JS3000混凝土攪拌機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)的研究（含CAD圖紙）,JS3000,混凝土攪拌機(jī),攪拌,機(jī)構(gòu),研究,CAD,圖紙 中文譯文： 行星垂直混凝土攪拌機(jī) 模擬和預(yù)測(cè)在穩(wěn)定狀態(tài)和攝動(dòng)條件下使用壽命 工業(yè)工程系(DIIN),通過(guò)杜蘭迪佩魯賈大學(xué)63 06125佩魯賈,意大利b SICOMA系列——有限公司“意大利建筑學(xué)通過(guò)布倫塔,16 06078橋、意大利3月9日收到2006;在修訂后的形式收到2007年5月30日,接受了2007年7月23日網(wǎng)上2007年8月25日文摘 文摘 行星動(dòng)力學(xué)模擬環(huán)境的混凝土攪拌機(jī)了,它是一個(gè)模型為基礎(chǔ)方法使用集總參數(shù)分析和整合分析經(jīng)典力學(xué)理論和生活。 這項(xiàng)工作的目的是給一個(gè)快速和易于使用的工具可以預(yù)測(cè)的行為和使用壽命混凝土攪拌機(jī)通過(guò)幾何和物理參數(shù)。在穩(wěn)定狀態(tài)和模擬進(jìn)行了攝動(dòng)條件。齒輪減速器是混合在大多數(shù)壓力的一部分。結(jié)果與數(shù)據(jù)從客戶獲得的建筑工地。2007年愛(ài)思唯爾帳面價(jià)值保留所有權(quán)利。 關(guān)鍵詞:仿真;集總參數(shù)模型;齒輪減速器;混凝土攪拌機(jī);使用壽命 介紹 混頻器的兩個(gè)主要類別:批量攪拌機(jī)和連續(xù)混煉機(jī)。第一類生產(chǎn)混凝土一批一次,而第二個(gè)生產(chǎn)混凝土以恒定速率。第一類需要清空完全混合周期后,清洗,然后重新加載的原材料批處理。正如它的名字顯示在第二種類型,原材料不斷一端加載新澆混凝土退出。 批處理攪拌機(jī)是最常見(jiàn)的類型?？梢詤^(qū)分不同類型的批處理攪拌機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的方向:水平或傾斜(鼓攪拌機(jī))或垂直混合(pan)[1]。 長(zhǎng)期使用攪拌機(jī)導(dǎo)致磨損的葉片和/或刮板,材料的累積(硬化砂漿或水泥粘貼)葉片,容器和/或刮刀。 為了避免這種情況,混凝土攪拌機(jī)應(yīng)徹底清潔每一天結(jié)束時(shí)的操作葉片和刮刀應(yīng)該定期改變。 混合過(guò)程還包括混合能量混合混凝土攪拌,所需要的能量由電力消耗的產(chǎn)品周期和周期的持續(xù)時(shí)間[1]。 本文提出的混合機(jī)一批與垂直軸攪拌機(jī)。工作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的行星和它的目標(biāo)是物理和化學(xué)混合多個(gè)組件,以均勻混合物。實(shí)際上混合器分配中的所有成分均勻坦克不支持一個(gè)或另一個(gè)。攪拌機(jī)是10的力量惠普和混合時(shí)間的持續(xù)時(shí)間(周期)是70年代。 本文描述機(jī)器的基本組件的發(fā)展緊隨其后基于模型的方法,著重于最強(qiáng)調(diào)的部分混合機(jī):齒輪減速器。在此模型的基礎(chǔ)上模擬環(huán)境開(kāi)發(fā)與評(píng)估的使用壽命的目的一個(gè)攪拌機(jī)。成癮試驗(yàn)臺(tái),繁殖工作條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M使用破壞性的測(cè)試來(lái)評(píng)估攪拌機(jī)的使用壽命。 實(shí)驗(yàn)測(cè)試是昂貴和事故是幾乎不可能復(fù)制。因此,早期的gear-tooth裂紋的檢測(cè)、診斷和預(yù)后一直是主要的技術(shù)之一混凝土攪拌機(jī)的挑戰(zhàn)安全和具有成本效益的操作。+ 試驗(yàn)裝置的組合和數(shù)值模擬環(huán)境代表一個(gè)強(qiáng)大工具在設(shè)計(jì)過(guò)程中。 仿真工具應(yīng)該靈活,易于使用和廉價(jià)為了不斷提高設(shè)計(jì)的機(jī)器。在成癮,混合器的行為在不同工作條件下,引入合適的參數(shù)就可以模擬混凝土混合物。考慮到幾何和物理參數(shù)攪拌機(jī)的工具必須能夠預(yù)測(cè)哪些齒輪更強(qiáng)調(diào)和供應(yīng)信息他們的壽命。 混凝土攪拌機(jī):描述 摘要混凝土攪拌機(jī)的分析(圖1)垂直軸,三個(gè)旋轉(zhuǎn)攪拌臂和固定坦克。這臺(tái)機(jī)器是由兩個(gè)主要的元素: ?行星攪拌機(jī); ?裝入桶(跳過(guò))。 圖1。混凝土攪拌機(jī) 裝桶是一個(gè)個(gè)人和獨(dú)立的電路。桶的形狀是一個(gè)截棱錐,包含原材料的理想。一個(gè)安全裝置防止桶下降。裝桶可以被固定在機(jī),預(yù)存儲(chǔ)單元,也可以有一個(gè)平衡附加配料,稱重骨料。放電油壓速度傳動(dòng)器或氣缸控制。 混合槽(圖2)是建于極厚鋼板安裝在槽形截面框架這樣安排是為了讓幾個(gè)放電開(kāi)口。整個(gè)柜的保護(hù)套管防止灰塵逃離和混合操作將微動(dòng)電門打斷了門在前面打開(kāi)了。 攪拌臂(圖3)是外圍,由鋼鉆棒,可以允許調(diào)整葉片的監(jiān)管。一盒在球墨鑄鐵含有三對(duì)齒輪(圖4)和一個(gè)橋架安裝在罐的頂部,懸浮在一個(gè)合適的高度支持和刀片。一個(gè)齒輪減速器的軸是連接到電機(jī)和外擺線的另一個(gè)原因是移動(dòng)升壓移動(dòng)胳膊和生成混合的傳動(dòng)裝置。 第一和第三齒輪副是螺旋狀的,第二個(gè)是直齒裝備。這是因?yàn)榈诙€(gè)受到更少的壓力。齒輪的工作油浴,最好的潤(rùn)滑是保證在牙齒上輪廓。 模擬過(guò)程的主要特征 混凝土攪拌機(jī)設(shè)計(jì)的最常見(jiàn)的一個(gè)方面把齒輪減速器,因?yàn)樵S多主要的故障可以分為軸和輪齒疲勞裂縫由于不同循環(huán)加載過(guò)程階段(2、3)。出于這個(gè)原因,這項(xiàng)工作提出了一種用于分析模擬儀器齒輪減速器的行為和預(yù)測(cè)其使用壽命。在概念上有很多不同齒輪減速器的方式可以模仿。問(wèn)題是使用各種處理方法: ?有限元預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的壓力。 ?集總參數(shù)模型來(lái)模擬系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)力。 ?啟發(fā)式方法模擬機(jī)械混合過(guò)程的影響。 上述方法是必要的在設(shè)計(jì)齒輪單元,本文著重于后兩個(gè)。 圖2?；旌喜邸? 圖3。混合的手臂。 圖4。齒輪減速器。 機(jī)械齒輪箱的造型 仿真工具必須實(shí)用,很容易由于工業(yè)應(yīng)用的要求。一個(gè)旋轉(zhuǎn)集中參數(shù)模型被選為混合機(jī)的主要部件,需要分析。 . 因此,電動(dòng)機(jī)特性和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)提供,慣性參數(shù),剛度和阻尼參數(shù)評(píng)估使用的幾何和材料特性。齒輪減少系統(tǒng)可以通過(guò)考慮齒輪建模集總質(zhì)量通過(guò)靈活不集中連接軸。的配置模型是圖5所示。有三個(gè)自由度(角位移三個(gè)階段)描述齒輪系統(tǒng)的振動(dòng)[4]。系統(tǒng)的分析提供了極大便利通過(guò)假設(shè)一個(gè)線性假設(shè)。 在剛性接觸牙齒的模型假設(shè),每個(gè)齒輪減少齒輪。 根據(jù)經(jīng)典力學(xué)方法,運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程是用寫的拉格朗日公式。方程也可以申請(qǐng)粘性阻尼的阻尼系統(tǒng)和外部力量視為非保守的。 圖5。齒輪減速器的集總參數(shù)模型。 拉格朗日函數(shù)L 系統(tǒng)的動(dòng)能T 勢(shì)能U 因此 虛擬工作dW保守力量 V(i = 1、2、3)代表普遍的角位置坐標(biāo)設(shè)置相關(guān)的一個(gè)等價(jià)的嗎系統(tǒng)三自由度,sij齒輪比率,霽減少齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系統(tǒng)包括軸的慣性特性、Ki和Cj的剛度和阻尼系數(shù)降低,分別。毫米和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和抗力矩先生分別[5]。使用拉格朗日配方 那么 因此 4.1。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和抗力矩 電動(dòng)機(jī)和抗力矩環(huán)境仿真模型作為輸入。該模型認(rèn)為穩(wěn)定狀態(tài)和攝動(dòng)條件和相關(guān)的模擬是很有用的評(píng)估有用的生活混合器。攪拌機(jī)是感動(dòng)與四桿同步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的線性化其工作區(qū)域 表1 混合時(shí)間 時(shí)間 組件/行動(dòng) 吸收率 0 - 5 5 - 20 20 - 40 40-50 50 – 70 70 - 80 空轉(zhuǎn) 集料 水泥 水 混合期 放電時(shí)間 20% 30% 50% 80% 80 - 90% 年的排放逐漸減少到20% 圖6。理想混合在四個(gè)不同的點(diǎn)的周期。 圖7。試驗(yàn)設(shè)備:機(jī)械盤式制動(dòng)器。 . 圖8。造型抵制無(wú)邊女帽估計(jì)安培計(jì)夾。 為了抵抗扭矩模型,混合機(jī)的靜載組件被包括在內(nèi)。瞬時(shí)條目的每個(gè)組件都是假設(shè)[1,6]標(biāo)準(zhǔn)周期時(shí)間的混合等于70年代(放電時(shí)間除外)。成分按照下列順序加載和混合(表1):初攪拌機(jī)工作負(fù)荷但隨后聚合(在較小的尺寸),具體的,最后介紹了水。在圖6中,理想的混合在四個(gè)不同的點(diǎn)循環(huán)模擬,可以看到手臂及罐底的每個(gè)領(lǐng)域。一個(gè)測(cè)試與機(jī)械鉆機(jī)盤式制動(dòng)器(圖7)和六個(gè)鉗由油壓速度傳動(dòng)器電路來(lái)模擬 圖9。比較攝動(dòng)和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩。 圖10。過(guò)程模擬。 抗扭矩。的行星減速器裝配電機(jī)放在框架的處理。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),降壓傳動(dòng)裝置和它的軸旋轉(zhuǎn)。 行動(dòng)的六個(gè)鉗、手動(dòng)控制和衡量一個(gè)位于油壓力表,模擬了抵抗扭矩。制動(dòng)測(cè)試是破壞性的,因此隨機(jī)進(jìn)行,基于模型的仿真設(shè)置為了減少所需的實(shí)驗(yàn)測(cè)試和評(píng)估行星減速器的使用壽命?？沽氐闹当话才嘤?jì)估計(jì)夾在一個(gè)混合循環(huán)(圖8),表示為一個(gè)百分比的政權(quán)103 KN的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。 在抗力矩模型還考慮了阻尼力的影響由于混合物根據(jù) 介紹了阻尼效應(yīng)增加當(dāng)水混合物,在第一個(gè)40 s .只有干成分。 啟發(fā)式方法模擬機(jī)械混合過(guò)程的影響 抗力矩也模仿在攝動(dòng)條件下,得到考慮的情況坦克不夠清潔的最后工作日,混凝土凝結(jié)的底部的坦克。 