JDY500搅拌机传动系统与液压系统设计论文

- 1 强制式单卧轴搅拌机兼有自落式和强制式两种机型的特点，即搅拌质量好、生产效率高耗能低，不仅能搅拌干硬性、塑性或低流动性混凝土，还可以搅拌轻骨料混凝土、砂浆或硅酸盐等物料。单卧轴式混凝土搅拌机搅拌筒内主要由一根搅拌轴，耐磨板和在搅拌轴的轴向上安装的两组搅拌叶片组成。每组叶片各自成为一个单元，而且每相邻的搅拌叶片都相互错开一定的角度，从而使拌合料在搅拌筒内轮番地得到搅拌。一方面将搅拌筒底部和中间的拌和料向上翻滚，一方面又将拌和料沿轴线分别向前后推压，从而使拌合料得到快速、均匀的搅拌。单卧轴式混凝土搅拌机主要由搅拌装置、搅拌传动系统、上料系统、卸料系统、电气控制系统和供水系统组成。传动系统分为搅拌传动和液压传动两部分。其中搅拌传动是电动机输出扭矩经过皮带传动，然后再经过二级齿轮减速器和联轴器传到搅拌轴上，搅拌轴地旋转实现混凝土的搅拌。液压传动是利用液压系统实现搅拌机的上料和卸料，从而达到降低操作工人的劳动强度。关键词：混凝土搅拌机；搅拌装置；搅拌轴；液压系统- 1 to a of of of or of by a on as a a so in to be n at be on be so be by is is to is of to to in ey 论. 搅拌机的现状及发展：. 单卧轴混凝土搅拌机的组成：. 结构尺寸的确定. 搅拌机搅拌机叶片的设计. 传动比计算：. 高速轴动力参数计算：. 减速器的选择：. 带的计算. 联轴器的选择：. 键的选择：. . 搅拌轴的设计：. 搅拌轴受力计算及校核.小及方向. 搅拌臂的受力计算. 搅拌臂连接螺栓的选择. 轴承的选择及校核：. 上料部分计算. 倾翻部分计算. 液压系统的优化改进. 液压泵的选择. 液压电机的选择. 液压缸的设计计算. . 液压管件的选择. 液压油箱的选择. 液压阀的选择. 钢丝绳及滑轮的选择. 安装说明. 使用说明.0 .1 维护保养. 拌机的现状及发展：近年以来，随着我国经济建设的高速增长，基本建设规模不断扩大，建筑队伍不断增加，机械设备在建设施工中的地位也日益显著。加之我国是世界第一水泥生产大国，每年大约有3亿吨水泥用于水泥混凝土生产，年产混凝土大约10亿吨，搅拌机生产为世界之最。在科技发展日益迅猛发展的21世纪，人民文化素质不断提高，对环境保护越来越重视。在社会生产中，人们的生活对工业的要求也越来越高。尤其是机械行业，不仅要求设计的机器设备有很好的性能，而且还要有很高的效率以及追求最低的环境污染，即环保机械。因此对机械设计的要求也越来越高，致使机械领域发展方向有了新的转变，以满足人们的各种需要。混凝土搅拌机的种类主要有：自落式，强制式搅拌机，分批式，连续式搅拌机等。目前应用的主要机型有：于混泥土机械的工作对象是沙石、水泥等混合料，且用量大，工作环境恶劣。因此，现代混泥土搅拌机已经在向高技术、高效能、多品种、自动化和智能化的方向发展，以改善工作条件及提高生产率搅拌机的种类很多，本文主要介绍现在国内的搅拌机在自动化程度不是很理想，今强制式单卧轴搅拌机兼有自落式和强制式两种机型的特点，即搅拌质量好、生产效率高耗能低，不仅能搅拌干硬性、塑性或低流动性混凝土，还可以搅拌轻骨料混凝土、砂浆或硅酸。它不仅可以满足一般的搅拌机需要，而且它采用了液压执行很多的操作，在一定程度上减轻了工人的劳动强度，更是使自动控制易于进行，适合现代工地混凝土的生产。而且压、电气为一体的单卧轴搅拌机。搅拌系统由圆柱齿轮传动，工作可靠，有很大发展。