JS750混凝土搅拌机设计说明书

1、第一章JS750总体卞S述1毕业设计课题1设计的总体要求：1设计大纲1设计原则1原始数据1搅拌机概述2毕业设计的意义3第二章混凝土搅拌机简介4分类4型号5搅拌主机结构详细说明5搅拌机盖6搅拌筒体6搅拌装置6轴端密封7传动装置7衬板8卸料门8搅拌主机类型选择8自落式混凝土搅拌机9强制式混凝土搅拌机9第三章设计的主要内容10总体设计10搅拌装置10传动系统10上料系统10供水系统10机架与支腿1111电气控制系统11主要机构具体结构设计及参数设计搅拌装置11传动系统15上料系统16供水系统19电气控制系统21机架与支腿21第四章电动机选型和主要参数计算23电机选型23选择电动机类型和结构形式23选

2、择电动机的容量23双卧轴强制搅拌机轴上功率的计算24电动机的功率计算26重要参数的计算26搅拌时间的确定26周期性混凝土搅拌机的生产率计算27搅拌机的容量27强制式混凝土搅拌机转速的校核27搅拌筒的容积利用系数的确定28搅拌筒长度L与直径D之比L/D的确定28计算总传动比和分配各级传动比29传动装置的总传动比29分配各级传动29计算传动装置的转速和动力参数29各轴转速30各轴功率30各轴转矩30第五章联轴器选型和搅拌轴的设计与校核32轴的相关设计内容32轴设计33初步确定轴的最小直径33联轴器的计算转矩33装配方案比较与设计34根据轴向定位的要求确定各段轴颈和长度35II-III段长度和直径的

3、确定35初步选择滚动轴承35确定轴上圆角和倒角尺寸36求轴上载荷36作出轴的计算简图37求出水平面上各力37求出垂直面上各力38根据水平面和垂直面得弯矩图作出总弯矩图40由扭矩平衡作出扭矩图40由M和扭矩图合成作出计算扭矩图M41搅拌轴截面模量W的计算41第六章轴承校核43求两轴承受到的径向载荷R1和R24345求两轴承的计算轴向力A1和A243第七章轴承润滑密封理论与润滑系统设计脂润滑45油润滑46飞溅润滑46浸油润滑46刮油润滑47密封47设计总结49参考文献50致谢51JS750混凝土搅拌机设计摘要：本次设计的JS750混凝土搅拌机是我们的主要设计机型。它是强制式卧轴混凝土搅拌机中的一种

4、，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。其主要组成结构包括：搅拌装置，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，润滑系统等。主要设计计算内容是JS750混凝土搅拌机机架的设计，主要包括：整体结构方案的确定、电动机的选择和主要参数计算、联轴器选型、搅拌轴的设计与校核、轴承的润滑密封、润滑系统的设计、JS750混凝土搅拌机的装配图及零部件图的绘制。关键词：混凝土搅拌机，机架，槽钢。Abstract：ThisdesignJ

5、S750concretemixerisourmaindesignmodel.Itisforcedhorizontal-axisconcretemixer,forcedoneofconcretemixercannotonlythemixingofdry,rigidconcrete,andcanstirlightweightaggregateconcrete,canmakeconcreteachievestrongmixingeffect,stirringveryevenly,productivityishigh,qualityisgood,thecostislow.Itisthepresentd

6、omesticrelativelynewmixer,themachinehascompactstructure,goodappearance.Itsmaincompositionstructureincluding:agitator,stirringtransmissionsystem,loading,unloadingsystem,watersupplysystem,rackandmobilesystem,electriccontrolsystem,lubricationsystem,etc.MaindesigncalculationcontentisJS750concretemixerfr

7、amedesign,mainlyincluding:overallstructureschemedetermination,thechoiceandthemainparametersofelectricmotorcalculation,stirringshaftcouplingsselection,thedesignandcheck,thelubricationseal,lubricationsystemdesign,theJS750concretemixerpartsandassemblydrawing.Keyword:concretemixer,rack,thechannel。第一章JS7

8、50总体概述毕业设计课题JS755昆凝土搅拌机设计设计的总体要求 满足使用要求 满足经济性要求 力求整机的布局紧凑合理 工业性要求简单而实用 满足有关的技术标准设计大纲1.3.1设计原则搅拌机技术条件应满足GB9142-2000混凝土搅拌机技术条件规范；所用图纸的幅面应符合GB4457-2000中华人民共和国标准机械制图中的相关规定。1.3.2原始数据 出料容积750L 进料容积1200L 搅拌电机额定功率30KW最大骨料粒径80/60mm生产率：（）>30m3/h搅拌机概述混凝土时建筑材料中的一种主要的材料，它是以水泥做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

9、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。本次设计的JS750混凝土搅拌机是我们的主要设计机型，如图。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。JS755昆凝土搅拌机属于强制式搅拌机的一种，J一搅机，S-双卧轴，750出

