单卧轴混凝土搅拌机的设计

图书分类号：密级:毕业设计论文单卧轴式混凝土搅拌机的设计THE DESIGN OF SINGLE HORIZONTAL SHAFTCONCRETE MIXER学生姓名班 级 学院名称专业名称指导教师学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行 研究工作所取得的成果.除文中已经注明引用或参考的内容外,本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果.对本文的研究做出重 要奉献的个人和集体,均已在文中以明确方式标注.本人完全意识到本声明的法律结果由本人承当.论文作者签名： 日期： 年 月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定,即：本校学生在 学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有.有权保存并向国家有关部 门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝,允许论文被查阅和借 阅.可以公布学位论文的全部或局部内容,可以将本学位论文的全部或局部 内容提交至各类数据库进行发布和检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文.论文作者签名： 导师签名： 日期：年月日日期：年月日摘要随着市场对于泡沫混凝土需求的不断增加,高质量混凝土搅拌机的研究也刻不容缓,本文中的混凝土搅拌机正是近些年逐步开展起来的新式混凝土搅拌机.通过不断地研究,新式的强制式混凝土搅拌机具有很多非常突出的优点,即实际生产效率高、混凝土搅拌质量好、电机能耗低等优点,并且针对泡沫混凝土物料在结构上 做了一些优化.搅拌机的传动系统首先是通过电动机输出扭矩,然后通过传动带,再由减速器通过联轴器将扭矩传递到搅拌轴上,最后搅拌轴上的叶片带动混凝土旋转从而实现 搅拌的动作.本文中的混凝土搅拌机对原有的搅拌机叶片磨损问题和轴端密封问题 提出了进一步的研究解决方案,延长了搅拌机的工作寿命并且提升了混凝土的搅拌 质量.关键词混凝土搅拌机；泡沫混凝土；传动系统；叶片；轴端密圭寸AbstractWith the increasing requirements of the foam concrete,the research of concrete mixer of high quality is also urgently needed,andthe concrete mixer in this article is gradually developed new concrete mixer in the recent years.Through continuous research, the new compulsory concrete mixer has a lot of very prominent advantages, namely the high efficiency of actual production, the good quality of concrete mixing, the low electrical energy consumption and so on and it makes some optimization of the structures to adapt the foam concrete materials.First through the motor output torque, and then through the belt, again by the speed reducer through coupling transferring torque on the stirring shaft, the final blade on the stirring shaft turns the concrete so as to realize the mixing action. In this article, concrete mixer put forward further research solutions on the original mixer blade wear and tear problem and the problem of shaft end seal, prolonging the life of the mixer and improving the quality of concrete mixing.Keywords concrete mixer foam concrete transmission blade shaft seal摘 要 1目 录 31 绪论 51.1泡沫混凝土的性能以及前景 51.2混凝土搅拌机开展的前景与研究的目的 61.3搅拌实现的任务 61.4当下混凝土搅拌机的开展趋势 61.5设计内容 72 搅拌机的总体设计方案 82.1 混凝土搅拌机的主要技术参数 错. 