卧轴混凝土搅拌机的组成：单卧轴混凝土搅拌机目前使用较多的有出料容量为350文介- 2 卧轴混凝土搅拌机已从原有的机械型发展到现今广泛使用的液压机械型（即单卧轴混凝土搅拌机主要由上料系统，搅拌传动系统，搅拌装置，卸料机构，电控箱及供水，行走，支撑装置等装置组成。拌装置由搅拌筒和搅拌轴等组成。搅拌筒由钢板卷制焊接而成，筒内的弧形衬板及侧衬板均用耐磨材料制成，并与筒内壁、侧壁用沉头螺栓连接，使用中可视磨损情况更换。搅拌轴与搅拌桶筒由转动副支承在支座和减速器上，搅拌筒相对搅拌轴可以转动。搅拌轴上装有搅拌臂、搅拌叶片及侧叶片（刮板）。工作时呈螺旋带状布置的搅拌叶片把靠近搅拌筒壁的混凝土拌合料推向搅拌筒的中间及另一端，迫使混凝土拌合料作强烈的对流运动，另外叶片的圆周运动，又使拌合料受到挤压、剪切后产生一个分散抛料过程，使拌合料在较短的时间内被搅拌均匀。拌传动系统为机械传动系统。电动机的运动和动力经皮带传动，减速器（两级减速器）后驱动搅拌轴旋转。是以液压缸活塞的伸缩，通过滑轮组牵引联结在料斗上的钢丝绳来实现的，料斗沿上料架上升的高度有液压缸活塞的行程决定。该系统结构简单、操作自由方便，减少了机械上料系统带来的冲击，使料斗运行平稳，并解决了料斗上下限位问题。用卸料液压缸活塞的伸缩倾翻搅拌筒卸料，搅拌筒的倾翻角度由液压缸的行程来决定。该机构具有机械式倾翻所无法比拟的良好使用性能，可针对不同混凝土的运输工具，完成一次卸料或分批卸料，操作自如方便，并解决了搅拌筒卸料时的限位问题。凝土搅拌机。参照自落式搅拌机系统。- 3 000052r/53M /石800000Km/构尺寸的计算：进料容积： 1V =800L （1）0124，取 012 0V =1600 D=2）0V = 22 （3）由 1 2 3 解得 630 V DD= 200搅拌桶半径R= 2D=600 入 2 中，求得L=1200 536 V搅拌桶的容积L搅拌桶长度D片大小及叶片角度的选择叶片大小与叶片数量的多少有关，样，一方面可以保证出料干净，同时又能使叶片具有一定的磨损寿命，计算时可以近似为： L R 叶片中心回转半径m叶片数目,取m=6L搅拌桶长取 = 50代入数据，求得 500 叶片高度h，综合搅拌机功率和质量两方面的因素考虑。 取 = 75则 h=h=210 平均每个叶片在搅拌桶轴线方向上的投影长度 56615361 今设计叶片为两组，即三块叶片为一组，一组中包括侧叶片，中间叶片，中间倾斜叶片。其中侧叶片，中间倾斜叶片与搅拌轴成50，中间叶片与搅拌轴平行。间叶片- 6 90 210S 叶 =81900 x=3902 =185210 1052y 虑到侧叶片的作用特点及实际考查，对其设计如下： 50 100 2001300 30 300 200 150 150 2002 2S 侧=900 25000 30000 7500 71500 21 1 100300 30 250 250 200 100 100 2002 31 100100 50 50 100 50 1002 3i x - 7 -=1350000+5000000+333333+250000+666666=7579000 3 51 106i 侧 251 100 100300 30 15 200 250 30 125 302 350 50100 50 280 25 100 2802 3i y =135000+7750000+316666+1525000+741666=10468332 351 yy 片的最大线速度ma g f 2n g f 式中：g重力加速度 2/m 叶片中心回转半径m物料下滑的初始水平夹角- 8 物料滚动时的阻力系数取 =40 f = .8 =/m s取 m s 积利用系数要以搅拌机的优劣为依据。