建筑混凝土攪拌機的設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,說明書+CAD+SOLIDWORKS,建筑混凝土攪拌機的設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,建筑,混凝土攪拌機,設計,說明書,仿單,cad,solidworks 附錄1 Mixing equipment in the industrial production of a wide range of applications, especially in the chemical industry, many production are more or less application of mixing operation. A variety of chemical changes in chemical process, is fully mixed in the reaction material premise. For the heating, cooling and liquid extraction with gas absorption physical process,also often used for mixing operation in order to get good results. Mixing equipment is used as reactor application on many occasions. For example,in the three major synthetic materials production, mixing equipment as the reactor accounted for about 90% of the total number of reactor. Other such as dyestuff, medicine, pesticide, paint and other industries, the use of mixing equipment is also very widely. Nonferrous Metallurgy Department of mixing equipment nationwide in non-ferrous metal metallurgy industry to do an investigation and determination of the power, is the result of power consumption of many wet workshop more than 50% is used in mixing operation. The scope of application of mixing equipment is so widely, but also because of the operating conditions (such as temperature,concentration of mixing equipment, the residence time of the controllablerange). To adapt to the diversification of production. The following mixing equipment: 1) the raw materials are mixed evenly; 2)to make the gas well dispersed in the liquid phase; 3) the solid particles(such as catalyst) evenly suspended in liquid phase; 4) the other liquidimmiscible phase homogeneous suspension after fully emulsified; 5)strengthen the same mass transfer (such as absorption); 6) heat transfer enhancement. For the homogeneous reaction, mainly 1, 6) 2). Mixingspeed, uniformity and heat transfer is good or bad, will affect the reaction results. As for the heterogeneous system, it also affects the mass transfer velocity of phase interface and the size of the phase, the situation is more complex. So the mixing conditions change, often very sensitive to affect the product quality and yield, production is very common in this example. Insolution polymerization and bulk polymerization of liquid phase reactiondevice, the main role is: to promote the stirring reactor material flow. The material is uniformly distributed in the reactor, increasing the mass and heat transfer coefficient. In the polymerization process, often with increasing the conversion rate, polymerization liquid viscosity also increased. If the mixing situation is not good, it will cause the drop of the heat transfer coefficient or local overheating, materials and catalysts is unevenly distributed, quality effect of polymerization product, also easily lead to polymer sticking to the wall, so that the polymerization reactionoperation cannot go down well. The interaction between immiscible liquid or liquid and solid, mixing plays a very important role in accelerating reaction. Because the increase of onephase into another phase velocity, the contact surface will be increased,the material with wide speed interaction. In some cases, the mixing is an important factor to create good conditions in the reaction process. For example, the heat transfer effect is strengthening, reduce local overheating, the material and the heating process of coking. Such as high pressure polyethylene production, because the stirring effect, so that thematerial has a certain residence time in the reactor, it is more important that the catalyst are evenly distributed in the reactor, to prevent localviolent polymerization caused by explosion. Therefore, mixing equipmentplays a very important role in industrial production. The stirring device is used in the petrochemical industry productionmaterial mixing, dissolution, heat transfer, preparation