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自落式混凝土搅拌混合机的设计【8张图/15800字】【优秀机械毕业设计论文】

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混凝土 搅拌 混合 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,36页,15800字左右.
开题报告一份.
任务书一份.
翻译一份.

图纸共8张,如下所示
A1-总装配图.dwg
A1-搅拌筒.dwg
A2-托滚轴1装配图.dwg
A3-链轮.dwg
A3-托滚轴(1).dwg
A3-托滚轴(2).dwg
A3-轴承座.dwg
A3-轴承座盖.dwg

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)

自落式混凝土搅拌混合机的设计研究

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

指导老师签名:

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

Signature of Supervisor:

毕业设计(论文)任务书

I、毕业设计(论文)题目:

XXXXXX

II、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。

III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间:
1.查阅资料,英文资料翻译 (2周)1月3日~1月17日
2.撰写开题报告 (1周)1月18日~1月23日
3.设计并绘制滚筒混合机混合单元装配图 (5周)2月21日~3月27日
4.绘制主要零件图若干张 (4周)3月27日~4月23日
5.编写设计计算说明书(毕业论文)一份 (3周)4月25日~5月21日
6.毕业设计审查、毕业答辩 (1.5周)5月23日~ 6月2日

Ⅳ 、主 要参考资料:
[1] 璞良贵,纪名刚主编.机械设计.第七版.北京:高等教育出版社,2001
[2] 金国淼等.搅拌设备(化工设备设计全书). 北京: 化学工业出版社,2002
[3] 徐灏主编,机械设计手册.北京:机械工业出版社,1995.12
[4] 李克永.化工机械手册. 天津: 天津大学出版社,1991.5
[5] Bathala C. Redlaty, V. S. Muvthy, Madaboosi S. Ananth, Chamarti D. P. Rao. Modeling of continuous Fertilizer Cranulation process for control. Part. Part. Syst. Charact 15(1998):156-160




