毕业设计论文：沥青混凝土搅拌设备的设计与实现

1、目录摘要（关键词）1abstract（key words）21 绪论 31.1 设计的目的和意义 31.2沥青混凝土搅拌设备国内外发展及研究现状3 1.2.1 发展历史 3 1.2.2研究现状分析31.3 设计主要研究内容和方法52 沥青混凝土搅拌设备的工作原理及工作条件 52.1沥青混凝土搅拌设备的工作原理 52.2本设计设备的工作条件53搅拌器设计63.1拌和桨叶对转轴安装角的选择 63.2 拌桨轴转速确定 83.3叶桨式搅拌器参数确定 103.4搅拌器驱动功率计算 163.5双轴式叶桨搅拌器的强度计算194 各零部件的参数计算 234.1轴的参数计算 234.2齿轮参数计算 244.3轴

2、承的选取254.4桨叶的参数计算 264.5桨臂的参数计算 264.6箱体参数计算 265结论 27参考文献28致谢 29摘要为了提高产品的加工效率和质量，满足特定的加工要求，本课题设计研究了沥青混凝土搅拌设备的总体构造，使得该沥青混凝土搅拌设备在相同的要求下达到更好的使用效果，结构更加简便，使用更加方便。根据加工工艺要求进行设计。采用工序高度集中的原则，确定了搅拌机的整体布局方案，拟定了电机的传动路线，应用最优化方法布置零件、确定传动参数，设计了轴的结构，进行了齿轮、轴承等相关零件的强度校核计算。搅拌设备采用微机程序和手动相结合的控制方法，大大提高了工作效率和安全性，较好地实现了设计要求。本

3、沥青混凝土搅拌设备具有优良的搅拌性能、卓越的经济性能、优秀的质量和稳定可靠的特性，模块化设计、运输安装快速，模块化和快速安装系统技术的采用，令运输与安装变的更加快捷。现在沥青混凝土搅拌设备已经克服了无法加粉料和沥青老化的问题，同时具有生产设备简单，能力大的特点。但是其仍然具有一些难于克服的缺点，主要有材料无法达到强制搅拌站的精确程度；精度误差比较大；对原料的含尘、水、超限料尺寸要求比较严格等。关键词：沥青搅拌机；沥青混凝土搅拌设备；搅拌机；路面机械。abstractin order to improve the processing efficiency and quality of the

4、products , satisfied the specific processing demand, this subject designs the overall structure of studying lb2000 pitch mixer, make this pitch mixer reach better result of use under the same demand . the structure is more simple and more convenient,and more convenient to use. design according to th

5、e process, the principle with highly centralized process is adopted in the design. the whole overall arrangement scheme of the mixer is confirmed. the transmission route of the electrical machinery is designed, use optimize the method and assign the part is optimized. the parameter of the transmissi

6、on is decided, the structure of the axle is designed , the intensity of carrying on such relevant parts as gear wheel , bearing ,etc. is checked and calculated. the mixer adopts the programmable controlled and manual control method to combine together according to computer, which improved the workin

7、g efficiency security greatly , and realizes the designing requirement better. this asphalt mixer has fine stirs the performance remarkable economical performance outstanding quality and the stable reliable characteristic, the modular design, the transportation installment fast: the modulation and f

8、ast installs the system technology the use, the command transports and the installment changes even more quickly. now the asphalt mixer already overcame has been unable the question which added the powder material and the asphalt got older, simultaneously because had the production equipment simply,

9、 the ability was big; but it still had the shortcoming which some difficulty with overcame, mainly had the material to be unable to achieve forced to stir the station the precise degree; the precision error quite is big; contains the dust, the water ultra to the raw material, limits the material siz

10、e request quite to be strict.key words:pitch mixer designs; mixing equipment of bituminous concrete; mixer; road surface machinery.1绪论1.1设计的目的和意义沥青混凝土搅拌设备是生产拌制各种沥青混合料的机械装置，适用于公路、城市道路、机场、码头、停车场、货场等工程部门。沥青混凝土搅拌设备的功能是将不同粒径的骨料和填料按规定的比例掺和在一起，用沥青作结合料，在规定的温度下拌和成均匀的混合料。常用的沥青混合料有混凝土、沥青碎石、沥青砂等。沥青混凝土搅拌设备是沥青路面施

