【正文】 水按適當(dāng)比例配置的混合物，經(jīng)硬化而成的人造石材。但目前建筑中使用最廣泛的是以水泥為膠凝材料的普通混凝土。 在普通混凝土中，砂、石起骨架作用，他們在混凝土中起填充和 抵抗混凝土在凝結(jié)硬化過程中的收縮作用。水泥與水形成的水泥漿包裹在骨料表面并填充骨料間的空隙。在花、硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予混合物一定的和易性，便于施工；硬化后，水泥漿則將骨料膠結(jié)成一個堅實的整體，并具有一定的強度?；炷磷鳛橹饕ㄖ牧媳粡V泛應(yīng)用，是因為它具有很多其他材料不具備的特點。如易成型、能耗低、耐久性好、價格便宜以及與鋼材結(jié)合可制成各種承重結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。但混凝土的自重大、抗拉強度低、澆筑成型易受氣候條件影響等，這些也是混凝土所存在的弱點。因此，在 21 世紀，混凝土工作者的使命是為混凝土的輕質(zhì)、高強 、多功能、綠色化、長壽耐久而努力奮斗。 攪拌的任務(wù) 混凝土攪拌機是將混凝土配合料按一定配合比的水泥、砂、碎石（骨料）和水等均勻攪而制備混凝土的專用機械。一般認為混凝土攪拌機的主要任務(wù)是： 1)組分均勻分布，達到宏觀和微觀上的勻質(zhì) 2)破壞水泥粒子的團聚現(xiàn)象，使其各顆粒表面被水浸潤，促使彌散現(xiàn)象的發(fā)展 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） VIII 3)破壞水泥粒子表面的初始水化物薄膜包裹層，促進水泥顆粒與其他物料的結(jié)合，形成理想的水化生成物 4)由于集料表面覆蓋一薄層灰塵及粘土，有礙界面結(jié)合層的形成，故應(yīng)使物料之間多次碰撞和相互摩擦，以減少灰 塵薄膜的影響 5)提高混合料各單元體參與運動的次數(shù)和運動軌跡的交叉頻率，以加速達到勻質(zhì)化 攪拌機應(yīng)具備的功能特點 由以上分析可知攪拌機在攪拌過程中應(yīng)盡量使各種原材料相互穿插，并在整個攪拌筒內(nèi)最大限度的產(chǎn)生摩擦，使各種物料混合均勻。并盡可能提高各組分體積參與運動的次數(shù)和運動軌跡的交叉頻率，為混凝土拌合料實現(xiàn)宏觀和微觀勻質(zhì)創(chuàng)造最有利的條件。因此，為了獲取高質(zhì)量的混凝土，攪拌機應(yīng)具備以下特點 : 1）能對混凝土各種組分均勻攪拌，并使水泥漿或瀝青包裹骨料表面 2）混凝土攪拌完成后能迅速完全的卸出，不影響下 次攪拌 3）攪拌應(yīng)該操作簡單，攪拌過程應(yīng)耗時短 4）便于維護和保養(yǎng) 攪拌機的分類及使用特點 攪拌機的分類 攪拌機的總類較多，分類方法和特點如下： 1）按作業(yè)方式分循環(huán)作業(yè)式和連續(xù)作業(yè)式兩種 循環(huán)作業(yè)式的供料、攪拌、卸料三道工序是按一定的時間間隔周期進行的，即按份拌制。由于拌制所需的各種物料都經(jīng)過準確的稱量，所以攪拌質(zhì)量較好，是未來發(fā)展的大趨勢。 連續(xù)作業(yè)式的供料、攪拌、卸料三道工序是在一個較長的筒體內(nèi)連續(xù)進行的。雖然其循環(huán)作業(yè)式高，但由于各物料的配比、攪拌時間難以控制，所山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） IX 以攪拌質(zhì)量較差 ，目前很少使用。 2）按攪拌方式分為自落式攪拌和強制式攪拌兩種 自落式攪拌機就是把混合料放在一個旋轉(zhuǎn)的攪拌鼓內(nèi)，隨著攪拌鼓的旋轉(zhuǎn)，鼓內(nèi)葉片把混合料提升到一定高度，然后再自行落下，進而達到均勻攪拌的目的。自落式攪拌機多用于攪拌塑性混凝土和低流動性混凝土。筒體和葉片磨損較小，易于清理，但功耗大，效率低，多用于小型民用建筑。由于此類攪拌機對骨料磨損較大，影響混凝土質(zhì)量，且能耗大效率低，現(xiàn)已逐漸被強制式攪拌機取代。 