JS500搅拌机毕业设计论文

清砂机设计摘 要本次清砂机的设计是主要用于铸件表面砂粒的清除。本次清砂机的设计是根椐搅拌机的设计的原理来进行设计的，在这里采用双轴卧式搅拌机的机型，它能使沙粒和铸件达到强烈的搅拌作用，搅拌非常均匀，生产率高，质量好，成本低。它是目前较为新型的搅拌机，整机结构紧凑、外型美观。其主要组成结构包括：搅拌装置，搅拌传动系统，卸料系统，机架，润滑系统等。主要设计计算内容是清砂机机架的设计，主要包括：机架结构方案的确定、机架上所有部件之间相互位置的确定、机架上所有部件与机架的连接方式及安装位置、机架外形尺寸的确定、机架钢结构的选材，机架稳定性的校核、完成机架总成图及零部件图。关键词：清砂机，机架，稳定性 Abstract The design of the JS500 concrete mixer is our main design models. It is compulsory horizontal axis in a concrete mixer, compulsory mixing concrete mixer can not only dry hard concrete, but also stirred lightweight aggregate concrete, concrete can achieve a strong role in stirring, stirring very uniform, high productivity, quality Low cost.It is a new type of domestic mixer with two compact structure, good looks. The main components of its structure, including: mixing device, stirring drive system, feeding, unloading system, water supply systems, rack and walking systems, electrical control system, lubrication system.Design of the main content is JS500 concrete mixer rack design, These mainly include: rack structure of the programme of identification, rack between all the components determine the location of, all the components on the rack and rack of connections and installation of position, the determination of rack form factor, the selection frame steel structure , Checking the stability of the rack, complete plans and parts rack assembly plans.Keyword: concrete mixer, rack, the channel第 1 页1 清砂机总体概述1 清砂机总体概述1.1 清砂机现状 清砂机在各个机械厂都广泛的被用于清除零件表面的粘砂和氧化皮，但是现在还没有统一的国家标准，只是各个企业根据自己的需要进行设计。在世界经济放缓的背景下，大多数的工厂都出现了供过于求的情况，在一定的程度上阻碍了清砂机的发展。同时由于每个厂的清砂机基本上都能够自给自足，减少了了其流动性。此外，由于需要清砂的零件的形状、尺寸和规格都不一样，使得清砂机也难以规范化。 为了适应不同的需要，清砂机在形状和尺寸上都有很大的发展和进步。