误！未定义书签.2.2 整体结构原理确实定 错. 误！未定义书签.2.3 主要的结构尺寸确实定 错. 误！未定义书签.2.4 搅拌机的主要组成装置 错. 误！未定义书签.2.4.1 搅拌装置 错. 误！未定义书签.2.4.2传动系统错. 误！未定义书签.2.4.3上料系统错. 误！未定义书签.2.4.4卸料机构错. 误！未定义书签.3 混凝土搅拌机叶片参数的选择 错. 误！未定义书签.3.1 搅拌机工作原理的简介 错. 误！未定义书签.3.2 叶片大小及叶片角度的选择 错误！未定义书签.3.4 容积利用系数的分析 错. 误！未定义书签.4 确定驱动电机的型号 错. 误！未定义书签.5 确定传动比以及轴性能参数 错. 误！未定义书签.5.1 搅拌机传动比的计算 错. 误！未定义书签.5.2 高速轴动力参数的计算 错. 误！未定义书签.6 确定减速器型号以及传动带相关参数 错误！未定义书签.6.1 减速器的选择 错. 误！未定义书签.6.1.1 首先要计算出所需的额定功率 错误！未定义书签.6.1.2 检验减速器热平衡许用功率 错误！未定义书签.6.2 带的计算 错. 误！未定义书签.6.2.1 确定计算功率 错. 误！未定义书签.6.2.2 选择带型 错. 误！未定义书签.6.2.3 确定传动带的基准直径 错. 误！未定义书签.6.2.4 校核带的速度 错. 误！未定义书签.6.2.5 计算从动轮的基准直径 错. 误！未定义书签.6.2.6 计算中央距以及基准长度 错误！未定义书签.6.2.7 校核主动轮上的包角 错. 误！未定义书签.6.2.8 确定传动带的根数 错. 误！未定义书签.7 确定搅拌轴、联轴器和键的尺寸型号 97.1搅拌轴的设计 97.2联轴器的选择 107.3键的选择 117.3.1选择键联接的类型和尺寸 117.3.2校核键的连接强度 118 搅拌轴位置确实定以及受力分析与校核 138.1 位置确实定 138.2 搅拌轴受力情况分析 138.3搅拌轴上弯矩和扭矩分析 148.4 核轴的强度 189 搅拌臂的受力计算和校核计算 199.1 搅拌臂的受力分析 199.2 搅拌臂的受力设计以及校核计算 1910 确定搅拌臂上连接螺栓的参数 2111 轴承的受力分析以及校核 2212 轴端密封装置的改良 2512.1 早期的开式迷宫密封 2512.2 闭式密封 2512.3 改良型轴端密封 2513 安装.使用.维护和说明 2613.1安装说明 2613.2使用说明 2613.3操作要点 2613.4维护保养 27结论 28致谢 29参考文献 29名称幡改日期 1 q 丹 11大小.CADtuzhi2021/3/15 10:37文件夷违側叶片如g2O15/5/1S 9:03AutoCAD 圏形59 KB勺齿如.如g2021/5/18 9:04AutoCAD 圏形65 KB色 SPPT.ppt2021/4/28 14:15Microsoft Office.72 KB大芾轮2021/5/29 11:09BAK文件64 KB令大帝鸵.dwg2021/5/29 11:09AutoCAD 圉形64 KB型J单卜戟式溜握土3辭口的设计.Tx2021/5/29 12:19Microsoft Office,1601 KB乞齿轮血g遍高速级7曲tdvvg f咸1器裟配.dwg整篇论文全套图外文译QQ3363913622*II遇 曲师装配剽 缶？2021/5/29 1149Auto CAD 凰形207 KB2021/5/24 16:57BAK文件241 KB$罐举装置,d钏g2021/5/24 15:57AutoCAD 圏形241 KBL站裟置傭改bak2021/5/29 11:49BAK文件292 KB乓 搅并装詈俸改曲g2021/5/29 11:49AutoCAD 图形292 KB亘|外文爵译,dm2021/4/2B 14:03Microsoft Office.,1.770 KB_： zbw$.bak2021/5/29 11:09BAK文件87 KBF負小釋dwg2021/5/29 11;09AutoCAD 圏形S7 KB电叶片形心计算品匸2021/5/25 13:15Microsoft Office-.57 KB氐 fiSW.png2021/3/15 10:39PNG圏噤15 KBf中闾钿,dwg2021/5/18 9:12AutoCAD 圏形66 KB1绪论1.1泡沫混凝土的性能以及前景近些年来随着很多城市建筑大楼火灾事故的频发,国家开始致力于研究新型的 混凝土材料,能够拥有更多优良的性能.