混凝土搅拌机结构设计

本科论文目录TOC\o"1-3"\t"标题,1"\h\u摘要 IAbstract II引言 11总体概述 21.1搅拌机概述 21.2搅拌机分类 31.3各种搅拌机的描述 51.4搅拌机维修保养 52设计的主要内容 72.1搅拌装置 72.1.1搅拌筒结构及卸料方式的确定 72.1.2搅拌叶片、搅拌轴及支承的结构 82.2传动系统 102.3上料系统 112.4供水系统 132.5机架与支腿 143机架的设计 153.1机架设计的主要内容 163.2底架的设计 163.2.1机架设计的一般要求 163.2.2底架材料的选择 163.2.3底架的大体尺寸 173.2.4确定搅拌筒的位置 173.2.5底架所受各力的分析计算 183.2.6求各个点的力矩： 233.2.7底架的校核 243.3支腿的设计 253.4梯子及栏杆的设计 273.5中速级斜齿圆柱齿轮设计计算 28结论 34参考文献 35致谢 37本科论文摘要搅拌机其中的一种是把混凝土的水泥、砂石和其他骨料等原料和其他水泥进行混合后并同时搅拌入水泥制成的混凝土进行搅拌，它本身就是强制式的混凝土卧轴搅拌机。搅拌筒、进料出料的机构、水源输送机构、电动机、传动控制机构、机架和支撑装置等都是混凝土搅本机的重要结构组成部分。对于间歇式的搅拌机来说是按照工作性质区分的；对于自落式的来说，它是按照混凝土搅拌桶的原理区分的；对于固定式的来说，它是按照搅拌桶的安装位置区分的；倾翻式和非倾翻式分别是根据出料的方式进行区分的。除此之外，按照混凝土搅拌桶的结构又可分为双锥式子和鼓筒式等。Js-500搅拌机是本次设计的重点，卧轴式结构是强大之处。强制式的卧轴混凝土搅拌机不但能够搅拌干硬性特征的混凝土和轻质材质的钢筋混凝土，因为混凝土原料需要搅拌均匀且剧烈，因此这样的生产率极高,质量还可以得到保证,花的钱少还很多。它目前在国内新型混凝土搅拌机市场中出类拔萃，紧凑的结构设计、美观的外型、超高的性价比是整个搅拌机器的主要设计特点。文章主要是设计Js-500型号的混凝土搅拌机结构和搅拌机机架的设计。其中对机架结构设计的要点、机架零部件与机架配合方式要求的确定、对需要安装在机架上的零件及零件的排列顺序的确定、零件尺寸的确定、根据机架所受力的大小确定出它的材料、机架进行稳定性的分析、完成所有机架的总成图及安装所有零部件的图纸等是本次搅拌机设计的主要方面。关键词：混凝土搅拌机；机架；槽钢AbstractThereisakindofmixingmachinethatmixestherawmaterialsofconcrete,suchascement，sandandotheraggregateswithothercementandmixesthemintotheconcretemadeofcementatthesametime.Itisaforcedconcretehorizontalshaftmixer.Mixingdrum,feedinganddischargingmechanism,watersourcetransmissionmechanism,motor,transmissioncontrolmechanism,rackandsupportdeviceareallimportantpartsoftheconcretemixer.Forintermittenttype,itwasdistinguishaccordingtonatureofwork;forselfdroppingtype,itisdistinguishedaccordingtotheprincipleofconcretemixingbarrel;forfixedtype,itisdistinguishedaccordingtotheinstallationpositionofmixingbarrel;fortiltingtypeandnontiltingtype,theyaredistinguishedaccordingtothewayofdischarging.Theothersideisaccordingtothestructureofconcretemixingdrum,itisdividedintotwoconetypeanddrumtype.Thedesignofjs-500mixerfocusesonitshorizontalaxis.Thesekindsofforcedhorizontalshaftconcretemixeristhesametypeofmixerasituses.Theforcedhorizontalshaftconcretemixercannotonlymixtheconcretedryandhard,butalsomixthereinforcedconcreteoflightaggregate.Thecharacteristicsoftheforcedhorizontalshaftconcretemixerarethattheconcreterawmaterialsneedtobemixedevenlyandviolently,whichhashighproductivity,goodqualityandlowcost.Atpresent，itisanewtypeofconcretemixerinChina.Itsmaindesignfeaturesarecompactstructure，beautifulappearance，economyandpracticality.Themaincontentofthemixerdesignandcalculationisthedesignofjs-500concretemixerstructureandframe.Amongthem,determinethestructureofallracks,determinethemutualpositionsofallrackcomponentsoneachrack,determinethepartstobeinstalledontherack,thearrangementsequenceandstructureofparts,determinethesizeofparts,determineitsmaterialsaccordingtothemagnitudeofthestressontherack,conductstabilityanalysisontherack，completetheassemblydrawingandinstallationplaceofallracksDrawingswithpartsarethemaincomponentsofthemixerdesign.Keyword:concretemixer;rack;thechannel引言对于种类丰富多彩的混凝土来说，其中有一种主要需要用于建筑材料中。非匀质材料的混凝土在建筑材料中属于常用原料，它的优点是用途广，材料来源丰富，经济性好。强制式混凝土的搅拌机是大量生产干硬性混凝土的主要来源机械设备。混凝土搅拌机的两种主要搅拌形式分别为自落式的和干性强制式的。塑性的混凝土搅拌机发展演变而来了干性的和硬性混凝土搅拌机，在混凝土发展的过程中尤其对强制式的粘土搅拌机提供了巨大的帮助。混凝土搅拌过程中的干硬性混凝土和轻骨料的混凝土均能由强制式和干硬性混凝土的搅拌机实现，其中的干硬性混凝土原料需要搅拌均匀且剧烈，这样的生产率较高、质量好、开销低。虽然强制式混凝土搅拌机仍然存在着很大的市场发展和应用空间，但是它仍有许多的缺点，例如功耗大和结构复杂等。设计Js-500型号的混凝土搅拌机是本次设计的重点，在当今社会得到了飞速的发展。为了扩宽搅拌机的适用范围完善搅拌机的整体结构，搅拌机的类型变得越来越多，每种搅拌机的结构和其性能各有特点。为了使搅拌筒结构不会倾翻，所以采用了底下开门卸料的原理。主要特点是节省了提供动力的装置,结构形式简洁明了，布置紧凑合理，方便装拆[1]。1总体概述1.1搅拌机概述对于混凝土搅拌机来说，它的主要结构是动力机构，动力结构是由传动轴与传动机滚动筒组成的；除此之外，还有传动齿轮，它是由传动轴上的齿圈和传动齿圈啮合而成的。本次设计的js-500搅拌机，它有许多优点，例如结构合理、操作方便等。为了使搅拌机可以在工作环境不好的情况下正常工作，本次设计的搅拌机传动轴利用齿轮与齿圈啮合传动。与此同时，传动齿轮最大的优点是它可以更有效的抵消拖轮和滚筒冲击带来的震动。本次设计的搅拌机最大的优点是它的结构简单、外型美观。Js-500型搅拌机有两个轴，它属于双卧轴搅拌机的一种。与单卧轴搅拌机来说，它最大的特点是操作容易。该搅拌机除了能搅拌塑形混凝土外，还能搅拌硬性混凝土[2]。它有许多创新点，如可以单机独立作业、可组成简易式的单击搅拌工作站以及可以给混凝土搅拌站工作提供配套的主机，适用于大型、中型、小型的预制混凝土构件厂及高速公路、桥梁、水利、码头等大型的建筑工程及其他民用建筑的搅拌工程系列，它是一种高效率的机型,应用非常之广泛。图1.1搅拌机1.2搅拌机分类按其主体工作的运动性质特点分为：间歇式(分式或批式)和自动连续式；按照各搅拌筒的主体工作运动原理特点分为：自落式和自动强制式；按各搅拌筒的自动安装和旋转移动工作方式特点分为：固定式和移动式；按拌筒进入出料的侧翻方式分为：倾斜侧翻式和非倾翻式；按各搅拌筒的主体结构和工作形式分为：梨式、鼓筒式、双锥、圆盘式和立式卧轴式和圆槽卧轴式等。按工作性质可分为：(1)周期性工作性质的搅拌机；(2)连续性工作性质的搅拌机。按工作性能可分为可分：(1)自落式性能的搅拌机；(2)强制式性能的搅拌机。按搅拌桶形状类型可分为：(1)鼓筒式形状的；图1.2鼓桶搅拌机(2)锥式形状的；图1.3双锥搅拌机(3)圆盘式形状的。图1.4圆盘搅拌机4.按照工作传动方式方法可分为：(1)摩擦传动，老式也叫做摩擦搅拌机；(2)齿轮传动，老式也叫做齿圈搅拌机。1.3各种搅拌机的描述对于搅拌机来说，自落式搅拌机历史悠久，第一台自落式搅拌机在1905年被研制出来出现在市场上[3]。在1950年之后，搅拌机得到了突飞猛进的发展，在1951年出料式、侧翻式等搅拌机也逐渐被研发出来。在1955年，世界上第一台自落式搅拌机被研制出了。对于自落式搅拌机来说，它最大的特点是安装了自落式搅拌桶，该桶是径向布置的。当自落式搅拌机工作时，搅拌桶沿着它的轴线进行旋转，然后将混凝土放入桶内，当搅拌桶的重心以及叶片的重心被提高后，在重力的作用下，它可以水平运动，进而达到搅拌的作用。自落式搅拌机结构非常简单，一般以搅拌具有塑性的混凝土物料为主。对于强制性混凝土搅拌机来说，第一台是在1951年研制的，并于1955年得到了迅猛的发展和兴起。最先被研制出的混凝土搅拌机是圆盘式和立轴式两种强力搅拌机。该混凝土搅拌机又可包括两种，凝土涡桨式和混凝土行星式。在1970年之后，轻质混凝土得到了高速的发展，伴随它的发展，又兴起了圆槽单卧轴式和圆槽双卧轴式两种搅拌机。它最大的特点是可以实现线性转动。其搅拌筒和叶片的线性转动速度小，耐磨性好并且物料耗能少。圆槽强制式搅拌机和混凝土强力搅拌机主要是在拌筒内的混凝土旋转轴和臂架上装有一种搅拌叶片，当将混凝土放入搅拌桶时，在搅拌叶片的作用下实现搅拌，可形成可靠的混凝土。与其他搅拌机相比，该搅拌机的作用更强，适用范围更广。