10、料容量750L.O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。JS750双卧轴混凝土搅拌机具有操作简便的特点，既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PLD系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。图JS750混凝土搅拌机毕业

11、设计的意义通过本次毕业设计，我们对JS750混凝土搅拌机有了完整的了解和深刻认识。而且学会把所学知识有效的用运到解决实际问题中的能力，不仅对课本所学知识有了更深层次的掌握，同时提高了自己解决实际问题的能力。学会了更好的查阅相关资料，为以后打下良好基础。本次毕业设计使我们受益匪浅，通过研究解决一些工程技术问题，各方面的能力均有提升。第二章混凝土搅拌机简介本设计说明书详细叙述了有关强制式混凝土搅拌主机的工作原理和结构以及相关设计内容，我的设计思路是根据拟订的传动路线，从电机的选择、电机带轮和减速器带轮的设计、联轴节和减速器以及联轴器的选择、搅拌轴的设计与计算并伴有轴承的选择与校核计算、卸料门的设计

12、以及润滑系统的设计，最后还有主机的装配工艺等内容。本次设计我在老师和公司的综合指导下和详细查阅有关机械方面书籍来完成毕业设计的。以下从工作原理逐步展开：工作原理：主要由水平安置的两个相连水平安置的圆槽形拌筒，两根按相反方向转动的搅拌轴和转动机构等组成，在两根轴上安装了几组搅拌叶片，其前后上下都错开一定的空间，从而使混合料在两个搅拌桶内轮番地得到搅拌，一方面将搅拌筒底部和中间的混合料向上翻转，另一方面又将混合料沿轴线分别向前后推压，从而使混合料得到快速而均匀的搅拌，因此，该类搅拌机具有自落式和强制式两种搅拌功能，搅拌效果好，耐磨性好，能耗低，宜制成大容量搅拌机。分类混凝土搅拌机是制备混凝土的专用

13、机械，其种类很多。按混凝土搅拌机的工作性质分有：周期性搅拌机和连续作用搅拌机两大类；按混凝土的搅拌原理分有：自落式搅拌机和强制式搅拌机两大类；按搅拌筒形状分为：鼓筒式，锥式（含锥形及梨形）和圆周盘式等搅拌机，常用的是周期性搅拌机，其具体分类如下：一目落式性辨友转出料式周期性混凝土搅拌机错蔻耐出料式定盘行星式行星式/盘行星式型号混凝土搅拌机的型号由搅拌机机型号和主要参数组合而成，其意义如下：例如：JS2000口搅拌机搅拌主机结构详细说明混凝土搅拌机由搅拌机盖、搅拌筒体、搅拌装置、轴端密封、传动装置、衬板、卸料门润滑系统。2.3.1. 搅拌机盖搅拌机盖是为搅拌主机工作时防尘和进料连接而设计的，盖与

14、桶体问采用螺栓联结，中间有密封胶条，各进料口形状和位置可接不同机型或用户要求制作，检视门有安全开关。搅拌机盖设计的喷雾系统有效地压住投料时扬起的粉尘并与吸尘装置连在一起，确保环保要求。2.3.2. 搅拌筒体搅拌筒体由优质钢板整体弯成“奥米加Q”形状，而且由特别管状框架承托，有足够的刚度和强度，保证主机的正常运作。2.3.3. 搅拌装置两根搅拌轴上的多组搅拌臂和叶片组成搅拌装置，保证桶体内混合料C能在最短时间内作充分的纵向和横向掺和，达到充分拌和的目的。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

15、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。叶片为高强度抗冲击耐磨铸铁，正常生产时能达到3700罐/次，其性能指标符合JG/-93规定（HRO58,冲击伯,抗弯强度600N/mm2）。2.3.4. 轴端密封对卧轴式混凝土搅拌机，因工作时主轴浸没在摩擦力很强的砂石水泥材料中，如果没有行之有效的轴端密封措施，主轴颈会很快被磨损，毁坏，产生严重的漏浆，影响级配。采用三道密封及骨料架油封和液压系统供油旁泵，其工作原理用压盖1，耐磨橡胶圈2和转毂3为第一道密封，为防止砂浆浸入缝隙，由注油孔向内腔注入压力油脂，至主缝中有少量油脂挤出为止，用油脂外溢

16、来阻挡砂浆入侵，第二道密封由转毂3转毂6和O型密封圈组成即浮动环密封，浮动环组借助O型圈的弹性保持一定的压紧力和磨损后的间隙补助，由注油孔注入润滑油脂，转毂为粉末冶金专用件，密封面经研磨加工，最后由安装的J型骨架密封组成第三道。搅拌轴的支承由独立的轴承座和带锥套调心滚子轴承共同承担，同时通过两个骨架油封的作用能有效的保证轴承的良好工作环境，以保证机的正常运作。2.3.5. 传动装置JS型搅拌主机采用进口和国产两种螺旋锥齿行星减速机传动，减速机与搅拌主轴间采用鼓型齿联轴器联结，搅拌主轴采用高速端十字轴万向联轴器同步，使两轴作反向同步运转，达到强制搅拌效果，与传统的大小的链轮传动，大齿轮同步的结构

