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JZ型混凝土搅拌机总体及传动部分设计【350L】-jzc型混凝土搅拌机【含CAD高清图纸和文档】【GC系列】

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350L 含CAD高清图纸和文档 GC系列 JZ 混凝土搅拌机 总体 传动 部分 设计 350 jzc CAD 图纸 文档 GC 系列
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内容简介:
毕业设计(论文)开题报告课 题 名 称:JZ型混凝土搅拌机总体及传动部分设计 The design of the total and spread to move of JZ concrete mixer学 生 姓 名: 指 导 教 师: 所 在 学 院: 机电工程学院 专 业 名 称: 机械设计及其自动化 说 明1根据学院毕业设计(论文)管理规定,学生必须撰写毕业设计(论文)开题报告,由指导教师签署意见、教研室审查,学院教学院长批准后实施。2开题报告是毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计(论文)工作前期内完成,开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。4本报告中,由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述,没有经过整理归纳,缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5. 课题类型填:工程设计类;理论研究类;应用(实验)研究类;软件设计类;其它。6、课题来源填:教师科研;社会生产实践;教学;其它课题名称JZ型混凝土搅拌机总体及传动部分设计课题来源社会生产实践课题类型工程设计类选题的背景及意义混凝土施工机械是建筑工程中混凝土和钢筋混凝土结构工程施工的专用设备。它包括骨科的破碎机械、筛分机械、连续运输机械;混凝土原材料的施工设备;混凝土的搅拌机械、运输机械、浇筑机械、振捣机械及混凝土构件成型机械等。 混凝土施工机械的发展状况是影响建筑工程施工机械化程度的重要因素之,因为建筑技术与建筑工程的现代化已经使建筑物的基础、梁、柱、板等主要构件几乎都是混凝土浇筑而成的如果工程中所用的大量混凝土,如果生产过程中的各道工序(即贮料、装料、配料、搅拌、运输、浇筑和振捣)都采用人工操作,则不仅需要大量的劳动力,而且劳动强度大、效率低、混凝土的质量差。为此,必须十分重视混凝上施工机械的发展,并作为提高建筑施工机械化程度的主要技术措施之一。当前,我国建筑工程中混凝土的加工虽已基本机械化,但分散件很强,尚不能达到让人较为满意程度的工业化,一段时间内,要把注意力放在混凝土施工机械化体系的配套适用上,使之更加完善。研究内容拟解决的主要问题主要研究的是JZ型混凝土搅拌机的总体和传动部分研究内容:1. 通过对徐州混凝土机械的考察、调研,记录主要原始数据,以及其工作条件,对混凝土搅拌机有一定认识,从而明确所要设计的混凝土搅拌机设计的思想及意义。2. 对所设计的混凝土搅拌机选择与计算进行较好的分析研究。拟解决的主要问题:1 根据对具体机械制造厂的考察、调研,收集的主要原始数据,以及其工作条件,对于混凝土搅拌机的各种机构有感性的认识。2 对于混凝土搅拌机等进行选型设计及验算。研究方法技术路线通过对混凝土搅拌机的实地考察,拍照片与测绘基本机型的混凝土搅拌机,确定了其重要的数据及主要机构之后,首先进行搅拌机的选型与计算设计。整体选型与计算结束后,接下来是对所选型号的搅拌机各设备的计算与设计,直至其满足要求为止,然后对传动部分的设计,其中着重对减速器以及搅拌筒外开式大齿轮的计算设计,最后完成搅拌机的整体设计。研究的总体安排和进度计划1,2周 查阅,调研混凝土搅拌机相关资料3,4周 制定总体方案和提升部分的计算5,6周 完成传动部分装配图7,8周 绘制零件图9,10周 完成总装图绘制11,12周 翻译编写说明书13,14周 完善设计图及说明书15,16周 装订说明书主要参考文献简明建筑机械使用手册、混凝土机械、建筑机械基础、减速器设计选用手册、互换性与技术测量、混凝土机械画法几何及机械制图、材料力学、画法几何及机械制图机械设计课程设计指导书等指导教师意 见教研室意见学院意见教研室主任签名:2008年 3月 3日 教学院长签名: 年 月 日毕业设计(论文)JZ型混凝土搅拌机总体及传动部分设计THE DESIGN OF THE TOTAL AND SPREAD TO MOVE OF THE JZ CONCRETE MIXER学生姓名学院名称机电工程学院专业名称机械设计制造及自动化指导教师徐州工程学院毕业设计(论文)摘要为了适应不同的搅拌要求,搅拌机发展了许多机型,本设计中首先对混凝土搅拌机进行选型,通过对比最后确定选用自落式锥形反转出料搅拌机。选型后,对搅拌机的传动部分进行设计计算,首先通过对搅拌筒的设计计算确定搅拌功率,选择电机,后对减速器的设计,这是本设计中的重要部分,在对减速器的设计中,参考资料,按照搅拌机的设计步骤,计算设计减速器各组成部件,完成减速器的设计后,对搅拌筒外的开式大齿轮进行设计计算,这是本设计中的难点,因为这个齿轮传动比较大,需要很好地解决这个问题才能最终完成搅拌机的传动部分的设计,然后选用适合的联轴器对传动部分的各个装置进行联接,完成传动部分的设计后,对上料部分进行简单的设计,最后合成出混凝土搅拌机的总体部分。