圖11。模擬方案。 圖12。轉(zhuǎn)矩負(fù)載作用于第二軸。 在這種情況下,模型的混合周期評(píng)估使用以下額外的假設(shè):(i)而已一個(gè)凝在內(nèi)膽底部的積累;(2)混合機(jī)有三個(gè)武器,因此三人聯(lián)系人是由每個(gè)將凝塊;和(iii)進(jìn)步幾乎消除后的凝塊線性法,這樣阻力扭矩?cái)z動(dòng)的凝塊了。 攝動(dòng)力矩的圖是圖9所示(淺灰色)以及穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩(混合周期的差異將前10分鐘)。 圖13。振蕩的扭矩作用于第三軸。 圖14。壓力表面點(diǎn)蝕的牙齒。 仿真和結(jié)果 該儀器必須是廉價(jià)的、靈活的和用戶友好的為了讓它通過(guò)公司。 描述的物理規(guī)律和關(guān)系,利用系統(tǒng)所得到模型結(jié)構(gòu)使用以下三個(gè)運(yùn)動(dòng)方程矩陣形式[5] 圖15。角齒輪的第一對(duì)速度穩(wěn)定狀態(tài)(淺灰色)和在攝動(dòng)條件下(黑色)。 圖16。第二兩角齒輪的速度穩(wěn)定狀態(tài)(淺灰色)和在攝動(dòng)條件下(黑色)。 { V }的角位移矢量三個(gè)齒輪;[Jrid][Crid][Krid]減少慣性矩陣齒輪,減少阻尼因子包括阻尼材料和潤(rùn)滑油,減少剛度矩陣,分別。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩向量{ M }的元素(與四極異步電動(dòng)機(jī))的政權(quán)值(103公里)和抗力矩(由于混凝土攪拌和武器應(yīng)用于齒輪機(jī)構(gòu))所示無(wú)花果。8和9電機(jī)扭矩的比例。 數(shù)學(xué)模型是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的方式,模擬的行為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和攝動(dòng)條件下混合機(jī)。圖10中概述的過(guò)程模擬。種種參數(shù)包括慣性、阻尼和剛度對(duì)齒輪減速器的混凝土攪拌機(jī)闡述了通過(guò)一個(gè)商業(yè)代碼(函數(shù) +模型)用于創(chuàng)建這個(gè)儀器模擬嗎混凝土攪拌機(jī)的動(dòng)態(tài)行為。 圖17。第三副角齒輪的速度穩(wěn)定狀態(tài)(淺灰色)和在攝動(dòng)條件下(黑色)。 圖18。表面的壓力讓第三副牙齒在穩(wěn)定狀態(tài)(淺灰色)和攝動(dòng)條件(黑色)。 圖11顯示了模擬方案:電機(jī)和抗力矩系統(tǒng)輸入。數(shù)值。 輸出:角位移的羽翼之下,他們的速度,在軸扭轉(zhuǎn)力矩,可彎曲的緊張,齒輪齒接觸力、負(fù)載軸承、撓曲扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、壓力作用于牙齒由于凹陷。 圖12顯示了扭矩荷載作用于第二軸,圖13顯示了扭轉(zhuǎn)的振蕩峰值這個(gè)徒三軸壓力、最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。圖14顯示的壓力表面點(diǎn)蝕牙齒。模擬表明,第三齒輪是比其他人更大的壓力之下因此,經(jīng)驗(yàn),證實(shí)了齒輪減速器的失敗幾乎總是引起的斷層在第三條。模擬也在混合攝動(dòng)條件和結(jié)果進(jìn)行比較在穩(wěn)態(tài)模擬混合條件。下圖所示的結(jié)果。圖15顯示第一對(duì)的角齒輪速度,圖16所示的角齒輪速度第二條圖17。第三副角齒輪的速度穩(wěn)定狀態(tài)(淺灰色)和在攝動(dòng)條件下(黑色)。圖18。表面的壓力讓第三副牙齒在穩(wěn)定狀態(tài)(淺灰色)和攝動(dòng)條件(黑色)。圖17顯示了去年兩角齒輪的速度。圖18中,使牙齒表面上的壓力第三可以看到。 瞬態(tài)振蕩發(fā)生在每個(gè)影響混凝土凝結(jié),當(dāng)配料了張力值或多或少的限制機(jī)械阻力值。 部分混合機(jī)的使用壽命在大多數(shù)壓力(也就是說(shuō)第三條的小齒輪)計(jì)算仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上利用線性累積損傷法則根據(jù)帕爾姆格倫 -礦工的假設(shè),假設(shè)一個(gè)周期振幅Sk消耗一小部分總額的1 / N的生活[7]。失敗是預(yù)測(cè)當(dāng)損傷D超過(guò)1 估計(jì)壽命約為4500 h的假設(shè)8 h轉(zhuǎn)變,穩(wěn)定狀態(tài)下的連續(xù)工作條件。混凝土攪拌機(jī)的使用壽命長(zhǎng)度得到的模擬相比實(shí)際記錄數(shù)據(jù),從客戶獲得的來(lái)源。比較證明該模型約束方法提供了重要支持傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程。 在攝動(dòng)條件下使用仿真建模的形式,另一個(gè)分析有用的生活使用線性累積損傷預(yù)測(cè)法。攪拌機(jī)在這種情況下的評(píng)估使用壽命是20倍短。因此,清洗槽的不足導(dǎo)致齒輪減速器上的壓力增加,因此顯著危害攪拌機(jī)的使用壽命。 7.結(jié)論和未來(lái)的發(fā)展 創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的、靈活的和廉價(jià)的儀器和設(shè)置。它是一個(gè)有用的支持設(shè)計(jì)師因?yàn)樗煽康啬M齒輪減速器和混合器的行為在兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的條件和條件下混合使用以不當(dāng)?shù)姆绞?水箱清洗不足)。取得的結(jié)果被認(rèn)為是詳盡的為齒輪減速操作條件單元,合成設(shè)置只有一個(gè)參數(shù),分析預(yù)測(cè)了使用壽命的礦工的總和?；炷翑嚢铏C(jī)的使用壽命長(zhǎng)度相比在模擬實(shí)際獲得的記錄數(shù)據(jù),從客戶獲得的來(lái)源。比較表明,提出的模型方法提供了重要支持傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程。 模型基準(zhǔn)函數(shù)工具可以修改和適應(yīng)其他攪拌機(jī)或精確測(cè)量抗力矩使用光度計(jì)在任何工作條件。在成癮,使用壽命可以評(píng)估使用應(yīng)力矩陣和采用流體動(dòng)力模型模擬混凝土混合物的作用葉片。 引用 [1]的謝幕法拉利、混凝土攪拌方法和混凝土攪拌機(jī):藝術(shù),美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究》期刊上發(fā)表和技術(shù)106(2)(2001) [2]P.J.L.南德斯,c . 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Ottino混合運(yùn)動(dòng)學(xué):拉伸混亂和交通,劍橋大學(xué)出版社,1989年。[7]碩士礦工,疲勞累積損傷,應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)12(1945)A159-A164。 - 26 - 文獻(xiàn)綜述 前言 我國(guó)是世界上水泥產(chǎn)量最大的國(guó)家，年產(chǎn)量約13.8億噸，占世界水泥總產(chǎn)量的50%以上;十二五期間市政公用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資增長(zhǎng);高鐵和西部大開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的的快速發(fā)展?；诂F(xiàn)有攪拌機(jī)普遍存在拌和物料不充分，效果不理想，噪音大。制約了其新技術(shù)新工藝的推廣使用，急需一種結(jié)構(gòu)新穎、效果明顯的全新機(jī)型的攪拌機(jī)來(lái)滿足市場(chǎng)的需求。 正文 隨著我國(guó)攪拌機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展，攪拌機(jī)的技術(shù)的研發(fā)和市場(chǎng)狀況成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)，了解國(guó)內(nèi)外攪拌機(jī)技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)狀況對(duì)于企業(yè)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分關(guān)鍵。攪拌系統(tǒng)由圓槽形攪拌筒和攪拌軸上安裝了幾組結(jié)構(gòu)相同的葉片，但起前后上下都錯(cuò)開(kāi)一定的空間，是拌合料在兩個(gè)攪拌筒內(nèi)不斷地得到攪拌，一方面將攪拌筒底部和中間的拌合料向上翻滾，另一方面又將拌合料沿軸線分別向前推壓，從而使拌合料得到快速而均勻的攪拌。設(shè)置在兩只攪拌問(wèn)底部的卸料由氣缸門操縱。立?卸料門的長(zhǎng)度比攪拌筒長(zhǎng)度短，80一90%的混凝土靠其自重卸出，其余部分則靠攪拌葉片強(qiáng)制向外排除，卸料迅速干凈。 攪拌機(jī)的組成 含有一基座、一傳動(dòng)組、一攪拌筒，基座用于固定傳動(dòng)組，傳動(dòng)組帶動(dòng)攪拌筒旋轉(zhuǎn)，攪拌筒內(nèi)壁設(shè)有多個(gè)第一攪拌片與多個(gè)第一攪拌片，第一攪拌片的一側(cè)繞設(shè)十?dāng)嚢柰矁?nèi)壁，而第二攪拌片的旋轉(zhuǎn)方向，且旋轉(zhuǎn)降圈數(shù)亦不相同，本實(shí)用新型即藉由讓多個(gè)原物料滑動(dòng)于第一攪拌片與第二攪拌片，避兔于攪拌時(shí)破壞原物料的顆粒狀，且利用兩攪拌片的旋轉(zhuǎn)方向的不同與旋轉(zhuǎn)圈數(shù)不同，產(chǎn)生小漩渦以卷起物料，均勻混合為混合物料。 攪拌機(jī)的分類 混凝土攪拌機(jī)是攪拌機(jī)中比較普遍的一種，混凝土攪拌機(jī)按共工作原理，可以分為自落式和強(qiáng)制式兩大類。 (1)自落式混凝土攪拌機(jī)適用于攪拌塑性混凝土。 (2)強(qiáng)制式攪拌機(jī)的攪拌作用比自落式攪拌機(jī)強(qiáng)烈，宜攪拌干硬性混凝土和輕骨料混凝土 混凝土攪拌機(jī)的應(yīng)用 混凝土攪拌機(jī)是把具有一定配合比的沙、石、水泥和水等物料攪拌成均勻的符合質(zhì)量要求的混凝十的機(jī)械?；炷?dāng)嚢铏C(jī)按攪拌原理的不同它可以分為自落式與強(qiáng)制式兩大類。 (1)自落式攪拌機(jī) 自落式攪拌機(jī)的攪拌筒內(nèi)壁焊有弧形葉片。當(dāng)攪拌筒繞水平軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片不斷將物料提升到一定高度，然后自由落下，互相摻合。 (2)強(qiáng)制式攪拌機(jī) 強(qiáng)制式攪拌機(jī)主要是根據(jù)剪切機(jī)理進(jìn)行混合料攪拌。攪拌機(jī)中有隨攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片。 雙軸攪拌機(jī)工作原理 工作由兩根攪拌軸，軸上按螺旋推進(jìn)方向安裝攪拌葉及攪拌槽組成的攪拌系統(tǒng)口為使原料達(dá)到成型的需要，在攪拌機(jī)入料端稍后處的上部，設(shè)有加水裝置，使得物料形成較大的球狀塊料旋轉(zhuǎn)時(shí)兩軸的方向由內(nèi)向外，將物料攪起靠攪拌葉旋轉(zhuǎn)時(shí)的推力(攪拌葉與攪拌軸線夾角為10-20度)形成物料流，螺旋向前推進(jìn)，最后物料經(jīng)漏料箱進(jìn)入承接皮帶，進(jìn)入到下臺(tái)處理設(shè)備中。 