连续式搅拌混凝土是在搅拌机的内部卸入送料端上装有一个圆形螺旋状的续式搅拌卸料叶片，对于混凝土的搅拌材料来说，当混凝土被搅拌好后，它会陆陆续续的从搅拌机的卸口槽流出。这种新型连续式压力搅拌机的主要特点是整个搅拌过程持续时间短、生产率高。其后在技术上的发展引人注目。在当今社会，我国的混凝土以及搅拌机都得到了飞速的发展，又有许多类型的混凝土搅拌机被研发出来，最常见的是蒸汽搅拌的加热式混凝土搅拌机，除此之外，还有二次搅拌的专用混凝土搅拌机和声波混凝土搅拌机等。1.4搅拌机维修保养(1)把机体上肉眼可见的污染物清理干净，是防止搅拌机污染的重要手段之一。(2)检查中性油料在各个润滑处的覆盖效果及其传动电路配置和压力控制传动系统结构等相关设备，并按实际设计工艺要求在每个润滑处底部加注适量的中性润滑油。(3)每班操作人员应在开始正常工作前，在汽车制动器和搅拌筒内快速加水然后空转1-2min,同时还要定期检查制动离合器和汽车制动液压系统等保护装置可以保证正常工作的安全性和可靠性。(4)混凝土钢筋搅拌机在正常高速运转的运行过程中，应随时随地注意仔细检听运转电动机、减速器、传动器和齿轮的各种电磁波和噪声振动现象温度是否属于正常状态。(5)定期检查维修。可更好的保证它的机器性能。在维修过程中必须要保证维修质量，选用高质量的轴承。2设计的主要内容2.1搅拌装置搅拌机驱动装置主要包括：有搅拌筒、有搅拌驱动轴、有搅拌臂、有搅拌驱动叶片与侧搅拌叶片，具体的结构如下图2.1所示：1—吸式搅拌筒;2—吸式搅拌器的轴;3—吸式搅拌臂;4—吸式搅拌器的叶片;5—侧吸式搅拌器的叶片图2.1双卧轴搅拌机搅拌装置对于搅拌桶来说，它的内部必须有两根传动轴，该传动轴为平行传动轴，两根轴都有一个特点是它们都装有侧叶片。传动轴靠近搅拌筒的两端搅拌臂上依次都分别装有侧叶片，这样的结构可以更好的刮掉桶上剩下的混凝土，也可以更好的改变混凝土的导向。总体结构如图2.1所示，叶片与搅拌村板之间的混凝土间隙小于等于5mm。2.1.1搅拌筒结构及卸料方式的确定搅拌筒的结构尺寸下面展示：搅拌桶容积利用系数的确定为：j=0.41；搅拌桶总筒体的长度为1190毫米，筒的直径大约长度：D=838毫米；搅拌桶筒体的总长度大约为1330毫米，搅拌桶筒体的外径大约为：D0=858mm；搅拌筒几何容积V=1.22m3。确定卸料方式方法：目前来看啊，搅拌机常用的卸料方法是整机倾翻式与底部开门卸料式两种方式，就根据此设计而言的话，它的容量是五百升，尽管不那么多，但基本适用于一般场合，并且是根据搅拌筒的尺寸和筒体结构确定的。本次设计采用侧翻式是不太现实的，因为本次设计的筒体不是长方形，所以最好采用底开门式，这样既可以尽量使得混凝土更加顺利地在整个搅拌的过程后从筒体中卸出，也因为这样可以尽量避免使筒体发生侧翻，安全系数大大提升、劳动力成本降低、少花钱多办事、很多自由的功能特点应运而生了，操作也是方便，所以如果采用底开门式这种卸料的方式就比较划算了。2.1.2搅拌叶片、搅拌轴及支承的结构(1)搅拌叶片的设计：市场上目前广泛采用的叶片方式主要是卧轴式和铲片式的两种方案[4-6]，对于单个搅拌机的叶片结构来进行讨论，它主要是一个平板，并在搅拌臂的作用下和轴承一起组成一体。它的叶片分布形式为螺旋线，叶片之间的联系是非常小的，因此该种设计方法就有许多的优点。它可以使得叶片的加工和安装的操作变得简单且方便，因此可以更好的取代传统的螺旋带叶片。对叶片局部磨损来说，最容易受到磨损的是产片式，主要的原因是产片式的物料和叶片的局部经常发生摩擦，造成物料波动容易直接卡住局部物料，并不断摩擦，更加剧烈，导致疲劳。搅拌的明显效果就不必多说，肯定大幅度下降，从卧轴式的磨损程度和铲片式搅拌磨损程度来看啊，铲片式比传统的螺旋带式差一些。对于搅拌装置来说，它主要是由螺旋轴和反向螺旋带叶片构成的，并且螺旋带之间的距离为1800。两个叶片在轴上的螺旋带运动方向也是不一样的，这样我们就可以有效确保罐内的混凝土所做的运动。正常来说，当叶片的一端转动时会带动反向螺旋转动，进而会在罐内进行旋转，已达到搅拌的作用。与此同时，另一端的反向螺旋会带动叶片转动，也达到搅拌的作用。就在两组螺旋带叶片互相进行交替推动工作的循环运动过程中，排出螺旋带叶片将筒内的拌合料挑起来，然后在该叶片的一端下面形成一个无料或者可能是少料的螺旋带空间。在此时，随着切入螺旋的转动叶片也随着转动，混凝土会从叶片的一端到达叶片的另一端，在此过程中，混凝土走的是轴向位移，而在另一根轴上的螺旋带叶片却把筒内混凝土的拌合料向两个相反的螺旋带方向相互推动，使筒内的混凝土往复来回运动。另一方面，被挑起来的较大型混凝土水泥拌合料在一个螺旋带片后面的空挡位置连续落下，使得拌合料相互之间的颗粒产生连续地的摩擦，首先使得前落下的混凝土拌合料一直连续地受到后落下的混凝土拌合料的摩擦和冲击，使得水泥的活性得到持续地提高。在拌合料叶片的切入端和方向上由于每个拌合料点线的速度都不同，拌合料受到颗粒挤压的速度同时。相互间有很大的相对位移和距离，因此较大的混凝土水泥颗粒块状将被迅速分散并且细化。由于这种强制搅拌机型的结构十分紧凑。因此，它有许多的优点，例如容积系数大，搅拌的更加仔细。混凝土中的位移时间较大，也正是因为位移时间大，所以双轴搅拌机的性能好。1—轴ⅰ2—侧向转动搅拌搅匀叶片支承ⅰ3—两种侧向搅拌转动方式搅拌搅匀叶片转动支承臂ⅰ和ⅱ4—侧向搅拌搅匀叶片5—侧向搅拌搅匀叶片转动支承臂ⅱ和ⅰ6—侧向的转动方式搅拌搅匀叶片支承ⅱ7—两种搅拌方式叶片转动支承臂ⅱ和ⅲ8.轴ⅱ图2.2搅拌装置由以上的案例分析我们可以很清楚的看得出来，铲片式的效果没有螺旋带式的好，但是考虑到产品加工和安装的要求以及当前生产厂家需要拥有的专业生产的技术和设备等条件，这里决定了使用先进的铲片式，以达到经济最简便，生产工作效率最高的生产效果[7]。