JDY350单卧轴搅拌机搅拌装置的设计

本 科 生 毕 业 设 计（论文）（2018 届）工程技术学院题 目：JDY350 单卧轴搅拌机搅拌装置的设计 学 号姓 名专业班级指导教师本科生毕业设计（论文）诚信承诺书我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文） 均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了引用注释，如出现抄袭及侵犯他人知识产权的情况，后果由本人承担。承诺人（签名）： 年 月 日目录本 科 生 毕 业 设 计（论文） 0本科生毕业设计（论文）诚信承诺书 01 绪论 11.1 搅拌机的用途 .11.2 混凝土搅拌机在国内外的发展概况 .12 设计总述 22.1 设计的目的 .22.2 设计课题 .32.3 设计的原始数据（主要技术性能参数） .32.4 设计原则 32.5 基本结构及工作原理 .32.5.1 基本结构 .32.5.2 主要组成机构及工作原理 43 搅拌装置设计 73.1 搅拌筒的结构和工作原理 .73.2 搅拌筒的结构设计计算 .83.2.1 搅拌筒的几何容积 .83.2.2 搅拌筒的有效容积计算 .93.2.3 搅拌筒各参数的确定 .103.3 叶片数目的确定 .123.4 叶片大小及叶片角度的选择 .133.5 叶片线速度的校核 .153.6 比阻力的计算 .153.7 叶片在轴上的位置 .153.8 臂在轴上的固定方式 .173.9 搅拌功率的据算 .184 搅拌轴的设计计算 184.1 轴的结构设计 .194.2 轴的强度验算 .204.3 侧壁的设计计算 .264.3.1 侧壁的结构设计 .264.3.2 搅拌臂的结构图 .274.3.3 搅拌臂的强度校核 .27总结 .1参考文献 .2致谢 .31JDY350 单卧轴搅拌机搅拌装置的设计工程技术学院 机械设计制造及其自动化 151（三校生） 指导教师：张蔚摘要：混凝土搅拌是混凝土生产的主机，搅拌机的发展同混凝土以及混凝土施工和整个建筑业的发转有着密切的关系。搅拌机的用途如下：混凝土搅拌机的功能主要是将加入到伴筒中的砂、石、水泥、水、添加剂、掺和料等材料拌合成匀质混凝土并且要求这种混凝土满足一定的性能。本设计主要进行 JDY350 混凝土搅拌机搅拌机构中搅拌轴的设计。在设计过程中充分利用了手中的资料、经验数据、以及同类产品的相关数据和设计经验数据。比如在确定叶片数量时就利用了经验值选取了 8 个叶片（包括两个侧叶片和六个搅拌叶片） ；在确定搅拌臂的固定方式时和JDY500 进行比较后发现 JDY500 的固定方式便于更换、拆装，大大提高了搅拌叶片和搅拌轴的互换性，所以此次设计选用了 JDY500 的固定方式（卡环式） 。关键词：JDY350 搅拌机；搅拌机：搅拌装置：叶片设计；轴1 绪论混凝土时目前建筑工地中应用广泛的一种材料，在国名生产经济中有很重要的位置，随着建筑行业的迅速发转和混凝土生产的商品化程度的提高，对混凝土的需求量将日益增加。混凝土搅拌机是混凝土生产的主机，搅拌机的发展同混凝土以及混凝土施工和整个建筑业的发展有着密切的联系。搅拌机的用途混凝土搅拌机的主要功能是将加入到搅拌机的砂、石、英泥、水、添加剂、掺和料等材料拌合成匀质混凝土并且要求这种混凝土满足一定的性能。目前这类机械已经广泛应用于农业生产以及国防建设等各个部门，例如建筑行业、能源行业等。在人们日常中也广泛存在并应用。在建筑工业以及其他一些工业部门中，各种混凝土搅拌机械用量很大。例如在我国的钢铁生场过程中，各种原料的搬运和加工量大约在 10 亿吨以上，加上物料加工工序之间的运输量要达到几十亿吨；这些环节中，要采用很多混合搅拌机械等。搅拌装置在基础经济中的关键位置，国内外对搅拌设备的研究十分重视，近年来，搅拌设备有了很大的发展。在 21 世纪，技术竞争的年代，搅拌机械与我国国民经济的发展密不可分。