关键词 锥形反转;搅拌筒;减速器;联轴器AbstractIn order to meet the needs of different mixing, many models of the mixer have been developed. In this design, choose the type of the concrete mixer at first. Through comparing, the taper mixer which produces the material reversely is chosen for use. After the selecting the type, the transmission of the mixer is designed. Through calculating the tube of the mixer, the power of mixing can be confirmed at first. After choosing the electrical machinery, the reduction gear can be designed. This is an important part in this design. In the design of the reduction gear, reference information, and then calculate and design each part of the reduction gear according to the design step of the mixer. After finishing the design of the reduction gear, the opening gear wheel outside the mixing tube can be calculated and designed. This is a difficult point in this design, because that the transmission of this gear wheel is big. This problem is needed to well solve, and then the transmission of the mixer can be finished finally. Then the suitable shaft coupling can be chosen to link each part of the transmission well. After finishing the design of the transmission, the part of taking material is designed simply .The overall part of the concrete mixer is compounded out finally.Key words taper reverse mix tube reduction gear shaft coupling目 录1 绪论11.1 混凝土搅拌机械11.2 混凝土搅拌机的周期作业22传动部分设计32.1搅拌筒设计32.2减速器的设计52.2.1电动机的选择62.2.2传动比的分配92.2.3计算传动装置的运动和动力参数92.2.4第一级齿轮传动的设计112.2.5第二级齿轮传动的设计162.2.6轴的校核202.2.7键的选择232.2.8轴承的选择因素242.2.9联轴器262.2.10减速器的润滑和密封272.2.11开式齿轮的设计293料斗的设计333.1钢丝绳的选择333.2卷筒的设计计算343.3滑轮组的设计计算383.4离合器的设计计算393.5制动器的设计计算404搅拌机的使用与维护424.1搅拌机使用的注意事项4242搅拌机的日常保养42结论44致谢45参考文献46附录47491 绪论1.1 混凝土搅拌机械混凝土施工机械的发展状况是影响建筑工程施工机械化程度的重要因素之一。因为建筑技术与建筑工程的现代化已经使建筑物的基础、梁、柱、板等主要构件几乎都是混凝土浇筑而成的如果工程中所用的大量混凝土,其生产过程中的各道工序(即贮料、装料、配料、搅拌、运输、浇筑和振捣)都采用人工操作,则不仅需要大量的劳动力,而且劳动强度高、效率低、混凝土的质量差。为此,必须十分重视混凝土施工机械的发展和应用,并作为提高建筑施工机械化程度的主要技术措施之一。当前,我国建筑工程中混凝土的加工虽已基本机械化,但分散件很强,尚不能走向较高程度的工业化,商品混凝土应用的程度还很小。今后一段时间内,要把注意力放在混凝土施工地机械化体系的配套上,使之更加完善。混凝土搅拌机是将一定配合比的水泥(胶结材料)、砂、石(骨料)和水(有时还加入一些混合材料)拌和成匀质混凝土的机械。同人工拌和混凝土相比,混凝土搅拌机具有生产率高,拌和质量好,减轻工人劳功强度等优点,如今它是建筑施工现场、混凝土构件厂及商品混凝土供应站生产混凝土的重要机械设备之一。混凝土搅拌机按搅拌混凝土的原理来分有自落式和强制式两种。自落式混凝土搅拌机工作机构是筒体,沿筒内壁圆周安装若干搅拌叶片。工作时,将物料投入搅拌筒内,筒体绕其自身轴旋转,靠搅拌筒的旋转,由筒内的搅拌叶片将物料推到一定的高度后,物料靠自重坠落下来,反复对物料进行搅拌而加工成匀质混凝土。这种搅拌机特点是搅拌强度不大,效率低,只适合加工普通塑性混凝土,对骨料的粒径要求不严格,广泛地应用于各种中小型建筑工地。是现在建筑行业中应用较为广泛的一种混凝土搅拌机。强制式混凝土搅拌机的搅拌机构是水平式设置在筒内的搅拌轴,轴上安装搅拌叶片,工作时,强制式混凝土搅拌机的搅拌筒固定不动,是由筒内转轴的带动叶片旋转来对物料进行强制式的剪切,挤压、翻转的强制搅拌作用,使拌合料在剧烈的相对运动中达到均匀拌和。这种搅拌机搅拌质量好,效率高,适合加工普通塑性和半硬性的混凝土。由于受构造上的限制,对粗骨料粒径的要求较为严格,施工现场的混凝土搅拌站和混凝土预拌工厂的搅拌楼中使用的搅拌机均系此种类型。混凝土搅拌机,按其外形又可分为鼓形、锥形和盘形二种;按所用动力装置不同又分为电动式和内燃式两种;由搅拌量的不同,又将搅拌机分成多种容量型号,目前世界上的混凝上搅拌机已有200种以上。我国混凝土搅拌机的容量、规格的发展也很迅速,容量仅在3000L以下的就合11种之多,它们是;50,100,150、200,250,350,500,750,1000,1500和3000L这些搅拌机都同属周期作业式,随着混凝土施工工艺的发展和对搅拌机要求的提高,必将很快推出各种新型的混凝土搅拌机械。根据搅拌机搅拌筒容量参数的小同,又常把混凝土搅拌机划分为大型(出科容量为13)、中型(出料容量为0.35075)和小型(出料容量为0.5一0.25)三种。我国混凝土搅拌机的生产业已定型,并自成系列,其代号和主要技术参数的意义: J搅拌机: G鼓形自治式混凝土搅拌机; Z锥形反转出料式混凝土搅拌机; F锥形顿翻出料式混凝1:搅拌机; D单卧轴强制式混凝土搅拌机;JG250型混凝土搅拌机表示鼓形自落式混凝土搅拌机,电动机驱动,出料容量并经捣实后的混凝土体积为250L。混凝土搅拌机其主要组成部分有:搅拌机构.它是混凝土搅拌机的主要工作机构,由搅拌筒、搅拌叶片等组成。传动装置它是向搅拌机各工作机构传递力和速度的系统。般有由带条、摩擦轮、齿轮,、链轮和轴等传动元件组成的机械传动系统和由液压元件组成的液压传动系统两大类。