槳葉式攪拌機的設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目槳葉式攪拌機的設(shè)計 系 （院）機電工程系專 業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班 級學(xué)生姓名學(xué) 號指導(dǎo)教師 職 稱 二一四年六月二十日獨 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名: 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定。本人愿意按照學(xué)

2、校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）作者簽名: 年 月 日28濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：槳葉式攪拌機的設(shè)計摘 要槳葉式混凝土攪拌機是一款小型攪拌機，主要適用于較小的建筑工程，是非常重要的建筑機械。它是強制式臥軸攪拌機的一種，不但能攪拌干硬性混凝土，而且能攪拌輕骨料混凝土，是一款多功能攪拌機。在攪拌過程中，通過攪拌軸的回轉(zhuǎn)運動來帶動攪拌葉片對筒內(nèi)物料進行剪

3、切、擠壓和翻轉(zhuǎn)推移等攪拌作用，使物料在相對的劇烈運動中的得到充分的拌合，因而它具有拌合質(zhì)量好、能耗低、效率高等優(yōu)點?，F(xiàn)代建筑工程中攪拌機的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了工人的勞動強度，還提高了混凝土工程的質(zhì)量，對我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)做出了很大貢獻。在下一個五年規(guī)劃中，國家加大了基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)的力度，這對混凝土機械行業(yè)的發(fā)展是十分有利的。該類型攪拌機的主要組成結(jié)構(gòu)包括：傳動系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等零部件。在本次設(shè)計中主要設(shè)計的是外殼和攪拌軸，還確定了上料、卸料的方式以及葉片的結(jié)構(gòu)，并對部分零部件進行了校核，使之滿足不同場合的工作要求。關(guān)鍵詞：混凝土攪拌機、質(zhì)量、能耗、效率The d

4、esign of Vertical spindle type breakerAbstractBlade type concrete mixer is a small mixer, mainly is suitable for the small construction projects, it is very important to construction machinery.It is a kind of forced horizontal-axis mixer ，not only can mix the dry and rigid concrete, but also can sti

5、r light weight aggregate concrete，is a new multi-functional mixer。In mixing process, through the rotary motion of stirring shaft of mixing blades to drive the material in the cylinder of shear, squeezing and flip elapse, make the material such as mixing effect in the relatively intense exercise full

6、y with white, so it would be of good quality, low energy consumption, higher efficiency. Modern architectural engineering of mixer widely used, not only reduce the labor intensity of the workers, but also improves the concrete engineering quality, has made a great contribution the infrastructure con

7、struction of our country. In the next five-year plan, the government increased the strength of the infrastructure construction of concrete, the machinery industry development is very favorable. This type of main composition structure including blender, transmission system, mixing system, feeding sys

8、tem, unloading system and electrical control system components. In this design, we mainly on the transmission scheme selection and design calculation, also identified loading, unloading and ways of blade structure, and checks for some parts to meet different occasions work requirements.Keywords: con

9、crete mixer, quality, energy consumption, efficiency 目 錄第一章 緒論51.1混凝土攪拌機項目研究的目的及意義51.1.1混凝土的組成61.1.2攪拌的任務(wù)61.1.3設(shè)計混凝土攪拌機的意義6第二章 技術(shù)設(shè)計任務(wù)書82.1攪拌機設(shè)計的依據(jù)及參數(shù)82.2攪拌機的工作范圍及用途82.3混凝土攪拌機總體布局及結(jié)構(gòu)概述82.4攪拌機的關(guān)鍵技術(shù)8第三章 攪拌機主參數(shù)及各部件的設(shè)計計算103.1總體設(shè)計方案103.1.1混凝土攪拌機各個品種功能的比較103.1.2混凝土攪拌機結(jié)構(gòu)的選擇113.2總體結(jié)構(gòu)及工作原理113.2.1結(jié)構(gòu)組成及工作原理113.

10、2.2主要技術(shù)參數(shù)123.3攪拌機主要部件的設(shè)計123.3.1攪拌裝置的設(shè)計123.3.2機架和攪拌筒的設(shè)計123.4傳動系統(tǒng)的設(shè)計133.4.1電機的選擇133.4.2 傳動部分設(shè)計14第四章 槳葉式攪拌機主要參數(shù)的確定174.1傳基本結(jié)構(gòu)參數(shù)174.1.1轉(zhuǎn)子的直徑與長度174.1.2基本結(jié)構(gòu)尺寸174.2主要工作參數(shù)的確定174.2.1轉(zhuǎn)子的速度174.2.2生產(chǎn)能力174.2.3功率184.3轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計184.3.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計184.3.2軸的強度計算194.3.3破碎力的確定194.3.4軸的受力分析194.4軸承和鍵的選用214.4.1軸承的選用和潤滑214.4.2鍵的選用2

