JS1000混凝土搅拌机设计（机械CAD图纸）

1、摘 要本次设计的js1000混凝土搅拌机是目前比较主流的机型，它是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。另外作为国内新型搅拌机的一种，它整机结构紧凑、外型美观。js1000主要组成结构包括：搅拌装置、传动系统、上料系统、卸料系统、机架、电气控制系统、润滑系统等。这些系统之间的连接要求紧凑，工作可靠。本次设计主要是对搅拌装置、传动系统、上料系统以及卸料系统的设计，主要包括：搅拌装置方案的确定、搅拌轴的设计计算、传动系统的设计计算、轴承的校核、上料系统的设计以及液压卸料

2、系统的设计，最后完成搅拌机总成图及零部件图。关键词：混凝土搅拌机，强制式双卧轴，搅拌装置，传动系统，上料系统abstractthe design of the js1000 concrete mixer is the mainstream design model at present. it is a kind of compulsory horizontal axis concrete mixers, compulsory mixing concrete mixer can stir both hard concrete and lightweight aggregate concrete

3、. in addition ,concrete can achieve a strong role in stirring and stirring can be very uniformly, high productivity, high quality as well as low cost. it is a new type of domestic mixers with compact structure and nice appearance. the main components it is consisted of include: mixing device, drive

4、system, feeding system, unloading system, rack, electrical control system and lubrication system,and they are connected compactly as well as working stably. the main design of the js1000 concrete mixer is the mixing device, the drive system, the feeding system and the unloading system, including sch

5、eme determination of the mixing device, the design calculation of mixer shaft, the check of bearing, the design of the feeding system and hydraulic unloading. eventually, assembly drawing and parts drawings will be completed.key words: concrete mixer, forced horizontal shafts，mixing equipment, drive

6、 system，feeding system目录第一章 绪论11.1课题研究背景11.2混凝土搅拌技术11.2.1搅拌机理11.2.2混凝土搅拌站设备21.3搅拌机概述31.3.1 国外搅拌机发展水平及现状31.3.2国内搅拌机发展水平及现状31.3.3搅拌机发展趋势41.4课题设计的主要内容4第二章 总体方案的确定52.1不同厂家同型号产品方案归纳52.2不同厂家js1000主要参数对比分析72.3总体方案确定82.3.1搅拌装置方案82.3.2搅拌叶片方案112.3.3传动方案及同步方式122.3.4上料方案132.3.5卸料门运动方案及卸料方式14第三章 搅拌装置结构设计183.1搅拌装

7、置组成183.1.1搅拌筒183.1.2搅拌轴193.1.3搅拌臂193.1.4搅拌叶片193.1.5轴端密封和支承193.2搅拌装置基本参数193.2.1生产率203.2.2出料容积203.2.3搅拌器工作循环时间203.2.4搅拌器尺寸参数计算213.2.5部分参数经验公式233.3搅拌轴设计233.3.1搅拌轴转速233.3.2搅拌轴结构设计原则253.3.3搅拌轴尺寸确定253.3.4搅拌轴的挠度计算与校核273.3.5搅拌轴按弯扭合成强度条件校核283.4搅拌臂设计303.4.1搅拌臂尺寸参数计算303.4.2搅拌臂排列关系313.5搅拌叶片设计323.5.1叶片结构尺寸323.5.

8、2叶片安装角333.6密封与支承结构的设计363.6.1密封装置设计363.6.2轴承的设计与校核37第四章 传动系统设计404.1电动机确定404.1.1电动机功率计算公式404.1.2部分厂家同型号搅拌机所选的电动机414.1.3电动机参数414.1.4电动机底架的设计424.2传动比分配424.2.1总传动比424.2.2减速机的传动比434.3减速机的选型434.4联轴器选型444.5 带传动的设计计算454.5.1带传动类型确定454.5.2.v带的设计计算46第五章 上料与卸料系统485.1上料系统工作原理485.2上料系统结构设计495.2.1卷扬机构495.2.2上料架结构49

9、5.2.3料斗结构495.2.4台板525.3卸料系统工作原理525.4卸料门的结构形式535.5液压卸料系统53结论55致谢56主要参考文献57第一章 绪论1.1课题研究背景经济全球化以来，我国经济腾飞，从而导致了城市化进程的加快，随着基础设施的大规模建设，工程施工中不可缺少的一种商品商品混凝土的需求量就在不断增加， 混凝土作为当今最大宗的建筑材料，广泛地用于工业、农业、交通、国防、水利、市政和民用等基本建设工程中，在国民经济中占有重要地位。混凝土的广泛应用则推动了混凝土搅拌设备的建设，混凝土搅拌机就在这样的背景下迅速发展。通过它将混凝土原材料的水泥、水、砂、石子和外加剂等，按设定的配合比，