2 设计总述2.1 设计的目的2毕业设计是专业教学规定的一项最重要的总和性和结业性学习环节，他要求学生能比较全面的使用大学四年所学的知识，独立的解决实际遇到工程技术问题，他的目的在于进一步锤炼学生使用理论知识，分析问题，解决问题的能力，同时考察学生在本专业的基础知识和基本技能的情况，检查学生是否完成了工程师的基本训练，具备了作为一名工程技术人员的素质。2.2 设计课题“JDY350 混凝土搅拌机设计”2.3 设计的原始数据（主要技术性能参数）（1 ）出料容量 350L （2 ）进料容量 560L（3 ）生产率 18-21 立方/小时 （4 ）骨料最大粒径（卵石/碎石） 60/40 mm （5 ）搅拌轴转速 29.5 r/min （6 ）整机功率 21 kw2.4 设计原则（1 ）搅拌机的设计应符合机械制图，公差与配合及形位公差等基础标准的规定，基恩参数应符合 JJ2184混凝土搅拌机型式的基本参数的有关规定；（2 ）搅拌机的设计应按其用途、要求和无聊特性等实际条件进行，其参数、结果应满足先进性、可能性以及经济合理的要求，搜集设计应该考虑标准化、通用化、系列化“三化”要求，而且有较好的技术经济指标；（3 ）搅拌机各个构件的选材应力争合理，注意较少制造和安装工作量，注意抗蚀、埋藏要求。重要构件拼接时，应在图样中标注部位，接法和要求；（4 ）易损件、备用件、通用件和外构件等，在同一品种规格中，应能互流并且符合相应标准或者图样的规定；（5 ）在符合设计要求的前提下，考虑厂家的现状和技术条件，瞒住声场的可行性；（6 ）图纸、幅面及格式应该符合 GB44.584机械制图 图纸 幅面及格式的有关规定；2.5 基本结构及工作原理32.5.1 基本结构该搅拌机主要由上料装置、搅拌传动装置、搅拌装置、卸料装置、电控箱及供水、行走、支撑装置等组成整机如图 21 所示：1.上料斗 2.上料架 3.液压倾翻油缸 4.搅拌桶 5.底架 6.电机 7液压阀 8.油箱（1 ）搅拌轴中心线高出地盘上平面 650mm，离侧开门面底架侧垂面 400mm，油箱布置在上料架下面，油缸沿长度方向布置，水泵布置在离罐近的地方。（2 ）操作系统的电器控制箱和手动液控阀布置在操作后台，以方便使用。2.5.2 主要组成机构及工作原理（1 ）搅拌装置搅拌装置由搅拌筒和搅拌轴等组成，搅拌筒由钢板卷、焊接而成，筒内的弧形衬板及侧衬板均用耐磨材料制成，并且与痛内壁连接，侧壁用卡环连接，使用中可视磨损情况更换。搅拌轴与搅拌筒由转动副支撑在制作和减速箱上，搅拌筒相对搅拌轴可以转动。搅拌轴上装有搅拌臂、搅拌叶片及其侧叶片（刮板） 。如图 2-2 所示：4图 2-2 搅拌装置示意图工作时呈螺旋带状布置的搅拌叶片把靠近搅拌臂的混凝土拌合料推向搅拌筒的中介及另一端，迫使混凝土拌合料作强烈的对流运动，另外叶片的圆周运动，又使拌合料受到挤压，剪切后产生一个抛料过程，是拌合料在较短的时间内被搅拌均匀。（2 ）搅拌传动系统搅拌传动系统为机械传动系统入如图所示。电动机 1 的运动和动力经皮带传动、减速器 5 三级减速后驱动搅拌轴旋转。（3 ）上料系统上料系统采用液压缸及其增速滑轮组机构如图所示，它适宜液压缸活塞的伸缩，通过滑轮组牵引连接在料斗上的钢丝绳来实现的，料斗沿上料架上升的高度又液压缸活塞的行程所决定。该系统结构简单、炒作自如方便，减少了机械上料系统带来的冲击，使料斗运行平稳，并解决了料斗上下限位的问题。上料系统的组成：上料动力、上料斗、上料架、辅助装置1）上料架：倾斜角度 50 是安上料动力来取得，因为油缸上料，如果清洗角度为 60 ，则上料的行程销，0 0油箱的行程也相应的小，但是不适合总体布局。故选用 50 ，结构形式依据总体布置和要求而定。052）上聊动力：液压油缸加速滑轮组和三个稻香滑轮。3） 上料斗：借用有关厂家现有的 JDY350 料斗。4） 辅助装置：几乎没有不象传统的机械动力上料，有上下限位行程开关，而本设计的上料和料斗的下落只需考虑液压控制阀的简单提升，而且无需考虑返回，因为返回时不需要动力，二十靠自身的重力来下落，加上液压控制发硬比较灵敏，所以采用这种方式比传统的药优越的多。在考虑到上料方式时，主要有导轨式和提升式，但是由于提升式耗能太多故不采用，最终采用导轨式。