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沈阳理工大学学士学位论文 - 1 - JDY500 搅拌机搅拌装置及液压系统设计 摘要 JDY500 型单卧轴式强制式搅拌机是随着混凝土施工工艺的改进而发展起来的新型 机。 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 沈阳理工大学学士学位论文 - 1 - Abstract With the improvement and construction technology to develop a new type of aircraft. JDY500 single spot Coaxial compulsory concrete mixer come forth.。Compulsory single horizontal axis mixer-style have both compulsory and the characteristics of the two models，namely mixing good quality and high production efficiency of low energy- consuming，can not only stir dry hard，plastic or low mobility of concrete，can also stir light Aggregate concrete，mortar or Portland, and other materials。 Coaxial-lying concrete mixer mixing barrel compose mainly by a stirring shaft， wear- resistant plate and two groups mixing blade which installed on the axial shaft 。Each of their blades as a unit, and each adjacent mixing blades are staggered a certain angle，so that mixing materials in the mixing barrel turns to be stirring。On the one hand，at the bottom of the mixing materials and intermediate will be rolling upward，on the other hand mixing materials will be along the axis where they were pushed forward and after with pressure ，so that mixing materials can be rapid ，uniform mixing。 Coaxial-lying mainly compose by mixing concrete mixer device，stirring drive system，feeding system, discharge systems，electrical control system and the water supply system。Transmission system is divided into two parts which are stirring drive and hydraulic transmission，Stirring drive which is motor torque output through belt drive, and then after two gear reducer which reached to the stirring shaft couplings，stirring rotation axis achieve concrete mixing。Hydraulic transmission is the use of hydraulic systems to achieve carrying materials and unloading materials，to achieve workers lower operating in labor intensity。 Key words：Concrete mixer；Mixing device；Stirring shaft；Hydraulic systems 沈阳理工大学学士学位论文 - 1 - 目录 第 1 章绪论 .1 1.1搅拌机的现状及发展： .1 1.2单卧轴混凝土搅拌机的组成： .1 第 2 章JDY500 主要结构参数设计及计算 .3 2.1结构尺寸的确定 .3 2.1.1 JDY500 型单卧轴强制式混凝土搅拌机技术参数.3 2.1.2 结构尺寸的计算： .3 2.2搅拌机搅拌机叶片的设计 .4 2.2.1 叶片大小及叶片角度的选择 .4 2.2.2 叶片的最大线速度 .7 2.2.3 容积利用系数j的分析 .8 第 3 章JDY500 搅拌机搅拌功率的计算及电机的选择.9 第 4 章JDY500 传动比及轴动力参数计算.11 4.1传动比计算： .11 4.2高速轴动力参数计算： .11 第 5 章JDY500 搅拌机减速器的选择及带的计算.13 5.1减速器的选择： .13 5.1.1 确定所需减速器的额定功率 .13 5.1.2 校核热平衡许用功率 .13 5.2带的计算 .14 第 6 章JDY500 搅拌机联轴器的选择.1717 6.1联轴器的选择： .17 6.2键的选择： .18 6.2.1 