(1)本次的转动搅拌机系统设计主要就是采用两组转动搅拌机和铲片的转动方式,第一根轴上分别使用右或左螺旋转动搅拌机的铲片，第二根轴上的搅拌铲片则分别使用左或右螺旋转动搅拌机的铲片。对于驱动搅拌装置来说，它在轴上的驱行叶片为6个，包括四片轴侧搅拌驱动叶片和两片侧轴上搅拌驱动叶片。(2)搅拌的轴设计搅拌轴的尺寸大概主要结构尺寸经过初步的计算，考虑安全余量，直径姑且定为90mm,轴具有结构的特点和型式，就目前的搅拌轴厂家以及生产的状况来进行观察，大多数一般均是采用铲片式实心轴，空心搅拌轴普遍都是具有轻量省材料，重量相对较轻，受力和传动效果好等诸多优点。但是由于加工较困难，装置的要求也较高,造成它的生产率较低，一般都不会被广泛的采用。采用铲片式实心搅拌轴的方式加工更方便，而且还可靠实用，铲片式的实心搅拌轴在生产系统中还是存在许多问题的，最常见的就是无法连接的问题，例如铲片式搅拌轴与空心式搅拌臂之间。现阶段常见的形式有卡轴式和插孔焊接式。对插孔焊接式搅拌轴来说，它最大的优点是结构可靠，操作容易以及不会影响搅拌轴的传动强度，因次我们采用了焊接的方式。(3)支承结构由于考虑这次设计使用的是底开门的卸料的方式，因此这种支承与传统的支承不太一样，首先把筒体固定安装在底座上，再把两根轴通过轴承固定支承在筒体上。由于混凝土搅拌筒里面可以安装有各种流塑态的各种混凝土密封拌合料，所以混凝土搅拌筒主轴必须考虑得适当地采用浮动对轴承的两端密封处理，为了有效防止砂浆浮动损坏轴承。浮动对壳体密封的方式浮动对是一种经过了大量实践证明的且被国际公认的也是非常理想的混凝土密封壳体处理方法，本机就是使用这种浮动对密封的方式。2.2传动系统传动系统按照机械传动的方式可以大致分为两种：二级机械传动系统方式和第一级液压马达传动的方式。对于液压马达的传动方式来说，它最大的特点是结构紧凑，重量较强，驱动力较大等等的多种传动特点，但是由于考虑到目前国内的市场情况，液压马达虽比以前在性能和质量上已经有所提高，但价格还是贵，用在一般的液压搅拌机器上,成本非常高，太符合经济，所以我们一般选用较为传统的二级机械传动系统方式。对于机械传动系统来说，它主要由皮带轮、电机、减速箱、开式大小齿轮等等部分组成的。如图2.3所示。正如图中所示，减速箱的带动是通过电机8带动两个皮带轮5、7转动，进而带动减速箱，两轴通过两个开式小齿轮10与两个开式大齿轮9组成的两组开式齿轮副分别去带动两根搅拌轴水平方向布置的皮带使搅拌轴反向等速进行转动[8]。1—箱体;2—第二级大齿轮;3—第一级大齿轮;4—第二级小齿轮;5—大的二级传动皮带轮;6—第一级传动小齿轮;7—小的二级传动皮带轮;8—第二级齿轮电动机;9—开式大齿轮;10—开式小齿轮图2.3搅拌传动系统2.3上料系统上料和下传动动力控制装置系统主要原理是由主机上料和下卷扬动力传动控制机构、上卷装料架、料斗、进料料斗、滑轮等等几个部分综合组成。如本框图2.4所示：(1)上料架滚轮旋转斜置的方向与上料架的旋转角度成60度，它不仅要在结构设计上综合的充分考虑两个滚轮和上下料架之间的衔接位置，还要考虑滚轮和两个搅拌筒之间的无缝衔接。而且它还充分的考虑了滚轮上料架和底架的平行宽度不可以超过滚轮搅拌架本身规定的平行长度，以及上料架和下料架的总体宽度和符合规定的搅拌行程等一些需要综合物理因素后而设计得出的一种设计试验结果。由于滚轮上料搅拌架的旋转滚轮和上料旋转轨道的滚轮和上料架的旋转轨道均全部采用为优质进口槽钢，滚轮的上滚轮和下滚轮分别单独放置于滚轮搅拌架和优质槽钢的内侧，正是因为这样的布置，可以非常有效的保证上料架的安全，进而可以保证料斗更加平衡。(2)卷扬机构(3)上料的动力及卸料对于制动式的钢丝电机卷筒来说，我们一般可以利用减速箱来带动卷筒运动，钢丝绳的主要作用是控制引料斗上下运动，它是在滑轮的牵引下完成的。随着料斗在滑轮的作用下上升，当上升到一定程度时，料斗下面的门处会有一根弹簧，弹簧会带动一组滚轮运动，进而打开水平进料通道，因此出料口会被打开，物料会从此处出去进入到进料筒中。为了很好地保证电动机和料斗的上行程能够准确地就位，在上行程的料架上分别装有一个弹簧的限位开关。对于上行程来说，它安装了两个弹簧限位开关。与上行程相比，下行程上只有一个限位开关，料斗会在限位杆的作用下向下降，当降低到地坑的高度时，钢丝绳稍微有点松懈，弹簧的转动使钢杆限位机构自动使下限位开关启动，卷扬的钢杆机构自动限位开关停止。采用制动式的限位电机可以很好地保证了料斗在电动机大负荷下的正常运行，可靠准确地将料斗停在任意电动机想要能够实现的工作位置。对于制动力矩来说，它的大小是由电动机后座的大螺母决定的，大螺母的调整会改变它的大小。1—滑轮2—料斗3—进料料斗4—卷扬机构5—上料架图2.4上料系统卸料罐的启闭系统主要是由卸料门操作柄等机构组成，它的结构图如图2.5所示。对于搅拌罐来说，它的卸料门通常安装在搅拌罐的下部，通过操作手柄可以很好的控制卸料门，进而使其底部绕着一个水平运动的轴进行回转运动来从而达到搅拌罐启闭的工作目的。通过操作柄可调整回转的角度出料。在两侧安装密封条的作用是更好的确保搅拌罐卸料门的安全和密封。1—成型卸料搅拌衬板2—成型卸料衬板搅拌筒和圆弧板3—成型卸料搅拌密封板4—成型卸料衬板门图2.5搅拌机卸料机构2.4供水系统(1)供水系统组成与结构分析图2.6为供水系统组成图，该系统主要是通过节流阀、电机和控制系统等组成。只要水泵被启动了，就可将搅拌筒的水直接注入搅拌筒中，水的实际流量也可通过搅拌筒的闸阀按钮进行自动调节，供水的时间轴和总量主要是由搅拌筒的时间轴和继电器按钮来控制的。