一份350攪拌機的設計說明書

1、第一章概 述設計背景1.1設計背 景第一章概述1.1設計背景混凝土攪拌機廣泛應用于工業(yè)和民用工程。不同類型 的混凝土攪拌機可用來攪拌干硬性混凝土、塑性混凝土、 流動性混凝土、輕骨料混凝土及各種砂漿。今天我們就分 類探討一下它們的發(fā)展歷史。自落式攪拌機 有較長的歷史，早在20世紀初，由蒸 汽機驅動的鼓筒式混凝土攪拌機已開始出現。50年代后，反轉出料式和傾翻出料式的雙錐形攪拌機以及裂筒式攪 拌機等相繼問世并獲得發(fā)展。自落式混凝土攪拌機的拌筒 內壁上有徑向布置的攪拌葉片。工作時，拌筒繞其水平軸 線回轉，加入拌筒內的物料，被葉片提升至一定咼度后， 借自重下落，這樣周而復始的運動，達到均勻攪拌的效果。

2、自落式混凝土攪拌機的結構簡單，一般以攪拌塑性混凝土 為主。強制式攪拌機 從20世紀50年代初興起后，得到了 迅速的發(fā)展和推廣。最先出現的是圓盤立軸式強制混凝土 攪拌機。這種攪拌機分為渦槳式和行星式兩種。19世紀70年代后，隨著輕骨料的應用，出現了圓槽臥軸式強制攪 拌機，它又分單臥軸式和雙臥軸式兩種，兼有自落和強制 兩種攪拌的特點。其攪拌葉片的線速度小，耐磨性好和耗 能少，發(fā)展較快。強制式混凝土攪拌機拌筒內的轉軸臂架 上裝有攪拌葉片，加入拌筒內的物料，在攪拌葉片的強力 攪動下，形成交叉的物流。這種攪拌方式遠比自洛攪拌方 式作用強烈，主要適于攪拌干硬性混凝土。連續(xù)式混凝土攪拌機裝有螺旋狀攪拌葉片，

3、各種材 料分別按配合比經連續(xù)稱量后送入攪拌機內，攪拌好的混 凝土從卸料端連續(xù)向外卸出。這種攪拌機的攪拌時間短， 生產率高、其發(fā)展引人注目。隨著混凝土材料和施工工藝的發(fā)展、又相繼出現了許 多新型結構的混凝土攪拌機，如蒸汽加熱式攪拌機，超臨 界轉速攪拌機，聲波攪拌機，無攪拌葉片的搖擺盤式攪拌 機和二次攪拌的混凝土攪拌機等。5219世紀40年代，在德、美、俄等國家出現了以蒸氣 機為動力源的白落式攪拌機，其攪拌腔由多面體狀的木制 筒構成，一直到19世紀80年代，才開始用鐵或鋼件代替 木板，但形狀仍然為多面體。1888年法國申請登記了第一 個用于修筑戰(zhàn)前公路的混凝土攪拌機專利。20世紀初，圓 柱形的拌筒

4、自落式攪拌機才開始普及，其工作原理如圖 1-1所示。形狀的改進避免了混凝土在拌筒內壁上的凝固 沉積，提高了攪拌質量和效率。1903年德國在斯太爾伯格 建造了世界上第一座水泥混凝土的預拌工廠。1908年，在 美國出現了第一臺內燃機驅動的攪拌機，隨后電動機則成 為主要動力源。從1913年，美國開始大量生產預拌混凝 土，到1 950年，亞洲大陸的日本開始用攪拌機生產預拌 混凝土。在這期間，仍然以各種有葉片或無葉片的自落式 攪拌機的發(fā)明與應用為主。自落式攪拌機依靠被拌筒提升 到一定高度的物料的自落完成攪拌。工作時，隨著拌筒的 轉動，物料被攪拌筒內壁固定的葉片提升到一定高度后， 依靠自重下落。由于各物料

5、顆粒下落的高度、時問、速度、 落點和滾動距離不同，從而物料各顆粒相互穿插、滲透、 擴散，最后達到均勻混合。自落式攪拌機結構簡單，可靠 性高，維護簡單，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，但攪 拌強度不高，生產效率低，攪拌質量不易保證。此種攪拌 機適于拌制普通塑性混凝土，廣泛應用于中小型建筑工 地。按拌筒形狀和卸料方式的不同，有鼓筒式攪拌機、雙 錐反轉出料攪拌機、雙錐傾翻出料攪拌機和對開式攪拌機 等，其中鼓簡式攪拌機技術性能落后，已于1987年被我國建設部列為淘汰產品。隨著多種商品混凝土的廣泛使用 以及建筑規(guī)模的大型化、復雜化和高層化對混凝土質量、 產量不斷提出的更高要求，有力地促進了混凝土攪拌設備

6、在使用性能和技術水平方面的提高與發(fā)展。各國研究人員 開始從混凝土攪拌機的結構形式、傳動方式、攪拌腔襯板 材料以及攪拌生產工藝等方面進行改進和探索。20世紀40年代后期，德國ELBA公司最先發(fā)明了強制式攪拌機， 和自落式攪拌機的工作原理不同，強制式攪拌機利用旋轉的葉片強迫物料按預定軌跡產生剪切、擠壓、翻滾和拋出 等強制攪拌作用，使物料在劇烈的相對運動中得到勻質攪 拌。強制式攪拌機工作原理如圖 1-2，與自落式攪拌機相 比，強制式攪拌機攪拌作用強烈，攪拌質量好，攪拌效率 高，但拌筒和葉片磨損大，功耗增大。此種攪拌機適于拌 制干硬性、輕骨料混凝土以及特種混凝土和專用混凝土， 多用于施工現場的混凝土攪

