细石混凝土搅拌机设计.docx
- 文档编号:29011442
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:27.08KB
细石混凝土搅拌机设计.docx
《细石混凝土搅拌机设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《细石混凝土搅拌机设计.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
细石混凝土搅拌机设计
细石混凝土搅拌机设计
细石混凝土搅拌机设计毕业设计(论文)细石混凝土搅拌机设计THEDESIGNOFTHECONCRETEMIXER学生姓名学院名称专业名称指导教师年月日摘要本论文主要是设计混凝土搅拌机,该设备主要是用来搅拌相对干硬性的混凝土,对轻骨料混凝土也可搅拌。
混凝土搅拌机对搅拌的物料达到强烈有力的搅拌效果,搅拌机的搅拌效果非常好,搅拌很均匀,质量很好,搅拌的成本较低,生产效率很高,是我国目前比较新型的搅拌设备。
混凝土搅拌机主要包括搅拌传动控制系统,搅拌机构,上料机构和卸料机构等。
本系统设计主要是计算混凝土搅拌机的机架设计。
本次设计的内容包含混凝土搅拌机的机架结构、机架内所有的零件的设计、机架上所有零件与机架的固定方式和安装位置、机架的外形尺寸的确定、机架钢结构的设计,机架稳定性的受力分析、完成装配图和零件图。
关键词混凝土搅拌机;机架;强制式AbstractThedesignoftheconcretemixeriscompulsoryhorizontalaxisinaconcretemixer,compulsorymixingconcretemixercannotonlydryhardconcrete,butalsostirredlightweightaggregateconcrete,concretecanachieveastrongroleinstirringveryuniform,highproductivity,qualityLowcost.Itisanewtypeofdomesticmixerwithtwocompactstructure,goodlooks.Themaincomponentsofitsstructureincluding:
mixingdevice,stirringdrivesystem,feeding,unloadingsystem,rackandwalkingsystems,electricalcontrolsystemandsoon.Designofthemaincontentisconcretemixerrackdesign,thesemainlyinclude:
rackstructureoftheprogrammeof,allthecomponentsontherackandrackofconnectionsandinstallationofposition,thedeterminationofrackformfactor,theselectionframesteelstructure,checkingthestabilityoftherack,completeplansandpartsrackassemblyplans.Keywordsconcretemixerrackcompulsory毕业设计(论文)目录摘要IAbstractII1绪论11.1混凝土搅拌机械11.2混凝土搅拌机结构和工作原理32传动部分设计42.1电动机的选择42.2传动比的分配72.3计算传动装置的运动和动力参数82.4第一级齿轮传动的设计102.4.1材料的选择102.4.2确定齿轮主要尺寸132