of suspensionpolymerization, catalyst preparation, etc.. For example, in the oil industry,crude oil and refined xenogeneic mixed adjustment, adding tetraethyl leadin gasoline by mixing additives and raw material or producthomogenization. Production of styrene in chemical production,, aniline dyeand paint process, are equipped with various types of mixing equipment. In the oil industry because of the large number of application of catalyst,additive, so the demand for mixing equipment greatly. Because of the complexity of operating conditions, material diversity, the mixing equipment requirements are complex. Such as chemical industry used siliconaluminum reactor, beating tank reactor, barium, phosphorus reactor,alkylation reaction kettle, white mud stirred tanks are equipped withvarious types of mixing equipment. In the paper industry, and its wideapplication in mixing equipment, pulp, alkali recovery process are used inmixing equipment. Mixing equipment has a long history, wide application but for scientific research of mixing operation is not enough. Mixing operation appears to besimple, but in fact, he involved are extremely complex. The stirrer typeselection. From the point of view of process views and mechanics, so farinsufficient study. Along with the progress of the society, the development of science and technology, to improve the mixing equipment and newdesign will be greatly improved. The trend in recent years has a large scale equipment, also requires mixing equipment. As the volume of polymerization kettle abroad has expanded from the initial 8~40m to 60~100m 3 3 3, maximum has reached 200m. The large polymerization kettle can greatly reduce the operating and maintenance personnel, isbeneficial to automation, reduce investment, increase productivity, stable product quality. With a large volume, kettle type gradually developed from elongated to squat type, and the bottom stirring way more and more use. Multipurpose trefoil sweepback agitator, trefoil sweepback agitator is a good mixer current large-scale polymerizer used. Because the discharge amount is large, circular phase reactor liquid full, up to 5~10 per minute, can promote the reaction kettle uniform. In addition, the practice has proved that this blade must be with the baffle plate, in order to improve the shear stress function, can play a better role. Mixing can also be in the pipeline, the device in the pipeline of gas liquidand liquid - liquid system. 附錄2 攪拌設備在工業(yè)生產(chǎn)中應用范圍很廣，尤其是化學工業(yè)中，很多的生產(chǎn)都或多或少地應用著攪拌操作?；瘜W工藝過程的種種化學變化，是以參加反應物質(zhì)的充分混合為前提的。對于加熱、冷卻和液體萃取以氣體吸收等物理變化過程，也往往要采用攪拌操作才能得到很好的效果。攪拌設備在許多場合是作為反應器來應用的。例如在三大合成材料的生產(chǎn)中，攪拌設備作為反應器約占反應器總數(shù)的90%。其他如染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、油漆等行業(yè)，攪拌設備的使用亦很廣泛。有色冶金部門對全國有色冶金行業(yè)中的攪拌設備做了調(diào)查及功率測定，結(jié)果是許多濕法車間的動力消耗50%以上是用在攪拌作業(yè)上。攪拌設備的應用范圍之所以這樣廣泛，還因攪拌設備操作條件（如溫度、濃度、停留時間等）的可控范圍較廣。能適應多樣化的生產(chǎn)。 攪拌設備的作用如下：1）使物料混合均勻；2）使氣體在液相中很好地分散；3）使固體粒子（如催化劑）在液相中均勻地懸浮；4）使不相溶的另一液相均勻懸浮后充分乳化；5）強化相同的傳質(zhì)（如吸收等）；6）強化傳熱。對于均相反應，主要是1）、6）兩點?；旌系目炻⒕鶆虺潭群蛡鳠崆闆r好壞，都會影響反應結(jié)果。至于非均相系統(tǒng)，則還影響到相界面的大小和相間的傳質(zhì)速度，情況就更復雜。所以攪拌情況的改變，常常很敏感地影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，生產(chǎn)中的這種例子非常普遍。在溶液聚合和本體聚合的液相反應裝置中，攪拌的主要作用是：促進釜內(nèi)物料流動。使反應器內(nèi)物料均勻分布，增大傳質(zhì)和傳熱系數(shù)。在聚合反應過程中，往往隨著轉(zhuǎn)化率的增加，聚合液的黏度也增加。如果攪拌情況不好，就會造成傳熱系數(shù)下降或局部過熱，物料和催化劑分散不均勻，影響聚合產(chǎn)品的質(zhì)量，也容易導致聚合物粘壁，使聚合反應操作不能很好地進行下去。 在互不相溶的液體之間或液體與固體之間相互作用時，攪拌在加速反應的進行方面起著非常重要的作用。因為增加一物相混入另一物相的速度，接觸面就會增大，物質(zhì)就以較大速度相互作用。在某些情況下，攪拌是在反應過程中創(chuàng)造良好條件的一個重要因素。例如，使傳熱作用加強，減少局部過熱，以及加熱過程中物質(zhì)焦化等。如高壓聚乙烯生產(chǎn)中，由于攪拌的作用，使物質(zhì)在反應器內(nèi)有一定的停留時間，更重要的是使催化劑在器內(nèi)分布均勻，以防止局部猛烈的聚合作用而造成爆炸。因此攪拌設備在工業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用。 攪拌設備在石油化工生產(chǎn)中被用于物料混合、溶解、傳熱、制備懸浮物、聚合反應、制備催化劑等。例如石油工業(yè)中，異種原油的混合調(diào)整和精制，汽油中添加四乙基鉛添加物而進行混合使原料液或產(chǎn)品均勻化?；どa(chǎn)中，制造苯乙烯，苯胺染料和油漆顏料等工藝過程，都裝備著各種型式的攪拌設備。 在石油工業(yè)中因為大量應用催化劑、添加劑，所以對攪拌設備的需要量很大。