7、拌站和預拌混凝土攪拌樓。根 據構造特征不同，主要有立軸渦漿式攪拌機、立軸行星式 攪拌機、立軸對流式攪拌機、單臥軸攪拌機和雙臥軸攪拌 機等。圖1-1自落式攪拌機工作原理示意圖圖1-2 強制式攪拌機工作原理示意圖隨著技術的發(fā)展，強制式攪拌機在德國的 BHS公司和ELBA公司、美國的JOHNSO公司和REXWORK公司、意大利的SICOMA公司和SIMEN公司、日本的日工株式會社和光洋株式會社等企業(yè)發(fā)展迅速，目前已形成系列產品。比如德國的EMC系列、EMS系列攪拌站和UBM系列、EMT系列攪拌樓，意大利的MAC系列攪拌站、MSC系列大型攪拌基地等。我國混凝土攪拌設備的生產從 20世紀50年代開始。1

8、952年，天津工程機械廠和上海建筑機械廠試制出我國第一代混凝土攪拌機，進料容量為 400L和1000L。20世紀70年代未至80年代初，我國為適應建筑業(yè)商品混凝1.2設計要求土大規(guī)模發(fā)展的需要，在引進國外樣機的基礎上，有關院 所廠家陸續(xù)開發(fā)了新一代Jz型雙錐自落式攪拌機、D型單 臥軸強制式攪拌機。其中，JS型雙臥軸攪拌機在80年代 初研制成功。80年代末，我國混凝土攪拌產品開發(fā)重點轉 向商品混凝土成套設備，研制出了10多種混凝土攪拌樓（站）。經過引進吸收、自主開發(fā)等幾個階段，到本世紀初， 國內混凝土攪拌機技術得到長足發(fā)展，在產品規(guī)格和生產 數量上，都達到了一定規(guī)模，出現了一批具有自主知識產 權

9、的新技術，逐步形成了一個具有一疋規(guī)模和競爭能力的 行業(yè)。2006年，我國生產裝機容量 0. 56m3的攪拌站 2100多臺，已成為混凝土攪拌設備的生產大國。1.2設計要求，編寫符合要求的設計說明書，并正確繪制機械與電氣工 程圖紙，獨立撰寫一分畢業(yè)論文，并繪制有關圖表。，應綜合運用多學科的理論、知識與技能，分析與解決工 程問題。通過學習、鉆研與實踐，深化理論認識、擴展知 識領域、延伸專業(yè)技能。，完成資料的調研、收集、加工與整理，正確使用工具書； 培養(yǎng)學生掌握有關工程設計的程序、方法與技術規(guī)范，提 高工程設計計算、圖紙繪制、編寫技術文件的能力；培養(yǎng) 學生掌握實驗、測試等科學研究的基本方法；鍛煉學生

10、分 析與解決工程實際問題的能力。，學生應掌握正確的設計思想；培養(yǎng)學生嚴肅認真的科學 態(tài)度和嚴謹求實的工作作風；在工程設計中，應能樹立正 確的生產觀、經濟觀與全局觀。1. 凡給定的設計內容，包括說明書、計算書、圖紙等必須 完整，不得有未完的部分，不應出現缺頁、少圖紙現象。2. 對設計的全部內容，包括設計計算、機械構造、工作原 理、整機布置等，均有清晰的了解。對設計過程、計算步 驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達機械結構與工藝要 求，有比較熟練的認識圖紙能力。對運輸、安裝、使用等 亦有一般了解。3. 說明書、計算書內容要精練，表述要清楚，取材合理，1.3已知參數1.4設計意義取值合適，設計計算步驟

11、正確，數學計算準確，各項說明 要有依據，插圖、表格及字跡均應工整、清楚、不得隨意 涂改。制圖要符合機械機械制圖標準，且清潔整齊。4. 對國內外攪拌機情況有一般的了解，對各種形式的攪拌 機有一疋的分析、比較能力。5. 計算說明書一份內容包括：設計任務要求的選型、設計計算內容、畢 業(yè)實習報告等。作到內容完整，論證充分（包括經濟性論 證），字跡清楚，插圖和表格正規(guī)（分別進行統(tǒng)一編號）、 標準，字數要求不少于2萬字；撰寫中英文摘要；提倡學 生應用計算機進行設計、計算與繪圖。6. 圖紙一套（折合后的圖量不少于 3張0號的圖紙）1）總圖一張（0號）2）拌筒總圖一張（0號）3）傳動圖一張（0號）4 ）零件圖

12、五張（2、3、4號）其他各項應符合本資料有關部分提出的要求。1.3已知參數型號 JZC350外形尺寸（長漢寬漢高）漢x3000mm出料容量350L骨料最大粒徑60mm進料容量560L攪拌筒轉速14r/min生產率 10-14m3/h輪胎規(guī)格6.50-16攪拌提升電機：型號:Y132S-4B3最大拖行速度20km/h功率：5.5kw轉速：1440r/mi n質量 1950kg水泵電機：型號：40DWB8=12A轉速2900r/mi n功率：0.55kw供水精度 < 2%1.4設計意義本次畢業(yè)設計是對機械專業(yè)學生在畢業(yè)前的一次全 面訓練，目的在于鞏固和擴大學生在校所學的基礎知識和 專業(yè)知識，

13、訓練學生綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學生獨立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳 手段。畢業(yè)設計要求每個學生在工作過程中， 要獨立思考, 刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關技術問題。通過畢業(yè)設計, 使學生掌握攪拌機的總體設計、拌筒的設計和計算等內 容，為今后步入社會工作崗位打下良好的基礎。第二章總體設計工作原理2.1工作原理第二章總體設計2.1工作原理22總體參數設計筒內焊兩對交叉的高位拌葉和低位拌葉，與拌簡中心 線成一定的夾角。攪拌混凝土時，拌筒正向旋轉 （從出料 方向看為順時鐘旋轉），物料在拌葉的推動下。即行旋轉 到拌筒的上方，然后由于本身重量自落于拌筒的底部，并 作軸向運動。這兩種運

