混泥土搅拌机设计.doc

混泥土搅拌机 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 .doc 编号 题 目 混泥土搅拌机设计 学生姓名 学 号 系 部 机电工程系 专 业 机械制造与自动化 班 级 指导教师 摘 要 摘 要 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相扩散，从而达到均匀混合，在工业生产中搅拌操作从工业生产开始的。混凝土搅拌机是一款大型搅拌机，主要适用于较大的建筑工程，是非常重要的建筑机械。 本次设计的搅拌机是混泥土搅拌机的一种，在搅拌过程中通过搅拌轴的回转运动来带动搅拌叶片对筒内物料进行剪切、挤压和翻转推移等搅拌作用。其主要结构包括:上料、卸料系统、搅拌传动系统、搅拌装置、供水系统、机架及行走系统等。我们主要对传动 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 进行了选择和设计计算，机架结构方案、机架上所有部件之间的相互位置、以及确定了上料、卸料的方式以及叶片的结构，并对部分零部件进行了校核，使之满足不同场合的工作要求。 关键词:搅拌机、机架、系统、结构 I 目 录 目 录 摘 要 ...............................................................................................................................I 绪论 .................................................................................................... 错误～未定义书签。 第一章 总述...................................................................................................................... 0 1.1混凝土简介................................................................................. 错误～未定义书签。 1.2搅拌的任务................................................................................. 错误～未定义书签。 1.3搅拌机应具备的功能特点............................................................ 错误～未定义书签。 第二章 传动系统设计 ................................................................... 错误～未定义书签。 2.1带传动设计................................................................................. 错误～未定义书签。 2.1.1带传动的设计计算 ................................................................ 错误～未定义书签。 2.2齿轮传动设计 ............................................................................. 错误～未定义书签。 2.3、第一级传动齿轮计算 ................................................................ 错误～未定义书签。 2.3.1第二级齿轮设计计算 ............................................................ 错误～未定义书签。 第三章 减速器轴的设计 .................................................................... 错误～未定义书签。 3.1第一级减速齿轮输入轴 ............................................................... 错误～未定义书签。 3.2第一级减速齿轮输出轴 ............................................................... 错误～未定义书签。 3.2第二级减速齿轮输出轴 ............................................................... 错误～未定义书签。 第四章 搅拌机设计................................................................. 错误～未定义书签。 4.1外壳的设计................................................................................. 