畢業(yè)設(shè)計雙臥軸強制式混凝土攪拌機進行設(shè)計

1、摘 要 混凝土攪拌設(shè)備是建筑機械中的一個重要設(shè)備，它是混凝土生產(chǎn)的一個關(guān)鍵設(shè)備。由于混凝土攪拌設(shè)備的工作對象是砂石和水泥等混合料，并且用量大，工作環(huán)境惡劣。因此混凝土攪拌設(shè)備在向高技術(shù)、高效能、自動化、智能化的方向發(fā)展有很大的必要性?，F(xiàn)代建筑工程中攪拌機的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了工人的勞動強度，還提高了混凝土工程的質(zhì)量，對我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)做出了很大貢獻。本次設(shè)計主要對雙臥軸強制式混凝土攪拌機進行設(shè)計，包含攪拌桶的設(shè)計、料斗的設(shè)計等。依據(jù)國家的相關(guān)標準，在零部件、材料、結(jié)構(gòu)工藝等方面設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理的、滿足要求生產(chǎn)需要的混凝土攪拌設(shè)備。重點研究攪拌裝置的設(shè)計、制造。對涉及的零部件進行設(shè)計、校核，對各

2、部件提出細化的參數(shù)內(nèi)容，待各零件的尺寸正式確定后，進行總體布置，滿足各種要求。雙臥軸強制式混凝土攪拌機在攪拌過程中，通過攪拌軸的回轉(zhuǎn)運動來帶動攪拌葉片對筒內(nèi)物料進行剪切、擠壓和翻轉(zhuǎn)推移等攪拌作用，使物料在相對的劇烈運動中的得到充分的拌合，因而它具有拌合質(zhì)量好、能耗低、效率高等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：混凝土攪拌機、質(zhì)量、能耗、效率、壽命長Abstract TConstruction machinery concrete mixing equipment is an important device, it is one of the key equipment of concrete production

3、. Since the concrete mixing equipment is working objects sand stone and cement mixture, and the amount of large, poor working conditions. Therefore, concrete mixing equipment in the high-tech, high-performance, automated, intelligent direction of great necessity. Modern building engineering mixer wi

4、dely used, not only to reduce the labor intensity, but also improve the quality of the concrete project on Chinas infrastructure construction has made great contributions.The design focuses on the twin-shaft compulsory concrete mixer design, comprising mixing bucket design, hopper design. In accorda

5、nce with relevant national standards, in parts, materials, construction technology and other aspects of the design of the structure is reasonable, to meet the requirements of the production needs of concrete mixing equipment. It focuses on the mix design mix device manufacturing. Of spare parts invo

6、lved in the design, verification, each member put forward detailed arguments within tolerance, to be formally identified the size of the parts, the overall layout, to meet various requirements. Twin shaft compulsory concrete mixer in the mixing process, to drive through the rotary motion of the stir

7、ring blades of the stirring shaft tube material to cut, squeeze and flip goes on and so stirring, so that the material obtained in a relatively vigorous exercise in full the mixing, so that it has good mixing quality, low energy consumption and high efficiency. Keywords: Concrete mixer, quality, ene

8、rgy consumption, efficiency, long life緒 論近年來隨著我國經(jīng)濟建設(shè)及科學技術(shù)的高速增長，基本建設(shè)規(guī)模不斷擴大，建設(shè)隊伍不斷增加，大城市基礎(chǔ)建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)業(yè)的迅猛發(fā)展，推動了混凝土生產(chǎn)產(chǎn)量的迅速提高，機械設(shè)備在建設(shè)施工中的地位也日益顯著。加強施工隊伍的裝備，是改善施工條件，提高施工速度、工程質(zhì)量和經(jīng)濟效益的保障?；炷辽a(chǎn)是改變傳統(tǒng)的現(xiàn)場分散攪拌混凝土的生產(chǎn)方式，實現(xiàn)建筑工業(yè)化的一項重要改革?；炷恋纳唐坊a(chǎn)因其生產(chǎn)的高度專業(yè)化和集中化等特點大大提高了混凝土工程質(zhì)量，節(jié)約原材料，加快，提高勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強度，同時也因其節(jié)省施工用地，改善勞動條件，減

9、少環(huán)境污染而使人類受益。由于混凝土機械的工作對象是砂石、水泥等混合料，且用量大，工作環(huán)境惡劣。因此，現(xiàn)代混凝土施工機械已經(jīng)在向高技術(shù)、高效能、多品種、自動化和智能化的方向發(fā)展，以改善工作條件及提高生產(chǎn)率。由于這些攪拌輸送機全部都是利用單運動方式,因而普遍存在拌和物料不充分,攪拌效果不太理想；另外,其噪音也較大,特別是在煤炭行業(yè)的工業(yè)型煤等新工藝上使用的攪拌輸送機,根本滿足不了其工藝設(shè)計要求而嚴重制約了其新技術(shù)新工藝的推廣使用,因而急需一種結(jié)構(gòu)新穎、效果明顯的全新機型的攪拌機來逐步代替舊式攪拌機,并且也可廣泛地使用于其他行業(yè)。攪拌是混凝土生產(chǎn)工藝過程中極重要的一道工序，所以應(yīng)盡可能的使處在攪拌過

10、程中的拌合料各組分的運動軌跡在相對集中區(qū)域內(nèi)互相交錯穿插，在整個拌合料體積中最大限度的產(chǎn)生相互摩擦，并盡可能提高各組分的體積參與運動的次數(shù)和運動軌跡的交叉頻率，為混凝土拌合實現(xiàn)宏觀和微觀勻質(zhì)性創(chuàng)造最有利的條件，因此混凝土施工應(yīng)向機械化和自動化方向發(fā)展。小型混凝土攪拌機的設(shè)計，是為了滿足市場需求，完善產(chǎn)品的系列，適應(yīng)小型建筑施工和實驗室工作的要求。它是在封閉的環(huán)境中，實現(xiàn)對物料的攪拌和輸送，攪拌及輸送效果良好，對環(huán)境污染少，能夠改善施工現(xiàn)場施工條件，保障施工人員身心健康，降低工人的施工強度，提高工作效率，減少施工中對環(huán)境的破壞。目 錄摘要. ABSTRACT.緒論. 第1章研究的目的意義. 混凝