清砂机对于铸件的清砂有着得天独厚的优势，能使生产效率得到很大的提高，为后续加工做准备。但是还有很多的问题和不足需要克服、许多的技术难题需要突破，随着世界经济的复苏，制造业会迎来新的发展机遇，相信清砂机会有一个里程碑的跨越。1.2 设计的总体要求 满足使用要求 满足经济性要求 力求整机的布局紧凑合理 工业性要求简单而实用 满足有关的技术标准由于清砂机主要是用来清除铸件表面的粘砂和氧化皮，而铸件有一定的重量，就需要搅拌轴和搅拌叶片有足够强度和抗弯扭矩。为了安装和加工的方便，叶片采用的是铲片式，这样不仅满足了使用要求，还满足了简单实用的要求。支腿是整机的支撑件，需要有足够的强度和稳定性，还在槽钢和和支腿之间用斜支撑联结，更是使其稳定性增加，有利于搅拌机在搅拌的过程中得以平稳的进行，另外减少了噪音。整机各部件要合理的选择，过大会造成资源的浪费，过小又不能满足要求。同时在设计的整个过程中还要满足有关的技术标准，使其更加的合理、规范。 1.3 设计大纲1.3.1 设计原则 经济高效原则 合理实用原则1.3.2 原始数据 搅拌筒容积 800 L 搅拌电机额定功率 15 KW 最大铸件直径 300 mm 生产率 25-30 m3/h1.4 清砂机概述 砂型铸造是将熔化的金属注入到与零件的形状和尺寸相适应的铸型内，待高温的金属冷却凝固后获得铸件的方法。砂型铸造的铸型是由型砂制成的。型砂是机械铸造中的一种主要的材料，它是由铸造用原砂、型砂粘结剂、水和辅加物等造型材料按一定的比例配合，制成符合造型、造芯要求的混合料。铸型在浇注、凝固过程中不可避免的受到高温金属液体的冲刷、静压力和高温的作用，铸件就会与型砂粘结在一起。当落砂后铸件表面会留下包括浇冒口、飞边和氧化皮等多余金属。浇冒口可以用铁锤、锯子和气割等工具清理，而粘砂就用清砂机进行清理，为后面的粗加工做准备、提高机械加工的效率和保证产品的质量。清砂机就是用来清除铸件表面粘结的砂粒和氧化皮等的机械。将需要清砂的铸件和沙粒放入搅拌桶中，通过搅拌轴上的叶片、沙粒和铸件表面不断的发生摩擦、碰撞和冲击，从而使粘砂和氧化皮去除。搅拌机有自落式和强制式。强制式搅拌机不仅搅拌范围广，而且能使沙粒和骨料达到强烈的搅拌作用，搅拌非常均匀，生产率高，质量好，成本低。因此，强制式搅拌机得到了很大的发展，但这种搅拌机的功率损耗比较大。由于清砂机在国内还没有统一的标准和市场的不完善和发展现状，本次设计的清砂机是根椐搅拌机的工作原理和整体结构的设计而进行设计的。为了适应不同铸件的搅拌要求，发展了许多机型，它们在结构和性能上各有特点，但按工作原理可划分为自落式和强制式。它主要由搅拌系统、搅拌传动系统、上料、卸料系统、机架、电气控制系统等组成。考虑到现在工厂里的供求现状和经济简单的要求，此次设计除去上料系统和电器控制系统。本次设计的搅拌机，整机结构紧凑、外型美观。它具有单机独立作业和与PLD系列配料机组成简易式搅拌站的双重优越性，适用于各类大、中、小预制构件厂，是一种高效率机型，应用非常广泛。该机采用底开门卸料，所以搅拌筒不用倾翻，因而节省了动力，简化了结构，布置也比较紧凑合理。图1.1 搅拌机1.5 毕业设计的意义实践是检验真理的唯一标准，毕业设计就是对所学知识在实践中应用的一个过程。不仅能够对所学知识有一个巩固和提升的作用，还能够使自己的解决问题、发现问题的能力有所提升。通过本次毕业设计，我对清砂机的工作原理和结构参数有了一个系统的认识，知道了一个设计的流程和计划，养成了良好的设计习惯和设计思维。如何思考问题，发现问题怎么解决。更重要的是锻炼了自己的创新能力。同时学会了更好的查阅相关资料，提炼所需为以后打下良好基础。本次毕业设计使我们受益匪浅，通过研究解决一些工程技术问题，各方面的能力均有提升。2 设计的主要内容2 设计的主要内容2.1 总体设计2.1.1 搅拌装置.搅拌装置是整个设计的基础，对其性能和要求有明显的要求。