开题报告-高速分散机设计

PAGEPAGE2XX毕业设计(论文)开题报告题目：高速分散机设计学院：专业：班级：学号：学生姓名：导师姓名：完成日期：

开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计（论文）说明书》等资料装入文件袋中。

毕业设计（论文）开题报告1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写3000字左右的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文献综述1.前言随着科学技术的不断发展和人民生活水平的不断提高，精细化学品的使用已经渗透到人类生产和生活的每一个角落,精细化工产品种类及产量的多少标志着一个国家工业生产及经济发展程度的高低。随着中国经济发展水平的提高，精细化工取得巨大进步，部分产品居世界领先地位。从而加强了社会对搅拌设备的渴求。搅拌设备使用历史悠久，大量应用与化工、医药、农药、燃料、采矿、造纸、涂料、冶金、废水处理等行业中。搅拌设备在许多场合是作为反应器来用的。例如：在三大合成材料(合成橡胶、合成纤维、合成塑料)的生产中，采用搅拌设备做反应器的，约占反应器总数的85%以上。但更大的搅拌设备并不用于化学反应，而仅用于物料的混合、传热、传质以及制备乳液、悬浮液。搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好地分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀地悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。对于均相反应，主要是①、⑥两点。混合的快慢、均匀程度和传热情况好坏，都会影响反应结果。至于非均相系统，则还影响到相界面的大小和相间的传质速度，情况就更复杂。所以搅拌情况的改变，常很敏感地影响到产品的质量和产量。搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕•秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。2.搅拌设备的主要特征和工程技术特点机械搅拌设备由搅拌容器和搅拌机组成。搅拌过程是通过搅拌器的旋转向桶内流体出入机械能，使流体获得适宜的流动场，在流动场内进行动量、热量、质量的传递或者同时尽心化学反应的过程。因此向流动场的输入能量和输入方式是关心的主要问题。相对于涂料的生产来说，涂料是黏度的流体，它搀和了其他的很多固体配料，需要有很细腻的物料结构和充分的融合状态，因此对于加工它的高速分散机来说就有了特殊的要求。高速分散机的关健部件是锯齿圆盘式叶轮，它由高速旋转的搅拌轴带动，搅拌轴可以根据需要进行升降。工作时叶轮的高速旋转使漆浆呈现滚动的环流，并产生一个很大的旋涡，位于顶部表面的颜料粒子，很快呈螺旋状下降到旋涡的底部，在叶轮边缘2.5-5cm处，形成一个湍流区。在湍流区，颜料的粒子受到较强的剪切和冲击作用，很快分散到漆浆中。在湍流区外，形成上、下两个流束，使漆浆得到充分和循环和翻动。同时，由于粘度剪切力的作用，使颜料团粒得以分散。3.高速分散机与涂料生产在复杂严峻国内外经济环境下,中国涂料行业迎难而上，实现了平稳增长。2012年上半年，中国涂料行业异口径总产量543.7万吨，较去年同期增长8.5%。2012年上半年全国涂料行业现价工业总产值1316.25亿元，同比增长9.7%，涂料行业服务的产业面广，“关键技术和原材料”涉及的领域较多，在符合国家产业发展政策前提下，坚持可持续发展和“低碳经济”的要求，结合“涂料行业‘十一五’科技创新纲要”和从2009年开始的行业调研的初步结果，提出“十二五”涂料行业发展建议。涂料行业“十二五”期间将促进中国涂料行业大力发展以水性涂料为代表的环境友好型涂料，增加工业涂料、特种涂料品种并提高其产品用量，配套发展施工工艺，建立与健全涂料与无机颜料清洁文明生产工艺、节能减排标准，大力发展循环经济。而加工涂料的机械设备主要是高速分散机。高速分散机是涂料工业常用的分散设备。世界各先进工业国为适应涂料工业发展的需要，对高速分散机的设计、制造日新月异，规格品种繁多。