11、2第五章 混凝土攪拌機攪拌葉片的有限元分析235.1攪拌葉片有限元模型的建立235.2優(yōu)化設(shè)計和結(jié)果分析25第六章 結(jié)論26參考文獻27感 謝28第一章 緒論1.1混凝土攪拌機項目研究的目的及意義隨著改革開放的持續(xù)推進,我國經(jīng)濟建設(shè)及科學(xué)技術(shù)的高速穩(wěn)步增長,城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)的大力發(fā)展,農(nóng)村和大城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、房地產(chǎn)商品房開發(fā)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,直接促進了混凝土生產(chǎn)產(chǎn)量的快速增長機械化建設(shè)在施工中占據(jù)了重要的的地位。因此,加強混凝土的機械化生產(chǎn),是提高生產(chǎn)效率,改善施工環(huán)境、提高建筑工程的質(zhì)量和企業(yè)效益的重要保障。 混凝土的機械化生產(chǎn)直接改變了人工和散分攪拌的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式,也是實現(xiàn)建筑行業(yè)現(xiàn)代化

12、的重要變革?；炷恋臋C械化生產(chǎn)因其攪拌效果好而大大提高了工程的質(zhì)量,加快和提高了生產(chǎn)速度,減輕了工人的勞動強度,與此同時,也因其節(jié)約了建筑施工的用地面積,提高了勞動條件,減少了環(huán)境污染和節(jié)約了混凝土原材料使人類受益匪淺。 由于機械混凝土攪拌機是將一定比例的水泥、砂子、碎石(骨料)和水(有時還加入另外一些混合材料)攪拌成勻質(zhì)混凝土的機械設(shè)備。不僅混凝土用量大,而且工作環(huán)境比較惡劣,如果使用人工攪拌,不僅混凝土攪拌質(zhì)量差、工人勞動強度大,而且生產(chǎn)效率低、粉塵對人體傷害嚴重。因此,現(xiàn)代混凝土攪拌設(shè)備已經(jīng)在向高效能、高技術(shù)、自動化的方向發(fā)展以此達到改善工作條件節(jié)約原材料及提高生產(chǎn)效率的目的。 攪拌是混

13、凝土生產(chǎn)過程中極其重要的一個環(huán)節(jié),所以應(yīng)使各組分原材料的運動軌跡在攪拌的過程中盡可能的穿插交錯混合,在整個混合物料中最大限度的產(chǎn)生摩擦,并盡能提高各原材料參與運動的次數(shù)和相互交叉攪拌的頻率,為混凝土各個原材料充分混合和均勻分布創(chuàng)造最好的條件,因此,混凝土的生產(chǎn)應(yīng)該逐步向機械自動化的方向發(fā)展和邁進。 小型攪拌機項目的研究與生產(chǎn),是為了充分滿足各個市場對攪拌機的需求,以及完善各個產(chǎn)品的型號,適應(yīng)小型基礎(chǔ)設(shè)施和新農(nóng)村建設(shè)以及滿足需要攪拌機行業(yè)的要求。它是在一個相對封閉的工作環(huán)境中,對各個原材料進行充分的攪拌和輸送,達到對混凝土充分攪拌混合的效果,并且較少了環(huán)境的污染,還能夠改善建設(shè)施工條件的局限性。

14、1.1.1混凝土的組成混凝土作為現(xiàn)代化建設(shè)當中用量最多的建筑工程材料，被廣泛用于國防、工農(nóng)業(yè)、水利交通設(shè)施、房地產(chǎn)開發(fā)和新農(nóng)村建設(shè)等設(shè)施建設(shè)當中，在我國經(jīng)濟發(fā)展中占有不可或缺的地位。這里我們所說的混凝土指的是水泥混凝土，它主要是由砂子和水泥、碎石和水按照一定的比例配合，經(jīng)過混合攪拌、澆筑和振搗凝結(jié)而成的一種人造的建筑石材。其中水和水泥起凝結(jié)作用，石頭和砂子起骨架梁柱填充的作用，水泥漿覆蓋在砂的外表面，并且填充到砂子之間的縫隙當中成為水泥砂漿，水泥砂漿又覆蓋在碎石的外表面填充著碎石的縫隙。當水泥漿脫水凝固后，將砂子和碎石頭牢固地凝結(jié)在一起形成一個完整的組合體從而使混凝土具備了足夠的強度以及其它一