10、分别进行输送、上料、储存、配料、称量、搅拌和出料，从而生产出符合质量要求的新拌混凝土。在各组成材料和配合比一定的情况下，混凝土的质量在很大程度上取决于搅拌设备的性能和水平。无论是传统的现场施工搅拌技术，还是现代的预拌混凝土搅拌技术，搅拌机都是实施搅拌的直接设备。作为搅拌设备的核心工作装置，本课题通过对js1000型混凝土搅拌机进行结构设计，对于提高设备的生产效率和作业质量具有重要意义。1.2混凝土搅拌技术1.2.1搅拌机理为了使混凝土达到宏观和微观上的匀质，在搅拌过程中，必须设法使颗粒和液滴都产生运动，并使其运动轨迹交叉，交叉运动愈剧烈、交叉次数愈多，混凝土愈易混合均匀。混凝土混合料在搅拌过程

11、中要达到均匀混合的机理是十分复杂的，根据混合物颗粒和液滴产生运动的方法不同，混凝土混合料搅拌过程中有如下基本运动:(1)对流运动对流运动是指混合料各组分在宏观范围内循环流动、趋于混合均匀的现象。在搅拌过程中，混合料各组分在外力作用下，具有不同的运动速度和轨迹，形成对流运动，使混合料各组分不断相互混合。因此，对流运动在搅拌中是最基本的，也是最主要的，使混合料达到宏观上的匀质性，保证混凝土使用的基本要求。(2)扩散运动扩散运动是指混合料各组分在微观界面上相互穿插渗透、力求稳定状态的现象。与对流运动不同，扩散运动主要在微观范围内发生，促使各组分相表面间的良好结合，达到微观上的均布，大大改善混凝土的性

12、能。如果说对流运动使混合料在宏观上拌匀，扩散运动则使混凝土在微观上拌透。(3)剪切运动剪切运动是指混合料各组分沿滑动面相对滑动、逐渐混合均匀的现象。在搅拌过程中，各组分除相互间的匀化，还不断发生水化反应，增加搅拌的难度。剪切作用克服物料的惯性、摩擦力和粘滞性，使物料不断重新匀化，保证混合料各组分的均匀混合。在实际搅拌过程中，混凝土混合料要达到均匀混合的运动方式是综合性的，各运动良好配合，同时作用，使混合料相互碰撞、相互渗透，促使各颗粒，特别是水泥颗粒的弥散分布，达到混凝土在宏观和微观上的匀质。1.2.2混凝土搅拌站设备（1）混凝土搅拌站的用途混凝土搅拌站是用来集中搅拌混凝土的装置，亦称混凝土工

13、厂，因其机械化和自动化程度较高，生产率较大，故常用于混凝土工程量大、施工周期长、施工地点集中的大、中型水利电力工程、公路路面与桥梁工程、建筑施工以及混凝土制品工厂中。（2）混凝土搅拌站的分类搅拌站按工艺布置型式可分为一阶式和二阶式两类。一阶式：砂、石、水泥等材料一次就提升到搅拌站最高层的储料斗，然后配料称量直到搅拌成混凝土出料装车，均借物料自重下落而形成垂直生产工艺体系。搅拌站自上而下分成料仓层、称量层、搅拌层和底层。此类型式具有生产率高、动力 消耗少、机械化和自动化程度高等特点，但其设 图1.1 一阶式工艺流程备较复杂、要求厂房高、基本投资大。故一阶式布置适用于大型永久性搅拌站。二阶式：骨料

14、的储料仓同搅拌设备大体是在同一水平面上。砂、石、水泥等材料分两次提升，第一次将材料提升至储料斗；经配料称量后，第二次再将材料提升 并卸入搅拌机。它具有设备简单，投资小， 建成快等优点；同时二阶式高度降低，拆装方便。 图1.2 二阶式工艺流程占地面积小。故该布置适用于中小型搅拌站。（3）混凝土搅拌站的组成混凝土搅拌站主要由物料供给、计量、上料、搅拌及电气控制系统组成。其中搅拌主机采用强制式混凝土搅拌机，因为强制式混凝土搅拌机是目前国内外搅拌站使用的主流，它可以搅拌流动性、半干硬性和干硬性等多种混凝土。强制式搅拌机按结构形式分为主轴行星搅拌机、单卧轴搅拌机和双卧轴搅拌机。而其中尤以双卧轴强制式搅拌

15、机的综合使用性能最好。双卧轴强制式搅拌机具有搅拌时间短，卸料迅速，拌合均匀，生产率高等特点，对于干硬性、塑性及各种配比的混凝土均能达到良好的搅拌效果。搅拌机衬板及搅拌叶片用耐磨材料经特殊处理，独特的轴端支撑及密封型式极大地提高了主机的使用寿命。因此本次设计的双卧轴强制式搅拌机的性能直接关系到混凝土搅拌站的生产率及生产质量。另外由于目前二阶式混凝土搅拌站应用广泛，因此本次设计的双卧轴强制式搅拌机的上料方式主要采用卷扬机构从而与二阶式混凝土搅拌站能够合理配套。1.3搅拌机概述1.3.1 国外搅拌机发展水平及现状（1）自落式搅拌机 有较长的历史，早在20世纪初，由蒸汽机驱动的鼓筒式混凝土搅拌机已开始