11、工的关键设备之一，其性能直接影响到所铺筑的沥青路面的质量。现阶段该设备设计的目的是（1）生产能力系列化：随着沥青混凝土材料的商品化，沥青混合料的制备朝着专业化工厂化方向发展，沥青混凝土搅拌设备的生产能力也需大型化。（2）技术性能先进化：为适应工程对于成品质量的需要，为满足社会对于节能、环保的要求，设备的各项技术指标有待提高。（3）控制操作自动化：不论是间歇强制式还是连续滚筒式搅拌设备，其控制系统均采用计算机管理，并设置微机程控与手动相结合的控制方式；设备的工艺流程可在显示器屏幕上模拟显示，且具有故障自动诊断报警功能；有生产过程中的各种数据显示打印功能。另外，还可存储大量的级配配方，以供需要时更

12、换。沥青混凝土搅拌设备在国外有着悠久的历史，近20年来，随着我国公路交通事业的迅猛发展，公路机械化施工因此取得巨大进步，拥有大型沥青混凝土搅拌设备已是市场准入条件之一。尽管中国沥青搅拌设备的年需求量已经突破千台，但生产能力在320t/h及以上的设备还是国外品牌占主导地位。鉴于我国沥青搅拌设备行业市场潜力巨大，国外厂家纷纷入驻我国，而我国企业在部分核心技术上仍落后于国外，尽管在中低端领域仍能保持优势地位，但是高端领域成为了我国企业的软肋，行业整体形势不容乐观。因此，该设计还是有很强的现实意义的！1.2沥青混凝土搅拌设备国内外发展及研究现状1.2.1发展历史沥青混凝土搅拌设备在国外有着很久的历史，

13、早在本世纪初就已经问世。经过长期的发展，特别是随着电子技术的日益完善以及计算机技术和信息处理技术的突飞猛进，沥青混凝土搅拌设备在发达国家已经达到很高的水平，并仍在不断改进，产品更新换代较快。现今，在研制沥青混凝土搅拌设备时，通常在考虑零部件互换性的情况下，采用模块式组合设计原理，它是现代搅拌设备结构的基础。标准化通用化系数平均为。在搅拌设备中，应保证计量过程、成品混合料的卸料和矿料加热的自动化。搅拌设备必须具有较高的人机环境指标。1.2.2研究现状分析(1)起步晚，发展快，设备设计、制造技术实现跨越式发展，整机设计实现突破，已居国际行业前列。 从20世纪60年代后期起步，进入80年代后期，在国

14、家“八五”规划中，交通部把1000型沥青搅拌设备(其中包括间歇式和连续式)作为重点攻关项目以来的5年后初显成效，只有间歇式沥青搅拌设备在1000型的基础上，国内企业通过技术引进和技术合作，以及自主开发的形式，成功研制开发了2000和3000型。进入21世纪，间歇式沥青搅拌设备就在我国遍地开花，很多企业都成功地研制开发了3000型，特别是最近几年加大了对行业先进技术的跟进力度，在电子技术、智能技术方面取得一定突破。涌现了一批优秀企业，如西筑、徐工、无锡雪桃、无锡锡通、辽筑等10多个厂家都成功研制开发了3000和4000型沥青搅拌设备，有的企业甚至研制开发了5000型沥青搅拌设备，特别是国内沥青搅

15、拌设备制造企业发展到60多家，初步实现了产业规模化和普及化。 国内企业通过引进吸收国外的先进制造技术，使我国间歇式沥青搅拌设备设计、制造技术取得全面飞跃。目前整机设计技术已居国际前沿水平。不足的是:(a)烘干系统包括干燥滚筒、燃烧器以及除尘器。首先干燥滚筒除组装国外名牌企业的产品外，绝大多数企业对干燥滚筒没有自己的专业设计，即没有自己的设计理论和计算依据，比如燃烧区长度的确定依据，料帘设计的热力学计算，以及根据骨料级配不同如何调整导料板的布局，形成最佳的料帘提高热能利用，确保出料温度的最佳调节控制。第二，除尘器中一级和二级装置的合理匹配，特别是根据骨料级配类型不同如何合理的调节装置和依据，以满

16、足干燥滚筒合理的负压、烟气温度;尤其是一级除尘装置对热料仓细级料的影响，以致于影响成品料的性能。其三，燃烧器与干燥滚筒的匹配更是没有边际，五花八门，可以说是一种盲目、随机组合。 (b)配料系统。只有少数企业具有自己的技术产品或选用第三方成熟的、合格的技术产品，而大部分企业都在使用不具备法定计量生产资格的配料系统，产品存在着随意性和不确定性，更谈不上配料的准确性和稳定性，从而影响着沥青搅拌设备的产品沥青混合料质量的稳定性。 (c)搅拌系统。也可能是集国外所有品牌特点于一身，这样就带来了产品的随意性和不稳定性，由于没有理论支持和合理的匹配，搅拌性能欠佳。很难积累经验，稳定产品质量，促进技术提升。目

