【正文】 第 3 章 攪拌裝置 攪拌軸的設計 在混凝土攪拌過程中，各葉片受力比較復雜，所以傳遞到攪拌軸上的彎曲應力和扭轉(zhuǎn)應力也相應比較復雜。 攪拌軸的材料 和普通軸一樣，常用 45 號鋼，不重要的要求不高的可以選用 Q235 鋼。 山東科技大學學生畢業(yè)設計（論文） XV 攪拌軸的結構 攪拌軸常用實心和空心直徑。 強制式 攪拌機可拆式連接結構過去常用抱瓦式結構，目前多用插入式結構。相比較之下，本結構采用螺栓連接，可以降低加工難度，節(jié)約成本。但是，由于攪拌軸一般較長而且伸在反應器內(nèi)進行操作，這種軸承受條件較差。 B —— 軸承間距，單位為 m。 攪拌軸計算 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為： ? ?395500000 .2 3TTTpTnWd??? ? ? 式中： T? —— 扭轉(zhuǎn)切應力，單位為 Mpa 。 TW —— 軸的抗扭矩截面系數(shù)，單位為 3mm 。 p —— 軸的傳遞功率，單位為 kw。 ??T? —— 許用扭轉(zhuǎn)切應力，單位為 Mpa 。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，應增大 7%。 葉片的設計 連續(xù)式攪拌機的合理結構，技術參數(shù)的確定是一項迫切而急需的任務。對攪拌機筒體中充填性能及對機器生產(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，攪拌機筒體的安裝傾角對攪拌過程及對混凝土制件強度指標的影響。 山東科技大學學生畢業(yè)設計（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。 大中型攪拌設備。 安有阻 滯葉片，攪拌均勻， 便 于卸料。 缺點：葉片布置比較復雜， 加工維修困難，成本較高。 工作時 ,攪拌軸帶動攪拌葉片旋轉(zhuǎn) ,強迫物料按預定的軌跡產(chǎn)生剪切、擠壓、翻滾和揉搓等強制攪拌作用 ,使物料在劇烈的相對運動中得到均勻攪拌。 圖 雙臥軸式攪拌機物料運動軌跡 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。 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。并且隨著攪拌葉片數(shù)量的增多 ,這種優(yōu)勢會更加明顯。這是因為物料以連續(xù)遞推的方式前進。由于葉片的反向推動 ,有可能該葉片的相鄰葉片無料可攪 ,從而導致一根軸上葉片內(nèi)的物料無法推出來。實體面型螺旋葉片具有攪拌效率高、輸送物料性能好，山東科技大學學生畢業(yè)設計（論文） XX 因此在入料口設置這種葉片。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)。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。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。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。 為了避免這種情形的產(chǎn)生，根據(jù)試驗結果 ,反向葉片的長度一般為正向葉片的 1/2～ 2/3 較好。這種葉片，可以承受較大 的反向推力，攪拌的效率較高。 機內(nèi)的物料被正、反葉片分成兩部分 ,一部分向前推進 ,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 ,物料在機內(nèi)反復翻動、擴散、攪拌、揉搓 ,使物料混合均勻。此外 ,物料由通常的單向運動方式改為往復運動 ,使得設備在有限的長度，提高物料的生產(chǎn)率和攪拌效率。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。但鏟片式在以后的維護保養(yǎng)和維修過程中比較方便，并且葉片是標準 化大批量生產(chǎn)，可以降低成本。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。