無(wú)軸攪拌機(jī)設(shè)計(jì)

無(wú)軸攪拌機(jī)設(shè)計(jì),無(wú)軸攪拌機(jī)設(shè)計(jì),攪拌機(jī),設(shè)計(jì) 1 目錄 摘要 .3 ABSTRACT .4 第 1章 緒論 .1 1.1無(wú)軸式攪拌機(jī)研究發(fā)展現(xiàn)狀 .1 1.2無(wú)軸式攪拌機(jī)與臥軸攪拌主機(jī)相比具有的優(yōu)越性 .2 1.3 無(wú)軸式攪拌機(jī)主要技術(shù)要素 .3 1.4課題研究背景及意義 .3 1.4.1課題研究背景 .4 1.4.2題研究意義 .4 第 2章 設(shè)計(jì)方案擬定 .5 2.1攪拌機(jī)的工作原理 .5 2.2無(wú)軸攪拌機(jī)的主要參數(shù) .5 2.3無(wú)軸攪拌機(jī)參數(shù)選取的準(zhǔn)則 .6 2.4攪拌葉片的設(shè)計(jì) .7 第 3章 無(wú)軸攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .8 3.1 無(wú)軸攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu) .8 3.2電動(dòng)機(jī)的選擇 .8 3.3聯(lián)軸器的選擇 .9 3.4軸承的選擇 .9 3.5鍵的選擇 .10 3.6攪拌端軸的選擇 .10 3.7 機(jī)座的設(shè)計(jì) .11 3.8攪拌器的設(shè)計(jì) .11 3.9 攪拌桶的設(shè)計(jì) .14 3.10料斗的設(shè)計(jì) .15 第 4章 攪拌機(jī)的推車設(shè)計(jì) .17 4.1 推車的簡(jiǎn)述 .17 4.2推車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .18 4.2.1底盤的設(shè)計(jì) .18 4.2.2夾緊裝置的設(shè)計(jì) .19 2 致謝 .23 參考文獻(xiàn) .24 3 摘要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，基礎(chǔ)性建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和生產(chǎn)自 動(dòng)化更多的用于生產(chǎn)，建筑機(jī)械在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著越來(lái)越重要的作用。混凝土攪拌設(shè) 備是建筑機(jī)械中的一個(gè)重要代表，它是混凝土生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。由于混凝土攪拌 設(shè)備的工作對(duì)象是砂石和水泥等混合料，并且用量大，工作環(huán)境惡劣。因此混凝土攪 拌設(shè)備在向高技術(shù)、高效能、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展有很大的必要性。雖 然 物料 搬運(yùn)技 術(shù) 不 斷 發(fā) 展 ， 但 推 車 仍 作 為 不 可 缺 少 的 搬 運(yùn) 工 具 而 沿 用 至 今 。 推 車 在 生 產(chǎn) 和 生 活 中 獲 得 廣 泛 應(yīng) 用 是 因 為 它 造 價(jià) 低 廉 、 維 護(hù) 簡(jiǎn) 單 、 操 作 方 便 、 自 重 輕 ， 能 在 機(jī) 動(dòng) 車 輛 不 便 使 用 的 地 方 工 作 ， 在 短 距 離 搬 運(yùn) 較 輕 的 物 品 時(shí) 十 分 方 便 。 本次設(shè)計(jì)主要包含攪拌桶設(shè)計(jì)、螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)等。依據(jù)國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在 零部件、材料、結(jié)構(gòu)工藝等方面設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理的、滿足要求生產(chǎn)需要的混凝土攪拌 設(shè)備。重點(diǎn)研究攪拌桶和攪拌葉片的設(shè)計(jì)、制造。對(duì)的涉及的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、校核， 對(duì)各部件提出細(xì)化的參數(shù)內(nèi)容，待各零件的尺寸正式確定后，進(jìn)行總體布置，滿足各 種要求并用 SOLIDWORK 建模，繪制各零件二維圖。 關(guān)鍵詞：無(wú)軸攪拌機(jī)、螺旋、設(shè)計(jì) 4 Abstract As Chinas economic construction and the rapid development of science and technology, basic construction scale continuous enlargement and production automation more for production, construction machinery on economic construction plays a more and more important role. Concrete mixing equipment is an important representative construction machine, it is one of the key equipment concrete production. Because concrete mixing equipment work object is sand and cement mixture, and dosage is big, working conditions. So in concrete mixing equipment to the high technology, high efficiency, automation, intelligent direction has great necessity. Although material handling technology develops ceaselessly, but still as indispensable cart handling tools and continue to use up to now. Carts in production and life were widely available because it low cost, convenient operation, simple maintenance and light weight, can in motor vehicle inconvenience used in place of work, in short handling lighter goods is very convenient. This design mainly included bone bunker design, screw conveyor design, etc. On the basis of the national standards, in parts, materials and structure technology designed structure reasonable and meet the requirements of production need concrete mixing equipment. Key research power house and bone bin of design, manufacturing. The parts were involved in the design, checking, put forward the thinning of parts for various parts, parameters of content, size officially decided after general layout, meet various requirements 5 and all parts, SOLIDWORK modeling two-dimensional chart drawing. Keywords: shaftless mixer, spiral, design 1 第 1 章 緒論 1.1無(wú)軸式攪拌機(jī)研究發(fā)展現(xiàn)狀 混 凝 土 攪 拌 機(jī) 是 把 水 泥 、 砂 石 骨 料 和 水 混 合 并 拌 制 成 混 凝 土 混 合 料 的 機(jī) 械 。 