混泥土搅拌机设计_毕业论文.doc

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1、摘 要 I 编号 淮安信息职业技术学院淮安信息职业技术学院 毕毕业业论论文文 题 目混泥土搅拌机设计 学生姓名顾立亮 学 号21093034 系 部机电工程系 专 业机械制造与自动化 班 级210930 指导教师蒋继红 摘摘 要要 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相扩散，从而达到均匀混 合，在工业生产中搅拌操作从工业生产开始的。混凝土搅拌机是一款大型搅拌 机，主要适用于较大的建筑工程，是非常重要的建筑机械。 本次设计的搅拌机是混泥土搅拌机的一种，在搅拌过程中通过搅拌轴的回 转运动来带动搅拌叶片对筒内物料进行剪切、挤压和翻转推移等搅拌作用。其 主要结构包括：上料、卸料系统、搅拌传动系统

2、、搅拌装置、供水系统、机架 及行走系统等。我们主要对传动方案进行了选择和设计计算，机架结构方案、 机架上所有部件之间的相互位置、以及确定了上料、卸料的方式以及叶片的结 构，并对部分零部件进行了校核，使之满足不同场合的工作要求。 关键词关键词：搅拌机、机架、系统、结构 目 录 I 目目 录录 摘摘 要要 .I 绪论绪论II 第一章第一章 总述总述.1 1.1 混凝土简介.1 1.2 搅拌的任务.2 1.3 搅拌机应具备的功能特点.3 第二章第二章 传动系统设计传动系统设计4 2.1 带传动设计.4 2.1.1 带传动的设计计算4 2.2 齿轮传动设计.5 2.3、第一级传动齿轮计算5 2.3.1

3、 第二级齿轮设计计算3 第三章第三章 减速器轴的设计减速器轴的设计.7 3.1 第一级减速齿轮输入轴.7 3.2 第一级减速齿轮输出轴.7 3.2 第二级减速齿轮输出轴.7 第四章第四章 搅拌机设计搅拌机设计.9 4.1 外壳的设计.9 4.2 叶片的设计.9 4.2 轴端密封.9 4.2 衬板 .9 第第五章五章 上料系统上料系统.11 第六章第六章 供水系统供水系统.14 第七章第七章 电气系统电气系统.15 致致 谢谢.16 参考文献参考文献.17 绪论 绪论 1.11.1 本课题研究的历史、现状以及发展趋势本课题研究的历史、现状以及发展趋势 随着我国经济建设的不断发展，以及城市化进程的

4、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。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，混凝土搅拌站的建设对商品混凝土的发展起着至关重要的作用。随着搅 拌机需求量的增大，搅拌机的生产厂家也越来越多，市场竞争越来越激烈。大部分生产 厂家都以中小型搅拌设备为主，但在竞争加剧的环境下，搅拌机正朝着技术创新、个性 服务、提高搅拌机的自制能力方向发展。在建设节约型社会的大背景下，相信混凝土设 备在以后的发展过程中一定会朝着节能、高效、耐用、操作更加智能化方向发展。 1.21.2 本课题研究的内

5、容本课题研究的内容 混泥土搅拌机的设计为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的资料，首先明白 对整个机架的设计，包括机架结构方案的确定以及所有部件之间相互位置的确定。需要 精确的传动方案，了解搅拌轴的材料、结构、减速器轴、支承叶片以及其它系统的设置。 第一章 总述 1 第一章第一章 总述总述 1.1.11.1.1、混凝土简介、混凝土简介 混凝土是当今时代最大宗的人造材料，也是最主要的建筑材料之一，广泛应用于 工业、农业、交通、国防、水利、市政和民用基础设施建设中，在国民经济中占有重要 地位。在普通混凝土中，砂、石起骨架作用，他们在混凝土中起填充和抵抗混凝土在凝 结硬化过程中的收缩作用。水泥与水