高速分散机具有以下优点：（1）结构简单、使用成本低、操作方便、维护和保养容易；（2）应用范围广，配料、分散、调漆等作业均可使用，对于易分散颜料和制造细度要求不高的涂料，可以混合、分散、调漆可直接制成产品；（3）效率高，可以一台高速分散机配合数台研磨设备开展工作；（4）结构简单，清洗方便。但其剪切力底，从而分散能力较差，不能分散紧密的颜料，对高粘度漆浆不适用。高速分散机工作时漆浆的粘度要适中，太稀则分散效果差，流动性差也不合适。合适的漆料粘度范围通常为0.1-0.4pa·s。出现了许多种液固相及液相混合料的制备设备：3．1球磨机球磨机是一种全封闭的间断研磨设备。它可以破碎各种固体粉粒并混合，物料破碎后产生的新生表面，具有较强的吸附能力，可获得均质而稠密的浆膏状料；在研磨过程中溶剂不易挥发，尤其适用于制备以溶剂作为载体的液固相混合料。但球磨机最大的缺陷在于其加料、出料工序繁琐，工作时噪音大，生产效率低n；球磨机内衬材料及磨球材料的损耗与被加工固体粉粒相混合，也会影响原有加工材料的性能，导致其在实际生产中的应用已日趋减少。3．2胶体磨胶体磨的主要部件是定子和转子，其问有一可调节的微小狭缝(O．05ram0．5mm)，转子的转速可达2000r／min8000r／min。工作时将待混物料强制性地通过转子和定子之间的狭缝，高速旋转产生的离心力和剪切力使分散相达到磨碎微粒化。胶体磨的分散作用基本上是一种精加工而非整体混匀，其加入的液固相或液相混合料须经预混，产出较少，生产效率不高。因此难以作为独立的制备设备使用。3．3高速分散机高速分散机的结构种类很多，其主体为搅拌叶轮和转轴。按工作位置不同可分为中心轴和偏心轴，它们靠电机通过减速器而转动。工作时，叶轮高速旋转，将物料在容器内上下剧烈翻动，与叶轮产生碰击和剪切作用，使聚集体破坏，达到迅速分散和均匀混合的目的。高速分散机适用于对液固相或液相物料进行湿式分散搅拌，生产效率较高，是目前应用最广泛的一类制备设备。3．4高剪切分散乳化机普通高速分散机混合作用比较大，但剪切作用相对较小。为了提高剪切作用力需使用高剪切作用的混合设备，即高剪切分散乳化机。它是由定子和同心高速转动的转子组成，转子和定子之间的间隙很小，转子转速可达3000r／min~6000r／min。高剪切分散乳化机由于其特殊的结构，可以产生很强的剪分力，从而使混制的液固相或液相物料被均匀地分散乳化，经高频循环往复，最终得到稳定的高品质产品。作为一种高效新型的装备，高剪切分散乳化机正得到越来越多的重视。4.涂料生产工艺过程中设备的现状及发展涂料生产设备作为涂料行业的重要组成部分，在整个生产工艺过程中发挥着主导作用。长期以来，涂料生产设备经过不断研发和升级换代，取得了长足的发展，尤其以生产技术含量高、质量稳定和节能环保型的涂料为发展方向，需要涂料生产设备不断优化配置、改变装备结构、提高装备性能、高效低耗及安全可靠，以满足生产不同层面产品的工艺要求。随着时代的进步，环保意识日益加强，涂料生产中投料、分散、研磨、调漆、包装的自动控制和一体化密闭生产工艺是我们的努力方向。涂料生产的过程就是把颜料固体粒子通过外力进行破碎并分散在树脂溶液或者乳液中，使之形成一个均匀微细的悬浮分散体。其生产过程通常采用四个步骤。（1）预分散将颜料在一定设备中先与部分漆料混合，以制得属于颜料色浆半成品的拌合色浆，同时利于后续研磨；（2）研磨分散将预分散后的拌合色浆通过研磨分散设备进行充分分散，得到颜料色浆；（3）调漆向研磨的颜料色浆加入余下的基料、其他助剂及溶剂，必要时进行调色，达到色漆质量要求；（4）净化包装通过过滤设备除去各种杂质和大颗粒，包装制得成品涂料。涂料生产的主要设备有分散设备、研磨设备、调漆设备、过滤设备、输送设备等。预分散是涂料生产的第一道工序，通过预分散，颜、填料混合均匀，同时使基料取代部分颜料表面所吸附的空气使颜料得到部分湿润，在机械力作用下颜料得到初步粉碎。在色漆生产中，这道工序是研磨分散的配套工序，过去色漆的研磨分散设备以辊磨机为主，与其配套的是各种类型的搅浆机，近年来，研磨分散设备以砂磨机为主流，与其配套的也改用高速分散机，它是目前使用最广泛的预分散设备。分散是将配好的颜料和漆料进行混和以起到使颜料初步湿润分散作用，同时也为下一道研磨做准备。在涂料的生产过程中研磨工序是在剪切力作用下，将颜料团块及颜料本身凝结及包含的空气泡撕碎排出，将较大的粉料颗粒研磨成所规定的细度。