错误～未定义书签。 4.2叶片的设计................................................................................. 错误～未定义书签。 4.2轴端密封 .................................................................................... 错误～未定义书签。 4.2衬板 .......................................................................................... 错误～未定义书签。 第五章 上料系统 ............................................................................... 错误～未定义书签。 第六章 供水系统..................................................................... 错误～未定义书签。 第七章 电气系统...........................................................................................................................15 致 谢 ................................................................................................ 错误～未定义书签。 参考文献 ............................................................................................. 错误～未定义书签。 Π 绪论 绪论 1.1本课题研究的历史、现状以及发展趋势 随着我国经济建设的不断发展，以及城市化进程的加快，我国的城市基础建设、房地产开发业得到了迅猛的发展，推动了混凝土产量的迅速提高。混凝土的商品化生产因其高度的专业化和集中化，大大提高了混凝土的质量和生产效率，降低了环境污染，减轻了劳动强度，混凝土搅拌站的建设对商品混凝土的发展起着至关重要的作用。随着搅拌机需求量的增大，搅拌机的生产厂家也越来越多，市场竞争越来越激烈。大部分生产厂家都以中小型搅拌设备为主，但在竞争加剧的环境下，搅拌机正朝着技术创新、个性服务、提高搅拌机的自制能力方向发展。在建设节约型社会的大背景下，相信混凝土设备在以后的发展过程中一定会朝着节能、高效、耐用、操作更加智能化方向发展。 1.2本课题研究的内容 混泥土搅拌机的设计为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 ，首先明白对整个机架的设计，包括机架结构方案的确定以及所有部件之间相互位置的确定。需要精确的传动方案，了解搅拌轴的材料、结构、减速器轴、支承叶片以及其它系统的设置。 第一章 总述 第一章 总述 1.1.1、混凝土简介 混凝土是当今时代最大宗的人造材料，也是最主要的建筑材料之一，广泛应用于工业、农业、交通、国防、水利、市政和民用基础设施建设中，在国民经济中占有重要地位。在普通混凝土中，砂、石起骨架作用，他们在混凝土中起填充和抵抗混凝土在凝结硬化过程中的收缩作用。水泥与水形成的水泥浆包裹在骨料表面并填充骨料间的空隙。在花、硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予混合物一定的和易性，便于施工;硬化后，水泥浆则将骨料胶结成一个坚实的整体，并具有一定的强度。混凝土作为主要建筑材料被广泛应用，是因为它具有很多其他材料不具备的特点。 1.1.2、搅拌的任务 混凝土搅拌机是将混凝土配合料按一定配合比的水泥、砂、碎石(骨料)和水等均匀搅而制备混凝土的专用机械。一般认为混凝土搅拌机的主要任务是:组分均匀分布，达到宏观和微观上的匀质，破坏水泥粒子的团聚现象，使其各颗粒表面被水浸润，促使弥散现象的发展，破坏水泥粒子表面的初始水化物薄膜包裹层，促进水泥颗粒与其他物料的结合，形成理想的水化生成物，由于集料表面覆盖一薄层灰尘及粘土，有碍界面结合层的形成，故应使物料之间多次碰撞和相互摩擦，以减少灰尘薄膜的影响，提高混合料各单元体参与运动的次数和运动轨迹的交叉频率，以加速达到匀质化。 1.1.3、搅拌机应具备的功能特点 由以上分析可知搅拌机在搅拌过程中应尽量使各种原材料相互穿插，并在整个搅拌筒内最大限度的产生摩擦，使各种物料混合均匀。因此，为了获取高质量的混凝土，搅拌机应具备以下特点:能对混凝土各种组分均匀搅拌，并使水泥浆或沥青包裹骨料表面，混凝土搅拌完成后能迅速完全的卸出，不影响下次搅拌，搅拌应该操作简单，搅拌过程应耗时，便于维护和保养。 1 淮安信息职业技术学院毕业设计 第二章 传动系统设计 。 