JZC350搅拌机总体及上料系统设计（机械CAD图纸）

1、本科机械毕业设计论文cad图纸 qq 401339828 设计项目计算与说明结果第一章 概述1.1设计背景1.1.1混凝土搅拌机简介1.1.2搅拌机发展过程1.1.3搅拌机的发展趋势1.2设计要求1.2.1主要任务1.2.2知识要求1.2.3能力培养要求1.2.4综合素质要求1.2.5设计成果要求1.3已知参数1.4设计意义第一章 概述1.1设计背景1.1.1混凝土搅拌机简介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、上料和卸料机构、供水系统、原动机、传动机构、机架和支撑装置等组成。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

2、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。如图1-1所示图1-1 jzc350锥形反转出料混凝土搅拌机示意图 1、前支轮 2、上料机架 3、底盘总成 4、减速系统 5、离合器 6、操纵杆 7、行走轮 8、托轮 9、搅拌筒 10、电器控制箱 11、罩壳 12、供水系统 13、进料机构1.1.2搅拌机发展过程混凝土搅拌机广泛应用于工业和民用工程。不同类型的混凝土搅拌机可用来搅拌干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、轻骨料混凝土及各种砂浆。建国初期，国内尚无混凝土机械的生产。由于大规模经济建设的需要，促使在较短的时间内以迅速发展，改变了混凝土施工的落后状态。混凝土搅拌机是最早生

3、产、使用范围最广的混凝土机械。根据结构不同有多种形式，其发展概况分述如下：鼓筒式搅拌机 这是我国最早生产的混凝土搅拌机。由于它的结构简单，维修方便，操作技术要求不高，工作可靠性好，因而在很长时间内成为建筑施工企业使用范围最广、数量最多的混凝土搅拌机，由于本身的自重大，生产率低，使用范围窄等原因在2000年以后基本全部淘汰。自落式搅拌机（锥形反转出料搅拌机） 这种搅拌机，我国于1965年引进国外样机的基础上开始研制，20世纪70年代初已批量生产，经过不断改进，结构上渐趋成熟，在当时取代鼓筒式搅拌机成为建筑施工企业使用量最大的机型。这种搅拌机采用自落式搅拌原理，本设计就是要设计此种类型的搅拌机并对

4、其改进。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

5、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。1.1.3搅拌机的发展趋势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。1888年法国申请登记了第一个用于修筑战前公路的混凝土搅拌机专利。20世纪初，圆柱形的拌筒自落式搅拌机才开始普及，其工作原理如图1-2所示。形状的改进避免了混凝土在拌筒内壁上的凝固沉积，提高了搅拌质量和效率。1903年德国在斯太尔伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的预拌工厂。1908年，在美国出现了第一台内燃机驱动的搅拌机，随后电

6、动机则成为主要动力源。从1913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。在这期间，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。自落式搅拌机依靠被拌筒提升到一定高度的物料的自落完成搅拌。工作时，随着拌筒的转动，物料被搅拌筒内壁固定的叶片提升到一定高度后，依靠自重下落。由于各物料颗粒下落的高度、时问、速度、落点和滚动距离不同，从而物料各颗粒相互穿插、渗透、扩散，最后达到均匀混合。自落式搅拌机结构简单，可靠性高，维护简单，功率消耗小，拌筒和叶片磨损轻，但搅拌强度不高，生产效率低，搅拌质量不易保证。此种搅拌机适于拌制普通塑性混凝土，广泛应用

7、于中小型建筑工地。按拌筒形状和卸料方式的不同，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，其中鼓简式搅拌机技术性能落后，已于1987年被我国建设部列为淘汰产品。随着多种商品混凝土的广泛使用以及建筑规模的大型化、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。各国研究人员开始从混凝土搅拌机的结构形式、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elba公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

8、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。强制式搅拌机工作原理如图1-3，与自落式搅拌机相比，强制式搅拌机搅拌作用强烈，搅拌质量好，搅拌效率高，但拌筒和叶片磨损大，功耗增大。此种搅拌机适于拌制干硬性、轻骨料混凝土以及特种混凝土和专用混凝土，多用于施工现场的混凝土搅拌站和预拌混凝土搅拌楼。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。 图1-2 自落式搅拌机工作原理示意图 图1-3 强制式搅拌机工作原理示意图随着技术的发展，强制式搅拌机在德国的bhs公司和elba公司、美国的johnson公司和rex