（1 ） 卸料机构JDY 型搅拌机采用也要倾翻卸料机构，如图 2-1 中所示，利用卸料液压缸活塞的伸缩倾翻搅拌桶卸料，搅拌桶的倾翻角度有液压钢活塞的行程决定，该机构具有机械式倾翻所无法比拟的良好使用性能，可针对不同的混凝土的运输工具，完成一次卸料后者分批卸料，操作自如方便，并且解决了搅拌桶卸料的限位问题。（2 ） 电器控制系统JDY 型搅拌机的电器控制系统原理图。（3 ） 供水系统JDY 型搅拌机供水系统采用时间继电器控制离心水泵电器供水量的结构，可参考子落实搅拌机供水系统。（4 ） 轴端密封及其支撑强制式卧轴混凝土搅拌机其搅拌咋后在拌合料面下工作，工作时搅拌轴相对搅拌桶转动，砂浆易于侵入搅拌轴运动副中产生磨料磨损及其漏浆，缩影轴端密封是强制卧轴搅拌机的特殊结构和重要部件。它支撑着搅拌装置，保护轴端处不漏浆，是搅拌轴支撑轴承受砂浆侵袭，延长轴承等零件的使用寿命，且包搅拌系统正常工作。6浮动密封，系属于断面机械密封的一种特殊形式，其结构简单，断面密封压力能力自行补偿，磨料介质不易侵入，润滑脂（油）不外泄露，密封小狗好，适合底数重在，作业条件恶劣处。浮动密封首先应用于挖掘机、推土机、起重机等四轮传动轴处的密封，之后应用到卧轴搅拌机轴端蜜蜂上，效果显著，目前的够埃尔巴公司，松特芬公司，日本石川岛、北川、日工等生产的强制式卧轴搅拌机的搅拌轴轴端密封均采用浮动密封。 、1）构造浮动密封有配合断面（平面后者球体）经过精加工（研磨）的两个金属浮封环合连个 O 型密封橡胶圈组成。金属浮封环用合金铸铁（钢）或者粉末冶金材料制成，其外圆为圆锥体。2）原理在转动的转环与浮封环之间及其固定的支承座与浮封环之间的锥形体处各放置一个大截面O 型密封橡胶圈。当转环与支承座相互压紧后，两个密封圈就产生弹性变形，被压扁成椭圆形断面。这样，即密封了圆锥体外的空间，又因密封圈的弹性使两个浮封环长生相对的轴向力，使两个摩擦接触断面相互粘贴的很紧，从而保证足够的密封作用。仍然保证两者端面相互粘贴，继续保持良好的密封效果。3 搅拌装置设计搅拌装置包括搅拌筒装置、搅拌轴装置、轴承密封、支撑装置。单卧轴混凝土搅拌机拌筒支座工艺单卧轴混凝土搅拌机拌筒制作工艺与双卧轴搅拌机拌筒大同小异，因为单卧轴只有一根轴，不存在双卧轴那样有两轴线要平行，量轴距要保证等问题，因而单卧轴搅拌桶的制作比双卧轴更简单。这里提出侧开门卸料结构的单卧轴搅拌机搅拌桶制作的一点小窍门工大家参考。这样搅拌桶的制作，搅拌桶筒身需要卷圆，在卷圆之后再用氧割办法在筒身上开卸料门口。因为这个卸料口比较小，氧割时容易使搅拌筒变形，在氧割钱，在搅拌桶中安装工装块有效地减少变形。这个上装块可用铸钢制造，断面形状为 60X60 左右的正方体，外圆半径需要交工，半径大小与搅拌桶内壁半径相同。工装上的钻孔直径 D 和孔距应与搅拌桶上安装衬板的螺栓孔相吻合。一个圆周上安装三块，但是不是安装在同一个圆周上，需要交错安装，实际上一个圆周有一块工装块就基本可以达到少变形的目的。搅拌轴装置由左右对称的 8 只铲片、铲臂和搅拌轴组成件图 2-2。侧壁用卡环联结，使用中可是磨损情况更换。搅拌轴与搅拌桶由转动副支撑在支座和减速箱上，搅拌桶相对搅拌轴可以转动。搅拌轴上安装有搅拌臂、搅拌叶片及其侧叶片（刮板） 。两端搅拌铲分别呈左右螺旋带布置搅拌时由于从两端向中间部位推动混合料作轴向窜动和上下翻滚运动。使混合料在较短的时间内搅拌成合格的混凝土。铲片设计成对称形圆弧磨损后可翻转 180 安装使其寿命增加一倍。07搅拌轴端采用轴承支撑，采用浮动密封方式，有枪定期住润滑油进行润滑。支撑的结构形式是采用钢板焊接而成，与搅拌轴用当环、轴承和轴肩定位来连接，而与机架之间采用螺栓联结。3.1 搅拌筒的结构和工作原理混凝土搅拌运输车的搅拌筒大多数采用的是不标准的梨形结构，本课题也采用此结构，搅拌筒通过支撑辅助装置斜卧在底盘车架的后台上，可以绕其轴线转动，搅拌筒的后上方只有一个筒口分别通过进、出料装置进行装料或卸料。其外形如图 4.1 所示。