自落式混凝土搅拌混合机的设计

目   录

1  前言

1.1 混凝土搅拌混合机的概述…………………………………………………(1)

1.1.1 混凝土搅拌混合机的分类………………………………………………(1)

1.1.2 混凝土搅拌混合机的发展以及前景……………………………………(2)

1.2 自落式混凝土搅拌混合机的组成机构及原理……………………………(3)

1.3 本设计的目的和研究内容…………………………………………………(5)

2  自落式混凝土搅拌机设计与计算

2.1 自落式混凝土搅拌机的主要参数…………………………………………(6)

2.2 搅拌机参数选取的准则……………………………………………………(7)

2.3 自落式混凝土搅拌机的设计………………………………………………(9)

2.3.1 混凝土搅拌混合机原始数据和主体结构………………………………(9)

2.3.2搅拌筒转速的确定………………………………………………………(10)

2.4 搅拌系统结构设计………………………………………………………  (11)

2.4.1传动方案的设计…………………………………………………………(11)

2.4.2传动系统零部件尺寸的设定……………………………………………(11)

3  搅拌筒的功率计算及电机的选择

3.1 搅拌筒工作所需的总力矩计算……………………………………………(12)

3.1.1混合料与筒壁间的摩擦阻力距…………………………………………(12)

3.1.2混合料的偏载对搅拌筒转动产生的阻力距……………………………(14)

3.1.3滚筒转动时滚圈沿支承滚轮的滚动阻力距……………………………(15)

3.1.4搅拌筒工作所需的总力矩………………………………………………(17)

3.2 驱动搅拌筒所消耗的功率…………………………………………………(17)

3.3 选择电动机…………………………………………………………………(17)

4  拖滚轴的设计

4.1 轴的设计概述………………………………………………………………(19)

4.1.1轴的功用和分类…………………………………………………………(19)

4.1.2轴的材料…………………………………………………………………(20)

4.1.3轴的设计内容及要求……………………………………………………(20)

4.2 拖滚轴（3）的设计……………………………………………………… (20)

4.3 拖滚轴（2）的设计……………………………………………………… (21)

4.3.1求滚轮上的功率、转速和转矩………………………………………… (21)

4.3.2求作用在链轮上的力…………………………………………………… (21)

4.3.3初步确定轴的最小直径………………………………………………… (22)

4.3.4轴的结构设计…………………………………………………………… (23)

4.4 提高轴的强度的常用措施………………………………………………… (27)

5  传动链的设计

5.1 概述………………………………………………………………………… (27)

5.1.1选择链传动的依据及链传动类型选择………………………………… (27)

5.1.2链的传动布置和张紧…………………………………………………… (28)

5.2 链传动参数设计…………………………………………………………… (29)

5.2.1选择链轮齿数和功率、链节数及节距………………………………… (29)

5.2.2确定链长和中心距、链速及小链轮毂孔……………………………… (31)

5.2.3作用在轴上的压轴力…………………………………………………… (31)

5.2.4链的紧边受到的拉力…………………………………………………… (31)

5.3 传动链的润滑……………………………………………………………… (33)

结    论……………………………………………………………………… (34)

参考文献……………………………………………………………………… (35)

致    谢……………………………………………………………………… (36)

摘要：最近几年，建筑行业蓬勃发展。而在建筑机械里，混凝土搅拌机械是其中的基本设备之一。搅拌的混凝土关系到建筑的质量，而过去的机型如鼓筒型混凝土搅拌机存在许多问题如搅拌质量差、时间长、能耗高。自落式混凝土搅拌机尤其是其中之一的锥形反转出料搅拌机能更好的解决上述问题。

