混凝土搅拌机斗料提升装置的设计

混凝土搅拌机斗料提升装置的设计AAAAAAAAAA学院毕 业 论 文（设 计） AAAA 届 机械制造及其自动化 专业 AAA班级题 目 混凝土搅拌机斗料提升装置设计姓 名 AAA 学号 AAA 指导教师 AAA 职称 AAA 二一年 A 月 A 日混凝土搅拌机斗料提升装置的设计作者 AAA 指导教师 AAA 副教授第1章 绪 论混凝土搅拌机是建筑工地、道路、桥梁工程等所必备的施工机械之一，目前，国内所生产的混凝土搅拌机单机都是以中小型为主。为适应施工建设发展的需要，根据建设部对混凝土搅拌机升级换代的精神，尽快发展混凝土搅拌机的新产品，使其系列化，考虑目前我国500升的混凝土搅拌机还存在的不足，本设计主要从JZM500型混凝土搅拌机斗料提升装置的方面来说明现代搅拌机在提升装置上的现状，以此进行改进，提高其实用价值。本机型以移动式单机设计，具备安装迅速周转快的优点，既能拖行，又能整机装车运输。它可与简易配料装置配套，随时因地制宜组合，以适应各种施工情况的需要。 随着我国经济和社会的飞速发展，混凝土搅拌机已逐渐成为人们建筑上的一种重要工具。人们对搅拌机不仅要求具有良好的使用性能，而且对外形、内部结构也越来越高。研究混凝土搅拌机的斗料提升装置在建筑方面具有现实意义。一种混凝土搅拌机斗料提升装置的设计，包括机架、搅拌装置、进料装置、动力传动装置、提升装置，特点是在料斗上升时导轨上设有自动卡位机构，使料斗自动下料。通过对提升装置的详细阐述进行整体布置和结构改进，使本设计能够自动倒料，且施工方便、简单，效率高，大大节省人力、物力和财力，有效降低施工成本；通过对其设计计算分析，详细阐述了各参数的设计，并给出结论和建议。对于本结构而言组装方便，可广泛应用于各种中小型高层建筑施工现场中。1.1 问题的提出一部完整的混凝土搅拌机的组成如图1.1所示，一般由搅拌筒、装料机构、出料机构、配水设备、原动机和传动机构、机架或机架与行走机构等组成。图1.1 一般的混凝土搅拌机随着社会的发展，对空气、水、噪音等环境污染提出了具体要求。在大型城市如上海、广州等要求在市内的建筑工程现场不能搅拌混凝土，必须从混凝土搅拌站购买商品混凝土。在中、小城市如：开封、洛阳等要求在市内的建筑工程现场搅拌混凝土要到有关部门上交噪音污染治理费用，安排建设几个商品混凝土搅拌站，三、四年之后在市内的建筑工程现场不得搅拌混凝土。混凝土搅拌机的选择与使用是否合理，直接影响到工程造价、进度和质量。而且现在混凝土搅拌设备的种类越来越多，因此必须合理正确的使用。一般来说，在选择的时候可根据以下几点进行：1、生产规模，根据年产量的多少而选择混凝土搅拌设备。2、要产出高质量的混凝土，就要选择可靠的生产设备。3、根据施工场地大小来判断混凝土搅拌设备的生产能力。4、主要从设备的先进性、可靠性、优良性和通用性几方面考虑。5、强制式搅拌机搅拌质量好，过载能力强，卸料和出料顺利，生产效率高，能适应多种性能的混凝土搅拌，目前混凝土搅拌设备普遍采用强制式搅拌机。6、性能价格比7、全面地追求设备技术性能是不明智的，会增加无谓的投资，但只追求低投资而降低设备技术性能则会带来使用成本的增加，这样的作法也是不可取的。总之，要选购一套好的混凝土搅拌设备需要综合考虑多方面因素，在实际生产中，正确使用混凝土搅拌机不但可以提高生产效率，还能延长搅拌机的使用寿命。而且还应做好搅拌机的润滑保养工作。1.2 选题背景与内容混凝土搅拌机是将一定配合比的砂、石、水泥和水等物料搅拌成均匀的符合质量要求的混凝土的机械。