17、相比，具有结构紧凑，传动平稳，遇非正常过载时能通过皮带打滑保护等特点。为保证减速机的正常工作，传动装置中可以选配冷却装置散热器的功率为，由本机所附加的自动感温器控制，在减速机油温达到60度时自动启动，油泵的动力由主电机通过皮带传动提供。2.3.6. 衬板弧衬板为高格耐磨合金铸铁，其性能指标符合JG/-93规定（HRO54,冲击伯抗弯强度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.2.3.7. 卸料门卸料门的结构形式独特可靠,整体弧面与桶内衬板面持平,能有效地减少强烈冲击,磨损真正做到优质耐久,另外,卸料门两端的支承轴承座可上下调节,接触面磨损后可以

18、调节间隙,确保卸料门的密封.卸料门采用进口液压系统驱动,与传统的气动形式相比具有结构紧凑,动作平稳,开门定位准确,能手动开关门等特点,油泵系统产生的高压油通过控制系统,经高压油管作用到油缸,驱动卸料门的开关,通过调节卸料门轴端接近开关的位置和电控系统共同使用,可以实现卸料门的开门到位的任意调整,以实现不同的卸料速度.搅拌主机类型选择由于强制式混凝土搅拌机有立轴式和卧轴式两大类。立轴式有分为涡浆式和行星式。混凝土搅拌机是将石子（粗骨料）、沙子（细骨料）、水泥、水和某种添加剂搅拌成匀质混合料的机械。广泛应用于工业和民用建筑、道路、桥梁、港口和机场、矿山等建筑行业中。为适应搅拌不同性质的混凝土的要求

19、，以发展了很多机型，各种机型和性能各有其特点。从不同的角度进行划分：按工作性质分为周期式和连续式；按搅拌方式分为自落式和强制式；按装置方式分为固定式和移动式；按出料方式分为倾翻式和非倾翻式;按搅拌桶外型分为犁式、锥式、鼓式、槽式、盘式。下面分自落式和强制式两类来介绍和选择。2.4.1自落式混凝土搅拌机它靠旋转着的鼓筒中的叶片将物料提高到一定高度后落下进行搅拌的最常用的的有JG型鼓筒式、JZ式双锥反出料式和JF型双锥倾翻式混凝土搅拌机。2.4.2强制式混凝土搅拌机它靠旋转的叶片对混合料产生剪切、挤压、翻转和抛出等多种作用的组合进行拌和的，搅拌作用强烈，搅拌时间短，适用于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混

20、凝土，由于叶片容易受磨损或被粗骨料卡住，故一般不易搅拌骨料颗粒教大的混凝土。第三章设计的主要内容总体设计3.1.1 搅拌装置搅拌筒、搅拌叶片、搅拌轴以及支承结构的确定3.1.2 传动系统传动系统方案的确定；传动系统结构形式的确定；传动系统结构型式和基本组成组成；动力设备型式和配置；画出结构方案草图。3.1.3 上料系统上料系统机构型式的选择；上料架的结构及基本组成；画出结构草图。3.1.4 供水系统供水方式的选择；供水系统的组成和设备配置；画出结构草图。3.1.5 机架与支腿机架的基本组成；机架的结构型式。3.1.6 电气控制系统整机电气控制系统方案的确定；电气系统原理图的确定；画出电气原理图

21、。主要机构具体结构设计及参数设计3.2.1 搅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，具体结构如下图所示：图双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；5一侧叶片搅拌筒内装有两根水平配置的搅拌轴，每根轴上均装有搅拌叶片。在靠近搅拌筒两端的搅拌臂上分别装有侧叶片，可刮掉端面上的混凝土,并改变混凝土的流向。如图所示，叶片与村板间隙05mm(1)搅拌筒结构及卸料方式的确定搅拌筒的结构尺寸如下：容积利用系数j=筒体长1582mm筒径D=1400mm筒体总长度2572mm外径Do=1468mm搅拌筒的几何容积V几=1.22m3卸料方式的确定：目前卧轴式搅拌机主要采

22、用倾翻室和底开门式两种卸料方式，由于JS750的出料容量为750L,虽不是很大，但考虑到搅拌筒的尺寸及结构，采用倾翻室虽然不太可能，它的筒体近似于长方体，故采用底开门式，既可使混凝土顺利地在搅拌过程中卸出，也可避免使筒体倾翻，这样既安全，又节省了劳力，表现出很多自由的特点，操作也方便，故而采用底开门式卸料。（2）搅拌叶片、搅拌轴及支承结构搅拌叶片：根据目前国内外卧轴式搅拌机叶片结构型式看，广泛采用铲片式，就单个叶片来说，它是一个平板，他通过搅拌臂与轴形成一体，使全部叶片呈螺旋线分布，叶片间没有直接联系，因而这种化整为零的结构方式具有很突出的优点。它使得叶片的加工安装非常方便，从而代替了加工安装