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 。 2）卸料方式 的確定： 目前 臥軸式攪拌機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學生畢業(yè)設計（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。自動運行時，一般設置為全開、全關、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)。在液壓系統(tǒng)失效的緊急情況下，該系統(tǒng)設有安全裝置，工人可以通過手工操縱安全手柄來打開卸料門。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。 強制式臥軸攪拌機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，所以軸端密封是強制式臥軸攪拌機的特殊結構和重要部件。 浮動密封，系屬于端面機械密封的一種特殊形式，其結構簡單，端面密封壓力能自行補償，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。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。當轉(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。山東科技大學學生畢業(yè)設計（論文） XXV 當兩個金屬浮封環(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。雖然磨損現(xiàn)象紛繁復雜，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致的磨損。 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。 在這些種類的磨損中，其中磨料磨損是最主要的形式。因此人們越來越認識到對磨料磨損、抗磨 材料及磨料磨損機理研究山東科技大學學生畢業(yè)設計（論文） XXVI 的必要性和迫切性。 攪拌機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。在以上兩種力的作用下，襯板表面產(chǎn)生許多壓坑，并被犁出許多溝線來，使襯板表面發(fā)生許多顯微切削，并使材料被推向壓坑的周圍或溝槽的前沿和兩邊，產(chǎn)生塑性變形，如圖 33 所示。當襯板厚度減少到一個臨界值時，襯板發(fā)生脆性斷裂。 圖 襯板的失效面 貌 一般攪拌機襯板選用 3 類材質(zhì)做襯板：鎳硬鑄鐵、高鉻鑄鐵和低合金白口鑄鐵。因為 Cr/C 比是高鉻鑄鐵的一個重要參數(shù)，控制 Cr/C 比為 5— 6，并加入適量的鉬和銅以提高滲透性，若再加入少量的硼元素有利于鑄鐵獲得馬氏體組織，以下三種 不同類別鑄鐵的典型化學成分： 參數(shù) 成分材質(zhì) C Si Mn P S Cr Mo Cu 低合金鑄鐵 2. ? ? ? ? 3. 1. — 高鉻鑄鐵 2. ? ? ? ? 1218 0. ? 鎳硬鑄鐵 2. 1. 0. ? ? 8. 4. — 一般攪拌機使用的是高鉻鑄鐵的襯板，由于襯板屬于薄壁鑄件，一般在20mm 以下，在面積 /厚度比偏大時難 以通過熱處理來提高硬度，否則襯板易于變形，影響使用。往往襯板的耐磨性跟元素直接有關且同制造成本絕對成正比的態(tài)度。反過來 M7C2 型碳化物也保護了它周圍的基體，使其磨損減少，另外含鉻奧氏體顯微硬度較高，所以高鉻鑄鐵耐磨性較高。 山東科技大學學生畢業(yè)設計（論文） XXIX 第 4 章 傳動系統(tǒng) 傳動按傳動方式可分為兩種：機械傳動和液壓傳動。傳動系統(tǒng)由電動機、皮帶輪、減速箱、開式齒輪等組成，如圖 所示。 圖 攪拌傳動系統(tǒng) 1— 箱體； 2— 第二級大齒輪； 3— 第一級大齒輪； 4— 第二級小齒輪； 5— 大皮帶輪； 6— 第一級小齒輪； 7— 小皮帶輪； 8— 電動機 9— 開式大齒輪； 10— 開式小齒 山東科技大學學生畢業(yè)設計（論文） XXX 第 5 章 上料系統(tǒng) 上料系統(tǒng)由料斗、上料架、卷揚機構、行程開關等組成，如 圖 所示。