【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 磨性要比渦漿式小高 [ 7]。 單臥軸攪拌機(jī) 是由德國(guó) ELBA 公司研制生產(chǎn)。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、消耗功率小、葉片襯板耐磨性好，能滿(mǎn)載啟動(dòng)和具有攪拌輕質(zhì)混凝土能力的優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)也向該公司引進(jìn)了樣機(jī)。 雙臥軸攪拌機(jī)是隨著混凝土施工工藝的改進(jìn)而逐漸發(fā)展起來(lái)的新機(jī)型。國(guó)外從二十世紀(jì)四十年代后期開(kāi)始在美國(guó)和德國(guó)出現(xiàn)，但因軸端密封技術(shù)的不成熟，其發(fā)展基本處于停頓狀態(tài)。直到七十年代初，由于這項(xiàng)技術(shù)得到突破，雙臥軸攪拌機(jī)在不少?lài)?guó)家右重新發(fā)展起來(lái)，目前已形成系列產(chǎn)品。我國(guó)于二十世紀(jì)八十年代初研制成功，但發(fā)展迅速，在產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)品數(shù)量上，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其它機(jī)型 [15]。 攪拌機(jī)構(gòu)是雙臥軸攪拌機(jī)的核心部分，混凝土攪拌質(zhì)量的好壞，生產(chǎn)率的高低，使用維修費(fèi)用的多少都與它有關(guān)。攪拌機(jī)構(gòu)是由水平安置的雙圓槽形伴筒、兩根按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌軸和其上安裝的攪拌葉片組成的。攪拌葉片的作用半徑是相互交叉的，葉片與軸中心線成一定角度，當(dāng)攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片一方面帶動(dòng)混和料在兩個(gè)拌筒內(nèi)輪番地作圓周運(yùn)動(dòng)，上下翻滾，同時(shí)在攪拌葉片相遇或重疊的部分，混和料在兩軸之間的共域相互交換；另一方面推動(dòng)混和料沿著攪拌軸方向，不斷地從旋轉(zhuǎn)平面向另一個(gè)旋轉(zhuǎn)平面運(yùn)動(dòng) [ 8]。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 析與總體設(shè)計(jì) 本攪拌機(jī)的 結(jié)構(gòu) 是 由機(jī)架、攪拌裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)所主成。 機(jī)架是整個(gè)設(shè)備的支撐部分，由槽鋼 和鋼管 焊接而成。攪拌裝置由攪拌筒、攪拌軸、攪拌鏟片所主成，攪拌鏟片固定在攪拌臂上，并且與攪拌軸主成一體，攪拌鏟與攪拌筒 底 間隙可微量調(diào)整。傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、減速器、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)所 組成。 5 攪拌裝置是安裝在軸套上的鏟片式葉片，葉片隨軸的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)筒內(nèi)物料進(jìn)行攪拌，是物料混合均勻，攪拌臂向上伸出，可起到攪拌上方物料的作用。 傳動(dòng)系統(tǒng)是由 V帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)來(lái)傳遞運(yùn) 動(dòng)的。電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速通過(guò) V帶傳動(dòng)傳遞到減速器，減速器又通過(guò)鏈傳動(dòng)將轉(zhuǎn)速傳遞給攪拌機(jī)的主軸，主軸帶動(dòng)軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使攪拌葉片旋轉(zhuǎn)，來(lái)完成攪拌的工作。 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)的依據(jù)及要求 目前在我國(guó)已有混凝土攪拌機(jī)種類(lèi)很多，但是根據(jù)攪拌原理和攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)形式、攪拌物料的不同，對(duì)攪拌機(jī)的要求也不盡相同，參照已有攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和工作原理，由于攪拌機(jī)工作的對(duì)象是砂石等建筑材料，為了延長(zhǎng)攪拌機(jī)的壽命，軸承處的密封很重要，攪拌質(zhì)量要好，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，使用維修方便，接地穩(wěn)固，根據(jù)這些依據(jù)和要求設(shè)計(jì)了該混 凝土攪拌機(jī)。 產(chǎn)品的用途及使用范圍 由于我國(guó)建筑行業(yè)的高速發(fā)展，推動(dòng)了混凝土生產(chǎn)的迅速提高，所以混凝土機(jī)械在施工中的地位日益顯著。 