15、些非常重要的力學(xué)性能。1.1.2攪拌的任務(wù)強度是混凝土重要的力學(xué)性能混凝土強度主要取決于混合物料結(jié)合面間的結(jié)構(gòu)。通常攪拌機攪拌的主要是一下幾點： (l) 使各組分原材料混合均勻，在整個混合料中達到宏觀和微觀上的均勻分布。 (2) 破壞水泥粒子表面的初始水化物薄膜包裹層，促進水泥顆粒與其他物料以及顆粒的結(jié)合，從而形成理想的水化產(chǎn)物。 (3) 打破水泥分子和粒子的集聚，使水泥顆粒外表面被水潤濕，促進擴散的發(fā)展。 (4) 由于混合物料表面常常包裹一些比較薄的粘土和灰塵，不利于混凝土結(jié)合界面的快速形成，因此，我們應(yīng)使混合物料中的各個原材料在攪拌過程中盡可能多的進行相互碰撞和交叉摩擦混合，從而減少灰塵對

16、混凝土結(jié)合界面的影響，達到更加凝結(jié)的作用。 (5) 提高各組分混合原材料運動軌跡相互交錯的概率以及參與運動的次數(shù)，從而使混凝土快速的達到均勻。1.1.3設(shè)計混凝土攪拌機的意義綜上所述可以給混凝土攪拌機工作原理一個合理的說明：應(yīng)使處于攪拌過程中的混合原材料的運動軌跡在交集的地方盡可能多的進行相互穿插交錯，使其在混合的過程中最大額度地進行交叉摩擦，并且不斷提高各個原材料參與運動的次數(shù)以及運動軌跡相互交錯的概率，從而為混合材料實現(xiàn)宏觀和微觀的均勻分布制造最好的條件。強制式混凝土攪拌機作業(yè)時一般攪拌筒身固定，攪拌機葉片隨著主軸連續(xù)轉(zhuǎn)動，對混合物料進行強制擠壓、翻轉(zhuǎn)和拋擲使混凝土各組分原材料拌和均勻的目

17、的。因此，為了使混凝土拌和均勻，攪拌機必須具備以下幾點： (1)能使混凝土各組分原材料攪和均勻分布，使水泥漿均勻包裹在碎石的表面； (2) 能將攪和后的混凝土均勻的卸出；(3) 混凝土拌和以及出料的時間短； (4) 占地面積小;節(jié)約空間； (5) 功率消耗小，符合環(huán)保要求。 而決定混凝土攪拌質(zhì)量的主要有以下幾個原因: (1) 混凝土攪拌機攪拌筒幾何容積與出料容量的比率，即容積利用比例； (2) 混凝土攪拌機的結(jié)構(gòu)形式和它的攪拌速度； (3) 攪拌葉片長時間工作磨損的狀況及耐磨性； (4) 達到混合均勻的混凝土所需要的攪拌時間；(5) 各種原材料的加料的先后順序。第二章 技術(shù)設(shè)計任務(wù)書2.1攪拌

18、機設(shè)計的依據(jù)及參數(shù)我國市場上現(xiàn)有攪拌機的品種型號較多，但是根據(jù)其攪拌機的機構(gòu)以及對攪拌混合原材料方式的不同，因而對各式攪拌機的要求也是不一樣的，根據(jù)現(xiàn)有攪拌機的攪拌的原理和機構(gòu)的形式，由于攪拌機攪拌的對象主要是砂子、水泥、碎石等建筑工程材料，為了進一步延長混凝土攪拌機的使用壽命，軸承處的密封要連接緊密，拌和的效果要好，設(shè)計的結(jié)構(gòu)布局要合理，操作簡單以及使用維修方便，工作時要與地面接觸平穩(wěn)，因此我們依據(jù)這些必備的要求設(shè)計了該型號的混凝土攪拌機。2.2攪拌機的工作范圍及用途由于我國房地產(chǎn)開發(fā)、城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)的迅猛發(fā)展，直接促進了混凝土產(chǎn)量的增長，因此混凝土機械設(shè)備在混凝土生產(chǎn)的過程中中占據(jù)了至

19、關(guān)重要的位置?；炷翑嚢铏C的用途：用機械化來代替人工攪拌和生產(chǎn)混凝土，廣泛適用于建筑行業(yè)、工作實驗室、道路施工、水利交通，也可以用在其他需要將多種原材料進行混合攪拌均勻后使用的行業(yè)。2.3混凝土攪拌機總體布局及結(jié)構(gòu)概述攪拌機主要由機架、攪拌機構(gòu)、傳動系統(tǒng)等組成。 機架是攪拌機的支承部件，由鋼管和槽鋼通過焊接制作而成。攪拌機構(gòu)主要由攪拌筒、攪拌軸和攪拌鏟片所組成，攪拌鏟片被固定在攪拌臂上和攪拌軸形成一個整體，攪拌鏟片與攪拌筒底部縫隙可以進行少量的修整。傳動系統(tǒng)主要由V帶傳動、鏈傳動、電動機、減速器等組成。2.4攪拌機的關(guān)鍵技術(shù)(1) 傳動機構(gòu)原材料的篩選、加工與生產(chǎn)：傳動部件所選用的原材料它具有

