JS1000混凝土搅拌机设计（全套含CAD图纸）
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混凝土搅拌机
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 摘 要 本次设计的 凝土搅拌机是目前比较主流的机型，它是强制式卧轴混凝土搅拌机中的一种， 强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干硬性混凝土，而且能搅拌轻骨料混凝土，能使混凝土达到强烈的搅拌作用，搅拌非常均匀、生产率高、质量好、成本低。另外 作为国内新型搅拌机的一种，它整机结构紧凑、外型美观。 要组成结构包括：搅拌装置、传动系统、上料系统、卸料系统、机架、电气控制系统、润滑系统等。这些系统之间的连接要求紧凑，工作可靠。本次设计 主要是对搅拌装置、传动系统、上料系统以及卸料系统的设计，主要包括：搅 拌装置方案的确定、搅拌轴的设计计算、传动系统的设计计算、轴承的校核、上料系统的设计以及液压卸料系统的设计，最后完成搅拌机总成图及零部件图。 关键词 ：混凝土搅拌机，强制式双卧轴，搅拌装置，传动系统，上料系统 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 he of is at It is a of In a in be as as It is a of it is of as as of is of of of of be 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 目录 第一章 绪论 . 1 题研究背景 . 1 凝土搅拌技术 . 1 拌机理 . 1 凝土搅拌站设备 . 2 拌机概述 . 3 外搅拌机发展水平及现状 . 3 内搅拌机发展水平及现状 . 3 拌机发展趋势 . 4 题设计的主要内容 . 4 第二章 总体方案的确定 . 5 同厂家同型号产品方案归纳 . 5 同厂家 要参数对比分析 . 7 体方案确定 . 8 拌装置方案 . 8 拌叶片方案 . 11 动方案及同步方式 . 12 料方案 . 13 料门运动方案及卸料方 式 . 14 第三章 搅拌装置结构设计 . 18 拌装置组成 . 18 拌筒 . 18 拌轴 . 19 拌臂 . 19 拌叶片 . 19 端密封和支承 . 19 拌装置基本参数 . 19 产率 . 20 料容积 . 20 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 拌器工作循环时间 . 20 拌器尺寸参数计算 . 21 分参数经验公式 . 23 拌轴设计 . 23 拌轴转速 . 23 拌轴结构设计原则 . 25 拌轴尺寸确定 . 25 拌轴的挠度计算与校核 . 27 拌轴按弯扭合成强度条件校核 . 28 拌臂设计 . 30 拌臂尺寸参数计算 . 30 拌臂排列关系 . 31 拌叶片设计 . 32 片结构尺寸 . 32 片安装角 . 33 封与支承结构的设计 . 36 封装置设计 . 36 承的设计与校核 . 37 第四章 传动系统设计 . 40 动机确定 . 40 动机功率计算公式 . 40 分厂家同型号搅拌机所选的电动机 . 41 动机参数 . 42 动机底架的设计 . 42 动比分配 . 43 传动比 . 43 速机的传动比 . 43 速机的选型 . 43 轴器选型 . 44 传动的设计计算 . 45 传动类型确定 . 45 的设计计算 . 46 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 第五章 上料与卸料系统 . 48 料系统工作原理 . 48 料系统结构设计 . 49 扬机构 . 49 料架结构 . 49 斗结构 . 50 板 . 52 料系统工作原理 . 53 料门的结构形式 . 53 压卸料系统 . 54 结论 . 55 致谢 . 56 主要参考文献 . 57 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 共 57 错误 !未找到引用源。 