机械专业毕业设计论文-沥青搅拌机设计

毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目 沥青搅拌机设计专 业 机械设计制造及其自动化学 号学 生指 导 教 师答 辩 日 期哈尔 滨工业 大学机械专业毕业设计论文-沥青搅拌机设计摘要为了提高产品的加工效率和质量，满足特定的加工要求，本课题设计研究了 LB2000 沥青搅拌机的总体构造，使得该沥青搅拌机在相同的要求下达到更好的使用效果，结构更加简便，使用更加方便。根据加工工艺要求进行设计,采用工序高度集中的原则，确定了搅拌机的整体布局方案，拟定了电机的传动路线，应用最优化方法布置零件、确定传动参数，设计了轴的结构，进行了齿轮、轴承等相关零件的强度校核计算。搅拌机采用微机程控和手动相结合的控制方法，大大提高了工作效率和安全，较好实现了设计要求。本沥青搅拌机具有优良的搅拌性能卓越的经济性能优秀的质量和稳定可靠的特性，模块化设计，运输安装快速：模块化和快速安装系统技术的采用，令运输与安装变的更加快捷。现在沥青搅拌机已经克服了无法加粉料和沥青老化的问题，同时由于具有生产设备简单，能力大；但是其仍然具有一些难于克服的缺点，主要有材料无法达到强制搅拌站的精确程度；精度误差比较大；对原料的含尘、水、超限料尺寸要求比较严格。关键词：沥青搅拌机；沥青混凝土搅拌设备；搅拌机；路面机械。2哈尔滨工业大学毕业设计（论文）The design of LB2000 pitch mixerAbstract: In order to improve the processing efficiency andquality of the products , satisfied the specific processing demand,this subject designs the overall structure of studying LB2000 pitchmixer, make this pitch mixer reach better result of use under the samedemand . The structure is more simple and more convenient,and moreconvenient to use. Design according to the process, The principle withhighly centralized process is adopted in the design. The whole overallarrangement scheme of the mixer is confirmed. The transmission routeof the electrical machinery is designed, use optimize the method andassign the part is optimized. The parameter of the transmission isdecided, the structure of the axle is designed , the intensity ofcarrying on such relevant parts as gear wheel , bearing ,etc. is checkedand calculated. The mixer adopts the programmable controlled andmanual control method to combine together according to computer, whichimproved the working efficiency security greatly , and realizes thedesigning requirement better.This asphalt mixer has fine stirs the performance remarkableeconomical performance outstanding quality and the stable reliablecharacteristic, the