6、形成的水泥浆包裹在骨料表面并填充骨料间的空隙。 在花、硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予混合物一定的和易性，便于施工；硬化后，水 泥浆则将骨料胶结成一个坚实的整体，并具有一定的强度。混凝土作为主要建筑材料被 广泛应用，是因为它具有很多其他材料不具备的特点。 1.1.21.1.2、搅拌的任务、搅拌的任务 混凝土搅拌机是将混凝土配合料按一定配合比的水泥、砂、碎石（骨料）和水等均 匀搅而制备混凝土的专用机械。一般认为混凝土搅拌机的主要任务是：组分均匀分布， 达到宏观和微观上的匀质，破坏水泥粒子的团聚现象，使其各颗粒表面被水浸润，促使 弥散现象的发展，破坏水泥粒子表面的初始水化物薄膜包裹层，促进水泥颗粒与

7、其他物 料的结合，形成理想的水化生成物，由于集料表面覆盖一薄层灰尘及粘土，有碍界面结 合层的形成，故应使物料之间多次碰撞和相互摩擦，以减少灰尘薄膜的影响，提高混合 料各单元体参与运动的次数和运动轨迹的交叉频率，以加速达到匀质化。 1.1.31.1.3、搅拌机应具备的功能特点、搅拌机应具备的功能特点 由以上分析可知搅拌机在搅拌过程中应尽量使各种原材料相互穿插，并在整个搅拌筒 内最大限度的产生摩擦，使各种物料混合均匀。因此，为了获取高质量的混凝土，搅拌 机应具备以下特点:能对混凝土各种组分均匀搅拌，并使水泥浆或沥青包裹骨料表面，混 凝土搅拌完成后能迅速完全的卸出，不影响下次搅拌，搅拌应该操作简单，

8、搅拌过程应 耗时，便于维护和保养。 淮安信息职业技术学院毕业设计 8 第二章第二章 传动系统设计传动系统设计 。 图 2.1 传动结构示意图 1 电机 2 小皮带轮 3 大皮带轮 4 第二级小齿轮 5 第一级小齿轮 6 联轴器 7 第一级大齿轮 8 轴承 9 减速器箱体 10 第二级大齿轮 2.12.1、带传动设计、带传动设计 2.1.12.1.1 带传动的设计计算带传动的设计计算 由于总传动比 i=58.7，可取带传动的传动比 i=3 (1) 确定计算功率 ca p 由表（教材机械设计 ）查得工作情况系数2 . 1AK KWPKPACA48402 . 1 计算功率 工作情况系数 ca P A

9、 K (2) 选取 V 带的类型 根据和小带轮转速,选取 V 带的类型为 C 型 ca P 1 n 第二章 传动系统设计 (3) 确定带轮的基准直径，并验证带速 v 1d d 初选小带轮的基准直径 1 1d d 根据 v 带的类型，参考表确定小带轮的基准直径 =250mm 1d dmin d d 验算带速 v 2 由公式计算带的速度 smndvd/23.20100060/155025014 . 3 100060/11 满足,带速合适525m svm s 计算大带轮的基准直径 3 由 21dd did 2 250 3750 d dmm (4) 确定中心距 a 和基准长度 d L 初定中心距 1

10、0 a 由公式知: 12012 0.7(+)2 dddd ddadd 取 0 7002000mmammmma12000 计算带长 2 0d L 2 21 0012 0 23632.5 24 dd ddd dd Laddmm a 由表选取基准长度mmLd36000 计算世纪选取中心距 a 和变动范围 3 5 . 11672/ )5 .36323600(12002/ )(00ddLLaa 变动范围: mmLaad 5 . 11133600015 . 0 5 .1167015 . 0 min mmLaad 5 . 1275360003 . 0 5 . 116703 . 0 max 变动范围为 111

11、3.5mm1275.5mm 淮安信息职业技术学院毕业设计 8 (5) 验证小带轮包角，由公式得 1 000 12 0 19023.158/ 3 . 57)(180adddd 满足要求 (6) 确定 V 带根数 由公式得 00 caca l pp z pppk k 查表得： 0=9.04 PKW 0 1.27PKW 0.92K0.99 l K 26. 4)99. 092 . 0 31.10/(40z 取 z=5 (7) 计算预紧力。由公式得： 0 F NqvkazvpkaFca48.462/)5 . 2(500 2 min0 取NFF66.69348.4625 . 15 . 1min00 (8)

