JS500混凝土搅拌机的总体设计.doc

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摘要

本次设计的Js500混凝土搅拌机是我们的主要设计机型。

它是强制式卧轴混凝土搅拌机中的一种，强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干硬性混凝土，而且能搅拌轻骨料混凝土，能使混凝土到达强烈的搅拌作用，搅拌非常均匀，生产率高，质量好，本钱低。

它是目前国内较为新型的搅拌机，整机结构紧凑、外型美观。

其主要组成结构包括：

搅拌装置，搅拌传动系统，上料、卸料系统，供水系统，机架及行走系统，电气控制系统，润滑系统等。

设计计算内容是JS500混凝土搅拌机的设计，主要包括：

整体结构方案确实定、机架上所有部件与机架的连接方式及安装位置、机架外形尺寸确实定、机架钢结构的选材、电动机和减速机以及齿轮传动的选择和主要参数计算、JS500混凝土搅拌机的装配图和零件图。

关键词：

混凝土搅拌机，机架，槽钢,减速机。

Abstract

ThisdesignJS500concretemixerisourmaindesignmodel.Itisforcedhorizontal-axisconcretemixer,forcedoneofconcretemixercannotonlythemixingofdry,rigidconcrete,andcanstirlightweightaggregateconcrete,canmakeconcreteachievestrongmixingeffect,stirringveryevenly,productivityishigh,qualityisgood,thecostislow.Itisthepresentdomesticrelativelynewmixer,themachinehascompactstructure,goodappearance.Itsmaincompositionstructureincluding:

agitator,stirringtransmissionsystem,loading,unloadingsystem,watersupplysystem,rackandmobilesystem,electriccontrolsystem,lubricationsystem,etc.

DesigncalculationcontentisJS500concretemixerdesign,mainlyincluding:

overallstructureschemedetermination,rackbetweenallthecomponentsdeterminethelocationof,allthecomponentsontherackandrackofconnectionsandinstallationofposition,thedeterminationofrackformfactor,theselectionframesteelstructure,thechoiceandthemainparametersofelectricmotorreducerandgeardrivecalculation,theJS500concretemixerpartsandassemblydrawing.

Keyword:

