WJ051-jzc350混凝土搅拌机总体设计及搅拌系统优化设计/三维SolidWorks
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混凝土搅拌机
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本科毕业设计 外文文献及译文 院 （部）： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 1 外文文献 : 2011) 16:86 89 011 . H. Y. K. . of a is he a a s 25 it an to A is of of a is a To of of we an of is a is to in In an we in up a at we in on on 2 of a we a no or on of a a 1). a of is or of is on on of As 2, is on on is by a DC a of a is an of of s of an to We in on 2 on he of is of in of a in a is a of a is of of a 5 5, 2011 S. *) 271. K. . o. . in at 67 29, 2011 87 of a of is of of be by be it up an 2a, of = 0.3 m = m, is is of of as 3. is m, if it is .1 is a is a is to a is by a I A a is By nd rd is 文文献及译文 3 in nd rd is a AN a of an to of a rd 3 to rd st to nd to on rd to a a of m. of is of a To of of by a 3-D by a 3-D 1. 2. 3rd of a b of is by C on 9 of of of 3. 3D fi of a on a a b 8 to s of by .2 m/.2 m/s m of 4, 5, . of of of to .2 m/s. a of .5 s to a 3D” by a 3D by on 5, we of in D () () ( ( ) ( We fi in of by m of of 文文献及译文 4 of an by on on of a 9 of in to be as of at ni is of of i. be in We of on in by 9 on is on on o it be on an be by of of a a to of on on a BS a of by a .2 m/s2 .2 m/s m of of 7, of (2b). in of of is a in on in in no of to a of n to rd a An by a DC a 24-V at a m/s. of m. 4. 5. 6. of 7. in a b c d 8. he is 8. In 文文献及译文 5 a m, 4 he of a on on an a rd a of on an on rd a a we to in a to . , et 2009) of 009, 1. , et 2006) of of to of of 006 . , et 2006) of on of 267 1268 4. , , , et 2006) of of 006 . , , , et 2005) on a of of 005 . , , , et 2008) of of 008, 60 163 8. , , , et 2010) of a of 010, 55 463 9. , , , et 2010) of a of 文文献及译文 6 中文译文 : 人工生命的机器人（ 2011） 16:8689011 . H. Y. K. . 个新的修剪机器人的实验研究进展 在 日本只有一个商业产品。 