由于物料操作條件的復雜性、多樣性，對攪拌設備的要求也復雜化了。如化工行業(yè)用到的硅鋁反應器、打漿罐、鋇化反應器、硫磷反應釜、烴化反應釜、白泥攪拌槽等都是裝有各種不同型式攪拌器的攪拌設備。在造紙行業(yè)中，攪拌設備應用及其廣泛，在制漿，堿回收等工藝過程都用到攪拌設備。 攪拌設備使用歷史悠久，應用廣泛但對攪拌操作的科學研究卻很不夠。攪拌操作看來似乎簡單，但實際上，他所涉及的因素卻極為復雜。對于攪拌器型式的選擇。從工藝的觀點以及力學觀點來說，迄今都研究得不夠。隨著社會的進步，科學技術的發(fā)展，對于攪拌設備的改進和新型的設計會有很大的提高。在近幾年來設備有大型化的發(fā)展趨勢，也要求攪拌設備大型化。如國外聚合釜的容積已由最初的8~40m3擴大到60~100m3,最大的已達到200m3。采用大型聚合釜可大大減少操作和檢修人員，有利于自動化，減少投資，提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。隨著容積的大型化，釜型逐漸由細長型向矮胖型發(fā)展，而且采用底部攪拌的方式越來越多。多用三葉后掠式攪拌器，三葉后掠式攪拌器是目前大型聚合釜采用的一種較好攪拌器。因排出量大，釜內(nèi)液相循環(huán)充分，每分鐘可達5~10次，能促釜內(nèi)反應均勻一致。另外，經(jīng)實踐證明此槳葉必須配合擋板使用，以提高剪切力功能，才能更好地發(fā)揮作用。 攪拌也可以在管路中進行，采用在管路中安裝裝置的辦法對氣—液系和液—液系進行混合。例如采用噴射泵對水及醋酸丁酯進行混合。在石油精制中，也采用使液體設置在管路中的銳孔板或擋板，以便使兩種液體進行接觸。還有在管路中放入攪拌器的，即所謂管道攪拌。 管道攪拌設備能連續(xù)輸送一切流體，也能輸送含有固體的流動化的半流體。此種攪拌型式，相當于攪拌設備的筒體部分，容積較小，液體在此停留時間極短的情況比較多。在其內(nèi)部為了充分進行混合分散或傳熱等需要極強的攪拌，由于管道攪拌設備空間很小，裝置小，可使攪拌力均勻作用，可減少過剩的攪拌，所以對整個液體減少了功率消耗。對于連續(xù)化、自動化。特別是對成本有嚴格要求的，要求特別小的形狀和高性能時，使用管道攪拌設備是很有效的。正因為管道攪拌設備有這些優(yōu)點，所以在石油精制、石油化工，化學纖維、食品等工業(yè)和水處理技術中廣泛被用于液—液混合、濃度調(diào)整、液—液萃取、油脂乳化、液—液稀釋溶解、固—液溶解、液—液和氣—液反應等場合。 40 塔里木大學 畢業(yè)論文（設計）任務書 學院 機械電氣化工程學院 班級 農(nóng)機16-4 學生姓名 楊南南 學號 8031212412 課題名稱 建筑混泥土攪拌機的設計 起止時間 2015年10月15日—— 2016年5月28日（共 周） 指導教師 李傳峰 職稱 副教授 課題內(nèi)容： 混凝土攪拌機廣泛應用于公路、鐵路、建筑、橋梁、港口、機場等工程中。在“十二五”期間，我國要建設一大批大型煤礦、油田、電站、機場、港口、高速鐵路、高等級公路等重點工程，同時也要進行大量的城市道路、城鎮(zhèn)住宅的開發(fā)與建設，這都需要用到大量的混凝土攪拌機。所以現(xiàn)在正是發(fā)展混凝土攪拌機的大好時機。? 本研究既是對現(xiàn)有攪拌機關鍵技術的深入探討，也是進一步的技術提升和創(chuàng)新，對今后混凝土攪拌機的設計和產(chǎn)品水平的提高都具有一定的實用價值。它的重要意義在于利用高新技術提升混凝土機械行業(yè)水平和國家重點項目建設施工水平以及推動攪拌機設備性能的全面提高，使其達到國際同行業(yè)的設備水平。 本課題的研究內(nèi)容： 1）查找相關文獻，了解混凝土攪拌機的工作原理。 2）查找專利及相關文獻，熟悉了解混凝土攪拌機的結(jié)構(gòu)。 3）利用所學對齒輪機構(gòu)、傳動機構(gòu)、軸、電動機進行優(yōu)化設計及選擇。 4）依據(jù)查找到的專利及文獻，設計混凝土攪拌機的三維實體模型，并生成關鍵部件及裝配圖工程圖。 擬定工作進度： 第1周：收集混凝土攪拌機的相關資料；對相關資料進行整理和分析，掌握混凝土攪拌機的工作原理，完成開題報告； 第2-10周：確定總體設計方案，同時進行主要傳動參數(shù)的計算，以及各零件的計算； 第11周：進行裝配圖的繪制； 第12周：制定論文寫作提綱，同時開始撰寫論文； 第13周：完成論文初稿，并與指導老師交流進行修改； 第14周：完成畢業(yè)設計工作，準備答辯; 參考文獻： [1] 馮忠緒,.混凝土攪拌理論與設備[M].北京:人民交通出版社,2001.8. 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[8] 鄭文緯,吳克堅主編.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2003. 任務下達人（簽字） 年 月 日 任務接受人意見 任務接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務書由指導教師填寫，任務下達人為指導教師。 2、此任務書須在學生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學生本人。 3、此任務書一式三份，一份留學院存檔，一份學生本人留存，一份指導教師留存。 建筑混凝土攪拌機的設計 楊南南 （塔里木大學機械電氣化工程學院， 阿拉爾 843300） 摘 要：本設計的主要機型是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機。它是小型工程建筑混凝土攪拌機的一種，自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機能攪拌輕骨料混凝土，能使混凝土達到強烈的攪拌作用，攪拌非常均勻，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，成本低。它是目前國內(nèi)比較新型的攪拌機，整機結(jié)構(gòu)緊湊、外型美觀、便于運輸。其主要組成結(jié)構(gòu)包括：攪拌設備，攪拌傳動系統(tǒng)，上料機構(gòu)，供水系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等。主要設計計算內(nèi)容是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機整體結(jié)構(gòu)的設計，主要包括：整體結(jié)構(gòu)方案的確定、攪拌桶外形尺寸的確定、電機的選擇、上料機構(gòu)的設定、減速器的設計；聯(lián)軸器的選擇以及完成機架總成圖及零部件圖。 關鍵詞：混凝土攪拌機；雙錐反轉(zhuǎn)；自落式 0 引言 0 引言 0 引言 從攪拌的目的和機理出發(fā)，了解并掌握混凝土攪拌機的制造、各個部件組件后的運行、以及攪拌混合混凝土過程，盡力為以后混凝土攪拌機的發(fā)展提供更好的數(shù)據(jù)以及裝配設計。 水泥漿是當今用量較大的建筑材料，廣泛地用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防、水利、市政和民用等基本建設工程中，在國民經(jīng)濟占有重要地位。攪拌作為水泥漿生產(chǎn)工藝中關鍵的一道工序，由相應的水泥漿攪拌機來實施完成，目前它已成為各種工程施工中必不可少的施工設備。而大型智能化高效優(yōu)質(zhì)水泥漿攪拌機既可快速、大量地進行水泥漿的攪拌作業(yè)，又不會對環(huán)境造成影響。水泥漿攪拌機能替代人工進行水泥漿攪拌工作，具有攪拌速度快、攪拌均勻、省工省時的優(yōu)點，解決了人工攪拌水泥漿易結(jié)塊和沉淀的難題。本研究既是對現(xiàn)有攪拌機關鍵技術的深入探討，也是進一步的技術提升和創(chuàng)新，對今后水泥漿攪拌機的設計和產(chǎn)品水平的提高都具有一定的實用價值。它的重要意義在于利用高新技術提升水泥漿機械行業(yè)水平和國家重點項目建設施工水平以及推動攪拌機設備性能的全面提高，使其達到國際同行業(yè)的設備水平。 1建筑混凝土攪拌機分類 按工作性質(zhì)分間歇式(分批式)和連續(xù)式；按攪拌原理分自落式和強制式；按安裝方式分固定式和移動式；按出料方式分傾翻式和非傾翻式；按拌筒結(jié)構(gòu)形式分梨式、鼓筒式、雙錐、圓盤立軸式和圓槽臥軸式等。混凝土攪拌機 1、按工作性質(zhì)分：周期性工作攪拌機、連續(xù)性工作攪拌機。2、按攪拌原理分：自落式混凝土攪拌機；強制式混凝土攪拌機。3、按攪拌桶形狀分：鼓筒式；錐式；圓盤式。另外，攪拌機還分為裂筒式和圓槽式（即臥軸式）攪拌機。 2建筑混凝土攪拌機結(jié)構(gòu) 自落式攪拌機依靠被拌筒提升到一定高度的物料的自落完成攪拌。由于各物料顆粒下落的高度、時間、速度、落點和滾動距離不同，從而物料各顆粒相互穿插、滲透、擴散，最后達到均勻混合。