【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?cè)诨炷林衅鹛畛浜?抵抗混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)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(rùn)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(gè)堅(jiān)實(shí)的整體，并具有一定的強(qiáng)度?；炷磷鳛橹饕ㄖ牧媳粡V泛應(yīng)用，是因?yàn)樗哂泻芏嗥渌牧喜痪邆涞奶攸c(diǎn)。如易成型、能耗低、耐久性好、價(jià)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(diǎn)。但混凝土的自重大、抗拉強(qiáng)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(diǎn)。因此，在 21 世紀(jì)，混凝土工作者的使命是為混凝土的輕質(zhì)、高強(qiáng) 、多功能、綠色化、長(zhǎng)壽耐久而努力奮斗。 攪拌的任務(wù) 混凝土攪拌機(jī)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(jī)械。一般認(rèn)為混凝土攪拌機(jī)的主要任務(wù)是： 1)組分均勻分布，達(dá)到宏觀和微觀上的勻質(zhì) 2)破壞水泥粒子的團(tuán)聚現(xiàn)象，使其各顆粒表面被水浸潤(rùn)，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(jì)（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(jìn)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(yùn)動(dòng)的次數(shù)和運(yùn)動(dòng)軌跡的交叉頻率，以加速達(dá)到勻質(zhì)化 攪拌機(jī)應(yīng)具備的功能特點(diǎn) 由以上分析可知攪拌機(jī)在攪拌過(guò)程中應(yīng)盡量使各種原材料相互穿插，并在整個(gè)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(yùn)動(dòng)的次數(shù)和運(yùn)動(dòng)軌跡的交叉頻率，為混凝土拌合料實(shí)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(jī)應(yīng)具備以下特點(diǎn) : 1）能對(duì)混凝土各種組分均勻攪拌，并使水泥漿或?yàn)r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(jiǎn)單，攪拌過(guò)程應(yīng)耗時(shí)短 4）便于維護(hù)和保養(yǎng) 攪拌機(jī)的分類及使用特點(diǎn) 攪拌機(jī)的分類 攪拌機(jī)的總類較多，分類方法和特點(diǎn)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(shí)間間隔周期進(jìn)行的，即按份拌制。由于拌制所需的各種物料都經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確的稱量，所以攪拌質(zhì)量較好，是未來(lái)發(fā)展的大趨勢(shì)。 連續(xù)作業(yè)式的供料、攪拌、卸料三道工序是在一個(gè)較長(zhǎng)的筒體內(nèi)連續(xù)進(jìn)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(shí)間難以控制，所山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(qiáng)制式攪拌兩種 自落式攪拌機(jī)就是把混合料放在一個(gè)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(jìn)而達(dá)到均勻攪拌的目的。自落式攪拌機(jī)多用于攪拌塑性混凝土和低流動(dòng)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(jī)對(duì)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(qiáng)制式攪拌機(jī)取代。 強(qiáng)制式攪拌機(jī)是攪拌鼓不動(dòng)，由鼓內(nèi)葉片繞回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來(lái)使混凝土達(dá)到均勻攪拌的目的。這種攪拌機(jī)攪拌作用強(qiáng)烈 ，適用于硬骨料混凝土和輕骨料混凝土，也可攪拌流動(dòng)性混凝土，具有攪拌速度快、攪拌質(zhì)量好、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。但這種攪拌機(jī)也有動(dòng)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(dòng)式 固定式攪拌機(jī)是安裝在預(yù)先準(zhǔn)備好的基座之上，整機(jī)不能夠移動(dòng)。它的體積大、生產(chǎn)效率高，多用于攪拌站和攪拌樓。 移動(dòng)式攪拌機(jī)本身具有行駛車輪，能夠來(lái)回移動(dòng)，適用于中小型的臨時(shí)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(jī)使用特點(diǎn) 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） X 周期性：周期性的進(jìn)行裝料、攪拌、出料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(qiáng)制式：筒內(nèi)物料由旋轉(zhuǎn)軸上的葉片和刮板的強(qiáng)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(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 混凝土攪拌機(jī)是建筑機(jī)械中攪拌混凝土必備的機(jī)械，隨著我國(guó)房地產(chǎn)建筑行業(yè)、公路、鐵路、水電站等建設(shè)的擴(kuò)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(jī)的銷量穩(wěn)步提升，由此也出現(xiàn)了不同容量、不同型號(hào)的攪拌機(jī)來(lái)滿足客戶的需求，并遠(yuǎn)銷俄羅斯、印度、歐洲等國(guó)家和地區(qū)。 近幾年由于攪拌機(jī)在各行業(yè)扮演了重要角色，使 JS 系列攪拌機(jī)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(jī)， JS1500、 JS20xx、 JS2500、 JS3000 為大型攪拌設(shè)備，加工工藝比一般攪拌機(jī)更復(fù)雜，要求更高，一般與配料機(jī)組成攪拌站。 隨著攪拌機(jī)需求量的增大，攪拌機(jī)的生產(chǎn)廠家也越來(lái)越多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)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(jìng)爭(zhēng)加劇的環(huán)境下，攪拌機(jī)正朝著技術(shù)創(chuàng)新、個(gè)性服務(wù)、提高攪拌機(jī)的自制能力方向發(fā)展。在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的大背景下，相信混凝土設(shè)備在以后的發(fā)展過(guò)程中一定會(huì)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(jì)（論文） XI 第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案 總體方案設(shè)計(jì) 混凝土攪拌機(jī)種類和功能比較 混凝土攪拌機(jī)主要由拌 筒、加料和卸料機(jī)構(gòu)、供水系統(tǒng)、原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)架和支承裝置等組成。 