混凝土搅拌机毕业设计设计

1、科毕业论文混凝土搅拌机设计考生姓名：准考证号： 专业层次：本科 院（系）:指导教师：职 称：二00九年十二月二十四日摘要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。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

2、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：混凝土搅拌机；双卧轴；叶片ABSTRACTConcrete mixer is the key device of construction machinery and equipment. It has product quality and production efficiency,

3、 which direct impacts on the construction quality and progress of construction. Compulsory mixer is the most common and the highest utilization rate of concrete mixers。 Double horizontal shaftmixer is a new-style mixer, which is widely used in many conditions because of the high mixing quality and p

4、roductivity.This paper begins with the mechanism and purpose of mixing.The materials leaves along the spiral of mobile on the work. Because of the two axis of rotation opposite direction, the materials between the two axis produces extrusion rolling and scrubbing, in order to meet the stirring mixed

5、 effect. It has been proved in the long-term production, through the horizontal coaxial mixer surface of the leaf structure and shape of a reasonable layout and design, concrete ' squality and production efficiency will be greatly improved.Combining with the advantages of three leaves, Concrete

6、is going to mix as much as possible in the limited time through their orderly rational layout. I do some theoretical analysis and a number of tests for the leaf- surface ' s shape. Though the new design test, it overcomes shortcomings of traditional mixer, and notes that the new design may cause

7、 new problems. Though the theoretical analysis of the mixing process and concretely explicating the parametric design .Finally, it gives conclusions and suggestions.Key words:Concrete mixer; Double horizontal shaft; Leaf目录摘要 IABSTRACT I.I.绪论 11 总述 21.1 搅拌机的作用 混凝土的组成 混凝土搅拌机的的任务 3.1.1.

8、3 合理的混凝土搅拌机的机理 3.1.2 混凝土搅拌机的类型 3.1.3 JS1000 强制式混凝土搅拌机 6.1.3 国内外混凝土搅拌机的发展状况 141.4 本文的内容和方法 142. 总体设计方案确定与动力元件选择 162.1 总体设计方案 162.2 电动机的选型 172.3 减速器的选型 192.4 联轴器的选择与计算 233. 叶片的设计与计算 263.1 叶片的布置 263.2 叶片的主要参数 273.3. 主轴转速的确定 323.4 搅拌轴尺寸的确定 323.5 叶片螺旋面的成型 353.6 裹轴现象 374. 轴的设计与计算 394.1 轴的设计方法 394.2 轴的设计与计

9、算 394.2.1 、计算轴上转矩和齿轮作用力 394.2.2 、选择轴的材料和热处理方式 404.2.3 、初算轴的最小轴径 404.2.4 、选择联轴器 404.2.5 、初选轴承 414.2.6 、轴的结构设计 414.2.7 作轴的受力简图 434.2.8 、按安全系数校核 464.3 轴与叶片的安装方法的设计 475. 混凝土搅拌机的使用和说明 495.1 使用要点和安全操作 495.2 技术维护 50结论 52致谢 53参考文献 54论文原创性声明绪论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。强制式搅拌机是应用最普遍、 使用率

10、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，被广泛用于各种搅拌场合。混凝土搅拌站主要由搅拌主 机、物料称量系统、物料输送系统、物料贮存系统和控制系统等 5 大系统 和其他附属设施组成。作为被强迫的双重水平轴键入混凝土搅拌机， JS 系列混凝土搅拌机带有双重优势，是唯一独立和组合作用与 PL 系列负担 机器一起使用，为拌和楼也提供配比的引擎，因此它适用于各种各样大， 中间，并且小规模并且产业的预制组分工厂和象高速公路铁路桥灌溉工作 的民用建筑靠码头得等等。 这个机器可以被应用于各种各样材料，例如 苛刻具体塑料具体轻量级聚集具体和其他。合理的结构、新奇布局和容易 的

11、运行和维护， 我们可以根据适应顾客需要的特别要求做设计。 产品特征： 象先进的设计合理的结构可靠的表现高质量短时间低能源消耗量的特点， 这个机器采取标度板和混合的刀片的高坚硬和固执耐磨的合金铸件，因此 整体机器有长的有用的生活。1 总述JS1000 混凝土搅拌机适用于各类预制构件厂与水利、道路、桥梁等 工业与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 混凝土与各种砂浆。 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