自落式攪拌機結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，維護簡單，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，但攪拌強度不高，生產(chǎn)效率低，攪拌質(zhì)量不易保證。種攪拌機適于拌制普通塑性混凝土，廣泛應用于中小型建筑工地。 建筑混凝土攪拌機整體結(jié)構(gòu)如圖1-1所示 1. 聯(lián)軸器 2.進料斗 3.帶輪 4.減速器 5.鏈條 6.軸承 7.拖輪 8.葉片 9.滾筒 圖1-1錐型反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機 3建筑混凝土攪拌機的運動分析 本實用新型旨在提供一種，設計合理、結(jié)構(gòu)簡單；操作方便靈活、不受場地限制、排料徹底、便于清洗攪拌罐、直接投料的立式混凝土攪拌機。本實用新型的技術解決方案是，為了實現(xiàn)上述目的，在支架上設有中部帶有軸承座的側(cè)部與支架的支承腿平行的轉(zhuǎn)動托架，在轉(zhuǎn)動托架的軸承座內(nèi)通過軸桿插座有攪拌罐，在支架一側(cè)的支承腿的外側(cè)設有布有手柄卡口的角度盤及通過軸桿設在轉(zhuǎn)動托架軸桿上的手柄。 操作時將沙、石、水泥和水倒入攪拌罐內(nèi)，并啟動電機，通過傳動齒輪和拖輪使攪拌罐旋轉(zhuǎn)進行攪拌，同時根據(jù)攪拌罐內(nèi)所裝物料的多少和攪拌情況將手柄推入角度盤的不同角度的手柄卡口內(nèi)進行調(diào)節(jié)攪拌罐的攪拌角度。當需排料時，扳動手柄使轉(zhuǎn)動托架轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動至攪拌罐內(nèi)的混凝土處于被排放的位置，當攪拌罐內(nèi)的混凝土被排完后，將手柄放回到使攪拌罐處于所需要的投料角度，然后再進行下一次攪拌工作。其攪拌罐的翻轉(zhuǎn)角度為3600°，當需停止工作時，將電機電源切斷。 4設計總體方案的確定 混凝土攪拌機主要由傳動系統(tǒng)、攪拌裝置、攪拌罐等組成。該產(chǎn)品的主要機構(gòu)主要有以下幾部分組成： （1）電機、減速機主要由皮帶連接在一起。攪拌罐至于支架上，攪拌罐可與支架分離。 （2）攪拌系統(tǒng)由攪拌罐，攪拌軸組成，完成物料的攪拌工作。 最終設計方案確定為： 經(jīng)過對混凝土攪拌機的類型選擇。傳動機構(gòu)分析與執(zhí)行機構(gòu)分析，最終擬定了以下方案： 方案1：電動機——皮帶輪——二級圓柱齒輪減速器——攪拌軸，電動機首先通過皮帶輪一級減速，再通過減速器經(jīng)過二級減速將動力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸上。 方案2：電動機——二級圓錐齒輪減速器——攪拌軸，使用減速器直接減速將動力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸上。 首先，已知各種傳動的傳動比u，（圓錐齒輪傳動單級傳動比、圓柱直齒輪傳動單級傳動比u、皮帶輪單級傳動比）。然后估算電動機至攪拌軸間的傳動比，初選同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的原動機，攪拌軸轉(zhuǎn)速為30r/min，則u=1000/30=33.3。 方案1：使用皮帶輪進行一級減速，使用二級圓柱齒輪減速器二級減速，電動機軸與攪拌軸雖然在同一方向上，但電動機不直接連接減速器，同樣可以避免安裝分布范圍過大。同時其傳動比u最大為4 5 5=100，大于本次設計所需要的最大傳動比。 方案2：方案2中只使用二級圓錐齒輪減速器，第二級使用圓柱齒輪傳動。優(yōu)點在于圓錐齒輪具有換向性，避免了電動機軸與攪拌軸在同一方向上，避免造成安裝分布范圍過大。其傳動比u最大為3 5=15，遠遠小于33.3。 綜上考慮，選擇方案一是比較合理的，多級減速避免了一次性速度變化過大，而且使用二級減速器照樣可以達到電動機、主軸和減速器在同一方向上只要到時候電動機豎直放置即可。 1.攪拌筒 2.聯(lián)軸器 3.減速器 4.電動機 圖3-1 攪拌筒 5結(jié)論 雙錐反轉(zhuǎn)自落式混凝土攪拌機利用物料顆粒下落的高度、時間、速度和滾動距離不同，從而達到均勻混合的目的。 該畢業(yè)設計的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，維護簡單，噪聲小，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，料斗上升下落較穩(wěn)定，又因為運用液壓提升式上料，所以安全性能較之其他攪拌機高。這種自落式攪拌機適用于中小型建筑工地。 該畢業(yè)設計的缺點是由于使用液壓提升式上料機構(gòu)，所以對于這塊如果出現(xiàn)故障需要維修難度會更大，而其他攪拌機出現(xiàn)故障修理較方便，但安全性能不高。所以綜合考慮后選擇了這款雙錐反轉(zhuǎn)液壓提升自落式混凝土攪拌機。 參考文獻： 4總結(jié) 雙錐反轉(zhuǎn)自落式混凝土攪拌機利用物料顆粒下落的高度、時間、速度和滾動距離不同，從而達到均勻混合的目的。 該畢業(yè)設計的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，維護簡單，噪聲小，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，料斗上升下落較穩(wěn)定，又因為運用液壓提升式上料，所以安全性能較之其他攪拌機高。這種自落式攪拌機適用于中小型建筑工地。 該畢業(yè)設計的缺點是由于使用液壓提升式上料機構(gòu)，所以對于這塊如果出現(xiàn)故障需要維修難度會更大，而其他攪拌機出現(xiàn)故障修理較方便，但安全性能不高。所以綜合考慮后選擇了這款雙錐反轉(zhuǎn)液壓提升自落式混凝土攪拌機。 參考文獻： [1] 馮辛安. 機械制造裝備設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1999. 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Product Engineering.，Aug. 1979. 16 屆畢業(yè)設計 建筑混凝土攪拌機的設計 學生姓名 楊南南 學 號 8031212412 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 16-4 指導教師 李傳峰 日 期 2016.05 塔里木大學機械電氣化工程學院制 前 言 隨著我國經(jīng)濟建設和科學技術的發(fā)展，基礎性建設規(guī)模的不斷擴大和生產(chǎn)自動化更多的用于生產(chǎn)，建筑機械在經(jīng)濟建設中起著越來越重要的作用?；炷翑嚢铏C設備是建筑機械中的一個重要代表，它是混凝土生產(chǎn)中的一個關鍵設備。攪拌機在現(xiàn)代建筑工程中有著廣泛的應用，它不僅減輕了工人的勞動力，還保證了混凝土工程的質(zhì)量。由于混凝土攪拌設備的工作對象是砂石和水泥、石頭等混合料，并且用量大，工作環(huán)境惡劣。因此混凝土攪拌設備在高技術、高效能、自動化、智能化的方向發(fā)展有很大的必要性。 攪拌是使兩種或者兩種以上的不同物質(zhì)在彼此直接相互擴散，從而達到均勻混合的目的?；炷翑嚢铏C在攪拌過程中，通過攪拌桶的轉(zhuǎn)動，帶動攪拌葉片對桶內(nèi)砂石、水泥等物料進行翻轉(zhuǎn)、擠壓等攪拌操作，使物料在相對劇烈運動中得到充分的攪拌。 本設計的主要機型是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機。它是小型工程建筑混凝土攪拌機的一種，自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機能攪拌輕骨料混凝土，能使混凝土達到強烈的攪拌作用，攪拌非常均勻，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，成本低。它是目前國內(nèi)比較新型的攪拌機，整機結(jié)構(gòu)緊湊、外型美觀、便于運輸。其主要組成結(jié)構(gòu)包括：攪拌設備，攪拌傳動系統(tǒng)，上料機構(gòu)，供水系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等。主要設計計算內(nèi)容是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機整體結(jié)構(gòu)的設計，主要包括：整體結(jié)構(gòu)方案的確定、攪拌桶外形尺寸的確定、電機的選擇、上料機構(gòu)的設定、減速器的設計；聯(lián)軸器的選擇以及完成機架總成圖及零部件圖。 