小型混凝土攪拌機畢業(yè)設計

目錄設計總說明-Ⅰ-DesignGeneralInformation-Ⅱ-第一章緒論-3-1.1混凝土攪拌機工程研究的目的及意義-3-混凝土的組成-4-攪拌的任務-4-設計混凝土攪拌機的意義-4-1.2國內外混凝土攪拌機的研究現狀及開展趨勢-5-1.3混凝土攪拌機設計內容-6-第二章技術設計任務書-7-2.1攪拌機設計的依據及參數-7-2.2攪拌機的工作范圍及用途-7-2.3攪拌機主要技術數據和參數-7-2.4混凝土攪拌機總體布局及結構概述-8-2.5攪拌機的關鍵技術-8-第三章攪拌機主參數及各部件的設計計算-9-3.1總體設計方案-9-混凝土攪拌機各個品種功能的比擬-9-混凝土攪拌機結構的選擇-10-3.2總體結構及工作原理-10-結構組成及工作原理-10-主要技術參數-11-3.3攪拌機主要部件的設計-12-攪拌裝置的設計-12-機架和攪拌筒的設計-13-3.4傳動系統(tǒng)的設計-13-電動機選擇及總傳動比確實定-13-3.4.2V帶傳動的設計-16-減速器的選擇-21-鏈傳動的設計-21-3.5主軸設計與計算-23-軸的計算過程-23-軸的強度校核-25-鍵與軸承的選擇-28-軸承配置-29-第四章攪拌機使用說明及平安防護-31-4.1攪拌機型號確實定-31-4.2主要結構及工作原理-31-攪拌機結構的組成-31-主要技術參數-32-4.3攪拌機使用的考前須知及保養(yǎng)-33-4.4攪拌機平安操作標準-33-總結-35-致謝-36-參考文獻-37-第一章緒論1.1混凝土攪拌機工程研究的目的及意義隨著改革開放的持續(xù)推進，我國經濟建設及科學技術的高速穩(wěn)步增長，城鎮(zhèn)化和新農村建設的大力開展，新農村和大城市根底設施建設、房地產商品房開發(fā)業(yè)務的快速開展，直接促進了混凝土生產產量的快速增長，機械化建設在施工中占據了重要的的地位。因此，加強混凝土的機械化生產，是提高生產效率，改善施工環(huán)境、提高建筑工程的質量和企業(yè)效益的重要保障[1]?；炷恋臋C械化生產直接改變了人工和散分攪拌的傳統(tǒng)生產方式，也是實現建筑行業(yè)現代化的重要變革。混凝土的機械化生產因其攪拌效果好而大大提高了工程的質量，加快和提高了生產速度，減輕了工人的勞動強度，與此同時，也因其節(jié)約了建筑施工的用地面積，提高了勞動條件，減少了環(huán)境污染和節(jié)約了混凝土原材料使人類受益匪淺。由于機械混凝土攪拌機是將一定比例的水泥、砂子、碎石(骨料)和水(有時還參加另外一些混合材料)攪拌成勻質混凝土的機械設備。不僅混凝土用量大，而且工作環(huán)境比擬惡劣，如果使用人工攪拌，不僅混凝土攪拌質量差、工人勞動強度大，而且生產效率低、粉塵對人體傷害嚴重。因此，現代混凝土攪拌設備已經在向高效能、高技術、自動化的方向開展，以此到達改善工作條件，節(jié)約原材料及提高生產效率的目的。由于許多單運動方式攪拌輸送機存在許多缺陷,普遍存在攪拌物料不均勻,混凝土拌合的質量差；另外工作時噪音也相對較大,特別是在物料混合攪拌等新型工藝上使用的攪拌式輸送機,根本滿足不了其工藝設計的要求而嚴重制約了其新技術和新工藝的推廣使用,因此，就急需一款結構簡單、操作方便，效率高且低本錢的新型的攪拌機來更新和替換舊式攪拌機,除此之外，而且也可以廣泛地使用于其他需要攪拌的行業(yè)。攪拌是混凝土生產過程中極其重要的一個環(huán)節(jié)，所以應使各組分原材料的運動軌跡在攪拌的過程中盡可能的穿插交錯混合，在整個混合物料中最大限度的產生摩擦，并盡可能提高各原材料參與運動的次數和相互交叉攪拌的頻率，為混凝土各個原材料充分混合和均勻分布創(chuàng)造最好的條件，因此，混凝土的生產應該逐步向機械自動化的方向開展和邁進[2]。小型攪拌機工程的研究與生產，是為了充分滿足各個市場對攪拌機的需求，以及完善各個產品的型號，適應小型根底設施和新農村建設以及滿足需要攪拌機行業(yè)的要求。它是在一個相對封閉的工作環(huán)境中，對各個原材料進行充分的攪拌和輸送，到達對混凝土充分攪拌混合的效果，并且較少了環(huán)境的污染，還能夠改善建設施工條件的局限性，維護建設工作人員的身體健康，降低一線工作人員的勞動強度，提高建筑施工的效率，減少建設過程中對環(huán)境造成的破壞與影響，到達保護環(huán)境和節(jié)約原材料的目的。1.1.1混凝土的組成混凝土作為現代化建設當中用量最多的建筑工程材料，被廣泛用于國防、工農業(yè)、水利交通設施、房地產開發(fā)和新農村建設等設施建設當中，在我國經濟開展中占有不可或缺的地位。這里我們所說的混凝土指的是水泥混凝土，它主要是由砂子和水泥、碎石和水按照一定的比例配合，經過混合攪拌、澆筑和振搗凝結而成的一種人造的建筑石材。其中水和水泥起凝結作用，石頭和砂子起骨架梁柱填充的作用，水泥漿覆蓋在砂的外外表，并且填充到砂子之間的縫隙當中成為水泥砂漿，水泥砂漿又覆蓋在碎石的外外表，填充著碎石的縫隙。