这台 机螺旋 地 爬上一棵树使用电锯 修剪树枝 。然而，机器的重量（ 25 公斤）和 缓 慢 的 速度阻碍它 成为解决森林危机的 最佳解决方案。一个轻量级的平台是必需的，因为在日本，大部分山脉有陡峭的山坡，一个修剪机器人运输是一项艰巨的任务。以提前修剪机器人的艺术状态，我们 提出 一 个创新的修剪机器人 对于外面大多数的树都能高效工作 。 它的 轮 系 机构的设计 是为了适应于 混合爬山，即，机器人能够开关之间的直线和螺旋 爬 升。该方法保证了 机器人的 轻量化和高爬的速度特征在早期的出版物，我们介绍了基本的设计概念和描述的原型实验机器人了。此外，混合爬山法已经证明，该修剪机器人可以 高速的 爬上 爬 下 大 树。在这里，我们报告我们开发机器人的进展，专注于直爬， 善于 不平坦的表面上的 工作 ，和修剪。 2 先进的 修剪机器人随着建设轻修剪的终极目标机器人，我们已经开发了一种新型的爬山法，采用无压或抓机制，而是依靠机器人本身的重量，像 日本传统的伐木工不会爬树的时候（图 1）。该用的一套杆和绳子，这是所谓的 不握不住或抓住树 干 ，而他的质量中心位于树。是的，该可以用自己的重量停留在树上。基于这一新的林业产业的设计概念和要求，修剪机器人 有了很大的发展 。如图 2 所示，该机器人配备了四主动轮。轮 1 和 2 位于上侧 ， 轮 3 和 4 位于下侧。每个轮由直流伺服电机、蜗轮驱动 。 摘要 本文介绍了一个伐木工的发展 像修剪机器人。攀登主要是模仿在日本的登方法。机器人的主要功能包括 对 外面的树 进行修剪工作 ，和一个创新的爬山策略融合 直线和螺旋式攀升 的方式 。这种新颖的设计带来了轻量化和高爬升速度特征的修剪机器人。我们报告我们在发展机器人进展，针对直爬，不平坦的表面上的 工作、 修剪。 关键词 修剪机器人 爬壁机器人 1 引言 日本木材工业已经进入下降的原因 ， 木材价格下降和林业工人老龄化迅速。这导致了森林的破 坏 ，导致在暴雨和山体滑坡的 破坏 山村 地区 。然而，在一个适当的配平状态修剪树 是 值得在上面投资的， 因为其 形成 一个美丽的表面形成年轮。 一个修剪机器人的发展 对 可持续森林管理的创新是很重要的。研究开发 的 修剪机器人 15已经很少见了 。 2011 年 2 月 25 日 机械工程系，丰田民族院校丰田 471知县，日本 电子邮件： 崎 . K. 人与信息系统工程系，岐阜大学，岐阜县，日本 限公司，日本 外文文献及译文 7 雪蛤 业有限公司，岐阜县，日本 这部分工作是在第十六届国际研讨会在人工生命与机器人 项目展现的 ，日本，一月 27日 29日 ， 2011 年。 87 电池 ， 质量中心位于一个错误 的边缘 ，由于摩擦系数不明确、质量中心的位置可能被干扰。 例如，机 器人会倾斜，当它爬上一个不均匀的表面。在图 2a，质心定位参数 H = 和W = ，其中 H 为上轮和下侧面之间的距离轮，和 W 的表面之间的距离躯干和质量中心，如图 3 所示。分析表明机器人当 D 为 ，即使它倾斜约 德。控制器使用一个 构成 ， 配备了无线局域网。该控制器能够通信数据 /命令与个人电脑通过无线局域网。每一轮由速度 制。通过一个高通滤波器的速度反馈输入附加。通过与第二个原型比较，第三原型重量轻，除控制器和电池。同时，控制器和电源分布在外部的第二个原型。第三原型也配备一个无 线局域网和电锯。虽然的电锯细节在这里省略了，实验表明一个分支使用第三切削原型。 3 实验 三实验进行评估的第三个原型。第一个实验是对其基本性能。第二个实验是评价其在不平坦的表面 的 性 能。 第三实验表明机器人是否可以修剪树枝。所有的实验使用替代树在室内进行。替代树直径的是 的摩擦系数 有效的替代树大约是 是小于这一自然的树。收集实验数据 包括 ，该电机电流，机器人的位置和方向，机器人的测定 ， 测量电机电流 。 使用分流电阻。测定位置 的 一个三维位置测量装置（ 数字）。用三维定位测量定位传感 器（ 外文文献及译文 8 图 1。爬树方法使用 图 2。第三修剪机器人原型。照片图像。 B 像 还原机制具有非回驾驶性能。每个车轮的转向角度也由直流驱动 ,伺服电机和蜗轮减速机构。 在分析的基础上， 79 质量中心位于外树与控制器的重量 。 图 3。