图2.1 传动结构示意图 1 电机 2 小皮带轮 3 大皮带轮 4 第二级小齿轮5 第一级小齿轮 6 联轴器 7 第一级大齿轮 8 轴承 9 减速器箱体 10 第二级大齿轮 2.1、带传动设计 2.1.1 带传动的设计计算 由于总传动比i=58.7，可取带传动的传动比i=3 p(1) 确定计算功率 ca KA,1.2由表(教材《机械设计》)查得工作情况系数 PCA,KA，P,1.2，40,48KW PK—计算功率 —工作情况系数 caA (2) 选取V带的类型 Pn根据和小带轮转速,选取V带的类型为C型 ca1 8 第二章 传动系统设计 dd1(3) 确定带轮的基准直径，并验证带速v 1?初选小带轮的基准直径 dd1 根据v带的类型，参考表确定小带轮的基准直径 =250mm d,dmin，，d1d 2?验算带速v 由 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 计算带的速度 v,,dd1n1/60，1000,3.14，250，1550/60，1000,20.23m/s 满足,带速合适 525msvms,, 3?计算大带轮的基准直径 由 did,dmm,，,2503750,dd21d2 (4) 确定中心距a和基准长度 Ld 1?初定中心距a 0 由公式知: 0.7(+)2ddadd,,，，，dddd12012 a0,1200mm,,,7002000mmamm 取 0 2L?计算带长 d0 2dd,，，,dd21 23632.5Laddmm,，，，,，，ddd001224a0 Ld0,3600mm由表选取基准长度 3?计算世纪选取中心距a和变动范围 a,a0，(Ld,Ld0)/2,1200，(3600,3632.5)/2,1167.5 变动范围: amin,a,0.015Ld,1167.5,0.015，3600,1113.5mm amax,a，0.03Ld,1167.5，0.03，3600,1275.5mm 淮安信息职业技术学院毕业设计 变动范围为1113.5mm,1275.5mm α1(5) 验证小带轮包角，由公式得 0000 ,,180,(dd,dd)，57.3/a,158.23,90121 满足要求 (6) 确定V带根数 由公式得 ppcaca　z,, γ?pppkk，，，00αl 查表得: PKW=9.04,,PKW1.2700 K,0.92K,0.99,l z,40/(10.31，0.92，0.99),4.26 取z=5 (7) 计算预紧力。由公式得: F0 2 F,500，(2.5,ka)pca/kazv，qv,462.48N0min F0,1.5F0min,1.5，462.48,693.66N取 F(8) 计算带传动的压轴力。由公式得: P 0FP,2Z,FOsin,1/2,2，5，693.66，sin79,5548.51N 2.2 齿轮传动设计 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，具有效率高、结构紧凑、工作可靠、 寿 命长、传动比稳定的特点。但是齿轮传动的制造和安装精度要求高，价格较贵，且不适于 传动距离过大的场合。所以该混凝土搅拌机采用二级齿轮减速器，直齿圆柱齿轮传动。 由于总传动比=58.7，带传动传动比为3，所以二级齿轮减速器的传动比 i i1,i/3,58.7/3,19.67 2.2.1、第一级传动齿轮计算 i1,3.91第一级传动齿轮的传动比。 8 第二章 传动系统设计 选取小齿轮的材料为40Cr(调质)。硬度为250HBS。大齿轮材料为45钢(调质)，硬 度为210HBS，材料硬度差为30HBS。初选小齿轮的齿数为，则大齿轮的齿数z,201 ，取。 z2,z1，i1,20，3.91,78.2z,782 (1)计算齿面接触强度 由公式进行计算 2,,KTZu1,E1d2.32,,3,,t,,,1,,duH, ,,1?选取公式内各计算数值 a、取截面载荷系数 k,1.3t b、计算小齿轮传递的转矩。 5 T,9550，1000P/n,7.02，10N,mm111/3 12,,d1c、由表选取齿宽系数:材料的弹性影响系数:按齿面硬zMpa,189.8 E， 度查得小齿轮的抗疲劳强度极限;大齿轮的接触强度极限,HMpa,600lim1 。 ,HMpa,550lim1 g、由图10—19取接触疲劳寿命系数。 K,0.92K,0.98 HNHN21 h、计算接触疲劳许用应力。 s,1取安全系数。由式(10—12)得: KHN,1lim1HMpaMpa,,，,0.92600552 ,,,1s KHN,2lim2HMpaMpa,,，,0.98550490, ,,2s (2) 计算 d,H?1 计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 ,,1t 淮安信息职业技术学院毕业设计 2,,KTZu,1E13d2.32,,,,t1,,,duH,,,,, 251.35.65104.91189.8，，,,3 ,,,2.32,,13.91490,, ,110.82 ?2 计算圆周速度v。 ,，，110.82482 vms, 601000， ,2.79ms 3 ? 计算齿宽b。 bddmm,,,,110.82 1t 4 ? 计算齿宽与齿高之比。 