搅拌叶片在搅拌的过程中要与沙粒和铸件摩擦、碰撞和冲击，就必须有强度和扭矩的要求，保证搅拌顺利的进行。同时搅拌轴必须有足够的强度和支承结构的稳定。2.1.2 传动系统传动系统方案的确定；传动系统结构形式的确定；传动系统结构型式和基本组成组成；动力设备型式和配置；画出结构方案草图。2.1.3 卸料系统卸料系统的基本组成；卸料系统的结构形式。2.1.4 机架与支腿 机架的基本组成； 机架的结构形式。2.2 主要机构具体结构设计及参数设计2.2.1 搅拌装置 搅拌装置包括：搅拌筒、搅拌轴、搅拌臂、搅拌叶片和侧叶片，具体结构如下图2.1所示：图2.1 双卧轴清砂机搅拌装置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，可刮掉端面上的沙粒，并改变沙粒的流向。如图2.1所示，叶片与村板间隙5mm。（1）搅拌筒结构及卸料方式的确定 搅拌筒的结构尺寸如下：容积利用系数j=0.41筒体长1190mm 筒径D=838mm筒体总长度1330mm 外径D0=858mm搅拌筒的几何容积 V几=1.22m3 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，由于清砂机的出料容量为800L，虽不是很大，但考虑到搅拌筒的尺寸及结构，采用倾翻室虽然不太可能，它的筒体近似于长方体，故采用底开门式，既可使铸件和沙粒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。（2）搅拌叶片、搅拌轴及支承结构 搅拌叶片：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。搅拌装置由两根水平轴和安装在该轴上的两段相距1800的反向螺旋带组成，两根轴上的螺旋方向也不一样，这样可以保证铸件和沙粒在筒内循环运动。从理论上讲，当一端的螺旋带叶片开始从上向罐内的沙粒拌合料切入时，另一端螺旋带叶片从沙粒拌合料中抄起，在两组叶片相互交替作业过程中，排出叶片把拌合料挑起在该端下底部形成无料或少料空间，同时切入叶片把拌合料从一端向另一端进行轴向和周向的复合位移，而另一根轴上的叶片则把混凝土拌合料向相反的方向移动，使得筒内的铸件随沙粒循环移动。另外被挑起的沙粒拌合料在螺旋带片后部的空挡处落下，使拌合料之间产生连续的摩擦，先落下的拌合料不断受到后落下的拌合料冲击，使铸件表面不断被摩擦。在叶片切入端由于各点线速度不同，拌合料在受挤压的同时，相互间有较大的相对位移，所以较大的沙粒将被分散细化进而与铸件充分的摩擦。由于这种机型的结构紧凑，容积利用系数较大，砼拌合料的位移行程达最小值。而各颗粒之间相互作用的时间则达最大值，这是双轴强制搅拌机综合性能较好的关键所在。 图2.2 搅拌装置1.轴 2.侧叶片 3.搅拌叶片支承臂 4.搅拌叶片 5.搅拌叶片支承臂 6. 侧叶片 7.搅拌叶片支承臂 8. 轴由以上分析可以看出，铲片式不如螺旋带式好，但考虑加工安装要求及目前厂家现有的生产技术条件，我们决定采用铲片式，以达到经济、简便，生产效率高的效果。 本次设计采用两组铲片，第一根轴上采用右螺旋铲片，第二根轴上采用左螺旋铲片。每根轴上的叶片数目定为6（包括两片侧叶片及四片搅拌叶片）。 搅拌轴搅拌轴的主要尺寸经过初步验算，考虑安全裕量，直径定为90mm, 轴的结构型式，就目前厂家生产状况来看，一般采用实心轴，空心轴一般都具有省材，重量轻，受力效果号等优点，但加工困难，装置要求高，造成生产率低，一般不被采用。采用实心轴加工方便，而且也可靠实用，铲片式搅拌轴系统存在搅拌臂与搅拌轴的联接方式问题，现有的插孔焊接式、抱轴式、卡轴式，考虑插孔焊接式有简单优势，又对轴的强度无削弱，因而采用焊接式。 支承结构考虑本次设计采用底开门的卸料方式，所以此支承与传统支承不一样，先把筒体固定在底座上，而把两根轴通过轴承支承在筒体上。由于搅拌筒内装有被细化的沙粒，因此搅拌轴必须采用轴端密封，以防止细小的沙粒污损轴承。