14、動產生了切割和搓動的作用，從而 使拌筒中的物料達到均勻的目的?；炷涟韬煤螅磳?筒反向旋轉（從出料方向看逆時針旋轉）。由于出料葉片的 作用，物料就從出料口卸出。2.2總體參數設計長寬比是攪拌機的基本幾何參數，是設計機器時需要 選定的首要參數，其取值合理與否直接決定著攪拌質量和 攪拌效率。圖2-1攪拌機的拌筒示意圖1.判定長寬比合理與否的原則常用攪拌機的拌筒呈圓筒形，如圖2-1所示。它的主要幾何參數可用直角坐標系的3個坐標(x ,y ,z)來描述。文獻【2】中利用擴散方程對攪拌過程進行了綜合模擬， 得到了攪拌過程優(yōu)化的目標函數ti,o,o to,i,o 0,0,1式中，攪拌的平均時間t的角標

15、表示拌筒三維坐標及其順序。 該式 的物理意義是：合理的攪拌機參數應保證在滿足給定的均勻度指標 的前提下，在拌筒內各個方向的攪拌時間相接近。 顯然，這時的攪 拌質量得到了保證，同時攪拌時間也最短。2.節(jié)省制造材料若單純從節(jié)省制造材料的角度出發(fā)，當攪拌室 容積V 定時，其表面積S應最小。W =2R(1 cos :)R2. 0.5(空-sin2®+WRLV = 0:190丿2牛 VI108 一®Smin =2R |兀一0.5.-sin2® J + 2WR+WL+2RL,訕190丿90式中采用拉格朗日乘數法，建立輔助函數F(L,R) =2R2 二-0.5i二 sin22W

16、R WL 2RL RL-.90180 -:90廠0+ &*LR2 U 0.5佇一sin 2®+WRLV l :190丿般的取值為40° -45 °，分別去為40°和45°帶入 上式并計算詐 C干 c詐 c 0, 0, 0 .:R ；1: 當' =40。時 L = 4.0/ ，R=1.61/ ,此時，L/W 二 L/3.53R =0.70, L/D 二 L/2R =1.24。當' =45° 時 L = 一4.0/，,R 二-1.62/ ,此時，L/W 二L/3.41R =0.72, L/D 二 L/2R =1.2

17、3。可見，長寬比為0.7左右時，所需要的制造材料最省。 由于長寬比的值主要應由攪拌機性能來決定，因此該值只 能作為選擇長寬比時的參考。由以上原則，將本設計的攪拌機長寬定為2765和2140。本機由攪拌機構、進料機構、供水系統(tǒng)、底盤和電氣 等十三個部分組成，如圖2-2。2.3關鍵部件的結構設計圖2-2 JZC350錐形反轉出料混凝土攪拌機示意圖1-前支輪2-上料機架3-底盤總成4-減速系統(tǒng)5-離合器6-操縱桿7-行走輪8-托輪9-攪拌筒10-電器控制箱11-罩殼12-供水系統(tǒng)13-進料機構2.3關鍵部件的結構設計攪拌機構由攪拌筒、托輪和傳動系統(tǒng)等組成。攪拌筒（圖2-3）是攪拌機的工作部件，攪拌筒

18、為雙 錐形，筒體內焊有兩對高低葉片，交叉布置，分別也拌筒 軸線成一定夾角，攪拌筒旋轉時，葉片在啊使物料提升下 落的同時，還使物料軸向來回竄動，所以攪拌運動比較強 烈，攪拌35-45秒即可達到勻質混凝土。在攪拌筒的出料錐體內部，焊有一對出料葉片，改變 拉筒旋轉方向，混凝土即由低葉片推向出料葉片并排出筒 外。攪拌筒四個托輪，攪拌筒由電機經減速箱驅動齒圈而 旋轉，故在有霧、陰雨天氣，仍然可靠工作。攪拌簡內對稱交叉布置了兩組高低葉片，兩組葉片與 攪拌筒回轉軸線間有傾角，目前該傾角還不甚理想，宜在 大量試驗基礎上確定其最佳傾角，以提高攪拌簡的攪拌效 率和攪拌質量。2-3攪拌筒示意圖1-出料葉片2-出料錐

19、3-低葉片4-滾道5-高葉片6-筒體7-大齒圈8-進料錐高低葉片在使物料作軸向往復竄動時，物料對攪拌筒 形成軸向力，為防止攪拌簡沿軸向竄動，攪拌筒要有可靠 的軸向定位裝置。目前，國內雙錐系列混凝土攪拌機是在 攪拌簡筒體的兩端各焊一個擋圈，擋圈側面緊靠摩擦輪或 托輪側面，以此買現攪拌筒軸向定位。這種定位結構較復 雜、加工難度也大，因此用一對夾持輪作攪拌筒定位裝置， 即在底盤上安裝了一對滾輪，并在攪拌筒中部焊一個擋 圈。安裝定位后，攪拌筒上的擋圈正好位于兩個滾輪之間。 由兩個滾輪限定攪拌筒的軸向運動。這徉，既可有效防止 攪拌筒的軸向移動，又簡化了攪拌簡的加工工藝。減速箱為二級圓柱齒輪減速，傳動比為

20、6.04248，三角皮帶輪速比為2.3912，攔筒齒圈速比為7.1111，總傳 動比為102.7467。拌筒的正反轉由電機換向實現，（圖 2-5 ）。其中攪拌傳動采用摩擦傳動，攪拌筒采取單邊摩擦輪 驅動形式，攪拌筒由4個摩擦輪支撐，攪拌筒一側按圖2-4 形式布置,另一側仍采用JZC350型托輪傳動形式布置摩擦 輪：利用摩擦輪與攪拌筒滾道之間的摩擦力帶動攪拌筒轉動.這樣，攪拌簡的轉動由2個主動摩擦輪及2個從動摩 擦輪驅動，轉動平穩(wěn)可靠。這種機構與JZC350型柑比，省了一個大齒圈，成本可降低1500元左右。圖2-4攪拌傳動系統(tǒng)1-電機2-減速器3-聯軸器4-主軸5-摩擦輪6-攪拌筒I、電甜出花幡

