱塞往复运动处的高压密封是获得极大压强的先决条件，它由柱塞密封套、紧定螺钉、柱塞定位套、垫环、密封圈、压环等组成（图5）。本系列柱塞密封圈有V型和方型两种。 1.3 高压泵及均质阀（图2-A.B） 高压泵是机器的心脏，是粉碎和乳化的关键部件，均由特殊耐腐蚀高级合金材料制成，主要由以下部件组成 1.3.1 主泵体（图2-A） 它由三个或四个柱塞泵并联组成，它包括泵体、上下阀、高低压阀、压盖、上下兰花、柱塞等组成。当柱塞向后运动时，进料下阀门开启，将工作液料吸入，当柱塞向前运动时，下阀门关闭，上阀门被顶开，工作液被压入高压均质阀区域。 1.3.2 上下阀门与高低压阀（图2-A.B） 上下阀门由阀芯和阀门座组成，三柱塞均质有6套，上下各三套，均由特种高硬度，耐腐蚀材料制成，阀门结构设计简单，具有独特的形式，配合精密，拆装方便，具有优良的使用性能和很高的使用寿命。因长期工作阀芯和阀座配合面磨损时，出现流量减少或呈脉冲状，压力表或电流表摆动大时，就应该拆下修磨或更换。 均质阀部分有二级 第一级（高压）它是超细微粒粉碎和乳化的关键部分，当高能压缩的工作液进入高压阀座的小孔中，小孔由高压阀芯（均质杆）借弹簧，通过顶杆把它紧紧封住，而强弹簧的压力由手轮任意调节，当高压泵内柱塞压缩工作液压强大于强弹簧，阀芯被冲开，工作液由阀口作放射性喷出，以极高的能量与速度碰撞在碰撞环上，以便产生如（图3）中所述各种复合的超微粉碎与乳化作用。经过第一次作用的工作液，通过阀体中斜孔进入第二级（低压）均质阀区域，高压密封垫，高压轴封套是保证泵体和阀体与手轮座之间承受高压密封而设计的 第二级（低压）均质阀部分 它是由低压阀座、低压阀芯、低压密封垫、低压轴封套、低压手轮等组成，工作原理与第一级（高压）均质阀部分相同，主要起乳化作用。 均质阀芯和阀座长期工作，它们的配合面是要磨损的，当出现压力上不去或者粉碎效果不好时，必须拆下修磨或更换。 一级与二级均质阀各有其特点，不同的便用要求，应选择不同的均质压力差，按（图3）

(完整版)1.6MN上切式剪切机机构设计(1).docx

机械系统设计 活动连杆剪切机项目汇报 学院：机械工程学院 班级：机设 2 班 小组成员：郝岩李逸然李俊杰 王岩贾庆超李博 陈冲商周一凡 指导教师 : 翟富刚 2016年 10 月 21号

目录 绪论 (3) 一、工作原理 (4) 1.1 活动连杆上切式平行刀片剪切机工作原理 (4) 二、剪切机结构参数 (5) 2.1 刀片行程 (5) 2.2、刀片尺寸 (6) 2.3 剪切机的理论空行程次数 (6) 三、力能参数计算 (7) 3.1 剪切过程分析 (7) 3.2 单位剪切阻力曲线与剪切力、剪切功 (8) 3.3 静力矩 (10) 3.4 电动机功率的预选 (10) 四、实例分析 (11) 五、参考资料 (12)

绪论 剪切机是机床的一种，它采用液压驱动，安全性能可靠，操作方便。剪切机适 用于金属回收加工厂、报废汽车拆解场、冶炼铸造行业，对各种形状的型钢及各种金属材料进行冷态剪断、压制翻边，以及粉末状制品、塑料、玻璃钢、绝缘材料、橡胶的压制成型。 在轧制生产过程中，大断面钢锭和钢坯经过轧制后，其断面变小，长度增加。为了满足后续工序和产品尺寸规格的要求，各种钢材生产工艺过程中必须有剪切工序，剪切机的用途就是用来剪切定尺切头、切尾、切边、切试样及切除轧件的 局部缺陷等。 剪切机特点具有： 1、采用液压驱动，安全性能可靠，操作方便。 2、电机按需求采用可编程控制器。 3、液压系统采用先进的插装阀或滑阀系统控制，实行按钮集中操作的液压机。 4、其压力、速度和行程可根据工艺需要进行调节，并能完成压制成型和定型两种工艺方式。 5、安装不须底脚螺丝。 6、无电源的地方可用柴油机作动力 根据剪切机刀片形状、配置以及剪切方式。剪切机可分为平行刀片剪切机、 斜刀片剪切机、圆盘式剪切机和飞剪机。根据剪切轧件时刀片的运动特点，平行刀片剪切机可分为上切式和下切式两大类。其中活动连杆上切式剪切机具有操作 速度快，实际剪切次数多，活连杆取代传统离合器，适应不同的剪切工况要求（如弯头轧件）等优点。