选择键联接的类型和尺寸 .18 6.2.2 校核键的连接强度 .18 沈阳理工大学学士学位论文 - 2 - 6.3搅拌轴的设计： .19 第 7 章JDY500 搅拌机搅拌轴与搅拌臂受力计算及校核.21 7.1搅拌轴受力计算及校核 .21 7.1.1 确定各叶片所受阻力作用在轴上的位置、大小及方向 .21 7.1.2 搅拌轴上各力分析： .22 7.1.3 搅拌轴上弯矩和扭矩分析 .23 7.1.4 校核轴的强度： .27 7.2搅拌臂的受力计算 .28 7.2.1 搅拌臂的受力分析 .28 7.2.2 搅拌臂的设计 .29 7.3搅拌臂连接螺栓的选择 .30 7.4轴承的选择及校核： .31 第 8 章JDY500 搅拌机液压系统的设计.34 8.1上料部分计算 .34 8.1.1 计算上料料重 .34 8.1.2 料斗重 .34 8.1.3 上料部分受力分析 .35 8.2倾翻部分计算 .36 8.3液压系统的优化改进 .36 8.3.1 液压系统的工作原理 .36 8.3.2 上料回程时工作状况分析计算 .37 8.3.3 液压系统的改进 .38 第 9 章JDY500 搅拌机液压部件的设计选择.39 9.1液压泵的选择 .39 9.2液压电机的选择 .40 9.3液压缸的设计计算 .41 9.3.1 提升液压缸的设计计算： .41 沈阳理工大学学士学位论文 - 3 - 9.3.2 倾翻液压缸设计及计算： .42 9.3.3 液压缸的选取 .43 9.4液压管件的选择 .44 9.4.1 提升液压管件的选择 .44 9.4.2 倾翻液压缸管件选择： .45 9.5液压油箱的选择 .46 9.6液压阀的选择 .46 9.7钢丝绳及滑轮的选择 .49 9.8安装说明 .50 9.9使用说明 .51 9.9.1 准备工作 .51 9.9.2 操作要点 .51 9.9.3 试运行 .52 9.10JDY500 搅拌机常见故障及排除方法：.52 9.11维护保养 .53 结论.55 致谢.56 参考文献 .57 附录.58 沈阳理工大学学士学位论文 - 1 - 第 1 章 绪论 1.11.1 搅拌机的现状及发展：搅拌机的现状及发展： 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：JD 强制式单卧轴混凝土搅拌机，JS 系列强制式双卧轴混凝土 搅拌机，JZC 系列自落式双锥反转出料搅拌机等。由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 JDY500 强制式单卧轴混凝土搅拌机。 。 现在国内的搅拌机在自动化程度不是很理想，JDY 搅拌机弥补了这些不足，JDY500 型单卧轴式强制式搅拌机随着混凝土施工工艺的改进而发展起来的新型机。现今强制 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 JDY 系列混凝土搅拌机是集机械、液压、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。 1.21.2 单卧轴混凝土搅拌机的组成：单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 350L 和 500L 两种机型，本文 沈阳理工大学学士学位论文 - 2 - 介绍的为 500L.主要用于单机作业场合。单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 JDY 型） 。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。 1 . 搅拌装置： 搅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。 2. 搅拌传动系统： 搅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。 3. 上料系统 上料系统采用液压缸及增速滑轮组机构，它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。 4.卸料机构 JDY 型搅拌机采用液压倾翻卸料机构。利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。 5.电气控制系统 JDY 型搅拌机的电气控制系统原理图可以参看混凝土搅拌机 。 6.供水系统 JDY 型搅拌机供水系统采用时间继电器控制离心水泵电机供水量的结构，可参照自 落式搅拌机系统。 沈阳理工大学学士学位论文 - 3 - 第 2 章 JDY500 主要结构参数设计及计算 2.12.1 结构尺寸的确结构尺寸的确定定 2.1.1JDY500 型单卧轴强制式混凝土搅拌机技术参数 进料容量：800L 出料容量：500L 搅拌功率：15KW 搅拌轴转速：32r/min 生产率：25/h 3 M 最大骨料粒径：卵石 80mm 碎石 60mm 整机质量：4000kg 最大拖行速度：20Km/h 2.1.2 结构尺寸的计算： 进料容积：=800L （1） 1 V =24， 取 =2 =1600L 0 1 V V 0 1 V V 0 V 长经比： =1.1 1.3 L D 取 =1.28 （2） L D = （3） 0 V 2 2 D L 由解得 1 2 3 6 3 0 101600 4 28 . 1 V D 沈阳理工大学学士学位论文 - 4 - D=1167.74mm 取 D=1200mm，则搅拌桶半径 R=600 mm。 2 D 代入中，求得 2 L=12001536 mm28 . 