泡沫混凝土应运而生,泡沫混凝土是一种 兼具隔音、轻质、保温、耐火等多种特性一种多功能新型材料,它在建筑节能防火 领域充当的角色越来越重要.到目前为止,市场上销售最为广泛的泡沫混凝土中有 一些比拟重要的组成局部,比方有泡沫剂、水泥、粉煤灰、和水等等这些.在有些 建筑物有特别的要求的时候,比方对保温效果有特别的严格的标准, 我们可以适时 改变它的一些主要的成分,比方可以在搅拌的过程之中参加一些有机高分子聚合物 来使得混凝土物料实现更加优良的性能. 泡沫混凝土的制造工艺流程主要是： 将泡 沫剂与水成比例混合在一起, 然后通过混凝土发泡机制造出大量的泡沫, 随即将这 些泡沫与原本混凝土搅拌机内的物料进行混合搅拌即可, 最后在经由剩下的一系列 工序加工制造出内部是多孔状的混凝土.由于它兼具隔音、轻质、保温、耐火等众 多显著的优点,目前泡沫混凝土的市场正在逐步扩大 1.1.2混凝土搅拌机开展的前景与研究的目的在当今世界, 水泥生产行业中国可以说是首屈一指, 近些年更是随着国内建筑 行业的不断兴起, 每年都会有数以亿吨的水泥被用于社会的生产实践当中去. 并且 每年很多特大城市几乎都会有建筑发生火灾, 因此对于一种具有防火、 保温、隔音 等等优点的建筑材料的研究刻不容缓. 泡沫混凝土随即出现, 泡沫混凝土兼具了以 上所说的诸多特点, 它在建筑领域的影响也越来越大, 但是在泡沫混凝土的生产装 备技术方面以及相关的尖端应用领域, 我们国家仍然落后于很多西方兴旺国家非常 大的一段距离. 混凝土搅拌机是泡沫混凝土制品不可或缺的生产设备, 研究出兼具 性能稳定、工作效率高、电机功耗小等优点的细石混凝土搅拌机,是刻不容缓的, 并且这种新型的混凝土搅拌机对于加速推广泡沫混凝土在建筑行业的应用具有非 常重要的意义 2 .1.3 搅拌实现的任务.1.4当下混凝土搅拌机的开展趋势在最初研究开展搅拌机的时候, 建筑行业比拟认可的还是自落式的搅拌机. 随 着人们对于混凝土搅拌质量以及搅拌效率要求的不断提升, 又慢慢研制出了很多其 余类型的搅拌机. 比方：强制式搅拌机. 同时强制式搅拌机还被进一步地进行了更 细的划分, 根据它们轴的安装方向的不同, 又分为了立轴与卧轴这两种分类. 截止 到目前为止,国际上的强制式的还都是根据这种方法进行划分的.卧轴式搅拌机是近些年来新兴开展的搅拌机型. 由于该机型叶片耐磨性好, 搅 拌效果优良,叶片运转速度较低, 电机能耗低,并且能够加工制造成出料量较大的 搅拌机.通过近些年不断地研究开展, 我国自行研制出了多种型号的卧轴式混凝土 搅拌机,并且它们的技术和相关参数都已经根本完善.强制式单卧轴搅拌机具有很多显著的优点, 即实际生产效率高、 混凝土搅拌质 量好、电机能耗低等优点. 另外强制式混凝土搅拌机如果按结构区别划分的话, 有 单、双卧轴式的区分. 虽然两者在结构上有所区别, 但是二者的搅拌原理及功能特 点却是十分相似的 4 .1.5设计内容.2 搅拌机的总体设计方案.7确定搅拌轴、联轴器和键的尺寸型号7.1搅拌轴的设计轴的结构没有一些固定标准的形式,在一般的工作条件之下,轴的结构尺寸应该满足以下的一些条件:1轴本身的加工制造工艺应该相对来说简单一点,与此同时轴上所安装的 零件应该要比拟方便装卸；另外,轴的各个局部的受力要均匀,否那么工作状况将不 会稳定；同时,轴上所安装的零件定位一定是唯一可靠的；2搅拌轴在工作当中,主要承受的还是是扭矩对其所产生的作用,因此在 初步计算轴的直径的时候,我们只需根据扭转强度的条件进行校核计算见式 7.1W 0.2d3即:T0.2.T 】式中 W搅拌轴的抗扭截面模量,它的单位为 mm3d 搅拌轴计算截面处轴的直径,它的单位 mmT扭转切应力,单位MPaT 轴所受的扭矩,单位N mmL一一许用扭转切应力,单位为 MPa加工制造的材料选用45钢,I=30L 40MPa,取 J - 40MPa 然后将这些数据代入公式可得：二 90.31mm3 4361.33 0.95 103V0公40轴上有键联接,因此需要增加轴径的 4%L 5%,选取d1 =95mm,该尺寸即为 搅拌轴轴头的直径大小.