高剪切均质机说明书

高剪切均质机说明书 一、摘要 均质机主要用于生物技术领域的组织分散、医药领域的样品准备、食品工业的酶处 理, ， 食品中农药残留以及兽药残留检测以及在制药工业、化妆品工业、油漆工业和石油化 工等方面。均质机采用不锈钢系统，可有效的分离护体样品表面和被包含在内的微生物均 一样品，样品装在一次性无菌均质袋中，不与仪器接触，满足快速、结果准确、重复性好 的要求。 目前，高剪切均质机主要具备结构紧凑、操作简便、性能稳定可靠、均质效果显著等 优点。为了更好的满足实际工作要求，设计者们还应努力尝试设计出能应对多种介质、实现最大自动化生产的机械设备。近年来出现各种功能独特的食品机械，在这方面我国与 国外先进水平的差距确实存在，但是正在不断缩小。国内在设计制造特种食品机械的过程 中也积累了大量的实际经验。 本次毕业设计是关于高剪切均质机的设计。首先对高剪切均质机作了简单的概述；接 着分析了各部分元件、零件的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选 型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的各主要零部件进行了校核。本次 设计主要由动力输出电机、联轴器、主轴、筒体、均质轮、端盖、轴承、密封件、紧固件、底座等部件组成。最后简单的说明了安装与维护。 本次设计代表了设计的一般过程, 难免存在各种纰漏、失误。权当一次难得的实践过程， 希望对今后的选型设计工作有一定的参考和借鉴价值。 关键词：高剪切均质机；选型设计；主要部件；养护维修。 二、Abstract Homogeneous machine is mainly used for decentralized organization in the field of biotechnology and medical field sample preparation, food industry of enzyme treatment, food pesticide residues and detection of veterinary drug residues as well as in the pharmaceutical industry, cosmetics industry, paint industry, petrochemical industry, etc.. Homogeneous machine uses the stainless steel system, which can effectively separation barrier on the surface of the sample and is contained, microbe homogenous samples, samples were packed in

食品超高压技术

食品超高压均质技术 摘要:食品工业中高压处理食品分静态超高压技术和动态超高压均质技术，本文介绍超高压均质技术的原理及其对食品的影响。 1.超高压均质技术简介 超高压食品加工有两类，第一是超高压静态处理方式，压力一般400MPa一 I000MPa。常温或较低温度下将食品放置在以水或其他液体为介质的容器里,升 压到设定值时压力，静态保持一定时间(10一30分钟),从而达到灭菌和改变食 品某些理化特性的目的。第二种是超高压动态，也就是超高压均质处理方式， 压力在looMPa一36oMPa之间。超高压均质就是液体食品高速流过狭窄的缝隙 时而受到强大的剪切力,液体被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力 突降与突升而产生的空穴爆炸力等综合作用,把原先颗粒比较粗大的乳浊液或悬 浮液加工成颗粒非常细微的稳定的乳浊液或悬浮液的过程[1]。 传统的均质机压力一般是20一50MPa,在食品工业中应用在破裂脂肪球,形成稳 定的乳状液。超高压均质处理的压力一般达到200MPa,可以用于破碎微生物细 胞，物料受到强烈剪切，高速撞击，剧烈震荡，压力瞬间释放等动力作用,这样 不仅有超高静压杀菌相同的效果,还有均质作用[2]。 2.均质及超高压均的原理 2.1均质机理分析 均质是分散相颗粒或分散液滴破碎分散到液体物料中，而其中直接原因是受到 剪切力和压力的作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有层流