11、土的組成. 攪拌的任務(wù). 攪拌機應(yīng)具備的功能點.1.2、攪拌機的分類及使用特點. 攪拌機的分類.混凝土攪拌機使用特點.1.3混凝土攪拌機的發(fā)展趨勢.第2章總體設(shè)計方案.2.1總體方案設(shè)計.混凝土攪拌機種類和功能比較.混凝土攪拌機的結(jié)構(gòu)型式選擇.2.2總體結(jié)構(gòu)及工作原理.結(jié)構(gòu)組成及工作原理.、外殼的設(shè)計.第3章攪拌裝置.3.1攪拌軸的設(shè)計.攪拌軸的材料.攪拌軸的結(jié)構(gòu).攪拌軸的支承.攪拌軸計算.3.2葉片的設(shè)計.3.3攪拌筒尺寸及卸料方式.3.4軸端密封.3.5襯板.第4章傳動系統(tǒng).第5章上料系統(tǒng).第6章供水系統(tǒng).第7章機架與支腿.第8章電氣控制系統(tǒng).第9章混凝土攪拌機的維護與保養(yǎng).結(jié)論.致謝.參

12、考文獻. 第1章 混凝土攪拌機1.1 研究的目的意義、混凝土的組成混凝土是當今時代最大宗的人造材料，也是最主要的建筑材料之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防、水利、市政和民用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。廣義的混凝土是指由膠凝材料、細骨料（砂）、粗骨料（石）和水按適當比例配置的混合物，經(jīng)硬化而成的人造石材。但目前建筑中使用最廣泛的是以水泥為膠凝材料的普通混凝土。在普通混凝土中，砂、石起骨架作用，他們在混凝土中起填充和抵抗混凝土在凝結(jié)硬化過程中的收縮作用。水泥與水形成的水泥漿包裹在骨料表面并填充骨料間的空隙。在花、硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予混合物一定的和易性，便于施工；硬化后，

13、水泥漿則將骨料膠結(jié)成一個堅實的整體，并具有一定的強度?；炷磷鳛橹饕ㄖ牧媳粡V泛應(yīng)用，是因為它具有很多其他材料不具備的特點。如易成型、能耗低、耐久性好、價格便宜以及與鋼材結(jié)合可制成各種承重結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。但混凝土的自重大、抗拉強度低、澆筑成型易受氣候條件影響等，這些也是混凝土所存在的弱點。因此，在21世紀，混凝土工作者的使命是為混凝土的輕質(zhì)、高強、多功能、綠色化、長壽耐久而努力奮斗。 攪拌的任務(wù)混凝土攪拌機是將混凝土配合料按一定配合比的水泥、砂、碎石（骨料）和水等均勻攪而制備混凝土的專用機械。一般認為混凝土攪拌機的主要任務(wù)是：1)組分均勻分布，達到宏觀和微觀上的勻質(zhì)2)破壞水泥粒子的團聚現(xiàn)象，使

14、其各顆粒表面被水浸潤，促使彌散現(xiàn)象的發(fā)展3)破壞水泥粒子表面的初始水化物薄膜包裹層，促進水泥顆粒與其他物料的結(jié)合，形成理想的水化生成物4)由于集料表面覆蓋一薄層灰塵及粘土，有礙界面結(jié)合層的形成，故應(yīng)使物料之間多次碰撞和相互摩擦，以減少灰塵薄膜的影響5)提高混合料各單元體參與運動的次數(shù)和運動軌跡的交叉頻率，以加速達到勻質(zhì)化 攪拌機應(yīng)具備的功能特點由以上分析可知攪拌機在攪拌過程中應(yīng)盡量使各種原材料相互穿插，并在整個攪拌筒內(nèi)最大限度的產(chǎn)生摩擦，使各種物料混合均勻。并盡可能提高各組分體積參與運動的次數(shù)和運動軌跡的交叉頻率，為混凝土拌合料實現(xiàn)宏觀和微觀勻質(zhì)創(chuàng)造最有利的條件。因此，為了獲取高質(zhì)量的混凝土，

15、攪拌機應(yīng)具備以下特點:1）能對混凝土各種組分均勻攪拌，并使水泥漿或瀝青包裹骨料表面2）混凝土攪拌完成后能迅速完全的卸出，不影響下次攪拌3）攪拌應(yīng)該操作簡單，攪拌過程應(yīng)耗時短4）便于維護和保養(yǎng)1.2 攪拌機的分類及使用特點 攪拌機的分類攪拌機的總類較多，分類方法和特點如下：1）按作業(yè)方式分循環(huán)作業(yè)式和連續(xù)作業(yè)式兩種循環(huán)作業(yè)式的供料、攪拌、卸料三道工序是按一定的時間間隔周期進行的，即按份拌制。由于拌制所需的各種物料都經(jīng)過準確的稱量，所以攪拌質(zhì)量較好，是未來發(fā)展的大趨勢。連續(xù)作業(yè)式的供料、攪拌、卸料三道工序是在一個較長的筒體內(nèi)連續(xù)進行的。雖然其循環(huán)作業(yè)式高，但由于各物料的配比、攪拌時間難以控制，所以

16、攪拌質(zhì)量較差，目前很少使用。2）按攪拌方式分為自落式攪拌和強制式攪拌兩種自落式攪拌機就是把混合料放在一個旋轉(zhuǎn)的攪拌鼓內(nèi)，隨著攪拌鼓的旋轉(zhuǎn)，鼓內(nèi)葉片把混合料提升到一定高度，然后再自行落下，進而達到均勻攪拌的目的。自落式攪拌機多用于攪拌塑性混凝土和低流動性混凝土。筒體和葉片磨損較小，易于清理，但功耗大，效率低，多用于小型民用建筑。由于此類攪拌機對骨料磨損較大，影響混凝土質(zhì)量，且能耗大效率低，現(xiàn)已逐漸被強制式攪拌機取代。強制式攪拌機是攪拌鼓不動，由鼓內(nèi)葉片繞回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來使混凝土達到均勻攪拌的目的。這種攪拌機攪拌作用強烈，適用于硬骨料混凝土和輕骨料混凝土，也可攪拌流動性混凝土，具有攪拌速度快、攪拌質(zhì)量

