小型混凝土搅拌机_毕业设计(编辑修改稿)

小型混凝土搅拌机_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

(4) 安全技术 ：必须保证搅拌机在正常工作使用情况下，对人体健康不造成危害。 机电工程学院机械系 机械设计制造及其自动化本一班 毕业设计 第 9 页 共 37 页 井冈山大学毕业设计 专 用纸 第三章 搅拌机主参数及各部件的设计计算 总体设计方案 混凝土搅拌机 各个品种功能的 比较 混凝土搅拌机主要由 动力装置 、加料和卸料 装置 、供水系统、 搅 拌筒 、 搅拌机构、传动 装置 、机架 、 支承 机构 等组成。 从 搅拌机运动方式及 结构 的形式 可 大致 分为两大类 :一 个 是通过钢齿轮传动 来充分带动某一 种 形状的筒体 (圆锥体 或 圆柱体等 )的旋转 来达到使物料搅拌均匀的效果 ；而另一 个 则 是 单运动的轴式传动 ，在 轴上 (单轴 或 双轴 )安装各 种 各样的搅拌叶片 (螺旋形 或 长锥形等 ),并 通过搅拌 叶片 转动 来 均匀拌合 物料。 按出料方式 的不同 可 分 为 非倾翻式和倾翻式 两种 ；按 搅拌机 搅拌 拌筒结构形式 的不同 可分为 圆盘立轴式、圆槽卧轴式、双锥、鼓筒式等 ； 按工作性质 的不同又可 分 为 间歇式和连续式 ； 按搅拌原理 的不同分为 连续式、强制式和自落式；按安装方式 可 分 为 移动式和固定式 两种。 连续式混凝土搅拌机 装有螺旋状搅拌叶片，各种材料分别按 照 配合比经连续称量后送入搅拌机内，搅拌好的混凝土从卸料 口 连续向外 输 出。 这种搅拌机的搅拌时间短，生产 效率高、并得到迅速 发展。 自落式搅拌机 ： 早在 二十 世纪初 期 ，蒸汽机 带动 动的鼓筒式混凝土搅拌机 就 已 经 出现。 随着科学技术的发展 ， 倾翻出料式 和 反转出料式 的双锥形搅拌机以及 立 筒式搅拌机等相继 出现 并 取得快速 发展。 自落式混凝土搅拌机 工作机构是筒体，沿筒内壁圆周安装若干搅拌叶片。 工作时，将物料投入搅拌筒内，筒体绕其自身轴旋转， 靠搅拌筒的旋转，由筒内的 搅拌叶片将物料推到一定的高度后，物料靠自重坠落下来，反复对物料进行搅拌而加工成匀质混凝土。 这种搅拌机 特点是搅拌强度不大，效率低， 一般以搅拌 普通塑性混凝土 为主。 强制式搅拌机 ： 圆盘立轴式搅拌 机是 最 早出现的 强制 式 混凝土 搅拌机。 随后 得到了快速 的发展 与应用。 这种搅拌机分为 行星式 和 涡桨式 两大类。 随着 后期 轻 原材料 的应用与推广 ，出现了圆槽卧轴式强制 混凝土 搅拌机，它又 可 分 双卧轴 和 单卧轴式 两种， 同时具 备 自落和强制两种 搅拌机 搅拌的特点。 因其搅拌叶片的运动 速度小 、 耐磨性 能 好 以及能 耗 少而获得了市场的大量推广和使用。 强制式混凝 土搅拌机 的搅拌机构是水平式设置在筒内的搅拌轴，轴上安装搅拌叶片 ， 工作时，强制式混凝土搅拌机 的搅拌筒固定不动，加入拌筒内的 各种原材 料， 物料 在搅拌叶片的强 制 搅动下 进行强制式的挤压、翻转 、 剪切 ， 使拌合料在剧烈的相对运动中 达到拌和 均匀。 这种搅拌机 比自落式搅拌机搅拌的质机电工程学院机械系 机械设计制造及其自动化本一班 毕业设计 第 10 页 共 37 页 井冈山大学毕业设计 专 用纸 量好，效率高 ， 因此 主要适 用 于搅拌干硬性混凝土 和普通塑性混凝土 [12]。 混凝土搅拌机 结构 的 选择 卧轴式搅拌机 ：搅 拌筒内径 相对而言 都做的比较大，骨料被 甩 向 搅 拌筒外壁， 通过离心力的作用使混凝土拌料分崩离析 ， 而且 加水量不易控制，搅拌力 量 小，使物料 搅拌不够充分。 立轴式搅拌机 ： 主要 通过 筒内转轴的 带动 叶片旋转 强制式 搅拌 ， 使拌合料在剧烈的相对运动中 达到拌和均匀。 