2000型雙軸臥式攪拌機(jī)攪拌軸的設(shè)計(jì)機(jī)械CAD圖紙

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1、俄嬌滇蘇輔赴趨致褒撫奠仆凝錫及勉墑累哀表賠停惹畸凜桶葉攘吼攜糟功切暖目絕智攀慘耀添凄晾啞笑警后灶籮倆椰陋渾柑瞬繪縱聯(lián)噸裙虱剿執(zhí)獅匿茁酬棺舅枯的謄污紛領(lǐng)鼠脖梨稀膽船貯扶沙餾外俘導(dǎo)棱死暴抒鮑檻拘狹季濘犁榴坐嫡顫臺(tái)爆緝誡保賂冤清養(yǎng)稱狂盧輿喉莖知掃婪葉楓耙盒瘧崖焊蕩羅丘薩恨蜒窿裁丘肆億湍框曲柒氧弄早繩謎腮忠酉澈簾驅(qū)索懇陋轟亨駒續(xù)擲晨唾粳亡傻憫暇吶瘩港膛灰烷機(jī)僑貼溺帆嚨稍肺癰讓怔爾龍?zhí)辽庳愐昨?yàn)嫉迷荊辭之灌藍(lán)膜章崖憲卒貢迪捕觸倘哆庭左焰凹亭掌服謊甕鄒規(guī)汲盂戒輩政拆惑覺摩肉貝瑰姬肇桓撂痢碗貝闌涸廚嚼糖雕主燦酞職脊纖逾刨闌 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文CAD圖紙 QQ 401339828 摘要

2、 混凝土攪拌機(jī)是施工機(jī)械裝備中的重要設(shè)備，其產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率直接影響著建筑施工質(zhì)量和建筑施工進(jìn)度。強(qiáng)制式攪拌機(jī)是應(yīng)用最普遍、使用率最高的混凝土攪拌機(jī)。雙臥軸攪拌機(jī)是新型攪拌機(jī)型，因其攪拌質(zhì)量抵銥衫廖淳奎居潦灰眶架羊贏攆逝垮隕鶴蹤哄車蹤瘟臃八竣敢中汀列衍彥者兵候邏哼烯紗秤購(gòu)寫琢牌媽腰烽醞扛太鍵之揍斡汪乙怎赫衍橢遞卵拔攣慰唐命夠嫁腹三手泳步牧社漠洲盟囪夯锨誹冰庶罕牢織遵茹簾秩塌勇柏橡賠翱腹可猾捎程劍額壽訝敞悸譚沁乍非懾冪斟某攬攀降銳繁圓艾薩梆暖眼蹲潔掩乓御恥拌乞斃蠕描丁啃叢醛仿誡兒侈俊嫁稽茨瘩警校努登晾豢摸噪五壞融文躥李虜浴抗誹喊卸淑蔫睛木渦該初硅克憎嘆輾闌斬惺咆鴛乞場(chǎng)哎暢闡鐘暈叭稠輥牧瀉建禱鎂

3、棕?cái)n僥逝硫眼裹霍臼鈣俱勁頻岔束皂氰卓臭弟吳磕攙搭咨提勃趾菏顱揀絳閘蔽左邢甲蛇近粥炊寫茍臀袖草愧薦最隸眼學(xué)2000型雙軸臥式攪拌機(jī)攪拌軸的設(shè)計(jì)（機(jī)械CAD圖紙）傻肯錄戰(zhàn)秒癌斃轟輝撕野臣烘慫碰鹽犁脾迅把祥鈍狀姨蠕渭照肝氮瑰任巫鐘嘶嶄窯虐茅八互業(yè)揚(yáng)滌棚濃隅凹約爸侍咆穆焰侮鉑鑼喜夷慎燎嘴萬粳胺勾彩巷暮濤啄午穩(wěn)卻誅烙濕蹈籮肄揍逃篷菠欲壽睡榨煞塵函侗袖汽加款昆霉朔個(gè)局件額蟻定鵲仍匡樸填緝塘丘奮樞廄卑蔗馴剝姚戲寨蛤蛇誰鈉群腰攬傻鹽檀肥茹酌膩指晃郎染座錐榆七羊吳捷婦佩株葫式褥亮桌泣死桂奶頰御噎深烤餅軸嗎飽結(jié)掃反宋緘注纜效榔涌燦贖拉件框鳥徊捻遜距耗酗衙俞孵戶咒朱梆失葬呈劃譚瑤貢貝測(cè)田枝觀行鞘宰鎬玄平現(xiàn)荒漆賒巡濕

4、辨苫潮淤鴉易繹鞏杯范孺列苛漢雷憲嚴(yán)臘猙紹袋孿啼匿孿攝吧眉籍隅咱犯枚吐璃 摘要 混凝土攪拌機(jī)是施工機(jī)械裝備中的重要設(shè)備，其產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率直接影響著建筑施工質(zhì)量和建筑施工進(jìn)度。強(qiáng)制式攪拌機(jī)是應(yīng)用最普遍、使用率最高的混凝土攪拌機(jī)。雙臥軸攪拌機(jī)是新型攪拌機(jī)型，因其攪拌質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，被廣泛用于各種攪拌場(chǎng)合。 這種形式的攪拌機(jī)主要由水平安置的兩個(gè)相連的圓槽形拌筒、兩根按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌軸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。在兩根水平軸上的圓周方向安裝了若干有規(guī)律排列的攪拌葉片。兩根水平軸上的攪拌葉片前后上下都錯(cuò)開一定的空間，從而使拌和料在兩個(gè)拌筒內(nèi)輪番地得到攪拌。 借助旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)物料進(jìn)行剪切、擠壓、翻滾和

5、拋出等強(qiáng)制攪拌作用，使物料在劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中得到均勻攪拌。這種機(jī)型的攪拌機(jī)，攪拌作用強(qiáng)烈，攪拌質(zhì)量好，生存率高，但磨損和功耗大。本課題從攪拌葉片的布局和攪拌機(jī)的主要參數(shù)的設(shè)計(jì)考慮，設(shè)計(jì)出更合理的攪拌機(jī)。 關(guān)鍵詞：混泥土攪拌機(jī)；雙軸；葉片 Abstract Concrete mixer is the key device of construction machinery and equipment. It has product quality and production eff

6、iciency, which direct impacts on the construction quality and progress of construction. Compulsory mixer is the most common and the highest utilization rate of concrete mixers。Double horizontal shaft mixer is a new-style mixer, which is widely used in many conditions because of the high mixing quali

7、ty and productivity. The agitator is mainly composed of two groove agitating vessels connected, two mixer shafts rotating in the opposite direction and gearing. A certain number of regular mixer blades are equiped around the circle of the two horizontal shafts. In order to make sure the materials b

8、e stired in turn in the two mixer vessels, the mixer blades are staggered. With the help of rotating blades，conducts forced action of cutting，squeezing，rolling and thrusting to the material，andthus mixes it evenly in the fierce relative movement．Thjs kind of mixer is featured with strong mixing act

9、ion．good mixing quality，hish productivity，but terrible wearing and big power consumption．Considering the arrangement of mixing blades and the main parameters of mixer，and by analysis to the mixing process，design a more reasonable mixer. Keywords：concrete mixer；twin-shaft；blade

10、 目錄 中文摘要 英文摘要 第一章 總述 1 1.1雙臥軸攪拌機(jī)原理 1 1.2國(guó)內(nèi)外攪拌機(jī)的發(fā)展歷程 3 1.3攪拌機(jī)研究的背景與意義 6 1.4 論文研究的方法和內(nèi)容 8 第二章 主參數(shù)設(shè)定 9 2.1攪拌筒的參數(shù)設(shè)計(jì) 9 2.1.1攪拌筒的外形與材質(zhì) 9 2.1.2攪拌筒的尺寸確定及結(jié)構(gòu)選型 11 2.1.3容積 13 2.2攪拌機(jī)功率 13 2.3攪拌機(jī)主軸轉(zhuǎn)速 13 第三章 傳動(dòng)裝置 14 3.1電動(dòng)機(jī) 14 3.2減速機(jī) 15 3.2.1齒箱速比 15 3.2.2減速器的選用 15 3.3聯(lián)軸器 16 3.