对一棵树的修剪机器人三维图。侧视图 。 俯视图 本性能 直爬实验进行评估 ， 机器人的基本性能。这四个预期的速度轮子是由梯形的简介。加速度 / 速度为 /秒 ， 车轮半径 ， 。 实验结 果显示在图。 4， 5，和 6。图 4 显示了机器人的速度。各自的速度从旋转编码器的值计算出轮。机器人能爬在 /秒。虽然有一个约 于控制法启动延迟，这是一个问题。图 5 显示移动的距离。 它 的 实现 是由一个三维位置测量设备，和移动的距离每轮计算 从价值上的旋转编码器。在图 5 中，我们发现三种类型的错误：在距离误差的感动每一轮的三维位置测量之间装置（ 间的误差；轮 1（或 3）和 2（或轮 4）（ 轮 1 和轮3 之间的误差（误差之间的 2 和 4 轮轮）（ 我们考虑了两这些错误的可能原因。第一个是差异在每一轮的变形。移 动的距离按 的半径为每个车轮 的每一圈 。车轮是由聚氨酯 合成的 管 ， 它是作用在它变形的力。 它的 变形量的大小取决于力。从理论上分析， 79级在第三原型的力量往往是如下。的正常力近质心变得大于在对面的力。因此，填充扶手椅外文文献及译文 9 形 = 认为是，在法国是正常的力的大小第一轮（ （ 以这样解释。我们认为原因是滑移（ 干上的车轮。图 6 显示了电流在轮毂电机，这是由并联测量电阻。理论分析也表明，在下侧切向力大于上面。图 6 倾向于理论分析 ， 不平坦的表面上安全使用的机器人 正常工作 ，它 必须在不平的树是强大的树干。总是会有由增长引起的颠簸一个修剪枝的遗迹。因此，直爬坡实验进行评估颠簸在树干修剪机器人的性 能 。这个实验在一个替代的凹凸进行。采用 料，和大于天然凹凸。在四轮所需的速度是由一个梯形了简介。加速度为 / 速度为 /秒，每 半径的车轮。 实验结果如图 7 所示，其中显示角度 1 的轨迹和 2（参见图 2B）。 2 角旋转对所有病例加方向，指示这个控制箱上升。这意味着，大众走向树中心。质量中心也走向了树当 1 角方向旋转正方向。这意味着减少摩擦力使机器人在树上。然而，在 2 个 轮子的电流和 4 均大于在实验中连续电流。因此，有没有危险的机器人跌倒。此外，这些角度回到原来的方向，即使角度 1 和 2 发生了当一轮了凹凸。这些结果显示了良好 的 性 能。 剪试验 进行实验，发现无论是第三原型可以修剪树枝。一个附加的电锯是由一个 24V 蓄电池直流电机驱动。机器人爬上螺旋的速度在 /秒的直径的树该目标分为 。 图 7。在每一种情况下滚角和俯仰角。一轮 1 过去的凹凸， B 轮 2 通过凹凸， C 轮 3 通过凹凸， D 轮 4 通过凹凸图 8。机器人与修剪修剪试验 ， 实验的场景如图 8 所示。在这个实验中， 树枝被切 断，只留下一个短暂的残这是小于 ，与树干没有受伤。 4 结论 一个伐木工像修剪的发育进程 ， 机器人已经被描述，针对直爬，其在不平坦的表面行为，修剪树枝。的实验表明，直爬第三原型给了一个很好的基本性能。攀爬的结果在不平坦的路面上试验中表现出良好的鲁棒性颠簸，因为真正的树最凸起的小比实验碰撞。此外，修剪试验 还表明第三的原型可以修剪树枝从一棵树。在今后的工作中，我们希望在实际环境中的机器人测试，试着做一些进一步的改进。 外文文献及译文 10 工具书类 1。张军军， 等人 2009 年开发 行道树爬壁机器人 木本 。 2009 促进了 程序， 107 的发展。 2。 ， 等人 2006 年发展了 结构测量 抓树 力 修剪 树，攀爬修剪机器人 木本 （日本）。2006 年开展 程序 与 机器人与机电一体化 会议。 3。 ， 等人 2006 年开发 攀树和修剪机器人木本。执行器布置在臂端 为了 旋转运动（日本）。 促进了 268 4。 , , ， 等人 （ 2006）评 估了 树枝修剪机器人地图构建系统 的绩效 （日本 ） 。 在 2006 年 开展了 程序和机器人机电一体化 会议。 5。 , , ， et 2005） 研究用于机器人的 修剪系统： 发展了 机器人样机 单元 （日本）。 开展了 机器人 2005 日本机械学会与机电一体化 会议。 6。圣隶 工 业。 。 2011 年 5 月可以访问 7。 , , ， 等人 （ 2008）分析与实验新型爬山法。 开展了 2008， 60163 的 议 。 8。 , , ， 等人 （ 2010） 开发 一个用其自身的重量 的 修剪机器人。 促进 455010， 63 行业的发展 9。 , , ，等人（ 2010）开发的一个 利用 自身的重量 的 修剪机器人（日本）。 促进着 古屋 的发展。 院 毕业设计（论文） 题 目 凝土搅拌机总体设计及 搅拌系统优化设计 院 （系） 专业班级 学生姓名 指导教师 成 绩 年 月 日 要 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。强制式搅拌机是应用最普遍、使用率最高的混凝土搅拌机。双卧轴搅拌机是新型搅拌机型，因其搅拌质量好，生产率高用于各种搅拌场合。 本毕 业设计从搅拌的目的和机理出发。工作时 ,物料在叶片推动下沿螺旋面移动 ,由于两轴的旋转方向相反 ,两轴间的物料产生挤压、翻滚和揉搓 ,以达到搅拌混合效果。长期的生产实践证明 ,通过对卧轴式搅拌机的叶片结构和曲面形状进行合理的布置和设计，混凝土的质量和生产效率会有很大的提高。 结合三种叶片的优点，通过对他们进行有序、合理的布置，让混凝土在有限的时间进行尽可能的搅拌。对它们曲面形状进行理论分析和一些试验，克服传统搅拌机器的缺点，并注意到新型设计可能引起的新的问题。通过搅拌过程的分析，详细阐述了各参数的设计，并结合理论分析 ，给出了结论和建议。 关键词： 片；卧轴式is an of a on of is is a a of of of of of to of of of be It of of by so as in a of of to of By in V 目 录 摘要 . . 1 章 总述 . 1 拌机的作用 . 1 凝土的组成 . 2 凝土搅拌机的的任务 . 2 理的混凝土搅拌机的机理 . 2 凝土搅拌机的类型 . 2 第 2 章 总体参数设计 . 5 拌机长宽比的确定 . 5 键部件的结构设计 . 6 拌系统 . 6 动系统 . 8 料系统 . 9 水系统 . 13 盘 . 14 拌机生 产率设计 . 14 作时间 . 14 产率计算 . 14 第 3 章 搅拌装置设计 . 16 本参数计算 . 16 筒结构设计 . 16 定拌筒的尺寸 . 16 何容积计算 . 25 料锥体积 . 25 料锥体积 . 25 筒圆柱部分体积 . 25 V 筒转速计算 . 26 判转速合理与否的准则 . 26 速的定义 . 26 响搅拌机转速的主要因素 . 27 筒转速校核 . 32 拌装置优化设计 . 33 拌叶片的面积 . 33 片安装角的确定 . 37 拌功率计算 . 40 拌过程中混凝土的运动分析 . 40 拌过程中搅拌简受力分析 . 42 拌阻力矩及搅拌功率计算 . 44 设计功率计算 . 46 结论 . 47 参考文献 . 48 致谢 . 49 1 第 1章 总述 路、桥梁等工业及民用建筑工程施工部门搅拌干硬性混凝土、流动性混凝土、轻骨料混凝土及各种砂浆。既可独立作业，又可与相应配料机组合成简易搅拌站。本机主要具有结构合理、搅拌质量好、时间短、能耗低、噪声小等特点。衬板、搅拌叶片均采用高硬度、高韧性的耐磨合金铸钢，使用寿命长。电器控制系统主件均采用进口元件，性能优良，可靠性高。 本机卸料高度分别为 种（或用户自定）用户可自配翻斗车或混凝土搅拌输送车配套使用。 强制式搅拌机按结构形式分为主轴行星搅拌机、单卧轴搅拌机和双卧轴搅拌机。而其中尤以 系列搅拌站全部采用 本产品说明 :本产品使用方便，自动电力，只需一人操作，节省人力，本产品容量大，产量高，利润大，是企业的理想选择！ 拌机的作用 搅拌机的作用不外乎：搅拌机使物料混合均匀。使气体在液相中很好地分散。使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀地悬浮。搅拌机使不相溶的另 一液相均匀悬浮或充分乳化。强化相间的传质（如吸收等）。搅拌机强化传热。对于均匀相反应，主要是、两点。混合的快慢，均匀程度和传热情况好坏，都会影响反应结果。至于非均相系统，则还影响到相界面的大小和相间的传质速度，情况就更复杂，所以搅拌情况的改变，常很敏感地影响到产品的质量和数量。生产中的这种例子几乎比比皆是。