23、要求高的螺旋带叶片。从磨损角度看，铲片式易受到局部磨损，这是因为物料与叶片之间的滑动逐步不均匀，而且波动，易形成卡料，使磨损加剧，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。搅拌装置由两根水平轴和安装在该轴上的两段相距1800的反向螺旋带组成，两根轴上的螺旋方向也不一样，这样可以保证混合料在筒内循环运动。从理论上讲，当一端的螺旋带叶片开始从上向罐内的混凝土拌合料切入时，另一端螺旋带叶片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

24、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螺旋带片后部的空挡处落下，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。在叶片切入端由于各点线速度不同，拌合料在受挤压的同时，相互间有较大的相对位移，所以较大的水泥团粒将被分散细化。由于这种机型的结构紧凑，容积利用系数较大，砼拌合料的位移行程达最小值。而各颗粒之间相互作用的时间则达最大值，这是双轴强制搅拌机综合性能较好的关键所在。图搅拌装置1.轴I2.侧叶片I3.搅拌叶片支承臂H4.搅拌叶片5.搅拌叶片支承臂I6.侧叶片H7.搅拌叶片支承臂加8.轴H由以上分析可以看出，铲片式不

25、如螺旋带式好，但考虑加工安装要求及目前厂家现有的生产技术条件，我们决定采用铲片式，以达到经济、简便，生产效率高的效果。本次设计采用两组铲片，第一根轴上采用右螺旋铲片，第二根轴上采用左螺旋铲片。每根轴上的叶片数目定为6（包括两片侧叶片及四片搅拌叶片）。搅拌轴搅拌轴的主要尺寸经过初步验算，考虑安全裕量，直径定为90mm,轴的结构型式，就目前厂家生产状况来看，一般采用实心轴，空心轴一般都具有省材，重量轻，受力效果号等优点，但加工困难，装置要求高，造成生产率低，一般不被采用。采用实心轴加工方便，而且也可靠实用，铲片式搅拌轴系统存在搅拌臂与搅拌轴的联接方式问题，现有的插孔焊接式、抱轴式、卡轴式，考虑插孔

26、焊接式有简单优势，又对轴的强度无削弱，因而采用焊接式。支承结构考虑本次设计采用底开门的卸料方式，所以此支承与传统支承不一样，先把筒体固定在底座上，而把两根轴通过轴承支承在筒体上。由于搅拌筒内装流塑态的混凝土拌合料，因此搅拌轴必须采用轴端密封，以防止砂浆污损轴承。浮动密封是经过实践证明了的被公认是较理想的密封，本机即采用这种密封。3.2.2传动系统传动按传动方式可分为两种：机械传动和液压传动。液压传动具有重量轻，体积小，结构紧，驱动力大等特点，但考虑到目前国内状况，液压马达虽然比以前在质量上提高了，但价格昂贵，用于一般的搅拌机上，成本太高，不经济，故而我们选用传统的机械传动。传动系统由电动机、皮

27、带轮、减速箱、开式齿轮等组成，如图所示。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。图搅拌传动系统1一箱体；2第二级大齿轮；3一第一级大齿轮；4一第二级小齿轮;5一大皮带轮；6一第一级小齿轮；7一小皮带轮；8电动机；9一开式大齿轮；10一开式小齿轮3.2.3上料系统上料系统由卷扬机构、上料架、料斗、进料料斗、滑轮等组成，如图所示。(1)上料架：斜置角度为600，它是综合考虑了上料架的位置及搅拌筒衔接，而且考虑底架的宽度不能超过规定的长度及上料架的宽度，行程等综合因素后得出的。上料架

28、的上料轨道(下料轨道)为槽钢，滚轮的上滚轮置于槽钢内侧，而下滚轮置于槽钢外侧，这样可保证料斗上下安全平稳。(2)卷扬机构(3)上料动力及卸料制动式电机通过减速箱带动卷筒转动，钢丝绳通过滑轮牵引料斗沿上料架轨道向上爬升，当爬升到一定高度时，料斗底部都门上的一对滚轮进入上料架水平通道，斗门自动打开，物料经过进料漏斗投入桶内。为保证料斗准确就位，在上料架上装有限位开关，上行程有两个限位开关，下行程有一个限位开关，当料斗下降至地坑底部时，钢丝绳稍松，弹簧钢杆机构使下限位开关动作，卷扬机构自动停车。制动式电机可保证料斗在满足负荷运行时，可靠地停在任意位置，制动力矩的大小由电机后座的大螺母调整。124图上