12、件，性能优良，可靠性高。 本机卸料高度 分别为 2.7m 、3.8m 二种（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。而其中尤以双卧轴强制式搅拌机的综合使用性能最好。该系列 搅拌站全部采用双卧轴强制式搅拌机。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！1.1 搅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

13、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

14、粘壁，使搅拌机聚合反应操作不能很好地进行下去。JS1000 型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。1.1.1 混凝土的组成 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 1.8 ，这就是装料容积。 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。1.1.2 混凝土搅拌机的的任务 混凝土搅拌机的任务是把具

15、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。1.1.3 合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

16、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。1.2 混凝土搅拌机的类型 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 1.1 。各类搅拌机的特点和使用范围 见表 1.2 。常见型式和工作原理见表 1.3 。 常见搅拌机按搅拌形式分类， 见下图表：图1.1混凝土搅拌机的分类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

17、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，一端敞幵，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

18、，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。表1.1各类搅拌机的特点与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连续进行由搅拌筒筒内物料通过机架装有行走进行装料、装料、搅内壁固定由旋转轴底脚螺栓机构，可随搅拌、出拌、出料，叶片将物上的叶片与基础固时运转移，料，结构简生产率咼

19、，料带到一和刮板的疋，多装在应用于中单可靠，容主要用于定咼度，然强制作用搅拌楼或小型临时易控制配混凝土使后自由下而获得充搅拌站上工程。合比与拌用量很大落，周而服分的拌合，使用。和质量，使的工程。始，使其获拌合时间用广泛。得均匀搅短，生产率拌,最适宜高，适宜于拌制塑性拌制干硬和半塑性性混凝土。混凝土。表1.2混凝土搅拌机的机型代号组型义 含 号 代*埶凝搅机站 混土拌J(鼓G 型 鼓JG出料体积/m 3R GJ形ZJz翻FJFQ式刮 ) 带 强 强 <JQz(DD Jz( ss J1.3 JS1000强制式混凝土搅拌机混凝土俗称砼，因此混凝土搅拌机也叫做砼搅拌机。双卧轴强制式砼搅 拌机，可

20、用来搅拌普通混凝土和轻质混凝土，设备运行时，可以将原料进 行充分的混合搅拌，以满足施工的需求，是搅拌混合料与混凝土的专用设 备。根据中国中铁隧道集团四处有限公司搅拌站的主要参数为小时生产 率和搅拌机的使用范围，故选 JS 1000的混凝土搅拌机。图1.2 JS1000强制式混凝土搅拌机的搅拌装置外形图J S 1000主要参数出容量Cm2)动力代号机型代号见表1一3)图1.3 JS1000型强制式混泥土搅拌机型号表示方法图1.6是该机的机型结构和工作原理示意图，它主要由水平安置的两 个相连的两个圆槽形搅拌筒、两根按相反方向转动的搅拌轴和传动机构等 组成。在两根轴上安装了几组搅拌叶片，其前后上下都

21、错幵一定的空间， 从而使混合料在两个搅拌筒内轮番地得到搅拌，一方面将搅拌筒底部和中 间的混合料向上翻转，另一方面又将混合料沿轴线分别向前后推压，从而 使混合料得到快速而均匀的搅拌。因此，该搅拌机具有自落式和强制式两 种搅拌功能，搅拌效果好，耐磨性好，能耗低，宜制成大容量搅拌机。JS1000 型混泥土搅拌机是最早也是用得最广泛的一种机型，图1.6给出了 JS1000型混凝土搅拌机机构示意图，它的两根轴同步反向转动。图1.6给出了JS1000型混凝土搅拌机的传动系统示意图，其驱动电动机直接装在三级 减速器的端面上，减速器的输出轴带动链轮和一对幵式齿轮，使搅拌轴同 速反向旋转。为了防止浆水进入轴承，

22、轴端采取较好的密封装置。JS1000型混凝土搅拌机轴端密封和支承的结构图，支承的润滑靠轴上的链轮通过 圆锥圆柱硬齿轮减速器带动柱塞向其内压润滑油。图1.4JS1000强制式混凝土搅拌机的总体外形图旋转轴转向旋转轴转旬图1.5双卧轴搅拌机搅拌装置1 搅拌筒；2 搅拌轴；3 搅拌臂；4 搅拌叶片；5 侧叶片4 56 78图1.6 JS 1000型混凝土搅拌机机构示意图1搅拌轴I2侧叶片I3搅拌叶片支撑臂U4搅拌叶片5搅拌叶片支撑臂I6侧叶片U7搅拌叶片支撑臂川8 搅拌轴U图1.7 JS 1000型混凝土搅拌机的传动系统示意图I 减速器箱体 2 电动机3 级小齿轮 4 级大齿轮 5 二级 小齿轮6