它是建设工程中应用非常广泛的一种施工机械和是制备混凝土的基本手段。混凝土的物料，如水泥、砂、石等物料，按一定比例混合经过搅拌、成型和硬化而成为有用的建筑物一分子。与人工拌制混凝土相比，既能提高生产率、加快工程进度，又能减轻劳动强度和提高混凝土质量。混凝土的主要机械包括混凝土搅拌机、混凝土搅拌站、搅拌输送车、混凝土泵及泵车、混凝土喷射机和混凝土振动器等。目前，世界各国的混凝土搅拌机品种规格繁多，有普通混凝土搅拌机、沥青混凝土搅拌机、干硬性混凝土搅拌机等等。品种有几百多种。近些年来，相继出现了许多新型搅拌机。混凝土搅拌机大致可以分为大型、中型、小型三类。其中大型主要与混凝土搅拌楼等配套设备使用。由于我国目前大量生产和使用的是周期作用式混凝土搅拌机，而连续作用式混凝土搅拌机的特点与我国当前的施工工艺尚未适应，国内既不生产，也不采用，故不详述。选择JZM500型混凝土搅拌机进行提升装置设计如下图1.2所示，可以改进以前搅拌机所存在的不足，而且绝大部分用户建议使用一个中型搅拌机。小型机械的生产率和实用价值都不太高；较大类型搅拌机的又不能充分发挥其作用，而且对一般使用者，又有些浪费资源。综合评价，选择500型的进行设计。目前，被生产企业广泛执行的产品技术标准 GB/T91422000混凝土搅拌机虽然已经过三次修订，但从目前调查的质量现状和生产企业的能力，仍存在几处不足。因此，设计时应尽量减少错误的发生率，对标准件和通用件一定要按标准执行。鉴于国内生产混凝土搅拌机的种类多种多样，本设计选择JZM500型进行提升装置的改进和设计。 图1.2 混凝土搅拌机的提升装置示意图下表中给出几种搅拌机的主要性能参数：混凝土搅拌机性能参数型号 参数JZM500JZM350JZC200JZC350JZC500JZC750JS350JS500JS750JS1000出料容量（L）500350200350500750350500750100理论生产率（m3/h）15-20156-812-15203017.5-2125-3037.550-60骨料最大粒径（卵石/碎石）mm80/6060/4060/4060/4060/4080/6060/4080/6080/6080/60整机质量（kg）3500196013561920300042003780410055009800进料容量（L）800560320560800120056080012001600搅拌电机功率（kw）25.05.045.511151518.5215218.5其中JZM系列混凝土搅拌机性能简介：J表示搅拌机，Z表示锥型；JZM500本机属于正转搅拌，反转出料式混凝土搅拌机。可搅拌塑性和半干硬性混凝土。第2章 混凝土搅拌机的类型及选择2.1 混凝土搅拌机的分类混凝土搅拌机按其工作原理，可以分为自落式和强制式两大类。 2.1.1自落式搅拌机自落式搅拌机的搅拌筒内壁焊有弧形叶片。当搅拌筒绕水平轴旋转时，叶片不断将物料提升到一定高度，然后自由落下，互相掺合。自落式混凝土搅拌机适用于搅拌塑性混凝土。在使用自落式混凝土搅拌机时要注意以下几点：（1）新机使用前应按照混凝土搅拌机使用说明书的要求，对各系统和部件逐项进行检验及必要的试运转。空车运转，检查搅拌筒或搅拌叶的转动方向，各工作装置的操作、制动，确认正常，方可作业。（2）固定式混凝土搅拌机，应安装在牢固的台座上。当长期使用时，应埋置地脚螺栓；如短期使用，可在机座下铺设枕木并找平放稳。