获得颜料在漆料中分散均匀细微的色浆。研磨设备主要有砂磨机、球磨机、三辊机等.不同研磨设备研磨工艺参数不同。研磨粘度：三辊机>球磨机>砂磨机研磨细度：三辊机>砂磨机>球磨机研磨效率：砂磨机>球磨机>三辊机清洗难易：三辊机>球磨机>砂磨机这些传统设备有其各自不同的功用，实现涂料生产中的不同需要。但是，也有各自不同的局限性。如砂磨机：可连续生产，但不适于加工像碳黑、铁蓝等难分散的颜料；料浆粘度高时加工困难；换色时清洗困难、残留多更是砂磨机主要局限。乳胶漆生产工艺：乳胶漆是颜料的水分散体和聚合物的水分散体（乳液）的混合物，这二者本身都已含有多种表面活性剂，为了获得良好的施工和成膜性质，又添加了许多表面活性剂。这些表面活性剂除了化学键合或化学吸附外，都在动态地作吸附/脱吸附平衡，而表面活性剂间又有相互作用，如使用不当，有可能导致分散体稳定性的破坏。因此，在颜料和聚合物两种分散体进行混合时，投料次序就显得特别重要。典型的投料顺序如下：①水；②杀菌剂；③成膜溶剂；④增稠剂；⑤颜料分散剂；⑥消泡剂、润湿剂；⑦颜填料；⑧乳液；⑨pH调整剂；⑩其他助剂；⑾水和/或增稠剂溶液。操作步骤是：将水先放入高速分散机中，在低速下依次加入杀菌剂、成膜溶剂、增稠剂、颜料分散剂、消泡剂、润湿剂，混合均匀后，将颜、填料用缓缓加入叶轮搅起的旋涡中。加入颜填料后，调节叶轮与调漆桶底的距离，使旋涡成浅盆状，加完颜料后，提高叶轮转速，为防止温度上升过多，应停车冷却，停车时刮下桶边粘附的颜填料。随时测定刮片细度，当细度合格，即分散完毕。分散完毕后，在低速下逐渐加入乳液、PH调整剂，再加入其他助剂，然后用水和/或增稠剂溶液调整粘度，过筛出料。综上所述，尽管传统的涂料生产设备已使用多年,但其局限性也很明显。而‘高剪切涂料生产方法’其实还是沿用了高剪切乳化机+卧式砂磨机的办法，性价比及分散研磨效果还不如分散机+卧式砂磨机的传统方式，也仍然带有传统设备的局限性。近几年来，由于科技的发展、加工技术和材料科学的进步，带来涂料生产设备的新飞跃。欧美等发达国家相继采用新的生产设备来取代传统的涂料生产设备，并将自动化广泛应用到涂料生产成套设备中，从而使涂料生产实现超细化、高质量、高效率。涂料生产设备的自动化的必要性：工业控制自动化是当今工业控制的主题。随着微电子技术、计算机技术、通讯技术的迅速发展，并成功应用于工业控制，给工业控制的可靠性、安全性、精度、效率等方面带来了翻天覆地的变化。在现代工业中，工业控制自动化的广泛应用，使生产效率、产品质量得到了大幅度的提高。国外涂料生产控制实现了电脑控制现代化，液体输送实现了管道化，固体物料已采用气动和机械输送及计量自动控制。另外运用先进的涂料检测技术。我国的涂料工业近几年在2008年的北京奥运会和2010年的上海世博会需求，以及国内建筑业和整体经济的高速增长的带动下，作为‘21世纪的朝阳工业’，出现了迅猛增长。而我国的涂料生产设备正处于新旧更替时期。拥有先进的涂料生产设备的涂料企业，就可能凭着高效率、低污染、高质量自动化的涂料生产设备在竞争中赢得商机，更有具有竞争力，获得更大的发展。涂料生产设备的自动化的优势：①包括手动、半自动、自动三种操作方式，操作工可以根据不同的工况在操作系统中进行切换。②工艺参数可在显示器上方便查看。可以预先设置工艺参数和工艺过程，并可以随时进行工况调整。③Windows形式的操作界面，工艺动态显示，简便易操作。④真正的自动化控制。各个操作环节精确控制，避免人为因素影响。在生产过程中由PLC记录的大量数据可以做参考、查阅、分析。⑤劳动环境好，劳动强度小，质量稳定，极大提高生产率。研磨分散设备的类型、涂料生产设备是决定涂料生产过程的关键。高效率、低污染、高质量自动化的涂料生产设备在竞争中更有具有竞争力将可以获得更大的发展。参考文献[1]汤善甫，朱思明.化工设备机械基础，华东理工大学出版社2004[2]仓理.涂料工艺，化学工业出版社，2005[3]胡竟湘.液压与气压传动，大连理工大学出版社，2009[4]徐锦康.机械设计，高等教育出版社，2004[5]刘小年，杨月英.机械制图，高等教育出版社，2007[6]汤酞则.材料成型工艺基础，中南大学出版社，2002[7]胡凤兰.互换性与技术测量基础，高等教育出版社，2010[8]朱理.