图 4.1 搅拌筒外形结构示意图1 一装料斗;2 一环形滚道;3 一滚筒壳体;4 一连接法兰;5 一减速器;6 一机架;7 一支撑滚轮:8 一调节机构;9 一活动卸料溜槽;10 一固定卸料溜槽整个搅拌筒的筒体是一个变截面不对称的双锥体，外形似梨形，分别由前段锥体，圆体和后段锥体构成。前段锥体较短，端面封闭并焊接法兰，通过连接法兰与减速器连接。后段锥体的过度部分有一条环形滚道，它焊接在垂直于搅拌筒轴线的平面圆周上，整个搅拌筒通过连接法兰和环形滚道斜卧置在固定机架上的减速器壳体和由一对滚轮支撑所组成的三点支撑座结构上，由减速器带动搅拌筒平稳的绕其轴线转动。在环形滚道上还设计了一条保护钢带，它的作用是汽车在恶劣的道路上颠簸行驶时防止搅拌筒跳动。安装机架是由水平框架、前台、后台和门形支架组成，通过相对应位置的若干个螺栓将搅拌筒与汽车底盘相连接，使搅拌筒牢牢的固定在底盘上，防止其摇摆窜动。83.2 搅拌筒的结构设计计算3.2.1 搅拌筒的几何容积搅拌筒由两个不对称的圆锥台和一段圆柱体组成，故它们的体积就是搅拌筒的几何容积。对于封头部分内部焊有一加强锥，且球缺高度小，球体半径大，其几何容积很小，可忽略，而且拌筒内部有两条螺旋叶片，厚度较小，也可忽略。因此计算出来的几何容积比实际几何容积略大。由几何关系，得计算公式如下:V 总=V(前锥圆台)+V(中段圆柱)+V(后锥圆台);HR2圆 柱 hr231圆 锥V(前锥圆台)、V(后锥圆台)的值为两个圆锥的体积之差。3.2.2 搅拌筒的有效容积计算实际应用中的搅拌筒是斜置的，其中心线与水平面之间成一倾角，假设混凝土拌合料是理想流体，在搅拌筒内应形成一水平面，因此混凝土拌合料在搅拌筒内形成了特殊的不规则体积。一般可通过两种方法计算它的体积:一是切割法，即将混凝上拌合料纵向切成若干薄片，其断面成弓形，把所有薄片的体积累加起来，得出它的体积。那么为了提高计算精度，必须切的越多越好，这无疑增加了运算量，而且计算的结果为近似值;另一种是公式法，即根据几何关系，用积分公式推导进行计算。其特点是公式复杂，计算容易出错，没有切割法那么容易理解，但计算结果准确度高些而且运算量相对要小些。搅拌筒各部分的有效容积计算，首先根据搅拌筒截面的几何形状，如图 4.2 所示。9图 4.2 搅拌筒截面示意图由图 4.2 中可看出搅拌筒的轴向横截面被化简后的形状，并且在图中的每个线段顶点处标上字母，以便计算时容易区分。图中坐标原点在搅拌筒后锥筒口的中心上，即线段 AH 的中点，其中 是四条直线的表达式。在实际的设计中，混凝土搅拌筒的有效容积一般都比选定xY41有效容积大些，因为搅拌筒内有搅拌叶片和其它一些辅助搅拌的设计，它们也有一定的体积，再加上搅拌运输车在运输中不可能将混凝土装的很满，以免由路面，施工场地，车速等外界因素引起的混凝土外溢，故设计中会有有意将有效容积加大处理。在设计时，计算搅拌筒各部分的体积时，直接利用 AUTOCAD 画出其截面真实大小的模型，测出各点的坐标值，然后利用 Pro/E 绘制出三维实体模型，直接便可测出各部分的体积。3.2.3 搅拌筒各参数的确定1.搅拌筒斜置角度搅拌筒的斜置角度的大小直接决定搅拌筒的有效装载量，它虽不是拌筒壳体本身参数，但拌筒的工作性能(搅拌、卸料)，支承性能(对底盘的载荷分布)、进出料高度等受它影响。综合考虑上述因素，参考国内外现有同类型车(容量为 8 )的参数和国家标准局发布的混凝土机械搅3m拌输送车型式和基本参数试行标准，取搅拌筒斜置角为 132.拌筒最大直径根据有关实验表明:梨型搅拌筒壳体的中部直径大，而底锥较短，使搅拌筒中下部的外形接10近球体形状为最佳，这时，不仅搅拌效果好，搅拌效率高，而月.搅拌筒重心适当前移，对搅拌功能和车的整体是有利的。所以，拌筒的最大直径不能超过底盘的最大宽度，应尽量接近底盘的宽度，使搅拌筒形接近球体形状，这样不仅有以上好处，而且在容量一定的条件下可以缩短拌筒长度，降低搅拌运输车整车的高度，改善了搅拌运输车的整体性能。3.前后锥半锥顶角为保持搅拌筒在斜置时，后锥上部有平直的高度和一定的卸料性能，后锥半锥角的取值应接近拌筒的斜置角，参考国内现在同类车的经验值，前锥半锥顶角的值一般为 20 一 25，后锥的为 14.2 一 16.1。