然后再根据其余的几个长度条件,选取轴的第一截处的长度大小为 l1 = 170mm.3由于轴的正常工作运转的时候速度不是很高,并且在轴线方向上还受到周期性的轴向力的作用,所以在这些现实的工作状况之下,我们初步决定使用圆锥 滚子轴承,它的国家标准型号为32122,并且该种型号轴承的内径尺寸大小为95mm ,根据这个条件紧靠着的第二截的轴径尺寸大小应为d? =110mm,同时根据轴上其余零件的一些尺寸要求,选取12 = 125mm.(4) 根据加工制造以及装配过程中的工艺性的一些要求,为了使得分布安装在轴上的零件的安装和拆卸变得更加的方便,应该将轴的尺寸大小设计成由正中间向轴的两端逐渐越来越小.选取 d3 = 120mm,I3 = 1496mm.(5) 根据上述选用型号的轴承的内径的一些要求,初步选取d4 = 110mm,选 取I4 =75mm.具体情况见图7-1.图7-1 搅拌轴7.2联轴器的选择查阅资料可得到联轴器计算转矩的建议使用公式见式(7.2) 0Tc 二 KT =9550 K PW =7020 K -Ph P2 , P=R=31072.2N,那么60n P符合设计的要求12.10610245X0“6035(31072.2 丿3464616 J0h12 轴端密封装置的改良12.1 早期的开式迷宫密封在最初的时候, 组合式的密封结构运用的比拟广泛, 这种密封结构也被叫做开 式迷宫密封. 另外定动间隙和润滑油是这种密封方法的核心技术. 首先依靠非常小 的定向间隙, 这样就已经可以直接阻碍物料进入到其中. 同时润滑油是一种液态的 流体,但是它有一定的粘度,也可以阻碍物料进入 13.12.2 闭式密封闭式密封事实上就是在上述的定动间隙间参加一种材料, 即黄胶.由于黄胶的 耐磨性较好并且柔性非常的好, 所以它能够与锁轴器的主体贴合得非常的紧密, 这 样能够使得原先的定动间隙变得越来越小,甚至在这个地方的大小变为零.12.3 改良型轴端密封新型的轴端密封事实上也没有什么太大的变化, 只是在辅助密封这一方面做了 一些变动,一个重要的方面就是增加了气动密封.从管道中所施加的气体可以把已经进入到定向间隙中的物料从中挤出, 可以使 得轴端密封的使用年限得到很大的扩大. 另外,气动密封是一种创新的思想, 把原 先的阻碍物料进入变化为积极将物料挤出.事实上,后者虽然已经大大延长了密封寿命和提升了密封效果, 但是如果不能 够及时地对密封装置进行维护和检查, 久而久之也还是会有轴端泄露的问题. 另外, 在加工制造的过程中也不完全能够使得定动间隙充分匀称, 这样的话, 密封的效果 也会大打折扣.同时,在长期的使用过程中,定动元件慢慢也会被磨损,那么之间 的间隙就会变大, 而且物料的受力情况非常复杂, 工作时间长了之后一定会进入到 定动间隙之中去, 并且非常有可能使得气孔被它给堵住, 这样主密封的效果也会受 到影响.因此还需要定期对密封装置进行检查和维护.13 安装.使用. 维护和说明13.1 安装说明1. 在开始安装的时候,对有公差配合的一些零部件,它们的外外表必须要加 大清洁力度,然后再用专用的润滑油对其进行进一步护理 14.2. 在设有垫片和毡圈的地方,不能够出现有漏油的状况.3. 在工作的过程中,将其余零部件固定的部件,一定更要得到准确的固定, 在使用期间不能够出现晃动.4. 轴承在轴肩上必须得到准确的定位.5. 在安装上料架时,相互平行的两条支架之间的平行度绝对不能超过5mm ,在 R50 处要有平滑的过度.6. 在安装完成之后,即将开始运作时,要观察一下有没有一些阻碍运动的东 西.在开动之后,查看机器的工作是不是很平稳.13.2 使用说明1. 根据施工组织设计总平面图确定搅拌机的安装放置位置,并应根据季节情 况搭设搅拌机工作棚,棚外应按有排除清洗搅拌机废水的沟道 ,经常保持操作工作 场地的整洁.2. 机器的安装的位置一定要是在一个不易变形的地方, 并且受力一定要均匀. 另外为了阻止机器被氧化受损, 最好要木板把机器与地面隔离开, 同时能够预防搅 拌机外侧下沉.3. 定期查看防护罩有没有晃动的现象,组成钢丝绳的各股小铁丝有没有出现 断裂的情况,最为关键的是各个联结处是不是依然很牢固.4 . 每班工作前要先进行空车试运转, 检听各局部运转声音是否正确 , 检查离合 器,制动器工作是否可靠, 待确认无误后在搅拌筒加清水搅拌 3 分钟,然后将水放 出,再正式投料搅拌 15.13.3 操作要点1. 在操作搅拌机时,工作人员一定要站在规定的木板上,这样可以有效地防 止出现触电事故. 机器在运转的过程之中, 操作人员不能将任何物体探入到搅拌筒 内.2. 骨料的规格必须要在混凝土搅拌机的许可范围之内,如果不在许可范围之 内,那么不得使用该骨料. 机器在运转过程中绝对不能中途停机, 或者不能在满负 荷的情况下起动混凝土搅拌机.3. 