.5第二级齿轮传动的设计162.5.1材料的选择162.5.2确定齿轮主要尺寸182.6减速器的润滑和密封212.6.1传动的润滑212.6.2轴承润滑222.6.3密封装置223搅拌机的工作原理233.1搅拌机的结构组成233.1.1搅拌机料筒243.1.2搅拌机叶片243.1.3搅拌机轴承243.1.4搅拌机联轴器273.1.5搅拌机轴283.1.6搅拌机支架343.2工作过程353.3电路控制364.1搅拌机使用的注意事项374.2搅拌机的日常保养37结论39致谢40参考文献41I1绪论1.1混凝土搅拌机械混凝土施工机械的发展是直接影响建筑工程施工机械化程度的重要因素。
现代化的建筑工程和工艺技术已经使建筑物的主要构件采用混凝土浇灌而成,所以在工程中要大量用到混凝土。
在传统的建筑工程技术中,混凝土的生产的过程包括储存物料、装料、配料、搅拌、输送、浇灌等都采用人工的方式进行操作,这样不但需要耗费更多的劳动力,而且现场劳动的工作强度非常高,工作效率很低,混凝土的质量达不到要求。
所以必须重视混凝土的机械化发展和智能化发展及应用。
混凝土的机械化发展和智能化发展已经作为现代混凝土机械的发展方向。
在我国,建筑工程中的混凝土加工已经实现了机械化,但是相对于混凝土质量要求非常高的建筑要求,混凝土搅拌设备还需要向非常高的工业智能化发展,所以在今后的一段时间内,混凝土施工的机械化在体系配套上将更加完善。
混凝土的搅拌设备是将水泥物料、砂、和骨料等按照一定的比例配比进行混合,并且均匀搅拌,混凝土搅拌设备和人工搅拌相比较,生产效率很高,而且搅拌的质量稳定并达到要求,并且大大降低了劳动强度。
所以混凝土搅拌设备是当前建筑行业施工的现场中,或者混凝土构件工厂中以及商品混凝土供应商中生产的重要设备。
混凝土搅拌机分为强制式搅拌机和自落式搅拌机两种。
自落式的混凝土搅拌机工作机构是筒体式机构,筒内安装了许多搅拌叶片。
首先将物料送到搅拌设备的机筒里,机筒通过自身轴进行旋转,在旋转的时候,搅拌叶片将物料推到一定的高度,然后物料靠自身的重力坠落下来,这样反复对物料进行搅拌,最后就加工成匀质的混凝土。
这种搅拌机的工作效率比较低,搅拌的强度不大,只能加工一些普通的混凝土,而且对骨料的不做要求,这种搅拌机广泛的应用在小型的建筑场地,也是目前应用最广泛的混凝土搅拌机。
强制式的混凝土搅拌设备是水平式设置的搅拌轴,在轴上安装了搅拌叶片。
在搅拌的过程中,搅拌筒被固定,不做运动,主要是通过搅拌筒内的转轴带动叶片旋转来进行物料的剪切,挤压和反转等强制搅拌动作,这样搅拌料就可以在剧烈的运动中,经过多次搅拌达到均匀搅拌,符合质量要求。
这种搅拌机的搅拌质量非常好,而且效率很高,比较适合加工普通塑性混凝土或者半硬性混凝土。
但此类搅拌机对骨料的直径大小有比较严格的要求。
按照外形分类,混凝土搅拌设备可以分为锥形、鼓形和盘形。
按照动力装置可以分为电动式和内燃式的。
在目前的混凝土搅拌机有上百种型号,我国的混凝土搅拌机发展比较迅速,按照容量分类已经有十多种,分别是50,100,150、200,250,350,500,750,1000,1500和3000L这些搅拌机属于周期作业式,社会在发展,设备的要求也不断提高,所以我们必须研发新设备、钻研新技术,走在时代前沿。
根据搅拌机搅拌筒容量的不同,搅拌机被分为大型(出科容量为1—3)、中型(出料容量为0.35—0.75)和小型(出料容量为0.5一0.25)三种。
我国的混凝土搅拌机研发和生产已经定型,根据系列不同,代号和参数也有了详细的定义:
J——搅拌机:
G——鼓形自治式混凝土搅拌机;Z——锥形逆转落料式混凝土搅拌机;F——锥形顿翻出料式混凝1:
