【文章內(nèi)容簡介】 ? 式中： ? ?30 TA ?? 3 2 6 .8 21 4 0 1 4 4 .22 4 .6d m m? ? ? 說明：當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱。對于直徑 100d mm? 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 3%；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大 7%。 則： m in 1. 03 14 4. 2 14 8. 53d m m? ? ? 取軸的最細(xì)部分的直徑為 160mm 。 葉片的設(shè)計 連續(xù)式攪拌機(jī)的合理結(jié)構(gòu)，技術(shù)參數(shù)的確定是一項迫切而急需的任務(wù)。在過去，曾研究過的攪拌葉片在軸上布置對混合物均質(zhì)性的影響。對攪拌機(jī)筒體中充填性能及對機(jī)器生產(chǎn)率和攪拌過程耗電量的影響，在葉片合理布置下，葉片軸轉(zhuǎn)速對混合物均質(zhì)性的影響，在合理的葉片布置和轉(zhuǎn)速下，攪拌機(jī)筒體的安裝傾角對攪拌過程及對混凝土制件強(qiáng)度指標(biāo)的影響。下面是幾種常見的葉片布置方式和它們的特點。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XVIII 優(yōu)點：可以使物料向箭頭所指方 優(yōu)點：可以使物料朝著 向做向流動 ，便于卸料。 頭方 環(huán)向流動，物料攪拌充分， 缺點：效率較低，不適于大批量 生產(chǎn)效率較高，適用于 連續(xù)生產(chǎn)。 大中型攪拌設(shè)備。 優(yōu)點：兩軸葉片在外形上同向布置， 優(yōu)點：葉片外形同向布置，筒并且筒體向卸料一側(cè)傾斜一 體傾斜 安裝，并且在卸料口處 個角度，便于卸料。 安有阻 滯葉片，攪拌均勻， 便 于卸料。 缺點 :結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)困難。 缺點：葉片布置比較復(fù)雜， 加工維修困難，成本較高。 圖 由于該攪拌機(jī)容量為大中型攪拌機(jī)，通過以上對各布置形式的分析，該山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XIX 設(shè)計選用圖（ b）形結(jié)構(gòu)，物料在攪拌筒內(nèi)的運動軌跡如圖 所示。 工作時 ,攪拌軸帶動攪拌葉片旋轉(zhuǎn) ,強(qiáng)迫物料按預(yù)定的軌跡產(chǎn)生剪切、擠壓、翻滾和揉搓等強(qiáng)制攪拌作用 ,使物料在劇烈的相對運動中得到均勻攪拌。改進(jìn)攪拌葉片的結(jié)構(gòu)和曲面形狀 ,對提高攪拌質(zhì)量、減小攪拌阻力和降低功率消耗具有重要的意義。 圖 雙臥軸式攪拌機(jī)物料運動軌跡 合理的葉片布置不僅可以提高混凝土的硬度和混凝土的生產(chǎn)率。而且可以減少原料的消耗，減少物料對機(jī)器的沖擊，還能延長機(jī)器的壽命。 由于兩軸的旋轉(zhuǎn)方向相反 ,兩軸間的料產(chǎn)生擠壓、翻滾和揉搓 ,以達(dá)到攪拌混合效果 顯然 ,在不破壞物料流運動的前提下 ,兩軸間物料逆流運動的頻次越高 ,揉搓和擠壓作用就越充分 ,攪拌效果就越好。通過對葉片相對運動分析可知 :攪拌葉片正反排列得到的逆流次數(shù)要比攪拌葉片雙正排列得到的次數(shù)多 ,因此攪拌作用更強(qiáng)烈 ,攪拌質(zhì)量也更好。并且隨著攪拌葉片數(shù)量的增多 ,這種優(yōu)勢會更加明顯。但這種情形下，那么攪拌葉片的運動順序破壞了拌筒內(nèi)物料的大流動。這是因為物料以連續(xù)遞推的方式前進(jìn)。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時參加攪拌 ,并且二者對物料推動的 方向相反。