強制式攪拌機是攪拌鼓不動，由鼓內(nèi)葉片繞回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來使混凝土達到均勻攪拌的目的。這種攪拌機攪拌作用強烈 ，適用于硬骨料混凝土和輕骨料混凝土，也可攪拌流動性混凝土，具有攪拌速度快、攪拌質(zhì)量好、操作簡便、生產(chǎn)效率高等特點。但這種攪拌機也有動力消耗大、葉片磨損快等方面的不足，多用于大中型攪拌站。 3）按裝置方式分固定式和移動式 固定式攪拌機是安裝在預(yù)先準備好的基座之上，整機不能夠移動。它的體積大、生產(chǎn)效率高，多用于攪拌站和攪拌樓。 移動式攪拌機本身具有行駛車輪，能夠來回移動，適用于中小型的臨時工程。 按出料方式分為傾翻式和非傾翻式兩種 傾翻式靠攪拌鼓傾翻卸料，非傾翻式按攪拌鼓反轉(zhuǎn)卸料。 4）按攪拌容量 大型：出 料容量 ~ ? 中型：出料容量 ~ ? 小型：出料容量 ~ ? 混凝土攪拌機使用特點 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） X 周期性：周期性的進行裝料、攪拌、出料，結(jié)構(gòu)簡單可靠，容易控制配合比和攪拌質(zhì)量，使用廣泛。 連續(xù)式：連續(xù)工作，生產(chǎn)率高，適用于混凝土使用量大的工程。 自落式：攪拌筒旋轉(zhuǎn)將物料提升一定高度然后自行落下，筒壁和葉片磨損較小，適宜拌制塑性和半塑性混凝土。 強制式：筒內(nèi)物料由旋轉(zhuǎn)軸上的葉片和刮板的強制作用而獲得充 分拌和。葉片和筒壁磨損較 大，需要加裝襯板。 混凝土攪拌機的發(fā)展趨勢 混凝土攪拌機是建筑機械中攪拌混凝土必備的機械，隨著我國房地產(chǎn)建筑行業(yè)、公路、鐵路、水電站等建設(shè)的擴大和商品混凝土的推廣，水泥制品產(chǎn)量逐年提高，混凝土攪拌機的銷量穩(wěn)步提升，由此也出現(xiàn)了不同容量、不同型號的攪拌機來滿足客戶的需求，并遠銷俄羅斯、印度、歐洲等國家和地區(qū)。 近幾年由于攪拌機在各行業(yè)扮演了重要角色，使 JS 系列攪拌機逐漸成為攪拌混凝土的主導(dǎo)產(chǎn)品，其中 JS350、 JS500、 JS750、 JS1000 為中小型攪拌機， JS1500、 JS20xx、 JS2500、 JS3000 為大型攪拌設(shè)備，加工工藝比一般攪拌機更復(fù)雜，要求更高，一般與配料機組成攪拌站。 隨著攪拌機需求量的增大，攪拌機的生產(chǎn)廠家也越來越多，市場競爭越來越激烈。大部分生產(chǎn)廠家都以中小型攪拌設(shè)備為主，但在競爭加劇的環(huán)境下，攪拌機正朝著技術(shù)創(chuàng)新、個性服務(wù)、提高攪拌機的自制能力方向發(fā)展。在建設(shè)節(jié)約型社會的大背景下，相信混凝土設(shè)備在以后的發(fā)展過程中一定會朝著節(jié)能、高效、耐用、操作更加智能化方向發(fā)展。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XI 第 2 章 總體設(shè)計方案 總體方案設(shè)計 混凝土攪拌機種類和功能比較 混凝土攪拌機主要由拌 筒、加料和卸料機構(gòu)、供水系統(tǒng)、原動機、傳動機構(gòu)、機架和支承裝置等組成。 從其運動方式及其主要結(jié)構(gòu)上來看，它們可分為兩大類型 :一種形式為單運動的軸式傳動軸上（有單軸和雙軸）安裝各式各樣的攪拌葉片（有長錐形、螺旋形等），并利用葉片來攪拌物料；而另一類則是通過鋼齒輪傳動帶動某一形狀的筒體（有圓錐體、圓柱體等）的自身旋轉(zhuǎn)而使物料產(chǎn)生攪拌效果。 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、強制式和連續(xù)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。 