攪拌機總體及攪拌裝置結構設計開題報告

1、畢業(yè)設計（論文）開題報告課題名稱JZC350攪拌機總體及攪拌裝置結構設計系別：機械工程系專業(yè)：機械設計制造及其自動化班級：學生姓名：學號：指導教師：課題來源導師課題課題類別工程設計一、論文資料的準備設計攪拌機，我們得了解攪拌機的結構及其類型，發(fā)展過程及其遇到的問題，以及未來趨勢。攪拌機的結構攪拌機主要結構為馬達、減速機、機架；攪拌器包含聯軸器、轉軸、輪葉等，本頁面針對其大部結構簡單說明如下：1、馬達：馬達之選用除其最基本之輸入電源條件外，首當要注意其安裝環(huán)境，包刮室內、室外及攪拌物之物性閃火條件，分別指明屋內型、屋外型、防爆等級條件（安全增防爆或耐壓防爆）；甚至為氣動馬達等。本公司將針對不同環(huán)

2、境提供最專業(yè)與安全之選配。2、減速機：由於減速機種類繁多，結構與效率值異同，價格相對差異也大，安裝方式與現場空間可亦可能有所受限，本公司提供數十種不同機型，分別將負載之輕重機型搭配不同之減速機，一則節(jié)省成本，再則可提供高負載機型之需求。3、機架：由於液體混合中產生激烈之動負載，攪拌機之運動穩(wěn)定性及壽命取決於支撐機架之結構，轉速、黏度、容量等條件將是考慮因素。我們針對輕負荷、中負荷及重負荷均提供專用之型號，所有機架均采用精密加工以增加其穩(wěn)定運轉，全密閉設計并可完全保護配件受環(huán)境之腐蝕之顧慮，并延長其壽命。由於結構成本差異極大，幫客戶慎選合適機型可以達到既經濟又實用之目的。4、安裝貼版：直接與桶槽

3、接觸之法蘭面，容易受液體噴濺、氣體之腐蝕，因此材質之選擇極為重要。本公司可以為客戶打造最合適之安裝選擇。5、軸封：壓力容器、反應槽及有毒、惡臭等容器都必須做隔離與氣密，一般可為機械軸封、格蘭軸封、油封或特殊復合式隔離設備。并完整考量其適用材質、維修及運轉過程之冷卻條件等。6、聯軸器：連結傳動軸與攪拌器之穩(wěn)定運動，我們提供結構堅固之CF型凸緣式聯軸器，讓攪拌器能與攪拌機扎實又直線結合在一起，輕型攪拌設備并提供CO型套管式以供選擇。特殊運用時并可設計為專用之快速拆解設計。7、攪拌軸：可采實心軸或管材，經校直處里。於高轉速環(huán)境下可作精車或研磨加工，協(xié)助客戶選擇最適當之材質，設計最佳之軸徑搭配，并配合

4、做拋光或包襯處理。8、攪拌葉：攪拌器葉片之選擇決定其攪拌效果之優(yōu)劣，本公司備有數十種不同形式之葉片可供客戶選擇，并可針對特殊用途設計專用之葉片。舉凡材質選用、加工包覆處理皆可做最佳之服務。9、水中軸受：當攪拌器需要高速運轉、阻力極大之高黏度混合，或置放於較深之桶槽運動時，必須考慮於中段或底部支撐。除考慮其與液體接觸之防腐蝕材質及耐磨耗條件外，拆裝更換耗材簡易是本公司著重之設計重點。部份容器本身因涂裝及材質受限無法加裝支撐軸受條件時，本公司并可提供不同之設計。攪拌機的類型常見攪拌機按攪拌形式分類，見下表：反轉出料式/自落式/傾翻出料式碎攪拌機立軸式（垂直軸式）/強制式單軸/'臥軸式（水平

