JZC350搅拌机开题报告.docx

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JZC350搅拌机开题报告

毕业设计（论文）开题报告

题目：

JZ350混凝土搅拌机设计（总体设计，

离合器及操纵机构设计，上料机构设计）

专业：

机械设计制造及其自动化

2010年3月25日

1．文献综述

1.1混凝土搅拌机的概述：

混凝土搅拌机是把具有一定配合比的砂、石、水泥和水等物料搅拌成均匀的符合质量要求的混凝土的机械。

早在十九世纪40年代，在德、美、俄等国家出现了以蒸气机为动力源的自落式搅拌机，其搅拌腔由多面体状的木制筒构成，一直到十九世纪80年代，才开始用铁或钢件代替木板，但形状仍然为多面体。

1888年法国申请登记了第一个用于修筑战前公路的混凝土搅拌机专利。

二十世纪初，圆柱形的拌筒自落式搅拌机才开始普及。

形状的改进避免了混凝土在搅拌筒内壁上的凝固沉积，提高了搅拌质量和效率。

1903年德国在斯太尔伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的预拌工厂。

1908年，在美国出现了第一台内燃机驱动的搅拌机，随后电动机则成为主要动力源。

从1913年，美国开始大量生产预拌混凝土，到1950年，亚洲大陆的日本开始用搅拌机生产预拌混凝土。

在这期间，仍然以各种有叶片或无叶片的自落式搅拌机的发明与应用为主。

近年来由于商品混凝土的迅速发展,对我国的建筑机械化起了促进作用。

构成商品混凝土生产的三大设备：

混凝土搅拌楼（站）、混凝土搅拌运输车、混凝土泵已有一定批量的生产。

混凝土搅拌机是组成搅拌楼（站）的关键设备。

混凝土搅拌机按搅拌原理的不同,它可以分为自落式与强制式2大类;按照结构形式分为立式、卧轴式和倾斜式3类。

（1）自落式搅拌机:

自落式搅拌机的搅拌筒内壁焊有弧形叶片,当搅拌筒绕水平轴旋转时,叶片不断将物料提升到一定高度,然后自由落下,互相掺合。

它又分为鼓型、双锥反转出料、双锥倾斜出料三种。

自落式搅拌机的主要工作部分是一个水平放置的拌筒，拌筒内装有纵向设置的叶片。

工作时搅拌筒绕水平轴线旋转，装入筒内的物料被叶片带至一定高度，然后借自重落下，周而复始，使物料获得均匀的搅拌。

这种搅拌机，尤其是教型搅拌机，结构简单，能耗低，且可搅拌骨头料径较大的混凝土。

其主要作业对象为塑性混凝土，目前我国极大多数的搅拌机属于此机型。

（2）强制式搅拌机:

强制式搅拌机主要是根据剪切机理进行混合料搅拌。

搅拌机中有随搅拌轴转动的叶片对物料进行搅拌。

强制式搅拌机有立轴式和卧轴式2种;卧轴式又有单卧轴与双卧轴之分,在水工混凝土生产中广泛采用双卧轴强制式搅拌机。

强制式搅拌机是旋转着的叶片对混合料产生剪切、推压、滚翻和抛压等多种动作组合进行搅合。

和自落式搅拌机相比，搅拌作用强烈，拌合时间短，适用与拌制干硬性混凝土和轻量料混凝土。

由于叶片和拌角间隙较小，所以不适合搅拌大骨头料径的混凝土。

自落式搅拌机和强制式搅拌机在搅拌原理上的区别是：

搅拌叶片和搅拌角之间有无相对运动。

没有相对运动的是自落式搅拌机；有相对运动的是强制式搅拌机。

混凝土搅拌机是建筑机械中搅拌混凝土必备的机械，随着我国房地产建筑行业，公路，大坝，水电站，建设的扩大和商品混凝土的推广，水泥制品的产量提高，混凝土搅拌机销量一直在递增，由此也出现了不同产量，大、中、小型的搅拌机，广泛得到客户认可,随着互联的普及，有不少企业远销俄罗斯,欧洲，印度，西尼等西方国家。