主 要 由 拌 筒 、 加 料 和 卸 料 機(jī) 構(gòu) 、 供 水 系 統(tǒng) 、 原 動(dòng) 機(jī) 、 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 、 機(jī) 架 和 支 承 裝 置 等 組 成 。 混 凝 土 攪 拌 機(jī) ， 包 括 通 過(guò) 軸 與 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 連 接 的 動(dòng) 力 機(jī) 構(gòu) 及 由 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 帶 動(dòng) 的 滾 筒 ， 在 滾 筒 筒 體 上 裝 圍 繞 滾 筒 筒 體 設(shè) 置 的 齒 圈 ， 傳 動(dòng) 軸 上 設(shè) 置 與 齒 圈 嚙 合 的 齒 輪 。 本 實(shí) 用 新 型 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 合 理 ， 采 用 齒 輪 、 齒 圈 嚙 合 后 ， 可 有 效 克 服 雨 霧 天 氣 時(shí) ， 托 輪 和 攪 拌 機(jī) 滾 筒 之 間 的 打 滑 現(xiàn) 象 ； 采 用 的 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 又 可 進(jìn) 一 步 保 證 消 除 托 輪 和 攪 拌 機(jī) 滾 筒 之 間 的 打 滑 現(xiàn) 象 。 自 落 式 攪 拌 機(jī) 有 較 長(zhǎng) 的 歷 史 ， 早 在 20 世 紀(jì) 初 ， 由 蒸 汽 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 的 鼓 筒 式 混 凝 土 攪 拌 機(jī) 已 開 始 出 現(xiàn) 。 50 年 代 后 ， 反 轉(zhuǎn) 出 料 式 和 傾 翻 出 料 式 的 雙 錐 形 攪 拌 機(jī) 以 及 裂 筒 式 攪 拌 機(jī) 等 相 繼 問(wèn) 世 并 獲 得 發(fā) 展 。 自 落 式 混 凝 土 攪 拌 機(jī) 的 拌 筒 內(nèi) 壁 上 有 徑 向 布 置 的 攪 拌 葉 片 。 工 作 時(shí) ， 拌 筒 繞 其 水 平 軸 線 回 轉(zhuǎn) ， 加 入 拌 筒 內(nèi) 的 物 料 ， 被 葉 片 提 升 至 一 定 高 度 后 ， 借 自 重 下 落 ， 這 樣 周 而 復(fù) 始 的 運(yùn) 動(dòng) ， 達(dá) 到 均 勻 攪 拌 的 效 果 。 自 落 式 混 凝 土 攪 拌 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 一 般 以 攪 拌 塑 性 混 凝 土 為 主 。 強(qiáng) 制 式 攪 拌 機(jī) 從 20 世 紀(jì) 50 年 代 初 興 起 后 ， 得 到 了 迅 速 的 發(fā) 展 和 推 廣 。 最 先 出 現(xiàn) 的 是 圓 盤 立 軸 式 強(qiáng) 制 混 凝 土 攪 拌 機(jī) 。 這 種 攪 拌 機(jī) 分 為 渦 槳 式 和 行 星 式 兩 種 。 19 世 紀(jì) 70 年 代 后 ， 隨 著 輕 骨 料 的 應(yīng) 用 ， 出 現(xiàn) 了 圓 槽 臥 軸 式 強(qiáng) 制 攪 拌 機(jī) ， 它 又 分 單 臥 軸 式 和 雙 臥 軸 式 兩 種 ， 兼 有 自 落 和 強(qiáng) 制 兩 種 攪 拌 的 特 點(diǎn) 。 其 攪 拌 葉 片 的 線 速 度 小 ， 耐 磨 性 好 和 耗 能 少 ， 發(fā) 展 較 快 。 強(qiáng) 制 式 混 凝 土 攪 拌 機(jī) 拌 筒 內(nèi) 的 轉(zhuǎn) 軸 臂 架 上 裝 有 攪 拌 葉 片 ， 加 入 拌 筒 內(nèi) 的 物 料 ， 在 攪 拌 葉 片 的 強(qiáng) 力 攪 動(dòng) 下 ， 形 成 交 叉 的 物 流 。 這 種 攪 拌 方 式 遠(yuǎn) 比 自 落 攪 拌 方 式 作 用 強(qiáng) 烈 ， 主 要 適 于 攪 拌 干 硬 性 混 凝 土 。 連 續(xù) 式 混 凝 土 攪 拌 機(jī) 裝 有 螺 旋 狀 攪 拌 葉 片 ， 各 種 材 料 分 別 按 配 合 比 經(jīng) 連 續(xù) 稱 量 后 送 入 攪 拌 機(jī) 內(nèi) ， 攪 拌 好 的 混 凝 土 從 卸 料 端 連 續(xù) 向 外 卸 出 。 這 種 攪 拌 機(jī) 的 攪 拌 時(shí) 間 短 ， 生 產(chǎn) 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(xiàn) 了 許 多 新 型 結(jié) 構(gòu) 的 混 凝 土 攪 拌 機(jī) ,如 蒸 汽 加 熱 式 攪 拌 機(jī) ,超 臨 界 轉(zhuǎn) 速 攪 拌 機(jī) ， 聲 波 攪 拌 機(jī) ， 無(wú) 攪 拌 葉 片 的 搖 擺 盤 式 攪 拌 機(jī) 和 二 次 攪 拌 的 混 凝 土 攪 拌 機(jī) 等 。 20世紀(jì) 2 70年代未至 80年代初，我國(guó)為適應(yīng)建筑業(yè)商品混凝土大規(guī)模發(fā)展的需要，在引進(jìn)國(guó)外 樣機(jī)的基礎(chǔ)上，有關(guān)院所廠家陸續(xù)開發(fā)了新一代 Jz型雙錐自落式攪拌機(jī)、D 型單臥軸 強(qiáng)制式攪拌機(jī)。其中，JS 型雙臥軸攪拌機(jī)在 80年代初研制成功。80 年代末，我國(guó)混 凝土攪拌產(chǎn)品開發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向商品混凝土成套設(shè)備，研制出了 10多種混凝土攪拌樓(站)。 經(jīng)過(guò)引進(jìn)吸收、自主開發(fā)等幾個(gè)階段，到本世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)混凝土攪拌機(jī)技術(shù)得到長(zhǎng)足 發(fā)展，在產(chǎn)品規(guī)格和生產(chǎn)數(shù)量上，都達(dá)到了一定規(guī)模，出現(xiàn)了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) 的新技術(shù)，逐步形成了一個(gè)具有一定規(guī)模和競(jìng)爭(zhēng)能力的行業(yè)。2006 年，我國(guó)生產(chǎn)裝機(jī) 容量 0.56m3 的攪拌站 2100多臺(tái)，已成為混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)大國(guó)。 自上世紀(jì)八十年代初最早開始研制 JS系列雙臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌主機(jī)，至今， 已研制生產(chǎn)從 JS35JS6000 系列攪拌主機(jī)，一直處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，特別是自 2000 年采用 PRO/E三維軟件，對(duì)攪拌主機(jī)系列進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)攪拌裝置進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析 和受力分析，大大提高產(chǎn)品的可靠性，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這些產(chǎn)品的研制，基本滿 足了商品混凝土發(fā)展的需求，但隨著主機(jī)市場(chǎng)的進(jìn)一步拓展，對(duì)新型主機(jī)的需求越來(lái) 越迫切。