12、 计算带传动的压轴力。由公式得： P F NFZFOP51.554879sin66.693522/1sin2 0 2.22.2 齿轮传动设计齿轮传动设计 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，具有效率高、结构紧凑、工作可靠、 寿 命长、传动比稳定的特点。但是齿轮传动的制造和安装精度要求高，价格较贵，且不适 于传动距离过大的场合。所以该混凝土搅拌机采用二级齿轮减速器，直齿圆柱齿轮传动。 由于总传动比 =58.7，带传动传动比为 3，所以二级齿轮减速器的传动比i 67.193/7 .583/1 ii 2.2.12.2.1、第一级传动齿轮计算、第一级传动齿轮计算 第一级传动齿轮的传动比。91 . 3

13、 1i 第二章 传动系统设计 选取小齿轮的材料为 40Cr（调质） 。硬度为 250HBS。大齿轮材料为 45 钢（调质） ， 硬度为 210HBS，材料硬度差为 30HBS。初选小齿轮的齿数为，则大齿轮的齿数 1 20z ，取。 2 . 7891. 320112izz 2 78z (1)计算齿面接触强度 由公式进行计算 2 1 3 1 1 2.32 E t KTZu d duH 选取公式内各计算数值 1 a、取截面载荷系数1.3 t k b、计算小齿轮传递的转矩。 mmNnPT 5 3/1111002. 7/10009550 c、由表选取齿宽系数： 材料的弹性影响系数： ，按齿面硬 1d 1

14、 2 189.8 E zMpa 度查得小齿轮的抗疲劳强度极限;大齿轮的接触强度极限。 lim1 600HMpa lim1 550HMpa g、由图 1019 取接触疲劳寿命系数。 1 0.92 HN K 2 0.98 HN K h、计算接触疲劳许用应力。 取安全系数。由式（1012）得:1s 1lim1 1 0.92 600552 KHN HMpaMpa s 2lim2 2 0.98 550490 KHN HMpaMpa s (2) 计算 计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 1 1t dH 淮安信息职业技术学院毕业设计 8 2 1 3 1 2 5 3 1 2.32 1.3 5.65 104

15、.91189.8 2.32 13.91490 110.82 E t KTZu d duH 计算圆周速度 v。 2 110.82482 60 1000 2.79 vm s m s 计算齿宽 b。 3 1 110.82 t bd dmm 计算齿宽与齿高之比。 4 模数 1 1 110.82 5.54 20 t t d mmmmm z 齿高 2.252.25 5.5412.47 t hmmm 齿宽比 110.82 8.89 12.47 b h 载荷系数。 5 查表得： 动载系数 使用系数 1.08 v k 1.5 A k 小齿轮相对支承非对称布置时载荷系数取为 15 . 2 k 按实际载荷系数校正所

16、得的分度圆直径。 6 3 3 11 2.15 110.82131.05 1.3 t t k ddmm k 计算模数。 7 m 1 1 131.05 6.55 20 t d m z (3) 按齿根弯曲强度设计。 由式（105）得弯曲强度的设计公式为： 第二章 传动系统设计 1 3 2 1 2 FaSa F Y YKT m dz 确定公式内的各计算数值。 1 a、查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限值： 1 500 FE Mpa 大齿轮的弯曲强度极限： 2 380 FE Mpa b、 弯曲疲劳寿命系数。 1 0.86 FN k 2 0.89 FN k c、计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数，由式（

17、1012）得:1.4s 11 1 0.86 500 307.14 1.4 FNFE F k MpaMpa s 22 1 0.89 380 241.57 1.4 FNFE F k MpaMpa s d、载荷系数06 . 2 k e、查取齿形系数。 由表查得 ； 1 2.80 Fa Y 2 2.22 Fa Y f、查取应力校正系数。 由表查得 ； 1 1.55 Sa Y 2 1.77 Sa Y g、计算大小齿轮的，并加以比较。 FaSa F Y Y 11 1 2.80 1.55 0.014 307.14 FaSa F YY 22 2 2.22 1.77 0.016 241.57 FaSa F YY

18、 大齿轮数值大。 221 3 2 1 2 5 3 2 2 22.065.6510 0.16 120 4.53 FaSa F YYKT m dz mm 由于齿轮的模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而断面接触疲劳m 强度所决定的承载能力仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关。可取由弯曲强度所 淮安信息职业技术学院毕业设计 8 算得的模数 4.53，并就近圆整为 4.5.按接触强度算得的分度圆直径，算出 1 131.05dmm 小齿轮的齿数： 1 1 131.05 29.12 4.5 d z m 取，则 1 30z 21 30 3.91117.3zz i 取 2 118z (4) 几何尺

