【文章內(nèi)容簡介】 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(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。 綜合比較，立軸攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，易于控制與操作。故本次設(shè)計(jì)的是一臺小型立軸式攪拌機(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：傳動部分、攪拌部分、機(jī)架等。 整體結(jié)構(gòu)如圖 1所示： 圖 1總體結(jié)構(gòu)示意圖 料抖 本設(shè)計(jì)的工作原理是：電動機(jī)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(jìn)行攪拌作用。 主要技術(shù)參數(shù) 攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表 2。 表 2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 電動機(jī)功率 4kw 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 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 , 在攪拌過程中 , 物料對平面葉片的運(yùn)動阻力很大 , 混合攪拌的功率消耗高。 平面鏟片對物料只有推動作用 , 沒有翻動效果，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)，每一個參數(shù)的變化都會引起攪拌機(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)安裝角過小時葉片主要帶動混合料圍繞 攪拌軸轉(zhuǎn)動而缺乏必要的軸向運(yùn)動，攪拌葉片變成與軸平行的一塊平板不起攪拌作用；當(dāng)安裝角過大時葉片推動混合料的橫向運(yùn)動就很弱，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于攪拌軸成一定角度安裝 ,使混合料的橫向和軸向運(yùn)動都較大，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 [6]。 圖 2葉片安裝角 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)需要卸料時轉(zhuǎn)動料門手柄，使料門打開，拌合物即沿出料口卸下。攪拌筒的內(nèi)徑為 D=800mm，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)所有來自電動機(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起到支撐作用的。 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳動比分配及電動機(jī)選型 本攪拌機(jī)體積比較小，結(jié)構(gòu)比較簡單，結(jié)構(gòu)要緊湊。電動機(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)的總傳動比為 48。各級出動比分配為：帶傳動的傳動比是 2，減速器的傳動比是 12，鏈傳動的傳動比是 2。 由于攪拌機(jī)從結(jié)構(gòu)上看，主要靠電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)，帶動減速器的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動攪拌軸的旋轉(zhuǎn)。因此，電動機(jī)是整個裝置的動力元件。在攪拌過程中，由于混凝土在不斷地?cái)嚢柽^程中消耗動力，所以，混凝土攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力決定著電動機(jī)的功率 [3]。 而此混凝土攪拌機(jī)所需的功率為 4kw ，綜合考慮暫選帶動機(jī)型號為 112 4YM? ，其額定功率為 4kw ，轉(zhuǎn)速 n 為 1140 /minr ，額定轉(zhuǎn)矩 ，最大轉(zhuǎn)矩 。 V 帶傳動的設(shè)計(jì) 帶傳動是一種撓性傳動。帶傳動的基本組成零件為帶輪（主動帶輪和從動帶輪）和傳動帶。 主動帶輪轉(zhuǎn)動時，利用帶輪和傳動帶間的摩擦或嚙合作用，將運(yùn)動和動力通過 傳動帶傳遞給從動輪。 帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、價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，帶傳動可分為摩擦型帶傳動和嚙合型帶傳動。在摩擦型帶傳動中，根據(jù)傳動帶的橫截面形狀不同，又可分為平帶傳動、圓帶傳動、 V帶傳動和楔帶傳動。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的是 V帶傳動。 V 帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動時， 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帶傳動允許的傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊。 （ 1）設(shè)計(jì)計(jì)算 ① 確定計(jì)算功率，查機(jī)械設(shè)計(jì)書 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 1140 /minr 故由機(jī)械設(shè)計(jì)書圖 811? 可以選擇 V帶型號為 A 型。 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帶帶型由機(jī)械設(shè)計(jì)書表 86? 和表 88? 選取小帶輪直徑 1d 又因?yàn)? 1d ? mind =75mm ，故取小帶輪直徑 1d =90mm 驗(yàn)算帶速，按機(jī)械設(shè)計(jì)書式 (8 13)? 驗(yàn)算帶的速度 V= 1160 1000ddn?? = 90 144060 1000???? / /m s m s? 帶速一般為 2 ~ 5 /v m s? ， 5 / 6. 78 / 25 /m s m s m s??故帶速適合。 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)書式 (8 15 )a? 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d V帶的傳動比 1 2~5i ? ，取 1 2i? 。 則 2d = 1did??2 90 =18 0mm mm? 。