【正文】 筑施工的用地面積， 提高了 勞動(dòng)條件，減少 了 環(huán)境污染 和節(jié)約了混凝土原材料 使 人類(lèi) 受益匪淺 。 不僅混凝土 用量大， 而 且工 作環(huán)境 比較 惡劣 ，如果使用人工攪拌，不僅混凝土攪拌質(zhì)量差、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且生產(chǎn)效率低、粉塵對(duì)人體傷害嚴(yán)重 。 由于 許多 單運(yùn)動(dòng)方式 攪拌輸送機(jī) 存在許多缺陷 ,普遍存在 攪 拌 物料不均勻 ,混凝土拌合的質(zhì)量差；另外工作時(shí) 噪音也 相對(duì) 較大 ,特別是在 物料混合攪拌 等新 型 工藝上使用的攪拌 式 輸送機(jī) ,根本滿足不了其工藝設(shè)計(jì) 的 要求而嚴(yán)重制約了其新技術(shù) 和 新工藝的推廣使用 ,因 此，就 急需一 款 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 、 操作方便， 效 率高且低成本 的 新 型的攪拌機(jī)來(lái) 更新和替換 舊式攪拌機(jī) ,除此之外，而 且也可 以 廣泛地使用于其他 需要攪拌的 行業(yè)。 小型 攪拌機(jī) 項(xiàng)目 的 研究與 生產(chǎn) ，是為了 充分 滿足 各個(gè) 市場(chǎng) 對(duì)攪拌機(jī) 的 需求， 以及 完善 各 個(gè) 產(chǎn)品的 型號(hào) ，適應(yīng)小型 基礎(chǔ)設(shè)施 和新農(nóng)村建設(shè)以及滿足 需要攪拌機(jī)行業(yè)的 要求 。 混凝土的組成 混凝土作為 現(xiàn)代化建設(shè)當(dāng)中用量最多的 建筑 工程 材料， 被 廣泛用于 國(guó)防 、 工 農(nóng) 業(yè)、水利 交通 設(shè)施 、 房地產(chǎn)開(kāi)發(fā) 和 新農(nóng)村建設(shè)等設(shè)施 建設(shè) 當(dāng) 中，在 我 國(guó)經(jīng)濟(jì) 發(fā)展 中占有 不可或缺的 地位。其中 水和水 泥 起凝 結(jié) 作用， 石頭和砂子 起骨架 梁柱 填充 的 作用，水泥漿 覆蓋 在砂的 外 表面，并 且 填充到砂 子之間 的 縫 隙 當(dāng)中 成為 水泥 砂漿， 水泥 砂漿又 覆蓋 在 碎 石的 外 表面，填充 著 碎 石的縫 隙。 攪拌的任務(wù) 強(qiáng)度是混凝土 重要 的力學(xué)性能，混凝土強(qiáng)度主要取決于混合 物 料 結(jié)合 面 間的 結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)混凝土 攪拌機(jī)的意義 綜上所述 可以 給混凝土 攪拌 機(jī) 工作 原 理一個(gè) 合理的 說(shuō)明 ：應(yīng)使處 于 攪拌過(guò)程中的混合 原材 料的運(yùn)動(dòng)軌跡在 交集 的地方 盡可能 多的進(jìn)行 相 互 穿插 交錯(cuò) ，使其在 混合 的 過(guò)程中最大 額 度地 進(jìn)行 交叉 摩擦， 并且不斷 提高 各個(gè) 原材料 參與運(yùn)動(dòng)的次數(shù) 以及 運(yùn)動(dòng)軌跡 相互交 錯(cuò) 的 概 率， 從而 為混合 材 料實(shí)現(xiàn)宏觀和微觀 的均勻分布制造最好 的條件。 因此，為了 使混凝土拌 和 均勻， 攪拌機(jī) 必須具備以下 幾 點(diǎn) ： (1)能 使 混凝土各組分 原材料 攪 和 均勻 分布 ，使水泥漿均勻包裹 在 碎石的 表面 。 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 (3) 混凝土 拌 和以及 出料的時(shí)間短 (4) 占地面積小 。 (5) 功率消耗小，符合環(huán)保要求 [6]。 (2) 混凝土攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和它的攪拌速度 。 (4) 達(dá)到混合均勻的混凝土所需要的攪拌時(shí)間 。 國(guó)內(nèi)外混凝土攪拌機(jī)的 研究現(xiàn)狀及 發(fā)展 趨勢(shì) 在攪拌機(jī) 興起的初期 ， 自落式攪拌機(jī)在建筑行業(yè)占據(jù)了重要的地位 。強(qiáng)制式攪拌機(jī)又 被分為 臥軸 和 立軸 這 兩 大 類(lèi)。 