自落式攪拌機 有較長的歷史，早在 20 世紀初，由蒸汽機驅(qū)動的鼓筒式混凝土攪拌機已開始出現(xiàn)。 50 年代后，反轉(zhuǎn)出料式和傾翻出料式的雙錐形攪拌機以及立筒式攪拌機等相繼問世并獲得發(fā)展。自落式混凝土攪拌機的拌筒內(nèi)壁上有徑向布置的攪拌葉片。工作時，拌筒繞其水平軸線回轉(zhuǎn)，加入拌筒內(nèi)的物料，被葉片提升至一定高度后，借自重下落，這樣周而復(fù)始的運動，達到均勻攪拌的效果。自落式混凝土攪拌機的結(jié)構(gòu)簡單，一般以攪拌塑性混凝土為主。 連續(xù)式混凝土攪拌機 裝有螺旋狀攪拌葉片，各種材料分別按配合比經(jīng)連續(xù)稱量后送入攪拌機 內(nèi)，攪拌好的混凝土從卸料端連續(xù)向外卸出。這種攪拌機的攪拌時間短，生產(chǎn)率高、其發(fā)展引人注目。 強制式攪拌機 從 20世紀 50年代初興起后，得到了迅速的發(fā)展和推廣。最先出現(xiàn)的是圓盤立軸式強制混凝土攪拌機。這種攪拌機分為渦槳式和行星山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XII 式兩種。 19 世紀 70 年代后，隨著輕骨料的應(yīng)用，出現(xiàn)了圓槽臥軸式強制攪拌機，它又分單臥軸式和雙臥軸式兩種，兼有自落和強制兩種攪拌的特點。其攪拌葉片的線速度小，耐磨性好和耗能少，發(fā)展較快。強制式混凝土攪拌機拌筒內(nèi)的轉(zhuǎn)軸臂架上裝有攪拌葉片，加入拌筒內(nèi)的物料，在攪拌葉片的強力攪動下，形成交叉的物 流。這種攪拌方式遠比自落攪拌方式作用強烈，主要適于攪拌干硬性混凝土。 混凝土攪拌機的結(jié)構(gòu)型式選擇 立軸式攪拌機的攪拌工作主要靠葉片對物料的強制式的攪拌作用使物料拌和均勻。另外立軸攪拌機的拌筒中央部分有一軸套，用于放置攪拌裝置，連接傳動裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動裝置下置，潤滑性能好。 臥軸式攪拌機，拌筒內(nèi)徑做的都比較大，骨料被拋向拌筒外壁，產(chǎn)生混凝土離析，加水量不易控制，攪拌力小，使物料結(jié)團結(jié)倉。綜合比較，立軸攪拌機的結(jié)構(gòu)簡單，易于控制與操作。故本次設(shè)計的是一臺小型立軸式攪拌機。 總體結(jié)構(gòu)及 工作 結(jié)構(gòu)組成及工作原理 本設(shè)計混凝土攪拌機的主要組成部分為：傳動部分、攪拌部分、機架等。 整體結(jié)構(gòu)如圖 21 所示： 本設(shè)計的工作原理是：電動機通過帶傳動帶動減速器，減速器與攪拌軸通過鏈傳動帶動軸的旋轉(zhuǎn)，軸上安裝有攪拌葉片隨軸轉(zhuǎn)動對物料進行攪拌作用。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XIII 圖 21 總體結(jié)構(gòu)示意圖 從結(jié)構(gòu)上看，雙臥軸攪拌機要較單臥軸攪拌機復(fù)雜，但它磨損小，攪拌質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，雙臥軸攪拌機較立軸式和單軸式攪拌機，具有明顯的優(yōu)越性。 優(yōu)點如下： 1）攪拌機外形尺寸小、高度低，布置緊湊，裝載運輸便利，而且結(jié)構(gòu) 合理性 好，工作可靠性高。攪拌機容量大，效率高，適用于商品混凝土的生產(chǎn)。 2)攪拌筒直徑比同容量立軸式小一半，攪拌軸轉(zhuǎn)速與立軸式基本相同， 但葉片轉(zhuǎn)速要比立軸式小一半，因此葉片和襯板磨損較小、使用壽命長，并且物料不易離析。 3)物料運動區(qū)域相對集中于兩軸之間，物料行程短，擠壓作用充分， 因此攪拌質(zhì)量好。 外殼的設(shè)計 傳統(tǒng)的 U 型槽底容易出現(xiàn)攪拌死角，從而導(dǎo)致兩軸負載過大，以致斷裂。另外他們將兩端墻板焊死在機殼上，這樣使得在軸或葉片受損時維修很不方便，工作量也相當(dāng)大。 