JS3000混凝土攪拌機攪拌機構(gòu)的研究（含CAD圖紙）

JS3000混凝土攪拌機攪拌機構(gòu)的研究（含CAD圖紙）,JS3000,混凝土攪拌機,攪拌,機構(gòu),研究,CAD,圖紙 - 1 -摘摘 要要JS3000 型混凝土攪拌機是一款大中型攪拌機，主要適用于較大的建筑工程，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：關(guān)鍵詞：混凝土攪拌機、質(zhì)量、能耗、效率- 2 -AbstractJS3000 type concrete mixer is a large and medium-sized mixer,is mainly suitable for the large construction projects，it is an very important construction machinery. It is a kind of forced horizontal-axis mixer ，not only can mix the dry and rigid concrete, but also can stir 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 fully 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 construction 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 system, 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: concrete mixer, quality, energy consumption, efficiency - 3 -目目 錄錄摘要.- 1 -ABSTRACT.- 2 -目 錄.- 3 -前 言.- 6 -1 緒論.- 8 -1.1 攪拌的作用.- 8 -1.1.1 混凝土簡介.- 8 -1.1.2 攪拌的任務.- 8 -1.1.3 攪拌機應具備的功能特點.- 9 -1.2 攪拌機的分類及使用特點.- 9 -1.2.1 攪拌機的分類.- 9 -1.2.2 混凝土攪拌機使用特點.- 10 -1.3 混凝土攪拌機的發(fā)展趨勢.- 10 -2 總體設(shè)計.122.1 外殼的設(shè)計.122.2 攪拌軸的設(shè)計.132.2.1 攪拌軸的材料.132.2.2 攪拌軸的結(jié)構(gòu).132.2.3 攪拌軸的支承.142.2.4 攪拌軸計算.142.3 葉片的設(shè)計.152.4 攪拌筒尺寸及卸料方式確定.192.5 軸端密封.202.6 襯板.21第 3 章 上料系統(tǒng).25- 4 -第 4 章 機架的設(shè)計.264.1 機架設(shè)計的主要內(nèi)容.264.2 底架的設(shè)計.264.2.1 機架設(shè)計的一般要求.264.2.2 底架的材料選擇.264.2.3 底架的大體尺寸.274.2.4 確定攪拌筒偏離機架底架重心的距離.284.2.5 底架所受各力的分析計算.284.2.6 求各點的力矩.334.2.7 選材.344.2.8 底架的校核.354.3 支腿的設(shè)計.384.3.1 校核支腿的穩(wěn)定性.394.3.2 局部穩(wěn)定性的校核.404.4 梯子及欄桿的設(shè)計.414.5 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式及臺板的設(shè)計.424.5.1 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式.424.5.2 臺板.434.6 電機底架的設(shè)計.434.7 減速器底板的設(shè)計.44第 5 章 供水系統(tǒng).46第 6 章 電氣系統(tǒng)設(shè)計.47第 7 章 混凝土攪拌機的維護與保養(yǎng).487.1 工作前保養(yǎng).487.2 工作中的保養(yǎng).487.3 工作后的保養(yǎng).49總 結(jié).50參考文獻.51- 5 -致 謝.52- 6 -前前 言言隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，以及城市化進程的加快，我國的城市基礎(chǔ)建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，推動了混凝土產(chǎn)量的迅速提高。商品混凝土生產(chǎn)是改變傳統(tǒng)的現(xiàn)場分散攪拌混凝土的生產(chǎn)方式，實現(xiàn)建筑工業(yè)化的一項重要改革。混凝土的商品化生產(chǎn)因其高度的專業(yè)化和集中化，大大提高了混凝土的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了環(huán)境污染，減輕了勞動強度。在我國混凝土行業(yè)的發(fā)展中，混凝土攪拌站的建設(shè)對商品混凝土的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用?；炷翑嚢枵镜慕ㄔO(shè)為混凝土的集約化生產(chǎn)提供了條件。在攪拌站內(nèi)，各種原材料可以有序的存放在各自位置，砂子、石子采用露天存放，在大風天氣條件下可以采取覆蓋的方式使環(huán)境免受污染，避免出現(xiàn)黃沙、粉塵滿天飛的現(xiàn)象。由于水泥的特殊性，在存放過程中需要避免受潮和摻入雜物，所以水泥采用罐裝存放，可以直接購買散裝水泥，降低生產(chǎn)陳本。在工程建設(shè)中，通過采用商品混凝土，可以大幅提高工程建設(shè)進度，降低現(xiàn)場工人的勞動強度。由于商品混凝土的生產(chǎn)有很嚴格的標準，各種物料配比都非常精確，所以通過采用商品混凝土可以有效保證混凝土工程的質(zhì)量。在混凝土攪拌站內(nèi)，我們首先可以直觀的看到堆放如山的原材料，運送石料的傳送帶，存放散裝水泥的鋼罐，以及攪拌樓。在攪拌樓內(nèi)便是攪拌站的核心設(shè)備攪拌機和控制系統(tǒng)。在攪拌樓內(nèi)，通過工作人員的操作，各種物料便按給定配比運送到攪拌機內(nèi)，加水之后，通過攪拌機的攪拌，商品混凝土生產(chǎn)出以后，通過卸料口轉(zhuǎn)移到混凝土罐車內(nèi)，然后運送到各個工地。