攪拌機(jī)包括彼此平行的第一和第二攪拌軸、攪拌葉片和臥式攪拌筒，所述攪拌葉片從第一和第二攪拌軸向四周伸出，并在軸向依次等距排列而在圓周方向以順時(shí)針或逆時(shí)針彼此相差一定角度，使在第一和第二攪拌軸上的攪拌葉片分別形成旋向相反的螺旋狀排列，所述第一和第二攪拌軸彼此同步轉(zhuǎn)動(dòng)并且其葉片交錯(cuò)通過(guò)由該第一和第一攪拌軸軸線所確定的平面，在所述攪拌筒一端的頂部設(shè)有進(jìn)料口，而在所述攪拌筒另一端的底部設(shè)有出料日。采用這種結(jié)構(gòu)攪拌機(jī)的攪拌葉片在攪拌干粉砂漿的同時(shí)從進(jìn)料口排向出料口，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的料續(xù)，有效的提高了生產(chǎn)效率。 雙軸攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 雙軸攪拌機(jī)要較單軸攪拌機(jī)復(fù)雜，但它磨損小，攪拌質(zhì)景好，生產(chǎn)效率高，雙軸攪拌機(jī)較之立軸式和單軸式攪拌機(jī)，具有明顯的優(yōu)越性。 雙軸攪拌機(jī)優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下： (1)攪拌機(jī)外形尺寸小、高度低、布置緊湊，裝載運(yùn)輸便利，而且結(jié)構(gòu)合理堅(jiān)固，工作可靠性好。 (2)攪拌機(jī)容最大，效率高，與同容量自落式相比，攪拌時(shí)間可縮短一半以上，而且物料運(yùn)動(dòng)區(qū)域位于卸料門上方，卸料的時(shí)間間也比其他機(jī)型短，因而生產(chǎn)率高。 (3)拌筒直徑比同容量立軸式小一半，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速與立軸式基本相同，但葉片線度要比立軸式小一半，因此葉片和襯板磨損小、使用壽命長(zhǎng)，并且物料不易離析。 (4)物料運(yùn)動(dòng)區(qū)域相對(duì)于集中于兩軸之間，物料行程短，擠壓作用充分，頻次高，因而攪拌質(zhì)量好 攪拌機(jī)應(yīng)用 攪拌機(jī)將需要粉碎的物料由螺旋上料機(jī)送人粉碎機(jī)，粉碎后由風(fēng)機(jī)經(jīng)管道送入攪拌機(jī)上方進(jìn)料口落入機(jī)內(nèi)。粉碎結(jié)束后，開(kāi)啟攪拌機(jī)，經(jīng)攪拌機(jī)下一方進(jìn)料口加入需要加的其余物料，經(jīng)攪拌機(jī)內(nèi)提升蝶旋將粉碎后的玉米粉以及具余物料提升主攪拌機(jī)上部，再利用螺旋軸的離心力將物料均勻撒開(kāi)并混合。如此循環(huán)往復(fù)，達(dá)到攪拌的目的。 結(jié)論 由于攪拌機(jī)的飛速的發(fā)展，現(xiàn)在它已成為跨學(xué)科的、有眾多應(yīng)用領(lǐng)域的傳統(tǒng)學(xué)科。據(jù)聯(lián)合國(guó) 歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)和國(guó)際攪拌技術(shù)聯(lián)合會(huì)的統(tǒng)計(jì)。攪拌機(jī)在世界工業(yè)中占據(jù)很重要的地位，并 以強(qiáng)勁的增長(zhǎng)速度加快世界工化的自動(dòng)化程.隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，攪拌機(jī)將在更多的領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。 參考文獻(xiàn) [1].陳宜通.混凝土機(jī)械.北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2002.6 [2].劉鴻文.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，1992.9 [3].成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000 [4].混凝土攪拌機(jī)GB/T9142-2000.國(guó)家質(zhì)量技術(shù)性能參數(shù) [5].JS500混凝土攪拌機(jī)使用說(shuō)明書.陜西省建工機(jī)械廠 [6].臧宏琦 王永平.機(jī)械制圖.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001 [7].王玉.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.8 [8].張家旭 張慶芳.鋼結(jié)構(gòu).北京：中國(guó)鐵道出版社，2003. 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It is a kind of forced horizontal-axis mixer ，not only can mix the dry and rigid concrete, but also can stir light weight aggregate concrete，is a new multi-functional mixer。In mixing process, through the rotary motion of stirring shaft of mixing blades to drive the material in the cylinder of shear, squeezing and flip elapse, make the material such as mixing effect in the relatively intense exercise fully with white, so it would be of good quality, low energy consumption, higher efficiency. Modern architectural engineering of mixer widely used, not only reduce the labor intensity of the workers, but also improves the concrete engineering quality, has made a great contribution the infrastructure construction of our country. In the next five-year plan, the government increased the strength of the infrastructure construction of concrete, the machinery industry development is very favorable. This type of main composition structure including blender, transmission system, mixing system, feeding system, unloading system and electrical control system components. In this design, we mainly on the transmission scheme selection and design calculation, also identified loading, unloading and ways of blade structure, and checks for some parts to meet different occasions work requirements.Keywords: concrete mixer, quality, energy consumption, efficiency - 3 -目目 錄錄摘要.- 1 -ABSTRACT.- 2 -目 錄.- 3 -前 言.- 6 -1 緒論.- 8 -1.1 攪拌的作用.- 8 -1.1.1 混凝土簡(jiǎn)介.- 8 -1.1.2 攪拌的任務(wù).- 8 -1.1.3 攪拌機(jī)應(yīng)具備的功能特點(diǎn).- 9 -1.2 攪拌機(jī)的分類及使用特點(diǎn).- 9 -1.2.1 攪拌機(jī)的分類.- 9 -1.2.2 混凝土攪拌機(jī)使用特點(diǎn).- 10 -1.3 混凝土攪拌機(jī)的發(fā)展趨勢(shì).- 10 -2 總體設(shè)計(jì).122.1 外殼的設(shè)計(jì).122.2 攪拌軸的設(shè)計(jì).132.2.1 攪拌軸的材料.132.2.2 攪拌軸的結(jié)構(gòu).132.2.3 攪拌軸的支承.142.2.4 攪拌軸計(jì)算.142.3 葉片的設(shè)計(jì).152.4 攪拌筒尺寸及卸料方式確定.192.5 軸端密封.202.6 襯板.21第 3 章 上料系統(tǒng).25- 4 -第 4 章 機(jī)架的設(shè)計(jì).264.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容.264.2 底架的設(shè)計(jì).264.2.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求.264.2.2 底架的材料選擇.264.2.3 底架的大體尺寸.274.2.4 確定攪拌筒偏離機(jī)架底架重心的距離.284.2.5 底架所受各力的分析計(jì)算.284.2.6 求各點(diǎn)的力矩.334.2.7 選材.344.2.8 底架的校核.354.3 支腿的設(shè)計(jì).384.3.1 校核支腿的穩(wěn)定性.394.3.2 局部穩(wěn)定性的校核.404.4 梯子及欄桿的設(shè)計(jì).414.5 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式及臺(tái)板的設(shè)計(jì).424.5.1 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式.424.5.2 臺(tái)板.434.6 電機(jī)底架的設(shè)計(jì).434.7 減速器底板的設(shè)計(jì).44第 5 章 供水系統(tǒng).46第 6 章 電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì).47第 7 章 混凝土攪拌機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng).487.1 工作前保養(yǎng).487.2 工作中的保養(yǎng).487.3 工作后的保養(yǎng).49總 結(jié).50參考文獻(xiàn).51- 5 -致 謝.52- 6 -前前 言言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，以及城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)的城市基礎(chǔ)建設(shè)、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，推動(dòng)了混凝土產(chǎn)量的迅速提高。商品混凝土生產(chǎn)是改變傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)分散攪拌混凝土的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化的一項(xiàng)重要改革。