所以当水泵与继电器的按钮切换后再转到"时控"的继电器位置时，水泵系统会自动按照水泵设定的运转时间顺序去进行运转与自动的停止，一般用手动的方式按继电器的按钮，可自动进行连续的供水[9]。(2)供水方式的选择在我们进行混凝土继电器和搅拌机的生产和制造过程使用混凝土的这个时候，对于混凝土的工作质量和强度影响较大的因素就是除了继电器和搅拌机本身的混凝土工作质量和性能之外，剩下的就是混凝土供水的质量和精度。由于对供水的精度要求必须严格控制至少在2%的误差允许范围内，所以如何才能更好地保证满足供水精度的要求是混凝土供水控制方式的选择首要问题，必须认真进行考虑。迄今为止，供水精度是非常高的，常用的有虹吸式的时间继电器和虹吸式的水箱控制混凝土供水的精度。但是由于采用虹吸式的时间控制水箱在不配置备站的情况下会使供水有很多不便之处，所以我们选用了混凝土继电器和搅拌机专用的虹吸式水泵并同时配以虹吸式的时间控制继电器进行控制，在误差的精度和允许范围之内可以让搅拌机供水的持续时间比搅拌机略长一些，如果砂石过湿了就可以使供水的时间短一点。(3)供水系统的设备配置供水开关控制、时间继电器、带防尘罩的电动机。(4)供水系统的结构示意图如图2.6所示1—喷水管2—进水管3—水源4—吸水管5—水泵图2.6供水系统2.5机架与支腿机架：根据制造商对整机的结构布置的状况和机架尺寸的具体要求，按整机具体的要求分别选用各种槽钢，角钢进行焊接而成，并且按照一定的强度进行组装焊铆一起，来牢固支承整台主机，使每个支承部件在主机空间中的位置均匀固定形成一个整体，如图2.7。图2.7JS500搅拌机机架(2)支腿：对支腿来说，由于本次设计的搅拌机在完成搅拌时，它的卸料量是非常大的，对于现在国家城建标准来说，本次设计的搅拌机的卸料高度不能小于等于1.5米。无论是长腿还是短腿它们的支撑以及配合方式必须相同。故当机器正常工作时，长支腿的支撑就能满足工作的要求。对于一些特殊场合，也可将长支架都去掉。短支腿则主要用于搅拌和运输的作用，卸料时除去长支腿主要是为了有效防止卸料时机架上各种零部件与运输车辆发生接触而使机架受到的损坏。3机架的设计机架包括底架，支腿，梯子，栏杆等几部分组成[10]。3.1机架设计的主要内容(1)机架结构方案的确定设计；(2)机架上所有零件部件之间相互位置的确定设计；(3)机架上的所有零部件和以及需要安装的位置设计；(4)机架的外形尺寸结构的确定设计(要求运输宽度不能超过两米二)；(5)机架钢结构进行选材设计，机架稳定性的校核比对；(6)机架的总成结构图绘制以及零部件结构图的绘制。3.2底架的设计3.2.1机架设计的一般要求(1)结构很合理，且便于制造。(2)机架结构重量轻，材料的选择较为合适，消费成本低。(3)零件结构简单且反应方便使用在枪械机架上的所有重要零部件均可进行直接安装，调整，修理和零件更换都方便。(4)机架整体结构设计合理，工艺性良好，还广泛应用于工业使用中机架本身的温度内应力小，有利于机架温度的自动变换从而减少引起的大型机架结构变形的内应力相对较小部件<br>5，抗振减震性能非常好。(5)耐腐蚀，使用的机架主体结构在产品和服务的使用期限内尽量少进行维修。3.2.2底架材料的选择材料的选择以及钢材结构的选择一般应该考虑下面必要的因素：(1)结构中所必要的性质：如总体联接方式啊，方法啊，结构重要性和受力等特点。(2)载荷中所必要的性质：如主要是承受动载荷效应还是静载荷效应的部分情况。(3)结构中所必要的工作环境和必要条件：比如温度的高低以及浸蚀状况等。目前搅拌机的承重非常大对于机架体来讲，所以q235碳素钢材料是我们选用强度不错的去焊接设计和制造搅拌机架的重要材料之一。主要应用在易弯曲杆件的焊接，它的机架截面常见的形式有工字钢啊，槽钢啊和弯曲薄壁钢啊等等材料。当焊接搅拌机的机架时，应尽量使载荷的位置接近扭转中心，因为这样可以很好的使底架的截面不会发生扭转转等一些其他的情况。因此我们采用了槽钢材料去设计和焊接搅拌机的底架，当低架的受力比较小时，可以直接使用三角钢来代替槽钢。与三角钢相比，槽钢的优点是可节省焊接材料。3.2.3底架的大体尺寸底架的的大约尺寸为：长2800毫米，宽1680毫米。为了能够使其在整机的设计制造安装过程同时节省了许多材料，必须要保证机械结构紧凑。为了保证机器的正常工作，必须使槽钢满足上料的要求，两条槽钢上的距离为1300毫米，两背面之间的两根槽钢上料距离大约为1680㎜，其他的宽度相同，大体结构尺寸如图3.1所示。图3.1JS500混凝土搅拌机机架底架3.2.4确定搅拌筒的位置整个搅拌筒的底架，电机减速箱全部安装在一边，从各个零部件的自身承载重量和稳定性来进行考虑，不对称的搅拌筒安装位置格局造成整个搅拌机器底架的运行失稳性呈上升趋势，因此底架搅拌筒的放置和安装底架位置的方向和中心必须完全偏向整个机架的底架和中心，用以有效保证整个搅拌机器在其工作和正常运输的过程中必须具有良好的运行稳定性。再利用搅拌筒对底架中心线的长度和力矩进行去平衡[11]。重心的计算：是通过查询机械设计手册等有关资料，可将各动机的零部件及其坐标，重量归纳如下表：表3.1各部件重心及坐标部件名称搅拌筒上料架料斗减速器电机水泵电器箱带轮联轴器质量Kg1100330300415.517429263042.46坐标mm000108010151065-10201306852重心坐标：X=288.14㎜就是整个整体搅拌筒主机器的底部重心在大约位于偏离整个整机搅拌筒的底部中心线右侧288.14mm，因为左侧经常都会看到有大量的机械人工在整个搅拌筒的右侧台板上移动进行搅拌筒的移动操作，加上整个搅拌筒左侧栏杆自身的固定高度和自身重量，大概一个整机的重心坐标大约为180mm[12]。