本文通过综合优化设计和类比的方法，结合以往的参数、数据和给出的原始资料、技术要求，对自落式混凝土搅拌机进行了设计。利用搅拌筒直径d=1560mm和其他条件，计算出搅拌筒的转速n=18r/min。根据原始数据——分批混合：1000kg/批、搅拌筒厚度h=4mm、装机容量：7.5千瓦、生产率：8-10吨/时等条件，计算出搅拌筒和混合料、支撑滚轮间相互作用的总力矩M，传动装置的总效率 =0.89，从而得出减速电机额定功率 =7.5kw，减速比i=23，转速n=1500r/min。考虑搅拌机传动系统的要求，对托滚轴和减速电机之间采用链传动的连接方式，链传动比i=1.19，小链轮齿数Z=17，从动链轮齿数Z=20，链长L=2.5146mm,中心距a=1020.5mm。再确定要安装链轮和拖轮的托滚轴，材料为45#，调质处理，轴的最小处直径d=69mm。根据材料和载荷，设计出托滚轴的各段的长度和直径，最后进行校核验证。

关键词：减速电机        混合单元摩擦传动       托滚轴设计      链传动

gravity type concrete mixing mixer design

Student name: ZhongWu  Class: 078105133

Supervisor:Zhang Xukung

Abstract: In recent years, the construction industry develops rapidly. In the construction machinery, the concrete mixing machine is one of the basic equipment. The mixing concrete related to the quality of construction, but the past models such as the type of drums concrete mixer has many problem such as poor mixing quality, long duration and high energy consumption. The gravity type concrete mixing mixer especially one of these： cone reversal discharging mixer can solve the above problem for the better.

   Considering the previous parameters,data and original data,technical requirements which has given,this papers design the gravity type concrete mixing mixer taking the methods of integrated optimal design and analog. Using the mixing tube diameter d = 1560mm and other conditions to calculate the speed of mixing tube n = 18r/min. According to the original data - batch mixed: 1000kg / batches, the mixing tube thickness h = 4mm, capacity: 7.5 kW, 8-productivity of 10 tons / h and other conditions, to calculate the total moment M between mixing tube and mixture as well as interaction support rollers, the overall efficiency of gear =0.89, so as to receive the gear motor rated power =7.5kw, reduction ratio i = 23, rotational speed n = 1500r/min. Considering the request of the mixer drive system， the placement between the care roller and the gear motor is connected by chain drive ，chain drive ratio i = 1.19, the small sprocket number of teeth Z = 17, and the driven sprocket number of teeth Z = 20, chain length L = 2.5146mm, center distance a = 1020.5mm. Next,confirming the care roller which demand installing the chain wheel and tug ，to determine its material is 45#、quenching and tempering, the minimum diameter of shaft is d = 69mm. According to the material and the loading, we design the roller care of all of the length and diameter , and check verification finally.

Key words: Geared Motor   Mixed friction drive unit  Care roller design  Chain drive

1.2 自落式混凝土搅拌混合机的组成机构及原理

自落式混凝土土搅拌混合机理基本特性是：使混凝土中的各组分混合成一种各物料颗粒相互分散、均匀分布的混合物。为了使混凝土中的各组分混合均匀，必须在搅拌过程中使每一组分的颗粒能分散到其他各种组分中去，因此，必须设法使各组分都产生运动，并使他们的运动轨迹相交，相交次数越多，混凝土越易混合均匀。

在利用搅合料重力势力的同时应尽可能使处在搅拌过程中的拌合料各组分的运动轨迹在相对集中区域相互交错穿插，在整个拌合料体积中最大限度地产生互相摩擦，并尽可能提高各组分体积极参与运动的次数和运动轨迹的交叉频率，为混凝土搅拌机实现宏观和微观均质性创造最有利的条件。

自落式混凝土土搅拌混合机主要由进料机构、搅拌筒、传动系统、电气控制系统和底盘等机构组成如图1-1。

1 搅拌筒

锥形反转出料搅拌机的搅拌筒双锥形。如图（一）示。筒内部焊件有分别与搅拌筒轴线成一定夹角交叉布置的高叶片和低一片各一对。由于高低叶片与拌筒轴线按一定的角度交叉布置，所以当拌合料由进料锥端进入，拌筒正转搅拌时，叶片不仅拌合料做提升、下落的运动，还能强迫物料做轴向窜动，固能做强化搅拌作用。当搅拌筒反向旋转时，叶片将拌合料推向料推向出料端一端由两条空间交叉成180度的螺旋形出料叶片将拌合料卸除筒外。