搅拌机在溶液聚合和本体聚合的液相聚合反应装置中，搅拌的主要作用是：促进釜内物料流动，搅拌机使反应器内物料均匀分布，增大传质和传热系数。在聚合反应过程中，往往随着转化率的增加，聚合液的粘度也增加。如 果搅拌机搅拌情况不好，就会造成传热系数下降或局部过热，物料和催化剂分散不均匀，影响聚合产品的质量，也容易导致聚合物粘壁，使搅拌机聚合反应操作不能很好地进行下去。 混凝土 搅拌机 的作用是将石子（粗骨料）、砂子（细骨料）、水泥、水和某种添加剂搅拌成均匀混合料。 2 凝土的组成 普通混凝土（简称混凝土）的基本组成材料：水泥、砂子、石子和水所组成。搅拌机容积一般是指出料容积。就拿混凝土搅拌机 为例吧，进料容积一般是特质各种料的容积，如水泥：沙：石子，假设 1： 1： 1，进料容积就为 3。而水泥、沙、石子 1： 1： 1混合后约 就是装料容积。进料容积一般是为了说明水泥、沙、石子、水、粉料、添加剂等等，投料前的骨料容积。 凝土搅拌机的的任务 混凝土搅拌机的任务是把具有一定配合比的砂、石、水泥和水等物料搅拌成均匀的符合质量要求的 混凝土混合料。 理的混凝土搅拌机的机理 混凝土搅拌机混凝土搅拌机是把具有一定配合比的砂、石、水泥和水等物料搅拌成均匀的符合质量要求的混凝土的机械。混 凝土搅拌机按搅拌原理的不同它可以分为自落式与强制式两大类。 混凝土搅拌机的机理： （ 1）自落式搅拌机 自落式搅拌机的搅拌筒内壁焊有弧形叶片。当搅拌筒绕水平轴旋转时，叶片不断将物料提升到一定高度，然后自由落下，互相掺合。 （ 2）强制式搅拌机 强制式混凝土搅拌机是靠旋转着的叶片对混合料产生剪切、挤压、翻转和抛出等多种作用进行拌合的，搅拌的作用强烈，搅拌时间短，主要是根据剪切机理进行混合料搅拌。搅拌机中有随搅拌轴转动的叶片。 凝土搅拌机的类型 混凝土搅拌机是将石子（粗骨料）、砂子（细骨料）、水泥、水和某 种添加剂搅拌成均匀混合料的机械，广泛应用于工业与民用建筑、道路和桥梁、港口和机场、矿山等建筑工程中。为适应搅拌不同性质的混凝土的要求，已发展了很多机型，各种机型在结构和性能上各有其特点，可以从自落式和强制式的角度去分类，见图 类搅拌机的特点和使用范围见表 见型式和工作原理见表 常见搅拌机按搅拌形式分类，见下图表： 3 图 自落式搅拌机筒体是一圆筒，简体内壁焊有搅拌叶片若干，由于筒体的旋转，叶片上的物料被提升至一定高度再落下来，俗话说从上面摔下来，这样反复地摔， 以达到拌和物料的目的。从物理学上讲搅拌过程即物体的位能向动能的转化过程。它的结构特点是叶片和筒体没有相对运动。 反转出料型是筒体两端都敞着，一端正转进料，搅拌也正转，一端反转出料，这是目前国内主要的自落式机型，经常能在小型建筑工地上见到。 倾翻斗型搅拌部分结构原理与反转出料型的一样，不同的是筒体一端封闭，一端敞开，物料的进出都用此端，进料时口朝上，出料时口朝下。所以，每搅拌一次，搅拌筒要翻转动一次。此种机型一般国内使用没有反转出料的多。目前主要有个别生产搅拌站的厂家做配套主机用。 立轴式 (垂直轴式 )强制式搅 拌机，其搅拌轴是水平配置，它分单和双卧轴两种，这里要着重指出，并非小型搅拌机用单轴，大型搅拌机用双轴。国外有大型搅拌站或楼，其主机容量很大，但它就配置单卧轴。因为单、双两者之间从结构上和搅拌情况上各有所长，不可能统一到一种机型上。当然，这里还有企业生产历史和经验，还有对发展方向上认识暂不统一，但有一点是可以肯定的，两者的搅拌质量和能耗指标并无太大区别。 4 表 各类搅拌机的特点及使用范围 周期式 连续式 自落式 强制式 固定式 移动式 周期性的进行装料、搅拌、出料，结构简单可靠，容易控制配合比及拌和质量，使用广泛。 连续进行装料、搅拌、出料，生产率高，主要用于混凝土使用量很大的工程。 由搅拌筒内壁固定叶片将物料带到一定高度，然后自由下落，周而服始，使其获得均匀搅拌，最适宜拌制塑性和半塑性混凝土。 筒内物料由旋转轴上的叶片和刮板的强制作用而获得充分的拌合，拌合时间短，生产率高，适宜于拌制干硬性混凝土。 通过机架底脚螺栓与基础固定，多装在搅拌楼或搅拌站上使用。 装有行走机构，可随时运转移，应用于中小型临时工程。 