JZ型混凝土搅拌机设计

I临 沂 大 学 机 械 工 程 学 院 毕 业 论 文摘 要搅拌机在现代建筑工程中有着广泛应用，它不仅减轻了工人的劳动力，还保证了混凝土工程的质量问题，对我国的现在的基础设施建设做出了巨大贡献。搅拌可以使两种或者两种以上的不同物质在彼此直接相互扩散，从而达到均匀混合的目的。混凝土搅拌机在搅拌过程中，通过搅拌筒的转动，带动搅拌叶片对筒内砂石、水泥等物料进行翻转、挤压等搅拌操作，使物料在相对剧烈运动中得到充分的搅拌。本次设计的主要机型是自落式锥型反转出料搅拌机计。它是小型工程建筑凝土搅拌机中的一种，自落式锥型反转出料搅拌机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、便于运输。其主要组成结构包括：搅拌装置，搅拌传动系统，上料机构，供水系统，电气控制系统等。主要设计计算内容是自落式锥型反转出料搅拌机整体结构的设计，主要包括：整体结构方案的确定、搅拌筒外形尺寸的确定、电机的选择、上料机构的设计、减速器的设计、联轴器的选择以及完成机架总成图及零部件图。本次设计主要通过对搅拌筒的设计，电动机的选择，减速器的设计，联轴器的选择，来实现搅拌机更高的机械效率及更好的工作稳定性。关键词：混凝土搅拌机，外壳设计，减速器II临 沂 大 学 机 械 工 程 学 院 毕 业 论 文AbstractThe mixer is widely used in the modern construction, it not only reduces the workers labor, but also guarantee the quality of concrete project, made a huge contribution to our countrys current infrastructure construction.Mixing can make two or more than two kinds of different substances in each other mutual diffusion, so as to achieve the purpose of mixing. The concrete mixer in the mixing process, through the rotation of the mixing drum, drives the stirring bladeson the sand, cement and other materials are turning cylinder, extrusion mixing operation, to mix the materials fully in the relative strenuous exercise.The main models of this design is a self falling type cone type reverse feeding mixer. It is a small building concrete mixer, self falling type cone type reverse feeding mixer mixing of lightweight aggregate concrete, can make the concrete to achieve strong stirring, mixing uniformity, high productivity, good quality, low cost.It is a relatively new type of mixer, compact structure, beautiful appearance,convenient transportation. The main structure comprises: mixing device, mixing transmission system, feeding mechanism, water supply system, electric control system etc. The main design content is a self falling type cone type reverse feeding mixer design, overall structure include: the overall structure scheme, the mixing drum shape size determination, motor selection, feeding mechanism design, design of the reducer, coupling and finish the frame assembly diagram and parts diagram.This design mainly