9、works公司、意大利的sicoma公司和simen公司、日本的日工株式会社和光洋株式会社等企业发展迅速，目前已形成系列产品。比如德国的emc系列、ems系列搅拌站和ubm系列、emt系列搅拌楼，意大利的mao系列搅拌站、mso系列大型搅拌基地等。我国混凝土搅拌设备的生产从20世纪50年代开始。1952年，天津工程机械厂和上海建筑机械厂试制出我国第一代混凝土搅拌机，进料容量为400l和1000l。20世纪70年代未至80年代初，我国为适应建筑业商品混凝土大规模发展的需要，在引进国外样机的基础上，有关院所厂家陆续开发了新一代jz型双锥自落式搅拌机、d型单卧轴强制式搅拌机。其中，js型双卧轴搅拌机

10、在80年代初研制成功。80年代末，我国混凝土搅拌产品开发重点转向商品混凝土成套设备，研制出了10多种混凝土搅拌楼(站)。经过引进吸收、自主开发等几个阶段，到本世纪初，国内混凝土搅拌机技术得到长足发展，在产品规格和生产数量上，都达到了一定规模，出现了一批具有自主知识产权的新技术，逐步形成了一个具有一定规模和竞争能力的行业。2006年，我国生产装机容量o.5-6的搅拌站2100多台，已成为混凝土搅拌设备的生产大国。1.2设计要求1.2.1 主要任务：学生应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。1.2.2 知识要求：学生在毕业设计工作中，应综合运用

11、多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。通过学习、钻研与实践，深化理论认识、扩展知识领域、延伸专业技能。1.2.3 能力培养要求：学生应学会根据课题任务，完成资料的调研、收集、加工与整理，正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。1.2.4 综合素质要求：通过毕业设计，学生应掌握正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；在工程设计中，应能树立正确的生产观、经济观和全局观。1.2.5 设计成果要求：1.凡给定的设计内容

12、，包括说明书、计算书、图纸等必须完整，不得有未完的部分，不应出现缺页、少图现象。2.对设计全部内容，包括设计计算、机械构造、工作原理、整机布置等，均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念，能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦有一般了解。3.说明书、计算书内容要精练，表达要清楚，取材合理，取值合适，设计计算步骤正确，数学计算准确，各项说明要有依据，插图、表格及字迹均应工整、清楚、不得随意涂改。制图要符合机械制图标准，且清洁整齐。4.对国内外搅拌机情况有一般的了解，对各种形式的搅拌机有一定的分析、比较能力。5.计算说明书一份内容包括：设计任

13、务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。做到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号）、标准，字数要求不少于2万字；撰写中英文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。6.图纸一套（折合后的图量不少于4张0号的图纸）1）总体装配图一张（0号）2）上料系统总图一张（0号）3）结构图一张（0号）4）零件图五张（2、3、4号）1.3已知参数型号 jzc350 供水精度 2%出料容量 350l 搅拌筒转速 14r/min进料容量 560l 骨料最大粒径 60生产率 10-14 轮胎规格 6.50-16 搅拌提升电机：型号 y132s-4b3 最大拖行速度

14、 20km/h 功率 5.5kw转速 1440r/min 质量1950kg水泵电机：型号 40dwb8=12a 转速 2900r/min 功率 0.55kw外形尺寸（长×宽×高）2765×2140×30001.4设计意义本次毕业设计是机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神的最佳手段。毕业设计要求每一个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计，使学生掌握搅拌机的总体设计、上料装置的设计

15、和计算等内容，为今后步入社会工作岗位打下良好的基础。42设计项目计算与说明结果第二章 总体设计2.1工作原理2.2总体参数设计2.2.1搅拌机长宽比的确定2.3关键部件的结构设计2.3.1搅拌系统结构设计2.3.2传动系统设计2.3.3供水系统2.3.4电气系统2.3.5底盘设计2.3.6上料系统2.4搅拌机生产率设计与计算 2.4.1工作时间2.4.2生产率计算第三章料斗设计3.1基本参数计算3.1.1料斗结构设计3.1.2料斗几何尺寸计算3.1.3料斗材料3.2料斗几何容积计算第四章上料架设计4.1上料架结构设计4.2上料架材料4.3上料架受力分析第五章钢丝绳及卷筒设计5.1钢丝绳选择与计