23、二级大齿轮 7 三级小齿轮 8 大链轮 9 滚筒滚子链 10 幵式 大齿轮II 幵式小齿轮 12 小链轮13 三级大齿轮JS1000型混凝土搅拌机的卸料是靠装在两个圆槽底部的气动卸料闸门进行的。表1.3 JS1000主要技术参数型号JS1000出料容量1000 l进料容量1600 l生产率350 m3/h骨料最大粒径（卵石/碎石）60/80搅拌叶片转速27 r/mi n数量2X8搅拌系统配套减速机型号双电机BWY33-17-18.5功率2 X18.5Kw/37kW卷扬电动机型号Y EZ180M-4配套减速机型号BWY33-23-18.5水泵型号ISO80-65-125(C)功率3 kW卸料气缸

24、型号QGB80 X200-S料斗提升速度24-29.6 m/min外形尺寸（长X宽X高）运输状态4500 X2400 X2745 mm工作状态9500 X3800 X8605 mm整机重量（kg）110001.式搅拌机的计算（1）筒容量的计算：V2/Vi= 0.65; Vi/V =0.5式中：V1 进料容量（将搅拌前各种材料的体积累加起来的容量即干料容量。进料容量约为出料容量的1.41.8倍（一般取1.5倍）；V2 出料容量；V 搅拌筒容量。（2）转速的确定为了防止在离心力的作用下混凝土产生离析现象，搅拌叶片的速度有 一个极限值，称之为临界速度，其值为：u （临）=.gR式中：g重力加速度；R

25、回转半径；设计时，一般取搅拌叶片的速度为临界速度的2/3。对于涡浆搅拌机而言，叶片的速度，为其绝对速度；对于行星式搅拌机而言，叶片的线速 度是叶片对搅拌盘的相对速度，叶片的自转速度是公转速度的45倍。（3）搅拌机功率的计算强制式混泥土搅拌机的功率计算目前还没有一个严格的计算公式，这 里推荐一种简化的计算方法。对于一个双卧轴强制式搅拌机，某一搅拌叶 片的受力和运动情况见（图 1.2）。叶片的垂直高度为 bi，叶片与半径的 夹角为ai，作用在dp面积上的力为：dF=k b i dp式中：k单位面积上的运动阻力， 称为阻力系数，单位为N/cm 3 。 该阻力系数在叶片的转速确定后取决于混凝土的水灰比

26、。表1.4给出叶片速度为1.9m/s时不同混合料的阻力系数。由dF所产生的阻力矩：dM i = P cos ai dF i这一叶片上的总阻力矩M i =拆1r2 k bi p cos aid p=1/2kbi（r 2 -n2 ） cos ai式中：bi、r2和r1均以cm为单位，则 Mi以N/cm 为单位。考虑到 所有叶片上有阻力矩，则搅拌机的功率为：P=n/975000Mi Km式中：一一机械的传动效率；Z搅拌叶片的数量；N搅拌叶片的转速（r/min ）。对于涡旋式搅拌机，即为转子的转速；对于行星式搅拌机，则n=n2+ni, ni为行星架或转盘的转速，n2为叶片相对行星架的转速。图1.8强制

27、式搅拌机的运动分析图表1.3搅拌阻力系数k的取值混合料的性质K值N/cm干硬性混凝土68 -85塑性混凝土25 -35流动性小的砂浆30 -40流动性大的砂浆10 -20（1）强制式搅拌机的生产率计算根据搅拌机的出料容量，可按下式计算生产率Q:Q = 3.6VK/t1t2t3（m3/h ）式中：t1 、t2 、t3 分别为装料、搅拌 40 、卸料时间（ S）；V搅拌机出料容量；K每循环工作时间的利用系数。70S卸料时间出料时间为 12-14s, 知道了功率和转速，就可以选择驱动电动机和设计或选用减速机构。知道了生产率，就可以根据工地生产的需要，进行搅拌机的选型和确定台数。1.3 国内外混凝土搅

