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河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計開題報告
題目名稱
混凝土攪拌機設(shè)計
學(xué)生姓名
專業(yè)班級
學(xué)號
一、 選題的目的和意義：
混凝土攪拌機是一種帶葉片的軸在圓筒或槽中旋轉(zhuǎn)用以把水泥、砂石骨料和水混合并拌制成混凝土混合料的機械。主要由拌筒、加料和卸料機構(gòu)、供水系統(tǒng)、原動機、傳動機構(gòu)、機架和支承裝置等組成。它在建筑中占有重要的地位。
混凝土攪拌機廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、建筑、橋梁、港口、機場等工程中。在“十二五”期間，我國眼建設(shè)一大批大型煤礦、油田、電站、機場、港口、高速鐵路、高等級公路等重點工程，同時也要進行大量的城市道路、城鎮(zhèn)住宅的開發(fā)與建設(shè)，這都需要用到大量的混凝土攪拌機。所以現(xiàn)在正是發(fā)展混凝土攪拌機的大好時機。
二、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡述：
19世紀40年代，在德、美、俄等國家出現(xiàn)了以蒸氣機為動力源的自落式攪拌機，其攪拌腔由多面體狀的木制筒構(gòu)成，一直到19世紀80年代，才開始用鐵或鋼件代替木板，但形狀仍然為多面體。1888年法國申請登記了第一個用于修筑戰(zhàn)前公路的混凝土攪拌機專利。20世紀初，圓柱形的拌筒自落式攪拌機才開始普及。形狀的改進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，在美國出現(xiàn)了第一臺內(nèi)燃機驅(qū)動的攪拌機，隨后電動機則成為主要動力源。從1913年，美國開始大量生產(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的發(fā)明與應(yīng)用為主。自落式攪拌機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，隨著拌筒的轉(zhuǎn)動，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、時問、速度、落點和滾動距離不同，從而物料各顆粒相互穿插、滲透、擴散，最后達到均勻混合。自落式攪拌機結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，維護簡單，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，但攪拌強度不高，生產(chǎn)效率低，攪拌質(zhì)量不易保證。此種攪拌機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、雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機、雙錐傾翻出料攪拌機和對開式攪拌機等，其中鼓簡式攪拌機技術(shù)性能落后，已于1987年被我國建設(shè)部列為淘汰產(chǎn)品。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、復(fù)雜化和高層化對混凝土質(zhì)量、產(chǎn)量不斷提出的更高要求，有力地促進了混凝土攪拌設(shè)備在使用性能和技術(shù)水平方面的提高與發(fā)展。各國研究人員開始從混凝土攪拌機的結(jié)構(gòu)形式、傳動方式、攪拌腔襯板材料以及攪拌生產(chǎn)工藝等方面進行改進和探索。20世紀40年代后期，德國ELBA公司最先發(fā)明了強制式攪拌機，和自落式攪拌機的工作原理不同，強制式攪拌機利用旋轉(zhuǎn)的葉片強迫物料按預(yù)定軌跡產(chǎn)生剪切、擠壓、翻滾和拋出等強制攪拌作用，使物料在劇烈的相對運動中得到勻質(zhì)攪拌。強制式攪拌機與自落式攪拌機相比，強制式攪拌機攪拌作用強烈，攪拌質(zhì)量好，攪拌效率高，但拌筒和葉片磨損大，功耗增大。此種攪拌機適于拌制干硬性、輕骨料混凝土以及特種混凝土和專用混凝土，多用于施工現(xiàn)場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、立軸行星式攪拌機、立軸對流式攪拌機、單臥軸攪拌機和雙臥軸攪拌機等。隨著技術(shù)的發(fā)展，強制式攪拌機在德國的BHS公司和ELBA公司、美國的JOHNSON公司和REX WORKS公司、意大利的SICOMA公司和SIMEN公司、日本的日工株式會社和光洋株式會社等企業(yè)發(fā)展迅速，目前已形成系列產(chǎn)品。比如德國的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。