17、前产品的功能全面，既可搅拌改性沥青材料，又可搅拌添加各种材料的混合料，往往需要通过大量的试拌，从中寻找合适的配料工艺。 (d)沥青加热系统。系统设计不合理，热效率很低，由于受加热的高温沥青量很大，结果是热能消耗较大;另外由于沥青长时间处于较高的温度(160左右)，沥青中的轻质油份一直在挥发，从而造成沥青的老化。(e)环境污染严重，飘尘和噪声很大，建议加强环保意识。 (f)总的装机功率较国外名牌企业大200kw左右，电功率消耗大。 (g)国产设备的可靠性和寿命有待于提高，从而避免保姆式的服务。 (2)行业销量增加，低端产品发展迅速，高端市场良性发展，部分优秀企业在行业竞争严酷情况下，逆势上升，抓

18、住近几年我国建设市场高速发展的机遇，逐步形成产业规模。但制约行业利润上升的瓶颈是关键技术大部分还是仿照和照搬国外的技术，缺乏自己的技术创新。 从20世纪90年代末，国内每年需求的沥青搅拌设备数量逐年上升，但其中以100240t/h的规格产品居多，大约占到总销量的85%。产品的销售利润率不高已成为制约国内企业进一步发展的瓶颈之一。 (3)没有掌握核心技术，凸显企业抗风险能力弱，各企业应加大研发力度，联合攻关，争取早日拥有自主知识产权的核心技术和产品。 我国大型沥青搅拌设备产品的关键技术几乎全部来自国外，普遍缺少核心技术，尤其是烘干系统、配料系统以及搅拌系统等，关键配套件技术更是如此。技术升级始终

19、跟在国外厂家后面，升级换代缓慢而且稍显被动，严重阻碍了企业涉足高端产品市场和推进国际化战略。短期无法摆脱在国际沥青搅拌设备产业链上的下游企业地位，增值能力有限。随着外资企业本土化战略的推进实施，国内和外资企业的原材料成本和人工成本则完全站在同一水平线上，而国内企业在技术、品牌等主要因素上却处于劣势地位。因此，国内的沥青搅拌设备主机生产厂家应该和关键件配套企业，尤其是有实力的配套件生产企业要联合攻关，从而拥有自己的核心制造技术。1.3设计主要研究内容和方法(1)本文首先对沥青混凝土搅拌设备的工作原理进行了讨论，并按照设计要求对设备进行相应的分析，收集了各方面相关的知识。(2)通过对相关资料的分析

20、以及对资料中实现相似设计功能机构的研究，确定设备的具体结构(3)使用cad对沥青混凝土搅拌设备各机构进行绘图；(4)使用cad对整个设备进行装配图绘制；(5)总结全文并提出自己的观点。2沥青混凝土搅拌设备的工作原理及工作条件2.1沥青混凝土搅拌设备的工作原理冷料（从石厂里生产出来的石料）经过各级冷料仓（约5-6个）按目标配合比的比例经过输送带输送到烘干筒，在烘干筒里对冷集料进行加热烘干及除尘，这时石料被加热到180-210度，变成了热料。，热料从烘干筒出来经过热提提送到热筛分机上对热料进行重新筛分，这就是二次热筛，经过热筛后集料被分隔成为4-6档大小不同级别的碎石，并储存在热料仓里，这时试验人

21、员对热料仓的料取样筛分，确定各热料仓的比例，即生产配合比。石料热筛分存在热料仓后，即可按比例送入到拌搅缸中，这时，再在搅拌缸中加入矿粉、沥青等进行拌和，大约拌和40秒，这时，沥青混合料的就可以新鲜出炉了。2.2本设计设备的工作条件1.骨料(1) 冷骨料平均静止尘积比重为。(2) 采用普通沥青时骨料在烘干筒出料槽内的最高温度不应高于。(3) 骨料平均含水量为时，额定生产率为（表面含水量）。(4) 冷骨料必须清洁，不应含有过多的泥土、杂物。(5) 冷骨料的级配应当是连续的。(6) 冷骨料不得含有大量的超规格料，否则回造成通道阻塞，并将使供料能力随之下降。2. 沥青混合料的类型本机所生产的沥青混合料