16、出现。50年代后，反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机以及裂筒式搅拌机等相继问世并获得发展。其特点是搅拌强度不大、效率低，适用于搅拌一般集料的塑性混凝土。（2）强制式搅拌机 从20世纪50年代初兴起后，得到了迅速的发展和推广。最先出现的是圆盘立轴式混凝土搅拌机，这种搅拌机分为涡桨式和行星式两种。19世纪70年代后，随着轻骨料的应用，出现了圆槽卧轴式强制搅拌机。（3）连续式混凝土搅拌机 这种工艺的应用主要起源于20世纪60年代末期的欧美等国家，自20世纪70年代以后得到了快速发展。这种搅拌机具有搅拌时间短，生产率高、投资成本低等特点因此在欧美等国家得到了广泛应用，其发展引人注目。（4）随着混凝土

17、材料和施工工艺的发展、又相继出现了许多新型结构的混凝土搅拌机，如蒸汽加热式搅拌机，超临界转速搅拌机，声波搅拌机，无搅拌叶片的摇摆盘式搅拌机和二次搅拌的混凝土搅拌机等。1.3.2国内搅拌机发展水平及现状我国混凝土搅拌设备的生产要追溯到上世纪50年代。1952年，天津工程机械厂试制出我国第一代进料容量为400l的混凝土搅拌机，同年上海建筑机械厂研制出进料容量为1000l的混凝土搅拌机。20世纪70年代未至80年代初，为满足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，有关院所和厂家陆续开发了新一代jz型双锥自落式搅拌机、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

18、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多种混凝土搅拌楼。经过引进借鉴、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0.56m³的搅拌站2100多台，已成为混凝土搅拌设备的生产大国。未来我国的混凝土搅拌机的发展将日趋完善，从而能够符合使用者各项要求，具有控制系统好、安全性能高的特点、并能满足使用舒服，方便的国际化要求。1.3.3搅拌机发展趋势混凝土机械工业产品的发展趋势是高附加

19、价值化、智能化和系统化。混凝土搅拌机发展的主导产品是商品混凝土成套设备，作为国家总体规划中的重点项目， 商品混凝土成套设备无论从数量上还是质量上都将有一个较大的提高。同时， 通过技术创新， 开发多用途、多功能产品以适应市场需求的变化。未来， 人们对生活质量要求越来越高， 环境保护意识越来越强， 那些高效、低噪音、低污染、智能化的环保型混凝土搅拌设备也将受到人们的青睐。1.4课题设计的主要内容本课题的主要研究内容是进行强制式混凝土搅拌机搅拌装置、传动系统、上料系统、卸料系统的设计，最终完成：（1）计算说明书部分：（a）设计说明书中英文摘要、目录；（b）双卧轴搅拌机的搅拌机理及工艺概述；（c）搅拌

20、机的总体方案分析与确定；（d）传动装置的设计与计算；（e）搅拌装置的设计与计算；（f）上料装置的设计与计算； （g）毕业设计总结。（2）图纸部分：（a）搅拌机总装图；（b）搅拌装置装配图；（c）上料装置装配图；（d）其它非标准件的零件图。第二章 总体方案的确定2.1不同厂家同型号产品方案归纳（一）中联重科生产的js1000搅拌主机（1）搅拌装置方案：在圆轴上焊接带孔的扇形连接板，用螺栓与搅拌臂连接。（2）搅拌叶片方案：螺带式（3）传动方案及同步方式：机械传动联轴器同步式 图2.1 中联重科js1000搅机（4）上料方案：皮带输送机式（5）卸料门运动方案及卸料方式：卸料门转动式液压卸料主要特点：

21、搅拌主机结构合理、搅拌质量好、时间短、能耗低、噪声小。采用复合螺带式搅拌装置，高效、节能、耐久，搅拌效率提高20%以上，节能15%以上。衬板、搅拌叶片均采用高硬度、高韧性的耐磨合金铸钢，叶片寿命大于5万罐次，梯形衬板，更耐磨，使用寿命可超过7万罐次。电器控制系统均采用优质元件，性能优良，可靠性高，具有防冲顶功能； 5重封闭式轴端密封装置，密封效果更好，使用寿命10万罐次； 自动润滑浓油泵选用国际一线品牌厂家的产品，耐久可靠。搅拌机壳体内部空间宽敞，更节能；采用欧洲先进的螺旋锥齿行星转角搅拌机专用减速机，高速端同步，传动平稳，效率高。（二）山东圆友重工生产的js1000搅拌机（1）搅拌装置方案：

22、将搅拌臂焊在上瓦上，上下瓦用螺栓紧固，使其紧紧抱住方轴。（2）搅拌叶片方案：桨式叶片（3）传动方案及同步方式：机械传动齿轮同步式（4）上料方案：卷扬电机+提升斗 （5）卸料门运动方案及卸料方式：卸料门 图2.2 山东圆友js1000搅拌机转动式气动卸料主要特点：大直径卷筒钢延长了丝绳寿命；耐磨合金铸造衬板和叶片，延长了易损件的更换周期；100%载荷满试机，确保使用可靠；大开口设计，卸料迅速；衬板采用梯形设计，材料为高铬合金耐磨铸铁，在按照规范维护调整的前提下，使用寿命可超过7万罐次。（三）柳工js1000a强制式混凝土机械（1）搅拌装置方案：将搅拌臂焊在上瓦上，上下瓦用螺栓紧固，使其紧紧抱住方

