[工学]搅拌机设计.doc
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1、河南科技大学本科毕业课程设计说明书混凝土搅拌机设计摘 要搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相扩散,从而达到均匀混合;也可以加速传质和传热过程。在工业生产中,搅拌操作是从工业开始的,围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理、建筑等,作为工艺过程的一部分而被广泛应用。就以建筑为中心设计一款混凝土搅拌机供参考使用。本次设计的混凝土搅拌机它是强制式卧轴混凝土搅拌机中的一种,强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干硬性混凝土,而且能搅拌轻骨料混凝土,能使混凝土达到强烈的搅拌作用,搅拌非常均匀,质量好,生产率高,成本低。它是国内较为新型的搅拌机,整机结构紧凑、外型美观。其主要组成结构包括:上料、卸料系统,搅搅拌传
2、动系统,拌装置,供水系统,机架及行走系统,电气控制系统,润滑系统等。主要设计计算内容是混凝土搅拌机机架的设计,主要包括:机架结构方案的确定、机架上所有部件之间相互位置的确定、机架上所有部件与机架的连接方式及安装位置、机架外形尺寸的确定、机架钢结构的选材、完成机架总成图及零部件图电气控制原理图。 关键词:混凝土搅拌机,机架,电气控制 CONCRETE MIXER DESIGNABSTRACTMixing can make two or more different substances in each other each others diffusion, which is mixed eve
3、nly; can also speed up the heat and mass transfer process. In industrial production, mixing operation is started from industry, focusing on food, fiber, papermaking, oil, water treatment, building, as part of process and widely applied. The building as the center to design a concrete mixer for refer
4、ence use.The design of the concrete mixer which is forced horizontal shaft concrete mixer in a, forced type concrete mixer can not only stir dry concrete and lightweight aggregate concrete, mixing, can make the concrete to achieve strong stirring, mixing uniformity, good quality, high productivity,
5、low cost. It is the relatively new type of mixer, compact structure, beautiful appearance. Its main structure comprises: feeding, discharging system, stir mixing transmission system, mixing device, water supply system, a machine frame and a running system, electrical control system, lubrication syst
6、em. The main design content is a concrete mixer frame design, including: frame structure, frame scheme determination of all components between the position determination of all components, frame and frame connection and installation location, frame shape size determination, frame steel structure sel