浮动密封是经过实践证明了的被公认是较理想的密封，本机即采用这种密封。2.2.2 传动系统传动按传动方式可分为两种：机械传动和液压传动。液压传动具有重量轻，体积小，结构紧，驱动力大等特点，但考虑到目前国内状况，液压马达虽然比以前在质量上提高了，但价格昂贵，用于一般的搅拌机上，成本太高，不经济，故而我们选用传统的机械传动。传动系统由电动机、皮带轮、减速箱、开式齿轮等组成，如图2.3所示。启动电动机，电动机8轴带动小皮带轮7转动，同时通过皮带带动大皮带轮5转动，带动二级齿轮减速箱，减速箱两轴通过由两个开式小齿轮10和两个开式大齿轮9组成的两对开式齿轮副分别带动两根水平布置的搅拌轴反向等速回转。这样，电动机就通过一系列的传动副把电动机的机械能转化成搅拌轴转动的动能。图2.3 搅拌传动系统1箱体；2第二级大齿轮；3第一级大齿轮；4第二级小齿轮；5大皮带轮；6第一级小齿轮；7小皮带轮；8电动机；9开式大齿轮；10开式小齿轮 2.2.3 卸料系统卸料系统由卸料门、操作柄等机构组成，如图2.5所示。卸料门安装在搅拌罐底部，通过操作柄可以使其绕水平轴迥转以达到启闭目的，通过调整出料。两侧的密封条的位置来保证卸料门的密封。图2.5 清砂机卸料机构1衬板；2搅拌筒弧板；3密封板；4卸料门2.2.4机架与支腿（1）机架：根据整体的布置情况和尺寸要求，按整体具体要求用槽钢，角钢焊接而成的，并按强度组装焊铆在一起，支承主机，并且使各部件空间位置固定形成一整体。（2）支腿：由于本机容量较大，在搅拌的过程中必须减少震动，减少冲击磨损和变形，使整个机构有良好的稳定性，采用碳素钢。尽量的减小支腿的高度。 图2.8 清砂机机架3 机架的设计3 机架的设计3.1 机架设计的主要内容(1) 机架结构方案的确定(2) 机架上所有部件之间相互位置的确定(3) 机架上所有部件与机架的连接方式及安装位置(4) 机架外形尺寸的确定(5) 机架钢结构的选材，机架稳定性的校核(6) 完成机架总成图及零部件图。 机架是整个机械的基石，其上各部件的相互位置影响着机架的结构和稳定性，搅拌桶是整个机械最重要的部分，将其放在中间的位置，减速箱包括带轮、联轴器放在搅拌桶一侧，电气箱放在另一侧。为了节约材料和使结构紧凑，必须选定一个合理的尺寸。最后还必须针对受力合理选择材料并对稳定性进行校核使其满足要求。3.2 底架的设计 3.2.1 机架设计的一般要求(1) 机架的重量轻，材料选择合适，成本低。(2) 结构合理，便于制造。(3) 结构应使机架上的零部件安装，调整，修理和更换都方便。(4) 结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，有温度变换引起的变形应力小。(5) 抗振性能好。(6) 耐腐蚀，使机架结构在服务期限内尽量少维修。3.2.2 底架的材料选择在材料的选择及钢结构的选择一般应考虑以下几个因素：(1)结构的性质，如连接方式，方法，结构的重要性及其受力特点。(2)载荷的性质，例如主要受的是动载荷还是静载荷等情况。(3)结构的工作环境及条件：如所处的温度高低以及浸蚀的情况等。由于搅拌机机架承重比较大，所以选用强度良好的Q235碳素钢来设计制造机架。受弯构件的截面形式有工字钢，槽钢，弯曲薄壁钢，组合梁等，在搅拌机机架中，载荷作用点接近扭转中心，能保证截面不会发生扭转等一些情况，所以采用槽钢来焊接底架，其中有一些焊件考虑其受力很小用角钢代替，槽钢能起到节省材料的目的。3.2.3 底架的大体尺寸底架的总长度2800，总宽度为1680，为使制造节省材料，整机的结构紧凑，放置搅拌筒的两根槽钢长度方向的距离为1300，背对背放置，宽度方向两根槽钢面对面放置两背面之间的距离为1680，其他的槽钢间距具体尺寸如图3.1所示。 图3.1 清砂机机架底架3.2.4 确定搅拌筒偏离机架底架重心的距离在整个底架上，电机减速箱安装在一侧，从各部件的自重考虑，不对称的安装造成整个底架失稳的趋势，所以搅拌筒的安装位置中心必须偏向机架底架中心线，以保证整机在工作和运输时具有良好的稳定性。