JS500型混凝土搅拌机设计-搅拌系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本次设计的 是 中 强制式卧轴混凝土搅拌机中的一种， 强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干硬性混凝土，而且能搅拌轻骨料混凝土，能使混凝土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。 它是目前国内较为新型的搅拌机，整机结构紧凑、外型美观 。搅拌装置作为该机型的核心部分，直接影响着整机的混凝土搅拌质量和效率。根据双卧轴搅拌机的结构特点，分析了搅拌装置的结构特点，确定了搅拌系统设计方案，并完成搅拌筒、搅拌轴以及搅拌叶片的设计。 首先，通过计算确 定搅拌筒的外形尺寸，确定端板的的结构，选择加强筋。然后，确立搅拌装置的尺寸并计算搅拌功率，接着校核轴和键。最后设计轴端密封装置及其零件并校核轴承寿命。 关键词 ：混凝土搅拌机，搅拌系统，搅拌筒，搅拌轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of is is in a a in ow is a of as a of of to of of of of of to of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 1、绪论 . 1 拌机概述 . 1 计原则 . 2 机总体设计要求 . 2 始数据 . 2 2、设计的主要内容 . 3 拌装置 . 3 拌传动系统 . 5 3、搅拌筒的设计 . 7 计总说明 . 7 拌筒的总体设计 . 7 积利用系数 . 7 径比的确定 . 7 宽比确定 . 8 算得出搅拌筒的直径、长度、宽度 . 8 择材料 . 8 板的设计 . 8 板的结构确定 . 9 板留安装法兰的孔 . 10 强筋结构和位置的确定 . 10 体的设计 . 11 体总长度的确定 . 11 体内径和外径的确定 . 11 板的设计 . 12 面衬板的设计 . 12 弧衬板的设计 . 14 衬板的设计 . 15 盖的设计 . 15 启式罩盖的设计 . 15 定式罩盖的设计 . 16 料嘴的设计 . 16 4、卸料门的设计 . 18 5、搅拌桶和其相连机构的连接方式和位置的确定 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 拌装置尺寸的确立及其选择 . 21 拌轴转速的确定 . 21 旋叶片尺寸的确定和计算 . 22 在轴上的固定方式 . 25 片与臂的连接方式 . 26 支承 臂及搅拌叶片支承臂结构 . 27 拌功率的计算 . 27 叶片及搅拌叶片的面积 . 27 力分析 . 28 生的扭矩 . 28 片工作时搅拌轴上的功率 . 29 拌臂消耗的功率 . 29 的强度校核 . 31 叶片及齿轮在支承座产生的径向反力 . 32 片及支承臂产生的扭矩 . 34 片在轴向产生的 A 支座的支反力 . 34 轴的受力简图 . 35 的刚度验算及校核 . 42 拌臂强度的验算 . 42 强度校核 . 43 6、轴端密封装置及其零件的设计 . 45 端密封装置方案的确定 . 45 端密封的基本结构及工作原理 . 45 端密封的工作条件及失效形式 . 46 端密封的结构形式及特点 . 46 端密封的工作特点 . 47 封型式的选择 . 47 封的分类 . 47 封型式的选择 . 47 滑型式的选择 . 49 滑型式的分类 . 49 滑型式的选择 . 49 滑剂加注应注意的问题 . 49 承类型的选择 . 49 动轴承概述 . 49 动轴承类型的选择 . 50 核及其寿命的计算 . 50 承的校核 . 50 承寿命的计算 . 53 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 他尺寸的确定 . 53 7、设计总结 . 54 参考文献 . 55 附录 . 56 致谢 . 57 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1、绪论 拌机概述 混凝土是建筑材料中 的一种主要的材料，它是以水泥作为黏结剂把骨料粘在一起的，属于一种非匀质材料，其用途广，用量大。 混凝土搅拌机就是用来大量生产混凝土的机械。混凝土搅拌机有自落式和强制式。混凝土从塑性混凝土发展到干性，硬性混凝土，强制式搅拌机得到了很大发展。