效应、湍流效应和空穴效应。层流效应是引起分散相颗粒或液滴的剪切和拉长;湍流效应是在压力波动作用下引起分散相颗粒或液滴的随意变形;空穴效应是使形成的小气泡瞬间破碎产生冲击波,而引起剧烈搅动[1]。 2.2超高压均质机理 超高压均质是利用高超压使得液料高速流过狭窄的缝隙时而受到强大的剪切力、液料被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力突降与突升而产生的空 穴爆炸力等等综合力的作用,把原先颗粒比较粗大的乳浊液或悬浮液加工成颗粒非常细微的稳定的乳浊液或悬浮液的过程。被均质物料通过阀座与阀杆间大小 可调的间隙h(一般为0.1mm)时,其流速在瞬间被加速到200～300m/s,从而产 生巨大的压力降,当压力降低到工作温度下液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,液体就开始“沸腾”,迅速“汽化”,内部产生大量汽泡。含有大量微汽泡的液体朝缝隙出口流出,流速逐渐降低,压力又随之提高,压力增加到一定值时,液体中的汽泡突然破灭而重新凝结,汽泡在瞬时大量生成和溃灭就形成了空穴现象。空穴现象似无数的微型炸弹,能量强烈释放产生强烈的高频振动,同时伴随着强烈的湍流产生的强烈的剪切力,液体中的软性、半软性颗粒就在空穴、湍流的剪切力的共同作用下被粉碎成微粒,其中空穴效应所起作用被认为较大。被粉碎的微粒接着又高速冲击到冲击环上,被进一步粉碎和分散[1].[3]。 3.超高压均质作用力[4] 3.1剪切作用

GB6077-85剪切机械安全规程

剪切机械安全规程GB6077-85 1总则 1.1为保护工人在剪切劳动生产过程中的安全和健康，保证剪切设备安全生产，特制订本标准1.2本标准适用于机械、液压剪切机械中剪切钢板、型材、钢坯和类似纸质材料等普通及专门化的剪切机械(以下简称剪切机)。 1.3本标准是剪切机设计、制造、使用、维修和管理等部门的安全基本法规。当地安全监察部门对本标准的贯彻执行情况负责监督检查。 1.4剪切机的设计制造，应按本标准和现行有关技术条件等规定进行，必须保证安全、可靠和操作维修方便。 1.5新设计制造的剪切机，进行技术鉴定时，必须对其安全、可靠性作出结论，鉴定合格后方可正式生产。 鉴定会须有国家劳动安全部门授权的剪切机安全技术管理单位和地方安全监察部门参加。 1.6剪切机设计制造单位，必须向使用单位提供安全技术说明(包括搬运、安装、使用及维修时应采取的安全与卫生措施和易损件明细表等)。 1.7劈切机在设计制造、使用改造中，如遇安全技术措施和经济利益发生矛盾时，必须优先考虑安全技术的要求。 2主要结构、部件的安全要求 2.1一般要求 2.1.1在不影响功能的情况下，机架及其他零、部件外露的表面，不准有锯齿状及锐利的棱角或突起等危险部分。 2.1.2操作者站立平面至工作台面的高度应便于操作，一般应在750￣900mm之间。 2.1.3主要受力构件，如机架、刀架、压料装置等用焊接连接时，必须保证结构强度要求，焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣、弧坑等缺陷，焊缝的内在质量应检查。 2.1.4主要受力构件的焊接，必须在0℃以上的环境温度中进行，并不得在非焊接区引弧。焊后应进行退火处理。 2.1.5剪切机的重要部件上所使用的螺栓、螺母、销钉等紧固件，必须采取严格的防松措施。 2.2机架与刀架 2.2.1机架结构必须有足够的强度、刚度和稳定性。 2.2.2机架与刀架的导轨间隙，应调整方便、锁紧可靠。 2.2.3刀架(指运动刀架或滑块，以下简称刀架)应满足设计所规定的刚度、强度和刀片承压面的抗压强度。 2.2.4刀架操纵机构动作应相互协调，所有工作规范内的动作应平稳、灵活、可靠。当离合器脱开后刀架应可靠地停留在设计所规定的位置。在设计上，必须排除刀架自行滑车的危险性。 2.2.5刀架和压料装置的危险部位，必须至少设置一种可靠的安全装置 2.3压料装置 2.3.1剪切过程必须有先压紧而后剪切的顺序动作。应有足够的压料力和足够数量的压料脚，其底面应平直、完整。 2.3.2对于剪切厚度小于6.3mm的剪板机，压料防护装置在高度上必须是可以调整的，底面与工作台之间的距离不能超过被剪钢板厚度+8mm。 2.4挡料装置 2.4.1挡料装置(包括前、后挡料装置)应具有挡料准确可靠，送料方便和安全的结构 2.4.2挡料装置应便于剪料，应设有当被剪材料卡死时，不直接用手搬动就能顺利排除的后挡料退让机构。 2.4.3必要时前挡料装置应设有角度挡料器，以便剪切带有角度的工件。

