JDY500搅拌机搅拌装置及液压系统设计

- 1 -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- 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- 1 -目录第 1 章 绪论 .11.1 搅拌机的现状及发展： .11.2 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 .32.1 结构尺寸的确定 .32.1.1 JDY500 型单卧轴强制式混凝土搅拌机技术参数 .32.1.2 结构尺寸的计算： .32.2 搅拌机搅拌机叶片的设计 .42.2.1 叶片大小及叶片角度的选择 .42.2.2 叶片的最大线速度 .72.2.3 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 .114.1 传动比计算： .114.2 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 .135.1 减速器的选择： .135.1.1 确定所需减速器的额定功率 .135.1.2 校核热平衡许用功率 .135.2 带的 计算 .14第 6 章 JDY500 搅拌机联轴器的选择 .176.1 联轴器的选择： .176.2 键的选择： .186.2.1 选择键联接的类型和尺寸 .186.2.2 校核键的连接强度 .18- 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 .217.1 搅拌轴受力计算及校核 .217.1.1 确定各叶片所受阻力作用在轴上的位置、大小及方向 .217.1.2 搅拌轴上各力分析： .227.1.3 搅拌轴上弯矩和扭矩分析 .237.1.4 校核轴的强度： .277.2 搅拌臂的受力计算 .287.2.1 搅拌臂的受力分析 .287.2.2 搅拌臂的设计 .297.3 搅拌臂连接螺栓的选择 .307.4 轴承的选择及校核： .31第 8 章 JDY500 搅拌机液压系统的设计 .348.1 上料部分计算 .348.1.1 计算上料料重 .348.1.2 料斗重 .348.1.3 上料部分受力分析 .358.2 倾翻部分计算 .368.3 液压系统的优化改进 .368.3.1 液压系统的工作原理 .368.3.2 上料回程时工作状况分析计算 .378.3.3 液压系统的改进 .38第 9 章 JDY500 搅拌机液压部件的设计选择 .399.1 液压泵的选择 .399.2 液压电机的选择 .409.3 液压缸的设计计算 .419.3.1 提升液压缸的设计计算： .41- 3 -9.3.2 倾翻液压缸设计及计算： .429.3.3 液压缸的选取 .439.4 液压管件的选择 .449.4.1 提升液压管件的选择 .449.4.2 倾翻液压缸管件选择： .459.5 液压油箱的选择 .469.6 液压阀的选择 .469.7 钢丝绳及滑轮的选择 .499.8 安装说明 .509.9 使用说明 .519.9.1 准备工作 .519.9.2 操作要点 .519.9.3 试运行 .529.10 JDY500 搅拌机常见故障及排除方法： .529.11 维护保 养 .53结论.55致谢.56参考 文献 .57附录.58- 1 -第 1 章 绪论1.1 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。1.2 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- 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。- 3 -第 2 章 JDY500 主要结构参数设计及计算 2.1 结构尺寸的确定2.1.1 JDY500 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 /h3M最大骨料粒径：卵石 80mm 碎石 60mm整机质量：4000kg最大拖行速度：20Km/h2.1.2 结构尺寸的计算：进料容积： =800L （1）1V=24， 取 =2 =1600L01010V长经比： =1.1 1.3LD取 =1.28 （2）= （3）0V2L由 解得13630 10428.D- 4 -D=1167.74m取 D=1200mm，则搅拌桶半径 R= =600 mm。2D代入 中，求得2L=1200 1536 mm8.1其中：搅拌桶的容积0V搅拌桶长度LD搅拌桶直径2.2 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：cos0.62mRLR 叶片中心回转半径m 叶片数目,取 m=6L 搅拌桶长取 = 50代入数据，求得.614.73cosRm叶片高度 h，综合搅拌机功率和质量两方面的因素考虑。