19、寸计算。 计算分度圆直径。 1 11 30 4.5135dz mmm 22 118 4.5566dz mmm 计算中心距。 2 12 135566 351 22 dd amm 计算齿轮宽度。 3 取 ，。 1 1 135135bddmm 2 135Bmm 1 140Bmm 2.2.22.2.2、第二级齿轮设计计算、第二级齿轮设计计算 由于第一级传动齿轮的传动比，则第二级齿轮的传动比 1 3.91i 。591 . 3 /67.19/12iii 选取小齿轮的材料为 40Cr（调质） 。硬度为 250HBS。大齿轮材料为 45 钢（调质） ， 硬度为 210HBS，材料硬度差为 30HBS。初选小齿

20、轮的齿数为，则大齿轮的齿数 1 20z 。 21 1 20 5100zz i (1) 按齿面接触强度设计 由设计计算公式（10-9a）进行计算 2 1 3 1 1 2.32 E t KTZu d duH 第二章 传动系统设计 确定公式内各计算数值 1 a、选取截面载荷系数1.3 t k b、计算小齿轮传递的转矩。 mmNnPT 6 91 . 3 3/1211066. 2/10009550 c、选取齿宽系数：1d d、由表查得材料的弹性影响系数： 1 2 189.8 E zMpa e、由按齿面硬度查得小齿轮的抗疲劳强度极限;大齿轮的接触强度 lim1 600HMpa 极限。 lim1 550HM

21、pa g、由图 1019 取接触疲劳寿命系数。 1 0.94 HN K 2 0.98 HN K h、计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为 1%，安全系数。由式（1012）得:1s 1lim1 1 0.94 600564 KHN HMpaMpa s 2lim2 2 0.98 550490 KHN HMpaMpa s (2)计算 计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 1 1t dH 2 1 3 1 2 6 3 1 2.32 1.3 2.14 106189.8 2.32 15490 184.25 E t KTZu d duH mm 计算圆周速度 v。 2 184.25482 60 10003.91

22、 1.19 vm s m s 淮安信息职业技术学院毕业设计 8 计算齿宽 b。 3 1 184.25 t bd dmm 计算齿宽与齿高之比。 4 模数 1 1 184.25 9.21 20 t t d mmmmm z 齿高 2.252.25 9.2120.72 t hmmm 齿宽比 184.25 8.89 20.72 b h 计算载荷系数。 5 取动载系数1.03 v k 载荷由表查得使用系数1.5 A k 故载荷系数： 1.5 1.03 1 1.45 2.24 AVHH kk kkk 按实际载荷系数校正所得的分度圆直径。 6 由式（1010a）得 3 3 11 2.24 184.25220.

23、89 1.3 t t k ddmm k 计算模数。 7 m 1 1 220.89 11.04 20 t d m z 按齿根弯曲强度设计。 （3）由式（105）得弯曲强度的设计公式为： 1 3 2 1 2 FaSa F Y YKT m dz 确定公式内的各计算数值。 1 a、由图 1020c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限值： 1 500 FE Mpa 第二章 传动系统设计 大齿轮的弯曲强度极限： 2 380 FE Mpa b、由图 1018 取弯曲疲劳寿命系数。 1 0.83 FN k 2 0.86 FN k c、计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数，由式（1012）得:1.4s 11 1

24、 0.83 500 296.43 1.4 FNFE F k MpaMpa s 22 1 0.86 380 233.43 1.4 FNFE F k MpaMpa s d、计算载荷系数。k 分配系数1 HF kk 1.5 1.03 1 1.382.13 A VFF kk k k k e、查取齿形系数。 由表 105 查得 ； 1 2.80 Fa Y 2 2.18 Fa Y f、查取应力校正系数。 由表 105 查得 ； 1 1.55 Sa Y 2 1.79 Sa Y g、计算大小齿轮的，并加以比较。 FaSa F Y Y 11 1 2.80 1.55 0.0146 296.43 FaSa F YY