21、triKJ1,三flj出常I4O0D JR）4.小苫晁z=l7>血人5輪心總'、申佯倫i-IH>7.犬爲絶（0=3 5. 口罪h 輸IBS陀 <«-£ z-43）fl,丸再 1«"時圖2-5傳動系統(tǒng)圖上料裝置由上料斗、爬梯、接長軌道和落地軌道組成 （圖 2-6）上料斗的升降及爬翻動作，由齒輪減速箱的輸出軸通 過軸端的進料離合器和鋼絲繩卷筒帶動，離合器由手動操 縱桿控制。料斗的上極限位置由限位裝置，自動脫開離合圖2-6上料機構1-上料斗2-爬梯3-接長軌道4-落地軌道在此采用鋼絲繩提升傾翻式上料裝置，選擇依據：JZC350型混凝土

22、攪拌機經過多年的統(tǒng)型工作，其技術 參數與基本結構已經統(tǒng)一，為生產制造、產品檢測和用戶 使用等方面提供了共同的標準依據，對行業(yè)的發(fā)展和技術 進步起到了積極的推動作用。同時由于攪拌機上料裝置的 多種結構形式又給制造單位和用戶選型帶來了許多便利 條件。上料裝置有鋼絲繩提升傾翻式、鋼絲繩提升爬斗式、 液壓頂升式三種結構形式。下面就不同結構形式進行對比 分析。1. 鋼絲繩提升傾翻式上料裝置其結構示意見圖2-7傾翻式上料裝置主要由鋼絲繩吊 輪、上料斗、上料架及料斗前后滾輪組成。工作時、在鋼 絲繩的牽引下、上料斗通過前后兩對滾輪分別沿上料架內 外導與水平線呈55° ”夾角時，料斗將受到限位裝置（圖

23、 中未示）的控制而停止運動。此時，由于傾角已大于物料 安息角，物料便全部進入拌筒。上料斗下落時，由鋼絲繩 的松動使料斗反向運動恢復原位。圖2-7鋼絲繩提升傾翻式上料裝置1-鋼絲繩吊輪2-上料斗3-后滾輪4-前滾輪5-上料架 這種上料裝置工作比較直觀。操作手對鋼絲繩的升降 運行及料斗的傾翻情況能夠一目了然十分便于操作和觀 察。當發(fā)生故障時很容易判明原因。及時進行維修。并且 還由于上料裝置與拌筒部件為同一動力集中驅動、使整機 總功率降低。因此。是常見的一種上料形式。不但廣泛用 于齒圈傳動的攪拌機.而且在摩擦輪傳動的攪拌機上也已 采用；該裝置不足之處是料斗上料運行時產生的傾翻力矩 往往對整機的穩(wěn)定性

24、有一定影響，在使用中必須注意對整 機的穩(wěn)固。另外，料斗下落時速度不易過快，否則容易造 成料斗滾輪偏斜出軌。2. 鋼絲繩提升爬斗式上料裝置該裝置由料斗、上料架、提升傳動機構、斗底前后滾 輪、中間接料斗及水平岔道等組成，見圖 2-8。其中料斗 由斗體、斗底及鉸軸構成。料斗上面有三對滾輪，其中一 對固定在斗體上，另外兩對固定在斗底上。提升投料時， 提升傳動機構帶動鋼絲繩通過滑輪牽引料斗沿上料架導 軌向上爬行。當料斗被提升到投料位置時，斗底前滾輪進 入水平岔道。而斗體繼續(xù)上升、迫使斗底與斗體以欽軸為 支點分離從而打開料門。隨著斗體的上升。料門逐漸開大。 斗體內的物料經中間接料斗不斷投入拌簡。當斗體上升

25、到 終點位置時。上行程開關動作。提升傳動機構停止運動， 料斗停止不動；料斗的下落靠提升機構反向運轉而下行至 終點時下行程開關動作，料斗停止不動。在整個過程中斗 體始終處于水平位置狀態(tài)。圖2-8鋼絲繩提升爬斗式上料裝置1-上料架2-傳動機構3-斗體4-斗底前滾輪5-鉸袖6- 斗底7-斗底后滾輪8-中間接料牛9-水平岔道 該裝置的結構特點是料斗重心位置合理，運行中無傾 翻力矩，整機工作穩(wěn)定可靠，特別適用于大容量攪拌機的 上料。運行中料斗不溢料，灰主較小。存在不足一是電氣 行程開關若受潮容易失靈；二是單獨使用提升機構，擎機 功率增大；三是構件較多目較復雜，不易維修。3. 液壓頂升式上料裝置由圖2-9

26、可以看出、該裝置的實質也是傾翻式上料， 所不同的是料斗升降動作是通過液壓油缸伸縮實現的，上 料時料斗無頂爬行即可直接旋轉傾翻。顯而易見、該裝置 升降動作簡單，操作方便。但設置了液壓系統(tǒng)，對維修技 術要求較高。否則出現故障時排除困難 ；料斗落地后高出 地面、對料斗供料較為費力。圖2-9滾壓頂升式上料裝置1-料斗2-液壓缸3-支軸4-機架4. 三種結構形式對比上述三種上料裝置結構形式各有各自的特點、又有某 些相似的方面。選型應根據施工的具體情況、維修條件以 及技術程度等因素而定。三種結構形式的異同點列表對比 如下：項目鋼絲繩提升 傾翻式鋼絲繩提升 爬斗式液壓頂升式料斗提升先爬行后傾翻始終爬行直接傾