取 = sin6d5- 5 -则 h=207.05mm，取 h=210 m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 mh25613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- 6 -图 1.2 中间叶片叶片面积 =81900 39021S叶 2m由图 1.2 叶片的结构图计算中间叶片的形心为：= =185 ，x2m052y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：- 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：=501213002152S 侧 925702m21 10302531503iAx =1350000+5000000+333333+250000+666666=7579000 3m= ix5106iAS侧 251 1030152035388iAy - 8 -=135000+7750000+316666+1525000+741666=10468332 3m5146.1iiAyS侧2.2.2 叶片的最大线速度sincosnmgagfi2nvaRmaxsicosgf式中：g重力加速度 2/mR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=1.6max.698sin40.5cos40v/ms取 =1.5端 /maxv- 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j j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： = = =0.58j20V2.1065第 3 章 JDY500 搅拌机搅拌功率的计算及电机的选择 由公式 950MnN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： 1 1,cosin2vfmSKRBhR其中; 60vnd- 10 -cos0.62mBLindh1si512R将参数整理得 2,4380vfVNLvj式中： 2,.16.26.518.4.0f jjvj代入数据：=8.7 2,2.0.8.0.816.5vjf kWN 3.4.307.85.6134.6.153 其中： 叶片最大线速度v/msN 计算搅拌功率 KWM 工作阻力距 N 额定容量2V3cm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 KW17.520.9.6N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cosY-180M-4 18.5 35.9 1470 91 0.86- 11 -第 4 章 JDY500 传动比及轴动力参数计算4.1 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/mir0n/minr=42014735ni总， （ 代表减速器的传动比）i总 减 带 i减- 12 -由前面计算可知， =16i减所以带的传动比为 = =2.625i总带 减 42164.2 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 18.5KW1. 0 轴：即电动机轴= =18.5 KW ， =1470 P电 0n/minr= = =120.18 0T09.5n318.547N2. 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 KW1P010带 = = = =5601ni带 472.65/minr=302.87311 109.5.PTN3. 2 轴：即搅拌机轴查手册，得减速器的传动效率为 9.0减kWP8415.761212 减min/35rkT3.461598.922- 13 -第 5 章 JDY500 搅拌机减速器的选择及带的计算5.1 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AK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AKSR- 14 -=1.12， =1。得出计算功率 。SKRKP=P2ASN计算功率，K载荷功率，2减速器公称输入功率NP工况系数，AK启动系数，S可靠度系数，R=17.76 1.5 1.1 =32.82kWKP12.为满足机械强度要求 NKP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，N1n= =53.01KW , 符合要求，因此选用 ZLY224-16 减速器。1NP7506KP5.1.2 校核热平衡许用功率热平衡许用功率应满足 = 或tP21321GPf2式中 计算热功率，KW。tP2， 减速器热功率，无冷却装置为 ，有冷却装置为 。1G 1G2GP环境温度系数。f载荷率系数。2公称功率利用系数。3f- 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1f2f 3f功率 ：tP2= =29.97（KW ）t2 5.19403.76查表对于 ZLY224-16 型 =60110KW ，故热平衡达到要求。GPtP25.2 带的计算一确定计算功率 ：caP= ， 工作情况系数caPAKAK查机械设计课本表得， =1.2=1.2 18.5=22.2 KWca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，caP=90180mm （以 代 ）1d dp三确定带的基准直径 和 ：12. 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1d准直径 =140mm，外经 =145.5mm。1da. 验算带的速度 v2根据 V= 来计算带的速度106pnV= =10.77（m/s ）对于窄 V 带 =3540m/s，易知 V ,47.3 max max且 V 5m/s 。. 