16、算5.1.1钢丝绳类型的初选5.1.2钢丝绳直径的确定5.2卷筒设计计算5.2.1卷筒结构5.2.2卷筒材料5.2.3卷筒基本参数5.2.4卷筒强度校核第六章 总结第七章 致谢第二章 总体设计2.1工作原理物料倒进料斗，操纵操纵杆提升料斗。上料时，上料斗先沿爬轨上升到一定位置后再旋转一个角度，使拌合料倾入拌筒。在拌筒内中部焊有分别与拌筒轴线成一定夹角布置的高叶片和低叶片。由于高叶片、低叶片和拌筒轴线按一定的角度交叉布置，拌合料（物料和水）由进料锥端进入，拌筒正转搅拌时，拌合料被叶片提升至上方，然后由于自身重量自落于拌筒底部，并作轴向运动，使拌筒中的拌合料达到均匀，且被强化的目的。混凝土拌好后，

17、即将拌筒反转（从出料方向看逆时针旋转），螺旋叶片运动方向朝外，将拌好的混凝土卸出。2.2总体参数设计2.2.1搅拌机长宽比的确定图2-1搅拌机的拌筒示意图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。由于搅拌过程的复杂化，长期以来都难以定量化，故采取模拟优化的方法进行长宽比的确定。1. 判定长宽比合理与否的原则常用搅拌机的拌筒呈圆筒状，如图2-1所示。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【1】中利用扩散方程对搅拌过程进行综合模拟，得到了搅拌过程优化的目标函数 (2.1)式中，搅拌的平均时间t的下角标表示搅

18、拌筒的三维坐标及其顺序。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。2. 节省制造材料若单纯从节省制造材料的角度出发，当搅拌筒容积一定时，其表面积应最小。(2.2) (2.3)式中采用拉格朗日乘法，建立辅助函数（2.4）一般的取值为40°-45°,分别取为40°和45°带入式（2.4）并计算 (2.5)当=40°时，此时， =0.70，=1.24当=45°时，此时 =0.72，=1.23可见，宽长比为0.7左右时，所需制造

19、材料最省。由于长宽比的值主要由搅拌机性能来决定，因此该值只能作为选择长宽比的参考。由以上原则，本设计取搅拌机总长l=2765，宽w=2140。2.3关键部件的结构设计在进行结构设计之前，先将总体结构布置一下：以底盘为界，下设行走轮、前支轮，以上装有托轮、搅拌筒，底盘的一侧装减速系统，另一侧装供水系统，底盘的前部装料斗可以爬翻的上料机架，底盘的四个角装可调高度的支腿。2.3.1搅拌系统结构设计1.搅拌筒的设计图2-2搅拌筒外形结构搅拌筒是搅拌机的工作部件，设计搅拌筒为双锥形。它是由两端的截头圆锥和中间圆柱体组成，采用低合金高强度钢板卷焊而成。如图2-3所示，筒内中部焊有分别与搅拌筒轴线成一定夹角

20、布置的高叶片2和低叶片6各一对。低叶片6直接与筒壁相连，高叶片2则有撑角架起，搅拌筒的进料锥一端焊有两块挡料叶片，以防止进料口处漏浆。由于高、低叶片与搅拌筒轴线按一定角度交叉布置，所以当拌和料由进料锥端进入，拌筒正转搅拌时，叶片不仅使拌和料作提升、下落的运动，还能强迫物料做轴向窜动，故能强化搅拌作用。在出料锥一端，对称地布置了一对螺旋形出料叶片。当搅拌筒正转时，螺旋运动方向朝里，将物料推向筒内；搅拌筒反转时，螺旋叶片运动方向朝外，将搅拌好的混凝土卸出。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2-3搅拌筒示意图1、进料锥 2、高叶片 3、滚道 4、

21、齿圈 5、筒体6、低叶片 7、出料锥 8、出料叶片搅拌筒装料是在拌筒空载正传工况下进行。当拌和料进入拌筒内、进入搅拌工况时，拌筒中叶片的作用是：出料叶片 它的螺旋升角方向使拌和料向进料口方向推动，只能有较少拌和料自流进入出料锥，而且也不断被出料叶片向搅拌筒内推动。低叶片 它与轴线成一定夹角，在搅拌工况。它使一部分拌和料不断地推向进料端，一部分落在高叶片上或拌筒下部。高叶片 由低叶片带起落到高叶片上的拌和料，被高叶片抛向出料叶片背面，最终也流向拌筒中下部；拌筒下部高于低叶片的拌和料被高叶片推向出料叶片的背面。叶片的安放角和形状直接影响到拌和料的搅拌效果，目前多根据理论研究和实践经验来确定，一般可