页 第 1 页 装 订 线 第一章 绪论 题研究背景 经济全球化以来，我国经济腾飞 ， 从而导致了城市化进程的加快，随着 基础设施的大规模建设 ， 工程施工中不可缺少的一种商品 商品混凝土的需求量就在不断增加， 混凝土作为当今最大宗的建筑材料，广泛地用于工业、农业、交通、国防、水利、市政和民用等基本建设工程中，在国民经济中占有重要地位。混凝土的广泛应用则推动了混凝土搅拌设备的建设，混凝土搅拌机就在这样的背景下迅速发展。通过它将混凝土原材料的水泥、水、砂、石子和外加剂等，按设定的配合比，分别进行输送、上料、储存、配料、称量、搅拌和出料，从而生产出符合质量要求的新拌混凝土。在各组成材料和配合比一定的情况下，混凝土的质量在很大程度上取 决于搅拌设备的性能和水平。 无论是传统的现场施工搅拌技术，还是现代的预拌混凝土搅拌技术，搅拌机都是实施搅拌的直接设备。作为 搅拌设备的核心工作装置， 本课题通过对 混凝土搅拌机进行结构设计，对于提高设备的生产效率和作业质量具有重要意义。 凝土搅拌技术 拌机理 为了使混凝土达到宏观和微观上的匀质，在搅拌过程中，必须设法使颗粒和液滴都产生运动，并使其运动轨迹交叉，交叉运动愈剧烈、交叉次数愈多，混凝土愈易混合均匀。混凝土混合料在搅拌过程中要达到均匀混合的机理是十分复杂的，根据混合物颗粒 和液滴产生运动的方法不同，混凝土混合料搅拌过程中有如下基本运动 : (1)对流运动 对流运动是指混合料各组分在宏观范围内循环流动、趋于混合均匀的现象。在搅拌过程中，混合料各组分在外力作用下，具有不同的运动速度和轨迹，形成对流运动，使混合料各组分不断相互混合。因此，对流运动在搅拌中是最基本的，也是最主要的，使混合料达到宏观上的匀质性，保证混凝土使用的基本要求。 (2)扩散运动 扩散运动是指混合料各组分在微观界面上相互穿插渗透、力求稳定状态的现 象。与对流运动不同，扩散运动主要在微观范围内发生，促使各组分相表面间的 良好结合，达到微观上的均布，大大改善混凝土的性能。如果说对流运动使混合 料在宏观上拌匀，扩散运动则使混凝土在微观上拌透。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 共 57 错误 !未找到引用源。 页 第 2 页 装 订 线 (3)剪切运动 剪切运动是指混合料各组分沿滑动面相对滑动、逐渐混合均匀的现象。在搅 拌过程中，各组分除相互间的匀化，还不断发生水化反应，增加搅拌的难度。剪 切作用克服物料的惯性、摩擦力和粘滞性，使物料不断重新匀化，保证混合料各组分的均匀混合。在实际搅拌过程中，混凝土混合料要达到均匀混合的运动方式是综合性的， 各运动良好配合，同时作用，使混合料相互碰撞、相互渗透，促使各颗粒，特别是水泥颗粒的弥散分 布，达到混凝土在宏观和微观上的匀质。 凝土搅拌站设备 （ 1）混凝土搅拌站的用途 混凝土搅拌站是用来集中搅拌混凝土的装置，亦称混凝土工厂，因其机械化和自动化程度较高，生产率较大，故常用于混凝土工程量大、施工周期长、施工地点集中的大、中型水利电力工程、公路路面与桥梁工程、建筑施工以及混凝土制品工厂中。 （ 2）混凝土搅拌站的分类 搅拌站按工艺布置型式可分为一阶式和二阶式两类。 一阶式：砂、石、水泥等材料一次就提升到搅拌站最高层的储料斗，然后配料称量直到搅拌成混凝土出料装车，均借物料自重下落而形成垂直 生产工艺体系。搅拌站自上而下分成料仓层、称量层、搅拌层和底层。此类型式具有生产率高、动力 消耗少、机械化和自动化程度高等特点，但其设 图 阶式工艺流程 备较复杂、要求厂房高、基本投资 大。故一阶式布置适用于大型永久性搅拌站。 二阶式：骨料的储料仓同搅拌设备大体是在同一水平面上。砂、石、水泥等材料分两次提升，第一次将材料提升至储料斗；经配料称量后，第二次再将材料提升 并卸入搅拌机。它具有设备简单，投资小， 建成 快等优点；同时二阶式高度降低，拆装方便。 图 阶式工艺流程 占地面积小。故该布置适用于中小型搅拌站。 （ 3）混凝土搅拌站的组成 混凝土搅拌站主要由物料供给、计量、上料、搅拌及电气控制系统组成。其中搅购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 共 57 错误 !未找到引用源。 页 第 3 页 装 订 线 拌主机采用强制式混凝土搅拌机，因为 强制式 混凝土 搅拌机是目前国内外搅拌站使用的主流，它可以搅拌流动性、半干硬性和干硬性等多种混凝土 。 