20、的強度和硬度要適中，沒必要過大，但也不能太小，避免造成過多的浪費，而其結(jié)構(gòu)的形式要簡單，盡量減少機構(gòu)零件批量生產(chǎn)的加工難度，盡可能多的選用國家標準零件，方便后期的維修和更換。 (2) 混凝土攪拌機結(jié)構(gòu)的總體布局：混凝土攪拌機主要通過機架的支承而放立在水平面上運轉(zhuǎn)工作，因此混凝土的整體高度不能太高，以保證攪拌機能平穩(wěn)的工作，結(jié)構(gòu)的布局也應(yīng)盡可能的合理緊湊，方便使用。 (3) 噪音和灰塵的控制：為了降低噪音、灰塵對工作環(huán)境的的影響和污染，我們相應(yīng)的在混凝土攪拌機筒體的上方加裝了一個筒蓋，雖然不能消除噪音和灰層的污染，但是對噪音的降低以及灰塵的減少還是能夠起到非常好的效果。 (4) 安全技術(shù)：必須保

21、證攪拌機在正常工作使用情況下，對人體健康不造成危害。第三章 攪拌機主參數(shù)及各部件的設(shè)計計算3.1總體設(shè)計方案3.1.1混凝土攪拌機各個品種功能的比較強制式攪拌機：圓盤立軸式攪拌機是混凝土攪拌機主要由動力裝置、加料和卸料裝置、供水系統(tǒng)、攪拌筒、攪拌機構(gòu)、傳動裝置、機架、支承機構(gòu)等組成。 從攪拌機運動方式及結(jié)構(gòu)的形式可大致分為兩大類:一個是通過鋼齒輪傳動來充分帶動某一種形狀的筒體(圓錐體或圓柱體等)的旋轉(zhuǎn)來達到使物料攪拌均勻的效果；而另一個則是單運動的軸式傳動，在軸上(單軸或雙軸)安裝各種各樣的攪拌葉片(螺旋形或長錐形等),并通過攪拌葉片轉(zhuǎn)動來均勻拌合物料。 按出料方式的不同可分為非傾翻式和傾翻式

22、兩種；按攪拌機攪拌拌筒結(jié)構(gòu)形式的不同可分為圓盤立軸式、圓槽臥軸式、雙錐、鼓筒式等；按工作性質(zhì)的不同又可分為間歇式和連續(xù)式；按攪拌原理的不同分為連續(xù)式、強制式和自落式；按安裝方式可分為移動式和固定式兩種。 連續(xù)式混凝土攪拌機 裝有螺旋狀攪拌葉片，各種材料分別按照配合比經(jīng)連續(xù)稱量后送入攪拌機內(nèi)，攪拌好的混凝土從卸料口連續(xù)向外輸出。這種攪拌機的攪拌時間短，生產(chǎn)效率高、并得到迅速發(fā)展。 自落式攪拌機：早在二十世紀初期，蒸汽機帶動動的鼓筒式混凝土攪拌機就已經(jīng)出現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傾翻出料式和反轉(zhuǎn)出料式的雙錐形攪拌機以及立筒式攪拌機等相繼出現(xiàn)并取得快速發(fā)展。自落式混凝土攪拌機工作機構(gòu)是筒體，沿筒內(nèi)壁圓

23、周安裝若干攪拌葉片。工作時，將物料投入攪拌筒內(nèi)，筒體繞其自身軸旋轉(zhuǎn)，靠攪拌筒的旋轉(zhuǎn)，由筒內(nèi)的攪拌葉片將物料推到一定的高度后，物料靠自重墜落下來，反復(fù)對物料進行攪拌而加工成勻質(zhì)混凝土。這種攪拌機特點是攪拌強度不大，效率低，一般以攪拌普最早出現(xiàn)的強制式混凝土攪拌機。隨后得到了快速的發(fā)展與應(yīng)用。這種攪拌機分為行星式和渦槳式兩大類。隨著后期輕原材料的應(yīng)用與推廣，出現(xiàn)了圓槽臥軸式強制混凝土攪拌機，它又可分雙臥軸和單臥軸式兩種，同時具備自落和強制兩種攪拌機攪拌的特點。因其攪拌葉片的運動速度小、耐磨性能好以及能耗少而獲得了市場的大量推廣和使用。強制式混凝土攪拌機的攪拌機構(gòu)是水平式設(shè)置在筒內(nèi)的攪拌軸，軸上安裝