d110.821t 模数 mmmmm,,,5.54tz201 齿高 hmmm,,，,2.252.255.5412.47t b110.82,,8.89 齿宽比 h12.47 5 ? 载荷系数。 查表得: 动载系数k,1.08k,1.5 使用系数vA k,2.15 小齿轮相对支承非对称布置时载荷系数取为 6 ? 按实际载荷系数校正所得的分度圆直径。 k2.1533ddmm,,,110.82131.0511t k1.3t 7? 计算模数。 m d131.051t6.55m,,, z201 (3) 按齿根弯曲强度设计。 8 第二章 传动系统设计 由式(10—5)得弯曲强度的设计公式为: ,,YY2KTFaSa13m ,,,2,,,,,dz,1F,, 1? 确定公式内的各计算数值。 a、查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限值: ,,500MpaFE1 大齿轮的弯曲强度极限: ,,380MpaFE2 b、 弯曲疲劳寿命系数。 k,0.86k,0.89FN1FN2 c、计算弯曲疲劳许用应力。 s,1.4取弯曲疲劳安全系数，由式(10—12)得: k,0.86500，FNFE11 ,,,MpaMpa307.14,,,F1s1.4 k,0.89380，FNFE22,,,MpaMpa241.57,,,F1s1.4 k,2.06 d、载荷系数 e、查取齿形系数。 由表查得 ; Y,2.80Y,2.22Fa1Fa2 f、查取应力校正系数。 由表查得Y,1.55 ;Y,1.77 Sa1Sa2 YYFaSa g、计算大小齿轮的，并加以比较。 ,,,F YYYY2.801.55，2.221.77，FaSa11FaSa22 ,,0.016,,0.014,,241.57307.14,,,,FF12 ,,YY2KTFaSa2213m,,,2,,,,,dz,1F2,, 大齿轮数值大。 5 22.065.6510，，，30.16,，2 120， 4.53mm, 淮安信息职业技术学院毕业设计 由于齿轮的模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而断面接触疲劳强m 度所决定的承载能力仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关。可取由弯曲强度所算得 的模数4.53，并就近圆整为4.5.按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿dmm,131.051轮的齿数: d131.051 z,,,29.121m4.5 取，则 z,30zzi,,,，,303.91117.3121 取 z,1182 (4) 几何尺寸计算。 1? 计算分度圆直径。 dzmmm,,，,304.513511 dzmmm,,，,1184.556622 2? 计算中心距。 dd，，13556612 amm,,,35122 3? 计算齿轮宽度。 bddmm,,，,，,1135135Bmm,135，Bmm,140。 取121 2.2.2、第二级齿轮设计计算 由于第一级传动齿轮的传动比i,3.91，则第二级齿轮的传动比1 ,i2,i/i1,19.67/3.91,5。 选取小齿轮的材料为40Cr(调质)。硬度为250HBS。大齿轮材料为45钢(调质)，硬 z,20度为210HBS，材料硬度差为30HBS。初选小齿轮的齿数为，则大齿轮的齿数1zzi,,，,205100。 211 (1) 按齿面接触强度设计 由设计计算公式(10-9a)进行计算 8 第二章 传动系统设计 2 ,,KTZu1,E1d2.32,,3 ,,t1,,,,,duH,,, 1?确定公式内各计算数值 a、选取截面载荷系数 k,1.3t b、计算小齿轮传递的转矩。 6 T1,9550，1000P2/n1/3，3.91,2.66，10N,mm ,,d1 c、选取齿宽系数: 12d、由表查得材料的弹性影响系数: zMpa,189.8E e、由按齿面硬度查得小齿轮的抗疲劳强度极限;大齿轮的接触强度,HMpa,600lim1 极限。 ,HMpa,550lim1 g、由图10—19取接触疲劳寿命系数。 K,0.94K,0.98 HNHN21 h、计算接触疲劳许用应力。 s,1取失效概率为1%，安全系数。由式(10—12)得: KHN,1lim1HMpaMpa,,，,0.94600564 ,,,1s KHN,2lim2HMpaMpa,,，,0.98550490 ,,,2s (2)计算 d,H?1 计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 ,,1t 2,,KTZu,11E3d2.32,,,,1t,,,,duH,,,, 261.32.14106189.8，，,,3 ,,,2.32,,15490,, ,184.25mm 淮安信息职业技术学院毕业设计 ?2 计算圆周速度v。 ,，，184.25482 vms, 6010003.91，， ,1.19ms3 ? 计算齿宽b。 bddmm,,,,184.25 1t4 ? 计算齿宽与齿高之比。 d184.251t模数 mmmmm,,,9.21tz201 齿高 hmmm,,，,2.252.259.2120.72t b184.25齿宽比 ,,8.89 h20.72 5计算载荷系数。 ? 取动载系数 k,1.03v 载荷由表查得使用系数 k,1.5A 故载荷系数: kkkkk,,AVHH,, 1.51.0311.45,，，， 2.24, 6? 按实际载荷系数校正所得的分度圆直径。 由式(10—10a)得 k2.2433ddmm,,,184.25220.89 11tk1.3t 7? 计算模数。 m d220.891tm,,,11.04 z201 按齿根弯曲强度设计。 (3)由式(10—5)得弯曲强度的设计公式为: 8 第二章 传动系统设计 ,,YY2KTFaSa1 3m,,,2,,,,,dz,1F,, 1? 确定公式内的各计算数值。 a、由图10—20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限值: ,,500MpaFE1 大齿轮的弯曲强度极限: ,,380MpaFE2 b、由图10—18取弯曲疲劳寿命系数。 k,0.83k,0.86FN1FN2 c、计算弯曲疲劳许用应力。 s,1.4取弯曲疲劳安全系数，由式(10—12)得: k,0.83500，FNFE11 ,,,MpaMpa296.43,,,F1s1.4 k,0.86380，FNFE22,,,MpaMpa233.43,,,F1s1.4 k d、计算载荷系数。 分配系数 kk,,1HF,, kkkkk,,，，，,1.51.0311.382.13 AVFF,, e、查取齿形系数。 由表10—5查得Y,2.80 ;Y,2.18 Fa1Fa2 f、查取应力校正系数。 Y,1.55Y,1.79 由表10—5查得 ; Sa1Sa2 YYFaSa g、计算大小齿轮的，并加以比较。 ,,,F YYYY2.801.55，2.181.79，FaSa11FaSa22 ,,0.0146,,0.0167,,296.43233.43,,,,FF12 大齿轮数值大。 2? 设计计算。 淮安信息职业技术学院毕业设计 ,,YY2KTFaSa2213m,,,2,,,,,dz,1F2,, 622.132.1410，，，30.0167,，2120，由弯曲强度所算得的模数7.25，依照第一级齿轮就近圆整为7.5。按接触强度算得的 7.25mm,分度圆直径，算出小齿轮的齿数: dmm,220.891 d220.891 z,,,29.451m7.5 取，则 z,30zzi,,,，,305150121 这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并 做到结构紧凑，避免浪费。 (1) 几何尺寸计算。 1? 计算分度圆直径。 dzmmm,,，,307.5225dzmmm,,，,1507.511251122 dd，，2251125122amm,,,675? 计算中心距。 22 3? 计算齿轮宽度。 ，bddmm,,，,，,1225225取Bmm,22512 8 第三章 减速器轴的设计 第三章 减速器轴的设计 3.11 第一级减速齿轮输入轴 1 ? 求输入轴上的功率、转速和转矩。 nTp111 功率: p1,40，0.95,38kw 转速: n1,1550/3,516.67r/min 5 转矩: T,9550，1000P/n,7.02，10N,mm111 2 ? 确定轴的直径 选取轴的材料为45钢，调质处理，由表得取，由公式得: A,1120 33dmn,Ap/n,112，38/516.67,41.2mm1011 取d1,42mm。 3.12 第一级减速齿轮输出轴 1 ? 求输出轴上的功率p、转速n和转矩T。 222 功率: p2,38，0.97,36.86kw n2,n1/i,516.67/3.92,131.80r,min 转速: 转矩: 6T,9550，1000P/n,9550，36.86/131.80，1000,2.67，10N,mm 222 2 ? 确定轴的直径 A,112 选取轴的材料为45钢，调质处理，由表取，由公式得: 0 33d,Ap/n,112，36.86/131.80,71.92mm2min022 d2min,72mm取。 3.13 第二级减速齿轮输出轴 1nTp ? 确定输出轴的功率、转速和转矩。 333 p3,36.86，0.97,35.75kw 功率: 8 淮安信息职业技术学院毕业设计 转速: 转矩: n3,n2/i,131.80/5,26.36r,min 7 T,9550，1000P/n,9550，35.75/26.36，1000,1.30，10N,mm333 2 ? 确定轴的直径 选取轴的材料为45钢，调质处理，由表15—3取，由公式15—2得: A,1120 33dmn,Ap/n,112，35.75/26.36,118.35mm3033 由于该轴需要与搅拌轴通过联轴器相连，故应根据联轴器的型号来选取该轴的直径， 查标准取。 dmm,120GBT50412003,3 第四章 搅拌机设计 第四章 搅拌机设计 搅拌机的优点如下: (1) 搅拌机外形尺寸小、高度低，布置紧凑，装载运输便利，而且结构 合理性好，工作可靠性高。 (2) 搅拌机容量大，效率高，适用于商品混凝土的生产。 (3) 搅拌筒直径比同容量立轴式小一半，搅拌轴转速与立轴式基本相同， 但叶片转速要比立轴式小一半，因此叶片和衬板磨损较小、使用寿命长，并且物料不易离析。 (4) 物料运动区域相对集中于两轴之间，物料行程短，挤压作用充分， 因此搅拌质量好。 4.1、外壳的设计 传统的U型槽底容易出现搅拌死角，从而导致两轴负载过大，以致断裂。另外他们将两端墙板焊死在机壳上，这样使得在轴或叶片受损时维修很不方便，工作量也相当大。 现代的设计中，槽底做成ω型，以防搅拌死角，并在筒内安装衬板。两边再焊上钢板做成机槽，槽口两边焊有角钢用以固定机盖，槽机底部焊有支承垫用以支承槽体。机槽两端墙板不是焊死在机壳上，而是通过螺栓与机壳连接，这样做的目的是为了在维修时便于将损坏的轴吊起，省去拆叶片的麻烦，检修空间增大，工作量减小，还可缩小两端轴孔直径，便于密封防漏，如下图所示: 图 搅拌机槽体 4.2、叶片的设计 8 淮安信息职业技术学院毕业设计 连续式搅拌机的合理结构，技术参数的确定是一项迫切而急需的任务。在过去，曾研究过的搅拌叶片在轴上布置对混合物均质性的影响。对搅拌机筒体中充填性能及对机器生产率和搅拌过程耗电量的影响，在叶片合理布置下，叶片轴转速对混合物均质性的影响，在合理的叶片布置和转速下，搅拌机筒体的安装倾角对搅拌过程及对混凝土制件强度指标的影响。下面是几种常见的叶片布置方式和它们的特点。 优点:可以使物料向箭头所指方 优点:可以使物料朝着箭头方向做 向流动，便于卸料。 环向流动，物料搅拌充分， 缺点:效率较低，不适于大批量 生产效率较高，适用于大中 连续生产。 型搅拌设备。 优点:两轴叶片在外形上同向布置， 优点:叶片外形同向布置，筒体倾斜 并且筒体向卸料一侧倾斜一 安装，并且在卸料口处安有阻 个角度，便于卸料。 滞叶片，搅拌均匀，便于卸料。 缺点:结构复杂，生产困难。 缺点:叶片布置比较复杂，加工维修 困难，成本较高。 由于该搅拌机容量为1500L，为大中型搅拌机，通过以上对各布置形式的分析，该设 计选用图(b)形结构，物料在搅拌筒内的运动轨迹如图4.4所示。工作时,搅拌轴带动搅拌叶片旋转,强迫物料按预定的轨迹产生剪切、挤压、翻滚和揉搓等强制搅拌作用,使 第四章 搅拌机设计 物料在剧烈的相对运动中得到均匀搅拌。改进搅拌叶片的结构和曲面形状,对提高搅拌质量、减小搅拌阻力和降低功率消耗具有重要的意义。 合理的叶片布置不仅可以提高混凝土的硬度和混凝土的生产率。而且可以减少原料的消耗，减少物料对机器的冲击，还能延长机器的寿命。由于两轴的旋转方向相反,两轴间的料产生挤压、翻滚和揉搓,以达到搅拌混合效果 显然,在不破坏物料流运动的前提下,两轴间物料逆流运动的频次越高,揉搓和挤压作用就越充分,搅拌效果就越好。通过对叶片相对运动分析可知:搅拌叶片正反排列得到的逆流次数要比搅拌叶片双正排列得到的次数多,因此搅拌作用更强烈,搅拌质量也更好。并且随着搅拌叶片数量的增多,这种优势会更加明显。但这种情形下，那么搅拌叶片的运动顺序破坏了拌筒内物料的大流动。这是因为物料以连续递推的方式前进。此外，在一根轴上相邻叶片，同时参加搅拌,并且二者对物料推动的方向相反。由于叶片的反向推动,有可能该叶片的相邻叶片无料可搅,从而导致一根轴上叶片内的物料无法推出来。 为了防止物料在机体两端受到挤压,应在物料进口端只设正向叶片,在出口端仅设反向叶片。实体面型螺旋叶片具有搅拌效率高、输送物料性能好，因此在入料口设置这种叶片。但这种叶片容易使物料形成“裹轴”现象。而带式面型螺旋叶片虽然在输送效率上，稍差于实体面型螺旋叶片，但物料不会形成低效区。这对物料在沿轴向运动是比较有利的。特别物料在长距离输送时，带式面型螺旋叶片充分发挥了自己的优点。 虽然搅拌叶片正反排列得到的逆流次数要比搅拌叶片双正排列得到的次数多,因此搅拌作用更强烈,搅拌质量也更好。但这种情形下，搅拌叶片的运动顺序破坏了拌筒内物料的整体流动。这是因为物料以连续递推的方式前进。此外，在一根轴上相邻叶片，同时参加搅拌,并且二者对物料推动的方向相反。由于叶片的反向推动,严重时，可能造成该叶片的相邻叶片无料可搅,从而可能导致一根轴上叶片内的物料形成断料现象。 为了避免这种情形的产生，根据试验结果,反向叶片的长度一般为正向叶片的1/2,2/3较好。此外，采用螺旋桨叶片，作为反向叶片，各叶片均匀分布在轴上。这种叶片，可以承受较大的反向推力，搅拌的效率较高。螺旋桨叶片间断的分布在轴上，不能导致对搅拌轴的断料形成。 机内的物料被正、反叶片分成两部分,一部分向前推进,另一部分则向后推送,使物料产生连续不断的轴向往复运动,将处于不同半径处的物料翻转,在正反叶片的共同作用下, 物料在机内反复翻动、扩散、搅拌、揉搓,使物料混合均匀。由于正向叶片大于反向叶片,所以物料在作轴向往复运动的时候,总体上是向出料口方向前进的,因而可以满足连 8 淮安信息职业技术学院毕业设计 续工作的要求。此外,物料由通常的单向运动方式改为往复运动,使得设备在有限的长度，提高物料的生产率和搅拌效率。 在叶片的选择上，根据目前国内外卧轴式搅拌机叶片结构型式看，广泛采用铲片式，就单个叶片来说，它是一个平板，他通过搅拌臂与轴形成一体，使全部叶片呈螺旋线分布，叶片间没有直接联系，因而这种化整为零的结构方式具有很突出的优点。它使得叶片的加工安装非常方便，从而代替了加工安装要求高的螺旋带叶片。从磨损角度看，铲片式易受到局部磨损，这是因为物料与叶片之间的滑动逐步不均匀，而且波动，易形成卡料，使磨损加剧，搅拌效果有所下降，故从磨损和搅拌效果来看，铲片式比螺旋带式差。