28、拌机的发展状况 国内大部分混凝土搅拌还在现场作业，从一开始的人工搅拌，到现在的机械智能化搅拌，近几年国内混凝土搅拌机行业飞速发展，所取得的成 就促进搅拌业的快速发展，缩短工程工期，依靠改进生产工艺，技术自主 创新，混凝土机械行业有了飞速的发展，其总产值已经达到了 300 亿，不 仅立足于中国，而且还大批量出品到国际市场，这足以说明国内混凝土搅 拌机在国内外混凝土机械行业的地位和发展有着引导性作用。从国内这几年出口搅拌机来看，国内搅拌机总体出口良好，产品在以 前的基础上经过大幅改进，性价比的提高 , 无论在产品技术、耐用性，可 靠性、各方面性能， 都在世界领先水平， 在国际市场受到用户的普遍欢迎

29、。1.4 本文的内容和方法 从强制式混凝土搅拌机的工作原理、基本结构来看 , 搅拌筒一般呈槽形, 垂直或水平设置的搅拌轴通过搅拌筒中心 , 搅拌臂沿径向固定在搅拌 轴上 , 搅拌叶片安装在搅拌臂外端。工作时 , 搅拌轴带动搅拌叶片旋转 , 强迫物料按预定的轨迹产生剪切、挤压、翻滚和揉搓等强制搅拌作用 , 使 物料在剧烈的相对运动中得到均匀搅拌。 改进搅拌叶片的结构和曲面形状 , 对提高搅拌质量、减小搅拌阻力和降低功率消耗具有重要的意义。因而 强制式混凝土搅拌机的的设计重点在于搅拌结构上。其设计的主要内容可 归纳如下：1 ）叶片的设计与计算；2）轴的设计与计算； 强制式混凝土搅拌机的几个方面：

30、1）大量利用工业废料，减少熟料生产和使用，保护环境。2 ）利用外加剂技术和矿物掺合料，提高混凝土的强度等级，改善混 凝土的施工性能和耐久性，争取到 2010 年高性能混凝土的用量占混凝土 总量达到或超过 50% 。 要获得高性能的混凝土除了配比的重要性外，对 其搅拌装置的要求也逐渐趋向于专业化、高效化和大型化等。因此探讨不 同搅拌装置的优缺点，从而进行优化设计，掌握其发展趋势，无论对于建 筑施工还是机械制造业都有着现实的指导意义和实践作用。1 ）实验辅助设计， 即在设计中对搅拌叶片的结构和曲面形状 , 对提高 混凝土搅拌机的搅拌质量、减小搅拌阻力和降低功率消耗，对卧轴式搅拌 机叶片结构与曲面形

31、状的改进可提高卧轴式搅拌机的生产效率具有重要 的意义。2）比较设计或仿形设计，即在设计中主要是利用现有机型的统计和 中国中铁隧道集团四处十二公司混凝土搅拌机的样机为参考，进行类比、 仿形或改进。立轴强制式搅拌机采用双卧轴式搅拌结构能有效提高搅拌质 量。2.总体设计方案确定与动力元件选择2.1 总体设计方案【配置清单】 JS 系列强制式搅拌机系双卧轴强制式搅拌机，双卧轴混 凝土搅拌机的组成，搅拌传动系统、搅拌筒、供水系统、卸料机构、供油 装置、电气控制系统。该机采用双卧轴搅拌，使混凝土在搅拌筒内作圆周 运动，由上料、搅拌、卸料、供水、气动、电气控制等部份组成。可拌制 骨料卵石 80MM 、碎石

32、60MM 以下的硬性混凝土、塑性混凝土、软骨混 凝土和各种砂浆、炭浆。技术特点： 双卧轴设计：搅拌能力强、搅拌均匀、拌合时间短、生产率高、节省 能源。结构设计：紧凑型设计可节省空间。合理的上盖空间设计，有利于进 料导斗配置，方便维修人员进出。搅拌特性：搅拌臂安装在六边形卧式搅拌轴上，整体构成间断型螺旋 结构。双轴搅拌中心交接处形成漩涡搅拌区，减少搅拌时间与能量损耗。搅拌质量：搅拌机在骨材全部投料完成后搅拌 20 秒钟，混凝土搅拌 可达到合易性峰值，因搅拌时间短，每小时能完成最大次数的搅拌循环。驱动装置：由单电机、轴上型减速器、皮带轮与联轴器等组成，确保 搅拌轴的合理转速和同步运作。电机由国外知