自落式混凝土搅拌混合机的设计













内容简介:
南昌航空大学科技学院学士学位论文 基于斯托克斯的三维流动混合 : 再 次讨论 分区 管混合器 问 题 摘要 对 速度场和所谓的分区管道混合器混合 反应 进行了 研究。 和 以前使用 的 近似方案 相比, 一个从 以前研究 的 具有相同物理模型入手 的带来 更准确的流量 描述的 精确分析 方案 正在发展中 。 另外 , 这些 结果 是根据更好的 报道实验数据 得到的 。 斯托克斯 流 动 /层 流 分布混合 /静态混合器 文章 的目的是研究 一个内部无限长 , 被内壁 划分成一个 顺序 排列的 半圆形管 道的圆管 的 三维 蠕动流 。这样一个系统,称为 分区管混频器( , 是由 人引 进的 。 1作为样机模型广泛使 用在 态混合器 。 在 合器中每个元素是一个螺旋,扭曲 180的金属板 ;元素排列在 圆管的轴向上 ,使元素的领先优势相对前一个是沿直角的。流体动力学计算工具使这种三维流动数值模拟简单可行( , , 人)。然而,这样做需要大量的模拟计算资源,尤其是在研究不同的搅拌工艺参数的影响。因此,简化分析模型,即给出了模拟的过程快的可能性(或模仿其功能密切就够了),也仍然是有用的。 . 这种本质上的三 维流 式是高度理想化,但保留了正在研究流动的主要特征。在每一个半圆形轴向风道,该模型包括两个叠加,独立,二维流场:一横截面(旋转)的速度场和一个全面发展的 这里给了两个独立的二维边界问题,而不是三维问题的。由 人提出的解决方案。 1的横截面速度场只是一个近似的。然而在一个封闭的形式下,存在一个 精确 分析解决方案。 在本论文中,我们利用这些精确 的解决方案对 这个三维混合机的混合性能 就行审查 。在一些混合模式 下的 重要 区别已经 得到 了 , 而且 我们的结果 更接近 可用 的 的 实验结果 。 速度领域 考虑一个 0 r a, 0 2, |z| 0, 0 /2 的水平平面(古德尔 10,泰勒 11),随着不变的常量速度 - V 应用在平面 =0 上, 类似于刮的方案 图 1( a)显示了流函数( 6)外形的水平高度。截面流量在一个椭圆形停滞点( / 2)处呈现出单涡旋细胞。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 以往的研究( 。 1, )暗示了近似一个条件的关于边界问题( 1),( 4)的解决办法: 已经靠一个变分法获得它。然而这个表达式( 16)不能同时满足支配性双调和方程( 1)在移动边界无滑移条件!原来,在边界 r=a 处的切向速度变化为( 4 / 3) 不是恒定 V。因此,在一些地区远离平面边界,速度被高估了(高达 33,在圆形边界),它是人为地平滑接近近角。根据一个长远的解决办法( 16),流函数轮廓的划分图呈现在图 1( b)中。 充分成熟的关于一个半圆导管的轴向流边界问题( 2),( 5)显示( ) 其中 是平均轴向速度。使用简单的转换和无穷总结表( 人 12),我们可以提出在一个封闭 形式下的表达( 17): 这对于在平流过程的数值模拟可取。值得一提的是, 被 人使用的条款 1的第一个( 17)的三极限无穷求和以及 提供的 最大只有几个百分点的 精度的 误差(相对于 精确 表达式( 18) 。 图 2。等高线图的轴向速度的 线对应的确切表达式( 18),虚线对应于表达式( 17)三个方面的近似值 南昌航空大学科技学院学士学位论文 在图 2 中由( 18)定义的 轮廓线,显示为实线,而三极限( 17)近似相同的轮廓由虚线绘制。尽管这种近似的轮廓形状很相似,但是平均流 速 异量高达 7%,其中一个最大速度 角点不远,所以 被低估了。可以增加( 17)的项数至一百,降低相对误差到小于 但是,像这样模拟被动追踪物的水平流动会花掉更多的计算机时间。 3。 沌混合 由 平流方程描述 的 一个被动的个体(拉格朗日)粒子的运动 。 与右手边由速度场( 6)和( 18)定义的( 19)。 当 t=0 时 初始条件为 r= = 0和 z=0。 这里定义变量 显然是 其中 k=0, 1, 2,。 。 。 。 系统( 19)描述了沿每个流线区间的单个粒子稳定的动作。 然而,由于流动是三维和空间周期性的,它可以表现为混乱行为( 分的 13】) 。在 以及其他人 中 , 单个无量纲参 数 ,混合强度 , 混合强度被提出给了完整描述这样一个表现的系统。虽然参数没有精确解( 6)的特殊意义,但是值是用来比较 我们包含那些文献 的结果。 庞加莱映射是应用于揭示规则与混沌运动区域的。庞加莱映射是通过采取在水平面 Z = 0 的初始点( 0)并记录交叉坐标 常角轨道 2n = 0, 1, 2。 。 。 。 几个值为的庞加莱映射是同时使用近似精确解计算和分析的。在这里,我们介绍的一个单一出发点的庞加莱映射被选在了混乱的区域(图 3)选择的地图。在平面图的白色区域对应于岛状物。这些岛状物的边界是用细实线绘制的。 庞加莱映射岛状物相应于流动的 管 。在这样一个管里捕获的流体将只能在里面移动,不与外管中的其余流体混合。这个混 比混合器的总流量,可以描绘为通过软管的相 对流量。因此,对于两个南昌航空大学科技学院学士学位论文 岛状物的通过 搬运的面积和流量是可进行评估的。流量可以计算看做在岛状物面积上 者作为一个岛状物的轮廓边界通过斯托克斯定理积分。 图 3( a)和 3( b)呈现了 = 4 庞加莱映射。对于近似解的八个最大的岛屿是清晰可见(图 3( a)。他们占据了约 49横截面积并且包含约 55的总流量。确切的解决方案提供了一个完全不同的群岛系统(图 3( b)。他们的影响是相当低的,因为它们只占约 13的面积,并承担总流量的 18。 对于混合强度为的大量实用性的不同就开始变得更 强了。图 3( c)和 3( d)代表 = 8 时的情况。该近似解提供了两个占据约 13%截面(见图 3( c),承担总流量的 18的岛状物,同时群岛的精确解(图 3( d)揭示了只占约 断面面积。通过 总数 ,在这种情况下的相对流量约只有 1的总流量。 在这两个例子中介绍了 横截面总面积明显较小时使用的精确解。由于两个近似和精确的解是以相同的简化模型的 基础, 算出的 的形状,应持一点 保留态度。通过这些管道的相对的截面和相对流量是非常适当 的,并且他们可以给出一个实用的实际流动价值标准的估计值。 条纹线可作为一种表征混合和可视化基础的混合机械装置的工具。 6指出,从创始的 的横截面计算条纹线 ,远比实验观察得到的不同。对计算的 = 条纹线和实验获得的 = 果进行了比较至少有些相似。他们指出, 式难以接近地模仿实验结果(由于划分的板块比小半径管长度要短)。然而,采用修正速度场进行的数值模拟的结果( 6),( 18)和值给出一个更好的一致。图 3( e)和 3( f)显示了 = 10 的同时使用解决方案的庞加莱映射。在图 3( f)中周期 2 的两岛状物的大致轮廓是用实线绘制的。