22、取低叶片的安放角28°-32°，高叶片45°。进料锥体锥角47°-50°，出料锥体锥角30°-33°。取进料锥角=48°，出料锥角=33°，低叶片安放角=31°。2.托轮装置搅拌筒由四个托轮支承，如图2-4所示。图2-4托轮装置1、 橡胶托轮 2、轴2.3.2传动系统设计如图2-5所示，搅拌筒有四个托轮支承，由传动系统中的电机控制转向，电机产生的运动和动力经三角皮带2输入减速器小齿轮4，再经大齿轮5、小齿轮6、大齿轮7，最后传出传给输出齿轮8，通过和小齿轮8啮合的固定在拌筒上的大齿圈9带动拌筒旋

23、转。为防止搅拌筒轴向窜动，在滚道的两侧固定导向挡圈。齿轮传动具有不打滑、传动比准确等特点。减速箱为二级圆柱齿轮减速，传动比为6.04248，三角皮带轮速比为2.3912，拌筒齿圈速比为7.1111，总传动比为102.7467。拌筒的正反转由电机换向实现。2.3.3供水系统供水系统采用时间继电器控制水泵电机运转时间的方式。它由电动机、水泵、流量表、调节阀及管路等组成，如图2-6所示。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，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。可按给定时间流量关系图（图2-7），选择要求水量所需时间，并可定期的校核或修

24、正该图。供水时，将按钮旋到“时控”位置时，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，按钮旋转到“手控”位置时，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。图2-5 搅拌机齿轮传动系统示意图1、电机皮带轮（直径125毫米） 2、三角皮带（长度1400b型） 3、大三角皮带轮（直径300毫米） 4、小齿轮（m=3.5,z=17） 5、大齿轮（m=3.5,z=43）6、小齿轮（m=3.5,z=18） 7、大齿轮（m=3.5,z=43）8、输出齿轮（m=12,z=43） 9、大齿圈（m=12,z=128） 图2-6供水系统1、吸

25、水阀 2、水泵 3、电动机 4、流量表 5、进水管所采用的时间继电器加清水泵供水系统，既达到了供水精度，又使结构紧凑，成本低廉。虽然供水精度满足要求，但一罐内的塌落度差值大，为解决这一弊病，在出水管上采取了分流扇形供水（图2-8）。图2-7 时间-流量曲线图2-8 出水管分流供水示意图2.3.4电气系统为便于阅读与分析，电气原理图是根据简单、清晰的原则，采用电器元件展开的形式绘制而成。它只表示电器元件的导电部件之间的接线关系，并不反映电器元件的实际位置、形状和安装方式。本机的电气控制原理如图2-9。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

26、置的控制。2.3.5底盘设计由于搅拌机底盘承重比较大，所以选用14号槽钢焊接而成，总长（包括牵引架长度）为3160，宽2250。下部装有两个行走轮胎，前部装有牵引图2-9 电气原理图电气系统中个元件列表如下：表2-1 搅拌机电气系统架供拖行之用，为便于作短距离拖行及停止，还配有前支轮。底盘四角装有可调高低的支腿，搅拌机使用时，可通过附件液压千斤顶将整机调至适当高度。图2-10 机座外形结构2.3.6上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2-11）。上料的升降及爬翻动作，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

27、置，自动脱开离合器。图2-11 上料机构1、 上料斗 2、爬梯 3、接长轨道 4、落地轨道下面就不同上料装置结构形式进行对比分析。1.钢丝绳提升倾翻式上料装置其结构示意图见图2-12。倾翻式上料装置主要由钢丝绳吊轮、上料斗、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轨爬行升起。当前滚轮运行到内导轨止点时，料斗便以前滚轮为支点向上倾翻，物料通过料斗嘴口逐渐进入拌筒。当倾翻到料斗底面与水平线呈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

28、反向运动恢复原位。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，十分便于操作和观察。当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，而且在摩擦轮传动的搅拌机上也已采用；该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。2.钢丝绳提升爬斗式上料装置该装置由料斗、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2-1