强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干硬性混凝土，而且能搅拌轻骨料混凝土，能使混凝土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。 图 凝土搅拌机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本次设计的 凝土搅拌机 是我们的主要设计机型。为了适应不同混凝土搅拌机的搅拌要求，搅拌机发展了许多机型，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。 J 搅拌机， S 双卧轴， 500 出料容量 500L。它主要由搅拌系统，搅拌传动系统，上料、卸料系统，供水系统，机架及行走系统，电气控制系统等组成。它是目前国内较为新型的搅拌机，整机结构紧凑、外型美观。 能搅拌干硬性混凝土又能搅拌塑性混凝土，还能搅拌砂浆和轻骨料。 它具有单机 独立 作业和与 列配料机组成简易式混凝土搅拌站的双重优越性，还可为搅拌站提供配套主机，适用于各类大、中、小预制构件厂及公路、桥梁、水利、码头等工业及民用建筑工程，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。 计原则 搅拌机技术条件应满足混凝土搅拌机技术条件 基本参数应符合 62凝土搅拌机型式基本参数标准规定； 对整机的设计应考虑标准化、通用化、系列化“三化 ”要求； 考虑零件的继承性和延续性； 所用图纸的幅面应符合 华人民共和国标准机械制图中的相关规定。 机总体设计要求 运输时拆卸装配方便。 整机结构紧凑，布置合理，外型美观，布局合理，性能良好。 符合国家交通城乡标准。 宽度方向不超过 度方向不受限制。 卸料高度 始数据 出料容积 500 L 进料容积 800 L 最大骨料粒径 80/60 生产率： 25 m3/h 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2、设计的主要内容 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、具体结构如图 2所示： 图 2卧轴搅拌机搅拌装置 1 搅拌筒； 2 搅拌轴； 3 搅拌臂； 4 搅拌叶片； 5 侧叶片 搅拌装置中搅拌机构首先以实现合理料流方式、获得良好的搅拌质量为总目标，其次，才是具体结构的合理性。因此，搅拌机构一般应有如下结构特征： 混凝土拌合料符合右手定则，即当右手四指顺搅拌轴旋转方向时，拇指指向物料方向，且两轴上叶 片使拌合料轴向流动分量及径向流动分量方向相反。 叶片倾斜方向使得其接力式的工作，拌合料呈连续递推方式前进，在图 3中所示流向时轴叶片工总次序为 8轴叶片工作次序反之。 在每根轴拌合料流向末端有一反向倾斜布置的叶片，如图 3 中轴的 8叶片和轴的 1叶片。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2 中搅拌筒 1 的圆弧部分是焊接而成的，搅拌筒 1 内镶有衬板，均用沉头螺栓与筒体联接紧固；搅拌筒内装有两根水平布置的搅拌轴 2，轴上连接等角 度排列的搅拌臂 3上分别装有侧叶片 5，可刮掉端面上的混凝土。叶片与衬板之间的间隙根据搅拌机容 量而定，一般在 35间。工作时两轴反向回转，其上的搅拌叶片 4、 5的反向螺旋运动可使拌合料产生强烈的挤压、对流，并使拌合料产生许多切割面。所以双卧轴混凝土搅拌机在搅拌过程中可使拌合料产生较大的相对运动，有较好的力传递效果，拌合料间的位置和距离在任一瞬时都在进行变换。因此，不论塑性和干硬性混凝土都有良好的搅拌效果。 图 2拌机构的结构特征 强制式卧轴混凝土搅拌机其搅拌轴在拌合料面下工作，工作时搅拌轴相对搅拌筒转动，砂浆易于侵入搅拌轴运动副中产生磨料磨损及漏浆，所以轴端密封是强制式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，使搅拌轴支承轴承不受砂浆浸袭，延长轴承等零件的使用寿命，确保搅拌系统正常工作。浮动密封，系属于端面机械密封的一种特殊形式，体结构简单，端面密封压力能自行补偿，磨料介质不易侵入，润滑脂（油）不外泄漏，密封效果好，适合于低速重载，作业条件恶 劣处。其组成结构如图所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2端密封及支撑 1 密封圈； 2 3 油环； 4 单向推力球轴承； 5 支承座； 6 双列向心球面滚子轴承； 7 轴承盖； 8 搅拌轴； 9 浮封环 搅拌装置的驱动方式是由电动机带动的。 