4.筒各部分壁厚和材料的确定为了尽量减轻搅拌筒上的自重，提高拌筒有效装载量，并保证筒壁及叶片有足够的强度和抗磨损能力，现在一般都使用高强耐磨合金制作搅拌筒壳体和螺旋叶片，参考同类车的选材，采用16Mn 钢。搅拌筒壳体和叶片都是按工作时磨损程度的不同来分段，以不同厚度的钢板焊接而成，根据实验数据和使用结果来看，拌筒中、底部的筒壁受混凝土压力最大，拌拌运动剧烈，磨损也最严重。参考有关资料和模拟国内外同类车搅拌筒体的壁厚，搅拌筒前锥段和圆柱段采用 6mm厚 16Mn 钢板，后锥部分考虑到搅拌过程中受混凝上压力较小，磨损相对小，故采用 4mm 厚的16Mn 钢。因封头安装支承轴，承受拉、压、弯、扭等十分复杂的外力作用，故取封头壁厚为6mm。后锥轨道采用铸钢材料。同时，搅拌叶片在搅拌运输过程中，亦受到较严重的磨损，故采用 4mm 厚 16Mn 钢板。5.搅拌筒外形几何尺寸设计计算搅拌输送车梨形搅拌筒的壳体各部分的尺寸和形状的设计，是一个比较复杂的问题。搅拌筒倾斜放置在汽车底盘上，其轴线与混凝土表面有一夹角，根据经验或采用比照法，预先确定拌筒尺寸，然后进行有效容量校核，很难得出理想的拌筒尺寸。本文采用计算机辅助设计进行循环计算，以得出较理想的拌筒尺寸。搅拌筒的有效容积校核是根据国家标准(报批稿)的规定，即梨形搅拌筒的有效容积与几何容积比值(搅拌筒的填充率)应满足:式（2-1）%5.1jVV有效容积(搅拌筒能够运输的预拌混凝土量)几何容量j11当搅拌筒有效容积 8 ，拌筒的斜置角 13，混凝土密度为 2450Kg/m (一般为 1800 一3m32450Kg/m );钢板密度为 7900Kg/m 等已知参数输入到程序界面，运行后得到一系列的搅拌筒几3何尺寸数据，然后执行容积校核循环程序，即得到一组最佳数据。yl=550mm y2=1150mm y3=762mmLl=2259.45mm L2=1213.68mm L3=934.8mm后锥半角 a =15 前锥半角 a =23 由上面数据，利用 AUTOCAD 和 ProfE 软件，作出搅拌筒12各部分有效容积真实大小的三维实体模型，在测量前，将实体模型的密度设置成混凝土密度，这样就能测出其体积和重量等相关参数。由图 4.3 测量可得搅拌筒后锥段的有效容积: =2.67m1V3其混凝土质量:M =6533.4Kg1图 4.3 后锥段的有效容积由图 2.4 测量可得搅拌筒圆柱段的有效容积: 3256.mV其混凝土质量:M =8733.9Kg212图 4.4 圆柱段的有效容积由图 4.5 测量得搅拌筒前锥段的有效容积: =2.34m3V3其混凝土质量： 5733.4Kg3M图 4.5 前锥段的有效容积同理，利用三维软件可测得，搅拌筒的几何容积: 352.1mVj那么根据公式(2-l)可得:=63.3%51.5%52.13467.jV式中 V(包含螺旋叶片体积)的值要比实际的值大些，从计算结果看，完全满足搅拌筒的填充率要求。133.3 叶片数目的确定更具目前国内卧轴式搅拌机的叶片结构形式看，叶片广泛采用铲片式。就单个叶片而言，它是一个平板，通过臂和轴形成一体使全部的叶片呈螺旋线分布，叶片间没有之间联系，故而这种化整为零的方式具有很突出的优点。它使得叶片的加工和安装非常方便，代替了交工、安装要求高的螺旋带叶片。从磨损的角度来看，铲片形式是受到局部磨损的，这是因为物料和叶片的混东速冻不是很均匀的而且很被动，容易形成长料，是磨损增加，从而使搅拌的效果有所下贱，故而从磨损的搅拌的效果来看，铲片要比螺旋式好的多。从理论上分析螺旋带工作时，由于对称分布（相聚 180 度）连个反方向螺旋带，在运动时，一端切入拌合物另一个抄起，抄起端下方形成少料，的空间，而且切入端是物料进行周向和轴向的复合运动，被挑起的拌合料在全带长度上形成大量切割面，使拌合料之间产生连续的摩擦，先落下的拌合料受到落下的拌合料的冲击，使水泥浆火星不断提高，在叶片切入端各店的速度不一样，拌合料在受到挤压的同时，相互之间还有较大的相互位移，所以较大的水凝浆被离散细化。