23、轴。（2）搅拌叶片方案：桨式叶片（3）传动方案及同步方式：机械传动齿轮同步式（4）上料方案：卷扬电机+提升斗 （5）卸料门运动方案及卸料方式：卸料门摆动式气动卸料主要特点：两搅拌轴作反向同步转动，搅拌 图2.3 柳工js1000a搅拌机叶片使物料呈环形运动，可在较短的时间内达到充分拌和的目的。弧形衬板为中锰抗磨球墨铸铁，端面衬板为优质高锰耐磨钢板，衬板的高耐磨抗冲击性能极大地增强了主机的使用寿命。衬板采用螺栓紧固，更换与调节非常方便快捷。 叶片为高强度抗冲击抗磨白口铸铁。搅拌臂与搅拌叶片均由螺栓联接，维修与更换方便快捷。搅拌轴的轴端支承与轴端密封总成分离，以防止密封装置发生故障时损坏轴承。搅拌

24、均匀，拌和质量高。（四）方圆集团js1000-3.8强制式混凝土搅拌机（1）搅拌装置方案：将搅拌臂焊在上瓦上，将下瓦焊在搅拌圆轴上，上下瓦用螺栓紧固。（2）搅拌叶片方案：桨式叶片（3）传动方案及同步方式：机械传动联轴器同步式（4）上料方案：卷扬电机+提升斗（5）卸料门运动方案及卸料方式：卸料门转动式气动卸料 图2.4 方圆集团js1000搅拌机主要特点：配备多重轴端密封及浮动密封保护装置，有效杜绝轴端漏浆现象发生；坚固刚性气动卸料装置，有效提高卸料门寿命及密封性；搅拌轴防松转装置，有效防止搅拌臂连接螺栓时效松动而产生的臂与轴间滑转现象；特制卷筒使钢丝绳寿命更长；精密的机械加工零件；高品质耐磨合

25、金铸造配件，先进的生产工艺保证搅拌叶片和衬板间隙均匀；气动卸料方式使操纵更轻便省力。（五）南方路面机械有限公司生产的js1000搅拌机（1）搅拌装置方案：采用方轴，将搅拌臂焊在上瓦上，上下瓦用螺栓紧固，使其紧紧抱住方轴。（2）搅拌叶片方案：螺带式（3）传动方案及同步方式：机械传动联轴器同步式（4）上料方案：卷扬电机+提升斗 （5）卸料门运动方案及卸料方式：卸料门转动式气动卸料 图2.5 南方路机js1000搅拌机 主要特点：该搅拌主机具有结构合理、搅拌质量好、时间短、能耗低、噪声小的特点；双螺带搅拌机以其优良、高效的搅拌，能满足各种配比混凝的生产要求；双螺带搅拌主机实现了对高强度、高流动混凝土

26、的复杂搅拌过程的高速化，具有绝对优势的高速搅拌能力；同时该双卧轴混凝土搅拌机还具有加水量控制方便，搅拌力大，用电量小，功率强劲的优点。2.2不同厂家js1000主要参数对比分析表2.1 不同厂家js1000搅拌机参数企业中联重科山东圆友柳工方圆集团南方路机出料容量10001000100010001000进料容量16001600160016001600生产率50m3/h50m3/h50-60 m3/h50m3/h50-60 m3/h骨料最大粒径（卵石碎石）mm80/6080/6080/6080/6080/60搅拌叶片2×82×82×82×82×8

27、搅拌叶片转速（r/min）2725.5272727搅拌电机型号y2-200l2-6ey225s-4y2-200l2-6e搅拌电机功率（kw）2×222×1853372×22卷扬机型号yez160s-4yez160s-4yez160s-4yez160s-4卷扬电机功率（kw）15151515水泵电机型号kqw65-1001kqw65-1001kqw65-1001kqw65-1001kqw65-1001水泵电机功率（kw）33333料斗提升速度（m/min）21.921.92421.921.9外形尺寸（长宽高）运输状态4400×2230×2700m

28、m4150×2985×3930mm5250×2250×2350外形尺寸（长宽高）工作状态9700×3695×84608890×3600×10120整机质量（kg）10000卸料高度（mm）2700，38002700，38002700，38002.3总体方案确定2.3.1搅拌装置方案搅拌臂与搅拌轴的联接形式包括以下形式：（1）在圆轴上焊接带孔的扇形连接板，用螺栓与搅拌臂连接。该结构形式加工简单，但在使用 中常常出现螺栓松动或拉断现象。其主要原因是搅拌臂与扇形连接板表面比较粗糙，连接螺栓很难将两面压紧，螺栓与孔之间存在