當水泥漿脫水凝固后，將砂子和碎石頭牢固地凝結在一起形成一個完整的組合體，從而使混凝土具備了足夠的強度以及其它一些非常重要的力學性能[3]。1.1.2攪拌的任務強度是混凝土重要的力學性能，混凝土強度主要取決于混合物料結合面間的結構。通常攪拌機攪拌的主要是一下幾點：(l)使各組分原材料混合均勻，在整個混合料中到達宏觀和微觀上的均勻分布，；(2)破壞水泥粒子外表的初始水化物薄膜包裹層，促進水泥顆粒與其他物料以及顆粒的結合，從而形成理想的水化產物；(3)打破水泥分子和粒子的集聚，使水泥顆粒外外表被水潤濕，促進擴散的開展；(4)由于混合物料外表常常包裹一些比擬薄的粘土和灰塵，不利于混凝土結合界面的快速形成，因此，我們應使混合物料中的各個原材料在攪拌過程中盡可能多的進行相互碰撞和交叉摩擦混合，從而減少灰塵對混凝土結合界面的影響，到達更加凝結的作用；(5)提高各組分混合原材料運動軌跡相互交錯的概率以及參與運動的次數，從而使混凝土快速的到達均勻[4]。1.1.3設計混凝土攪拌機的意義綜上所述可以給混凝土攪拌機工作原理一個合理的說明：應使處于攪拌過程中的混合原材料的運動軌跡在交集的地方盡可能多的進行相互穿插交錯，使其在混合的過程中最大額度地進行交叉摩擦，并且不斷提高各個原材料參與運動的次數以及運動軌跡相互交錯的概率，從而為混合材料實現宏觀和微觀的均勻分布制造最好的條件。強制式混凝土攪拌機作業(yè)時一般攪拌筒身固定，攪拌機葉片隨著主軸連續(xù)轉動，對混合物料進行強制擠壓、翻轉和拋擲使混凝土各組分原材料拌和均勻的目的。因此，為了使混凝土拌和均勻，攪拌機必須具備以下幾點：(1)能使混凝土各組分原材料攪和均勻分布，使水泥漿均勻包裹在碎石的外表;(2)能將攪和后的混凝土均勻的卸出;(3)混凝土拌和以及出料的時間短(4)占地面積小;節(jié)約空間;(5)功率消耗小，符合環(huán)保要求[6]。而決定混凝土攪拌質量的主要有以下幾個原因:(1)混凝土攪拌機攪拌筒幾何容積與出料容量的比率，即容積利用比例;(2)混凝土攪拌機的結構形式和它的攪拌速度;(3)攪拌葉片長時間工作磨損的狀況及耐磨性;(4)到達混合均勻的混凝土所需要的攪拌時間;(5)各種原材料的加料的先后順序[7]。1.2國內外混凝土攪拌機的研究現狀及開展趨勢在攪拌機興起的初期，自落式攪拌機在建筑行業(yè)占據了重要的地位。但是隨著建筑行業(yè)對混凝土攪拌質量的不斷提高，逐步開展了新型強制式攪拌機。強制式攪拌機又被分為臥軸和立軸這兩大類。國內幾乎所有的強制式攪拌機都是這兩種形式的[8]。臥軸式攪拌機又稱為圓槽式攪拌機，是70年代開展起來的一種新型攪拌機，它被分為雙軸式和單軸式兩種系列產品，這種形式的攪拌機具有強制式和自落式兩種攪拌機的性能，這種攪拌機攪拌葉片的運動速度比渦漿式攪拌機的運動速度要小，因此，這種臥軸式攪拌機要比渦漿式攪拌機的耐磨性能高[13]。立軸式攪拌機又被稱為渦漿式強制式攪拌機，這種攪拌機是被固定放置在圓盤的正中央，并且裝有一個由減速器驅動的轉子臂架，在臂架上裝有內外壁鏟刮葉片和攪拌葉片，依靠各組攪拌葉片不同的安裝角度和安裝位置，通過電動機的帶動對在轉子和圓盤之間的混凝土原材料進行強烈的混合攪拌[14]。 雙臥軸式攪拌機是伴隨著混凝土施工工藝的改良而漸漸開展起來的新型攪拌機。從20世紀50年代初期相繼在德國和美國出現，但因雙臥軸式攪拌機軸端密封技術的不理想不完善，以致其開展得到約束、根本處于停滯不前的狀態(tài)。直到70年代初期，軸端密封技術得到了飛速的開展，雙臥軸式攪拌機在很多國家又重新重視起來，并且得到快速開展，并且形成多個型號的產品。與此同時，我國于20世紀80年代末期也成功研制了雙臥軸式攪拌機，而且快速開展并得到廣泛的應用，在數量和規(guī)格上，都大大超過了其它型號的攪拌機[15]。德國ELBA公司研制生產的單臥軸攪拌機。它不僅結構緊湊、功率消耗小、葉片襯板耐磨性能好，而且具有滿負荷啟動的能力和攪拌輕質混凝土的優(yōu)點。雙臥軸攪拌機的核心部件是攪拌裝置，以及混凝土生產效率的上下，拌合后混凝土質量的優(yōu)劣，維修使用費用的上下都與它息息相關關。攪拌機構是由攪拌葉片、兩根向相反方向運動的攪拌軸和水平放置的圓筒槽組成的。攪拌葉片與主軸的中心線形成一個相對應的角度，，當攪拌軸隨著電動機轉動時，攪拌葉片一邊帶動混凝土原材料作相應的圓周運動，不斷翻滾，與此同時在攪拌葉片重疊的地方；混合原材料在兩軸的交集處互相交換；另一邊推動著混合原材料沿著攪拌軸運動的方向，連續(xù)不斷作著的來回往復的旋轉平面運動[10]。1.3混凝土攪拌機設計內容〔1〕攪拌機機構的總體研究方案和設計混凝土攪拌機設備主要由電動機、傳動機構、機架、攪拌裝置等組成。傳動機構主要由鏈傳動、帶傳動、減速器和電動機所組成。機架是整個攪拌機的支承部件，是由鋼管和槽鋼通過焊接制作而成。攪拌機構主要由攪拌鏟片、攪拌軸和攪拌筒組成，攪拌鏟片被固定在攪拌臂上與攪拌軸形成一體，攪拌鏟片與攪拌筒底部的縫隙可以進行微量的修整?！?