上料机构,它是向搅拌筒内装人混凝土物料的设施一般有卷扬提升式料斗、固定式料斗和翻转式料斗三种形式c配水系统,它的作用是按照混凝土的配合比要求定量供给搅拌用水。搅拌机配水系统的型式主要有:水泵配水箱系统、水泵水表系统和水泵时间继电器系统三种。卸料机构,它是将搅拌好的匀质熟料混凝土从搅拌筒中卸出的装置。主要有溜槽式、螺旋叶片式和倾翻式三种型式。我选用的是JZ型混凝土搅拌机,即自落式锥型反转混凝土搅拌机,它主要由搅拌机构(由搅拌筒,搅拌叶片等组成),传动装置(由减速器,开式大齿轮等组成),上料机构(由提升式料斗,卷扬机等组成),配水系统(由水泵配水箱系统),卸料机构(由搅拌筒组成)。在此附上自落式锥型反转混凝土搅拌机简意示图,见图1-1:图1-1JZ350锥型反转出料搅拌机1.供水系统2.传动装置3.搅拌与出料装置4.上料机构1.2 混凝土搅拌机的周期作业搅拌筒的基本形状,即有鼓形、双锥形、盘形和圆槽形等。其中,鼓形、双锥形搅拌机工作原理为自落式,即作业时,搅拌筒旋转,物料靠自重坠落达到搅拌要求;盘形相圆槽形搅拌机为强制式,作业时搅拌筒固定不动,靠转轴带功筒内的搅拌叶片对混凝土物料进行强制挤压、翻转和抛掷而达到拌合均匀的目的。从搅拌原理上看,锥形反转出料式混凝土搅拌机是一种自落式混凝土搅拌机。搅拌筒正向回转进行搅拌,反向回转进行出料,它是作为取代鼓形自落式混凝土搅拌机的一种机型,可以用来拌合普通塑性和低流动性的混凝土。搅拌时,双锥形搅拌筒旋转。叶片使物料作提升、下落运动的同时,还强迫物料作轴向窜动。所以,此种搅拌机同鼓形自落式搅拌机相比,其搅拌运动比较强烈,生产率高,拌和出来的混凝土质量好。机械构造也比较简单、操作方便,因而得到了广泛应用。锥形反转出料式混凝土搅拌机主要有以电动机为动力的JZ系列型号和JZY系列型号。JZY型除进料机构采用液压传动外,其余构造及技术性能均与JZ型相同。目前,该系列产品的出料容量有150L,200L,350L,500L和750L等。所示为JZ350型混凝土搅拌机的外形,其出料混凝土体积为350L。它主要由动力装置、传动装置、进料系统、搅拌系统、供水系统、底盘和电气系统等组成。在搅拌筒的进料口一端,焊有两块挡料叶片,可防止搅拌时进料口处漏浆;搅拌筒的出料口一端,焊接着一对出料叶片,出料叶片分成两段,以螺钉固定,搅拌过程中如遇突然停电或发生故障时,可以卸下靠外边的一段叶片,把筒内的物料扒出来。当混合料拌和好混凝土后,可通过传动系统改变搅拌筒的旋转方向,筒内的混凝土使可经出料叶片迅速卸出筒外。托轮是支承搅拌筒并拖带搅拌筒进行运转的机构。搅拌筒放在四个橡胶托轮上,电动机的动力,经齿轮减速箱传给托轮主轴,利用轴上的一对橡胶托轮与搅拌筒滚道之间的摩擦力,带动搅拌筒旋转。上料机构:JZ350型混凝土搅拌机的上料机构由上料架、中间料斗、上料斗和传动机构等组成,。上料时,料斗由钢丝绳牵引沿料架的轨道向上爬行,当行至一定的高度后,其长轴滚轮进入料架岔道,料斗随之倾倒,斗门面动开启,斗内物料经中间料斗卸入搅拌筒内。2传动部分设计传动部分是搅拌机的重要组成部分,通常由滚筒,减速器,电动机以及联接件组成,在本设计中采用电动机通过联轴器联接减速器,再通过另一联轴器联接搅拌筒上的开式齿轮,从而达到传递动力的作用。如图:图2-1搅拌机的传动系统1搅拌筒;2联轴器;3减速器;4电动机2.1搅拌筒设计锥形反转出料搅拌机的搅拌筒呈双锥形,筒内中部焊有分别与拌筒轴线成一定夹角交叉布置的高叶片和低叶片各一对。由于高低叶片与拌筒轴线按一定的角度交叉布置,所以当拌和料由进料锥端进入,拌筒正转搅拌时,叶片不仅使拌和料作提升、下落的运动,还能强迫物料作轴向窜动,故能强化搅拌作用。当搅拌筒反向旋转时,叶片将拌和料推向出料锥端由两条空间交叉成的螺旋形出料叶片将拌和料卸出筒外。双锥反转出料混凝土搅拌机在工作时,器搅拌功率主要用于克服混凝土物料在拌合时所产生的偏心距及托轮滚动的摩擦阻力距。搅拌时,大部分物料倾向搅拌筒一侧,呈斜面,但有少部分物料由于拌筒转动时产生的惯性作用而处于自由落体运动状态,为讨论方便,现假定最恶劣的工作状况,即全部物料倾向拌筒的一侧,呈斜面,球此种情况下的搅拌功率。先有设计要求计算出搅拌筒的几何尺寸,搅拌筒外形如图所示:图2-2搅拌筒的几何外形由混凝土机械查搅拌几何容积,和出料容量V1 式(2.1)出料容积V2和进料容积V1有为出料系数,对混凝土一般取0.60.7 式(2.2) 式(2.3)出料 式(2.4) 所以 式(2.5)暂选 式(2.6) 式(2.7) 式(2.8) 暂选1500L 式(2.9) 式(2.10) 式(2.11)由混凝土机械查得进料锥角出料锥角,所以选择,又有 式(2.12) 式(2.13) 式(2.14) 式(2.15)另参考设,其中为拌合料容重 式(2.16)为搅拌时拌合料的自然坡度, 式(2.17)综上可得:,可整合为:,2.2减速器的设计减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动,蜗轮传动或齿轮蜗轮传动所组合的独立部件,常在动力机与工作机之间为减速的传动装置;在少数情况下也用作增速的传动装置减速器由于结构紧凑,效率较高,传递运动正确可靠,使用维修简单,并可成批生产,故在现代机械中应用最广减速器类型很多,有圆柱齿轮减速器,圆锥齿轮减速器,蜗杆减速器等由于考虑到所传递的功率和传动比在本搅拌机设计课题中采用的是二级圆柱齿轮减速器减速器的机体是用于支持和固定轴系的零件,是保证传动零件的啮合精度,良好的润滑和密封的重要零件,其重量约占减速器总重量的50%。因此,机体结构对减速器的工作性能,加工工艺,材料消耗,重量及成本等有很大的影响。机体材料采用灰铁(HT150或HT200)制造。传动装置包括各种类型的零件,其中决定其工作性能,结构简单和尺寸大小的主要是传动零件。支撑零件和联接零件都是要根据零件的要求来设计,因此一般应先设计计算传动零件,确定其尺寸,参数,材料和结构。为了使设计减速器时的原始条件比较准确,应该先设计减速器外的传动零件,如联轴器等。2.2.1电动机的选择电动机是常用的原动机,并且是系列化和标准化的产品机械设计中需要根据工作机的工作情况和运动,动力参数,合理选择电动机类型,结构形式,传递的功率和转速,确定电动机的型号电动机有交流电动机和直流电动机之分,工业上采用交流电动机交流电动机有异步电动机和同步电动机两类,异步电动机又分笼型和绕线型两种,其中以普通笼型异步电动机应用最广泛如无特殊需要,一般忧先选用型笼型三相异步电动机,因其具有高效,节能,噪音小,振动小,安全可靠的特点,且安装尺寸和功率等级符合国际标准,适用于无特殊要求的各种机械设备电动机的功率选择是否合适将直间影响到电动机的工作性能和经济性能。