利用搅拌筒对中心线的力矩来平衡，考虑此方法会引起底架在长度方向的加长，空间体积太大，不便于运输，利用移动左右支腿（长度方向）的方法更加简便。计算整机的重心位置：由查阅有关资料及手册，可将各部件坐标，重量归纳如下表：表3.1 各部件重心及坐标部件名称搅拌筒减速器电机电器箱带轮联轴器质量Kg1400415.5174263042.46坐标mm 010801015-10201306852重心坐标：= = =203.16即整机重心在偏离搅拌筒中心线右侧203.16mm，大概整机的重心坐标为 203.16mm.3.2.5 底架所受各力的分析计算经分析：底架示意图上槽钢AB受力最大，所以校核时按AB受力来设计。槽钢AB所受的力的形式有：支腿在两端的支持力,，搅拌筒支承压力，,减速箱结构包括联轴器，带轮的简化重量，电器箱的压力。由于整机重心位置偏移量不是很大，只有203.16mm，无须将支腿向中间靠近。其它部件自重作用点及尺寸可由底架图可知，可将AB看做受弯梁，其受力如下图3.2所示：图3.2(1) 计算支承压力，的大小其中G=+ =1400+5002.3(1+10%)=2665 kg搅拌筒底架支撑对如下图3.3所示:图3.3M,N两点为搅拌筒及料在左右支承中心，为P,T两点的受力，且=，左右支承受力简图如图3.4下所示：图3.4=0 - 1095=0 =/1680=868.5 kg所以=868.5 kg (2)计算减速器结构对槽钢AB的压力F3由于皮带轮与槽钢的距离比较远，同时联轴器重43kg，皮带和带轮合重35kg，减速器的重量为415kg，由于皮带轮好联轴器的重量相近，可假设三者之和的作用中心为,合计重量为=503kg，受力示意图如下图3.5：图3.5根据平衡条件 1150- 450/1150=0代入数据得：=196.83(3)计算电器箱对槽钢AB的压力F7电器箱对槽钢AB的压力为，电器箱的重量为26，由底架各部件相对位置尺寸确定，电器箱的位置为，受力示意图如下图3.6：图3.6 1680 G(1680205)=0 =26（1680-205）/1680=22.83所以，F7=22.83kg(5)计算槽钢AB的总受力根据槽钢AB的受力情况求二支承力 ，总示意图如图3.7所示：图3.7由=0 ，列出力矩平衡式：395 +2025+2415=2800= =801.3=-=1985.4-801.3=1184.13.2.6 求各点的力矩因为将槽钢视为受弯梁，则求各力的弯矩，弯矩无论在指定截面的左侧或右侧，向上的外力产生正的弯矩，向下的弯矩产生负的弯矩。=0 g =9.8N/=395=1184.1395=467719.59.8=4583651.1N/=4583.7KNmm=795 -400=1184.1795-40022.83=932.2 KNmm=（2800-2025）-（2415-2025）=801.3（2800-2025）-196.83(2415-2025)=544.2KNmm=(2800-2415)=801.3385=308.5KNmm=0由以上的弯矩计算结果可以画出AB槽钢的受力弯矩图，该槽钢的受力弯矩图如下图3.8所示：图3.8由上示弯矩图可以看出，最大弯矩为=4583.7 KNmm .3.2.7 选材由以上计算可知，最大弯矩为=4583.7KNmm ，此点C为危险点，C的截面为危险截面，所以按Mc设计。所选材料为普通碳素钢Q235，查机械设计手册可知其屈服极限=225N/,由于比重较大，而且工作环境较差，搅拌时的振动较大，以及上面不可避免的要打孔，将会有应力集中现象。