强制式搅拌机按结构形式分为主轴行星搅拌机、单卧轴搅拌机和双卧轴搅拌机。而其 中 尤以双卧轴强制式搅拌机的综合使用性能最好。 双卧轴强制式搅拌机具有搅拌时间短，卸料迅速，拌合均匀，生产率高等特点，对于干硬性、塑性及各种配比的混凝土均能达到良好的搅拌效果。搅拌机衬板及搅拌叶片用耐磨材料经特殊处理，独特的轴端支撑及密封型式极大地提高了主机的使用寿命。 因此本次设计的 双卧轴强制式搅拌机 的性能直接关系到混凝土搅拌站的生产率及生产质量。另外由于目前二阶式混凝土搅拌站应用广泛，因此本次设计的 双卧轴强制式搅拌机 的上料方式主要采用卷扬机构从而与二阶式混凝土搅拌站能够合理配套。 拌机概述 外搅拌机发展水平及现状 （ 1）自落式搅拌机 有较长的历史，早在 20 世纪初，由蒸汽机驱动的 鼓筒式混凝土搅拌机已开始出现。 50 年代后，反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机以及裂筒式搅拌机等相继问世并获得发展。其特点是搅拌强度不大、效率低，适用于搅拌一般集料的塑性混凝土。 （ 2） 强制式搅拌机 从 20 世纪 50 年代初兴起后，得到了迅速的发展和推广。最先出现的是圆盘立轴式混凝土搅拌机，这种搅拌机分为涡桨式和行星式两种。 19 世纪 70 年代后，随着轻骨料的应用，出现了圆槽卧轴式强制搅拌机。 （ 3） 连续式混凝土搅拌机 这种工艺的应用主要起源于 20 世纪 60 年代末期的欧美等国家，自 20 世纪 70 年代以后得到了快速发展。 这种搅拌机具有搅拌时间短，生产率高、投资成本低等特点因此在欧美等国家得到了广泛应用，其发展引人注目。 （ 4） 随着混凝土材料和施工工艺的发展、又相继出现了许多新型结构的混凝土搅拌机，如蒸汽加热式搅拌机，超临界转速搅拌机，声波搅拌机，无搅拌叶片的摇摆盘式搅拌机和二次搅拌的混凝土搅拌机等。 内搅拌机发展水平及现状 我国混凝土搅拌设备的生产要追溯到上世纪 50 年代。 1952 年，天津工程机械厂试制出我国第一代进料容量为 400L 的混凝土搅拌机，同年上海建筑机械厂研制出进料容量为 1000L 的混凝土搅拌机。 20 世 纪 70 年代未至 80 年代初，为满足建筑业商品混凝土大规模发展的需要，在引进国外样机的基础上，有关院所和厂家陆续开发了新一代 双锥自落式搅拌机、 D 型单卧轴强制式搅拌机。其中， 双卧轴搅拌购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 共 57 错误 !未找到引用源。 页 第 4 页 装 订 线 机在 80 年代初研制成功。 80 年代末，我国混凝土搅拌产品开发重点转向商品混凝土成套设备，研制出了 10 多种混凝土搅拌楼。经过引进借鉴、自主开发等几个阶段，到本世纪初，国内混凝土搅拌机技术得到长足发展，在产品规格和生产数量上，都达到了一定规模，出现了一批具有自主知识产权的新技术，逐步形成了一个具有一定规模和竞争能力的行业。 2006 年，我国生产装机容量 6m的搅拌站 2100 多台，已成为混凝土搅拌设备的生产大国。 未来我国的混凝土搅拌机的发展将日趋完善，从而能够符合使用者各项要求，具有控制系统好、安全性能高的特点、并能满足使用舒服，方便的国际化要求 。 拌机发展趋势 混凝土机械工业产品的发展趋势是高附加价值化、智能化和系统化。混凝土搅拌机发展的主导产品是商品混凝土成套设备，作为国家总体规划中的重点项目， 商品混凝土成套设备无论从数量上还是质量上都将有一个较大的提高。同时， 通过技术创新， 开发多用途、多功能产品以适 应市场需求的变化。未来， 人们对生活质量要求越来越高， 环境保护意识越来越强， 那些高效、低噪音、低污染、智能化的环保型混凝土搅拌设备也将受到人们的青睐。 题设计的主要内容 本课题的主要研究内容是进行强制式混凝土搅拌机搅拌装置、传动系统、上料系统、卸料系统的设计，最终完成： （ 1） 计算说明书部分： （ a）设计说明书中英文摘要、目录； （ b）双卧轴搅拌机的搅拌机理及工艺概述； （ c）搅拌机的总体方案分析与确定； （ d）传动装置的设计与计算； （ e）搅拌装置的设计与计算； （ f）上料装置的设计与计算； （ g）毕业设计总结。 （ 2）图纸部分： （ a）搅拌机总装图； （ b）搅拌装置装配图； （ c）上料装置装配图； （ d）其它非标准件的零件图。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 共 57 错误 !未找到引用源。 页 第 5 页 装 订 线 第二章 总体方案的确定 同厂家同型号产品方案归纳 （一） 中联重科生产的 拌 主机 （ 1） 搅拌装置方案：在圆轴上焊 接带孔的扇形连接板，用螺栓与搅拌臂连接。 （ 2） 搅拌叶片方案： 螺带式 （ 3）传动方案及同步方式：机械传动联轴器同步式 图 联重科 机 （ 4）上料方案： 皮 带输送机式 （ 5） 卸 料门运动方案及卸料方 式： 卸料门转动式液压卸料 主要特点： 搅拌主机 结构合理、搅拌质量好、时间短、能耗低、噪声小。 采用 复合螺带式搅拌装置，高效、节能、耐久，搅拌效率提高 20%以上 ，节能 15%以上。衬板、搅拌叶片均采用高硬度、高韧性的耐磨合金铸钢， 叶片寿命大于 5 万罐次，梯形衬板，更耐磨，使用寿命可超过 7 万罐次 。电器控制系统均采用优质元件，性能优良，可靠性高，具有防冲顶功能 ； 5 重封闭式轴端密封装置，密封效果更好，使用寿命 10 万罐次； 自动润滑浓油泵选用国际一线品牌厂家的产品，耐久可靠。搅拌机壳体内部空间宽敞，更节能；采用欧洲先进的螺旋锥齿行星转角搅拌机专用减速机，高速端同步，传动平稳，效率高。 （二） 山东圆友重工 生产的 拌机 （ 1） 搅拌装置方案： 将搅拌臂焊在上瓦上，上下瓦用螺栓紧固，使其紧紧抱住方轴。 （ 2） 搅拌叶片方案：桨式叶片 （ 3） 传动方案及同步方式：机械传动齿轮同步式 （ 4） 上料方案： 卷扬电机 +提升斗 （ 5） 卸料门运动方案及卸料方 式 ：卸 料门 图 东圆友 拌机 转动式气动卸料 主要 特点：大直径卷筒钢延长了丝绳寿命；耐磨合金铸造衬板和叶片，延长了易损件的更换周期； 100%载荷满试机 ， 确保使用可靠 ； 大开口设计，卸料迅速； 衬板 采购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 共 57 错误 !未找到引用源。 页 第 6 页 装 订 线 用梯形设计，材料为高铬合金耐磨铸铁，在按照规范维护调整的前提下，使用寿命可超过 7 万罐 次。 （三） 柳工 制式混凝土机械 （ 1） 搅拌装置方案：将搅拌臂焊在上瓦上，上下瓦用 螺栓紧固，使其紧紧抱住方轴。 （ 2） 搅拌叶片方案：桨式叶片 （ 3） 传动方案及同步方式：机械传动齿轮同步式 （ 4） 上料方案： 卷扬电机 +提升斗 （ 5）卸料门运动方案及卸料方 式 ：卸料门摆动式气动卸料 主要特点： 两搅拌轴作反向同步转动，搅拌 图 工 拌机 叶片使物料呈环形运动，可在较短的时间内达到 充分拌和的目的。弧形衬板为中锰抗磨球墨铸铁，端面衬板为优质高锰耐磨钢板，衬板的高耐磨抗冲击性能极大地增强了主机的使用寿命。衬板采用螺栓紧固，更换与调节非常方便 快捷。 叶片为高强度抗冲击抗磨白口铸铁。搅拌臂与搅拌叶片均由螺栓联接，维修与更换方便快捷。搅拌轴的轴端支承与轴端密封总成分离，以防止密封装置发生故障时损坏轴承。搅拌均匀 ，拌和质量高。 （四）方圆集团 制式混凝土搅拌机 （ 1） 搅拌装置方案： 将搅拌臂焊在上瓦上，将下瓦焊在搅拌圆轴上，上下瓦用螺栓紧固。 （ 2） 搅拌叶片方案：桨式叶片 （ 3） 传动方案及同步方式：机械传动联轴器同步式 （ 4） 上料方案： 卷扬电机 +提升斗 （ 5）卸料门运动方案及卸料方 式 ：卸料门转动式气动卸料 图 圆集团 拌机 主要特点：配备多重轴端密封及浮动密封 保护装置，有效杜绝轴端漏浆现象发生；坚固刚性气动卸料装置，有效提高卸料门寿命及密封性；搅拌轴防松转装置，有效防止搅拌臂连接螺栓时效松动而产生的臂与轴间滑转现象； 特制卷筒使钢丝绳寿命更长；精密的机械加工零件；高品质耐磨合金铸造配件，先进的生产工艺保证搅拌叶片和衬板间隙均匀； 气动卸料方式使操纵更轻便省力。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 共 57 错误 !未找到引用源。 页 第 7 页 装 订 线 （五） 南方路面机械有限公司生产的 拌机 （ 1） 搅拌装置方案： 采用方轴，将搅拌臂焊在上瓦上，上下瓦用螺栓紧固，使其紧紧抱住方轴。 （ 2） 搅拌叶片方案： 螺带式 （ 3） 传动方案及同步方式：机械传动联轴器同步式 （ 4） 上料方案： 卷扬电机 +提升斗 （ 5） 卸料门运动方案及卸料方 式 ：卸料门转动式气动卸料 图 方路机 拌机 主要特点：该 搅拌主机具有 结构合理 、 搅拌质量好、时间短、能耗低、噪声小 的特点； 双螺带搅拌机以其优良、高效的搅拌，能满足各种配比混凝的生产要求 ； 双螺带搅拌主机实现了对高强度、高流动混凝土的复杂搅拌过程的高速化，具有绝对优势的高速搅拌能力 ；同时 该双卧轴混凝土搅拌机还具有加水量控制方便，搅拌力大，用电量小，功率强劲的优点。 同厂家 要参数对比分析 表 同厂家 拌机参数 企业 中联重科 山东圆友 柳工 方圆集团 南方路机 出料容量 1000 1000 1000 1000 1000 进料容量 1600 1600 1600 1600 1600 生产率 50m3/h 50m3/h 50m3/h 50m3/h 50m3/h 骨料最大粒径（卵石碎石） 0/60 80/60 80/60 80/60 80/60 搅拌叶片 2 8 2 8 2 8 2 8 2 8 搅拌叶片转速（ r/ 27 7 27 27 搅拌电机型号 2拌电机功率（ 2 22 2 18 53 37 2 22 卷扬机型号 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 共 57 错误 !未找到引用源。 页 第 8 页 装 订 线 卷扬电机功率（ 15 15 15 15 水泵电机型号 泵电机功率（ 3 3 3 3 3 料斗提升速度（ m/ 4 形尺寸（长宽 高）运输状态 4400 22302700150 2985 3930250 2250 2350 外形尺寸（长宽高）工作状态 9700 3695 8460 8890 3600 10120 整机质量（ 10000 卸料高度（ 2700， 3800 2700， 3800 2700， 3800 体方案确定 拌装置方案 搅拌臂与搅拌轴的联接形式包括以下形式： （ 1）在圆轴上焊接带孔的扇形连接板，用螺栓与搅拌 臂连接。该结构形式加工简单，但在使用 中常常出现螺栓松动或拉断现象。其主要原因是搅拌臂与扇形连接板表面比较粗糙，连接螺栓很难将两面压紧，螺栓与孔之间存在间隙，当搅拌时两接触面产生相对滑动，从而使螺栓松动，松动后的螺栓在两平面接触处处于周期性拉、压、弯的复杂受力状态，多次冲击产生疲劳裂纹，从而在接合面处螺栓被拉断。为了防止螺栓的松动和拉断 要求扇形连接板与脆拌臂接触面平整及采用铰制孔螺栓或防松能力强的螺栓，并且要求在使用时频繁地拧紧螺栓，这在使用和制造时往往不易达到，因此这种形式不常用。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）报告纸 共 57 错误 !未找到引用源。 页 第 9 页 装 订 线 图 拌臂 与搅拌轴的联接形式（ a） （ 2）采用方轴，将搅拌臂焊在上瓦上，上下瓦用螺栓紧固，使其紧紧抱住方轴，上下瓦的轴向定位是靠相邻上下瓦相靠紧或在上下瓦打定位孔实现，这种结构螺栓受拉，受力条件好不易松动，而且比较合理，工作可靠，但加工成本比圆轴要高。 图 拌臂与搅拌轴的联接形式（ b） （ 3）将搅拌臂焊在上瓦上，将下瓦焊在搅拌圆轴上、上下瓦用螺栓紧固。由于下瓦焊在搅拌轴上，轴向定位自然解决了。该结构工作可靠，机械加工成本低于方轴。但由于轴一般采用中碳钢或合金钢，故焊接工艺较复杂，因此应权衡机械加工与焊接加 工的成本。 图 拌臂与搅拌轴的联 - 1 - - 2 - - 3 - - 4 - - 5 - - 6 - - 7 - - 8 - - 9 - - 10 - - 11 - - 12 - - 13 - - 14 - 中文译文： 行星垂直混凝土搅拌机 模拟和预测在稳定状态和摄动条件下使用寿命 工业工程系 (通过杜兰迪佩鲁贾大学 63 06125 佩鲁贾 ,意大利 b 列 有限公司“意大利建筑学通过布伦塔 ,16 06078 桥、意大利 3月 9日收到 2006;在修订后的形式收到 2007年 5月 30日 ,接受了 2007年 7 月 23日网上 2007年 8月 25日文摘 文摘 行星动力学模拟环境的混凝土搅拌机了 ,它是一个模型为基础方法使用集总参 数分析和整合分析经典力学理论和生活。 