24、攪拌葉片，工作時，強制式混凝土攪拌機的攪拌筒固定不動，加入拌筒內(nèi)的各種原材料，物料在攪拌葉片的強制攪動下進行強制式的擠壓、翻轉(zhuǎn)、剪切，使拌合料在劇烈的相對運動中達到拌和均勻。3.1.2混凝土攪拌機結(jié)構(gòu)的選擇臥軸式攪拌機攪拌：筒內(nèi)徑相對而言都做的比較大，骨料被甩向攪拌筒外壁，通過離心力的作用使混凝土拌料分崩離析，而且加水量不易控制，攪拌力量小，使物料攪拌不夠充分。 立軸式攪拌機：主要通過筒內(nèi)轉(zhuǎn)軸的帶動葉片旋轉(zhuǎn)強制式攪拌，使拌合料在劇烈的相對運動中達到拌和均勻。除此之外，立軸式攪拌機的攪拌筒中央裝有一軸套，用于放置攪拌機構(gòu)，連接傳動機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動機構(gòu)下置，潤滑和密封性能好。 綜上所述，立軸式

25、攪拌機不僅結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、拌合質(zhì)量好，而且易于操作和控制。因此本次設(shè)計的是一臺高效立軸式混凝土攪拌機。3.2總體結(jié)構(gòu)及工作原理3.2.1結(jié)構(gòu)組成及工作原理本次設(shè)計的混凝土攪拌機主要組成部分為：動力裝置、傳動系統(tǒng)、攪拌裝置、機架等。整體結(jié)構(gòu)如圖1所示： 圖1攪拌機總體結(jié)構(gòu)示意圖 本次攪拌機設(shè)計的工作原理是，電動機輸出的轉(zhuǎn)速通過V帶傳動傳遞到減速器，減速器與攪拌軸通過鏈傳動帶動軸的旋轉(zhuǎn)，軸上安裝有攪拌葉片隨軸的旋轉(zhuǎn)對混合物料進行強制攪拌，從而達到拌合均勻的目的。3.2.2主要技術(shù)參數(shù)項目 數(shù)據(jù) 進料容量 80L 最大出料容量 50L 攪拌筒內(nèi)徑 800mm 攪拌葉片轉(zhuǎn)速 30r/min 葉片

26、距筒底的間隙 3-5mm 拌料粒徑 530mm 電動機功率 4kw3.3攪拌機主要部件的設(shè)計3.3.1攪拌裝置的設(shè)計立軸式強制攪拌機是通過攪拌軸帶動攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)運動，從而帶動物料進行劇烈拌合運動的攪拌機。其葉片伴隨著豎直軸進行圓周運動；攪拌葉片有螺旋帶式和鏟片式兩種形狀，可以根據(jù)需要進行選擇。一般的立軸式強制攪拌機的鏟片式攪拌葉片表面形狀通常為平面, 在工作時, 混合拌料對平面式攪拌葉片的阻礙作用過大，長時間運轉(zhuǎn)消耗的功率大，不利于節(jié)能，而且攪拌質(zhì)量差。另外平面式鏟片對混合拌料只有推動的效果， 沒有翻滾的作用，所以攪拌混合效率很低。攪拌葉片安裝的角度直接影響著攪拌機均勻拌合性能的好壞,對混凝

27、土的質(zhì)量以及生產(chǎn)的效率都起著決定性的作用,并且攪拌葉片安裝的角度與攪拌機其他的一些參數(shù)聯(lián)系緊密，任何一個參數(shù)的改變都會影響攪拌機整體攪拌的性能。 3.3.2機架和攪拌筒的設(shè)計機架是整個混凝土攪拌機的支承部分，它承受了攪拌機所有的力（電動機、減速器、傳動裝置、攪拌裝置、攪拌筒體、物料等的重力以及軸的應(yīng)力）。機架是混凝土攪拌機平穩(wěn)運轉(zhuǎn)以及穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。因此，不管機架是從材料的選擇上還是結(jié)構(gòu)形式的選擇上，都應(yīng)該使用強度大的材料與牢固穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。攪拌機機架是用槽鋼和鋼管加工而成，通過焊接在攪拌筒底部用來起支承作用的。 攪拌機筒體是由熱軋鋼板通過卷曲焊接而成,在攪拌筒上方配有筒蓋，攪拌筒底部有出料口，