through the design of the mixing tube, the choice of motor, the design of the speed reducer, the choice of coupling, to achieve the work stability of mechanical efficiency and better the higher the mixer.Keywords: concrete mixer,housing design, speed reducer.1临 沂 大 学 机 械 工 程 学 院 毕 业 论 文目 录摘 要 .IABSTRACT.II1 绪 论 .21.1 课题的研究目标、内容 .31.1.1 研究目标 .31.1.2 研究内容 .31.2 国内外发展状况 .32 混凝土的设计要求 .62.1 搅拌机的选型 .62.2 我国混凝土搅拌机其代号与主要参数的意义 .82.3 原始数据 .92.4 设计的总体要求 .93 总体设计方案确定及动力元件选择 .103.1 总体设计方案 .103.2 搅拌筒设计 .113.3 电动机的选择 .133.4 减速器的设计 .173.4.1 第一级齿轮传动的设计 .173.4.2 第二级齿轮传动的设计 .213.4.3 轴的校核 .263.5 联轴器 .273.6 料斗的设计 .284 混凝土搅拌机的维护与保养 .295 结论 .31参考文献 .322临 沂 大 学 机 械 工 程 学 院 毕 业 论 文1 绪 论混凝土机械的发展状况是影响建筑工程机械化程度的重要因素之一。混凝土搅拌设备是建筑机械中的一个重要代表，它是混凝土的一个关键设备，由于混凝土搅拌设备的工作对象是砂、石、水泥等混合料，并且用量大，工作环境大多比较恶劣，因此混凝土搅拌设备在向高效能、高技术、自动化、智能化的方向发展有很大必要性 1。混凝土搅拌机是一种带叶片的轴在圆筒或槽中旋转用以把水泥、砂石骨料和水混合并拌制成混凝土混合料的机械。主要由拌筒、加料和卸料机构、供水系统、原动机、传动机构、机架和支承装置等组成。混凝土搅拌机广泛应用于公路、铁路、建筑、桥梁、港口、机场等工程中。它在建筑中占有重要的地位。在我国的发展阶段，我国建设一大批大型煤矿、油田、电站、机场、港口、高速铁路、高等级公路等重点工程，同时也要进行大量的城市道路、城镇住宅的建设，这都需要用到大量的混凝土搅拌机。混凝土搅拌机械是基本建设的“常规武器” 。 随着我国经济建设的不断发展，以及城市化进程的加快，我国的城市基础建设、房地产开发业得到了迅猛的发展，推动了混凝土产量的迅速提高。商品混凝土生产是改变传统的现场分散搅拌混凝土的生产方式，实现建筑工业化的一项重要改革。混凝土的商品化生产因其高度的专业化和集中化，大大提高了混凝土的质量和生产效率，降低了环境污染，减轻了劳动强度。随着搅拌机需求量的增大，搅拌机的市场竞争越来越激烈。在竞争加剧的环境下，搅拌机正朝着技术创新和提高搅拌机自制能力的方向发展。在建设节约型社会的前提下，相信混凝土机械在以后的发展过程中一定会朝着节能、高效、操作更加智能化的方向发展。“十二五”规划明确了国家加大基础设施建设的目标，而大规模的基础设施建设对于商品混凝土行业发展是非常有利的。因此，处理好混凝土商品化过程中的各种问题，肯定会很大程度上促进混凝土行业的发展进程，这对建筑业和传统制造业都是非常重要的。相信通过各行业的协调合作，肯定能处理好混3临 沂 大 学 机 械 工 程 学 院 毕 业 论 文凝土商品化过程中的各个问题，一定能给商品混凝土一个更加美好的明天。1.1 课题的研究目标、内容1.1.1 研究目标从搅拌的目的和机理出发，了解并掌握混凝土搅拌机的制造、各个部件组件后的运行、以及搅拌混合混凝土过程，尽力为以后混凝土搅拌机的发展提供更好的数据以及装配设计 6。1.1.2 研究内容（1）对搅拌机的国内外研究现状进行对比，掌握其工作原理，确定其总体 设计方案；（2）确定传动系统的主要参数；（3）进行电动机的选择；（4）进行减速器主要零部件的设计；（5）绘制相应的零件图和装配。1.2 国内外发展状况19 世纪 40 年代，在美、德、俄等国家出现了以蒸气机为动力源的自落式搅拌机，其搅拌筒由多面体状的木制筒构成，一直到 19 世纪 80 年代，才开始用铁或钢件代替木板，但形状仍然为多面体。1888 年法国申请登记了第一个用于修筑战前公路的混凝土搅拌机专利。20 世纪初，圆柱形的拌筒自落式搅拌机才开始普及，形状的改进避免了混凝土在拌筒内壁上的凝固沉积，提高了搅拌质量和效率。1903 年德国在斯太尔伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的预拌工厂。1908 年，在美国出现了第一台内燃机驱动的搅拌机，随后电动机则成为主要动力源。从 1913 年，美国开始大量生产预拌混凝土，到 1950 年，亚洲大陆的日本开始用搅拌机生产预拌混凝土。