如果选用额定功率小于工作机所需要的功率,就不能保证工作机正常工作,甚至使电动机长期过载过早损害,如果选用额定功率大于工作机所需要的功率,则电动机的价格高,功率未得到充分的利用。从而增加电能的消耗,造成浪费。搅拌机电动机的功率按所需的(单位:KW)计算公式为: 式(2.18)式中 工作机所需工作效率。由电动机到工作机的总效率。工作机所需工作效率,应由工作阻力和运动参数计算求得: 式(2.19)式中 拌筒搅拌时所需的外力矩,(N.m)。 拌筒转(r/min)。 式(2.20)其中双锥反转出料混凝土搅拌机在工作时,其搅拌功率主要用于克服混凝土物料在搅拌时产生的偏心阻力矩及托轮滚动磨檫阻力矩。为讨论方便,现假定最恶劣的工作状况,即全部物料倾向拌筒的一侧,呈斜面,球此种情况下的搅拌功率。外力矩M的计算: 式(2.21)式中 搅拌时拌合料所产生的偏心阻力矩;搅拌时托轮所产生的滚动摩擦阻力矩; 式(2.22)式中 拌合物料发质量; 式(2.23)V搅拌筒容积;拌合料容重; 式(2.24)H拌合料重心至拌筒中心的距离,mm; 式(2.25)因为混合料在拌筒内为一水面,且以搅拌时进、出料口均不得有溢出为原则,故讨论时进、出料口相等,均为h.进料锥内拌合物所产生的偏心阻力矩给x以微小增量则在X=x及平面之间的有效容积微元体对X轴的微元阻力矩 式(2.26)积分可得进料锥内混合料所产生的偏心阻力矩 式(2.27)出料锥内拌合物所产生的偏心阻力矩由进料锥公式可直接得出。柱体内地混合料所产生的偏心阻力矩为 式(2.28)综上,搅拌时混合料所产生的总偏心力矩 式(2.29) 式(2.30) 式(2.31) 式(2.32)搅拌时托轮所产生的惯性摩擦阻力矩 式(2.33)式中一个托轮所受到滚动正压力;K滚动摩擦力臂;R滚筒半径,mr托轮半径,m; 式(2.34) 式(2.35)式中 f混凝土与钢叶片的磨檫系数f=0.62传动效率 式(2.36)式中 联轴器的传动效率,取齿轮传动的传动效率,轴承的传动效率,确定电动机的转速经查表:一级开式齿轮的传动比,二级圆拄齿轮减速器的传动比,总的传动比合理范围为,故电动机的转速的可选范围为: 式(2.37)根据工况和计算所选电动机为:表2-1 电动机的主要参数型号额定功率(KW)转速r/min轴径mmY132S-45.5144038图2-3电动机简图电动机尺寸如表:表2-1 电动机的主要外形参数中心高H外形尺寸L安装脚B轴伸尺寸13251517838802.2.2传动比的分配由电动机的转速和工作机的主动轴的转速,可得到传动装置的总传动比为 式(2.38)式中电动机的转速 拌筒的转速 式(2.39)总传动比为各级传动比的乘积,既 式(2.40)使减速器装置不至于过大初步取则 式(2.41)按展开式布置,考虑润滑条件,为使两级大齿轮相近,查得则 式(2.42)2.2.3计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算,要推算出各轴的转速和转矩(或功率)如将传动装置各轴由高速至低速依次定为、轴、滚筒。 相邻两轴间传动比 相邻两轴间传动效率 轴的输入功率() 各轴之间的输入转矩() 各轴的转速(r/min)则可按电动机轴至工作机运动传递路线推算,得到各轴的运动和参数各轴的输入功率轴轴的输入功率:轴 式(2.43)轴 式(2.44)轴 式(2.45)轴 式(2.46)滚筒 式(2.47)式中电动机的出功率(KW) 联轴器的传动效率 轴承的传动效率齿轮的传动效率同一根轴的输出功率与输入功率的数值不同,需要精确计算时取不同的数值。各轴的输入转矩电动机的输出转矩: 式(2.48)轴轴的输入转矩: 式(2.49) 式(2.50) 式(2.51) 式(2.52) 式(2.53)运动和动力参数计算结果整理于下表表2-2各轴计算结果轴名效率P(Kw)转矩T(N.m)转速N(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电动机轴5.536.47144010.97轴5.4455.33635.7435.0214403.80.95轴5.1755.072129.10126.51378.93.090.93轴4.924.724375.58364.41122.610.95轴4.6764.491356.5346.47122.670.93滚筒4.442422.91752.2.4第一级齿轮传动的设计 材料的选择应传动尺寸和批量较小,小齿轮设计成齿轮轴,选择40Cr,调质处理,硬度为 241HB-286HB,大齿为45钢,调质处理,硬度240HB,暂取传动比初步计算小齿轮的分度圆直径 式(2.54)齿宽系数由机械手册查表得,取 式(2.55)接触疲劳极限由机械手册查表得 式(2.56) 式(2.57)初步计算的许用接触应力 式(2.58) 式(2.59)的值由机械手册查表得初步计算小齿轮分度圆直径 式(2.60) 取 初步取齿宽b 式(2.61) 校核计算圆 周速度: 式(2.62)精度等级 选8级计算齿数和模数初选则 式(2.63)模数m 式(2.64) 则由机械手册查表得为标准模数m使用系数:查机械设计手册表12.9,动载系数:查机械设计手册表12.9,齿间载荷分配系数: 齿向载荷分配系数: 载荷系数K: 式(2.65)弹性系数: 式(2.66)节点区域系数: 式(2.67)接触最小安全系数: 式(2.68)总工作时间: 式(2.69)应力循环系数: 式(2.70) 式(2.71)接触寿命系数: 查表, 式(2.72)许用接触应力: 式(2.73) 式(2.74)验算 : 式(2.75)计算结果表明,接触疲劳强度较为合适,齿轮尺寸无需调整。否则,尺寸调整后还需再进行验算。确定齿轮主要尺寸由于采用正常标准齿轮,所以齿顶高系数取为1,顶隙系数取为0.25, 分度圆压力角度数为标准值=20。小齿轮的参数如下:分度圆直径: 式(2.76) 式(2.77)中心距: 式(2.78)齿顶高: 式(2.79)齿根高: 式(2.80)齿全高: 式(2.81)齿顶圆直径: 式(2.82) 式(2.83)齿根圆直径: 式(2.84) 式(2.85)基圆直径: 式(2.86) 式(2.87)齿宽: 式(2.88) 式(2.89)齿距: 式(2.90)齿厚: 式(2.91)齿槽宽: 式(2.92)基圆齿距: 式(2.93)法向齿距: 式(2.94)顶隙: 式(2.95)齿根接触疲劳强度验算:重合度系数: 式(2.96)齿间载荷分布系数 式(2.97)齿向载荷分布系数: 式(2.98)由机械设计手册图12.14,载荷系数K: 式(2.99)齿形系数: 应力修正系数: 弯曲疲劳极限: 弯曲最小安全系数:弯曲系数寿命: 尺寸系数: 许用弯曲应力: 式(2.100) 式(2.101)验算: 式(2.102) 式(2.103)根据以上分析,传动在允许的时间之内有效,没发生过载,故所选齿轮满足要求。