近几年由于搅拌机在众多行业里担任着必不可少的角色，在不少设备生产线中也是物料搅拌的必备产品，特别是JS系列的搅拌机，渐渐已经成为搅拌混凝土的主导产品,其中JS350,JS500,JS750,JS1000为中小型搅拌机，JS1500,JS2000,JS2500,JS3000为大型搅拌设备，加工工艺比一般普通搅拌机要复杂一些，要求高一点，也可与配料机组成简易搅拌站。

2009年随着搅拌机厂家的增多，大部分企业以生产中、小型设备为主，搅拌机市场已经进入白热化时期，还有专业生产商品混凝土搅拌站企业的双重压力下，搅拌机企业，要以个性服务，技术创新，提高搅拌机主机的自制能力，产品多元化，等相关,为自己的企业树立一个强有劲的品牌，才能做成行业的领航者。

1.2混凝土搅拌机的工作原理：

电动机经皮带、齿轮传动，带动拌筒转动，在转动过程中，由于叶片布置较好，拌合材料一方面被提升，到自重下落而进行搅拌。

另一方面，又强迫物料沿轴向窜动，进行搅拌，加强了搅拌的效果，正传搅拌，反转出料。

在搅拌筒的出料端有一对螺旋叶片，当搅拌筒正传时，叶片把物料推向筒中央；反转时，物料被提升卸出。

1.3混凝土搅拌机的的主要机构：

混凝土搅拌机主要由搅拌机构、供水系统、上料装置、减速系统、离合器及操纵机构、底盘总成等组成。

（1）搅拌机构搅拌机构是搅拌机的核心部分。

它按其机理分为自落式和强制式两类。

在自落式这一大类里又有鼓筒式，双锥反转出料式，锥形倾翻式等型式。

在强制式这一大类里又有单卧轴、双卧轴、涡桨式、行星式等型式。

（2）供水系统供水系统由吸水阀、吸水管、出水管、三相电泵组成。

（3）上料装置上料装置由料斗、上料架、料斗提升系统组成。

（4）减速系统减速系统由电机、减速器、工作机组成。

（5）离合器及操纵机构离合器是一种可以通过各种操作方向实现主从动部分在同一轴线上传递运动和动力时具有接合分离功能的装置。

除此外，离合器还可以作为启动或过载时控制传递转矩大小的安全保护装置。

操纵机构主要由操纵杆、传动轴、拨叉、自动限位机构、离合器等组成。

（6）底架总成底盘由踏脚板、底盘、支腿、牵引架等组成。

2．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径：

2.1设计原则及其任务要求

混凝土搅拌机是建筑行业较常用的机械产品，它具有方便灵活的运输方法，简单的操作方式，维修更换容易，因此是中小型建筑工地的主要搅拌机械，也是大型建筑工地的辅助机械。

通过对离合器及操纵机构、上料机构等的设计，可以让同学详细了解并掌

握其工作原理、具体结构及设计方法，为今后工作中维护、使用、设计相关机械产品打下良好的基础。

在设计过程中，将把所学过专业基础及专业知识综合地应用到设计当中，也为今后设计其它机械产品奠定一定的基础。

具体任务要求：

①根据技术参数绘制总装配图；

②设计离合器及操纵机构；

③设计上料机构；

2.2根据设计要求提出要解决的问题

2.2.1确定混凝土搅拌机的离合器及操纵机构的结构方案

离合器是一种可以通过各种操作方向实现主从动部分在同一轴线上传递运动和动力时具有接合分离功能的装置。

除此外，离合器还可以作为启动或过载时控制传递转矩大小的安全保护装置。

本机要求离合器需要结合平稳，散热性较好，调整和维护方便，接合力不大。

根据所实现的功能和使用特点，通过对不同种类离合器的比较，选用环状闸带式离合器。

图1为离合器及操纵机构结构示图，图中固定盘1用键9固定在减速器输出轴上.卷筒2通过一对滚动轴承11活动装在输出轴上，卷筒2端部装有内刹车带12及外刹车带13，滑塞7套装在输出轴上，并在减速器输出轴上滑动，滑塞7还与调节螺钉5了接触、分离，实现离合器的接合、分离，连接杆3上端与机械限位装置的连接杆摇臂连接连动，连接杆3下端与摆杆5一端连接，摆杆5另一端与拨叉6一端连接固定在轴14上，拨叉6另一端与滑塞7活动连接，拨叉6拨动滑塞7，操纵手柄8与拨叉6连接，并带动拨叉6摆动，并进而使滑塞7在输出轴14上滑动，使离合器接合、分离，轴14上还连接固定松脱器4的一端，松脱器4另一端连接外刹车带的拉紧弹簧，操纵手柄8外移，轴14转动一个角度，松脱器4上抬，拉紧图2中的弹黄10，使外刹车带13松开，料斗靠自重下降，操纵手柄8与松脱器4固定在同一轴14上。