28、當需要出料時，只要轉(zhuǎn)動料門手柄，打開出料口，均勻混合的拌料即沿出料口快速卸出。攪拌筒的筒體高為H=310mm，直徑為D=800mm，筒壁的厚度為3mm。3.4傳動系統(tǒng)的設(shè)計3.4.1電機的選擇1) 槳葉攪拌機的設(shè)計參數(shù)2) 功率的確定由邦德理論 (3-1)式中：d-輸出料粒徑，um； D-原料粒徑，um； Q-產(chǎn)量，t/h；得由電機功率，查手冊：選電機型號為Y280M-6功率為55kw轉(zhuǎn)速為外形尺寸為3.4.2 傳動部分設(shè)計1) 確定計算功率考慮到載荷的性質(zhì)、原動機的不同和每天工作時間的長短等，計算功率Pca比要求傳遞的功率P略大，即 (3-2)式中：-工作情況系數(shù)， 2) 選擇V帶型號根據(jù)計

29、算功率由機械設(shè)計手冊圖12-1-1確定選用D型帶。3) 確定帶輪直徑，a) 參考機械設(shè)計手冊帶傳動設(shè)計部分，取小帶輪直徑b) 驗算帶的轉(zhuǎn)速 (3-3)帶的速度合適 （普通V帶）c) 從動帶輪直徑 (3-4)由機械設(shè)計手冊表12-1-10查得4) 確定中心距a和帶的基準長度根據(jù) (3-5) (3-6) 由機械設(shè)計手冊表12-1-4選帶的基準長度 (3-7)5) 驗算主動輪上的包角 (3-8)主動輪包角合適6) 確定V帶根數(shù)za) 由線性插值法求得額定計算功率 (3-9) 額定功率值的增量,包角系數(shù),長度系數(shù)b) 計算V帶根數(shù)z (3-10)由機械設(shè)計手冊表12-1-18 由機械設(shè)計手冊表12-1

30、-21 由機械設(shè)計手冊表12-1-22 根 (3-11)取z=5根7) 計算單根V帶初拉力F (3-12)由表12-1-28) 計算對軸的壓力 (3-13)如圖 V帶的示意圖第四章 槳葉式攪拌機主要參數(shù)的確定4.1傳基本結(jié)構(gòu)參數(shù)4.1.1轉(zhuǎn)子的直徑與長度 轉(zhuǎn)子直徑一般根據(jù)給料塊的尺寸來決定提出轉(zhuǎn)子直徑與給料塊尺寸之比為1.25,大型攪拌機取低值。D=1000mm。轉(zhuǎn)子軸直徑與長度之比值一般為0.72,物料沖擊力較強時,應(yīng)取較大的比值。 (4-1)4.1.2基本結(jié)構(gòu)尺寸a給料口寬度、長度、高度、傾角給料口寬度大于2倍最大給料尺寸取B=300mm、L=310mm,為了要求給料有一定的垂直下落速度取

31、h=560mm,要求入料塊經(jīng)導(dǎo)板給入，因此，導(dǎo)板的傾角不應(yīng)小于，否則引起給料塊的堆積。b卸料口尺寸攪拌機的卸料口尺寸由產(chǎn)品粒度的大小來決定。c給料方式攪拌機要求給料塊有一定的垂直下落速度，故給料口一般都設(shè)置在機架的上方。4.2主要工作參數(shù)的確定4.2.1轉(zhuǎn)子的速度從槳葉式攪拌機的特點可看見轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是攪拌機的重用工作參數(shù)它影響著攪拌機的破碎效率、破碎比和生產(chǎn)能力。由 (4-2)式中轉(zhuǎn)子的圓周速度,轉(zhuǎn)子直徑，。得 一般中小型攪拌機的轉(zhuǎn)速為，圓周速度為。4.2.2生產(chǎn)能力 (4-3)式中 轉(zhuǎn)子長度 卸料篦條間歇出料塊的粒度 卸料篦條間歇的數(shù)目 松散與排料不均勻系數(shù)轉(zhuǎn)子圓周方向錘子的排數(shù) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 石

32、灰石的堆積比重，4.2.3功率功率消耗和很多因數(shù)有關(guān),但主要取決于物料的性質(zhì),轉(zhuǎn)子的圓周速度,破碎比和生產(chǎn)能力。 (4-4)式中 錘頭質(zhì)量, ;轉(zhuǎn)子半徑, ;轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速, ;機械效率,; 修正系數(shù)。與轉(zhuǎn)子的圓周速度有關(guān),隨圓周速度增加而減少,因為速度愈高,每個錘頭打擊物料的機會率愈低。4.3轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.3.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計a) 軸的材料及熱處理由于攪拌機的設(shè)計功率不是太大,對其重量和尺寸無特殊要求,故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理。b) 初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查機械設(shè)計表10-2,得C=106-117,考慮倒安裝皮帶輪僅受扭矩作用,取C=110,則 (4-5)式中 由軸承的材料和承載情況