29、料系统1.滑轮2.料斗3.进料料斗4卷扬机构5.上料架卸料系统由卸料门、操作柄等机构组成，如图所示。卸料门安装在搅拌罐底部，通过操作柄可以使其绕水平轴迥转以达到启闭目的，通过调整出料。两侧的密封条的位置来保证卸料门的密封。,r-图搅拌机卸料机构1一衬板；2搅拌筒弧板；3密封板；4一卸料门3.2.4供水系统供水系统的组成及结构供水系统是电动机、水泵、节流阀及管路等组成，见图。启动水泵，即可将注入搅拌筒，水的流量通过闸阀调节，供水总量由时间继电器控制。当按钮转到时控”位置时，水泵会按设定的时间运转和自动停止，当按钮转到竽动”位置时，可连续供水。(2)供水方式的选择在混凝土搅拌机生产混凝土时，对混凝

30、土质量影响较大的除了搅拌机自身的工作性能以外，就是供水精度。由于供水精度要求控制在2%的范围内，故如何更好的满足精度问题是供水方式的选择，应加以认真考虑。目前，国内运用的主要是时间继电器或虹吸式水箱控制供水精度。但由于虹吸式水箱在不配备站的情况下有诸多不便，故而选用混凝土搅拌机专用水泵配以时间继电器控制，在误差允许范围内让供水时间略大一些，如果砂石过湿则供水时间相对短一些。供水系统的设备配置时间继电器，供水开关控制，带防尘罩的电机。供水系统结构示意图如图所示图供水系统1.喷水管2.进水管3.水源4.吸水管5.水泵3.2.5 电气控制系统图电气原理图电气控制系统需要控制JS750混凝土搅拌机的主

31、传动电机，供水系统电机，上料，下料等的电机。所有电器控制元件都设在配电箱中。电器元件控制满足的使用要求：主电机可以点动以满足安装修理过程的要求。电气控制线路设有空气开关，熔断器，热继电器具有短路保护，过载保护，断相保护的功能，所有控制按钮及空气开关手柄和指示灯均布置在配电箱门上，并设有门锁。配电箱内的电器元件安装在一块铁板上，安全可靠，操作维修方便。其原理图如上图所示。3.2.6 机架与支腿（ 1）机架：根据整体的布置情况和尺寸要求，按整体具体要求用槽钢，角钢焊接而成的，并按强度组装焊铆在一起，支承主机，并且使各部件空间位置固定形成一整体。（ 2）支腿：由于本机容量较大，按国家城建法规要求卸料

32、高度大于1.5m,采用长短腿配合使用。搅拌时长支腿支承达到使用要求。运输时可将支腿卸掉。短支腿则用于运输状态，卸去长支腿防止机架上各部件与车辆接触而受损。第四章电动机选型和主要参数计算传动路线：电机-电机带轮-大带轮-十字万向联轴节-减速机-联轴器-搅拌轴，十字万向联轴节、减速机、联轴器只进行选型不进行设计，现先进行电机设计：电机选型4.1.1 选择电动机类型和结构形式选我国推广采用的Y系列的交流三相鼠笼式异步电动机，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体的场合，具有较好的启闭性能。结构采用防护式。4.1.2 选择电动机的容量标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作要

33、求的功率，电动机的容量主要由运行时的发热条件限定，在不变或变化很小的载荷下长期连续运行的机械，只要其电动机的负载不超过额定值，电动机便不会过热，通常不必校核发热和启动力矩所需电动机功率为Pd=Pw/"（41）式中Pd一工作机实际需要的电动机输出功率，KW;P工作机所需输入功率，KW;“一电动机至工作机之间传动装置的总效率。工作机所需功率PW应由机器工作阻力和运动参数计算求得，混凝土搅拌机的PW计算如下：Pw=TrW9550Tlw（42）式中T工作机的阻力矩，；rw为工作机的转速,r/mir;给定25r/mir4w为一工作机的效率。一般为其中总效率”计算如下：刀二"1712T

34、l3Tn,而刀1,刀2Tn分别为传动装置中每一传动副（齿轮、涡杆、带或链）、每对轴承、每个联轴器的效率，从1中表17选中间值如下：刀1二刀带二，刀2二4减=，43二刀联轴器二，44=刀轴承=（一'对）所以“二"1刀2713Tl4=XXX=04.1.3. 双卧轴强制搅拌机轴上功率的计算强制式混凝土搅拌机的功率计算目前还没有一个严格的计算公式，这里推荐一种简化的计算方法。对于一个卧式的强制式搅拌机，某一搅拌叶片的受力和运动情况见图1,叶片的宽度为bi,叶片与半径的夹角为ai,作用在dp面积上的力为dFi=kbi d p。式中k单位面积上的运动阻力，称为阻力系数，单位为N/cm2.