由于葉片的反向推動 ,有可能該葉片的相鄰葉片無料可攪 ,從而導(dǎo)致一根軸上葉片內(nèi)的物料無法推出來。 為了防止物料在機(jī)體兩端受到擠壓 ,應(yīng)在物料進(jìn)口端只設(shè)正向葉片 ,在出口端僅設(shè)反向葉片。實體面型螺旋葉片具有攪拌效率高、輸送物料性能好，山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XX 因此在入料口設(shè)置這種葉片。但這種葉片容易使物料形成“裹軸”現(xiàn)象。而帶式面型螺旋葉片雖然在輸送效率上，稍差于實體面型螺旋葉片，但物料不會形成低效區(qū)。這對物料在沿軸向運動是比較有利的。特別物料在長距離輸送時，帶式面型螺旋葉片充分發(fā)揮了自己的優(yōu)點。 雖然攪拌葉片正反排列得到的逆流次數(shù) 要比攪拌葉片雙正排列得到的次數(shù)多 ,因此攪拌作用更強(qiáng)烈 ,攪拌質(zhì)量也更好。但這種情形下，攪拌葉片的運動順序破壞了拌筒內(nèi)物料的整體流動。這是因為物料以連續(xù)遞推的方式前進(jìn)。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時參加攪拌 ,并且二者對物料推動的方向相反。由于葉片的反向推動 ,嚴(yán)重時，可能造成該葉片的相鄰葉片無料可攪 ,從而可能導(dǎo)致一根軸上葉片內(nèi)的物料形成斷料現(xiàn)象。 為了避免這種情形的產(chǎn)生，根據(jù)試驗結(jié)果 ,反向葉片的長度一般為正向葉片的 1/2～ 2/3 較好。此外，采用螺旋槳葉片，作為反向葉片，各葉片均勻分布在軸上。這種葉片，可以承受較大 的反向推力，攪拌的效率較高。螺旋槳葉片間斷的分布在軸上，不能導(dǎo)致對攪拌軸的斷料形成。 機(jī)內(nèi)的物料被正、反葉片分成兩部分 ,一部分向前推進(jìn) ,另一部分則向后推送 ,使物料產(chǎn)生連續(xù)不斷的軸向往復(fù)運動 ,將處于不同半徑處的物料翻轉(zhuǎn) ,在正反葉片的共同作用下 ,物料在機(jī)內(nèi)反復(fù)翻動、擴(kuò)散、攪拌、揉搓 ,使物料混合均勻。由于正向葉片大于反向葉片 ,所以物料在作軸向往復(fù)運動的時候 ,總體上是向出料口方向前進(jìn)的 ,因而可以滿足連續(xù)工作的要求。此外 ,物料由通常的單向運動方式改為往復(fù)運動 ,使得設(shè)備在有限的長度，提高物料的生產(chǎn)率和攪拌效率。 在葉片 的選擇上，根據(jù)目前國內(nèi)外臥軸式攪拌機(jī)葉片結(jié)構(gòu)型式看，廣泛采用鏟片式，就單個葉片來說，它是一個平板，他通過攪拌臂與軸形成一體，使全部葉片呈螺旋線分布，葉片間沒有直接聯(lián)系，因而這種化整為零的結(jié)構(gòu)方式具有很突出的優(yōu)點。它使得葉片的加工安裝非常方便，從而代替了加工安裝要求高的螺旋帶葉片。從磨損角度看，鏟片式易受到局部磨損，這是因山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XXI 為物料與葉片之間的滑動逐步不均勻，而且波動，易形成卡料，使磨損加劇，攪拌效果有所下降，故從磨損和攪拌效果來看，鏟片式比螺旋帶式差。但鏟片式在以后的維護(hù)保養(yǎng)和維修過程中比較方便，并且葉片是標(biāo)準(zhǔn) 化大批量生產(chǎn)，可以降低成本。所以，綜合考慮，該設(shè)計應(yīng)選用鏟片式葉片，整體結(jié)構(gòu)和葉片布置如下： 圖 雙臥軸攪拌機(jī)攪拌裝置 攪拌筒 攪拌軸 攪拌臂 攪拌葉片 側(cè)葉片 攪拌筒 內(nèi)裝有兩根水平配置的攪拌軸，每根軸上均裝有攪拌葉片。在靠近攪拌筒兩端的攪拌臂上分別裝有側(cè)葉片，可刮掉端面上的混凝土，并改變混凝土的流向。