（3）对于移动式混凝土搅拌机，应安装在平坦坚硬的地坪上用方木或撑架架牢，并保持水平面轮胎不受力。如果使用时间超过三个月以上时，应将轮胎卸下妥善保管轮轴端部应做好清洁防锈工作。（4）对某些需要挖设上料斗地坑的搅拌机，其坑口周围应垫高夯实，以防地面水流入坑内。上料轨道架的底端支承面应夯实或铺砖、机架的后面亦须用木料加以支承，防止工作时轨道变形。（5）混凝土搅拌机启动后，应使搅拌筒达到正常转速后进行上料，上料后要及时加水；添加新料必须先将搅拌机内原有的混凝土全部卸出后进行。不得中途停机或满载荷时起动搅拌机，反转出料者除外。（6）在混凝土搅拌机使用中，切勿使砂石落入机器运转部分中去，以免使运转部件卡住损坏。上料斗提升后，斗下不能有人通过或停留，以免制动器失灵发生意外事故。如必须在斗下检修或进行清理工作时，强行停机并将上料斗用保险链条拉牢。（7）作业中，如发现故障不能继续运转时，应立即切断电源，将搅拌筒内的混凝土清除干净，然后进行检修。（8）作业后，应对搅拌机进行全面清洗，操作人员如需要进入筒内清洗时，必须切断电源，设专人在外监护，或卸去熔断器并锁好电闸箱，然后方可进入。（9）上料斗的摇把，应用销子固定，以免人进入简内清理时，身体碰触摇把使料斗提升，发生挤压事故。（10）作业后，应将料斗降落到料斗坑，如需升起则应用链条把料斗扣紧。2.1.2强制式搅拌机 强制式搅拌机主要是根据剪切机理进行混合料搅拌。搅拌机中有随搅拌轴转动的叶片。强制式搅拌机的搅拌作用比自落式搅拌机强烈，宜搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土。在使用强制式混凝土搅拌机，可按以下操作规程进行：（1）使用前，先用湿抹布将搅拌筒内湿润，将预先称好的所有混凝土物料加入筒内，然后开动机器干搅拌1分钟左右，再加入水继续进行搅拌。（2）搅拌均匀后，搬动出料杆手柄，拌好的混凝土物料即可倒出，出料时正转反转均可。（3）搅拌机使用完后，把搅拌筒和搅拌装置放到工作位置，在筒内倒入适量水，把搅拌装置和搅拌筒清洗干净，同时要将机器其它部分的混凝土清洗干净。以避免残余混凝土粘接在机器上。2.2 搅拌机的选择和运用（1）机型选择混凝土搅拌机应根据工程具体条件(如工程量大小、工期长短等) 和对混凝土的性能要求等方面来正确加以选择。（2）搅拌机的生产能力 计算混凝土搅拌机的生产能力即为生产率计算。搅拌机的生产率Q按下式计算：Q3.6 V1/(t1+t2+t3)（m3/h）式中t1、t2、t3 分别为上料、出料、搅拌时间（S）； 出料系数;V1 搅拌机装料容量。本设计的设计计算见后面章详述。还包括周期作用式混凝土搅拌机的主要参数：额定容量、工作时间、拌筒转速等计算。第3章 总体设计方案设计3.1 技术要求本设计主要针对双锥形反转出料搅拌机的斗料提升装置的设计，该机使用性能良好，相对JZM350有许多优势，而且特点突出、整体布置和结构设计合理、紧凑、美观，性能稳定可靠，搅拌质量好，可搅拌低流动性混凝土或塑性混凝土，每罐可以搅拌0.5立方米捣实后的混凝土，理论生产率为1520立方米/小时。搅拌筒出料高度为1500mm，可以用1.5t机动翻斗车接料。该机可以作为中小型混凝土搅拌站的配套主机，适合于各种中小型施工现场使用，是替代鼓筒型混凝土搅拌机的理想产品。