机械原理，高等教育出版社，2010[9]王昆，何小柏，汪信远.机械设计基础课程设计，高等教育法，1995[10]王显正，莫锦秋，王旭永.控制理论基础，科学出版社，2007[11]王凯，虞军.化工设备设计全书-搅拌设备，化学工业出版社，2003[12]杨春晖，陈兴娟，徐用军，贾晓琳编，郭亚军审.涂料配方设计与制备工艺，化学工业出版社，2003[13]上海索维机电设备有限公司技术部.涂料生产设备的新飞跃——分散研磨技术的革新&‘高效涂料岛’与涂料生产成套设备的自动化，《中国涂料工业年鉴》，2004[14]成大先，王德夫，姬奎先，韩学铨，姜勇，李长顺.机械设计手册单行本，中国有色金属研究总院，化学工业出版社，2004[15]刘鸿文.材料力学，高等教育出版社，1979[16]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学，高等教育出版社，2002[17]周宏甫，倪小丹，贾晓林.机械制造技术基础，2004[18]赵月芳主编.微机绘图与AutoCAD，电子工业出版社，1992[19]ReischJW,BlackwellRS.SurfCoatInd,1995(9)[20]PMKoop.PowderCoating,1994,5(2)毕业设计（论文）开题报告２．开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施开题报告一、课题的目的与意义高速分散机是以机械搅拌原理的搅拌设备,它广泛应用于涂料、固体进行搅拌分散、溶解的高效设备，常见的有涂料分散机、实验室分散机、试验分散机、液压分散机、变频防爆分散机，是涂料、颜料、染料、树脂、油墨、胶粘剂、石油、乳液、化妆品、医药等领域的重要设备之一。对物料进行高速的强烈的剪切、撞击、粉碎、分散，达到迅速混合、溶解、分散、细化的功能。在涂料的生产工艺过程及过程中，所选用的研磨分散设备,对颜料在涂料中分散状态最佳颜料性能（着色力遮盖力、耐候性等）的利用性能，以及由此而导致的漆液和涂膜的性能，也起着非常重要的作用。因此,和精心设计色漆配方一样，选择先进、高效率的分散研磨设备,是生产保证高质量的涂料产品不可忽视的重要环节。本次毕业设计的目的就是通过对小功率高速分散机的设计，来检验我们这四年来的学习成果，也让我们进一步掌握普通机械设计的具体方法和步骤。这次的理论和实际的结合是我们在学校的最后一次挑战。这对于我们走向具体的工作岗位和增强我们的观察能力、思维能力、分析能力及解决问题的能力是非常有利的。二、课题发展现状和前景展望2011年以来我国涂料工业在调整中快速发展，涂料产量首次突破千万吨大关，生产和销售稳定增长，产品质量进一步提升，经济效益不断提高。2012年涂料市场前景仍然值得期待。建筑业和房地产业仍然是拉动涂料市场需求的重要力量。政府保障房建设在继续扩大，城市化进程加快建筑涂料仍然有很大的市场空间。高速分散机使用历史悠久，应用广泛，它的操作看来似乎简单，但实际上，它所涉及的因素却极为复杂。高速分散机由机体、搅拌轴、分散盘、分散缸等组成，主要配合砂磨机对颜、填料进行预分散用，对于易分散颜料或分散细度要求不高的涂料也可以直接作为研磨分散设备使用，同时也可用作调漆设备。对高速分散机的结构型式的选择，从工艺的观点以及力学观点来说，迄今都研究得不够。过去有很多文献论述了搅拌设备的动力消耗，并给出了不少情况下的计算公式，但由于不使用介质，操作条件，物理化学性能不同，想要正确确定搅拌功率并适当选择电机是十分困难的。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，电机选用过大，造成了负荷率低的合理现象。近代化学工业中，流动的物料部再只是一些低黏度的牛顿型流体，许多高黏度流体也常常遇到，所以对非牛顿流体的研究也是一格重要的课题。随着产量和质量的不断要求，在科学技术飞速发展的今天，设备有大型化发展的趋势，也要求搅拌设备大型化。如国外聚合釜的容积已由最初的8～40m3扩大到60～100m3，最大的已达到200m3。但搅拌设备放大较难，这就需要从各方面重新计算设计。另外，随着科技的不断发展，未来的涂料生产中，专业化、规模化、和自动化、智能化是涂料生产企业的发展趋势。三、课题主要内容和要求设计一台用于生产乳胶漆和多彩涂料的生产设备，独立完成结