为了保证工作和运输的安全，选取安全系数=1.8，则有：=125 N/ （由材料力学可知对型材可取=1.52.5）截面系数 =36.67，根据材料力学上册附录表3查取截面系数的标准值 =87.1，选取槽钢型号为热轧普通型槽钢 14b，14b 的有关数据如下图3.9：图3.9 槽钢14b3.2.8 底架的校核（1）校核AB槽钢 校核其强度表3.2 14b的尺寸类型 尺寸（）理论重量（/m）hbdtr14b1406089.59.54.751.6716.733由机械设计手册取相关数据：b=60，h=140， t=9.5，一根截面对称的梁，载荷作用在其最大刚度平面内，当载荷较小时，梁的弯曲平衡状态是稳定的。由于外界各种因素会使梁产生微小的侧向弯曲和扭转变形，在外界影响消失后，梁仍能恢复原来的弯曲和扭转，没有丧失继续承担载荷的能力。但这时如果外界载荷稍微增大一些，梁的变形就会急剧增加，并导致梁的破坏，这种情况表示梁丧失了整体稳定性。梁维持其稳定性能承担的最大载荷或最大弯矩称为临界弯矩。对于轧制槽钢简支梁的整体稳定系数，不论载荷的形式和载荷作用点在截面高度上的位置如何均可按下式计算：= （公式出自钢结构附录）式中 h 槽钢的截面高度b 槽钢的翼缘高度t 槽钢的平均腿厚度 材料的屈服极限对此槽钢进行校核：=0.86566（注：=225Mpa由材料力学表2-1中查出）=0.865660.6 ,应由其相对应的来代替。按钢结构附表查出相应的值。=1.1-+=1.1-+=0.72则有=77.40 =125 N/ ,即AB槽钢单独受力的整体稳定性满足要求，强度满足要求。并且AB槽钢在底架中并不是计算的简支梁，而是和许多焊接件焊接后构成底架，使底架的整体稳定性得到进一步加强，所以稳定性完全可以得到保证，强度满足要求。为使槽钢稳定性更好，在槽钢两翼之间间隔的焊接了一些加强筋。 校核AB槽钢的刚度校核了槽钢的强度后，在工程应用中，对受弯杆件还应有刚度要求，即要求其变形不能太大，每个力作用在槽钢上都可以简化成下图图3.10，分别求其作用下槽钢的挠度。图3.10由公式=注：公式出自材料力学上册表6-1续表E 钢材的弹性模量I 截面对主轴的惯性矩Q235碳素钢取E=206 N/(钢结构表2-6)有如下计算： =-0.16 =-2.25 =2.24=-0.51mm=+ =（0.16+2.25+2.24+0.51） =5.16因为材料的许用挠度为之间，则取=5.6,因为=5.165.6，因此刚度达到要求，并且此槽钢并不是简支梁，且不可能产生各力最大挠度的重合情况，所以受力表示实际挠度远远小于许用挠度，此刚度达到要求，安全可靠。（2）其他槽钢的校核经估算和分析，其他槽钢所承受的载荷最大也不会超过AB槽钢，故以校核完成，其他的不必再校核，进行其他的刚度、稳定性和强度的校核。 对于其他槽钢，由于其所受弯矩小于槽钢AB,则其强度均可以保证。支腿安装于槽钢、上，槽钢受力很小，所以不易产生抗剪切现象，而槽钢受力很大，易发生剪切变形，所以要对此槽钢进行抗剪校核。由上述受力计算可知：=1184.1，=801.3由公式 (公式出自材料力学上册P180)其中Q 横截面上的剪力b 截面宽度，b=60 槽钢截面对主轴的惯性矩 槽钢截面上距中心轴为y的槽线以外部分的面积对中心轴的静矩。=60.8+0.8=273.64=44.11N/mm2由机械设计手册可查得Q235的抗剪强度f=115 N/，由于孔等会引起应力集中现象，取安全系数n=1.5，则 =115/1.5=76.7 N/,因为=44.11N/mm2 =76.7 N/，所以在抗剪强度上，14b满足抗剪要求，安全可靠。3.3 支腿的设计 支腿选用Q235的等边角钢，四根槽钢分别安装在槽钢、上，各前支腿和后支腿之间用螺栓联结，选用等边角钢L11011010，两后支腿之间同样的用螺栓联结，前支腿之间无角钢联结，以便于出料及把卸出的料运走。 为了增加整机的稳定性，还在底架槽钢和支腿之间用斜支撑进行联结。选用等边角钢L11011010，联结结构如下图3.11所示：图3.111.支腿 2.斜支撑 3. 