33、名厂牌在国内制造，减速机 由国内优良厂商制造。搅拌轴轴承：轴承与轴密封完全分离，漏浆时不会影响轴承，提高主 机使用寿命，轴密封易于维修与更换。搅拌主机 JS1000 1 台搅拌电动机 37Kw 1 台 ,减速机 ZSY630 1 台 ,进料容量 ：1600L出料容量 ：1000L生产率 ：> 50m3 /h骨料最大粒径：80/60( 卵石 /碎石 ) mm搅拌叶片转速：25.5r/min数量 ：2X8搅拌电机型号：Y225S 4功率：37kW卷扬电机型号：YEZ160S 4功率：11kW水泵电机型号：KQW65-100(I)功率：3kW料斗提升速度 ：21.9m/min外形尺寸：（LXB

34、XH） 工作状态 ：9080 X3436 X10040图 2.1 双卧轴混凝土搅拌机整机示意图1 进料斗； 2 上料斗； 3 卷扬机构； 4 搅拌筒； 5 搅拌装置6 搅拌传动系统； 7电气系统； 8机架； 9 供水系统； 10卸 料机构图 2.2 双卧轴混凝土搅拌机整机示意图1 进料斗； 2上料斗； 3卷扬机构； 4 搅拌筒； 5 搅拌装置； 6搅拌传动系统； 7电气系统图 2.3JS 1000 强制式混凝土搅拌传动系统搅拌传动系统：电动机、皮带轮、减速箱、开式齿轮等组成、三级齿 轮减速箱，双输出轴、两根水平布置的搅拌轴反向等速回转。2.2 电动机的选型1 、电动机的型号电动机的基本功能是最

35、先确定的选择要素，假设配套的拖动设备需要 调速，就只能选择调速电动机，电动机选型要注意的其他因素还有很多， 包括电动机的价格、电动机的使用寿命、电动机运行的可靠性等等。电动 机选型，总的来说还是需要综合考虑各种因素，这样才能保证最后选择的 电动机可以很好的满足生产的需要。2 、电动机的参数电动机的基本参数是确定型号的最主要依据，在其他参数能满足配套设备需要的前提下，选择那些为拖动机械备件功率 1.2 倍的电动机，这样 做既可以满足配套设备的需要，也能节约购买的经费。根据混凝土搅拌机的静负荷功率或其它给定条件计算负载功率 Pl;参照电动机的技术数据： 机械设计手册（表 31-22 ）Y 系列（

36、IP44 ） 封闭式三相异步电动机技术数据）故：选择 Y225 4 型号的电动机。由此可知：电动机的额定功率： P n=37 kW（1） 根据混凝土搅拌机的工作方式和额定功率，见机械设计手册（表 31-16 电动机额定功率的计算方法）可知：工作方式与负载性质属 于长期工作方式恒定负载，计算公式：P n >Pl式中： P n 是额定功率；Pl 是负载功率；P n >Pl（ 2）由机械设计手册（表 31-16 电动机额定功率的计算方法）可知： 实际运行条件符合标准散热条件和标准环境温度时，不进行发热 校核。（ 3）根据混凝土搅拌机电动机的过载能力校核，由Tm > Am T n式中

37、： Tm 电动机运行时承受的最大转矩；A m 允许过载倍数 ，A m= 2.0=T max/T n值见机械设计手册 （表 31-17 各种电动机的转矩过载倍数 ）T max 、 T n 电动机的允许最大转矩和额定转矩。混凝土搅拌机电动机启动能力校核，一般应保证电动机启动时启动转矩 T st 大于负载转矩 T l 。（ 4 ）适用于混凝土搅拌机的的场合；（5）安装尺寸与外形尺寸见 机械设计手册（表31-23 B3的尺寸表 31-26 B5 的尺寸 B35 的尺寸 B5 型 V1 的尺寸 ）；（6） 电动机工作制为 S1 工作制，根据机械设计手册 （表 31-9 电动机 9 种工作制 ）知；（ 7

38、）安装方式： B3、B5、B35 与其派生型式；（8 ） 技术数据 根据机械设计手册（表 31-22 ） Y 系列（ IP44 ）封闭式三相异步电动机技术数据）选项 Y225 型电动机。（9）型号含义如下:Y 225 S (1) - 4H-中机座，L-长机座）图2.4电动机型号含义2.3减速器的选型减速机为三级圆锥圆柱硬齿面齿轮减速机。齿轮选用优质合金钢经渗 碳、淬火、磨齿的硬齿面其承载能力比软齿面提高4倍，比中硬齿面提高2.5倍，所以寿命长（平均寿命12年），是一般减速机寿命的 3倍，大 大节省维修费和停机误工损失，经济效益显著。三级齿轮减速机综合效率 大于94%，减速机输入轴加粗，轴承型号