在这期间，仍然以各种有叶片或无叶片的自落式搅拌机的发明与应用为主。自落式搅拌机依靠被拌筒提升到一定高度的物料的自落完成搅拌。工作时，随着拌筒的转动，物料被搅拌筒内壁固定的叶片提升到一定高度后，依靠自重下落。由于各物料颗粒下落的高度、时问、速度、落点和滚动距离不同，从而物料各颗粒相互穿插、渗透、扩散，最后达4临 沂 大 学 机 械 工 程 学 院 毕 业 论 文到均匀混合。自落式搅拌机结构简单，可靠性高，维护简单，功率消耗小，拌筒和叶片磨损轻，但搅拌强度不高，生产效率低，搅拌质量不易保证。此种搅拌机适于拌制普通塑性混凝土，广泛应用于中小型建筑工地。按拌筒形状和卸料方式的不同，有鼓筒式搅拌机、双锥反转出料搅拌机、双锥倾翻出料搅拌机和对开式搅拌机等，其中鼓简式搅拌机技术性能落后，已于 1987 年被我国建设部列为淘汰产品。随着多种商品混凝土的广泛使用以及建筑规模的大型化、复杂化和高层化对混凝土质量、产量不断提出的更高要求。有力地促进了混凝土搅拌设备在使用性能和技术水平方面的提高与发展。各国研究人员开始从混凝土搅拌机的结构形式、传动方式、搅拌腔衬板材料以及搅拌生产工艺等方面进行改进和探索。20 世纪 40 年代后期，德国 ELBA 公司最先发明了强制式搅拌机，和自落式搅拌机的工作原理不同，强制式搅拌机利用旋转的叶片强迫物料按预定轨迹产生剪切、挤压、翻滚和抛出等强制搅拌作用，使物料在剧烈的相对运动中得到匀质搅拌。强制式搅拌机与自落式搅拌机相比，强制式搅拌机搅拌作用强烈，搅拌质量好，搅拌效率高，但拌筒和叶片磨损大，功耗增大。此种搅拌机适于拌制干硬性、轻骨料混凝土以及特种混凝土和专用混凝土，多用于施工现场的混凝土搅拌站和预拌混凝土搅拌楼。根据构造特征不同，主要有立轴涡浆式搅拌机、立轴行星式搅拌机、立轴对流式搅拌机、单卧轴搅拌机和双卧轴搅拌机等。随着技术的发展，强制式搅拌机在德国的 BHS 公司和 ELBA 公司、美国的JOHNSON 公司和 REX WORKS 公司、意大利的 SICOMA 公司和 SIMEN 公司、日本的日工株式会社和光洋株式会社等企业发展迅速，目前已形成系列产品。比如德国的 EMC 系列、EMS 系列搅拌站和 UBM 系列、EMT 系列搅拌楼，意大利的 MAO 系列搅拌站、MSO 系列大型搅拌基地等。我国混凝土搅拌设备的生产从 20 世纪 50 年代开始。1952 年，天津工程机械厂和上海建筑机械厂试制出我国第一代混凝土搅拌机，进料容量为 400L 和 1000L。20 世纪 70 年代未至80 年代初，我国为适应建筑业商品混凝土大规模发展的需要，在引进国外样机的基础上，有关院所厂家陆续开发了新一代 JZ 型双锥自落式搅机、D 型单卧轴强制式搅拌机。其中，JS 型双卧轴搅拌机在 80 年代初研制成功。80 年代末，我国混凝土搅拌产品开发重点转向商品混凝土成套设备，研制出了 10 多种混凝5临 沂 大 学 机 械 工 程 学 院 毕 业 论 文土搅拌楼(站)。经过引进吸收、自主开发等几个阶段，到本世纪初，国内混凝土搅拌机技术得到长足发展，在产品规格和生产数量上，都达到了一定规模，出现了一批具有自主知识产权的新技术，逐步形成了一个具有一定规模和竞争能力的行业。2006 年，我国生产装机容量 56m 3 的搅拌站 2100 多台，已成为混凝土搅拌设备的生产大国。6临 沂 大 学 机 械 工 程 学 院 毕 业 论 文2 混凝土的设计要求2.1 搅拌机的选型常见的水泥搅拌机主要有两种形式：1、直立式小型搅拌机搅拌叶片，如图 2-1 所示。图 2-1 直立式小型搅拌机搅拌叶片传统的直立式水泥搅拌机是由三个平板状，通过三个不同尺寸的轴联接在一起，实现搅拌。但是由于从叶片强度、搅拌均匀等方面有些不如人意。改变搅拌叶片传统的形状，设计成一个楔形。并将叶片尺寸设计稍厚，从而达到减少搅拌阻力，提高搅拌强度的效果。并将叶片通过螺钉连接，实现可换，达到节约材料效果。这种类型的搅拌机体型小，价格便宜，适用于小型建筑工程，但是由于搅拌量有限，生产效率低，上、下料不方便，一般不在大型建筑工程中使用。2、锥型反转出料移动式水泥搅拌机 9。如图 2-27临 沂 大 学 机 械 工 程 学 院 毕 业 论 文图 2-2 锥型反转出料移动式混凝土搅拌机本机的主要特点有上、下料方便，搅拌量较大，便于运输，适用于大型建筑工程，但其供水控制不方便，传动结构复杂。其特征是在支架上设有中部带有轴承座的侧部与支架的支承腿平行的转动托架，在转动托架的轴承座内通过轴杆插座有搅拌罐，在搅拌罐的外周壁设有与传动齿轮啮合的齿阁，在支架一侧的支承腿的外侧设有布有手柄卡口的角度盘及通过轴杆设在转动托架轴杆上的手柄。我所选择要设计的是第二种锥型反转出料移动式混凝土搅拌机。小规模锥型反转出料移动式混凝土搅拌机机构图 如下图 2-3。 图 2-3 搅拌机机构图8临 沂 大 学 机 械 工 程 学 院 毕 业 论 文（1）一种立式混凝土搅拌机，包括有1供水系统2传动装置3搅拌与出料装置4上料机构。本实用新型涉及一种用于搅拌混凝土的立式混凝土搅拌机。据了解，目前用