〕攪拌機構的設計攪拌機構是安裝在軸套上的鏟片式葉片，葉片伴隨軸的轉動而運動，從而對攪拌筒內的物料進行循環(huán)往復的攪拌，通過攪拌使個組分原材料拌合均勻，同時攪拌臂凸出向上，起到來回攪拌上方個組分混合原材料的作用?！?〕傳動機構的設計傳動系統(tǒng)是通過V帶傳動和鏈傳動來傳遞力矩和運動的。電動機輸出的轉速通過V帶傳動傳遞到減速器，減速器又通過鏈傳動將轉速傳遞給混凝土攪拌機的主軸，主軸帶動軸套轉動，軸套轉動帶動攪拌葉片運動，從而完成攪拌的工作。第二章技術設計任務書2.1攪拌機設計的依據及參數我國市場上現有攪拌機的品種型號較多，但是根據其攪拌機的機構以及對攪拌混合原材料方式的不同，因而對各式攪拌機的要求也是不一樣的，根據現有攪拌機的攪拌的原理和機構的形式，由于攪拌機攪拌的對象主要是砂子、水泥、碎石等建筑工程材料，為了進一步延長混凝土攪拌機的使用壽命，軸承處的密封要連接緊密，拌和的效果要好，設計的結構布局要合理，操作簡單以及使用維修方便，工作時要與地面接觸平穩(wěn)，因此我們依據這些必備的要求設計了該型號的混凝土攪拌機。2.2攪拌機的工作范圍及用途由于我國房地產開發(fā)、城鎮(zhèn)化和新農村建設的迅猛開展，直接促進了混凝土產量的增長，因此混凝土機械設備在混凝土生產的過程中中占據了至關重要的位置?；炷翑嚢铏C的用途：用機械化來代替人工攪拌和生產混凝土，廣泛適用于建筑行業(yè)、工作實驗室、道路施工、水利交通，也可以用在其他需要將多種原材料進行混合攪拌均勻后使用的行業(yè)。2.3攪拌機主要技術數據和參數表1技術數據工程數據.進料容量80L最大出料容量50L.攪拌筒內徑800mm攪拌葉片轉速30r/min葉片距筒底的間隙3-5mm拌料粒徑5~30mm電動機功率4kw2.4混凝土攪拌機總體布局及結構概述攪拌機主要由機架、攪拌機構、傳動系統(tǒng)等組成。機架是攪拌機的支承部件，由鋼管和槽鋼通過焊接制作而成。攪拌機構主要由攪拌筒、攪拌軸和攪拌鏟片所組成，攪拌鏟片被固定在攪拌臂上和攪拌軸形成一個整體，攪拌鏟片與攪拌筒底部縫隙可以進行少量的修整。傳動系統(tǒng)主要由V帶傳動、鏈傳動、電動機、減速器等組成。2.5攪拌機的關鍵技術(1)傳動機構原材料的篩選、加工與生產：傳動部件所選用的原材料它具有的強度和硬度要適中，沒必要過大，但也不能太小，防止造成過多的浪費，而其結構的形式要簡單，盡量減少機構零件批量生產的加工難度，盡可能多的選用國家標準零件，方便后期的維修和更換。(2)混凝土攪拌機結構的總體布局：混凝土攪拌機主要通過機架的支承而放立在水平面上運轉工作，因此混凝土的整體高度不能太高，以保證攪拌機能平穩(wěn)的工作，結構的布局也應盡可能的合理緊湊，方便使用。(3)噪音和灰塵的控制：為了降低噪音、灰塵對工作環(huán)境的的影響和污染，我們相應的在混凝土攪拌機筒體的上方加裝了一個筒蓋，雖然不能消除噪音和灰層的污染，但是對噪音的降低以及灰塵的減少還是能夠起到非常好的效果。(4)平安技術：必須保證攪拌機在正常工作使用情況下，對人體健康不造成危害。第三章攪拌機主參數及各部件的設計計算3.1總體設計方案3.1.1混凝土攪拌機各個品種功能的比擬混凝土攪拌機主要由動力裝置、加料和卸料裝置、供水系統(tǒng)、攪拌筒、攪拌機構、傳動裝置、機架、支承機構等組成。從攪拌機運動方式及結構的形式可大致分為兩大類:一個是通過鋼齒輪傳動來充分帶動某一種形狀的筒體(圓錐體或圓柱體等)的旋轉來到達使物料攪拌均勻的效果；而另一個那么是單運動的軸式傳動，在軸上(單軸或雙軸)安裝各種各樣的攪拌葉片(螺旋形或長錐形等),并通過攪拌葉片轉動來均勻拌合物料。按出料方式的不同可分為非傾翻式和傾翻式兩種；按攪拌機攪拌拌筒結構形式的不同可分為圓盤立軸式、圓槽臥軸式、雙錐、鼓筒式等；按工作性質的不同又可分為間歇式和連續(xù)式；按攪拌原理的不同分為連續(xù)式、強制式和自落式；按安裝方式可分為移動式和固定式兩種。連續(xù)式混凝土攪拌機裝有螺旋狀攪拌葉片，各種材料分別按照配合比經連續(xù)稱量后送入攪拌機內，攪拌好的混凝土從卸料口連續(xù)向外輸出。這種攪拌機的攪拌時間短，生產效率高、并得到迅速開展。自落式攪拌機：早在二十世紀初期，蒸汽機帶動動的鼓筒式混凝土攪拌機就已經出現。隨著科學技術的開展，傾翻出料式和反轉出料式的雙錐形攪拌機以及立筒式攪拌機等相繼出現并取得快速開展。自落式混凝土攪拌機工作機構是筒體，沿筒內壁圓周安裝假設干攪拌葉片。工作時，將物料投入攪拌筒內，筒體繞其自身軸旋轉，靠攪拌筒的旋轉，由筒內的攪拌葉片將物料推到一定的高度后，物料靠自重墜落下來，反復對物料進行攪拌而加工成勻質混凝土。這種攪拌機特點是攪拌強度不大，效率低，一般以攪拌普通塑性混凝土為主。強制式攪拌機：圓盤立軸式攪拌機是最早出現的強制式混凝土攪拌機。隨后得到了快速的開展與應用。這種攪拌機分為行星式和渦槳式兩大類。