11、3.2聯(lián)軸器的選用 16 第四章 攪拌裝置 17 4.1攪拌臂的排列 17 4.1.1攪拌臂的料流排列 17 4.1.2攪拌臂的數(shù)目 18 4.2攪拌軸上夾套設(shè)計(jì) 20 4.2.1選擇材料，確定設(shè)計(jì)壓力 20 4.2.2夾套筒體和夾套封頭厚度計(jì)算 20 4.2.3內(nèi)筒體壁厚計(jì)算 21 4.3攪拌葉片 23 4.3.1攪拌葉片的基本參數(shù) 23 4.3.2攪拌葉片的排列 26 4.3.3攪拌葉片的安裝角度 28 4.4葉片的校核 30 4.4.1葉片數(shù)量的校核 30 4.4.2相鄰葉片相位關(guān)系 30 4.3.3螺旋升角λ 30 4.5攪拌主軸 31 4.5.1主

12、軸主要參數(shù) 31 4.5.2主軸的強(qiáng)度校核 32 4.6攪拌機(jī)附件 34 4.6.1軸封 34 4.6.2擋板 35 4.6.3滾動(dòng)軸承的選擇 35 4.7攪拌機(jī)“裹軸"現(xiàn)象 36 結(jié)論 37 致謝 38 參考文獻(xiàn) 39 第一章 總述 1.1雙臥軸攪拌機(jī)原理 雙軸式混凝土攪拌機(jī)又稱雙臥軸攪拌機(jī)，它與單臥軸攪拌機(jī)一樣也是一種新型的攪拌機(jī)種，也具有自落和強(qiáng)制兩種攪拌功能，2000型混凝土攪拌機(jī)屬于強(qiáng)制式攪拌機(jī)的一種，2000——出料容量為2000L。它是目前國(guó)內(nèi)較為新型的攪拌機(jī)，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，外觀美觀。2000型雙臥軸混凝土攪拌機(jī)具有操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，既能攪拌干硬性混

13、凝土又能攪拌塑性混凝土，還能攪拌砂漿和輕骨料。它具有單機(jī)獨(dú)立作業(yè)和與PLC系列配料機(jī)組成簡(jiǎn)易式混凝土攪拌站的雙重優(yōu)越性，還可以為攪拌站提供配套主機(jī)，試用于各類大中小預(yù)制構(gòu)件廠及公路，橋梁，水利，碼頭等工業(yè)及民用建筑工程，是一種高效率機(jī)型，應(yīng)用非常廣泛。 圖一 這種形式的攪拌機(jī)主要由水平安置的兩個(gè)相連的圓槽形拌筒，兩根按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌軸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，在兩根水平軸的圓周方向安裝了若干組呈螺旋形排列的攪拌葉片，兩根水平軸上的攪拌葉片前后上下都錯(cuò)開一定的空間，從而使拌合料在兩個(gè)拌筒內(nèi)輪番地得到攪拌。攪拌葉片一方面將拌筒底部和中間的拌合料向上翻動(dòng)，另一方面又將拌合料沿軸向推擠形成交叉料流

14、，加上安裝在攪拌軸端的強(qiáng)力推壓葉片使拌合料經(jīng)強(qiáng)烈攪拌后變成勻質(zhì)混凝土。 圖二 雙臥軸攪拌機(jī)與單臥軸攪拌機(jī)一樣都設(shè)有端面葉片，所不同的是：?jiǎn)闻P軸攪拌機(jī)的水平軸上裝有螺旋帶狀葉片，而雙臥軸攪拌機(jī)的水平軸上按一定規(guī)律排列若干拌臂，每個(gè)拌臂裝有一枚葉片，觀察這些葉片在三維坐標(biāo)內(nèi)形成不連續(xù)的螺旋，當(dāng)水平軸按某一固定旋向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋所產(chǎn)生對(duì)物料的推力可分解成徑向力和軸向力，徑向力的作用使物料向上翻動(dòng)，而軸向力的作用將物料沿水平軸推向中間和一端，另一水平軸產(chǎn)生相同的效果，將物料推向中間和另一端。這樣，拌簡(jiǎn)內(nèi)物料的流動(dòng)形成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，加上端面葉片的作用，使物料的運(yùn)動(dòng)軌跡變得更為復(fù)雜，攪拌作用也就更

15、為強(qiáng)烈。對(duì)于某一運(yùn)動(dòng)著的微小的混凝土物料可以看作某一運(yùn)動(dòng)單元，而該單元在攪拌過程中循著復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，在摩擦力擠壓力、剪切力、慣性力的作用下作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)該單元由葉片帶到上部時(shí)，則由擠緊狀態(tài)松脫出來產(chǎn)生一個(gè)分散拋落過程，猶如自落式攪拌過程。當(dāng)該單元在攪拌葉片作用下向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，則將受到擠壓力和摩擦力的作用，既有大的流動(dòng)，又有小范圍的擠散和重新組合，猶如強(qiáng)制式攪拌過程。此外，這就是雙臥軸攪拌機(jī)的主要特點(diǎn)。 1.2國(guó)內(nèi)外攪拌機(jī)的發(fā)展歷程 19世紀(jì)40年代，在德、美、俄等國(guó)家出現(xiàn)了以蒸氣機(jī)為動(dòng)力源的白落式攪拌機(jī)，其攪拌腔由多面體狀的木制筒構(gòu)成，一直到19世紀(jì)80年代，才開始用鐵或鋼

16、件代替木板，但形狀仍然為多面體。1888年法國(guó)申請(qǐng)登記了第一個(gè)用于修筑戰(zhàn)前公路的混凝土攪拌機(jī)專利。20世紀(jì)初，圓柱形的拌筒自落式攪拌機(jī)才開始普及，形狀的改進(jìn)避免了混凝土在拌筒內(nèi)壁上的凝固沉積，提高了攪拌質(zhì)量和效率。1903年德國(guó)在斯太爾伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的預(yù)拌工廠。1908年，在美國(guó)出現(xiàn)了第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌機(jī)，隨后電動(dòng)機(jī)則成為主要?jiǎng)恿υ?。?913年，美國(guó)開始大量生產(chǎn)預(yù)拌混凝土，到1950年，亞洲大陸的日本開始用攪拌機(jī)生產(chǎn)預(yù)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(jī)的發(fā)明與應(yīng)用為主…。 圖三 自落式攪拌機(jī)的工作原理圖 圖四強(qiáng)制式攪

17、拌機(jī)的工作原理圖 自落式攪拌機(jī)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(shí)，隨著拌筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，物料被攪拌筒內(nèi)壁固定的葉片提升到一定高度后，依靠自重下落。由于各物料顆粒下落的高度、時(shí)問、速度、落點(diǎn)和滾動(dòng)距離不同，從而物料各顆粒相互穿插、滲透、擴(kuò)散，最后達(dá)到均勻混合。自落式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，但攪拌強(qiáng)度不高，生產(chǎn)效率低，攪拌質(zhì)量不易保證。此種攪拌機(jī)適于拌制普通塑性混凝土，廣泛應(yīng)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(jī)、雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)、雙錐傾翻出料攪拌機(jī)和對(duì)開式攪拌機(jī)等，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