無(wú)軸式攪拌機(jī)在國(guó)外也處在研究發(fā)展階段。圖 1-1為無(wú)軸式混凝土攪拌機(jī)簡(jiǎn) 圖。 圖 1-1無(wú)軸式混凝土攪拌機(jī)簡(jiǎn)圖 1.2 無(wú)軸式攪拌機(jī)與臥軸攪拌主機(jī)相比具有的優(yōu)越性 無(wú)軸式攪拌機(jī)與臥軸攪拌主機(jī)(如圖 1-2)相比有以下一些優(yōu)點(diǎn)： （1）解決了混凝土攪拌中普遍存在的抱軸問(wèn)題。 3 （2）避免了因攪拌臂自重而產(chǎn)生的彎矩。 （3）避免了因攪拌臂的布置所產(chǎn)生的偏心力對(duì)軸端的沖擊，延長(zhǎng)了軸端密封的使用壽 命。 （4）臥軸攪拌機(jī)的攪拌臂與連接套數(shù)量較多，占用罐腔的空間大，減少了罐腔的有效 容積，無(wú)軸攪拌機(jī)攪拌裝置結(jié)構(gòu)輕巧，構(gòu)思靈活，采用簡(jiǎn)單而流暢的螺旋帶臂座，有 效提高了罐腔的有效幾何容積。 （5）無(wú)軸式攪拌機(jī)無(wú)需更換攪拌臂，維修方便，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 （6）減少了因抱軸所需的沖洗次數(shù)，節(jié)約了用水，而且減少了環(huán)境污染，節(jié)約了成本。 （7）無(wú)軸式攪拌機(jī)與相同機(jī)型的雙臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌主機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定 了其能耗低，生產(chǎn)效率高。 （8）無(wú)軸式攪拌機(jī)與其它相同機(jī)型的攪拌主機(jī)相比具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用 在建筑、建材、化工等領(lǐng)域。 1.3 無(wú)軸式攪拌機(jī)主要技術(shù)要素 （1）攪拌裝置中無(wú)攪拌通軸，葉片直接聯(lián)接在螺帶式臂座上，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕巧，避 免了物料抱軸，提高了水泥利用率。 （2）無(wú)軸式攪拌機(jī)因其獨(dú)特的無(wú)軸結(jié)構(gòu)，減少了攪拌過(guò)程物料對(duì)軸端的沖擊，避免了 攪拌裝置因自重所產(chǎn)生的偏心力。 （3）主機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)行星減速機(jī)，從而帶動(dòng)兩條攪拌臂，由同步聯(lián)軸器來(lái)實(shí)現(xiàn)兩 攪拌臂的反向同速，攪拌臂上以螺旋帶形式分布的攪拌葉片，使物料流一邊沿軸的徑 向回轉(zhuǎn)，一邊水平和徑向移動(dòng)，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的擠壓、對(duì)流運(yùn)動(dòng)，并以最短的時(shí)間生 產(chǎn)出勻質(zhì)混合物料。 （4）產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)各種標(biāo)號(hào)的混凝土，即可生產(chǎn)從干硬性到低塑性的混凝土，其 骨料可以是碎石或卵石。它主要用作各種混凝土生產(chǎn)線及混凝土攪拌站、攪拌樓的配 套主機(jī)，也可廣泛應(yīng)用到建材、化工、環(huán)保等領(lǐng)域，如人造大理石、垃圾固化處理等 設(shè)備。 1.4 課題研究背景及意義 1.4.1 課題研究背景 隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同益發(fā)展，國(guó)家不斷加快城市建設(shè)和基本建設(shè)，西部大開發(fā)、西 4 氣東輸、南水北調(diào)和奧運(yùn)工程等一大批國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目全面展開，國(guó)內(nèi)對(duì)無(wú)軸攪拌 設(shè)備的需求量隨之增加。這為無(wú)軸攪拌行業(yè)提供了巨大的發(fā)展商機(jī)。商品混凝土的大 力推廣和工程建設(shè)施工的高質(zhì)量化、高效率化和高效益化，從客觀上推動(dòng)了無(wú)軸攪拌 質(zhì)量、攪拌設(shè)備在使用性能與技術(shù)水平方面的迅速提高和發(fā)展。此外，從市場(chǎng)需求看， 隨著高速公路和高速鐵路建設(shè)的加快，用戶對(duì)施工質(zhì)量的要求越來(lái)越高，一些傳統(tǒng)攪 拌設(shè)備已無(wú)法滿足越來(lái)越高的施工要求。 1.4.2 題研究意義 本課題通過(guò)理論分析，針對(duì)無(wú)軸攪拌機(jī)主要參數(shù)進(jìn)行理論分析；確定攪拌機(jī)主要參 數(shù)，完成課題研究?jī)?nèi)容，為無(wú)軸攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)提供參考。重點(diǎn)需要解決的問(wèn)題是攪拌 機(jī)中螺旋葉片的設(shè)計(jì)。利用SOLIDWORK完成各部分設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上完成二維工程圖 的設(shè)計(jì)。要求圖樣繪制及標(biāo)識(shí)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。圖面布局和比例合理、圖線清晰、表達(dá) 正確。 5 第2章 設(shè)計(jì)方案擬定 2.1攪拌機(jī)的工作原理 從本質(zhì)上來(lái)講攪拌過(guò)程就是在流體場(chǎng)中進(jìn)行單一的動(dòng)量傳遞或者是包括動(dòng)量，熱 量，質(zhì)量傳遞的過(guò)程，而攪拌機(jī)就是通過(guò)使攪拌介質(zhì)獲得適宜的流動(dòng)場(chǎng)而向其輸入機(jī) 械能量的裝置。 攪拌過(guò)程為：電機(jī)通過(guò)減速機(jī)變速后帶動(dòng)攪拌器在一定轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，根據(jù)攪拌機(jī) 速度的不同，自葉輪處派出不同速度的流體，這股運(yùn)動(dòng)流體同時(shí)吸引夾帶著周圍的液 體，使得周圍的靜止流體或低速流體卷入其中，從而合成一股復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)流體。這股 合成的運(yùn)動(dòng)流體既有水平循環(huán)流動(dòng)，又有沿壁面及攪拌軸的上下循環(huán)流動(dòng)，這種循環(huán) 流動(dòng)，能夠設(shè)計(jì)攪拌罐內(nèi)較大的范圍，起著體積循環(huán)的作用 。 從葉輪排除的液體把來(lái)自葉輪的能量傳遞到罐內(nèi)介質(zhì)，同時(shí)將罐內(nèi)液體順次循環(huán) 到具有攪拌作用的葉輪近旁。由于瞬時(shí)速度波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生湍動(dòng)，渦流等不規(guī)則移動(dòng)，制 件崩解并且和周圍的流體混合，其結(jié)果流體本身以及所包含的熱量，質(zhì)量和能量也都 隨之向周圍移動(dòng)，從而促進(jìn)由于局部混合，異相間界面更新等引起整體液流的傳質(zhì)均 質(zhì)作用。教版操作多種多樣，攪拌介質(zhì)差別也很大，各工藝過(guò)程對(duì)攪拌過(guò)程的要求也 不盡相同，這些都要求不同型式的攪拌機(jī)與之相適應(yīng)。各種攪拌機(jī)在配合各種可控制 流動(dòng)狀態(tài)的附件后，更難能使流體狀態(tài)以及供給能量的情況出現(xiàn)多種變化，更有利于 強(qiáng)化不同的攪拌過(guò)程。 2.2無(wú)軸攪拌機(jī)的主要參數(shù) 本文以目前廣泛使用的無(wú)軸攪拌機(jī)為主，對(duì)攪拌裝置幾何和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的合理取值范 圍進(jìn)行分析和試驗(yàn)研究。