隨著后期輕原材料的應用與推廣，出現了圓槽臥軸式強制混凝土攪拌機，它又可分雙臥軸和單臥軸式兩種，同時具備自落和強制兩種攪拌機攪拌的特點。因其攪拌葉片的運動速度小、耐磨性能好以及能耗少而獲得了市場的大量推廣和使用。強制式混凝土攪拌機的攪拌機構是水平式設置在筒內的攪拌軸，軸上安裝攪拌葉片，工作時，強制式混凝土攪拌機的攪拌筒固定不動，參加拌筒內的各種原材料，物料在攪拌葉片的強制攪動下進行強制式的擠壓、翻轉、剪切，使拌合料在劇烈的相對運動中到達拌和均勻。這種攪拌機比自落式攪拌機攪拌的質量好，效率高，因此主要適用于攪拌干硬性混凝土和普通塑性混凝土[12]。3.1.2混凝土攪拌機結構的選擇臥軸式攪拌機：攪拌筒內徑相對而言都做的比擬大，骨料被甩向攪拌筒外壁，通過離心力的作用使混凝土拌料分崩離析，而且加水量不易控制，攪拌力量小，使物料攪拌不夠充分。立軸式攪拌機：主要通過筒內轉軸的帶動葉片旋轉強制式攪拌，使拌合料在劇烈的相對運動中到達拌和均勻。除此之外，立軸式攪拌機的攪拌筒中央裝有一軸套，用于放置攪拌機構，連接傳動機構，結構緊湊，傳動機構下置，潤滑和密封性能好。綜上所述，立軸式攪拌機不僅結構簡單、制作本錢低、拌合質量好，而且易于操作和控制。因此本次設計的是一臺高效立軸式混凝土攪拌機。3.2總體結構及工作原理3.2.1結構組成及工作原理本次設計的混凝土攪拌機主要組成局部為：動力裝置、傳動系統(tǒng)、攪拌裝置、機架等。整體結構如圖1所示：圖1攪拌機總體結構示意圖1.主動鏈輪2.電動機3.主動帶輪4.從動帶輪5.減速器6.筒體7.從動鏈輪8.攪拌體9.攪拌軸10.圓錐滾子軸承11.機架12.出料抖本次攪拌機設計的工作原理是：電動機輸出的轉速通過V帶傳動傳遞到減速器，減速器與攪拌軸通過鏈傳動帶動軸的旋轉，軸上安裝有攪拌葉片隨軸的旋轉對混合物料進行強制攪拌，從而到達拌合均勻的目的。主要技術參數攪拌機主要技術參數見表2。表2技術參數表工程數據.進料容量80L最大出料容量50L.攪拌筒內徑800mm攪拌葉片轉速30r/min葉片距筒底的間隙小于5mm拌料粒徑5~30mm電動機功率4kw3.3攪拌機主要部件的設計3.3.1攪拌裝置的設計立軸式強制攪拌機是通過攪拌軸帶動攪拌葉片的旋轉運動，從而帶動物料進行劇烈拌合運動的攪拌機。其葉片伴隨著豎直軸進行圓周運動;攪拌葉片有螺旋帶式和鏟片式兩種形狀，可以根據需要進行選擇。一般的立軸式強制攪拌機的鏟片式攪拌葉片外表形狀通常為平面,在工作時,混合拌料對平面式攪拌葉片的阻礙作用過大，長時間運轉消耗的功率大，不利于節(jié)能，而且攪拌質量差。另外平面式鏟片對混合拌料只有推動的效果,沒有翻滾的作用，所以攪拌混合效率很低。攪拌葉片安裝的角度直接影響著攪拌機均勻拌合性能的好壞,對混凝土的質量以及生產的效率都起著決定性的作用,并且攪拌葉片安裝的角度與攪拌機其他的一些參數聯(lián)系緊密，任何一個參數的改變都會影響攪拌機整體攪拌的性能。葉片安裝角：是指攪拌葉片斜面與攪拌軸線之間的夾角。葉片安裝角理論分析：當安裝角過小時，攪拌葉片主要帶動混合物料圍繞著攪拌軸轉動，卻缺乏必要的軸向運動，攪拌葉片與攪拌軸平行變成一塊平板起不到攪拌作用；當安裝角過大時，攪拌葉片推動混合物料橫向運動的力缺乏，攪拌葉片就與攪拌軸形成一塊垂直的平板，同樣也沒有攪拌的能力。綜上所述，攪拌葉片必須與攪拌軸形成一個各方面都比擬適宜的角度來安裝,能夠使混合料在運動的過程中受到縱向和橫向的力都比擬大，并且消耗的功率小，拌合的質量好以及攪拌的效率高。故本次設計的攪拌機采用的葉片安裝角為45度[6]。圖2攪拌葉片安裝的角度機架和攪拌筒的設計機架是整個混凝土攪拌機的支承局部，它承受了攪拌機所有的力〔電動機、減速器、傳動裝置、攪拌裝置、攪拌筒體、物料等的重力以及軸的應力〕。機架是混凝土攪拌機平穩(wěn)運轉以及穩(wěn)定工作的根底。因此，不管機架是從材料的選擇上還是結構形式的選擇上，都應該使用強度大的材料與牢固穩(wěn)定的結構。攪拌機機架是用槽鋼和鋼管加工而成，通過焊接在攪拌筒底部用來起支承作用的。攪拌機筒體是由熱軋鋼板通過卷曲焊接而成,在攪拌筒上方配有筒蓋，攪拌筒底部有出料口，當需要出料時，只要轉動料門手柄，翻開出料口，均勻混合的拌料即沿出料口快速卸出。攪拌筒的筒體高為H=310mm，直徑為D=800mm，筒壁的厚度為3mm。3.4傳動系統(tǒng)的設計電動機選擇及總傳動比確實定電動機的功率計算：—電動機實際所需的輸出功率?！獢嚢铏C所需功率?！妱訖C到工作機的總效率。攪拌機所需工作效率，應由工作阻力和運動參數計算求得：—攪拌葉片攪拌時所需的外力矩〔N.m〕。n—攪拌葉片轉速〔r/min〕。f—混凝土與攪拌葉片的磨檫系數f=0.62取攪拌葉片轉速30r/min。其中混凝土攪拌機在工作時，其攪拌功率主要用于克服混凝土物料在攪拌時產生的離心阻力矩及攪拌葉片受到摩擦阻力矩。為討論方便，現假定最惡劣的工作狀況，即全部物料傾向拌筒的外側，求這種情況下的攪拌功率。