25、 22 2 2.18 1.79 0.0167 233.43 FaSa F YY 大齿轮数值大。 设计计算。 2 221 3 2 1 2 6 3 2 2 22.132.1410 0.0167 120 7.25 FaSa F YYKT m dz mm 由弯曲强度所算得的模数 7.25，依照第一级齿轮就近圆整为 7.5。按接触强度算得 的分度圆直径，算出小齿轮的齿数： 1 220.89dmm 淮安信息职业技术学院毕业设计 8 1 1 220.89 29.45 7.5 d z m 取，则 1 30z 21 30 5150zz i 这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，

26、 并做到结构紧凑，避免浪费。 （1） 几何尺寸计算。 计算分度圆直径。 1 11 30 7.5225dz mmm 22 150 7.51125dz mmm 计算中心距。 2 12 225 1125 675 22 dd amm 计算齿轮宽度。 取， 3 1 1 225225bddmm 2 225Bmm 第三章 减速器轴的设计 8 第三章第三章 减速器轴的设计减速器轴的设计 3.113.11 第一级减速齿轮输入轴第一级减速齿轮输入轴 求输入轴上的功率、转速和转矩。 1 1 p 1 n 1 T 功率：kwp3895 . 0 401 转速：min/67.5163/15501rn 转矩：mmNnPT 5

27、 1111002 . 7 /10009550 确定轴的直径 2 选取轴的材料为 45 钢，调质处理，由表得取，由公式得： 0 112A 取。mmnpAdmn 2 . 4167.516/38112/ 3 3 1101mmd421 3.123.12 第一级减速齿轮输出轴第一级减速齿轮输出轴 求输出轴上的功率、转速和转矩。 1 2 p 2 n 2 T 功率：kwp86.3697 . 0 382 转速： 转矩：min80.13192 . 3 /67.516/12rinn mmNnPT 6 2221067 . 2 100080.131/86.369550/10009550 确定轴的直径 2 选取轴的材料

28、为 45 钢，调质处理，由表取，由公式得： 0 112A mmnpAd92.7180.131/86.36112/ 3 3 220min2 取。mmd72min2 3.133.13 第二级减速齿轮输出轴第二级减速齿轮输出轴 确定输出轴的功率、转速和转矩。 1 3 p 3 n 3 T 功率： kwp75.3597 . 0 86.363 淮安信息职业技术学院毕业设计 转速： 转矩： min36.265/80.131/23rinn mmNnPT 7 3331030 . 1 100036.26/75.359550/10009550 确定轴的直径 2 选取轴的材料为 45 钢，调质处理，由表 153 取，

29、由公式 152 得： 0 112A mmnpAdmn35.11836.26/75.35112/ 3 3 3303 由于该轴需要与搅拌轴通过联轴器相连，故应根据联轴器的型号来选取该轴的直径， 查标准取。5041 2003GB T 3 120dmm 第四章 搅拌机设计 8 第四章第四章 搅拌搅拌机机设设计计 搅拌机的优点如下： (1) 搅拌机外形尺寸小、高度低，布置紧凑，装载运输便利，而且结构 合理性好，工作可靠性高。 (2) 搅拌机容量大，效率高，适用于商品混凝土的生产。 (3) 搅拌筒直径比同容量立轴式小一半，搅拌轴转速与立轴式基本相同， 但叶片转速要比立轴式小一半，因此叶片和衬板磨损较小、使

30、用寿命长，并且物料不易 离析。 (4) 物料运动区域相对集中于两轴之间，物料行程短，挤压作用充分， 因此搅拌质量好。 4.14.1、外壳的设计、外壳的设计 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，这样使得在轴或叶片受损时维修很不方便，工作量也相当大。 现代的设计中，槽底做成 型，以防搅拌死角，并在筒内安装衬板。两边再焊上钢 板做成机槽，槽口两边焊有角钢用以固定机盖，槽机底部焊有支承垫用以支承槽体。机 槽两端墙板不是焊死在机壳上，而是通过螺栓与机壳连接，这样做的目的是为了在维修 时便于将损坏的轴吊起，省去拆叶片的麻烦，检修空间增大，工