这项工作的目的是给一个快速和易于使用的工具可以预测的行为和使用寿命混凝土搅拌机通过几何和物理参数。在稳定状态和模拟进行了摄动条件。齿轮减速器是混合在大多数压力的一部分。结果与数据从客户获得的建筑工地。 2007年爱思唯尔帐面价值保留所有权利。 关键词 :仿真 ;集总参数模型 ;齿轮减速器 ;混凝土搅拌机 ;使用寿命 介绍 混频器的两个主要类别 :批量搅拌机和连续混炼机。第一类生产混凝土一批一次 ,而第二个生产混凝土以恒定速率。第一类需要清空完全混合周期后 ,清洗 ,然后重新加载的原材料批 处理。正如它的名字显示在第二种类型 ,原材料不断一端加载新浇混凝土退出。 批处理搅拌机是最常见的类型。可以区分不同类型的批处理搅拌机轴旋转的方向 :水平或倾斜 (鼓搅拌机 )或垂直混合 (1。 长期使用搅拌机导致磨损的叶片和 /或刮板 ,材料的累积 (硬化砂浆或水泥粘贴 )叶片 ,容器和 /或刮刀。 为了避免这种情况 ,混凝土搅拌机应彻底清洁每一天结束时的操作叶片和刮刀应该定期改变。 混合过程还包括混合能量混合混凝土搅拌 ,所需要的能量由电力消耗的产品周期和周期的持续时间 1。 - 15 - 本文提出的混合机一批与垂直轴搅拌机。工 作旋转运动的行星和它的目标是物理和化学混合多个组件 ,以均匀混合物。实际上混合器分配中的所有成分均匀坦克不支持一个或另一个。搅拌机是 10的力量惠普和混合时间的持续时间 (周期 )是 70年代。 本文描述机器的基本组件的发展紧随其后基于模型的方法 ,着重于最强调的部分混合机 :齿轮减速器。在此模型的基础上模拟环境开发与评估的使用寿命的目的一个搅拌机。成瘾试验台 ,繁殖工作条件进行实验模拟使用破坏性的测试来评估搅拌机的使用寿命。 实验测试是昂贵和事故是几乎不可能复制。因此 ,早期的 纹的检测、诊断和预后一直 是主要的技术之一混凝土搅拌机的挑战安全和具有成本效益的操作。 + 试验装置的组合和数值模拟环境代表一个强大工具在设计过程中。 仿真工具应该灵活 ,易于使用和廉价为了不断提高设计的机器。在成瘾 ,混合器的行为在不同工作条件下 ,引入合适的参数就可以模拟混凝土混合物。考虑到几何和物理参数搅拌机的工具必须能够预测哪些齿轮更强调和供应信息他们的寿命。 混凝土搅拌机 :描述 摘要混凝土搅拌机的分析 (图 1)垂直轴 ,三个旋转搅拌臂和固定坦克。这台机器是由两个主要的元素 : 行星搅拌机 ; 装入桶 (跳过 )。 图 1。混凝土搅拌机 装桶是一个个人和独立的电路。桶的形状是一个截棱锥 ,包含原材料的理想。一个安全装置防止桶下降。装桶可以被固定在机 ,预存储单元 ,也可以有一个平衡附加配料 ,称重骨 - 16 - 料。放电 油压速度传动器 或气缸控制。 混合槽 (图 2)是建于极厚钢板安装在槽形截面框架这样安排是为了让几个放电开口。整个柜的保护套管防止灰尘逃离和混合操作将微动电门打断了门在前面打开了。 搅拌臂 (图 3)是外围 ,由钢钻棒 ,可以允许调整叶片的监管。一盒在球墨铸铁含有三对齿轮 (图 4)和一个桥架安装在罐的顶部 ,悬浮在一个合适的高度支持和刀片。一个齿轮减速器的轴是连 接到电机和外摆线的另一个原因是移动升压移动胳膊和生成混合的传动装置。 第一和第三齿轮副是螺旋状的 ,第二个是 直齿 装备。这是因为第二个受到更少的压力。齿轮的工作油浴 ,最好的润滑是保证在牙齿上轮廓。 模拟过程的主要特征 混凝土搅拌机设计的最常见的一个方面把齿轮减速器 ,因为许多主要的故障可以分为轴和 轮齿疲劳 裂缝由于不同循环加载过程阶段 (2、 3)。出于这个原因 ,这项工作提出了一种用于分析模拟仪器齿轮减速器的行为和预测其使用寿命。在概念上有很多不同齿轮减速器的方式可以模仿。问题是使用各种处理方法 : 有限元预测结构的压 力。 集总参数模型来模拟系统的动态力。 启发式方法模拟机械混合过程的影响。 上述方法是必要的在设计齿轮单元 ,本文着重于后两个。 图 2。混合槽。 - 17 - 图 3。混合的手臂。 图 4。齿轮减速器。 机械齿轮箱的造型 仿真工具必须实用 ,很容易由于工业应用的要求。一个旋转集中参数模型被选为混合机的主要部件 ,需要分析。 . 因此 ,电动机特性和运动学参数提供 ,惯性参数 ,刚度和阻尼参数评估使用的几何和材料特性。