對攪拌機來說，它的運動方式和結(jié)構(gòu)主要分為兩大類：一種形式為單運動的軸式傳動軸上（有單軸和雙軸）安裝各類攪拌葉片（有長錐形、弧形等）并利用葉片來攪拌物料；另一類則是通過齒輪傳動帶動某一形狀筒體（有圓錐形、圓柱形、梨形等）的自身旋轉(zhuǎn)而使物料產(chǎn)生攪拌效果。商品混凝土在我國的發(fā)展已經(jīng)有了三十多年的歷史。在這三十年中，無論從數(shù)量上還是從質(zhì)量上，也無論是從技術(shù)上還是從管理上，我國商品混凝土都有了很大發(fā)展，這是毋庸置疑的。但是隨著商品混凝土的發(fā)展，大量的混凝土攪拌車在城市運行增加了城市交通負擔，而交通擁堵又影響了混凝土工程的正常施工。同時，責任上的分開也引起了質(zhì)量事故的扯皮問題。雖然混凝土的性能取決于混凝土的配合比，但施工過程中振搗不密實或養(yǎng)護不好也不可能獲得好的性能。對于現(xiàn)場攪拌混凝土，這些過程由一個單位完成的，當然應該負全部責任?；炷辽? 7 -品化以后，這些過程由兩個單位分別完成，這就帶來了責任劃分的問題。這些是混凝土商品化以后帶來的新問題，并且這些問題已經(jīng)在一些工程中有所表現(xiàn)，影響了混凝土工程的質(zhì)量。當然，混凝土商品化是混凝土行業(yè)的主流，這些問題不過是商品化過程中的一些不穩(wěn)定因素。但是這些問題也是客觀存在的，不能熟視無睹，處理不好的話會很大程度上影響混凝土商品化的發(fā)展進程。 “十二五”規(guī)劃明確了國家加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的目標，而大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 對于商品混凝土行業(yè)發(fā)展是非常有利的。因此，處理好混凝土商品化過程中的各種問題，肯定會很大程度上促進混凝土行業(yè)的發(fā)展進程，這對建筑業(yè)和傳統(tǒng)制造業(yè)都是非常重要的。相信通過各行業(yè)的協(xié)調(diào)合作，肯定能處理好混凝土商品化過程中的各個問題，一定能給商品混凝土一個更加美好的明天。- 8 -1 緒論緒論1.1 攪拌的作用攪拌的作用1.1.1 混凝土簡介混凝土簡介混凝土是當今時代最大宗的人造材料，也是最主要的建筑材料之一，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防、水利、市政和民用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。廣義的混凝土是指由膠凝材料、細骨料（砂） 、粗骨料（石）和水按適當比例配置的混合物，經(jīng)硬化而成的人造石材。但目前建筑中使用最廣泛的是以水泥為膠凝材料的普通混凝土。在普通混凝土中，砂、石起骨架作用，他們在混凝土中起填充和抵抗混凝土在凝結(jié)硬化過程中的收縮作用。水泥與水形成的水泥漿包裹在骨料表面并填充骨料間的空隙。在花、硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予混合物一定的和易性，便于施工；硬化后，水泥漿則將骨料膠結(jié)成一個堅實的整體，并具有一定的強度?；炷磷鳛橹饕ㄖ牧媳粡V泛應用，是因為它具有很多其他材料不具備的特點。如易成型、能耗低、耐久性好、價格便宜以及與鋼材結(jié)合可制成各種承重結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。但混凝土的自重大、抗拉強度低、澆筑成型易受氣候條件影響等，這些也是混凝土所存在的弱點。因此，在 21 世紀，混凝土工作者的使命是為混凝土的輕質(zhì)、高強、多功能、綠色化、長壽耐久而努力奮斗。1.1.2 攪拌的任務攪拌的任務混凝土攪拌機是將混凝土配合料按一定配合比的水泥、砂、碎石（骨料）和水等均勻攪而制備混凝土的專用機械。一般認為混凝土攪拌機的主要任務是：(1)組分均勻分布，達到宏觀和微觀上的勻質(zhì)(2)破壞水泥粒子的團聚現(xiàn)象，使其各顆粒表面被水浸潤，促使彌散現(xiàn)象的發(fā)展(3)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的結(jié)合，形成理想的水化生成物(4)由于集料表面覆蓋一薄層灰塵及粘土，有礙界面結(jié)合層的形成，故應使物料之間多次碰撞和相互摩擦，以減少灰塵薄膜的影響(5)提高混合料各單元體參與運動的次數(shù)和運動軌跡的交叉頻率，以加速達到勻質(zhì)化- 9 -1.1.3 攪拌機應具備的功能特點攪拌機應具備的功能特點由以上分析可知攪拌機在攪拌過程中應盡量使各種原材料相互穿插，并在整個攪拌筒內(nèi)最大限度的產(chǎn)生摩擦，使各種物料混合均勻。因此，為了獲取高質(zhì)量的混凝土，攪拌機應具備以下特點:(1)能對混凝土各種組分均勻攪拌，并使水泥漿或瀝青包裹骨料表面(2)混凝土攪拌完成后能迅速完全的卸出，不影響下次攪拌(3)攪拌應該操作簡單，攪拌過程應耗時短(4)便于維護和保養(yǎng)1.2 攪拌機的分類及使用特點攪拌機的分類及使用特點1.2.1 攪拌機的分類攪拌機的分類攪拌機的總類較多，分類方法和特點如下：（1） 按作業(yè)方式分循環(huán)作業(yè)式和連續(xù)作業(yè)式兩種循環(huán)作業(yè)式的供料、攪拌、卸料三道工序是按一定的時間間隔周期進行的，即按份拌制。由于拌制所需的各種物料都經(jīng)過準確的稱量，所以攪拌質(zhì)量較好，是未來發(fā)展的大趨勢。連續(xù)作業(yè)式的供料、攪拌、卸料三道工序是在一個較長的筒體內(nèi)連續(xù)進行的。雖然其循環(huán)作業(yè)式高，但由于各物料的配比、攪拌時間難以控制，所以攪拌質(zhì)量較差，目前很少使用。（2） 按攪拌方式分為自落式攪拌和強制式攪拌兩種 自落式攪拌機就是把混合料放在一個旋轉(zhuǎn)的攪拌鼓內(nèi)，隨著攪拌鼓的旋轉(zhuǎn)，鼓內(nèi)葉片把混合料提升到一定高度，然后再自行落下，進而達到均勻攪拌的目的。自落式攪拌機多用于攪拌塑性混凝土和低流動性混凝土。筒體和葉片磨損較小，易于清理，但功耗大，效率低，多用于小型民用建筑。由于此類攪拌機對骨料磨損較大，影響混凝土質(zhì)量，且能耗大效率低，現(xiàn)已逐漸被強制式攪拌機取代。強制式攪拌機是攪拌鼓不動，由鼓內(nèi)葉片繞回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來使混凝土達到均勻攪拌的目的。這種攪拌機攪拌作用強烈，適用于硬骨料混凝土和輕骨料混凝土，也可攪拌流動性混凝土，具有攪拌速度快、攪拌質(zhì)量好、操作簡便、生產(chǎn)效率高等特點。