畢業設計-js1500型混凝土攪拌機設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 大，工作量減小，還可縮小兩端軸孔直徑，便于密封防漏，如下圖所示： 圖 攪拌機槽體 、攪拌軸的設計 在混凝土攪拌過程中，各葉片受力比較復雜，所以傳遞到攪拌軸上的彎曲應力和扭轉應力也相應比較復雜。由于攪拌軸的受力主 要以扭轉為主，為了便于計算，在攪拌軸的設計過程中按扭轉強度條件計算，采用增大安全系數的方法來保證攪拌軸的可靠性。 、攪拌軸的材料 和普通軸一樣，常用 45 號鋼，不重要的要求不高的可以選用 Q235 鋼。耐腐蝕要求較高或物料不被鐵離子污染時，應采用不銹耐酸鋼或采用防腐措施。 、攪拌軸的結構 攪拌軸常用實心和空心直徑。空心結構可以減小攪拌機的質量，但加工比較復雜，成本較高，通常采用實心結構。 強制式 攪拌機可拆式連接結構過去常用抱瓦式結構，目前多用插入式結構。如下圖所示： 抱瓦 三角鍵 攪拌軸 攪拌軸 卡塊 攪拌臂 聯接 太原科技大學 8 板 連接螺栓 攪拌臂 軸用擋圈 攪拌臂 攪拌軸 聯接螺栓 圖 連接結構 抱瓦式結構中的抱瓦需模鍛，插入式結構中攪拌軸上的攪拌臂的插入孔要求精度較高，需在鏜床上加工。相比較之下，本結構采用螺栓連接，可以降低加工難度，節約成本。 、攪拌軸的支承 一般情況下，攪拌軸依靠減速箱內的一對軸承支承。但是，由于攪拌軸一般較長而且伸在反應器內進行操作，這種軸承受條件較差。當 攪拌臂過長而又很細時，常常會使軸扭彎，使離心作用增加，最后達到完全破壞，懸臂的支承條件為： 1 4~5LB? 1 40~ 45Ld ? 式中： 1L —— 懸臂軸長度，單位 m。 B —— 軸承間距，單位為 m。 d—— 攪拌臂直徑，單位 m。 、攪拌軸計算 軸的扭轉強度條件為： ? ?395500000 .2 3TTTpTnWd??? ? ? 式中： T? —— 扭轉切應力，單位為 Mpa 。 T —— 軸所承受的扭矩，單位為 Nmm? 。 TW —— 軸的抗扭矩截面系數，單位為 3mm 。 n —— 軸的轉速，單位為 minr 。 p —— 軸的傳遞功率，單位為 kw。 太原科技大學 9 d—— 計算截面處軸的直徑 mm。 ??T? —— 許用扭轉切應力，單位為 Mpa 。 由表 15— 3 取 ? ? 20T Mpa? ? ， 0 140A? 直徑： ? ?? ?3333095500009550000TTpdnpnpAn???????? 式中： ? ?30 TA ?? 3 2 6 .8 21 4 0 1 4 4 .22 4 .6d m m? ? ? 說明：當軸截面上開有鍵槽時，應增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱。對于直徑100d mm? 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 3%；有兩個鍵槽時，應增大 7%。 則： m i n 1 .0 3 1 4 4 .2 1 4 8 .5 3d m m? ? ? 取軸的最細部分 的直徑為 160mm 。 、葉片的設計 連續式攪拌機的合理結構，技術參數的確定是一項迫切而急需的任務。在過去，曾研究過的攪拌葉片在軸上布置對混合物均質性的影響。對攪拌機筒體中充填性能及對機器生產率和攪拌過程耗電量的影響，在葉片合理布置下，葉片軸轉速對混合物均質性的影響，在合理的葉片布置和轉速下，攪拌機筒體的安裝傾角對攪拌過程及對混凝土制件強度指標的影響。下面是幾種常見的葉片布置方式和它們的特點。 太原科技大學 10 優點：可以使物料向箭頭所指方 優點：可以使物料朝著箭頭方向做 向流動，便于卸料。 環向流動，物料攪拌充分， 缺點：效率較低，不適于大批量 生產效率較高，適用于大中 連續生產。 型攪拌設備。 優點：兩軸葉片在外形上同向布置， 優點：葉片外形同向布置，筒體傾斜 并且筒體向卸料一側傾斜一 安裝，并且在卸料口處安有阻 個角度，便于卸料。 滯葉 片，攪拌均勻，便于卸料。 缺點 :結構復雜，生產困難。 