1 其中： 搅拌桶的容积 0 V 搅拌桶长度L D搅拌桶直径 2.22.2 搅拌机搅拌机叶片的设计搅拌机搅拌机叶片的设计 2.2.1叶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，原则上叶片的有效工作长度为 1.2L，其中 0.2L 为叶片的大小在轴向方向上的重叠尺寸，这样，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： cos0.6 2 m RL R 叶片中心回转半径 m 叶片数目,取 m=6 L 搅拌桶长 取 = 50 代入数据，求得 0.6 1500 466.7 3 cos Rmm 叶片高度 h，综合搅拌机功率和质量两方面的因素考虑。 取 = sin 6 d h75 沈阳理工大学学士学位论文 - 5 - 则 h=207.05mm，取 h=210 mm 图 1.1 为保证叶片能将整个筒底部都能刮到，则平均每个叶片在搅拌桶轴线方向上的投 影长度 mmh256 6 1536 1 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，中间叶片与搅拌轴平行。根据设50 计思想中间叶片设计为 沈阳理工大学学士学位论文 - 6 - 图 1.2 中间叶片 叶片面积=81900 390 210S 叶 2 mm 由图 1.2 叶片的结构图计算中间叶片的形心为： =185，x 390 2 mm 210 105 2 y mm 设计侧叶片： 考虑到侧叶片的作用特点及实际考查，对其设计如下： 沈阳理工大学学士学位论文 - 7 - 图 1.3 侧叶片 由图 1.3 侧叶片的结构图计算侧叶片的形心如下： = 50 1002001 300 30300200150 150 200 22 S 侧 9002500030000750071500 2 mm 5 2 1 1100 300 30 250250 200 100100200 23 1100 100 50 50100 50100 23 ii i Ax =1350000+5000000+333333+250000+666666 =7579000 3 mm = i x 5 1 106 ii i Ax S 侧 mm 2 5 1 100100 300 30 15200 250 30 12530 23 5050 100 50 28025100 280 23 ii i A y 沈阳理工大学学士学位论文 - 8 - =135000+7750000+316666+1525000+741666 =10468332 3 mm 5 1 146.41 ii i i A y ymm S 侧 2.2.2 叶片的最大线速度 sincos n mgmamgf sincos n agf 2 n v a R max sincosvRgf 式中：g重力加速度 2 /m s R叶片中心回转半径 m 物料下滑的初始水平夹角 物料滚动时的阻力系数f 取 = =0.0540f =1.6 max 0.6 9.8 sin400.05 cos40v /m s 取 =1.5v端/m s max v 沈阳理工大学学士学位论文 - 9 - 2.2.3容积利用系数的分析j 容积利用系数的选择，主要以搅拌机的优劣为依据。在确定搅拌机质量的前提下， 越大越好，这样几何容积能充分的利用。此外，的大小还受到其它条件的约束，第jj 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，出料体 积与进料体积之比为 0.125，而几何容积应大于进料体积，故以上两个约束使得的上j 限不得大于 0.58 即： =0.58j 2 0 V V 2 22 0.1 0.625 V VV 第 3 章 JDY500 搅拌机搅拌功率的计算及电机的选择 由公式 9550 Mn N 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 M 的近似表达式： 11, cossin 2 v f m MSKRB hfR 其中; 600v n d 沈阳理工大学学士学位论文 - 10 - cos0.6 2 m BL sin 6 d h 1 sin5 2212 dhd R 将参数整理得 2 , 41 3820 v f V NL vf Lj 式中： 2 ,2.2160.26826.00518.452.08f v fvjjvj 代入数据： =8.7 2 , 2.2160.268 1.626.005 0.58 18.45 0.582.08 1.6 0.58 v j f kWN38.14 14. 33820 1 7 . 8 58 . 0 6 . 15314 . 3 105004 6 . 1 6 . 153 3 其中： 叶片最大线速度v/m s N 计算搅拌功率KW M 工作阻力距Nm 额定容量 2 V 3 cm 选取减速器的效率=0.9，联轴器效率取=0.95，皮带传动效率=0.96联带 则 KW17.52 0.9 0.95 0.96 N N 电 根据理论计算选用功率为 17.52KW 的电机可满足要求，但根据实际工作状态及实 际现场考察，则选用功率为 18.5KW 电机即可满足工作要求。 选用-4 电机。其基本参数如下：180YM 型号额定功率/kW额定电流/A转速 /（r/min） 效率/%功率因数 cos Y-180M-418.535.9 1470910.86 沈阳理工大学学士学位论文 - 11 - 第 4 章 JDY500 传动比及轴动力参数计算 4.14.1 传动比计算：传动比计算： 根据实际要求（搅拌机搅拌轴的转速=35，电机转速为=1470）n/ minr 0 n/ minr =42 0 1470 35 n i n 总 ， （代表减速器的传动比）iii 总减带 i减 沈阳理工大学学士学位论文 - 12 - 由前面计算可知，=16i减 所以带的传动比为 =2.625 i i i 总 带 减 42 16 4.24.2 高速轴动力参数计算：高速轴动力参数计算： 各轴运动及动力参数： 由前面计算可知，电动机的功率为 18.5KW 1. 