29、间隙，当搅拌时两接触面产生相对滑动，从而使螺栓松动，松动后的螺栓在两平面接触处处于周期性拉、压、弯的复杂受力状态，多次冲击产生疲劳裂纹，从而在接合面处螺栓被拉断。为了防止螺栓的松动和拉断 要求扇形连接板与脆拌臂接触面平整及采用铰制孔螺栓或防松能力强的螺栓，并且要求在使用时频繁地拧紧螺栓，这在使用和制造时往往不易达到，因此这种形式不常用。图2.6 搅拌臂与搅拌轴的联接形式（a）（2）采用方轴，将搅拌臂焊在上瓦上，上下瓦用螺栓紧固，使其紧紧抱住方轴，上下瓦的轴向定位是靠相邻上下瓦相靠紧或在上下瓦打定位孔实现，这种结构螺栓受拉，受力条件好不易松动，而且比较合理，工作可靠，但加工成本比圆轴要高。图2.

30、7 搅拌臂与搅拌轴的联接形式（b）（3）将搅拌臂焊在上瓦上，将下瓦焊在搅拌圆轴上、上下瓦用螺栓紧固。由于下瓦焊在搅拌轴上，轴向定位自然解决了。该结构工作可靠，机械加工成本低于方轴。但由于轴一般采用中碳钢或合金钢，故焊接工艺较复杂，因此应权衡机械加工与焊接加工的成本。图2.8 搅拌臂与搅拌轴的联接形式（c）（4）在搅拌圆轴上铣出平面，将搅拌臂用沉头螺钉固定在轴上。该结构简单，加工成本低，工作可靠，但在搅拌臂承受同样大的搅拌力的情况下，要求搅拌轴较粗。图2.9 搅拌臂与搅拌轴的联接形式（d）（5）直接将搅拌臂焊死在搅拌圆轴上，其结构简单，连接牢固，工作可靠，但要求将搅拌器的一端面从轴端密封处作成可

31、分式，以便装配。以上是强制式搅拌机中，搅拌臂与搅拌轴之间常用的连接方式，各有其优缺点，都表现出不同的特点，应根据设计要求及工艺条件选用。从实际出发，采用方轴，将搅拌臂焊在上瓦上，上下瓦用螺栓紧固，使其紧紧抱住方轴是目前比较主流的形式，因为四边形卧式搅拌轴的加工工艺简单，强度高，能满足搅拌机的搅拌功能，能适应市场的需求，另外机械加工比焊接加工方便可靠，因此综合各方面因素考虑，本次设计选择的搅拌臂与搅拌轴的联接形式是：采用方轴，将搅拌臂焊在上瓦上，上下瓦用螺栓紧固。工作过程中可根据磨损情况调整与搅拌筒的轴向径向间隙，搅拌装置由两根水平轴和安装在该轴上的桨叶组成， 对于搅拌臂和搅拌叶片的安装设计，则

32、都采用了抱瓦结构，通过螺栓的夹紧作用分别固定在相应的搅拌轴和搅拌臂上，具体结构如图所示。试验中，根据拌筒长宽比的不同和试验研究的要求，搅拌叶片的数量可以相应的增减；通过调节搅拌轴抱瓦，可以调节单轴搅拌臂相位和双轴搅拌臂相位差；通过调节搅拌臂抱瓦，可以调节搅拌叶片的轴向安装角。图2.10 搅拌臂结构2.3.2搅拌叶片方案搅拌叶片方案包括螺带式和桨叶式。（1）螺带式叶片：螺带式叶片与其它叶片相比，具有整体截面尺寸小、运行平稳可靠、制造成本低，便于中间装料和卸料，输送方向可逆向、搅拌充分的特点。但不宜输送易变质的、粘性大的、易结块的及大块的物料。输送过程中物料易破碎，叶片易磨损。单位功率较大，使用中

33、要保持叶片与衬板之间的间隙，而且加工工艺相对复杂，安装也比较困难。图2.11螺带式叶片（2）桨叶式叶片：桨叶式叶片与搅拌臂通过螺栓联接，工作过程中当一端的桨叶开始从上向罐内的混凝土拌合料切入时，另一端桨叶从混凝土拌合料中抄起，在两组叶片相互交替作业过程中，排出叶片把拌合料挑起在该端下底部形成无料或少料空间，同时切入叶片把拌合料从一端向另一端进行轴向和周向的复合位移，而另一根轴上的叶片则把混凝土拌合料向相反的方向移动，使得筒内的混凝土循环移动。另外被挑起的混凝土拌合料在桨叶后部的空挡处落下，使拌合料之间产生连续的摩擦，先落下的拌合料不断受到后落下的拌合料冲击，使水泥活性不断提高，拌合料间的位置和