计算从动轮的基准直径32d- 16 -= =2.625 140=367.5mm，取 =400mm, =405.5mm。2d带i2d 2d2a四确定中心距 和带的基准长度adL取 0.7 （ + ） 2 （ + ）1d2012d即 0.7 （140+400 ） 2 （140+400 ） 378 1080 0a取 =700 mm，0a=2 + （ + ）+,dL021d20214)(ad=2 700+ （ 140+400）+ =2271.9 mm7)(2查表选取和 相近的 V 带的基准直径长度 =2500 mm，,dLdL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。a02,dL29.7150a= 0.015 =850 37.5=812.5 mmmind= + 0.03 =850 + 75 =925 mm 。axL五验算主动轮上的包角 ：根据 （至少 ）15.78012ad 90得 = 。1 .441.62六 确定带的根数 Z：. 查表 8-8 ，取包角系数 =0.96，K. 查机械设计标准应用手册表 ，取长度系数 =1.0，2 LK- 17 -. 查表 8-5a，取单根 V 带的基本功率 =4.91 KW ，3 0P. 查表， 取 =0.56 KW，40P=ZLcaK)(0= =4.227.196)5.914(2取带的根数为 5，即 Z =5。- 18 -第 6 章 JDY500 搅拌机联轴器的选择6.1 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：950720WHC nPpTKKTn式中 联轴器的计算转矩 Nm联轴器的理论转矩联轴器的公称转矩nT驱动功率wPKW驱动功率Hch联轴器的工作转速nminr联轴器的工作情况系数K联轴器理论转矩的计算，效率取 0.910.9632.874613TiNm查表，得工作情况系数 K=1，则.7541.cK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- 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 nT/Nm许用转速 1/ir轴孔直径 2,dY型型1JD B 质量m/kg转动惯量 I 2/L1ZL7 10000 2900 100,110216 167260 113 66.3 0.566.2 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1L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paMPpaP=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3210pTkld- 20 -= =102.47 =110 .p32461.0895aMPpaP符合强度要求。所以键的标记为：键 GB/T10961979.16286.3 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：30.2TTWd即： 3.Td其中： 轴的抗扭截面模量，单位 3md计算截面处轴的直径，单位 mm扭转切应力，单位T aMPT轴所受的扭矩，单位 N许用扭转切应力，单位为 a- 21 -搅拌轴选用 45 钢， =30-40 ，取 =40 .TaMPTaP代入数据得=80.30733461.0952dm根据减速器的轴孔直径，取 ，即为搅拌轴轴头直径。d1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。l170三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 ,md102根据轴承、挡油盘及轴承端盖的宽度，取 ，如图 5.1 所示。ml125四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 ， 。d03l14963五根据轴承内径，取 ，由轴承、挡油盘宽度，取 。d104 75图 5.1 搅拌轴- 22 -第 7 章 JDY500 搅拌机搅拌轴与搅拌臂受力计算及校核7.1 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iym 146.cos5094.1l m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1l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2lm筒的 750 ，则除去侧叶片还有 =638 。m7501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3lm=660 。4l2. 搅拌受力分析. 63614.310TNNm回转半径 470R搅拌轴受力 N3.927F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。1,25,6- 23 -这里采用近似计算：1256927ttttFN1内叶片 ， 形状大小相同； ， 形状大小相同16， 25tt16ttF1270.89tSF侧内 2其中式中： 搅拌轴上一号叶片所受的切向力1t搅拌轴上二号叶片所受的切向力2tF搅拌轴上五号叶片所受的切向力5t搅拌轴上六号叶片所受的切向力6t=16671ttFN=297125tt7.1.2 搅拌轴上各力分析：1. 侧叶片受力分析， =1399 N 1cot50167cot50139aFN 16aF- 24 -2. 