【正文】 /m s m s? 帶速一般為 5 ~ 30 /v m s? ，故帶速適合。 一、 V帶 設(shè)計計算 （ 1） 確定計算功率 cap 查 《 機械設(shè)計 》 表 87? 查得工況系數(shù) AK =， 故： ca Ap K p??4= （ 2）選擇 V帶型號 根據(jù) cap 、 1n 由 《 機械設(shè)計 》 圖 810? 可以選擇 V 帶型號為 A 型。與平帶傳動 相 比， V帶傳動的摩擦力大，因此可以傳遞較大 的 功率。 因此 本次畢業(yè)設(shè)計 所 選用的是 V帶傳動。 按照工作原理的不同，帶傳動可分為 嚙合型帶傳動 和 摩擦型帶傳動 。 帶傳動通常由主動輪、從動輪和張緊在兩輪上的環(huán)形帶組成。各級 傳 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。又由于該 混凝土攪拌機 實際 所需的 輸出 功率為 ，綜合考慮 各方條件，暫選 電 動機型號為 112 4YM? ，其額定功率為 4kw ，轉(zhuǎn)速 n 為 1440 /minr ，額定轉(zhuǎn)矩 ，最大轉(zhuǎn)矩 。在攪拌 的 過程中，由于 物料 在 混合的 過程中 不 停 地 消耗動力， 因此 ， 強制式 混凝土攪拌機的生產(chǎn) 效率 決定 了 電動機的功率 [3]。 1 0 9 6 .5 3 0 3 .3 59550 9550wMnp Kw?? ? ? 在攪拌機運動的過程中，電動機與減速器之間通過 V帶傳動連接，減速器與攪拌軸之間通過鏈傳動連接，軸上 安裝 有一對軸承，查《機械設(shè)計 實用 手冊》得： 表 4 各傳動部件的傳動效率 類別 傳動形式 效率（ %） 帶傳動 V帶傳動 軸承 滾動軸承 鏈傳動 雙排鏈 減速器 蝸桿減速器 從而可計算出從電動機至攪拌機主軸傳遞的總效率為 ?= V? ? ? ?帶 軸 承 鏈 傳 動 減 速 器=0 .9 6 0 .9 8 0 .9 9 0 .9 5???= 3 .3 5 3 .5 30 .8 8 5wdpp K w?? ? ? dp — 電動機實際所需的輸出功率。 K— 滾動摩擦力臂 。為討論方便，現(xiàn)假定最惡劣的工作狀況，即全部物料傾向拌筒的外側(cè)，求這種情 況下的攪拌功率。 機電工程學(xué)院機械系 機械設(shè)計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 共 37 頁 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 專 用紙 si n 45 0. 62 c os 45si n c os29 .9 29 .9 35 .6 m i n8002f rn R?? ???? ? ? f— 混凝土與攪拌葉片的磨檫系數(shù) f= 取攪拌葉片轉(zhuǎn)速 30r/min。 攪拌機所需工作效率，應(yīng)由工作阻力和運動參數(shù)計算求得： 9550w Mnp ? M— 攪拌葉片攪拌時所需的外力矩（ ）。 wp — 攪拌機所需功率。攪拌筒的筒體高 為 H=310mm， 直 徑 為 D=800mm， 筒壁 的 厚 度為 3mm。攪拌機機架是用 槽鋼 和 鋼管 加工而成，通過 焊接在 攪拌 筒底部用來起支 承 作用的。機架是 混凝土 攪拌機平穩(wěn)運轉(zhuǎn)以及穩(wěn)定 工作 的基礎(chǔ)。 故 本次設(shè)計的攪拌機采用的葉片安裝角為 45 度 [6]。 葉片安裝 角理論 分析：當(dāng)安裝角過小時 ，攪拌 葉片主要帶動混合 物 料圍繞 著攪拌軸轉(zhuǎn)動，卻 缺乏必要的軸向運動，攪拌葉片 與 攪拌 軸 平行 變成 一塊平板起 不 到 攪拌作用；當(dāng)安裝角過大時 ， 攪拌 葉片推動混合 物 料橫向運動 的 力 不足 ， 攪拌 葉片就與攪拌軸 形成一塊 垂直的平板 ，同樣 也 沒有攪拌的 能 力 。 