但這種攪拌機- 10 -也有動力消耗大、葉片磨損快等方面的不足，多用于大中型攪拌站。（3） 按裝置方式分固定式和移動式固定式攪拌機是安裝在預先準備好的基座之上，整機不能夠移動。它的體積大、生產(chǎn)效率高，多用于攪拌站和攪拌樓。移動式攪拌機本身具有行駛車輪，能夠來回移動，適用于中小型的臨時工程。（4） 按出料方式分為傾翻式和非傾翻式兩種 傾翻式靠攪拌鼓傾翻卸料，非傾翻式按攪拌鼓反轉(zhuǎn)卸料。（5） 按攪拌容量大型：出料容量 1.0 3.0 中型：出料容量 0.3 0.5 小型：出料容量 0.05 0.25 1.2.2 混凝土攪拌機使用特點混凝土攪拌機使用特點周期性：周期性的進行裝料、攪拌、出料，結(jié)構(gòu)簡單可靠，容易控制配合比和攪拌質(zhì)量，使用廣泛。連續(xù)式：連續(xù)工作，生產(chǎn)率高，適用于混凝土使用量大的工程。自落式：攪拌筒旋轉(zhuǎn)將物料提升一定高度然后自行落下，筒壁和葉片磨損較小，適宜拌制塑性和半塑性混凝土。強制式：筒內(nèi)物料由旋轉(zhuǎn)軸上的葉片和刮板的強制作用而獲得充分拌和。葉片和筒壁磨損較大，需要加裝襯板。1.3 混凝土攪拌機的發(fā)展趨勢混凝土攪拌機的發(fā)展趨勢混凝土攪拌機是建筑機械中攪拌混凝土必備的機械，隨著我國房地產(chǎn)建筑行業(yè)、公路、鐵路、水電站等建設(shè)的擴大和商品混凝土的推廣，水泥制品產(chǎn)量逐年提高，混凝土攪拌機的銷量穩(wěn)步提升，由此也出現(xiàn)了不同容量、不同型號的攪拌機來滿足客戶的需求，并遠銷俄羅斯、印度、歐洲等國家和地區(qū)。近幾年由于攪拌機在各行業(yè)扮演了重要角色，使 JS 系列攪拌機逐漸成為攪拌混凝土的主導產(chǎn)品，其中 JS350、JS500、JS750、JS1000 為中小型攪拌機，JS3000、JS2000、JS2500、JS3000 為大型攪拌設(shè)備，加工工藝比一般攪拌機更復雜，要- 11 -求更高，一般與配料機組成攪拌站。隨著攪拌機需求量的增大，攪拌機的生產(chǎn)廠家也越來越多，市場競爭越來越激烈。大部分生產(chǎn)廠家都以中小型攪拌設(shè)備為主，但在競爭加劇的環(huán)境下，攪拌機正朝著技術(shù)創(chuàng)新、個性服務、提高攪拌機的自制能力方向發(fā)展。在建設(shè)節(jié)約型社會的大背景下，相信混凝土設(shè)備在以后的發(fā)展過程中一定會朝著節(jié)能、高效、耐用、操作更加智能化方向發(fā)展122 總體設(shè)計總體設(shè)計從結(jié)構(gòu)上看，雙臥軸攪拌機要較單臥軸攪拌機復雜，但它磨損小，攪拌質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，雙臥軸攪拌機較立軸式和單軸式攪拌機，具有明顯的優(yōu)越性。優(yōu)點如下：(1) 攪拌機外形尺寸小、高度低，布置緊湊，裝載運輸便利，而且結(jié)構(gòu)合理性好，工作可靠性高。(2) 攪拌機容量大，效率高，適用于商品混凝土的生產(chǎn)。(3) 攪拌筒直徑比同容量立軸式小一半，攪拌軸轉(zhuǎn)速與立軸式基本相同，但葉片轉(zhuǎn)速要比立軸式小一半，因此葉片和襯板磨損較小、使用壽命長，并且物料不易離析。(4) 物料運動區(qū)域相對集中于兩軸之間，物料行程短，擠壓作用充分，因此攪拌質(zhì)量好。如圖 2.1 所示結(jié)構(gòu):圖 2.1 總體結(jié)構(gòu)圖2.1 外殼的設(shè)計外殼的設(shè)計傳統(tǒng)的 U 型槽底容易出現(xiàn)攪拌死角，從而導致兩軸負載過大，以致斷裂。另外他們將兩端墻板焊死在機殼上，這樣使得在軸或葉片受損時維修很不方便，工作量也相當大。13現(xiàn)代的設(shè)計中，槽底做成 型，以防攪拌死角，并在筒內(nèi)安裝襯板。兩邊再焊上鋼板做成機槽，槽口兩邊焊有角鋼用以固定機蓋，槽機底部焊有支承墊用以支承槽體。機槽兩端墻板不是焊死在機殼上，而是通過螺栓與機殼連接，這樣做的目的是為了在維修時便于將損壞的軸吊起，省去拆葉片的麻煩，檢修空間增大，工作量減小，還可縮小兩端軸孔直徑，便于密封防漏，如下圖所示：圖 2.2 攪拌機槽體2.2 攪拌軸的設(shè)計攪拌軸的設(shè)計在混凝土攪拌過程中，各葉片受力比較復雜，所以傳遞到攪拌軸上的彎曲應力和扭轉(zhuǎn)應力也相應比較復雜。由于攪拌軸的受力主要以扭轉(zhuǎn)為主，為了便于計算，在攪拌軸的設(shè)計過程中按扭轉(zhuǎn)強度條件計算，采用增大安全系數(shù)的方法來保證攪拌軸的可靠性。2.2.1 攪拌軸的材料攪拌軸的材料和普通軸一樣，常用 45 號鋼，不重要的要求不高的可以選用 Q235 鋼。耐腐蝕要求較高或物料不被鐵離子污染時，應采用不銹耐酸鋼或采用防腐措施。2.2.2 攪拌軸的結(jié)構(gòu)攪拌軸的結(jié)構(gòu)攪拌軸常用實心和空心直徑?？招慕Y(jié)構(gòu)可以減小攪拌機的質(zhì)量，但加工比較復雜，成本較高，通常采用實心結(jié)構(gòu)。強制式 攪拌機可拆式連接結(jié)構(gòu)過去常用抱瓦式結(jié)構(gòu)，目前多用插入式結(jié)構(gòu)。如下圖所示：141、抱瓦 2、三角鍵 3、攪拌軸 1、攪拌軸 2、卡塊 1、攪拌臂 2、聯(lián)接板4、連接螺栓 5、攪拌臂 3、軸用擋圈 4、攪拌臂 3、攪拌軸 4、聯(lián)接螺栓圖 4.3 連接結(jié)構(gòu)抱瓦式結(jié)構(gòu)中的抱瓦需模鍛，插入式結(jié)構(gòu)中攪拌軸上的攪拌臂的插入孔要求精度較高，需在鏜床上加工。相比較之下，本結(jié)構(gòu)采用螺栓連接，可以降低加工難度，節(jié)約成本。2.2.3 攪拌軸的支承攪拌軸的支承一般情況下，攪拌軸依靠減速箱內(nèi)的一對軸承支承。但是，由于攪拌軸一般較長而且伸在反應器內(nèi)進行操作，這種軸承受條件較差。當攪拌臂過長而又很細時，常常會使軸扭彎，使離心作用增加，最后達到完全破壞，懸臂的支承條件為：145LB140 45Ld式中：懸臂軸長度，單位 m。1L 軸承間距，單位為 m。B d攪拌臂直徑，單位 m。2.2.4 攪拌軸計算攪拌軸計算軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為：15 395500000.23TTTpTnWd式中：扭轉(zhuǎn)切應力，單位為。TMpa 軸所承受的扭矩，單位為。TN mm 軸的抗扭矩截面系數(shù)，單位為。TW3mm 軸的轉(zhuǎn)速，單位為。