34、距离在仍一瞬间都在进行变换。因此不论塑性和干硬性混凝土，桨叶式叶片都能产生良好的搅拌效果。而且桨叶式叶片尺寸紧凑、刚度大、安装方便，更换简单，因此本次设计选择桨叶式叶片。图2.12桨叶式叶片2.3.3传动方案及同步方式传动方案及同步方式包括：传动方案有液压传动和机械传动两种方式。（1）液压传动于上世纪70年代在日本首先被用于搅拌机上，虽然液压传动具有重量轻，体积小，结构紧，驱动力大等特点，但由于液压油容易泄露，另外液压马达价格昂贵，用于一般的搅拌机上成本太高，不经济的原因导致这项技术没有发展起来。（2）机械传动动力大，效率高，寿命长，工作平稳可靠性高，技术也比较成熟因此选用比较传统的机械传动。

35、对于机械传动的同步方式又包括两种：机械传动齿轮同步式和机械传动联轴器同步式。目前市场上比较主流的仍然是齿轮同步式，但随着国内联轴器质量的提高，定位精度的提高以及价格的下降，相信在不久的将来联轴器同步式会成为最受欢迎的同步方式，因此本次设计确定的传动方案及同步方式是：机械传动联轴器同步式。1电动机 2小带轮 3大带轮 4第一级小齿轮 5第一级大齿轮 6第二级小齿轮 7第二级大齿轮图2.13 机械传动简图2.3.4上料方案上料方案包括：皮带输送机式，卷扬电机+提升斗式。（1）输送带上料具有带体轻，弹性好，抗冲击、上料均匀等优点，并且具有生产效率高，不受气候影响，可连续作业而不易产生故障，维修费用低

36、的特点。缺点是磨损快，占地面积大，需依靠其它设备给皮带上料，而且随着使用时间，带体会被拉伸变长，需要定期截断重做接头。图2.14皮带输送机式（2）卷扬电机+提升斗的上料方式优点是设备投资费用低，占地面积小，结构紧凑，简单。目前比较主流，绝大部分厂家都采用这种上料方式，而且比较受客户亲睐，无论在现在还是将来都有比较广的市场。另外卷扬电机功率大，工作稳定，而且提升料斗更换方便，因此综合考虑这些因素，我确定的上料方式是：卷扬电机+提升斗式。图2.15 卷扬机+提升斗2.3.5卸料门运动方案及卸料方式（1）卸料门运动方案一般包括：转动式、滑动式、摆动式。转动式运动方式比较常见，大部分同类型产品的卸料门

37、均采用这种运动方式。其结构由卸料门主体、油缸、接近开关组成。自动运行时，一般设置全开、全关、半开三种状态。工作时由高压油液通向油缸，油缸带动摆杆，使门体绕轴承座转动，达到开、关门的目的。图2.16 转动式卸料门滑动式运动方式比较少见，虽然这种运动方式密封性比较好，可以有效防止砂浆的渗漏，但混凝土容易残留在出料门上，而且出料时间相对较长，因此加大了搅拌机工作循环时间，使得生产率下降。摆动式运动方式是通过凸轮的转动来实现卸料的，凸轮固定在绞轴上，绞轴的旋转是通过外驱动力实现的，结构比较紧凑。但由于混凝土重量大，因此密封性难以实现，同时磨损大需要经常更换凸轮或者调整联接位置，因此摆动式运动方式有其局

38、限性。从生产实际的可行性及市场需求考虑，本次设计的搅拌机卸料门运动方案选择转动式比较合理。（2）卸料方式包括手动式，电动式，气动式和液压驱动式。手动方式宜用于小型搅拌机，对于js1000以下及无集中控制要求的场合。电动方式常用电动推杆，但因其中梯形螺母为铜制易磨损，因此不常用。气动方式用电磁气阀、气缸、有空压机的场合，此方式动作明确，维修简单、配件便宜，但气动式卸料动作是以气缸为动力，由于气体具有可压缩性，因此气缸的体积较大而且动力小，因此效率低。液压驱动式的卸料方式具有结构简单，操纵简便省力，工作效率高以及容易改型的特点，因此使用越来越广泛，已经逐渐普及到各种类型的搅拌机上，从适应社会发展以

39、及满足客户需求的角度考虑，本次设计的卸料方式是：液压驱动式。因此本次设计的卸料门运动方案及卸料方式选择卸料门转动式液压卸料。为简明起见，现列表如下：表2.2 总体方案总体方案传动方案及同步方式上料方案卸料门运动方案及卸料方式搅拌叶片方案搅拌装置方案包含类型机械传动联轴器同步；机械传动齿轮同步式皮带输送机式；卷扬电机+提升斗式卸料门运动方案：转动式；滑动式；摆动式；卸料方式：手动式；电动式；气动式；液压驱动式螺旋带式；桨叶式轴上焊接带孔的板，用螺栓连接；搅拌臂焊在方轴上瓦上，用螺栓紧固；搅拌臂焊在上瓦，下瓦焊在搅拌轴上，用螺栓紧固；圆轴上铣出平面，搅拌臂用沉头螺钉固定在轴上；直接将搅拌臂焊死在搅