高压均质机 和高剪切均质机 的区别

高压均质机和高剪切均质机的区别 在食品、化工、制药等行业均质技术已成为提高产品品质的关键。目前国内食品行业使用的传统均质设备多为高压均质机、胶体磨、砂磨和辊磨机等,近年来出现了新型的高剪切均质机设备。至于这些均质 设备在各行业中的应用,目前尚无人进行深入系统地研究。对此,笔者针对目前主要使用的高压均质机和高剪切式均质机,从均质原理、不同物料的工艺流程以及实验数据等方面进行了对比分析研究 1 均质机理分析 液体物料分散系中分散相颗粒或液滴破碎的直接原因是受到剪切力和压力的作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有层流效应、湍流效应和空穴效应。层流效应会引起分散相颗粒或液滴的剪切和拉长;湍流效应是在压力波动作用下引起分散相颗粒或液滴的随意变形;空穴效应是使形成的小气泡瞬间破碎产生冲击波,而引起剧烈搅动。 高剪切均质机理 目前国内常用的剪切式均质机线速度多为10～25 m/ s。实践证明其均质效果并不理想。高剪切均质机指线速度达到30～40 m/ s的剪切式均质机,其主要工作部件为1级或多级相互啮合的定转子,每级定转子又有数层齿圈。工作原理:转子带有叶片高速旋转产生强大的离心力场,在转子中心形成很强的负压区,料液(液液、或液固相混合物)从定转子中心被吸入,在离心力的作用下,物料由中心向四周扩散,在向四周扩散过程中,物料首先受到叶片的搅拌,并在叶片端面与定子齿圈内侧窄小间隙内受到剪切,然后进入内圈转齿与定齿的窄小间隙内,在机械力和流体力学效应的作用下,产生很大的剪切、摩擦、撞击以及物料间的相互碰撞和摩擦作用而使分散相颗粒或液滴破碎。随着转齿的线速度由内圈向外圈逐渐增高,粉碎环境不断改善,物料在向外圈运动过程中受到越来越强烈地剪切、摩擦、冲击和碰撞等作用而被粉碎得越来越细从而达到均质乳化目的。同时,在转子中心负压区,当压力低于液体的饱和蒸汽压(或空气分离压)时,产生大量气泡,气泡随液体流向定转子齿圈中被剪碎或随压力升高而溃灭。溃灭瞬间,在汽泡的中心形成一股微射流,射流速度可达100 m/ s ,甚至300 m/ s ,其产生的冲击力可用水锤压力公式估算,即P = ρCaC ,其中ρ为液体密度; Ca为液体中的声速; C为微射流速度。设C为100 m/ s ,则产生的脉冲压力就接近200M Pa ,这就是空穴效应。强大的压力波可使软性、半软性颗粒被粉碎,或硬性团聚的细小颗粒被分散。 由分析可知,物料在定转子腔内被均质的机理较复杂,笔者认为剪切起主导作用,其次是空穴作用。 高压均质机理 高压均质是利用高压使得液料高速流过狭窄的缝隙时而受到强大的剪切力、液料被冲击到金属环上而产生强大撞击力以及因静压力突降与突升而产生的空穴爆炸力等等综合力的

PLC在木板自动剪切机中的应用_毕业设计

石家庄铁道大学四方学院毕业设计 PLC在木板自动剪切机中的应用 The Application of PLC in Automatic Shearing Machine for Wood 2011届电气工程系 专业自动化 完成日期 2011年5月25日

毕业设计成绩单 学生姓名刘举红学号20076749班级0753-1专业自动化毕业设计题目PLC在木板自动剪切机中的应用 指导教师姓名冯涛李文娟 指导教师职称讲师助教 评定成绩 指导教师得 分 评阅人得分 答辩小组组长得分 成绩： 院长(主任) 签字： 年月日