离合器的内外刹车带连接如图2所示，内刹车带3一端用螺钉6固定在固定盘2上，另一端固定在松紧撑7下端，松紧撑7上端装有调节螺钉5了，松紧撑7中部装有轴销8为活动支点，调节螺钉5可改变刹车带的松紧程度即改变提升力的大小，外刹车带4一端用螺钉6固定在机架1上，另一端通过螺栓9，螺杆12、弹簧6及调节螺母11连成一体，组成活动支点，弹簧6与机架1连接，调节螺母11可调节弹簧的压缩量，故可调节外刹车带4的制动力大小。

图1

1—固定盘2—卷筒3—连接杆4—松脱器5—摆杆6—拨叉

7—滑塞8—操作手柄9—键10—减速器输出轴11—滚动轴承

12—内刹车带13—外刹车带14—轴

图2

1-机架2-固定盘3-内刹车带4-外刹车带5-调节螺钉

6-螺钉7-松紧撑8-轴销9-螺栓10-弹簧11-调节螺母

12-螺杆13-螺钉

为了实现料斗的上升动作和进料动作，需设计进料机构的操纵系统。

该系统主要的组成部分包括：

操纵杆、传动轴、拨叉、自动限位机构及离合器等机构组成。

扳动手柄使传动轴转过一定的角度，并同时带动拨叉，使进料离合器上的内制动带与辊角抱合。

收卷钢丝绳，带动料斗上升到一定的高度，当料斗的方轴上的触动块与自动限位装置触发时，自动限位柄被压动从而使传动轴转动一定角度，使内制动带与辊角脱开，从而料斗停止上升。

并且在外制动带的作用下停留在该位置，当物料全部倒入滚筒后，反向扳动手柄利用外制动带使料斗靠自重实现间歇复位。

从而实现上、停、下料斗的动作。

2.2.2上料机构的设计

上料装置由料斗、上料架、料斗提升系统组成。

（1）料斗、上料架。

料斗是装载搅拌物料的容器。

作为小型搅拌机的料斗，它需装载供搅拌机搅拌一罐次的砂、石、水泥用料。

料斗的容积大小与搅拌机出料容量的比例关系是8：

5。

也就是说，搅拌机每次出料容量为350L的话，料斗的容积必须是560L。

由于混凝土配比有个变动范围，其标准要求拌筒应有超载10%的要求，因此料斗也应有超载10%的相应容积。

料斗根据它的运行轨迹，我们一般分为翻斗，爬翻斗和爬斗三种型式。

爬翻斗和爬斗的结构基本相同，翻斗没有后走轮，也不需导轨翻斗的提升可以是钢丝绳牵引，也可以是液压油缸顶升，料斗绕前走轮轴心回转而将搅拌物料卸入料茼。

为了能将物料全面卸尽，料斗底面与水平面夹角不能小于50度。

当物料潮湿，或砂石含泥量偏多时，在料斗底平面上还需加装小型平板振动器、电磁振动器，或者加装机械式振动装置。

上料装置卸料装置

图3爬斗示意图

1—卷扬钢丝绳2—料斗3—后走轮

4—前走轮5—上料架（导轨）

爬翻斗与翻斗相比．料斗先沿导轨爬升一段，当前走轮到达导轨端部时，前走轮停止前进．料斗在钢丝绳的继续牵引下，料斗绕前走轮轴心回转而实现卸料动作。

这种结构可以满足搅拌机进料高度比较高的要求爬斗的结构型式比较多，其不同之处主要是实现斗门开启的方法不同。

爬斗I的开门方法是料斗本体沿导轨向上平行移动，当斗门轴到达叉轨处时，停止向上运动，而料斗本体继续向上，斗门绕斗门销轴转动，这时料斗中的搅拌物沿斗门底板导流进入中间料斗．经中间料斗再卸入拌筒。