料斗升起时,严禁在下方工作或穿行,料坑底部要垫草垫,落下料斗时要 轻放,以免损坏机件,清理料坑时,或平时休息时,应须将料斗用链条扣牢.4. 工作人员要时刻关注搅拌机的工作状况,如果一旦发生事故以致于机器不 能够继续正常运转的时候, 应该迅速地切断电机电源, 先将搅拌筒清扫干净, 主要 是为了预防物料凝结在壁上,最后再修理机器.5. 机器在正常工作过程中,如过忽然断电,先切断开关 ,然后立即出料,另外 还需要对搅拌筒进行清洗.每天完成任务后,首先切断开关,开关箱一定要锁上.6. 在正常的作业过程当中,不能进行检修.在平时维护机器的时候,绝对不 能使任何杂物掉到传动机构当中去 16.13.4 维护保养1. 去除机器上的污垢及障碍物,按规定对各润滑处加油,预防润滑不良,使 其提前破坏.2. 操作人员要经常对钢丝绳、电路限制设备、链带松紧度进行检查,并且轴 承与电动机的温度要限制在规定得范围之内.3. 每次在工作之前都需要提前开动一段时间,以保证各个局部运转正常 .4. 每班工作后对搅拌机进行全面清洗,并在搅拌筒内放入清水及砂子运转 10 15 分钟后放出,再用竹扫帚进行洗刷.遇冰冻季节,应放尽水箱及水泵中的存 水,以防冻裂.5. 定期需要查看螺栓的松紧度,如果发现有松动现象,要及时地将其固定.6. 根据要求及时地更换油路中的液压油.结论在这次的毕业设计中,主要对搅拌机的传动系统、搅拌装置以及密封装置进行 了讨论.在整个设计的过程中,主要做了以下的一些工作：一、了解了 搅拌机的 整体工作原 理,并且 确定搅拌机 的主要结 构尺寸 L = 1560mm, D = 1200mm.二、确定了叶片的螺旋角为二34,并且分别计算出了叶片所占的面积, 以及容积利用系数j -0.58.三、根据相应的公式计算出了搅拌机在正常的工作中所需要的功率 N =14.57kw,并根据这一功率选用了型号为 Y-180M -4的电机.四、 确立在整个传动系统中,各级之间的传动比,减速器的传动比为i16, 带传动的传动比为i 2.625,并根据传动比算出所需扭矩以及相应的功率,确定 选用型号为ZLY 224的减速器.同时确定传动带型为 SPA,根数为Z = 5,并对其 进行速度校核.五、根据搅拌轴的强度校核,确定搅拌轴上各段的尺寸外形.六、 选用ZL7型号的联轴器,并且选择圆头普通平键进行连接, 同时对键进行 强度校核.七、对搅拌轴的受力情况进行分析,并对其进行弯矩和扭矩的强度分析和校核.八、对搅拌臂进行强度计算以及校核,另外确定搅拌臂上选用螺纹公称直径为 d -16mm的螺栓.九、确定选用型号为32022的圆锥滚子轴承,并对其进行强度分析及校核.十、对原有的密封装置进行了改良,增加了气动密封,使得搅拌机的使用寿命 以及搅拌质量都得到了提升致谢参考文献1 李应权,王明轩,扈士凯等我国泡沫混凝土行业新进展J.混凝土世界,2021, 58(4):10-27.2 张磊蕾 , 王武祥 . 泡沫混凝土的研究进展及应用 J. 建筑砌块与砌块建筑 ,2021(1):38-42.3 阎振甲 ,何艳君 .泡沫混凝土使用生产技术 M. 北京:化学工业出版社 ,2006 4 刘丽华 , 杨建军 . 混凝土机械日常使用与维护 M. 北京:机械工业出版社 ,2021.5 张青,宋世军等 .工程机械概论 M. 北京:化学工业出版社 ,2021 6 朱乃龙 .机械根底及建筑机械 M. 武汉:武汉理工大学出版社 ,1997.7 张洪. 现代施工工程机械 M. 北京:机械工业出版社 ,2021.8 陈宜通 . 混凝土机械 M. 北京: 中国建材工业出版社 ,2002.9 周开勤 . 机械零件设计实用手册 . 北京；机械工业出版社, 1999.10 钱志峰,刘苏 . 工程图学根底教程 M. 北京；科学出版社, 2001.11 盛君豪 . 减速机使用技术手册 M. 北京；机械工业出版社, 1992.12 吴瑞琴 . 滚动轴承产品样本 M. 机械工业出版社,北京；中国石化出版社, 2000.13 混凝土搅拌机 GB/T9142-2000. 国家质量技术性能参数 .14 王凯 .搅拌设备 M. 北京；化学工业出版社, 2003.15 R.Sonnenberg,Concre mixter and Systens,concr.precast Plant Technol.64.88-89(1998)16 Y.Charonnat and H.Beitzel.RILEM TC 150 ECM： Effcientcy of concrete mixers; to-wards qualification of mixer,mater.Struct.(Supp1.196)28-32(1997)