2.2.5第二级齿轮传动的设计材料的选择应传动尺寸和批量较小,小齿轮设计成齿轮轴,选择40Cr,调质处理,硬度为 280HB ,大齿为45钢,调质处理,硬度240HB,传动比暂取。齿轮传动的计算转矩 式(2.104)齿宽系数由机械手册查表得,取接触疲劳极限由机械手册查表得初步计算的许用接触应力 式(2.105) 式(2.106)的值由机械手册查表得初步计算小齿轮分度圆直径 式(2.107) 取 初步取齿宽 式(2.108) 校核计算圆周速度: 式(2.109)精度等级 选8级计算齿数和模数初选 则 式(2.110)整合为93模数 式(2.111)则由机械手册查表得为标准模数使用系数:查机械设计手册表12.9,动载系数:查机械设计手册表12.9,齿间载荷分配系数: 齿向载荷分配系数: 载荷系数K: 式(2.106)弹性系数: 节点区域系数:接触最小安全系数:总工作时间: 式(2.107)应力循环系数: 式(2.108) 式(2.109)接触寿命系数: 查表,许用接触应力: 式(2.110) 式(2.111)验算 式(2.112) 计算结果表明,接触疲劳强度较为合适,齿轮尺寸无需调整。否则,尺寸调整后还需再进行验算。确定齿轮主要尺寸由于采用正常标准齿轮,所以齿顶高系数取为1,顶隙系数取为0.25, 分度圆压力角度数为标准值=20。小齿轮的参数如下:分度圆直径: 式(2.113) 式(2.114)中心距: 式(2.115)齿顶高: 式(2.116)齿根高: 式(2.117)齿全高: 式(2.118)齿顶圆直径: 式(2.119) 式(2.120)齿根圆直径: 式(2.121) 式(2.122)基圆直径: 式(2.123) 式(2.124)齿宽:齿距: 式(2.125)齿厚:齿槽宽:基圆齿距: 式(2.126)法向齿距:顶隙: 式(2.127)齿根接触疲劳强度验算:重合度系数: 式(2.128) 齿间载荷分布系数: 式(2.129)齿向载荷分布系数: 式(2.130)由机械设计手册图12.14,载荷系数K: 式(2.131)齿形系数: 应力修正系数: 弯曲疲劳极限: 弯曲最小安全系数:弯曲系数寿命: 尺寸系数: 许用弯曲应力: 式(2.132) 式(2.133)验算: 式(2.134) 式(2.135)根据以上分析,传动在允许的时间之内有效,没发生过载,故所选齿轮满足要求。2.2.6轴的校核轴的最小直径按公式可确定各轴的基本尺寸,可确定低速级和中间轴为齿轮轴最小轴径分别为,。高速轴最小轴径在此对中间齿轮轴进行校核齿轮轴材料选择,在二级齿轮减速器传动中.减速器的轴采用45钢,调质处理.由机械手册查表得: 已知中间轴的 输出功率为5.072Kw,转速为378.9 r/min.齿轮轴受力计算分析图2-4间齿轮轴的力,转矩图作用力的计算 式(2.136)齿轮的圆周力: 式(2.137)齿轮的径向力: 式(2.138)齿轮的圆周力: 式(2.139)齿轮的径向力: 式(2.140)水平面支承反力及弯矩(见图) 式(2.141) 式(2.142)弯矩见图 式(2.143) 式(2.144) 式(2.145) 式(2.146)垂直面支承反力及弯矩(见图)支反力,见图 式(2.147) 式(2.148) 弯矩计算,见图 式(2.149) 式(2.150)合成弯矩,见图 式(2.151) 式(2.152) 式(2.153) 式(2.154)应力校核系数 式(2.155)当量转矩 式(2.156)当量弯矩在大齿轮轴劲中间截面处 : 式(2.157) 在右轴劲中间截面处: 式(2.158)校核轴颈 式(2.159) 式(2.160)经校核较合适无需调整。其他轴按同样方法校核。2.2.7键的选择键的类型及尺寸齿轮传动要求齿轮与轴的对中性好,故在此我选用A型平键,根据轴径,由表查得,可选用,键高,因轮毂长度为,故取标准长度为。挤压强度由静连接的挤压强度条件为 式(2.161)其中 式(2.162) 式(2.163) 式(2.164)由表查得轻微冲击载荷的许用应力所以挤压强调足够确定键槽尺寸由普通平键标准查得轴槽深,毂槽深。其余各键按同样方法校核选择。2.2.8轴承的选择因素在许多场合,轴承的内孔尺寸已经由机器或装置的结构具体所限定。不论工作寿命,静负荷安全系数和经济性是否都达到要求,在最终选定轴承其余尺寸和结构形式之前,都必须经过尺寸演算。该演算包括将轴承实际载荷跟其载荷能力进行比较。滚动轴承的静负荷是指轴承加载后是静止的)或旋转速度非常低。在这种情况下,演算滚道和滚动体过量塑性变形的安全系数。大部分轴承受动负荷,内外圈做相对运动,尺寸演算校核滚道和滚动体早期疲劳损坏安全系数。只有在特殊情况时,才根据DIN ISO 281对实际可达到的工作寿命做名义寿命演算。对注重经济性能的设计来说,要尽可能充分的利用轴承的承载能力。要想越充分的利用轴承,那么对轴承尺寸选用的演算精确性就越重要。静负荷轴承 计算静负荷安全系数Fs有助于确定所选轴承是否具有足够的额定静负荷。 FS =CO/PO 其中FS静负荷安全系数,CO额定静负荷KN,PO当量静负荷KN 静负荷安全系数FS是防止滚动零件接触区出现永久性变形的安全系数。对于必须平稳运转、噪音特低的轴承,就要求FS的数值高;只要求中等运转噪声的场合,可选用小一些的FS;一般推荐采用下列数值: FS=1.52.5适用于低噪音等级 FS=1.01.5适用于常规噪音等级 FS=0.71.0适用于中等噪音等级。额定静负荷,在滚动体和滚道接触区域的中心产生的理论压强为: 4600 N/MM2 自调心球轴承 4200 N/MM2 其它类型球轴承 4000 N/MM2 所有滚子轴承在额定静负荷CO的作用下,在滚动体和滚道接触区的最大承载部位,所产生的总塑性变形量约为滚动体直径的万分之一。当量静负荷POKN是一个理论值,对向心轴承而言是径向力,对推力轴承来讲是轴向和向心力。PO在滚动体和滚道的最大承载接触区域中心所产生的应力,与实际负荷组合所产生得应力相同。PO=XO*F r +Ys * FaKN 其中PO 当量静负荷,Fr径向负荷,Fa轴向负荷,单位都是千牛顿,XO径向系数,YO轴向系数动负荷轴承 DIN ISO 281所规定的动负荷轴承计算标准方法的基础是材料疲劳失效,寿命计算公式为: L10=L=(C/P)P ,其中L10=L 名义额定寿命,C 额定动负荷 KN P 当量动负荷 KN P 寿命指数 L10是以100万转为单位的名义额定寿命,C 额定动负荷 KN P 寿命指数 L10是以100万转为单位的名义额定寿命。