毕业设计任务书 题目PLC在木板自动剪切机中的应用 学生姓名刘举红学号20076749班级0753-1专业自动化 承担指导任务单位电气工程系导师 姓名 冯涛 导师 职称 讲师 一、主要内容 主要设备有行程开关、光电开光、木板、压块、剪刀、工作台、送料传送带、送料小车电动机等组成。具体工艺流程如下：按下启动按钮→电动机送料，板料右行，至指定位置停止→压块下行→将板料压紧→剪刀下行剪切→剪落板料→压块和剪刀上行复位→等到下次启动。 二、基本要求 1.先检测相关设备的初始状态，如电源是否完好，小车是否到位以及行程开关和光电开关是否有故障，然后根据要求剪切木板，当剪切完一块木板以后木板落下，此时光电开关被遮断一下，木板计数一次，并将木板累计数送去显示，当系统计数器记满9999次后报警器发出报警声并重新复位计数器，如此循环进行生产，当按下停止按钮时，结束工作。 2.上位机采用组态王软件进行监控，下位机采用日本三菱公司的FX2N系列。 三、主要技术指标（或研究方法） 1.设计应贯彻最新国家标准； 2.根据控制选择PLC型号，分配I/O端口； 3.设计I/O电路，选择电器元件； 4.绘制电气控制系统图，梯形图，绘制用户程序短语表并模拟调试； 5.编制元件清单； 6.编写设计、使用说明书。 四、应收集的资料及参考文献 [1]《电气控制原理与设计》方承运宁夏人民出版社 [2]《工厂电器控制设备》赵明机械工业出版社 [3]《电气控制技术》韩顺杰中国林业出版社 [4]《可编程控制器原理与应用》高等教育出版社 [5]《小型可编程序控制器原理与实践》辽宁科技出版社 [6]《可编程控制器应用技术》机械工业出版社 五、进度计划 准备、搜集资料、写开题报告第1- 2周 分析、确定方案第3- 4周 系统软硬件设计、模拟调试第5-10周 整理、撰写、编辑论文（打印）第11-15周 答辩第16周 教研室主任签字时间年月日

175 高剪切均质机设计

高剪切均质机设计 1 绪论 剪切式均质技术作为一种新型微米技术，已广泛应用于食品、医药、轻工、微生物等 诸多行业，并得到迅速发展，已成为这些行业对有关流体、半流体产品品质所必不可少的 工艺过程。 国外早在 30 年前就产生并使用均质机，且应用于生产。目前，已有美国、日本、德 国等 10 多个国家生产均质机。剪切式均质机作为均质机械中的佼佼者，也被广泛的认识 和研究。自从 1948 年德国 FLUKO 公司首次发明了应用高剪切原理制成分散乳化设备，高 剪切分散乳化设备已经出现了多种系列产品，在世界均质机械行业处于领先地位。近 40 年来，国外，特别是欧洲一些国家在高剪切分散均质机行业得到迅速发展，并在很多领域 发挥着重大作用，如化装品、制药、食品、涂料、黏合剂等。国外所研究制造的剪切式均 质设备基本上上是采用定一转子型（stator-rotor）结构作为均质头，在电机的高速驱动 下（300-10000r/min） ，物料在转子与定子之间的间隙内高速运动，形成强烈的液力剪切 和湍流，使物料在同时产生的离心、挤压、碰撞等综合作用力的协调作用力下，得到充分 的分散、乳化、破碎，达到要求的的效果。美国和德国在剪切式均质机的研究和开发方面 都取得了显著进展。如美国IKA-WERKE GMHB CO.KG生产的多系列分散均制设备；美国ROSS 公司研制的高剪切混合乳化机；德国 IKA-MASCHINENBAU 公司研制的 ULTRA 分散机；德国 YSTRAL公司生产的X40型分散搅拌机；德国公司研制的系列高剪切分散乳化剂、管线式高 剪切分散乳化剂、管式分散乳化剂、间歇式高剪切与间歇式无轴承分散乳化剂、高效强力 分散乳化剂等世界领先高科技产品。 我国的均质机研究产品是从 50 年代个别厂家开始的，最早是上海烟草机械厂仿制美 国产品，直到 80 年代才开始逐渐的生产均质机，而且大多是传统的高压均质设备。随着 国外剪切式均质机的迅速发展，近年来，国内许多科研人员，制造和使用厂家也开始重视 对剪切式均质机的研究工作。目前，已建立了与国外厂商联营、合资研制生产剪切式均质 机的公司。如上海菲鲁克（FLUKO）机电设备有限公司；中美合资南通罗斯（ROSS）混合 设备有限公司等。 现在国内有许多厂家开始生产高剪切均质机， 如东市长江机电有限公司、 上海环保设备总厂、上海威宇机电有限公司、上海市化工装备研究所生产的集混合、分散、 乳化、溶解、粉碎等功能为一体的系列剪切式均质机。 1.1 高剪切均质机的均质原理 剪切均质机基于超剪切原理，实现固相的微化和液相的乳化。目前采用剪切式均质机 主要工作部件为一级或多极的相互啮合的定转子又有数层齿圈。其均质乳化有以下方面： 1 液力剪切作用 液力剪切是指高速流动的流体本身会对流体内粒子产生强大的剪切作用，而且由于高 速流动产生剧烈的微湍流，在湍流边缘出现很高的局部速度梯度，处于这种局部速度梯度 下的粒子会受剪切而微粒化，液力剪切分层流剪切和湍流剪切。在层流区域，流体在定转 子槽道内流动时，流体内的最大流速及所受到的最大剪切力与流体流动方向上的压力梯度 成正比。当施以周期性高频脉动压力梯度时，最大速度在槽道壁面与机理道中心之间，偏