27、翻料斗進料料斗底面與水平呈55°料斗水平料門料斗底面與水平呈55°料斗下降靠鋼絲繩松 動提升傳動機 構反轉液壓油缸伸 縮工作狀態(tài)直觀比較直觀、穩(wěn)定直觀構件數量較少較多較少維修要求一般較高較高供水系統(tǒng)由電機、水泵、調節(jié)閥和管路組成（圖2-10） 在此采用時間繼電器加清水泵供水系統(tǒng)，既達到了供水情 度，又使結構緊湊，成本低廉。圖2-10供水系統(tǒng)1-電機2-調節(jié)閥3-沖洗水管4-水泵5-吸水閥為避免同一雄內的混凝土的塌落度差值較大，在出水 管上采取如圖2-11所示的分流扇形供水。圖2-11出水管分流供水示意圖電機通電后水泵即可將水直接注入拌筒，并通過調節(jié) 閥來調節(jié)水的流量，（出廠

28、時流量已調整合適）。攪拌所 需的水量，是通過電氣箱內的時間繼電器直接控制水泵電 機運轉時間來實現的。用戶可按給定時間流量關系圖（圖 2-12），選擇要求水量所需時間，并可定期的校核或修正該圖。供水時，按一下左邊的一只按鈕，水泵啟動，達到 規(guī)定的時間后，供水電路自動切斷。右邊的旋轉式按鈕旋 轉后，按一下左邊的按鈕，可連續(xù)供水，推進沖洗管，接 上水管，可以沖洗攪拌機外表。拉出沖洗管，攪拌機恢復 正常供水狀態(tài)。2.4攪拌機生產率設計底盤由14號槽鋼焊成，下面裝有輪胎2只，前面裝 有牽引桿供拖行用。底盤的前部還裝有前支輪一只，供停 放或平整堅硬的地上短距離轉移用。在底盤的四角裝有可 調高低的支腿，攪拌

29、機工作時，將支腿撐牢，以提高機器 的穩(wěn)定性。汽車拖行時，需將前支輪翻上掛起，還需將支 腿放在最高位置，并用插銷定位，再裝上鎖黃，以防由于 震動，插銷脫落。2.4攪拌機生產率設計單位用S表示，可分為：上料時間一從給拌筒送料開始到上料結束。攪拌時間一從上料結束到出料開始。出料時間一從出料開始到至少 95鳩上的拌合物料卸 出。混凝土攪拌機生產率的咼低，取決于每拌制一罐混凝土所需要的時間和每罐的出料體積，其計算公式如下 ：第三章拌 筒設計3.1拌筒結構設計1.筒體尺寸 的確定Q=3.6VK/tit2t3式中，Q-生產率（m3/h）;V 攪拌機的額定出料容量（mt）;11 上料時間（s），使用上料斗進料

30、時，般為8-15S ;通過漏斗或鏈斗提升機上料時，可取15-26s ；t2 攪拌時間（S），因混凝土坍落度和攪拌機容量大 小而異，可根據頭測確疋，或參考表 6-5s ；t3出料時間（s），傾翻出料時間一般為10-15 s ; 非傾翻出料時間約為40-50 s ;K 時間利用系數，根據施工組織而定，一般為0.9。 根據已知情況確定選取11=15s, 12=5s, 13=40s,V=350L，計 算可得Q=13.61riT/h，而規(guī)定牛產率在10-14mi/h。所以設計攪拌機滿足要求。第三章拌筒設計3.1基本參數計算攪拌機構由攪拌筒、托輪和傳動系統(tǒng)等組成。攪拌筒（圖3-1）是攪拌機的工作部件，攪拌

31、筒為雙 錐形，筒體內焊有兩對高低葉片，交叉布置，分別也拌筒 軸線成一定夾角，攪拌筒旋轉時，葉片在啊使物料提升下 落的同時，還使物料軸向來回竄動，所以攪拌運動比較強 烈，攪拌35-45秒即可達到勻質混凝土。在攪拌筒的出料錐體內部，焊有一對出料葉片，改變 拉筒旋轉方向，混凝土即由低葉片推向出料葉片并排出筒 外。攪拌筒四個托輪，攪拌筒由電機經減速箱驅動齒圈而 旋轉，故在有霧、陰雨天氣，仍然可靠工作。圖3-1攪拌筒示意圖1-出料口圈2-出料錐3-出料葉片4-前滾道5-筒體6-低葉片7-高葉片8-大齒圈9-后滾道10-進料錐11-進料口圈12-左鏈板13-銷軸14-右鏈板1. 筒體尺寸的確定1) 初選筒

32、體直徑為1450mm筒體寬為850mm2) 拌筒材料選擇(1)攪拌混凝土的過程中，砂石不斷地和筒壁及拌葉 磨擦.故磨損是拌筒損壞的主要原因。砂石的形狀、小和 硬度對磨損的大小是很有影響的。砂石越是堅硬，其棱角 越尖銳，拌筒越易磨損。 攪拌混凝土的時間為35-45s。實際上一般常常超 過，這將使拌筒和拌葉的使用壽命縮短。如果每次攪拌時 間取其中間值即40s，而實際攪拌時間為60s,則其使用壽 命將縮短三分之一。(3)制造拌筒和拌葉的材料一般為 A或16Mn鋼板。從 理論上講16Mn鋼板比A鋼板耐磨?？梢酝ㄟ^實驗獲得比 較:拌筒內兩個高位拌葉，其位置是對稱的，大小又相同， 其磨損的機遇是均等的?，F

33、分別 A和16Mn鋼板制造。當 攪拌到一定數量的混凝土時，測試拌葉的厚度和有效面積 的余留量進行對比，發(fā)現16Mn鋼板制的拌葉比A鋼板制 的拌葉的余留量高出10流右。(4)JZC350攪拌機可以攪拌塑性或半塑性的混凝土。 若專一攪拌這種物料，其靡磨損的程度也不盡相同。 從數只磨穿筒壁的拌筒中，發(fā)現均在同一處損壞。研究人員采用超聲波測厚儀測試各部位筒體的厚度，對磨損情形 進行對比和分析，進而探討拌筒的磨損規(guī)律。圖3-2是拌筒體磨損的典型。因此，為了增加拌筒的壽命，拌筒材料選擇 16Mnl岡 板。2.進料錐尺寸確定圖3-2拌筒磨損示意圖3.出料錐尺寸確定2. 進料錐尺寸確定1）進料錐高度度為334