3.2.5底架所受各力的分析计算经过本次实验设计分析：由于槽钢钢板底架总体结构设计示意图上整个槽钢的底架ab段所受的承受力系数是最大的，因此本次校准考核的是在设计计算时候按照整个槽钢底架ab段的所承受力最大系数和取值比例来大概计算进行实验设计。槽钢的强度ab段对于减速箱底架所受的轴承支撑力的实际计算表示形式为：减速箱轴承支腿在两端的支撑简化轴承支撑力、搅拌筒支承的两端简化支撑压力和支撑力、再然后加上槽钢上面的料架和上下料斗的支撑轴承简化压力和，减速箱支承槽钢上料底架总体结构设计示意图上料架包含两个联轴器，带轮的支承联轴器电机简化带轮支承时的重量，水泵的电机简化支承压力，电器箱的电机简化支承压力。因为目前柴油整机的两个支架架在重心点的位置偏移量不大，只有180mm左右，没必要将柴油发动机的两个支腿向中间的一点稍微靠拢。其它自重支撑传动部件自重的主要作用点及其自重尺寸结构可由大型发动机主体底架的内部受重应力图及其分析方式可知，可将图中ab两图看做飞机底架的内部受重应力图例如弯梁，其自重按照受力图的方式结构如图见下图3.2所示：图3.2受力分析(1)计算支承压力F1，F2的大小其中G=G桶+G料=1100+500×2.3×(1+10%)=2365N（3-1）搅拌筒底架支撑对如下图3.3所示：图3.3底架支撑M，N两点是搅拌筒以及料在左右支撑中心，F1和F2为P，T两点的受力分析，而且F1=F2，左右支承受力图如图3.4下所示：图3.4受力分析MZ=0F1F1=0.5×2365×1905/1680=765.85NF1=F2=765.85N(2)算出支撑压力和的大小此时对料斗还未上升到最高的位置的进行受力分析，通过前面的数据计算可知重量是300kg，上料架槽钢包括了上料的轨道路径，而由于上料架的受力作用在底架槽钢上的受力位置，因此上料的轨道架与其它材料连接部件的重量和是可以计算得知的，则2rl=2×18.52×2.70=100.0kg(r：底架槽钢与材料的试比重如果为18.52kg/m)，上料架上的的其它材料和零件如滑轮等估算的重量是56kg，则100.0+56=156kg。PQ槽钢受力示意图3.5：图3.5槽钢受力示意图它是指在上料架以及上下料在达到最高点位置处时候从底架的中心位置来直接估计料的重心和支撑位置，因为上架和料架的上有滑轮等一些特殊的传动装置，料斗刚刚上升至达到最高点处位置的那个高度时侯，估计这个料斗上升到第一第二槽钢的中心距离大概为530㎜，并且我们可以通过假设第一第二槽钢料架支承点中心pq和主轴tz第二槽钢料架底板上有两支主承支撑点q、h、i。画出受力简图如下图3.6所示：图3.6受力分析由MKFA=1680–0.5（G料斗+G上料架）×1150=0(3-3)FA=1680–0.5(300+156)×1150=0FA=0.5(300+156)×1150/1680=156.07NFA=F4=F5=156.07N(3)计算减速器结构对于槽钢AB的压力大小因为每个减速器上的皮带轮与每个减速器驱动槽钢的轮合距离比较远,联轴器的轮合重量大约为43kg，皮带和上的减速器每个皮带轴的轮合重35kg，减速器的每个皮带轴和轮合轮的重量大约大概是415kg，因为每个减速器上的皮带轮和减速槽钢的距离联轴器皮带轮合轮的重量相近，假设三者的和的承压受力相互作用使其中心与两点间的距离大约为，合计每个皮带轮的轮合重量大约为1k=503kg，受压应力图的示式如图见下图3.7所示：图3.7受压应力图根据平衡条件MH=0(F3=1150-G合×450/1150=0代入数据得：F3=196.83N(4)计算电器箱对槽钢AB的压力电器箱对于槽钢底架ab的支撑压力和厚度设为，电器箱的重量和厚度为26kg，由槽钢底架各支撑部分之间相对的位置和槽钢尺寸图所确定的关系，电器箱的厚度和位置是，受力图所示如下图3.8所示：图3.8受力图Mg=0得F7=F7=26×（1680-205）/1680=22.83NF7=22.83N(5)计算水泵对槽钢AB的压力水泵的重量方向是29kg，通过测量水泵底架各部件相对受力位置的尺寸可以确定，水泵的受力重心方向是，受力重心示意图格式如下图3.9所示：图3.9受力分析ME=0故G(1680-135)-F6×F6=29×(1680-135)/1680=26.67NF6=26.67N(6)槽钢AB的总受力的情况如下计算[13]：两个支承力的和可根据槽钢ab的支承受力情况得出计算步骤，总示意图的格式是图3.10所示的：图3.10总示意图格式由MN1=0F7·395+（F4+F5）·795+2025·（F2+F5）+2415·F3+F6·2475=N2·2800N2=N1=Fi-N2=2012.1-1035.6=976.5N3.2.6求各个点的力矩：将指定槽钢视为一个受到外力的弯梁，就会要求各种外力的弯矩，弯矩无论是在一个指定槽钢横截面的左侧向上还是右侧，向上的弯矩和外力都会使槽钢产生正的指定弯矩，向下的弯矩外力会使槽钢产生负的弯矩[13]。MN1=0g=9.8N/㎏MC=N1·395=1035.6×395=409062×9.8=4008807.6N/㎏=4008.8KN·mmMD=N1·795-400·F7=1035.6×795-400×22.83=706138.5×9.8=7139.67KN·mmME=N2×（2800-2025）-F3×（2415-2025）-F6×(2475-2025)=6423.0KN·mmMF=N2·(2800-2415)-F6·(2475-2415)=3431.47KN·mmMG=N2·(2800-2475)=976.5×325=317362.5×9.8=3110.15KN·mmMB=0通过以上的弯矩原理分析和弯度计算结果都是可以直接按图绘制出来得出的如下图软件中的基于ab两种类型槽钢的不同受力方向弯矩原理图，该两种类型槽钢的不同受力方向弯矩原理图及其结构原理如下面的图3.11所示：图3.11结构原理图由上示中的弯矩测量图我们可以清楚看出图示最大弯矩7knm=7139.67knmm。