对于一大组相同型号的轴承来说,其中90%应该达到或者超过该值。额定动负荷C KN在每一类轴承的参数表中都可以找到, P=X*Fr+Y*Fa 其中:P当量动负荷,Fr径向负荷,Fa轴向负荷,单位都是千牛顿,X径向系数,Y轴向系数。不同类型轴承的X,Y值及当量动负荷计算依据,可在各类轴承的表格和前言中找到。球轴承和滚子轴承的寿命指数P有所不同。对球轴承,P=3 对滚子轴承,P=10/3。如果轴承动负荷的值及速度随时间而变化,那么在计算当量负荷时就得有相应的考虑。连续的负荷及速度曲线就要用分段近似值来替代。滚动轴承的最小负荷过小的负荷加上润滑不足,会造成滚动体打滑,导致轴承损坏。在本设计中我都选用深沟球滚子轴承就足以满足要求。轴承的型号确定结合轴的受力特点与箱体运动的关系,此处选用深沟球滚子轴承。分析传动示意图不难发现,本系统中轴的轴承承受径向载荷,而且承受的载荷都较小。查机械设计手册可知,深沟球滚子轴承能同时承受径向载荷可以成对使用,满足条件,通过前面对轴受力分析,我选用一对深沟球滚子轴承6209型。如下图所示:图2-4深沟球滚子轴承其中d=45mm、D=85mm、B=19mm计算深沟球滚子轴承寿命表2-3轴承选择方案方案轴承型号Cr/NCor/ND/mmB/mmNo/(r/min)1620931500205008519350026210350002320090203000计算步骤与结果列于下表:在前面已计算过工作时间,可估计混凝土搅拌机工作十年,一年工作八小时,工作日中工作时间占40%,则轴承的使用寿命 式(2.164)表2 -4计算列表计算项目计算内容计算结果6209轴承6210轴承e查表0.260.236X查表X=0.56X=0.56冲击载荷系数fd查表1.21.2当量动载荷PP=fd.Fr=1.26867X46144614计算额定动载荷37777N37777N基本额定动载荷Cr查手册31500377773500037777故我选用6209.深沟球滚子轴承可满足寿命要求。其他处轴承寿命计算如上。2.2.9联轴器联轴器是联接两轴使之一同回转并传递转矩的一种联轴器可分为刚性和挠性,刚性联轴器适用于两轴能严格对中并在工作中不发生相对位移的地方,挠性联轴器适用于两轴有偏移的地方。刚性联轴器中又可分为凸缘联轴器、套筒联轴器和夹壳联轴器,其中凸缘联轴器是应用最广的一种,这种联轴器主要由两个分装在轴端的半联轴器和联接它们的螺栓组成。凸缘联轴器对中精度可靠,传递转矩较大,但要求两轴通轴度较好,主要用于载荷平稳的联接中。故在此我选用此种联轴器。在高速级,因电动机Y132S1-2的轴径为38mm,故选用标准凸缘联轴器YL9,轴孔38mm,轴孔长82mm。在低速级,可选用标准凸缘联轴器YL10,轴孔45mm,轴孔长112mm。部件。联轴器可以在机器停车后用拆卸的方法才能把两轴分离。图2-5 联轴器2.2.10减速器的润滑和密封传动的润滑圆周速度的齿轮减速器广泛采用油脂润滑,自然冷却。为了减少齿轮运动的阻力和油的温升,浸入油中的深度,以12个齿高为宜,速度高的还应该浅些,建议0.7倍左右,但至少10cm,速度较低的也允许浸入深些,可达到16的齿轮半径,更低速时可到13的齿轮半径,润滑圆锥齿轮传动时,齿轮浸入油中,的深度应达到齿轮的半个齿宽,对于油面有波动的减速器,浸入深些。在多级减速器中应尽量使各级传动浸入油中深度近于相对。如果发生低速级齿轮浸入减速器箱盖和箱座的剖面做成倾斜的,从而使高速级和低速级传动的浸油深度大致相等。减速器油池的容积平均可按每1KW约需0.35L0.7L润滑油计算,同时应保持齿顶圆距离箱底部低于30mm50mm左右,以免太浅时激起沉降在箱底的油泥。在此处因为高速级与低速级大齿轮分度圆直径相差不大,所有可以直接使低速级大齿轮中深度浸油。轴承润滑滚动轴承的润滑主要是为了降低摩擦阻力和减轻磨损,也可以吸振,冷却,防锈和密封等作用。合理的润滑对提高轴承性能,延长轴承寿命都有重要意义。滚动轴承高速时一般采用油润滑,低速时采用脂润滑,某些特殊环境如高温和真空条件下采用固体润滑。本减速器使用的是深沟球滚子轴承,轴承的润滑方法可以根据齿轮的圆周速度来选择:圆周速度在2m/s3m/s以上时,可以采用飞溅润滑,把飞溅到箱盖上的油在本设计中,我选用飞溅润滑,油量足以满足轴承的需要,所有最后采用刮油润滑,或根据轴承传动座圈十大大小选用由脂润滑或滴油润滑。本设计为选用飞溅润滑,故在设计减速器时在箱体壁上设计出油沟,可使飞溅的油通过油够流向轴承,供轴承使用。密封装置密封式为了阻止润滑剂从轴承中流失,也为了防止外界灰尘,水分等侵入轴承。没有合理的密封将大大影响轴承的使用寿命,密封按照其原理不同可分为接触式和非接触式密封两大类,非接触式密封不受速度的限制,接触式密封只能用在线速度较低的场合,为保证密封寿命及减少轴的磨损,轴接触部分的硬度应在40HRC以上。在低压油润滑系统中,油封被广泛地用作转轴密封件和往复运动密封件。油封通常由刚性骨架和有柔性唇的橡胶密封圈组成。毡封主要用于环境比较干燥。以脂类润滑的轴承或柱塞部位,压力低于0.1MPa,速度45m/s,故本设计中选用毡封来满足轴承的密封。到此,减速器设计完成,在减速器中选用了大量标准件,特列表如下:表2-5减速器用标准件名称代号尺寸数量螺栓GB5782-86M161008垫圈GB97.1-2000与M16配套使用8螺母GB6170M168螺栓GB5782-86M12222垫圈GB97.1-2000与M12配套使用2螺母GB6170M122螺栓GB5782-86M123036毡圈JB/ZQ4606-1986内径451毡圈JB/ZQ4606-1986内径401键GB/T1095-199016561键GB/T1095-1990161001键GB/T1095-199010561销GB/T117A8122轴承GB/T276-1994621062102轴承GB/T276-19946210620942.2.11开式齿轮的设计选材料因滚筒直径较大,鼓选用铸钢,调质处理硬度229-286HB,平均取240HB。小齿轮40钢,调质处理,硬度280HB。传动比为7。按弯曲疲劳强度计算又机械设计基础查得:接触疲劳极限: 初步计算使用强度应力: 式(2.165) 式(2.166)按式 式(2.167)确定公式内各计算数值:初选齿轮参数转矩T: 式(2.168)齿宽系数:由机械工程手册可查0.4计算载荷系数K 初估动载系数:查机械设计手册表12.9, 式(2.169)齿间载荷分配系数: 齿向载荷分配系数: 载荷系数K: 式(2.170)查取复合齿形系数: 式(2.171)计算进行比较计算重合度系数 式(2.171) 式(2.172)因滚筒工作冲击严重故选用较大模数初选则 式(2.173) 式(2.174) 式(2.175) 式(2.176)取校核齿面接触疲劳强度按式 式(2.177)计算式中弹性系数: 节点区域系数: 式(2.178) 式(2.179)可见接触疲劳强度足够齿轮实际圆周速度 式(2.180)由机械设计基础表查得精度合适。