动搅 拌轴的运转进行拌合料的拌合。 拌传动系统 机器一般由原动件、传动系统和工作机三部分组成。而传动装置一般包括传动件（齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动等）和支撑件（轴、轴承、机体等）两部分。在原动机与工作机之间传递运动和动力，并改变运动的形式、速度大小和转矩大小。它的成本和重量在机器中占有很大的比重，其性能和质 量对机器的工作影响也很大，因此合理设计传动方案具有重要意义。 传动方案一般用机构运动简图来表达，它能简单明了地表示运动和动力的传递方式和路线以及各部件的组成和连接关系。 满足工作机性能要求的 传动方案，可以由不同传动机构类型以不同的组合形式和不同的布置顺序构成。合理的传动方案应保证工作可靠，并且结构简单，尺寸紧凑，加工方便，成本低廉，传动效率高和使用维修便利。一种方案要同时满足这些要求往往是困难的，因此要保证重点要求。 同时，在采用同种类型传动机构条件下，用不同的连接方式时外廓尺寸也会有很大的差别。因此参考手册和机械设计 课程设计指导书等书目，在布置传动顺序时，考虑了以下几点： 带传动的承载能力较小，传递相同转矩时结构尺寸较其他传动形式大，但传动平稳，能缓冲减振，因此宜布置在高速级（转矩较 高、传动相同功率时转矩较小）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 链传动运动不均匀，有冲击，不适于高速传动，应布置在低速级。 蜗杆传动可以实现较大的传动比，尺寸紧凑，传动平稳，但效率低，适用于中小功率、间歇运动的场合。 圆锥齿轮加工较困难，特别是大直径、大模数的圆锥齿轮，所以只有在需要改动轴的布置方向时采用，并尽量放在高速级和限制传动比，以减小圆锥齿轮的直径和模数。 斜齿轮传动的稳定性较直齿轮好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。 开式齿轮传动的工作环境较差，润滑条件不好，磨损较严重，寿命较短，应布置在低速级。 一般将改变运动形 式的机构布置在传动系统的最后一级，并且常为工作机构的执行机构。 经过系统地总结、分析，并考虑以上几点，作出如下的传动方案： 本机的搅拌传动系统由电动机、皮带轮、减速箱、开始齿轮等组成，如图5所示。电动机 8 通过皮带轮 7、 5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。 图 2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 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3、搅拌筒的设计 计总说明 现有少量破碎衬板随混凝土一同排除。停机检查，碎块发生部位集中在出料口两侧第一排，而且随着工作时间的积累，衬板随坏部位逐渐扩大并直接危害筒体。经分析研究，认为原衬板装配设计及脚板结构设计不尽合理。在保证搅拌容积的同时，换要有足够的耐磨性，来缓冲混凝土的冲击。尤其是对卸料门的设计，要有合理的结构要求，才能满足混凝土搅拌要求。 拌筒的总 体设计 积利用系数 根据混凝土搅拌机 中华人民共和国国家标准的要求说明，并参照卧轴系列混凝土搅拌机的优化研究，由于容积利用系数的选择主要是以搅拌质量的优劣为依据的，在确保搅拌质量的前提下，容积利用系数 样几何容积能够被充分利用。此外我们根据混凝土机械课本对容积利用系数的分析，容积利用系数 j 的大小还受到其他条件的约束：第一，搅拌筒的设计应该考虑到搅拌筒要具备超载 15%的能力；第二，根据标准设计准则，结合设计给出的参数出料容积（ 进料容积（ 比为 几何容积应该大于进料容积。故由以上两个约束得 ： 容积利用系数（ j） =出料容积（ （ =以得出 则搅拌质量将受到影响。 考虑以上因素，翻阅陕西建设机械厂的 及相关设计资料，并结合实习实物的尺寸，去容积利用系数 径比的确定 根据长径比选择的主要因素：第一，搅拌质量的影响程度；第二，合理美观的外形结构；第三，节省制造材 料。对于搅拌质量的影响，应同搅拌叶片的布置结合起来综合考虑。长径比不宜过大，因为物流的轴向流向距离过长，搅拌中就很难达到快速而均匀搅拌的目的。