混凝土的商品化生產(chǎn)因其高度的專業(yè)化和集中化，大大提高了混凝土的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了環(huán)境污染，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。在我國(guó)混凝土行業(yè)的發(fā)展中，混凝土攪拌站的建設(shè)對(duì)商品混凝土的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用?；炷翑嚢枵镜慕ㄔO(shè)為混凝土的集約化生產(chǎn)提供了條件。在攪拌站內(nèi)，各種原材料可以有序的存放在各自位置，砂子、石子采用露天存放，在大風(fēng)天氣條件下可以采取覆蓋的方式使環(huán)境免受污染，避免出現(xiàn)黃沙、粉塵滿天飛的現(xiàn)象。由于水泥的特殊性，在存放過(guò)程中需要避免受潮和摻入雜物，所以水泥采用罐裝存放，可以直接購(gòu)買散裝水泥，降低生產(chǎn)陳本。在工程建設(shè)中，通過(guò)采用商品混凝土，可以大幅提高工程建設(shè)進(jìn)度，降低現(xiàn)場(chǎng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于商品混凝土的生產(chǎn)有很嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，各種物料配比都非常精確，所以通過(guò)采用商品混凝土可以有效保證混凝土工程的質(zhì)量。在混凝土攪拌站內(nèi)，我們首先可以直觀的看到堆放如山的原材料，運(yùn)送石料的傳送帶，存放散裝水泥的鋼罐，以及攪拌樓。在攪拌樓內(nèi)便是攪拌站的核心設(shè)備攪拌機(jī)和控制系統(tǒng)。在攪拌樓內(nèi)，通過(guò)工作人員的操作，各種物料便按給定配比運(yùn)送到攪拌機(jī)內(nèi)，加水之后，通過(guò)攪拌機(jī)的攪拌，商品混凝土生產(chǎn)出以后，通過(guò)卸料口轉(zhuǎn)移到混凝土罐車內(nèi)，然后運(yùn)送到各個(gè)工地。對(duì)攪拌機(jī)來(lái)說(shuō)，它的運(yùn)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)主要分為兩大類：一種形式為單運(yùn)動(dòng)的軸式傳動(dòng)軸上（有單軸和雙軸）安裝各類攪拌葉片（有長(zhǎng)錐形、弧形等）并利用葉片來(lái)攪拌物料；另一類則是通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)某一形狀筒體（有圓錐形、圓柱形、梨形等）的自身旋轉(zhuǎn)而使物料產(chǎn)生攪拌效果。商品混凝土在我國(guó)的發(fā)展已經(jīng)有了三十多年的歷史。在這三十年中，無(wú)論從數(shù)量上還是從質(zhì)量上，也無(wú)論是從技術(shù)上還是從管理上，我國(guó)商品混凝土都有了很大發(fā)展，這是毋庸置疑的。但是隨著商品混凝土的發(fā)展，大量的混凝土攪拌車在城市運(yùn)行增加了城市交通負(fù)擔(dān)，而交通擁堵又影響了混凝土工程的正常施工。同時(shí)，責(zé)任上的分開(kāi)也引起了質(zhì)量事故的扯皮問(wèn)題。雖然混凝土的性能取決于混凝土的配合比，但施工過(guò)程中振搗不密實(shí)或養(yǎng)護(hù)不好也不可能獲得好的性能。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土，這些過(guò)程由一個(gè)單位完成的，當(dāng)然應(yīng)該負(fù)全部責(zé)任?；炷辽? 7 -品化以后，這些過(guò)程由兩個(gè)單位分別完成，這就帶來(lái)了責(zé)任劃分的問(wèn)題。這些是混凝土商品化以后帶來(lái)的新問(wèn)題，并且這些問(wèn)題已經(jīng)在一些工程中有所表現(xiàn)，影響了混凝土工程的質(zhì)量。當(dāng)然，混凝土商品化是混凝土行業(yè)的主流，這些問(wèn)題不過(guò)是商品化過(guò)程中的一些不穩(wěn)定因素。但是這些問(wèn)題也是客觀存在的，不能熟視無(wú)睹，處理不好的話會(huì)很大程度上影響混凝土商品化的發(fā)展進(jìn)程。 “十二五”規(guī)劃明確了國(guó)家加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的目標(biāo)，而大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 對(duì)于商品混凝土行業(yè)發(fā)展是非常有利的。因此，處理好混凝土商品化過(guò)程中的各種問(wèn)題，肯定會(huì)很大程度上促進(jìn)混凝土行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，這對(duì)建筑業(yè)和傳統(tǒng)制造業(yè)都是非常重要的。相信通過(guò)各行業(yè)的協(xié)調(diào)合作，肯定能處理好混凝土商品化過(guò)程中的各個(gè)問(wèn)題，一定能給商品混凝土一個(gè)更加美好的明天。- 8 -1 緒論緒論1.1 攪拌的作用攪拌的作用1.1.1 混凝土簡(jiǎn)介混凝土簡(jiǎn)介混凝土是當(dāng)今時(shí)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(guó)防、水利、市政和民用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。廣義的混凝土是指由膠凝材料、細(xì)骨料（砂） 、粗骨料（石）和水按適當(dāng)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?cè)诨炷林衅鹛畛浜偷挚够炷猎谀Y(jié)硬化過(guò)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(rùn)滑作用，賦予混合物一定的和易性，便于施工；硬化后，水泥漿則將骨料膠結(jié)成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體，并具有一定的強(qiáng)度?；炷磷鳛橹饕ㄖ牧媳粡V泛應(yīng)用，是因?yàn)樗哂泻芏嗥渌牧喜痪邆涞奶攸c(diǎn)。如易成型、能耗低、耐久性好、價(jià)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(diǎn)。但混凝土的自重大、抗拉強(qiáng)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(diǎn)。因此，在 21 世紀(jì)，混凝土工作者的使命是為混凝土的輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能、綠色化、長(zhǎng)壽耐久而努力奮斗。1.1.2 攪拌的任務(wù)攪拌的任務(wù)混凝土攪拌機(jī)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(jī)械。一般認(rèn)為混凝土攪拌機(jī)的主要任務(wù)是：(1)組分均勻分布，達(dá)到宏觀和微觀上的勻質(zhì)(2)破壞水泥粒子的團(tuán)聚現(xiàn)象，使其各顆粒表面被水浸潤(rùn)，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(jìn)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(yùn)動(dòng)的次數(shù)和運(yùn)動(dòng)軌跡的交叉頻率，以加速達(dá)到勻質(zhì)化- 9 -1.1.3 攪拌機(jī)應(yīng)具備的功能特點(diǎn)攪拌機(jī)應(yīng)具備的功能特點(diǎn)由以上分析可知攪拌機(jī)在攪拌過(guò)程中應(yīng)盡量使各種原材料相互穿插，并在整個(gè)攪拌筒內(nèi)最大限度的產(chǎn)生摩擦，使各種物料混合均勻。因此，為了獲取高質(zhì)量的混凝土，攪拌機(jī)應(yīng)具備以下特點(diǎn):(1)能對(duì)混凝土各種組分均勻攪拌，并使水泥漿或?yàn)r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(jiǎn)單，攪拌過(guò)程應(yīng)耗時(shí)短(4)便于維護(hù)和保養(yǎng)1.2 攪拌機(jī)的分類及使用特點(diǎn)攪拌機(jī)的分類及使用特點(diǎn)1.2.1 攪拌機(jī)的分類攪拌機(jī)的分類攪拌機(jī)的總類較多，分類方法和特點(diǎn)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(shí)間間隔周期進(jìn)行的，即按份拌制。由于拌制所需的各種物料都經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確的稱量，所以攪拌質(zhì)量較好，是未來(lái)發(fā)展的大趨勢(shì)。連續(xù)作業(yè)式的供料、攪拌、卸料三道工序是在一個(gè)較長(zhǎng)的筒體內(nèi)連續(xù)進(jìn)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(shí)間難以控制，所以攪拌質(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(qiáng)制式攪拌兩種 自落式攪拌機(jī)就是把混合料放在一個(gè)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(jìn)而達(dá)到均勻攪拌的目的。自落式攪拌機(jī)多用于攪拌塑性混凝土和低流動(dòng)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(jī)對(duì)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(qiáng)制式攪拌機(jī)取代。強(qiáng)制式攪拌機(jī)是攪拌鼓不動(dòng)，由鼓內(nèi)葉片繞回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來(lái)使混凝土達(dá)到均勻攪拌的目的。這種攪拌機(jī)攪拌作用強(qiáng)烈，適用于硬骨料混凝土和輕骨料混凝土，也可攪拌流動(dòng)性混凝土，具有攪拌速度快、攪拌質(zhì)量好、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。但這種攪拌機(jī)- 10 -也有動(dòng)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(dòng)式固定式攪拌機(jī)是安裝在預(yù)先準(zhǔn)備好的基座之上，整機(jī)不能夠移動(dòng)。它的體積大、生產(chǎn)效率高，多用于攪拌站和攪拌樓。移動(dòng)式攪拌機(jī)本身具有行駛車輪，能夠來(lái)回移動(dòng)，適用于中小型的臨時(shí)工程。（4） 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。