3.2.7底架的校核(1)校核AB槽钢对于用钢轧制的大型槽钢梁及简支梁的梁其整体流动载荷稳定流动系数,不论其整体载荷的流动形式和其整体载荷的主要作用点在哪里均可截面高度上的位置如何均可按下式计算[15]：∅b=570btlh×式中h代表了槽钢的截面高度；b代表了槽钢的翼缘高度；t代表了槽钢的平均腿厚度。Fy—材料的屈服极限对此槽钢进行校核：∅b=570×60×9.5×2352800×140×225=0.86566（注：F∅b=1.1-0.4646则有Mmax∅b×ωx=(2)其他槽钢的校核经过合理的成本估算与临床实验的综合分析，其它的两种槽钢矫正校核时间它所能能够承受的整体机械运动载荷最大都不会远远的要超过使用ab的两种槽钢，所以以后如果它的校正填核已经基本完成，其它的不必再进行校正填核，进行其它的针对槽钢结构刚度、稳定性和承受机械载荷强度的综合校核。其中Q—横截面上的剪力b—截面宽度，b=60㎜IZ—槽钢截面对主轴的惯性矩SZ—槽钢截面上距中心轴为y的槽线以外部分的面积对中心轴的静矩。Sτ由《机械设计手册》我们可以从检查得到孔q235的最大抗拉和剪切应力强度安全系数设为f=115n/，因为一个孔会振动引起抗剪应力十分集中的振动现象，令安全系数设为n=1.5，则[τ]=115/1.5=76.7n/,由于=58.3n/<[τ]=76.7n/，因此在孔的最大抗剪应力强度上[14]3.3支腿的设计q235的等边距角钢是支腿链接材料，四根槽钢分别安装在槽钢ⅰ、ⅱ上面，尺寸为L110×110×10，两后支腿之间同样都可以使用螺栓等边角钢联接,前支腿之间一般没有等边角钢的联接，便于加工出料以及把卸出的原材料及时运走。为了在进行安装和拆卸运输时不对整个底架运输支撑机构和整个底架支撑造成严重的受压损的危险，因此我们特别采用了一个长短各两支腿的整个底架支撑结构的安装形式，运输的时候需要承重时候把长和短支腿和整个底架一起拆卸后由短和长支腿一起用来支撑承重。在短短的支腿和整机底架之间还分别设有一个螺栓孔和可以进行联接的各种斜方形支撑和复合钢板，用来进行保护和加固增加大型运输机和整机的运行稳定性[15-20]。选用等边角钢L110×110×10，联接结构如下图3.12所示：1—支腿2—斜支撑3—底架槽钢图3.12联接结构因为λx<30，故取λ=30。hdhd<（25+0.5因为hd综上各步计算、分析和校核，选取Q235碳素钢的热轧等边角钢L110×110×10完全能满足使用要求。3.4梯子及栏杆的设计对于梯子设计与栏杆设计，在其强度方面要求不是非常重要，其可能的受力作用也不大。因为梯子是人上下用的，栏杆为人提供支撑作用，起到安全保护作用，因此不需要对此结构进行强度和刚度校核,其重点在于结构，具体的尺寸和形状如下图3.13和图3.14所示[21-24]：图3.13栏杆1—弯板2—横撑3—梯腿4—脚板图3.14梯子3.5中速级斜齿圆柱齿轮设计计算已知参数： （1）选材料。小齿轮20GrMnTiHRC58～62大齿轮20MnVBHRC56～62（2）初步确定主要参数中心距a（mm）。取N/mm2N/mm2小齿轮传递的转矩取（3-11）取K=2.7（3-12）圆整取初步确定模数mn，齿数z，螺旋角β，分度圆直径d，齿宽b。取取（3-13）取螺旋角代入得（3-13）圆整后取分度圆螺旋角（3-14）分度圆直径（mm）（3-15）（3-16）齿宽，mm圆整取取初定变位系数当量齿数（3-17）（3-18）变位系数：确定其他参数齿顶高（3-19）（3-20）齿根高（3-21）齿根高（3-22）齿根高齿顶圆直径（3-23）齿根高（3-24）齿根高齿根圆直径（3-25）断面重合度（3-26）取得：纵向重合度（3-27）总重合度(4)接触强度的校核分度圆上的圆周力（3-28）使用系数，取动载系数，取齿向载荷分布系数，取齿向载荷分配系数，取弹性系数，取节点区域系数,取重合度系数（3-29）螺旋角（3-30）计算接触应力（3-31）寿命系数=60×598.15×1×(5×300×16)=8.61×108次（3-32）取最小安全系数.查的资料可知道取润滑剂系数,取速度系数,取大小齿轮的齿面粗糙度取为：（3-33）取大小齿面都是硬齿面取尺寸系数取许用接触应力（3-34）（3-35）接触强度判断接触强度校核通过齿根弯曲强度校核强度条件计算齿根应力（3-36）式中：弯曲强度计算的齿向载荷分布系数（3-37）（3-38）取齿向载荷分布系数，取齿形系数，取应力修正系数，取重合度系数（3-39）（3-40）螺旋角系数（3-41）（3-42）取（3-43）（3-44）结论通过以上分析可知，搅拌机在建筑工程行业应用十分广泛，并在建筑行业充当着十分重要的角色。所以针对这一重要的生产机械，本文对JS-500型搅拌机进行了针对性的分析与设计。具体内容是对JS-500搅拌机的结构分析、原料的受力情况分析、总体机构参数的确定、校核工程零件，还有就是说明整机的加工原理，理论阐述和精确的设计计算方法是必然要确定的，而且还附有二维图纸和三维文件，更加完整的同时也更加以有力的论证了整个设备的优越性。机架是钢结构整机的设计的地基,我们必须要把那些机架在设计时必须将其与其他的结构部件紧密联系起来，也就是说必须要保证每个部件的安装和位置通过全面计算与校准整个结构机架的强度刚度，整体的稳定性和机架局部的稳定性。