5、軸式）雙軸自落式攪拌機筒體是一圓筒，簡體內壁焊有攪拌葉片若干，由于筒體的旋轉，葉片上的物料被提升至一定高度再落下來，俗話說從上面摔下來，這樣反復地摔，以達到拌和物料的目的。從物理學上講攪拌過程即物體的位能向動能的轉化過程。它的結構特點是葉片和筒體沒有相對運動。反轉出料型是筒體兩端都敞著，一端正轉進料，攪拌也正轉，一端反轉出料，這是目前國內主要的自落式機型，經常能在小型建筑工地上見到。傾翻斗型攪拌部分結構原理與反轉出料型的一樣，不同的是筒體一端封閉，一端敞開,物料的進出都用此端，進料時口朝上，出料時口朝下。所以，每攪拌一次，攪拌筒要翻轉動一次。此種機型一般國內使用沒有反轉出料的多。目前主要有個別

6、生產攪拌站的廠家做配套主機用。立軸式（垂直軸式）強制式攪拌機，具攪拌軸是水平配置，它分單和雙臥軸兩種，這里要著重指出，并非小型攪拌機用單軸，大型攪拌機用雙軸。國外有大型攪拌站或樓，其主機容量很大，但它就配置單臥軸。因為單、雙兩者之間從結構上和攪拌情況上各有所長，不可能統(tǒng)一到一種機型上。當然，這里還有企業(yè)生產歷史和經驗，還有對發(fā)展方向上認識暫不統(tǒng)一，但有一點是可以肯定的，兩者的攪拌質量和能耗指標并無太大區(qū)別。國家建設部推廣產品機型是反轉出料型和雙臥軸型兩種攪拌機，但就目前市場供貨情況看，雙臥似乎多于單臥。攪拌機的發(fā)展過程混凝土攪拌機廣泛應用于工業(yè)和民用工程。不同類型的混凝土攪拌機可用來攪拌干硬性

7、混凝土、塑性混凝土、流動性混凝土、輕骨料混凝土及各種砂漿。今天我們就分類探討一下它們的發(fā)展歷史。自落式攪拌機有較長的歷史，早在20世紀初，由蒸汽機驅動的鼓筒式混凝土攪拌機已開始出現。50年代后，反轉出料式和傾翻出料式的雙錐形攪拌機以及裂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，加入拌筒內的物料，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構簡單，一般以攪拌塑性混凝土為主。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。最先出現的是圓盤立軸式強制混凝土攪拌

8、機。這種攪拌機分為渦槳式和行星式兩種。19世紀70年代后，隨著輕骨料的應用，出現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。具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的轉軸臂架上裝有攪拌葉片，加入拌筒內的物料，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。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連續(xù)稱量后送入攪拌機內，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，生產率高、其發(fā)展引人注目。隨著混凝土材料和施工工藝的發(fā)展、又相繼出現了

9、許多新型結構的混凝土攪拌機，如蒸汽加熱式攪拌機，超臨界轉速攪拌機，聲波攪拌機，無攪拌葉片的搖擺盤式攪拌機和二次攪拌的混凝土攪拌機等。攪拌機發(fā)展遇到的問題經過多年的發(fā)展，混凝土攪拌機械發(fā)展進步面臨著以下幾個問題：1、技術方面產品由粗狂型向精細型轉化的困難。多年的產品研發(fā)表現在混凝土攪拌機械的規(guī)格和型號上已經相當齊全(筆者稱其為粗狂型階段)，使得各企業(yè)決策者認為應有盡有，不知下一步需要在科研上再作哪些文章。而筆者認為對于國內的混凝土攪拌機械企業(yè)而言，現在是到了該靜下心來提升核心技術的時候了洗沙設備。專業(yè)技術人才培養(yǎng)的困難。由于混凝土攪拌機械行業(yè)的迅猛發(fā)展，加大了從業(yè)技術人員的流動，這雖然對整個行業(yè)