剪切机的液压系统设计(一二章完结)

第一章剪切机的液压系统设计 (2) 1.1 剪切机的概述 (2) 1.1.1 剪切机介绍 (2) 1.1.2 剪切机的结构和原理 (2) 1.2 剪切机的工作过程 (2) 第二章剪切机的PLC的程序设计 (3) 2.1 PLC的特点及应用 (3) 2.1.1 PLC的概述 (3) 2.1.2 PLC的特点 (3) 2.2 PLC的选择 (4) 2.3 PLC的系统设计 (5) 2.3.1 PLC的硬件设计 (5) 2.3.2 PLC的软件设计 (6) 2.3.3剪切机液压系统工作原理说明 (7) 第三章液压系统的相关注意事项 (10) 第四章液压缸和油箱的设计描述 (10) 4.1 液压缸的描述 (10) 4.2 油箱的描述 (11) 参考文献 (12)

第一章剪切机的液压系统设计 1.1 剪切机的概述 1.1.1 剪切机介绍 剪切机是机床的一种，它采用液压驱动，安全性能可靠，操作方便。剪切机工作刀口长度：400mm、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200mm；剪切力从63吨至400吨八个等级，适合不同规模不同要求用户。安装不须底脚螺丝，无电源的地方可用柴油机作动力。剪切机适用于金属回收加工厂、报废汽车拆解场、冶炼铸造行业，对各种形状的型钢及各种金属材料进行冷态剪断、压制翻边，以及粉末状制品、塑料、玻璃钢、绝缘材料、橡胶的压制成型。 1.1.2 剪切机的结构和原理 本文设计的剪切机是采用液压传动原理，传送带送料、压块定位夹紧、剪刀下落，通过主副油缸活塞协调往复运输完成压块夹紧和剪刀下落回程的新型设备。该机具有结构合理、噪音小、性能稳定、剪切准确、操作简便、速度可调、效率较高等特点，是一种适应于各种形状钢剪切的先进设备。剪切机由5个主要部分组成，即传送机构、油缸、液压站和电气控制系统。由液压站供给的压力油传动主副油缸活塞作协调往复运动，完成压块和剪刀的往返动作。 1.2 剪切机的工作过程 剪切机是由送料装置和剪切装置组成，主要工作过程是靠液压油带动液压马达转动再通过轴带动传送带传送来完成送料的。当料块到位后后，电磁换向阀2YA通电，液压油从无杆腔进入，压块开始下压，压住料块。当达到一定压力后，触发压力继电器，导致3YA通电，液压油进入另一个液压缸的无杆腔，剪刀开始下落，剪切料块。剪切料块后，4YA、5YA通电，同时3YA断电，此时从无杆腔回油到油箱，剪刀快速回程。当剪刀回程到一定位置后，2YA失电，液压油从无杆腔回油到油箱，压块回程，如此反复。 工作过程： 送料-压块下降-剪刀下落-剪刀回程-压块下降。 剪切机的液压系统运行过程中平稳安静，重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快，很容易实现机器的自动化等优点。