混凝土搅拌机结构设计5.6

济南大学泉城学院毕业设计题目混凝土搅拌机结构设计学院工学院专 业 机械设计制造及其自动化（专升本）班级1701班学生张凌学号 2017040116指导教师段丁杰。一九年四月二十日孤衬板为高馅耐磨合金铸铁，其性能指标符合JG/T5045.2-93规定（HRC54,冲击值27.0kg.cm/cm,抗弯强度600kN/mm2）特殊设计的一些设计能提高衬板的使用时间，端衬板为优质高Mn耐磨钢板制成。2.3.6卸料门卸料门的构造非常好，因为它很牢固，整体版面与桶内弧面保持平行，作用是降低冲击，卸料门两端的座位可以来来调节，接触面会发生磨损，磨损的面会发生一定变化，变化可以调节间隙，卸料门要密封起来，防止其他的杂质进入，卸料门的构造用了液压系统驱动，这样的好处时结构精密、动作稳定、可以手动控制开关等等,卸料门的作用也是很重要的，它调节卸料门开关和电控系统一起使用，桶内的介质互相混合，留下来的就从卸料门出来，并且卸料门的开门可以由情况自己调整，一切都是为了实现卸料程度。2.4搅拌主机类型选择强制式的混凝土可以分为卧轴式和立轴式，立轴式又分为两类：涡浆式和星行式。混凝土搅拌机将不同的介质混合搅拌比如：水、石子、水泥、和一些添加剂等等。搅拌机在现代化用途非常广泛在工业、道路、厂房等等。由于不同地方的不同混凝土的性质不同，所以发展了不同种类，不同性能的搅拌机。搅拌机的选择可以根据不同的角度而选择，按工作性质分为两类：周期式和连续式；按搅拌方式分为两类:自落式和强制式；按装置方式也分为两类：固定式和移动式；还可以按出料分为两类：倾翻式和非倾翻式；按搅拌筒外型也可以分为四种：盘式、槽式、鼓式、锥式。下面介绍一下这两种混凝土搅拌机。2.4.1自落式混凝土搅拌机这种类型的搅拌机运转时用叶片将介质提高一定的距离在将其落下进行搅拌的最常用的的有JG型鼓筒式、JZ式双锥反出料式和JF型双锥倾翻式混凝土搅拌机。自落式搅拌机已经在生产中用了很久了，它就是将介质从一定高度下落下搅拌。图2.3.a是这种搅拌机的工作简图。这种搅拌机的最重要部分是一个水平放置的圆筒。圆筒里面有径向片叶。运转时圆筒绕线轴运动。把介质放入圆筒中，圆筒会让介质带到一定的高度，然后就不管介质了，让其自己降落。就这样循环多次。图b中是强制式搅拌机的工作简图。强制式的搅拌机最重要的一个部件是圆盘，盘内装有运动的片叶。介质在盘内运动会形成交叉的料流，继续搅拌。这种搅拌比自落式的效果猛。它主要搅拌硬性的混凝土。有一种混凝土必须用强制式的搅拌机，这种混凝土得含有轻骨料。因为轻骨料从一定高度落下，冲击的能量很小，产生的搅拌效果不是太好。正因为强制式有这样特点，所以现在普遍选择强制式的搅拌机，虽然它有优点也必然有缺点，缺点比如：（1）转速很高，动力消耗很大，强制式的搅拌机转速比其他的高很多，动力消耗也比其他的大很多。只有在高转速下才能产生强烈的搅拌作用。（2）叶片、衬板磨损大。强制式搅拌机叶片的磨耗约为自落式的7-8倍，衬板约为3-4倍。强制式搅拌机的叶片在工作时是要强迫搅拌盘内购物料迅速改变其运动方向，产此交叉的料流。所以叶片和材料之间的摩擦剧烈，自然叶片的磨耗大。（3）维护费用高。上述两个缺点必然在经济上产生不好的效果。（4）不能搅拌含有大骨料的混凝土。骨料尺寸大时，往往把搅伴叶片卡住，损坏机器。目前生产的强制式搅拌机所搅拌的骨料尺寸都在80毫米以下。（5）构造复杂。强制式搅拌机在构造上比自落式复杂。由于强制式搅拌机有这样一些缺点，所以在选用时，应根据所要求搅拌的混凝土的具体情况，慎重考虑，尽可能选用自落式搅拌机。