（5） 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 1.2.2 混凝土攪拌機(jī)使用特點(diǎn)混凝土攪拌機(jī)使用特點(diǎn)周期性：周期性的進(jìn)行裝料、攪拌、出料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，容易控制配合比和攪拌質(zhì)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(qiáng)制式：筒內(nèi)物料由旋轉(zhuǎn)軸上的葉片和刮板的強(qiáng)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(jī)的發(fā)展趨勢(shì)混凝土攪拌機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)混凝土攪拌機(jī)是建筑機(jī)械中攪拌混凝土必備的機(jī)械，隨著我國(guó)房地產(chǎn)建筑行業(yè)、公路、鐵路、水電站等建設(shè)的擴(kuò)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(jī)的銷量穩(wěn)步提升，由此也出現(xiàn)了不同容量、不同型號(hào)的攪拌機(jī)來(lái)滿足客戶的需求，并遠(yuǎn)銷俄羅斯、印度、歐洲等國(guó)家和地區(qū)。近幾年由于攪拌機(jī)在各行業(yè)扮演了重要角色，使 JS 系列攪拌機(jī)逐漸成為攪拌混凝土的主導(dǎo)產(chǎn)品，其中 JS350、JS500、JS750、JS1000 為中小型攪拌機(jī)，JS3000、JS2000、JS2500、JS3000 為大型攪拌設(shè)備，加工工藝比一般攪拌機(jī)更復(fù)雜，要- 11 -求更高，一般與配料機(jī)組成攪拌站。隨著攪拌機(jī)需求量的增大，攪拌機(jī)的生產(chǎn)廠家也越來(lái)越多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)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(jìng)爭(zhēng)加劇的環(huán)境下，攪拌機(jī)正朝著技術(shù)創(chuàng)新、個(gè)性服務(wù)、提高攪拌機(jī)的自制能力方向發(fā)展。在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的大背景下，相信混凝土設(shè)備在以后的發(fā)展過(guò)程中一定會(huì)朝著節(jié)能、高效、耐用、操作更加智能化方向發(fā)展122 總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)從結(jié)構(gòu)上看，雙臥軸攪拌機(jī)要較單臥軸攪拌機(jī)復(fù)雜，但它磨損小，攪拌質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，雙臥軸攪拌機(jī)較立軸式和單軸式攪拌機(jī)，具有明顯的優(yōu)越性。優(yōu)點(diǎn)如下：(1) 攪拌機(jī)外形尺寸小、高度低，布置緊湊，裝載運(yùn)輸便利，而且結(jié)構(gòu)合理性好，工作可靠性高。(2) 攪拌機(jī)容量大，效率高，適用于商品混凝土的生產(chǎn)。(3) 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(zhǎng)，并且物料不易離析。(4) 物料運(yùn)動(dòng)區(qū)域相對(duì)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。如圖 2.1 所示結(jié)構(gòu):圖 2.1 總體結(jié)構(gòu)圖2.1 外殼的設(shè)計(jì)外殼的設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的 U 型槽底容易出現(xiàn)攪拌死角，從而導(dǎo)致兩軸負(fù)載過(guò)大，以致斷裂。另外他們將兩端墻板焊死在機(jī)殼上，這樣使得在軸或葉片受損時(shí)維修很不方便，工作量也相當(dāng)大。13現(xiàn)代的設(shè)計(jì)中，槽底做成 型，以防攪拌死角，并在筒內(nèi)安裝襯板。兩邊再焊上鋼板做成機(jī)槽，槽口兩邊焊有角鋼用以固定機(jī)蓋，槽機(jī)底部焊有支承墊用以支承槽體。機(jī)槽兩端墻板不是焊死在機(jī)殼上，而是通過(guò)螺栓與機(jī)殼連接，這樣做的目的是為了在維修時(shí)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(jī)槽體2.2 攪拌軸的設(shè)計(jì)攪拌軸的設(shè)計(jì)在混凝土攪拌過(guò)程中，各葉片受力比較復(fù)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(fù)雜。由于攪拌軸的受力主要以扭轉(zhuǎn)為主，為了便于計(jì)算，在攪拌軸的設(shè)計(jì)過(guò)程中按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，采用增大安全系數(shù)的方法來(lái)保證攪拌軸的可靠性。2.2.1 攪拌軸的材料攪拌軸的材料和普通軸一樣，常用 45 號(hào)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(shí)，應(yīng)采用不銹耐酸鋼或采用防腐措施。2.2.2 攪拌軸的結(jié)構(gòu)攪拌軸的結(jié)構(gòu)攪拌軸常用實(shí)心和空心直徑?？招慕Y(jié)構(gòu)可以減小攪拌機(jī)的質(zhì)量，但加工比較復(fù)雜，成本較高，通常采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。強(qiáng)制式 攪拌機(jī)可拆式連接結(jié)構(gòu)過(guò)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：141、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 4.3 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。2.2.3 攪拌軸的支承攪拌軸的支承一般情況下，攪拌軸依靠減速箱內(nèi)的一對(duì)軸承支承。但是，由于攪拌軸一般較長(zhǎng)而且伸在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行操作，這種軸承受條件較差。當(dāng)攪拌臂過(guò)長(zhǎng)而又很細(xì)時(shí)，常常會(huì)使軸扭彎，使離心作用增加，最后達(dá)到完全破壞，懸臂的支承條件為：145LB140 45Ld式中：懸臂軸長(zhǎng)度，單位 m。1L 軸承間距，單位為 m。B d攪拌臂直徑，單位 m。2.2.4 攪拌軸計(jì)算攪拌軸計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：15 395500000.23TTTpTnWd式中：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為。TMpa 軸所承受的扭矩，單位為。TN mm 軸的抗扭矩截面系數(shù)，單位為。TW3mm 軸的轉(zhuǎn)速，單位為。nminr 軸的傳遞功率，單位為 kw。p d計(jì)算截面處軸的直徑 mm。 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為。 TMpa由表 153 取， 20TMpa0140A 直徑： 3333095500000.295500000.2TTpdnpnpAn式中： 3095500000.2TA326.82140144.224.6dmm說(shuō)明：當(dāng)軸截面上開(kāi)有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱。對(duì)于直徑的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 3%；有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大 7%。100dmm則：min1.03 144.2148.53dmm取軸的最細(xì)部分的直徑為。160mm162.3 葉片的設(shè)計(jì)葉片的設(shè)計(jì)連續(xù)式攪拌機(jī)的合理結(jié)構(gòu)，技術(shù)參數(shù)的確定是一項(xiàng)迫切而急需的任務(wù)。在過(guò)去，曾研究過(guò)的攪拌葉片在軸上布置對(duì)混合物均質(zhì)性的影響。對(duì)攪拌機(jī)筒體中充填性能及對(duì)機(jī)器生產(chǎn)率和攪拌過(guò)程耗電量的影響，在葉片合理布置下，葉片軸轉(zhuǎn)速對(duì)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(jī)筒體的安裝傾角對(duì)攪拌過(guò)程及對(duì)混凝土制件強(qiáng)度指標(biāo)的影響。下面是幾種常見(jiàn)的葉片布置方式和它們的特點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：可以使物料向箭頭所指方 優(yōu)點(diǎn)：可以使物料朝著箭頭方向做向流動(dòng)，便于卸料。 環(huán)向流動(dòng)，物料攪拌充分，缺點(diǎn)：效率較低，不適于大批量 生產(chǎn)效率較高，適用于大中連續(xù)生產(chǎn)。 型攪拌設(shè)備。 優(yōu)點(diǎn)：兩軸葉片在外形上同向布置， 優(yōu)點(diǎn)：葉片外形同向布置，筒體傾斜并且筒體向卸料一側(cè)傾斜一 安裝，并且在卸料口處安有阻 個(gè)角度，便于卸料。 滯葉片，攪拌均勻，便于卸料。缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)困難。 缺點(diǎn)：葉片布置比較復(fù)雜，加工維修 困難，成本較高。由于該攪拌機(jī)容量為 1500L，為大中型攪拌機(jī)，通過(guò)以上對(duì)各布置形式的分析，該設(shè)17計(jì)選用圖（b）形結(jié)構(gòu)，物料在攪拌筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 4.4 所示。工作時(shí),攪拌軸帶動(dòng)攪拌葉片旋轉(zhuǎn),強(qiáng)迫物料按預(yù)定的軌跡產(chǎn)生剪切、擠壓、翻滾和揉搓等強(qiáng)制攪拌作用,使物料在劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中得到均勻攪拌。改進(jìn)攪拌葉片的結(jié)構(gòu)和曲面形狀,對(duì)提高攪拌質(zhì)量、減小攪拌阻力和降低功率消耗具有重要的意義。圖 2.4 雙臥軸式攪拌機(jī)物料運(yùn)動(dòng)軌跡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(duì)機(jī)器的沖擊，還能延長(zhǎng)機(jī)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(dá)到攪拌混合效果顯然,在不破壞物料流運(yùn)動(dòng)的前提下,兩軸間物料逆流運(yùn)動(dòng)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(guò)對(duì)葉片相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(qiáng)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(shì)會(huì)更加明顯。但這種情形下，那么攪拌葉片的運(yùn)動(dòng)順序破壞了拌筒內(nèi)物料的大流動(dòng)。這是因?yàn)槲锪弦赃B續(xù)遞推的方式前進(jìn)。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時(shí)參加攪拌,并且二者對(duì)物料推動(dòng)的方向相反。由于葉片的反向推動(dòng),有可能該葉片的相鄰葉片無(wú)料可攪,從而導(dǎo)致一根軸上葉片內(nèi)的物料無(wú)法推出來(lái)。