35、该阻力系数在叶片的转速确定后取决于混凝土的水灰比，见表1-1表1-1搅拌阻力系数k的取值混凝料的性质K值(N/cm22kb r2 r1 cos 式中bi , r2和门均以cm为单位，则Mi以为单位.考虑到所 有叶片上的阻力矩，则搅拌机的功率)干硬性混凝土6885塑性混凝土2535流动性小的砂浆3040流动性大的砂浆1020由所dF产生的阻力矩dMi=pcosaidF这一叶片上的总阻力矩r2(43)Mj门kbipcosjdp975000(44)式中“一机械的传动效率z一搅拌叶片的数量n一搅拌叶片的转速(r/min)现取k=80,取bi=3.0cm,取2=,门=,ai=60o,一根轴上设计成8个搅

36、拌轴，即z=8,代入上面第一式得：Mi=代入上面第二式得：P=KW4.1.4. 电动机的功率计算P'=K1*P(45)式中：K1电动机容量储备系数，一般取K1=;P一搅拌机轴上功率，KW。现取K1=,PK入的P'=KW,故取30kw的电机。4.1.5. 确定电动机的转速对Y系列电动机，通常多选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机，现依据选定的类型结构容量和转速从从1中表12112一11查出电动机型号如下：Y200-4，其额定功率为30KW,额定频率：50Hz,满载车$速为1420r/min,额定电压：380V。主要安装尺寸：电机轴径为60mm,长为140m

37、m，轴上键宽为18mm,键槽低部到轴另一素线为53mm.重要参数的计算搅拌机是搅拌设备的核心组成部分，其结构的好坏，会直接影响到混凝土搅拌的均匀性能和整套设备的生产率。其性能参数和结构参数的设计计算和部分结构的确定方法。4.2.1. 搅拌时间的确定根据每小时循环次数n、搅拌时间s及小时转换到秒关系：s=(1/n)*3600(46)n一每小时循环次数。解：搅拌时间s=(1/50)*3600=72秒=86秒符合设计要求4.2.2. 周期性混凝土搅拌机的生产率Q计算生产率是搅拌设备的主参数，也是确定其他技术参数的主要依据。生产率的确定一般应根据产品系列和配套需要合理的抉择。为了满足路面施工的配套要求

38、，所设计的搅拌设备的最低生产率应不低于22.5m3/h。经验公式如下：3.6V t1 t2一(m3 / h) t3(47)式中：V搅拌筒的公称容量，取750L;t1为上料时间取25s；t2为搅拌时间取72s；t3为卸料时间取8s；代入式中并单位换算得：c 3.6 2Q 0.029225.7(m3/h)4.2.3. 搅拌机的容量搅拌机的容量是指周期式搅拌机设备每转一次能生产新鲜混凝土的实方数一一公称容量。设计参数中给定750L4.2.4. 强制式混凝土搅拌机转速的校核合理确定强制式搅拌机的转速，关系到搅拌混凝土的质量和生产率，若转速偏低，使搅拌时间增加，会降低生产率；若转速过高，又会形成较大的离

39、心力，促使混凝土产生离析现象，破坏均匀性，导致质量降低。一般在设计中，除了要考虑物料在拌和中产生离心力外，还宜考虑被搅拌物料与搅拌叶片之间的摩擦系数，推荐采用下式进行近似计算：23.54、R式中n一搅拌机主轴转速，r/min；R一搅拌筒内腔的半径m计算得n23.54/V0.5731.18r/min，而给定的25r/min小于min满足，故不会发生共振。4.2.5. 搅拌筒的容积利用系数的确定容积利用系数是指出料容积和筒体几何溶剂之比，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，容积利用系数的大小还受到其它的条件的制约，其一，搅拌机的设计需要考虑应具备

40、10%的超载能力；其二，按设计标准规定，出料体积与进料体积之比为，而几何容积应大于进料体积，这样容积系数最大不得超过。一般双卧轴搅拌机的容积利用系数取。4.2.6. 搅拌筒长度L与直径D之比L/D的确定在出料容积一定时，应考虑以最小的结构尺寸获得最大的空间容积。以利用收到节省制造材料材料、外性美观和搅拌质量好的综合效益。因此长径比L/D一般不宜过大，因物料的轴向运动主要靠叶片的螺旋物产生有限的轴向推力，如果物料的轴向流动距离过长，很难快速达到匀质效果。通常长径比宜控制在3以内，一般情况下取L/D=o.计算总传动比和分配各级传动比4.3.1. 动装置的总传动比为rs=nm/nw=1420/25=

41、(29)式中nm电动机满载转速r/minnw搅拌轴的转速r/min多级传动中，总传动比应为<总=<ir2nn,其中T1,T2,pn为各级传动机构的传动比。4.3.2. 配各级传动参考1中表18的传动比和1表132,当选V带传动时，在满足24范围内，初选r1=，故减速器减速比T2=满足840范围内单级锥齿轮减速器.计算传动装置的转速和动力参数设计计算传动件时，需要知道各轴的转速、转矩或功率，因此应将工作机上的转速转矩或功率折算到各轴上，设从电机到工作机的各轴依次记为I电，II减，田主轴，则4.4.1. 轴转速n电=1420(r/min)n减=nm/Ti=1420/=(r/min)(4