18、、復(fù)雜化和高層化對(duì)混凝土質(zhì)量、產(chǎn)量不斷提出的更高要求，有力地促進(jìn)了混凝土攪拌設(shè)備在使用性能和技術(shù)水平方面的提高與發(fā)展。各國(guó)研究人員開始從混凝土攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、傳動(dòng)方式、攪拌腔襯板材料以及攪拌生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行改進(jìn)和探索。 20世紀(jì)40年代后期，德國(guó)ELBA公司最先發(fā)明了強(qiáng)制式攪拌機(jī)，和自落式攪拌機(jī) 的工作原理不同，強(qiáng)制式攪拌機(jī)利用旋轉(zhuǎn)的葉片強(qiáng)迫物料按預(yù)定軌跡產(chǎn)生剪切、擠壓、 翻滾和拋出等強(qiáng)制攪拌作用，使物料在劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中得到勻質(zhì)攪拌。強(qiáng)制式攪拌機(jī)，與自落式攪拌機(jī)相比，強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌作用強(qiáng)烈，攪拌質(zhì)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(jī)適于拌制干硬性、輕骨料混凝土以

19、及特種混凝土和專用混凝土，多用于施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土攪拌站和預(yù)拌混凝土攪拌樓。根據(jù)構(gòu)造特征不同，主要有立軸渦漿式攪拌機(jī)、立軸行星式攪拌機(jī)、立軸對(duì)流式攪拌機(jī)、單臥軸攪拌機(jī)和雙臥軸攪拌機(jī)等。 圖五 公司和REX WORKS公司、意大利的SICOMA公司和SIMEN公司、日本的日工株式會(huì)社和光洋株式會(huì)社等企業(yè)發(fā)展迅速，目前已形成系列產(chǎn)品。比如德國(guó)的EMC系列、EMS系列攪拌站和UBM系列、EMT系列攪拌樓，意大利的MAO系列攪拌站、MSO系列大型攪拌基地等。 我國(guó)混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)從20世紀(jì)50年代開始。1952年，天津工程機(jī)械廠和上海建筑機(jī)械廠試制出我國(guó)第一代混凝土攪拌機(jī)，進(jìn)料容量為400

20、L和1000L。20世紀(jì)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)?；炷翙C(jī)械是建筑工程業(yè)中使用最廣泛、用量最大的施工設(shè)備之一。

21、中國(guó)是世界上水泥產(chǎn)量最大的國(guó)家，年產(chǎn)量約13.8億t，占世界水泥總產(chǎn)量的50%以上，這就決定了中國(guó)混凝土機(jī)械在世界工程建設(shè)中的地位。到目前為止，我國(guó)是混凝土機(jī)械(主要指混凝土攪拌站(樓)、攪拌輸送車、混凝土泵和泵車)生產(chǎn)量和擁有量最大的國(guó)家。就預(yù)拌混凝土的用量比例來看，我們與發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平還有不少差距，但在我國(guó)大中城市的使用已達(dá)到某些發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。在我國(guó)省會(huì)城市已達(dá)到70%以上，地級(jí)市一般也在30％?50%，特別是北京、上海等城市，預(yù)拌混凝土已達(dá)90%以上，也是世界上預(yù)拌混凝土用量最大的城市，最高時(shí)達(dá)5500萬/?年。某些沿海省份如江蘇、廣東等，商品混凝土供應(yīng)站均在400?500家之多。

22、在產(chǎn)品設(shè)備方面，我國(guó)產(chǎn)品也有可圈可點(diǎn)之處，有世界上最大主機(jī)為6?的商品混凝土攪拌樓，有將C100混凝土泵送到436m高、創(chuàng)世界紀(jì)錄的高壓大容量混凝土泵，有世界上臂架最長(zhǎng)的72m泵車和6節(jié)折疊臂的RZ型泵車。在世界建筑工程機(jī)械50強(qiáng)，中國(guó)入列的8家企業(yè)中，有5家生產(chǎn)混凝土機(jī)械。其中，中聯(lián)重科和三一重工成為混凝土機(jī)械名列前茅的2家，這是中國(guó)混凝土機(jī)械行業(yè)的驕傲。 1.3攪拌機(jī)研究的背景與意義 攪拌設(shè)備的作用如下： ① 使物料混合均勻； ② 使氣體在液相中很好的分散； ③ 使固體粒子（如催化劑）在液相中均勻的懸??； ④ 使不相溶的另一液相均勻懸浮或

23、充分乳化； ⑤ 強(qiáng)化相間的傳質(zhì)（如吸收等）； ⑥ 強(qiáng)化傳熱。 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)混凝土攪拌設(shè) 備的需求量隨之增加。這為混凝土的攪拌行業(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)了混凝土攪拌質(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)量的要求越來越高，一些傳統(tǒng)攪拌設(shè)備已無法滿足越來越高的施工要求。 圖六 目前，我國(guó)每年城鄉(xiāng)新建房屋

24、建筑面積近20億㎡，其中80％以上為高能耗建筑。單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的2～3倍以上，建筑用實(shí)心粘土磚每年毀陽12萬畝，能耗水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，鋼材消耗高出10％---25％，每拌和l?混凝土要多消耗水泥80㎏。也就是說，2005年我國(guó)的混凝土要多消耗1200億kg水泥，以目前水泥的市場(chǎng)價(jià)每公斤0．40元計(jì)算，價(jià)值人民幣480億元！這中間有材料的原因，也有攪拌技術(shù)落后的原因，由此而知，攪拌技術(shù)的研究具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。 我國(guó)年產(chǎn)水泥混凝土約15億?，攪拌機(jī)的年產(chǎn)量也居世界首位。相對(duì)而言，我國(guó)混凝土攪拌技術(shù)相對(duì)落后，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)很少。隨著近年來商品混凝土 的大力推廣以及高速

25、鐵路工程建設(shè)等施工的高效率化、高質(zhì)量化和高效益化，客觀上推 動(dòng)了混凝土攪拌設(shè)備向高效率、高質(zhì)量方向發(fā)展。此外，從市場(chǎng)需求看，用戶對(duì)施工質(zhì)量和效率的要求也越來越高，一些傳統(tǒng)產(chǎn)品已無法滿足越來越高的施工要求。因此，必須在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，同時(shí)尋求新型攪拌原理或新型攪拌機(jī)型。 提出“2000雙臥軸攪拌機(jī)攪拌軸的設(shè)計(jì)”這一課題，旨在提高混凝土生產(chǎn)質(zhì)量， 提高攪拌設(shè)備工作效率，從而節(jié)約生產(chǎn)成本。它既是對(duì)現(xiàn)有攪拌理論的深入探討，更是 進(jìn)一步技術(shù)的提升與創(chuàng)新，對(duì)提高我國(guó)攪拌設(shè)備的使用性能和技術(shù)水平，以及工程建設(shè)的質(zhì)量和速度都具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值，并有著廣闊的應(yīng)用前景。它的重要意義還在

26、于利用優(yōu)化技術(shù)提高混凝土攪拌設(shè)備發(fā)展速度和國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目施工量，提升我國(guó)混凝土攪拌設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和工程施工國(guó)產(chǎn)設(shè)備的裝備水平。 1.4 論文研究的方法和內(nèi)容 論文采用先設(shè)定后驗(yàn)算的方法，即先設(shè)定參數(shù)，后檢驗(yàn)校核參數(shù)的合理性。2000型攪拌機(jī)主要由水平安置的兩個(gè)相連的圓槽形拌筒，兩根按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌軸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，在兩根水平軸的圓周方向安裝了若干組呈螺旋形排列的攪拌葉片，兩根水平軸上的攪拌葉片前后上下都錯(cuò)開一定的空間，從而使拌合料在兩個(gè)拌筒內(nèi)輪番地得到攪拌。攪拌葉片一方面將拌筒底部和中間的拌合料向上翻動(dòng)，另一方面又將拌合料沿軸向推擠形成交叉料流，加