鉴于搅拌叶片的运动总是绕轴线做圆买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 周运动，期物流的轴向运动只能靠叶片螺旋角产生一定的轴向推力，此力的大小是有限的，要使物料在轴向短时间快速达到均匀搅拌效果，果卧式搅拌机长径比小于 1，外观不好而且容易失稳，即长径比 L/D 的取值范围为 1 L/D 合以上因素，翻阅陕西建设机械厂的 及相关设计资料，并结合 实习事物的尺寸，取长径比为 宽比确定 翻阅陕西建设机械厂得 凝土搅拌机说明书以及相关设计资料，并结合实习实物的尺寸，确定搅拌筒的长度与宽度的比值为 算得出搅拌筒的直径、长度、宽度 考虑搅拌筒的集合外形，为了方便计算搅拌筒的尺寸，将搅拌筒外形假想成一个理想的长方体，再根据集合公式计算相关尺寸。 根据集合公式：搅拌筒体积（ V） =长度（ L）宽度（ B）高度 (D) 还要考虑搅拌筒的过载 10%的能力，即： 搅拌筒体积（ V）过载率（） =搅拌筒几何容积（ 由于， 容积利用系数（ j） =出料容积（ （ L/D= L/B= j= =10% 得出： L=1510( B=1095( D=1020（ 择材料 我国大部分混凝土搅拌机的搅拌罐所用的材料是 16，这两种材料的可塑性好，具有一定的抗拉强度和耐磨性，并且价格低廉。本设计采用 机械性能如下（选取钢材厚度 8 查机械设计手册第一分 册（化学工业出版社） 2： 屈服极限： =24 / 2 抗拉强度： =3840 / 2 延 伸 率： =27% 查钢结构课本（西安建筑科技大学主编），取安全系数 n=算得： 许用拉压力： =1920 / 2 许用剪应力： =12 / 2 板的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 参考目前已有的 卧轴式混凝土搅拌机，本设计采用两块端板与两个筒体焊接而成。另外，在端板以及筒体外缘焊接有等边角钢，并且在端板处焊有加强劲，以减轻接料嘴、罩盖以及上料架等对搅拌筒的压力，保证搅拌筒的刚度。 板的结构确定 根据对搅拌筒几何容积的计算，得出的长、宽、高，都是理想容积尺寸，现在要确定端板的长、宽以及厚度，就要考虑到搅拌筒筒体的厚度以及筒体与端板边缘的距离。翻阅陕西建设机械厂的 凝土搅拌机说明书以及相关设计资料，并结合实习实物的尺寸，得出以下值： 筒体边缘与端板边缘的距离（ 10（ 筒体底部与端板的距离（ 66(筒体圆心到端板上边缘的距离（ 478（ 端板的厚度（ 1）为 8（ 筒体的厚度（ 2）为 8（ 衬板的厚度（ 3）为 8（ 即： 端板的长度（ =几何长度（ L） +2距离（ +2厚度（ 2） +2厚度（ 3） =1510+2 10+2 8+2 8 =1562（ 端板的高度（ =何直径（ D） +距离（ +距离（ +端板厚度 （ 1） +筒体的厚度（ 2） =1020+478+66+8+8 =1040（ 图 3拌筒端板示意图 以底边宽的中点为圆心，以 150(半径（ 圆，再以与端板中心线两边相距 250（ 两点为圆心，分别作直径 80（ 圆。端板如图3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 板留安装法兰的孔 由于端板还要和两个搅拌轴连接，所以在端板上必须留有安装搅拌轴的孔。为了防止搅拌轴与端板的磨损，就要在端板孔内焊接连接法兰。根据搅拌轴的直径，查阅相关文献，再结合实习实物的尺寸，取法兰的尺寸为： 法兰外径（ 360（ 法兰内径（ 220（ 并在直径为 250（ 圆周上均布 6 个 螺纹孔，用以与连接法兰相连，保证搅拌轴的正常工作。 强筋结构和位置的确定 由于搅拌筒的质量和混凝土的重量所产生的载荷，经 搅拌桶传递到端板，因此端板要有加强刚度的措施，否则，端板发生变形，会影响整个搅拌筒的正常工作。参考陕西建设机械厂所制造的 用在端板焊接筋板、肋板。本设计也采用焊接筋板的方法，此方法操作简便。由于搅拌筒端面由两个圆构成，所以将筋板均匀布置在这两个圆上。 计算时只要计算出一半端板上的筋板布置就可以了。将整个圆周分为六份，即每个 60，布置一个加强筋板，而筋板的长度就要根据短板的边缘形状而定。中线上面两个筋板以圆心所在轴以圆心所在轴为对称轴是对称的，具体结构尺寸如下： 筋板 1: 8 50 367（ 筋板 2： 8 50 266 (筋板 3： 8 50 300 (轴的中心线上有一个筋板 4： 8 50 100 还有一个横筋板，筋板 5： 8 50 137 (在端板的中心线上也有两个竖直筋板，其具体结构尺寸为： 筋板 6: 8 50 356（ 根据搅拌筒的结构，端板之间对称，而且端板本身也是对称的，所以在设计时只设计一面的就行了。 