22、的种类必须满足国家有关标准。3.操作条件(1) 设备运转必须为连续运转。(2) 混合料出料温度一般不应高于或。4.粉料粉料的含水量必须小于，并且不应有团块、结拱，否则会形成断料、待时现象，从而影响产量。3搅拌器设计理论研究和试验表明，在混合料质量沿搅拌器壳体纵横高速循环、混合料质量强烈地垂直运动（混合料沸腾效应）和沥青向混合料喷雾的状态下，才能发生最快的搅拌过程。各成份沿每份料容积均匀分布的速度，取决于保证混合料沿搅拌器体纵横向高速循环的桨叶对转轴的安装角的选择。3.1拌和桨叶对转轴安装角的选择当桨叶在搅拌中运动时，在桨叶前面将形成实的核心，并使混合料沿该密实核心的侧棱发生移动。若桨叶安装角时

23、，则发生横向（径向）循环的搅拌而无纵向（轴向）循环的搅拌，若时，则在桨叶的表面上不形成密实的核心，此时，混合料主要地顺转轴搅拌横向循环是微量的。图3-1 拌和桨叶对转轴安装角的选择若桨叶对转轴安装成某一角度时，可以使混合料既发生纵向循环又发生横向循环搅拌是强烈的，则此角将为最佳的安装角。桨叶纵向搅拌强度系数为密实核心两侧棱在转轴上的投影差与桨叶在同一转同上的投影之比（图3-1）： (3-1)桨叶横向搅拌强度系数,是时密实核心横截面积和时密实核心最大面积之比： (3-2)为了用密实核心的系数来表示系数和，可以研究（图2-1）中所示的计算简图其中abc为密实核心的横截面。从(图3-1)中可见，桨叶

24、与转轴之间的夹角；密实核心侧棱与转轴之间的夹角； 密实核心的顶角。令为桨叶的宽度，此时从中，得 (3-3)从中得，而从中得此时 (3-4)从上式得 (3-5)混合料的外层仅沿密实核心的侧棱，即沿和搅拌，此时桨叶相对搅拌能力或搅拌系数将为 (3-6)为了确定时的密实核心横截面积，必须确定的底边和高，根据正弦定理得或 (3-7)此时 (3-8)令的高为,此时 。 (3-9)核心截面为 (3-10)用下弦和角替代余弦角，得 (3-11)密实核心最大横截面积为 (3-12)桨叶横向搅拌混合料的强度系数 (3-13)分析上式后可以得出结论，当角达到角值时桨叶纵向搅拌系数将趋近于1（最大值），当时，从式中

25、可以看出横向搅拌系数接近于1。由于两个系数同时对混合料循环强度的影响，因此，轴上的桨叶必须按一定的角度安装，以便使混合料的总循环强度系数为最大值，它等于纵向循环系数和横向循环系数的乘积( )： (3-14)把上式对角取一阶段导数，并使之等于零，可以求得桨叶装角(3-15)在上式中只有当 时 (3-16)该式才能成立 经整理后得 (3-17) 分析所得公式表明，当时，角实际中，桨叶的安装角为，略大于最佳值。当时，横向循环速度较小，而纵向循环速度较大，这仅对搅拌器是合理的。其搅拌体长和宽之比大于1。3.2拌桨轴转速确定当搅拌器轴工作时，沉埋在混合料内搅拌器底部处的桨叶，把混合料沿搅拌器轴纵向和横向

26、移动，松散混合料并把它向上掷抛，因此，在搅拌器的上部形成松散料层，其颗粒位于飞掷的状态，而位于搅拌器底部的下层混合料则于稳定平衡状态。桨叶对转轴的安装角越小，拌桨轴的转速越大，则飞掷颗粒层越扩展，此层可以称为沸腾层。当桨叶的安装角时，桨叶象螺旋一样，仅把拌料沿轴向方向移动。在横向方向上拌料移动恶化，甚至在提高拌桨轴转速的情况下，还不能使混合料转到沸腾状态。为保证混合料能够纵向和横向交换，并使其转到沸腾状态，建议桨叶对拌桨轴的安装角应为，当混合料相对拌桨轴的抛掷总高度等于，r为桨叶半径（图2-2）；下落高度时将形成足够扩展的沸腾层，而桨叶端部的圆周速度将等于或大于混合料颗粒的下落速度。图3-2

