双卧轴强制式混凝土搅拌机设计毕业设计(编辑修改稿)

双卧轴强制式混凝土搅拌机设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

 式中：  30 TA  3 2 6 .8 21 4 0 1 4 4 .22 4 .6d m m   说明：当轴截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。 对于直径 100d mm 的轴，有一个键槽时，轴径增大 3%；有两个键槽时，应增大 7%。 则： m in 1. 03 14 4. 2 14 8. 53d m m   取轴的最细部分的直径为 160mm。 叶片的设计 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。 山东科技大学学生毕业设计（论文） XVIII 优点：可以使物料向箭头所指方 优点：可以使物料朝着 向做向流动 ，便于卸料。 头方 环向流动，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 连续生产。 大中型搅拌设备。 优点：两轴叶片在外形上同向布置， 优点：叶片外形同向布置，筒并且筒体向卸料一侧倾斜一 体倾斜 安装，并且在卸料口处 个角度，便于卸料。 安有阻 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。 图 由于该搅拌机容量为大中型搅拌机，通过以上对各布置形式的分析，该山东科技大学学生毕业设计（论文） XIX 设计选用图（ b）形结构，物料在搅拌筒内的运动轨迹如图 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 ,使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。 图 双卧轴式搅拌机物料运动轨迹 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，山东科技大学学生毕业设计（论文） XX 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 1/2～ 2/3 较好。 此外，采用螺旋桨叶片，作为反向叶片，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，这是因山东科技大学学生毕业设计（论文） XXI 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，整体结构和叶片布置如下： 图 双卧轴搅拌机搅拌装置 搅拌筒 搅拌轴 搅拌臂 搅拌叶片 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： ① 单根轴上的叶片数量为 8 片 ② 双轴搅拌机叶片交错布置 ③ 单根轴上相邻搅拌臂的相位角差为 90 山东科技大学学生毕业设计（论文） XXII ④ 两轴上同序号搅拌臂达到搅拌区域相同位置相位差为 135 ⑤ 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快速更换） 搅拌筒尺寸及卸料方式确定 1）搅拌筒尺寸 为了减少磨损和卡石子现象，除了提高叶片、衬板的材质和及时调整间隙外，有些产品在结构上采用了搅拌轴的回转中心相对搅拌筒中心略带偏心安装。 这样，在卡石子现象发生的区域，叶片的运动方向总是沿着使叶片与衬板间隙由小变大的方向，即使卡入了石子也会减少石子对叶片和衬板的破坏。 根据设计标准，搅拌机的出料容积与进料容积之比为 1500 = ，几何容积应大于进料容积，此外搅拌机还应具备 10%的超载能力，所以取容积利用系数为：  则搅拌筒几何容积为： = = 3000VVLj出 料几 何 取长宽比 = ，尺寸为： 3 31 6 1 . 3 1 6 3 1 . 3= = 2 . 12 2 3 . 1 4Vlm  几 何 则 2 .1 = 1 .6 51 .3 1 .3ldm。 2）卸料方式 的确定： 目前 卧轴式搅拌机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，既可使山东科技大学学生毕业设计（论文） XXIII 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来打开卸料门。 卸料机构如下图所示： 图 卸料机构 衬板 搅拌筒弧板 密封板 卸料门 轴端密封 山东科技大学学生毕业设计（论文） XXIV 图 轴端密封及支承 O 形密封圈 金属浮封环 长轴套 转环毂 浮动定位挡环 密封挡圈 挡环 支承座 油杯 油封座 1隔套 1轴承衬套 1轴承 1油封 1轴套 1 轴端透盖子 1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。 浮动密封由配合端面（平面或球面）经过精加工（研磨）的两个金属浮动环和两个 0 型密封橡胶圈组成。 金属浮动环用合金铸 铁（钢）或粉末冶金等材料制成，其外圆为圆锥体。 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。 山东科技大学学生毕业设计（论文） XXV 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。 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。 1）腐蚀磨损：在腐蚀条件下，金属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。 2）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山东科技大学学生毕业设计（论文） XXVI 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。 搅拌机衬板通常在有水或其他液体和带有较高硬度并呈尖锐棱角的固态物料所组成的介质中工作。 在工作过程中，衬板除受到卵石等磨料的冲撞外，衬板还受来自磨料的两种分力：一种是磨料对衬板磨损表面的法向压力，这种力产生于磨料被铲片和衬板挤压过程中，致使其中尖锐棱角的砂石料压入磨损表面；二是磨料对衬板磨损表面的切向力，这种力产生与磨料被搅拌机铲片带动沿圆周以一定速度旋转运动的过程中，使磨料和衬板磨损表面之间产生相应的切向运动，结果。