混凝土攪拌機(jī)的用途就是機(jī)械化的拌制混凝土 ， 適用于建筑科研、檢測(cè)中心、大專(zhuān)院校及混凝土構(gòu)件、施工單位試驗(yàn)室、可攪拌普通混凝土和輕質(zhì)混凝土，也可用到其它行業(yè)試驗(yàn)室對(duì)不同物料進(jìn)行攪拌。 6 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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(pán)立軸式和圓槽臥軸式等 [9]。 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(kāi)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 [ 10]。 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(chēng)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(pán)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， 7 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 [11]。 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。 8 圖 21 總體結(jié)構(gòu)示意圖 鏈輪 主要技術(shù)參數(shù) 攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 21。 表 21 技術(shù)參數(shù) 表 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 進(jìn)料容量 80L 最大出料容量 50L 攪拌筒內(nèi)徑 800mm 攪拌葉片轉(zhuǎn)速 30r/min 葉片距筒底的間隙 小于 5mm 拌料粒徑 5~30mm 電動(dòng)機(jī)功率 4kW 9 第 3 章 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 主要工作部件的設(shè)計(jì) 攪拌裝置的設(shè)計(jì) 立軸 強(qiáng)制式 攪拌 機(jī)是 借助于 攪拌 葉片 對(duì)物料 進(jìn)行 強(qiáng)制 導(dǎo)向攪拌。 其攪拌葉片繞垂直軸旋轉(zhuǎn) 。攪拌葉片的形式可以是鏟片式 , 也可以是螺旋帶式。 普通的立軸強(qiáng)制攪拌機(jī)的鏟片式葉片表面形狀一般為平面 , 在攪拌過(guò)程中 , 物料對(duì)平面葉片的運(yùn)動(dòng)阻力很大 , 混合攪拌的功率消耗高。 平面鏟片對(duì)物料只有推動(dòng)作用 , 沒(méi)有翻動(dòng)效果，所以攪拌混合效率較低。 攪拌葉片安裝角也是攪拌機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)之一 ,對(duì)攪拌質(zhì)量和攪拌效率都有著直接的影響 ,由于葉片安裝角與其他攪拌機(jī)參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，每一個(gè)參數(shù)的變化都會(huì)引起攪拌機(jī)性能的變化。 葉片安裝角是指攪拌葉片斜面與攪拌軸線間的夾角。 葉片安裝的定性分析：當(dāng)安裝角過(guò)小時(shí)葉片主要帶動(dòng)混合料圍繞攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)而缺乏必要的軸向運(yùn)動(dòng)，攪拌葉片變成與軸平行的一塊平板不起攪拌作用；當(dāng)安裝角 過(guò)大時(shí)葉片推動(dòng)混合料的橫向運(yùn)動(dòng)就很弱，葉片就成為與攪拌軸垂直的平板一樣也喪失了攪拌功能。 因此，攪拌葉片一定要相對(duì)于攪拌軸成一定角度安裝 ,使混合料的橫向和軸向運(yùn)動(dòng)都較大，達(dá)到攪拌的最大效率。本次設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)采用的葉片安裝角為 45 度 [ 12]。 機(jī)架的設(shè)計(jì) 筒體由熱壓鋼板卷曲焊接而成 ,在筒體上端有蓋，筒底部有卸料口，當(dāng)需要卸料時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)料門(mén)手柄，使料門(mén)打開(kāi)，拌合物即沿出料口 10 卸下。攪拌筒的內(nèi)徑為 D=800 mm，筒體高 H=310mm，筒壁厚 3mm。 機(jī)架是混凝土攪拌機(jī)的主要支撐部件，他是承擔(dān)所有來(lái) 自電動(dòng)機(jī)、減速器、筒體和軸的應(yīng)力。機(jī)架是攪拌機(jī)的穩(wěn)固是攪拌機(jī)工作穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的基礎(chǔ)。因此，機(jī)架無(wú)論是從結(jié)構(gòu)還是材料上都應(yīng)該采用堅(jiān)固的穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。