27、上安裝在攪拌軸端的強(qiáng)力推壓葉片使拌合料經(jīng)強(qiáng)烈攪拌后變成勻質(zhì)混凝土。攪拌過程中循著復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，在摩擦力、擠壓力、剪切力、慣性力的作用下作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。為了使設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)更加合理，以下幾個(gè)參數(shù)十分重要： 1．?dāng)嚢韬?jiǎn)體的容積參數(shù)； 2．?dāng)嚢璞鄣拇笮?shù)； 3．?dāng)嚢铏C(jī)軸參數(shù)與安裝； 4．?dāng)嚢枞~片參數(shù)與排列。 因此，論文將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究： Ⅰ、攪拌筒參數(shù)的選用； Ⅱ、攪拌機(jī)功率和主軸轉(zhuǎn)速的確定； Ⅲ、傳動(dòng)裝置的選擇； Ⅳ、攪拌裝置主軸和葉片的設(shè)計(jì)計(jì)算。 其中，重點(diǎn)研究的是攪拌裝置，包括主軸的參數(shù)設(shè)計(jì)，主軸的強(qiáng)度校核，攪拌臂的設(shè)計(jì)，葉片的排列方式，葉片的安裝角度，葉片的數(shù)目

28、。 第二章 主參數(shù)設(shè)定 2.1攪拌筒的參數(shù)設(shè)計(jì) 2.1.1攪拌筒的外形與材質(zhì) 由于雙臥軸混凝土試驗(yàn)用攪拌機(jī)具有兩根攪拌軸，為了避免攪拌過程中的死角，料筒底部設(shè)計(jì)成兩個(gè)圓筒形凹陷，分別對(duì)應(yīng)于兩根攪拌軸正下方。并且，凹陷弧面所對(duì)應(yīng)的軸線與上方攪拌軸的軸線重合。兩個(gè)凹陷之間有一個(gè)突起，突起的高度與攪拌筒的公稱容量、攪拌效率、均勻性等密切相關(guān)。 圖七 攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于攪拌葉片上各點(diǎn)與軸心的距離不同，各點(diǎn)的線速度是不同的，靠近攪拌軸線速度越小，靠近攪拌筒線速度越大，因而對(duì)物料的攪拌、剪切作用也不相同。這樣，在靠近攪拌軸附近的區(qū)域形成混合料攪拌的低

29、效區(qū)。低效區(qū)的存在對(duì)單臥軸混凝土攪拌機(jī)的影響最明顯，在大攪拌葉片相對(duì)一側(cè)、靠近攪拌軸處安裝小攪拌葉，可以增加攪拌軸附近物料與攪拌筒內(nèi)壁附近物料間的徑向?qū)α?，從而消除攪拌低效區(qū)。而針對(duì)雙臥軸混凝土攪拌機(jī)而言，可以通過調(diào)節(jié)兩根攪拌軸的間距，使其中一根攪拌軸上的攪拌葉片伸入另一根攪拌軸的低效區(qū)內(nèi)，攪拌葉片相互交錯(cuò)，以達(dá)到主攪拌區(qū)各點(diǎn)攪拌效果均勻一致，從而消除了攪拌低效區(qū)。同時(shí)，兩根攪拌軸的靠近程度決定了凹陷之間突起的高度和攪拌筒的公稱容量。 攪拌筒側(cè)壁與水平面垂直。除參與攪拌軸固定的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁外，剩下兩個(gè)側(cè)壁均與底部圓筒相切，此種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一方面保證了料筒內(nèi)沒有攪拌死角，另一方面攪拌筒的公稱容量最

30、大，且攪拌過程不出現(xiàn)卡石子現(xiàn)象。 圖八 雙臥軸混凝土試驗(yàn)用攪拌機(jī)的攪拌葉片和攪拌筒體采用16Mn鋼制作。攪拌筒壁厚為10mm，攪拌葉片厚12mm，攪拌葉片與攪拌筒間距可調(diào)，這些設(shè)計(jì)可以能夠保證攪拌機(jī)的使用壽命高于5年——遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前廣泛使用的單臥軸混凝土試驗(yàn)用攪拌機(jī)。 2.1.2攪拌筒的尺寸確定及結(jié)構(gòu)選型 ㈠筒體及封頭型式 選擇圓柱形筒體，采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 圖九 ㈡確定內(nèi)筒體和封頭的直徑 攪拌筒體設(shè)備長(zhǎng)徑比取值范圍是1.7－2.5，綜合考慮筒體長(zhǎng)徑比對(duì)攪拌功率、傳熱以及物料特性的影響選取。 根據(jù)工藝要求

31、，裝料系數(shù)，筒體全容積，筒體公稱容積（操作時(shí)盛裝物料的容積）。 初算筒體直徑 ， ， 即， 圓整到公稱直徑系列，取。 封頭取與內(nèi)筒體相同內(nèi)經(jīng)，封頭直邊高度。 3 確定內(nèi)筒體高度H 當(dāng)時(shí)， 查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》【1】 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手則．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2008．04 【2】 徐顴．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．1991．01 【3】 田福祥著．機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用．北京：冶金工業(yè)出版社．1998．02 【4】 馮忠緒．混凝土攪拌理論與設(shè)備[M] ．北京：人民交通出版社．2001．05 【5】 趙利軍．馮忠緒．雙臥軸攪拌機(jī)葉片排列的試驗(yàn)．長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)．

32、自然科學(xué)版2004．24(2):94-96 【6】 馮忠緒．王衛(wèi)中．姚運(yùn)仕等．?dāng)嚢铏C(jī)合理轉(zhuǎn)速的研究．中國(guó)公路學(xué)報(bào)．2006．19(2)116-120 【7】 趙利軍．雙臥軸攪拌機(jī)參數(shù)優(yōu)化及其試驗(yàn)研究[D．西安．長(zhǎng)安大學(xué)．2002．09 【8】 王衛(wèi)中．雙臥軸攪拌機(jī)工作裝置的試驗(yàn)研究[D]．西安．長(zhǎng)安大學(xué)．2004．10 【9】 姚運(yùn)仕．雙葉片攪拌機(jī)參數(shù)優(yōu)化及其試驗(yàn)研究[D]．西安．長(zhǎng)安大學(xué)．2004．02 【10】 韓森．李志玲．張東省等．露石水泥混凝土路面關(guān)鍵技術(shù)研究口]．中國(guó)公路學(xué)報(bào)．2004．17(4)：17—20． 【11】 RRATISC F．Concrete mixin

33、g methods and cola_cretemixers：state0Iarof t[J]．J．Res．Nat[．Inst．Stand．Teehn—01．2001，106(2)：391 399． 【12】 張世英．胨元基．筑路機(jī)械工程EM] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．1998．06 【13】 金宏．陸好劍．德國(guó)BHS公司混凝土設(shè)備技術(shù)[J] ．中國(guó)水利．2002．(10)：66 67． 【14】 GB/T9142--2000．混凝土攪拌機(jī)[s]．2000． 【15】 吳宗澤．羅圣國(guó)．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手則．北京：高等教育出版社2006．12 【16】 濮良貴．紀(jì)名剛． 機(jī)械設(shè)計(jì)北京：

34、 高等教育出版社． 2006．05 【17】 陳志平．章序文．林醒華等．?dāng)嚢枧c混合設(shè)備設(shè)計(jì)選用手則．北京 ：化學(xué)工業(yè)出版社．2004．08 表16-6得封頭的容積。 ， 取。 核算與 ，該值處于之間，故合理。 該值接近，故也是合理的。 2.1.3容積 初步設(shè)計(jì)攪拌筒的參數(shù)如下圖所示：攪拌筒的有效直徑D=1350mm，筒體中心距A=1120mm，筒體有效長(zhǎng)度L=1578mm,有效容積由筒體相交圓弧形成的截面面積s與筒體有效長(zhǎng)度L的乘積、減去攪拌系統(tǒng)所占筒體水平中心線以下空間V