39、选大，因此延长了输入轴与轴承寿命， 提高了可靠性，减少维修费用；选用空心输出轴的轴装式结构，减少驱动 装置所占空间使结构更为紧凑。两根搅拌轴为优质合金钢并经调质处理和滚压加工提高其静强度和 疲劳强度；主轴承能自动补偿和外壳孔中心线的相对偏斜从而保证轴承正 常工作，其额定动负荷 外载荷20倍多，所以具高可靠性和高寿命， 该轴 系寿命9 X104小时（16年）。减速器的选型1. 混凝土搅拌机的减速器是用于搅拌电机和工作机之间的独立转动装 置，主要功能是降低转速，以便带动大转矩的工作机。根据 见机械设计手册（表 19 1减速器的主要类型和特点）可 知：表2.1圆锥一圆柱齿轮减速器根据 见机械设计手册

40、（表 19 2常用标准减速器的类型和适用条件）可知选 JB/T8853 1999 :表2.2硬齿面渐幵线圆柱齿轮减速器标准JB/T8853 1999类 型类名称硬齿面渐幵线圆柱齿轮减速器分类三级型号ZSY传动比22.4 100功率(n 1=1500r/mi n )/ kW8 1865输入转速r/mi nV <20m/s 可正反向运转适用范围建筑、运输、水泥、冶金、矿山、纺织轻工业等说明比JB1130 70软齿轮面减速器承载能力平均提高24倍以上价格增加3倍2.代号与标记Z S Y 630 -22.4 -JB/T 88531999标准号装S己型号，（见表194亠表9-6）公称速比i二1&#

41、163; 5,见表1勺表19-9）低速级中心距a=560jnmj （见19-7-19-9）硬齿面齿轮.三級圆柱齿轮减速器图2.5硬齿面渐幵线圆柱齿轮减速器的代号与标记3. 装配型号、外形尺寸和承载能力见机械设计手册（见表19-3）（普通圆柱减速器装配型号、外形尺寸和承载）4. 选用方法本减速承载能力受机械强度和机械功率两方面的限制，因此减速器型 号的选用通过两个功率的校核计算，必要时还应进行瞬时尖峰载荷的校核 计算。（1）机械强度的校核计算P1c=P1w Ka WR（19-1）式中P1c 减速器的计算输入功率（kW ）;P1w 减速器的实际输入功率（kW ）;Ka工况系数， 见机械设计手册（表

42、19 16减速器载荷分类）,（表19 17减速器的工作情况系数 Ka）;P 与实际输入转速相对应的额定输入功率（ kW）见机械 设计手册（表19 9 ZSY型三级展幵式硬齿面齿轮减速器额定输入功率 P1 ）；如果减速器的实际输入转速与承载能力表中的三挡（1500、1000、750/min ）公称转速相对误差不超过 4%，贝V:R = P式中 P1 该挡转速下的额定输入功率， （kW） （见机械设计 手册表 19 9 ZSY 型三级展开式硬齿面齿轮减速器额定输入功率 P1 ）；如果转速误差超过 4% ，则：P1 = P1 n1w/n1（ 19-2 ）式中 n1 承载能力表中的公称转速（ r/mi

43、n ）;n1w 实际输入转速（ r/min ）。（ 2）热功率的校核计算Pt=P iw K1K2K3 <Pg式中： Pt 计算热功率（ kW ）；K1 额定功率利用系数，见机械设计手册图 19-3 ； K2 负荷率系数，见机械设计手册图 19-4 ； K3 环境温度系数 厂C ,见机械设计手册图19-5;Pg许用热功率（kW）,见机械设计手册表19-1319-15。当式中（ 19-3 ）不成立时，应改进冷却措施或改进较大型号减速器。（3） 瞬时尖峰载荷的校核计算P max <1.8 P iw（19-4）式中： P max 瞬时尖峰载荷（kW ）2. 本设计JS混凝土搅拌机用第I种装

44、配型式的硬齿面三级展幵式硬 齿面齿轮减速器。由电动机的选型可知，输入转速为 1480 r/min ，输入 功率380 kW ,传动比i=22.4,每天工作24小时，最高环境温度45 C,在 户外露天。按机械强度初选减速器型号 由机械设计手册 （表 19 16 减速 器载荷分类 ） 知JS强制式混凝土搅拌机属于中等冲击载荷，据机械设计手册（表19-17 减速器的工作情况系数 Ka） 查得工况系 Ka=1.75 ；由式（ 19-1 ）知，计算输入功率为 :P1c=P1w Ka=380 X1.75 kW=665 kW据P1c、和与实际输入转速1480 r/min 接近的公称转速1000 r/min