但铲片式在以后的维护保养和维修过程中比较方便，并且叶片是标准化大批量生产，可以降低成本。所以，综合考虑，该设计应选用铲片式叶片，整体结构和叶片布置如下: 搅拌机搅拌装置 1、 搅拌筒 2、搅拌轴 3、搅拌臂 4、搅拌叶片 5、侧叶片 搅拌筒内装有两根水平配置的搅拌轴，每根轴上均装有搅拌叶片。在靠近搅拌筒两端的搅拌臂上分别装有侧叶片，可刮掉端面上的混凝土，并改变混凝土的流向。叶片与村板间隙?5mm，参数如下: 1? 单根轴上的叶片数量为8片 第四章 搅拌机设计 2? 双轴搅拌机叶片交错布置 ,3? 单根轴上相邻搅拌臂的相位角差为 90 ,4? 两轴上同序号搅拌臂达到搅拌区域相同位置相位差为 135 5? 搅拌臂与轴的连接方式为剖分式螺栓连接(在搅拌过程中，如有搅拌臂断裂可以快速更换) (1) 卸料方式的确定: 目前卧轴式搅拌机主要采用倾翻室和底开门式两种卸料方式，由于JS1500的出料容量为1500L，相对来说容量较大，故采用底开门式，既可使混凝土顺利地在搅拌过程中卸出，也可避免使筒体倾翻，这样既安全，又节省了劳力，表现出很多自由的特点，操作也方便，故而采用底开门式卸料。 卸料机构是由料门、密封调节板、液压缸、液压泵和限位接近开关等部分组成。自动运行时，一般设置为全开、全关、半开三种状态，它便于控制卸料流速，卸料门的密封通过调整密封板的位置来实现。卸料机构通过液压系统来进行控制，可以降低工人的劳动强度，提高设备的安全性。在液压系统失效的紧急情况下，该系统设有安全装置，工人可以通过手工操纵安全手柄来打开卸料门。卸料机构如下图所示: 卸料机构 1、 衬板 2、搅拌筒弧板 3、密封板 4、卸料门 8 淮安信息职业技术学院毕业设计 4.3、轴端密封 轴端密封及支承 1、O形密封圈 2、金属浮封环 3、长轴套 4、转环毂 5、浮动定位挡环 6、密封挡圈 7、挡环 8、支承座 9、油杯 10、油封座 11、隔套 12、轴承衬套 13、轴 承 14、油封 15、轴套 16、轴端透盖子 17、放油螺塞 在转动的转环毂4与浮封环之间及固定的支承座8与浮封环之间的锥形体处各放置一 。当转环毂4与支承座8相互压紧后，两个密封圈就产生弹性个大截面0型密封橡胶圈1 变形，被压扁成椭圆形断面。这样，即密封了圆锥体外的空间，又冈密封圈的弹性使两个浮封环产生相对的轴向力，使两个摩擦接触端面互相粘贴的很紧，从而保证足够的密封作用。当两个金属浮封环接触的端面磨损后，密封橡胶圈的弹性可起一定的补偿作用，仍然保证两者端面互相贴紧，继续保持良好的密封效果。 强制式卧轴搅拌机其搅拌轴在拌合料面下工作，工作时搅拌轴相对搅拌筒转动，砂浆易于侵入搅拌轴运动副中产生磨料磨损及漏浆，所以轴端密封是强制式卧轴搅拌机的特殊结构和重要部件。它支承着搅拌装置，保护轴端处不漏浆，使搅拌轴支承轴承不受砂浆侵袭，延长轴承等零部件的使用寿命，确保搅拌系统的正常工作。 浮动密封，系属于端面机械密封的一种特殊形式，其结构简单，端面密封压力能自行补偿，磨料介质不易侵入，润滑脂(油)不外泄漏，密封效果好，使用于低速重载，作业条件恶劣处。在转动的转换毂与浮封环之间及固定的支承座与浮封环之间的锥形体处各放置一个大截面0型密封橡胶圈。当转换毂与支承座相互压紧后，两个密封圈就产生弹性变形，被压扁成椭圆形端面。这样，即密封了圆锥体外的空间，又因密封圈的弹性使两个浮 第四章 搅拌机设计 封环产生相对的轴向力，使两个摩擦接触端面相互粘贴的很紧，从而保证足够的密封作用。当两个金属浮封环接触的端面磨损后，密封橡胶圈的弹性可起一定的补偿作用，仍然保证两者端面相互贴紧，继续保持良好的密封效果。 4.4、衬板 搅拌机在对骨料进行搅拌的过程中，由于砂石对搅拌筒壁会产生较大的磨损，所以为了减少磨损对筒壁的伤害，需要在筒壁内添加衬板。虽然磨损现象纷繁复杂，但总的来说都是一个“磨屑”脱离本体的过程，从磨削形成过程的观点来说，大体分四种磨损类型: (1) 磨料磨损:由于硬颗粒或突出物的作用而造成物料迁移所导致的磨损。 (2) 粘着磨损:两个光滑的金属表面在压力下作相对滑行时，界面上的实际接触面及 其可能结合起来而形成粘着，这些粘着点不断破裂，断裂可能发生在结合面处，也可能发生在本体的突出部位，这就使某一表面上产生脱离了本体的金属磨屑。 (3) 腐蚀磨损:在腐蚀条件下，金属表面形成一层腐蚀产物，在有相对滑行时，这层 腐蚀产物将被磨掉，使金属受到继续的腐蚀和磨损。 (4) 表面疲劳磨损:这种磨损是由于多次反复的加载和卸载而导致在接触面上以及接 触面的皮下形成垂直于或平行于接触面的疲劳裂纹，这些裂纹的扩展以及相互交割，可能使金属表面开裂，以致剥落。 在这些种类的磨损中，其中磨料磨损是最主要的形式。在所有的工业磨损中一半以上的磨损实质主要是磨料磨损，它导致了人力、能源和材料的大量消耗。因此人们越来越认识到对磨料磨损、抗磨材料及磨料磨损机理研究的必要性和迫切性。近年来，国内外抗磨材质的发展取得很大进步。 一般搅拌机使用的是高铬铸铁的衬板，由于衬板属于薄壁铸件，一般在20mm以下，在面积/厚度比偏大时难以通过热处理来提高硬度，否则衬板易于变形，影响使用。故只能研究在铸铁条件衬板的制造工艺，尤其是铸件的元素构成。往往衬板的耐磨性跟元素直接有关且同制造成本绝对成正比的态度。