但是，采用强制搅拌这一方法还是混凝土搅拌机发展的方向。因为强制搅拌搅拌得均匀而见生产率高。自落式搅拌机的生产率因受到鼓筒临界转速的限制，很难提高。提高鼓简的转速将会使物料因离心力的作用而贴在筒壁上，反而降低了搅拌效果。所以，现在许多国家在研究所的强制搅拌方法。图2.3搅拌机的工作简图2.4.2强制式混凝土搅拌机它用转动的叶片将混合的介质进行翻转、压挤、切剪等多种方式将它们在一起搅拌，搅拌作用强度大，搅拌的时间少，这种搅拌机就适合搅拌比较硬的、比较不容易搅拌的物料，而且效果很好，效率高。但是也有缺点，它的叶片容易在转动时卡主，所以最好不要搅拌较大较粗的硬性介质的混凝土。强制式搅拌机分为两种：涡浆式和行星式。这两种的搅拌机的烫拌筒是一个平行放的盘圆。浆卧式有一根回周转在盘中央国。轴上装有很多组叶片。行星有两根轴回转。分别带动几个拌合铲。行星式分为两类：定盘式和盘转式。以上几种形式的搅拌机中，构造容易的是涡浆式，但轴转力比较小，盘中的一部分容积能利用，因为拌铲轴那里的线速度太低，行星式的构造复杂。但是搅拌的强度大，效果好，当然消耗的能量也多，结构上由于整个搅拌盘在转动也不够理想。定盘式还消除了离心力对骨科的影响，不容易产生离析现象。所以，盘转式现已逐渐为定盘式所代替。强制式搅拌机都是通过盘底部的卸料口卸料，所以卸料迅速。这是它的一个优点。但是，如果搅拌时卸料口密封不风水泥浆容易从这里漏掉。所以，强制式搅拌机不适于搅流动性大的混合士拌合抖。3设计方案拟定3.1原始数据出料容积：750L；进料容积：1200L；生产率：32.5m3/h；最大骨料粒径：80/60mm；外形尺寸：6050x2030x5900mm；整机质量：4800kg。3.2设计的目的达到使用的目的：达到经济性的需要这是很重要的；要求设计的结构必须合理性,要求技术标准合理性。3.3设计大纲3.3.1设计原则搅拌机的设计要求合理性，应根据GB9142-20()0混凝土搅拌机技术条件规范；所用图纸的幅面应符合GB4457-2000中华人民共和国标准机械制图中的相关规定。3.4搅拌机选型的确定用到的的建筑材料有很多，最主要的还是混凝土，它用水泥把所有物料粘结为一体，它是一种非均质的材料，用处无处不在，使用量也非常大。混凝土搅拌机用处很大，它用来生产大量的混凝土。混凝土搅拌机分为两类：自落式和强制式。以前用混凝土都是塑性的，现在用混凝土都是干硬性的。强制式的搅拌机在现在生产中用得很多，因为它的搅拌性能好、搅拌均匀、高质量生产。所以现在都用强制式搅拌机，但是这种搅拌机也有自己的缺点就是能耗比较大。我们根据实际中不同的需要去选择不同的搅拌机类型，搅拌机的种类有很多种。但是它们的工作原理和性能都是有差别的。如果按着工作方式分为强制式搅拌机和自落式搅拌机。JZC750混凝土搅拌机属于自落式搅拌机的一种，J-搅拌机，Z.锥型，C-齿圈，750-出料容量750Lo这种搅拌机结构有点复杂由以下组成：传动系统、供水系统、上料系统、卸料系统、机架及行走系统、电气系统等等。现在生产的JZC型锥型反转出料搅拌机，它的传送装置用了齿轮-齿圈传动，搅拌筒是由四个拖轮作为支柱，由传动系统中的电动机控制其转动方向，搅拌机的的电机会产生运动和动力，然后经带传动输入减速箱，再让减速箱的两对齿轮传递给小齿轮，通过和小齿轮啮合的固定在拌桶上的大齿圈带动拌桶旋转。齿轮传动具有不打滑，传动比准确等特点。故这次设计用JZC750型混凝土搅拌机作为木设计的题目。