搅拌机;D——单卧轴强制式混凝土搅拌机;JG300型混凝土搅拌机——该型号表示自落式鼓形混凝土搅拌机,采用电机驱动搅拌机,夯实后混凝土容积为300升。
混凝土搅拌机其主要组成部分有:
搅拌部分结构,是混凝土搅拌设备的主要结构,主要包括的机构有:
搅拌滚筒和叶片等。
传动部分结构,是混凝土搅拌机的动力源系统,主要向搅拌机各个工作机构输送动力和速度的电机系统。
通常情况下,传动部分结构采用皮带、齿轮、摩擦轮、链轮等进行传动。
上料部分机构,上料部分机构主要是往搅拌筒内装入物料,并且通过提升式料斗将物料传送到搅拌部分机构内。
水供给部分,水供给部分主要是为按照配比要求的混凝土物料提供搅拌用水,搅拌机通常是安装配水箱,由水泵向配水箱中蓄水。
卸料部分机构,搅拌部分机构将经过时间搅拌的好的混凝土通过卸料机构将混凝土卸出搅拌部分机构。
本次设计选用HJW型的混凝土搅拌机,该搅拌机主要由搅拌部分,传动部分,支撑机架,配水系统和控制系统构成。
1.2混凝土搅拌机结构和工作原理根据搅拌筒的形状进行分类,有鼓形搅拌机,双锥形搅拌机,盘形搅拌机和圆槽形搅拌机。
采用自落式工作原理的搅拌机为鼓形搅拌机和双锥形搅拌机。
在生产的时候,搅拌机的搅拌部分机构进行旋转,通过片叶将物料提升一定高度,当到达一定高度后,物料依靠自重坠落,来达到搅拌的要求。
采用强制式的搅拌机有盘形搅拌机和圆槽形搅拌机良好总。
加工生产的时候,搅拌机的搅拌筒在支架上固定着,是不动的,通过旋转轴带动的搅拌装置对混凝土进行强制性的翻转挤压和抛掷达到均匀搅拌的目的。
混凝土搅拌机从搅拌的原理上来看,锥形翻转出料式搅拌机是一种自落式搅拌设备,此设备的搅拌筒可以正向旋转和反向旋转。
在正向旋转就进行物料的搅拌,而反向旋转则进行回转出料,这样是取代鼓形自落式混凝土搅拌机的机型。
锥形反转出料式混凝土搅拌机主要有以电动机为动力的JZ系列型号和JZY系列型号。
JZY型除进料机构采用液压传动外,其余构造及技术性能均与JZ型相同。
目前,该系列产品的出料容量有150L,200L,350L,500L和750L等。
所示为JZ350型混凝土搅拌机的外形,其出料混凝土体积为350L。
它主要由动力系统、传动机构、给料系统、搅拌系统、供水系统和控制系统等组成。
在本设计的设计机型中,有支撑设备的机架,搅拌部分机构,传动装置,出料部分机构和电气控制系统等组成。
支撑设备的机架部分是整个搅拌机的支撑部分,主要采用槽钢和角铁焊接形成。
搅拌部分机构主要采用搅拌轴和搅拌筒等构成,搅拌片安装在搅拌臂上,和搅拌轴连成一体形成两组螺旋方向。
传动机构采用马达,联轴器和减速机构成的。
出料部分机构采用手动式卸料,电气控制方面具有启动功能,点动功能和停止功能,还有定时功能等。
电动马达经过减速机的减速,将扭矩转移到联轴器上,托动搅拌轴顺着固定方向进行旋转。
搅拌轴上安装有两组铲片,分别构成正转和反转两种类型来搅拌物料。
这两组铲片具有正螺旋角、反螺旋角两个作用。
在铲片工作的时候,搅拌结构里面的物料反复循环,才能达到均匀的效果。
2传动部分设计2.1电动机的选择电动机就是实现电能和机械能转换的设备,电动机主要通过电磁感应原理,来将电能转为磁场能,再转为机械能。
将机械能通过风力,火力,核反应等等设备转化为电能的称为发电机。
而把电能通过电力网转变为机械能的叫着电动机。
在实际的工业生产领域,我们用的比较多的是交流电动机,三相异步电动机的用途几乎占据各行各业,三相异步电动机的内部结构相对简单些,但是比价济实用,在实际运行过程中比较可靠,市场上价格相对较低,工人维修也比较方便。
所以异步电动机应用在造纸行业,钢铁行业,化工行业,机械制造行业等等。
三相异步电动机由两个部分组成,一个是定子部分,也就是比较固定的部分,一个是转子部分,也就是旋转的部分,电动机还必须有端盖,风扇等。