外力矩M的計算：—攪拌時拌合料所產生的偏心阻力矩；—攪拌時物料所產生的滾動摩擦阻力矩；式中—拌合物料總質量；V—攪拌筒容積；ρ—拌合料容重；H—拌合料重心至拌筒中心的距離mm；因為混合料在攪拌筒內為一水面，且以攪拌時均沒有溢出原那么，故攪拌的過程中均為h.攪拌時攪拌物料所產生的偏心阻力矩攪拌時拌料所產生的慣性摩擦阻力矩式中—個攪拌葉片所受到滾動正壓力;K—滾動摩擦力臂;R—攪拌筒半徑,r—物料離心半徑;在攪拌機運動的過程中，電動機與減速器之間通過V帶傳動連接，減速器與攪拌軸之間通過鏈傳動連接，軸上安裝有一對軸承，查《機械設計實用手冊》得：表4各傳動部件的傳動效率類別傳動形式效率〔%〕帶傳動V帶傳動0.96軸承滾動軸承0.98鏈傳動雙排鏈0.99減速器蝸桿減速器0.95從而可計算出從電動機至攪拌機主軸傳遞的總效率為===0.885—電動機實際所需的輸出功率。電動機是攪拌機重要的動力裝置：攪拌機主要依靠電動機的運轉帶動減速器的轉動，進而帶動攪拌軸的旋轉。在攪拌的過程中，由于物料在混合的過程中不停地消耗動力，因此，強制式混凝土攪拌機的生產效率決定了電動機的功率[3]。異步電動機具有結構簡單、維修方便、工作效率高、重量輕、本錢低、負載特性較硬等特點。又由于該混凝土攪拌機實際所需的輸出功率為，綜合考慮各方條件，暫選電動機型號為，其額定功率為，轉速為，額定轉矩，最大轉矩。電動機的轉速為1440r/min而攪拌軸的轉速是30r/min，所以攪拌機的總傳動比為48。各級傳動比分配為：帶傳動的傳動比是2，減速器的傳動比是12，鏈傳動的傳動比是2。因此可得攪拌機的主軸功率：=40.885=3.54kw3.4.2V帶傳動的設計帶傳動是一種撓性傳動，不僅具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在多軸和大的軸間距間傳遞動力，而且擁有造價低廉、不需潤滑、維護方便等優(yōu)點，在我國機械設備的傳動中應用非常廣泛。帶傳動通常由主動輪、從動輪和張緊在兩輪上的環(huán)形帶組成。當主動帶輪轉動時，利用傳動帶和帶輪間的嚙合作用或者摩擦，將轉速和動力通過傳動帶傳遞到從動輪。按照工作原理的不同，帶傳動可分為嚙合型帶傳動和摩擦型帶傳動。在摩擦型帶傳動中，依據傳動帶的橫截面形狀不同，又可分為楔帶傳動、V帶傳動、圓帶傳動和平帶傳動。因此本次畢業(yè)設計所選用的是V帶傳動。V帶傳動是靠V帶的兩側面與輪槽側面壓緊產生摩擦力來進行動力傳遞的。與平帶傳動相比，V帶傳動的摩擦力大，因此可以傳遞較大的功率。V帶較平帶結構緊湊，而且V帶是無接頭的傳動帶，所以傳動較平穩(wěn)，是帶傳動中應用最廣的一種傳動。一、V帶設計計算〔1〕確定計算功率查《機械設計》表查得工況系數=1.3，故：1.1×4=4.4kw〔2〕選擇V帶型號根據、由《機械設計》圖可以選擇V帶型號為A型?！?〕確定帶輪的基準直徑并驗算帶速v初選小帶輪的直徑。根據《機械設計》表和表選取小帶輪直徑又因為=，故取小帶輪基準直徑=驗算帶速，根據《機械設計》式驗算帶的速度V==帶速一般為，故帶速適合。計算大帶輪的基準直徑計算大帶輪的基準直徑，根據《機械設計》式V帶的傳動比，取。那么：=。據表8-8，圓整=?！?〕確定V帶的中心距和基準長度，依據《機械設計》式〔8-20〕初定中心距=。由《機械設計》式由《機械設計》表選取帶的基準長度=根據《機械設計》式計算實際中心距。計算得:?！?〕驗算小帶輪上的包角故符合要求。〔6〕計算V帶的根數Z，計算單根V帶的額定功率由和，查機械設計書表得根據，=2和A型帶查表得，查表得，由表得，所以計算V帶根數Z：故取4根?！?〕計算單根V帶的初拉力的最小值，由《機械設計》表8-3得A型帶的單位長度質量,于是應使帶的實際拉力?！?〕計算壓軸力，壓軸力的最小值為。二、V帶輪的結構設計〔1〕V帶輪的設計要求設計V帶輪時應滿足的要求有：質量小、結構工藝性好、無過大鑄造內應力，質量分布均勻，輪槽工作面要精細〔外表粗糙度一般應為3.2〕，各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使帶的載荷分布較為均勻，以減少帶輪的磨損?！?〕V帶輪材料的選擇由上述可知，因為V帶輪的轉速較低，所以帶輪常用帶輪材料為HT150或HT200?！?〕帶輪的結構形式V帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成。根據輪輻結構的不同，V帶輪可以分為實心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式。V帶輪的結構形式主要與V帶輪的基準直徑有關，并且V帶輪輪槽的尺寸依據V帶的型號來決定。因此V帶輪的結構設計如下：當時可采用輪輻式；當同時時，可采用孔板式；當〔軸徑〕時，可用實心式；當時，可采用腹板式?！?〕V帶輪輪槽的設計V帶輪的輪槽與V帶選擇的型號相對應，查《機械設計》表。