葉片與村板間隙 ≤ 5mm，參數(shù)如下： ① 單根軸上的葉片數(shù)量為 8 片 ② 雙軸攪拌機(jī)葉片交錯布置 ③ 單根軸上相鄰攪拌臂的相位角差為 90 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XXII ④ 兩軸上同序號攪拌臂達(dá)到攪拌區(qū)域相同位置相位差為 135 ⑤ 攪拌臂與軸的連接方式為剖分式螺栓連接（在攪拌過程中，如有攪拌臂斷裂可以快速更換） 攪拌筒尺寸及卸料方式確定 1）攪拌筒尺寸 為了減少磨損和卡石子現(xiàn)象，除了提高葉片、襯板的材質(zhì)和及時調(diào)整間隙外，有些產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上采用了攪拌軸的回轉(zhuǎn)中心相對攪拌筒中心略帶偏心安裝。這樣，在卡石子現(xiàn)象發(fā)生的區(qū)域，葉片的運動方向總是沿著使葉片與襯板間隙由小變大的方向，即使卡入了石子也會減少石子對葉片和襯板的破壞 。 根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，攪拌機(jī)的出料容積與進(jìn)料容積之比為 1500 = ，幾何容積應(yīng)大于進(jìn)料容積，此外攪拌機(jī)還應(yīng)具備 10%的超載能力，所以取容積利用系數(shù)為： ? 則攪拌筒幾何容積為： = = 3000VVLj出 料幾 何 取長寬比 = ，尺寸為： 3 31 6 1 . 3 1 6 3 1 . 3= = 2 . 12 2 3 . 1 4Vlm?? ??? ??幾 何 則 2 .1 = 1 .6 51 .3 1 .3ldm?? 。 2）卸料方式 的確定： 目前 臥軸式攪拌機(jī)主要采用傾翻室和底開門式兩種卸料方式，由于JS1500 的出料容量為 1500L，相對來說容量較大，故采用底開門式，既可使山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XXIII 混凝土順利地在攪拌過程中卸出，也可避免使筒體傾翻，這樣既安全，又節(jié)省了勞力，表現(xiàn)出很多自由的特點，操作也方便，故而采用底開門式卸料。 卸料機(jī)構(gòu)是由料門、密封調(diào)節(jié)板、液壓缸、液壓泵和限位接近開關(guān)等部分組成。自動運行時，一般設(shè)置為全開、全關(guān)、半開三種狀態(tài)，它便于控制卸料流速，卸料門的密封通過調(diào)整密封板的位置來實現(xiàn)。卸料機(jī)構(gòu)通過液壓系統(tǒng)來進(jìn)行控制，可以降低工人的勞動強(qiáng)度， 提高設(shè)備的安全性。在液壓系統(tǒng)失效的緊急情況下，該系統(tǒng)設(shè)有安全裝置，工人可以通過手工操縱安全手柄來打開卸料門。卸料機(jī)構(gòu)如下圖所示： 圖 卸料機(jī)構(gòu) 襯板 攪拌筒弧板 密封板 卸料門 軸端密封 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XXIV 圖 軸端密封及支承 O 形密封圈 金屬浮封環(huán) 長軸套 轉(zhuǎn)環(huán)轂 浮動定位擋環(huán) 密封擋圈 擋環(huán) 支承座 油杯 油封座 1隔套 1軸承襯套 1軸承 1油封 1軸套 1 軸端透蓋子 1放油螺塞 在轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)環(huán)轂 4與浮封環(huán)之間及固定的支承座 8與浮封環(huán)之間的錐形體處各放置一個大截面 0型密封橡膠圈 1當(dāng)轉(zhuǎn)環(huán)轂 4與支承座 8相互壓緊后，兩個密封圈就產(chǎn)生彈性變形，被壓扁成橢圓形斷面。這樣，即密封了圓錐體外的空間，又岡密封圈的彈性使兩個浮封環(huán)產(chǎn)生相對的軸向力，使兩個摩擦接觸端面互相粘貼的很緊，從而保證足夠的密封作用。當(dāng)兩個金屬浮封環(huán)接觸的端面磨損后，密封橡膠圈的彈性可起一定的補(bǔ)償作用，仍然保證兩者端面互相貼緊，繼續(xù)保持良好的密封效果。 