表 组 型 特性 代号 代号含义 主要参数 混凝 土搅拌机J(搅 ) 鼓型 G（鼓） 型搅拌机 出料 体积 /(燃 ) 油机驱动鼓型搅拌机 锥形 Z (转 ) 形反转出料搅拌机 F（翻） 形倾翻出料搅拌机 强制式 Q（强） 制式搅拌机 D（单） 卧轴强制式搅拌机 S（双） JS 5 )c 章 总体参数设计 拌机长宽比的确定 长宽比是搅拌机的基本几何参数，是设计机器时需要选定的首要参数，其取值合理与否直接决定着搅拌质量和搅拌效率 。 图 2拌机的拌筒示意图 常用搅拌机的拌筒呈圆筒形，如图 2示。它的主要几何参数可用直角坐标系的3个坐标 (x ,y ,z)来描述。文献 2中利用扩散方程对搅拌过程进行了综合模拟，得到了搅拌过程优化的目标函数 1,0,00,1,00,0,1 式中，搅拌的平均时间 t 的角标表示拌筒三维坐标及其顺序。该式的物理意义是 :合理的搅拌机参数应保证在满足给定的均匀度指标的前提下，在拌筒内各个方向的搅拌时间相接近。显然，这时 的搅拌质量得到了保证，同时搅拌时间也最短。 若单纯从节省制造材料的角度出发，当搅拌室 容积 表面积 90108222s i i i 6 采用拉格朗日乘数法，建立辅助函数 02s i i (22 一般 的取值为 40 分别去 为 40和 45带入上式并计算 0,0,0 当 =40时 ,/ 时， , 当 =45时 ,/ 时， , 可见，长宽比为 需要的制造材料最省。由于长宽比的值主要应由搅拌机性能来决定，因此该值只能作为选择长宽比时的参考。 由以上原则，将本设计的搅拌机长宽定为 2765和 2140。 本机由搅拌机构、进料机构、供水系统、底盘和电气等十三个部分组成，如图 2 图 212345678910111213键部件的结构设计 拌系统 搅拌机构由搅拌筒、托轮和传动系统等组成。 7 搅拌筒（图 2搅拌机的工作部件，搅拌筒 为双锥形，筒体内焊有两对高低叶片，交叉布置，分别也拌筒轴线成一定夹角，搅拌筒旋转时，叶片在啊使物料提升下落的同时，还使物料轴向来回窜动，所以搅拌运动比较强烈，搅拌 35 在搅拌筒的出料锥体内部，焊有一对出料叶片，改变拉筒旋转方向，混凝土即由低叶片推向出料叶片并排出筒外。 搅拌筒四个托轮，搅拌筒由电机经减速箱驱动齿圈而旋转，故在有雾、阴雨天气，仍然可靠工作。 搅拌简内对称交叉布置了两组高低叶片，两组叶片与搅拌筒回转轴线间有倾角，目前该倾角还不甚理想，宜在大量试验基础上确定其最佳倾 角，以提高搅拌简的搅拌效率和搅拌质量。 2拌筒示意图 12345678高低叶片在使物料作轴向往复窜动时，物料对搅拌筒形成轴向力，为防止搅拌简沿轴向窜动，搅拌筒要有可靠的轴向定位装置。目前，国内双锥系列混 凝土搅拌机是在搅拌简筒体的两端各焊一个挡圈，挡圈侧面紧靠摩擦轮或托轮侧面，以此买现搅拌筒轴向定位。这种定位结构较复杂、加工难度也大，因此用一对夹持轮作搅拌筒定位装置，即在底盘上安装了一对滚轮，并在搅拌筒中部焊一个挡圈。安装定位后，搅拌筒上的挡圈8 正好位于两个滚轮之间。由两个滚轮限定搅拌筒的轴向运动。这徉，既可有效防止搅拌筒的轴向移动，又简化了搅拌简的加工工艺。 动系统 减速箱为二级圆柱齿轮减速，传动比为 角皮带轮速比为 筒齿圈速比为 传动比为 筒的正反转由电机换向实现，（图 2 其中搅拌传动采用摩擦传动，搅拌筒采取单边摩擦轮驱动形式，搅拌筒由 4个摩擦轮支撑，搅拌筒一侧按图 2另一侧仍采用 利用摩擦轮与搅拌筒滚道之间的摩擦力带动搅拌筒转动 拌简的转动由 2个主动摩擦轮及 2个从动摩擦轮驱动，转动平稳可靠。这种机构与 柑比，省了一个大齿圈，成本可降低 1500元左右。 图 2123456图 2动系统图 9 料系统 上料装置由上料斗、爬梯、接长轨道和落地轨道组成（图 2 上料斗的升降及爬翻动作，由齿轮减速箱的输出轴通过轴端的进料离合器和钢丝绳卷筒带动，离合器由手动操纵杆控制。料斗的上极限位置由限位装置，自动脱开离合器。 图 2料机构 1234在此采用钢丝绳提升倾翻式上料装置，选择依据： 技术参数与基本结构已经统一，为生产制造、产品检测和用户使用等方面提供了共同的标准依据，对行业的发展和技术进步起到了积极的推动作用。同时由于搅拌机上料装 置的 多种结构形式 料装置有钢丝绳提升倾翻式、钢丝绳提升爬斗式、液压顶升式三种结构形式。下面就不同结构形式进行对比分析。 10 其结构示意见图 2料斗、上料架及料斗前后滚轮组成。