7、ection, frame stability check, to complete the frame assembly diagram and parts of electric control principle diagram.KEY WORDS:concrete mixer, rack, electrical control31目录摘 要IABSTRACTII第1章 总体概述51.1 毕业设计课题51.2 设计的总体要求51.3 设计大纲51.3.1 设计原则51.3.2 原始数据51.4 搅拌机概述61.5 毕业设计的意义6第2章 设计的主要内容72.1 总体设计72.1.1 搅拌
8、装置72.1.2 传动系统72.1.3 上料系统72.1.4 供水系统72.1.5 机架与支腿72.1.6 电气控制系统82.2 主要机构具体结构设计及参数设计82.2.1 搅拌装置82.2.2 传动系统112.2.3 上料系统122.2.4 供水系统142.2.5 机架与支腿15第3章 机架的设计173.1 机架设计的主要内容173.2 底架的设计173.2.1 机架设计的一般要求173.2.2 底架的材料选择173.2.3 底架的大体尺寸183.2.4 确定搅拌筒偏离机架底架重心的距离203.2.5 选材203.3 支腿的设计213.4 梯子及栏杆的设计223.5 上料架与底架的联结形式及
9、台板的设计253.5.1 上料架与底架的联结形式253.5.2 台板253.6 电机底架的设计253.7 减速器底板的设计263.8 电气控制系统27第4章 设计总结29参考文献30致 谢31第1章 总体概述1.1 毕业设计课题搅拌机的设计1.2 设计的总体要求 满足使用要求 满足经济性要求 力求整机的布局紧凑合理 工业性要求简单而实用 满足有关的技术标准1.3 设计大纲1.3.1 设计原则 搅拌机技术条件应满足GB9142-2000混凝土搅拌机技术条件规范; 所用图纸的幅面应符合GB4457-2000中华人民共和国标准机械制图中的相关规定。1.3.2 原始数据 出料容积 2000 L 进料容
10、积 800 L 搅拌电机额定功率 15 KW 最大骨料粒径 80/60 生产率:25-30 1.4 搅拌机概述 混凝土是建筑材料中的一种主要的材料,它是以水泥做为黏结剂把骨料粘在一起的,属于一种非匀质材料,其用途广,用量大。混凝土搅拌机就是用来大量生产混凝土的机械。混凝土搅拌机有自落式和强制式。混凝土从塑性混凝土发展到干性,硬性混凝土,强制式搅拌机得到了很大发展。强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干硬性混凝土,而且能搅拌轻骨料混凝土,能使混凝土达到强烈的搅拌作用,搅拌非常均匀,生产率高,质量好,成本低。因此,强制式搅拌机得到了很大的发展,但这种搅拌机的功率损耗比较大。本次设计的混凝土搅拌机是我们的主
11、要设计机型。为了适应不同混凝土搅拌机的搅拌要求,搅拌机发展了许多机型,它们在结构和性能上各有特点,但按工作原理可划分为自落式和强制式。混凝土搅拌机属于强制式搅拌机的一种,它主要由搅拌系统,搅拌传动系统,上料、卸料系统,供水系统,机架及行走系统,电气控制系统等组成。它是目前国内较为新型的搅拌机,整机结构紧凑、外型美观。双卧轴混凝土搅拌机具有操作简便的特点,既能搅拌干硬性混凝土又能搅拌塑性混凝土,还能搅拌砂浆和轻骨料。它具有单机独立作业和与PLD系列配料机组成简易式混凝土搅拌站的双重优越性,还可为搅拌站提供配套主机,适用于各类大、中、小预制构件厂及公路、桥梁、水利、码头等工业及民用建筑工程,是一种
12、高效率机型,应用非常广泛。该机采用底开门卸料,所以搅拌筒不用倾翻,因而节省了动力,简化了结构,布置也比较紧凑合理。1.5 毕业设计的意义通过本次毕业设计,我们对混凝土搅拌机有了完整的了解和深刻认识。而且学会把所学知识有效的用运到解决实际问题中的能力,不仅对课本所学知识有了更深层次的掌握,同时提高了自己解决实际问题的能力。学会了更好的查阅相关资料,为以后打下良好基础。本次毕业设计使我们受益匪浅,通过研究解决一些工程技术问题,各方面的能力均有提升。第2章 设计的主要内容2.1 总体设计2.1.1 搅拌装置搅拌筒、搅拌叶片、搅拌轴以及支承结构的确定.2.1.2 传动系统传动系统方案的确定;传动系统结
13、构形式的确定;传动系统结构型式和基本组成组成;动力设备型式和配置;画出结构方案草图。2.1.3 上料系统上料系统机构型式的选择;上料架的结构及基本组成;画出结构草图。2.1.4 供水系统 供水方式的选择; 供水系统的组成和设备配置; 画出结构草图。2.1.5 机架与支腿 机架的基本组成; 机架的结构型式。2.1.6 电气控制系统整机电气控制系统方案的确定;电气系统原理图的确定;画出电气原理图。2.2 主要机构具体结构设计及参数设计2.2.1 搅拌装置 搅拌装置包括:搅拌筒、搅拌轴、搅拌臂、搅拌叶片和侧叶片,具体结构如下图2-1所示:图2-1 双卧轴搅拌机搅拌装置1搅拌筒;2搅拌轴;3搅拌臂;4