45、由表 19-9 初选 ZSY630 型，其额定输入功率 P1=1865 kW. 。相对转速误差 n=丨（n 1- n1w）/n1| =| （1000-1480）/1000| =|48% |>4%,需进行额定功率的折算，由式 19-2知:P'1= P1 n 1w/ n1= 1865 X1480/1000 kW=2760kW因为P'1>P1,所以ZSY630型减速器仍满足机械强度要求。2.热功率的校核计算 由机械设计手册（图 19-3 额定利用功率系 数 K1 ）知：功率利用率P1w/P1=380/1480=0.257"26%,则额定利用功率系数 K1=1.5

46、 ，由机械设计手册（图 19-4负荷率载荷系数K2 ）知K2=0.65 ; 由机械设计手册（图 19-5知环境温度系数 K3 ）知K3=1.1 ; 由机械设计手册（表 19-15 ZSY 型三级展开式硬齿面齿轮减速器热功率 Pg1 ）知 Pg1=600kW ；由机械设计手册（ 19-3 ）知，计算热功率为：Pt = P1w K1K2K3 wPg=380 X1.5 X0.65 X1.1 kW= 407.55 kW < Pg1 则热平衡校核通过。因本设计没过载，故不进行过载校核计算。结论：选用减速器代号为： ZSY63022.4JB/T8853 1999。2.4 联轴器的选择与计算 当轴与轴

47、要联接传达动力时，一般有用皮带轮或齿轮做联接，但若要 求两轴要在一直线上且要求等速转动的话，则必须使用联轴器来联接。而 因加工精度、轴受热膨张或运转中轴受力弯曲等，将使两轴间的同心度产 生变化，因此可用柔性联轴器当作混凝土搅拌机来维持两轴间的动力传 达，并达到吸收两轴间的径向、角度与轴向偏差，进而延长机械的寿命， 提高机械的品质。联轴器的选型（机械式联轴器的简称） 是机械产品的传动装置中， 轴系最常用的 连 接部件。联轴器分类 见机械设计手册（表 26-2 联轴器分类 ） （1）联轴器的选用计算 联轴器的转矩 Tn联轴器的主要参数是公称转矩 Tn,选用时各转矩间应符合以下关系： 联轴器的理论转

48、矩计算：T v Tc<Tn <T v Tmax v Tmax式中： T 理论转矩（ N.m ） ；Tc计算转矩（N.m ）;Tn公称转矩（N.m ）;T 许用转矩（ N.m ） ；T max 最大许用转矩（ N. m ）；T max 最大转矩（ N. m ）；（2）联轴器的理论转矩计算是由功率和工作转速计算而得，即：T=9550 Pw/n=9550 X10 3X37/1480 N. m=2.437 X105N.m式中： Pw 驱动功率（ kW）；N 工作转速（ r/min ）；（3）联轴器的计算转矩计算联轴器的计算转矩是由理论转矩（T）、和动力机系数（Kw=1 ）、工 况系数（ K

49、=1.75 ）、启动系数（ Kz=1.3 ）、温度系数（ Kt=1.1 ）计算而得， 即：Tc =T Kw K Kz Kt=243.7 X1 X1.75 X1.3 X1.1 N.m= 609.9 N. m式中：T理论转矩；Kw 动力机系数； （见机械设计手册表 26-6 动力机系 数 Kw）K 工况系数； （见机械设计手册表 26-8 工况系数 K）Kz 启动系数； （见机械设计手册表 26-8 启动系数 Kz） （ 4） 动力机为发动机，由机械设计手册（表 26-7 联轴器载荷 类别）可知：属于均匀载荷下弹性联轴器选用。2）弹性联轴器计算由机械设计手册（表 26-2 常用联轴器性能比较 ）可