齿轮减少系统可以通过考虑齿轮建模集总质量通过灵活 不集中 连接轴。的配置模型是图 5所示。有三个自 由度 (角位移三个阶段 )描述齿轮系统的振动 4。系统的分析提供了极大便利通过假设一个线性假设。 在刚性接触牙齿的模型假设 ,每个齿轮减少齿轮。 根据经典力学方法 ,运动的动力学方程是用写的拉格朗日公式。方程也可以申请粘性阻尼的阻尼系统和外部力量视为非保守的。 - 18 - 图 5。齿轮减速器的集总参数模型。 拉格朗日函数 L 系统的动能 T 势能 U 因此 虚拟工作 V(i = 1、 2、 3)代表普遍的角位置坐标设置相关的一个等价的吗系统三自由度 ,霁减少齿轮的转动惯量系统包括轴的惯性 特性、 刚度和阻尼系数降低 ,分别。毫米和电动机转矩和抗力矩先生分别 5。使用拉格朗日配方 那么 因此 - 19 - 动机转矩和抗力矩 电动机和抗力矩环境仿真模型作为输入。该模型认为稳定状态和摄动条件和相关的模拟是很有用的评估有用的生活混合器。搅拌机是感动与四杆同步电动机。电动机转矩的线性化其工作区域 表 1 混合时间 时间 组件 /行动 吸收率 0 - 5 5 - 20 20 - 40 400 70 70 - 80 空转 集料 水泥 水 混合期 放电时间 20% 30% 50% 80% 80 - 90% 年的排放逐渐减少到 20% 图 6。理想混合在四个不同的点的周期。 - 20 - 图 7。试验设备 :机械盘式制动器。 . 图 8。造型抵制无边女帽估计安培计夹。 为了抵抗扭矩模型 ,混合机的静载组件被包括在内。瞬时条目的每个组件都是假设 1,6标准周期时间的混合等于 70 年代 (放电时间除外 )。成分按照下列顺序加载和混合 (表 1):初搅拌机工作 负荷 但随后聚合 (在较小的尺寸 ),具体的 ,最后介绍了水。在图 6中 ,理想的混合在四个不同的点循环模拟 ,可以看到手臂及罐底的每个领域。一个测试与机械钻机盘式制动器 (图 7)和六个钳由 油压速度传动器 电路来模拟 - 21 - 图 9。比较摄动和稳态转矩。 图 10。过程模拟。 抗扭矩。的行星减速器装配电机放在框架的处理。当发动机达到稳定状态 ,降压传动装置和它的轴旋转。 行动的六个钳、手动控制和衡量一个位于油压力表 ,模拟了抵抗扭矩。制动测试是破坏性的 ,因此随机进行 ,基于模型的仿真设置为了减少所需的实验测试和评估行星减速器的使用寿命。抗 力矩的值被安培计估计夹在一个混合循环 (图 8),表示为一个百分比的政权 103 在抗力矩模型还考虑了阻尼力的影响由于混合物根据 介绍了阻尼效应增加当水混合物 ,在第一个 40 s 启发式方法模拟机械混合过程的影响 抗力矩也模仿在摄动条件下 ,得到考虑的情况坦克不够清洁的最后工作日 ,混凝土凝结的底部的坦克。 - 22 - 图 11。模拟方案。 图 12。转矩负载作用于第二轴。 在这种情况下 ,模型的混合周期评估使用以下额外的假设 :(i)而已一个凝在内胆底部的积累 ;(2)混合机有三个武器 ,因 此三人联系人是由每个将凝块 ;和 (步几乎消除后的凝块线性法 ,这样阻力扭矩摄动的凝块了。 摄动力矩的图是图 9所示 (浅灰色 )以及稳态转矩 (混合周期的差异将前 10分钟 )。 图 13。振荡的扭矩作用于第三轴。 - 23 - 图 14。压力表面点蚀的牙齿。 仿真和结果 该仪器必须是廉价的、灵活的和用户友好的为了让它通过公司。 描述的物理规律和关系 ,利用系统所得到模型结构使用以下三个运动方程矩阵形式 5 图 15。角齿轮的第一对速度稳定状态 (浅灰色 )和在摄动条件下 (黑色 )。 - 24 - 图 16。第二两角齿轮的速度稳 定状态 (浅灰色 )和在摄动条件下 (黑色 )。 V 的角位移矢量三个齿轮 ;少惯性矩阵齿轮 ,减少阻尼因子包括阻尼材料和润滑油 ,减少刚度矩阵 ,分别。电动机转矩向量 M 的元素 (与四极异步电动机 )的政权值 (103 公里 )和抗力矩 (由于混凝土搅拌和武器应用于齿轮机构 )所示无花果。 8和 9电机扭矩的比例。 数学模型是通过软件实现的方式 ,模拟的行为在标准状态和摄动条件下混合机。图 10中概述的过程模拟。种种参数包括惯性、阻尼和刚度对齿轮减速器的混凝土搅拌机阐述了通过一个商业代码 (函数 +模型 )用于创建这个仪器模拟吗混凝土搅拌机的动态行为。 图 17。