關鍵詞：混凝土；攪拌機；自落式；雙錐反轉(zhuǎn) 目 錄 1引言 1 2混凝土的設計要求 2 2.1攪拌機的選型 2 2.2原始數(shù)據(jù) 4 2.3設計的總體要求 4 3總體設計方案確定 4 3.1總體設計方案 4 3.2攪拌桶設計 5 4傳動系統(tǒng)的選擇 6 4.1電動機的選擇 6 4.2減速器的選擇 8 4.3軸的校核 12 4.4聯(lián)軸器 13 4.5軸承的選擇 14 5其他系統(tǒng)的選擇 14 5.1供水系統(tǒng) 14 5.2液壓系統(tǒng) 15 5.3料斗的設計 15 5.4底架的設計 16 5.5摩擦傳動 16 總 結(jié) 17 致 謝 18 參考文獻 19 塔里木大學畢業(yè)設計 1引言 1.1課題的目的與意義 從攪拌的目的和機理出發(fā)，了解并掌握混凝土攪拌機的制造、各個部件組件后的運行、以及攪拌混合混凝土過程，盡力為以后混凝土攪拌機的發(fā)展提供更好的數(shù)據(jù)以及裝配設計。 水泥漿是當今用量較大的建筑材料，廣泛地用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防、水利、市政和民用等基本建設工程中，在國民經(jīng)濟占有重要地位。攪拌作為水泥漿生產(chǎn)工藝中關鍵的一道工序，由相應的水泥漿攪拌機來實施完成，目前它已成為各種工程施工中必不可少的施工設備。而大型智能化高效優(yōu)質(zhì)水泥漿攪拌機既可快速、大量地進行水泥漿的攪拌作業(yè)，又不會對環(huán)境造成影響。水泥漿攪拌機能替代人工進行水泥漿攪拌工作，具有攪拌速度快、攪拌均勻、省工省時的優(yōu)點，解決了人工攪拌水泥漿易結(jié)塊和沉淀的難題。本研究既是對現(xiàn)有攪拌機關鍵技術的深入探討，也是進一步的技術提升和創(chuàng)新，對今后水泥漿攪拌機的設計和產(chǎn)品水平的提高都具有一定的實用價值。它的重要意義在于利用高新技術提升水泥漿機械行業(yè)水平和國家重點項目建設施工水平以及推動攪拌機設備性能的全面提高，使其達到國際同行業(yè)的設備水平。 1.2建筑混凝土攪拌機在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 19世紀40年代，在德、美、俄等國家出現(xiàn)了以蒸氣機為動力源的自落式攪拌機，其攪拌腔由多面體狀的木制筒構(gòu)成，一直到19世紀80年代，才開始用鐵或鋼件代替木板，但形狀仍然為多面體。1888年法國申請登記了第一個用于修筑戰(zhàn)前公路的混凝土攪拌機專利。20世紀初，圓柱形的拌筒自落式攪拌機才開始普及。形狀的改進避免了混凝土在拌筒內(nèi)壁上的凝固沉積，提高了攪拌質(zhì)量和效率。1903年德國在斯太爾伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的預拌工廠。1908年，在美國出現(xiàn)了第一臺內(nèi)燃機驅(qū)動的攪拌機，隨后電動機則成為主要動力源。從1913年，美國開始大量生產(chǎn)預拌混凝土，到1950年，亞洲大陸的日本開始用攪拌機生產(chǎn)預拌混凝土。在這期間，仍然以各種有葉片或無葉片的自落式攪拌機的發(fā)明與應用為主。自落式攪拌機依靠被拌筒提升到一定高度的物料的自落完成攪拌。由于各物料顆粒下落的高度、時間、速度、落點和滾動距離不同，從而物料各顆粒相互穿插、滲透、擴散，最后達到均勻混合。自落式攪拌機結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，維護簡單，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，但攪拌強度不高，生產(chǎn)效率低，攪拌質(zhì)量不易保證。此種攪拌機適于拌制普通塑性混凝土，廣泛應用于中小型建筑工地。按拌筒形狀和卸料方式的不同，有鼓筒式攪拌機、雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機、雙錐傾翻出料攪拌機和對開式攪拌機等，其中鼓簡式攪拌機技術性能落后，已于1987年被我國建設部列為淘汰產(chǎn)品。隨著多種商品混凝土的廣泛使用以及建筑規(guī)模的大型化、復雜化和高層化對混凝土質(zhì)量、產(chǎn)量不斷提出的更高要求，有力地促進了混凝土攪拌設備在使用性能和技術水平方面的發(fā)展。各國研究人員開始從混凝土攪拌機的結(jié)構(gòu)形式、傳動方式、攪拌腔襯板材料以及攪拌生產(chǎn)20世紀40年代后期，德國ELBA公司最先發(fā)明了強制式攪拌機，和自落式攪拌工藝等方面進行改進和探索。強制式攪拌機與自落式攪拌機相比，強制式攪拌機攪拌作用強烈，攪拌質(zhì)量好，攪拌效率高，但拌筒和葉片磨損大，功耗增大。此種攪拌機適于拌制干硬性、輕骨料混凝土以及特種混凝土和專用混凝土，多用于施工現(xiàn)場的混凝土攪拌站和預拌混凝土攪拌樓。隨著技術的發(fā)展，強制式攪拌機在德國、美國、意大利、日本等企業(yè)發(fā)展迅速，目前已形成系列產(chǎn)品。比如德國的EMC系列、EMS系列攪拌站和UBM系列、EMT系列攪拌樓，意大利的MAO系列攪拌站、MSO系列大型攪拌基地等。 我國混凝土攪拌設備的生產(chǎn)從20世紀50年代開始。1952年，天津工程機械廠和上海建筑機械廠試制出我國第一代混凝土攪拌機，進料容量為400L和1000L。20世紀70年代未至80年代初，我國為適應建筑業(yè)商品混凝土大規(guī)模發(fā)展的需要，在引進國外樣機的基礎上，有關院所廠家陸續(xù)開發(fā)了新一代JZ型雙錐自落式攪機D型單臥軸強制式攪拌機。其中，JS型雙臥軸攪拌機在80年代初研制成功。80年代末，我國混凝土攪拌產(chǎn)品開發(fā)重點轉(zhuǎn)向商品混凝土成套設備，研制出了10多種混凝土攪拌樓（站）。經(jīng)過引進吸收、自主開發(fā)等幾個階段，到本世紀初，國內(nèi)混凝土攪拌機技術得到長足發(fā)展，在產(chǎn)品規(guī)格和生產(chǎn)數(shù)量上，都達到了一定規(guī)模，出現(xiàn)了一批具有自主知識產(chǎn)權的新技術，逐步形成了一個具有一定規(guī)模和競爭能力的行業(yè)。2006年，我國生產(chǎn)裝機容量0．5～6m3的攪拌站2100多臺，已成為混凝土攪拌設備的生產(chǎn)大國。 1.3研究目標 從攪拌的目的和機理出發(fā)，了解并掌握混凝土攪拌機的制造、各個部件組件后的運行、以及攪拌混合混凝土過程，盡力為以后混凝土攪拌機的發(fā)展提供更好的數(shù)據(jù)以及裝配設計[6]。 1.4 研究內(nèi)容 （1）對攪拌機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行對比，掌握其工作原理，確定其總體設計方案； （2）確定傳動系統(tǒng)的主要參數(shù)； （3）進行電動機的選擇； （4）進行減速器、聯(lián)軸器等主要零部件的設計； （5）繪制相應的零件圖和裝配。 2混凝土的設計要求 2.1攪拌機的選型 常見的水泥攪拌機主要有兩種形式： （1）直立式小型攪拌機攪拌葉片，如圖2-1所示。 圖2-1 直立式小型攪拌機攪拌葉片 傳統(tǒng)的直立式水泥攪拌機是由三個平板狀，通過三個不同尺寸的軸聯(lián)接在一起，實現(xiàn)攪拌。但是由于從葉片強度、攪拌均勻等方面有些不如人意。改變攪拌葉片傳統(tǒng)的形狀，設計成一個楔形。并將葉片尺寸設計稍厚，從而達到減少攪拌阻力，提高攪拌強度的效果。并將葉片通過螺釘連接，實現(xiàn)可換，達到節(jié)約材料效果。這種類型的攪拌機體型小，價格便宜，適用于小型建筑工程，但是由于攪拌量有限，生產(chǎn)效率低，上、下料不方便，一般不在大型建筑工程中使用。 （2）錐型反轉(zhuǎn)出料式水泥攪拌機[9]。如圖2-2所示： 1.聯(lián)軸器 2.進料斗 3.帶輪 4.減速器 5.鏈條 6.軸承 7.拖輪 8.葉片 9.滾筒 圖2-2 錐型反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機 本機的主要特點有結(jié)構(gòu)新穎，具有生產(chǎn)效率高，攪拌質(zhì)量好，重量輕，造型美觀等優(yōu)點是一種比較先進的機械。其特征是在支架上設有中部帶有軸承座的側(cè)部與支架的支承腿平行的轉(zhuǎn)動托架，在轉(zhuǎn)動托架的軸承座內(nèi)通過軸桿插座有攪拌罐。 我所選擇要設計的是第二種錐型反轉(zhuǎn)出料移動式混凝土攪拌機。 （1）一種立式混凝土攪拌機，包括有：供水系統(tǒng)、傳動裝置、攪拌與出料裝置、上料機構(gòu)。本實用新型涉及一種用于攪拌混凝土的立式混凝土攪拌機。據(jù)了解，目前用于攪拌混凝土的攪拌機普遍是帶有上料斗的臥式 攪拌機，雖然其給攪拌混凝土帶來了很多好處，存在有結(jié)構(gòu)復雜，需要2次上料及混凝土排放不凈和不便清洗攪拌罐等不足之處。 本實用新型旨在提供一種，設計合理、結(jié)構(gòu)簡單；操作方便靈活、不受場地限制、排料徹底、便于清洗攪拌罐、直接投料的立式混凝土攪拌機。