我國混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)從20世紀50年代開始。1952年，天津工程機械廠和上海建筑機械廠試制出我國第一代混凝土攪拌機，進料容量為400L和1000L。20世紀70年代未至80年代初，我國為適應(yīng)建筑業(yè)商品混凝土大規(guī)模發(fā)展的需要，在引進國外樣機的基礎(chǔ)上，有關(guān)院所廠家陸續(xù)開發(fā)了新一代Jz型雙錐自落式攪機、．D型單臥軸強制式攪拌機。其中，JS型雙臥軸攪拌機在80年代初研制成功。80年代末，我國混凝土攪拌產(chǎn)品開發(fā)重點轉(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)過引進吸收、自主開發(fā)等幾個階段，到本世紀初，國內(nèi)混凝土攪拌機技術(shù)得到長足發(fā)展，在產(chǎn)品規(guī)格和生產(chǎn)數(shù)量上，都達到了一定規(guī)模，出現(xiàn)了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，逐步形成了一個具有一定規(guī)模和競爭能力的行業(yè)。2006年，我國生產(chǎn)裝機容量O．5～6m3的攪拌站2100多臺，已成為混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)大國。
3、 畢業(yè)設(shè)計（論文）所采用的研究方法和手段：
1、運用大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)課程知識、理論和畢業(yè)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決圓筒混料機設(shè)計中的功能分析、工藝方案論證、工藝計算、圓筒混料機結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計等問題。
2、提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。通過所搜集數(shù)據(jù)資料進行該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，獲得高性能、高效率、低成本、通用化的新型圓筒混料機。
3、進行技術(shù)方面和經(jīng)濟方面的工藝分析。
4、確定基本結(jié)構(gòu)，選擇最佳工藝方案。
5、進行各機構(gòu)與零件的選擇，并對其進行力學(xué)與功率計算和校核。
6、對整體機械進行經(jīng)濟性評估。
7、熟練掌握查閱手冊圖表資料文獻。充分利用與圓筒混料機設(shè)計有關(guān)的各種資料，做到科學(xué)合理地熟練運用。
本課題通過給定的參數(shù)，首先進行了總體方案分析，確定圓筒混料機的總體結(jié)構(gòu)型式。然后對各部分分別進行了詳細設(shè)計和校核，確定出混料機各個部分的主要參數(shù)。確定出參數(shù)后，用Pro/E 軟件進行了各個零部件的三維建模和裝配。三維建模完成后，再根據(jù)三維模型畫出主要零件零件圖及裝配圖。最后結(jié)合設(shè)計參數(shù)、設(shè)計過程整理設(shè)計報告說明書。
4、 主要參考文獻與資料獲得情況：
[1] 劉鴻文.材料力學(xué)（第4版）.高等教育出版社，2004年9月
[2] 王昆 何小柏 汪信遠.機械設(shè)計課程設(shè)計.高等教育出版社，1995年12月，117-175
[3] 濮良貴 紀名剛.機械設(shè)計（第七版）.高等教育出版社，2001年7月，300-334
[4] 朱龍根.簡明機械零件設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，1997年11月，2-280
[5] 周明衡.減速器選用手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，2002年6月，2-23
[6] 劉希平.工程機械構(gòu)造圖冊.機械工業(yè)出版社，2001年9月，5-90
[7] 劉朝儒 彭福蔭等.機械制圖（第四版）.高等教育出版社，2001年8月，2-270
[8] 甘永立.幾何量公差與檢測（第5版）.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001，31-215
[9] 文九巴.機械工程材料.北京：機械工業(yè)出版社，88-183
[10] 朱昆泉,許林發(fā).建材機械工程手冊.武漢工業(yè)大學(xué)出版社,2002，
所閱文獻的查閱范圍及手段主要以借閱、上網(wǎng)查閱、下載等方式在河南理工大學(xué)圖書館、河南理工大學(xué)圖書館電子資源以及 Internet 上查得相關(guān)資料。
5、 畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排（按周說明）：
1、第2-7周，于單位實習(xí)并借此了解目前工程施工對此項設(shè)備的需要；
2、第7周，完成實習(xí)報告與開題報告；
3、第7-10周，查閱資料，數(shù)據(jù)計算，完成圓筒混料機設(shè)計；
4、第10-12周，進行三維設(shè)計及部分零部件的二維圖紙的繪制，完成所有設(shè)計圖紙；
5、第12-14周，撰寫說明書，擬寫畢業(yè)論文；
6、第15周，完成論文的編寫、修改工作,準備答辯；
7、第16-17周，完成畢業(yè)論文，答辯。
六、指導(dǎo)教師審批意見（對選題的可行性、研究方法、進度安排作出評價，對是否開題作出決定）：
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
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