17、好、操作簡便、生產(chǎn)效率高等特點。但這種攪拌機也有動力消耗大、葉片磨損快等方面的不足，多用于大中型攪拌站。3）按裝置方式分固定式和移動式固定式攪拌機是安裝在預先準備好的基座之上，整機不能夠移動。它的體積大、生產(chǎn)效率高，多用于攪拌站和攪拌樓。移動式攪拌機本身具有行駛車輪，能夠來回移動，適用于中小型的臨時工程。按出料方式分為傾翻式和非傾翻式兩種 傾翻式靠攪拌鼓傾翻卸料，非傾翻式按攪拌鼓反轉(zhuǎn)卸料。4）按攪拌容量大型：出料容量 1.0 3.0 中型：出料容量 0.3 0.5 小型：出料容量 0.05 0.25 混凝土攪拌機使用特點周期性：周期性的進行裝料、攪拌、出料，結(jié)構(gòu)簡單可靠，容易控制配合比和攪拌質(zhì)

18、量，使用廣泛。連續(xù)式：連續(xù)工作，生產(chǎn)率高，適用于混凝土使用量大的工程。自落式：攪拌筒旋轉(zhuǎn)將物料提升一定高度然后自行落下，筒壁和葉片磨損較小，適宜拌制塑性和半塑性混凝土。強制式：筒內(nèi)物料由旋轉(zhuǎn)軸上的葉片和刮板的強制作用而獲得充分拌和。葉片和筒壁磨損較大，需要加裝襯板。1.3 混凝土攪拌機的發(fā)展趨勢混凝土攪拌機是建筑機械中攪拌混凝土必備的機械，隨著我國房地產(chǎn)建筑行業(yè)、公路、鐵路、水電站等建設(shè)的擴大和商品混凝土的推廣，水泥制品產(chǎn)量逐年提高，混凝土攪拌機的銷量穩(wěn)步提升，由此也出現(xiàn)了不同容量、不同型號的攪拌機來滿足客戶的需求，并遠銷俄羅斯、印度、歐洲等國家和地區(qū)。近幾年由于攪拌機在各行業(yè)扮演了重要角色，

19、使JS系列攪拌機逐漸成為攪拌混凝土的主導產(chǎn)品，其中JS350、JS500、JS750、JS1000為中小型攪拌機，JS1500、JS2000、JS2500、JS3000為大型攪拌設(shè)備，加工工藝比一般攪拌機更復雜，要求更高，一般與配料機組成攪拌站。隨著攪拌機需求量的增大，攪拌機的生產(chǎn)廠家也越來越多，市場競爭越來越激烈。大部分生產(chǎn)廠家都以中小型攪拌設(shè)備為主，但在競爭加劇的環(huán)境下，攪拌機正朝著技術(shù)創(chuàng)新、個性服務(wù)、提高攪拌機的自制能力方向發(fā)展。在建設(shè)節(jié)約型社會的大背景下，相信混凝土設(shè)備在以后的發(fā)展過程中一定會朝著節(jié)能、高效、耐用、操作更加智能化方向發(fā)展。第2章總體設(shè)計方案2.1總體方案設(shè)計混凝土攪拌機

20、種類和功能比較混凝土攪拌機主要由拌筒、加料和卸料機構(gòu)、供水系統(tǒng)、原動機、傳動機構(gòu)、機架和支承裝置等組成。從其運動方式及其主要結(jié)構(gòu)上來看，它們可分為兩大類型:一種形式為單運動的軸式傳動軸上（有單軸和雙軸）安裝各式各樣的攪拌葉片（有長錐形、螺旋形等），并利用葉片來攪拌物料；而另一類則是通過鋼齒輪傳動帶動某一形狀的筒體（有圓錐體、圓柱體等）的自身旋轉(zhuǎn)而使物料產(chǎn)生攪拌效果。按工作性質(zhì)分間歇式（分批式）和連續(xù)式；按攪拌原理分自落式、強制式和連續(xù)式；按安裝方式分固定式和移動式；按出料方式分傾翻式和非傾翻式；按拌筒結(jié)構(gòu)形式分梨式、鼓筒式、雙錐、圓盤立軸式和圓槽臥軸式等。自落式攪拌機有較長的歷史，早在20世紀

21、初，由蒸汽機驅(qū)動的鼓筒式混凝土攪拌機已開始出現(xiàn)。50年代后，反轉(zhuǎn)出料式和傾翻出料式的雙錐形攪拌機以及立筒式攪拌機等相繼問世并獲得發(fā)展。自落式混凝土攪拌機的拌筒內(nèi)壁上有徑向布置的攪拌葉片。工作時，拌筒繞其水平軸線回轉(zhuǎn)，加入拌筒內(nèi)的物料，被葉片提升至一定高度后，借自重下落，這樣周而復始的運動，達到均勻攪拌的效果。自落式混凝土攪拌機的結(jié)構(gòu)簡單，一般以攪拌塑性混凝土為主。連續(xù)式混凝土攪拌機裝有螺旋狀攪拌葉片，各種材料分別按配合比經(jīng)連續(xù)稱量后送入攪拌機內(nèi)，攪拌好的混凝土從卸料端連續(xù)向外卸出。這種攪拌機的攪拌時間短，生產(chǎn)率高、其發(fā)展引人注目。強制式攪拌機從20世紀50年代初興起后，得到了迅速的發(fā)展和推廣。