concretemixer,rack,thechannel，reducer。

目录

1绪论 1

1

2

毕业设计课题 2

设计的总要求体 2

设计大纲 2

设计原那么 2

原始数据 2

搅拌机概述 2

3

2设计的主要内容 5

5

2.1.1搅拌装置 5

2.1.2传动系统 5

2.1.3上料系统 5

2.1.4供水系统 5

2.1.5机架与支腿 5

2.1.6电气控制系统 5

2.2主要机构具体结构设计及参数设计 6

2.2.1搅拌装置 6

2.2.2传动系统 6

2.2.3上料系统 7

2.2.4供水系统 9

2.2.5电气控制系统 10

2.2.6机架与支腿 11

3设计的主要计算及说明 12

3.1设计计算与说明 12

3 12

3 12

3.1.3普通v带的设计计算以及带轮的设计计算 13

18

.5V带的张紧 19

19

21

3.1.8齿轮罩的设计及结构设计 22

22

3.1.10其他参数确实定 23

4机架的设计 24

4.1机架设计的主要内容 24

4.2底架的设计 24

4.2.1机架设计的一般要求 24

4.2.2底架的材料选择 24

4.2.3底架的大体尺寸 24

4.2.4确定搅拌筒偏离机架底架重心的距离 27

4.2.5底架所受各力的分析计算 27

4.2.6求各点的力矩 33

4.2.7选材 34

4.2.8底架的校核 35

4.3支腿的设计 39

4.3.1校核支腿的稳定性 40

4.3.2局部稳定性的校核 41

4.4梯子及栏杆的设计 41

4.5上料架与底架的联结形式及台板的设计 43

4.5.1上料架与底架的联结形式 43

4.5.2台板 44

4.6电机底架的设计 44

4.7减速器底板的设计 45

设计总结 47

参考文献 48

附录 49

致谢 50

1绪论

强制式搅拌机从20世纪50年代初兴起后就得到了迅速的开展和推广。

最先出现的是圆盘立轴式强制混凝土搅拌机。

这种搅拌机分为涡桨式和行星式两种。

19世纪70年代后，随着轻骨料的应用，出现了圆槽卧轴式强制搅拌机，它又分单卧轴式和双卧轴式两种，兼有自落和强制两种搅拌的特点。

其搅拌叶片的线速度小，耐磨性好和耗能少，开展较快。

强制式混凝土搅拌机拌筒内的转轴臂架上装有搅拌叶片，参加拌筒内的物料，在搅拌叶片的强力搅动下，形成交叉的物流。

这种搅拌方式远比自落搅拌方式作用强烈，主要适于搅拌干硬性混凝土。

自落式搅拌机早在20世纪初由蒸汽机驱动的鼓筒式混凝土搅拌机已开始出现。

50年代后，反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机以及裂筒式搅拌机等相继问世并获得开展。

自落式混凝土搅拌机的拌筒内壁上有径向布置的搅拌叶片。

工作时，拌筒绕其水平轴线回转，参加拌筒内的物料，被叶片提升至一定高度后，借自重下落，这样周而复始的运动，到达均匀搅拌的效果。

自落式混凝土搅拌机的结构简单，一般以搅拌塑性混凝土为主。

随着我国城市化进程不断向前推进，商品混凝土得到了迅速开展和推广应用，混凝土搅拌机也得到了高速开展。

目前我国混凝土搅拌站生产企业众多，产品已形成系列化，但技术水平参差不齐，只有局部产品接近先进水平，有些技术已经超过进口混凝土搅拌站的水平，其中局部产品具有自动化程度高、生产能力高、称量精度高、投资少、搅拌质量好，能实现多仓号、多配合比、不间断地连续生产以及主机及其主要元器件的国产化程度高等优点，但我国的混凝土搅拌站还存在着整体技术含量不高、普及率不高、地区差异较大、智能化程度不高和环保性能不高等缺点。

从粗放型管理方式与开展模式向科技化、信息化转型。

作为传统产业，目前大局部企业在生产调度、运输、泵送、经营业务、质量控制、资金运作、人力资源调度等方面仍然以管理者的主观决断和人工操作为主。

混凝土企业管理水平的上下已没有本质的区别，二、三级企业的入市门槛又很低，市场竞争往往表达在低层次的价格和付款方式的竞争上。

今后，企业间竞争能力的差异将越来越表达在对信息的掌握、拥有、控制和使用能力上。

混凝土企业如何实现可持续开展，以致于不在社会、经济高速开展中落伍、落伍，其中很重要的一点就是要充分利用科技手段管理信息，来实现体制创新、技术创新和管理创新，从而全面提高企业的核心竞争力。

本论文主要由传动装置和总体局部构成，主要计算了电机的选择，减速机确实定和齿轮传动比的研究，对总体局部主要是研究机架结构方案确实定、机架上所有部件之间相互位置确实定、机架上所有部件与机架的连接方式及安装位置、机架外形尺寸确实定、机架钢结构的选材，机架稳定性的校核。

毕业设计课题

JS500混凝土搅拌机传动系统设计及总体的设计

设计的总要求体

满足使用要求

满足经济性要求

力求整机的布局紧凑合理

工业性要求简单而实用

满足有关的技术标准

设计大纲

设计原那么

搅拌机技术条件应满足GB9142-2000?

混凝土搅拌机技术条件?

标准；

所用图纸的幅面应符合GB4457-2000?

中华人民共和国标准机械制图?

中的相关规定。

原始数据

1．出料容积500L

2．进料容积800L

3．最大骨料粒径80/60㎜

4．生产率：

〔〕25-30

搅拌机概述

混凝土时建筑材料中的一种主要的材料，它是以水泥做为黏结剂把骨料粘在一起的，属于一种非匀质材料，其用途广，用量大。

混凝土搅拌机就是用来大量生产混凝土的机械。

混凝土搅拌机有自落式和强制式。

混凝土从塑性混凝土开展到干性，硬性混凝土，强制式搅拌机得到了很大开展。

强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干硬性混凝土，而且能搅拌轻骨料混凝土，能使混凝土到达强烈的搅拌作用，搅拌非常均匀，生产率高，质量好，本钱低。