由于与所得值差距不大,对值影响较小,故无需修正。确定齿轮主要尺寸由于采用正常标准齿轮,所以齿顶高系数取为1,顶隙系数取为0.25, 分度圆压力角度数为标准值=20。齿轮的参数如下:分度圆直径: 式(2.181) 式(2.182)齿顶高: 式(2.183)齿根高: 式(2.184)齿全高: 式(2.185)齿顶圆直径: 式(2.186) 式(2.187)齿根圆直径: 式(2.188) 式(2.189)基圆直径: 式(2.190) 式(2.191)齿宽: 式(2.192)齿距: 式(2.193)齿厚: 式(2.194)齿槽宽: 式(2.195)基圆齿距: 式(2.196)法向齿距: 式(2.197)顶隙: 式(2.198)至此,搅拌机的传动部分计算设计完成。3料斗的设计由上面可知出料容量则进料容量取料斗的 长,宽,高分别为1m,0.8m,0.9m则料斗的容量即所取尺寸符合要求3.1钢丝绳的选择钢丝绳种类和构造:钢丝绳由许多高强度钢丝编绕而成,可单捻、亦可双捻成形.绳芯常采用天然纤维芯(NF)、合成纤维芯(SF)、金属丝绳芯(IWR)和金属丝股锌(IWS).纤维芯钢丝绳具有较高的挠性和弹性,缠绕时弯曲应力较小,但不能承受横向压力.金属丝钢丝绳强度较高,能承受高温和横向压力,但挠性较差.建筑卷扬机系多层缠绕,更适合选用双捻制金属丝芯钢丝绳.种类:根据钢丝绳绕成股和股绕成绳的相互方向可分为:顺捻钢丝绳和交捻钢丝绳;根据钢丝绳中钢丝与钢丝的接触状态不同又可分为:点接触钢丝绳、线接触钢丝绳、点线接触钢丝绳、面接触钢丝绳.钢丝绳直径的选择:钢丝绳的安全系数计算公式 式(3.1) p钢丝绳的破断拉力(N); n 机工作级别规定的最小安全系数;n 别规定的最小安全系数;Fe绳的额定拉力(N).可知此处设计的建筑卷扬机的工作级别为 A3-A5,此处选取 A3 级的.则由可知最小安全系数;料斗容量则料斗盛满混凝土质量M=0.722500=1800kg故取钢丝绳的额定拉力故整条钢丝绳的破断拉力 式(3.2)即钢丝绳的最小破断拉力为 90000N,亦即为其最大工作拉力 由公式 式(3.3)钢丝绳的直径最小应为 式(3.4)其中 c 为钢丝绳选择系数,参考表选取此处取 d 为 30mm.钢丝绳在工作时卷绕进出滑轮和卷筒,除产生应力外,还有挤压、弯曲、接触和扭转等应力,应力情况是非常复杂的。实践表明,由于钢丝绳反复弯曲和挤压所造成的金属疲劳是钢丝绳破坏的主要原因。钢丝绳破坏时,外层钢丝由于疲劳和磨损首先开始断裂,随着断丝数的增多,破坏速度逐渐加快,达到一定限度后,仍继续使用,就会造成整根绳的破坏。在正确选择钢丝绳的结构和直径之后,实际使用寿命的长短,在很大程度上取决于钢丝绳在使用中的维护和保养及相关机件的合理配置。钢丝绳在卷筒上的固定方式钢丝绳在卷筒上的固定应保证工作时安全可靠、便于检查、装拆及调整,且固定处不应使钢丝绳过分弯折。绳端常见的固定方式有:压板固定和楔块固定两类。压板和螺钉绳端固定装置钢丝绳绳端从端侧板预留斜孔中引出至板外,通过压板和螺钉把绳端固定。为安全起见,压板数目至少为两个。这种绳端的固定方式,卷筒结构简单,对铸造卷筒及钢板焊接卷筒都适用。设计时应注意斜孔的角度不能太大,一般要小于 45;斜孔的边缘处应倒出圆角,以保证钢丝绳平缓地缠绕在卷筒上,避免损伤钢丝绳。斜孔的出绳方向,可根据需要决定。楔形块固定装置钢丝绳通过楔块固定在卷筒上。楔块的斜度通常取 1:41:5,以满足自锁条件。这种绳端的固定方式比较简单,但钢丝绳允许的直径不能太大。钢丝绳固定端承载能力验算国家标准规定,建筑卷扬机钢丝绳在卷筒上的安全圈数不得小于 3 圈。在保留两圈的情况下,应能承受 1.25 倍的钢丝绳额定拉力。钢丝绳的出绳方向及其偏角卷扬机钢丝绳的出绳方向一般为水平方向,并从卷筒下方出绳,这样可以得到比较小的倾翻力矩。但也可以从其他方向出绳,此时,钢丝绳倾斜,必然要产生向上的分力,使地脚螺栓的受力状态发生变化。这种情况下,应在使用说明中给出地脚螺栓锚固的具体数据。3.2卷筒设计计算卷筒结构:按照制造方式不同可分为铸造卷筒和焊接卷筒;建筑卷扬机卷筒大多为铸造卷筒,成本低,工艺性好按照卷筒缠绕层数的不同可分为单层缠绕卷筒和多层缠绕卷筒;建筑卷扬机主要使用多层缠绕的卷筒。按照卷筒内部是否有筋板,可分为带筋板卷筒和不带筋板卷筒;按照结构的整体性,卷筒可分为整体式卷筒和分体式卷筒;卷扬机吨位比较小时,采用整体式;较大时,采用分体式装配形式。按照转矩的传递方式来分,常采用端侧板周边大齿轮外啮合式和筒端或筒内齿轮内卷筒常用材料:在此处选取 ZG270-500,极限应力 式(3.5)卷筒容绳尺寸参数卷筒节径 D :应满足 式中 Ke-筒绳直径比,是与卷扬机工作级别有关的系数选取 d -钢丝绳直径(mm) 系数 Ke=16;则卷筒节径 式(3.6) 故卷筒节径 D 圆整为 540mm卷筒容绳宽度 Bt 式(3.7)式中Do-卷筒直径(mm)由资料查知 式(3.8)故 Bt3510=1530mm,此处取 Bt=1500mm;卷筒边缘直径 DK:因建筑卷扬机是属于多层缠绕,为防止钢丝绳脱落,端侧板直径应大于钢丝绳最外层绳圈的直径。端侧板直径的计算公式如下: 式(3.9)式中 -最外层钢丝绳绳芯直径,由式 式(3.10)算得,其中: s -钢丝绳缠绕层数 s : S 式(3.11)式中 mk-为保证钢丝绳不越出端侧板外缘的安全高度(mm);该值在单层缠绕中应不小于 1.5 倍的钢丝绳直径,在多层缠绕中应不小于 2 倍的钢丝绳直径. 式(3.12)故卷筒缠绕层数 s =1,即单层缠绕。则 式(3.13) 式(3.14)此处取 DK=700mm.卷筒转速: 式(3.15)式中 D 为卷筒直径Do=510mm,则 n筒 =18.7r/min,卷筒壁厚:由于建筑卷扬机属于中型机械,故取壁厚为 20mm,卷筒容绳量 L = = 式(3.16) 卷筒内径 式(3.17)钢丝绳缠绕层数 s : S 式(3.18)式中 mk-为保证钢丝绳不越出端侧板外缘的安全高度(mm);该值在单层缠绕中应不小于 1.5 倍的钢丝绳直径,在多层缠绕中应不小于 2 倍的钢丝绳直径. 即 式(3.19)故卷筒缠绕层数 s =1,即单层缠绕。则 式(3.20) 式(3.21)此处取 DK=700mm.