modular design, the transportation installmentfast: The modulation and fast installs the system technology the use,the command transports and the installment changes even more quickly.Now the asphalt mixer already overcame has been unable the questionwhich added the powder material and the asphalt got older,simultaneously because had the production equipment simply, theability was big; But it still had the shortcoming which some difficultywith overcame, The precision error quite is big; Contains the dust,the water ultra to the raw material, limits the material size requestquite to be strict.Key word: Pitch mixer designs; Mixing equipment of bituminousconcrete; Mixer; Road surface machinery.3哈尔滨工业大学毕业设计（论文）摘要.2The design of LB2000 pitch mixer.3第 1 章 绪 论.51.1 总的水平. 5第 2 章 搅拌器设计数据.72.1 拌和桨叶对转轴安装角的选择. 72.2 拌桨轴转速确定. 102.3 叶桨式搅拌器参数确定. 122.4 搅拌器驱动功率计算. 182.5 双轴式叶桨搅拌器的强度计算. 21第 3 章 各零部件的参数计算.273.1 轴的参数计算. 273.2 齿轮参数计算. 283.3 轴承的选取. 293.4 桨叶的参数计算. 303.5 桨臂的参数计算. 303.6 箱体参数计算. 31第 4 章 结 论.32第 5 章 参 考 文 献.33第 6 章.34附录.35发泡的沥青混合-混合设计程序. 35摘 要:.35关键词:.35发泡的沥青的定义.35发泡的沥青的概要和好处.35设计考虑.36结论.39Foamed Asphalt Mixes - Mix Design Procedure. 40Abstract. 40Key words. 40OVERVIEW AND ADVANTAGES OF FOAMED ASPHALT.41DESIGN CONSIDERATIONS.424哈尔滨工业大学毕业设计（论文）第 1 章 绪 论沥青混凝土搅拌设备是生产拌制各种沥青混合料的机械装置，适用于公路、城市道路、机场、码头、停车场、货场等工程部门。沥青混凝土搅拌设备的功能是不同粒径的骨料和填料按规定的比例掺和在一起，用沥青作结合料，在规定的温度下拌和成均匀的混合料。常用的沥青混合料有混凝土、沥青碎石、沥青砂等。沥青混凝土搅拌设备是沥青路面施工的关键设备之一，其性能直接影响到所铺筑的沥青路面的质量。现今，在研制沥青混合料搅拌设备时，通常在考虑零部件呼唤性的情况下，采用模块式组合设计原理，它是现代搅拌设备结构的基础。标准化通用化系数平均为 80% 。在搅拌设备中，应保证计量过程、成品混合料的卸料和矿料加热的自动化。搅拌设备必须具有较高的人机环境指标。沥青混凝土搅拌设备在国外有着很久的历史，早在本世纪初就已经问世。经过长期的发展，特别是随着电子技术的日益完善以及计算机技术和信息处理技术的突飞猛进，沥青混凝土搅拌设备在发达国家已经达到很高的水平，并仍在不断改进，产品更新换代较快。1.1 总的水平a) 生产能力系列化 目前，国际市场沥青混凝土搅拌设备型号规格十分齐全，有小时产量几吨的小型设备，也有小时产上千吨的大型设备，使用较多的是 350t / h 以下的各种中小型设备。