V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化，為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密結合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于。V帶輪安裝到輪槽中以后，一般不應超出帶輪的外圓，也不應與輪槽底部接觸，為此規(guī)定了輪槽基準直徑到外圓和底部的最小高度和。輪槽工作外表粗糙度為3.2或1.6。表3帶輪參數工程符號YZABSPYSPZSPASPB基準寬度5.38.511.014.0基準線上槽深度1.62.02.753.5槽間距80.3120.3150.3190.4第一槽對稱面至端面的距離7181最小輪緣厚55.567.5帶輪寬外徑主動帶輪計算：根據，第一槽對稱面至端面的距離：，槽間距：，基準線上槽深度：，，最小輪緣厚：，基準寬：。取，，輪緣寬度：=。在總要求范圍內。槽寬：。頂圓直徑：。根據電動機軸徑：，軸伸長度：。，取，取輪緣寬;。而，所以采用實心式帶輪。從動帶輪計算：，從動輪的設計方法與主動輪根本相同，只是輪轂與軸配合處的直徑由軸的直徑確定。第一槽對稱面至端面距離：，槽間距：，基準線上槽深：，，最小輪緣厚：，基準寬：。取，，輪緣寬度：=。在總要求范圍內。槽寬：頂圓直徑：這個帶輪與減速器主動軸相連，由，計算得：，取。，，，取。因為，故采用腹板式。3.4.3減速器的選擇減速器是電動機和攪拌機之間相對獨立的封閉式傳動裝置，在原動機和工作機或執(zhí)行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用，減速器的型號很多，按照傳動形式的不同可分為行星減速器、蝸桿減速器和齒輪減速器。蝸桿減速器的特點是在外廓尺寸不大的情況下，可獲得大的傳動比，工作平穩(wěn)，噪聲較少，效率較低。在工作時，為了使混凝土拌合均勻，工作機的轉速既不可以過快，也不能太慢，綜合考慮，又根據工作機的實際轉速為30r/min。查《機械設計實用手冊》此攪拌機選擇的減速器為蝸桿減速器WHX16，該減速器傳動比，V帶大帶輪的轉速為=720r/min主軸轉速為=30r/min。減速器尺寸：中心距為，中心高為=125；最大外形尺寸：H=148，L=336，B=190；主動軸：=40，=82；從動軸：=65，=70。3.4.4鏈傳動的設計鏈傳動是一種嚙合傳動，主要由鏈輪和鏈條組成，鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪和從動鏈輪通過鏈與輪齒的嚙合來傳遞動力和運動的一種機械傳動方式。鏈傳動在現代的機械設備中應用廣泛。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造和安裝精度要求較低，本錢也低。在遠距離傳動時，其結構比齒輪傳動輕便得多。鏈傳動主要用于工作環(huán)境惡劣、低速重載、工作要求可靠、兩軸的相距較遠，以及其他一些需要鏈傳動的的設備當中。與摩擦型的帶傳動相比，鏈傳動無整體打滑和彈性滑動現象，并且能保持準確的平均傳動比，傳動效率高，又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較小；鏈條采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動不僅整體尺寸較小，結構較為緊湊，而且能夠適應潮濕和高溫的環(huán)境。鏈條按用途不同還可以分為起重鏈、輸送鏈和傳動鏈。輸送鏈和起重鏈主要用在運輸和起重機械中，在普通的機械傳動中，采用的是傳動鏈。傳動鏈又可分為短節(jié)距精密滾子鏈、齒形鏈等。其中滾子鏈一般用于傳動系統(tǒng)的低速級，。滾子鏈主要由內鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子組成。鏈傳開工作時，套筒上的滾子沿鏈輪齒廓滾動，可以減輕鏈和鏈輪輪齒的磨損。小直徑鏈輪可制成實心式；中等直徑的鏈輪可制成孔板式；直徑較大的鏈輪可設計成組合式，?？蓪X圈用螺栓連接或焊接在輪轂上，假設輪齒因磨損而失效，可更換齒圈。鏈輪的材料選擇：鏈輪輪齒的耐磨性和強度必須要有足夠的強度，由于小鏈輪的輪齒嚙合次數比大鏈輪多，故受到的沖擊力也較大，因此小鏈輪應選擇比擬好的材料加工。本次設計采用滾子鏈傳動。滾子鏈傳動的設計計算：〔1〕選擇鏈輪齒數取小鏈輪齒數，大鏈輪的齒數為。〔2〕確定計算功率：依據《機械設計》表查得,由圖查得，采用雙排鏈，那么計算功率為〔3〕選擇鏈條型號和節(jié)距依據及查圖，可選。查表，鏈條節(jié)距為?！?〕計算鏈節(jié)數和中心距初選中心距。取。相應的鏈長節(jié)數為取鏈長節(jié)數節(jié)。查《機械設計》表得到中心距計算系數，那么傳動的最大中心距為〔5〕計算鏈速，確定潤滑方式由和鏈號，查圖可知采用滴油潤滑?！?〕計算壓軸力有效圓周力為：鏈輪水平布置時的壓軸力系數,那么壓軸力為：3.5主軸設計與計算3.5.1軸的計算過程〔1〕初步估算軸的直徑初步選取45號鋼作為攪拌機主軸的材料，調制處理，查表得=640N/，由表查得材料的許用應力：，由公式。