31、作量减小，还可缩小两 端轴孔直径，便于密封防漏，如下图所示： 图 搅拌机槽体 4.24.2、叶片的设计、叶片的设计 淮安信息职业技术学院毕业设计 连续式搅拌机的合理结构，技术参数的确定是一项迫切而急需的任务。在过去，曾 研究过的搅拌叶片在轴上布置对混合物均质性的影响。对搅拌机筒体中充填性能及对机 器生产率和搅拌过程耗电量的影响，在叶片合理布置下，叶片轴转速对混合物均质性的 影响，在合理的叶片布置和转速下，搅拌机筒体的安装倾角对搅拌过程及对混凝土制件 强度指标的影响。下面是几种常见的叶片布置方式和它们的特点。 优点：可以使物料向箭头所指方 优点：可以使物料朝着箭头方向做 向流动，便于卸料。 环向

32、流动，物料搅拌充分， 缺点：效率较低，不适于大批量 生产效率较高，适用于大中 连续生产。 型搅拌设备。 优点：两轴叶片在外形上同向布置， 优点：叶片外形同向布置，筒体倾斜 并且筒体向卸料一侧倾斜一 安装，并且在卸料口处安有阻 个角度，便于卸料。 滞叶片，搅拌均匀，便于卸料。 缺点:结构复杂，生产困难。 缺点：叶片布置比较复杂，加工维修 困难，成本较高。 由于该搅拌机容量为 1500L，为大中型搅拌机，通过以上对各布置形式的分析，该设 计选用图（b）形结构，物料在搅拌筒内的运动轨迹如图 4.4 所示。工作时,搅拌轴 带动搅拌叶片旋转,强迫物料按预定的轨迹产生剪切、挤压、翻滚和揉搓等强制搅拌作用,

33、使 第四章 搅拌机设计 8 物料在剧烈的相对运动中得到均匀搅拌。改进搅拌叶片的结构和曲面形状,对提高搅拌质 量、减小搅拌阻力和降低功率消耗具有重要的意义。 合理的叶片布置不仅可以提高混凝土的硬度和混凝土的生产率。而且可以减少原料 的消耗，减少物料对机器的冲击，还能延长机器的寿命。由于两轴的旋转方向相反,两轴 间的料产生挤压、翻滚和揉搓,以达到搅拌混合效果 显然,在不破坏物料流运动的前提下,两轴间物料逆流运动的频次越高,揉搓和挤压作 用就越充分,搅拌效果就越好。通过对叶片相对运动分析可知:搅拌叶片正反排列得到的 逆流次数要比搅拌叶片双正排列得到的次数多,因此搅拌作用更强烈,搅拌质量也更好。 并且

34、随着搅拌叶片数量的增多,这种优势会更加明显。但这种情形下，那么搅拌叶片的运 动顺序破坏了拌筒内物料的大流动。这是因为物料以连续递推的方式前进。此外，在一 根轴上相邻叶片，同时参加搅拌,并且二者对物料推动的方向相反。由于叶片的反向推动,有 可能该叶片的相邻叶片无料可搅,从而导致一根轴上叶片内的物料无法推出来。 为了防止物料在机体两端受到挤压,应在物料进口端只设正向叶片,在出口端仅设反 向叶片。实体面型螺旋叶片具有搅拌效率高、输送物料性能好，因此在入料口设置这种 叶片。但这种叶片容易使物料形成“裹轴”现象。而带式面型螺旋叶片虽然在输送效率 上，稍差于实体面型螺旋叶片，但物料不会形成低效区。这对物料

35、在沿轴向运动是比较 有利的。特别物料在长距离输送时，带式面型螺旋叶片充分发挥了自己的优点。 虽然搅拌叶片正反排列得到的逆流次数要比搅拌叶片双正排列得到的次数多,因此搅 拌作用更强烈,搅拌质量也更好。但这种情形下，搅拌叶片的运动顺序破坏了拌筒内物料 的整体流动。这是因为物料以连续递推的方式前进。此外，在一根轴上相邻叶片，同时 参加搅拌,并且二者对物料推动的方向相反。由于叶片的反向推动,严重时，可能造成该 叶片的相邻叶片无料可搅,从而可能导致一根轴上叶片内的物料形成断料现象。 为了避免这种情形的产生，根据试验结果,反向叶片的长度一般为正向叶片的 1/22/3 较好。此外，采用螺旋桨叶片，作为反向叶