但是，随着沥青混凝土材料的商品化，沥青混凝土的制备朝着专业化工厂化方向发展，沥青混凝土搅拌设备的生产能力也日趋大型化，间歇强制式搅拌设备生产能力最高已达 700t / h ,连续滚筒式搅拌设备生产能力最高可达 1200t / h 。b) 技术性能先进化 为适应工程对于成品质量的需要，为满足社会对于节能、环保的要求，设备的各项技术指标越来越高。目前骨料和粉料的计量精度间歇强制式搅拌设备达 0.5% ，连续滚筒式搅拌设备达 1% ；沥青计量精度间歇强制式搅拌设备达 0.33% ，连续滚筒式搅拌设备达 0.5% ；热效率可达 80% 85% ；粉尘排量都可控制在 50mg / m 以内。c) 控制操作自动化 不论是间歇强制式还是连续滚筒式搅拌设备，其控制系统均采用计算机管理，并设置微机程控与手动相结合的控制方式；53哈尔滨工业大学毕业设计（论文）设备的工艺流程可在显示器屏幕上模拟显示，且具有故障自动诊断报警功能；有生产过程中的各种数据显示打印功能。另外，还可存储大量的级配配方，以供需要时更换。叶桨式搅拌器是沥青混凝土混合料拌合设备，和制备路面混合料全工艺过程的最后的主要装置。在搅拌器内，把一定配合比秤量好的砂石料、矿粉和沥青，均匀搅拌成所需要的成品料沥青混凝土混合料。矿料对沥青的裹敷性能有着决定性的影响。沥青和矿粉的混合料称为沥青粘结物。本设计的条件：A. 骨料a) 冷骨料平均静止尘积比重为 2 t / m 。b) 采用普通沥青时骨料在烘干筒出料槽内的最高温度不应高于 150 c 。c) 骨料平均含水量为 3% 时，额定生产率为 160t / h （表面含水量） 。d) 冷骨料必须清洁，不应含有过多的泥土、杂物。e) 冷骨料的级配应当是连续的。f) 冷骨料不得含有大量的超规格料，否则回造成通道阻塞，并将使供料能力随之下降。B. 沥青混合料的类型本机所生产的沥青混合料的种类必须满足国家有关标准。C. 操作条件a) 设备运转必须为连续运转。b) 混合料出料温度一般不应高于 150 c 或 180 c 。D. 粉料粉料的含水量必须小于 0.5% ，并且不应有团块、结拱，否则会形成断料、待时现象，从而影响产量。63 哈尔滨工业大学毕业设计（论文）第 2 章 搅拌器设计数据理论研究和试验表明，在混合料质量沿搅拌器壳体纵横高速循环、混合料质量强烈地垂直运动（混合料沸腾效应）和沥青向混合料喷雾的状态下，才能发生最快的搅拌过程。各成份沿每份料容积均匀分布的速度，取决于保证混合料沿搅拌器体纵横向高速循环的桨叶对转轴的安装角的选择。2.1 拌和桨叶对转轴安装角的选择当桨叶在搅拌中运动时，在桨叶前面将形成实的核心，并使混合料沿该密实核心的侧棱发生移动。若桨叶安装角0 时，则发生横向（径向）循环的搅拌而无纵向（轴向）循环的搅拌，若55 时，则在桨叶的表面上不形成密实的核心，此时，混合料主要地顺转轴搅拌横向循环是微量的。图 2-1 拌和桨叶对转轴安装角的选择若桨叶对转轴安装成某一角度时，可以使混合料既发生纵向循环又发生横向循环搅拌是强烈的，则此角将为最佳的安装角。桨叶纵向搅拌强度系数 K PR 为密实核心两侧棱在转轴上的投影差与桨叶在同一转同上的投影之比（图 2-1）：7哈尔滨工业大学毕业设计（论文）K pr b1b2b0(2-1)桨叶横向搅拌强度系数K P ,是0 时密实核心横截面积和 0 时密S实 核 心 最 大 面 积 之 比 ： K p Smax(2-2)为了用密实核心的系数来表示系数 K PR 和 K P ，可以研究（图 2-1）中所示的计算简图其中ABC 为密实核心的横截面。从(图 2-1)中可见，桨叶与转轴之间的夹角；密实核心侧棱与转轴之间的夹角； 180 2密实核心的顶角。令 b 为桨叶 AC 的宽度，此时从 AC 中，得 b0 bcos b2 B cos b1 b0 b2 b cosBC cos。 (2-3)从 ABC 中得 DC BC cos ，而从 A DC 中得 DC AC sin() 。 