在确定搅拌机质量的前提下，样几何容积能充分的利用。此外，一，搅拌机的设计需要考虑应具备超载10%的能力，第二，按设计标准规定，几何容积应大于进料体积，j= 20 22 = 550M 又由混泥土机械得到形式简单、运用方便、精度与实际较吻合的单卧轴搅拌机工作阻力距 1 1,v K R B h f R 其中; 600vn d 1 2 2 12d h 将参数整理得 2 ,4 13820v v 式中： 2, v f v j j v j 代入数据： 2, = 其中：v叶片最大线速度 /m 计算搅拌功率 工作阻力距 N m2V额定容量 3轴器效率取联=带传动效率带=0 电 根据实际工作状态及实际现场考察，用 180Y M 基本参数如下：型号 额定功率/定电流/A 转 速 /（r/效率/% 功 率因 数470 91 1动比计算：根据实际要求（搅拌机搅拌轴的转速n=35 /电机转速为 0n =1470 /0 147035ni n 总 =42i i i 总 减 带， （前面计算可知，6所以带的传动比为 ii i总带 减 = 4216 =速轴动力参数计算：各轴运动及动力参数：由前面计算可知，0轴：即电动机轴0P =W ， 0n =1470 / 470 = m2. 1轴：即减速器高速轴查手册，得带传动的效率为带 =0 1P = 0P 带= 01 0 60 / 60PT n =m3. 2轴：即搅拌机轴查手册，得减速器的传动效率为 - 12 减 52 22 - 13 速器的选择：定所需减速器的额定功率机械设计手册得， 虑到搅拌机每天24小时工作，将 加大10%，选取启动系数 可靠度系数 查表得 K =1。得出计算功率 2P K P计算功率，2P载荷功率，减速器公称输入功率工况系数，启动系数，可靠度系数， =K 按 i=16, n=560r/接近公称转速750r/表，初选中， i=16，n=750r/71 1n =560r/算公称功率，1 75056071 =符合要求，因此选用 校核热平衡许用功率热平衡许用功率应满足 13212 或 24 计算热功率， 2减速器热功率，无冷却装置为 1有冷却装置为 21f 环境温度系数。2f 载荷率系数。3f 公称功率利用系数。查表得： 1f =2f =1（每天24小时连续工作）， 3f =出热平衡许用功率 =W）查表对于60110故热平衡达到要求。的计算一确定计算功率 ， 工作情况系数查机械设计课本表得， 择带型：根据计算功率 小带轮转速定带型为90180以 三确定带的基准直径 1 2 1 根据考机械设计课本选取基准直径 1140经 2 5 100060 来计算带的速度V= 100060 =m/s）对于窄V带 3540m/s，易知V 且V5m/s 。 3 . 计算从动轮的基准直径 2 带i 240= 24002确定中心距 1 2 0a 2（ 1 2即 140+400） 0a 2（140+400）378 0a 1080取 0a =700 2 0a + 2（ 1 2+ 0 2214 )( =2 700+ 2（140+400）+ 7004 )140400( 2 =2271.9 近的2500 限偏差 25 。由于可以采用下式作近似计算：a= 0a + 2 ,L =700+ 2 =取 a=850 mm。 a 850 12.5 a + 850 + 75 =925 五验算主动轮上的包角：根据 1 2 （至少 90 ）- 16 = 120 。六确定带的根数Z： 1 . 查表8取包角系数 K = 2 . 查机械设计标准应用手册表，取长度系数 3 . 查表8单根P =W ， 4 . 查表，取 0P =W，Z= )( 00 = =Z =5。