在三相异步电动机中,鼠笼式电动机的结构制造比较简单,市场价格也比较低廉,在实际运行当中比较可靠,而且使用很便捷,大多数生产单位主要使用鼠笼式电动机。
在鼠笼式电动机中,我们为了保证鼠笼式电动机的转子能够自由旋转,所以在电动机的转子和定子之间,存留有一定空间的空气缝隙,一般在0.2mm到1mm之间。
电机功率的选择是否合理将直间影响到电机性能的发挥和使用寿命的长短。
如果选用额定功率小于设备所需要的功率,就不能保证设备正常运转,甚至使电动机长期过载使用寿命减少,如果选用额定功率大于设备所需要的功率,那么电机的成本提高,功率不能充分使用,势必会造成电能的浪费。
搅拌机电动机的功率按所需的(单位:
KW)计算公式为:
式(2.1)式中:
——工作机所需工作效率。
——由电动机到工作机的总效率。
工作机所需工作效率,应由工作阻力和运动参数计算求得:
式(2.2)式中——搅拌时所需的外力矩(N.m)。
——搅拌轴转速(r/min)。
式(2.3)双锥形反转出料的混凝土搅拌机工作时,搅拌功率的主要是用来克服混凝土材料在混合的偏心阻力矩和辊轧机檫阻力矩。
为了便于讨论,假定最恶劣的工作条件,即所有的材料倾向于混合管的一侧,求搅拌功率。
外力矩M的计算:
式(2.4)式中——搅拌时的拌合料产生的偏心阻力力矩;——搅拌时机器运转时的摩擦阻力矩;式(2.5)式中——拌合物料发质量;式(2.6)V——搅拌筒容积;ρ——拌合料容重;H——拌合料重心至拌筒中心的距离,mm;式(2.7)认为混合在搅拌槽水平面和进料锥混合产生偏心阻力不能溢出时,入口和出口搅拌。
给x以微小增量则在X=x及平面之间的有效容积微元体对X轴的微元阻力矩。
式(2.8)积分可得混合料所产生的偏心阻力矩式(2.9)出料锥内拌合物所产生的偏心阻力矩由进料锥公式可直接得出。
柱体内地混合料所产生的偏心阻力矩为式(2.10)综上,搅拌时混合料所产生的总偏心力矩式(2.11)式(2.12)式(2.13)式(2.14)搅拌产生的惯性摩擦力力矩式(2.15)式(2.16)式(2.17)式中f——混凝土与钢叶片的磨檫系数f=0.62——传动效率式(2.18)式中——联轴器的传动效率,取——齿轮传动的传动效率,——轴承的传动效率,确定电动机的转速经查表:
一级开式齿轮的传动比,二级圆拄齿轮减速器的传动比,总的传动比合理范围为,故电动机的转速的可选范围为:
式(2.19)根据工况和计算所选电动机为:
表2-1电动机的主要参数型号额定功率(KW)转速r/min轴径mmY132S-45.5144038图2-3电动机简图电动机尺寸如表:
表2-1电动机的主要外形参数中心高H外形尺寸L安装脚B轴伸尺寸13251517838×802.2传动比的分配由电机的转速和设备的主动轴的转速,可得到传动机构的传动比为式(2.20)式中——电动机的转速——搅拌轴的转速式(2.21)传动比为每个传动比的乘积,既式(2.22)使减速器装置不至于过大初步取i0=7则式(2.23)考虑润滑条件,为了让两级大齿轮能相近些,查得2.3计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算,要推算出各轴的转速和转矩(或功率).如将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴、滚筒。
相邻两轴间传动比相邻两轴间传动效率轴的输入功率(KW)各轴之间的输入转矩(N.M)各轴的转速(r/min)则可按电机轴至设备运动传递路线推算,得到每个轴的详细参数.各轴的输入功率Ⅰ轴—Ⅳ轴的输入功率:
Ⅰ轴式(2.43)Ⅱ轴式(2.24)Ⅲ轴式(2.25)式中——电动机的出功率(KW)——传动效率——传动效率——传动效率一根轴的输出与输入功率的大小都不同,所以要在精确计算的时候取不同数值。