此sin(180 2) sin(180 2) sin 2(2-4)sin 2(2-5)混合料的外层仅沿密实核心的侧棱，即沿 AB 和 BC 搅拌，此时桨叶相对搅拌能力或搅拌系数将为b0 b0 b cos2 sin cos cos tgtg(2-6)为了确定0 时的密实核心横截面积，必须确定 ABC 的底边 AB 和高 DC ，根据正弦定理得AB 或 AC AB (2-7)sin(180此 时2) sin ACB sin 28sin( )AB bsin()sin2从 上 式 得 b BC cos cos AC sin() b sin() b sin()时 BC bsin()b sin() cos bcos2b b b 2b 2 sin() cos 1 2 0 2K 1 AC 哈尔滨工业大学毕业设计（论文）(2-8)令 ABC(2-9)的 高 DC 为 h , 此 时 h ACSin() bSin( ) 。核心截面为S ( AB )( DC ) 1 bSin ( ) bSin ( ) 1 b 2 Sin ( ) Sin ( )2 2 Sin 2 2 Sin 2(2-10)用下弦和 角替代余弦角，得2(2-11)密实核心最大横截面积为12 sinsin 21 22 cos 2 (2-12)Smax 2 bh 4 b tg桨叶横向搅拌混合料的强度系数b Sin Sin 2 2K p 2 b Sin22tg Sin Sin Sin (2-13)4分析上式后可以得出结论，当角达到 角值时桨叶纵向搅拌系数将趋近于 1（最大值） ，当0 时，从式中可以看出横向搅拌系数接近于 1。由于两个系数同时对混合料循环强度的影响，因此，轴上的桨叶必须按一定的角度安装，以便使混合料的总循环强度系数 K 0为最大值，它等于纵向循环系数和横向循环系数的乘积( K 0K PR K P )：2 2 2 2 2 3K0 2( Sin Sin )Costg 2( Sin 2Sin )CosSinCos Cos(Sin SinSin )3Sin2Sintg 2SinCosSinCosSin Sin Cos(2-14)把上式对角取一阶段导数，并使之等于零，可以求得桨叶装角912 2b sin cosS 2 2 22哈尔滨工业大学毕业设计（论文）K 0 CosSin Cos(Sin 2Cos3Sin Cos) ( SinCos 2SinSin )(Sin) 0(2-15)在上式中只有当Sin Cos 3 Sin(2-16)2Cos 2 Sin 2Sin 2 Sin 4 0时，该式才能成立。经整理后得Sin 2Sin Cos Sin (2-17)分析所得公式表明，当55 70 时，角 31 40 实际中，桨叶的安装角为45 ，略大于最佳值。当45 时，横向循环速度较小，而纵向循环速度较大，这仅对搅拌器是合理的。其搅拌体长 lk1 ( l k / b k 1 ) 。2.2 拌桨轴转速确定和宽之 b k 比大于当搅拌器轴工作时，沉埋在混合料内搅拌器底部处的桨叶，把混合料沿搅拌器轴纵向和横向移动，松散混合料并把它向上掷抛，因此，在搅拌器的上部形成松散料层，其颗粒位于飞掷的状态，而位于搅拌器底部的下层混合料则于稳定平衡状态。桨叶对转轴的安装角越小，拌桨轴的转速越大，则飞掷颗粒层越扩展，此层可以称为沸腾层。当桨叶的安装角50 时，桨叶象螺旋一样，仅把拌料沿轴向方向移动。在横向方向上拌料移动恶化，甚至在提高拌桨轴转速的情况下，还不能使混合料转到沸腾状态。为保证混合料能够纵向和横向交换，并使其转到沸腾状态，建议桨叶对拌桨轴的安装角应为 31 40 ，当混合料相对拌桨轴的抛 掷 总 高 度 h1 等 于 (1.1 1.3) R ， R 为 桨 叶 半 径 （ 图 2-2 ） ； 下 落 高 度h2 (1.3 1.5)R 时将形成足够扩展的沸腾层，而桨叶端部的圆周速度将等于或大于混合料颗粒的下落速度。10232 32 22 2 2 2 哈尔滨工业大学毕业设计（论文）图 2-2 拌桨轴转速确定即 l oc或R gt式中 l 桨叶端部速度( m / s) ,l R ；oc gt 混合料颗粒从总高度 h2 下落的速度( m / s ) ；桨叶角速度 ( s ) ；R 桨叶外缘半径( m) ；g 重力加速度 (m / s ) ；t 颗粒从 h2 高度下落的时间s 。