36、片，各叶片均匀分布在轴上。这种 叶片，可以承受较大的反向推力，搅拌的效率较高。螺旋桨叶片间断的分布在轴上，不 能导致对搅拌轴的断料形成。 机内的物料被正、反叶片分成两部分,一部分向前推进,另一部分则向后推送,使物料 产生连续不断的轴向往复运动,将处于不同半径处的物料翻转,在正反叶片的共同作用下, 物料在机内反复翻动、扩散、搅拌、揉搓,使物料混合均匀。由于正向叶片大于反向 叶片,所以物料在作轴向往复运动的时候,总体上是向出料口方向前进的,因而可以满足连 淮安信息职业技术学院毕业设计 续工作的要求。此外,物料由通常的单向运动方式改为往复运动,使得设备在有限的长度， 提高物料的生产率和搅拌效率。 在

37、叶片的选择上，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。但铲片式在以后的维护保养和维修过程中比较方便，并且叶片是标准化大批量生产， 可以降低成本。所以，综合考虑，该设计应选用铲片式叶片，整

38、体结构和叶片布置如下： 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、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。叶片与 村板间隙5mm，参数如下： 单根轴上的叶片数量为 8 片 1 第四章 搅拌机设计 8 双轴搅拌机叶片交错布置 2 单根轴上相邻搅拌臂的相位角差为 3 90 两轴上同序号搅拌臂达到搅拌区域相同位置相位差为 4 135 搅拌臂与轴的连接方式为剖分式螺栓连接（在搅拌过程中，如有搅拌臂断裂可以 5 快速更换） （1）卸料方式的确定： 目前卧轴式搅拌机

39、主要采用倾翻室和底开门式两种卸料方式，由于 JS1500 的出料容 量为 1500L，相对来说容量较大，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。 卸料机构是由料门、密封调节板、液压缸、液压泵和限位接近开关等部分组成。自 动运行时，一般设置为全开、全关、半开三种状态，它便于控制卸料流速，卸料门的密 封通过调整密封板的位置来实现。卸料机构通过液压系统来进行控制，可以降低工人的 劳动强度，提高设备的安全性。在液压系统失效的紧急情况下，该系统设有安全装置， 工人可以通过手工操纵安全手柄

40、来打开卸料门。卸料机构如下图所示： 卸料机构 1、 衬板 2、搅拌筒弧板 3、密封板 4、卸料门 淮安信息职业技术学院毕业设计 4.34.3、轴端密封、轴端密封 轴端密封及支承 1、O 形密封圈 2、金属浮封环 3、长轴套 4、转环毂 5、浮动定位挡环 6、密封挡圈 7、挡环 8、支承座 9、油杯 10、油封座 11、隔套 12、轴承衬套 13、轴 承 14、油封 15、轴套 16、轴端透盖子 17、放油螺塞 在转动的转环毂 4 与浮封环之间及固定的支承座 8 与浮封环之间的锥形体处各放置 一个大截面 0 型密封橡胶圈 1。当转环毂 4 与支承座 8 相互压紧后，两个密封圈就产生弹 性变形，被

41、压扁成椭圆形断面。这样，即密封了圆锥体外的空间，又冈密封圈的弹性使 两个浮封环产生相对的轴向力，使两个摩擦接触端面互相粘贴的很紧，从而保证足够的 密封作用。当两个金属浮封环接触的端面磨损后，密封橡胶圈的弹性可起一定的补偿作 用，仍然保证两者端面互相贴紧，继续保持良好的密封效果。 强制式卧轴搅拌机其搅拌轴在拌合料面下工作，工作时搅拌轴相对搅拌筒转动，砂 浆易于侵入搅拌轴运动副中产生磨料磨损及漏浆，所以轴端密封是强制式卧轴搅拌机的 特殊结构和重要部件。它支承着搅拌装置，保护轴端处不漏浆，使搅拌轴支承轴承不受 砂浆侵袭，延长轴承等零部件的使用寿命，确保搅拌系统的正常工作。 浮动密封，系属于端面机械密

42、封的一种特殊形式，其结构简单，端面密封压力能自 行补偿，磨料介质不易侵入，润滑脂（油）不外泄漏，密封效果好，使用于低速重载， 作业条件恶劣处。在转动的转换毂与浮封环之间及固定的支承座与浮封环之间的锥形体 处各放置一个大截面 0 型密封橡胶圈。当转换毂与支承座相互压紧后，两个密封圈就产 生弹性变形，被压扁成椭圆形端面。这样，即密封了圆锥体外的空间，又因密封圈的弹 第四章 搅拌机设计 8 性使两个浮封环产生相对的轴向力，使两个摩擦接触端面相互粘贴的很紧，从而保证足 够的密封作用。当两个金属浮封环接触的端面磨损后，密封橡胶圈的弹性可起一定的补 偿作用，仍然保证两者端面相互贴紧，继续保持良好的密封效果