34、mm2）進料錐錐頂直徑為703mm錐底直徑為1435mm3）錐角確定為48 °。4）進料錐材料選擇 A鋼板，如圖3-3。4. 拌筒總體長度確定5. 滾道尺寸3. 出料錐尺寸確定1）出料錐高度為560mm2）出料錐錐頂直徑為710mm錐底直徑為1435mm3）錐角為33°。的確定4）出料錐材料選擇 A鋼板，如圖3-4圖3-4出料錐4. 拌筒總體長度確定由以上尺寸得拌筒總體長度為1894mm5. 滾道尺寸的確定1）前滾道內徑為1450mm外徑為1465mm擋板直徑為1515mm材料選擇50 x 10X 10的角鋼。示意圖如圖3-5。6.齒圈的選擇圖3-5前滾道示意圖2）后滾道內

35、徑為1450mm外徑為1465mm材料選擇50x 10X 10的角鋼。示意圖如圖3-6。圖3-6后滾道示意圖6. 齒圈的選擇對齒圈傳動方式的JZC350混凝土攪拌機，工程塑料 主要應用于18牙小齒輪，吊輪軸承，托輪，料斗后滾輪 等，大齒圈能否采用工程塑料替代，至今我國還沒有廠家 嘗試過。從1994年3月開始，我們和河南武階工程塑料 廠合作，用工程塑料一尼6材料制作大齒圈作了開發(fā)性的 研究和探討，新設計的拼接式工程塑料大齒圈經模擬實際 工況狀態(tài)下運行500小時工業(yè)性試驗，其各項技術性能指 標完全達到國家有關標準的規(guī)定，而且愈來愈顯示出它的 優(yōu)越性?，F將其結構、安裝、使用和維修情況簡介如下1) 基

36、本參數模數m=12齒數z=128外徑 D=1560(mm) 內徑 d=1447 (mm) 齒寬 b=87(mm) 精度等級10Dc 配對齒輪18牙小齒輪2) 結構形式見圖3-7圖3-7齒圈結構圖1-左鏈板2-齒圈3-銷軸4-右鏈板5-筒體（1）齒圈聯結結構如圖3-8。圖3-8齒圈聯結結構圖H 7H 71-限位塊（3塊）2-導軌3-銷12 4-銷12 5-齒圈m6m66-限位塊（6塊）7-連接板（9塊）8-攪拌筒（2）銷連接強度計算如下：已知齒圈傳遞功率為 5. 5kW攪拌筒轉速為14r /min，銷直徑為12mm長35mm齒圈所受扭矩Tp5500T 9.55 h -9.5-3751Nn14式中

37、P功率Wn 轉速 r/min作用在每個銷子的剪力 FF = T =3751=841N6R 6疋 0.7435式中T 扭矩N.mR 銷孔中心到拌筒中心距 m銷剪切強度剪切應力 E =F =841 = 7.44 v b 】=60N / mm2S 0.25 兀 122齒圈銷孔擠壓強度擠壓應力F8412126j=4.1N/mm <$J=27N/mmSjy 1217Jy從上述計算結果看，連接銷的安全系數偏大，從銷的強度來看， 可減少銷的數量。但銷連接數量太少則會影響齒圈與拌筒的整體剛 性和齒圈的強度，故銷數量選6個為宜。導軌因受力矩很小， 選數 量3個。銷連接結構有如下三大優(yōu)點：I徹底解決了拌筒漏

38、漿冋題，大大提咼了壽命。II降低整機噪音2dBtA以上。創(chuàng)該機生產以來最好水平，達到優(yōu)等品要求。III降低制造成本。銷連接與螺釘連接成本計算比較如下表3-1。聯結形式零件名稱規(guī)格數量單價（元）小計（元）合計（元）螺釘連接成本沉頭螺釘M1" 40480.14.836.6六角螺母M10480.314.4平墊圈10480.020.96彈簧墊圈10480.031.44鉆忽孔及裝配15銷連接成本圓柱銷A12X 2590.21.817.3齒圈及導軌鉆絞孔 9-012H75連接塊和限位塊 24塊，焊接10.5由表中可見，銷連接與螺釘連接其每臺成本差額為36.6-17.3=18.3 元，如果這兩種攪

39、拌機按年產量2000臺計，則一年可節(jié)省成本3.66萬元。3）結構特點（1）齒圈由8個齒塊單獨注塑成形后再拼接連成一個 整體。（2）齒寬較原鑄鐵齒寬大12mm（3）齒塊所有部位均不加工，精度完全由模具和注塑 工藝來保證。（4）齒圈內徑較原鑄鐵齒圈內徑小 3-6mm即內周長 小10-20mm留出拉伸余量。（5）齒塊內齒為反收縮變形設計。（6）單件齒塊質量1.85kg，共重16kg。（7）只需初次給予潤滑。4）裝配工藝在齒圈合攏安裝最后一塊鏈板前，應先將其它7塊鏈板依次裝配好，然后使用拉緊器（見圖3-9）再將最后一塊 即第8塊鏈板裝上。使用拉緊器時，先把活動銷軸1退出后再把拉緊器裝夾上，視螺栓4長短

40、確定固定銷軸5夾齒 位置，最后將活動銷軸1通過側板2裝入內齒，擰緊螺母 6即可將首尾兩齒塊準確合攏對接。裝配完最后一塊鏈板， 再將圖3-7所示右鏈板4均勻焊接在筒體5上，完成整個 齒圈的安裝工作。圖3-9拉緊器1-活動銷軸2-側板3-夾緊板4-螺栓5-固定銷軸6-螺母7-大齒圈5）試驗方法7.進料口圈 和出料口圈 的選擇按國家標準由上海塑料檢測中心檢驗理化指標，在符 合尼龍材料標準的基礎上進行硬件測試。每罐額定試驗骨 料級配，骨料:5-IOmm,104kg ； 10-20mm 154kg； 20-40mm 332kg。粗砂:260kg。合計850kg。正轉60s，停機8s,反 轉30s，停機8