42、10)n主=16=24(r/min)4.4.2. 各轴功率Pd=kwP减二Pdx刀电减(411)=x=P主=RXr电减X"主减=XXX=kw式中Pd一电动机输出功率，KW；P减一减速器输入功率，KW;P主一搅拌轴输入功率，KW;“电减一电机与皮带之间的传动效率；“减主一减速箱与主轴之间的传动效率.4.4.3. 各轴转矩Td=9550Pd/nm=9550x1420(412)=;丁减=TdXt1Xr电减=XXT主=T减Xp2X7主减=TdXT1XT2Xq主减Xq减Xq联轴器X4轴承=xxx16xxx二9304式中Td电动机轴的输出转矩Nm;T减一减速箱输入转矩Nm;T主一搅拌主轴输入转矩

43、.为简明起见，现列表如下：转速(r/min)功率(KW)转矩(Nm)电机轴1420减速箱轴厂384搅拌轴249304第五章联轴器选型和搅拌轴的设计与校核轴的相关设计内容轴是组成机器的主要零件之一，一切作回转运动的传动零件（例如齿轮、蜗轮等），都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要功能是支承回转零件及传递运动及动力。轴按照承受载荷的不同，可分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴，只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴，心轴又分为转动心轴和固定心轴两种。只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。轴按轴线形状的不同，可分为曲轴和直轴两大类。曲轴通过连杆可以将旋转运

44、动改变为往复直线运动，或作相反的运动变换。直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴两种。光轴形状简单，加工容易，应力集中源少，但轴上的零件不容易装配及定位；阶梯轴则正好与光轴相反。因此光轴主要用于心轴和传动轴，阶梯轴则常用于转轴。直轴可做成实心或空心，在那些由于机器结构的要求而需在轴中装设其他零件或者减小轴的质量具有特别重大做用的场合，轴可作成空心。空心轴内径与外径的比值通常为,以保证轴的刚度和扭转稳定性.此外,还有一种钢丝软轴又称钢丝挠性轴，它是由多组钢丝分层卷成的，具有良好的挠性，可以把回转运动灵活地传到不开敞的空间位置。轴的设计包括轴的结构设计和工作能力设计。1） 轴的结构设计是根据轴上零

45、件的安装定位以及轴的制造工艺等方面的要求，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等，因此，轴的结构设计是轴设计的重要内容。2） .轴的工作能力计算是指轴的强度刚度和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.这时对轴进行强度计算,以防止轴的断裂或塑性变形。而对刚度要求高的轴（如车床主轴）和受力大的细长轴，还应进行刚度计算，以防止工作时产生过大的弹性变形，对于高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算，以防止发生共振而破坏。轴设计：5.2.1初步确定轴的最小直径先按2中式15-2初步估计轴

46、的最小直径。选取轴的材料为45号钢,调质处根据2中表15-3,取Ao=108,于是有dmin=A0§'3(51)=10833252=117.65mm又因为对于轴径大于100mm的轴,有两个键槽时，轴径应增大7%,dmin=(1+7%)=125.89mm,输入轴的最小直径要取决于安装联轴器处轴的直径di-n，为了使所选的轴直径di-n与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。5.2.2 联轴器的计算转矩TcaTca=KAT主(52)式中：Ka可查2中表14-1,考虑到转矩变化中等，故取Ka=,则Tca=KA±二按照计算转矩Tca应小联轴公称转矩的条件，查标准GB

47、5014-85或机械设计手册第三版第二卷表6-2-29,选用GnCL0型鼓形齿式联轴器(JB/ZQ4379-86),其公称转矩为，半联轴器I的孔径di=130mm,故取di-n=130mm,半联轴器长度L=128mm,其标记示例：GnCL10型鼓形齿式联轴器：主动端：Y型轴孔，A型键槽，di=130mm,L=128mm5.2.3 装配方案比较与设计轴上零件的装配方案对轴的结构形式起着决定性的作用，所谓装配方案，就是预定出轴上主要零件的装配方向，顺序和相互关系.T口¥VI?IF图一i冗vnF图二从以上搅拌轴的两种装配方案比较中，图一比图二多了紧定螺钉，它可使套筒随轴一起旋转，当由于摩擦

48、损害轴径时，便于替换，这样就没有必要换整根轴，节省了材料和成本，所以决定采用第一种方°根据轴向定位的要求确定各段轴径和长度.5.3.1 n山段长度和直径的确定为了满足半联轴器的轴向定位要求,i-n段右端需制出一轴肩，故取n-m的直径dn-n140mm;左端用减速器的输出轴端定位,半联轴器与轴的配合长度Li=128mm,为了不与闷盖接触，故可取h-n=126mm.5.3.2 初步选择滚动轴承a.从负荷大小和方向考虑，既受到径向又有轴向还存在轴或壳体变形较大以及安装对中性差的情况且要求具有调心功能，故选用调心轴承.b.从轴承的刚性考虑，一般滚子轴承大于球轴承，故选用滚子轴承.c.从轴向游