因此，强制式搅拌机得到了很大的开展，但这种搅拌机的功率损耗比拟大。

本次设计的JS500混凝土搅拌机是我们的主要设计机型。

为了适应不同混凝土搅拌机的搅拌要求，搅拌机开展了许多机型，它们在结构和性能上各有特点，但按工作原理可划分为自落式和强制式。

JS500混凝土搅拌机属于强制式搅拌机的一种，J—搅拌机，S—双卧轴，500—出料容量500L。

它主要由搅拌系统，搅拌传动系统，上料、卸料系统，供水系统，机架及行走系统，电气控制系统等组成。

它是目前国内较为新型的搅拌机，整机结构紧凑、外型美观。

JS500双卧轴混凝土搅拌机具有操作简便的特点，既能搅拌干硬性混凝土又能搅拌塑性混凝土，还能搅拌砂浆和轻骨料。

它具有单机独立作业和与PLD系列配料机组成简易式混凝土搅拌站的双重优越性，还可为搅拌站提供配套主机，适用于各类大、中、小预制构件厂及公路、桥梁、水利、码头等工业及民用建筑工程，是一种高效率机型，应用非常广泛。

该机采用底开门卸料，所以搅拌筒不用倾翻，因而节省了动力，简化了结构，布置也比拟紧凑合理。

通过本次毕业设计，我们对JS500混凝土搅拌机有了完整的了解和深刻认识。

而且学会把所学知识有效的用运到解决实际问题中的能力，不仅对课本所学知识有了更深层次的掌握，同时提高了自己解决实际问题的能力。

学会了更好的查阅相关资料，为以后打下良好根底。

本次毕业设计使我们受益匪浅，通过研究解决一些工程技术问题，各方面的能力均有提升。

2设计的主要内容

2.1.1搅拌装置

搅拌筒、搅拌叶片、搅拌轴以及支承结构确实定

2.1.2传动系统

1．传动系统方案确实定；

2．传动系统结构形式确实定；

3．传动系统结构型式和根本组成组成；

4．动力设备型式和配置；

5．画出结构方案草图。

2.1.3上料系统

1．上料系统机构型式的选择；

2．上料架的结构及根本组成；

3．画出结构草图。

2.1.4供水系统

1．供水方式的选择；

2．供水系统的组成和设备配置；

3．画出结构草图。

2.1.5机架与支腿

1．机架的根本组成；

2．机架的结构型式。

2.1.6电气控制系统

1．整机电气控制系统方案确实定；

2．电气系统原理图确实定；

3．画出电气原理图。

2.2主要机构具体结构设计及参数设计

2.2.1搅拌装置

搅拌装置包括：

搅拌筒、搅拌轴、搅拌臂、搅拌叶片和侧叶片，具体结构如下列图所示：

图2.1双卧轴搅拌机搅拌装置

1—搅拌筒；2—搅拌轴；3—搅拌臂；4—搅拌叶片；5—侧叶片

2.2.2传动系统

传动按传动方式可分为两种：

机械传动和液压传动。

液压传动具有重量轻，体积小，结构紧，驱动力大等特点，但考虑到目前国内状况，液压马达虽然比以前在质量上提高了，但价格昂贵，用于一般的搅拌机上，本钱太高，不经济，故而我们选用传统的机械传动。