本實用新型的技術解決方案是，為了實現(xiàn)上述目的，在支架上設有中部帶有軸承座的側(cè)部與支架的支承腿平行的轉(zhuǎn)動托架，在轉(zhuǎn)動托架的軸承座內(nèi)通過軸桿插座有攪拌罐，在支架一側(cè)的支承腿的外側(cè)設有布有手柄卡口的角度盤及通過軸桿設在轉(zhuǎn)動托架軸桿上的手柄。 （2）操作時將沙、石、水泥和水倒入攪拌罐內(nèi)，并啟動電機，通過傳動齒輪和拖輪使攪拌罐旋轉(zhuǎn)進行攪拌，同時根據(jù)攪拌罐內(nèi)所裝物料的多少和攪拌情況將手柄推入角度盤的不同角度的手柄卡口內(nèi)進行調(diào)節(jié)攪拌罐的攪拌角度。當需排料時，扳動手柄使轉(zhuǎn)動托架轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動至攪拌罐內(nèi)的混凝土處于被排放的位置，當攪拌罐內(nèi)的混凝土被排完后，將手柄放回到使攪拌罐處于所需要的投料角度，然后再進行下一次攪拌工作。其攪拌罐的翻轉(zhuǎn)角度為3600°。當需停止工作時，將電機電源切斷。 2.2原始數(shù)據(jù) （1）出料容積350L （2）進料容積500L （3）攪拌桶轉(zhuǎn)速15 r/min （4）骨料最大粒徑60mm （5）生產(chǎn)率25-30m3 /h 2.3設計的總體要求 （1）滿足使用要求 （2）滿足經(jīng)濟性要求 （3）力求整機的布局緊湊合理 （4）工業(yè)性要求易操作而實用 （5）滿足有關技術要求 3總體設計方案確定 3.1總體設計方案 混凝土攪拌機主要由傳動系統(tǒng)、攪拌裝置、攪拌罐等組成。該產(chǎn)品的主要機構(gòu)主要有以下幾部分組成： （1）電機、減速機主要由皮帶連接在一起。攪拌罐至于支架上，攪拌罐可與支架分離。 （2）攪拌系統(tǒng)由攪拌罐，攪拌軸組成，完成物料的攪拌工作。 最終設計方案確定為[11]： 經(jīng)過對混凝土攪拌機的類型選擇。傳動機構(gòu)分析與執(zhí)行機構(gòu)分析，最終擬定了以下方案： 方案1：電動機——皮帶輪——二級圓柱齒輪減速器——攪拌軸，電動機首先通過皮帶輪一級減速，再通過減速器經(jīng)過二級減速將動力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸上。 方案2：電動機——二級圓錐齒輪減速器——攪拌軸，使用減速器直接減速將動力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸上。 首先，已知各種傳動的傳動比u，（圓錐齒輪傳動單級傳動比、圓柱直齒輪傳動單級傳動比u、皮帶輪單級傳動比）。然后估算電動機至攪拌軸間的傳動比，初選同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的原動機，攪拌軸轉(zhuǎn)速為30r/min，則u=1000/30=33.3。 方案1：使用皮帶輪進行一級減速，使用二級圓柱齒輪減速器二級減速，電動機軸與攪拌軸雖然在同一方向上，但電動機不直接連接減速器，同樣可以避免安裝分布范圍過大。同時其傳動比u最大為455=100，大于本次設計所需要的最大傳動比。 方案2：方案2中只使用二級圓錐齒輪減速器，第二級使用圓柱齒輪傳動。優(yōu)點在于圓錐齒輪具有換向性，避免了電動機軸與攪拌軸在同一方向上，避免造成安裝分布范圍過大。其傳動比u最大為3 5=15，遠遠小于33.3。 綜上考慮，選擇方案一是比較合理的，多級減速避免了一次性速度變化過大，而且使用二級減速器照樣可以達到電動機、主軸和減速器在同一方向上只要到時候電動機豎直放置即可。 3.2攪拌桶設計 1.攪拌筒 2.聯(lián)軸器 3.減速器 4.電動機 圖3-1 攪拌筒 錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機的攪拌筒呈雙錐形，筒內(nèi)中部焊接有與攪拌筒軸線成一定夾角交叉布置的高、低葉片各一對。低葉片與軸線呈一定夾角，在攪拌時它使料一部分不斷地推向進料端，一部分落在高葉片上或攪拌桶下部。高葉片，由低葉片帶起落到高葉片上的拌和料，被高葉片拋向出料葉片背面，最終也流向拌桶下部，拌桶下部高于低葉片的拌和料被高葉片推向出料葉片的背面。 葉片的安放角和形狀直接影響到拌和料的攪拌效果，目前根據(jù)理論研究和實驗經(jīng)驗來確定，一般可取低葉片28°~32°，高葉片45°。進料錐角47°~50°，出料錐角30°~33°。雙錐反轉(zhuǎn)出料混凝土攪拌機在工作時，攪拌機功率主要用于克服混凝土物料在攪合時所產(chǎn)生的偏心距和托輪滾動時產(chǎn)生的摩擦阻力矩。攪拌時，物料會向攪拌筒一側(cè)傾斜，但有少量的物料由于攪拌筒轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的慣性作用而處于自由落體運動狀態(tài)，現(xiàn)在假設物料全部傾斜于一側(cè)[3]。 試求當前情況下的攪拌功率。先求出攪拌筒的幾何尺寸，攪拌筒外形簡圖如上圖3-1。 由《混凝土機械》查攪拌筒幾何容積，與出料容積 V0/V1=2～4 出料容積V2和進料容積V1有＆為出料系數(shù)，對混凝土一般取0.6-0.7 ＆=V1/V2 （3-1） V2=（0.6～0.7）V1 設出料V2=350L 所以V1=350/(0.6～0.7)=583～500L 暫時選V1=560L V0/V1=2～4 V0=1166～2000 暫時選1500L 由《混凝土機械》查的進料錐角為47°～50°出料錐角為30°～33°所以選擇出料角33°，進料角49°。 從省料的角度出發(fā)，當攪拌桶容積一定時，其表面積S最小。 （3-2） 分別帶入40°和45°并計算 當L=-4.0/λ，R=1.61/λ，此時，W/L=3.53R/L=0.70，L/D=L/2R=1.24 當L=-4.0/λ，R=1.62/λ，此時，W/L=3.41R/L=0.72，L/D=L/2R=1.23 所以，寬長之比為0.7左右時所需制造材料最省。由于長寬之比的值主要由攪拌機性能決定，因此該值只能作為選擇長寬比的參考。由以上原則，本設計取攪拌機總長為1480mm,寬為1050mm。 4傳動系統(tǒng)的選擇 4.1電動機的選擇 電動機是現(xiàn)代機械常用的原動機，并且是系列化和標準化的產(chǎn)品。機械設計中需要根據(jù)工作機的工作情況和運動，動力參數(shù)，合理選擇電動機類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速，確定電動機的型號。 電動機有交流、直流電動機之分，工業(yè)上一般采用交流電動機，交流電動機分為異步電動機和同步電動機兩類，異步電動機又分為籠型和繞線型兩種，而普通籠型異步電動機應用最廣泛。如無特殊需要，一般憂先選用Y型籠型三相異步電動機，因為其有高效、節(jié)能、噪音小、振動小、安全可靠的優(yōu)點，而且安裝尺寸和功率等級符合國際標準，適用于無特殊要求的多種機械設備。 電動機功率的選擇是否合適將直間影響到電動機的工作性能和經(jīng)濟性能。如果選用額定功率小于工作機所需要的功率，就不能保證工作機正常工作，甚至使電動機長期過載造成過早損害，如果選用額定功率大于工作機所需要的功率，則電動機的價格高，功率未得到充分的利用。從而增加電能的消耗，造成浪費。所以要選擇合適的電動機做為機器的動力源輸出[10]。 攪拌機電動機的功率按所需的(單位：kW)計算公式為： Pd=Pw/? 式中pw—工作機機所需工作效率 ? —由電動機到工作機的總效率 工作效率，應由工作阻力和運動參數(shù)計算求得： Pw=Mn/9550 （4-1） 式中M為攪拌筒攪拌時所需的外力據(jù)（N·m） n—攪拌筒轉(zhuǎn)速（r/min） 其中雙錐反轉(zhuǎn)出料棍凝土攪拌機在工作時，其攪拌功率主要用于克服混凝土物料在攪拌時產(chǎn)生的偏心阻力及托輪滾動磨擦阻力矩。為討論方便，現(xiàn)假定最惡劣的工作狀況，即全部物料傾向拌筒的一側(cè)，呈斜而，求此種情況下的攪拌功率。 外力矩M的計算：M=M摩擦+M物料 式中M摩擦—攪拌時拌合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩； M物料—攪拌時托輪所產(chǎn)生的滾動摩擦阻力矩； M物料=G物料Hsina=9.8VρHsinφ 式中G物料為攪合物料質(zhì)量 G物料=Vρ V—攪拌筒容積 p—拌合料容重 ρ=(1.5～1.7)×1000kg/m3 （4-2） H—拌合料重心至拌筒中心的距離，mm； H=b3/12S=2（R1+ tanφ）2/3S-2h/3 （4-3） 因為混合料在拌筒內(nèi)為一水面，且以攪拌時進、出料口均不得有溢出為原則，所以討論時進料口、出料口相等，均為h。 