【正文】 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 參考文獻(xiàn) （ 1） 原思聰 .“混凝土攪拌機(jī)拌葉失效分析再探” .西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào) （ 2） 王磊明 .陳滔 .“混凝土攪拌機(jī)葉片結(jié)構(gòu)及曲面形狀研究探討” .《建筑技術(shù)》 （ 3） 馮忠緒 .王衛(wèi)中 .“攪拌機(jī)合理轉(zhuǎn)速研究” .《中國(guó)公路學(xué)報(bào)》 .2020 年 3 月 （ 4） 馮忠緒 .陳衛(wèi) .王鵬 .“雙旋轉(zhuǎn)軸攪拌機(jī)性能試驗(yàn)” .《長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)》（自然 科學(xué)版） .2020 年 9 月 （ 5） 馮忠緒 .王衛(wèi)中 .“攪拌機(jī)拌臂數(shù)目與葉片面積的確定方法” .《長(zhǎng)安大學(xué) 學(xué)報(bào)》 2020 年 7 月 （ 6） 張春林 .張穎 .《機(jī)械原理》 .機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 年 （ 7） 嚴(yán)大考 .《結(jié)構(gòu)力學(xué)與鋼結(jié)構(gòu)》 .黃河水利出版社 .2020 年 8 月 （ 8）戈曉蘭 .《機(jī)械工程材料》 .北京大學(xué)出版社 .2020 年 8 月 （ 9）師素絹 .張秀花 .《機(jī)械設(shè)計(jì)》 .北京大學(xué)出版社 （ 10）錢(qián)可強(qiáng) .徐祖茂 .《機(jī)械制圖》第六版 .高等教育出版社 .2020 年 7 月 (11)成大先 .《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 .化學(xué)工業(yè)出版社 .2020 年 （ 12）王玉 .《機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)》 .國(guó)防工業(yè)出版社 .2020 年 8 月 (13)原思聰 . “混凝土攪拌機(jī)拌葉失效分析再探” .西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào) (14)王磊明 .陳滔 .“混凝土攪拌機(jī)葉片結(jié)構(gòu)及曲面形狀研究探討” .《建筑技術(shù)》 (15)。如果 3D 或者4D 打印機(jī)的發(fā)展很迅速，那么在為了攪拌機(jī)的使用就智能在大型建筑上才能使用。 對(duì)于攪拌機(jī)來(lái)說(shuō)，在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，攪拌機(jī)的使用會(huì)越來(lái)越多，效率越 來(lái)越高，越來(lái)越環(huán)保并且更加智能化。減速器這是在用的二級(jí)圓柱直齒輪，減速器起到的是減速增扭的作用。 攪拌軸設(shè)計(jì)時(shí)采用的是兩根軸的設(shè)計(jì)，這樣能讓攪拌筒中的物料產(chǎn)生一種環(huán)形渦流的現(xiàn)象，能夠增加攪拌的效率和攪拌的質(zhì)量。 我對(duì)攪拌機(jī)的軸、攪拌桶、皮帶輪、減速器進(jìn)行了設(shè)計(jì)?？刂齐娫措妷簽?380V。電氣系統(tǒng)的原理圖如圖 所示，系統(tǒng)由短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等一些功能。在電氣控制線(xiàn)路中設(shè)置空氣開(kāi)關(guān)，熔斷器、熱繼電器分別具能夠保護(hù)有路，過(guò)載和斷相的性能，控制按鈕和空氣開(kāi)關(guān)手柄和指示燈全部安裝在配電箱門(mén)，并且門(mén)上有鎖。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 第六章 電氣系統(tǒng) 圖 71 電氣原理 如圖 所視，電配箱中基本又電器控制元件。但吸水箱沒(méi)有站配備 ,所以選擇特殊泵混凝土攪拌時(shí)間繼電器控制 ,在誤差允許范圍內(nèi)讓供水時(shí)間略大 ,如果濕沙和水供應(yīng)的時(shí)間相對(duì)較短 。由于供水的要求控制在 2%上下 ,因此 ,如何更好地滿(mǎn)足精度問(wèn)題的供水方式的選擇 ,應(yīng)該認(rèn)真考慮。如果按鈕到 ―時(shí)控 ‖檔時(shí)，水泵將會(huì)按找計(jì)劃的時(shí)間開(kāi)始工作和自動(dòng)停工，如果按鈕轉(zhuǎn)在 ―手動(dòng) ‖檔時(shí)，可以持續(xù)供水。 