主要技术参数1、型号 JZM5002、出料容量（L） 5003、进料容量（L） 8004、理论生产率（m3/h） 10145、配套电机 型号 Y132m2-6 5.0千瓦转速 960转/分 6、骨料最大料径(mm) 807、拌筒转速(r/min) 168、料斗平均提升速度(m/s) 0.39、拌筒出料高度(mm) 150010、外形尺寸(mm)（长宽高）52001940505011、最大拖行速度(km/h) 2012、整机质量(kg) 3500初步设计时，搅拌机各主要技术参数是根据生产率确定的，但按本设计计算确定的各主要技术参数制造的搅拌机，其生产率比理论值大1/2。对于功率富余过大问题，可根据实测值重新选配电机(电机功率应大于高峰值10%20%)。实际生产率过大，会影响搅拌质量，实际应用时只要配料系统生产率不超过设计值，就可以保证搅拌质量。3.2 总体方案设计本实用新型涉及一种混凝土搅拌机，属于建筑用机电设备的改进。现有的混凝土搅拌机一般包括机架、搅拌装置、进料装置、动力传动装置、提升装置（爬梯、卡位机构、输送斗、卷扬机构），其特征在料斗上升时导轨上设有自动卡位机构，使料斗自动下料。其中爬梯由若干对导轨杆连接组成，其下端与机架连接固定，其上端通过斜向支架与机架连接固定；卡位机构包括若干对称设置在爬梯导轨杆内壁上的限位挡块，通过其中部长槽孔与导轨连接。其中料斗可沿爬梯导轨杆上、下滑动，且与卷扬机构的钢绳连接进行提升，卷扬机构与动力传动装置及电气控制装置连接。上料斗属于爬斗底开门型式。料斗有三对轮子，其中一对轮子是在出料门上。在使用搅拌机时，先在上料位置挖一个地坑，使上料斗能进入地坑内，处于上料位置。当提升传动系统通过钢丝绳牵引满载料斗沿上料导轨上升到向搅拌筒投料的位置时，上料斗出料门上的滚轮开始打开。具体基本工作过程和原理是：水泥、沙子、砂等物料经料斗输送到搅拌筒内。料斗先在爬梯底部（即地坑里）将物料装入后。此时启动卷扬机构，通过钢绳将料斗沿爬梯导轨杆提升，此时由于先前已将卡位板块安装在所需高度处，且在导轨中部设有与底盘架平行的导轨。当料斗滚子通过提升装置沿导轨上行一段距离后，料斗底部滚子自动滚到平行导轨上，随着料斗的继续上升出料门不断自动开大，当上料斗碰到上极限行程开关时，提升传动系统停止转动，从而使料斗停止不动，砂子、石子和水泥经中间料斗全部进入到搅拌筒内。料斗入料完毕后，松开钢绳，料斗在自重作用下自动复位，顺利下降到地面，开始下一个工作周期。在上料架上的料斗上极限行程开关共有2个前后交错布置。一旦第一个行程开关失灵，第二个行程开关就可动作，起到可靠的限位作用，有效地防止料斗“冲顶”。在第一个上限行程开关失灵后，电气控制系统还会发出报警信号。以便通知使用者及时更换失效的行程开关。料斗的下限位是依靠料斗下到地坑内停止运动，使钢丝绳不受力。本设计自动倒料，施工方便、简单，效率高，大大节省人力、物力和财力，有效降低施工成本，同时自提升装置装拆方便、简单、可反复多次使用。且结构简单、组装方便，可广泛应用于各种中小型高层建筑施工现场中，实用性强。以下结合附图详细说明本设计的基本结构和原理：图3.1是本提升装置的结构示意图；图3.2是本提升装置底盘与上料装置的结构示意图；图3.3是本提升装置的俯视图；如图1所示，该机构包括料斗1、中间料斗2、上轨架3、中轨架4、下轨架5、滑轮6、电机盖7、卷扬机构8、搅拌筒9、机架10、支腿11、斜向支架12、螺栓13、限位挡块14、滚动轴承15、轴16钢绳17，其中上料架由若干对导轨杆连接组成，其下端与机架连接固定，上端通过斜向支架12与机架连接固定，下轨架5通过螺栓与中轨架4连接，卡位机构由若干对称设置在导轨杆内壁上的限位挡块组成，底盘通过支腿支撑。