底架槽钢 3.3.1 校核支腿的稳定性支腿在整机工作时受到整机振动的影响，并承受底架上各部件的自重，为了简化计算，根据支腿在整机中的受力情况可以将其简化为两端固定（底面脚板在工作时要固定）的受压杆件考虑，如下图3.12所示：图3.12按长度1575校核，在四个支腿中，由估算可知，支腿受到的最大压力=801.3=7852.74N 考虑到底架上各部件的影响，取底架上各部件的总重为，由于焊接在槽钢上的两前支腿承重较大，故设两前支腿承重 Q=(9.8)+ =（20899.8）+7852.74 =14608.6N计算长度系数取，由于压重较大切工作环境差，搅拌时有振动以及上面不可避免的要打孔，将有应力集中现象发生。为了保证安全，取安全系数=1.5,可查的Q235的屈服极限=225N/，=150 N/，方能满足条件，A为截面面积，所选等边角钢为L11011010，由机械设计手册第3篇可查得A=21.261,=3.38（为截面对主轴的回转半径）。长细比=23.29，对于受压杆件=150200,取=150，则,刚度满足要求。由机械设计表6-2查出=120150Mpa，取=135 Mpa。由材料力学公式(14.8) 求出 =122.72 因为由，所以不能用欧拉公式计算临界压力，查材料力学上册P162得Q235的a=304Mpa，b=1.12Mpa，由公式=61.61这是用直线公式的最小柔度。，所以只能按压缩的强度计算。要求，=6.87Mpa=235Mpa因此，支腿的强度完全满足要求。可查出相应的稳定系数=0.976（由钢结构附录三可查得），所以=7.1 N/=150 N/,则强度满足要求，安全可靠。3.3.2 局部稳定性的校核 翼缘宽厚比 ，因为30，故取=30。应满足下式： （此公式由钢结构书中P118查得） =40.88因为 =1140.88，所以局部稳定性可以得到保证。综上各步计算、分析和校核，选取Q235碳素钢的热轧等边角钢L11011010完全能满足使用要求。3.4 电机底架的设计 为了防止皮带过松而引起皮带打滑现象（注：电机到减速器采用带传动），皮带设置张紧装置。由于移动电机比较困难，所以本设计采用不移动电动机的位置来实现皮带的张紧。 电机的底架由两根角钢焊接与底架槽钢上，角钢长度为490，电机底板长450，宽度为300，将电机底板焊接在底架上，电动机底板上开四个槽，电动机可通过在槽中的移动来实现皮带的张紧。 在电动机底板上焊接固定两个螺母，要移动电机时，首先将法兰上的螺母拧松打开放松螺母，旋转调节螺钉，调节螺钉将会顶这电动机移动，将电动机移动到所需位置时，拧紧放松螺母，再拧紧法兰上的螺母，抵紧电机，以防止电机的移动。其结构简图如下图3.13所示：图3.13 1.焊接固定螺母（与放松螺母用螺钉联结） 2.底架钢板3.5 减速器底板的设计由于搅拌筒轴中心高为500，减速器中心高为280，因为二者需要保持等高，所以将减速器底板设计成220，长宽490350，安装时将此底架支承用以钢板焊接在底架的槽钢上，在钢板上打相应位置的螺栓孔。另外，由于带轮是联结减速器输入轴与电动机输出轴的部件，则考虑减速器底板、电动机底板在底架上的相对位置，必须保证准确、密切的相对位置关系。具体尺寸如下图3.14所示：图3.14 减速器底板将此板焊接在底架的机架上，并在其上打出相应位置的螺栓孔，以安装减速器，将减速器用螺栓联结在底架机架上。4设计总结4 设计总结毕业设计是大学生专业知识深化和系统提高的重要过程，是对学生实践能力、理论联系实际能力和创新精神的综合训练，是培养学生探求真理的科学精神、科学研究方法和优良的思想品质等综合素质的重要途径。通过本次清砂机的设计，加深了我对专业知识的理解和应用，同时，也弥补了以前的知识漏洞，巩固了知识的积累。更好的利用所学知识解决实际问题。在老师的指导下，自己的各方面能力有了全面提高。机架是整机的基础，要求设计时确定其与其余各部件的安装位置与尺寸关系，通过全面的设计计算，校核整个机架的强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性。