27、拌桨轴转速确定即式中 桨叶端部速度,；混合料颗粒从总高度下落的速度；桨叶角速度；桨叶外缘半径；重力加速度；颗粒从高度下落的时间。混合料颗粒下落时间可以从下落高度公式中确定 （3-18）从上式中得 （3-19）把所得的 值代入式得从上式中可以求得角速度为拌桨轴的转速为 （3-20）此时，桨叶端部的圆周速度为试验表明，当大于时，在搅拌器底和桨叶端部的间隙中将产生过多的碎楔位现象，因而增大功率消耗，增加搅拌器零件的磨损以及不适当的粉碎石料。为此近年来双速传动的搅拌器得到了采用，在搅拌砂质和细粒混合料时，拌桨轴应具有标准转速，在搅拌中粒和粗料混合料时，采用低转速，此时,一般为。3.3叶桨式搅拌器参数确

28、定叶桨式拌器主要参数包括：容量、壳体内部尺寸参数和搅拌时间，其计算按二个步骤进行。首先预定搅拌每份料的质量，然后初步计算搅拌器壳体内部尺寸。在已知搅拌器壳体内部尺寸后，即可以计算拌桨轴的转速和搅拌时间。最后修整主要尺寸参数值。搅拌器所拌每份料的质量可以根据拌和设备给定的理论生产率和拌制每份料的时间（搅拌持续时间）确定。沥青混合料搅拌设备的理论生产率是按每小时拌混合料的吨数计量的。对间歇式搅拌 式中 每小时拌制料的份数； 每拌制一份料的质量每小时拌制料的份数取决于拌制每份料的一个循环的时间t式中 搅拌器拌制每份料一个工作循环所需的时间。工作循环时间可以根据循环作业图表确定，在图表中主要给出搅拌时

29、间值（混合料在搅拌器内的停留时间）。在一个循环时间内，可以实现与搅拌同时进行的各种不同的工序（计量和物料的移动等），它是由给定的生产工艺和拌和设备的结构而定。如图所示为间歇作业式拌和设备作业图表编绘实例。搅拌时间与拌制的涨合料种类、搅拌器桨叶端部圆周速度以及所采用的搅拌器型式（间歇式或连续式）有关。当桨叶端部的圆周速度时，搅拌时间应取为： ;低值对粗粒混合料，高值对砂粒混合料。当拌制粗粒混合料时，通常取，因而搅拌时间将大于上述低限值。此时，可降低驱坳功率和减小磨擦零件的磨损。间歇搅拌器所拌每份料的初定质量为 （3-21）式中 搅拌器时间利用系数，。 搅拌器工作循环时。搅拌器式工作循环时间 （3

30、-22）图3-3 间歇作业垂直置搅拌设备作业图表作图实例式中 搅拌器进料时间 ， ；每份料的搅拌时间 卸料时间（取决于搅拌器卸料闸门的结构,）在初步计算中，给出搅拌时间 。在横向布置方案搅拌时，则有 有 得到理论上 （3-23）搅拌器两拌桨轴的中心距，取 （3-24）式中 搅拌器壳体半径；拌桨中心和壳底中线联线与水平线的夹角。搅拌器尺寸参数可以按下述方法进行计算(图3-3)图3-4 搅拌器运动路线角越小，则中心距越大。因而，当常值时，搅拌料的容积亦越大，这将阻碍拌料在两区段之间的交换。拌料在两段之间横向交换系数是随 角的增加而提高，而各成分均质所需的时间则随 角的增加而减小。在实践中， 角取，

31、通常。当时，两拌桨轴中心距为 （3-25）取系数 中心距 搅拌器壳体宽 （3-26）搅拌器壳体长 （3-27）考虑拌桨布置及纵向循环速度，取 式中 搅拌器壳体形状系数， ,通常取。搅拌器壳体工作部分横截面（低于拌桨轴） （3-28）当时 （3-29） 每份粒的容积 （3-30）每份粒的质量 （3-31）式中 搅拌器壳体拌料充满系数；混合料的密度，。壳体充满系数 （3-32）通常取把值和 值代入式，得 （3-33）从上式中可以确定搅拌器壳体半径 （3-34）拌桨轴的实际转速 （3-35）取 实际搅拌时间 （3-36）实际搅拌时间应小于所取定的搅拌时间，其差不大于，否则将增加搅拌器每份拌料的质量、