其中料斗1可沿上料架上、下滑动地连接在导轨上，料斗中部通过可转动的滑轮与卷扬机构8的钢绳17连接，卷扬机构8与动力传动装置及电气控制装置连接。为方便料斗和导轨的连接，上述导轨杆为开口朝外的槽轨道杆，上述料斗底部轴套的两横向支杆可上、下滑动地卡置在轨道杆外的形槽道口外。上述料斗上的轴套装在形槽道口内。为有效保证料斗能自动卸料，平行导轨上倒圆角，将底部轴套卡在槽内。完成上料目的。图3.1是本提升装置的结构示意图 图3.2是本提升装置底盘与上料装置的结构示意图1、料斗 2、中间料斗 3、上轨架 4、中轨架 5、下轨架6、底盘图3.3是本提升装置的俯视图3.3 提升传动系统提升传动系统如图3.4所示，由卷筒、钢丝绳、减速器和电机组成。提升电机输出轴直接带动减速器的齿轮转动，卷筒也直接固定在减速器的输出轴上，整个结构紧凑，减少了轴承和支承的数量，不需要联轴器。整个系统固定在与底盘连接的上部支架上。提升电机选用的是国产的锥型制动电机。提升减速器则采用原统一类型产品JZ350型搅拌机的提升减速器。因此，该机的提升传动系统均采用了搅拌机行业的配套件和通用件，使得整机的使用维修更 图3.4 提升传动系统为方便。 1、卷筒2、钢丝绳3、减速器4、制动电机此外，搅拌机还有底盘、供水系统和电器操纵箱。底盘为焊接结构，下部装有两个行走轮胎，前部装有牵引杆供拖行之用，为便于作短距离拖行及停放，还配有前支轮。底盘四角装有可调高低的支腿，搅拌机使用时，可通过附件液压千斤顶将整机调至适当高度。供水系统主要由电机水泵、调节阀门及管路组件组成。起动水泵，即可将水注人拌筒，流速由调节阀门调整，搅拌每罐混凝土所需的水量，由电气控制系统中的时间继电器控制水泵的运转时间来掌握，水泵按设定的时间运转和自动停止，供水系统还设置了冲洗管，在搅拌机停止工作后，打开冲洗闸阀，即可冲洗，供水系统装于搅拌机一侧，便于操作。电器操纵箱固定放置在机器的一侧，操纵箱面板上设置了料斗上升和下降、拌筒正转和反转及供水按钮，还设置了时间继电器及电源显示和料斗上限行程开关失灵报警灯，便于操作，减轻了劳动强度。3.4 主要特点本机型除具备一般小容量双锥型搅拌机的优点外，其主要特点有：1、从结构上考虑，采用了挖上料斗地坑的型式，这种结构可以减少工人搬运量。2、上料机构采用先爬升后送料。目前国内生产的小型搅拌机基本上都采用先爬升后翻斗方式。按照GB9142混凝土搅拌机技术条件，500升混凝土搅拌机的出料高度为1.5米，整机高度高，进料口也较高，且料斗容积较大，上料后较重，若采用先翻斗后爬升将增加难度。3、本机为较大型单机，为便于装车运输，上料爬架上部的三角架可下翻以降低高度，宽度控制在2300毫米，适合5吨或5吨以上机动车的装车宽度，上料架的下轨架可以拆后上翻，方便安装使用。4、本机型提升装置的设计符合GB9142混凝土搅拌机技术条件和JJ21-84混凝土搅拌机基本型式、基本参数的规定，出料高度大于1500毫米，满足1.5吨机动翻斗车接料。5、本机型如与简易配料装置配套，可起到与小型搅拌站同样的作用。开发新产品JZM500混凝土搅拌机，是促进建筑业快速发展，加快技术进步的合理方法之一，相信在广大用户的大力支持及技术人员技术上的不断改进、不断完善，将会使该类型产品有较好的经济效益和社会效益。同时能够满足广大用户的需求。第4章 设计计算4.1 受力分析 （1）受力计算：由于搅拌机内的物料通常为水泥、砂等建筑施工材料，查机械设计手册，粗砂（干）的密度为1.41.9 t/m3 ,细砂（干） 1.41.65 t/m3，水泥 0.91.7 t/m3，料斗容量即进料容量V1 = 800L，滚动摩擦系数= 0.002。