10、的進步起到了積極的作用，但對某個具體的企業(yè)來說卻未必是件好事，甚至有時會造成短時間的休克分級機。業(yè)內的企業(yè)也很難認識到或者根本不愿意在專業(yè)技術人才的培養(yǎng)上進行投資。2、產品創(chuàng)新競爭方面首先有必要能清楚“什么是企業(yè)的核心競爭力”浮選機。北大張維迎教授曾經對核心競爭力的特性作了界定，認為它必須具備五個特點：“偷不去、買不來、拆不開、帶不走和流不掉”。有人認為還要多加一項，變不了對輾破碎機。核心競爭力，固然需要以上五個特性，但更為重要的是，作為“核心”兩個字，本身就蘊含著一層意思，即“最關鍵的、最重要的"，所以它必須保障企業(yè)在相當長時期內都能夠通過核心競爭力獲得競爭優(yōu)勢。作為混凝土攪拌機械

11、企業(yè)要想在目前嚴峻的市場競爭中獲勝就必須具有以下幾點：(1)具有個性化設計的能力移動式破碎機。混凝土攪拌機械企業(yè)必須保有一定數量一定水平能進行整體方案設計的高級專業(yè)技術人員。眾所周知，混凝土攪拌機械是一個是擁有了高級專業(yè)技術人員和閑散資金后市場準入點相對較低的行業(yè)，該行業(yè)近年來的發(fā)展就充分證明了這一點圓盤造粒機。這是混凝土攪拌機械企業(yè)生存的必要條件之一，也是任何一個業(yè)內企業(yè)都無法回避的重要條件。(2)具有設計和制作攪拌主機的能力移動式破碎站。攪拌主機作為混凝土攪拌機和混凝土攪拌站的核心部位，是像人體的胃一樣重要的部件，它的質量決定了混凝土攪拌機和混凝土攪拌站的質量，換言之，商品混凝土的質量很大

12、程度上取決于攪拌主機的攪拌作用，這是它的使用價值所在。而企業(yè)是泛指一切從事生產、流通或者服務活動，以謀取經濟利益的經濟組織錘式粉碎機。既然混凝土攪拌機械企業(yè)作為一個經濟組織它當然也應以謀利為最終目的，攪拌主機則是混凝土攪拌機和混凝土攪拌站所有部件單元中利潤最豐厚的單元之一。因此，如果一個混凝土攪拌機械企業(yè)放棄了這一點就等于放棄了它最有力的武器磨粉設備。(3)具有設計和制作控制系統(tǒng)的能力?？刂葡到y(tǒng)或叫做控制單元，是混凝土攪拌機和混凝土攪拌站的另一核心部位，是像人體的大腦一樣，指揮著各機械部分按程序要求完成動作，生產出合格的混凝土復合破。它同樣也是混凝土攪拌機和混凝土攪拌站所有部件單元中利潤最豐厚

13、的單元之一。更為重要的原因是現代企業(yè)的競爭已經不是簡單的產品本身的競爭，而很大程度上已經表現為后市場的競爭即產品售后服務的競爭錘式粉碎機?；炷翑嚢铏C械企業(yè)只有擁有了設計和制作控制系統(tǒng)的能力，才真正意義上具備了對售出產品進行售后服務和升級改造的能力，同時在設備的招投標過程中也就具備了超前的競爭力。3、國際化方面曾在印度商品混凝土機械及市場分析一文中針對混凝土機械出口印度提出六點建議，現加以整理和擴展如下，作為對混凝土機械在國際市場上創(chuàng)出中國品牌的幾點看法，真誠希望能對國內企業(yè)走出國門有所幫助立式破碎機。(1)用穩(wěn)定固定型號的產品進軍國際市場。雖然混凝土機械是個個性化很強的產品，但為了維護我們共