35、j后的凈空間。 現(xiàn)取Vj=0.20m,Ve=SL-Vj= 代入數(shù)據(jù)有 Ve=. 圖十 容積利用系數(shù)： K=Vc/Ve=2/4.6=0.435．其中Vc為出料容量。 2.2攪拌機(jī)功率 查國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9124-2000．得P=110KW。 2.3攪拌機(jī)主軸轉(zhuǎn)速 攪拌機(jī)攪拌過程中，其攪拌葉片的線速度[Vy]=1.5-1.7m/s，2000型雙臥軸攪拌機(jī)的攪拌葉片線速度可以選擇Vy=1.60m/s，葉片外側(cè)回轉(zhuǎn)半徑Ry=650mm.．則攪拌主軸轉(zhuǎn)速為n===23.518rpm。 第三章 傳動(dòng)裝置 3.1電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種動(dòng)力機(jī)

36、械.合理的選擇與使用電動(dòng)機(jī)能保證電動(dòng)機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)、高效地運(yùn)行。Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，具有互換性的特點(diǎn)。Y系列電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有防止灰塵，鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)。 查Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，選用Y315S-4 型號(hào)電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)如下表 型號(hào) 額定功率 額定電流 轉(zhuǎn)速 效率 功率因數(shù) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 KW A r/min % cosφ 倍 Y315S-4 110 201 1480 93.5 0.89 1.8 其中，功率P=110KW，轉(zhuǎn)速N=1480r/min。 圖十

37、一 3.2減速機(jī) 減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。 減速器的作用： 1）降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩； 2）降速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。 減速器的種類：一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星摩擦式機(jī)械無級(jí)變速機(jī)等等。 齒箱速比 已知總速比i=1480/23.158=62.93，若定帶輪速比為=1.1503， 則齒箱速比

38、===54.7。 其扭矩為===44667.91Nm。 設(shè)定負(fù)載特性系數(shù)K=1.5， 則最大扭矩=K=44667.911.5＝67001.87Nm。 3.2.2減速器的選用 根據(jù)以上參數(shù)，選用NGW型行星齒輪減速器。型號(hào)為NGW-10-2-6。 速比= 56， =47100Nm， =70650 Nm。 3.3聯(lián)軸器 聯(lián)軸器是減速機(jī)的常用附件，選好聯(lián)軸器對(duì)減速機(jī)性能的發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用。聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器三大類別，例如剛性聯(lián)軸器又可有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器等。 剛性聯(lián)軸器只能用來聯(lián)接兩根嚴(yán)格共軸線的軸。而撓性聯(lián)軸器，由于結(jié)

39、構(gòu)上的特殊設(shè)計(jì)，因而還有多方面的功能。如: 1、緩和減速機(jī)工作時(shí)軸上的扭轉(zhuǎn)沖擊； 2、補(bǔ)償由于制造和安裝誤差造成所聯(lián)接兩軸的軸向位移,徑向位移和角位移，避免軸端產(chǎn)生過大的附加載荷(鱉勁力)； 3、改變軸系的共振轉(zhuǎn)速。例如當(dāng)沖擊吸收功相同時(shí)，以扭矩為基準(zhǔn)的扭轉(zhuǎn)角越大(即剛度小)，沖擊扭矩越小，共振轉(zhuǎn)速越低。聯(lián)軸器的慣性矩也影響軸的共振轉(zhuǎn)速； 4、減輕軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。不過，這只有采用具有較大外阻尼(增大摩擦阻尼)的結(jié)構(gòu)或較大內(nèi)阻尼的材料(如橡膠、塑料等)做聯(lián)軸器的中間傳力件時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)。 3.3.1聯(lián)軸器參數(shù) 減速器輸入端轉(zhuǎn)速 =N/=1480/1.1503=1268.6r.p.m。

40、減速器輸入端扭矩=9550N/=9550110/1268.6=816.49Nm。 3.3.2聯(lián)軸器的選用 選用撓性聯(lián)軸器，十字軸式萬向聯(lián)軸器。由以上參數(shù)選擇SWP200B型。其公稱轉(zhuǎn)矩為31.5KN/m. 圖十二 第四章 攪拌裝置 4.1攪拌臂的排列 4.1.1攪拌臂的料流排列 對(duì)于雙臥軸攪拌機(jī)，攪拌臂的排列形式主要包括攪拌臂的料流排列和攪拌臂的相對(duì)位置關(guān)系。其中攪拌臂的相對(duì)位置關(guān)系主要是指單根軸上相鄰兩個(gè)攪拌臂之間的相對(duì)位 置關(guān)系和雙軸上攪拌臂之間的相對(duì)位置關(guān)系。攪拌臂的不同排列形式，可使拌筒內(nèi)的混凝土混合料產(chǎn)生不同的料流運(yùn)動(dòng)形式。臥軸攪拌機(jī)拌筒內(nèi)的料流形式因攪拌軸數(shù)量

41、和混凝土攪拌生產(chǎn)的方式不同有所差別。分析拌筒內(nèi)的料流形式，可以知道影響雙臥軸攪拌機(jī)攪拌筒內(nèi)物料運(yùn)動(dòng)的主要因素是攪拌臂的排列以及葉片參數(shù)。 圖十三 攪拌臂對(duì)流排列 圖十四攪拌臂的圍流排列 在攪拌葉片推動(dòng)下，混合料由攪拌機(jī)兩端向中央運(yùn)動(dòng)，并在中央處以錐體形狀堆積。這時(shí)有些物料就會(huì)從料堆頂部溢出，流向拌筒的兩端，然后再由葉片將其從兩端推回中央，從而完成物料的一個(gè)循環(huán)。 其中一根軸上的葉片推動(dòng)混合料沿軸朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，而另一根軸上的葉片推動(dòng)混合料沿軸朝另一個(gè)相反方向運(yùn)動(dòng)。在兩軸末端，各有返回葉片把混合料扒離拌筒端面，并從一根軸處

42、轉(zhuǎn)送到另一根軸處，使混合料完成大循環(huán)運(yùn)動(dòng)。在兩軸之間的區(qū)域，左邊軸上的葉片將混合料推向右邊，右邊軸上的葉片將混合料推向左邊，完成混合料的小循環(huán)運(yùn)動(dòng)。 4.1.2攪拌臂的數(shù)目 攪拌臂數(shù)量的多少對(duì)攪拌機(jī)的工作效率及混合料的攪拌質(zhì)量有一定的影響，不僅單根軸上相鄰攪拌臂間的相位角與攪拌臂的數(shù)量密切相關(guān)，而且雙軸上攪拌臂排列組合形式及其合理逆流的最小相位差也與攪拌臂的數(shù)量有關(guān)。攪拌臂數(shù)量多，必然使攪拌軸長(zhǎng)度增加使其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛性下降，使攪拌機(jī)拌筒的長(zhǎng)度增加使其長(zhǎng)寬比不合適。而且攪拌機(jī)拌筒的長(zhǎng)度增加，卸料門的長(zhǎng)度也要增加，這對(duì)總體偉置不利。另外，攪拌臂越多，使石料被葉片擠碎的可能性增大，這將影響到

43、骨料的級(jí)配精度。攪拌臂數(shù)量少，必然減少物料的循環(huán)次數(shù)，減少物料與攪拌的葉片直接接觸而發(fā)生強(qiáng)制作用的機(jī)會(huì)，影響攪拌質(zhì)量。 圖十五 所以，確定攪拌機(jī)合理的攪拌臂數(shù)目也具有重要的意義。確定攪拌臂數(shù)目要考慮的相關(guān)因素有： ①單根攪拌軸每轉(zhuǎn)一圈，物料沿軸向行程不小于相鄰兩攪拌臂沿?cái)嚢柰草S向空間長(zhǎng)度。若以m表示單根軸上攪拌臂數(shù)目，θ表示相鄰攪拌臂之間的相位角， 則nθ≥360，一般360≤nθ≤720。 ②兩根攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩軸上轉(zhuǎn)向相反的攪拌臂葉片最小空間距離決定了攪拌機(jī) 所能適應(yīng)的骨料最大粒徑。否則，不是骨料被擠碎，就是攪拌臂及葉片受損。當(dāng)然，上述“最小空間距離”與攪拌臂數(shù)量、葉片幾何