22、最先出現(xiàn)的是圓盤立軸式強制混凝土攪拌機。這種攪拌機分為渦槳式和行星式兩種。19世紀70年代后，隨著輕骨料的應(yīng)用，出現(xiàn)了圓槽臥軸式強制攪拌機，它又分單臥軸式和雙臥軸式兩種，兼有自落和強制兩種攪拌的特點。其攪拌葉片的線速度小，耐磨性好和耗能少，發(fā)展較快。強制式混凝土攪拌機拌筒內(nèi)的轉(zhuǎn)軸臂架上裝有攪拌葉片，加入拌筒內(nèi)的物料，在攪拌葉片的強力攪動下，形成交叉的物流。這種攪拌方式遠比自落攪拌方式作用強烈，主要適于攪拌干硬性混凝土。混凝土攪拌機的結(jié)構(gòu)型式選擇立軸式攪拌機的攪拌工作主要靠葉片對物料的強制式的攪拌作用使物料拌和均勻。另外立軸攪拌機的拌筒中央部分有一軸套，用于放置攪拌裝置，連接傳動裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，

23、傳動裝置下置，潤滑性能好。臥軸式攪拌機，拌筒內(nèi)徑做的都比較大，骨料被拋向拌筒外壁，產(chǎn)生混凝土離析，加水量不易控制，攪拌力小，使物料結(jié)團結(jié)倉。綜合比較，立軸攪拌機的結(jié)構(gòu)簡單，易于控制與操作。故本次設(shè)計的是一臺小型立軸式攪拌機。2.2總體結(jié)構(gòu)及工作結(jié)構(gòu)組成及工作原理本設(shè)計混凝土攪拌機的主要組成部分為：傳動部分、攪拌部分、機架等。整體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：本設(shè)計的工作原理是：電動機通過帶傳動帶動減速器，減速器與攪拌軸通過鏈傳動帶動軸的旋轉(zhuǎn)，軸上安裝有攪拌葉片隨軸轉(zhuǎn)動對物料進行攪拌作用。圖2-1總體結(jié)構(gòu)示意圖從結(jié)構(gòu)上看，雙臥軸攪拌機要較單臥軸攪拌機復雜，但它磨損小，攪拌質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，雙臥軸攪拌機較立

24、軸式和單軸式攪拌機，具有明顯的優(yōu)越性。優(yōu)點如下：1）攪拌機外形尺寸小、高度低，布置緊湊，裝載運輸便利，而且結(jié)構(gòu)合理性好，工作可靠性高。攪拌機容量大，效率高，適用于商品混凝土的生產(chǎn)。2)攪拌筒直徑比同容量立軸式小一半，攪拌軸轉(zhuǎn)速與立軸式基本相同，但葉片轉(zhuǎn)速要比立軸式小一半，因此葉片和襯板磨損較小、使用壽命長，并且物料不易離析。3)物料運動區(qū)域相對集中于兩軸之間，物料行程短，擠壓作用充分，因此攪拌質(zhì)量好。 外殼的設(shè)計傳統(tǒng)的U型槽底容易出現(xiàn)攪拌死角，從而導致兩軸負載過大，以致斷裂。另外他們將兩端墻板焊死在機殼上，這樣使得在軸或葉片受損時維修很不方便，工作量也相當大?，F(xiàn)代的設(shè)計中，槽底做成型，以防攪拌

25、死角，并在筒內(nèi)安裝襯板。兩邊再焊上鋼板做成機槽，槽口兩邊焊有角鋼用以固定機蓋，槽機底部焊有支承墊用以支承槽體。機槽兩端墻板不是焊死在機殼上，而是通過螺栓與機殼連接，這樣做的目的是為了在維修時便于將損壞的軸吊起，省去拆葉片的麻煩，檢修空間增大，工作量減小，還可縮小兩端軸孔直徑，便于密封防漏，如下圖所示：圖2.2 攪拌機槽體第3章攪拌裝置3.1 攪拌軸的設(shè)計在混凝土攪拌過程中，各葉片受力比較復雜，所以傳遞到攪拌軸上的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力也相應(yīng)比較復雜。由于攪拌軸的受力主要以扭轉(zhuǎn)為主，為了便于計算，在攪拌軸的設(shè)計過程中按扭轉(zhuǎn)強度條件計算，采用增大安全系數(shù)的方法來保證攪拌軸的可靠性。3.1.1 攪拌軸的

26、材料和普通軸一樣，常用45號鋼，不重要的要求不高的可以選用Q235鋼。耐腐蝕要求較高或物料不被鐵離子污染時，應(yīng)采用不銹耐酸鋼或采用防腐措施。 攪拌軸的結(jié)構(gòu)攪拌軸常用實心和空心直徑?？招慕Y(jié)構(gòu)可以減小攪拌機的質(zhì)量，但加工比較復雜，成本較高，通常采用實心結(jié)構(gòu)。強制式攪拌機可拆式連接結(jié)構(gòu)過去常用抱瓦式結(jié)構(gòu)，目前多用插入式結(jié)構(gòu)。如下圖所示：1、 抱瓦 2、三角鍵 3、攪拌軸 1、攪拌軸 2、卡塊 1、攪拌臂 2、聯(lián)接板4、連接螺栓 5、攪拌臂 3、軸用擋圈 4、攪拌臂 3、攪拌軸 4、聯(lián)接螺栓圖3.1 連接結(jié)構(gòu)抱瓦式結(jié)構(gòu)中的抱瓦需模鍛，插入式結(jié)構(gòu)中攪拌軸上的攪拌臂的插入孔要求精度較高，需在鏜床上加工。相

27、比較之下，本結(jié)構(gòu)采用螺栓連接，可以降低加工難度，節(jié)約成本。 攪拌軸的支承一般情況下，攪拌軸依靠減速箱內(nèi)的一對軸承支承。但是，由于攪拌軸一般較長而且伸在反應(yīng)器內(nèi)進行操作，這種軸承受條件較差。當攪拌臂過長而又很細時，常常會使軸扭彎，使離心作用增加，最后達到完全破壞，懸臂的支承條件為：式中：懸臂軸長度，單位m。 軸承間距，單位為m。 d攪拌臂直徑，單位m。 攪拌軸計算軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為：式中：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為。 軸所承受的扭矩，單位為。 軸的抗扭矩截面系數(shù)，單位為。 軸的轉(zhuǎn)速，單位為。 軸的傳遞功率，單位為kw。 d計算截面處軸的直徑mm。 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為。由表153取，直徑：式中： 說明

