一种在线粘度计的机械机构设计(附件)【字数：11506】
粘度是流体的一种基本属性，粘度的测量在石油、化工、医学、建材、煤炭、冶金、交通、国防、航天等领域中有着至关重要的作用。早期由于技术及相关设备的问题，对于粘度的测量，大多采用的是离线测量的方式，主要过程包括现场取样、经由实验室化验检测、测量粘度值，所测得的粘度值再经由实验室科研人员回馈给现场检测人员。但这一过程会导致检测时间滞后，从而无法实现自动化生产。随着自动化控制技术的快速发展，对产品质量的要求也更加严格，传统的实验室测量方法已经不能够满足现代企业的要求，而在线测量可以在很大程度上弥补实验室测量的不足，提高产品的稳定性和检测精度。另外在线粘度计可以根据输出的电信号，实现自动化控制，从而减少检测时间。所以目前企业对在线测量的应用和需求日益增加。本文首先分析了各种在线测量粘度方法的利弊，以外筒旋转式系统为原型确定了在线旋转粘度计的总体设计方案。进一步分析粘度计的测量系统，设计在线粘度计具体的机械结构。然后系统了解扭矩测量系统的工作原理以及分析粘度的理论公式推导。最后使用SolidWorks软件进行粘度计的建模及装配。关键词外旋式；在线旋转粘度计；SolidWorks建模
目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究的目的和意义 1
1.3国内外发展现状 2
1.3.1国外发展现现状 2
1.3.2国内发展现状 5
1.4课题研究的内容和总体思路 6
1.4.1本文研究的主要内容 6
1.4.2 本文研究的主要方法 6
第二章 在线粘度计的机械系统的总体设计 7
2.1在线粘度计的设计思路 7
2.2在线粘度计的实施方案 9
2.3粘度计的优化方案 9
2.4粘度计的使用注意事项 9
第三章 在线粘度计机械系统的结构设计与三维建模 11
3.1外筒的设计与建模 11
3.2内筒的设计及建模 13
3.3弹性元件的设计 14
3.3.1弾性轴的强度校核 14
3.3.2弾性轴的刚度校核 15
3.4外筒连接轴的设计与建模 15
3.5后端盖的 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究的目的和意义 1
1.3国内外发展现状 2
1.3.1国外发展现现状 2
1.3.2国内发展现状 5
1.4课题研究的内容和总体思路 6
1.4.1本文研究的主要内容 6
1.4.2 本文研究的主要方法 6
第二章 在线粘度计的机械系统的总体设计 7
2.1在线粘度计的设计思路 7
2.2在线粘度计的实施方案 9
2.3粘度计的优化方案 9
2.4粘度计的使用注意事项 9
第三章 在线粘度计机械系统的结构设计与三维建模 11
3.1外筒的设计与建模 11
3.2内筒的设计及建模 13
3.3弹性元件的设计 14
3.3.1弾性轴的强度校核 14
3.3.2弾性轴的刚度校核 15
3.4外筒连接轴的设计与建模 15
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设计及建模 17
3.6传感系统的设计 17
3.7冲洗端口 18
3.8轴承的选用 18
3.9密封元件 19
第四章 在线粘度计的机械结构计算 20
4.1技术参数的确定 20
4.2牛顿粘性定律 20
4.3旋转粘度计的理论公式 21
4.3.1牛顿流体的粘度测量 23
4.3.2非牛顿流体的粘度测量 24
4.4电动机的选择 25
4.5减速机的选择 26
4.6键的选择及强度校核 26
4.6.1 键的选择 26
4.6.2平键的校核 26
4.7紧定螺钉的选用与校核 27
4.7.1紧定螺钉的选用 27
4.7.2紧定螺钉的强度校核 27
4.8联轴器的选择 28