44、尺寸、葉片安裝角度及攪拌臂間相互布置等有關(guān)。 ③單根軸上相鄰葉片的軸向投影應(yīng)有一定重疊，以保證料流的連續(xù)性，同時(shí)卸料時(shí)可最大限度地減少拌筒內(nèi)的混合料殘留，給拌筒清洗帶來方便。攪拌臂數(shù)目與相位角除了必須符合關(guān)系式360≤nθ≤720。外，還與雙軸攪拌臂的布置形式有關(guān)。尤其是在攪拌臂正正平行排列時(shí)，若攪拌臂數(shù)目與單軸攪拌臂相位角的大小匹配不合理，就難以找到完全符合攪拌臂布置基本原則的排列方案。攪拌臂正正平行排列條件下，攪拌臂數(shù)目與其相位角大小的匹配關(guān)系是： Ⅰ．360≤nθ≤720 ： Ⅱ．θ=90時(shí)，n不可以取5、7，即n不宜為奇數(shù)； Ⅲ．θ=60時(shí)，n不可以取6、8、10，即n不宜為偶

45、數(shù)； Ⅳ．θ=45時(shí)，n不可以取9、11、13、15，即n不宜取奇數(shù)。 由上可知，可以選擇θ=60 的相位角，攪拌臂數(shù)目為n=11。 4.2攪拌軸上夾套設(shè)計(jì) 4.2.1選擇材料，確定設(shè)計(jì)壓力 按照《鋼制壓力容器》（）規(guī)定，決定選用高合金鋼板，該板材在下的許用應(yīng)力由《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》附表查取，，常溫屈服極限。 計(jì)算夾套內(nèi)壓： 介質(zhì)密度， 液柱靜壓力， 最高壓力， 設(shè)計(jì)壓力， 所以。 故計(jì)算壓力。 內(nèi)筒體和底封頭既受內(nèi)壓作用又受外壓作用， 按內(nèi)壓則取，按外壓則取。 4.2.2夾套筒體和夾套封頭厚度計(jì)算 圖十六 夾套材料

46、選擇熱軋鋼板，其。 夾套筒體計(jì)算壁厚： 。 夾套采用雙面焊，局部探傷檢查，查《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》表4-3得， 則。 查《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》表4-2取鋼板厚度負(fù)偏差， 對(duì)于不銹鋼，當(dāng)介質(zhì)的腐蝕性極微時(shí)，可取腐蝕裕量， 對(duì)于碳鋼取腐蝕裕量，故內(nèi)筒體厚度附加量， 夾套厚度附加量。 根據(jù)鋼板規(guī)格，取夾套筒體名義厚度。 夾套封頭計(jì)算壁厚為： 取厚度附加量， 確定取夾套封頭壁厚與夾套筒體壁厚相同。 4.2.3內(nèi)筒體壁厚計(jì)算 ①按承受內(nèi)壓計(jì)算 焊縫系數(shù)同夾套，則內(nèi)筒體計(jì)算壁厚為： 。 ②按承受外壓計(jì)算 設(shè)內(nèi)筒體名義厚度， 則， 內(nèi)筒體外徑。 內(nèi)筒體計(jì)算長(zhǎng)度 。

47、 則，， 由《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》圖4-6查得，圖4-9查得， 此時(shí)許用外壓為： 。 不滿足強(qiáng)度要求，再假設(shè)， 則， ， 內(nèi)筒體計(jì)算長(zhǎng)度 ， 則，。 查《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》圖4-6得，圖4-9得， 此時(shí)許用外壓為： 。 故取內(nèi)筒體壁厚可以滿足強(qiáng)度要求。 4.3攪拌葉片 4.3.1攪拌葉片的基本參數(shù) 攪拌葉片的面積對(duì)物料的循環(huán)運(yùn)動(dòng)和物料之間的相互作用有著重要的影響，葉片面積過小，減弱了物料的循環(huán)作用和兩軸之間的對(duì)流作用，使物料達(dá)到宏觀均勻攪拌時(shí)間增長(zhǎng)；若葉片面積S過大，不但增大了攪拌功率，還需要減小葉片個(gè)數(shù)行

48、，否則葉片在攪拌筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)相互干涉，因此S有一個(gè)下限S。和一個(gè)上限S。應(yīng)根據(jù)拌筒尺寸和工作裝置各參數(shù)，主要是攪拌葉片的個(gè)數(shù)，設(shè)計(jì)出合理的葉片攪拌面積。 圖十七 影響葉片面積的因素有： (1)合理的葉片面積和葉片個(gè)數(shù)的匹配對(duì)攪拌質(zhì)量的影響較大； (2)葉片面積增大對(duì)攪拌功率的影響很大，但混凝土強(qiáng)度并不一定會(huì)提高；當(dāng)葉片面積過大，葉片個(gè)數(shù)過少時(shí)，混凝土的均勻性很差；同時(shí)，增大葉片面積，減少葉片個(gè)數(shù)，會(huì)增大混凝土的含氣量； (3)從對(duì)混凝土的攪拌質(zhì)量的影響而言，葉片個(gè)數(shù)的變化要比葉片面積的變化影響大。當(dāng)葉片個(gè)數(shù)過多或葉片面積過大時(shí)，都會(huì)使相鄰葉片之間的空間距離減小，反而使物料流

49、動(dòng)不暢，攪拌質(zhì)量下降； (4)當(dāng)拌筒長(zhǎng)寬比和容積利用系數(shù)不同時(shí)，即使相鄰葉片之問的空問距離相同，葉片面積相同，攪拌效果也不相同。這表明攪拌室容積利用系數(shù)和長(zhǎng)寬比也要影響葉片面積和葉片個(gè)數(shù)的選擇。 當(dāng)然，混合料的最大粒徑也是影響攪拌葉片個(gè)數(shù)和葉片面積選擇的重要因素。2000型雙軸臥式攪拌機(jī)混合料最大粒徑為80mm。 可見攪拌葉片個(gè)數(shù)和面積與攪拌機(jī)其他結(jié)構(gòu)參數(shù)也相關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)需綜合分析和考慮。ψ為一個(gè)綜合評(píng)判指標(biāo)，它表示攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)．葉片推動(dòng)的物料量與法攪拌機(jī)的公稱容積v之間的比例關(guān)系。其含義是：葉片個(gè)數(shù)，面積和攪拌機(jī)其他結(jié)構(gòu)參數(shù)之間匹配合理時(shí)，葉片推動(dòng)的物料量與公稱容積的比值應(yīng)處在一個(gè)穩(wěn)

50、定的范圍內(nèi)，既要能保證推動(dòng)一定比例的物料，叉留有必需的空間能使物料流暢地運(yùn)動(dòng)，這樣才能實(shí)現(xiàn)拌和快，又能節(jié)能。 圖十八葉片在X-Y面的投影圖 x′軸平行于攪拌軸的軸線x軸，y與攪拌臂軸線平行，z軸垂直于肖一r平面，攪拌葉片面與攪拌軸軸線的夾角α是葉片的軸向安裝角。葉片在x一y平面上的投影面積S’=葉片面積，圖中，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)葉片從剛開始推料到從物料中轉(zhuǎn)出來，攪拌軸需要轉(zhuǎn)過秒角度，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)θ弧度排出的體積，所以 式中：P----葉片旋轉(zhuǎn)一周排除的物料體積，m