28、：當軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱。對于直徑的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大3%；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大7%。則：取軸的最細部分的直徑為。3.2 葉片的設(shè)計連續(xù)式攪拌機的合理結(jié)構(gòu)，技術(shù)參數(shù)的確定是一項迫切而急需的任務(wù)。在過去，曾研究過的攪拌葉片在軸上布置對混合物均質(zhì)性的影響。對攪拌機筒體中充填性能及對機器生產(chǎn)率和攪拌過程耗電量的影響，在葉片合理布置下，葉片軸轉(zhuǎn)速對混合物均質(zhì)性的影響，在合理的葉片布置和轉(zhuǎn)速下，攪拌機筒體的安裝傾角對攪拌過程及對混凝土制件強度指標的影響。下面是幾種常見的葉片布置方式和它們的特點。優(yōu)點：可以使物料向箭頭所指方 優(yōu)點：可以使物料朝著向做向流動，便于

29、卸料。 頭方環(huán)向流動，物料攪拌充分，缺點：效率較低，不適于大批量 生產(chǎn)效率較高，適用于連續(xù)生產(chǎn)。 大中型攪拌設(shè)備。優(yōu)點：兩軸葉片在外形上同向布置， 優(yōu)點：葉片外形同向布置，筒并且筒體向卸料一側(cè)傾斜一 體傾斜安裝，并且在卸料口處 個角度，便于卸料。 安有阻滯葉片，攪拌均勻， 便于卸料。 缺點:結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)困難。 缺點：葉片布置比較復雜， 加工維修困難，成本較高。 圖3.2 由于該攪拌機容量為大中型攪拌機，通過以上對各布置形式的分析，該設(shè)計選用圖（b）形結(jié)構(gòu)，物料在攪拌筒內(nèi)的運動軌跡如圖3.2所示。合理的葉片布置不僅可以提高混凝土的硬度和混凝土的生產(chǎn)率。而且可以減少原料的消耗，減少物料對機器的沖

30、擊，還能延長機器的壽命。由于兩軸的旋轉(zhuǎn)方向相反,兩軸間的料產(chǎn)生擠壓、翻滾和揉搓,以達到攪拌混合效果顯然,在不破壞物料流運動的前提下,兩軸間物料逆流運動的頻次越高,揉搓和擠壓作用就越充分,攪拌效果就越好。通過對葉片相對運動分析可知:攪拌葉片正反排列得到的逆流次數(shù)要比攪拌葉片雙正排列得到的次數(shù)多,因此攪拌作用更強烈,攪拌質(zhì)量也更好。并且隨著攪拌葉片數(shù)量的增多,這種優(yōu)勢會更加明顯。但這種情形下，那么攪拌葉片的運動順序破壞了拌筒內(nèi)物料的大流動。這是因為物料以連續(xù)遞推的方式前進。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時參加攪拌,并且二者對物料推動的方向相反。由于葉片的反向推動,有可能該葉片的相鄰葉片無料可攪,從而

31、導致一根軸上葉片內(nèi)的物料無法推出來。為了防止物料在機體兩端受到擠壓,應(yīng)在物料進口端只設(shè)正向葉片,在出口端僅設(shè)反向葉片。實體面型螺旋葉片具有攪拌效率高、輸送物料性能好，因此在入料口設(shè)置這種葉片。但這種葉片容易使物料形成“裹軸”現(xiàn)象。而帶式面型螺旋葉片雖然在輸送效率上，稍差于實體面型螺旋葉片，但物料不會形成低效區(qū)。這對物料在沿軸向運動是比較有利的。特別物料在長距離輸送時，帶式面型螺旋葉片充分發(fā)揮了自己的優(yōu)點。雖然攪拌葉片正反排列得到的逆流次數(shù)要比攪拌葉片雙正排列得到的次數(shù)多,因此攪拌作用更強烈,攪拌質(zhì)量也更好。但這種情形下，攪拌葉片的運動順序破壞了拌筒內(nèi)物料的整體流動。這是因為物料以連續(xù)遞推的方式

32、前進。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時參加攪拌,并且二者對物料推動的方向相反。由于葉片的反向推動,嚴重時，可能造成該葉片的相鄰葉片無料可攪,從而可能導致一根軸上葉片內(nèi)的物料形成斷料現(xiàn)象。為了避免這種情形的產(chǎn)生，根據(jù)試驗結(jié)果,反向葉片的長度一般為正向葉片的1/22/3較好。此外，采用螺旋槳葉片，作為反向葉片，各葉片均勻分布在軸上。這種葉片，可以承受較大的反向推力，攪拌的效率較高。螺旋槳葉片間斷的分布在軸上，不能導致對攪拌軸的斷料形成。機內(nèi)的物料被正、反葉片分成兩部分,一部分向前推進,另一部分則向后推送,使物料產(chǎn)生連續(xù)不斷的軸向往復運動,將處于不同半徑處的物料翻轉(zhuǎn),在正反葉片的共同作用下,物料在機內(nèi)

33、反復翻動、擴散、攪拌、揉搓,使物料混合均勻。由于正向葉片大于反向葉片,所以物料在作軸向往復運動的時候,總體上是向出料口方向前進的,因而可以滿足連續(xù)工作的要求。此外,物料由通常的單向運動方式改為往復運動,使得設(shè)備在有限的長度，提高物料的生產(chǎn)率和攪拌效率。在葉片的選擇上，根據(jù)目前國內(nèi)外臥軸式攪拌機葉片結(jié)構(gòu)型式看，廣泛采用鏟片式，就單個葉片來說，它是一個平板，他通過攪拌臂與軸形成一體，使全部葉片呈螺旋線分布，葉片間沒有直接聯(lián)系，因而這種化整為零的結(jié)構(gòu)方式具有很突出的優(yōu)點。它使得葉片的加工安裝非常方便，從而代替了加工安裝要求高的螺旋帶葉片。從磨損角度看，鏟片式易受到局部磨損，這是因為物料與葉片之間的滑