圖 42 攪拌機(jī)卸料機(jī)構(gòu) 1—襯板； 2—攪拌筒弧板； 3—密封板； 4—卸料門(mén) 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 第五章 攪拌機(jī)供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 供水系統(tǒng)的組成 圖 51 供水系統(tǒng) 供水系統(tǒng)由 電動(dòng)機(jī)、水泵、節(jié)流閥以及管路等元件組成 ，如圖 所示。卸料門(mén)安裝在滾筒底部 ,通過(guò)操縱手柄可使其水平軸扭轉(zhuǎn)為了實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟和關(guān)閉的目的 ,通過(guò)調(diào)整軸的選裝。制動(dòng)電動(dòng)機(jī)確保料斗在負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn) ,可靠地停留在任何地方 ,制動(dòng)力矩的大小由電機(jī)后座上的螺母 調(diào)整。 ,斗門(mén)自動(dòng)打開(kāi) ,進(jìn)料斗進(jìn)入桶后材料。上料架 (下料軌道 )槽鋼 ,滾輪的滾輪頻道里面 ,在橫向的槽鋼輥 ,這樣可以確保料斗上下的安全順利。 (1)上料架： 斜角的 60176。聯(lián)軸器（軸的密封）就是保證軸不被攪拌液體或砂等物體流出來(lái)磨損攪拌軸。所以提高攪拌軸的壽命。攪拌機(jī)的使用性能的好壞主要取決于攪拌軸。 我在考慮這些問(wèn)題時(shí)，都是以環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效率還有考慮到攪拌機(jī)的壽命為條件來(lái)考慮的。 浮動(dòng)密封是屬于一個(gè)特殊的機(jī)械密封形式 ,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,閥門(mén)可以自我補(bǔ)償端面密封壓力、磨料介質(zhì)不容易入侵 ,油脂 (石油 )泄漏 ,但密封效果好 ,用于低速重載 ,簡(jiǎn)單的操作條件。 迫使水平軸攪拌機(jī)攪拌軸在混合下工作表面 ,相對(duì)混合桶攪拌軸旋轉(zhuǎn)工作時(shí) ,砂漿很容易入侵?jǐn)嚢栎S運(yùn)動(dòng)副磨損和泥漿泄漏 ,軸端密封是迫使軸攪拌機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和重要組成部分。如果兩個(gè)金屬浮封環(huán)擠壓接觸面被磨損后，這時(shí)密封橡膠圈的彈性能夠在一定的程度上有補(bǔ)償，能夠讓兩個(gè)斷面依然接觸在一起。這個(gè)密封器的原理兩個(gè)密封圈同時(shí)彈性變形，壓橢圓形斷面。這樣會(huì)增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，所以我們?cè)谳S和減速器間增加了一個(gè)聯(lián)軸器（軸承密封）。設(shè)計(jì)時(shí)能是解決在攪拌時(shí)可能會(huì)有砂和漿的流出還有是防止被腐蝕。 為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的攪拌，攪拌軸距同攪拌筒的半徑由以下關(guān)系： i=R/C= 如果以上公式計(jì)算結(jié)果偏差太大，可用修正公式 C=。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 34 攪拌機(jī)軸距示意圖 JS2020 攪拌機(jī)的兩軸距計(jì)算，可用公式： 850*Cv? 其中： C軸距 R攪拌半徑 X軸上葉片外端到另一根軸的距離 R攪拌軸的半徑（ R=225mm） 當(dāng)骨料的最大顆粒徑為 80mm。合理的軸距能夠保證此現(xiàn)象的出現(xiàn)，保證攪拌效率的必要條件。要求混凝土攪拌機(jī)比須具備 10%的超料生產(chǎn)的能力，則攪拌機(jī)必須的最小體積： * v? ??? （ 33） 式中：ν e最小有效容積 V –公稱(chēng)出料容積 λ –有效容積比（通常取λ =） η – 進(jìn)料容積比（通常取η =） 帶入計(jì)算，可計(jì)算出最小容積： 1 . 2 5 2 . 0 1 . 5 1 . 1 2 . 0 6 2 5 2 . 0 4 . 1 2 5 3em? ? ? ? ? ? ? ? 取容積為 ，長(zhǎng)寬比為 ，寬高比為 設(shè)高為 h： 則： m3（因雙臥軸是兩個(gè)圓柱組成，此式計(jì)算一個(gè)圓柱） 即： += 得： h==1500mm，寬 b==1407mm，長(zhǎng) L==3000mm 軸距 在本次設(shè)計(jì)的 JS2020 型攪拌中，本次設(shè)計(jì)的攪拌葉片采用圍方式排列，強(qiáng)制攪拌機(jī)工作時(shí)，物料在兩根攪拌軸中被推向兩個(gè)不同方向運(yùn)動(dòng)，所以攪拌筒兩軸間會(huì)出現(xiàn)重疊區(qū)在重疊卻中出現(xiàn)環(huán)形渦流攪拌現(xiàn)象。