41、s，依次連續(xù)進行。額疋載何試驗424h，超 載10滋驗76h,每24h更換骨料一次。當工作電流低于 其額疋電流的8000時，補充骨料與水丁以調整。6)效果及對比見表3-2表3-2項目 型式工程塑料齒圈鑄鐵齒圈噪聲db(A)7885:能耗 kW- h/m30.30.32質量kg16112齒厚磨損mm0.040.03:制作維修性容易困難接觸斑點%齒長67齒高45齒長60吃高357)評價(1 )有優(yōu)良的耐磨性和自潤滑性。(2) 耐熱耐低溫，加防老化劑可在+96-40 C下長期使用而不 變質。(3) 機械強度咼、載荷分散性好。(4) 整機質量和噪聲有明顯降低，在冋行業(yè)中居領先地位。(5) 制作工藝簡單

42、，安裝維修方便。(6) 造價低，工程塑料齒圈售價500 -600元/個，鑄鐵齒圈售價1100 -1200元/個，差價600元左右，以年產 100臺計，可凈 創(chuàng)利潤60萬元。綜上所述，工程塑料一尼6材料大齒圈是十分理想的產品，在 此選擇尼6材料做齒圈。7.進料口圈和出料口圈的選擇1)進料口圈內徑為 510mm外徑為770mm進料口為650mm如圖3-10。3.2幾何容積計算圖3-10進料口圈示意圖2）出料口圈內徑為 710mm外徑為800mm如圖3-11。-I.±10710 t 2.5v圖3-11進料口圈示意圖3）其他部件的選擇4）鏈板的選擇5）鏈板由二個圓聯結組成，緣的直徑為58mm

43、結構如圖3-12。圖3-12鏈板6）銷軸的選擇選擇銷軸直徑為12mm結構圖如圖3-13圖3-13銷軸3.2幾何容積計算3.3拌筒轉速計算1 2 2V進二 r（Ri-R2 hi，其中 R=1435mm R=703mm 又由 R2 一 A -334 得 m=655mmRhi1221.22mrUIzV進=_兀（R1-R2 帕=一兀（1435 -703 取655 因此333= 272463948.75mm 叱 272L1 2 2V£ =兀（R3-R4 h2 ,3其中 R=1435mm R=710mm 又由 電=h2 -560 得 h2=1108mmR3h21 1因此V進兀（R；-R2 h1

44、=尹（14352 7102 釵 1108= 451100888.5mm =451L7柱=JihR2，其中 h=850mm R=1450m。因此,% = uhR2 =兀漢850燈4502= 143604669mm3 =1436L乂=7 進卡 V出 +« = 272+ 451+1436 = 2159L俺3.86，付合設計要求。V15603.3拌筒轉速計算攪拌機轉速是保證其正常工作的基本參數，它必須滿 足攪拌質量與攪拌效率等性能要求。攪拌質量就是生產出 符合國家標準要求的新拌混凝土 ；攪拌效率就是在滿足攪 拌質量的前提下，攪拌時間要盡量短，以提高設備的生產 率和設備的利用率，降低生產成本。

45、混凝土是重要的建筑 材料，新拌混凝土質量是對攪拌機性能的最基本的要求， 也是首要的性能要求?；炷临|量用其宏觀及其微觀均勻度來評價，宏觀均勻度用拌和物中砂漿密度的相對誤差MvO.8%5粗骨料質量的相對誤差 G<5（%e衡量。微觀均勻 度用混凝土強度的平均值 R ,標準差二和離差系數G來衡 量。R值越高，二、G值越小，說明混凝土質量越好；反 之亦然。因此，攪拌機應在保證新拌混凝土質量滿足國家 標準要求的前提下高效節(jié)能地工作，這是確定攪拌機合理 轉速的準則。常說的攪拌機轉速（r/min）是指攪拌機的軸轉速n。 由于攪拌軸帶動其上安裝的攪拌臂和葉片旋轉，實現混合 料的攪拌過程；而葉片的線速度v

46、=R.0 m/s ,R是軸心 到葉片端部的距離，可見葉片的線速度在各點是不一樣 的，存在速度梯度團，如圖3-14所示。因此，嚴格說， 攪拌機轉速是指攪拌葉片端部的最大線速度：max。圖3-14攪拌葉片的速度梯度1.攪拌機轉速與混凝土均勻度的關系目前，國內外使用的攪拌機按工作原理來分主要有兩 大類型：利用重力工作的自落式和強制物料按預定軌跡運 動的強制式。自落式的攪拌原理是，當攪拌筒轉動時，依靠安裝在 滾筒內的固定葉片帶動各組成材料上升到滾筒直徑約0.7處時，借重力使材料落下。分布在滾筒內不同部分的物料， 由于其顆粒不同，其下落的時間、落點及滾動的距離不同， 而使物料相互穿叉、翻拌、混合，達到擴

47、散均勻，其工作 原理見圖3-15。圖3-15自落式攪拌機工作原理示意圖 強制式攪拌機的主要工作部件是一個圓盤，在 圓盤內裝有若干沿徑向分布的攪拌葉片。圓盤旋轉 時，處于不同角度和位置的葉片通過料層時，克服了 物料的慣性力、摩擦力和粘滯阻力，強制物料產生環(huán) 向、徑向和豎向運動，從而產生攪拌作用，其工作原 理見圖3-16。圖3-16強制式攪拌機工作原理示意圖試驗證明，用上述兩類攪拌機攪拌混凝土，一般在較 短時間內就可達到宏觀上的均勻。但對這種拌和料仔細觀 察時，發(fā)現有些骨料表面是干燥的，另外還有一些干的小 水泥團。如果把攪拌后宏觀上均勻的混凝土中的水泥漿放 在顯微鏡下，還會發(fā)現水泥顆粒并沒有均勻地