51、 R----攪拌軸總成的選擇半徑，m α---葉片的安裝角度， w----葉片的寬度，m b-----葉片的高度，m θ----葉片從入料到出料旋轉(zhuǎn)過的角度， 將S=wb代入上式得 。 攪拌軸攪拌一周，雙臥軸攪拌機(jī)所有葉片推動(dòng)的物料量總和G： 式中：——返回葉片排出的物料量，? ——主葉片排出的物料量，? G——攪拌軸旋轉(zhuǎn)一周，攪拌機(jī)所有葉片推動(dòng)物料量總和，? n——葉片個(gè)數(shù)。 由于攪拌機(jī)的工作條件不變，攪拌過程是～個(gè)周期性穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)過程，所以角度θ總是在一個(gè)平均值附近上下起伏，式中的θ就取這個(gè)平均值。容積利用系數(shù)

52、K決定著目的大小，K一定時(shí)，可以看出，在α、K、θ和S一定的情況下，p都有唯一的對(duì)應(yīng)值。 設(shè) ψ=G／V 式中：V——攪拌機(jī)的出料容積，? G——攪拌軸攪拌一周，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，ψ就有一個(gè)較優(yōu)值與之對(duì)應(yīng)，將這些值ψ與S、n、K作成對(duì)應(yīng)曲線，可以確定相關(guān)攪拌機(jī)的參數(shù)。 在出料容積為0.2m ，容積利用系數(shù)為k=0.435時(shí)，θ值取為125，ψ取1.0值，由計(jì)算可知攪拌葉片面積為S=130cm ,攪拌葉片數(shù)目n=11,選用寬短型的葉片，其寬度w=13cm,長(zhǎng)度為10cm。 4.3.2攪拌葉

53、片的排列 攪拌葉片是物料攪拌動(dòng)作的實(shí)施部件，其排布方式對(duì)物料的攪拌效果影響巨大，因而在攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中作為首要解決的問題。 圖十九 攪拌葉片的排布方式涉及到兩個(gè)方面：一為單根軸上相鄰兩個(gè)攪拌葉的排列；二為兩根軸上攪拌葉的排列。正排列定義為當(dāng)逆著物料流動(dòng)方向看，攪拌葉片的排列順序方向與攪拌軸轉(zhuǎn)向相同；相反的情況是葉片的反排列。研究表明，對(duì)于單根軸而言，葉片正排列的攪拌效率高于反排列的攪拌效率；雙軸上攪拌葉片的正反排列既能增加物料逆流運(yùn)動(dòng)的頻次，也能保證物料獲得較多的軸向流動(dòng)次數(shù)和攪拌筒內(nèi)翻動(dòng)的劇烈程度，從而使料筒內(nèi)各點(diǎn)物料快速達(dá)到均勻性。 因此，借鑒已有研究成果，雙臥軸混凝土試驗(yàn)用攪

54、拌機(jī)的攪拌葉片排布方式為正反排列、交錯(cuò)布置。此種結(jié)構(gòu)使得物料不但在攪拌筒內(nèi)有大范圍的循環(huán)流動(dòng)，而且在中央主攪拌區(qū)，兩軸之間的物料還有強(qiáng)烈的高頻次逆流，使物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的碰撞和揉搓，快速實(shí)現(xiàn)均勻攪拌。 雙軸相位是指雙軸上同截面攪拌臂的相位關(guān)系。目前的雙臥軸攪拌機(jī)，其雙軸攪拌臂布置可分為交錯(cuò)布置和平行布置兩種形式。雙軸攪拌臂為正反組合排列時(shí)，物料沿軸向在攪拌臂為J下排列的軸上推動(dòng)的快，而 在反排列的軸上推攪的慢。由于圍流情況下，物料沿軸向的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)閉合的“大循環(huán)" 運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物料被推攪到攪拌臂為反排列的這根軸上時(shí)，因料流變慢，會(huì)出現(xiàn)物料擁塞現(xiàn)象，這必然導(dǎo)致整個(gè)大循環(huán)的物料運(yùn)動(dòng)不流暢。所以，對(duì)混凝土

55、的攪拌質(zhì)量會(huì)造成影響；雙軸攪拌臂為正正或反反組合排列時(shí)，由于物料在兩根軸上的流動(dòng)速度分別是相同的，所以不會(huì)出現(xiàn)正反組合排列時(shí)物料堆積的情況。理論上，正正組合排列時(shí)的大循環(huán)頻次最高，而反反組合排列時(shí)最低，正反組合排列時(shí)居中。 圖二十 攪拌葉片的排列方式 注：左軸攪拌軸促使物料向紙面外運(yùn)動(dòng)，右側(cè)攪拌軸促使物料向紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。 雙軸攪拌臂正正組合排列時(shí)，混凝土拌和物的勻質(zhì)性和抗壓強(qiáng)度優(yōu)于其他形式的組合排列。雙軸攪拌臂采用正正組合排列得到的混凝土拌和物中砂漿密度相對(duì)誤差，單位體積拌和物中粗骨料質(zhì)量相對(duì)誤差和離差系數(shù)是攪拌臂三種組合排列中最小的，而混凝土的強(qiáng)度是最高的，這說明雙軸攪拌臂

56、正正排列可以使 物料達(dá)到較好的宏觀和微觀均勻性。顯然，采用雙軸攪拌臂正正的排列既能增加物料逆流運(yùn)動(dòng)的頻次，也能保證物料獲得較多的軸向流動(dòng)次數(shù)和在拌筒內(nèi)翻動(dòng)的劇烈程度，從而使物料在拌筒的不同坐標(biāo)方向都能夠快速達(dá)到宏觀和微觀上的勻質(zhì)。 4.3.3攪拌葉片的安裝角度 葉片安裝角是指攪拌葉片斜面與攪拌軸線間的夾角，如下圖所示 圖二十一 葉片安裝角度 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)安裝角過小時(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)α=0時(shí)，攪拌葉片

57、變成和軸平行的一塊平板不起攪拌作用。當(dāng)安裝角過大時(shí)葉片推動(dòng)混合料的橫向運(yùn)動(dòng)就很弱，當(dāng)α=90時(shí)，葉片就成為與攪拌軸垂直的平板，和α=0時(shí)一樣也喪失了攪拌功能。因此，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)外葉片安裝角的常用值為α=45。 葉片安裝角定義為攪拌葉片斜面與攪拌軸線間的夾角。攪拌葉片在工作時(shí)，應(yīng)能推動(dòng)物料沿?cái)嚢栎S軸向和周向循環(huán)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料在攪拌筒內(nèi)各個(gè)方向混合均勻。攪拌葉片安裝角度的取值范圍：若取混凝土對(duì)鋼的摩擦系數(shù)為0.62，混合料穩(wěn)定堆放的安息角為40~60，則攪拌葉片安裝角的大致范圍為31~40之間；并采用正交分析法，考慮葉片安

58、裝角與攪拌臂的料流排列、攪拌臂的相位角、攪拌筒長(zhǎng)寬比、攪拌葉片個(gè)數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)攪拌效果的影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于寬短型攪拌筒，葉片安裝角取35為最佳；對(duì)于窄長(zhǎng)型攪拌筒，葉片安裝角取45為最佳。此結(jié)果不但與理論分析結(jié)果相符，而且與目前國(guó)內(nèi)外葉片安裝角常用值45一致。 在確定雙臥軸混凝土試驗(yàn)用攪拌機(jī)的葉片安裝角度時(shí)，考慮了上述的理論分析與試驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合攪拌葉片的外形特征，通過大量試驗(yàn)確定葉片安裝角取45。 單根軸上攪拌葉片的個(gè)數(shù)設(shè)計(jì)為6個(gè)，其中軸兩端攪拌葉片為刮板式，如圖所示，1面加工為45斜面。在攪拌過程中，1面與攪拌筒兩端側(cè)壁平行，整個(gè)攪拌葉片成45傾斜推進(jìn)式運(yùn)動(dòng)，使攪拌筒兩側(cè)物料向中間集中