工作时、在钢丝绳的牵引下、上料斗通过前后两对滚轮分别沿上料架内外导与水平线呈 55”夹角时，料斗将受到限位装置 (图中未示 )的控制而停止运动。此时，由于倾角已大于物料 安息角，物料便全部进入拌筒。上料斗下落时，由钢丝绳的松动使料斗反 向运动恢复原位。 图 2丝绳提升倾翻式上料装置 12345这种上料装置工作比较直观。操作手对钢丝绳的升降运行及料斗的倾翻情况能够一目了然 发生故障时很容易判明原因。及时进行维修。并且还由于上料装置与拌筒部件为同一动力集中驱动、使整机总功率降低。因此。是常见的一种上料形式。不但广泛用于齿圈传动的搅拌机 装置不足之处是料斗上料运行时产生的倾翻力矩往往对整机的稳定性有一定影响，在使用中必须注 意对整机的稳固。另外，料斗下落时速度不易过快，否则容易造成料斗滚轮偏斜出轨。 该装置由料斗、上料架、提升传动机构、斗底前后滚轮、中间接料斗及水平岔道等组成，见图 2中料斗由斗体、斗底及铰轴构成。料斗上面有三对滚轮，其中一对11 固定在斗体上，另外两对固定在斗底上。提升投料时，提升传动机构带动钢丝绳通过滑轮牵引料斗沿上料架导轨向上爬行。当料斗被提升到投料位置时，斗底前滚轮进 入水平岔道。而斗体继续上升、迫使斗底与斗体以钦轴为支点分离从而打开料门。随着斗体的上升。料门逐渐开大。斗体 内的物料经中间接料斗不断投入拌简。当斗体上升到终点位置时。上行程开关动作。提升传动机构停止运动，料斗停止不动 ;料斗的下落靠提升机构反向运转而下行至终点时下行程开关动作，料斗停止不动。在整个过程中斗体始终处于水平位置状态。 图 2丝绳提升爬斗式上料装置 123456789该装置的结构特点是料斗重心位置合理，运行中无倾翻力矩，整机工作稳定可靠，特别适用于大容量搅拌机的上料。运行中料斗不溢料，灰主 较小。存在不足一是电气行程开关若受潮容易失灵 ;二是单独使用提升机构，擎机功率增大；三是构件较多目较复杂，不易维修。 由图 2装置的实质也是倾翻式上料，所不同的是料斗升降动作是通过液压油缸伸缩实现的，上料时料斗无顶爬行即可直接旋转倾翻。显而易见、该装置升降动作简单，操作方便。但设置了液压系统，对维修技术要求较高。否则出现故障时排除困难 ;料斗落地后高出地面、对料斗供料较为费力。 12 图 2压顶升式上料装置 1234上述三种上料装置结构形式各有各自的特点、又有某些相似的方面。选型应根据施工的具体情况、维修条件以及技术程度等因素而定。三种结构形式的异同点列表对比如下 : 项目 钢丝绳提升倾翻式 钢丝绳提升爬斗式 液压顶升式 料斗提升 先爬行后倾翻 始终爬行 直接倾翻 料斗进料 料斗底面与水平呈 550 料斗水平料门 料斗底面与水平呈 550 料斗下降 靠钢丝绳松动 提升传动机构反转 液压油缸伸缩 工作状态 直观 比较直观、稳定 直观 构件数量 较少 较多 较少 维修要求 一般 较高 较高 13 水 系统 供水系统由电机、水泵、调节阀和管路组成（图 2此采用时间继电器加清水泵供水系统，既达到了供水情度，又使结构紧凑，成本低廉。 图 2水系统 12345为避免同一雄内的混凝土的塌落度差值较大，在出水管上采取如图 2 图 2水管分流供水示意图 电机通电后水泵即可将水直接注入拌筒，并通过调节阀来调节水的流量，（出厂时流量已调整合适）。搅拌所需的水量，是通过电气箱内的时间继电器直接控制水泵电机运转时间来实现 的。用户可按给定时间流量关系图（图 2选择要求水量所需时间，并可定期的校核或修正该图。供水时，按一下左边的一只按钮，水泵启动，达到规定的时间后，供水电路自动切断。右边的旋转式按钮旋转后，按一下左边的按钮，可连续供水，推进冲洗管，接上水管，可以冲洗搅拌机外表。拉出冲洗管，搅拌机恢复 正常供水状态。 14 图 2流量曲线 盘 底盘由 14号槽钢焊成，下面装有轮胎 2 只，前面装有牵引杆供拖行用。底盘的前部还装有前支轮一只，供停放或平整坚硬的地上短距离转移用。在底盘的四角装有可调高低的支腿，搅拌机工作时，将支腿撑牢，以提高机器的稳定性。汽车拖行时，需将前支轮翻上挂起，还需将支腿放在最高位置，并用插销定位，再装上锁黄，以防由于震动，插销脱落。 拌机生产率设计 作时间 单位用 分为 : 上料时间 从给拌筒送料开始到上料结束。 搅拌时间 从上料结束到出 料开始。 出料时间 从出料开始到至少 95%以上的拌合物料卸出。 