34、動逐步不均勻，而且波動，易形成卡料，使磨損加劇，攪拌效果有所下降，故從磨損和攪拌效果來看，鏟片式比螺旋帶式差。但鏟片式在以后的維護保養(yǎng)和維修過程中比較方便，并且葉片是標準化大批量生產(chǎn)，可以降低成本。所以，綜合考慮，該設(shè)計應(yīng)選用鏟片式葉片，整體結(jié)構(gòu)和葉片布置如下：圖3.4 雙臥軸攪拌機攪拌裝置1、 攪拌筒 2、攪拌軸 3、攪拌臂 4、攪拌葉片 5、側(cè)葉片攪拌筒內(nèi)裝有兩根水平配置的攪拌軸，每根軸上均裝有攪拌葉片。在靠近攪拌筒兩端的攪拌臂上分別裝有側(cè)葉片，可刮掉端面上的混凝土，并改變混凝土的流向。葉片與村板間隙5mm，參數(shù)如下： 單根軸上的葉片數(shù)量為8片 雙軸攪拌機葉片交錯布置 單根軸上相鄰攪拌臂的

35、相位角差為 兩軸上同序號攪拌臂達到攪拌區(qū)域相同位置相位差為 攪拌臂與軸的連接方式為剖分式螺栓連接（在攪拌過程中，如有攪拌臂斷裂可以快速更換）3.3 攪拌筒尺寸及卸料方式確定1）攪拌筒尺寸為了減少磨損和卡石子現(xiàn)象，除了提高葉片、襯板的材質(zhì)和及時調(diào)整間隙外，有些產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上采用了攪拌軸的回轉(zhuǎn)中心相對攪拌筒中心略帶偏心安裝。這樣，在卡石子現(xiàn)象發(fā)生的區(qū)域，葉片的運動方向總是沿著使葉片與襯板間隙由小變大的方向，即使卡入了石子也會減少石子對葉片和襯板的破壞。根據(jù)設(shè)計標準，攪拌機的出料容積與進料容積之比為，幾何容積應(yīng)大于進料容積，此外攪拌機還應(yīng)具備10%的超載能力，所以取容積利用系數(shù)為：則攪拌筒幾何容積為：

36、取長寬比，尺寸為：則。2）卸料方式的確定：目前臥軸式攪拌機主要采用傾翻室和底開門式兩種卸料方式，由于JS1500的出料容量為1500L，相對來說容量較大，故采用底開門式，既可使混凝土順利地在攪拌過程中卸出，也可避免使筒體傾翻，這樣既安全，又節(jié)省了勞力，表現(xiàn)出很多自由的特點，操作也方便，故而采用底開門式卸料。卸料機構(gòu)是由料門、密封調(diào)節(jié)板、液壓缸、液壓泵和限位接近開關(guān)等部分組成。自動運行時，一般設(shè)置為全開、全關(guān)、半開三種狀態(tài)，它便于控制卸料流速，卸料門的密封通過調(diào)整密封板的位置來實現(xiàn)。卸料機構(gòu)通過液壓系統(tǒng)來進行控制，可以降低工人的勞動強度，提高設(shè)備的安全性。在液壓系統(tǒng)失效的緊急情況下，該系統(tǒng)設(shè)有安

37、全裝置，工人可以通過手工操縱安全手柄來打開卸料門。卸料機構(gòu)如下圖所示：圖3.4 卸料機構(gòu)1、 襯板 2、攪拌筒弧板 3、密封板 4、卸料門3.4軸端密封圖3.6 軸端密封及支承1、O形密封圈 2、金屬浮封環(huán) 3、長軸套 4、轉(zhuǎn)環(huán)轂 5、浮動定位擋環(huán)6、密封擋圈 7、擋環(huán) 8、支承座 9、油杯 10、油封座 11、隔套 12、軸承襯套 13、軸承 14、油封 15、軸套 16、軸端透蓋子 17、放油螺塞在轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)環(huán)轂4與浮封環(huán)之間及固定的支承座8與浮封環(huán)之間的錐形體處各放置一個大截面0型密封橡膠圈1當轉(zhuǎn)環(huán)轂4與支承座8相互壓緊后，兩個密封圈就產(chǎn)生彈性變形，被壓扁成橢圓形斷面。這樣，即密封了圓錐體

38、外的空間，又岡密封圈的彈性使兩個浮封環(huán)產(chǎn)生相對的軸向力，使兩個摩擦接觸端面互相粘貼的很緊，從而保證足夠的密封作用。當兩個金屬浮封環(huán)接觸的端面磨損后，密封橡膠圈的彈性可起一定的補償作用，仍然保證兩者端面互相貼緊，繼續(xù)保持良好的密封效果。強制式臥軸攪拌機其攪拌軸在拌合料面下工作，工作時攪拌軸相對攪拌筒轉(zhuǎn)動，砂漿易于侵入攪拌軸運動副中產(chǎn)生磨料磨損及漏漿，所以軸端密封是強制式臥軸攪拌機的特殊結(jié)構(gòu)和重要部件。它支承著攪拌裝置，保護軸端處不漏漿，使攪拌軸支承軸承不受砂漿侵襲，延長軸承等零部件的使用壽命，確保攪拌系統(tǒng)的正常工作。浮動密封，系屬于端面機械密封的一種特殊形式，其結(jié)構(gòu)簡單，端面密封壓力能自行補償，