40、拌圆轴上。确定方案机械传动联轴器同步卷扬电机+提升斗式卸料门转动式液压卸料桨叶式搅拌臂焊在方轴上瓦上，上下瓦用螺栓紧固方案特点机械传动动力大，效率高，寿命长，工作平稳可靠性高，联轴器定位精度，质量高，性能稳定。设备投资费用低，占地面积小，结构紧凑，简单，工作稳定，而且提升料斗更换方便。具有结构简单，操纵简便省力，工作效率高以及容易改型的特点。不论塑性和干硬性混凝土，桨叶式叶片都能产生良好的搅拌效果。而且桨叶式叶片尺寸紧凑、刚度大、安装方便，更换简单这种结构螺栓受拉，受力条件好并不易松动，从结构上看比较合理，工作可靠。结构简单，连接牢固。 通过选定设计方案后最终设计的双卧轴强制式混凝土搅拌机的总

41、装图如图2.17所示：1上料系统 2搅拌系统 3传动系统 4卸料系统 5底架图2.17 js1000总装图第三章 搅拌装置结构设计3.1搅拌装置组成双卧轴搅拌机搅拌装置主要由搅拌筒、搅拌轴、搅拌臂、搅拌叶片、轴端密封和支承等机构组成。 3.1.1搅拌筒传统的u型槽底容易出现搅拌死角，从而导致两轴负载过大以致断裂。另外他们将两端墙板焊死在机壳上，这样将使得在轴或叶片受损维修时很不方便，工作量也相当大。将双轴搅拌机槽底设计成型，以防止搅拌死角。另外机槽两端墙板不是焊死在机壳上，而是通过螺栓与机壳联接，这样在维修时便于将损坏的轴吊起，省去拆叶片的麻烦，检修空间增大，还可缩小轴孔直径。在其侧面及圆弧面

42、上有可更换的衬板， 弧衬板为高硌耐磨合金铸铁，其性能指标符合jg/t5045.293规定（hrc54，冲击值7.0n.m/mm2，抗弯强度600n/mm2）特殊设计的菱形结构能提高衬板的使用寿命，端衬板为优质高mn耐磨钢板制成。在特殊需要的情况下，允许衬垫一层橡胶。在卸料门部位也装有可更换的耐磨衬垫，这些措施对于延长衬板的寿命极为有利。1搅拌筒；2搅拌轴；3搅拌臂；4搅拌叶片；5侧叶片图3.1 搅拌装置3.1.2搅拌轴搅拌轴是双卧轴搅拌机的核心部分，混凝土搅拌质量的好坏，生产率的高低，使用维修费用的多少都与它有关。两根搅拌轴上的多组搅拌臂和叶片通过相互联接，保证筒体内混合料能在最短时间内作充分

43、的纵向和横向掺和，达到充分拌和的目的。3.1.3搅拌臂搅拌臂分为进给臂、搅拌臂、返回臂，同时为了便于磨损后的调整和更换，每组搅拌叶片均能方便地在受力磨损的方向调整，直至搅拌叶片正常磨损后的更换。为适应不同工况和骨料粒径的要求，搅拌臂可在轴上做60º、120º和180º的排列，以达到搅拌最大骨料粒径。3.1.4搅拌叶片搅拌叶片的作用半径是相互交叉的，叶片与轴中心线成一定角度，并且前后上下都错开一定的空间。所以当搅拌轴转动时，叶片一方面带动混合料在两个拌筒内轮番地作圆周运动，上下翻滚，同时在搅拌叶片相遇或重叠的部位，混合料在两轴之间的共域相互交换体位;另一方面推动混合

44、料沿着搅拌轴方向，不断地从一个旋转平面向另一个旋转平面运动。图3.2楔形间隙示意图搅拌叶片的形状是根据搅拌筒直径、叶片安装角度、叶片在轴向和径向所占搅拌区域长度和叶片设定高度等参数设计的。其中，侧搅拌叶片分为左旋和右旋。搅拌叶片的外缘利用搅拌筒直径构成的圆柱体，通过曲线拟合得到。考虑叶片与搅拌筒内壁的间隙大小对叶片使用寿命和搅拌能耗的影响，设计搅拌叶片的外缘与搅拌筒内壁的间隙4mm，并且成变间隙的楔形，先接触物料的前端间隙小于后端，相差1-2mm，利于集料一旦被卡后的释放。3.1.5轴端密封和支承支撑装置主要是支撑搅拌轴正常工作，轴端密封是双卧轴搅拌机的一个重要环节，它保护搅拌轴支撑轴承不受砂

45、浆侵袭，保证整机长期安全运转。轴端密封采用浮动油封原理，这种装置经过与其他机型的长期使用，证明具有可靠的密封性能。3.2搅拌装置基本参数搅拌装置基本参数包括：生产率、出料容积、壳体内部尺寸参数和搅拌时间，其计算按两个步骤进行。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，即可以计算搅拌时间。最后修整主要尺寸参数值。3.2.1生产率 q=vzn （3.1）式中：vz出料容量（m³）； n每小时出料次数（次/h）。n=3600/t （3.2）式中：t一个工作循环所用的时间（二次出料间的间隔时间）（s）。每个工作班的使用生产率qa(m³/班