由上不难看出，铲片式就不如螺旋带是的号，但是考虑到加工和安装要求及目前厂家的生产条件，我们还是决定选用铲片式。铲片式由工厂直接加工生产，这样又可以达到经济，简便生产，效率高的效果。根据经验值，搅拌装置中的叶片数目一般可以取 6 或者是 8 个，在这次设计当中选取叶片数目为 8 个（包括两个侧叶片和六个搅拌叶片） 。3.4 叶片大小及叶片角度的选择根据目前国内卧轴式搅拌机叶片结构形式看，广泛采用铲片式。就耽搁叶片来说它是一个平板，它是通过臂与轴行程一体，使全部叶片呈螺旋线分布，叶片间没有直接连接，故而这种化整为零方式具有很突出的优点，它使得叶片的加工安装非常方便，替代了加工，安装要求高的螺旋叶片。从磨损的角度上看，铲片式易受到局部磨损，这是因为物料与叶片之间的滑动速度不均匀，而且波动，易形成卡料，是磨损加剧，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。搅拌装置时由一个水平轴和安装上的两端相距 180 中心对称的反响螺旋带片组成，当一端0的螺旋带片开始相罐体内的混凝土拌合料局部切入时，另片一端螺旋带片从混凝土拌合中抄起，在两叶片相互交替作业过程中，排除叶片把拌合料挑起，在该端下底部形成无料或者少了得空间，同时切入叶片薄拌合料从一端到另一端进行轴向和周向的复合位移，被挑起的混凝土搅拌莲藕在螺旋带片后部的空挡处自由下落，是拌合料在全部带片长度上形成大量的切割面，是拌合之间产生连续的摩擦，先落下的混凝土拌合料不断地受到后落下的拌合料的冲击，使得水凝活性不断提14高。在叶片切入段，由于各叶片线速度不一样，拌合料在受到挤压的同时，相互间还有较大的相对位移，所以较大的水泥团粒将被分散细化。由于这种机型罐体结构小，容积系数高，混凝土拌合量的位移变换形成达到最小值，而个颗粒之间相互作用的时间达到最大值。这就是单卧轴混凝土搅拌机综合性参数较好的关键所在。有以上分析看出，虽然铲片式不如螺旋带式好，但考虑到加工安装要求及目前大多数厂子额生产条件，我们决定采用铲片式，铲片有厂子里家狗狗生产，这样可以达到经济、简便、生产效率高的效果，而且还可以降低成本。叶片的大小和叶片的数目的多少有关，原则上叶片的有效长度为 1.2L 其中 0.2L 为叶片在轴上的重叠尺寸，这样，一方面能保证出料干净，同时又能使叶片具有一定的磨损寿命。本设计采用左右两组铲片，在左边采用右螺旋带型铲片，右边采用做螺旋带型铲片，叶片数目为 8 个，叶片螺旋角 ，切削角 对搅拌质量的影响很大，取叶片螺旋角 =50 ,切削角 = 0。JDY350 混凝土搅拌机的叶片尺寸计算如下：075单个搅拌叶片长度： 2836.014单个搅拌叶片的宽度：H sin = mm8dH= =147mmsin8075i14由于原则上叶片的有效长度为 1.2L,其中 0.2L 为叶片在轴上的重叠不会 icu 呢，所以取单个搅拌叶片的尺寸为：长度：L=280mm 宽度：H=140mm参考 JDY500 混凝土搅拌机的侧叶片，我们取侧叶片尺寸为：长度：L=491mm 宽度：H=100mm侧叶片与搅拌筒侧壁之间的间隙以及搅拌叶片的最外端与筒内壁之间的间隙均为 3-5mm，我们取 3mm，假设搅拌臂的直径为 60mm，则侧壁的轴线到筒壁的距离为：3（间隙）+60（最大骨料半径）+30 （搅拌臂的半径）=93mm15则侧壁的轴线到筒壁的距离为：93mm搅拌叶片和侧叶片分别如图 3-1 和 3-2 所示：图 3-1 侧叶片图 3-2 搅拌叶片3.5 叶片线速度的校核叶片的极限运动速度：V = =1.76 smmax ）fcos(inRG）（ 05.4cos0in8.952.0由于搅拌轴的转速为：n=29.5 mir叶片的极限速度：V= =60rn 2 maxs275.130.52.9V）（16因此叶片的线速度满足要求。3.6 比阻力的计算J= =0.3561.350K=2.216-0.268V+26.005J -2.08V2J= -35.0.657.10.28-. 