為了防止物料在機(jī)體兩端受到擠壓,應(yīng)在物料進(jìn)口端只設(shè)正向葉片,在出口端僅設(shè)反向葉片。實(shí)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(shí)體面型螺旋葉片，但物料不會(huì)形成低效區(qū)。這對(duì)物料在沿軸向運(yùn)動(dòng)是比較有利的。特別物料在長(zhǎng)距離輸送時(shí)，帶式面型螺旋葉片充分發(fā)揮了自己的優(yōu)點(diǎn)。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(qiáng)烈,攪拌質(zhì)量也更好。但這種情形下，攪拌葉片的運(yùn)動(dòng)順序破壞了拌筒內(nèi)物料的整體流動(dòng)。這是因?yàn)槲锪弦赃B續(xù)遞推的方式前進(jìn)。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時(shí)參加攪拌,并且二者對(duì)物料推動(dòng)的方向相反。由于葉片的反向推動(dòng),嚴(yán)重時(shí)，可能造成該18葉片的相鄰葉片無(wú)料可攪,從而可能導(dǎo)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(yàn)結(jié)果,反向葉片的長(zhǎng)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(dǎo)致對(duì)攪拌軸的斷料形成。機(jī)內(nèi)的物料被正、反葉片分成兩部分,一部分向前推進(jìn),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(fù)運(yùn)動(dòng),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(jī)內(nèi)反復(fù)翻動(dòng)、擴(kuò)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(fù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,總體上是向出料口方向前進(jìn)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(yùn)動(dòng)方式改為往復(fù)運(yùn)動(dòng),使得設(shè)備在有限的長(zhǎng)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(guó)內(nèi)外臥軸式攪拌機(jī)葉片結(jié)構(gòu)型式看，廣泛采用鏟片式，就單個(gè)葉片來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)平板，他通過(guò)攪拌臂與軸形成一體，使全部葉片呈螺旋線分布，葉片間沒(méi)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(diǎn)。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?yàn)槲锪吓c葉片之間的滑動(dòng)逐步不均勻，而且波動(dòng)，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(lái)看，鏟片式比螺旋帶式差。但鏟片式在以后的維護(hù)保養(yǎng)和維修過(guò)程中比較方便，并且葉片是標(biāo)準(zhǔn)化大批量生產(chǎn)，可以降低成本。所以，綜合考慮，該設(shè)計(jì)應(yīng)選用鏟片式葉片，整體結(jié)構(gòu)和葉片布置如下：19圖 2.5 雙臥軸攪拌機(jī)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 1 雙軸攪拌機(jī)葉片交錯(cuò)布置 2 單根軸上相鄰攪拌臂的相位角差為 390 兩軸上同序號(hào)攪拌臂達(dá)到攪拌區(qū)域相同位置相位差為 4135 攪拌臂與軸的連接方式為剖分式螺栓連接（在攪拌過(guò)程中，如有攪拌臂斷裂可以 5快速更換）2.4 攪拌筒尺寸及卸料方式確定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(shí)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(duì)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(yùn)動(dòng)方向總是沿著使葉片與襯板間隙由小變大的方向，即使卡20入了石子也會(huì)減少石子對(duì)葉片和襯板的破壞。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，攪拌機(jī)的出料容積與進(jìn)料容積之比為，幾何容積應(yīng)1500=0.6252400大于進(jìn)料容積，此外攪拌機(jī)還應(yīng)具備 10%的超載能力，所以取容積利用系數(shù)為：0.5j 則攪拌筒幾何容積為：=3000VVLj出料幾何取長(zhǎng)寬比，尺寸為：=1.3Ld33161.316 3 1.3=2.122 3.14Vlm 幾何則。2.1=1.651.31.3ldm（2）卸料方式的確定：目前臥軸式攪拌機(jī)主要采用傾翻室和底開(kāi)門式兩種卸料方式，由于 JS3000 的出料容量為 1500L，相對(duì)來(lái)說(shuō)容量較大，故采用底開(kāi)門式，既可使混凝土順利地在攪拌過(guò)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(diǎn)，操作也方便，故而采用底開(kāi)門式卸料。卸料機(jī)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(kāi)關(guān)等部分組成。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，一般設(shè)置為全開(kāi)、全關(guān)、半開(kāi)三種狀態(tài)，它便于控制卸料流速，卸料門的密封通過(guò)調(diào)整密封板的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。卸料機(jī)構(gòu)通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制，可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)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)有安全裝置，工人可以通過(guò)手工操縱安全手柄來(lái)打開(kāi)卸料門。卸料機(jī)構(gòu)如下圖所示：圖 2.6 卸料機(jī)構(gòu)1、 襯板 2、攪拌筒弧板 3、密封板 4、卸料門212.5 軸端密封軸端密封圖 2.7 軸端密封及支承1、O 形密封圈 2、金屬浮封環(huán) 3、長(zhǎng)軸套 4、轉(zhuǎn)環(huán)轂 5、浮動(dòng)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(dòng)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(gè)大截面 0 型密封橡膠圈 1。當(dāng)轉(zhuǎn)環(huán)轂 4 與支承座 8 相互壓緊后，兩個(gè)密封圈就產(chǎn)生彈性變形，被壓扁成橢圓形斷面。這樣，即密封了圓錐體外的空間，又岡密封圈的彈性使兩個(gè)浮封環(huán)產(chǎn)生相對(duì)的軸向力，使兩個(gè)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(dāng)兩個(gè)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(bǔ)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(qiáng)制式臥軸攪拌機(jī)其攪拌軸在拌合料面下工作，工作時(shí)攪拌軸相對(duì)攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)，砂漿易于侵入攪拌軸運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生磨料磨損及漏漿，所以軸端密封是強(qiáng)制式臥軸攪拌機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和重要部件。它支承著攪拌裝置，保護(hù)軸端處不漏漿，使攪拌軸支承軸承不受砂漿侵襲，延長(zhǎng)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(dòng)密封，系屬于端面機(jī)械密封的一種特殊形式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，端面密封壓力能自行補(bǔ)償，磨料介質(zhì)不易侵入，潤(rùn)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(dòng)密封由配合端面（平面或球面）經(jīng)過(guò)精加工（研磨）的兩個(gè)金屬浮動(dòng)環(huán)和兩個(gè)0 型密封橡膠圈組成。金屬浮動(dòng)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(dòng)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一22個(gè)大截面 0 型密封橡膠圈。當(dāng)轉(zhuǎn)換轂與支承座相互壓緊后，兩個(gè)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(gè)浮封環(huán)產(chǎn)生相對(duì)的軸向力，使兩個(gè)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(dāng)兩個(gè)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(bǔ)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2.6 襯板襯板攪拌機(jī)在對(duì)骨料進(jìn)行攪拌的過(guò)程中，由于砂石對(duì)攪拌筒壁會(huì)產(chǎn)生較大的磨損，所以為了減少磨損對(duì)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(fù)雜，但總的來(lái)說(shuō)都是一個(gè)“磨屑”脫離本體的過(guò)程，從磨削形成過(guò)程的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，大體分四種磨損類型：（1） 磨料磨損：由于硬顆粒或突出物的作用而造成物料遷移所導(dǎo)致的磨損。（2） 粘著磨損：兩個(gè)光滑的金屬表面在壓力下作相對(duì)滑行時(shí)，界面上的實(shí)際接觸面及其可能結(jié)合起來(lái)而形成粘著，這些粘著點(diǎn)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。（3） 腐蝕磨損：在腐蝕條件下，金屬表面形成一層腐蝕產(chǎn)物，在有相對(duì)滑行時(shí)，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。