具體的取值，則要結(jié)合葉片安裝角。 根據(jù)文獻(xiàn)，從經(jīng)濟(jì)性上考慮，在節(jié)約材料方面，當(dāng)長(zhǎng)款比為 時(shí)，需要的材料在理論上為最少。 33 攪拌筒的示意圖 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 攪拌桶和葉片的排列方式不但對(duì)攪拌的質(zhì)量有影響，所以長(zhǎng)寬比不能太大，否則軸向流動(dòng)距離太長(zhǎng)，攪拌中不能很快的速達(dá)到攪拌勻質(zhì)。依據(jù)板的工作 ,所以不僅僅只能具有的硬度 , ,同時(shí)還要有良好的耐磨性、抗板斷裂、和抗沖擊能力。上面的兩類(lèi)力的作用中 ,許多坑襯板表面 ,劃出許多劃線(xiàn) ,許多微小的劃痕在表面 ,并使材料被推到壓力或在前面和側(cè)面的坑槽 ,產(chǎn)生塑性變形 ,在磨料反復(fù)運(yùn)動(dòng)和摩擦 ,導(dǎo)致材料的加 工硬化 ,或其他變形裂痕，逐步形成和擴(kuò)展 ,導(dǎo)致材料脫落 ,使磨損。在工況情況下，襯板不僅受到卵石和磨料的撞擊，同時(shí)襯板還受來(lái)磨料的摩擦，磨料摩擦的分兩類(lèi)：一類(lèi)則是物料對(duì)襯板的磨損表面的法向壓力，這類(lèi)作用了力產(chǎn)生于物料被葉片和襯板共同擠壓， 骨料從邊對(duì)筒產(chǎn)生壓力導(dǎo)致磨損筒表面 。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 攪拌桶的設(shè)計(jì) 攪拌桶內(nèi)襯的襯板 攪拌機(jī)襯板通常是在水或其他液體和骨料具有高硬度和鋒利的棱角的工作介質(zhì)。 . 5） 攪拌軸橫截面幾何形狀是圓形（空心）。 3） 單根軸上相鄰葉片的相位角差為 90176。葉片和村板間隙應(yīng)該≤ 5mm， 具體參數(shù)： 1） 每一根軸上葉片數(shù)量為 15 片。在攪拌筒的兩端，側(cè)葉片安裝道攪拌臂上。在圖 中可以看到葉片的排列和整個(gè)結(jié)構(gòu)。它不但簡(jiǎn)單了安裝方法，還設(shè)葉片更簡(jiǎn)單了，因此取代看較高要求的螺旋葉片，僅僅在磨損方面看，鏟片式部分容易被磨損， 這是由于材料和葉片之間的滑動(dòng)逐步不均勻 ,波動(dòng)性 ,容易造成卡材料 ,磨損 ,攪拌效果 ,所以從磨損和攪 拌效果 ,下面的螺旋帶式鏟板。 對(duì)于葉片的選取中，對(duì)于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外臥軸式攪的葉片結(jié)構(gòu)形，通常是鏟片被用，就每一個(gè)葉片，他是平板，攪拌臂連接葉片和軸，讓它們看起來(lái)是一個(gè)整體。因?yàn)檎?向葉片大于反向葉片 ,所以材料在軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,通常在卸料口的方向 ,所以它可以滿(mǎn)足不間斷的工作要求。 在機(jī)體內(nèi)的主體材料 ,葉片分為兩部分 ,一部分的向前運(yùn)動(dòng) ,使材料產(chǎn)生不間斷的以軸為中心的向往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,材料在不同的轉(zhuǎn)彎半徑 ,和葉片將一次又一次的聯(lián)合行動(dòng) ,傳播的材料 ,混合 ,揉捏 ,混合材料。這華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 種葉片 ,能承受較大的逆沖斷層 ,混合效率高。為了防止這種狀況的發(fā)生 ,依據(jù)測(cè)試結(jié)果 ,扭轉(zhuǎn)葉片的長(zhǎng)度通常是積極的1/2 ~ 2/3 的葉片更好。這是由于材料在連續(xù)遞歸前 進(jìn)。而攪拌葉片和物料間發(fā)生劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng) ,因此 ,混合效果更強(qiáng)烈 ,混合質(zhì)量是更好的。特殊材質(zhì)在長(zhǎng)途運(yùn)輸帶式螺旋葉片外表充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。盡管螺旋葉片和帶式表面型運(yùn)輸效率 ,縮小對(duì)固體表面式螺旋葉片 ,但材料不會(huì)形成低效區(qū)。固體表面式螺旋葉片輸送材料混合效率高 ,性能好 ,所以裝置在物料的進(jìn)口出安裝這里葉片?？赡苡捎谕苿?dòng)葉片 ,相鄰葉片的葉沒(méi)有材料可以混合 ,導(dǎo)致的葉片材料不能出去。