爬斗I的开门方法是固定在料斗上的上走轮和下走轮分别贴紧导轨（槽钢）上、下表面，当料斗向上平行移动到叉轨处，后走轮落入叉轨，料斗发生偏转迫使斗门绕斗门销轴转动，实现料斗卸料动作。

爬斗Ⅱ的斗门是靠自身重量而关门的。

对于爬斗这种结构的设计，料斗和上料架（导轨）应综合考虑。

料斗的高度一方面取决于本身容积需要，但是短一些为宜，因为料斗高度大了，料斗需沉入地坑，这样地坑就深了。

料斗的形状也很重要，要尽量避免死角余料。

料斗的重心十分重要，特别是处于卸料位置卸完物料的空斗应能下滑，斗门能自动关紧。

爬斗I这种型式在空斗时下滑是比较顺畅的，但斗门轴走轮会因导轨面不平或两导轨面不平行而导致斗门抖动，在料斗提升过程中，有时有少量砂石撤落现象。

上料架的导轨部分应做得轻巧一些，但应满足定的刚性要求，特别是重载料斗提升时，导轨部分不能有明确变形。

上料架的上部横梁上还需要装转向滑轮（爬斗式）或卷扬茼（翻斗和爬翻斗型式），受力都比较大，设计时更应注意其安全性。

导轨与地面水平夹角，一般在40～60度之间，个别有75度。

对于搅拌站的搅拌主机的料斗提升导轨，为了缩短搅拌站的总体长度，往往把导轨做成“s”型，垂直提升部分的导轨做成75～9O度。

（2）料斗提升系统。

料斗提升驱动有独立和集中驱动两种类型。

a、独立驱动料斗提升系统

图4提升系统（独立驱动）示意图

1—料斗2—定滑轮3—动滑轮

4—钢丝绳5—卷扬筒6—减速机

7—制动电机

所谓独立驱动是料斗提升用一台单独的动力，一般用制动电机，经减速带动卷扬筒，然后经滑轮钢丝绳牵引料斗（图4）。

b．集中驱动料斗提升系统

这里所叙述的所谓集中驱动料斗提升系统，指的是采用机械离合器方式，实现料斗的提升与下降，及料斗到达卸料位置离合器能自动脱开和料斗能可靠地停在卸料位置这样一套装置该装置曾经在JG150、JG250鼓茼型搅拌机大量使用。

在搅抖机升级换代中，

JZC2OO、JZC35O这两种新型搅拌机的上料装置借用了上述成功部件。

集中驱动料斗提升系统的传动路线见图10。

图10中的开式小齿轮是用来驱动拌筒回转的，它与拌筒上的大齿圈相啮合。

在料斗提升系统中还值得一提的是卷扬筒。

卷扬筒的形状一般是圆柱形，钢丝绳在卷筒上缠绕速

图5料斗提升系统传动路线示意图

1—吊轮2—天轮3—离合器4—卷筒

5—料斗6—开式小齿轮7—减速机

8—电动机

度是均速，大致是0．29m／s至0．4m／s之间。

料斗提升是重载，为了减小料斗提升初始阶段和空载料斗落地时的冲击，我们希望提升速度馒一些；当料斗已经进入爬升阶段时，我们又希望它的爬升速度快一些，以缩短料斗提升和下降的工作时间用图6a、b结构型式的卷扬茼可以满足上述要求。

这种卷扬茼的直径是不相等的。

钢丝绳先绕卷茼的小直径，然后通过螺旋形槽过渡到卷茼的大直径上这种卷扬筒的表面加工有绳槽，只适应于单层缠绕图6a形状卷扬茼的大小直径是同轴线。

图6b形状卷扬筒的大小直径卷筒是不同心的，钢丝绳在小直径卷茼上缠绕时会有些摆动，等缠绕到大直径时，钢丝绳就平稳运行，其优点是钢丝绳在大小直径卷茼的过渡不需另外铸造特殊螺旋过流渡槽。

图6非匀速提升卷扬筒示意图

参考文献

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长沙建设机械研究院，1998

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长沙建设机械研究院

13陈宜通，混凝土搅拌机液压傾翻上料机构的优化设计．西安：

西安冶金建筑学院

14JournalofResearchoftheNationalInstituteofStandardsandTechnology

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