現(xiàn)代的設(shè)計中，槽底做成ω型，以防攪拌死 角，并在筒內(nèi)安裝襯板。兩邊再焊上鋼板做成機槽，槽口兩邊焊有角鋼用以固定機蓋，槽機底部焊有支山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XIV 承墊用以支承槽體。機槽兩端墻板不是焊死在機殼上，而是通過螺栓與機殼連接，這樣做的目的是為了在維修時便于將損壞的軸吊起，省去拆葉片的麻煩，檢修空間增大，工作量減小，還可縮小兩端軸孔直徑，便于密封防漏，如下圖所示： 圖 攪拌機槽體 第 3 章 攪拌裝置 攪拌軸的設(shè)計 在混凝土攪拌過程中，各葉片受力比較復(fù)雜，所以傳遞到攪拌軸上的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力也相應(yīng)比較復(fù)雜。由于攪拌軸的受力主要以扭轉(zhuǎn)為主，為了便于計算， 在攪拌軸的設(shè)計過程中按扭轉(zhuǎn)強度條件計算，采用增大安全系數(shù)的方法來保證攪拌軸的可靠性。 攪拌軸的材料 和普通軸一樣，常用 45 號鋼，不重要的要求不高的可以選用 Q235 鋼。耐腐蝕要求較高或物料不被鐵離子污染時，應(yīng)采用不銹耐酸鋼或采用防腐措施。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XV 攪拌軸的結(jié)構(gòu) 攪拌軸常用實心和空心直徑?？招慕Y(jié)構(gòu)可以減小攪拌機的質(zhì)量，但加工比較復(fù)雜，成本較高，通常采用實心結(jié)構(gòu)。 強制式 攪拌機可拆式連接結(jié)構(gòu)過去常用抱瓦式結(jié)構(gòu)，目前多用插入式結(jié)構(gòu)。如下圖所示： 抱瓦 三角鍵 攪拌軸 攪 拌軸 卡塊 攪拌臂 聯(lián)接板 連接螺栓 攪拌臂 軸用擋圈 攪拌臂 攪拌軸 聯(lián)接螺栓 圖 連接結(jié)構(gòu) 抱瓦式結(jié)構(gòu)中的抱瓦需模鍛，插入式結(jié)構(gòu)中攪拌軸上的攪拌臂的插入孔要求精度較高，需在鏜床上加工。相比較之下，本結(jié)構(gòu)采用螺栓連接，可以降低加工難度，節(jié)約成本。 攪拌軸的支承 一般情況下，攪拌軸依靠減速箱內(nèi)的一對軸承支承。但是，由于攪拌軸一般較長而且伸在反應(yīng)器內(nèi)進行操作，這種軸承受條件較差。當(dāng)攪拌臂過長而又很細時，常常會使軸扭彎，使離心 作用增加，最后達到完全破壞，懸臂的支承條件為： 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XVI 1 4~5LB? 1 40 ~ 45Ld ? 式中： 1L —— 懸臂軸長度，單位 m。 B —— 軸承間距，單位為 m。 d—— 攪拌臂直徑，單位 m。 攪拌軸計算 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為： ? ?395500000 .2 3TTTpTnWd??? ? ? 式中： T? —— 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 Mpa 。 T —— 軸所承受的扭矩，單位為 Nmm? 。 TW —— 軸的抗扭矩截面系數(shù)，單位為 3mm 。 n —— 軸的 轉(zhuǎn)速，單位為 minr 。 p —— 軸的傳遞功率，單位為 kw。 d—— 計算截面處軸的直徑 mm。 ??T? —— 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 Mpa 。 由表 15— 3 取 ? ? 20T Mpa? ? ， 0 140A? 直徑： 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XVII ? ?? ?3333095500009550000TTpdnpnpAn???????