攪拌裝置參數(shù)主要有：攪拌臂的排列、攪拌葉片的斜置角度、 拌筒的長(zhǎng)寬比及攪拌線速度等，其如圖2-1所示，攪拌簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)尺寸，螺旋葉片截面示意 圖。 6 圖2-1 攪拌簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)尺寸，螺旋葉片截面示意圖 2.3無(wú)軸攪拌機(jī)參數(shù)選取的準(zhǔn)則 目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的自落式和強(qiáng)制式攪拌機(jī)己沿用了50余年。但在攪拌機(jī)設(shè)計(jì) 和使用中，仍采用類比法這樣的經(jīng)驗(yàn)方法，缺乏合理性；由于對(duì)攪拌過(guò)程的機(jī)理研究 不夠，對(duì)如何選擇這一參數(shù)，說(shuō)法不一，缺乏科學(xué)性；在攪拌過(guò)程中，混合料的物理 一化學(xué)性能都發(fā)生了變化，這一過(guò)程極其復(fù)雜而影響因素又較多，但由于對(duì)諸參數(shù)綜 合優(yōu)化的試驗(yàn)研究不深入，且設(shè)計(jì)和使用者在選擇轉(zhuǎn)速值時(shí)缺少依據(jù)。攪拌機(jī)是混凝 土制備設(shè)備的心臟，它必須滿足攪拌質(zhì)量與攪拌效率等性能要求。攪拌質(zhì)量就是生產(chǎn) 出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的新拌混凝土；攪拌效率就是在滿足攪拌質(zhì)量的前提下，攪拌時(shí) 間要盡量短，以提高設(shè)備的生產(chǎn)率和設(shè)備的利用率，降低生產(chǎn)成本。百年大計(jì)，質(zhì)量 第一?；炷潦侵匾慕ㄖ牧?，新拌混凝土質(zhì)量是對(duì)攪拌機(jī)性能的最基本的要求， 也是首要的性能要求。混凝土質(zhì)量用其宏觀及其微觀均勻度來(lái)評(píng)價(jià)，宏觀均勻性用拌 和物中砂漿密度的相對(duì)誤差 O.8和粗骨料質(zhì)量的相對(duì)誤差 G5來(lái)衡量，微觀M 均勻性用混凝土強(qiáng)度的平均值 ，標(biāo)準(zhǔn)差 和離差系數(shù)C 來(lái)衡量。 值越高， 、CRvR 值越小，說(shuō)明混凝土質(zhì)量越好；反之亦然。因此，攪拌機(jī)械應(yīng)在保證新拌混凝土質(zhì)量v 滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下高效節(jié)能的工作，這就是確定攪拌機(jī)合理參數(shù)的準(zhǔn)則。 攪拌機(jī)在設(shè)計(jì)和使用中主要參數(shù)的選取準(zhǔn)則也可用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)表示。文獻(xiàn)1】 中對(duì)攪拌攪拌過(guò)程進(jìn)行綜合模擬，給出了攪拌機(jī)參數(shù)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)： t0,1t0,1 式中，攪拌的平均時(shí)間f的角標(biāo)表示拌缸(或拌筒 )三維坐標(biāo)(x，y，z)或(z，r， )及t1,0 其順序。該式的物理意義是：合理的攪拌機(jī)參數(shù)應(yīng)保證在滿足給定的均勻度指標(biāo)的前 提下，在拌缸內(nèi)各個(gè)方向的攪拌時(shí)間相接近。這時(shí)選取的攪拌機(jī)的主要參數(shù)較合理。 7 可調(diào)整攪拌機(jī)的參數(shù)，使其趨于合理。在不同的攪拌時(shí)間，按三維坐標(biāo)方向測(cè)攪拌的 均勻度就可知道，在所有方向都達(dá)到給定的均勻度的時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，在三個(gè)方向同 時(shí)都達(dá)到給定的均勻度指標(biāo)是不可能的，總會(huì)有先有后。應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整攪拌 機(jī)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的參數(shù)，使得能夠在攪拌室內(nèi)所有方向上能接近同時(shí)達(dá)到給定的均勻度。 2.4攪拌葉片的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的攪拌葉半使用螺旋葉片。攪拌葉片的形狀是根據(jù)拌簡(jiǎn)直徑、葉片角度(軸 向和徑向斜置角度度)、葉片在軸向和徑向所占攪拌區(qū)域長(zhǎng)度和葉片設(shè)定高度等參數(shù)設(shè) 計(jì)的。其中，側(cè)攪拌葉片分左旋和右旋兩種。攪拌葉片的外緣利用拌簡(jiǎn)直徑構(gòu)成的圓 柱體，通過(guò)曲線擬合得到。考慮葉片直接安裝或者焊在拌筒內(nèi)壁使其成變間隙的螺旋 軌道，見圖2-2。先接觸物料的前端間隙小于后端，利于集料一旦被卡后的釋放。 圖2-2 螺旋葉片示意圖 對(duì)于攪拌葉片的安裝設(shè)計(jì)，則都采用了抱瓦結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺栓的央緊作用分別固定 在相應(yīng)的攪拌捅上。根據(jù)拌筒長(zhǎng)寬比的不同和試驗(yàn)研究的要求，攪拌葉片的數(shù)量可以 相應(yīng)的增減。 8 第3章 無(wú)軸攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 無(wú)軸攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu) 無(wú)軸攪拌機(jī)(如圖 3-1所示)主要由攪拌裝置，攪拌桶和兩大部分組成: (1)攪拌裝置：包括傳動(dòng)裝置，攪拌軸和攪拌器。攪拌過(guò)程通常由電機(jī)經(jīng)過(guò)減速器減速 后再由聯(lián)軸器連接攪拌軸來(lái)帶動(dòng)固定在軸上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 (2)攪拌桶：包括桶體和附件。桶體為攪拌提供一個(gè)進(jìn)行空間的容器。 圖 3-1 攪拌機(jī)的外形結(jié)構(gòu) 3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 設(shè)定攪拌速率為 n1=60r/min；總傳動(dòng)比為 i=16。則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n2=n1*i=60*16r/min=960r/min。 設(shè)攪拌機(jī)內(nèi)阻力 F=3KN,傳動(dòng)線速度 V=1.55m/s；則由 p1=F*V/1000（KW） =3*1.55*1000/1000=4.65KW 所以由 p2=p1/1?？汕蟮?p2 查表知齒輪聯(lián)軸器的效率為 2=0.99，彈性聯(lián)軸器效率 3=0.9927，滾動(dòng)軸承效率 4=0.985，閉式圓柱齒輪效率 5=0.975。 解得 1=2*3*43*52=0.8927 從而解得 p2=p1/1=5.21KW 查表選擇電動(dòng)機(jī)：YB 系列 1000r/min，電動(dòng)機(jī)具體型號(hào)為 YB160M4,額定功率為 9 7.5KW，滿載轉(zhuǎn)速為 970r/min. 滿載電流：17A 滿載時(shí)效率：86% 滿載時(shí)功率因數(shù)：cos=0.78 堵轉(zhuǎn)電流/額定電流：6.5A 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩：2.0 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩：2.0 凈重：119KG 3.3 聯(lián)軸器的選擇 剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器又可根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為固定式和可移式。 