nminr 軸的傳遞功率，單位為 kw。p d計算截面處軸的直徑 mm。 許用扭轉(zhuǎn)切應力，單位為。 TMpa由表 153 取， 20TMpa0140A 直徑： 3333095500000.295500000.2TTpdnpnpAn式中： 3095500000.2TA326.82140144.224.6dmm說明：當軸截面上開有鍵槽時，應增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱。對于直徑的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 3%；有兩個鍵槽時，應增大 7%。100dmm則：min1.03 144.2148.53dmm取軸的最細部分的直徑為。160mm162.3 葉片的設(shè)計葉片的設(shè)計連續(xù)式攪拌機的合理結(jié)構(gòu)，技術(shù)參數(shù)的確定是一項迫切而急需的任務。在過去，曾研究過的攪拌葉片在軸上布置對混合物均質(zhì)性的影響。對攪拌機筒體中充填性能及對機器生產(chǎn)率和攪拌過程耗電量的影響，在葉片合理布置下，葉片軸轉(zhuǎn)速對混合物均質(zhì)性的影響，在合理的葉片布置和轉(zhuǎn)速下，攪拌機筒體的安裝傾角對攪拌過程及對混凝土制件強度指標的影響。下面是幾種常見的葉片布置方式和它們的特點。 優(yōu)點：可以使物料向箭頭所指方 優(yōu)點：可以使物料朝著箭頭方向做向流動，便于卸料。 環(huán)向流動，物料攪拌充分，缺點：效率較低，不適于大批量 生產(chǎn)效率較高，適用于大中連續(xù)生產(chǎn)。 型攪拌設(shè)備。 優(yōu)點：兩軸葉片在外形上同向布置， 優(yōu)點：葉片外形同向布置，筒體傾斜并且筒體向卸料一側(cè)傾斜一 安裝，并且在卸料口處安有阻 個角度，便于卸料。 滯葉片，攪拌均勻，便于卸料。缺點:結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)困難。 缺點：葉片布置比較復雜，加工維修 困難，成本較高。由于該攪拌機容量為 1500L，為大中型攪拌機，通過以上對各布置形式的分析，該設(shè)17計選用圖（b）形結(jié)構(gòu)，物料在攪拌筒內(nèi)的運動軌跡如圖 4.4 所示。工作時,攪拌軸帶動攪拌葉片旋轉(zhuǎn),強迫物料按預定的軌跡產(chǎn)生剪切、擠壓、翻滾和揉搓等強制攪拌作用,使物料在劇烈的相對運動中得到均勻攪拌。改進攪拌葉片的結(jié)構(gòu)和曲面形狀,對提高攪拌質(zhì)量、減小攪拌阻力和降低功率消耗具有重要的意義。圖 2.4 雙臥軸式攪拌機物料運動軌跡合理的葉片布置不僅可以提高混凝土的硬度和混凝土的生產(chǎn)率。而且可以減少原料的消耗，減少物料對機器的沖擊，還能延長機器的壽命。由于兩軸的旋轉(zhuǎn)方向相反,兩軸間的料產(chǎn)生擠壓、翻滾和揉搓,以達到攪拌混合效果顯然,在不破壞物料流運動的前提下,兩軸間物料逆流運動的頻次越高,揉搓和擠壓作用就越充分,攪拌效果就越好。通過對葉片相對運動分析可知:攪拌葉片正反排列得到的逆流次數(shù)要比攪拌葉片雙正排列得到的次數(shù)多,因此攪拌作用更強烈,攪拌質(zhì)量也更好。并且隨著攪拌葉片數(shù)量的增多,這種優(yōu)勢會更加明顯。但這種情形下，那么攪拌葉片的運動順序破壞了拌筒內(nèi)物料的大流動。這是因為物料以連續(xù)遞推的方式前進。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時參加攪拌,并且二者對物料推動的方向相反。由于葉片的反向推動,有可能該葉片的相鄰葉片無料可攪,從而導致一根軸上葉片內(nèi)的物料無法推出來。為了防止物料在機體兩端受到擠壓,應在物料進口端只設(shè)正向葉片,在出口端僅設(shè)反向葉片。實體面型螺旋葉片具有攪拌效率高、輸送物料性能好，因此在入料口設(shè)置這種葉片。但這種葉片容易使物料形成“裹軸”現(xiàn)象。而帶式面型螺旋葉片雖然在輸送效率上，稍差于實體面型螺旋葉片，但物料不會形成低效區(qū)。這對物料在沿軸向運動是比較有利的。特別物料在長距離輸送時，帶式面型螺旋葉片充分發(fā)揮了自己的優(yōu)點。雖然攪拌葉片正反排列得到的逆流次數(shù)要比攪拌葉片雙正排列得到的次數(shù)多,因此攪拌作用更強烈,攪拌質(zhì)量也更好。但這種情形下，攪拌葉片的運動順序破壞了拌筒內(nèi)物料的整體流動。這是因為物料以連續(xù)遞推的方式前進。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時參加攪拌,并且二者對物料推動的方向相反。由于葉片的反向推動,嚴重時，可能造成該18葉片的相鄰葉片無料可攪,從而可能導致一根軸上葉片內(nèi)的物料形成斷料現(xiàn)象。為了避免這種情形的產(chǎn)生，根據(jù)試驗結(jié)果,反向葉片的長度一般為正向葉片的1/22/3 較好。此外，采用螺旋槳葉片，作為反向葉片，各葉片均勻分布在軸上。這種葉片，可以承受較大的反向推力，攪拌的效率較高。螺旋槳葉片間斷的分布在軸上，不能導致對攪拌軸的斷料形成。機內(nèi)的物料被正、反葉片分成兩部分,一部分向前推進,另一部分則向后推送,使物料產(chǎn)生連續(xù)不斷的軸向往復運動,將處于不同半徑處的物料翻轉(zhuǎn),在正反葉片的共同作用下,物料在機內(nèi)反復翻動、擴散、攪拌、揉搓,使物料混合均勻。由于正向葉片大于反向葉片,所以物料在作軸向往復運動的時候,總體上是向出料口方向前進的,因而可以滿足連續(xù)工作的要求。此外,物料由通常的單向運動方式改為往復運動,使得設(shè)備在有限的長度，提高物料的生產(chǎn)率和攪拌效率。在葉片的選擇上，根據(jù)目前國內(nèi)外臥軸式攪拌機葉片結(jié)構(gòu)型式看，廣泛采用鏟片式，就單個葉片來說，它是一個平板，他通過攪拌臂與軸形成一體，使全部葉片呈螺旋線分布，葉片間沒有直接聯(lián)系，因而這種化整為零的結(jié)構(gòu)方式具有很突出的優(yōu)點。它使得葉片的加工安裝非常方便，從而代替了加工安裝要求高的螺旋帶葉片。從磨損角度看，鏟片式易受到局部磨損，這是因為物料與葉片之間的滑動逐步不均勻，而且波動，易形成卡料，使磨損加劇，攪拌效果有所下降，故從磨損和攪拌效果來看，鏟片式比螺旋帶式差。但鏟片式在以后的維護保養(yǎng)和維修過程中比較方便，并且葉片是標準化大批量生產(chǎn)，可以降低成本。