29、3。其中料斗由斗体、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，迫使斗底与斗体以铰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，斗体内的物料图2-12 钢丝绳提升倾翻式上料装置1、钢丝绳吊轮 2、上料斗 3、后滚轮 4、前滚轮 5、上料架经中间接料斗不断投入拌筒。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

30、个过程中斗体始终处于水平位置状态。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，灰尘较小。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均，骼机功率增大；三是构件较多目较复杂，不易维修。图2-13 钢丝绳提升爬斗式上料装置1、上料架 2、传动机构 3、斗体 4、斗底前滚轮 5、饺袖 6、斗底 7、斗底后滚轮 8、中间接料斗 9、水平岔道3.液压顶升式上料机构由图2-14可以看出，该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，上料时料斗无须爬行即可直接旋转倾翻。显而易见，该装置升

31、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。图2-14 液压顶升式上料机构1、料斗 2、液压缸 3、支轴4.三种结构形式对比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：表2-2 三种结构形式对比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地面与水平呈55°料斗水平料门料斗地面与水平呈55°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

32、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jzc350型混过凝土搅拌机经过多年的统型工作，其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，对行业的的发展和技术进步起到了积极的推动作用。根据以上所诉，在此设计中采用钢丝绳提升倾翻式上料装置。提升卷扬机由制动电机、减速器、和钢丝绳卷筒组成，其结构组成如图2-15所示。为避免在料斗下降时，钢丝绳松动，设计如图2-16所示的终点控制装置。这个装置的工作原理：当料斗下降至地坑底部时，钢丝绳稍松，上料架顶部的杠杆被弹簧顶起，料斗下降终点限位装置动作，卷扬机被断电制动，以免钢丝绳松动。制动电机可

33、保护料斗在满负荷运行时，可靠地停在任意位置，制动力矩的大小可由电机后座的大螺母调整。料斗在上升或下降过程中很容易造成钢丝绳乱绳现象，为避免此情况发生采用导绕装置和沟槽处理。图2-15 进料机构的提升卷扬机1、卷筒 2、钢丝绳 3、减速箱 4、制动电动机图2-16 料斗下降终点控制装置1、料斗下降终点限位开关 2、杠杆 3、顶柱 4、钢丝绳 5、弹簧 6、上料架上槽钢2.4 搅拌机生产率设计与计算2.4.1工作时间搅拌机的工作时间以秒（单位用s表示）计算，可分为：上料时间（）-从给搅拌筒送料开始到上料结束过程结束；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%以上搅拌物

34、料卸出。2.4.2生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的时间和每罐的出料容积，其计算公式如下： (2.6)式中，q-生产率（） 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8-15s；通过漏斗或链斗提升机上料时，可取15-26s； -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，或参考取为5s； -出料时间（s），倾翻出料时间一般为10-15s；非倾翻出料时间约为40-50s；k-时间利用系数，根据施工组织而定，一般为0.9。根据已知情况确定选取,v=350l。根据式（2.6），计算可得q=13.61,而规定生产率10

35、-14，所以生产率满足要求。第三章 料斗设计3.1基本参数计算3.1.1料斗结构设计在设计料斗时，参照同类型的料斗，选择参数，并利用相似原理，把经过实践使用说明比较合理的斗型作为新料斗的基型进行相似设计。如图3-1所示的现行的料斗俯视图。现行料斗的斗型存在一些问题：料斗上料时有泼料、溢料现象；料斗卸料不干净，有少量余料；进料口有少量溢料。产生泼料、积料的原因是斗嘴端面积小，斗底圆弧曲率太大，造成死角区。为解决这一问题，采取加大斗口截面积，斗嘴与两侧版相接改为相切。这样，很好解决了泼料、积料问题。改进料斗的斗型结构如图3-2。图3-1 现行料斗斗型的俯视图图3-2 改进后的料斗斗型结构3.1.2