32、外形尺寸和所确定的发动机功率。根据实际的搅拌时间可以确定循环时间，每份料的质量，壳体半径和两拌桨轴的中心距。根据两拌桨轴的中心距 选择驱动减速器的齿轮参数 图3-5 沥青搅拌机的h,b 计算式中减速器驱动齿轮齿数；齿轮模数。初步确定驱动减速器齿轮参数之后，精确计算 和等值。桨叶高和宽可以根据下述条件选取。若沥青自流或在不大的压力下喷洒，则(图3-5) ；当沥青在大压力下送入搅拌器时，则。根据设计要求选用（图3-5）形状的桨叶，、，为了工作要求设计、。搅拌器壳体长取决于桨叶参数及其个数，由下式确定(图3-6):图2-6搅拌背尺寸计算 （3-37）从上式中可以求得在一根拌桨叶对数（或个数） （3-

33、38）取对数 式中 拌桨轴两头桨叶与搅拌器端壁之章的间隙，两相邻桨叶侧缘间（沿轴向方向）的间隙，桨叶宽;桨叶对拌桨轴的倾角，。若桨叶数 略偏于整数时，则可以改变 和，使 成为整数。如果偏差很大，应给形状系数 定以新值（在 的范围内变化），重复计算。早期生产的搅拌器具有 的桨叶对数，而现在已经生产了在 下具有 和 的桨叶对数的搅拌器。桨叶顶端的圆周速度 （3-39）式中 桨叶半径, (其中桨叶和壳体间的间隙， )。3.4搅拌器驱动功率计算筑路用叶桨式搅拌器的驱动功率计算可以按四种方法进行：1) 按物理和动力学规则建立的解析式计算；2) 按半经验公式计算；3) 按相似理论推导的公式计算；4) 按经

34、验公式计算。在分析双轴式叶桨和器的工作之后，可以认为桨叶在搅拌器内似固体在非粘性液体内的平移运动，它在单位时间内将推动容积为 的液体，并给予一定的动量，其值为运动液体容积质量乘速度，即 (3-40)因为力是单位时间内的动量变化，所以物体在液体内运动的阻力为 (3-41)式中 液体的密度；固体的运动速度；固体在垂直于速度方向平面内的投影面积，即阻力作用的正面积；。所推导的公式仅注意了在移动物体表面上所发生的现象，这对理想液体是正确的。在粘性液体中，由实验表明，在物体的后面要产生使液体搅拌的涡流，这对搅拌器的有效工作是必要的。从这个观点出发，导出了下列理论阻力公式 (3-42)式中 与许多因素（物

35、体的面积和形状、各尺寸之间比例、表面特性、运动速度）有关的正面阻力系数。由于沥青混合料为非粘性液体，理论计算系数是非常困难的，所以只得用实验的方法确定值，对沥青混合料用桨叶，应采用经验系数来替代系数。在上述牛顿公式的基础上，桨叶旋转时的阻力可以按下列方法确定。假定桨叶的尺寸如(图2-7)所示，其旋转角速度为。此时 式中 拌桨轴转速。图3-7 桨叶受力分析在桨叶上取一单元面积，离旋转轴中心距离为。此单元的运动速度将为 根据牛顿公式并考虑系数，搅拌料对单元面积的作用阻力为 （3-43）位于式中各值的单位如下：、和；。 为了得到在全桨叶上的压力，必须对所推导的公式从r到r区间内积分，即 （3-44）

36、因而得 （3-45）为了进一步计算所需功率和对桨叶的作用力，必须知道力的作用点。如果力位于离旋转轴中心某一距离处，并以速度运动时，则一个桨叶搅拌所耗功率 （3-46）式中 自发动机到搅拌器的传动机械效率。力作用点到旋转中心的距离可以根据系统是对称的条件确定，此点位于长方形的中线位置上。因而 （3-47） 和 （3-48）把值代入上式，得 （3-49）此时， （3-50）把求得的和值勤代入式， （3-51），取系数；、，计算得上式给出了在没有考虑桨叶侧表面磨擦时一个桨叶所耗的功率。当桨叶数为时，搅拌器所耗功率为 （3-52）系数由实验确定，在很大程度上取决于拌桨轴的转速，对筑路用叶桨搅拌器，其值