所以，綜合考慮，該設(shè)計應選用鏟片式葉片，整體結(jié)構(gòu)和葉片布置如下：19圖 2.5 雙臥軸攪拌機攪拌裝置1、 攪拌筒 2、攪拌軸 3、攪拌臂 4、攪拌葉片 5、側(cè)葉片攪拌筒內(nèi)裝有兩根水平配置的攪拌軸，每根軸上均裝有攪拌葉片。在靠近攪拌筒兩端的攪拌臂上分別裝有側(cè)葉片，可刮掉端面上的混凝土，并改變混凝土的流向。葉片與村板間隙5mm，參數(shù)如下： 單根軸上的葉片數(shù)量為 8 片 1 雙軸攪拌機葉片交錯布置 2 單根軸上相鄰攪拌臂的相位角差為 390 兩軸上同序號攪拌臂達到攪拌區(qū)域相同位置相位差為 4135 攪拌臂與軸的連接方式為剖分式螺栓連接（在攪拌過程中，如有攪拌臂斷裂可以 5快速更換）2.4 攪拌筒尺寸及卸料方式確定攪拌筒尺寸及卸料方式確定（1）攪拌筒尺寸為了減少磨損和卡石子現(xiàn)象，除了提高葉片、襯板的材質(zhì)和及時調(diào)整間隙外，有些產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上采用了攪拌軸的回轉(zhuǎn)中心相對攪拌筒中心略帶偏心安裝。這樣，在卡石子現(xiàn)象發(fā)生的區(qū)域，葉片的運動方向總是沿著使葉片與襯板間隙由小變大的方向，即使卡20入了石子也會減少石子對葉片和襯板的破壞。根據(jù)設(shè)計標準，攪拌機的出料容積與進料容積之比為，幾何容積應1500=0.6252400大于進料容積，此外攪拌機還應具備 10%的超載能力，所以取容積利用系數(shù)為：0.5j 則攪拌筒幾何容積為：=3000VVLj出料幾何取長寬比，尺寸為：=1.3Ld33161.316 3 1.3=2.122 3.14Vlm 幾何則。2.1=1.651.31.3ldm（2）卸料方式的確定：目前臥軸式攪拌機主要采用傾翻室和底開門式兩種卸料方式，由于 JS3000 的出料容量為 1500L，相對來說容量較大，故采用底開門式，既可使混凝土順利地在攪拌過程中卸出，也可避免使筒體傾翻，這樣既安全，又節(jié)省了勞力，表現(xiàn)出很多自由的特點，操作也方便，故而采用底開門式卸料。卸料機構(gòu)是由料門、密封調(diào)節(jié)板、液壓缸、液壓泵和限位接近開關(guān)等部分組成。自動運行時，一般設(shè)置為全開、全關(guān)、半開三種狀態(tài)，它便于控制卸料流速，卸料門的密封通過調(diào)整密封板的位置來實現(xiàn)。卸料機構(gòu)通過液壓系統(tǒng)來進行控制，可以降低工人的勞動強度，提高設(shè)備的安全性。在液壓系統(tǒng)失效的緊急情況下，該系統(tǒng)設(shè)有安全裝置，工人可以通過手工操縱安全手柄來打開卸料門。卸料機構(gòu)如下圖所示：圖 2.6 卸料機構(gòu)1、 襯板 2、攪拌筒弧板 3、密封板 4、卸料門212.5 軸端密封軸端密封圖 2.7 軸端密封及支承1、O 形密封圈 2、金屬浮封環(huán) 3、長軸套 4、轉(zhuǎn)環(huán)轂 5、浮動定位擋環(huán)6、密封擋圈 7、擋環(huán) 8、支承座 9、油杯 10、油封座 11、隔套 12、軸承襯套 13、軸承 14、油封 15、軸套 16、軸端透蓋子 17、放油螺塞在轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)環(huán)轂 4 與浮封環(huán)之間及固定的支承座 8 與浮封環(huán)之間的錐形體處各放置一個大截面 0 型密封橡膠圈 1。當轉(zhuǎn)環(huán)轂 4 與支承座 8 相互壓緊后，兩個密封圈就產(chǎn)生彈性變形，被壓扁成橢圓形斷面。這樣，即密封了圓錐體外的空間，又岡密封圈的彈性使兩個浮封環(huán)產(chǎn)生相對的軸向力，使兩個摩擦接觸端面互相粘貼的很緊，從而保證足夠的密封作用。當兩個金屬浮封環(huán)接觸的端面磨損后，密封橡膠圈的彈性可起一定的補償作用，仍然保證兩者端面互相貼緊，繼續(xù)保持良好的密封效果。強制式臥軸攪拌機其攪拌軸在拌合料面下工作，工作時攪拌軸相對攪拌筒轉(zhuǎn)動，砂漿易于侵入攪拌軸運動副中產(chǎn)生磨料磨損及漏漿，所以軸端密封是強制式臥軸攪拌機的特殊結(jié)構(gòu)和重要部件。它支承著攪拌裝置，保護軸端處不漏漿，使攪拌軸支承軸承不受砂漿侵襲，延長軸承等零部件的使用壽命，確保攪拌系統(tǒng)的正常工作。浮動密封，系屬于端面機械密封的一種特殊形式，其結(jié)構(gòu)簡單，端面密封壓力能自行補償，磨料介質(zhì)不易侵入，潤滑脂（油）不外泄漏，密封效果好，使用于低速重載，作業(yè)條件惡劣處。浮動密封由配合端面（平面或球面）經(jīng)過精加工（研磨）的兩個金屬浮動環(huán)和兩個0 型密封橡膠圈組成。金屬浮動環(huán)用合金鑄鐵（鋼）或粉末冶金等材料制成，其外圓為圓錐體。在轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)換轂與浮封環(huán)之間及固定的支承座與浮封環(huán)之間的錐形體處各放置一22個大截面 0 型密封橡膠圈。當轉(zhuǎn)換轂與支承座相互壓緊后，兩個密封圈就產(chǎn)生彈性變形，被壓扁成橢圓形端面。這樣，即密封了圓錐體外的空間，又因密封圈的彈性使兩個浮封環(huán)產(chǎn)生相對的軸向力，使兩個摩擦接觸端面相互粘貼的很緊，從而保證足夠的密封作用。當兩個金屬浮封環(huán)接觸的端面磨損后，密封橡膠圈的彈性可起一定的補償作用，仍然保證兩者端面相互貼緊，繼續(xù)保持良好的密封效果2.6 襯板襯板攪拌機在對骨料進行攪拌的過程中，由于砂石對攪拌筒壁會產(chǎn)生較大的磨損，所以為了減少磨損對筒壁的傷害，需要在筒壁內(nèi)添加襯板。雖然磨損現(xiàn)象紛繁復雜，但總的來說都是一個“磨屑”脫離本體的過程，從磨削形成過程的觀點來說，大體分四種磨損類型：（1） 磨料磨損：由于硬顆粒或突出物的作用而造成物料遷移所導致的磨損。（2） 粘著磨損：兩個光滑的金屬表面在壓力下作相對滑行時，界面上的實際接觸面及其可能結(jié)合起來而形成粘著，這些粘著點不斷破裂，斷裂可能發(fā)生在結(jié)合面處，也可能發(fā)生在本體的突出部位，這就使某一表面上產(chǎn)生脫離了本體的金屬磨屑。（3） 腐蝕磨損：在腐蝕條件下，金屬表面形成一層腐蝕產(chǎn)物，在有相對滑行時，這層腐蝕產(chǎn)物將被磨掉，使金屬受到繼續(xù)的腐蝕和磨損。（4） 表面疲勞磨損：這種磨損是由于多次反復的加載和卸載而導致在接觸面上以及接觸面的皮下形成垂直于或平行于接觸面的疲勞裂紋，這些裂紋的擴展以及相互交割，可能使金屬表面開裂，以致剝落。