單臥軸混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計

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1、圖書分類號： 密 級: 畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 單臥軸式混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計 THE DESIGN OF SINGLE HORIZONTAL SHAFT CONCRETE MIXER 學(xué)生姓名 班 級 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱 指導(dǎo)教師 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨立進(jìn)行 研究工作所取得的成果.除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外,本論文不含 任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果.對本文的研究做出重 要奉獻(xiàn)的個人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)注. 本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承當(dāng). 論文作者簽名： 日期： —年 月

2、 日 學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書 本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定,即：本校學(xué)生在 學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸所擁有.有權(quán)保存并向國家有關(guān)部 門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝,允許論文被查閱和借 閱.可以公布學(xué)位論文的全部或局部內(nèi)容,可以將本學(xué)位論文的全部或局部 內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制 手段保存和匯編本學(xué)位論文. 論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 摘要 隨著市場對于泡沫混凝土需求的不斷增加,高質(zhì)量混凝土攪拌機(jī)的研究也刻不 容緩,本文中的混凝土攪拌機(jī)正是近些年逐步開展

3、起來的新式混凝土攪拌機(jī). 通過 不斷地研究,新式的強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)具有很多非常突出的優(yōu)點, 即實際生產(chǎn)效 率高、混凝土攪拌質(zhì)量好、電機(jī)能耗低等優(yōu)點,并且針對泡沫混凝土物料在結(jié)構(gòu)上 做了一些優(yōu)化. 攪拌機(jī)的傳動系統(tǒng)首先是通過電動機(jī)輸出扭矩, 然后通過傳動帶,再由減速器 通過聯(lián)軸器將扭矩傳遞到攪拌軸上,最后攪拌軸上的葉片帶動混凝土旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn) 攪拌的動作.本文中的混凝土攪拌機(jī)對原有的攪拌機(jī)葉片磨損問題和軸端密封問題 提出了進(jìn)一步的研究解決方案,延長了攪拌機(jī)的工作壽命并且提升了混凝土的攪拌 質(zhì)量. 關(guān)鍵詞混凝土攪拌機(jī)；泡沫混凝土；傳動系統(tǒng)；葉片；軸端密圭寸 Abstract With

4、 the increasing requirements of the foam concrete,the research of concrete mixer of high quality is also urgently needed,andthe concrete mixer in this article is gradually developed new concrete mixer in the recent years.Through continuous research, the new compulsory concrete mixer has a lot of ver

5、y prominent advantages, namely the high efficiency of actual production, the good quality of concrete mixing, the low electrical energy consumption and so on and it makes some optimization of the structures to adapt the foam concrete materials. First through the motor output torque, and then throug

6、h the belt, again by the speed reducer through coupling transferring torque on the stirring shaft, the final blade on the stirring shaft turns the concrete so as to realize the mixing action. In this article, concrete mixer put forward further research solutions on the original mixer blade wear and

7、tear problem and the problem of shaft end seal, prolonging the life of the mixer and improving the quality of concrete mixing. Keywords concrete mixer foam concrete transmission blade shaft seal 摘 要 1 目 錄 3 1 緒論 5 1.1泡沫混凝土的性能以及前景 5 1.2混凝土攪拌機(jī)開展的前景與研究的目的 6 1.3攪拌實現(xiàn)的任務(wù) 6 1.4當(dāng)下混凝土攪拌機(jī)的開展

8、趨勢 6 1.5設(shè)計內(nèi)容 7 2 攪拌機(jī)的總體設(shè)計方案 8 2.1 混凝土攪拌機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 錯. 誤！未定義書簽. 2.2 整體結(jié)構(gòu)原理確實定 錯.. 誤！未定義書簽. 2.3 主要的結(jié)構(gòu)尺寸確實定 錯. 誤！未定義書簽. 2.4 攪拌機(jī)的主要組成裝置 錯. 誤！未定義書簽. 2.4.1 攪拌裝置 錯.. 誤！未定義書簽. 2.4.2傳動系統(tǒng) 錯.. 誤！未定義書簽. 2.4.3上料系統(tǒng) 錯.. 誤！未定義書簽. 2.4.4卸料機(jī)構(gòu) 錯.. 誤！未定義書簽. 3 混凝土攪拌機(jī)葉片參數(shù)的選擇 錯. 誤！未定義書簽. 3.1 攪拌機(jī)工作原理的簡介