这些轮廓被用来揭示相应的 的形状(参见图 4( c)。封闭多边形描绘的轮廓和通过 4 个混合元素的数字追踪而来的这些多边形的至高点,显示了 外边界。另外两张在图 4 中的图像代表图像的数值( a)和实验( b)分别来自于 6的成果。对于实验结果的实际混合强度的值,是 = 们计算了 南昌航空大学科技学院学士学位论文 图 3。庞加莱映射分别地作为 4 种不同搅拌强度,值 =( a)和( b) , = 8( c)和( d)段), = 10( e)和( f)段)的结果。图片中 左边的列( a),( c), ( e)段)通过方案( 16),( 17) 采用近似解获得,而在右列的通过精确的方案( 6), ( 18)获得。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 图 4。对比( a)计算的( = 8)和( b)实验性的( = 施和 6的实验性的条纹线,计算 式下的 的混合强度参数 = c)(图像( a)及( b)是来自于许可转载的剑桥大学出版社的论文图 9。) 以及形状 限制值 = = 管的 整体造型变化不大,混合强度的变化主要是管壁厚度的影响:它是较大的参数,反之也一样。 6没有明确指定条纹线可视化染料注射的位置。然而在 外面注入染料一点点很容易发现,因为染料开始传遍混合元素所以这是显而易见的。为了说明这一点,岛的几何中心周围绘制了圆(参见图 3( f)。标记是均匀分布在每个圆边界,并通过四要素混合的 个空间时间)进行跟踪。 在图 5( a)中圆的半径为 此所有的标记都定位在 里。 在图 5( b)中圆(半径 及到管边界。这种条 纹线可以稍微变形,但仍完全在管内抓获。在图 5( c)中最初的圆比在图 3( f)中的岛状物稍大,因而标记包含在 外。可以清楚地看到,只要有短短四个混合细胞,标志物就可以在整个管道截面蔓延。 使用近似数值解( 16),( 17)指引 6得到一个伟大差异的对于 10 4 的情况下的实验结果:实验显示了非常稳定 ,而计算显示出了许多分支(比如,可见于他们的论文中的图 10( d)。但是使用相对简单稳定结构的精确方案( 6),( 18)却被预测到了。例如,相对于一个比较大的 = 20 混合 强度,四个第一次序的 被发现,但没有 发现 2 时期的 。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 图 5。这些标记的痕迹,最初由规律地以时期 2 的到得几何中心为中心空出不同半径的圆。每个圆圈包含 100 个标记。半径是:(一) 全地再 里面,(二)摸到它的边界,(三) 划定软管边界。 它们的 管截面(并且因此,与他们相关的流量)相对较小。,不过这些周期性结构稳定。 4。结论 虽然正在研究的流动仅仅是一个原型,但是它拥有广泛使用的搅拌装置流动的一些重要特征。在同一模型框架获得一个 近似的比较和精确解,显示了某些数学简化可能产生重大影响。这种简化在预测系统的行为上可能造成很大的差异,特别是对于那些应该表现出的混沌性系统。在这里,由于使用(在以前的研究)了人为平滑的横截面速度场一个长期的近似解,在预测行为上就有差异。确切的解决方案显示与已报道的实验结果能很好地一致。 当然,存在的一个重要问题就是在混合元件和忽视了这些过渡的发展流动之间,有 了 突然的转变。 事实上最近的数值模拟结果(霍布斯等人 5)表明,对于带有螺纹的有限厚度的螺旋板的 合搅拌机,在入口和出口流动的每个转 变元素都会强烈影响到一个以上元素长度的速度场 , 这是一个重要的假设。 然而,从结果中呈现的 准确描述了 在混合流动中 哪怕是很小的变化 也能显著地改变系统整体混合反应 的速度区域 的 重要性结论,仍然是适用真正的工业场合。 致谢 笔者要感谢授予了编号为 荷兰科技基金( 的支持 。我们也感谢 其中一个 发表“ 在 闭塞 或不了解情况 下参数化的使用计算机从而产生一个荒谬结果”观点的 证明人 。 J. B/8 (1999) 7837921999 et V. M e l e s h b, , 252057 13, 5600 4 998; 2 999; 999) in as an a of in 1999 et of is to in an a of a (et 1 as a 2)is a on a 180, so of an is at to of a of of 3, 4, et 5). do of on of of or PM of of a a in of et 1 an in a we to in in 6.* 13,5600 . V. M el et 2. of an 606 62 ; 06 6 =2 at (a) of 6). a 0:636a; =2)et 1, 7) of 1), (4):9 ; (16)by a 16), 1) at It at 4=3/V of . is up 3% at in it of to 16)is in (b)of 2), (5) in a 7):8; (17)24 21pof 12), we 17) in a 8 (18)is of It is of 17) et 1 7 F B/18,199987. of to 18), to 17)18) a In of 18) as a 17) as of is up % of a of 17) to to :005%, it to of a is by ; rd ; (19)on 19) 6) 18). D 0;is :; 22; 06 6 ; 22; 2 ;=2;6z; =26 63 =2;C =2;6z; 06 =2;3 =2;6z; 3 =2 2 ;(20)1; 2;:19) a of an in as is it 13,et 1 , 4(21)F B/18,1999788 V. V. M el et to of a 6), is to of to of by an 0/at of 1; 2;:we ). in to of as to in in a of of AM on be by by by be as of by as a of (a) (b) (a). 9% of of a of (b). is 3% of 8% of of . 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M el et to by We of of or to A of in 1987) 29092919.2 ., 1977.3 ., of 2. a . 43 (1997)588597.4 of . 