产率计算 混凝土搅拌机生产率的高低，取决于每拌制一罐混凝土所需要的时间和每罐的出料体积，其计算公式如下 : Q=中， Q 生产率 (m3/h); V 搅拌机的额定出料容量 ( 上料时间 (s) 使用上料斗进料时，一般为 8过漏斗或链斗提升机上料15 时，可取 15 搅拌时间 (s)，因混凝土坍落度和搅拌机容量大小而异，可根据实测确定，或参考表 6 出料时间 (s)，倾翻出料时间一般为 10s；非倾翻出料时间约为 40s； K 时间利用系数，根据施工组织而定，一般为 根据已知情况确定选取 5s,s,0s,V=350L，计算可得 Q=h，而规定生产率在 10h。所以设计搅拌机满足要求。 16 第 3 章 搅拌装置设计 本参数计算 筒结构设计 搅拌机构由搅拌筒、托轮和传动系统等组成。 搅拌筒（图 3搅拌机的工作部件，搅拌筒为双锥形，筒体内焊 有两对高低叶片，交叉布置，分别也拌筒轴线成一定夹角，搅拌筒旋转时，叶片在啊使物料提升下落的同时，还使物料轴向来回窜动，所以搅拌运动比较强烈，搅拌 35即可达到匀质混凝土。 在搅拌筒的出料锥体内部，焊有一对出料叶片，改变拉筒旋转方向，混凝土即由低叶片推向出料叶片并排出筒外。 搅拌筒四个托轮，搅拌筒由电机经减速箱驱动齿圈而旋转，故在有雾、阴雨天气，仍然可靠工作。 图 3拌筒图 1234567891011121314定拌筒的尺寸 1）初选筒体直径为 1450体宽为 850 2）拌筒材料选择 17 (1)搅拌混凝土的过程中，砂石不断地和筒壁及拌叶磨擦 石的形状、小和硬度对磨损的大小是很有影响的。砂石越是坚硬，其棱角越尖锐，拌筒越易磨损。 (2)搅拌混凝土的时间为 35际上一般常常超过，这将使拌筒和拌叶的使用寿命缩短。如果每次搅拌时间取其中间值即 40s，而实际搅拌时间为 60s,则其使 用寿命将缩短三分之一。 (3)制造拌筒和拌叶的材料一般为 6理论上讲 163钢板耐磨。可以通过实验获得比较 :拌筒内两个高位拌叶，其位置是对称的，大小又相同，其磨损的机遇是均等的。现分别 6搅拌到一定数量的混凝土时，测试拌叶的厚度和有效面积的余留量进行对比，发现 163钢板制的拌叶的余留量高出 10%左右。 （ 4） 专一搅拌这种物料，其靡磨损的程度也不尽相同。 从数只磨穿筒壁的拌筒中，发现均 在同一处损坏。研究人员采用超声波测厚仪测试各部位筒体的厚度，对磨损情形进行对比和分析，进而探讨拌筒的磨损规律。图 3 因此，为了增加拌筒的寿命，拌筒材料选择 16 图 3筒磨损示意图 1）进料锥高度度为 334 18 2）进料锥锥顶直径为 703底直径为 1435 3）锥角确定为 48。 4）进料锥材料选择 图 3 图 3料锥 1）出料锥高度为 560 2）出料锥锥顶直径为 710底直径 为 1435 3）锥角为 33。 4）出料锥材料选择 图 3 图 3料锥 由以上尺寸得拌筒总体长度为 1894 1） 前滚道内径为 1450径为 1465板直径为 1515料选择 50 1010的角钢。示意图如图 3 19 图 3滚道示意图 2)后滚道内径为 1450径为 1465料选择 50 10 10 的角钢。示意图如图 3 图 3滚道示意图 对齿圈传动方式的 程塑料主要应用于 18牙小齿轮，吊轮轴承，托轮，料斗后滚轮等，大齿圈能否采用工程塑料替代，至今我国还没有厂家尝试过。从 1994年 3月开始，我们和河南武阶工程塑料厂合作，用工程塑料 尼 6材料制作大齿圈作了开发性的研究和探讨，新设计的拼接式工程塑料大齿圈经模拟实际工20 况状态下运行 500小时工业性试验，其各项技术性能指标完全达到国家有关标准的规定，而且愈来愈显示出它的优越性。现将其结构、安装、使用和维修情况简介如下 : 1）基本参数 模数 m=12 齿数 z=128 外径 D=1560(内径 d=1447 (齿宽 b=87(精度等级 10对齿轮 18牙小齿轮 2）结构形式见图 3 3圈结构图 12345（ 1）齿圈联结结构如图 3 21 图 3圈联结结构图 1(3块 ) 2366块 ) 79块 ) 8（ 2）销连接强度计算如下： 已知齿圈传递功率为 5. 54r /销直径为 12 35 齿圈所受扭矩 T 式中
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