33、縮確定的常數(shù);軸的輸出功率,;軸的轉(zhuǎn)速, ;符合要求,所以軸的設(shè)計合格。4.3.2軸的強度計算軸的各段長度主要根據(jù)軸上零件的轂長或軸上的零件配合部分的長度確定。另外,也要根據(jù)機體及軸承蓋等零件有關(guān)。本設(shè)計中,綜合考慮機體、轉(zhuǎn)子、襯板、軸承座等因素的影響后,軸的具體設(shè)計尺寸如圖4-1所示。4.3.3破碎力的確定a) 沖擊時間的計算 (4-6)式中: 料塊的半徑, ; 轉(zhuǎn)子的圓周速度, 。 b) 破碎力P的計算 (4-7)式中: 破碎力,;料塊的質(zhì)量,;沖擊后物料的速度,;沖擊時間,。4.3.4軸的受力分析a) 畫軸的受力簡圖 b) 計算支承反力。由式： (4-8)得 由式： (4-9)得 在垂直

34、面上 c) 畫彎矩圖 由式： (4-10)在水平面上，aa剖面左側(cè) aa剖面右側(cè)在垂直面上 合成彎矩,aa剖面左側(cè)由式： (4-11)得 a a剖面右側(cè) 畫轉(zhuǎn)矩圖由式： (4-12)得 轉(zhuǎn)矩 4.4軸承和鍵的選用4.4.1軸承的選用和潤滑a) 軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇滾動軸承的主要依據(jù)。上端選 GB/T288-1994 1536622型調(diào)心滾子軸承下端選 GB/T288-1994 153622型調(diào)心滾子軸承 GB5801-1994 9039430型推力調(diào)心滾子軸承b) 校核軸承的使用壽命根據(jù) (4-13)對于153662型軸承，假定其壽命為3年查手冊 (4-14) 該軸承符合要求

35、。c) 軸承潤滑方式選用油管潤滑。4.4.2鍵的選用a) 鍵分別選平鍵28×16×104 （GB1095-86）36×20×848 （GB1095-86）b) 平鍵的校核根據(jù) 轉(zhuǎn)矩, 軸的直徑, 鍵的高度, 鍵的工作長度, 許用擠壓應(yīng)力, 由機械手冊表3.1查得 。鍵一： 28×16×104 符合要求。鍵二： 36×20×848 符合要求。第五章 混凝土攪拌機攪拌葉片的有限元分析混凝土攪拌車目前還存在著攪拌葉片使用壽命短、攪拌振動噪聲大、攪拌效果和出料速度不理想、出料殘余率高等問題和隱患。傳統(tǒng)攪拌葉片結(jié)構(gòu)計算一般采

36、用經(jīng)驗公式, 使用較多的假設(shè)和簡化, 造成計算模型與實際結(jié)構(gòu)形狀相差很大, 無法得到精確計算結(jié)果。有限元法是一種有效的數(shù)值方法,它把連續(xù)彈體分割為相連的單元組合件, 以節(jié)點位移為基本未知量, 通過位移函數(shù)的選取和關(guān)于節(jié)點位移線性代數(shù)方程組的求解, 將無限自由度問題轉(zhuǎn)化為有限自由度題。因此在產(chǎn)品設(shè)計初期, 分析人員就能參與產(chǎn)品開發(fā), 對所設(shè)計產(chǎn)品強度、剛度及動態(tài)特性等進行評價, 為產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)提供依據(jù), 在保證設(shè)計要求的同時縮短開發(fā)進程。攪拌葉片是混凝土攪拌車的核心部件, 它直接影響攪拌罐的壽命、出料殘余率、攪拌效果、出料速度等。在攪拌罐的裝料、運料和卸料3 個過程運動中, 新拌混凝土運動會造

37、成攪拌葉片的磨損破壞,致使攪拌系統(tǒng)的效率下降, 產(chǎn)生振動和噪聲, 縮短攪拌系統(tǒng)的使用壽命。通過對攪拌葉片的有限元分析, 找出葉片受力大的區(qū)域和葉片的固有頻率, 從而使葉片具有足夠的強度和剛度, 避免共振現(xiàn)象的產(chǎn)生, 提高葉片的使用壽命。5.1攪拌葉片有限元模型的建立(l) 模型導(dǎo)入 將在Solidworks系統(tǒng)中建立的攪拌葉片三維參數(shù)化模型以IGES 數(shù)據(jù)格式導(dǎo)人ANSYS系統(tǒng),通過對其進行幾何與拓撲修補, 形成實體模型。在導(dǎo)人模型和進行幾何與拓撲修復(fù)過程中, 會造成模型幾何信息的丟失, 這樣在ANSYS系統(tǒng)進行網(wǎng)格劃分形成的有限元模型不會完整。通過將丟失的幾何信息在Solidworks系統(tǒng)原