在這些種類的磨損中，其中磨料磨損是最主要的形式。在所有的工業(yè)磨損中一半以上的磨損實質(zhì)主要是磨料磨損，它導致了人力、能源和材料的大量消耗。因此人們越來越認識到對磨料磨損、抗磨材料及磨料磨損機理研究的必要性和迫切性。近年來，國內(nèi)外抗磨材質(zhì)的發(fā)展取得很大進步。攪拌機襯板通常在有水或其他液體和帶有較高硬度并呈尖銳棱角的固態(tài)物料所組成的介質(zhì)中工作。在工作過程中，襯板除受到卵石等磨料的沖撞外，襯板還受來自磨料的兩種分力：一種是磨料對襯板磨損表面的法向壓力，這種力產(chǎn)生于磨料被鏟片和襯板擠壓過程中，致使其中尖銳棱角的砂石料壓入磨損表面；二是磨料對襯板磨損表面的切向力，這種力產(chǎn)生與磨料被攪拌機鏟片帶動沿圓周以一定速度旋轉(zhuǎn)運動的過程中，使磨料和襯板磨損表面之間產(chǎn)生相應的切向運動，結(jié)果造成磨料對襯板的切削犁溝作用。在以上兩種力的作用下，襯板表面產(chǎn)生許多壓坑，23并被犁出許多溝線來，使襯板表面發(fā)生許多顯微切削，并使材料被推向壓坑的周圍或溝槽的前沿和兩邊，產(chǎn)生塑性變形，如圖 1-1 所示。在磨料的反復壓入和犁削下，導致材料的加工硬化，或其它變形使裂紋逐漸形成和擴展，最終造成材料從表面脫落，使襯板磨損。當襯板厚度減少到一個臨界值時，襯板發(fā)生脆性斷裂。根據(jù)襯板的工作情況，所以襯板材質(zhì)要有高的硬度，同時也要具有較高的強度，既要有很好的耐磨性防又要止襯板的斷裂破碎，同時具有抗沖擊能力。圖 2.8 襯板的失效面貌一般攪拌機襯板選用 3 類材質(zhì)做襯板：鎳硬鑄鐵、高鉻鑄鐵和低合金白口鑄鐵。從金相分析，有些耐磨襯板采用鎳硬鑄鐵，其金相組織為馬氏體，奧氏體和碳化物，但是由于鎳的資源少，代價高所以目前大多采用低合金白口鑄鐵并加入合金元素鉻和鉬，因此使 C 曲線右移，特別是使珠光體轉(zhuǎn)變部分右移傾向更大，使白口鑄鐵在鑄態(tài)下能夠獲得馬氏體組織，但是一般的白口鑄鐵其耐磨性還不能滿足需要。因為 Cr/C 比是高鉻鑄鐵的一個重要參數(shù)，控制 Cr/C 比為 56，并加入適量的鉬和銅以提高滲透性，若再加入少量的硼元素有利于鑄鐵獲得馬氏體組織，以下三種不同類別鑄鐵的典型化學成分：參數(shù) 成分材質(zhì)CSiMnP S Cr Mo Cu低合金鑄鐵2.6-3.21.01.00.050.033.0-4.01.5-2.5高鉻鑄鐵2.4-3.21.01.00.050.0312-180.7-0.80.524鎳硬鑄鐵2.5-3.61.5-2.00.3-0.80.051.08.0-10.04.5-6.5一般攪拌機使用的是高鉻鑄鐵的襯板，由于襯板屬于薄壁鑄件，一般在 20mm 以下，在面積/厚度比偏大時難以通過熱處理來提高硬度，否則襯板易于變形，影響使用。故只能研究在鑄鐵條件襯板的制造工藝，尤其是鑄件的元素構(gòu)成。往往襯板的耐磨性跟元素直接有關(guān)且同制造成本絕對成正比的態(tài)度?？梢杂脺y硬度的方式初步判斷其是否耐磨性，如果條件允許的話，可以使用磨損試驗機測量相對的耐磨性，下表是 3 種鑄鐵的力學性能：洛氏硬度沖擊硬度抗彎強度相對耐磨度參數(shù) 項目材質(zhì)HRC2/J cm2/N mm1: X低合金鑄鐵53.53.0 440 1高鉻鑄鐵 57.3 5.4 4532.27鎳硬鑄鐵 55.0 6.01.46由上表可見低合金鑄鐵耐磨性最差，鎳硬合金次之，高鉻鑄鐵最好，這主要和合金的組織和硬度有關(guān)，低合金白口鑄鐵的組織為貝氏體，碳化物為 M3C 型，硬度較低，所以耐磨性較差高鉻鑄鐵碳化物的周圍存在這顯微硬度高的馬氏體 M1C1 型碳化物有了強力的支撐作用，能有效發(fā)揮碳化物抵抗磨料的磨損作用。反過來 M7C2 型碳化物也保護了它周圍的基體，使其磨損減少，另外含鉻奧氏體顯微硬度較高，所以高鉻鑄鐵耐磨性較高。由于鎳硬鑄鐵含有較多的碳化物，其硬度與高鉻鑄鐵相當，當時其馬氏體組織粗大，碳化物為 M3C 型，二者顯微硬度皆較低，因此其耐磨性比鑄態(tài)高鉻鑄鐵低。 25第第 3 章章 上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)由料斗、上料架、卷揚機構(gòu)、行程開關(guān)等組成，如圖 3.1 所示。圖 3.1 上料系統(tǒng)圖1、 滑輪 2、料斗 3、進料料斗 4、卷揚機構(gòu) 5、上料架配料機構(gòu)配料完畢，由出料傳送帶機輸送到上料斗中。通過電動機經(jīng)減速器帶動卷筒轉(zhuǎn)動，鋼絲繩經(jīng)過滑輪牽引料斗沿上料架軌道向上爬升。當爬升到一定高度時，料斗門的一對滾輪進入上料架水平岔道，斗門自動打開，物料投入攪拌筒內(nèi)。為保證料斗準確就位，在上料架上裝有限位開關(guān)，上限位裝置有兩個限位開關(guān)，分別對料斗起限位和安全保護作用，下限位開關(guān)設(shè)有兩個，當料斗下降至地坑底部，料斗碰撞軌道下部第一限位時。彈簧杠桿機構(gòu)使下限位開關(guān)動作，卷揚機構(gòu)自動停車。26第第 4 章章 機架的設(shè)計機架的設(shè)計機架包括底架，支腿，梯子，欄桿等幾部分組成。4.1 機架設(shè)計的主要內(nèi)容機架設(shè)計的主要內(nèi)容(1) 機架結(jié)構(gòu)方案的確定(2) 機架上所有部件之間相互位置的確定(3) 機架上所有部件與機架的連接方式及安裝位置(4) 機架外形尺寸的確定（要求運輸寬度不超過 2.2 米）(5) 機架鋼結(jié)構(gòu)的選材，機架穩(wěn)定性的校核(6) 完成機架總成圖及零部件圖。4.2 底架的設(shè)計底架的設(shè)計 4.2.1 機架設(shè)計的一般要求機架設(shè)計的一般要求(1) 機架的重量輕，材料選擇合適，成本低。(2) 結(jié)構(gòu)合理，便于制造。(3) 結(jié)構(gòu)應使機架上的零部件安裝，調(diào)整，修理和更換都方便。(4) 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝性好，還應使機架本身的內(nèi)應力小，有溫度變換引起的變形應力小。(5) 抗振性能好。(6) 耐腐蝕，使機架結(jié)構(gòu)在服務期限內(nèi)盡量少維修。4.2.2 底架的材料選擇底架的材料選擇在材料的選擇及鋼結(jié)構(gòu)的選擇一般應考慮以下幾個因素：(1)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，如連接方式，方法，結(jié)構(gòu)的重要性及其受力特點。