图3.1 JZC750混凝土搅拌机4搅拌机的设计4.1搅拌机的用途(1) 搅拌机能将把筒体内的原料充分混合。(2) 搅拌机能使流动的气体不受限制的扩散出去。(3) 搅拌机能使小颗粒物等在筒体内均匀地浮动。(4) 搅拌机能使互不相溶的水或水泥等物料均匀混合或充分蒸发。4. 2搅拌机的工作原理搅拌机的工作原理其实就是同一个场地中不同种动量之间的转化和磨合，不同动量是一种通过质量、热量、互相转换的过程，所以搅拌机利用转筒内的介质转动获取流动场然后在向其输入机械能量的一种装置搅拌过程为：搅拌器的工作在一定速度下转动是由电动机与减速器一起工作带动的，由于搅拌器的运转速度的不一样，导致不同速度的流体从自叶轮出派出，派出的流体带着周边的液体，导致旁边静止的流体卷入其中，搅拌在一起形成一股特殊的运动流体。这股特殊合成的流体运动既有沿壁面流动乂有上下流动及其左右循环流动，这种方式的流动，有利于剖析搅拌机内部比较大的范围，流体还有着循环的用处灌内介质是从叶轮排除的液体来把自叶轮的能量传递，同时把灌内溶液循环到叶轮近旁。且产生的速度会出现一些波动，涡流会混乱移动，混乱的涡流会和周围的流体混合在一块，他们本身的能量、热量会向周围扩散，导致异相间界面更新等引起传热反应左右和引起全体流液的传递作用。搅拌操作有很多种，搅拌介质也很多差别也不一样，各个机构过程对搅拌过程也不一样，所有的这些不同型号的搅拌机要与之配合起来。所有的搅拌机要配合各种不同的要求和情况，它们之间不同的流体状态会提供能量的情况是不同的，所以适合各种不一样的搅拌过程。4. 3搅拌机的结构搅拌机结构是由两个部件组成：搅拌装置和搅拌筒。搅拌装置由三部分组成，它们的功能各不相同，分别是搅拌器、搅拌轴和传动装置。搅拌的开始先让减速器加速，加速后再和联轴器一起连接搅拌轴来带动固定在轴上的齿轮的传动。搅拌桶：附件与桶组合而成。桶体为搅拌提供一个进行空间的容器。图4.1搅拌机的外形结构4.3.1电动机的选择设定搅拌速率为ni=85r/min；总传动比为i=16。电动机转速：n2=n 1 xi=60x 16r/min= 1360r/min公式(4.1)设搅拌机内阻力F=8kN,传动线速度V=1.55m/s；P!=FX V/1000 (KW) =8X I.55X !000/1000=l2.4kW 公式(4.2)由 P2=pi/Q，得 P2查表知齿轮联轴器的效率为牛=0.99,弹性联轴器效率中=0.9927,滚动轴承效率甲=0.985,闭式圆柱齿轮效率n5=0.975o耳|=中中乂143、152=0.8927公式(4.3)P2=pi/m=13.89kW公式(4.4)查表选择电动机：Y系列1440r/min,电动机具体型号为Y160L-4参数：额定功率：15kW：满载转速：1440r/min；额定电流：3O.3A：满载时效率：86%；效益：88.5%；功率因数：0.85；堵转电流：7.0；额定转矩：2.2；最大转矩2.3。4.3.2联轴器的选择联轴器的选择也很重要，一般是从刚性和扰性中选取一个。其中刚性联轴器也是从结构式和可移式中选取一个，固定是完全刚性联接的一种，它需要被接连的两轴中心线严格对中；可移式仅在传动方向上是刚性联接，而其余方向可以让两轴之间有一些安装的误差，并且有一些补偿能力对轴之间的安装产生的误差。通常来说挠性联轴器用处很大，一般用于轴之间相对有位移(轴向和综合角位移)的地方。它具有隔振、缓冲振动的能力，海尔可以补偿两轴间的安装误差。挠性联轴器又有无弹性元件和含金属、非金属弹性元件之分，并且含金属、非金属元件统称为弹性联轴器。