14、同的國家信譽要敢于說“不”赤鐵礦選礦工藝。關于這一點我們確實應該向德國企業(yè)學習，德國企業(yè)對外銷售的產品基本上是相對成熟穩(wěn)定的產品，模式幾乎一成不變。這方面的例子只要大家用心比較分析以下就不難發(fā)現砂石生產線。這樣做至少有以下優(yōu)點：技術洽談簡單；產品故障率少；發(fā)貨組織簡單；售后服務簡單；便于長期合作。(2)國內的混凝土攪拌機械企業(yè)要想在國際市場上創(chuàng)出中國品牌，產品質量的可靠性穩(wěn)定將是任何一個企業(yè)不可迂回的首要任務節(jié)能球磨機。如果沒有穩(wěn)定的產品質量，則不管進入國際市場的先后都是死路一條，進去越早則死去得就越早。所以，無論哪個企業(yè)在進軍國際市場之前都應該仔細評估一下自身的實力，尤其是產品的可靠性。這樣

15、做的目的一是為了減少風險，而是為了降低占領國際市場后的售后服務費用。(3)安全性方面。產品進軍國際市場特別是進入歐盟市場一般必須取得CE認證，加貼CE標志的商品表示其符合安全、衛(wèi)生、環(huán)保和消費者保護等一系列歐洲指令所要表達的要求。CE代表歐洲統(tǒng)一(CONFORMITEEUROPEENNE),CE標志的意義在于：用CE縮略詞為符號表示加貼CE標志的產品符合有關歐洲指令規(guī)定的主要要求(EssentialRequirements,并用以證實該產品已通過了相應的合格評定程序和/或制造商的合格聲明，真正成為產品被允許進入歐共體市場銷售的通行證。有關指令要求加貼CE標志的工業(yè)產品，沒有CE標志的，不得上市

16、銷售，已加貼CE標志進入市場的產品，發(fā)現不符合安全要求的，要責令從市場收回，持續(xù)違反指令有關CE標志規(guī)定的，將被限制或禁止進入歐盟市場或被迫退出市場。(4)人性化方面。在多年和國外客人的技術交流過程中，發(fā)現國外客人不管是非洲、亞洲，還是歐洲，對于人機工程都會提出很多的要求，這可能是我們有太多的國家和行業(yè)標準還沒有和國際標準接軌的緣故吧，亦或許是國人喜歡差不多就行。因此，加強人機工程學的在混凝土攪拌機械中的應用也是國內企業(yè)走向國際市場必須惡補的一門課程。(5)控制系統(tǒng)方面。在所有進口和出口的設備中，控制系統(tǒng)的人機界面的友好性是很關鍵的一項技術，它關系著操作者對于設備能否正常使用的問題，說到底就是

17、設備的適應性問題。如果水土不服，不但給后續(xù)銷售帶來影響，還將可能因此而對礴公堂。另一個更為重要的問題就是控制系統(tǒng)所用電腦軟件的版權問題。也是不容忽視的大問題。總之，中國的混凝土攪拌機械行業(yè)的前途是光明，但發(fā)展的道路必將是曲折的，是坎坷的。需要我們從各個方面，抓住各個要點，努力奮斗鉆研，爭取設計出一批符合使用者各項要求，具有控制系統(tǒng)好、安全性能高、人們用起來舒服，方便的符合國際化要求的品牌混凝土機械。攪拌機的發(fā)展趨勢19世紀40年代，在德、美、俄等國家出現了以蒸氣機為動力源的白落式攪拌機，其攪拌腔由多面體狀的木制筒構成，一直到19世紀80年代，才開始用鐵或鋼件代替木板，但形狀仍然為多面體。188

18、8年法國申請登記了第一個用于修筑戰(zhàn)前公路的混凝土攪拌機專利。20世紀初，圓柱形的拌筒自落式攪拌機才開始普及，其工作原理如圖1.2所示。形狀的改進避免了混凝土在拌筒內壁上的凝固沉積，提高了攪拌質量和效率。1903年德國在斯太爾伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的預拌工廠。1908年，在美國出現了第一臺內燃機驅動的攪拌機，隨后電動機則成為主要動力源。從1913年，美國開始大量生產預拌混凝土，到1950年，亞洲大陸的日本開始用攪拌機生產預拌混凝土。在這期間，仍然以各種有葉片或無葉片的自落式攪拌機的發(fā)明與應用為主。自落式攪拌機依靠被拌筒提升到一定高度的物料的自落完成攪拌。工作時，隨著拌筒的轉動，物料被攪