進料錐內(nèi)拌合物所產(chǎn)生的偏心阻力矩給x以微小增量△x則在X=X+△x平面之間的有效容積微元體△V弓對X軸的微元阻力矩 △M進=9.8△V進ρHsinφ （4-4） 積分可得進料錐內(nèi)混合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩出料錐內(nèi)拌合物所產(chǎn)生的偏心阻力矩由進料錐公式可直接得出柱體內(nèi)地混合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩為： M柱=9.8△V柱ρHsinφ = （R2-h2）3/2l2ρsinφ 綜上，攪拌時混合料所產(chǎn)生的總偏心力矩： M物料=M柱+M進+M出 （4-5） 所以： M進=9.8× [(R1+ tanφ)2-h2]3/2.ρsinφ△ =430.1N·m M出=9.8× [(R2+ tan φ)2-h2]3/2.ρsinφ△ =393.2N·m M柱=（R2-h2）3/2l2ρsinφ=1095N·m Pw=Mn/9550=3.84kW Pd=PW/η=4.61kW 式中f一混凝土與鋼葉片的磨擦系數(shù)f=0.62 ηw—傳動效率 ηw=η12η23η34=0.8335 （4-6） η1—聯(lián)軸器的傳動效率，取η1=0.99 η2—齒輪傳動的傳動效率，η2=0.97 η3—軸承的傳動效率，η3=0.98 確定電動機的轉(zhuǎn)速 經(jīng)查表[2] ：一級開式齒輪的傳動比ia=3～7，二級圓拄齒輪減速器的傳動比 i=8—40，總的傳動比合理范圍為ia=24～280，故電動機的轉(zhuǎn)速的可選范圍為： n=（24～280）×17.5=420～4900r/min 根據(jù)工況和計算所選電動機為： 表 4-1 電動機的主要參數(shù) 型號 額定功率kW 轉(zhuǎn)速r/min 軸徑mm Y100L2-4-JB9619 5.5 1440 28 4.2減速器的選擇 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動，蝸輪傳動或齒輪一蝸輪傳動所組合的獨立部件，常在動力機與工作機之問為減速的傳動裝置；在少數(shù)情況也用作增速的傳動裝置，減速器因為結(jié)構(gòu)緊湊，效率較高，傳遞運動正確可靠，使用維修簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機械中應用最廣減速器類型很多，有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器，蝸桿減速器等[8]。 由于考慮到所傳遞的功率和傳動比.在本攪拌機設計課題中采用的是二級圓柱齒輪減速器。 減速器的機體是用于支持和固定軸系的零件，是保證傳動零件的嚙合精度，良好的潤滑和密封的重要零件，其重量約占減速器總重量的5倍。因此，機體結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能，加工工藝，材料消耗，重量及成本等有很大的影響。機體材料采用灰鐵（HT150或HT200)制造。 支撐零件和聯(lián)接零件都是要根據(jù)零件的要求來設計，因此一般應先設計算傳動零件，確定其尺寸，參數(shù)，材料和結(jié)構(gòu)。 4.2.1一級齒輪傳動的設計 （1）材料的選擇 應傳動尺寸和批量較小，小齒輪設計成齒輪軸，選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241HB-286HB，大齒為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HB，暫取傳動比i=3.8。 （2）確定齒輪主要尺寸 由于采用正常標準齒輪，所以齒頂高系數(shù)ha*取為1，頂隙系數(shù)c*取為0.25，分度圓壓力角度數(shù)為標準值a=20°小齒輪的參數(shù)如下： 分度圓直徑： d1=Z1m=2.5×20=50mm （4-7） d2= Z2m=2.5×76=190mm 中心距： a=m（z1+z2）=240mm （4-8） 齒頂高： hn=1×2.5=2.5mm （4-9） 齒根高： hf=3.125mm （4-10） 齒全高： h=5.625mm 齒頂圓直徑： da1=（20+2）×2.5=55mm （4-11） da2=（76+2）×2.5=195mm 齒根圓直徑： df1=（20-2-0.5）×2.5=43.75mm （4-12） df2=（76-2-0.5）×2.5=183.75mm 齒寬： b1=50mm （4-13） b2=60mm 齒距： P=πm=3.14×2.5=7.85mm （4-14） 齒厚： s=P/2=3.925mm （4-15） 齒槽寬： e=P/2=3.925mm （4-16） 基圓齒距： Pb=Pcos20°=7.375mm （4-17） 法向齒距： Pn=Pb=7.375mm （4-18） 彎曲疲勞極限δFlim： δFlim1=600MPa （4-19） δFlim2=450MPa （4-20） 彎曲系數(shù)壽命YN： YN1=0.95 （4-21） YN2=0.97 尺寸系數(shù)： Yx=1.0 許用彎曲應力： [δF1]=456MPa （4-22） [δF2]=349MPa 驗算： δF1=107.4MPa< [δF1] δF2=106.88MPa<[δF2] 根據(jù)以上分析，傳動在允許的時間之內(nèi)有效，沒發(fā)生過載，故所選齒輪滿足要求。 4.2.2第二級齒輪傳動的設計 （1）材料的選擇 應傳動尺寸和批量較小，小齒輪設計成齒輪軸，選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HB，大齒為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HB，暫取傳動比i=3.09。 （2）確定齒輪主要尺寸 由于采用正常標準齒輪，所以齒頂高系數(shù)ha*取為1，頂隙系數(shù)c*取為0.25，分度圓壓力角度數(shù)為標準值a=20°小齒輪的參數(shù)如下： 分度圓直徑： d1=Z1m=2.5×30=75mm d2=Z2m=2.5×93=232.5mm 中心距： a=m（z1+z2）=153.75mm 齒頂高： hn=1×2.5=2.5mm 齒根高： hf=3.125mm 齒全高： h=5.625mm 齒頂圓直徑： da1=（30+2）×2.5=55mm da2=（93+2）×2.5=195mm 齒根圓直徑： df1=（30-2-0.5）×2.5=68.75mm df2=（93-2-0.5）×2.5=226.25mm 基圓直徑： db1=d1cosα=70.485mm db2=d2cosα=218.5mm 齒寬： b1=85mm，b2=75mm 齒距： P=πm=3.14×2.5=7.85mm 齒厚： s=P/2=3.925mm 齒槽寬： e= P/2=3.925mm 基圓齒距： Pb=Pcos20°=7.375mm 法向齒距： Pn=Pb=7.375mm （3）齒根接觸疲勞強度驗算： 載荷系數(shù)K： K= KAKvKFαKFβ=2.74 齒形系數(shù)YFa： YFa1=2.6 YFa2=2.3 應力修正系數(shù)YSa： YSa1=1.6，YSa2=1.8 彎曲疲勞極限： δFlim1=600Mpa δFlim2=450Mpa 彎曲最小安全系數(shù)SFlim： SFlim=1.25 彎曲系數(shù)壽命YN： YN1=0.95，YN2=0.97 尺寸系數(shù)： Yx=1.0 許用彎曲應力： [δF1]=456Mpa [δF2]=349Mpa 驗算： δF1=107.4Mpa< [δF1] δF2=106.88Mpa<[δF2] 根據(jù)以上分析，傳動在允許的時間之內(nèi)有效，沒發(fā)生過載，故所選齒輪滿足要求。 4.3軸的校核 軸的最小直徑按公式mm。 可確定各軸的基本尺寸，可確定低速級和中間軸為齒輪軸最小軸徑分別為d1≥25.19mm，d2≥26.29mm，高速軸最小軸徑d2≥38mm。 在此對中間齒輪軸進行校核 齒輪軸材料選擇，在二級齒輪減速器傳動中，減速器的軸采用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由《機械手冊》查表得： δB=650MPa，δS=360MPa，δ-1=300MPa，[δB]=650MPa 己知中間軸的輸出功率為5.072kW，轉(zhuǎn)速為378.9r/min，齒輪軸受力計算分析 作用力的計算T: T=9.55×106×5.09/378.9=130458N·mm （4-23） 齒輪Z2的圓周力： Ft2=2T/d2=130458/190=1373.2N （4-24） 齒輪Z2的徑向力： Fr3= Ft2tan20°=3071.62N （4-25） 齒輪Z3的圓周力： Ft3=2T/d3=130458/85=1534.8N （4-26） 齒輪Z3的徑向力： Fr3= Ft2tan20°/cos9.36=3078.07N （4-27） 水平面支承反力及彎矩： Rcy=444.2N Rdy=3847.4N （4-28） 彎矩： MAY=777.7×35=27219.5 N·mm MBY=3072.1×52.5=161285.25N·mm MCY=6867×67.5=463522.5 N·mm MDY=2929×67.5=197707.5N·mm （4-29） 乖直面支承反力及彎矩,支承反力： RCH=1274N·mm RDH=347.5 N·mm （4-30） 彎矩計算： MAF=535×347.5=185912.5N·mm MBF=42×1274=53508 N·mm （4-31） 合成彎矩： MA=213139.4N·mm MB= 212665.5N·mm MC= 460090N·mm MD= 152829.4N·mm （4-32） 應力校核系數(shù)α： α=δ-1/[δB]=300/650=0.46 （4-33） 當量轉(zhuǎn)矩： T=0.46×130458=60010.68N·mm 當量彎矩在大齒輪軸勁中間截面處： M1=220969 N·mm 在右軸勁中間截面處： M2=164188.8N·mm 校核軸頂： d1=32.1mm d2=29.3mm 經(jīng)校核較合適無需調(diào)整。