（4） 表面疲勞磨損：這種磨損是由于多次反復(fù)的加載和卸載而導(dǎo)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(kuò)展以及相互交割，可能使金屬表面開(kāi)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(shí)質(zhì)主要是磨料磨損，它導(dǎo)致了人力、能源和材料的大量消耗。因此人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到對(duì)磨料磨損、抗磨材料及磨料磨損機(jī)理研究的必要性和迫切性。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外抗磨材質(zhì)的發(fā)展取得很大進(jìn)步。攪拌機(jī)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態(tài)物料所組成的介質(zhì)中工作。在工作過(guò)程中，襯板除受到卵石等磨料的沖撞外，襯板還受來(lái)自磨料的兩種分力：一種是磨料對(duì)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(guò)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(duì)襯板磨損表面的切向力，這種力產(chǎn)生與磨料被攪拌機(jī)鏟片帶動(dòng)沿圓周以一定速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，使磨料和襯板磨損表面之間產(chǎn)生相應(yīng)的切向運(yùn)動(dòng)，結(jié)果造成磨料對(duì)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，23并被犁出許多溝線來(lái)，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 1-1 所示。在磨料的反復(fù)壓入和犁削下，導(dǎo)致材料的加工硬化，或其它變形使裂紋逐漸形成和擴(kuò)展，最終造成材料從表面脫落，使襯板磨損。當(dāng)襯板厚度減少到一個(gè)臨界值時(shí)，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(shí)也要具有較高的強(qiáng)度，既要有很好的耐磨性防又要止襯板的斷裂破碎，同時(shí)具有抗沖擊能力。圖 2.8 襯板的失效面貌一般攪拌機(jī)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(jià)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，但是一般的白口鑄鐵其耐磨性還不能滿足需要。因?yàn)?Cr/C 比是高鉻鑄鐵的一個(gè)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(xué)成分：參數(shù) 成分材質(zhì)CSiMnP S Cr Mo Cu低合金鑄鐵2.6-3.21.01.00.050.033.0-4.01.5-2.5高鉻鑄鐵2.4-3.21.01.00.050.0312-180.7-0.80.524鎳硬鑄鐵2.5-3.61.5-2.00.3-0.80.051.08.0-10.04.5-6.5一般攪拌機(jī)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(shí)難以通過(guò)熱處理來(lái)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(duì)成正比的態(tài)度?？梢杂脺y(cè)硬度的方式初步判斷其是否耐磨性，如果條件允許的話，可以使用磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)量相對(duì)的耐磨性，下表是 3 種鑄鐵的力學(xué)性能：洛氏硬度沖擊硬度抗彎強(qiáng)度相對(duì)耐磨度參數(shù) 項(xiàng)目材質(zhì)HRC2/J cm2/N mm1: X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(jiàn)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(qiáng)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(guò)來(lái) M7C2 型碳化物也保護(hù)了它周圍的基體，使其磨損減少，另外含鉻奧氏體顯微硬度較高，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(dāng)，當(dāng)時(shí)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。 25第第 3 章章 上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)由料斗、上料架、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)、行程開(kāi)關(guān)等組成，如圖 3.1 所示。圖 3.1 上料系統(tǒng)圖1、 滑輪 2、料斗 3、進(jìn)料料斗 4、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu) 5、上料架配料機(jī)構(gòu)配料完畢，由出料傳送帶機(jī)輸送到上料斗中。通過(guò)電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩經(jīng)過(guò)滑輪牽引料斗沿上料架軌道向上爬升。當(dāng)爬升到一定高度時(shí)，料斗門的一對(duì)滾輪進(jìn)入上料架水平岔道，斗門自動(dòng)打開(kāi)，物料投入攪拌筒內(nèi)。為保證料斗準(zhǔn)確就位，在上料架上裝有限位開(kāi)關(guān)，上限位裝置有兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，分別對(duì)料斗起限位和安全保護(hù)作用，下限位開(kāi)關(guān)設(shè)有兩個(gè)，當(dāng)料斗下降至地坑底部，料斗碰撞軌道下部第一限位時(shí)。彈簧杠桿機(jī)構(gòu)使下限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)停車。26第第 4 章章 機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架包括底架，支腿，梯子，欄桿等幾部分組成。4.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容機(jī)架設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容(1) 機(jī)架結(jié)構(gòu)方案的確定(2) 機(jī)架上所有部件之間相互位置的確定(3) 機(jī)架上所有部件與機(jī)架的連接方式及安裝位置(4) 機(jī)架外形尺寸的確定（要求運(yùn)輸寬度不超過(guò) 2.2 米）(5) 機(jī)架鋼結(jié)構(gòu)的選材，機(jī)架穩(wěn)定性的校核(6) 完成機(jī)架總成圖及零部件圖。4.2 底架的設(shè)計(jì)底架的設(shè)計(jì) 4.2.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求(1) 機(jī)架的重量輕，材料選擇合適，成本低。(2) 結(jié)構(gòu)合理，便于制造。(3) 結(jié)構(gòu)應(yīng)使機(jī)架上的零部件安裝，調(diào)整，修理和更換都方便。(4) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性好，還應(yīng)使機(jī)架本身的內(nèi)應(yīng)力小，有溫度變換引起的變形應(yīng)力小。(5) 抗振性能好。(6) 耐腐蝕，使機(jī)架結(jié)構(gòu)在服務(wù)期限內(nèi)盡量少維修。4.2.2 底架的材料選擇底架的材料選擇在材料的選擇及鋼結(jié)構(gòu)的選擇一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：(1)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，如連接方式，方法，結(jié)構(gòu)的重要性及其受力特點(diǎn)。(2)載荷的性質(zhì)，例如主要受的是動(dòng)載荷還是靜載荷等情況。(3)結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境及條件：如所處的溫度高低以及浸蝕的情況等。由于攪拌機(jī)機(jī)架承重比較大，所以選用強(qiáng)度良好的 Q235 碳素鋼來(lái)設(shè)計(jì)制造機(jī)架。受彎構(gòu)件的截面形式有工字鋼，槽鋼，彎曲薄壁鋼，組合梁等，在攪拌機(jī)機(jī)架中，載荷作用點(diǎn)接近扭轉(zhuǎn)中心，能保證截面不會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)等一些情況，所以采用槽鋼來(lái)焊接底架，其中有一些焊件考慮其受力很小用角鋼代替，槽鋼能起到節(jié)省材料的目的。274.2.3 底架的大體尺寸底架的大體尺寸底架的總長(zhǎng)度 2800，總寬度為 1680，為使制造節(jié)省材料，整機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，并同時(shí)滿足上料的要求，放置攪拌筒的兩根槽鋼長(zhǎng)度方向的距離為 1300，背對(duì)背放置，寬度方向兩根槽鋼面對(duì)面放置，兩背面之間的距離為 1680，其他的槽鋼間距具體尺寸如圖 3.1 所示。 圖 4.1 js3000 混凝土攪拌機(jī)機(jī)架底架284.2.4 確定攪拌筒偏離機(jī)架底架重心的距離確定攪拌筒偏離機(jī)架底架重心的距離 在整個(gè)底架上，電機(jī)減速箱安裝在一側(cè)，從各部件的自重考慮，不對(duì)稱的安裝造成整個(gè)底架失穩(wěn)的趨勢(shì)，所以攪拌筒的安裝位置中心必須偏向機(jī)架底架中心線，以保證整機(jī)在工作和運(yùn)輸時(shí)具有良好的穩(wěn)定性。利用攪拌筒對(duì)中心線的力矩來(lái)平衡，考慮此方法會(huì)引起底架在長(zhǎng)度方向的加長(zhǎng)，空間體積太大，不便于運(yùn)輸，利用移動(dòng)左右支腿（長(zhǎng)度方向）的方法更加簡(jiǎn)便。計(jì)算整機(jī)的重心位置：由查閱有關(guān)資料及手冊(cè)，可將各部件坐標(biāo)，重量歸納如下表：表 4.1 各部件重心及坐標(biāo)部件名稱攪拌筒上料架料斗減速器電機(jī)水泵電器箱帶輪聯(lián)軸器質(zhì)量 Kg1100330300415.517429263042.46坐標(biāo) mm 000108010151065-10201306852重心坐標(biāo)：=GiXGii =46.423026291745 .415300330110085246.42130630102026106529101517410805 .415 =288.14即整機(jī)重心在偏離攪拌筒中心線右側(cè) 288.14mm，由于左側(cè)常有人工在臺(tái)板上操作，加上欄桿的重量，大概整機(jī)的重心坐標(biāo)為 180mm.4.2.5 底架所受各力的分析計(jì)算底架所受各力的分析計(jì)算經(jīng)分析：底架示意圖上槽鋼 AB 受力最大，所以校核時(shí)按 AB 受力來(lái)設(shè)計(jì)。