式中，—軸傳遞的功率〔kw〕；n—軸的轉速(r/min)；A—取決于軸材料的許用扭矩切應力的系數。查表得知A=115計算軸的最小直徑并加大已考慮鍵槽的影響。那么在軸的最細局部軸的直徑取?！?〕軸結構的設計確定各軸段直徑和長度圖3軸的結構件圖從左至右分析：第1段軸的直徑取，根據攪拌機的結構不需要軸的長度太長取為。所以第2段軸的直徑應比第1段軸的直徑稍大一些，根據實際情況取第2段軸的直徑。因為要考慮到軸承的安裝，軸承與軸承蓋之間還需要有一定縫隙，第2段軸的長度取為。根據軸承的安裝尺寸以及軸承的定位要求，確定第3段軸的直徑為，由于攪拌機的攪拌軸總長度比擬長，為使平衡性和軸的平安系數高，取第3段軸的長度。又因為第4段軸上要安裝第二個軸承，所以第4段軸的直徑應和第2段軸的直徑相同，。該段軸的上方要安裝攪拌機的筒體，此處軸段長度適中即可，取。最后一段軸上要安裝攪拌裝置，根據攪拌機的筒體結構，取這一段軸的直徑，長度.至此，軸的各段長度和直徑均已根本確定。確定軸上圓角和倒角尺寸。根據《機械設計實用手冊》書表，取軸端倒角。各軸肩處的圓角半徑見圖3。3.5.2軸的強度校核〔1〕軸的強度校核計算：按彎扭合成強度計算。通過軸的結構設計，軸的主要結構尺寸，軸上零件的位置，以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷已可以求得，因而可按彎扭合成強度條件對攪拌主軸進行強度校核計算。〔2〕做出軸的計算簡圖軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點取為載荷分布的中點。作用在軸上的扭矩，從傳動件輪轂寬度中點算起?！埠唸D和彎矩圖一起〕〔3〕做出彎矩圖根據計算簡圖，分別按水平面和垂直面計算各力產生的彎矩=1\*GB3①受力分析：軸上傳遞的轉矩：所受圓周力：所受的軸向力：因為軸是豎直的所以軸向力徑向力：，=2\*GB3②計算支反力：表5危險截面載荷載荷水平面垂直面支反力彎矩扭矩總彎矩按彎矩扭合成應力校核軸的強度：進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。根據《機械設計》書式及上表中的數據，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)應變力，取，軸的計算應力此前已選定軸的材料為鋼，調質處理，由《機械設計》書表查得。因此，所以該軸是平安的，符合設計要求。圖4計算簡圖3.5.3鍵與軸承的選擇一、鍵的選擇：為了符合主軸上安裝和定位的要求，軸與鏈輪之間用平鍵連接，又根據軸與從動鏈輪連接第1段軸的公稱直徑為，查《機械設計實用手冊》書上表得平鍵截面，〔鍵寬〕〔鍵高〕=，鍵長。減速器低速軸伸出段與主動鏈輪相連，其中的鍵由減速器軸徑，選擇，那么選〔鍵寬〕〔鍵高〕，長。減速器高速軸與主動帶輪連接處的鍵根據，，選〔鍵寬〕〔鍵高〕，長。電動機伸出軸與主動帶輪連接處的鍵由電動機軸，選擇此處的鍵為選〔鍵寬〕〔鍵高〕，長。與攪拌裝置連接處的軸段也是用鍵將軸與軸套連接的。這一段軸段較長為了穩(wěn)固采用兩個鍵連接。由，選擇鍵，〔鍵寬〕〔鍵高〕，鍵長。鍵槽用鍵槽銑刀加工。二、軸承的選擇：滾動軸承是現代機械設備中廣泛應用的部件之一，他是依靠主要元件間的滾動接處來支承轉動零件的。滾動軸承具有摩擦阻力小，功率消耗少，啟動容易等優(yōu)點，因此，初步選擇滾動軸承，又因為軸承要既能承受軸向力又能承受徑向力的作用，根據這些要求選用圓錐滾子軸承，參照工作要求，并根據由GB/T297-1995軸承產品目錄中初步選取圓錐滾子軸承型號30214。尺寸為。圓錐滾子軸承的定位是由過度配合來保證的，此處選軸承的直徑尺寸公差為。3.5.4軸承配置一般來說，一根軸需要兩個支點，每個支點可由一個或一個以上的軸承配置應考慮軸在機器中有正確的位置、防止軸向竄動以及軸受熱膨脹后不致將軸承卡死等因素，常用的軸承配置方法有三種：=1\*GB3①雙支點個單向固定=2\*GB3②一個支點雙向固定，另一端支點游動=3\*GB3③兩端游動支承?！?〕本次混凝土攪拌機采用的是懸臂軸，應選擇兩端固定的結構。又因為這種結構在軸承支點跨距小于時，常用兩端固定的軸系結構，用端蓋頂住兩軸承外圈的外側，內側采用軸肩定位，其結構簡單，但應留有適量的軸向間隙，防止工作中因軸系熱伸長而引起的熱應力，并保證軸承靈活運轉。為了便于加工和裝配，取用的軸承外徑相同，并采用套杯結構?！?〕滾動軸承的密封和潤滑軸承的潤滑：潤滑對于滾動軸承具有重要的意義，軸承中的潤滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起著散熱、減少接觸應力、吸收振動、防止銹蝕等作用。軸承常用的潤滑方式有油潤滑及脂潤滑兩類。由于攪拌機的轉速較低，故可采用脂潤滑。潤滑脂的形成的潤滑膜強度高，能承受較大的載荷，不易流失，易于密封。