可以用测硬度的方式初步判断其是否耐磨性，如果条件允许的话，可以使用磨损试验机测量相对的耐磨性，下表是3种铸铁的力学性能: 参数 项洛氏硬度 冲击硬度 抗弯强度 相对耐磨 目材质 度 221:X Jcm/Nmm/HRC 低合金铸铁 53.5 3.0 440 1 8 淮安信息职业技术学院毕业设计 高铬铸铁 57.3 5.4 453 2.27 镍硬铸铁 55.0 6.0 — 1.46 由上表可见低合金铸铁耐磨性最差，镍硬合金次之，高铬铸铁最好，这主要和合金的组织和硬度有关，低合金白口铸铁的组织为贝氏体，碳化物为M3C型，硬度较低，所以耐磨性较差高铬铸铁碳化物的周围存在这显微硬度高的马氏体M1C1型碳化物有了强力的支撑作用，能有效发挥碳化物抵抗磨料的磨损作用。反过来M7C2型碳化物也保护了它周围的基体，使其磨损减少，另外含铬奥氏体显微硬度较高，所以高铬铸铁耐磨性较高。由于镍硬铸铁含有较多的碳化物，其硬度与高铬铸铁相当，当时其马氏体组织粗大，碳化物为M3C型，二者显微硬度皆较低，因此其耐磨性比铸态高铬铸铁低。 第六章 供水系统 第五章 上料系统 上料系统由料斗、上料架、卷扬机构、行程开关等组成，如图所示。 1、 滑轮 2、料斗 3、进料料斗 4、卷扬机构 5、上料架 配料机构配料完毕，由出料传送带机输送到上料斗中，通过电动机经减速器带动卷筒转动，钢丝绳经过滑轮牵引料斗沿上料架轨道向上爬升。当爬升到一定高度时，料斗门的一对滚轮进入上料架水平岔道，斗门自动打开，物料投入搅拌筒内。为保证料斗准确就位，在上料架上装有限位开关，上限位装置有两个限位开关，分别对料斗起限位和安全保护作用，下限位开关设有两个，当料斗下降至地坑底部，料斗碰撞轨道下部第一限位时。弹簧杠杆机构使下限位开关动作，卷扬机构自动停车。 8 第六章 供水系统 第六章 供水系统 图 供水系统 1、 喷水管 2、进水管 3、水池 4、吸水管 5、水泵 供水系统是电动机、水泵、节流阀及管路等组成，见图6.1。启动水泵，即可将注入搅拌筒，水的流量通过闸阀调节，供水总量由时间继电器控制。当按钮转到“时控”位置时，水泵会按设定的时间运转和自动停止，当按钮转到“手动”位置时，可连续供水。 在混凝土搅拌机生产混凝土时，对混凝土质量影响较大的除了搅拌机自身的工作性能以外，就是供水精度。由于供水精度要求控制在2%的范围内，故如何更好的满足精度问题是供水方式的选择，应加以认真考虑。目前，国内运用的主要是时间继电器或虹吸式水箱控制供水精度。但由于虹吸式水箱在不配备站的情况下有诸多不便，故而选用混凝土搅拌机专用水泵配以时间继电器控制，在误差允许范围内让供水时间略大一些，如果砂石过湿则供水时间相对短一些。 8 第七章 电气系统 第七章 电气系统 图 电气系统 电气控制系统需是控制混凝土搅拌机的主传动电机，供水系统电机，上料，下料等的电机。所有电器控制元件都设在配电箱中。电器元件控制满足的使用要求:主电机可以点动以满足安装修理过程的要求。电气控制线路设有空气开关，熔断器，热继电器具有短路保护，过载保护，断相保护的功能，所有控制按钮及空气开关手柄和指示灯均布置在配电箱门上，并设有门锁。配电箱内的电器元件安装在一块铁板上，安全可靠，操作维修方便。 电气系统原理图如上图所示，电气元件列于表，本系统具有短路保护、过载保护等功能。元件选择考虑到施工现场的电压质量，均高选一至二等级。控制电源电压为380V。 上限位报警:上限位两行程开关SQ1、SQ2.当提升料斗离开上位时，SQ2行程开关失灵，报警灯HL2亮。 8 致谢 致 谢 本文是在蒋老师的悉心指导下完成的，在此我对各位老师表示最真挚的感谢。在设计过程中老师给了我们很大的帮助，许多问题都是在老师的帮助下才得以解决。尤其是最后阶段，老师不辞辛劳的在教室里指导我们做设计，帮助我们纠正设计中的错误，给我们讲解设计中需要注意的细节问题。不但给我们解决了设计中出现的问题，还帮助我们纠正了些错误，真的会使我们受益终身。在此，我再一次的对各位老师表示最崇高的敬意和最真挚的感谢。 在实习过程中，老师积极的给我们联系实习单位，并亲自给我们讲解实习过程中我们不懂的东西。为了让我们更好的把所学的知识与实际结合在一起，转眼间毕业设计就要结束了，感谢一直陪伴我们做设计的各位老师们，是你们的热心帮助才让我们顺利的完成了设计。由于本人水平有限，虽然慎之又慎，文中错误在所难免，恳请各位老师不吝指正，谢谢～ 参考文献 参考文献 1. 陈宜通著，混凝土机械，中国建筑材料工业出版社，2007 2. 寇长青，工程机械基础，西南交通大学出版社，2010. 3. 钟汉华，混凝土 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 机械设备使用指南，黄河水利出版社。。 4. 机械设计 主编:濮良贵 纪名刚 5. 冯忠绪，混凝土搅拌理论与设备，人民交通出版社，2009 6. 建材机械工程手册 主编:朱昆泉 许林发 武汉工业大学出版社 2011.7 7. 机械设计手册(上、中、下) 化学工业出版社 8. 马刚主编.机械制图 [M] .北京:河南大学出版社,2006.15—20 9. 于惠力，向静忠，张春宜.机械设计.北京:科学出版社，2007 10. 张春宜，郝广平，刘敏.减速器设计实例精解.长春:机械工业出版社2010 11. 万苏文，机械设计基础. 重庆:重庆大学出版社2009 8