整个底架由槽钢，角钢和钢板以焊接或螺栓联结而形成，因而要求有相关的材料力学和钢结构的知识。通过这次毕业设计，不仅对JS500清砂机有了完整的了解，而且学会了解决一些工程技术问题的方法，对自己有很大帮助，为我即将走上工作岗位打下良好的基础，同时开阔了自己的视野，对机械相关产品及知识有了更多的了解。参考文献1陈宜通.混凝土机械.中国建材工业出版社，北京，2002.62刘鸿文.材料力学.高等教育出版社，北京，1992.93成大先.机械设计手册.化学工业出版社，北京，20005臧宏琦 王永平.机械制图.西北工业大学出版社，西安，20016王玉.机械精度设计与检测技术.国防工业出版社，北京，2005.87张家旭 张庆芳.钢结构.中国铁道出版社，北京，2003.8璞良贵、纪名刚.机械设计.高等教育出版社，北京，20009毕业设计指导书.青岛海洋出版社，青岛，200210机械基础.中国劳动出版社，北京，199811机械制造技术.机械工业出版社，北京，199912化工轻工设备基础.科技大学出版社，成都，198813液压传动.机械工业出版社，北京，200114过程装备控制技术及应用.化学工业出版社，北京，200115工程材料.化学工业出版社，北京，200116理论力学.哈尔滨工业大学理论力学教研室，哈尔滨，2002.517宋子康 蔡文安.材料力学.同济大学出版社，上海，198818R.Sonnenberg,Concrete mixers and mix systems,Concr.Precast Plant Technol.64,88-89(1998)19Y.Charonnat and H.Beitzel.RILEM TC 150 ECM:Efficiency of concrete mixers;report:efficientcy of concrete mixers to-wards qualification of mixers,Mater.Struct.(Suppl.196)28-32(1997). 附录 图名图号图幅QS总装配图QS100.00A0QS大盖QS100.3A3QS机架QS100.4A3QS大带轮QS100-2A4QS小带轮QS100-5A4QS减速机垫板QS100-4A3QS电机垫板QS100-6A3QS搅柄QS100-17A4QS第一叶片QS100-21A4QS叶片QS100-22A4QS机箱QS100.1A3QS连接角钢QS100.1.1A4QS角钢QS100.1-1A4QS筒体QS100.1-2A4 图纸清单致谢本次毕业设计是在赵爱萍老师的悉心指导下完成的，在整个设计过程中老师孜孜不倦的指导、严谨的治学及对学生的关心与爱护极大的提高了我们毕业设计的效率和进度，同时使我们学到了更多东西。赵老师每周都对我的设计做指导，使我倍受感动，在这里表示由衷的感谢，老师辛苦了。同时也感谢其他老师细心、尽责的指导，感谢老师们的用心指导和督促，使我能顺利完成任务，万分感谢。还有同学的知识交流与互勉。 目录1 清砂机总体概述11.1 清砂机现状11.3 设计大纲21.3.1 设计原则21.3.2 原始数据21.4 清砂机概述21.5 毕业设计的意义32 设计的主要内容12.1 总体设计12.1.2 传动系统12.1.4 机架与支腿12.2 主要机构具体结构设计及参数设计12.2.1 搅拌装置12.2.2 传动系统53 机架的设计13.1 机架设计的主要内容13.2 底架的设计13.2.1 机架设计的一般要求13.2.2 底架的材料选择13.2.3 底架的大体尺寸23.2.4 确定搅拌筒偏离机架底架重心的距离33.2.5 底架所受各力的分析计算43.2.6 求各点的力矩73.2.7 选材83.2.8 底架的校核93.3 支腿的设计123.3.1 校核支腿的稳定性133.3.2 局部稳定性的校核143.4 电机底架的设计153.5 减速器底板的设计154 设计总结1参考文献1