39、磨料介質(zhì)不易侵入，潤滑脂（油）不外泄漏，密封效果好，使用于低速重載，作業(yè)條件惡劣處。浮動密封由配合端面（平面或球面）經(jīng)過精加工（研磨）的兩個金屬浮動環(huán)和兩個0型密封橡膠圈組成。金屬浮動環(huán)用合金鑄鐵（鋼）或粉末冶金等材料制成，其外圓為圓錐體。在轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)換轂與浮封環(huán)之間及固定的支承座與浮封環(huán)之間的錐形體處各放置一個大截面0型密封橡膠圈。當轉(zhuǎn)換轂與支承座相互壓緊后，兩個密封圈就產(chǎn)生彈性變形，被壓扁成橢圓形端面。這樣，即密封了圓錐體外的空間，又因密封圈的彈性使兩個浮封環(huán)產(chǎn)生相對的軸向力，使兩個摩擦接觸端面相互粘貼的很緊，從而保證足夠的密封作用。當兩個金屬浮封環(huán)接觸的端面磨損后，密封橡膠圈的彈性可起一定

40、的補償作用，仍然保證兩者端面相互貼緊，繼續(xù)保持良好的密封效果。3.5 襯板攪拌機在對骨料進行攪拌的過程中，由于砂石對攪拌筒壁會產(chǎn)生較大的磨損，所以為了減少磨損對筒壁的傷害，需要在筒壁內(nèi)添加襯板。雖然磨損現(xiàn)象紛繁復雜，但總的來說都是一個“磨屑”脫離本體的過程，從磨削形成過程的觀點來說，大體分四種磨損類型： 1) 磨料磨損：由于硬顆?；蛲怀鑫锏淖饔枚斐晌锪线w移所導致的磨損。2）粘著磨損：兩個光滑的金屬表面在壓力下作相對滑行時，界面上的實際接觸面及其可能結(jié)合起來而形成粘著，這些粘著點不斷破裂，斷裂可能發(fā)生在結(jié)合面處，也可能發(fā)生在本體的突出部位，這就使某一表面上產(chǎn)生脫離了本體的金屬磨屑。1）腐蝕磨損

41、：在腐蝕條件下，金屬表面形成一層腐蝕產(chǎn)物，在有相對滑行時，這層腐蝕產(chǎn)物將被磨掉，使金屬受到繼續(xù)的腐蝕和磨損。2）表面疲勞磨損：這種磨損是由于多次反復的加載和卸載而導致在接觸面上以及接觸面的皮下形成垂直于或平行于接觸面的疲勞裂紋，這些裂紋的擴展以及相互交割，可能使金屬表面開裂，以致剝落。在這些種類的磨損中，其中磨料磨損是最主要的形式。在所有的工業(yè)磨損中一半以上的磨損實質(zhì)主要是磨料磨損，它導致了人力、能源和材料的大量消耗。因此人們越來越認識到對磨料磨損、抗磨材料及磨料磨損機理研究的必要性和迫切性。近年來，國內(nèi)外抗磨材質(zhì)的發(fā)展取得很大進步。攪拌機襯板通常在有水或其他液體和帶有較高硬度并呈尖銳棱角的固

42、態(tài)物料所組成的介質(zhì)中工作。在工作過程中，襯板除受到卵石等磨料的沖撞外，襯板還受來自磨料的兩種分力：一種是磨料對襯板磨損表面的法向壓力，這種力產(chǎn)生于磨料被鏟片和襯板擠壓過程中，致使其中尖銳棱角的砂石料壓入磨損表面；二是磨料對襯板磨損表面的切向力，這種力產(chǎn)生與磨料被攪拌機鏟片帶動沿圓周以一定速度旋轉(zhuǎn)運動的過程中，使磨料和襯板磨損表面之間產(chǎn)生相應(yīng)的切向運動，結(jié)果造成磨料對襯板的切削犁溝作用。在以上兩種力的作用下，襯板表面產(chǎn)生許多壓坑，并被犁出許多溝線來，使襯板表面發(fā)生許多顯微切削，并使材料被推向壓坑的周圍或溝槽的前沿和兩邊，產(chǎn)生塑性變形，如圖 3-3 所示。在磨料的反復壓入和犁削下，導致材料的加工硬

43、化，或其它變形使裂紋逐漸形成和擴展，最終造成材料從表面脫落，使襯板磨損。當襯板厚度減少到一個臨界值時，襯板發(fā)生脆性斷裂。根據(jù)襯板的工作情況，所以襯板材質(zhì)要有高的硬度，同時也要具有較高的強度，既要有很好的耐磨性防又要止襯板的斷裂破碎，同時具有抗沖擊能力。圖3.7 襯板的失效面貌一般攪拌機襯板選用3類材質(zhì)做襯板：鎳硬鑄鐵、高鉻鑄鐵和低合金白口鑄鐵。從金相分析，有些耐磨襯板采用鎳硬鑄鐵，其金相組織為馬氏體，奧氏體和碳化物，但是由于鎳的資源少，代價高所以目前大多采用低合金白口鑄鐵并加入合金元素鉻和鉬，因此使C曲線右移，特別是使珠光體轉(zhuǎn)變部分右移傾向更大，使白口鑄鐵在鑄態(tài)下能夠獲得馬氏體組織，但是一般的

44、白口鑄鐵其耐磨性還不能滿足需要。因為Cr/C比是高鉻鑄鐵的一個重要參數(shù)，控制Cr/C比為56，并加入適量的鉬和銅以提高滲透性，若再加入少量的硼元素有利于鑄鐵獲得馬氏體組織，以下三種不同類別鑄鐵的典型化學成分：參數(shù) 成分材質(zhì)CSiMnP S Cr Mo Cu低合金鑄鐵高鉻鑄鐵12-18鎳硬鑄鐵一般攪拌機使用的是高鉻鑄鐵的襯板，由于襯板屬于薄壁鑄件，一般在20mm以下，在面積/厚度比偏大時難以通過熱處理來提高硬度，否則襯板易于變形，影響使用。故只能研究在鑄鐵條件襯板的制造工藝，尤其是鑄件的元素構(gòu)成。往往襯板的耐磨性跟元素直接有關(guān)且同制造成本絕對成正比的態(tài)度?？梢杂脺y硬度的方式初步判斷其是否耐磨性，