(2)載荷的性質(zhì)，例如主要受的是動載荷還是靜載荷等情況。(3)結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境及條件：如所處的溫度高低以及浸蝕的情況等。由于攪拌機機架承重比較大，所以選用強度良好的 Q235 碳素鋼來設(shè)計制造機架。受彎構(gòu)件的截面形式有工字鋼，槽鋼，彎曲薄壁鋼，組合梁等，在攪拌機機架中，載荷作用點接近扭轉(zhuǎn)中心，能保證截面不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)等一些情況，所以采用槽鋼來焊接底架，其中有一些焊件考慮其受力很小用角鋼代替，槽鋼能起到節(jié)省材料的目的。274.2.3 底架的大體尺寸底架的大體尺寸底架的總長度 2800，總寬度為 1680，為使制造節(jié)省材料，整機的結(jié)構(gòu)緊湊，并同時滿足上料的要求，放置攪拌筒的兩根槽鋼長度方向的距離為 1300，背對背放置，寬度方向兩根槽鋼面對面放置，兩背面之間的距離為 1680，其他的槽鋼間距具體尺寸如圖 3.1 所示。 圖 4.1 js3000 混凝土攪拌機機架底架284.2.4 確定攪拌筒偏離機架底架重心的距離確定攪拌筒偏離機架底架重心的距離 在整個底架上，電機減速箱安裝在一側(cè)，從各部件的自重考慮，不對稱的安裝造成整個底架失穩(wěn)的趨勢，所以攪拌筒的安裝位置中心必須偏向機架底架中心線，以保證整機在工作和運輸時具有良好的穩(wěn)定性。利用攪拌筒對中心線的力矩來平衡，考慮此方法會引起底架在長度方向的加長，空間體積太大，不便于運輸，利用移動左右支腿（長度方向）的方法更加簡便。計算整機的重心位置：由查閱有關(guān)資料及手冊，可將各部件坐標，重量歸納如下表：表 4.1 各部件重心及坐標部件名稱攪拌筒上料架料斗減速器電機水泵電器箱帶輪聯(lián)軸器質(zhì)量 Kg1100330300415.517429263042.46坐標 mm 000108010151065-10201306852重心坐標：=GiXGii =46.423026291745 .415300330110085246.42130630102026106529101517410805 .415 =288.14即整機重心在偏離攪拌筒中心線右側(cè) 288.14mm，由于左側(cè)常有人工在臺板上操作，加上欄桿的重量，大概整機的重心坐標為 180mm.4.2.5 底架所受各力的分析計算底架所受各力的分析計算經(jīng)分析：底架示意圖上槽鋼 AB 受力最大，所以校核時按 AB 受力來設(shè)計。槽鋼 AB 所受的力的形式有：支腿在兩端的支持力,，攪拌筒支承壓力，,支承力加上上1N2N1F2F料架和料斗的壓力,減速箱結(jié)構(gòu)包括聯(lián)軸器，帶輪的簡化重量，水泵的壓力，4F5F3F6F電器箱的壓力。7F由于整機重心位置偏移量不是很大，只有 180mm，無須將支腿向中間靠近。其它部件自重作用點及尺寸可由底架圖可知，可將 AB 看做受彎梁，其受力如下圖 4.2 所示： 圖 4.2 (1) 計算支承壓力，的大小1F2F其中 G=+ =1100+20002.3(1+10%)=2365 kg筒G料G29攪拌筒底架支撐對如下圖 4.3 所示:圖 4.3M,N 兩點為攪拌筒及料在左右支承中心，為 P,T 兩點的受力，且=，左右支承1F2F1F2F受力簡圖如圖 4.4 下所示：圖 4.4=0 - 1095=0 zM1FzT2G =/1680=765.85 kg1F2110952365所以=765.85 kg1F2F(2) 計算支承壓力，的大小4F5F ，為料斗上升到最高位置時，料斗中的料已卸入攪拌筒中而料斗還未下降時料4F5F斗與上料架的重量壓在 AB 槽鋼上的力，又前面數(shù)據(jù)可知 =300kg， 上料架包括上料料斗G軌道，則上料架作用在底架槽鋼上的力為上料軌道架和其他部件的重量和，則有=2rl=218.522.70=100.0kg （r:槽鋼材料的試比重 18.52kg/m，出自機上料軌道架G械設(shè)計手冊上冊第一分冊） ，上料架上的其他部件如滑輪等估算重量為 56kg.則 上料架G=100.0+56=156kg 。30PQ 槽鋼受力示意圖 4.5： 圖 4.5為上料架及料在最高點時底架的估計重心，由于上料架的滑輪等裝置，料斗上升到最1O高位置時，合重偏靠 PT 方，則估計到第一槽鋼的距離為 530，并假設(shè)槽鋼 PQ 和 TZ1O上有兩支承點 H、I。畫出受力簡圖如下圖 4.6 所示：圖 4.6由則有：0kM1680 - （+ ）1150 =0AF21料斗G上料架G311680 - (300+156)1150 =0AF21= (300+156)1150/1680=156.07AF21所以 =156.07kgAF4F5F(3)計算減速器結(jié)構(gòu)對槽鋼 AB 的壓力3F由于皮帶輪與槽鋼的距離比較遠，同時聯(lián)軸器重 43kg，皮帶和帶輪合重 35kg，減速器的重量為 415kg，由于皮帶輪好聯(lián)軸器的重量相近，可假設(shè)三者之和的作用中心為,2O合計重量為=503kg，受力示意圖如下圖 4.7：合G圖 4.7根據(jù)平衡條件 0)(HM 1150- 450/1150=03F合G代入數(shù)據(jù)得：=196.833F(4)計算電器箱對槽鋼 AB 的壓力7F電器箱對槽鋼 AB 的壓力為，電器箱的重量為 26，由底架各部件相對位置尺寸7F確定，電器箱的位置為，受力示意圖如下圖 4.8：3OQ圖 4.8 1680 G(1680205)=00)(QM7F =26（1680-205）/1680=22.837F32 所以 =22.837F(5)計算水泵對槽鋼 AB 的壓力6F水泵的重量為 29，由底架各部件相對位置尺寸確定，水泵的重心為，受力示意4O圖如下圖 4.9：(Z)圖 4.10 G(1680 -135)- 1680=00)(EM6F =29(1680-135)/1680=26.676F所以 =26.676F(6)計算槽鋼 AB 的總受力根據(jù)槽鋼 AB 的受力情況求二支承力 ，總示意圖如圖 4.11 所示：1N2N圖 4.11由=0 ，列出力矩平衡式：)(1NM395 +（+）795+2025（+）+2415+2475=28007F4F5F2F5F3F6F2N= 2N28002475271942415)156766(2025795)766156(3952333 =1035.6=-=2012.1-1035.6=976.51NiF2N4.2.6 求各點的力矩求各點的力矩因為將槽鋼視為受彎梁，則求各力的彎矩，彎矩無論在指定截面的左側(cè)或右側(cè)，向上的外力產(chǎn)生正的彎矩，向下的彎矩產(chǎn)生負的彎矩。