攪拌葉片安裝 的 角 度 直接 影響著 攪拌機均勻拌合性能 的好壞 ,對 混凝土 的質(zhì)量 以及生產(chǎn)的效率都起著決定性的作用 ,并且攪拌 葉片安裝 的 角 度 與攪拌機 其他 的一些 參數(shù) 聯(lián)系 緊密 ， 任何一個 參數(shù)的 改 變都會 影響 攪拌機 整體攪拌 的 性能。 一般 的立軸 式 強制攪拌機的鏟片 式 攪拌 葉片 表面形狀 通常 為平面 , 在 工作時 , 混合拌料 對 平面 式 攪 拌 葉 片的阻礙作用 過 大 ，長時間運轉(zhuǎn) 消耗 的功率 大 ，不利于節(jié)能，而且攪拌質(zhì)量差 。其葉片 伴隨 著 豎 直軸 進行圓周運動 。 主要技術(shù)參數(shù) 攪拌機主要技術(shù)參數(shù)見表 2。 總體結(jié)構(gòu)及工作 原理 結(jié)構(gòu)組成及工作原理 本 次 設(shè)計 的 混凝土攪拌機主要組成部分為： 動力裝置 、 傳動 系統(tǒng) 、攪拌 裝置 、機架等。 綜上所述 ，立軸 式 攪拌機 不僅 結(jié)構(gòu)簡單 、制作成本低 、拌合質(zhì)量好 ， 而 且 易于操作和 控制 。 立軸式攪拌機 ： 主要 通過 筒內(nèi)轉(zhuǎn)軸的 帶動 葉片旋轉(zhuǎn) 強制式 攪拌 ， 使拌合料在劇烈的相對運動中 達到拌和均勻。 這種攪拌機 比自落式攪拌機攪拌的質(zhì)機電工程學(xué)院機械系 機械設(shè)計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 37 頁 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 專 用紙 量好，效率高 ， 因此 主要適 用 于攪拌干硬性混凝土 和普通塑性混凝土 [12]。 因其攪拌葉片的運動 速度小 、 耐磨性 能 好 以及能 耗 少而獲得了市場的大量推廣和使用 。 這種攪拌機分為 行星式 和 渦槳式 兩大類 。 強制式攪拌機 ： 圓盤立軸式攪拌 機是 最 早出現(xiàn)的 強制 式 混凝土 攪拌機 。 工作時，將物料投入攪拌筒內(nèi)，筒體繞其自身軸旋轉(zhuǎn)， 靠攪拌筒的旋轉(zhuǎn)，由筒內(nèi)的 攪拌葉片將物料推到一定的高度后，物料靠自重墜落下來，反復(fù)對物料進行攪拌而加工成勻質(zhì)混凝土。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ， 傾翻出料式 和 反轉(zhuǎn)出料式 的雙錐形攪拌機以及 立 筒式攪拌機等相繼 出現(xiàn) 并 取得快速 發(fā)展。這種攪拌機的攪拌時間短，生產(chǎn) 效率高、并得到迅速 發(fā)展。 按出料方式 的不同 可 分 為 非傾翻式和傾翻式 兩種 ；按 攪拌機 攪拌 拌筒結(jié)構(gòu)形式 的不同 可分為 圓盤立軸式、圓槽臥軸式、雙錐、鼓筒式等 ； 按工作性質(zhì) 的不同又可 分 為 間歇式和連續(xù)式 ； 按攪拌原理 的不同分為 連續(xù)式、強制式和自落式；按安裝方式 可 分 為 移動式和固定式 兩種 。機電工程學(xué)院機械系 機械設(shè)計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 37 頁 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 專 用紙 第三章 攪拌機主參數(shù)及各部件的設(shè)計計算 總體設(shè)計方案 混凝土攪拌機 各個品種功能的 比較 混凝土攪拌機主要由 動力裝置 、加料和卸料 裝置 、供水系統(tǒng)、 攪 拌筒 、 攪拌機構(gòu)、傳動 裝置 、機架 、 支承 機構(gòu) 等組成。 (3) 噪 音 和灰塵的控制 ：為了 降低 噪 音 、 灰塵 對工作環(huán)境的 的影響 和 污染， 我們相應(yīng)的 在 混凝土 攪拌機筒體的上方加 裝 了一個筒蓋， 雖然不能消除噪音和灰層的污染 ， 但是對噪音的降低以及灰塵的減少還是能夠起到非常好的效果。 攪拌機的 關(guān)鍵技術(shù) (1) 傳動 機構(gòu) 原 材料 的 篩選 、 加工 與生產(chǎn) ：傳動部件 所 選用的 原 材料 它具有的 強度和硬度要 適中，沒 必 要過 大， 但也不能太小，避 免造成 過多 的浪費，而其結(jié)構(gòu) 的 形式要簡單， 盡量減少機構(gòu) 零件 批量生產(chǎn)的 加工難度，盡 可能多的 選用國家標(biāo)準(zhǔn)零件， 方 便 后期的維修和更換 。攪拌 機構(gòu) 主要 由攪拌筒、攪拌軸 和 攪拌鏟片 所組 成，攪拌鏟片 被 固定在攪拌臂上 和 攪拌軸 形 成一 個整 體，攪拌鏟 片 與攪拌筒 底 部 縫 隙可 以 進行少 量 的 修 整。 攪拌機 主要技術(shù) 數(shù)據(jù) 和 參數(shù) 表 1 技術(shù) 數(shù)據(jù)機電工程學(xué)院機械系 機械設(shè)計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 37 頁 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 專 用紙 項目 數(shù)據(jù) .進料容量 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 35mm 拌料粒徑 5~30mm 電動機功率 4kw 混凝土攪拌機 總體布局及結(jié)構(gòu)概述 攪拌機 主要 由機架、攪拌 機構(gòu) 、傳動系統(tǒng) 等 組 成。 攪拌機 的 工作 范圍 及 用途 由于我國房地產(chǎn)開發(fā)、城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)的 迅猛 發(fā)展 ， 直接促進了 混凝土產(chǎn)量的增長 ， 因此混凝土機械 設(shè)備 在混凝土生產(chǎn) 的過程中 中占據(jù) 了至關(guān)重要的 位置 。電動機輸出 的 轉(zhuǎn)速通過 V帶傳動傳遞到減速器，減速器又通過鏈傳動將轉(zhuǎn)速傳遞給 混凝土 攪拌機的主軸，主軸帶動軸套轉(zhuǎn)動， 軸套轉(zhuǎn)動帶動 攪拌葉片 運動 ， 從而 完成攪拌的工作。 （ 2） 攪拌 機構(gòu) 的設(shè)計 攪拌 機構(gòu) 是安裝在軸套上的鏟片式葉片，葉片 伴 隨軸的 轉(zhuǎn)動 而 運動 ， 從而 對 攪拌 筒內(nèi) 的 物料進行 循環(huán)往復(fù) 的 攪拌， 通過攪拌使 個組分原材料 拌合均勻 ， 同時 攪拌臂 凸 出 向上 ， 起到 來回 攪拌上方 個組分混合原材料 的作用 。 機架是整個 攪拌機 的 支承 部 件 ， 是 由鋼管 和 槽鋼 通過 焊接 制作 而成。 混凝土攪拌機 設(shè)計內(nèi)容 （ 1） 攪拌機 機構(gòu)的 總體研究方案和設(shè)計 混凝土 攪拌機 設(shè)備主要 由 電動機、 傳動 機 構(gòu) 、 機架 、 攪拌 裝置 等 組成 。攪拌機構(gòu)是由 攪拌葉片、兩根向相反方向運動的攪拌軸和水平放置的圓筒槽組成的 。它 不僅 結(jié)構(gòu)緊湊、功率 消耗 小、葉片襯板耐磨性 能 好， 而且 具有 滿 負荷 啟動 的能力 和攪拌輕質(zhì)混凝土的優(yōu)點。 