43、。 4.44.4、衬板、衬板 搅拌机在对骨料进行搅拌的过程中，由于砂石对搅拌筒壁会产生较大的磨损，所以 为了减少磨损对筒壁的伤害，需要在筒壁内添加衬板。虽然磨损现象纷繁复杂，但总的 来说都是一个“磨屑”脱离本体的过程，从磨削形成过程的观点来说，大体分四种磨损 类型： （1） 磨料磨损：由于硬颗粒或突出物的作用而造成物料迁移所导致的磨损。 （2） 粘着磨损：两个光滑的金属表面在压力下作相对滑行时，界面上的实际接触面及 其可能结合起来而形成粘着，这些粘着点不断破裂，断裂可能发生在结合面处，也可能 发生在本体的突出部位，这就使某一表面上产生脱离了本体的金属磨屑。 （3） 腐蚀磨损：在腐蚀条件下，金属

44、表面形成一层腐蚀产物，在有相对滑行时，这层 腐蚀产物将被磨掉，使金属受到继续的腐蚀和磨损。 （4） 表面疲劳磨损：这种磨损是由于多次反复的加载和卸载而导致在接触面上以及接 触面的皮下形成垂直于或平行于接触面的疲劳裂纹，这些裂纹的扩展以及相互交割，可 能使金属表面开裂，以致剥落。 在这些种类的磨损中，其中磨料磨损是最主要的形式。在所有的工业磨损中一半以 上的磨损实质主要是磨料磨损，它导致了人力、能源和材料的大量消耗。因此人们越来 越认识到对磨料磨损、抗磨材料及磨料磨损机理研究的必要性和迫切性。近年来，国内 外抗磨材质的发展取得很大进步。 一般搅拌机使用的是高铬铸铁的衬板，由于衬板属于薄壁铸件，一

45、般在 20mm 以下， 在面积/厚度比偏大时难以通过热处理来提高硬度，否则衬板易于变形，影响使用。故只 能研究在铸铁条件衬板的制造工艺，尤其是铸件的元素构成。往往衬板的耐磨性跟元素 直接有关且同制造成本绝对成正比的态度。可以用测硬度的方式初步判断其是否耐磨性， 如果条件允许的话，可以使用磨损试验机测量相对的耐磨性，下表是 3 种铸铁的力学性 能： 参数 项 目材质 洛氏硬度冲击硬度抗弯强度相对耐磨 度 淮安信息职业技术学院毕业设计 HRC 2 /J cm 2 /N mm1: X 低合金铸铁 53.53.0 440 1 高铬铸铁 57.3 5.4 4532.27 镍硬铸铁 55.0 6.01.4

46、6 由上表可见低合金铸铁耐磨性最差，镍硬合金次之，高铬铸铁最好，这主要和合金 的组织和硬度有关，低合金白口铸铁的组织为贝氏体，碳化物为 M3C 型，硬度较低，所 以耐磨性较差高铬铸铁碳化物的周围存在这显微硬度高的马氏体 M1C1 型碳化物有了强力 的支撑作用，能有效发挥碳化物抵抗磨料的磨损作用。反过来 M7C2 型碳化物也保护了它 周围的基体，使其磨损减少，另外含铬奥氏体显微硬度较高，所以高铬铸铁耐磨性较高。 由于镍硬铸铁含有较多的碳化物，其硬度与高铬铸铁相当，当时其马氏体组织粗大，碳 化物为 M3C 型，二者显微硬度皆较低，因此其耐磨性比铸态高铬铸铁低。 第六章 供水系统 8 第五章第五章 上料系统上料系统 上料系统由料斗、上料架、卷扬机构、行程开关等组成，如图所示。 1、 滑轮 2、料斗 3、进料料斗 4、卷扬机构 5、上料架 配料机构配料完毕，由出料传送带机输送到上料斗中，通过电动机经减速器带动卷 筒转动，钢丝绳经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 门的一