固定是屬于完全剛性聯(lián)接，它要求被聯(lián)接的兩軸中心線嚴(yán)格對(duì)中；可移式僅在傳動(dòng)方 向上是剛性聯(lián)接，而其他方向上允許兩軸有一定的安裝誤差，即對(duì)兩軸間的安裝誤差 有一定的補(bǔ)償能力。撓性聯(lián)軸器用于兩軸有相對(duì)位移（軸向、徑向、角位移和綜合位 移）的地方。它具有隔振、緩沖振動(dòng)的能力，海爾可以補(bǔ)償兩軸間的安裝誤差。撓性 聯(lián)軸器又有無(wú)彈性元件和含金屬、非金屬?gòu)椥栽郑髢煞N統(tǒng)稱為彈性聯(lián)軸器。 對(duì)于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、同軸度好、無(wú)相對(duì)位移的可選用剛性聯(lián)軸器；有相對(duì) 位移的應(yīng)選用無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器。對(duì)同軸度不易保證，載荷、速度變化較大的 場(chǎng)合，最好選用具有緩沖，減震作用的彈性聯(lián)軸器。對(duì)聯(lián)軸器的其他要求是裝拆方便， 尺寸較小、質(zhì)量較輕、維護(hù)方便等。聯(lián)軸器的安裝位置應(yīng)盡量靠近軸承。 3.4 軸承的選擇 常用的滾動(dòng)軸承有深溝球軸承、圓錐滾子軸承、角接觸球軸承。其類型和特性見 下： (1)圓錐滾子軸承：極限轉(zhuǎn)速中；允許角偏差 2；主要特性應(yīng)用:能承受較大的徑向、 軸向聯(lián)合載荷，因?yàn)榫€接觸，承載能力大于角接觸軸承，內(nèi)外圈可分離，裝載方便，通 常成對(duì)使用。 (2)深溝球軸承：極限轉(zhuǎn)速高；允許角偏差 816；主要特性應(yīng)用:主要承受徑向載荷， 同時(shí)也能承受一定量的軸向載荷。當(dāng)轉(zhuǎn)速很高而軸向載荷不大的時(shí)候，可替代推力球軸 承，承受純軸向載荷，當(dāng)承受純徑向載荷時(shí)，a=0。 (3)角接觸球軸承：極限轉(zhuǎn)速較高；允許角偏差 210；主要特性應(yīng)用:能同時(shí)承受徑向 10 軸向聯(lián)合載荷，公稱接觸角越大，軸向承載能力也越大。通常成對(duì)使用，可以分裝于兩 個(gè)支點(diǎn)或同裝于一個(gè)支點(diǎn)上。根據(jù)上面比較及減速器的計(jì)算要求，選用 6207深溝球軸承。 3.5 鍵的選擇 鍵主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，分為平鍵、 半圓鍵和楔鍵等。本次設(shè)計(jì)中采用平鍵聯(lián)接。平鍵的特點(diǎn)和應(yīng)用如下所示， 類型：普通平鍵 GB/T10962003 薄型平鍵 GB/T156779 特點(diǎn)和應(yīng)用：靠側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩，對(duì)中好，易拆卸。無(wú)軸向固定作用。精度較高。用于 高速軸或受沖擊，正反轉(zhuǎn)均合。薄型平鍵用于薄壁結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)距較小的傳動(dòng)。 3.6 攪拌端軸的選擇 （1）選擇材料，確定需用應(yīng)力 攪拌端軸的材料通常選用 45 鋼，有時(shí)候還需要適當(dāng)?shù)臒崽幚?，以提高軸的強(qiáng)度和 耐磨性。對(duì)于要求較低的攪拌軸可采用普通碳素鋼制造。本次設(shè)計(jì)中攪拌軸采用 45 剛： T=30MPa （2）攪拌端軸強(qiáng)度計(jì)算 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件：T max=MT/WT 式中 Tmax 為軸橫截面上的最大剪應(yīng)力，MPa；M T 為軸傳遞的扭矩，N*m；W 為軸的 抗扭截面模量，m 3；T為降低后的材料許用應(yīng)力，MPa 。 MT=9.55*106*P3/n3=755920N*m 由公式：d365*（P/nT） 1/3=50.44mm 取 d=51mm （3）攪拌端軸剛度計(jì)算 一般情況下攪拌軸依靠減速機(jī)內(nèi)的一對(duì)軸承支承，但是由于攪拌軸往往較長(zhǎng)， 因而運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易發(fā)生振動(dòng)，將軸扭彎甚至完全破壞。 為保持懸臂攪拌軸的穩(wěn)定，懸臂軸長(zhǎng)度 L1、攪拌軸直徑 d、兩軸承制件的距離 B 應(yīng)滿足一下關(guān)系： L1/B45 L1/d 4050 當(dāng)軸直徑余量較大，攪拌器經(jīng)過(guò)平衡及低速時(shí) L1/B 和 L1/d 取偏大值。 11 3.7 機(jī)座的設(shè)計(jì) 自 落 式 攪 拌 機(jī) 的 傳 動(dòng) 裝 置 通 過(guò) 機(jī) 座 安 裝 在 整 個(gè) 機(jī) 器 上 ， 機(jī) 座 內(nèi) 應(yīng) 留 有 足 夠 位 置 以 容 納 聯(lián) 軸 器 等 部 件 ， 并 保 證 安 裝 操 作 所 需 要 的 空 間 。 本 設(shè) 計(jì) 中 采 用 冷 彎 等 邊 槽 鋼 骨 焊 接 而 成 的 骨 架 結(jié) 構(gòu) ， 槽 鋼 主 要 用 于 建 筑 結(jié) 構(gòu) 、 車 輛 制 造 和 其 它 工 業(yè) 結(jié) 構(gòu) ， 槽 鋼 還 常 常 和 工 字 鋼 配 合 使 用 。 槽 鋼 按 形 狀 又 可 分 為 4 種 ： 冷 彎 等 邊 槽 鋼 、 冷 彎 不 等 邊 槽 鋼 、 冷 彎 內(nèi) 卷 邊 槽 鋼 、 冷 彎 外 卷 邊 槽 鋼 。 其 結(jié) 構(gòu) 如 下 圖 3-2 所 示 ： 圖 3-2機(jī)座的外形結(jié)構(gòu) 根據(jù)資料查的槽鋼的規(guī)格為 220*79*9型號(hào)為 22#B其總長(zhǎng)為 1800mm，寬為 1526mm。 3.8 攪拌器的設(shè)計(jì) 攪拌器又被稱為葉輪或槳葉，它是攪拌設(shè)備的核心部件。根據(jù)攪拌器的攪拌釜內(nèi) 產(chǎn)生的流型，攪拌器基本上可以分為軸向流和徑向流兩種。攪拌器是使攪拌介質(zhì)形成 適宜的流動(dòng)狀態(tài)而向其輸入機(jī)械能裝置。攪拌器通常自攪拌釜頂部中心垂直插入釜內(nèi)， 有時(shí)也采用側(cè)面插入，底部深入或側(cè)面伸入方式。應(yīng)依據(jù)不同的攪拌要求選擇不同的 安裝方式。不同介質(zhì)通過(guò)攪拌使其彼此間相互分散以達(dá)到均勻混合，提高化學(xué)反應(yīng)， 傳質(zhì)和熱傳遞速率的目的。 (1)攪拌器的類型和流型 攪拌器的形式很多，常用的攪拌器有槳式、渦輪式、推進(jìn)式、錨式和框式、螺桿 式、螺帶式等。攪拌器的主要部件是槳葉。槳葉的形狀按攪拌器的運(yùn)動(dòng)方向與槳葉表 12 面的角度可分為三類：平葉、折葉和螺旋葉片。本裝置采用螺桿螺旋葉。如圖所示： 圖 3-3 螺桿螺旋葉外形結(jié)構(gòu) (2)采用螺旋葉片的原因：由于本次設(shè)計(jì)攪拌裝置要實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)攪拌翻轉(zhuǎn)出料的要求設(shè)計(jì)， 所以采用螺旋葉片。并且考慮傳動(dòng)，我將葉片與攪拌桶內(nèi)壁焊成一個(gè)整體。 (3)攪拌附件擋板：擋板的作用是將環(huán)向流動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流動(dòng)和徑向流動(dòng)，從而限制了 流體的流型，增大被攪拌液體的湍流流動(dòng)程度，加強(qiáng)攪拌效果。 無(wú)軸攪拌葉片的設(shè)計(jì)計(jì)算如下： w為葉片的寬度，b為叫片的高度，R為攪拌軸總成的最大旋轉(zhuǎn)半徑。