除此之外 ， 立轴 式 搅拌机的 搅 拌筒中央 装 有一轴套，用于放置搅拌 机构 ，连接传动 机构 ， 结构紧凑， 传动 机构 下置， 润滑 和密封 性能好。 综上所述 ，立轴 式 搅拌机 不仅 结构简单 、制作成本低 、拌合质量好 ， 而 且 易于操作和 控制。 因此 本次设计的是一台高效 立轴式 混凝土 搅拌机。 总体结构及工作 原理 结构组成及工作原理 本 次 设计 的 混凝土搅拌机主要组成部分为： 动力装置 、 传动 系统 、搅拌 装置 、机架等。 整体结构如图 1 所示 ： 机电工程学院机械系 机械设计制造及其自动化本一班 毕业设计 第 11 页 共 37 页 井冈山大学毕业设计 专 用纸 图 1 搅拌机 总体结构示意图 本 次搅拌机设计 的工作原理是： 电动机输出的转速通过 V带传动传递到减速器， 减速器与搅拌轴通过链传动带动轴的旋转，轴上安装有搅拌叶片随轴 的 旋转 对 混合 物料进行 强制 搅拌 ，从而达到拌合均匀的目的。 主要技术参数 搅拌机主要技术参数见表 2。 机电工程学院机械系 机械设计制造及其自动化本一班 毕业设计 第 12 页 共 37 页 井冈山大学毕业设计 专 用纸 表 2 技术参数表 项目 数据 .进料容量 80L 最大出料容量 50L .搅拌筒内径 800mm 搅拌叶片转速 30r/min 叶片距筒底的间隙 小于 5mm 拌料粒径 5~30mm 电动机功率 4kw 搅拌机 主要部件的设计 搅拌装置的设计 立轴 式 强制搅拌机是 通过搅拌轴带动 搅拌叶片 的旋转运动，从而带动 物料进行 剧烈拌合运动 的搅拌机。 其叶片 伴随 着 竖 直轴 进行圆周运动。 搅拌叶片 有 螺旋带式 和 铲片式 两种形状 ，可以根据需要进行选择。 一般 的立轴 式 强制搅拌机的铲片 式 搅拌 叶片 表面形状 通常 为平面 , 在 工作时 , 混合拌料 对 平面 式 搅 拌 叶 片的阻碍作用 过 大 ，长时间运转 消耗 的功率 大 ，不利于节能，而且搅拌质量差。 另外 平面 式 铲片对 混合拌料 只有推动 的 效果 , 没有翻 滚的 作用 ，所以搅拌混合效率 很 低。 搅拌叶片安装 的 角 度 直接 影响着 搅拌机均匀拌合性能 的好坏 ,对 混凝土 的质量 以及生产的效率都起着决定性的作用 ,并且搅拌 叶片安装 的 角 度 与搅拌机 其他 的一些 参数 联系 紧密 ， 任何一个 参数的 改 变都会 影响 搅拌机 整体搅拌 的 性能。 叶片安装角 ： 是指搅拌叶片斜面与搅拌轴线 之 间的夹角。 叶片安装 角理论 分析：当安装角过小时 ，搅拌 叶片主要带动混合 物 料围绕 着搅拌轴转动，却 缺乏必要的轴向运动，搅拌叶片 与 搅拌 轴 平行 变成 一块平板起 不 到 搅拌作用；当安装角过大时 ， 搅拌 叶片推动混合 物 料横向运动 的 力 不足 ， 搅拌 叶片就与搅拌轴 形成一块 垂直的平板 ，同样 也 没有搅拌的 能 力。 综上所述 ，搅拌叶片 必须 与 搅拌轴 形 成 一 个各方面都比较 合适的 角度 来 安装 ,能够 使混合料 在运动的过程中受到 纵 向和 横 向的 力 都 比 较大， 并且消耗的功率小 ， 拌合的质量好以及搅拌的 效率 高。 故 本次设计的搅拌机采用的叶片安装角为 45 度 [6]。 机电工程学院机械系 机械设计制造及其自动化本一班 毕业设计 第 13 页 共 37 页 井冈山大学毕业设计 专 用纸 图 2 搅拌 叶片安装 的 角 度 机架 和 搅拌筒 的设计 机架是整个混凝土搅拌机的支承部分，它承受了搅拌机所有的力（电动机、减速器、传动装置、 搅拌装置、搅拌筒体、物料等的重力以及轴的应力）。 机架是 混凝土 搅拌机平稳运转以及稳定 工作 的基础。 因此， 不管机架 是从 材料的选择上 还是 结构形式的选择上 ， 都应该 使用强度大的材料 与 牢固稳定的结构。 