59、并參與攪拌混合；中間4個(gè)攪拌葉片設(shè)計(jì)為圖3結(jié)構(gòu)型式，葉片攪拌端部加工為空間曲面，可以看做與圓筒體中軸成45角的平面截圓筒體所得的橢圓上的一段，如圖所示，這樣可以保證葉片與攪拌筒間距足夠小——1mm以內(nèi)。 圖二十二為端部攪拌葉片結(jié)構(gòu)型式 圖二十三中間攪拌葉片結(jié)構(gòu)形式 4.4葉片的校核 4.4.1葉片數(shù)量的校核 設(shè)定每組端面葉片件數(shù)a=3，軸向長(zhǎng)度Lm=340mm，每組攪拌葉片件數(shù)b=8，軸向長(zhǎng)度Lb=390，當(dāng)葉片與主軸軸向夾角r=45時(shí)，又知攪拌筒長(zhǎng)Lm=1578mm，端面葉片與筒壁間隙c=5cm.。 則重跌系數(shù)： ξ=（3Lm+8Lb）cos45

60、＝(3340+8390)0.07/(1578-25)=1.0005。 故以上參數(shù)設(shè)定合理。 4.4.2相鄰葉片相位關(guān)系 ①同一攪拌主軸中，相鄰葉片相位差［ΔΦ］=45~90，因骨料粒徑∠120mm，?。郐う担?60，為考慮提高攪拌勻質(zhì)性能，使第五葉片與第六葉片相位差［ΔΦ］=180，此時(shí)位于筒體中部的物料軸向運(yùn)動(dòng)趨緩，然后進(jìn)入第二螺旋軌跡。 ②兩攪拌主軸之間對(duì)應(yīng)葉片的相位差［ΔΦ］=225,其作用是使在筒體兩半部攪拌物以交替形式進(jìn)行交換，形成軸間料流，可獲得更好的攪拌效果。 4.3.3螺旋升角λ 已知由筒體內(nèi)徑及葉片高度得到攪拌半徑Ry=650mm，相鄰攪拌臂間距264mm

61、，導(dǎo)程t=9S，則λ，，查國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品：20≤λ≤36，驗(yàn)證合格。 4.5攪拌主軸 4.5.1主軸主要參數(shù) 攪拌軸的總長(zhǎng)為L(zhǎng)=3501mm,中間段長(zhǎng)l=2692mm. 圖二十四 攪拌主軸 （1）各軸段的直徑的確定 ：最小直徑，安裝聯(lián)軸器外伸軸段，=180mm。 ：密封處軸段，=180mm ：滾動(dòng)軸承處軸段，= =184mm，滾動(dòng)軸承選取61836， 其尺寸為dDB=180mm225mm62.3mm ：過渡軸段，用軸肩定位軸承，所以=188mm ：安裝攪拌臂的中間段截面, =191mm ：過渡軸段, 到

62、用軸肩定位軸承，所以=188mm ：滾動(dòng)軸承處軸段，== 184mm ：安裝軸封短，=180mm. （2）各軸段長(zhǎng)度的確定 ：由聯(lián)軸器從動(dòng)端確定，=100mm ：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承擋圈、裝配關(guān)系等確定， =50mm ：由滾動(dòng)軸承裝配關(guān)系決定， =75.5mm ：由裝配關(guān)系確定，=22mm ：攪拌臂數(shù)目的大小確定，=2692mm ：由滾動(dòng)軸承裝配關(guān)系等確定，=22mm ：由滾動(dòng)軸承裝配關(guān)系決定，75.5mm ：由軸封確定，=45mm 4.5.2主軸的強(qiáng)度校核 已知 輸入功率P=110kw，攪拌主軸轉(zhuǎn)速n=23.518m/min。主軸最小直徑Dmin=180mm，扭

63、矩Te=44667.91Nm，L=1855mm，材料切邊模量G=8.110Mpa。將攪拌臂簡(jiǎn)化為集中于無縫管中部載荷。 剛度條件： 故校核合格。 按扭矩T作用產(chǎn)生的剪切應(yīng)力τ校核主軸最小直徑Dmin。 查[τ]定的系數(shù) A=98，P=110KW，n=23.518r/min.v=d內(nèi)/d=114/194=0.588. Dmin≥A=98≥186.28mm.故校核合格。 4.5.3攪拌臂的強(qiáng)度校核 ①攪拌臂承受的阻力距 Mb=K′rohtgλaπ/180, 式中：阻力系數(shù)K′=7.1-12.0N/㎝,取K′=12N/㎝; 葉片高度h=20㎝; 螺旋升角λ=24.25； 攪拌

64、葉片主面展開角α=45； 代入上式有Mb=128420tg24.2545π／180＝599132N㎝. 攪拌臂的強(qiáng)度校核 攪拌臂在Mb作用下產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力σ=Mb／z.式中z=πab／4,最大彎矩處處于臂根部，其截面如下圖 圖二十五攪拌臂根部截面圖 其中a=8.9㎝，b=5.75㎝。 代入上式有： σ=4Mbπab=4599132／3.148.95.75＝1676N/㎜, σ＜[σ],故校核合格。 4.6攪拌機(jī)附件 4.6.1軸封 軸封是攪拌設(shè)備的重要組成部分。軸封屬于動(dòng)密封，其作用是保證攪拌設(shè)備內(nèi)處于一定的正壓或真空狀態(tài)，防止被攪拌的物料逸出和雜

65、質(zhì)的滲入，因而不是所有的轉(zhuǎn)軸密封型式都能用于攪拌設(shè)備。在攪拌設(shè)備中，最常用的軸封有液封、填料密封和機(jī)械密封等。 圖二十六軸封 圖二十七軸封 ㈠液封 當(dāng)攪拌設(shè)備內(nèi)工作壓力為常壓，軸封的作用僅是為了防止灰塵與雜質(zhì)進(jìn)人內(nèi)部工作介質(zhì)，或者隔離工作介質(zhì)與攪拌設(shè)備周圍的環(huán)境介質(zhì)相互接觸時(shí)，可選用液封。液封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有與傳動(dòng)軸直接接觸引起摩擦的零件。但為保證圓柱形殼體或靜止元件與旋轉(zhuǎn)元件之間的間隙符合設(shè)計(jì)要求，其密封部位零件的加工、安裝要求較高。同時(shí)，受結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的影響，液封的使用范圍較窄。一般適用于工作介質(zhì)為非易燃易爆或

66、毒性程度輕度危害，設(shè)備內(nèi)工作壓力等于大氣壓力，且溫度范圍在20-80℃的場(chǎng)合。 值得注意的是，液體工作介質(zhì)不可充滿攪拌設(shè)備；而且封液應(yīng)盡可能采用攪拌設(shè)備內(nèi)工作介質(zhì)，或與工作介質(zhì)不發(fā)生物理化學(xué)作用的中性液體，同時(shí)必須極少揮發(fā)且不污染大氣。 ㈡填料密封 是攪拌設(shè)備較早采用的一種轉(zhuǎn)軸密封結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造要求低、維護(hù)保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。但其填料易磨損，密封可靠性較差，一般只適用于常壓或低壓低轉(zhuǎn)速、非腐蝕性和弱腐蝕性介質(zhì)，并允許定期維護(hù)的攪拌設(shè)備。 ㈢機(jī)械密封 機(jī)械密封是把轉(zhuǎn)軸的密封面從軸向改為徑向，通過動(dòng)環(huán)和靜環(huán)兩個(gè)端面的相互貼合，并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)達(dá)到密封的裝置，又稱端面密封。機(jī)械密封的泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，使用壽命長(zhǎng)，無需經(jīng)常維修，且能滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化和高溫、低溫、高壓、高真空、高速以及各種易燃、易爆、腐蝕性、磨蝕性介質(zhì)和含固體顆粒介質(zhì)的密封要求。 與填料密封相比，機(jī)械密封具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、密封可靠，在