這是由于材料在連續(xù)遞歸前進(jìn)。但這種情況 ,那么攪拌葉片運(yùn)動(dòng)秩序打破了大流量管材料混合。在物料的運(yùn)動(dòng)方式不被破壞的情況下 ,兩軸之間的物料由較高頻率的逆流運(yùn)動(dòng)方 ,就使揉搓擠壓作 用更加充分 ,也能提高混凝土的質(zhì)量。同時(shí)能夠減少材料的消耗，降低物機(jī)器的沖擊，能夠增加攪拌機(jī)的使用年限。改善攪拌葉片的構(gòu)造和葉片的曲面外形 ,能夠高攪拌的質(zhì)量、相對(duì)降低攪拌的阻力和減 功率耗費(fèi)。 缺點(diǎn)：葉片排列相對(duì)復(fù)雜，加工維修比較困難， 本次設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)容量為 2020L，是大中型攪拌機(jī)，經(jīng)過(guò)上訴對(duì)每類(lèi)排列方式的分析，本次設(shè)計(jì)采用圖（ b）形的排列方式，攪拌桶的物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖 。 滯的葉片，攪拌勻質(zhì)，方便卸料。 環(huán)向運(yùn)動(dòng)，能使物料充分拌和， 缺點(diǎn)：效率低，不能適用于大批量 生產(chǎn)效率相對(duì)高，能用大中型攪拌設(shè)備。 則實(shí)心軸： 2 0 7 . 1 1 1 3 % 2 1 3 . 3d m m? ? ? ?（ ） 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑： d=215mm 空心軸： 2 1 6 . 9 1 1 3 % 2 2 3 . 4 2d m m? ? ? ?（ ） 圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑： d=225mm 攪拌臂的設(shè)計(jì) 攪拌機(jī)的葉片的設(shè)計(jì)不僅僅要考慮攪拌軸的攪拌時(shí)間，還有攪拌時(shí)的攪拌葉片數(shù)量也得相等，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的負(fù)荷均勻，有利于降低電機(jī)的沖擊，并且還要考葉片排列的位置，合理的排列位置能能有效的實(shí)現(xiàn)物料合理流動(dòng)，在相對(duì)較短的和時(shí)間物料能得到充分?jǐn)嚢?，提高混凝土質(zhì)量。將軸徑圓整當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)直徑。假定直徑 d＞ 100mm，只有一個(gè)鍵槽的話(huà)，那么軸徑應(yīng)該增大 3%，如果兩個(gè)鍵槽存在的情況下，那么軸因該增大 7%。 初選軸材料 Q235 鋼。在設(shè)計(jì)中，常常要用道初步估算軸尺寸的方法。在攪拌機(jī)中，主軸主要承受扭矩，所以按照扭曲強(qiáng)度條件計(jì)算。因?yàn)閿嚢栎S通常都是相對(duì)較長(zhǎng)并且需要在攪拌桶里進(jìn)行操作，此類(lèi)軸承工況環(huán)境相對(duì)不好。結(jié)構(gòu)方式、軸上安裝攪拌器的種類(lèi)，需要考慮支撐結(jié)構(gòu)、數(shù)量和聯(lián)軸器的連接要求才能確定軸的安裝，攪拌臂還需要想到腐蝕等外界干擾。 攪拌軸的結(jié)構(gòu) 攪拌軸常用實(shí)心和空心作為直徑。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 攪拌軸的材料 攪拌軸和普通軸一樣，通常采用 45 號(hào)鋼，對(duì)于要求相抵地的材料可以選用 Q235 鋼。 一板情況下軸轉(zhuǎn)速超過(guò) 200r/min 軸，那么需要臨界轉(zhuǎn)速校核。 4 幾何尺寸計(jì)算 （ 5） 分度圓直徑 d1=22*11=242mm； d2=108*11=1188mm （ 6） 計(jì)算中心距 a=（ d1+d2） /2=（ 242+1188） /2=715mm （ 7） 計(jì)算齒輪寬度 1*1 2 4 2 2 4 2db d m m?? ? ? 選取 B2=245mm， B1=250mm （ 8） 初定齒輪傳動(dòng)效率為 97%，則輸出 32 * 9 7 % 8 1 . 8 3 0 . 9 7 7 9 . 3 8P P k w? ? ? ? 4 3 2/ 1 2 0 . 1 7 / 4 . 9 2 4 . 5 2 /N n i r m in? ? ?華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第三章 攪拌機(jī)裝置的設(shè)計(jì) 攪拌軸的設(shè)計(jì) 圖 31 雙臥軸攪拌機(jī)攪拌裝置 1 攪拌筒； 2 攪拌軸； 3 攪拌臂； 4 攪拌葉片； 5 側(cè)葉片 攪拌機(jī)的攪拌軸常常采用空心