在开始施工时，料斗内装上物料。当料斗上升过程中，对其进行受力分析如下：其中，T为钢丝绳拉力，Ff为料斗上升时所受的阻力，F为导轨给料斗的反作用力，G为重力。取物料平均密度为1.5，计算如下：G = mg = vg = 1.580010 = 1.610NT =F =Gsin30= 0.00216100.5 17N在上料时，料斗上升约为4.5 m，其上料时间为15 s，因此，料斗平均提升速度V = 0.3m/s。对电动机进行选择：按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列三相异步电动机。查国标JB/T9616-1999，它为锥形制动电机其工作及所需功率为：P = TV / (1000)= 170.3/(10000.98) = 5.1 KW为电机的传动效率；查阅机械设计手册确定。根据要求，选择Y132m2-6型的电动机，功率为5.0KW，转速960r/min，重量为68Kg。4.2 传动系统设计方案4.2.1传动方案1）带传动2）齿轮传动。3）方案简图如下：4.2.2、该方案的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流 异步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。4.2.3、传动比的分配： 带传动传动比：3 减速器传动比：5 齿轮传动比： 44.2.4、带传动及齿轮传动的设计及计算： 电动机的参数：Y132M2-6 额定功率：5KW 满载转速：960r/min 额定转矩：24.3.1带传动的设计：外传动带选为 普通V带传动 1.确定计算功率:Pca1）、由表5-9查得工作情况系数 KA=1.1 2）、由式5-23（机设）Pca=KAP=51.1=5.5 2、选择V带型号 查图5-12a(机设)选A型V带。3.确定带轮直径 （1）、参考图5-12a（机设）及表5-3（机设）选取小带轮直径 （电机中心高符合要求）（2）、验算带速 由式5-7（机设）带速在525m/s之间，选择合适。（3）、从动带轮直径 ：查表5-4（机设） D1=110mm D2=330mm（4）、传动比 i=3 （5）、从动轮转速 n=960/3=320r/min 4.确定中心距 和带长 由式 按 （5-23机设）初选中心距a0=500mm带长 查表53取 中心距 a的调整范围由式（5-4） 6 确定V带根数按式（5-21） 由表5-5,插值求得得 由表5-10查得 由表5-9查得 由表5-3查得 代入求根数公式（5-21），得取z=4,符合表5-7推荐的轮槽数7 确定初拉力查表5-4得 按式（5-22） 4.3减速器的设计 由于该传动装置系统的传动比比较大，但靠一个带传动和齿轮传动远远不能满足传动要求，因此需要用到减速器，其传动比为5，由于该设计的重点不是减速器的设计，因此在此不做详细说明。4.4 强度校核斗式提升搅拌机的机械故障多见于卷扬提升系统，而由于该系统钢丝绳的损伤或拉断，引起的事故也时有发生。为了确保钢丝绳安全运行，更好的掌握钢丝绳的损伤规律及预防方法，针对此类设备的结构，现分析出造成钢丝绳损坏的如下几种原因：(1)钢丝绳在第一次安装时钢丝绳的扭转或弯曲，钢丝绳在卷筒上排列不均或在第一次爬绳时没有采取措施。 (2)钢丝绳末端固定时措施不当；钢丝绳与楔连接处，主受力方向不正确；用压板连接处绳头太短，且没有捆扎，螺栓件太紧或太松等；用螺旋扣连接处数量少、间距不合理或选型与钢丝绳不匹配。(3)改向滑轮、卷扬装置等由于日常维护润滑不及时，而引起卡滞。 (4)润滑油选型不对或日常润滑不当。(5)改向滑轮槽底部槽径、包角和槽壁等磨损量接近或超过规定要求时，将会引起钢丝绳的相应的弯曲应力和挤压力的增大。(6)滑轮或卷扬滚筒的位置不当，引起钢丝绳绕进或绕出滑轮和滚筒时偏角增大，也就是钢丝绳中心线和垂直于滑轮或滚筒轴心的平面夹大于4度。(7)滑轮或卷扬滚筒制造缺陷，如裂纹、气孔、夹砂及表面粗造度过大等。(8)滑轮或卷扬滚筒材料性能达不到规定的使用要求，也会导致钢丝绳的受力过大，使其挤压应力过大。(9)滑轮装置上没有设置防跳绳装置或防跳绳装置与滑轮之间的间隙过大，超过钢丝绳直径的20%或防绳装置刚度不能满足使用要求，而使钢丝绳跳绳，引起钢丝绳的损伤。卷扬钢丝绳的损坏除以上所述外部原因外，还有引起其损坏的钢丝绳自身内部的因素。钢丝绳的损坏，首先发生在钢丝绳的外侧钢丝。当外侧钢丝绕过滑轮或滚筒时，在强大的拉应力作用下反复弯曲和挤压，而引起金属疲劳，当达到极限时钢丝绳就会断裂、绳股松散，从而引起承载力下降。拉断的初始点往往在挤压的位置或锈痕、裂口处。由于钢丝绳在工作时不可避免的存在频繁启动、制动，而产生振动应力，这将使的钢丝绳的破坏加剧。钢丝绳的捻绕次数少，僵性大，绕性差，易松散；反之，捻绕次数多，外层纲丝就较细，易磨损断裂，不耐用。双绕绳绕性好，制造简单，成本低；交互捻绳的绳股与绳的扭转趋势能起到一定的抵消作用，工作时不易松散，但僵性较大，使用寿命较低。目前建筑机械多采用线接触型钢丝绳，因它的钢丝间隙接触应力小，磨损小，寿命长，且填充率高绕性较好，承载能力大。并消除了点接触的二次弯曲应力，能降低工作时总的弯曲应力，耐疲劳性能好。结构紧密，金属断面利用系数高，使用寿命长，比普通钢丝绳寿命的确良1-2倍。但钢丝绳的强度过大，僵性越大绕性越差。另一种异型股绳，由于在滚筒上的支撑点多，耐磨性高，不易产生断丝，结构密度大，在相同绳径和强度条件下，总破断力较大。使用寿命比普通圆股钢丝绳约高3倍，正在被逐渐广泛应用。选用钢丝绳时，除考虑钢丝绳的结构形式和性能外，还为防止钢丝绳相互间摩擦力及挤压力，产生乱绳现象。绳径应采用小于绳槽节距和钢绳槽直径的钢丝绳，以增加钢丝绳与卷筒间的接触面积，减少相邻钢丝绳的摩擦力，从而提高钢丝绳的寿命。在相同直径下，钢丝绳股数目越多直径则越细，单根钢丝就越细这种钢丝绳的绕性好，可很好的克服钢丝绳多次进出滚筒时受到的反向弯折力，穿绳也容易。而较粗的外股，其钢丝也较粗，则能更好的抵抗摩损、机械损伤、腐蚀及挤压力。因而，只有将两者优点很好的结合，才是真正高性能的优质钢丝绳。钢丝绳在选用中所要确定的最大破断力和最小直径，可通过如下公式计算。钢丝绳的最大破断拉力可根据公式： F TN/Q 其中：F钢丝绳标准中破断力的总和；T工作时所承受的最大力；N安全系数；Q钢丝绳破断拉力的换算系数。查阅机械设计手册对提升机一般用钢丝绳N = 6，工作时所承受的最大力为：Tmax = G sin60 = 1.610 1.410 N钢丝绳的最小直径可由钢丝绳最大工作拉力确定； D = N/（0.785KWt）1/2S1/2其中：D钢丝绳最小直径，mm；N安全系数；K捻制折系数；W钢丝绳充满系数；t钢丝绳的公称抗拉强度，MPa；S最大工作静拉力。代入数值，计算可得：D 10 mm在设计产品时，产品的主要参数系列应最大限度采用优先数列。