設(shè)葉片從剛丌 始推料到從物料中轉(zhuǎn)出來(lái)，攪拌桶需要轉(zhuǎn)過(guò)秒角度，一個(gè)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)一周，排出的物料 量P等于以S的面積繞攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)秒弧度排出的體積，所以： p= *R 一(R一6) *w*cos * （3.1） 22036 p= *b*cos * (2R-b)/360 （3.2）0 式中： p葉片旋轉(zhuǎn)一周排出的物料體積，m3； R攪拌桶總成的旋轉(zhuǎn)半徑，m； 葉片的軸向斜置角度度； w葉片的寬度，m； b葉片的高度，m； 葉片從入料到出料旋轉(zhuǎn)過(guò)的角度。 將S=w*b代入(3.2)式得: 13 p= *S*cos * (2R-b)/360 （3.3） 0 攪拌桶攪拌一周，無(wú)軸攪拌機(jī)所有葉片推動(dòng)的物料量總和G： G=4p +2(n-2)*p (3.4)01 式中：p 返回葉片排出的物料量，m3； p 主葉片(內(nèi)容較多，詳見參考文獻(xiàn)1、2)排出的物料量，m3； G攪拌桶旋轉(zhuǎn)一周，攪拌機(jī)所有葉片推動(dòng)物料量總和，m3； n葉片個(gè)數(shù)。 由于攪拌機(jī)的工作條件不變，攪拌過(guò)程是一個(gè)周期性穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，所以角度p總 是在一個(gè)平均值附近上下起伏，式中的 就取這個(gè)平均值。容積利用系數(shù)K決定著 的 大小，K一定時(shí)，由式(3.3)可以看出，在 、K、 和S一定的情況下，p都有唯一的對(duì) 應(yīng)值。設(shè) =G/V （3.5） 式中：V攪拌機(jī)的出料容積，m3； 攪拌桶攪拌一周，葉片推動(dòng)物料總量占出料容積的比值。 設(shè)計(jì)攪拌機(jī)時(shí)，若葉片面積S、葉片個(gè)數(shù)n和容積利用系數(shù)K三者之間匹配合理， 就有一個(gè)較優(yōu)值與之對(duì)應(yīng)，將這些值 與S、n、K作成對(duì)應(yīng)曲線，可以指導(dǎo)攪拌機(jī)的 設(shè)計(jì)。攪拌機(jī)工作時(shí)，拌缸內(nèi)的攪拌葉片應(yīng)推動(dòng)混合料沿拌缸的縱向和橫向循環(huán)運(yùn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)混合料在三維空間內(nèi)的流動(dòng)。當(dāng)斜置角度 過(guò)小時(shí)，葉片主要帶動(dòng)混合料圍繞攪 拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而缺乏必要的軸向運(yùn)動(dòng)；極限情況是當(dāng) =0時(shí)，攪拌葉片變成和軸平行的 一塊平板，不起攪拌作用。當(dāng)斜置角度 過(guò)大時(shí)，葉片推動(dòng)混合料的橫向運(yùn)動(dòng)就很弱； 當(dāng) =90 時(shí)，葉片就成為與攪拌軸垂直的平板，和 =0 時(shí)一樣也喪失了攪拌功能。因0 0 此，攪拌葉片一定要相對(duì)于攪拌軸成一定角度安裝。為了使混合料的橫向和軸向運(yùn)動(dòng) 都較大，目前國(guó)內(nèi)外葉片斜置角度的常用值為 =45 。0 若將某一瞬間攪拌葉片對(duì)某單元混合料的作用情況簡(jiǎn)化為圖4-1所示，可以看出， 要使混合料能夠沿葉片寬度方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)，必須滿足F F 0，即1f F*tg -F*f0,于是得到條件式： arctgf (3.6) 式中，F(xiàn)驅(qū)動(dòng)力，可在葉片表面分解為F =Ftga和F =Fcosa；12 14 F 混凝土與葉片表面間的摩擦力，F(xiàn) =Ff，f為混凝土對(duì)鋼的摩擦系數(shù)；F 對(duì)于普通的塑性混凝土，若取 f=062 時(shí)， 31 。葉片的橫向攪拌速度系數(shù) b 就是0 1 0 時(shí)密實(shí)核心的截面積與 =0 時(shí)最大面積之比:0 0 b =S/S 即b =1- (3.7)1max12sin 葉片的軸向攪拌速度系數(shù)b 就是兩側(cè)棱在攪拌軸上的投影差與葉片在攪拌桶上投1 影之比: b = 即b = (3.8)1021tg 為了兼顧混合料在橫向和軸向都有較大的運(yùn)動(dòng)速度，葉片的斜置角度應(yīng)使總的攪 拌速度系數(shù)b具有最大值。總攪拌速度系數(shù)b為： B= b b =（1- ）* （3.9）12cosintg 令b( )=0,得到b( )= =0,sin)co1(-i2t+ 即 )=0 （4.0）cos1(sin-22+ 當(dāng) =55 -70 時(shí)，得到 =31 -4000 用直紋螺旋面，前、后錐葉片母線為等角對(duì)數(shù)螺旋線，圓柱段母線采用阿基米德 螺旋線，接頭處進(jìn)行曲線擬合。本文以 8m3攪拌筒為例，根據(jù)對(duì)螺旋葉片形式和參數(shù) 的分析，在綜合考慮攪拌筒各部分的功能后，前錐段采用不等升角斜圓錐對(duì)數(shù)螺旋面 葉片，截面采用等寬度直紋螺旋面，寬度 430mm，葉片斜置角 35；圓柱段采用等升角 正螺旋面葉片，截面亦采用等寬度直紋螺旋面，寬度 430mm；后錐段采用不等升角斜圓 錐對(duì)數(shù)螺旋面葉片，截面采用不等寬度非直紋螺旋面。這樣處理能改善出料性能，減 小葉片的磨損，設(shè)計(jì)時(shí)保持葉片在任一截面處上、下部分寬度不變，漸變中部寬度， 內(nèi)緣設(shè)計(jì)為一圓弧過(guò)渡，夾角恒為 135，斜置角為 35。 3.9 攪拌桶的設(shè)計(jì) （1）攪拌桶的尺寸設(shè)計(jì) 桶體選擇圓柱圓錐形筒體組合樣式。桶體制造采用碳素鋼鋼板：Q235- 15 AE.GB912，板厚 =4mm；常溫下強(qiáng)度 b=375MPa， x=235Mpa。許用應(yīng)力值 100C 時(shí)為 200Mpa。 桶體的基本尺寸：設(shè)桶體的直徑為 D1，高度為 H，容積為 V 及壁厚為 n。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求一般攪拌器用于液-固或者液-液相物料時(shí)桶體直徑和高度應(yīng)滿足：H/ D1=11.3；用于氣 -液相物料時(shí)應(yīng)滿足：H/ D 1=12。所以取 H/ D1=1.3。 根據(jù)生產(chǎn)要求，攪拌機(jī)一次攪拌加料必須滿足充滿五個(gè)模具，根據(jù)砌塊制件 500 x500 x200的體積要求，推出一次攪拌量 V=500 x500 x200 x5mm3=0.25m3。而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 攪拌空間因占實(shí)際桶體的 1/41/5左右，所以反推出桶體實(shí)際體積為 1 m31.25 m3。 根據(jù)軟件設(shè)計(jì)得出桶體外形如下圖所示： 圖 3-4攪拌桶外形結(jié)構(gòu) 圓柱尺寸 1400 x700mm，圓錐直徑 1400 x700 x500mm。攪拌桶壁厚 4mm。 （2）開孔補(bǔ)強(qiáng) 為了方便維修和檢查設(shè)備內(nèi)部空間，以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部裝置，常在設(shè)備 上設(shè)置人孔與手孔，一般容器直徑大一等于 1000m 的應(yīng)至少開設(shè)一個(gè)人孔，人孔的形 狀有橢圓形和長(zhǎng)圓形兩種。人孔和手孔應(yīng)盡量要小，以減少密封和減小對(duì)殼體強(qiáng)度的 削弱。人孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。一般人孔有兩個(gè)手柄，容器使用過(guò) 程中，人孔需要經(jīng)常打開時(shí)可選擇快開式結(jié)構(gòu)人孔。 