43 (1997) 31213132.5 of in 1998) 15651584.6 on in J. 236 (1992) 319348.7 1989.8 of a 1 (1887) 3437( 19 (1887) 1019.9 of a a 13(1904) 2436 ( 35 (1904) 767.10 An of a in of 7 17(1934) 554564.11 On a . (, 1962.12 1, 1986.13 ., by J. 143 (1984) 1F B/18,1999 毕业设计(外文翻译 ) 题目 自落式混凝土搅拌混合机的设计 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 078105133 学 生 姓 名 钟武 指 导 教 师 张绪坤 填 表 日 期 2011 年 1 月 13 日 南昌航空大学科技学院学士学位论文 毕业设计(论文)任务书 I、毕业设计 (论文 )题目: 滚筒混合机混合单元的设计 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 /时; 2、装机容量: 瓦; 3、分批混合: 1000; 4、产品质量:混合均匀度变异系数 10%; 5、能耗:耗电 5t; 6、用材:搅拌滚筒用不锈钢材料,厚度为 4 业设计 (论文 )工作内容及完成时间: 1查阅资料,英文资料翻译 ( 2 周) 1 月 3 日 1 月 17 日 2撰写开题报告 ( 1 周) 1 月 18 日 1 月 23 日 3设计并绘制滚筒混合机混合单元装配图 ( 5 周) 2 月 21 日 3 月 27 日 4绘制主要零件图若干张 ( 4 周) 3 月 27 日 4 月 23 日 5编写设计计算说明书(毕业论文)一份 ( 3 周) 4 月 25 日 5 月 21 日 6毕业设计审查、毕业答辩 ( ) 5 月 23 日 6 月 2 日 南昌航空大学科技学院学士学位论文 、主 要参考资料: 1 璞良贵,纪名刚主编 第七版 等教育出版社, 2001 2 金国淼等 化工设备设计全书 ). 北京: 化学工业出版社, 2002 3 徐灏主编,机械设计手册 械工业出版社, 4 李克永 天津 : 天津大学出版社, 5 . V. S. . . P. of 5(1998):156空工程 系 机械设计制造及其自动化 专业类 0781051 班 学生(签名): 日 期: 2011 年 1 月 3 日 指导教师(签名): 助理指导教师 (并指出所负责的部分 ): 航空工程 系 (室) 主任(签名): 附注 :任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 南昌航空大学 科技学院学士学位论文 学士学位论文原创性声明 本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果 ,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 日期: 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学 科技学院 可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名: 日期: 导师签名: 日期: 毕业设计(论文) 题目: 自落式混凝土搅拌混合机的设计 系 别 航空工程系 专业名称 机械设计制造及其自动化 班级学号 078105133 学生姓名 钟武 指导教师 张绪坤 二 O 一一 年 六 月 毕业设计( 论文 ) 开题报告 题目 自落式混凝土 搅拌 混合 机的设计 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 078105133 学 生 姓 名 钟武 指 导 教 师 张绪坤 填 表 日 期 2011 年 1 月 21 日 一、 选题的依据及意义 : 混凝土搅拌机是施工机械装备中的重要设备 , 其产品质量和生产效率直接影响着建 筑施工质量和建筑施工进度。混凝土搅拌机,是把水泥、砂石骨料和水混合并拌制成混凝土混合料的机械。主要由拌筒、加料和卸料机构、供水系统、原动机、传动机构、机架和支承装置等组成。 混凝土搅拌机 按搅拌原理 , 分自落式搅拌机 和 强制式搅拌机。 自落式搅拌机 有较长的历史,早在 20 世纪初, 由蒸汽机 驱动的鼓筒式混凝土搅拌机已开始出现。 50 年代后,反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机以及裂筒式搅拌机等相继问世并获得发展。自落式混凝土搅拌机的拌筒内壁上有径向布置的搅拌叶片。工作时,拌筒绕其水平轴线回转,加入拌筒内的物料,被叶片提升至 一定高度后,借自重下落, 各物料颗粒分散拌和均匀,是重力拌和原理, 这样周而复始的运动,达到均匀搅拌的效果。 自落式搅拌机的优点是结构简单 ,可靠性高 ,维护简单 ,功率消耗小 ,拌筒和叶片磨损轻,此种搅拌机适于拌制普通塑性混凝土 ,广泛应用于中小型建筑工地 有鼓筒式搅拌机 ,双锥反转出料搅拌机 ,双锥倾翻出料搅拌机和对开式搅拌机等 。 而其中一个的子类:锥形反转出料搅拌机,是 20 世纪 50 年代发展起来的一种自落式搅拌机。这种搅拌机的出料通过改变搅拌筒的旋转方向来实现,它省去了倾翻机构,在中、小容量 的范围内( 是一种较好的机型。锥形反转出料搅拌机适用于搅拌骨料最大粒径 80 下的塑性和半干硬性混凝土。可供各种建筑工程和中、小型混凝土制品厂使用。 二、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述) 19世纪 40年代 ,在德 ,美 ,俄等国家出现了以蒸气机为动力源的自 落式搅拌机 ,其搅拌腔由多面体状的木制筒构成 ,一直到 19世纪 80年代 ,才开始用铁或钢件代替木板 ,但形状仍然为多面体 20世纪初 ,圆柱形的拌筒自落式搅拌机才开始普及 进避免了混凝土在拌筒内壁上的凝固沉积 ,提高了搅拌质量,效率 1908年 ,在美国出现了第一台内燃机驱动的搅拌机 ,随后电动机则成为主要动力源 913年 ,美国开始大量生产预拌混凝土 ,到 1 950年 ,亚 洲大陆的日本开始用搅拌机生产预拌混凝土 仍然以各种有叶片或无叶片的自落式搅拌机的发明与应用为主 复杂化和高层化对混凝土质量 ,产量不断提出的更高要求 ,有力地促进了混凝土搅拌设备在使用性能 和技术水平方面的提高与发展 传动方式 ,搅拌腔衬板材料以及搅拌生产工艺等方面进行改进和探索 . 20 世纪 40 年代后期,德国 司最先发明了强制式搅拌机,和自落式搅拌机的工作原理不同,强制式搅拌机利用旋转的叶片强迫物料按预定轨迹产生剪切、挤压、翻滚和抛出等强制搅拌作用,使物料在剧烈的相对运动中得到匀质搅拌。根据构造特征不同,主要有立轴涡浆式搅拌机、立轴行星式搅拌机、立轴对流式搅拌机、单卧轴搅拌机和双卧轴搅拌机等 。 在我国 , 混凝土搅拌机等 搅拌设备 广泛采用的是强制式搅拌 机和倾卸式搅拌机。