卷筒筒壁的强度计算: 式(3.22)卷筒壁外表面均布载荷 q 的确定:筒壁自由段中间位置 A 点的挠度、弯矩、剪力:则 式(3.23) 式(3.24)筒壁自由段最大挠度位置 B : 式(3.25)即 式(3.26)此处弯矩为 式(3.27)取缠绕在卷筒上的半圈钢丝绳为研究对象,设钢丝绳与卷筒接触宽度为钢绳缠绕节距 t ,并取夹角 d 所对应的一块微小表面积为 dA,则 式(3.28)作用在微面积上的力为 式(3.29)微力的合力即为钢丝绳的拉力,对上式积分 式(3.30)得卷筒作用于钢丝绳的均布载荷 式(3.31)故 式(3.32)其中, t =1.01 d =30.3mm;卷筒壁的应力:卷筒壁自由段中间位置的压缩应力和弯曲应力为: 式(3.33) 式(3.34)筒壁自由段最大压缩应力和弯曲应力为: 式(3.35) 式(3.36) = 式(3.37)卷筒筒壁的厚度计算:卷筒壁的强度按下式计算: 式(3.38)则筒壁厚度为: 式(3.39)则 式(3.40)又 故满足条件要求。其中: Fe-钢丝绳的额定拉力(N);-卷筒壁环向压缩应力(MPa);-多层缠绕系数,按表选取,选 As=0.65t -钢丝绳轴向卷绕节距(mm),t =1.01d;-卷筒材料的许用应力MPa,按表 3-111 和表 3-112 选取; -按工作级别选定的系数,取 Kc=1.00 m-安全系数,取 Km=2.8;3.3滑轮组设计滑轮常装在固定的心轴上,简单的滑轮常采用滑动轴承,目前使用滑轮绝大多数采用滚动轴承.滑轮直径的选用系列与匹配滑轮的名义直径为滑轮槽底直径 D,该值的大小与钢丝绳的疲劳强度有关,所以不能选的太小,但选用时是按照钢丝绳中心处的计算直径 D. 式(3.41) 式中 d -钢丝绳的直径(mm);Ke1-与建筑卷扬机工作级别和钢丝绳的结构有关的系数,其值可按表3-103 选取。此处建筑卷扬机的工作级别为 A3,则 Ke1=19。故 式(3.42)则选取铸造滑轮,材料选为 ZG270-500。钢丝绳依次绕过若干定滑轮和动滑轮组成的装置称滑轮组。滑轮组按构造形式不同可分为单联滑轮组和双联滑轮组。建筑卷扬机广泛采用带有导向滑轮的单联滑轮组。滑轮组的倍率对于单联滑轮组,倍率 a 等于承载分支数 Zc,即 式(3.43)此处倍率 可知滑轮组效率=97.5%滑轮组绳索最大拉力 F 式(3.44)式中 Q -起重质量();Go-取物装置(如吊钩组等)质量();(此处忽略不计)a -滑轮组倍率K -滑轮组型式系数,当采用单联滑轮组时,K=1;采用双联滑轮时,K=2; n-滑轮组效率;故 式(3.46)3.4离合器的设计计算手控建筑卷扬机常使用圆锥摩擦离合器,并配以带式制动器进行工作,圆锥摩擦离合器分单锥式和双锥式.建筑卷扬机以使用单锥式为多圆锥摩擦离合器的主要尺寸摩擦面的平均直径 式(3.42)式中-圆锥工作面小端和大端的直径(mm)d -离合器轴径(mm);由前述知 d = dB=40mm 式(3.42)则 式(3.42) 这里取 5,摩擦面工作宽度: 式(3.42)这里取 0.2, 则 式(3.42)摩擦锥的半锥角: 式(3.42)离合器接合面的摩擦系数, 选取=0.2,铸铁摩擦锥半锥角,取皮革对金属,则取 13.则 =13 arctan 0.2 =11.3, 符合要求。故选取配对材料及摩擦材料适合离合器脱开时所需间隙:摩擦面无覆盖摩擦层,取TM0.51mm,此处取为 1mm.摩擦锥的行程:即为摩擦锥面离合时的位移量单锥面: 式(3.42)摩擦面上的平均圆周速度vm (m/s): 式(3.42)式中 n -卷筒转速(r/min), n =18.7r/min;则 vm=3.1420018.7/601000=0.196m/s式(3.42)3.5 制动器的设计计算制动器按用途可分为停止制动、支持制动和下降制动三种。停止和支持式制动器具有停止和支持重物悬挂在空中的作用;而下降式制动器除具有前者停止运动的作用外,还具有调节机构运动的作用。按照工作状态,制动器又可分为常闭式和常开式。常闭式制动器经常处于合闸状态,当机构运转时,可用人力、电磁力等外力使制动器松闸。而常开式与此相反,它经常处于松闸状态,只有施加外力时才能合闸。按照制动器构造特征,又可分为带式制动器、块式制动器、蹄式制动器和盘式制动器四种。常用制动器的特点及应用,建筑卷扬机至少要装一套常闭式的支持制动器,并常采用带式制动器和外抱块式制动器,小吨位卷扬机亦可采用蹄式制动器。在设计或选择制动器时,主要依据是制动力矩。无论是标准制动器,还是自行设计的制动器都要做必要的发热验算。此处我们选取外抱块式制动器。常用的外抱块式制动器已经标准化,已有多种类型产品可供选用。这类制动器在电控卷扬机上应用普遍,可根据计算制动力矩初选型号,然后进行发热校核计算。常用外抱块式制动器的类型及应用外抱块式制动器的工作原理现以短行程交流电磁铁块式制动器的构造简图为例,说明其工作原理。参考建筑卷扬机设计中直径为 D的圆周表示与机构传动轴相联系的制动轮,制动瓦块与制动臂铰接相联。主弹簧用来产生制动力矩。主弹簧右端顶在框架上(框架与左制动臂固接在一起),推杆与右制动臂连在一起。上闸制动时,主弹簧的压力左推推杆右推框架,从而带动左右制动臂及其瓦块压向制动轮,实现制动当机构工作时,机构电动机通电,与电动机相联系的电磁铁 7 也通电而产生磁力,磁铁吸引衔铁 8 绕铰点作逆时针转动,并压迫推杆向右移动,使主弹簧进一步压缩,这时在副弹簧及电磁铁自重偏心的作用下,左右制动臂张开,制动器松闸。如果一旦发生事故,电机断电,制动器也立即上闸,这是一种常闭式制动器。外抱块式制动器的选择由于常用的块式制动器已经标准化,因此它的设计为型号选择后的校核设计。应保证由公式 Tjz= KTt计算出的制动力矩 Tjz Te,Te为由标准系列表中所选制动器的额定制动力矩。在此处我只选用外抱式制动器,故无需设计。4搅拌机的使用与维护4.1搅拌机使用的注意事项混凝土搅拌机的安装要求:混凝土搅拌机应根据施工组织设计总平面图指定的区域,选择地面平整、坚硬的地方就位。腿要调整到水平位置,支承搅拌机全重不能使轮胎受力。固定在工地上使用时间较长的搅拌机。为保护轮胎不受腐蚀和老化应卸下行保管,并将安装轮胎的轴颈密封,以防尘埃进入。机架用枕木垫起支牢,并应找平。按装时,自落式混凝土搅拌机般要使进料口一侧稍拾高30mm50mm,以适应上料时所产生的偏重。为防止搅拌机遭受雨淋,放搭设机棚。 搅拌机使用前,必须按“1“字作业”法(调整、紧固、润滑、清洁、防腐)的要求检查离合器、制动器是否灵敏可靠、钢丝绳有否损坏、
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