37、如下：时，；时，。广泛应用经验公式计算搅拌器工作所需要的发动机功率，可得到满意的结果。当时， 当时， 则 考虑功率损耗，本设计采用两台电机同时驱动，速度相同，方向相反，采用一对齿轮让电机同步运行，防止桨叶在搅拌器内相撞。选取电机功率为37/台。3.5双轴式叶桨搅拌器的强度计算搅拌器的壳体由的钢板制成。圆柱形底、焊接端壁和搅拌器的壳体架保证了壳体具有很高的强度和刚度。通常对这些部件不需要进行强度计算。由于磨擦摩损的原因，底和端壁要装有厚的可换耐磨衬板保护。桨叶往往是因磨料磨损的结果而报废的。对于叶桨搅拌器拌桨轴的计算，应按两种受载情况考虑：搅拌器壳体中间的桨叶楔住粒料（障碍物）和所有桨叶均匀受载

38、等二种情况。当碎石楔在桨叶和搅拌器底衬板间的缝隙处时，拌桨轴工作的条件是最恶劣的。此时，发动机的全部功率将由一个桨叶承受。桨叶上的圆周力 （3-53）式中 发动机的功率； 桨叶半径； 拌桨轴旋转角速度， 其中拌桨轴的转速。当桨叶楔住时，将产生传动件的动载荷，桨叶顶缘上的实际作用力为 （3-54）式中 动载系数，。 轴的许用挠度取 其中轴支承间的距离 由集中作用力而产生的挠度 （3-55）式中和自轴两支承到受载桨叶固定中心的距离；当桨叶对数为奇数时，；当桨叶对数为偶数时（见图3-8），图3-8 叶桨 （3-56） （3-57）方形轴轴惯性矩；钢的弹性模量。从式中可以求得轴的轴惯性矩 （3-58）

39、对方形截面的轴，其轴惯性矩。此时，在考虑轴棱倒角时的方形轴截面边长为 （3-59）式中 考虑轴棱倒角对轴截面惯性矩的减小系数。对无倒角的轴，；对有倒角的轴 （倒角），。经变换整理后得， （3-60）桨叶式搅拌器的轴由碳素钢40、45、50制成，很少采用钢。在搅拌轴固定桨臂处的磨损是较小的，拌桨轴最 磨损区段是在联轴器的花键端、轴承配合轴颈以及与搅拌器端壁结合的地方。在考虑桨臂固定方式的情况下，应对轴进行弯曲强度检算，轴的弯曲应力 式中 抗弯截面模量，对对角固定桨臂的轴，如（图3-9）弯矩；。图3-9 桨背固定轴的扭转应力 式中 由楔住力引起的轴的扭矩； 抗扭截面模量，。正应力强度安全系数 式中

40、 材料弯曲屈服极限。查机械设计手册 切应力强度安全系数 式中 材料剪切屈服极限。 按轴的材料承载能力确定总强度安全系数 （3-61）最小的强度安全系数。桨臂的危险截面是在由桨臂过渡到桨臂股的地方，该处的弯矩为 （3-62）式中桨叶外缘到桨臂危险截面处的距离。桨臂的弯曲应力为若桨臂截面为圆形，则抗弯截面模量和危险截面的直径可以由下式确定 （3-63）式中 桨臂的许用弯曲应力。，（桨臂正火+回火时） （3-64）式中桨臂截面上底边长， 桨臂截面下底边长，桨臂截面高度，桨臂截面中两端三角形一直角边， 经验算桨臂的弯曲应力小于许用应力，满足设计要求。螺栓连接、联轴器、键和减速器可按一般方法进行计算。搅

41、拌器传动安全保险件为具有电力保护装置（热效断电器，很少采用最大电流继电器）系统的电动机。4各零部件的参数计算4.1轴的参数计算1) 各轴段直径的确定考虑到轴段上安装联轴器，因此轴段的直径确定应与联轴器型号的确定同时进行，本题选用弹性柱销联轴器，故取轴段直径联轴器右端用轴肩固定，由机械设计手册上轴肩计算公式有 ，考虑到轴段的直径应与密封毛毡，因此，轴段的直径应与密封毛毡的尺寸同时确定。查机械设计手册，选用中的毛毡圈，故轴段和的直径，而且轴段和上与轴承和轴承座同时选用，根据数据计算结果显示搅拌轴上的轴向力相当小，而承受的径向力较大。则选用型号，调心滚子轴承。选用轴承座。轴段与轴段同样的设计，轴段与