49、动考虑，一是可选用内或外圈无挡边的轴承，二是在内圈与轴或外圈与轴座孔之间用间隙配合.d.从安装与拆卸角度考虑，装卸频繁时，可选用分离型轴承或选用内圈为圆锥孔的、带紧定套或退卸套的调心轴承.综上,采用装在紧定套上的调心滚子轴承.参照工作要求并根据di-n=130mm,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组，标准精度等级的调心滚子轴承，从3中表7-2-69中找到装在紧定套上的调心滚子轴承.，其型号为3013728,尺寸为dxDxB=140x270x86基本额定负荷G=1530kNC0r=1854KN计算系数为e=,Yi=Y2=Y0=故dn-二140mm,相应地查的紧定套长度Bi=119mm,考虑到拆

50、卸轴承和安装轴上零件的方便性及参考经验尺寸，取l3=217mm.(3) .根据轴间的高度要求单边轴肩取5mm故取dm二150,为满足安装轴端密封的长度要求和参考滑毂等零件长度尺寸，取k-iv=198mm.(4) .安装搅拌臂的轴径暂取d2=180mm,其长度k-v=8x195=1560mm,由于安装和制造的误差，故取W-v=1582mm.(5) .由安装零件对称性，故尺寸设计可用对称法取dv-vi=150mm,卜川=198mm,dvi-vn=140mm,lvi-Yn=120mm.确定轴上圆角和倒角尺寸参考2中表15-2，取轴端桎角为3x45°,各轴肩处的圆半径见图.求轴上载荷按弯扭合

51、成强度条件计算，通过轴的结构设计，轴的主要结构尺寸，轴上零件的位置，以及外载荷和支反力的作用位置均已确定。轴上载荷(弯矩和扭矩)已可以求得，因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度校核计算。5.5.1 作出轴的计算简图(即力学模型)根据轴的结构图作出轴的计算简图如下：在作计算简图时，应先求出轴上受力零件的载荷，并将其分解为水平分力和垂直分力，然后求出各支承处的水平反力和垂直反力。根据总计算简图，作出XOY面上的受力图如下:5.5.2 求出水平面(XOY面)上各力由扭矩平衡得，且由分析的区=Fx3=反5=Q7,有Rixx4=T=(Nm)(53)覆行Fxi=Fx3=Fx5=Fx7=(KN)由y方向平衡

52、有：Fax+FBx=-4xFd=(KN)(54)由对A点力矩平和有：FBX(L1+L2+L3+L4+L5)+F<7(L1+L2+L3+L4)+F<5(L1+L2+L3)+F<3(L1+L2)+RixL1=0(55)由(54),(55)两式解得：Fax=(KN),FBx=(KN)根据上述简图，按水平面计算各力产生的弯矩，作出弯矩Mh图如下:Mh根据总计算简图，作出YOZ面上的受力图如下:5.5.3 求出垂直面(YOZ面)上各力由前面算得叶片总弯矩M=,且由分析的Fy1=巳3=Fy5=Fy7,有Fyixx4=M=(Nm)(56)覆行Fyi=Fy3=Fy5=Fy7,=4=(KN)由

53、X方向平衡有：FAy-Fyi-Fy3-Fy5-Fy7=0(KN)(57)覆行FAy=(KN)由搅拌臂的质量为100kg,且搅拌臂的转速n为25r/min,半径为0.575m,可算的向心力：Fzi=Fz3=Fz5=Fz7=mrw2=100x5/30)2=KN(58)(59)由Z方向平衡有:FAz+Fbz=4Fzi由对A点力矩平衡有：FBz(L1+L2+L3+L4+L5)-FZ7(L1+L2+L3+L4)-Fz5(L1+L2+L3)-FZ3(L1+L2)-FzixLi=0(510)由(58),(59)两式解得：Faz=(KN),Fbz=(KN)根据上述简图，按垂直面计算各力产生的弯矩，作出弯矩Mv

54、图如下：*959(kNni0L319(KNni)O,402(kNm)5.5.4 根据水平面和垂直面的弯矩图作出总弯矩图M总如下：其公式为M总JMhMv（511）4fi.GESKNm /94.42JKNm5.5.5 由扭矩平衡作出扭矩图作出aT的弯矩图如下：ca5.5.6 由M总和扭矩图合成作出计算扭矩图Mca(512)其中a取为72J1SkNn从上面的总计算弯矩图可以清楚的看出危险截面为IV-V段的第五根搅拌臂位置。：校核如下：5.5.7 搅拌轴截面模量W的计算易知B点坐标为（90,0），设A点坐标为（z,80），由z2+y2=902,解得:ZJ902802.A点坐标为（z,80）,直线AB方程为：y=+IyAy2dA（由图形的对称性和被积函数为偶函数）4A1y2dA224(A11ydAA12ydA)41.23802901.64x147.6240dx0ydy41.23dx0ydy(513)=281463460.667mm4+20795320.271mm4=302258780.938mm4.W=y/80=3778234.87mm3(Tca=Mca/W=3778234mm3=<<r-i=60Mpa(514)故所设计的轴满足强度要求，故安全。