第五章 总结 29
致谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
目前欧、美、日等发达资本主义国家，在实际工程和工业生产中，皆使用在线粘度计来直接监测产品的粘度，从而达到控制产品质量的目的。 与国外相比，国内的粘度计产品技术发展滞后、创新缓慢，大部分的粘度计产品仍处在国际上20世纪70或80年代的水平。目前我国粘度的测量分析主要靠实验室化验、检测、得出黏度值，只有部分必须采用在线测量的地方，才会安装在线粘度计，而且所使用的在线粘度计的大都是国外进口的粘度计。进口一台在线粘度计价格约为23万美金，折合成人民币18万元左右，由于进口的在线粘度计价格非常昂贵，所以在国内在线粘度尚不能普遍应用。只有国家大型企业才有足够的资金购买，而中小型企业能够有足够资金购买国外在线粘度计的少之又少。近年来，由于业务发展需要，我国中小型企业（如树脂、食品、饮料等生产企业）也开始重视产品品质的控制。由于检验滞后，传统的实验室测量已经不能满足要求，在线测量的应用日益广泛。中小型企业对在线粘度计的需求日益增加，所以国内急需研究出适合我国中小型企业且价格适中的在线粘度计产品。
1.2 课题研究的目的和意义
粘度体现了流体粘滞性的大小，是流体本身的重要特性和控制过程中的重要参数[1] 。粘度及其测量与人们的日常生活、科学研究以及工农业生产等都有着密不可分的关系，特别是在石油、医学、化工、轻工、建材、煤炭、冶金、交通、国防、航天等与国民经济息息相关的各个领域中。对一些液体而言，只有能够测量出它的粘度，才可以合理准确地评价液体产品的质量和性能是否符合标准[13]，所以粘度对生产环节的质量控制和最终产品的性能评定都有着非常重要的作用。在石油化工领域中，粘度是石油化工产品的重要质量指标。石油一般也是依据粘度来对各种石油产品的规格进行分类，并且来检查石油产品是否合格都是通过粘度值的。在医学领域中,粘度是了解生物体体液流动机理的基础，血液粘度的异常会导致组织的新陈代谢以及微循环出现紊乱。所以血液粘度是否能够准确测量也关乎到病情是否能够及时诊断和疾病是否能够有效预防[15]。在物理化学和流体力学等科学领域中，测量粘度将有助于研究流体的流动状态以及更充分地了解流体的性质。以前由于环境问题及设备局限，早期的测量粘度一般采取离线测量的方式，通过现场取样，再经由实验室化验，测量粘度值，然后实验室检测人员再把所测得粘度值反馈给工作人员，以此粘度作为评定现场产品质量的依据，但这么复杂繁琐的实验过程，如此长的反馈过程通常会影响产品产量。现场生产状况的环境并不像实验室的测量环境，现场一般有很多的干扰因素（如温度、流体颗粒、压力、流速、搅拌速度等）。这些复杂因素将会使粘度的测量值不稳定，所以实验室所测得的粘度值并不能等同于现场流体的粘度值，并不能以此粘度值来作为评定产品质量的依据。
随着自动化技术的发展，为了保证最佳的运行环境与产品质量，现在实际工程和工业生产中必须通过在线粘度计检测流体的粘度，以此来提高生产效益。通过在在线过程中测量液体的粘度，可以获得液体流变特性的具体准确数据，这对于预测产品工艺过程的工艺控制、产品的输送性以及产品在使用时的操作性都有着重要的指导价值。在产品的生产过程中，根据工艺技术要求的范围进行在线粘度检测，可以最大限度的减少产品的报废率和生产线的停工期。因此,实现一种实时性较高的在线粘度计对于企业而言是很有必要的。
本课题的目的主要是在了解粘度计测量机构的基础上进行在线粘度计机械结构方面的具体设计，尽量能够实现粘度的在线测量，尽可能的提高粘度的测量精度，扩大适用范围，优化产品性能，保证产品质量。
1.3国内外发展现状
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