與此同時， 我國于 20 世紀(jì) 80 年代 末期也 成功研制了雙臥軸式攪拌機 ， 而且 快速 發(fā)展 并得到廣泛 的 應(yīng)用 ，在 數(shù)量 和 規(guī)格 上，都 大大 超過了其它 型號的攪拌機 [15]。 從 20 世紀(jì) 50 年代 初期 相繼 在 德國 和 美國 出現(xiàn)，但因 雙臥軸式攪拌機 軸端密封技術(shù)的不 理想 不完善 ， 以致 其發(fā)展 得到約束 、 基本處于停 滯 不前的 狀態(tài)。 立軸式攪拌機又 被 稱 為 渦漿式強制 式 攪拌機，這種攪拌機是 被 固定放置 在 圓盤 的 正中央， 并且 裝有一個由減速 器 驅(qū)動的轉(zhuǎn)子臂架，在臂架上裝有 內(nèi)外壁鏟刮葉片 和 攪拌葉片 ，依靠各組攪拌葉片不同的安裝 角度 和安裝 位置，通過電動機的帶動 對在 轉(zhuǎn)子 和 圓盤之間的 混凝土 原材料 進行 強 烈 的 混合 攪拌 [14]。國內(nèi)幾乎 所有的 強制式 攪拌機 都是這兩種 形式的 [8]。 但是 隨著 建筑行業(yè) 對混凝土 攪拌質(zhì)量的 不斷 提高 ， 逐步發(fā)展 了 新型 強制式攪拌機。 (5) 各種原材料的加 料的先后順序 [7]。 (3) 攪拌葉片 長時間工作 磨損 的 狀況 及耐磨性 。 而 決定 混凝土攪拌質(zhì)量 的 主要有 以下 幾個 原因 : (1) 混凝土攪拌機攪拌筒幾何容積與出料容量的比率，即容積利用比例 。節(jié)約空間 。 (2) 能將攪 和后 的混凝土均勻的卸出 。強制式混凝土攪拌機 作業(yè)時一般攪拌 筒身固定，攪拌機 葉 片 隨著主軸連續(xù) 轉(zhuǎn) 動 ，對 混合 物料 進行強制 擠壓 、 翻 轉(zhuǎn) 和拋擲 使混凝土各組分 原材料 拌 和 均勻 的目的 。 通常攪拌機 攪拌的主要是 一下幾點： (l) 使 各 組分 原材料混合 均勻 ， 在整個混合料中達到宏觀和微觀上的 均勻 分布， ； (2) 破壞水泥粒 子表面的初始水化物薄膜包裹層，促進水泥顆粒與其他物料 以及顆粒的結(jié)合，從而形成理想的水化產(chǎn)物 ； (3) 打破 水泥 分子和粒子的 集 聚 ，使 水泥 顆粒 外 表面 被水 潤 濕 ，促 進 擴散 的發(fā)展 ； (4) 由于 混合 物料表面常 常 包裹 一 些比較 薄 的 粘土 和 灰塵 ， 不利于 混凝土 結(jié)合 界面的 快速 形成， 因此，我們應(yīng)使混合物料中的各個原材料在攪拌過程中盡可能多的進行相互碰撞和交叉摩擦混合 ， 從而減少灰塵對混凝土結(jié)合界面的影響， 達到更加凝結(jié)的作用 ； (5) 提高 各 組分 混合 原材料 運動軌跡相互交錯的概 率 以及 參與運動的次數(shù) ， 從而 使混凝土快速的達到均勻 [4]。當(dāng)水泥漿 脫水 凝固后， 將砂 子 和 碎 石 頭 牢固地 凝結(jié)在一起形 成一個完整的組合 體， 從而 使混凝土具 備了足夠 的強度 以及 其 它 一些 非常 重要 的 力學(xué) 性能 [3]。 這里 我們所說的 混凝土指 的是 水泥混凝土，它 主要 是由 砂 子 和 水泥 、 碎 石和 水按 照一定 的 比例 配合 ，經(jīng)過 混合 攪拌、 澆筑和振搗 凝結(jié)而成的一種人造 的建筑石材。它是在 一個相對 封閉的 工作 環(huán)境中，對 各個原材料 進行 充分的 攪拌和輸送， 達到對混凝土 充分?jǐn)嚢杌旌系男Ч?， 并且 較少了 環(huán)境 的 污染， 還 能夠改善 建設(shè) 施工 條件 的局限性 ，維護 建設(shè) 工作 人員 的 身 體 健康，降低 一線工作 人 員 的 勞動 強度， 提高建筑施工的 效率，機電工程學(xué)院機械系 機械設(shè)計制造及其自動化本一班