传动系统由电动机、皮带轮、减速箱、开式齿轮等组成，如下图。

电动机8通过皮带轮7、5带动二级齿轮减速箱，减速箱两轴通过由两个开式小齿轮10和两个开式大齿轮9组成的两对开式齿轮副分别带动两根水平布置的搅拌轴反向等速回转。

图2.3搅拌传动系统

1—箱体；2—第二级大齿轮；3—第一级大齿轮；4—第二级小齿轮；

5—大皮带轮；6—第一级小齿轮；7—小皮带轮；8—电动机；

9—开式大齿轮；10—开式小齿轮

机器一般由原动件传动系统和工作机三局部组成。

而传动件：

齿轮传动，蜗杆传动，带传动，链传动等和支撑件两局部组成。

在原动机和工作机之间传递动力，并改变运动的形式，速度大小和转矩大小。

他在本钱和重量在机器中占有很大的比例，其性能和质量对机器而的工作影响很大，一次合理的设计传动方案具有重要的意义。

传动方案一般由机构运动简图来表达，他能简明的表是运动和动力的传递方式和路线以及各部件的组成和链接关系。

2.2.3上料系统

上料系统由卷扬机构、上料架、料斗、进料料斗、滑轮等组成，如下图。

1．上料架：

斜置角度为600，它是综合考虑了上料架的位置及搅拌筒衔接，而且考虑底架的宽度不能超过规定的长度及上料架的宽度，行程等综合因素后得出的。

上料架的上料轨道〔下料轨道〕为槽钢，滚轮的上滚轮置于槽钢内侧，而下滚轮置于槽钢外侧，这样可保证料斗上下平安平稳。

2．卷扬机构

3．上料动力及卸料

制动式电机通过减速箱带动卷筒转动，钢丝绳通过滑轮牵引料斗沿上料架轨道向上爬升，当爬升到一定高度时，料斗底部都门上的一对滚轮进入上料架水平通道，斗门自动翻开，物料经过进料漏斗投入桶内。

为保证料斗准确就位，在上料架上装有限位开关，上行程有两个限位开关，下行程有一个限位开关，当料斗下降至地坑底部时，钢丝绳稍松，弹簧钢杆机构使下限位开关动作，卷扬机构自动停车。

制动式电机可保证料斗在满足负荷运行时，可靠地停在任意位置，制动力矩的大小由电机后座的大螺母调整。

图2.4上料系统

1.滑轮2.料斗3.进料料斗4卷扬机构5.上料架

卸料系统由卸料门、操作柄等机构组成，如下图。

卸料门安装在搅拌罐底部，通过操作柄可以使其绕水平轴迥转以到达启闭目的，通过调整出料。

两侧的密封条的位置来保证卸料门的密封。

图2.5搅拌机卸料机构

1—衬板；2—搅拌筒弧板；3—密封板；4—卸料门

2.2.4供水系统

1.供水系统的组成及结构

供水系统是电动机、水泵、节流阀及管路等组成，见图。

启动水泵，即可将注入搅拌筒，水的流量通过闸阀调节，供水总量由时间继电器控制。

当按钮转到“时控〞位置时，水泵会按设定的时间运转和自动停止，当按钮转到“手动〞位置时，可连续供水。

2.供水方式的选择

在混凝土搅拌机生产混凝土时，对混凝土质量影响较大的除了搅拌机自身的工作性能以外，就是供水精度。

由于供水精度要求控制在2%的范围内，故如何更好的满足精度问题是供水方式的选择，应加以认真考虑。

目前，国内运用的主要是时间继电器或虹吸式水箱控制供水精度。

但由于虹吸式水箱在不配备站的情况下有诸多不便，故而选用混凝土搅拌机专用水泵配以时间继电器控制，在误差允许范围内让供水时间略大一些，如果砂石过湿那么供水时间相对短一些。