38、模型中進行網(wǎng)格劃分, 將節(jié)點和單元的文本文件轉(zhuǎn)化成ANSYS接受的格式, 導(dǎo)人ANSYS系統(tǒng)已建立的有限元模型中, 形成攪拌葉片完整的有限元模型。如圖1 所示。圖1 槳葉葉片 (2) 單元屬性和網(wǎng)格劃分 攪拌葉片所用材料種類為16Mn不銹鋼, 密度，彈性模量為21OGPa , 泊松比為0.3 。在ANSYS系統(tǒng)中采用三維四面體單元進行映射網(wǎng)格劃分, 整個攪拌葉片被劃分成10 790個實體單元。每個實體單元有4 個節(jié)點, 每個節(jié)點有6 個自由度, 能夠模擬攪拌葉片的受力和變形情況 。攪拌葉片映射網(wǎng)格劃分局部放大圖如圖2 所示。 圖2槳葉葉片映射網(wǎng)格的局部放大圖 (3 )載荷處理和邊界條件確定 根

39、據(jù)攪拌筒結(jié)構(gòu)特點及攪拌過程中拌和料可能出現(xiàn)的流動形態(tài),我們對攪拌機理有一個大致的認識。攪拌筒勻速轉(zhuǎn)動過程中,由于攪拌葉片連續(xù)不斷的推撥作用(可看作是一種碰撞過程),混凝土拌和料在沿圓周方向上運動的同時, 卡料工況時,攪拌葉片的受力分析攪拌裝置在卡料時主要受到來自葉片的法向阻力FN，F(xiàn)N可分解為沿攪拌軸旋轉(zhuǎn)切向分力Fx和沿攪拌軸軸向分力FY。如圖 葉片的受力情況 5.2優(yōu)化設(shè)計和結(jié)果分析優(yōu)化設(shè)計能保證產(chǎn)品具有優(yōu)良性能并減輕結(jié)構(gòu)耗材和降低產(chǎn)品造價。通過對攪拌葉片厚度的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計,使其最大應(yīng)力小于材料的許用應(yīng)力且使自身的固有頻率錯開新拌混凝土的激振頻率,避免共振產(chǎn)生。當ANSYS系統(tǒng)內(nèi)部將攪拌葉片

40、的壁厚優(yōu)化到4.5023mm 時,其強度和剛度能夠滿足材料的使用要求并避免出現(xiàn)共振現(xiàn)象。(l) 強度和剛度分析攪拌葉片的應(yīng)力、應(yīng)變除了節(jié)點183和185兩處應(yīng)力(183節(jié)點應(yīng)力值最大, 最大應(yīng)力值為18MPa, 也在材料許用應(yīng)力361MPa 范圍內(nèi))較大, 其他部分應(yīng)力值都不超過10MPa。(2 ) 固有頻率分析對攪拌葉片進行模態(tài)分析,得到攪拌葉片的前6 階頻率如表1 所示,其中六階振型(3: 1 比例顯示)如圖4所示。本模型計算的攪拌葉片的自身固有頻率均高于新拌混凝土的激振頻率,故不會出現(xiàn)共振現(xiàn)象。圖4葉片的模態(tài)分析第六章 結(jié)論四年的大學(xué)生活馬上就要結(jié)束了，在大四下學(xué)期，我們的主要任務(wù)便是實習(xí)和做畢業(yè)設(shè)計，為以后的工作和繼續(xù)深造做準備。畢業(yè)設(shè)計是對我們四年學(xué)習(xí)成果的一次有效檢驗，也是我們步入社會參與工作前的一個重要展示機會。通過畢業(yè)設(shè)計，我們鞏固了大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識，把所學(xué)的專業(yè)知識很好的結(jié)合在了一起，也是一次鍛煉自己分析解決實際問題的一個很好的機會。雖然時間只有三四個月，但是通過畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計，我們不但加深了對所學(xué)知識的印象，還知道了這些知識在實際生產(chǎn)中是如何應(yīng)用的。在本學(xué)期剛開始的時候，老師便給我們明確交代了這學(xué)期的主要任務(wù)。開始階段，我們主要是做外文翻譯和搜集與畢業(yè)論文相關(guān)的資料，等我們這些