36、料斗几何尺寸计算料斗的几何尺寸计算是有其结构和容积决定的。图3-3 料斗前端俯视图(1)料斗前端尺寸(如图3-3所示)由于料斗前端与料斗相接处属于平滑焊接，且前端属于斗嘴部分，不是料斗的主体部分，故取其长度，宽度。（2）料斗主体尺寸料斗主体尺寸的计算与设计，没有一个标准公式进行计算，多数厂家根据其现有的料斗形状进行相似设计与主体尺寸的选择。根据jzc350搅拌机的进料容量为560l以及经验进行相似设计选择料斗的主体尺寸，如图3-4，图3-5所示。图3-4 料斗主体俯视图料斗主体俯视图呈等腰梯形，其尺寸如图3-4所示，左长，右长，宽，壁厚。图3-5 料斗主体主视图如图3-5所示，料斗的左高，右高

37、。3.1.3料斗材料料斗制造采用碳素钢钢板：q235-ae.gb912，板厚=4；常温下抗拉强度=375mpa，屈服强度=235mpa。许用应力值100时为200mpa。其重量为200kg。3.2料斗几何容积计算料斗容积计算是按照相似计算原理进行计算。(1)料斗主体容积计算（以下计算均以按料斗填平工况计算）料斗主体俯视图呈等腰梯形（图3-6），故其俯视面积 （3.1）由于其高均匀增加故取其高平均值为h=617.5 （3.2）故料斗主体容积为 (3.3)图3-6 料斗主体俯视图模型（2）斗嘴容积计算当物料填平料斗时，斗嘴接触处可近似简化为三角锥体。其高为h=670，故其体积 = (3.4)故在物

38、料填平工况下，其料斗总容积 (3.5)根据料斗容积计算结果，料斗结构尺寸设计合理。第四章 上料架设计4.1上料架结构设计上料机架由爬梯、接长导轨、落地轨道、钢丝吊轮和左右卷轮组成。钢丝吊轮和左右卷轮安装在同一轴上，位于爬梯顶部，同步卷扬克服了空料斗上升时的歪斜现象，在落地轨道上设计了限位装置，解决了料斗下落时易出轨的问题。上料架：斜置角度60°，它是综合考虑了上料架的位置及搅拌筒衔接，而且考虑底架的宽度不能超过规定的长度及上料架的宽度、行程等综合因素得出的。上料架的上料轨道（下料轨道）为槽钢，滚轮的上滚轮置于槽钢内测，而下滚轮置于槽钢外侧，这样可保证料斗上下安全平稳，如图4-1所示。

39、图4-1 上料机架（1）横梁槽钢的设计如图4-2所示，槽钢横梁其结构。横梁的长度根据料斗的宽度，进行设计计算。其长度=1089。图4-2 槽钢横梁的结构图（2）斜长槽钢的结构设计上料架的总体与水平夹角为60°，根据总体高计算出斜长槽钢的长度2140。图4-3 斜长槽钢结构图（3）夹固角钢结构设计夹固角钢的设计主要考虑为机架整体的固定于固紧作用而设计，其结构设计如图4-4。图4-4 夹固角钢的结构4.2上料架材料上料机架必须满足料斗爬、翻上料斗的全过程中不被压弯。上料机架由3的钢板压成锥形槽钢10号槽钢焊接而成。4.3上料架受力分析受力计算：由于搅拌机内的物料通常为水泥、砂等建筑施工材

40、料，查【2】得：粗干砂的密度为1.4-1.9，细干砂1.4-1.65，水泥0.9-1.7，料斗进料容量为，滚动摩擦系数。在开始施工时，料斗内装上物料。当料斗上升过程中，对其机型受力分析如下图。图4-5 料斗受力分析图其中，t为钢丝绳拉力，为料斗上升时所受的阻力，f为导轨给物料的反作用力，g为重力。取物料平均密度为1.5，计算如下：n (4.1)由受力分析得 (4.2)解得f=2266.86n，。（2）对上料架结构校核由文献【2】查得10号槽钢的抗压强度,所以上料架所受压强度为 3.79mpa (4.3)故满足要求。第五章 钢丝绳及卷筒设计5.1钢丝绳选择与计算钢丝绳的选择是本设计的重要环节，其

41、选择不当，将引起重大安全事故。为了确保钢丝绳安全运行，更好地掌握钢丝绳的损伤规律及预防方法，针对此类设备的结构，现分析造成钢丝绳损坏的如下几种原因：钢丝绳在第一次安装时钢丝绳的扭转或弯曲，钢丝绳在卷筒上排列不均或在第一次爬升时没有采取措施。钢丝绳末端固定时措施不当；钢丝绳与楔连接处，主受力方向不正确；用压板连接处绳头太短，且没有捆扎，螺栓件太紧或太松等；用螺旋扣连接处数量少、间距不合理或选型与钢丝绳不匹配。改向滑轮、卷扬装置等由于日常维护润滑不及时，而引起卡滞。润滑油选型不对或日常润滑不当。改向滑轮槽底、包角和槽壁等磨损量接近或超过规定要求时，将会引起钢丝绳的相应的弯曲应力和挤压力的增大。滑轮