上料架的上料軌道（下料軌道）為槽鋼，滾輪的上滾輪置于槽鋼內(nèi)側(cè)，而下滾輪置于槽鋼外側(cè)，這樣可保證料斗上下安全平穩(wěn)。 3)上料動力及卸料。為保證料斗準確就位，在上料架上裝有限位開關，上行程有兩個限位開關，下行程有一個限位開關，當料斗下降至地坑底部時，鋼絲繩稍松，彈簧鋼桿機構使下限位開關動作，卷揚機構自動停車。 卸料系統(tǒng)由卸料門、操作柄等機構組成，如圖 所示。兩側(cè)的密封條的位置來保證卸料門的密封。啟動水泵，即可將注入攪拌筒，水的流量通過閘閥調(diào)節(jié)，供水總量由時間繼電器控制。 在混凝土攪拌機生產(chǎn)混凝土時，對混凝土質(zhì)量影響較大的除了攪拌機自身的工作性能以外，就是供水精度。目前，國內(nèi)運用的主要是時間繼電器或虹吸式水箱控制供水精度。 第 7 章 機架與支腿 1）機架：根據(jù)整體的布置情況和尺寸要求，按整體具體要求用槽鋼，角鋼焊接而成的，并按強度組裝焊鉚在一起，支承主機，并且使各部件空間位置固定形成一整體。攪拌時長支腿支承達到使用要求。短支腿則用于運輸狀態(tài)，卸去長支腿防止機架上各部件與車輛接觸而受損。所有電器控制元件都設在配電箱中。電氣控制線路設有空氣開關，熔斷器，熱繼電器具有短路保護，過載保護，斷相保護的功能，所有控制按鈕及空氣開關手柄和指示燈 均布置在配電箱門上，并設有門鎖。 電氣系統(tǒng)原理圖如上圖 81 所示，電氣元件列于表 81，本系統(tǒng)具有短路保護、過載保護等功能?？刂齐娫措妷簽?380V。 第 9 章 混凝土攪拌機的維護與保養(yǎng) 混凝土攪拌機應按照規(guī)定進行定期維護和保養(yǎng)，這樣可以使機械經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)，保證機械的正常運轉(zhuǎn)和延長使用壽命，預防 故障發(fā)生。 工作前保養(yǎng) 1）首先須保持機體的清潔，應清除機體上的污垢及障礙物。 3）將進料斗放在地面上，料斗上升手柄置于脫開位置。緊固螺栓時要均勻和適當?shù)? 用力，避免折斷。如果繩絲折斷過多，應立即更換。 山東科技大學學生畢業(yè)設計（論文） XXXVI 工作中的保養(yǎng) 1）混凝土攪拌機在運轉(zhuǎn)過程中，要隨時檢聽電動機、減速器、傳動齒 輪的聲音是否正常。檢視減速器有否漏油現(xiàn)象。 4）混凝土攪拌機的供水系統(tǒng)應能正常有效地工作，不能發(fā)生滲漏現(xiàn)象， 否則不能控制加水量。 工作后的保養(yǎng) 1）混凝土攪拌機在每班 工作結束后均須進行認真的清洗工作，包括清 洗攪拌簡的內(nèi)外部、進料斗及出料槽等處。 3）沖洗噴水管、進料斗、機體外殼等處．沖洗時注意勿使電動機著水， 以免受潮。 山東科技大學學生畢業(yè)設計（論文） 37 總結 三年的大學生活馬上就要結束了，在大三下學期，我們的主要任務便是實習和做畢業(yè)設計，為以后的工作和繼續(xù)深造做準備。通過畢業(yè)設計，我們鞏固了大學三年所學的專業(yè)知識，把所學的專業(yè)知識很好的結合在了一起，也是一次鍛煉自己分析解決實際問題的一個很好的機會。 在本學期剛開始的時候，老師便給我們明確交代了這學期的主要任務。通過實習，我們對畢業(yè)設 計中說要求設計的攪拌機有了初步了解，知道了攪拌機的分類方式和不同類型攪拌機的適用場合。在實習結束后，我們便進入了真正的設計計算階段。 山東科技大學學生畢業(yè)設計（論文） 38 感 謝 本文是在老師的悉心指導下完成的，在此我 對各位老師表示最真摯的感謝。尤其是最后階段，老師不辭辛勞的在教室里指導我們做設計，幫助我們糾正設計中的錯誤，給我們講解設計中需要注意的細節(jié)問題。由于本人水平有限，雖然慎之又慎，文中錯誤在所難免，懇請各位老師不吝指正，謝謝！ 山東科技大學學生畢業(yè)設計（論文） 39 參考文獻 [1] 陳宜通 . 混凝土機械 [M]. 北京；中國建筑材料工業(yè)出版社， ： 4548. [2] 濮良貴，紀名剛 . 機械設計 [M]. 北京；高等教育出版社， ：3841. 3 吳宗澤，羅圣國 . 機械設計課程設計手冊 [M]. 北京；高等教育