槽鋼 AB 所受的力的形式有：支腿在兩端的支持力,，攪拌筒支承壓力，,支承力加上上1N2N1F2F料架和料斗的壓力,減速箱結(jié)構(gòu)包括聯(lián)軸器，帶輪的簡(jiǎn)化重量，水泵的壓力，4F5F3F6F電器箱的壓力。7F由于整機(jī)重心位置偏移量不是很大，只有 180mm，無(wú)須將支腿向中間靠近。其它部件自重作用點(diǎn)及尺寸可由底架圖可知，可將 AB 看做受彎梁，其受力如下圖 4.2 所示： 圖 4.2 (1) 計(jì)算支承壓力，的大小1F2F其中 G=+ =1100+20002.3(1+10%)=2365 kg筒G料G29攪拌筒底架支撐對(duì)如下圖 4.3 所示:圖 4.3M,N 兩點(diǎn)為攪拌筒及料在左右支承中心，為 P,T 兩點(diǎn)的受力，且=，左右支承1F2F1F2F受力簡(jiǎn)圖如圖 4.4 下所示：圖 4.4=0 - 1095=0 zM1FzT2G =/1680=765.85 kg1F2110952365所以=765.85 kg1F2F(2) 計(jì)算支承壓力，的大小4F5F ，為料斗上升到最高位置時(shí)，料斗中的料已卸入攪拌筒中而料斗還未下降時(shí)料4F5F斗與上料架的重量壓在 AB 槽鋼上的力，又前面數(shù)據(jù)可知 =300kg， 上料架包括上料料斗G軌道，則上料架作用在底架槽鋼上的力為上料軌道架和其他部件的重量和，則有=2rl=218.522.70=100.0kg （r:槽鋼材料的試比重 18.52kg/m，出自機(jī)上料軌道架G械設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第一分冊(cè)） ，上料架上的其他部件如滑輪等估算重量為 56kg.則 上料架G=100.0+56=156kg 。30PQ 槽鋼受力示意圖 4.5： 圖 4.5為上料架及料在最高點(diǎn)時(shí)底架的估計(jì)重心，由于上料架的滑輪等裝置，料斗上升到最1O高位置時(shí)，合重偏靠 PT 方，則估計(jì)到第一槽鋼的距離為 530，并假設(shè)槽鋼 PQ 和 TZ1O上有兩支承點(diǎn) H、I。畫出受力簡(jiǎn)圖如下圖 4.6 所示：圖 4.6由則有：0kM1680 - （+ ）1150 =0AF21料斗G上料架G311680 - (300+156)1150 =0AF21= (300+156)1150/1680=156.07AF21所以 =156.07kgAF4F5F(3)計(jì)算減速器結(jié)構(gòu)對(duì)槽鋼 AB 的壓力3F由于皮帶輪與槽鋼的距離比較遠(yuǎn)，同時(shí)聯(lián)軸器重 43kg，皮帶和帶輪合重 35kg，減速器的重量為 415kg，由于皮帶輪好聯(lián)軸器的重量相近，可假設(shè)三者之和的作用中心為,2O合計(jì)重量為=503kg，受力示意圖如下圖 4.7：合G圖 4.7根據(jù)平衡條件 0)(HM 1150- 450/1150=03F合G代入數(shù)據(jù)得：=196.833F(4)計(jì)算電器箱對(duì)槽鋼 AB 的壓力7F電器箱對(duì)槽鋼 AB 的壓力為，電器箱的重量為 26，由底架各部件相對(duì)位置尺寸7F確定，電器箱的位置為，受力示意圖如下圖 4.8：3OQ圖 4.8 1680 G(1680205)=00)(QM7F =26（1680-205）/1680=22.837F32 所以 =22.837F(5)計(jì)算水泵對(duì)槽鋼 AB 的壓力6F水泵的重量為 29，由底架各部件相對(duì)位置尺寸確定，水泵的重心為，受力示意4O圖如下圖 4.9：(Z)圖 4.10 G(1680 -135)- 1680=00)(EM6F =29(1680-135)/1680=26.676F所以 =26.676F(6)計(jì)算槽鋼 AB 的總受力根據(jù)槽鋼 AB 的受力情況求二支承力 ，總示意圖如圖 4.11 所示：1N2N圖 4.11由=0 ，列出力矩平衡式：)(1NM395 +（+）795+2025（+）+2415+2475=28007F4F5F2F5F3F6F2N= 2N28002475271942415)156766(2025795)766156(3952333 =1035.6=-=2012.1-1035.6=976.51NiF2N4.2.6 求各點(diǎn)的力矩求各點(diǎn)的力矩因?yàn)閷⒉垆撘暈槭軓澚海瑒t求各力的彎矩，彎矩?zé)o論在指定截面的左側(cè)或右側(cè)，向上的外力產(chǎn)生正的彎矩，向下的彎矩產(chǎn)生負(fù)的彎矩。=0 g =9.8N/1NM=395=1035.6395=4090629.8=4008807.6N/=4008.8KNmmCM1N=795 -400=1035.6795-40022.83=706138.59.8=7139.67 KNmmDM1N7F=（2800-2025）-（2415-2025）-(2475-2025)EM2N3F6F=976.5（2800-2025）-196.83(2415-2025)-26.67450=655407.6259.8=6423.0 KNmm=(2800-2415)- (2475-2415)FM2N6F=976.5385-26.6760=3431.47 KNmm=(2800-2475)=976.5325=317362.59.8=3110.15 KNmmGM2N=0BM由以上的彎矩計(jì)算結(jié)果可以畫出 AB 槽鋼的受力彎矩圖，該槽鋼的受力彎矩圖如下圖4.12 所示： 圖 4.12由上示彎矩圖可以看出，最大彎矩為=7139.67 KNmm .maxM4.2.7 選材選材由以上計(jì)算可知，最大彎矩為=7139.67 KNmm ，此點(diǎn) D 為危險(xiǎn)點(diǎn)，D 的截面maxM為危險(xiǎn)截面，所以按設(shè)計(jì)。DM所選材料為普通碳素鋼 Q235，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知其屈服極限=225N/,b2mm34由于比重較大，而且工作環(huán)境較差，攪拌時(shí)的振動(dòng)較大，以及上面不可避免的要打孔，將會(huì)有應(yīng)力集中現(xiàn)象。為了保證工作和運(yùn)輸?shù)陌踩?，選取安全系數(shù)=1.8，則有：sn=125 N/ （由材料力學(xué)可知對(duì)型材可取=1.52.5）sbn8 . 12252mmsn截面系數(shù) =57.12 ，根據(jù)材料力學(xué)上冊(cè)附錄表 3 查取截面xmaxM12567.7139系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值 =87.1，選取槽鋼型號(hào)為熱軋普通型槽鋼 14b，14b 的有關(guān)數(shù)xx3cm據(jù)如下圖 4.13： 圖 4.13 槽鋼 14b 4.2.8 底架的校核底架的校核（1）校核 AB 槽鋼 校核其強(qiáng)度 表 3.2 14b 的尺寸 尺寸（）類型hbdtrir0z理論重量（/m）35由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取相關(guān)數(shù)據(jù)：b=60，h=140， t=9.5，一根截面對(duì)稱的梁，載荷作用在其最大剛度平面內(nèi)，當(dāng)載荷較小時(shí)，梁的彎曲平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的。由于外界各種因素會(huì)使梁產(chǎn)生微小的側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，在外界影響消失后，梁仍能恢復(fù)原來(lái)的彎曲和扭轉(zhuǎn)，沒(méi)有喪失繼續(xù)承擔(dān)載荷的能力。但這時(shí)如果外界載荷稍微增大一些，梁的變形就會(huì)急劇增加，并導(dǎo)致梁的破壞，這種情況表示梁?jiǎn)适Я苏w穩(wěn)定性。梁維持其穩(wěn)定性能承擔(dān)的最大載荷或最大彎矩稱為臨界彎矩。對(duì)于軋制槽鋼簡(jiǎn)支梁的整體穩(wěn)定系數(shù)，不論載荷的形式和載荷作用點(diǎn)在截面高度上的位置如何均可按下式計(jì)算：= （公式出自鋼結(jié)構(gòu)附錄）byfhlbt235570式中 h 槽鋼的截面高度b 槽鋼的翼緣高度t 槽鋼的平均腿厚度 材料的屈服極限yf對(duì)此槽鋼進(jìn)行校核：=0.86566（注：=225Mpa 由材料力學(xué)表 2-1 中查出）b22523514028005 . 960570yf=0.865660.6 ,應(yīng)由其相對(duì)應(yīng)的來(lái)代替。按鋼結(jié)構(gòu)附表查出相應(yīng)的bbb值。b=1.1-+bb4646. 0231269. 0b=1.1-+=0.72b86566. 04646. 023)86566. 0(1269. 0則有=113.85 =125 N/ ,即 AB 槽鋼單獨(dú)受力的整體xbM1max8710072. 01067.713932mm穩(wěn)定性滿足要求，強(qiáng)度滿足要求。并且 AB 槽鋼在底架中并不是計(jì)算的簡(jiǎn)支梁，而是和許多焊接件焊接后構(gòu)成底架，使底架的整體穩(wěn)定性得到進(jìn)一步加強(qiáng)，所以穩(wěn)定性完全可以14b1406089.59.54.751.6716.73336得到保證，強(qiáng)度滿足要求。為使槽鋼穩(wěn)定性更好，在槽鋼兩翼之間間隔的焊接了一些加強(qiáng)筋。 校核 AB 槽鋼的剛度校核了槽鋼的強(qiáng)度后，在工程應(yīng)用中，對(duì)受彎桿件還應(yīng)有剛度要求，即要求其變形不能太大，每個(gè)力作用在槽鋼上都可以簡(jiǎn)化成下圖圖 4.14，分別求其作用下槽鋼的撓度。 圖 4.14由公式=maxflIEblpb3)(2322注：公式出自材料力學(xué)上冊(cè)表 6-1 續(xù)表E 鋼材的彈性模量I 截面對(duì)主軸的慣性矩Q235 碳素鋼取 E=206 N/(鋼結(jié)構(gòu)表 2-6)3102mm有如下計(jì)算： =-0.16Cf28001086620600039)3952800(8 . 983.2242322310 =-2.25Df28001086620600039)7952800()07.15685.765(42322310 =2.24Ef28001086620600039)20252800()07.15685.765(42322310=-0.51Ff28001086620600039)24152800(28008 . 983.196423222310 =-0.049Gf28001086620600039)24752800(28008 . 967.26423222310=+maxfifCfDfEfFfGf37 =（0.16+2.25+2.24+0.51+0.049）310 =5.21310因?yàn)椴牧系脑S用撓度為之間，則取=5.6,因?yàn)?00l400lf500l5002800=5.215.6，因此剛度達(dá)到要求，并且此槽鋼并不是簡(jiǎn)支梁，且不可能產(chǎn)maxf310生各力最大撓度的重合情況，所以受力表示實(shí)際撓度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用撓度，此剛度達(dá)到要求，安全可靠。（2）其他槽鋼的校核經(jīng)估算和分析，其他槽鋼所承受的載荷最大也不會(huì)超過(guò) AB 槽鋼，故以校核完成，其他的不必再校核，進(jìn)行其他的剛度、穩(wěn)定性和強(qiáng)度的校核。 對(duì)于其他槽鋼，由于其所受彎矩小于槽鋼 AB,則其強(qiáng)度均可以保證。支腿安裝于槽鋼、上，槽鋼受力很小， ，所以不易產(chǎn)生抗剪切現(xiàn)象，而槽鋼受力很大，易發(fā)生剪切變形，所以要對(duì)此槽鋼進(jìn)行抗剪校核。由上述受力計(jì)算可知：=976.5，=1035.61N2N由公式 (公式出自材料力學(xué)上冊(cè) P180)bIQSzz*其中 Q 橫截面上的剪力b 截面寬度，b=60 槽鋼截面對(duì)主軸的慣