缺點：葉片布置比較復雜，加工維修 困難，成本較高。 由于該攪拌機容量為 1500L，為大中型攪拌機，通過以上對各布置形式的分析，該設計選用圖（ b）形結構，物料在攪拌筒內的運動軌跡如圖 所示。 工作時 ,攪拌軸帶動攪拌葉片旋轉 ,強迫物料按預定的軌跡產生剪切、擠壓、翻滾和揉搓等強制攪拌作用 ,使物料在劇烈的相對運動中得到均勻攪拌。改進攪拌葉片的結構和曲面形狀 ,對提高攪拌質量、減小攪拌 阻力和降低功率消耗具有重要的意義。 太原科技大學 11 圖 雙臥軸式攪拌機物料運動軌跡 合理的葉片布置不僅可以提高混凝土的硬度和混凝土的生產率。而且可以減少原料的消耗，減少物料對機器的沖擊，還能延長機器的壽命。 由于兩軸的旋轉方向相反 ,兩軸間的料產生擠壓、翻滾和揉搓 ,以達到攪拌混合效果 顯然 ,在不破壞物料流運動的前提下 ,兩軸間物料逆流運動的頻次越高 ,揉搓和擠壓作用就越充分 ,攪拌效果就越好。通過對葉片相對運動分析可知 :攪拌葉片正反排列得到的逆流次數要比攪拌葉片雙正排列得到的次數多 ,因此攪拌作用更強烈 ,攪拌質量也更好。并且隨著攪拌葉片數量的增多 ,這種優勢會更加明顯。但這種情形下，那么攪拌葉片的運動順序破壞了拌筒內物料的大流動。這是因為物料以連續遞推的方式前進。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時參加攪拌 ,并且二者對物料推動的方向相反。由于葉片的反向推動 ,有可能該葉片的相鄰葉片無料可攪 ,從而導致一根軸上葉片內的物料無法推出來。 為了防止物料在機體兩端受到擠壓 ,應在物料進口端只設正向葉片 ,在出口端僅設反向葉片。實體面型螺旋葉片具有攪拌效率高、輸送物料性能好，因此在入料口設置這種葉片。但這種葉片容易使物料形成“裹軸” 現象。而帶式面型螺旋葉片雖然在輸送效率上，稍差于實體面型螺旋葉片，但物料不會形成低效區。這對物料在沿軸向運動是比較有利的。特別物料在長距離輸送時，帶式面型螺旋葉片充分發揮了自己的優點。 雖然攪拌葉片正反排列得到的逆流次數要比攪拌葉片雙正排列得到的次數多 ,因此攪拌作用更強烈 ,攪拌質量也更好。但這種情形下，攪拌葉片的運動順序破壞了拌筒內物料的整體流動。這是因為物料以連續遞推的方式前進。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時參加攪拌 ,并且二者對物料推動的方向相反。由于葉片的反向推動 ,嚴重時，可能造成該葉片的相鄰葉片無料可 攪 ,從而可能導致一根軸上葉片內的物料形成斷料現象。 為了避免這種情形的產生，根據試驗結果 ,反向葉片的長度一般為正向葉片的 1/2～2/3 較好。此外，采用螺旋槳葉片，作為反向葉片，各葉片均勻分布在軸上。這種葉片，可以承受較大的反向推力，攪拌的效率較高。螺旋槳葉片間斷的分布在軸上，不能導致對 太原科技大學 12 攪拌軸的斷料形成。 機內的物料被正、反葉片分成兩部分 ,一部分向前推進 ,另一部分則向后推送 ,使物料產生連續不斷的軸向往復運動 ,將處于不同半徑處的物料翻轉 ,在正反葉片的共同作用下 ,物料在機內反復翻動、擴散、攪拌、揉搓 ,使物料混合均 勻。由于正向葉片大于反向葉片 ,所以物料在作軸向往復運動的時候 ,總體上是向出料口方向前進的 ,因而可以滿足連續工作的要求。此外 ,物料由通常的單向運動方式改為往復運動 ,使得設備在有限的長度，提高物料的生產率和攪拌效率。 在葉片的選擇上，根據目前國內外臥軸式攪拌機葉片結構型式看，廣泛采用鏟片式，就單個葉片來說，它是一個平板，他通過攪拌臂與軸形成一體，使全部葉片呈螺旋線分布，葉片間沒有直接聯系，因而這種化整為零的結構方式具有很突出的優點。它使得葉片的加工安裝非常方便，從而代替了加工安裝要求高的螺旋帶葉片。從磨損角度看 ，鏟片式易受到局部磨損，這是因為物料與葉片之間的滑動逐步不均勻，而且波動，易形成卡料，使磨損加劇，攪拌效果有所下降，故從磨損和攪拌效果來看，鏟片式比螺旋帶式差。但鏟片式在以后的維護保養和維修過程中比較方便，并且葉片是標準化大批量生產，可以降低成本。所以，綜合考慮，該設計應選用鏟片式葉片，整體結構和葉片布置如下：