0 轴：即电动机轴 =18.5 KW ，=1470 0 PP 电0 n/ minr = = =120.18 0 T 0 0 9.55 P n 3 18.5 10 9.55 1470 Nm 2. 1 轴：即减速器高速轴 查手册，得带传动的效率为 =0.96带 = = =18.5 0.96=17.76 KW 1 P 01 P 0 P 带 = = =560 1 n 0 1 n i 0 n i带 1470 2.625 / minr =302.87 3 1 1 1 17.76 10 9.559.55 560 P T n Nm 3. 2 轴：即搅拌机轴 查手册，得减速器的传动效率为9 . 0 减 kWPPP984.159 . 076.17 1212 减 min/35 2 rn kW n P T33.4361 35 15984 55 . 9 55 . 9 2 2 2 沈阳理工大学学士学位论文 - 13 - 第 5 章 JDY500 搅拌机减速器的选择及带的计算 5.15.1 减速器的选择：减速器的选择： 5.1.1 确定所需减速器的额定功率 JDY 强制式搅拌机为中等冲击，查机械设计手册得，=1.5,考虑到搅拌机每 A K 天 24 小时工作，将在加大 10%，选取启动系数和可靠度系数,查表得 A K S K R K 沈阳理工大学学士学位论文 - 14 - =1.12，=1。得出计算功率。 S K R K K P = K P 2 P A K S K R K N P 计算功率， K P 载荷功率， 2 P 减速器公称输入功率 N P 工况系数， A K 启动系数， S K 可靠度系数， R K =17.76 1.5 1.1=32.82kW K P112 . 1 为满足机械强度要求 NK PP 按 i=16, n=560r/min， 接近公称转速 750r/min，查表，初选 ZLY224-16 型, 其中， i=16，n=750r/min， =71KW，当=560r/min 时，折算公称功率， N P 1 n =53.01KW, 符合要求，因此选用 ZLY224-16 减速器。 1N P 750 560 71 K P 5.1.2校核热平衡许用功率 热平衡许用功率应满足=或 t P2 13212G PfffP 2G P 式中计算热功率，KW。 t P2 ，减速器热功率，无冷却装置为，有冷却装置为。 1G P 2G P 1G P 2G P 环境温度系数。 1 f 载荷率系数。 2 f 公称功率利用系数。 3 f 沈阳理工大学学士学位论文 - 15 - 查表得：=1.35，=1（每天 24 小时连续工作） ，=1.25。得出热平衡许用 1 f 2 f 3 f 功率： t P2 =29.97（KW） t P225 . 1 94 . 0 35 . 1 76.17 查表对于 ZLY224-16 型=60110KW，故热平衡达到要求。 1G P t P2 5.25.2 带的计算带的计算 一确定计算功率： ca P =， 工作情况系数 ca P A KP A K 查机械设计课本表得，=1.2 A K =1.2 18.5=22.2 KW ca P 二选择带型： 根据计算功率和小带轮转速 n 查课本图，选定带型为 B 型， ca P =90180mm （以代） 1d d d d p d 三确定带的基准直径和： 1d d 2d d . 初选小带轮的基准直径，根据 v 带截型，参考机械设计课本选取基1 1d d 准直径=140mm，外经=145.5mm。 1d d a d . 验算带的速度 v 2 根据 V=来计算带的速度 100060 p dn V=10.77（m/s）对于窄 V 带=3540m/s，易知 V, 100060 147014014 . 3 max V max V 且 V 5m/s 。 . 计算从动轮的基准直径 3 2d d 沈阳理工大学学士学位论文 - 16 - =2.625 140=367.5mm，取=400mm,=405.5mm。 2d d 带 i 2d d 2d d 2a d 四确定中心距和带的基准长度a d L 取 0.7 （+） 2 （+） 1d d 2d d 0 a 1d d 2d d 即 0.7 （140+400） 2 （140+400）378 1080 0 a 0 a 取=700 mm， 0 a =2+（+）+ , d L 0 a 2 1d d 2d d 0 2 21 4 )( a dd dd =2 700+（140+400）+=2271.9 mm 2 7004 )140400( 2 查表选取和相近的 V 带的基准直径长度=2500 mm， , d L d L 极限偏差。25 由于 V 带的中心距一般是可以调整的，故可以采用下式作近似计算： =+=700+=814.05 mm， 取=850 mm。a 0 a 2 , dd LL 2 9 . 22712500 a = 0.015=850 37.5=812.5 mm min aa d L = + 0.03 =850 + 75 =925 mm 。 max aa d L 五验算主动轮上的包角： 根据（至少） 1 5 . 57180 12 a dd dd 90 得 = 。 1 5 . 57 850 140400 180 41.162 120 六 确定带的根数 Z： . 查表 8-8 ，取包角系数=0.96，1 K . 查机械设计标准应用手册表 ，取长度系数=1.0， 2 L K 沈阳理工大学学士学位论文 - 17 - . 查表 8-5a，取单根 V 带的基本功率=4.91 KW ， 3 0 P . 查表， 取=0.56 KW， 4 0 P =Z L ca KKPP P )( 00 =4.227 0 . 