各轴的输入转矩电动机的输出转矩:
式(2.26)Ⅰ轴—Ⅳ轴的输入转矩:
式(2.27)式(2.28)式(2.29)运动和动力参数计算结果整理于下表表2-2各轴计算结果轴名效率P(Kw)转矩T(N.m)转速N(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电动机轴5.536.47144010.99Ⅰ轴5.4455.33635.7435.02144070.98Ⅱ轴5.1755.072129.10126.512063.80.97Ⅲ轴4.924.724375.58364.4154注:
此表最右列是故意错开的,意思是上下级之间的传动关系2.4第一级齿轮传动的设计2.4.1材料的选择由于数量较少所以小齿轮直接设计成齿轮轴,材料为40Cr,调质处理,硬度为232HB-275HB,大齿材质为45#,调质处理,硬度245HB,传动比暂时按照初步计算小齿轮的分度圆直径式(2.30)齿宽系数由机械手册查表得,取式(2.31)接触疲劳极限由机械手册查表得式(2.32)式(2.33)初步计算的许用接触应力式(2.34)式(2.35)的值由机械手册查表得初步计算小齿轮分度圆直径式(2.36)取初步取齿宽b式(2.37)校核计算圆周速度:
式(2.38)精度等级选8级计算齿数和模数初选则式(2.39)模数m式(2.40)则由机械手册查表得为标准模数m使用系数:
查机械设计手册表12.9,动载系数:
查机械设计手册表12.9,齿间载荷分配系数:
齿向载荷分配系数:
载荷系数K:
式(2.41)弹性系数:
式(2.42)节点区域系数:
式(2.43)接触最小安全系数:
式(2.44)总工作时间:
式(2.45)应力循环系数:
式(2.46)式(2.47)接触寿命系数:
查表,式(2.48)许用接触应力:
式(2.49)式(2.50)验算:
式(2.51)通过计算证明,疲劳强度相对合适,齿轮的尺寸也比较合适。
如果不合适还需要重新调整、重新进行验算。
2.4.2确定齿轮主要尺寸由于采用正常标准齿轮,所以齿顶高系数取为1,顶隙系数取为0.25,分度圆压力角度数为标准值=20°。
小齿轮的参数如下:
分度圆直径:
式(2.52)式(2.53)中心距:
式(2.54)齿顶高:
式(2.55)齿根高:
式(2.56)齿全高:
式(2.57)齿顶圆直径:
式(2.58)式(2.59)齿根圆直径:
式(2.60)式(2.61)基圆直径:
式(2.62)式(2.63)齿宽:
式(2.64)式(2.65)齿距:
式(2.66)齿厚:
式(2.67)齿槽宽:
式(2.68)基圆齿距:
式(2.69)法向齿距:
式(2.70)顶隙:
式(2.71)齿根接触疲劳强度验算:
重合度系数:
式(2.78)齿间载荷分布系数式(2.97)齿向载荷分布系数:
式(2.98)由机械设计手册图12.14,载荷系数K:
式(2.99)齿形系数:
应力修正系数:
弯曲疲劳极限:
弯曲最小安全系数:
弯曲系数寿命:
尺寸系数:
许用弯曲应力:
式(2.100)式(2.101)验算:
式(2.102)式(2.103)通过上面的计算,传动在有效的时间之内是合理的,没有过载的状况,所以齿轮在强度上是满足使用要求的。
2.5第二级齿轮传动的设计2.5.1材料的选择由于数量较少所以小齿轮直接设计成齿轮轴,材料为40Cr,调质处理,硬度为232HB-275HB,大齿材质为45#,调质处理,硬度245HB,传动比暂时按照。
齿轮传动的计算转矩式(2.104)齿宽系数由机械手册查表得,取接触疲劳极限由机械手册查表得初步计算的许用接触应力式(2.105)式(2.106)的值由机械手册查表得初步计算小齿轮分度圆直径式(2.107)取初步取齿宽式(2.108)校核计算圆周速度:
式(2.109)精度等级选8级计算齿数和模数初选则式(2.110)整合为93模数式(2.111)则由机械手册查表得为标准模数使用系数:
查机械设计手册表12.9,动载系数:
查机械设计手册表12.9,齿间载荷分配系数:
齿向载荷分配系数:
载荷系数K:
式(2.106)弹性系数:
节点区域系数:
接触最小安全系数:
总工作时间:
式(2.107)应力循环系数:
式(2.108)式(2.109)接触寿命系数:
查表,许用接触应力:
式(2.110)式(2.111)验算式(2.112)通过计算说明:
接触疲劳强度还是比较合适的,齿轮的尺寸也不需要调整。
否则,齿轮尺寸调整后还需重新进行验算。
2.5.2确定齿轮主要尺寸由于采用正常标准齿轮,所以齿顶高系数取为1,顶隙系数取为0.25,分度圆压力角度数为标准值=20°。
小齿轮的参数如下:
分度圆直径:
式(2.113)式(2.114)中心距:
式(2.115)齿顶高:
式(2.116)齿根高:
式(2.117)齿全高:
式(2.118)齿顶圆直径:
式(2.119)式(2.120)齿根圆直径:
式(2.121)式(2.122)基圆直径:
式(2.123)式(2.124)齿宽:
齿距:
式(2.125)齿厚:
齿槽宽:
基圆齿距:
式(2.126)法向齿距:
顶隙:
式(2.127)齿根接触疲劳强度验算:
重合度系数:
式(2.)齿间载荷分布系数:
式(2.)齿向载荷分布系数:
式(2.)由机械设计手册图12.14,载荷系数K:
式(2.)齿形系数:
应力修正系数:
弯曲疲劳极限:
弯曲最小安全系数:
弯曲系数寿命:
尺寸系数:
许用弯曲应力:
式(2.)式(2.)验算:
式(2.)式(2.)根据以上分析,传动在允许的时间之内有效,没发生过载,故所选齿轮满足要求。
2.6减速器的润滑和密封2.6.1传动的润滑齿轮减速器的圆周速度广泛应用于油脂的润滑、天然的冷却。
为了减少齿轮转动和油温提高的阻力,浸泡在油中1-2齿高深度合适,高速也应浅,建议0.7倍,但至少10cm,较低的速度让更深的渗透,可以达到六分之一的齿轮半径,三分之一的齿轮半径越低速度、锥齿轮的润滑,齿轮浸入油中的深度应达到齿轮齿宽的一半,齿轮减速器油面,浸入更深。
在多级减速器中应尽量使各级机油在油液附近的相对深度。
如果低速阶段的齿轮被浸入变速箱中,盖部分和盒座倾斜,使高速级和低速级变速器的浸油深度大致相等。
减速器油箱的油量可计算出平均每1kW的润滑油0.35l-0.7l,并应保持顶小于从盒子的底部30mm-50mm顶部,以避免污泥在池底沉淀。
在这里,由于高速阶段和低速大齿轮分度圆直径差别不大,都可以直接使低速齿轮在浸油深度。
2.6.2轴承润滑滚动轴承的润滑目的是对摩擦和磨损的减少,还可以对振动、冷却、防锈和密封等进行吸收。
合理润滑改善轴承性能,延长轴承使用寿命是重要的。
高速滚动轴承一般采用油润滑,低速润滑脂润滑,以及一些特殊的环境,如高温和真空条件下,采用固体润滑。
该减速器的深沟球轴承的使用,轴承的润滑方法可以根据齿轮的分度圆速度进行选择:
3米/秒-4米/秒以上的圆周速度,可以使用飞溅润滑,在油在设计盖子飞溅,我采用飞溅润滑,油足以满足轴承的需求,所有刮油润滑的最后使用,或根据轴承传动座尺寸选择的前十的润滑、滴油润滑。
本次设计为飞溅润滑的选择,所以在设计齿轮箱壁时设计油槽,飞溅油可以流过足够的油供轴承使用。
2.6.3密封装置密封以防止润滑剂从轴承损失,而且还防止外部
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 混凝土搅拌机 设计