19、拌筒內壁固定的葉片提升到一定高度后，依靠自重下落。由于各物料顆粒下落的高度、時問、速度、落點和滾動距離不同，從而物料各顆粒相互穿插、滲透、擴散，最后達到均勻混合。自落式攪拌機結構簡單，可靠性高，維護簡單，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，但攪拌強度不高，生產效率低，攪拌質量不易保證。此種攪拌機適于拌制普通塑性混凝土，廣泛應用于中小型建筑工地。按拌筒形狀和卸料方式的不同，有鼓筒式攪拌機、雙錐反轉出料攪拌機、雙錐傾翻出料攪拌機和對開式攪拌機等，其中鼓簡式攪拌機技術性能落后，已于1987年被我國建設部列為淘汰產品。隨著多種商品混凝土的廣泛使用以及建筑規(guī)模的大型化、復雜化和高層化對混凝土質量、產量不斷提出

20、的更高要求，有力地促進了混凝土攪拌設備在使用性能和技術水平方面的提高與發(fā)展。各國研究人員開始從混凝土攪拌機的結構形式、傳動方式、攪拌腔襯板材料以及攪拌生產工藝等方面進行改進和探索。20世紀40年代后期，德國ELBA公司最先發(fā)明了強制式攪拌機，和自落式攪拌機的工作原理不同，強制式攪拌機利用旋轉的葉片強迫物料按預定軌跡產生剪切、擠壓、翻滾和拋出等強制攪拌作用，使物料在劇烈的相對運動中得到勻質攪拌。強制式攪拌機工作原理如圖1.3,與自落式攪拌機相比，強制式攪拌機攪拌作用強烈，攪拌質量好，攪拌效率高，但拌筒和葉片磨損大，功耗增大。此種攪拌機適于拌制干硬性、輕骨料混凝土以及特種混凝土和專用混凝土，多用于

21、施工現場的混凝土攪拌站和預拌混凝土攪拌樓。根據構造特征不同，主要有立軸渦漿式攪拌機、立軸行星式攪拌機、立軸對流式攪拌機、單臥軸攪拌機和雙臥軸攪拌機等。圖1自落式攪拌機工作原理示意圖圖圖2強制式攪拌機工作原理示意圖隨著技術的發(fā)展，強制式攪拌機在德國的BHS公司和ELBA公司、美國的JOHNSON公司和REXWORKS公司、意大利的SICOMA公司和SIMEN公司、日本的日工株式會社和光洋株式會社等企業(yè)發(fā)展迅速，目前已形成系列產品。比如德國的EMC系列、EMS系列攪拌站和UBM系列、EMT系列攪拌樓，意大利的MAO系列攪拌站、MSO系列大型攪拌基地等。我國混凝土攪拌設備的生產從20世紀50年代開始

22、。1952年，天津工程機械廠和上海建筑機械廠試制出我國第一代混凝土攪拌機，進料容量為400L和1000L。20世紀70年代未至80年代初，我國為適應建筑業(yè)商品混凝土大規(guī)模發(fā)展的需要，在引進國外樣機的基礎上，有關院所廠家陸續(xù)開發(fā)了新一代Jz型雙錐自落式攪拌機、D型單臥軸強制式攪拌機。其中，JS型雙臥軸攪拌機在80年代初研制成功。80年代末，我國混凝土攪拌產品開發(fā)重點轉向商品混凝土成套設備，研制出了10多種混凝土攪拌樓（站）。經過引進吸收、自主開發(fā)等幾個階段，到本世紀初，國內混凝土攪拌機技術得到長足發(fā)展，在產品規(guī)格和生產數量上，都達到了一定規(guī)模，出現了一批具有自主知識產權的新技術，逐步形成了一個具