其他軸按同樣方法校核。 4.4聯(lián)軸器 聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩的一種。 聯(lián)軸器可分為剛性和撓性，剛性聯(lián)軸器適用于兩軸能嚴格對中并在作中不發(fā)生相對位移的地方，撓性聯(lián)軸器適用于兩軸有偏移的地方。剛性聯(lián)軸器中又可分為凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器，其中凸緣聯(lián)軸器是應用最廣的一種，這種聯(lián)軸器主要由兩個分裝在軸端的半聯(lián)軸器和聯(lián)接它們的螺栓組成。 凸緣聯(lián)軸器對中精度可靠，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，但要求兩軸通軸度較好，主要用于載荷平穩(wěn)的聯(lián)接中。故在此我選用此種聯(lián)軸器。 在高速級，因電動機Y100L2-4-JB9619的軸徑為mm，故選用標準凸緣聯(lián)軸器GB/6069-2002,軸孔32mm,軸孔長82mm。在低速級，可選用標準凸緣聯(lián)軸器YL10，軸孔45mm，軸孔長112mm。聯(lián)軸器可以在機器停車后用拆卸的方法才能把兩軸分離。 4.5軸承的選擇 常用的滾動軸承有深溝球軸承、圓錐滾子軸承、角接觸球軸承。其類型和特性如下： 圓錐滾子軸承：極限轉(zhuǎn)速中，允許角偏差2°；主要特性應用：能承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷，應為線接觸，承載能力大于角接觸軸承，內(nèi)外圈可分離，裝載方便，通常成對使用。 深溝球軸承：極限轉(zhuǎn)速高，允許角偏差8~16°；主要特征：主要承受徑向載荷，同時也能承受一定量的軸向載荷。當轉(zhuǎn)速很高而軸向載荷不大的時候，可代替推力球軸承，承受純軸向載荷，當承受純軸向載荷時，a=0。 角接觸球軸承：極限轉(zhuǎn)速高，允許角偏差2~10°，主要特性運用：能同時承受徑向軸向聯(lián)合載荷，公稱接觸角越大，軸向承受能力越大。通常成對使用，可以分裝與兩個支點或同裝于一個支點上。根據(jù)上面比較及減速器的計算要求，選用6208深溝球軸承。 5其他系統(tǒng)的選擇 5.1供水系統(tǒng) 供水系統(tǒng)由電機、水泵、調(diào)節(jié)閥和管路組成，如下圖5-1所示。 電機通電后水泵即可將水直接注入拌筒，并通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水的流量，（出廠時流量已調(diào)整合適）。攪拌所需的水量，是通過電氣箱內(nèi)的時間繼電器直接控制水泵電機運轉(zhuǎn)的時間來實現(xiàn)的。用戶也可按給定時間流量關系圖（圖5-2）選擇要求水量所需時間。供水時，按下按鈕，水泵啟動，達到規(guī)定時間后，供水電路自動切斷。按下旋轉(zhuǎn)按鈕，再按水泵啟動按鈕，可以連續(xù)供水，推進沖洗管，接上水管，可以沖洗攪拌機。 1.電動機 2.調(diào)節(jié)閥 3.水泵 圖5-1 供水系統(tǒng) 圖5-2 時間--流量曲線 5.2液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)由齒輪泵、油箱、液壓缸、換向閥、單向閥等組成。將油箱內(nèi)的液壓油送入提升油缸的上腔，使料斗上升。結(jié)構(gòu)如下圖5-3所示： 圖5-3 液壓原理圖 5.3料斗的設計 由上面可知 出料容量V1=350L 則進料容量V2=560L 取料斗的長，寬，高分別為900mm，600mm，350mm 則料斗的容量V0=720L≥560L 即所取尺寸符合要求，簡圖如下： 圖5-4 料斗 5.4底架的設計 自落式攪拌機的傳動裝置通過底架裝在整個機器上，底架內(nèi)應留有足夠位置容納聯(lián)軸器、減速器等部件，并保證安裝操作所需要的空間。本設計中采用冷彎等邊槽鋼骨焊接而成的骨架機構(gòu)，槽鋼主要用于建筑機構(gòu)、車輛制造和其他工業(yè)結(jié)構(gòu)，槽鋼還常常和工字鋼配合使用。槽鋼按形狀又可分為四種：冷彎等邊槽鋼、冷彎不等邊槽鋼、冷彎內(nèi)卷邊槽鋼、冷彎外卷邊槽鋼。 查閱資料后得：槽鋼的型號為22#B 其總長為1210mm,寬為1000mm,高為530mm。 5.5摩擦傳動 摩擦傳動是依靠橡膠拖輪與攪拌筒滾道間的摩擦力來驅(qū)動攪拌筒旋轉(zhuǎn)，攪拌筒通過滾道支承在四個橡膠摩擦輪上其中一對為主動輪，另一對為從動輪。當電動機減速箱使一對主動輪回轉(zhuǎn)時，攪拌筒機與混合料的相互作用，主動橡膠摩擦輪靠摩擦力驅(qū)動攪拌筒回轉(zhuǎn)。為防止攪拌筒軸向竄動，在滾道的兩側(cè)固定導向圈。摩擦傳動的特點是噪聲小，結(jié)構(gòu)簡單，但遇水容易打滑降低生產(chǎn)率，所以在滾道的材料用人字剛來增大摩擦。 總 結(jié) 經(jīng)過幾個月的努力，畢業(yè)設計總算如期完成，在此設計過程中，有許多困難與盲點，總結(jié)有以下幾點： 1.在初定方案過程中，使方案進行了多次修改，耽誤了大量時間。在計算過程中，對于傳動齒輪、軸的基本尺寸，計算結(jié)果與實際生產(chǎn)加工有偏差，也相應作了修改。 2.在總體結(jié)構(gòu)設計上，由于沒有相應的參考，計算量過大，許多計算出現(xiàn)錯誤，而且尺寸的確定也比較麻煩，在畫圖過程中，發(fā)現(xiàn)圖上尺寸與理論的差距存在嚴重，不得不重新進行尺寸的修改。 我認為畢業(yè)設計是大學生專業(yè)知識深化和系統(tǒng)提高的重要過程，通過本次對混凝土攪拌機的設計，加深了我對專業(yè)知識的理解和應用，這個設計涉及的領域很多包括：機械制圖，機械原理，液壓，機械設計等等。通過這次設計我能熟練運用有關參考資料、手冊、規(guī)范，并熟悉了部分國家標準。機械方面的知識得到了系統(tǒng)的鞏固和提升。 我深刻的認識到，要想成為一名合格的工程設計人員只是掌握本專業(yè)的知識是遠遠不夠的，應該具有更加淵博的知識，如應該對計算機應用，農(nóng)產(chǎn)品的特性，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀等各個方面能力進行加強。 致 謝 對于這次畢業(yè)設計的完成，首先感謝母校塔里木大學的培養(yǎng)和教育，感謝學校給我提供了如此難得的學習環(huán)境和機會，知道了學習的可貴與獲取知識的辛勤。承蒙李傳峰老師的耐心指導，使我順利地完成了畢業(yè)設計。在此，深深地感謝指導老師，給予了我耐心的指導和幫助，體現(xiàn)出了他對工作高度負責的精神，有時候盡管老師很忙，但老師總能給我們答復，對我們的問題耐心的指導，同時也感謝在這幾年中給予我知識的各位老師。 其次，對于這次畢業(yè)設計，由于時間倉促和自己所學軟件掌握熟練程度等因素，設計的總體來說不盡人意，不過，至少啟發(fā)了我的思維，提高了我的動手能力和知識的綜合運用，分析能力以及查閱知識的能力同時，使我將以前所學的書本知識又重新復習了一遍，在這過程中收獲了很多東西，這些東西于我而言都是非常珍貴的，并且這為我在今后的工作崗位上發(fā)揮自己的才能奠定了堅實的基礎，也提供了經(jīng)驗，同時也懂得了遇到事考慮要全面，細致。 最后，衷心的感謝學校能夠給予我這次機會，使我將所學理論知識與實踐相結(jié)合，以及在這次設計中給予我指導的所有老師，給我?guī)椭耐瑢W們。你們傳授的知識使我受用一生，你們的恩情我會銘記一生，你們的幫助我也會深深地記在心里。  參考文獻 [1] 馮辛安. 機械制造裝備設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1999. 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