軸承的密封：軸承的密封裝置是為了阻止灰塵、水、酸氣和其他雜物進入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO置的。密封裝置可分為接觸式和非接觸式兩大類。橡膠油封是接觸式中性能較好的一種，可用于油潤滑或脂潤滑的軸承中，此處密封采用形橡膠油封裝置[12]。第四章攪拌機使用說明及平安防護4.1攪拌機型號確實定依據GB/T9142-2000混凝土攪拌機標準，本次設計攪拌機的產品型號為JZZ-250型。JZZ—250L公稱容量，250L特性代號：自流式出料，“自〞Z型代號：錐形出料式，“錐〞Z組代號：攪拌機，“攪〞J4.2主要結構及工作原理攪拌機結構的組成圖5攪拌機總體結構示意圖1.主動鏈輪2.電動機3.主動帶輪4.從動帶輪5.減速器6.筒體7.從動鏈輪8.攪拌體9.攪拌軸10.圓錐滾子軸承11.機架12.出料抖4.2.2主要技術參數表6技術參數表工程數據.進料容量80L最大出料容量50L.攪拌筒內徑800mm攪拌葉片轉速30r/min葉片距筒底的間隙小于5mm拌料粒徑5~30mm電動機功率4kw4.3攪拌機使用的考前須知及保養(yǎng)首先攪拌機應該放置在平坦的地面上，以免在開動時發(fā)生移動。攪拌機應進行二級漏電保護，工作前接通電源后，必須嚴格檢查，經過空車試轉認為合格，才能使用。拌筒的旋轉方向應與箭頭所指方向相同，如果不相同，應該及時更改電機接線。完成各項檢查工作后，將混凝土原材料安一定的比例參加到攪拌筒內進行攪拌，然后把適量的水倒入攪拌筒內，等到混凝土拌合均勻后，停機旋轉出料口手柄，翻開料門，卸出所有拌合的物料進行施工作業(yè)?！?〕依據實際情況經常對滾動軸承和鏈傳動根據要求進行必要的潤滑措施?！?〕定期檢查機器的密封裝置，防止發(fā)生泄露，影響機器的正常工作?！?〕使用一段時間后，要注意檢查攪拌機葉片與與攪拌筒筒底間隙是否正常、攪拌葉片上的螺母是否松動，如有異常必須調整并且及時擰緊?！?〕〕在攪拌的過程中，應注意切莫將手和棍棒投入到攪拌筒內以免發(fā)生危險。4.4攪拌機平安操作標準本次設計攪拌機的目的是為了解決人工攪拌混凝土不均勻、拌合質量差、勞動強度高、改善和提高工作效率、節(jié)約時間；但與此同時，我們更應該關心和注意操作平安，標準操作防止因操作失誤對工作人員造成傷害，同時保證攪拌機各零部件正常使用，因此，我們更應該注意以下幾點：〔1〕裝料前去除攪拌筒內的異物雜料?！?〕開機前檢查攪拌葉片與攪拌筒底部是否正常，如有亂碰現象，應及時調整攪拌葉片的位置并且擰緊相應螺母?！?〕使用前，應向減速器內注入相應的潤滑機油，以及鏈傳動和軸承處進行相應的潤滑措施，以保證各零部件正常運轉?！?〕檢查各攪拌機的鎖緊和鏈接裝置是否連接正常，檢查完畢后，然后再啟動運轉?！?〕攪拌機啟動后，檢查攪拌筒的運轉轉方向是否與箭頭所指方向相同，如果不相同，應及時更改電動機接線?！?〕所有攪拌物料參加到攪拌筒內，開機前應將筒蓋關上，防止攪拌的過程中物料。飛濺出筒外對工作人員造成傷害?！?〕工作結束后，應切斷所有電源，并且清洗攪拌筒，將攪拌葉片和攪拌軸清洗干凈，方便下次工作的正常使用?！?〕長期使用后，攪拌機各零件如有損壞，應及時更壞，以保證攪拌機的正常工作，延長攪拌機的使用壽命總結經過了長期的努力，在論文導師的指導和幫助下，查閱了大量的相關資料，終于完成了這次混凝土攪拌機的畢業(yè)設計。通過本次設計的混凝土攪拌機，不僅讓我穩(wěn)固了原有的知識，而且從中又學到了許多新的知識，雖然混凝土攪拌機的設計的過程不是非常的復雜和繁瑣，但是通過對攪拌機的設計，使我學會了許多相關的知識，尤其對計算機辦公軟件的操作、專業(yè)的繪圖軟件AutoCAD和SolidWorks使用，通過此次的設計使我意識到了自學的重要性以及一些學習的方法，這對于我們即將走入社會的大學生來說是難能可貴的，通過對攪拌機整體的設計，逐漸熟悉了各種機器傳動系統(tǒng)的設計方法，以及各種零部件的選用標準，解決了對混凝土攪拌機的選型。選型后，對攪拌機的傳動局部進行設計計算，通過對攪拌筒的設計計算確定攪拌功率，選擇電動機，后對V帶輪和鏈傳動的設計，這是本次設計中的重要局部，雖然此次設計不是很繁瑣，但系統(tǒng)的綜合了我大學四年所學的大局部知識，使我對學過的知識有了進一步的復習和穩(wěn)固，在設計的過程中，不僅使我得到了鍛煉，而且將理論與實際得到了完美的結合。通過此次設計，讓我更加明確的了解了團隊合作的重要性，在設計的過程是一個不斷學習和完善自我的過程，不僅是對以往學過知識的檢驗，而且是對知識的運用和實踐的一次綜合的而檢驗，在以后的工作和學習中，我們應該注重團隊的協(xié)作能力，只有這樣才能更好的發(fā)揮我們個人的能力，才能創(chuàng)造出更多的價值。通過本次設計，讓我逐步掌握了混凝土攪拌機的設計方法以及分析問題、解決問題、查閱手冊的能力，由于自身能力有限，及經驗的缺乏，，本次設計存在諸多的缺乏和