- 17 轴器的选择：查机械设计标准应用手册得，推荐联轴器的计算转矩公式为：9550 7020W HC nP T K K Tn n 式中 联轴器的计算转矩 N mT联轴器的理论转矩 N m联轴器的公称转矩 N m驱动功率 驱动功率 联轴器的工作转速 联轴器的工作情况系数联轴器理论转矩的计算，效率取 1 6 N m查表，得工作情况系数K=1，T N m考虑到混凝土搅拌机有冲击载荷，工作情况不是很稳定，查标准手册考虑选用弹性柱销齿式联轴器。弹性柱销齿式联轴器特点：适用于联接两同轴线的传动轴系，具有一定的补偿两轴相对偏移和一般减震性能。工作情况温度为0 c ，传递公称转矩为1002500000N m 。因为其具有传递扭矩大，外形尺寸较小的特点，更换弹性元件仍比较简便，所以这里选用弹性柱销齿式联轴器。查表机械设计手机，得选用基本参数如下：- 18 称转矩 m 许用转速 n 1/ 轴孔直径1 2,d d 轴孔长度 D B 质量m/动惯量 I2/kg mJ 型0000 2900 100,110 L 1L 260 113 的选择：择键联接的类型和尺寸一般选用平键联接，5机械设计表中查得键的截面尺寸为：宽度b=28度h=16联轴器轴孔长度 1L =167参考键的长度系列，取键长: L=140 校核键的连接强度查表，得许用挤压应力 p =100120 p =110 的工作长度l =Lb=14028=112与联轴器键槽的接触高度k=16=8 入 32 10p 求得p = 32 08 112 95 =p =110 - 19 以键的标记为：键 1628 1096拌轴的设计：一轴的结构设计就是要合理地定出轴各部分的几何形状和。影响轴的结构的因素很多，如轴在机器中的安装位置及形式，轴上零件的布置和固定形式，轴的受力情况，所采用的轴承类型和尺寸，轴的加工和装配工艺的技术要求等。因此，轴的结构没有标准的形式，设计时必须根据具体设计要求进行综合考虑。一般说来，轴的结构应满足以下要求：1. 轴就便于加工，轴上零件应易于安装、调整和拆卸（制造安装要求）；2. 轴的受力要合理，应力集中小；3. 轴上零件应定位准确、固定可靠；4. 轴的加工工艺性好。二减速器输出轴经联轴器到搅拌轴，主要承受扭矩的作用，所以按扭转强度条件计算，采用以下公式进行轴直径的初步计算： T TW d 即： 3 其中：W轴的抗扭截面模量，单位 3计算截面处轴的直径，单位扭转切应力，单位 轴所受的扭矩，单位N T 许用扭转切应力，单位为 T =30 T =40 代入数据得- 20 0d = 51 ，即为搅拌轴轴头直径。再根据键长度及减速器轴孔长度，取第一段轴长度 701 所示。三因为搅拌轴的转速不高，且同时承受有规律的轴向力作用，根据实际情况，拟用圆锥滚子轴承，型号为32122，其内径为110以第二段轴径为 102 ,根据轴承、挡油盘及轴承端盖的宽度，取 252 ，根据搅拌臂及轴的装配工艺性，为便于轴上零件的装拆，并能进行位置和间隙的调整，把轴设计成蹭粗两端渐细的阶梯轴。取 203 ， 4963 。五根据轴承内径，取 104 ，由轴承、挡油盘宽度，取 54 。拌轴- 21 定各叶片所受阻力作用在轴上的位置、大小及方向1. 位置的确定由前面算得 侧叶片距端板距离为 1 考虑到搅拌桶内耐磨层的厚度及侧叶片不能与端板相接触，取 1 100l 。则，侧叶片形心距端板耐磨层的距离 2l =100+12=112 于对称性，即每组叶片占据搅拌筒的750除去侧叶片还有750 112 =638 以根据实际情况分配中间叶片形心距端板 3l =370三块叶片距端板4l =660. 搅拌受力分析. 0T N m