JS6000型搅拌机方案设计(发表)

JS6000型搅拌机方案设计吴联定上海华东建筑机械厂有限公司摘 要 结合国内外大容量双卧轴式混凝土搅拌机，进行有关JS6000型搅拌机方案设计的探讨与分析。关键词 搅拌机；JS6000；随着国内市场的搅拌楼站越来越向大方量发展，对搅拌机的方量也提出了更大的要求，目前国内常用的2-4m3虽然能满足现在的要求，但是发展趋势来看大方量是必然趋势。下文就我厂有关JS6000型搅拌机方案设计进行详细介绍。一总体方案定型在总体方案定型之初，根据大方量搅拌装置的特点，参考国外同行的设计，经过实践和分析，初步定了两种传动形式，即液压启动和传统的JSb系列电机直接启动方式。在液压启动方式中我们定了高速和低速两种方案，并作了对比如下： （液压启动方式）启动方式优点缺点高速方案输出端转速稳定性好需高速比齿轮箱，导致制作复杂，成本高，易产生高温低速方案齿轮箱制作较简单，成本低，产生热量小需大排量油马达，造价高，且仍需齿轮减速箱通过对比可以得知高速方案虽然稳定性好，但需高速比齿轮箱，总体意义不大，于是不予采用。同样，低速方案虽然油马达速比大，但仍达不到速比要求、且体积庞大，需串接齿轮减速箱，总体成本上升过大，于是不予采用。在传统的JSb系列电机直接启动方式中我们定了单端驱动和双端驱动两种方案，并作了对比如下：启动方式优点缺点单端驱动方案传统方式，技术成熟，产品档次高所选意大利BONFIGLIOLI减速箱价格偏高,制作加工复杂双端驱动方案制作成本稍低 ，制作工艺简单外形较长，减速箱多，卸料门液压泵和润滑泵不能布置在端面，外形不够美观，显得产品档次低通过综合评定，我们选定单端驱动方案作为我们具体方案。二JS6OOO具体方案介绍（一）、搅拌筒体1.容积初定筒体设计参数：搅拌筒有效直径：D=1680mm筒体中心距：A=1490mm筒体有效长度：L=2660mm有效容积：由筒体相交圆弧形成的截面面积S与筒体有效长度L的乘积，减去搅拌系统所占用筒体水平中心线以下空间Vj后的净空间。现取Vj0.20 m3Ve=SL-Vj=D2/2-Dl/2-e(D/2-h)L-0.20=11.378 m32.容积利用系数：K=Vc/Ve=6/11.378=0.527其中Vc为出料容量。查国外同类产品K:0.50.55上列初定参数为JS6000设计参数。（二）、传动装置1.搅拌功率：No查国家标准GB9142-2000得：No=110kWx22.输入转速no查电机产品样本，no=1480r.p.m3.减速箱输出转速（即搅拌主轴转速）nz查国外同类产品资料：在搅拌过程中搅拌叶片的线速度Vy=1.51.7m/s现择定Vy=1.60m/s，且知叶片外侧回转半径Ry=840mm。则nz=60Vy/2Ry=601.6/20.84=18.198 r.p.m4.减速机主参数1)齿箱速比ix已知总速比i=1480/18.198=81.33若定带轮速比id=1.1503则齿箱速比ix=i/id=81.33/1.1503=70.7Tc=9550No/nz=9550110/18.198=57726.12 Nm设定负载特性系数K=1.5则Tcmax=KTc=86589.18 Nm3) 带轮基准直径若定D小=280mm； 则D大=2501.1503=322.1mm5.联轴器参数1)减速器输入端转速ngng=no/id=1480/1.1503=1286.6r.p.m2)减速器输入端扭矩TgTg=9550No/ng=9550110/1286.6=816.49Nm6.依据计算参数选择传动装置主要配套1)电机：型号：Y315S-4 N=110kW n=1480r.p.m2)减速器：意大利BONFIGLIOLI：W2T315R3070A RA/ W2T315R3070A R0速比:i=70.7 扭矩:T=80000Nm Tmax=105000Nm3)联轴器：纳铁福联轴器；200.20B型,T=3150Nm ；Tmax=10000Nm4)三角带：德国OPTIBELT公司产品；SPB2800LW。（三）、搅拌装置1.主轴1)主轴主要尺寸总长L=3501mm 两端直径D=180mm 中段(安装搅拌臂)截面为等边六角181mm 中段长l=2692mm2)强度校核已知输入功率No=110kW 主轴转速nz=18.198r.p.m主轴最小直径D=160mm 扭矩Tc=57726Nm d=194mm d0=114mmL=1855mm（将搅拌臂简化为集中于无缝管中部载荷）材料切变模量G=8.1108MPaa.刚度条件：=584TcL/G(d4-d04)=584577261031855/8.1108(1944-1144)=0.00006 o/mm=0.06 o/m0.51.0 o/m校核合格。b.按扭矩Tc作用产生的剪切应力校核主轴最小直径Dmin查按定的系数A=98 P=110kW n=18.198r/min v=d内/d外=114/194=0.588 Dmin186.28mm校核合格。2.搅拌臂1)搅拌臂承受的阻力矩MbMb=Kro2htg/180式中：K- 阻力系数 K=7.112.0N/cm2 取K=12N/cm2ro- 搅拌(叶片)处的平均半径 ro=84cmh - 叶片高 h=20cm- 螺旋升角 =24.25- 搅拌叶片主面展开角 =45代入：Mb=1284220tg24.2545/180=599132Ncm 2)强度校核搅拌臂在Mb作用下产生的弯曲应力= Mb /z式中：z=a2b/4 ,最大弯矩处于臂根部， 其截面为椭圆如图示； 其中：a=8.9cm b=5.75cm 代入=4 Mb /a2b=4599132/3.148.925.75=1676N/cm2 =16.76N/mm2该轴材质ZG270-500按工况为固定心轴，变载荷，查表：=o=75N/mm2 ，校核合格。3.叶片1)叶片数量设定每组端面叶片件数：a=3 轴向长度La=340mm 每组搅拌叶片件数：b=7 轴向长度Lb=390mm当叶片与主轴轴向夹角r=45时，叶片轴向重迭系数值已知搅拌筒内长：L筒=2660mm 端面叶片与筒壁间隙c=5mm则重迭系数=(3La+7Lb)cos45/(L筒-2c) =(3340+7390)0.707/(2660-25) =1.0005查阅国内外同类产品：0.921.25日本德国意大利中国1.221.200.940.94以上叶片数量及其长度参数设定合理。2)相邻叶片在径向平面的相位关系同一搅拌主轴中a.相邻叶片相位差=4590,因砾石粒径120mm,取1=60。b.为考虑提高搅拌匀质性能，使第五叶片与第六叶片相位差2=180；此时，位于筒体中部的物料轴向运动趋缓，然后进入第二螺旋轨迹。二搅拌主轴之间对应叶片的相位差3=225，其作用是使在筒体两半部搅拌物以交替形式进行交换，形成轴间料流,可获得更好的搅拌效果。3)验证不连续搅拌螺旋线的螺旋升角已知：由筒体内径及叶片高度得搅拌半径Ry=840mm，相邻搅拌臂间距S=264mm，导程t=9S则=tg-19S/2Ry=tg-12649/2840=24.2