42、轴段上安装密封器，主要防止搅拌器内的混合料漏出。根据调心滚子轴承需要，轴段和直径取，轴段上安装搅拌臂受扭矩较大，设计轴段直径为。2) 各轴段长度的确定轴段的长度应比半联轴器毂长略短,已知半联轴器毂长为,故取。为使套筒端面与联轴器和齿轮端面靠紧,轴段和轴段与的长度应比套筒长度+轴承宽度略短,故轴段和轴段的长度为,轴段和轴段上安装盘根密封件，盘根密封件与轴承座之间留有一段距离，便于盘根密封件的安装和修理，已知盘根密封件上的固定螺栓长，而且轴承的固定需要靠轴肩固定轴段所以和轴段的长度设计为，轴段的长度小于箱体内的长度，大于搅拌臂的最大中心距，适当取轴段的长度为，轴段上安装齿轮，所以轴段的长度应略短与

43、齿轮轮毂的长度，已知齿轮轮毂长为，所以轴段的长度为。3) 轴上零件的轴向固定为保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合，联轴器与轴选用，与轴承内圈配合的轴颈选用。齿轮及联轴器均采用型普通平键联接，分别为键 及键 。4) 轴上倒角及圆角 为保证轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册推荐，取轴肩圆角半径为。为方便加工，其他轴肩圆角半径均取为。根据标准，轴的左右倒角均为。4.2齿轮参数计算齿轮的工作条件：低速，主要作用是让两电动机同步转动工作平稳无振动无噪声，使用寿命为20年，采用材料。齿轮参数计算： (4-1) (4-2)取 取整,分度圆压力角（以下尺寸与相同） 预先选取 取 则重算 重取 (

44、4-3) (4-4) (4-5) (4-6) (4-7) (4-8)取 取 、根据结构确定4.3轴承的选取重量基本额定寿命为转该设备搅拌轴轴径较大，电机开动时稍有振动，会使轴心偏移，所以选用调心滚子轴承，能够自动调心，承受双向轴向负荷，由于同轴上叶桨，彼此承受的力矩相互抵消，所以轴向力较小凡要承受径向载荷，所以选取535系列调心滚子轴承，允许偏差角。 轴承为，型号。当量动负荷 当 (4-9) 当 (4-10)当量静负荷 (4-11)基本额定负荷 极限转速 系数 脂油 4.4桨叶的参数计算桨叶用ht200灰口铸铁铸造,技术要求:1) 无常规缺陷2) 消除内应力3) 为注倒角4) 去毛刺 根据搅拌

45、器计算数据得出桨叶基本长度和宽度，长，宽度,由于叶桨与卧轴对应的角度，所以叶桨外缘必须有扇形，否则叶桨头与衬板有磨擦，此设计没有规定，根据需要而定，此部件为浇铸，与搅拌臂配合处凸出留有加工。叶桨与搅拌臂用螺栓连接。叶桨的工作面呈凸台形。4.5桨臂的参数计算桨臂用zg270-500铸造,技术要求:1) 无常规缺陷2) 消除内应力3) 为注倒角4) 去毛刺桨臂的长度根据搅拌器的尺寸确定,搅拌轴的中心到桨叶的外缘半径为。与桨叶配合的平面与双卧轴轴线夹角为,用键形通孔可让桨叶在桨臂上按需要适当调节,并有防滑v形槽,槽与桨叶上形式相反尺寸相同,两桨臂用螺栓连接抱扎在卧轴上,连接螺栓为,整个桨臂长度为,安

46、装时,两桨臂相对面要留有一段间隙，以防桨臂有弹性变形。与桨叶头配合处也用阶梯形状导向。4.6箱体参数计算箱体内宽,长,箱壳用 的钢板,壳底距中层台阶,为了安装搅拌轴等部件,箱体从搅拌轴中心处往上分成两部分,用螺栓连接,所有连接边缘用角钢,箱体总高度,卸料门用单气缸控制,应用连杆机构。为使两齿轮啮合处以下的空间减少,增加搅拌的均匀程度,卸料门板做成弧形。用一对连杆机构控制。连杆机构的各个部件用q235钢板制作，用销孔螺栓连接，用六角开槽螺母和开口销。使用要点：1) 不论何种型式的沥青混凝土搅拌设备，其生产能力都受成品料的品种及要求、矿料含水量、气候状况及设备的完成程度等因素的影响。因此搅拌设备在作业过程中，除应确保设备完好外，还需培植矿料含水率检测仪及成品料分析化验仪等，并经常检测有关数据，供操作人员及时调整操作，以保持设备在最佳状态工作。2)作业前应作好充分准备，认真检查搅拌设备所有工作部件和装置是否完好、正常。如有问题，必须妥善处理后方可作业，切忌带病运行。3) 作业中必须严格按照设备使