14、搅拌叶片;5侧叶片搅拌筒内装有两根水平配置的搅拌轴,每根轴上均装有搅拌叶片。在靠近搅拌筒两端的搅拌臂上分别装有侧叶片,可刮掉端面上的混凝土,并改变混凝土的流向。如图2-1所示,叶片与村板间隙5mm。(1)搅拌筒结构及卸料方式的确定 搅拌筒的结构尺寸如下:容积利用系数j=0.41筒体长1190mm 筒径D=838mm筒体总长度1330mm 外径D0=858mm搅拌筒的几何容积 V几=1.22m3 卸料方式的确定:目前卧轴式搅拌机主要采用倾翻室和底开门式两种卸料方式,由于的出料容量为2000L,虽不是很大,但考虑到搅拌筒的尺寸及结构,采用倾翻室虽然不太可能,它的筒体近似于长方体,故采用底开门式,既
15、可使混凝土顺利地在搅拌过程中卸出,也可避免使筒体倾翻,这样既安全,又节省了劳力,表现出很多自由的特点,操作也方便,故而采用底开门式斜料。(2)搅拌叶片、搅拌轴及支承结构 搅拌叶片:根据目前国内外卧轴式搅拌机叶片结构型式看,广泛采用铲片式,就单个叶片来说,它是一个平板,他通过搅拌臂与轴形成一体,使全部叶片呈螺旋线分布,叶片间没有直接联系,因而这种化整为零的结构方式具有很突出的优点。它使得叶片的加工安装非常方便,从而代替了加工安装要求高的螺旋带叶片。从磨损角度看,铲片式易受到局部磨损,这是因为物料与叶片之间的滑动逐步不均匀,而且波动,易形成卡料,使磨损加剧,搅拌效果有所下降,故从磨损和搅拌效果来看
16、,铲片式比螺旋带式差。搅拌装置由两根水平轴和安装在该轴上的两段相距1800的反向螺旋带组成,两根轴上的螺旋方向也不一样,这样可以保证混合料在筒内循环运动。从理论上讲,当一端的螺旋带叶片开始从上向罐内的混凝土拌合料切入时,另一端螺旋带叶片从混凝土拌合料中抄起,在两组叶片相互交替作业过程中,排出叶片把拌合料挑起在该端下底部形成无料或少料空间,同时切入叶片把拌合料从一端向另一端进行轴向和周向的复合位移,而另一根轴上的叶片则把混凝土拌合料向相反的方向移动,使得筒内的混凝土循环移动。另外被挑起的混凝土拌合料在螺旋带片后部的空挡处落下,使拌合料之间产生连续的摩擦,先落下的拌合料不断受到后落下的拌合料冲击,
17、使水泥活性不断提高。在叶片切入端由于各点线速度不同,拌合料在受挤压的同时,相互间有较大的相对位移,所以较大的水泥团粒将被分散细化。由于这种机型的结构紧凑,容积利用系数较大,砼拌合料的位移行程达最小值。而各颗粒之间相互作用的时间则达最大值,这是双轴强制搅拌机综合性能较好的关键所在。 图2-2 搅拌装置1.轴 2.侧叶片 3.搅拌叶片支承臂 4.搅拌叶片 5.搅拌叶片支承臂 6. 侧叶片 7.搅拌叶片支承臂 8. 轴由以上分析可以看出,铲片式不如螺旋带式好,但考虑加工安装要求及目前厂家现有的生产技术条件,我们决定采用铲片式,以达到经济、简便,生产效率高的效果。本次设计采用两组铲片,第一根轴上采用右
18、螺旋铲片,第二根轴上采用左螺旋铲片。每根轴上的叶片数目定为6(包括两片侧叶片及四片搅拌叶片)。 搅拌轴搅拌轴的主要尺寸经过初步验算,考虑安全裕量,直径定为90mm, 轴的结构型式,就目前厂家生产状况来看,一般采用实心轴,空心轴一般都具有省材,重量轻,受力效果号等优点,但加工困难,装置要求高,造成生产率低,一般不被采用。采用实心轴加工方便,而且也可靠实用,铲片式搅拌轴系统存在搅拌臂与搅拌轴的联接方式问题,现有的插孔焊接式、抱轴式、卡轴式,考虑插孔焊接式有简单优势,又对轴的强度无削弱,因而采用焊接式。 支承结构考虑本次设计采用底开门的卸料方式,所以此支承与传统支承不一样,先把筒体固定在底座上,而把
19、两根轴通过轴承支承在筒体上。由于搅拌筒内装流塑态的混凝土拌合料,因此搅拌轴必须采用轴端密封,以防止砂浆污损轴承。浮动密封是经过实践证明了的被公认是较理想的密封,本机即采用这种密封。2.2.2 传动系统传动按传动方式可分为两种:机械传动和液压传动。液压传动具有重量轻,体积小,结构紧,驱动力大等特点,但考虑到目前国内状况,液压马达虽然比以前在质量上提高了,但价格昂贵,用于一般的搅拌机上,成本太高,不经济,故而我们选用传统的机械传动。传动系统由电动机、皮带轮、减速箱、开式齿轮等组成,如图2.3所示。电动机8通过皮带轮7、5带动二级齿轮减速箱,减速箱两轴通过由两个开式小齿轮10和两个开式大齿轮9组成的
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