3.供水系统的设备配置

时间继电器，供水开关控制，带防尘罩的电机。

4.供水系统结构示意图如下图

图2.6供水系统

1.喷水管　　2.进水管　　3.水源　　4.吸水管　　5.水泵

5.考前须知

1〕使用前应按图将附件安好

2〕使用前应检明电源电压，电机接线是否接好，确保用电平安

3〕使用前应检查轴的专项是否正确，转动是否均匀，不能有卡主，异常现象

4〕水安的吸上高度是包括能量损失在内的，因此泵的安装高度应低于吸上高度

5〕水泵启动后二分钟内没有吸上水，应停机检查

2.2.5电气控制系统

图2.7电气原理图

电气控制系统需要控制JS500混凝土搅拌机的主传动电机，供水系统电机，上料，下料等的电机。

所有电器控制元件都设在配电箱中。

电器元件控制满足的使用要求：

主电机可以点动以满足安装修理过程的要求。

电气控制线路设有空气开关，熔断器，热继电器具有短路保护，过载保护，断相保护的功能，所有控制按钮及空气开关手柄和指示灯均布置在配电箱门上，并设有门锁。

配电箱内的电器元件安装在一块铁板上，平安可靠，操作维修方便。

其原理图如上图所示。

2.2.6机架与支腿　

1．机架：

根据整体的布置情况和尺寸要求，按整体具体要求用槽钢，角钢焊接而成的，并按强度组装焊铆在一起，支承主机，并且使各部件空间位置固定形成一整体。

2．支腿：

由于本机容量较大，按国家城建法规要求卸料高度大于1.5m,采用长短腿配合使用。

搅拌时长支腿支承到达使用要求。

运输时可将支腿卸掉。

短支腿那么用于运输状态，卸去长支腿防止机架上各部件与车辆接触而受损。

3设计的主要计算及说明

3.1设计计算与说明

3

选择图2.4所示的传动方案的特点：

他不仅保证工作可靠，并且结构简单，尺寸简单，结构紧凑，传动效率高和使用维护方便，一次是一种经济合理的设计方案。

3

搅拌机的工作转速=30.25r／min；

根据传动比的推荐范围，V带一般的传动比范围是2-4；二级减速齿轮的传动比是8-40；齿轮的传动比是2。

又因为总传动比；

=〔3-1〕

他们分别表示带传动比、减速机传动比、齿轮传动比；

=32-320

故电机的可选范围是：

=×=〔32-320〕×

=968-9680

所以转速的范围是968-9680；

符合这一范围的同步转速电机有1500r／min、3000r／min两种。

一般不选那么3000r／min的电机，所以选同步转速是1500r／min的电机。

由设计手册选用Y160L-4电机。

它的根本参数性能如下表所示：

型号

额定功率

满载时

启动电流

启动转矩

转速

电流

效率

功率因数

额定电流

额定电流

r／min

A

%

A

A

YL160-4

15kw

1460

YL160-4电机的外形尺寸和安装尺寸等根本参数

机座型号

级数

A

B

C

D

E

YL160-4

4

254

254

108

42

110

续表；

G

H

K

AB

AC

AD

HD

L

37

160

15

330

325

255

385

645

中心高

外形尺寸

L（AC/2+AD）HD

底脚安装尺寸A×B

地脚螺栓直径K

轴伸尺寸

D×E

键尺寸

F×*GD

160

645（325/2+255）285

254×254

15

42×110

12

分配传动比：

由电机满载转速为=1460r／min，已经计算出了搅拌轴的转速=30.25r／min能得出传动装置的传动比为：

=/

合理分配传动比是设计中的重要问题，经查询资料和网上查询以及专用减速机的选用确定了传动比：

=1.9=16

3.1.3普通v带的设计计算以及带轮的设计计算

=P（kw）〔3-2〕

式中p-传递功率；

K-工作情况系数；

×15=19.5kw

根据计算功率×15=19.5kw和小带轮的转速〔即电机转速=1460〕选定v带型号为C型号。

3.确定两带轮的基准直径和

由v代为C型号带，查表选取小带轮的最小直径=200；一般取≧，取基准直径=200，大带轮基准直径可按=i计算。

=i×200=380；

m/s

V≦（=25-30m/s）

根据公式

0.7〔+〕≦≦2〔+〕

0.7〔200+380〕≦≦2〔200+380〕

406≦≦1160

为使结构紧促选=420，V带初算的基准长度可根据几何关系由下式计算

基准直径ld=1800mm；

小带轮上的包角按下式计算

小带轮包角适宜。

〔3-3〕

-包角系数；

-长度系数；

-单给带额定系数的增量；

-单给带额定系数；

查的=0.93，=0.85，=1.14kw，=5.86kw；

取z=4；

〔3-4〕

皮带轮的设计；

设计小带轮结构应满足以下要求；

结构工艺好、重量轻、没有太大的铸造内应力、质量分布均匀、安装对中性好、转速较高时，应经过动平衡试验。

轮槽的工作面要精细〔外表光洁度一般要到达3.2〕减少带的磨损，各槽的尺寸和角度应报是一定的精度，使载荷分布均匀。

均匀分布。

带轮材料常用灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料等。

灰铸铁应用最广，当时，用HT200；时，宜采用球墨铸铁或铸钢、冲压钢板焊接带轮。

小功率传动为可用铸铝或塑料。

带轮的结构形式和尺寸；

结构有四种形式1实心式2腹板式3孔板式4轮辐式。

当代轮基准直径〔d为轴径时〕采用实心式；当时采用腹板式；当时，可采用轮辐式。

小带轮基准直径所以采用腹板式；大带轮的基准直径，计算后的出mm，所以采用孔板式。

工程

符号

C型槽型尺寸

基准宽度

19

基准线上槽深

基准线下槽深

槽间距

l

25±

第一槽对称面至端面距

f

最小轮缘厚度

10

带轮宽

B

B=（z-1）l+2f

外径

轮槽角

表3.5带轮参数计算公式

结构尺寸

计算公式

B

C

L

小带轮的结构尺寸计算；

小带轮的基准