23、有一定規(guī)模和競爭能力的行業(yè)。2006年，我國生產裝機容量O.56m3的攪拌站2100多臺，已成為混凝土攪拌設備的生產大國。二、本課題的目的（重點及擬解決的關鍵問題）目的：本次畢業(yè)設計是對機械專業(yè)學生在畢業(yè)前的一次全面訓練，目的在于鞏固和擴大學生在校所學的基礎知識和專業(yè)知識，訓練學生綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學生獨立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳手段。畢業(yè)設計要求每個學生在工作過程中，要獨立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關技術問題。通過畢業(yè)設計，使學生掌握攪拌機的總體設計、拌筒的設計和計算等內容，為今后步入社會工作崗位打下良好的基礎。重點：1、攪拌葉片的設計攪拌葉片的形狀是根

24、據拌簡直徑、葉片安裝角度（軸向和徑向安裝角度卜葉片在軸向和徑向所占攪拌區(qū)域長度和葉片設定高度等參數設計的。其中，側攪拌葉片分左旋和右旋兩種。攪拌葉片的外緣利用拌簡直徑構成的圓柱體，通過曲線擬合得到?？紤]葉片與拌筒內壁的間隙大小對葉片使用壽命和攪拌能耗的影響，設計攪拌葉片的外緣與拌筒內壁的問隙04mm,并且成變間隙的楔形，見圖3。先接觸物料的前端間隙小于后端，相差1-2mm,利于集料一旦被卡后的釋放。圖3楔形間隙示意圖圖4攪拌臂和攪拌葉片結構對于攪拌臂和攪拌葉片的安裝設計，則都采用了抱瓦結構，通過螺栓的央緊作用分別固定在相應的攪拌軸和攪拌臂上，具體結構如圖4所示。試驗中，根據拌筒長寬比的不同和試

25、驗研究的要求，攪拌葉片的數量可以相應的增減；通過調節(jié)攪拌軸抱瓦，可以調節(jié)單軸攪拌臂相位和雙軸攪拌臂相位差；通過調節(jié)攪拌臂抱瓦，可以調節(jié)攪拌葉片的軸向安裝角。2、拌簡長寬比拌筒長寬比變化是通過在攪拌筒中橫置擋板實現圖4攪拌臂和攪拌葉片結構的，即保持拌筒寬度不變而對拌筒長度進行調節(jié)。擋板的形狀與攪拌筒橫截面是一致的，可以通過螺栓固定在與拌筒焊接的角鋼上，從而將拌筒由窄長形分隔為寬短形。樣機設計窄長形拌筒的長寬比為1.11,寬短形拌筒的長寬比為0.78。關鍵問題：攪拌機的結構，運動和工作參數的確定三、主要內容、研究方法、研究思路主要內容：1、設計任務：總體參數的選擇結構形式2、總體設計主要技術性能參

26、數設計原則3、拌筒的設計和計算拌筒的形式拌筒的容積及強度計算研究方法：首先，我們應該進行論文資料的收集與整理，對其進行有步驟的熟悉與理解。然后，結合所給資料和以往攪拌機的設計，找出各自優(yōu)缺點。設計出工作穩(wěn)定、重量適中、性能優(yōu)秀的攪拌機。研究思路：1、按照工藝條件、攪拌目的和要求，選擇攪拌器型式，選擇攪拌器型式時應充分掌握攪拌器的動力特性和攪拌器在攪拌過程中所產生的流動狀態(tài)與各種攪拌目的的因果關系。2、按照所確定的攪拌器型式及攪拌器在攪拌過程中所產生的流動狀態(tài)，工藝對攪拌混合時間、沉降速度、分散度的控制要求，通過實驗手段和計算機模擬設計，確定電動機功率、攪拌速度、攪拌器直徑。3'按照電動機功率、攪拌轉速及工藝