混合料颗粒下落时间可以从下落高度公式中确定2从上式中得g g 9.81把所得的 t 值代入R 式得g从上式中可以求得角速度为r g R拌桨轴的转速( r / min) 为11（2-18）（2-19）122gth 2h2t0.4s( 2.6 3)RRg 9.810.4 3.9g (2.6 3) R g(1.61 1.73) 7.4 s哈尔滨工业大学毕业设计（论文）n 0.105 1.61 1.730.105 gR (15.3 16.5) gR 71r / min （2-20）此时，桨叶端部的圆周速度为l R (1.61 1.73) gR 3.9 m / s试验表明，当1 大于 3m / s 时，在搅拌器底和桨叶端部的间隙中将产生过多的碎楔位现象，因而增大功率消耗，增加搅拌器零件的磨损以及不适当的粉碎石料。为此近年来双速传动的搅拌器得到了采用，在搅拌砂质和细粒混合料时，拌桨轴应具有标准转速，在搅拌中粒和粗料混合料时，采用低转速，此时l 2.5 3m / s ,一般为 l 2.7m / s 。2.3 叶桨式搅拌器参数确定叶桨式拌器主要参数包括：容量、壳体内部尺寸参数和搅拌时间，其计算按二个步骤进行。首先预定搅拌每份料的质量，然后初步计算搅拌器壳体内部尺寸。在已知搅拌器壳体内部尺寸后，即可以计算拌桨轴的转速和搅拌时间。最后修整主要尺寸参数值。搅拌器所拌每份料的质量可以根据拌和设备给定的理论生产率和拌制每份料的时间（搅拌持续时间）确定。沥青混合料搅拌设备的理论生产率 (t / h) 是按每小时拌混合料的吨数计量的。对间歇式搅拌Q j nmzj式中 n 每小时拌制料的份数；mzj 每拌制一份料的质量 (t )每小时拌制料的份数取决于拌制每份料的一个循环的时间 TT式中 T 搅拌器拌制每份料一个工作循环所需的时间 (s ) 。工作循环时间 T 可以根据循环作业图表确定，在图表中主要给出搅拌时间值（混合料在搅拌器内的停留时间） 。在一个循环时间内，可以实现与搅拌同时进行的各种不同的工序（计量和物料的移动等） ，它是由给定的生产工艺和拌和设备的结构而定。如图所示为间歇作业式拌和设备作业图表编绘实例。搅拌时间与拌制的涨合料种类、搅拌器桨叶端部圆周速度以及所采用的123600n哈尔滨工业大学毕业设计（论文）搅拌器型式（间歇式或连续式）有关。当桨叶端部的圆周速度2.3 2.5m / s 时，搅拌时间 (min) 应取为：0.5 1.25 ;低值对粗粒混合料，高值对砂粒混合料。当拌制粗粒混合料时，通常取1.5 1.8m / s ，因而搅拌时间将大于上述低限值。此时，可降低驱坳功率和减小磨擦零件的磨损。间歇搅拌器所拌每份料的初定质量 mzj ( t) 为3600 K B 3600 0.85（2-21）式中 kB 搅拌器时间利用系数， kB 0.85 。T 搅拌器工作循环时 (s) 。搅拌器式工作循环时间T t z t cm t p（2-22）图 2-3式中间歇作业垂直置搅拌设备作业图表作图实例t z 搅拌器进料时间 ， t z 5s ；tcm 每份料的搅拌时间 ( s)t p 卸料时间（取决于搅拌器卸料闸门的结构,t p 5s ）在初步计算中，给出搅拌时间 tcm则有 T 5 30 5 40sT。在横向布置方案搅拌时，t cm30s理 论 上13mzj Qjn 2tQ Tjm 2.35t3600有 n90 得到哈尔滨工业大学毕业设计（论文）（2-23）搅拌器两拌桨轴的中心距 awaw 2 R cos （2-24），取45式中 R 搅拌器壳体半径( m) ；拌桨中心和壳底中线联线与水平线的夹角。搅 拌 器 尺 寸 参 数 可 以 按 下 述 方 法 进 行 计 算 ( 图 2-3)图 2-4 搅拌器运动路线角越小，则中心距越大。因而，当 R 常值时，搅拌料的容积亦越大，这将阻碍拌料在两区段之间的交换。拌料在两段之间横向交换系数是随 角的增加而提高，而各成分均质所需的时间则随 角的增加而减小。在实践中， 角取 40 50 ，通常 40 45 。当 40 45 时，两拌桨轴中心距 a w ( m) 为aw (1.41 1.1.53) R（2-25）取系数 1.41中心距 aw 0.73( m)搅拌器壳体宽( m)14 bk 2 R a w哈尔滨工业大学毕业设计（论文）(3.14 3.53)R 1.765( m) （2-26）搅拌器壳体长( m)lk bk(3.14 3.53) R1.55( m)（2-27）考虑拌桨布置及纵向循环速度，取 lk 1.13(m)式中 搅拌器壳体形状系数， lk / bk ,0.7 1.4 ,通常取0.85 1。