49834=7.4 2cmn取 K=9 2cn3.7 叶片在轴上的位置由于侧臂轴线到侧壁的距离在前面已经定位 93mm，叶片的的有效长度为 1.2L，其中 0.2L 为叶片在轴向方向的重叠尺寸，设侧叶片与相邻的搅拌叶片的轴向距离相等。则每两个叶片的重叠尺寸 为：L=L 29350cos24cs50628140 ）（=1140 93cos7.5= m3现将各个叶片的重叠尺寸分配如图 3-3 所示： 单位：mm17图 3-3 重叠尺寸分配图所以搅拌臂轴线之间的距离分别为：（从左到右 单位 mm）读一个叶片和第二个叶片之间的距离为： ）（ 1405cos023-cos5mm89.716第二个叶片和第三个叶片之间的距离为： mmcs28）（第三个叶片到第四个叶片之间的距离为： mm.523o0）（第四个叶片到第五个叶片之间的距离为： cs）（mm648.1第五个叶片和第六个叶片之间的距离为： mm98.15623cos028）（第六个叶片和第七个叶片之间的距离为： m）（第七个叶片和第八个叶片之间的距离为： cs4cs5）（mm716.89所以叶片在轴上的布置如下图 3-4 所示：18图 3-4 叶片布置图3.8 臂在轴上的固定方式参照 JS1000，臂在轴上的固定方式采用插入式，即在轴上钻孔，将臂插在带有平台的孔中，然后用卡环将其卡住（如图 3-5 所示 ）图 3-5 插入方式示意图JDY350 的搅拌臂一半是焊在搅拌轴上的，这是因为 JDY 每次搅拌的出料容量不是很大，搅拌功率比较小，臂的重量也比较轻，所受到的混凝土拌合料的搅拌阻力也比较小，用焊接方式可以保证轴的搅拌臂与搅拌轴的联结强度需要，在本设计中，轴径的直径为 120mm，搅拌臂直径参19照 JS1000，初步定为 60mm，搅拌筒的直径在前面已经定为 1050mm，这样搅拌臂长大约为500mm 左右，直径为 60mm 的搅拌臂本身重量就比较大，另外搅拌叶片和搅拌臂所受到的混凝土拌合料的阻力也比较大，如果采用焊接固定在轴上，焊缝强度难以保证，焊缝可能发生断裂，搅拌臂将脱离搅拌轴，因此焊接方式不可取，故采用插入固定的方式，虽然这样对轴的强度有一定的消弱，但是这种固定方式十分可靠，不会发生意外事件，只要对轴的强度进行验算达到所需要的强度就可以了。3.9 搅拌功率的据算由于搅拌机工作时，左右两组叶片相差 180 度，所以只有一半叶片参与工作，在设计是就按左叶片参与工作进行计算。 （近似按 叶片宽度进行计算） 。21叶片的受力计算：侧叶片径向力： NSKF3.2754cos106.47950cos1r 轴向力： .81sin.sin1t搅拌叶片径向力： NSKF75.260cos1428950cos1r 轴向力： .sinsin1t左边四个所受的总的径向力为： NF810.623.275rr 搅侧搅拌轴所受的扭矩为： MLT 6.379)(8101搅拌叶片所消耗的功率： KWMN8.1950.2637n在搅拌过程中，叶片也要受到混凝土的阻力故也消耗功率，近似按 臂长处受集中力计算。2120搅拌臂：cm760136042s A2径向力： NKF4879总扭矩： MLT .2103632搅拌臂消耗的功率： KWMN6.9508.214n2搅拌机所消耗的总功率： 94.172.68.1214 搅拌轴的设计计算4.1 轴的结构设计轴的设计和其他零件的设计相似，暴扣结构设计和工作能力计算能力两个方面的内容。轴的结构设计是根据轴上零件的安装，定位以及轴的制造工艺灯当面要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难程度等等。因此轴的结构设计是轴设计中的重要内容。渗透性钢号淬透性值油淬临界值直径（mm）性能特点 用途举例45 J 5.314220小截面零件调制后具有较高的综合机械性能，形状复杂，零件可用水油淬制造齿轮、轴、压塑机、泵的运动零件2140cr J 1741848强度比碳钢高约 20%疲劳强度较高制造重要的调质零件，如齿轮、轴、套筒、两岸、螺钉、螺栓、进气阀等，可进行表面淬火表 4-1轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只需要对轴进行强度计算，以防止轴的断裂或者塑性变形。