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)書表 88 圓整 2d =180mm 確定 V帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長度 dL ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)書式 （ 820） 1 2 0 1 ( ) 2( )d d d dd d a d d? ? ? ? 初定中心距 0a =500mm 。 由機(jī)械設(shè)計(jì)書式 (8 22)? 2120 0 1 202()2 ( )24( 1 8 0 9 0 )[ 2 5 0 0 ( 9 0 1 8 0 ) ] 1 4 2 7 .9 52 4 5 0 0ddd d dddL a d damm mm???? ? ? ??? ? ? ? ? ?? 由機(jī)械設(shè)計(jì)書表 82? 選帶的基準(zhǔn)長度 dL =1400mm 按機(jī)械設(shè)計(jì)書式 (8 23)? 計(jì)算實(shí)際中心距 a 00 2ddLLaa ??? 1 4 0 0 1 4 2 7 .9 55 0 0 2??? 486 mm? 中 心 距 的 變 化 范 圍 : minmax dda a La a L???? 計(jì)算得 : 465 528 mm a mm?? 。 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1 2 1 5 7 .3 1 8 0 ( )oodddd a? ? ? ? 5 7 .31 8 0 (1 8 0 9 0 ) 486oo? ? ? 169 90oo?? 滿足 V帶包角要求。 計(jì)算帶的根數(shù) Z， 計(jì)算單根 V帶的額定功率 rp 由 1 90dd mm? 和 1 1440 / minnr? ，查機(jī)械設(shè)計(jì)書表 84a? 得 0 kw? 根據(jù) 1 1440 / minnr? ， 1i =2 和 A 型帶查表 84b? 得 0 kw?? ，查表 85? 得 ? ? ，由表 82? 得 ? ，于是 00()RLP P P K K?? ? ? (1. 06 04 0. 17 ) 0. 97 0. 96? ? ? ?? 計(jì)算 V帶根數(shù) Z carpZ P? ? ? 取 4 根 V帶。 計(jì)算單根 V 帶的初拉力的最小值 0 min()F ， 由表 83 得 A 型帶的單位長度質(zhì)量 /q kg m? ,所以 20 m i n ( 2 . 5 )( ) 5 0 0 caKPF q vK Zv????? 20 m i n ( 2 . 5 0 . 9 7 ) 4 . 4( ) [ 5 0 0 0 . 1 6 . 7 8 ]0 . 9 7 4 6 . 7 8FN??? ? ? ???? 應(yīng)使帶的實(shí)際拉力 0 0 min()FF? 。 計(jì)算壓軸力，壓軸力的最小值為 1m in 0 m in( ) 2 ( ) s in 2pF Z F ?? 1692 3 s in 1 3 2 .5 52 o? ? ? ?? 。 （ 2）帶輪的結(jié)構(gòu) ① V帶輪的設(shè)計(jì)要求 帶輪的各輪槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使帶的載荷分布較為均勻，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻，輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少 帶的磨損。 ② V帶輪材料的選擇 因?yàn)?V 帶輪的轉(zhuǎn)速 /v m s? 則 /v m s? ，轉(zhuǎn)速較低，因此材料通常采用鑄鐵，常用材料為 HT150 或 HT200。 ③ 帶輪的結(jié)構(gòu)與尺寸 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇帶輪的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的型號來確定帶輪輪槽的尺寸。設(shè)計(jì)如下： 當(dāng) ? （ d 軸徑）時，可用實(shí)心式；當(dāng) 300dd mm? 時，可采用腹板式；當(dāng)300dd mm? 同時 11100D d mm?? 時，可采用孔板式；當(dāng) 300dd mm? 時可采用輪輻式。 ④ V帶輪的輪槽 V帶輪的輪槽與所選的 V帶的型號相對應(yīng)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表 810? V帶繞在帶輪上以后發(fā)生 彎曲變形，使 V帶工作面的夾角發(fā)生變化，為了使 V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密結(jié)合，將 V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于 40o 。 V帶輪安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)超出帶輪的外圓，也不應(yīng)與輪槽底部接觸，為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到外圓和底部的最小高度 minah 和 minfh 。 輪槽工作表面粗糙度為 或 。 表 3帶輪參數(shù) 項(xiàng)目 符號 Y Z A B SPY SPZ SPA SPB 基準(zhǔn)寬度 pb 基準(zhǔn)線上槽深度 minah 槽間距 e 8? 12? 15? 19? 第一槽對稱面 至端面的距離 f 7? 1 8? 1 218?? ?? 最小輪緣厚 min? 5 6 帶輪寬 B ( 1) 2B Z e f? ? ? 外徑 wd 2wad D h?? 主動帶輪計(jì)算：根據(jù) 90dd mm? ，第一槽對稱面至端面的距離： 21 10f mm??? ，槽間距： 15 mm?? ，基準(zhǔn)線上槽深度： min mm? ， min mm? ，最小輪緣厚：min 6mm? ? ，基準(zhǔn)寬： mm? 。 取 3ah mm? ， 9fh mm? ， 6mm?? 輪緣寬度： ( 1) 2B z e f? ? ? (4 1) 15 2 10? ? ? ? ?65mm? [ ( 1) ] / 2f B z e? ? ? [65 ( 4 1) 15 ] / 2? ? ? ?=10 mm 。 在總要求范圍內(nèi)。 槽寬： 02 ta n ( / 2 )dab b h ?? ? ? 11 2 3 tan 17 o? ? ? ? ? 。 頂圓直徑： 1 2a d ad d h?? 90 2 3? ? ? 96mm? 。 根據(jù)電動機(jī)軸徑： 38d mm? ，軸伸長度： 80E mm? 。 1 ( ~ 2)dd? (1. 8 ~ 2) 38 68 .4 ~ 76 mm? ? ?， 取 1 70d mm? ，取輪緣寬 。 80L E mm?? 。而 1 90 ?? ，所以采用實(shí)心式帶輪。 從動帶輪計(jì)算： 2 180dd mm? ，從動輪的設(shè)計(jì)方法與主動輪基本相同，只是輪轂與軸配合處的直徑由軸的直徑確定。