中间叶片受力分析中间叶片只承受切向力 =297125ttFN7.1.3 搅拌轴上弯矩和扭矩分析取轴两端的支撑点距端板内壁 =38 .5lm轴的受力分析如下图：- 25 -1为了便于计算，现对叶片给轴的力作如下分析：令轴向为 Z 轴，垂直轴向外为 X 正方向，垂直轴向上为 Y 轴正方向，则112cos456719tytxtFN222cos459710tytxtFN- 26 -552cos49710tytxtFN66tytxt2. 两支承点的受力计算 1112575382470cos513870ytyatyFFF66404tty1 227397015ty tyF=360 N2036yyF111257582470cos5408XtxatxFF660tF13XN212560317xxttxttxF239xF3. A，B，C，D 四个地方弯矩和扭矩的计算A 点： 4150615.0AxyMNm537164.ATNB 点： 11120825470BxytyaFF- 27 -236048179253470.0BxM11124825470yxtxaFF367098361.45ByMNm6 670.317403.851AtTFNmC 点： 216240825470cxytyaF3679835.210cxMNm266248470cyxtxaFF391079258136.5cyMNm64702.180CAtBtTFD 点： 42535.1cxy Nm1090yMF6.78TNm- 28 -弯扭合成强度计算，取折合系数 0.6A： 2222 555.41.7104.7810AxAyM Nm2222566.780.3.ATB： 2222 5653.081.410.4810BxByM Nm26 61.47TC： 2222 5666.10.910.8510CxyM Nm20.858TD: 2222 4565.10.0.1DxDyM Nm660.7874T7.1.4 校核轴的强度：根据第三强度理论，得2222 14ca MTTWW 1330.12d- 29 -22310.1MTd2231.由以上计算可知，B 点的 最大，查机械设计表 得 =6022T1=77632.7401dm根据前面的计算可知，搅拌轴的最小轴经 =95mm ，可知搅拌轴的强度符合要mind求。7.2 搅拌臂的受力计算7.2.1 搅拌臂的受力分析由搅拌臂的实际受力情况，科将搅拌臂受力分析如下图：在这里搅拌臂主要是承受弯矩的作用 tMFxl搅拌臂上受到的弯矩- 30 -搅拌臂所受的切向力tF距切向力受力端的距离l7.2.2 搅拌臂的设计搅拌臂受弯矩 maxtMFR当 ， 共同作用时，搅拌臂受切向力最大，所受弯矩也最大。由前面计算知：349276438ttFN搅拌臂所受的最大弯矩 max43680.721MNm试取 16bhMWmaxax216bhW选搅拌臂材料为 ， 弯曲疲劳极限 =170235Q1aMP21807aPbh336.28m取 h=90 , 则 m9015b- 31 -7.3 搅拌臂连接螺栓的选择1. 在切向力 F 作用下，螺栓组受到倾翻力矩 M 的作用max2180MN2. 螺栓所受拉力 的计算maxaxmax42321 1807265idLF N即，螺栓所受轴向工作载荷 F= =7267 ，即螺栓所受的轴向力。maxF3. 在力 F 的作用下，根据联接接合面不滑移的条件 ，则asfFZK01.24638975sKNfZ这里取 =1.2， s0.15f取 09276F4. 螺栓受的总拉力取 ， 则4mbC209276726109bb mCFFN5. 螺栓危险截面的直径（螺栓小径 ）1d，查表取 =180214.3daMP1.079.358m考虑到螺栓的安全性和寿命，选用螺纹公称直径 。16dm- 32 -7.4 轴承的选择及校核：一. 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单独作用效果和 单独作用效果相一致，而且产生轴向力最大，也最危险，34因此考虑一种情况即可。由前面计算易得49276tFN478350taFNg458txty144076639RVatyFtF- 33 -12976406584601RVFNy29RVF144507670698RHatyFF98N0x25610RHN2211486094rRVHF二. 查机械设计师手册 ，得 Y=1.4， 32510rC1952.4rd NY8603rF1124max,max160,293786d N29dN三. 求轴承当量动载荷 和 ，查手册，得 因为1P20.36e19876.452arFe203.ar 根据教材表 135，得径向载荷系数和轴向载荷系数为对轴承 1 ， 。10.4X1.4Y对轴承 2 ， 。220- 34 -因轴承运转中属于中等冲击载荷，查教材， ，取 则1.28pf1.5pf111.50492.763praPfXFY N2228619r aFa) 计算轴承寿命：12371PN10663002454897hCL hn符合要求。- 35 -第 8 章 JDY500 搅拌机液压系统的设计8.1 上料部分计算8.1.1 计算上料料重进料容量 ，出料容量180VL250VL上料料重332.419.81205GgN混其中式中： 混凝土密度 = ，取 =2.45混 混 3.4/tm混 3/tm重力加速度g8.1.2 料斗重这里采用近似计算 231311053215025002S - 36 -2215024.315.037.1S cm设上料斗的壁厚 h=0.5 cm7.84.5Mhkg钢 钢其中： 钢材的密度，取钢 37./c钢取 20kg钢9.816GN钢所以料斗和料总重 ：总 120519635GN总 钢8.1.3 上料部分受