=0 g =9.8N/1NM=395=1035.6395=4090629.8=4008807.6N/=4008.8KNmmCM1N=795 -400=1035.6795-40022.83=706138.59.8=7139.67 KNmmDM1N7F=（2800-2025）-（2415-2025）-(2475-2025)EM2N3F6F=976.5（2800-2025）-196.83(2415-2025)-26.67450=655407.6259.8=6423.0 KNmm=(2800-2415)- (2475-2415)FM2N6F=976.5385-26.6760=3431.47 KNmm=(2800-2475)=976.5325=317362.59.8=3110.15 KNmmGM2N=0BM由以上的彎矩計算結(jié)果可以畫出 AB 槽鋼的受力彎矩圖，該槽鋼的受力彎矩圖如下圖4.12 所示： 圖 4.12由上示彎矩圖可以看出，最大彎矩為=7139.67 KNmm .maxM4.2.7 選材選材由以上計算可知，最大彎矩為=7139.67 KNmm ，此點 D 為危險點，D 的截面maxM為危險截面，所以按設(shè)計。DM所選材料為普通碳素鋼 Q235，查機械設(shè)計手冊可知其屈服極限=225N/,b2mm34由于比重較大，而且工作環(huán)境較差，攪拌時的振動較大，以及上面不可避免的要打孔，將會有應力集中現(xiàn)象。為了保證工作和運輸?shù)陌踩?，選取安全系數(shù)=1.8，則有：sn=125 N/ （由材料力學可知對型材可取=1.52.5）sbn8 . 12252mmsn截面系數(shù) =57.12 ，根據(jù)材料力學上冊附錄表 3 查取截面xmaxM12567.7139系數(shù)的標準值 =87.1，選取槽鋼型號為熱軋普通型槽鋼 14b，14b 的有關(guān)數(shù)xx3cm據(jù)如下圖 4.13： 圖 4.13 槽鋼 14b 4.2.8 底架的校核底架的校核（1）校核 AB 槽鋼 校核其強度 表 3.2 14b 的尺寸 尺寸（）類型hbdtrir0z理論重量（/m）35由機械設(shè)計手冊取相關(guān)數(shù)據(jù)：b=60，h=140， t=9.5，一根截面對稱的梁，載荷作用在其最大剛度平面內(nèi)，當載荷較小時，梁的彎曲平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的。由于外界各種因素會使梁產(chǎn)生微小的側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，在外界影響消失后，梁仍能恢復原來的彎曲和扭轉(zhuǎn)，沒有喪失繼續(xù)承擔載荷的能力。但這時如果外界載荷稍微增大一些，梁的變形就會急劇增加，并導致梁的破壞，這種情況表示梁喪失了整體穩(wěn)定性。梁維持其穩(wěn)定性能承擔的最大載荷或最大彎矩稱為臨界彎矩。對于軋制槽鋼簡支梁的整體穩(wěn)定系數(shù)，不論載荷的形式和載荷作用點在截面高度上的位置如何均可按下式計算：= （公式出自鋼結(jié)構(gòu)附錄）byfhlbt235570式中 h 槽鋼的截面高度b 槽鋼的翼緣高度t 槽鋼的平均腿厚度 材料的屈服極限yf對此槽鋼進行校核：=0.86566（注：=225Mpa 由材料力學表 2-1 中查出）b22523514028005 . 960570yf=0.865660.6 ,應由其相對應的來代替。按鋼結(jié)構(gòu)附表查出相應的bbb值。b=1.1-+bb4646. 0231269. 0b=1.1-+=0.72b86566. 04646. 023)86566. 0(1269. 0則有=113.85 =125 N/ ,即 AB 槽鋼單獨受力的整體xbM1max8710072. 01067.713932mm穩(wěn)定性滿足要求，強度滿足要求。并且 AB 槽鋼在底架中并不是計算的簡支梁，而是和許多焊接件焊接后構(gòu)成底架，使底架的整體穩(wěn)定性得到進一步加強，所以穩(wěn)定性完全可以14b1406089.59.54.751.6716.73336得到保證，強度滿足要求。為使槽鋼穩(wěn)定性更好，在槽鋼兩翼之間間隔的焊接了一些加強筋。 校核 AB 槽鋼的剛度校核了槽鋼的強度后，在工程應用中，對受彎桿件還應有剛度要求，即要求其變形不能太大，每個力作用在槽鋼上都可以簡化成下圖圖 4.14，分別求其作用下槽鋼的撓度。 圖 4.14由公式=maxflIEblpb3)(2322注：公式出自材料力學上冊表 6-1 續(xù)表E 鋼材的彈性模量I 截面對主軸的慣性矩Q235 碳素鋼取 E=206 N/(鋼結(jié)構(gòu)表 2-6)3102mm有如下計算： =-0.16Cf28001086620600039)3952800(8 . 983.2242322310 =-2.25Df28001086620600039)7952800()07.15685.765(42322310 =2.24Ef28001086620600039)20252800()07.15685.765(42322310=-0.51Ff28001086620600039)24152800(28008 . 983.196423222310 =-0.049Gf28001086620600039)24752800(28008 . 967.26423222310=+maxfifCfDfEfFfGf37 =（0.16+2.25+2.24+0.51+0.049）310 =5.21310因為材料的許用撓度為之間，則取=5.6,因為500l400lf500l5002800=5.215.6，因此剛度達到要求，并且此槽鋼并不是簡支梁，且不可能產(chǎn)maxf310生各力最大撓度的重合情況，所以受力表示實際撓度遠遠小于許用撓度，此剛度達到要求，安全可靠。（2）其他槽鋼的校核經(jīng)估算和分析，其他槽鋼所承受的載荷最大也不會超過 AB 槽鋼，故以校核完成，其他的不必再校核，進行其他的剛度、穩(wěn)定性和強度的校核。 對于其他槽鋼，由于其所受彎矩小于槽鋼 AB,則其強度均可以保證。支腿安裝于槽鋼、上，槽鋼受力很小， ，所以不易產(chǎn)生抗剪切現(xiàn)象，而槽鋼受力很大，易發(fā)生剪切變形，所以要對此槽鋼進行抗剪校核。由上述受力計算可知：=976.5，=1035.61N2N由公式 (公式出自材料力學上冊 P180)bIQSzz*其中 Q 橫截面上的剪力b 截面寬度，b=60 槽鋼截面對主軸的慣