刚性联轴器一般用在对载荷稳定、转速平稳、无其他相对位移、同轴度良好等连接；挠性联轴器适用于有位移、没有弹性元件的连接。在一些载荷难控制、速度不稳定的情况下，优先选取带有减震功能的非弹性联轴器I。联轴器很大优点是维护简单,质量不重，拆装容易等。联轴器的安装位置最好处在轴承周围即可，故本次选用刚性联轴器。4.3.3轴承的选择日常生活中用得上的滚动轴承主要包括三大类:第一类是深沟球轴承，它的极限转速比较高、第二类是角接触球轴承，它的转速非常高、第三类是圆锥求轴承，它的极限转速中等。下面就是详细介绍这三类轴承：圆锥滚子轴承：它的极限转速不是很高，偏差可以在2。左右；主要特点是：能撑的住较大的轴向力、轴向联合。由于线接触的关系，导致角接触轴承小于承载能力，并且内外圈可以拆开，装载简单轻松，一般使用上都是成对的。深沟球轴承：它的极限转速比较高；允许角偏差8-16。；主要特性应用在：能承受很大的径向载荷，也能承受很大的轴向载荷。当速度转的很快并且轴向载荷很小的时候，可代替推力球轴承，承受着径向载荷。角接触球轴承：它的转速非常非常快，偏差可以在2-10左右；主要特点：能撑得住较大的轴向力，当其公称轴向角越大，轴承的承载能力也越大。一般两个一起应用，可以装在同一个支点或不同的支点上面。根据计算及减速器要求，优选出6207深沟球轴承。4.3.4键的选择键的用途分为两类：第一类是让轴与轴零件之间周向固定，第二类是传以转矩。键是标准件，可以分为半圆键、平键等等。这次的设计就运用上了平键联接。它的种类和特点如下所示：类型：普通平键GB/T1096-2003；薄型平键GB/T1567-79特点和应用：主要靠侧面传递扭矩，无轴向固定作用。对中性好，容易拆卸。精度比较高。应用于高速轴或者正反转均和。薄型平键有薄壁结构，而且它用在传动距较大的传距。4.3.5搅拌轴的选择(1) 选择材料，确定需用应力轴的材料通常选用45钢，这种钢性能比较好并且质量高，用来提高轴的强度和耐磨性。对于要求较低的搅拌轴可采用普通碳素钢制造。本次设计中搅拌轴采用45刚:T=30MPa（2）搅拌轴强度计算轴的扭转强度条件：Tmax=MT/Wp365x （P/nfT） 1/3=50.44mm公式（4.7）取 d=51 mm（3）搅拌轴刚度计算一般情况下搅拌轴主要靠减速器内的一对轴承支撑，搅拌轴比较长，所以运转时容易发生振动，将轴扭弯甚至完全破坏。为保持悬臂搅拌轴的稳定，悬臂轴长度L、搅拌轴直径d、两轴承制件的距离B应满足一下关系：Li/B4-5, Li/d58,冲击值25.0kg.cm/cm,抗弯强度 600 kN /mnr）o2.3.4轴端密封就拿卧式混凝土搅拌机来说，它转动时的主轴会浸入物料中，多亏了系统有良好的主轴密封装置，不然主轴会被物料磨坏，损伤，会发生漏浆，导致级配。采取了三道密封及骨料架油封和液压系统供油旁磅，第一道的密封是压盖1,耐磨橡胶圈2和转毂组成，砂浆会浸入缝隙，为了防止这种情况由注油孔内腔注入压力油脂，到主缝中有少许油脂挤出才行，油脂的作用是挡住砂浆进入，第二道密封是浮动环密封，是由转毂3转毂6和0型密封圈组成【虬 浮动环会借助0型圈的弹性的弹性起一定作用，用来承担一些压紧力和一些磨损，由注油孔注入润滑油脂，转毂为粉末冶金专用件，密封面经研磨加工，最后由安装的J型骨架密封组成第三道。搅拌轴的支承是由两部分一起承担的，分别是单独的轴承座和带轴套的调心滚子轴承。为了保持机械正常工作，搅拌轴的支撑通过两个骨油架的密封起了很重要的左右，有效确保了轴承的良好的运转情况。2.3.5衬板