还有，在搅拌筒工作时，就要在筒体底部布置两个加强筋，来承受筒体本身自重和骨料的重量，从而保证搅拌机的正常工作。此筋板的结构尺 寸为： 筋板 7: 8 50 1200（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3拌筒端面筋板 图 3拌筒端面横筋板 体的设计 焊接时，两端板抱在筒体上，要求通体由一定的光洁度和圆度，为了保证加工精度和便于车床加工，把通体分为两部分焊接而成。 体总长度的确定 筒体边缘与端板外缘的距离为 50（ 由于端板两圆心距为（ 500m），筒体壁厚为 8（ 所以，计算得筒体的总长度为： 筒体总长度（ =2筒体的厚度（ 2） +2衬板的厚度（ 3） +筒径（ D）+2 8+2 8+1020+500 =1552（ 体内径和外径的确定 由于筒径已知，筒体的厚度（ 2）和衬板的厚度（ 3）也是已知的，所以可以计算出搅拌筒的内径与外径，具体计算为：（如图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 筒体内径（ =径（ D） +衬板的厚度（ 3） =1020+8 =518（ 筒体外径（ =径（ D） +筒体的厚度（ 2） +衬板的厚度（ 3） =1020+8+8 =526（ 板的设计 衬板的布置，在搅拌筒的正常工作中非常关键，因为搅拌机工作时，骨料与衬板摩擦，衬板就会受到磨损，时间长了，衬板过度磨损，就会损坏搅拌筒筒体，所以，衬板的设计直接影响到搅拌机的工作情况。 面衬板的设计 根据所查阅的资料，国内现有的卧式混凝土搅拌机衬板都是采用耐磨合金铸铁 45 由于筒体的影响，将端面衬板分为 4中形式，共计 24块。端面衬板分布形式如下： 端面衬板（）：共计 12块 端面衬板（）：共计 4块 图 3拌罐示意图 端面衬板（）：共计 4块 端面衬板（）：共计 4块 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在端面有法兰孔 80（ 故在设计衬板时应考虑预留孔，所以取各端面衬板内径（ 150（ 这样可以使衬板与孔之间留有余量，提供密封余量。 以上各衬板间预留 4（ 间隙，且每个端板上开有直径为 11（ 孔，以便使用 栓与筒体紧固。因为端面与筒体相焊接，为使端面衬板与筒体留有一定的间隙，取端面衬板的外径 15（ 在工作过程中，混凝土就会填补这些空隙。 端面衬板（）的尺寸设计：（如图 3 图 3面衬板（） 端面衬板（）的尺寸设计：（如图 3 图 3面衬板（） 端面衬板（）的尺寸设计：（如图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3面衬板（） 端面衬板（）的尺寸设计： 与端面衬板（）的数据完全相同，因为在装衬板的时候，衬板上的凹槽要面向筒体内，所以，只有衬板上孔的凹槽方向不同。 弧衬板的设计 因为筒体是弧形的，所以筒体衬板就要相应的设计成弧形的，圆弧衬板共计 60块，衬板用两个 以衬板上有两个均布的直径为11的孔。具体结构尺 寸如图 3 图 3弧衬板（） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 衬板的设计 在筒体的上半部分和下半部分的边上都是平直的，要设计之衬板，在骑上均不 3个直径为 11的沉槽孔，用 螺栓紧固。筒体上之衬板分为两种和，因为两个尺寸不同。 直衬板（）的尺寸如图 3 图 3衬板（） 直衬板（）的尺寸如图 3 图 3衬板（） 盖的设计 由于混凝土搅拌机在搅拌过程中，会引起混凝土物料的离心运动，从而导致混凝土向外飞溅，而且本设计中搅拌筒为长方体，敞口工作会有很多不安 全因素，所以，不许给搅拌筒安装罩盖，防止物料飞溅。查阅相关资料，并结合实习实物的观察，本设计采用开启式罩盖和固定式罩盖。 启式罩盖的设计 采用开启式罩盖，不仅可以防止飞溅，还可以作为一个窗口来观察内部搅拌情况。同时，也为搅拌机的检修提供了方便。 开启式罩盖与固定罩盖用合页联接，考虑罩盖需要人为开启，随意在罩盖上要焊接一个矩形手柄。将开启式罩盖做两个，与搅拌筒中线对称放置。开启式罩盖的具体尺寸如图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3启式罩盖 图 3定式罩盖 定式罩盖的设 计 固定罩盖不仅用来防止混凝土的飞溅，还可以与水泵配合，实现搅拌机供水系统的正常工作。固定罩盖与搅拌筒用 4 个 螺