而对刚度要求过高的轴（如车床主轴）和受力较大的轴，还需要进行刚度计算，以防止工作是产生较大的弹性变形。对高速运转的轴，还应该进行振动稳定性计算，以防止发生共振而破坏。搅拌轴的主要作用是支撑搅拌臂以及叶片等回转零件并传递运转和扭矩，它们在工作时受到各种应力的作用，从选材的角度看，材料应具有较高的总和。机械性能。常用的轴类零件材料为 45 钢、40Cr、在高速高负荷的工作状态下工作的轴可采用 40CrMn等。现在设计的 JDY350 混凝土搅拌机的搅拌轴工作转速只为 29.5 ，没有太大的冲击，故minr没有必要采用 40CrMn 等高淬透性的调质钢，现在将 45 钢、 40Cr 调质钢的性能特点和用途进行比较如表 4-1。从表 4-1 中的比较中看出，碳素调质钢的机械性能不高，只适用于尺寸较小的，负荷较轻的零件，在调制钢种加入合金元素，提高了淬透性和机械性能，能使合金调质钢的使用于尺寸较大，负荷较重的零件。由于搅拌传动装置时搅拌机工作机构的核心装置，因而搅拌轴的强度问题是至关重要的。一旦轴断裂的话，后果将不堪设想。因此在惊醒轴的设计时，不仅要在材料上加以保证，选择机械性能较高的 40Cr 调制刚，而且要分析轴的受力情况，进行轴的强度校核。搅拌轴的结构设计如图 4-1 所示：22图 4-1 搅拌轴4.2 轴的强度验算各个零部件的受力情况计算如下：侧壁径向力： NSKF8.17362.9r 侧叶片径向力： 3.2750cos.450cos1r 轴向力： SF81in1679int 搅拌臂径向力： NK.382.r搅拌叶片径向力： SF75.260cos14950cos1r 轴向力： in28int各个叶片的径向力在支撑 A 处产生的支座反力为：叶片一： NF 9.251408.73.25938140）（）（叶片二： 8.301140.7.67.89321402 ）（）（叶片三：NF 9.25140.75.269.576.89323 ）（）（叶片四： 0.148.3.8140 ）（）（各个叶片及臂上所受的力的示意图如图 4-2 所示：a. 各个叶片及臂的径向力在支撑 A 处产生 y 方向上的支座反力为：（径向力） 105cos7cs35cos421ry FF cos105294.726.8.01235310.9N各个叶片及臂的径向力在支撑 A 处产生 x 方向上的支座反力为： 105sin7sisin4432rx FFsin105294.2.9358.0169N图 4-2 示意图所产生的扭矩： MNT1.489.13.7921b.叶片的轴向力计算如下：侧叶片一的轴向力产生绕 y 轴的弯矩 M 为：y1.758036529.140y ）（搅拌叶片二的轴向力产生的绕 x、y 轴的弯矩 M 、 为：2xyN6.3sin.7x2 ）（M791025co1036520y ）（搅拌叶片三的轴向力产生的绕 x、y 轴的弯矩 M 、 为：x3yN.170sin136052.70x3）（24NM04.27cos103652.70y3 ）（拌叶片四的轴向力产生的绕 x、y 轴的弯矩 M 、 为：x3y5.16sin.x4 ）（ N20co16052703y ）（故由叶片轴向力产生的套 x、y 轴的弯矩 M 、 为：总x总yM 总x43205.126.76.1N509总y y43y21)16.320.778（M4支撑 A 处由叶片的轴向力引起的 x、y 方向的支座反力： 、 为：ryFrxNFy 07.211405.393r 总 8.7.83xr总故支撑 A 处在 x、y 方向的支撑反力 、 为：总xF总y+总xFry N87.513.26909.20531rry总绘出轴的受力图：已知支撑 A 的支撑力：总yFN97.320总xF87.513各个叶片在 x、 y 方向的径向力分别为：侧叶片一： NF65.318.7.13y