对本设计来说，确定滑轮的直径D可以取R20系列。滑轮直径与钢丝绳之比取决于提升装置地使用频繁程度，在提升的结构中最低为20倍。对滑轮槽底的圆弧半径r的要求是使用钢丝绳能较合适的安放在槽底。槽底半径过小或钢丝绳直径过大，都会产生干涉。r值可按下式求得：r drm /2 + 式中 drm（mm） 钢丝绳直径的平均值； （mm） 钢丝绳直径公差的1/4； （mm） 槽底半径公差的1/2；查阅机械设计手册,取钢丝绳直径dr = 12.5 mm，根据要求钢丝绳长度取15m，槽底半径r的值为7.1mm，滑轮直径D = 250 mm。r 20 mm。 4.5其他计算周期作用式混凝土搅拌机的主要参数是额定容量、工作时间、拌筒转速等。4.5.1 额定容量在国际上，额定容量各有所指，有的每次以装进搅拌筒内的干料容量为指标；有的每次从搅拌筒卸出而未经捣实的新鲜混凝土体积为指标。在实际使用混凝土搅拌机生产中，往往由于各种原因造成搅拌容量超过额定容量，因此必须注意对于拌筒旋转自落式搅拌机的搅拌容量不得超过额定容量的10以上；对于强制式混凝土搅拌机的搅拌容量不得超过额定容量的30以上。否则可能发生质量安全事故。（1）进料容量V1指装进搅拌筒的物料体积；出料容量V2指卸出物料（混凝土等）体积，单位用立方米（m3）表示。在本设计中，JZM500的进料容量为800L；出料容量为500L即： V1 = 800L V2 = 500L （2）拌制好即卸出的混凝土体积V2与装进干料容量V1有如下关系，即： = V2/ V1 = 0.625 即V2 =0.625V1 通常称为出料系数。4.5.2 工作时间搅拌机的工作时间以秒（S）计算，内容即概念如下：上料时间（t1） 从给拌筒开始到上料过程结束；出料时间（t2） 从出料开始到至少95以上搅拌物料卸出；搅拌时间（t3） 从上料结束到出料开始；在本设计中，拌制混凝土时，一般取t1 = 1520 s；进料时，取t2 = 2025 s；对于反转出料搅拌机，取t3 = 6080 s。4.5.3 周期作用式混凝土搅拌机的生产率计算混凝土搅拌机的生产率即为生产能力计算。搅拌机的生产率Q按下式计算：Q3.6 V1/(t1+t2+t3) （m3/h）式中t1、t2、t3 分别为上料、出料、搅拌时间（S）； 出料系数;V1 搅拌机装料容量。 将上述的工作时间代入，可得搅拌机的生产率Q为Q = 1520 m3/h。第5章 控制系统的设计为便于阅读与分析，电气原理图是根据简单、清晰的原则，采用电器元件展开的形式绘制而成。它只表示电器元件的导电部件之间的接线关系，并不反应电器元件的实际位置、形状和安装方式。 电力拖动控制线路通常是由若干单一功能的基本线路组合而成。人们在长期生产实践中已将这些功能块线路精炼成最基本的控制单元，供线路设计选用和组合。掌握这些单元线路的组成、工作原理将对电器控制线路的阅读分析和控制线路设提供很大帮助。 正、反向运行控制线路 电器原理图如图所示。主电路的特点是由KM1、KM2实现三相电源意两项的调换，以实现两个方向的稳定运行。但要求KM1、KM2不能同时动作以避免电源相间短路。其特点是由两个单项运行控制部分组成，两部分之间互锁是通过将各自的常闭触点窜接在对方的工作电路中来实现的。 图为“正停反”控制，该线路同时具备接触器和按钮的双重互锁，进一步保证电路的安全，可靠。第6章 总 结本设计首先分析和说明了混凝土搅拌机在建筑工业的重要地位和当今混凝土搅拌机的现状，随着经济的发展，建筑工业