46、)可以根据每班的工作小时数t，并考虑时间利用系数kb=0.8-0.9的情况下确定qa=qtkb令m为一年的工作班数，可得年生产率ql（m³/年） ql=qamkl （3.3）式中：kl一年内的时间利用系数，kl=0.8-0.85。3.2.2出料容积根据一年内成品料的给定容量和工作制（t、m），可以确定搅拌机必要的出料容积（m³） （3.4）生产率是随角速度的提高而增加。但是，随混合料前进运动速度的增加，搅拌时间将减小，这将影响拌和质量。为了保证搅拌质量的稳定性当叶片轴的角速度改变时，必须增加搅拌机的长度或改变叶片的安装角。叶桨式搅拌机驱动发动机功率消耗在克服叶片对物料体的变

47、形阻力和物料在搅拌机机体内的移动上。在预算时，建议应用简便的计算方法，所有型式的阻力可以根据叶片在混合料内运动的试验单位阻力确定。3.2.3搅拌器工作循环时间 （3.5）式中：t搅拌器工作循环时间，s； tz搅拌器进料时间，tz=5s； tcm每份料的搅拌时间，s； tp卸料时间(取决于搅拌器卸料闸门的结构，tp5s在初步计算中，给出搅拌时间（tcm）。在横向布置方案搅拌时，tcm30s。3.2.4搅拌器尺寸参数计算搅拌器两拌桨轴的中心距： （3.6）式中：搅拌器两搅拌轴的中心距，m； r搅拌器壳体半径，m； 搅拌轴中心和壳底中线联线与水平线的夹角。角越小，则中心距越大。因而，当r=常值时，搅

48、拌料的容积亦越大，这将阻碍拌料在两 图3.3 搅拌器参数计算图区段之间的交换。拌料在两区段之间的横向交换系数是随角的增加而提高，而各成分均质分布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°时，两拌桨轴的中心距为： （3.7）搅拌器壳体宽（）： （3.8）搅拌器壳体长（）： （3.9）式中：搅拌器壳体形状系数，=lk/bk， =0.71.4，通常取=0.851。搅拌器壳体工作部分横截面积（低于搅拌轴）： （3.10）当=40°45°时 （3.11）每份料的容积： （3.12）每份料的质量： （3.13）

49、式中：搅拌器壳体拌料充满系数； cm混合料的密度，cm=1.61.7t/m3。壳体拌料充满系数 （3.14）通常取=1。把s值和lk值代入mzj式，得： （3.15）从上式中可以确定搅拌器壳体半径： （3.16）实际搅拌时间应小于所取定的搅拌时间，其差不大于35s，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。通过分析计算得：搅拌器工作循环时间：t=40s；取=0.7，可得r=0.493；两拌桨轴的中心距0.735搅拌器壳体宽=1.68搅拌器壳体长=1.16搅拌筒尺寸参考国内外同类型同规格搅拌机

50、尺寸：搅拌器常见尺寸范围：筒体容积与公称容积（搅拌机一次出料的混凝土体积）之比 1.92.3、筒体长宽比1.051.2，拌筒宽度与搅拌轴距比取 2.22.3。采用类比法，并根据工作经验确定：搅拌筒内径d=1.0m搅拌筒宽度b与直径d之比的确定：在出料容积一定的情况下，应考虑以最小的结构尺寸获得最大的空间容积，以利于收到节省制造材料、外形美观和搅拌质量好的综合效益。因此宽径比不宜过大，通常宽径比取b/d=1.6-1.8。通过计算得，因此参数设计选择是合理的。搅拌筒容积：（-arccos）+=2.23（） （3.17）搅拌机公称容量v=1.0（）容积利用系数：容积系数是指出料容积与筒体几何容积之比

51、，它的确定主要以搅拌质量的优劣为依据。在确保搅拌质量的前提下，容积利用系数越大越好。但是，容积系数的大小还受到其它条件的限制，其一，搅拌机的设计需考虑应具备10%的超载能力；其二，按设计标准规定，出料容积与进料容积之比为0.625，而几何容积应该大于进料容积，这样容积系数最大不得超过0.58.一般对于双卧轴搅拌机的容积利用系数取0.32-0.35之间比较好。通过计算得：k=v/=0.450.58，因此是合理的。3.2.5部分参数经验公式对双卧轴强制式搅拌机的参数也可以按经验公式确定 （3.18）式中：m-搅拌机的质量（kg）； p-发动机的功率（kw）； l-搅拌筒体的长度（m）；a-中心距（

52、搅拌器两轴间的距离）（m）；r-叶片外缘的半径（m）；v-出料容量。以上强制式混凝土搅拌机的基本参数的的计算公式与实际确定的结果并不完全相同，但可以作为指导性公式为接下来的设计带来方便，最终设计参数的确定要针对具体方案合理选取从而使搅拌机达到最佳的性能。3.3搅拌轴设计3.3.1搅拌轴转速当搅拌器工作时，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处于稳定平衡状态。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。当叶片的安装角>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