搅拌器壳体工作部分横截面( m ) （低于拌桨轴）90 当40 45 时S ( 2.854 2.933) R 0.775(m )（2-29）每份粒的容积 ( m )V Sl k Sb k1 .2( m )（2-30）每份粒的质量m zj Vcm Sl K cm（2-31）式中 搅拌器壳体拌料充满系数；cm 混合料的密度， cm 1.6 1.7t / m 。壳体充满系数V /( Sl k ) m zj /( Sl k cm )（2-32）通常取 1把 S 值和 lk 值代入 mzj 式，得mzj (9.74 10.3) R cm 10R cm 2(t)（2-33）从上式中可以确定搅拌器壳体半径( m)10 1.7（2-34）1522SR 0.5( sin 2) （2-28） 2 2233 32 .353 3zj cm哈尔滨工业大学毕业设计（论文）拌桨轴的实际转速( r / min)nD (15.3 16.5) g / R 66.647 71.874取 nD 71(r / min)实际搅拌时间 ( s)nD lg(1 2kB )（2-36）（2-35）实际搅拌时间应小于所取定的搅拌时间，其差不大于 3 5s ，否则将增加搅拌器每份拌料的质量、外形尺寸和所确定的发动机功率。根据实际的搅拌时间可以确定；循环时间 tW ，每份料的质量，壳体半径和两拌桨轴的中心距。根 据 两 拌 桨 轴 的 中 心 距 aW 选 择 驱 动 减 速 器 的 齿 轮 参 数aW zm图 2-5 沥青搅拌机的 h,b 计算式中 Z 减速器驱动齿轮齿数；m 齿轮模数。初步确定驱动减速器齿轮参数之后，精确计算 ,bk,lk, S,V 和 m zj 等值。桨叶高 h(m) 和宽 b(m) 可以根据下述条件选取。若沥青自流或在不大的压力0.3 0.4MPa 下喷洒 ，则 h 0.5R, b 0.42 R (图 2-5) ； 当沥 青在大压 力(1.5 2 MPa) 下送入搅拌器时 ( 图 1 4b ) ，则 h 0.35R, b 0.57 R 。根据设计要求选用（图 2-5）形状的桨叶， h 0.18m 、 b 0.295m ，为了工作要求设计 h 225mm 、 b 340mm 。搅拌器壳体长 lk (mm) 取决于桨叶参数及其个数 Z L ，由下式确定(图1660 lg 0.03 lg(1 i )t 14s哈尔滨工业大学毕业设计（论文）2-6)图 2-6 搅拌背尺寸计算lk 2l1 bcos a :(bcos a l)(Z L 1)（2-37）从上式中可以求得在一根拌桨叶对数（或个数）b cos a l0.30.7074.43取对数 Z 4（2-38）l1式 中7 20mm;l1 拌 桨 轴 两 头 桨 叶 与 搅 拌 器 端 壁 之 章 的 间 隙 ，l 两相邻桨叶侧缘间（沿轴向方向）的间隙， l 40 50mm;b 桨叶宽(mm) ;桨叶对拌桨轴的倾角， 31 45 。若桨叶数 Z L 略偏于整数时，则可以改变 l 和 b ，使 Z L 成为整数。如果偏差很大，应给形状系数定以新值（在 0.05 0.08 的范围内变化） ，重复计算。早期生产的搅拌器具有 zl 8 的桨叶对数，而现在已经生产了在0.77 下具有 Z L 6 和 Z L 5 的桨叶对数的搅拌器。桨叶顶端的圆周速度L (m / s)17l 2l b cos aZ 11.13 20.02 0.30.7071 哈尔滨工业大学毕业设计（论文）（2-39）L (1.61 1.73) gR L3.8m / s式中 RL 桨叶半径( m) , RL R R (其中 R 桨叶和壳体间的间隙， R 0.003 0.005m )。2.4 搅拌器驱动功率计算筑路用叶桨式搅拌器的驱动功率计算可以按四种方法进行：a) 按物理和动力学规则建立的解析式计算；b) 按半经验公式计算；c) 按相似理论推导的公式计算；d) 按经验公式计算。在分析双轴式叶桨和器的工作之后，可以认为桨叶在搅拌器内似固体在非粘性液体内的平移运动，它在单位时间内将推动容积为予一定的动量，其值为运动液体容积质量乘速度，即W pv F(2-40)Fv 的液体，并给为因为力是单位时间内的动量变化，所以物体在液体内运动的阻力 P( N )P gF(2-41)式中 液体的密度( kg / m 3 ) ；(m 2固体的运动速度( m / s) ；F 固体在垂直于速度方向平面内的投影面积，即阻力作用的正面积) ；g 9.81m / s 。