196 . 0 )56 . 0 91 . 4 ( 2 . 22 取带的根数为 5，即 Z =5。 沈阳理工大学学士学位论文 - 18 - 第 6 章 JDY500 搅拌机联轴器的选择 6.16.1 联轴器的选择：联轴器的选择： 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： 95507020 WH Cn Pp TKTKKT nn 式中 联轴器的计算转矩 C TNm 联轴器的理论转矩TNm 联轴器的公称转矩 n TNm 驱动功率 w PKW 驱动功率 H P ch 联轴器的工作转速n min r 联轴器的工作情况系数K 联轴器理论转矩的计算，效率取0.90 1 0.90 16 302.874361.33TiTNm 查表，得工作情况系数 K=1，则 1.75 4361.337632.83 c TKTNm 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-2070，传递公称转矩为 1002500000c 。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Nm 以这里选用弹性柱销齿式联轴器。查表机械设计手机 ，得 沈阳理工大学学士学位论文 - 19 - 选用 ZL7 的弹性柱销齿式联轴器可以满足要求，其基本参数如下： 轴孔长 度 型号公称转 矩 n T /Nm 许用转速 n 1 /minr 轴孔直径 12 ,d d Y 型 型 1 J DB 质量 m/kg 转动惯量 I 2 /kgm L 1 L ZL7100002900100,110 216167 26011366.30.56 6.26.2 键的选择：键的选择： 6.2.1 选择键联接的类型和尺寸 一般选用平键联接，所以这里也选用圆头普通平键. 与联轴器配合的轴直径 d=95mm，从机械设计表中查得键的截面尺寸为：宽度 b=28 mm ，高度 h=16 mm ，联轴器轴孔长度 =167 mm ，并参考键的长度系列，取 1 L 键长: L=140 mm。 6.2.2 校核键的连接强度 查表，得许用挤压应力=100120 ，取=110，键的工作长度 p a MP p a MP =L b=140 28=112 mm，键与联轴器键槽的接触高度 k=0.5h=0.5 16=8 l mm， 代入 求得 3 210 p T kld 沈阳理工大学学士学位论文 - 20 - = =102.47=110. p 3 2 4361.33 10 8 112 95 a MP p a MP 符合强度要求。 所以键的标记为：键 GB/T10961979.1628 6.36.3 搅拌轴的设计：搅拌轴的设计： 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： 3 0.2 TT TT Wd 即： 3 0.2 T T d 其中：轴的抗扭截面模量，单位W 3 mm d计算截面处轴的直径，单位 mm 扭转切应力，单位 T a MP T轴所受的扭矩，单位Nmm 许用扭转切应力，单位为 T a MP 沈阳理工大学学士学位论文 - 21 - 搅拌轴选用 45 钢，=30-40，取=40. T a MP T a MP 代入数据得 =80.307 3 3 4361.33 0.95 10 0.2 40 d mm 根据减速器的轴孔直径，取，即为搅拌轴轴头直径。mmd95 1 再根据键长度及减速器轴孔长度，取第一段轴长度.如图 5.1 所示。mml170 1 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 110mm,所以第二段轴径为,mmd110 2 根据轴承、挡油盘及轴承端盖的宽度，取，如图 5.1 所示。mml125 2 四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，。mmd120 3 mml1496 3 五根据轴承内径，取，由轴承、挡油盘宽度，取。mmd110 4 mml75 4 图 5.1 搅拌轴 沈阳理工大学学士学位论文 - 22 - 第 7 章 JDY500 搅拌机搅拌轴与搅拌臂受力计算及校核 7.17.1 搅拌轴受力计算及校核搅拌轴受力计算及校核 7.1.1 确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=146.41，则侧叶片距端板距离为 i ymm 1 146.41 cos5094.11lmm 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。则，侧 1 100lmm 叶片形心距端板耐磨层的距离=100+12=112 。由于对称性，即每组叶片占据搅拌 2 lmm 筒的 750，则除去侧叶片还有=638 。mm750 112mm 所以根据实际情况分配中间叶片形心距端板 =370，第三块叶片距端板 3 lmm =660。 4 lmm 2. 搅拌受力分析. 6 4361.334.36 10TNmNm 回转半径470R mm 搅拌轴受力 N 3 4.36 10 9276 470 F 由搅拌机的实际工作情况，考虑将搅拌臂安排相互成90 当有四个叶片参与工作时，轴所受的力最大，也是最危险的情况。即这时 号叶片参与搅拌。 1 , 2 , 5 , 6 沈阳理工大学学士学位论文 - 23 - 这里采用近似计算： 1256 9276 tttt FFFFN1 内叶片，形状大小相同；，形状大小相同 2 5 1 6 ， 25tt FF 16tt FF 1 2 71500 0.561 81900 t t SF FS 侧 内 2 其中式中： 搅拌轴上一号叶片所受的切向力 1t F 搅拌轴上二号叶片所受的切