这两类搅拌机对混凝土的水灰比、强度、坍落度的适应性比较宽。 虽然经过了 30 多年的发展, 技术水平有了长足的进步,产品性能价格比也大大优于进口设备 , 但是整体水平与世界先进水平相比还有一定的差距,和许多发达国家相比还属于初级阶段。我国混凝土的应用无论在实验技术、生产技术还是施工技术等方面仍处于发展阶段,全国各地区发展也很不均衡,特别是一些中小和偏远地区更是刚刚开始。 在市场范围缩 小的情况下,受到直接影响的混凝土搅拌机行业进入到竞争白热化时期 ,所以 在许多方面还有待于进一步提高,调整结构、开发新产品,以 满足市场的各种需求。 机械工业产品的发展趋势是高附加价值化 、智能化和系统化。混凝土机械发展的主导产品是商品混凝土成套设备 ,商品混凝土成套设备尤其是大型站(楼)、车、泵无论从数量上还是质量上都将有一个较大的提高,这些产品将比以往更加注重降低能耗,更加注重安全性、舒适性、维护和使用的经济性。商品混凝土近年来在我国大中城市有了较大的发展,约占现浇混凝土的 15 20左右,与发达国家的 70 90相比还有较大的差距,由此给国内混凝土机械制造厂家提供了一个大的发展机遇。 国家实施西部大开发战略,投资规模将超过以往任何大 型 工程。由于西部开发时间跨度长、东西部经济差距大,不可能集中购买高、精、尖的大型设备,因此开发适合西部自然环境、经济实用的产品将会有一定市场,如开发经济实用型移动式搅拌站( 25 50h)以适应公路、铁路等工程建设。同时,通过技术创新,开发多用途、多功能产品以适应市场需求的变化,如开发带泵、带布料杆、带皮带输送及带推土板的输送车、带振动装置的强制式搅拌机等。 搅拌主机作为混凝土搅拌机和混凝土搅拌站的核心部位,是像人体的胃一样重要的部件,它的质量决定了 混凝土搅拌机和混凝土搅拌站的质量,换言之,商品混凝土的质量很大程度上取决于搅拌主机的搅拌作用,这是它的使用价值所在。而企业是泛指一切从事生产、流通或者服务活动,以谋取经济利益的经济组织。既然混凝土搅拌机械企业作为一个经济组织它当然也应以谋利为最终目的,搅拌主机则是混凝土搅拌机和混凝土搅拌站所有部件单元中利润最丰厚的单元之一。因此,如果一个混凝土搅拌机械企业放弃了这一点就等于放弃了它最有力的武器。 三、 研究内容及实验方案 混凝土自落 式搅拌 混合机的设计的原始资料 (数据 )及设计技术要求: 1、 生产率: 8 /时 ; 2、 装机容量: 瓦; 3、 分批混合: 1000; 4、 产品质量:混合均匀度变异系数 10%; 5、 能耗:耗电 5t; 6、 用材:搅拌滚筒用不锈钢材料,厚度为 4 动力参数计算, 主要零部件的强度计算,主要零件、部件及总装配图绘制,设计说明书的编写。 四、 目标、主要特色及工作进度 目标: 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,使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,使自己的综合素质上了一个台阶。 主要特色 : 结合画法几何,利用 成了总装配图和零件图的绘制。 工作进度 1查阅资料,英文资料翻译 ( 2 周) 1 月 3 日 1 月 17 日 2撰写开题报告 ( 1 周) 1 月 18 日 1 月 23 日 3设计并绘制滚筒混合机混合单元装配图 ( 5 周) 2 月 21 日 3 月 27 日 4绘制主 要零件图若干张 ( 4 周) 3 月 27 日 4 月 23 日 5编写设计计算说明书(毕业论文)一份 ( 3 周) 4 月 25 日 5 月 21 日 6毕业设计审查、毕业答辩 ( ) 5 月 23 日 6 月 2 日 五、参考文献 1 冯忠绪混凝土搅拌理论与设备 M北京:人民交通出版社, 2001 8 2 陈宜通 . 混凝土机械 M国建材工业出版社, 3 盛春芳混 凝土搅拌机纵横谈 (一 ) (七 )建设机械技术与管理 J 1998,第 4期第 6期; 1999,第 6期 4 龚铁平编译国外混凝土机械 M北京:中国建筑工业出版社, 1983 5 . V. S. . . P. of 5(1998):156南昌航空大学科技学院学士学位论文 自落式混凝土搅拌混合机的设计研究 学生姓名: 钟武 班级: 078105133 指导老师: 张绪坤 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=1560算出搅拌筒的转速 n=18r/据原始数据 分批混合: 1000、搅拌筒厚度h=4机容量: 产率: 8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 =而得出减速电机额定功率速比 i=23,转速 n=1500r/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=链轮齿数 Z=17,从动链轮齿数 Z=20,链长 L=心距 a=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=69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 指导老师签名: 南昌航空大学科技学院学士学位论文 078105133 In In is of to of as of as of of d = 1560mm to of n = 18r/to 1000 h = 47.5 80 h to as as of =so as to i = 23, n = 1500r/of is by i = of = 17, of = 20, = a = to 5#、 of is d = 69to we of of 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 1 前言 凝土搅拌混合机的概述 混凝土机械是基本建设的“常规武器”,需求量大,广泛应用于工业、民用建筑以及国防施工等工程建设。在工业发达国家,混凝土生产的先进程度,标志着一个国家制造业水平。经过几十年的发展,我国混凝土机械已经成为建设机械的重要组成部分,在整个建设机械行业中占有相当的比重,已形成较大规模的生产能力,产品性能有了较大提高,市场竞争也越来越激烈。 自落式搅拌机有较长的历史,早在 20世纪初,由蒸汽机驱动的鼓筒式混凝土搅拌机已开始出现。 50 年代后,反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机以及裂 筒式搅拌机等相继问世并获得发展。自落式混凝土搅拌机的拌筒内壁上有径向布置的搅拌叶片。工作时,拌筒绕其水平轴线回转,加入拌筒内的物料,被叶片提升至一定高度后,借自重下落,这样周而复始的运动,达到均匀搅拌的效果。自落式混凝土搅拌机的结构简单,一般以搅拌塑性混凝土为主。