從其運(yùn)動(dòng)方式及其主要結(jié)構(gòu)上來(lái)看，它們可分為兩大類型 :一種形式為單運(yùn)動(dòng)的軸式傳動(dòng)軸上（有單軸和雙軸）安裝各式各樣的攪拌葉片（有長(zhǎng)錐形、螺旋形等），并利用葉片來(lái)攪拌物料；而另一類則是通過(guò)鋼齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)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(qiáng)制式和連續(xù)式；按安裝方式分固定式和移動(dòng)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(jī) 有較長(zhǎng)的歷史，早在 20 世紀(jì)初，由蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的鼓筒式混凝土攪拌機(jī)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(jī)以及立筒式攪拌機(jī)等相繼問(wèn)世并獲得發(fā)展。自落式混凝土攪拌機(jī)的拌筒內(nèi)壁上有徑向布置的攪拌葉片。工作時(shí)，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(yùn)動(dòng)，達(dá)到均勻攪拌的效果。自落式混凝土攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般以攪拌塑性混凝土為主。 連續(xù)式混凝土攪拌機(jī) 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(jī) 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(jī)的攪拌時(shí)間短，生產(chǎn)率高、其發(fā)展引人注目。 強(qiáng)制式攪拌機(jī) 從 20世紀(jì) 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(qiáng)制混凝土攪拌機(jī)。這種攪拌機(jī)分為渦槳式和行星山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） XII 式兩種。 19 世紀(jì) 70 年代后，隨著輕骨料的應(yīng)用，出現(xiàn)了圓槽臥軸式強(qiáng)制攪拌機(jī)，它又分單臥軸式和雙臥軸式兩種，兼有自落和強(qiáng)制兩種攪拌的特點(diǎn)。其攪拌葉片的線速度小，耐磨性好和耗能少，發(fā)展較快。強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)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(qiáng)力攪動(dòng)下，形成交叉的物 流。這種攪拌方式遠(yuǎn)比自落攪拌方式作用強(qiáng)烈，主要適于攪拌干硬性混凝土。 混凝土攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)型式選擇 立軸式攪拌機(jī)的攪拌工作主要靠葉片對(duì)物料的強(qiáng)制式的攪拌作用使物料拌和均勻。另外立軸攪拌機(jī)的拌筒中央部分有一軸套，用于放置攪拌裝置，連接傳動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)裝置下置，潤(rùn)滑性能好。 臥軸式攪拌機(jī)，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(tuán)結(jié)倉(cāng)。綜合比較，立軸攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制與操作。故本次設(shè)計(jì)的是一臺(tái)小型立軸式攪拌機(jī)。 總體結(jié)構(gòu)及 工作 結(jié)構(gòu)組成及工作原理 本設(shè)計(jì)混凝土攪拌機(jī)的主要組成部分為：傳動(dòng)部分、攪拌部分、機(jī)架等。 整體結(jié)構(gòu)如圖 21 所示： 本設(shè)計(jì)的工作原理是：電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)減速器，減速器與攪拌軸通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)，軸上安裝有攪拌葉片隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)物料進(jìn)行攪拌作用。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jī)要較單臥軸攪拌機(jī)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(jī)較立軸式和單軸式攪拌機(jī)，具有明顯的優(yōu)越性。 優(yōu)點(diǎn)如下： 1）攪拌機(jī)外形尺寸小、高度低，布置緊湊，裝載運(yùn)輸便利，而且結(jié)構(gòu) 合理性 好，工作可靠性高。攪拌機(jī)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(zhǎng)，并且物料不易離析。 3)物料運(yùn)動(dòng)區(qū)域相對(duì)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(jì) 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(fù)載過(guò)大，以致斷裂。另外他們將兩端墻板焊死在機(jī)殼上，這樣使得在軸或葉片受損時(shí)維修很不方便，工作量也相當(dāng)大。 現(xiàn)代的設(shè)計(jì)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(jī)槽，槽口兩邊焊有角鋼用以固定機(jī)蓋，槽機(jī)底部焊有支山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） XIV 承墊用以支承槽體。機(jī)槽兩端墻板不是焊死在機(jī)殼上，而是通過(guò)螺栓與機(jī)殼連接，這樣做的目的是為了在維修時(shí)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(jī)槽體 第 3 章 攪拌裝置 攪拌軸的設(shè)計(jì) 在混凝土攪拌過(guò)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(jì)算， 在攪拌軸的設(shè)計(jì)過(guò)程中按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，采用增大安全系數(shù)的方法來(lái)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(hào)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(shí)，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(jì)（論文） XV 攪拌軸的結(jié)構(gòu) 攪拌軸常用實(shí)心和空心直徑。空心結(jié)構(gòu)可以減小攪拌機(jī)的質(zhì)量，但加工比較復(fù)雜，成本較高，通常采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。 強(qiáng)制式 攪拌機(jī)可拆式連接結(jié)構(gòu)過(guò)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(duì)軸承支承。但是，由于攪拌軸一般較長(zhǎng)而且伸在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行操作，這種軸承受條件較差。當(dāng)攪拌臂過(guò)長(zhǎng)而又很細(xì)時(shí)，常常會(huì)使軸扭彎，使離心 作用增加，最后達(dá)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(jì)（論文） XVI 1 4~5LB? 1 40 ~ 45Ld ? 式中： 1L —— 懸臂軸長(zhǎng)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(jì)算 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)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(jì)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(jì)（論文） XVII ? ?? ?3333095500009550000TTpdnpnpAn???????