50、知： 应选用弹性联轴器，且机组系统中联轴器位唯一弹性部件，主、从动 机可 简化为两个质量系统，采用以下计算：在均匀载荷时 在各种温度不同的情况下，动力机计算转矩T ac （主动端）不得小于工作机计算转矩（从动端） ，即：T ac >Tic Kt= 243.7 X1.1 N.m= 268 N.m式中：Tac动力机计算转矩；Tlc 工作机计算转矩；Kt 温度系数；初选 GB4323 中 TL5 型 T n=350 N. m 弹性套柱销联轴器， 弹性套为天然 橡胶3. 叶片的设计与计算3.1 叶片的布置1.改进卧轴式搅拌机叶片结构与曲面形状通用的卧轴式搅拌机的叶片 结构为单螺旋带式 , 其曲面

51、形状为标准螺旋面。工作时 , 物料在叶片推动 下沿螺旋面移动 , 单轴运动方式和螺旋输送机相同。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 , 通用的卧轴式搅拌机的叶片结构和曲面形状都 很不合理 , 应该加以改进和创新。2. 搅拌叶片的排列方式为正反排列的双轴搅拌机。 双轴搅拌机的叶片排列结构改为正反排列,可大幅度提高物料混合搅拌效果。3. 双轴搅拌机单根轴搅拌叶片的排列分析目前现有的双卧轴搅拌机 , 其叶片排列具有涡旋搅拌特征 , 物料的流 向符合右 （左）手定则 , 即当右 （左）手四指顺着搅拌轴旋转方向时 , 拇指的指 向就

52、是物料的流动方向 ;并且两轴上搅拌叶片推动物料轴向流动分量和径 向流动分量的方向相反。此时 , 物料不但在拌筒内有大范围的循环流动 , 而且在中央主搅拌区 两轴之间的物料还有强烈的高频次逆流从而使物料产生强烈的碰撞和揉 搓,快速实现均匀拌合。但这是叶片的总体形式 , 而对于叶片在搅拌轴上的具体排列 , 则还需 要进一步分析。这主要包括两方面 , 一是单根轴上相邻两个搅拌叶片的排 列 , 二是双根轴上搅拌叶片的对应排列。单根轴上相邻两个搅拌叶片的排列可以有两种方式:一种称其为正排列 ; 另一种为反排列。当逆着物料流动方向看, 搅拌叶片的排列顺序方向与搅拌轴转向相同的为正排列 ;搅拌叶片的排列顺序

53、方向与搅拌轴转向相 反的则是叶片的反排列。对于单根轴上相邻的两个搅拌叶片 , 正排列要比反排列推搅得快。因 此在搅拌时间一定的情况下 , 物料得到的搅拌次数也就更多 , 也就更容易 达到匀质。卧轴搅拌机双根轴搅拌叶片的对应排列 , 卧轴搅拌机双根轴搅拌叶片 的对应排列有交错布置和平行布置两种形式 , 分析双根轴上搅拌叶片的排 列。考虑到单根轴搅拌叶片正排列有较好的搅拌效果 , 那么双轴搅拌叶片 的排列就有两种组合 :一正一反排列 （ 简称正反排列 ） 和双正排列。显然在不破坏物料流大循环的前提下 , 两轴间物料逆流运动的频次越高 , 揉搓 和挤压作用就越充分 , 搅拌效果就越好。因此 ,双轴上

54、搅拌叶片的排列应以 此作为依据。当然也要兼顾在搅拌的任何瞬间参与搅拌的叶片数量相同 , 以达到电机负荷均匀 , 减少冲击的目的。通过对叶片相对运动分析可知 :无论两轴上的叶片是交错布置还是平 行布置 ,搅拌叶片正反排列得到的逆流次数 （3 次 ）要比搅拌叶片双正排列得 到的次数 （2 次）多,因此搅拌作用更强烈 , 搅拌质量也更好。并且随着搅拌 叶片数量的增多 ,这种优势会更加明显。同时在双正排列中 , 由于两轴上的叶片同时到达主搅拌区 , 那么搅拌 叶片的运动顺序破坏了拌筒内物料的大循环流动。这是因为物料以连续递 推的方式前进 , 工作时两根搅拌轴中会有一根轴上相邻叶片;同时参加搅拌 , 并且二者对物料推动的方向相反。由于叶片的反向推动, 该叶片的相邻叶片无料可搅 , 从而导致一根轴上叶片内的物料无法推出来 , 而另 一根轴上的叶片内的料也无法推进去。所以 , 双正排列叶顺序对物料 沿轴向的均匀拌合是极为不利的通过搅拌性能对比试验进一步验证 , 试验的结论与理论分析是一致的 搅拌叶片正反排列既能增加物料逆流运动的频次 , 也能保证物料获得较多 的轴向流动次数和在拌筒内翻动的剧