臥軸式攪拌機(jī)又稱 為 圓槽式攪拌機(jī)，是 70 年代發(fā)展起來(lái)的一種新型攪拌機(jī)，它 被分為 雙軸式 和 單軸式 兩種系列 產(chǎn)品 ，這種形式的攪拌機(jī) 具 有 強(qiáng)制式 和 自落式 兩種攪拌機(jī)的性 能， 這種 攪拌機(jī) 攪拌葉片的 運(yùn)動(dòng) 速度比渦漿式 攪拌機(jī)的 運(yùn)動(dòng)速度要 小，因 此， 這種臥軸式 攪拌機(jī) 要比渦漿式 攪拌機(jī)的耐磨性 能 高 [13]。 雙臥軸 式 攪拌機(jī)是 伴隨著混凝土施工工藝的改進(jìn)而漸漸發(fā)展起來(lái)的新 型 攪拌機(jī)。直到 70 年代初 期 ，軸端密封技術(shù) 得到 了飛速的發(fā)展 ，雙臥軸 式 攪拌機(jī)在 很多 國(guó)家 又 重新 重視起來(lái)，并且 得到 快速 發(fā)展， 并且 形成 多個(gè) 型號(hào)的 產(chǎn)品。 德國(guó) ELBA 公司研制生產(chǎn) 的單臥軸攪拌機(jī) 。 雙臥軸攪拌機(jī)的核心部件是 攪拌 裝置 ， 以及 混凝土 生產(chǎn) 效 率的高低， 拌合后 混 凝土質(zhì)量的 優(yōu)劣 ，維修 使用 費(fèi)用的 高低 都與它 息息相關(guān) 關(guān)。攪拌葉片 與主軸的中心線形成一個(gè)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 相對(duì)應(yīng)的角度， ，當(dāng)攪拌軸 隨著電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 攪拌 葉片 一邊帶動(dòng)混凝土原材料作相應(yīng)的圓周運(yùn)動(dòng) ， 不斷 翻滾， 與此 同時(shí) 在攪拌葉片重疊的地方 ； 混合原材料在兩軸的交集處互相交換；另一邊推動(dòng)著混合原材料沿著攪拌軸 運(yùn)動(dòng)的方向，連續(xù)不斷作著的來(lái)回往復(fù)的旋轉(zhuǎn)平面運(yùn)動(dòng) [10]。 傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)主要 由 鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、減速器 和 電動(dòng)機(jī)所 組成。攪拌 機(jī)構(gòu) 主要 由 攪拌鏟片 、攪拌軸 和 攪拌筒 組 成，攪拌鏟片 被 固定在攪拌臂上與攪拌軸 形 成一體，攪拌鏟 片 與攪拌筒 底 部的 縫 隙可 以進(jìn)行 微量的 修 整。 （ 3） 傳動(dòng) 機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)是 通過(guò) V帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)來(lái)傳遞 力矩和運(yùn)動(dòng) 的。 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 第二章 技術(shù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 攪拌機(jī) 設(shè)計(jì)的依據(jù)及 參數(shù) 我國(guó)市場(chǎng)上現(xiàn)有攪拌機(jī)的 品 種 型號(hào)較多 ，但是根據(jù) 其 攪拌 機(jī)的機(jī)構(gòu) 以及對(duì) 攪拌 混合原材料 方式 的不同， 因而對(duì)各式攪拌機(jī)的要求也是不一樣的 ， 根據(jù)現(xiàn)有 攪拌機(jī)的 攪拌 的原理 和 機(jī)構(gòu)的形式 ，由于攪拌機(jī) 攪拌 的對(duì)象 主要 是砂 子、 水泥、 碎 石等建筑 工程 材料，為了 進(jìn)一步 延長(zhǎng) 混凝土 攪 拌機(jī)的 使用 壽命，軸承處的密封 要連接緊密 ， 拌 和 的效果 要好，設(shè)計(jì) 的 結(jié)構(gòu) 布局 要 合理， 操作簡(jiǎn)單以及 使用維修方便， 工作時(shí)要與地面接觸平穩(wěn) ， 因此我們 依 據(jù)這些必備的要求設(shè)計(jì)了該 型號(hào)的 混凝土 攪拌機(jī) 。 混凝土攪拌機(jī)的用途 ： 用 機(jī)械化 來(lái) 代替人工 攪拌和生產(chǎn) 混凝土 ， 廣泛 適用于 建筑行業(yè) 、 工作實(shí)驗(yàn)室 、 道路施工 、 水利交通 ， 也可以用在其他需要 將 多種原材料進(jìn)行混合攪拌 均勻后 使用 的行業(yè)。 機(jī)架是 攪拌機(jī) 的支 承 部 件 ，由鋼管 和 槽鋼 通過(guò) 焊接 制作 而成。