45、如果條件允許的話，可以使用磨損試驗機測量相對的耐磨性，下表是3種鑄鐵的力學性能：參數(shù) 項目材質(zhì)洛氏硬度沖擊硬度抗彎強度相對耐磨度HRC低合金鑄鐵53.53.0 440 1高鉻鑄鐵 57.3 5.4 4532.27鎳硬鑄鐵 55.0 6.01.46由上表可見低合金鑄鐵耐磨性最差，鎳硬合金次之，高鉻鑄鐵最好，這主要和合金的組織和硬度有關(guān)，低合金白口鑄鐵的組織為貝氏體，碳化物為M3C型，硬度較低，所以耐磨性較差高鉻鑄鐵碳化物的周圍存在這顯微硬度高的馬氏體M1C1型碳化物有了強力的支撐作用，能有效發(fā)揮碳化物抵抗磨料的磨損作用。反過來M7C2型碳化物也保護了它周圍的基體，使其磨損減少，另外含鉻奧氏體顯微

46、硬度較高，所以高鉻鑄鐵耐磨性較高。由于鎳硬鑄鐵含有較多的碳化物，其硬度與高鉻鑄鐵相當，當時其馬氏體組織粗大，碳化物為M3C型，二者顯微硬度皆較低，因此其耐磨性比鑄態(tài)高鉻鑄鐵低。 第4章 傳動系統(tǒng) 傳動按傳動方式可分為兩種：機械傳動和液壓傳動。液壓傳動具有重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)緊，驅(qū)動力大等特點，但考慮到目前國內(nèi)狀況，液壓馬達雖然比以前在質(zhì)量上提高了，但價格昂貴，用于一般的攪拌機上，成本太高，不經(jīng)濟，故而我們選用傳統(tǒng)的機械傳動。傳動系統(tǒng)由電動機、皮帶輪、減速箱、開式齒輪等組成，如圖2.3所示。電動機8通過皮帶輪7、5帶動二級齒輪減速箱，減速箱兩軸通過由兩個開式小齒輪10和兩個開式大齒輪9組成的兩對

47、開式齒輪副分別帶動兩根水平布置的攪拌軸反向等速回轉(zhuǎn)。圖4.1攪拌傳動系統(tǒng)1箱體；2第二級大齒輪；3第一級大齒輪；4第二級小齒輪；5大皮帶輪；6第一級小齒輪；7小皮帶輪；8電動機 9開式大齒輪；10開式小齒 第5章 上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)由料斗、上料架、卷揚機構(gòu)、行程開關(guān)等組成，如圖5.1所示。圖5.11、 滑輪 2、料斗 3、進料料斗 4、卷揚機構(gòu) 5、上料架1) 上料架：斜置角度為60度，它是綜合考慮了上料架的位置及攪拌筒銜接，而且考慮底架的寬度不能超過規(guī)定的長度及上料架的寬度，行程等綜合因素后得出的。上料架的上料軌道（下料軌道）為槽鋼，滾輪的上滾輪置于槽鋼內(nèi)側(cè)，而下滾輪置于槽鋼外側(cè)，這樣可保證料

48、斗上下安全平穩(wěn)。2) 卷揚機構(gòu)。3) 上料動力及卸料。制動式電機通過減速箱帶動卷筒轉(zhuǎn)動，鋼絲繩通過滑輪牽引料斗沿上料架軌道向上爬升，當爬升到一定高度時，料斗底部都門上的一對滾輪進入上料架水平通道，斗門自動打開，物料經(jīng)過進料漏斗投入桶內(nèi)。為保證料斗準確就位，在上料架上裝有限位開關(guān)，上行程有兩個限位開關(guān)，下行程有一個限位開關(guān)，當料斗下降至地坑底部時，鋼絲繩稍松，彈簧鋼桿機構(gòu)使下限位開關(guān)動作，卷揚機構(gòu)自動停車。制動式電機可保證料斗在滿足負荷運行時，可靠地停在任意位置，制動力矩的大小由電機后座的大螺母調(diào)整。卸料系統(tǒng)由卸料門、操作柄等機構(gòu)組成，如圖3.4所示。卸料門安裝在攪拌罐底部，通過操作柄可以使其繞

49、水平軸迥轉(zhuǎn)以達到啟閉目的，通過調(diào)整出料。兩側(cè)的密封條的位置來保證卸料門的密封。第6章供水系統(tǒng)圖6.1供水系統(tǒng)1、 噴水管 2、進水管 3、水池 4、吸水管 5、水泵供水系統(tǒng)是電動機、水泵、節(jié)流閥及管路等組成，見圖6.1。啟動水泵，即可將注入攪拌筒，水的流量通過閘閥調(diào)節(jié)，供水總量由時間繼電器控制。當按鈕轉(zhuǎn)到“時控”位置時，水泵會按設(shè)定的時間運轉(zhuǎn)和自動停止，當按鈕轉(zhuǎn)到“手動”位置時，可連續(xù)供水。在混凝土攪拌機生產(chǎn)混凝土時，對混凝土質(zhì)量影響較大的除了攪拌機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%的范圍內(nèi)，故如何更好的滿足精度問題是供水方式的選擇，應(yīng)加以認真考慮。目前，國內(nèi)運用的主

50、要是時間繼電器或虹吸式水箱控制供水精度。但由于虹吸式水箱在不配備站的情況下有諸多不便，故而選用混凝土攪拌機專用水泵配以時間繼電器控制，在誤差允許范圍內(nèi)讓供水時間略大一些，如果砂石過濕則供水時間相對短一些。第7章 機架與支腿1）機架：根據(jù)整體的布置情況和尺寸要求，按整體具體要求用槽鋼，角鋼焊接而成的，并按強度組裝焊鉚在一起，支承主機，并且使各部件空間位置固定形成一整體。2）支腿：由于本機容量較大，按國家城建法規(guī)要求卸料高度大于1.5m,采用長短腿配合使用。攪拌時長支腿支承達到使用要求。運輸時可將支腿卸掉。短支腿則用于運輸狀態(tài)，卸去長支腿防止機架上各部件與車輛接觸而受損。圖7.1攪拌機機架第8章電氣控制系統(tǒng)圖8.1 電氣系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)需是控制混凝土攪拌機的主傳動電機，供水系統(tǒng)電機，上料，下料等的電機