所推导的公式仅注意了在移动物体表面上所发生的现象，这对理想液体是正确的。在粘性液体中，由实验表明，在物体的后面要产生使液体搅拌的涡流，这对搅拌器的有效工作是必要的。从这个观点出发，导出了下列理论阻力公式p CgF(2-42)式中 C 与许多因素（物体的面积和形状、各尺寸之间比例、表面特性、运动速度）有关的正面阻力系数。18222哈尔滨工业大学毕业设计（论文）由于沥青混合料为非粘性液体，理论计算系数 C 是非常困难的，所以只得用实验的方法确定 C 值，对沥青混合料用桨叶，应采用经验系数 来替代系数 C 。在上述牛顿公式的基础上，桨叶旋转时的阻力可以按下列方法确定。假定桨叶的尺寸如(图 2-7)所示，其旋转角速度为。此时30式中 n 拌桨轴转速( r / min) 。图 2-7 桨叶受力分析在桨叶上取一单元面积 dF bdx ，离旋转轴中心距离为 x 。此单元的运动速度将为x根据牛顿公式并考虑 系数，搅拌料对单元面积的作用阻力为dp gdF gbdx x（2-43）位于式中各值的单位如下：b 、 R 和 r(m) ； (kg / m ) ；(s ) 。为了得到在全桨叶上的压力，必须对所推导的公式从 r 到 R 区间内积分，即r（2-44）19n0.1n2 2 23 1Rp gb x dx哈尔滨工业大学毕业设计（论文）因而得（2-45）p gb 32( R 3 r 3 )为了进一步计算所需功率和对桨叶的作用力，必须知道力 p 的作用点。如果力 p 位于离旋转轴中心某一距离 x 处，并以速度 x 运动时，则一个桨叶搅拌所耗功率 (kW )1000（2-46）式中 自发动机到搅拌器的传动机械效率。点位于长方形的中线位置上。因而x0 p R xdp R g 2bx dx g 2bR x 3dx g2b( R4 r 4 )r r r 4（2-47）和（2-48）x0 p g42b( R4 r 4 )把 p 值代入上式，得4 R（2-49）此 时 ，（2-50）rr43 x 34RR43rr43把求得的 p 和p值勤代入 p1 式，1 gb( R r 3 ) 3 R4 r 4 g 2b 4 4得 P1（2-51） 1000 1000 3204 R 3 r 3 4000 ( R r )pvp 力 p 作用点到旋转中心的距离 可以根据系统是对称的条件确定，此343 Rx 32 3哈尔滨工业大学毕业设计（论文）n 70 80(r / min) ，取系数 5 ；1.7 、 7.1 、0.90 、 R 0.517 m 、 r 0.222 ，计算得p1 8.4(kW )上式给出了在没有考虑桨叶侧表面磨擦时一个桨叶所耗的功率。当桨叶数为 2Z 时，搅拌器所耗功率 (kW ) 为P 2P1Z 2 8.44 67.2( kW )（2-52）系数 由实验确定，在很大程度上取决于拌桨轴的转速，对筑路用叶桨搅拌器，其值如下： (r / min) 60 70 时， 6 ； n 70 80 时， 5 。广泛应用经验公式计算搅拌器工作所需要的发动机功率，可得到满意的结果。当 mz 1400kg 时，P 0.036m z (kW )当 mz 1400kg 时，P 30 0.018m z (kW )mz 2000 则 P 66( kW )考虑功率损耗，本设计采用两台电机同时驱动，速度相同，方向相反，采用一对齿轮让电机同步运行，防止桨叶在搅拌器内相撞。选取电机功率为 37 kW /台。2.5 双轴式叶桨搅拌器的强度计算搅拌器的壳体由 8 15mm 的钢板制成。圆柱形底、焊接端壁和搅拌器的壳体架保证了壳体具有很高的强度和刚度。通常对这些部件不需要进行强度计算。由于磨擦摩损的原因，底和端壁要装有 80 20 mm 厚的可换耐磨衬板保护。桨叶往往是因磨料磨损的结果而报废的。对于叶桨搅拌器拌桨轴的计算，应按两种受载情况考虑：搅拌器壳体中间的桨叶楔住粒料（障碍物）和所有桨叶均匀受载等二种情况。当碎石楔在桨叶和搅拌器底衬板间的缝隙处时，拌桨轴工作的条件是最恶劣的。此时，发动机的全部功率将由一个桨叶承受。桨叶上的圆周力21( kN )哈尔滨工业大学毕业设计（论文）（2-53）PFL P /(RL) 370.105n(kW )9.46