本次設(shè)計(jì)中選擇長(zhǎng)圓形回轉(zhuǎn)快開人孔，人孔：PN6,400 x300.JB579-79。 3.10 料斗的設(shè)計(jì) 進(jìn)料機(jī)構(gòu)由上料斗、爬梯、接長(zhǎng)軌道和落地軌道組成。進(jìn)料斗的升降及爬翻動(dòng)作， 16 由齒輪減箱的輸出軸通過(guò)軸端的進(jìn)料離合器和鋼絲繩卷筒帶動(dòng)，離合器由手動(dòng)操縱桿 控制，料斗的上極限位置，由限位裝置自動(dòng)脫開離合器。 (1)料斗制造采用碳素鋼鋼板：Q235-AE.GB912，板厚 =4mm；常溫下強(qiáng)度 b=375MPa， x=235Mpa。許用應(yīng)力值 100C 時(shí)為 200Mpa。 (2)支撐架由角鋼焊接構(gòu)成。角 鋼 俗 稱 角 鐵 、 是 兩 邊 互 相 垂 直 成 角 形 的 長(zhǎng) 條 鋼 材 。 角 鋼 屬 建 造 用 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 ， 是 簡(jiǎn) 單 斷 面 的 型 鋼 鋼 材 ， 主 要 用 于 金 屬 構(gòu) 件 及 廠 房 的 框 架 等 。 在 使 用 中 要 求 有 較 好 的 可 焊 性 、 塑 性 變 形 性 能 及 一 定 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 。 生 產(chǎn) 角 鋼 的 原 料 鋼 坯 為 低 碳 方 鋼 坯 ， 成 品 角 鋼 為 熱 軋 成 形 、 正 火 或 熱 軋 狀 態(tài) 交 貨 。 角 鋼 有 等 邊 角 鋼 和 不 等 邊 角 鋼 之 分 。 本 次 設(shè) 計(jì) 采 用 等 邊 角 鋼 。 規(guī) 格 為 “ 30303”。 結(jié)構(gòu)如下圖 3-5 所示： 圖 3-5料斗外形結(jié)構(gòu) 17 第 4 章 攪拌機(jī)的推車設(shè)計(jì) 4.1 推車的簡(jiǎn)述 推車屬于小型車輛中不帶動(dòng)力裝置的搬運(yùn)車輛。廣泛的使用在工廠、車間、倉(cāng)庫(kù)、 施工現(xiàn)場(chǎng)、露天料場(chǎng)、鐵路和航運(yùn)貨場(chǎng)、商店以及醫(yī)院等場(chǎng)所。與人力搬運(yùn)相比，推 車搬運(yùn)具有能減輕重體力搬運(yùn)工作、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、加快物料的流通、減少貨物的損 壞、提高運(yùn)輸批量、降低運(yùn)輸費(fèi)用、保證搬運(yùn)工作中的安全等優(yōu)點(diǎn)。 生產(chǎn)實(shí)踐證明。即使采用了綜合機(jī)械化運(yùn)輸或連續(xù)運(yùn)輸帶運(yùn)輸，仍少不了用推車 做輔助運(yùn)輸。因?yàn)椴捎猛栖囘\(yùn)輸在很多場(chǎng)合既符合工作需要，同時(shí)亦能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度， 提高工作效率。 推車是以人力搬運(yùn)物品的小型車輛，但是和其他搬運(yùn)工具比較，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 制作方便，操作容易，使用靈巧，回轉(zhuǎn)半徑小，運(yùn)行時(shí)無(wú)噪聲和其他公害，以及維修 簡(jiǎn)單方便等顯著優(yōu)點(diǎn)。更由于車體小，對(duì)工作環(huán)境和條件差的場(chǎng)地具有較大的適應(yīng)性 和靈活性，對(duì)搬運(yùn)數(shù)量的增減具有機(jī)動(dòng)性，尤其在搬運(yùn)路線經(jīng)常變動(dòng)的情況下，能迅 速適應(yīng)工作。 推車在機(jī)械制造工廠主要承擔(dān)廠內(nèi)各個(gè)部門之間和廠房?jī)?nèi)部的各種原材料，毛坯 件，半成品，產(chǎn)品以及廢渣，切屑等的物料運(yùn)輸。由于推車車體小巧，使用零紅，能 在狹窄的通道（如機(jī)械設(shè)備之間）運(yùn)行，故能較好的滿足產(chǎn)品加工過(guò)程中的重復(fù)裝卸 與搬運(yùn)的要求。 隨著機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)化和產(chǎn)品的系列化，生產(chǎn)方式由多品種小量單批生產(chǎn) 發(fā)展到少品種大批量生產(chǎn)，給推車的改革以巨大的推動(dòng)力。由于機(jī)械工廠可用推車搬 運(yùn)的物料，在形狀和性質(zhì)上是多種多樣的，為了縮短大量運(yùn)件的裝卸時(shí)間，提高運(yùn)送 工作效率，并為了滿足搬、運(yùn)、裝、卸和堆砌作業(yè)的工藝要求，推車的車體形式的發(fā) 展具有如下幾個(gè)特點(diǎn)： 1. 搬運(yùn)大批量具有特殊形狀的物件，應(yīng)采用適合這種搬運(yùn)目的的專用型推車。 2. 大量選用具有簡(jiǎn)易手動(dòng)提升裝置（液壓或機(jī)械升降）的手提車，以便把物件從裝 卸點(diǎn)運(yùn)到貨車或貨架上。 3. 統(tǒng)一考慮運(yùn)件的包裝設(shè)計(jì)（單元物件）與車體設(shè)計(jì)，使運(yùn)件和車體有很好的結(jié)合 形式。 4. 應(yīng)考慮推車的車體具有適應(yīng)多種綜合作業(yè)的機(jī)能。 18 5. 推車與其他搬運(yùn)工具（牽引桿、滑板、托盤、托架）配合成裝、卸、運(yùn)輸、堆垛 儲(chǔ)存的搬運(yùn)系統(tǒng)。 根據(jù)上述發(fā)展的特點(diǎn)，推車的車體形式必須向多樣化發(fā)展，才能適應(yīng)目前運(yùn)輸上 的廣泛需求。同時(shí)為了提高搬運(yùn)效率，必須簡(jiǎn)化搬運(yùn)工作。因此，推車的裝卸操作必 須合理化。 推車一般可按車體形狀、裝載量、車體尺寸、車輪的構(gòu)成及裝載形式來(lái)分類。由 于我國(guó)尚未制定出推車的分類標(biāo)準(zhǔn)，所以現(xiàn)有車型，基本上是單一品種。 推車在我國(guó)已得到廣泛的應(yīng)用，目前的趨勢(shì)是，一方面通用型推車的種類規(guī)格正 在增多，使用規(guī)范愈來(lái)愈廣，另一方面正在向手動(dòng)叉車、手動(dòng)液壓搬運(yùn)車和手動(dòng)液壓 起重車的方向發(fā)展。 4.2 推車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)本著滿足需求的要求上盡量簡(jiǎn)單的原則，可將小車分解為三個(gè)部分：底 盤、鎖緊裝置和車輪。其結(jié)構(gòu)如下圖 4-1 所示： 圖 4-1車外形結(jié)構(gòu) 4.2.1 底盤的設(shè)計(jì) 底盤采用等邊角鋼結(jié)構(gòu)焊接而成。角 鋼 可 按 結(jié) 構(gòu) 的 不 同 需 要 組 成 各 種 不 同 的 受 力 構(gòu) 件 ， 也 可 作 構(gòu) 件 之 間 的 連 接 件 。 廣 泛 地 用 于 各 種 建 筑 結(jié) 構(gòu) 和 工 程 結(jié) 構(gòu) ， 如 房 梁 、 橋 梁 、 輸 電 塔 、 起 重 運(yùn) 輸 機(jī) 械 、 船 舶 、 工 業(yè) 爐 、 反 應(yīng) 塔 、 容 器 架 以 及 倉(cāng) 庫(kù) 貨 架 等 。 角 鋼 屬 建 造 用 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 ， 是 簡(jiǎn) 單 斷 面 的 型 鋼 鋼 材 ， 主 要 用 于 金 屬 構(gòu) 件 及 廠 房 的 框 架 等 。 在 使 用 中 要 求 有 較 好 的 可 焊 性 、 塑 性 變 形 性 能 及 一 定 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 。 生 產(chǎn) 角 鋼 的 原 料 鋼 坯 為 低 碳 方 鋼 坯 ， 成 品 角 鋼 為 熱 軋 成 形 、 正 火 或 熱 軋 狀 態(tài) 交 貨 。 其 結(jié) 構(gòu) 如 圖 4-3 所 示 : 19 圖 4-2 角鋼結(jié)構(gòu)底盤外形結(jié)構(gòu) 其總長(zhǎng)為 1400mm，寬為 400mm。