第三副角齿轮的速度稳定状态 (浅灰色 )和在摄动条件下 (黑色 )。 - 25 - 图 18。表面的压力让第三副牙齿在稳定状态 (浅灰色 )和摄动条件 (黑色 )。 图 11显示了模拟方案 :电机和抗力矩系统输入。数值。 输出 :角位移的羽翼之下 ,他们的速度 ,在轴扭转力矩 ,可弯曲的紧张 ,齿轮齿接触力、负载轴承、挠曲扭转应力、压力作用于牙齿由于凹陷。 图 12显示了扭矩荷载作用于第二轴 ,图 13显示了扭转的振荡峰值这个徒三轴压力、最大扭转应力。图 14 显示的压力表面点蚀牙齿。模拟 表明 ,第三齿轮是比其他人更大的压力之下因此 ,经验 ,证实了齿轮减速器的失败几乎总是引起的断层在第三条。模拟也在混合摄动条件和结果进行比较在稳态模拟混合条件。下图所示的结果。图 15显示第一对的角齿轮速度 ,图 16所示的角齿轮速度第二条图 17。第三副角齿轮的速度稳定状态 (浅灰色 )和在摄动条件下 (黑色 )。图 18。表面的压力让第三副牙齿在稳定状态 (浅灰色 )和摄动条件 (黑色 )。图 17显示了去年两角齿轮的速度。图 18中 ,使牙齿表面上的压力第三可以看到。 瞬态振荡发生在每个影响混凝土凝结 ,当配料了张力值或多或少的限制机械阻力 值。 部分混合机的使用寿命在大多数压力 (也就是说第三条的小齿轮 )计算仿真结果的基础上利用线性累积损伤法则根据 帕尔姆格伦 假设一个周期振幅 耗一小部分总额的 1 / 7。失败是预测当损伤 估计寿命约为 4500 h 的假设 8 h 转变 ,稳定状态下的连续工作条件。混凝土搅拌机的使用寿命长度得到的模拟相比实际记录数据 ,从客户获得的来源。比较证明该模型约束方法提供了重要支持传统设计过程。 在摄动条件下使用仿真建模的形式 ,另一个分析有用的生活使用线性累积损伤预测法。搅拌机在这种情况下 的评估使用寿命是 20 倍短。因此 ,清洗槽的不足导致齿轮减速器上的压力增加 ,因此显著危害搅拌机的使用寿命。 - 26 - 创建一个简单的、灵活的和廉价的仪器和设置。它是一个有用的支持设计师因为它可靠地模拟齿轮减速器和混合器的行为在两个稳定状态的条件和条件下混合使用以不当的方式 (水箱清洗不足 )。取得的结果被认为是详尽的为齿轮减速操作条件单元 ,合成设置只有一个参数 ,分析预测了使用寿命的矿工的总和。混凝土搅拌机的使用寿命长度相比在模拟实际获得的记录数据 ,从客户获得的来源。比较表明 ,提出的模型方法提供了重要支持 传统设计过程。 模型基准函数工具可以修改和适应其他搅拌机或精确测量抗力矩使用光度计在任何工作条件。在成瘾 ,使用寿命可以评估使用应力矩阵和采用流体动力模型模拟混凝土混合物的作用叶片。 引用 1的谢幕法拉利、混凝土搅拌方法和混凝土搅拌机 :艺术 ,美国国家标准研究期刊上发表和技术 106(2)(2001) 2c . 面接触疲劳故障齿轮、工程失效分析 4(2)(1997)。3c詹姆斯李 ,齿轮疲劳裂纹预测使用嵌入模型 ,齿轮动力学模型和断裂力学 ,机械系统和信号处理 19(2005)。 4失败的材料在机械设计 测、预防、约翰威利 & 993。 5美国通崔林亭汝茂 ,齿轮传动转子系统的动态分析的传递矩阵法 ,机械杂志上设计(2000)。 6拉伸混乱和交通 ,剑桥大学出版社 ,1989年。 7硕士矿工 ,疲劳累积损伤 ,应用力学学报 12(1945) 摘 要 本次设计的 凝土搅拌机是目前比较主流的机型，它是强制式卧轴混凝土搅拌机中的一种， 强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干硬性混凝土，而且能搅拌轻骨料混凝土，能使混凝土达到强烈的搅拌作用，搅拌非常均匀、生产率高、质量好、成本低。另外 作为国内新型搅拌机的一种，它整机结构紧凑、外型美观。 要组成结构包括：搅拌装置、传动系统、上料系统、卸料系统、机架、电气控制系统、润滑系统等。这些系统之间的连接要求紧凑，工作可靠。本次设计 主要是对搅拌装置、传动系统、上料系统以及卸料系统的设计，主要包括：搅 拌装置方案的确定、搅拌轴的设计计算、传动系统的设计计算、轴承的校核、上料系统的设计以及液压卸料系统的设计，最后完成搅拌机总成图及零部件图。 关键词 ：
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