傳動(dòng) 系統(tǒng) 主要 由 V帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng) 、 電動(dòng)機(jī)、 減速器 等 組成。 (2) 混凝土攪拌機(jī) 結(jié)構(gòu)的 總體 布局：混凝土攪拌機(jī)主要通過(guò) 機(jī)架的支 承 而 放 立在 水平 面 上 運(yùn)轉(zhuǎn) 工作， 因此 混凝土的整體 高度不 能 太高， 以 保證 攪拌機(jī)能平穩(wěn)的工作 ，結(jié)構(gòu)的布局 也應(yīng)盡 可能的 合理 緊湊 ，方便使用 。 (4) 安全技術(shù) ：必須保證攪拌機(jī)在正常工作使用情況下，對(duì)人體健康不造成危害 。 從 攪拌機(jī)運(yùn)動(dòng)方式及 結(jié)構(gòu) 的形式 可 大致 分為兩大類(lèi) :一 個(gè) 是通過(guò)鋼齒輪傳動(dòng) 來(lái)充分帶動(dòng)某一 種 形狀的筒體 (圓錐體 或 圓柱體等 )的旋轉(zhuǎn) 來(lái)達(dá)到使物料攪拌均勻的效果 ；而另一 個(gè) 則 是 單運(yùn)動(dòng)的軸式傳動(dòng) ，在 軸上 (單軸 或 雙軸 )安裝各 種 各樣的攪拌葉片 (螺旋形 或 長(zhǎng)錐形等 ),并 通過(guò)攪拌 葉片 轉(zhuǎn)動(dòng) 來(lái) 均勻拌合 物料 。 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 照 配合比經(jīng)連續(xù)稱量后送入攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌好的混凝土從卸料 口 連續(xù)向外 輸 出。 自落式攪拌機(jī) ： 早在 二十 世紀(jì)初 期 ，蒸汽機(jī) 帶動(dòng) 動(dòng)的鼓筒式混凝土攪拌機(jī) 就 已 經(jīng) 出現(xiàn)。 自落式混凝土攪拌機(jī) 工作機(jī)構(gòu)是筒體，沿筒內(nèi)壁圓周安裝若干攪拌葉片。這種攪拌機(jī) 特點(diǎn)是攪拌強(qiáng)度不大，效率低， 一般以攪拌 普通塑性混凝土 為主 。 隨后 得到了快速 的發(fā)展 與應(yīng)用 。隨著 后期 輕 原材料 的應(yīng)用與推廣 ，出現(xiàn)了圓槽臥軸式強(qiáng)制 混凝土 攪拌機(jī)，它又 可 分 雙臥軸 和 單臥軸式 兩種， 同時(shí)具 備 自落和強(qiáng)制兩種 攪拌機(jī) 攪拌的特點(diǎn)。強(qiáng)制式混凝 土攪拌機(jī) 的攪拌機(jī)構(gòu)是水平式設(shè)置在筒內(nèi)的攪拌軸，軸上安裝攪拌葉片 ， 工作時(shí)，強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī) 的攪拌筒固定不動(dòng)，加入拌筒內(nèi)的 各種原材 料， 物料 在攪拌葉片的強(qiáng) 制 攪動(dòng)下 進(jìn)行強(qiáng)制式的擠壓、翻轉(zhuǎn) 、 剪切 ， 使拌合料在劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中 達(dá)到拌和 均勻 。 混凝土攪拌機(jī) 結(jié)構(gòu) 的 選擇 臥軸式攪拌機(jī) ：攪 拌筒內(nèi)徑 相對(duì)而言 都做的比較大，骨料被 甩 向 攪 拌筒外壁， 通過(guò)離心力的作用使混凝土拌料分崩離析 ， 而且 加水量不易控制，攪拌力 量 小，使物料 攪拌不夠充分 。 除此之外 ， 立軸 式 攪拌機(jī)的 攪 拌筒中央 裝 有一軸套，用于放置攪拌 機(jī)構(gòu) ，連接傳動(dòng) 機(jī)構(gòu) ， 結(jié)構(gòu)緊湊， 傳動(dòng) 機(jī)構(gòu) 下置， 潤(rùn)滑 和密封 性能好。 因此 本次設(shè)計(jì)的是一臺(tái)高效 立軸式 混凝土 攪拌機(jī)。 整體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示 ： 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 圖 1 攪拌機(jī) 總體結(jié)構(gòu)示意圖 本 次攪拌機(jī)設(shè)計(jì) 的工作原理是： 電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速通過(guò) V帶傳動(dòng)傳遞到減速器， 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 的 旋轉(zhuǎn) 對(duì) 混合 物料進(jìn)行 強(qiáng)制 攪拌 ，從而達(dá)到拌合均勻的目的 。 