自落式混凝土搅拌机适用于建筑科研和生产部门混凝土试验之用,也适用于小型工程维修队在施工中搅拌小量混凝土或其他材料之用。 混凝土搅拌机是把水泥、砂石骨料和水混合并拌制成混凝土混合料的机械。主要由拌筒、加料和卸料机构、供水系统、原动机、传动机构、机架和 支承装置等组成。混凝土搅拌机包括通过轴与传动机构连接的动力机构及由传动机构带动 的滚筒,在滚筒筒体上装围绕滚筒筒体设置的齿圈,传动轴上设置与齿圈啮合的齿轮。 混凝土搅拌的目的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。 为了确保混凝土的搅拌质量,要求混凝土混合料搅拌均匀 ,搅拌时间短,卸料快,残留量少 ,耗能低 和污染少。影响混凝土搅拌机搅拌质量的主要因素是:搅拌机的结构形式,搅拌机的加料容量与拌筒几何容积的比率,混合料的加料程序和加料位置,搅拌叶片的配置和排列的几何角度,搅拌速度和叶片衬板的磨损状况等。 凝土搅拌混合机的分类 按工作性质分间歇式 (分批式 )和连续式;按搅拌原理分自落式和强制式;按安南昌航空大学科技学院学士学位论文 2 装方式分固定式和移动式;按出料方式分倾翻式和非倾翻式;按拌筒结构形式分梨式、鼓筒式、双锥、圆盘立轴式和圆槽卧轴式等。 自落式搅拌机:有较长的历史,早在 20 世纪初,由蒸汽机驱动的鼓筒式混凝土搅拌机已开始出现。 50 年代 后,反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机以及裂筒式搅拌机等相继问世并获得发展。自落式混凝土搅拌机的拌筒内壁上有径向布置的搅拌叶片。工作时,拌筒绕其水平轴线回转,加入拌筒内的物料,被叶片提升至一定高度后,借自重下落,这样周而复始的运动,达到均匀搅拌的效果。自落式混凝土搅拌机的结构简单,一般以搅拌塑性混凝土为主。 强制式搅拌机:从 20 世纪 50 年代初兴起后,得到了迅速的发展和推广。最先出现的是圆盘立轴式强制混凝土搅拌机。这种搅拌机分为涡桨式和行星式两种。 19 世纪 70 年代后,随着轻骨料的应用,出现了圆槽卧轴式强 制搅拌机,它又分单卧轴式和双卧轴式两种,兼有自落和强制两种搅拌的特点。其搅拌叶片的线速度小,耐磨性好和耗能少,发展较快。强制式混凝土搅拌机拌筒内的转轴臂架上装有搅拌叶片,加入拌筒内的物料,在搅拌叶片的强力搅动下,形成交叉的物流。这种搅拌方式远比自落搅拌方式作用强烈,主要适于搅拌干硬性混凝土。 连续式混凝土搅拌机:装有螺旋状搅拌叶片,各种材料分别按配合比经连续称量后送入搅拌机内,搅拌好的混凝土从卸料端连续向外卸出。这种搅拌机的搅拌时间短,生产率高、其发展引人注目。 随着混凝土材料和施工工艺的发展、又 相继出现了许多新型结构的混凝土搅拌机 ,如蒸汽加热式搅拌机 ,超临界转速搅拌机,声波搅拌机,无搅拌叶片的摇摆 盘式搅拌机和 二次搅拌的混凝土搅拌机等。 国外混凝土搅拌机械体现了机电一体休技术,其微控技术成熟可靠,物料的配比、容量变更控制十分准确;有些搅拌站还增加了搅拌机动态负荷临测、混凝土物料稠度控制、除尘、消声、废水处理等装置;混凝土泵送技术日臻成熟,最大水平泵送距离达 4000m,泵送量达 180 /h;产品多功能性增强。我国的混凝土搅拌及输送机械尽管性能有了较大提 高,但在可靠等方面与国外相比还有不小差距,主要体现在配套电器、液压、气动元件等方面问题较多。近年来,许多厂家均选用进口优质元器件,对提高我国混机械水平起到了非常重要的作用,但在多功能方面还无法与国外相比。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 3 我国混凝土机械行业现有生产企业 200 多家,已形成多系列、多品种规格的局面。无论是搅拌机、搅拌站(楼)、搅拌输送车还是混凝土泵(泵车)等到产品,除大型的和高技术含量的型号外,常规产品已基本能满足施工需要。各生产厂家的生产条件普遍得到了改善,生产能力进一步增强。国外混凝土机械进口数量逐年下降, 120m3/的搅拌站、 125m3/h 以下的输送泵以及搅拌机等国产设备已占主导地位。即生产厂家多,产品数量大;还存在产品性能提高较大 ; 产品雷同规格不齐 ; 技术创新能力较差这些特点。 目前,许多商品混凝土搅拌机械企业管理者的专业知识和质量意识观念淡薄,特别是在那些发展中的中小城市和地区。即使是较发达地区个别混凝土企业的管理者,对混凝土行业和混凝土产品没有足够的了解和认识,设备选择的专业配置不高,计量器具不准确,甚至根本不进行任何检验。对现代化计算机办公手段不认识,甚至根本不接受。单纯的追求利益最大化,不认真的执行规范标准, 弄虚作假,以次充好,最终导致各类的工程质量事故的不断发生。 混凝土是建筑机械中搅拌混凝土必备的机械,随着我国房地产建筑行业,公路,大坝,水电站,建设的扩大和商品混凝土的推广,水泥制品的产量提高,混凝土搅拌机销量一直在递增,由此也出现了不同产量,大、中、小型的搅拌机,广泛得到客户认可 ,随着互联的普及,有不少企业远销印度 , 俄罗斯 ,欧洲, 澳大利亚 等西方国家。 随 着搅拌机 厂家的增多,大部分企业以生产中、小型设备为主 ,搅拌机市场 已经进入白热化时期,还有专业生产商品混凝土搅拌站企业的双重压力下,搅拌机企业,要以个性服务 ,技术创新,提高搅拌机主机的自制能力,产品多元化,等相关 ,为自己的企业树立一个强有劲的品牌,才能做成行业的领航者。 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。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 4 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 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。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 5 ( 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。 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时; 2、装机容量: 3、分批混合: 1000; 4、产品质量:混合均匀度变异系数 10%; 南昌航空大学科技学院学士学位论文 6 5、能耗:耗电 5t; 6、用材:搅拌滚筒用不锈钢材料,厚度为 4 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 成了总装配图和零件图的绘制。 2 自落式混凝土搅拌机的设计与计算 的主要参数 通常自落式混凝土搅拌机的主要参数有额定容量、工作时间、生产率。 (一)额定容量 搅拌机的各种不同含义的容量之间有如下关系 V (又称装料容量 )是指装进搅拌筒未经搅拌的干料体积; V (又称公称容量 )是指一罐次混凝土出料后捣实后的体积。 他是国家标准规定的主要标准容量 L( 1L= 310 3m )为搅拌机的主要参数并 以系列化。 其系列如下表 2 表 2凝土搅拌机主参数(公称容量)系列 公称容量 50、 100、 150、 200、 250、 350、 500、 700、 1000、 1250 1500、 2000、 2500、 3000、 4000、 4500、 6000 ( 1)搅拌筒的几何容积0V(指搅拌筒容纳配合料的体积)和进料容量 1V 的关系; 0V 1V =2 4 ( 2 ( 2)搅拌好后卸出的体积 2V 和装进干料容量 1V 的关系 = 2V 1V =V =( 1V ( 2 式中 出料系数。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 7 (二)工作时间 上料时间 料斗提升开始到料斗内混合干料全部卸入搅拌筒的时间; 出料时间 从搅拌筒内卸出的不少于公称容量的 90%的拌合物所用的时间; 工作周期 从上料开始至出料完毕一 次作业用的时间。 搅拌时间 从混合干料中粗料全部投入搅拌筒开始,到搅拌机将混合料搅拌成均匀的拌合物所用的时间; (三 )生产率 搅拌机的生产率的计算公式为: Q=36001V ( 1t +2t +3t) (2式中 Q 生产率, 3m h; 1V 进料容量, 3m ; 1t 每次上料时间, s;使用上料斗进料时,一般为 8 15s;通过料斗或链斗提升装料是可取 15 26s; 2t 每次搅拌时间, s;随 混凝土 塌落和搅拌容量的大小而不同,可参考搅拌机的有关参数; 3t 每次出料时间, s;出料时间一般为 10 30s; 出料系数,对 混凝土 一般取 若搅拌机每小时的出料 次数为 Z,且为连续生产,则搅拌机的生产率也可按下式计算: Q= k 1000 (2式中 k 时间利用系数,根据施工组织而定,一般为 2 2 混凝土搅拌机参数选取的准则 目前国内外广泛使用的自落式和强制式搅拌机己沿用了 50 余年。但在搅拌机设计和使用中,仍采用类比法这样的经验方法,缺乏合理性;由于对搅拌过程的机理研究不够,对如何选择这一参数,说 法不一,缺乏科学性;在搅拌过程中,混合料的物理一化学性能都发生了变化,这一过程极其复杂而影响因素又较多,但由于对诸参数综合优化的试验研究不深入,且设计和使用者在选择转速值时缺少依据。搅拌机是混南昌航空大学科技学院学士学位论文 8 凝土制备设备的心脏,它必须满足搅拌质量与搅拌效率等性能要求。搅拌质量就是生产出符合国家标准要求的新拌混凝土;搅拌效率就是在满足搅拌质量的前提下,搅拌时间要尽量短,以提高设备的生产率和设备的利用率,降低生产成本。百年大计,质量第一。混凝土是重要的建筑材料,新拌混凝土质量是对搅拌机性能的最基本的要求,也是首要的性能要求。混 凝土质量用其宏观及其微观均匀度来评价,宏观均匀性用拌和物中砂浆密度的相对误差 10 10 18 18 30 30 50 50 80 80 120 120 180 考表 4轴端倒角为 2 45o ,各轴肩处的圆角半径如下: 处: 2R 处: 2R 处: 处: 处: 处: 2R 南昌航空大学科技学院学士学位论文 25 首先根据轴的结构图(图 4出轴的计算简图( 4在确定轴承的支点位置时,应该从手册中查得 a 值。对于 30214 型滚子轴承 ,查手册得其24B ,因此,作为简支梁的轴的支承跨距 1 2 5 2 5 1 2 5 4 922I I I V I I l m m 。 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图( 图 4如下: 南昌航空大学科技学院学士学位论文 26 图 4从轴的结构以及弯矩图和扭距图中可以看出截面 将计算出的截面 表 4 表 4荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 4991 , 3142 7821 6432 弯矩 M 2294664 m m 518843 m m 总弯矩 222 2 9 4 6 6 4 5 1 8 8 4 3 2 3 5 2 5 9 0 . 2 6M N m m 扭矩 T 3 1084095T N m m进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险截面 C)的强度。根据式: )()2(4)( 12222 W ( 4 为折合系数,当扭转切应力为静应力时,取 ;当扭转切应力为脉动循环变应力时,取 ;当扭转 切应力为对称循环变力时,取 1 及 表 4取 ,轴的计算应力为 W 2 )( 2232352590. 26 ( 0. 6 1084095 )0 . 1 7 9 M P a 5 0 5M 南昌航空大学科技学院学士学位论文 27 前已选定轴的材料为 #45 钢,调质处理,查表1 6 0 M 。因此 1 安全。 图 4 图 42)的工作图 高轴的强度的常用措施 轴和轴上零件的结构,工艺以及轴上零件的安装布置对轴的强度有很大的影响,所以应自在这些方面进行充分的考虑,以提高轴的承载能力,减小轴的尺寸和机器的质量,降低制造成本。 (1) 合理布置轴上零件以减小轴的载荷 (2) 改进轴上零件的结构以减小轴的载荷 (3) 改进轴的结构以减小应力集中的影响 (4) 改进轴的表面质量以减提高轴的疲劳强度 5 传动链的设计 择链传动的依据及链传动类型选择 是由链条和主、从轮所组成,链轮上有特殊齿形的齿,依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 28 链传动具有以下特点: (1) 能保持较准确的传动比,传动率较高。 (2) 作用于轴上的径向力较小。 (3) 结构较为紧凑。 (4) 能在高温及速度较低的情况下工作。 (5) 链传动的制造于安装精度要求较低。 (6) 远距离传动时,其结构比齿轮传动轻便。 (7) 运转时不能保持恒定的瞬间时传动比。 (8) 磨损有易发生跳齿。 (9) 工作时 有噪声。 (10) 不宜在载荷变化较大和急速反转的传动中使用。 综合考虑链传动的以上优缺点,链传动能够蛮子设计的要求。 节距精密滚子链(简称滚子链)、齿形链等滚子链在工程总使用最广;而齿形链传动平稳、无噪声,承受工作性能好,传动效率高,但结构复杂,价格较高,且制造较难,多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。 搅拌系统对传动部分的要求并不苛刻,并考虑经济性。采用链子传动。 的传动布置和张紧 (1)链传动的布置 链传动一般应布置在铅垂平面内,尽可能避免布置在水平或斜平面内,如缺有 需要,则应考虑加紧装置,并且设计紧凑的中心距。 (2)链传动的张紧 链传动的目的,主要是为了避免在链条的松垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象;同时也为了增加链条于链轮的啮合包角,当两齿轮轴心连线倾斜角大于 60常设有张紧装置。 张紧的方法有很多。当链传动的中心距可调整时,可通过调节中心距来控制张紧程度;当中心距不能调整时,可设置张紧论,或在链条磨损变长后从中取掉一、二个链节,以恢复原来的长度。张紧轮的直径于小链轮的直径相近。张紧轮有自动张紧及定期调整两种,前者多用于弹簧,吊重等自动张紧装置,后者可 用于螺旋,偏心等装置,另外还可以用压板和脱板张紧。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 29 查询电机直联型单级摆针轮减速机 2 2 3 7 Y 技术参数:功率 转速 1500 / 减速比 23i 。 先确定链传动的传动比 减速电机输出转速 1 1500 6 5 . 2 2 / m i 滚轮转速 21 . 5 6180 . 3 6滚 筒滚 轮 78r/ 217 7 . 4 1 . 1 96 5 . 2 2ni n 择链轮齿数、功率、链节数和节距 粗略估计链速并根据链速选择齿数 7 8 2 0 . 3 6 2 6 0 1 . 4 7 /v m s 滚 轮, 链速 0 . 7 3 5 /2 v m 左右,在 3之间,查表 57z ;从动链轮齿数21 1 . 1 9 1 7 2 0z i z 。 表 5z 的选择 链 速 )/( 383 8 25 齿数 1z 15 17 19 21 23 25 32 35 计算功率 : 查表得工作情况系数 ,故 c a K P = 1 7 . 5 K W = 7 . 5 K W确定链条链节数 : 初定中心距 00 ,则链条节数为: 20 1 2 2 1022()222 4 0 1 7 2 0 2 0 1 7( )2 4 0 29 9Pa z z z 节 节确定链条的节距 : 查阅相关图表(参考资料),按小链轮专属估计,链工作在功率曲线顶点左侧时,南昌航空大学科技学院学士学位论文 30 可能出现链板疲劳破坏。 由表 51 . 0 8 1 . 0 81 17( ) ( ) 0 . 8 8 71 9 1 9Z ; 链长系数 0 . 2 6 0 . 2 699( ) ( ) 11 0 0 1 0 0K 选取三排链,由表 5.2 07 . 5 3 . 3 80 . 8 9 1 2 . 5 W K K 根据小链论转速 6 5 / m 及功率0 W,选链号为 16A 三排链。同时也正实原估计链工作在额定功率曲线顶点左侧是正确的。 再由表 5。 表 5K 和链长系数 位于功率曲线顶点左侧时(链板疲劳) 位于功率曲线顶点左侧时(滚子、套筒冲击疲劳) 小齿轮齿数系数 9(z 9(z 链长系数 00( 00( 表 51 2 3 4 5 6 5分) 链 号 节距 P (排距tP(滚子外经 1d (每米质量 (单排) q 16A 0A 4A 昌航空大学科技学院学士学位论文 31 定链长、中心距、链速和小链轮 毂孔 链长: 9 9 2 5 . 4 2 . 5 1 4 61 0 0 0 1 0 0 0m m 221 2 1 2 1 222 ( ) ( ) 8 ( ) 4 2 2 22 5 . 4 1 7 2 0 1 7 2 0 1 7 2 0 ( 9 9 ) ( 9 9 ) 8 ( ) 4 2 2 21 0 2 2 . 5 0 2 4z z z z 中心距减小量 a ( 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 )( 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 ) 1 0 2 2 . 5 0 2 42 . 0 5 4 . 0 9:实际中心距 a : 1 0 2 2 . 5 0 2 4 ( 2 . 0 5 4 . 0 9 )1 0 2 0 . 4 5 2 4 1 0 1 8 . 0 5 2 4a a :取 1020a 验算链速 : 22 7 8 2 0 2 5 . 4 / 0 . 6 6 0 4 / 0 . 7 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0n z pv m s m s m s 与原假设相符 验算小链轮毂孔 : 查得小链轮毂孔许用最大直径 4,取70于电动机轴径42D ,故适合。 用在轴上的压轴力 ( 5 有效圆周力 e 按水平布置取压轴力系数 故 2 3 2 11 0 7 1 的紧边受到的拉力 链在工作过程中,紧边和松边的拉力是不等的。若不计传动中的动载荷,则链的紧边受到的拉力 1F ,即 南昌航空大学科技学院学士学位论文 32 1( 5 其中力计算分别如下: 000( 5 式中: p 递的功率,单位为 v 速,单位为 / 故 7 . 51 0 0 0 1 0 7 1 40 . 7 2 式中: q 位长度链条的质量,单位为 /kg m ; v 速,单位为 / q 的取值查表五得 6.2q ,又因链为三排链, q 应再乘以 3,于是 2 悬垂拉力 单位均为 N) 中选用大者。 210 F( 5 210)s ( 5 式中: a 传动的中心距,单位为 ; q 位长度链条的质量,单位为 /kg m ; 度系数, 为两轮中心线与水平面的倾斜角。 q 值查表五数据并乘以 3(三排链); 参考机械设计第九章图 9 可取5 25 2 . 6 3 1 0 2 0 1 0 3 9 7 . 8 2( 5 s i n 0 ) 2 . 6 3 1 0 2 0 1 0 故 所以 1 3 9 7 . 8 3 . 8 1 0 7 1 4 1 1 1 1 5 . 6 南昌航空大学科技学院学士学位论文 33 动链的润滑 链传动的润滑十分重要,对高速、重载的链传动更为重要。良好的润滑可缓和冲击,减轻磨损,延长链条的使用寿命。推荐以下润滑方式: 表 5方式 润滑方法 供油量 人工润滑 用刷子或油壶定期在链条送边内、外链板间隙注油 每班注油一次 滴油润滑 装有简单外壳,用油杯滴油 单排链,每分钟供油 520滴,速度高时取大值 油池供油 采用不漏油的外壳,使链条从有槽中通过 链条浸入油面过深,搅油损失大,油易发热变质。一般浸油深度为 612盘飞溅润滑 采用 不漏油的外壳,在链轮侧面安装甩油盘,飞溅润。甩油盘圆周速 v 3m/s。当链条宽度大于 125轮两侧个安装一个甩油盘 甩油盘浸油深度为 1235力供油 采用不漏油的外壳,油泵强制供油,喷油管设在链条啮入处,
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本文标题:自落式混凝土搅拌混合机的设计【8张图/15800字】【优秀机械毕业设计论文】
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