采用規(guī)格為 30303 的 角 鋼 焊 接 而 成 ， 中 間 兩 條 角 鋼 長(zhǎng) 度 1100 mm，其作用為定位。前后部分焊接 8mm厚的鋼板，用來(lái)固定把手、 萬(wàn)向輪以及鎖緊裝置。 4.2.2 夾緊裝置的設(shè)計(jì) 夾緊裝置的組成 （1）力源裝置：產(chǎn)生夾緊力的裝置 （2）夾緊元件：壓緊工件的元件 （3）中間遞力機(jī)構(gòu)：介于（1） （2）之間的機(jī)構(gòu) 作用： （1）改變夾緊作用力的方向； （2）改變夾緊作用力的大??； （3）保證安全自鎖。 夾緊裝置的基本要求 （1）工件不移動(dòng)原則； （2）工件不變形原則； （3）工件不振動(dòng)原則； （4）安全、省力、方便； （5）自動(dòng)化、復(fù)雜化程度與生產(chǎn)綱領(lǐng)相一致。 要求（1）在粗加工時(shí)候考慮，要求（2） 、 （3）主要在精加工時(shí)候考慮。 設(shè)計(jì)和選用夾緊裝置的關(guān)鍵是如何正確施加夾緊力 Fw,也就是如何確定夾緊力的大 小、方向、作用點(diǎn)。 20 圖 4-3夾緊力的方向應(yīng)有助于定為 a）錯(cuò)誤，b）正確 圖 4-4夾緊力應(yīng)指向主要定位基面 b） 、c）錯(cuò)誤，d）正確 結(jié)論：主要夾緊力方向應(yīng)盡量垂直主要定為面； 加工時(shí)的力應(yīng)盡量傳給夾具體； 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛度較高的方向； 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件支承范圍內(nèi)。 與夾緊力大小有關(guān)的準(zhǔn)則 夾緊力過(guò)小夾緊不可靠工件產(chǎn)生移動(dòng)，破壞定位； 夾緊力過(guò)大變形增大 jj增大。 夾緊力大小的確定 理論夾緊力：F w根據(jù)切削力 F按靜力平衡求的； 實(shí)際夾緊力：F WK=KFW K粗加工為 2.53；精加工為 1.52。 其他準(zhǔn)則 21 （1）定位的夾緊力先動(dòng)作，夾緊的夾緊力后動(dòng)作。如圖所示： 圖 4-5 定位夾緊力先動(dòng)作 （2）夾緊元件只有在夾緊方向上移動(dòng)，夾緊過(guò)程中才不致破壞定位。如圖所示： 圖 4-6 夾緊元件在夾緊方向上移動(dòng) 綜上考慮，在本次設(shè)計(jì)中，采用螺紋夾緊裝置，具體結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 4-7 夾緊裝置外形結(jié)構(gòu) 22 結(jié)論 本文設(shè)計(jì)了一整套的無(wú)軸攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)，利用 SOLIDWORK完成各部分設(shè)計(jì)，并在 此基礎(chǔ)上完成二維工程圖的設(shè)計(jì)。要求圖樣繪制及標(biāo)識(shí)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。圖面布局和比 例合理、圖線清晰、表達(dá)正確。所設(shè)計(jì)的無(wú)軸攪拌機(jī)具有工程意義，可以在實(shí)踐中使 用。 僅憑課本的理論知識(shí)是不容易解決的，需要很多的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)支持，例如，工程 設(shè)計(jì)和工業(yè)設(shè)計(jì)區(qū)別確實(shí)很大，工業(yè)設(shè)計(jì)也許能夠天馬行空，但是工程上的設(shè)計(jì)卻更 多的需要經(jīng)驗(yàn)，什么都需要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定，要考慮很多問(wèn)題，比如經(jīng)濟(jì)的可實(shí)現(xiàn)性， 裝配關(guān)系的可實(shí)現(xiàn)性，材料的選擇，聯(lián)接關(guān)系的選擇，以及結(jié)構(gòu)的安全性等等問(wèn)題， 在這些問(wèn)題都考慮全面之后，才能進(jìn)行所謂的方案最優(yōu)化的選擇。從陌生到接觸，從 了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，通過(guò)本次設(shè)計(jì)對(duì)石膏攪拌及運(yùn) 輸系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)自己三個(gè)多月的努力，通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)無(wú) 軸攪拌設(shè)計(jì)方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)無(wú)軸攪拌設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題，對(duì)無(wú)軸攪拌設(shè) 計(jì)的過(guò)程的有了質(zhì)的認(rèn)識(shí)和對(duì)無(wú)軸攪拌設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題有了全面的了解。 由于時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)的限制，本設(shè)計(jì)難免有疏忽之處，敬請(qǐng)讀者指出并改正。 23 致謝 這段時(shí)間以來(lái)，在導(dǎo)師 xxx教授的悉心指導(dǎo)下，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于較為順利地完 成了。幾個(gè)月的時(shí)間里，從課題的選定、資料的收集、課題的具體設(shè)計(jì)到論文的審定 改進(jìn)，xxx 老師都給與了極大的幫助，傾注了大量的心血；在 xxx老師的指導(dǎo)下，學(xué)生 不僅開拓了思路、擴(kuò)大了視野、豐富了知識(shí)面，還初步掌握了縫隙和處理具體實(shí)踐問(wèn) 題的科學(xué)方法，為學(xué)生今后發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 xxx老師有著深厚的理論功底、寬廣的知識(shí)面和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，尤其值得學(xué)生學(xué) 習(xí)的是 xxx老師那種在工作中嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、精益求精的治學(xué)態(tài)度，對(duì)待學(xué)生嚴(yán)格要求、 一絲不茍的負(fù)責(zé)精神，都將激勵(lì)學(xué)生在以后工作學(xué)習(xí)中不斷努力，這是學(xué)生在這段時(shí) 間內(nèi)的最大收獲，在此謹(jǐn)向 xxx老師致以衷心的感謝和真誠(chéng)的敬意。 同時(shí)，由于本人才疏學(xué)淺，加之此次設(shè)計(jì)時(shí)間緊任務(wù)重，xxxxx 等同學(xué)都給予了重 要幫助。由于篇幅限制在此不再將他們一一列舉，但是我對(duì)他們無(wú)私慷慨的幫助表示 深深的謝意！ 此外，感謝我的父母，感謝他們這么多年來(lái)的養(yǎng)育之恩，是他們的辛勤工作才使 我能順利地完成學(xué)業(yè)。感謝父母在我受到挫折、打擊時(shí)候的鼓勵(lì)和支持！ 24 參考文獻(xiàn) 1 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:高等教育出版社,2006,139-161. 2 陳于萍，周兆元. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第 2版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 3 李長(zhǎng)春，王錦，王宗榮等. 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