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 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(dòng)機(jī)功率 4kw 攪拌機(jī) 主要部件的設(shè)計(jì) 攪拌裝置的設(shè)計(jì) 立軸 式 強(qiáng)制攪拌機(jī)是 通過(guò)攪拌軸帶動(dòng) 攪拌葉片 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng) 物料進(jìn)行 劇烈拌合運(yùn)動(dòng) 的攪拌機(jī) 。攪拌葉片 有 螺旋帶式 和 鏟片式 兩種形狀 ，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇 。 另外 平面 式 鏟片對(duì) 混合拌料 只有推動(dòng) 的 效果 , 沒(méi)有翻 滾的 作用 ，所以攪拌混合效率 很 低。 葉片安裝角 ： 是指攪拌葉片斜面與攪拌軸線 之 間的夾角。 綜上所述 ，攪拌葉片 必須 與 攪拌軸 形 成 一 個(gè)各方面都比較 合適的 角度 來(lái) 安裝 ,能夠 使混合料 在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到 縱 向和 橫 向的 力 都 比 較大， 并且消耗的功率小 ， 拌合的質(zhì)量好以及攪拌的 效率 高 。 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 圖 2 攪拌 葉片安裝 的 角 度 機(jī)架 和 攪拌筒 的設(shè)計(jì) 機(jī)架是整個(gè)混凝土攪拌機(jī)的支承部分，它承受了攪拌機(jī)所有的力（電動(dòng)機(jī)、減速器、傳動(dòng)裝置、 攪拌裝置、攪拌筒體、物料等的重力以及軸的應(yīng)力）。因此， 不管機(jī)架 是從 材料的選擇上 還是 結(jié)構(gòu)形式的選擇上 ， 都應(yīng)該 使用強(qiáng)度大的材料 與 牢固穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) 。 攪拌機(jī) 筒體 是 由熱 軋 鋼板 通過(guò) 卷曲焊接而成 ,在 攪拌筒 上 方配 有 筒 蓋， 攪拌 筒底部有出 料口，當(dāng)需要 出 料時(shí) ，只要 轉(zhuǎn)動(dòng)料門(mén)手柄， 打開(kāi) 出料口 ， 均勻混合 的拌 料 即沿出料口快速 卸 出 。 傳動(dòng)系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)選擇 及 總傳動(dòng)比的確定 電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算： wd pp ?? dp — 電動(dòng)機(jī)實(shí)際所需的輸出功率。 ? — 電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率。 n— 攪拌葉片轉(zhuǎn)速（ r/min）。其中混凝土攪拌機(jī)在工作時(shí)，其攪拌功率主要用于克服混凝土物料在攪拌時(shí)產(chǎn)生的離心阻力矩及攪拌葉片受到摩擦阻力矩。 外力矩 M 的計(jì)算： M M M??摩擦 物料 M物料 — 攪拌時(shí)拌合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩； M摩擦 — 攪拌時(shí)物料所產(chǎn)生的滾動(dòng)摩擦阻力矩； M sin 9. 8 sin ( . )G H V H N m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?物料 物料 式中 G物料 — 拌合物料總質(zhì)量； GV???物料 V— 攪拌筒容積；ρ — 拌合料容重； ? ? ? ?331 .5 1 .7 1 0 /kg m? ? ? ? H— 拌合料重 心至拌筒中心的距離 mm； ? ? 23 12 x ta n1 2 3RhbHSS???????????弓弓 因?yàn)榛旌狭显跀嚢柰矁?nèi)為一水面，且以攪拌時(shí)均沒(méi)有溢出原則，故攪拌的過(guò)程中均為 h. 攪拌時(shí)攪拌物料所產(chǎn)生的偏心阻力矩 ? ? ? ?322 29 .