機(jī)架的支腿是用鋼管和槽鋼焊接在筒底來(lái)起到支撐作用的 [13]。 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)比分配及電動(dòng)機(jī)選型 本攪拌機(jī)體積比較小，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)要緊湊。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1440r/min 而攪拌軸的轉(zhuǎn)速是 30r/min，所以攪拌機(jī)的總傳動(dòng)比為 48。各級(jí)出動(dòng)比分配為：帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比是 2，減速器的傳動(dòng)比是 12，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比是 2。 圖 21 葉片安裝角 由于攪拌機(jī)從結(jié)構(gòu)上看，主要靠電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)減速器的轉(zhuǎn) 11 動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)攪拌軸的旋轉(zhuǎn)。因此，電動(dòng)機(jī)是整個(gè)裝置的動(dòng)力元件。在攪拌過(guò)程中，由于混凝土在不斷地?cái)嚢柽^(guò)程中消耗動(dòng)力，所以，混凝土攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力決定著電動(dòng)機(jī)的功率 [14]。 而此混凝土攪拌機(jī)所需的功率為 kW4 ，綜合考慮暫選帶動(dòng)機(jī)型號(hào)為 4M112Y ，其額定功率為 kW4 ，轉(zhuǎn)速 n為 1140 /minr ，額定轉(zhuǎn)矩.2kW2 ，最大轉(zhuǎn)矩 .3kW2 。 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)。帶傳動(dòng)的基本組成零件為帶輪（主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪）和傳動(dòng)帶。 主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用帶輪和傳動(dòng)帶間的摩擦或嚙合作用，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)帶傳遞給從動(dòng)輪。 帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸震等特點(diǎn)，在近代機(jī)械中廣泛應(yīng)用。 按照工作原理的不同，帶傳動(dòng)可分為摩擦型帶傳動(dòng)和嚙合型帶傳動(dòng)。在摩擦型帶傳動(dòng)中，根據(jù)傳動(dòng)帶的橫截面形狀不同，又可分為平帶傳動(dòng)、圓帶傳動(dòng)、 V 帶傳動(dòng)和楔帶傳動(dòng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的是 V 帶傳動(dòng)。 V 帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V 帶的兩側(cè)和輪槽接觸，槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外， V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊 [15]。 （ 1） 確定計(jì)算 功率，查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表 87? 查得工況系數(shù) AK = 由公式： ca Ap K p?? 代入數(shù)據(jù)得 cap =4=，又因?yàn)檗D(zhuǎn)速為 r/min1140 故由參考文獻(xiàn) [6]圖 811? 可以選擇 V 帶型號(hào)為 A 型。 12 （ 2） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 d 并驗(yàn)算帶速 v 初選小帶輪的直徑 1d 根據(jù) V 帶帶型選取小帶輪直徑 1d 又因?yàn)?1d ? mind = mm75 ，故取小帶輪直徑 1d = mm90 驗(yàn)算帶速，驗(yàn)算帶的速度 V= 1160 1000ddn?? = 90 144060 1000???? ? 帶速一般為 m/s5~2?v ， m /s25m / /s5 ?? ，故帶速適合。 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d ： V 帶的傳動(dòng)比 1 2~5i ? ，取 1 2i? 。 則： 2d = 1did?? mm180902 ?? 。 圓整 2d = mm180 確定 V 帶的中心距 a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dL ： 1 2 0 1 20. 7 ( ) 2( )d d d dd d a d d? ? ? ? 初定中心距 0a = mm50