48、分散在水 中。有10%-30%勺水泥顆粒三三兩兩地聚在一起，形成微 小的水泥團，如圖3-17a所示。水泥的這種團聚現象影響 著混凝土的和易性和強度的提高。因為水泥的水化作用只 在水泥顆粒的表面進行，如果水泥顆粒聚團，則水化作用 的面積減小，使混凝土具有強度的水化生成物減少， 所以， 必須把聚團的水泥顆粒分開，使其盡可能接近圖3-16b所示的理想分布狀態(tài)。就自落式和強制式這兩類攪拌機的工 作原理而言，要增加物料顆粒間的碰撞次數和相互摩擦, 提高混合料各單元參與運動的次數和運動軌跡交叉的頻率，在保證生產率不變的情況下使混合料達到宏觀及微觀 上的均勻，就必須提高工作機構的轉速。a)b)圖3-17水泥

49、顆粒分布情況一般認為，新拌混凝土是一種賓漢姆體(Bing-ham， 其流變特性可表示為嚴空dt式中一混凝土的實際剪應力；0 屈服剪應力； 一混凝土的塑性粘度；dv/dt 混凝土的剪切變形速率。圖3-18表示了塑性粘度刀與剪應力了以及變形速率dv/dt與剪應力的關系曲線?？梢钥闯?，當 dv/dt小于某 值時，小于某定值0， 具有確定的最大值 °，此時的 混凝土混合料表現為固態(tài)特性，雖然也會發(fā)生緩慢的流 動，但實際上幾乎覺察不到。隨著 dv/dt的增加，值增 加，則大大降低。這時混凝土混合料的凝聚結構開始破 壞，表現出較好的流動性；當dv/dt增大到某一值時，達 到°值， 下降

50、到最小值m。此時混凝土的凝聚結構完全 遭到破壞，流動性達到最佳，為實現快速攪拌創(chuàng)造了條件， 因此，從提高攪拌效率的角度來看，希望攪拌速率要高一 些。圖3-18新拌混凝土粘一塑性隨剪應力變化關系 然而，當自落式攪拌機的滾筒轉速等于或超過臨界轉 速時，物料在離心力的作用下會依附于滾筒內壁與之共 轉，不能達到攪拌目的。對于強制式攪拌機，當攪拌速率 過快時，混凝土強度反而會下降。圖3-18所示為強制式攪拌機葉片線速度與相對強度及離差系數的關系曲線，圖 中以最低轉速下攪拌60s的強度為100%由圖可見，攪拌 速度低，混凝土強度高，離差系數小，但攪拌時間長，生 產率低；攪拌速度過快時，混凝土強度下降，離差

51、系數增 大。這是因為速度大時混合料的離心力大，混合料中粒徑 不同的各組份的慣性力不同且大于葉片間的摩擦力時，以 不同的速度拋離攪拌葉片而造成了物料離析，反而使混合 料的均勻度下降。因此，自落式攪拌機工作時物料的離心 力應小于其重力，即二 2n2R卡 30 gm 302< 噸或n r基于上述分析，對攪拌機的線速度值進行了試驗，表 3-3列出了得到的幾組典型數據。從試驗結果可知，隨著攪拌葉片線速度從1.1m/s增大到1.8m/s ,混凝土攪拌質量由差變好再變差，與上面的 理論分析結果完全一致，該參數比較合理的范圍是1.4 m/s-1.7 m/s 。表3-3線速度值的試驗結果A 1 c口FG暑

52、摘靱MIX 僚ikHit* Mtt1飆1具Ti E3? UttAJr twAGOilAfMP#>iiTCM*)IW31-ia.TT3.101711imiOOA ft3fl 7J?nA7I3 1DOtt4S,JLSIIT»CMS?OOM A4JUfw1* w0.41 JOD.O1I 4SgSJH0.403 7也陽f4ftJSUXb2D. 11vg 471J1JHID 06fluS3l &D CI2A SAI.KI0A151IS CD-OWJ 9OKI*2.轉速與攪拌裝置的關系轉速的選擇與攪拌機類型有關。由于工作原理的不 同，自落式攪拌機的轉速與同容量的強制式肯定不同。另

53、外，由于工作過程的差異，類型相同而結構不同的攪拌裝 置的轉速也必然不同。在振動作用下，物料間的粘滯力和內摩擦力減小，物 料顆粒運動的慣性增大，根據前面的分析，這時攪拌機的 合理轉速肯定應比物料靜態(tài)時低。表 3-4給出了不同攪拌 葉片和攪拌轉速下混凝土的勻質性和抗壓強度。由表3-4中結果可知，在不同攪拌葉片和攪拌轉速時， 相應混凝土拌和物的宏觀均質性差異并不大，而相應硬化 混凝土試件的抗壓強度的差異則較明顯，表現出不同攪拌 葉片和攪拌轉速的組合對混凝土的微觀均質性的影響不 同。通過試驗數據的綜合比較，應選用單刮板螺旋形葉片， 攪拌轉速為14r/min左右(0.8 m/s )，要比表3-3中的轉

54、速低得多。表3-4不同攪拌葉片和攪拌轉速下混凝土的勻質性和抗壓強度攪拌葉 片攪拌 轉速 w(r/min)混凝土和物 的勻質性硬化混凝土試塊的抗 壓強度AM(%)AG(%)R(Mpa)a (M pa)C單掛板 螺旋形 葉片80.410.5712.932.320.179160.351.5817.960.64 :0.036240.741.9115.461.590.103雙掛板 螺旋形 葉片81.250.579.731.580.162160.091.5812.520.85：0.068241.541.9112.882.200.171鏟子型80.453.1510.001.820.182葉片160.221.6015.591.700.109240.67:0.1916.861.33 :0.0793.轉速與能耗的關系轉速升高時，物料運動的阻力增大，從而使功率消耗 增大，加劇了葉片和拌筒的磨損。試驗表明，很多參數