42、或卷扬滚筒的位置不当，引起钢丝绳绕进或绕出滑轮和滚筒时偏角增大，也就是钢丝绳中心线和垂直于滑轮或滚筒轴心的平面夹角大于4度。滑轮或卷扬滚筒制造缺陷，如裂纹、气孔、夹砂及表面粗糙度过大等。滑轮或卷扬滚筒材料性能达不到规定的使用要求，也会导致钢丝绳的受力过大，使其挤压应力过大。滑轮装置上没有设置防跳绳或跳绳装置与滑轮之间间隙过大，超过钢丝绳直径的20%或防绳装置度不能满足使用要求，而使钢丝绳，引起钢丝绳的损伤。卷扬钢丝绳的损坏除以上所述外部原因外，还有引起其损坏的钢丝绳自身内部的因素。钢丝绳的损坏，首先发生在钢丝绳的外侧钢丝。当外侧钢丝绕过滑轮或卷筒时，在强大的拉应力作用下反复弯曲和挤压，而引起金

43、属疲劳，当达到极限时钢丝绳就会断裂、绳股松散，从而引起承载力下降。拉断的初始点往往在挤压位置或锈痕、裂口处。由于钢丝绳在工作时不可避免的存在频繁启动、制动，而产生振动效应力，这将使钢丝绳的破坏加剧。钢丝绳的捻数次数少，僵性大，绕行差，易松散；反之，捻数次数多，外层钢丝就较细，易磨损断裂，不耐用。双绕绳挠性好，制造简单，成本低；交互捻的绳股与绳的扭转趋势能起到一定的抵消作用，工作时不易松散，但僵性加大，使用寿命短。目前建筑机械多采用线接触型钢丝绳，因它的钢丝间隙接触应力小，磨损小，寿命长，且填充率高挠性好，承载力大。并消除了点接触的二次弯曲应力，能降低工作时总的弯曲应力，耐疲劳性能好。结构紧凑，

44、金属断面利用系数高，使用寿命长，比普通钢丝绳寿命长1-2倍。但钢丝绳的强度过大，僵性越大挠性越差。另一种异型股绳，由于卷筒上的支撑点多，耐磨性高，不易产生断丝，结构密度大，在相同绳径和强度条件下，总的断力较大。使用寿命比普通圆股钢丝绳约高3倍，正在被逐渐广泛应用。选用钢丝绳时，除考虑钢丝绳的结构形式和性能外，还为防止钢丝绳相互间摩擦力及挤压力，产生乱绳现象。绳径应采用小于绳槽节距和钢丝绳槽直径的钢丝绳，以增加钢丝绳与卷筒间的接触面积，减少相邻钢丝绳的摩擦力，从而提高钢丝绳的寿命。在相同直径下，钢丝绳股数目越多直径则越细，单根钢丝就越细。这种钢丝绳的绕性好，可很好的克服钢丝绳多次进出卷筒时受到的

45、反向折弯力、机械损伤、腐蚀及挤压力。5.1.1钢丝绳类型的初选根据钢丝绳的使用场合：牵引用，有导绕系统（绕过滑轮），我们初次选择线接触型钢丝绳（型号6×x）。5.1.2钢丝绳直径的确定钢丝绳的钢丝在工作中的受力情况很复杂，有拉应力、弯曲应力、挤压应力等。钢丝绳所受载荷除了静载荷外，还有动力载荷，所以很难进行精确计算，但影响钢丝绳寿命的主要因素是静载荷的拉应力，为简化计算一般只根据静拉力及安全系数进行近似计算。钢丝绳在选用中所要确定的最大破断力和最小直径，可通过下面如下公式计算。钢丝绳的安全系数可根据公式： （5.1）式中，-钢丝绳的破断拉力（n）；n-搅拌机工作级别规定的最小安全系数； -钢丝绳的计算最大拉力（由受力分析得到）。可知此处设计的建筑卷扬机的工作级