強(qiáng)制式臥軸攪拌機(jī)其攪拌軸在拌合料面下工作，工作時攪拌 軸相對攪拌筒轉(zhuǎn)動，砂漿易于侵入攪拌軸運動副中產(chǎn)生磨料磨損及漏漿，所以軸端密封是強(qiáng)制式臥軸攪拌機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和重要部件。它支承著攪拌裝置，保護(hù)軸端處不漏漿，使攪拌軸支承軸承不受砂漿侵襲，延長軸承等零部件的使用壽命，確保攪拌系統(tǒng)的正常工作。 浮動密封，系屬于端面機(jī)械密封的一種特殊形式，其結(jié)構(gòu)簡單，端面密封壓力能自行補(bǔ)償，磨料介質(zhì)不易侵入，潤滑脂（油）不外泄漏，密封效果好，使用于低速重載，作業(yè)條件惡劣處。 浮動密封由配合端面（平面或球面）經(jīng)過精加工（研磨）的兩個金屬浮動環(huán)和兩個 0 型密封橡膠圈組成。金屬浮動環(huán)用合金鑄 鐵（鋼）或粉末冶金等材料制成，其外圓為圓錐體。在轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)換轂與浮封環(huán)之間及固定的支承座與浮封環(huán)之間的錐形體處各放置一個大截面 0 型密封橡膠圈。當(dāng)轉(zhuǎn)換轂與支承座相互壓緊后，兩個密封圈就產(chǎn)生彈性變形，被壓扁成橢圓形端面。這樣，即密封了圓錐體外的空間，又因密封圈的彈性使兩個浮封環(huán)產(chǎn)生相對的軸向力，使兩個摩擦接觸端面相互粘貼的很緊，從而保證足夠的密封作用。山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XXV 當(dāng)兩個金屬浮封環(huán)接觸的端面磨損后，密封橡膠圈的彈性可起一定的補(bǔ)償作用，仍然保證兩者端面相互貼緊，繼續(xù)保持良好的密封效果。 襯板 攪拌機(jī)在對骨料進(jìn)行攪拌的過 程中，由于砂石對攪拌筒壁會產(chǎn)生較大的磨損，所以為了減少磨損對筒壁的傷害，需要在筒壁內(nèi)添加襯板。雖然磨損現(xiàn)象紛繁復(fù)雜，但總的來說都是一個“磨屑”脫離本體的過程，從磨削形成過程的觀點來說，大體分四種磨損類型： 1) 磨料磨損：由于硬顆粒或突出物的作用而造成物料遷移所導(dǎo)致的磨損。 2）粘著磨損：兩個光滑的金屬表面在壓力下作相對滑行時，界面上的實際接觸面及 其可能結(jié)合起來而形成粘著，這些粘著點不斷破裂，斷裂可能發(fā)生在結(jié)合面處，也可能發(fā)生在本體的突出部位，這就使某一 表面上產(chǎn)生脫離了本體的金屬磨屑。 1）腐蝕磨損：在腐蝕條件下，金屬表面形成一層腐蝕產(chǎn)物，在有相對滑行時，這層 腐蝕產(chǎn)物將被磨掉，使金屬受到繼續(xù)的腐蝕和磨損。 2）表面疲勞磨損：這種磨損是由于多次反復(fù)的加載和卸載而導(dǎo)致在接觸面上以及接 觸面的皮下形成垂直于或平行于接觸面的疲勞裂紋，這些裂紋的擴(kuò)展以及相互交割，可能使金屬表面開裂，以致剝落。 在這些種類的磨損中，其中磨料磨損是最主要的形式。在所有的工業(yè)磨損中一半以上的磨損實質(zhì)主要是磨料磨損，它導(dǎo)致了人力、能源和材料的大量消耗。因此人們越來越認(rèn)識到對磨料磨損、抗磨 材料及磨料磨損機(jī)理研究山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） XXVI 的必要性和迫切性。近年來，國內(nèi)外抗磨材質(zhì)的發(fā)展取得很大進(jìn)步。 攪拌機(jī)襯板通常在有水或其他液體和帶有較高硬度并呈尖銳棱角的固態(tài)物料所組成的介質(zhì)中工作。在工作過程中，襯板除受到卵石等磨料的沖撞外，襯板還受來自磨料的兩種分力：一種是磨料對襯板磨損表面的法向壓力，這種力產(chǎn)生于磨料被鏟片和襯板擠壓過程中，致使其中尖銳棱角的砂石料壓入磨損表面；二是磨料對襯板磨損表面的切向力，這種力產(chǎn)生與磨料被攪拌機(jī)鏟片帶動沿圓周以一定速度旋轉(zhuǎn)運動的過程中，使磨料和襯板磨損表面之間產(chǎn)生相應(yīng)的切向運動，結(jié)果