并且全部钢结底架需要由各种槽钢，角钢和钢板去焊接而成，因而也就要求设计时具有一套相关的结构材料力学和钢结构的基础知识。通过这次对于毕业设计深入的学习,我不仅js500混凝土搅拌机的一些技术有了一些深入的研究和自身对其的理解，而且通过实践的学习学会了各种故障各种问题的相关处理，对今后自身的学习也起到了至关重要的作用，为我将来的工作打下了夯实的基础，拓展了我的视野，对混凝土机械相关的产品及其知识也有了更多的深入了解。参考文献[1]陈宜通.混凝土机械[M].北京：中国建材工业出版社，2002.6:20-30.[2]刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，1992.9:56-59.[3]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2000.2:34-43.[4]混凝土搅拌机GB/T9142-2000[J].国家质量技术性能参数1987.2:8-18.[5]JS500混凝土搅拌机使用说明书[J].陕西省建工机械厂，1999.9:1-13.[6]臧宏琦，王永平.机械制图[M].西安：西北工业大学出版社，2001.1:3-7.[7]王玉.机械精度设计与检测技术[M].北京：国防工业出版社，2005.8:19-22.[8]张家旭，张庆芳.钢结构[M].北京：中国铁道出版社，2003.1:38-44.[9]璞良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2000.9:55-56.[10]R.Sonnenberg,Concretemixersandmixsystems,Concr[J].PrecastPlantTechnol.1998.2:88-89.[11]Y.CharonnatandH.Beitzel.RILEMTC150ECM:Efficiencyofconcretemixers;report:efficientcyofconcretemixersto-wardsqualificationofmixers,Mater[J].Struct.1997.5:28-32.[12]理论力学[J].哈尔滨工业大学理论力学教研室，哈尔滨，2002.5:15-18.[13]机械制造技术[M].北京：机械工业出版社，1999:23-24.[14]宋子康，蔡文安.材料力学[M].上海：同济大学出版社，1988.8:69-77.[15]工程材料[M].北京：化学工业出版社，2001.3：13-45.[16]叶伟昌.机械工程及自动化筒明设计手册[M].北京：机械工业出版社,2001.[17]徐锦康.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2004.[18]朱昆泉.建材机械工程手册[M].武汉：武汉理工大学出版社，2000.[19]胡宗武.非标准机械设备设计手册[M].北京：机械工业出版社，2003.[20]章棣.分离机械选型与使用手册[M].第一版.北京：机械工业出版社，1998.[21]范祖尧．现代机械设备设计手册[M].北京：机械工业出版社,1996.[22]HuangJ,HuXG.Supportvectormachinewithgeneticalgorithmformachineryfaultdiagnosisofhighvoltagecircuitbreaker[J].Measurement,2011,44(6):1018-1027.[23]JACKSONC.Thepracticalvibrationprimer[M].Texas：GulfpublishingCompany,1979.[24]ACHENBACHJD.Structuralhealthmonitoring-Whatistheprescriplion[J].MechanicsResearchCommunications,2009,36:137-142.致谢在沈阳城市学院度过了四年的紧张学习时光，系统地学习了机械的各方面知识，深深的佩服各位专业老师的学识，从中我不仅仅学习到机械知识，而且学到很多做人、做事、做学问的道理，在此表示真挚的谢意。在论文即将完成之际，我要感谢我的导师原所先老师。在论文撰写的整个过程中，从论文选题、到撰写开题报告、最后到正文撰写，原老师都提出了很多宝贵意见。原老师指出的每一个问题，指导的每一个思路，都使我有醍醐灌顶的感觉。给我感受最深的是原老师严谨治学的态度，无论从格式规范、论文要点、还是文章结构，原老师都不厌其烦，给予我及时的帮忙，使我能够最后顺利完成论文写作工作。在此我要感谢机制系的所有老师，你们无私的奉献精神和爱岗敬业的治学态度，不仅仅使我对管理理论有了更进一步的理解，将理论和自己的工作互相印证，受益匪浅。而且使我能够将所学理论应用于对现实问题的分析和解决，继而提高自己的管理水平。感谢我的各位同学，是你们的无私帮忙让我感受到校园的温暖，在我的论文写作过程当中，多位同学为我带给了信息支持，在此一并表示感谢。最后再次感谢沈阳城市学院为我带给了宝贵的学习机会，使我能够走上一个新的平台，开始一段新的人生!此外，感谢我的父母，感谢他们这么多年来的养育之恩，是他们的辛勤工作才使我能顺利地完成学业。

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也是在一次次地使用观察法后，提出了儿童心理学领域中的诸多理论。

（二）研究步骤

1.明确观察对象

在选择和确定研究问题的基础上确定观察者与观察对象。