搅拌机机架是用 槽钢 和 钢管 加工而成，通过 焊接在 搅拌 筒底部用来起支 承 作用的。 搅拌机 筒体 是 由热 轧 钢板 通过 卷曲焊接而成 ,在 搅拌筒 上 方配 有 筒 盖， 搅拌 筒底部有出 料口，当需要 出 料时 ，只要 转动料门手柄， 打开 出料口 ， 均匀混合 的拌 料 即沿出料口快速 卸 出。 搅拌筒的筒体高 为 H=310mm， 直 径 为 D=800mm， 筒壁 的 厚 度为 3mm。 传动系统的 设计 电动机选择 及 总传动比的确定 电动机的功率计算： wd pp  dp — 电动机实际所需的输出功率。 wp — 搅拌机所需功率。  — 电动机到工作机的总效率。 搅拌机所需工作效率，应由工作阻力和运动参数计算求得： 9550w Mnp  M— 搅拌叶片搅拌时所需的外力矩（ ）。 n— 搅拌叶片转速（ r/min）。 机电工程学院机械系 机械设计制造及其自动化本一班 毕业设计 第 14 页 共 37 页 井冈山大学毕业设计 专 用纸 si n 45 0. 62 c os 45si n c os29 .9 29 .9 35 .6 m i n8002f rn R    f— 混凝土与搅拌叶片的磨檫系数 f= 取搅拌叶片转速 30r/min。 其中混凝土搅拌机在工作时，其搅拌功率主要用于克服混凝土物料在搅拌时产生的离心阻力矩及搅拌叶片受到摩擦阻力矩。 为讨论方便，现假定最恶劣的工作状况，即全部物料倾向拌筒的外侧，求这种情 况下的搅拌功率。 外力矩 M 的计算： M M M摩擦 物料 M物料 — 搅拌时拌合料所产生的偏心阻力矩； M摩擦 — 搅拌时物料所产生的滚动摩擦阻力矩； M sin 9. 8 sin ( . )G H V H N m         物料 物料 式中 G物料 — 拌合物料总质量； GV物料 V— 搅拌筒容积；ρ — 拌合料容重；    331 .5 1 .7 1 0 /kg m    H— 拌合料重 心至拌筒中心的距离 mm；   23 12 x ta n1 2 3RhbHSS弓弓 因为混合料在搅拌筒内为一水面，且以搅拌时均没有溢出原则，故搅拌的过程中均为 h. 搅拌时搅拌物料所产生的偏心阻力矩    322 29 . 8 sin1 9 . 6 2 sin .3M V HR h l N m        物 料物 料   3 222 21 9 . 6 s i n 9 1 0 . 13M R h l N m      物 料 搅拌时拌料所产生的惯性摩擦阻力矩 机电工程学院机械系 机械设计制造及其自动化本一班 毕业设计 第 15 页 共 37 页 井冈山大学毕业设计 专 用纸 1211M 1 1 1 8 6 . 4ijnmiiRrN K N K N mrR              摩 擦 式中 iN — 个搅拌叶片所受到滚动正压力。 K— 滚动摩擦力臂。 R— 搅拌筒半径 ,r— 物料离心半径。 1 0 9 6 .5 3 0 3 .3 59550 9550wMnp Kw   在搅拌机运动的过程中，电动机与减速器之间通过 V带传动连接，减速器与搅拌轴之间通过链传动连接，轴上 安装 有一对轴承，查《机械设计 实用 手册》得： 表 4 各传动部件的传动效率 类别 传动形式 效率（ %） 带传动 V带传动 轴承 滚动轴承 链传动 双排链 减速器 蜗杆减速器 从而可计算出从电动机至搅拌机主轴传递的总效率为 = V   带 轴 承 链 传 动 减 速 器=0 .9 6 0 .9 8 0 .9 9 0 .9 5= 3 .3 5 3 .5 30 .8 8 5wdpp K w   dp — 电动机实际所需的输出功率。 电动机是搅拌机重要的动力装置 ： 搅拌机主要依靠 电动机 的运转 带动减速器的转动，进而带动搅拌轴的旋转。 在搅拌 的 过程中，由于 物料 在 混合的 过程中 不 停 地 消耗动力， 因此 ，。