2 传动系统

目前，国内生产的锥形反转出料搅拌机（自落式混凝土搅拌机的一种），其传动机构有两种形式。

                              图1-1 锥形反转出料搅拌机

（1）摩擦传动

摩擦传动是依靠橡胶拖轮与搅拌筒滚道间的摩擦力来驱动搅拌筒旋转，搅拌筒通过滚道支承在四个橡胶摩擦轮上其中一对为主动轮，另一对为从动轮。当电动机经减速箱使一对主动轮回转时，搅拌筒机与混合料的相互作用。主动橡胶摩擦轮靠摩擦力驱动搅拌筒回转。为防止搅拌筒轴向窜动，在滚道的两侧固定导向圈。摩擦传动的特点是噪声小，结构简单，但遇、水容易打滑而降低生产率。

（2）齿轮传动

搅拌筒由4个拖轮支撑，由于传动系统的电机控制转向，电机产生的运动和动力经带传动输入减速箱，再经减速箱中的两对齿轮传给小齿轮通过小齿轮啮合的固定在拌筒上的大齿圈带动拌筒旋转。齿轮传动具有不打滑，传动比准确等特点。

3进料机构

锥形反转出料搅拌机的进料机构搅拌出料容量大小有所不同。一般由上料架，进料斗及提升装置等组成。

把操纵杆扳到上升位置，减速箱输出轴端的离合器上，钢丝绳卷筒转动，钢丝绳经滑轮拉动料斗由地面翻转至上部位置，把拌合料装入搅拌筒之后离合器自动脱开。吧操纵杆推到下降位置，料斗靠本身自重下落，料斗落地时将操纵杆到停止位置。

料斗的上下限位置，靠行程开关控制。上限位置开关安装在上料架上，并装有两个，分别对料斗上升起限位和安全保护作用：下限位只有一个限位开关，安装在导轨顶部，当料斗下降至地坑底部时，钢绳稍松弹簧杠杆机构使下限位动作，卷扬机构自动停车。

制动电机保护料斗载满负荷运动时，可靠停在任意位置，制动力矩大小由电动机后面的大螺母调整。

4供水系统

锥形反转出料搅拌机的供水系统大多采用时间继电器控制离心水泵电机运转时间的方式。他由电动机，水泵、节流阀及管路等组成。搅拌用水由电动机带动水泵抽水，经节流阀和管道注入拌筒，搅拌每罐混凝土所需的水量，由电控系统中的时间继电器控制水泵运转时间来把握。当按钮旋转到时控位置时，水泵会按设定的时间运转和自动停止：当按钮旋转到手控位置时，可以连续供水，冲洗支管供筒外用水和清洗整机使用。

5 电气系统

电气系统的作用是控制搅拌筒的正反转及停止：料斗提升、下降和水泵的转动或停止：时间继电器和安全装置。

1.3 本设计的目的和研究内容

毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

1、生产率：8-10吨/时；

2、装机容量：7.5千瓦；

3、分批混合：1000kg/批；

4、产品质量：混合均匀度变异系数cv≤10%；

5、能耗：耗电≤5kWh/t；

6、用材：搅拌滚筒用不锈钢材料，厚度为4mm。

通过本次设计，将大学四年来学到的专业知识比较系统地和实际生产和设计相结合，再次重温了以前的专业知识，是书本上的理论知识在脑海中更加深刻。还拥有了如何在浩瀚的知识海洋和互联网上查阅到自己想要的信息的能力和独立的研究钻研能力，也熟悉了论文设计的一般步骤，是自己的综合素质更上一个台阶。

主要特色：结合《画法几何》，利用Autocad完成了总装配图和零件图的绘制。