9、 錯. 誤！未定義書簽. 3.2 葉片大小及葉片角度的選擇 錯誤！未定義書簽. 3.4 容積利用系數(shù)的分析 錯. 誤！未定義書簽. 4 確定驅(qū)動電機(jī)的型號 錯. 誤！未定義書簽. 5 確定傳動比以及軸性能參數(shù) 錯. 誤！未定義書簽. 5.1 攪拌機(jī)傳動比的計算 錯. 誤！未定義書簽. 5.2 高速軸動力參數(shù)的計算 錯. 誤！未定義書簽. 6 確定減速器型號以及傳動帶相關(guān)參數(shù) 錯誤！未定義書簽. 6.1 減速器的選擇 錯. 誤！未定義書簽. 6.1.1 首先要計算出所需的額定功率 錯誤！未定義書簽. 6.1.2 檢驗減速器熱平衡許用功率 錯誤！未定義書簽

10、. 6.2 帶的計算 錯.. 誤！未定義書簽. 6.2.1 確定計算功率 錯. 誤！未定義書簽. 6.2.2 選擇帶型 錯.. 誤！未定義書簽. 6.2.3 確定傳動帶的基準(zhǔn)直徑 錯. 誤！未定義書簽. 6.2.4 校核帶的速度 錯. 誤！未定義書簽. 6.2.5 計算從動輪的基準(zhǔn)直徑 錯. 誤！未定義書簽. 6.2.6 計算中央距以及基準(zhǔn)長度 錯誤！未定義書簽. 6.2.7 校核主動輪上的包角 錯. 誤！未定義書簽. 6.2.8 確定傳動帶的根數(shù) 錯. 誤！未定義書簽. 7 確定攪拌軸、聯(lián)軸器和鍵的尺寸型號 9 7.1攪拌軸的設(shè)計 9 7.2

11、聯(lián)軸器的選擇 10 7.3鍵的選擇 11 7.3.1選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 11 7.3.2校核鍵的連接強(qiáng)度 11 8 攪拌軸位置確實定以及受力分析與校核 13 8.1 位置確實定 13 8.2 攪拌軸受力情況分析 13 8.3攪拌軸上彎矩和扭矩分析 14 8.4 核軸的強(qiáng)度 18 9 攪拌臂的受力計算和校核計算 19 9.1 攪拌臂的受力分析 19 9.2 攪拌臂的受力設(shè)計以及校核計算 19 10 確定攪拌臂上連接螺栓的參數(shù) 21 11 軸承的受力分析以及校核 22 12 軸端密封裝置的改良 25 12

12、.1 早期的開式迷宮密封 25 12.2 閉式密封 25 12.3 改良型軸端密封 25 13 安裝.使用.維護(hù)和說明 26 13.1安裝說明 26 13.2使用說明 26 13.3操作要點 26 13.4維護(hù)保養(yǎng) 27 結(jié)論 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 29 名稱 幡改日期 ? 1 q 丹 11 大小 .CADtuzhi 2021/3/15 10:37 文件夷 違側(cè)葉片?如g 2O15/5/1S 9:03 AutoCAD 圏形 59 KB 勺齒如.如g 2021/5/18 9:04 AutoCAD

13、圏形 65 KB 色 ^S^PPT.ppt 2021/4/28 14:15 Microsoft Office... 72 KB □大芾輪 2021/5/29 11:09 BAK文件 64 KB 令大帝鴕.dwg 2021/5/29 11:09 AutoCAD 圉形 64 KB 型J單￡卜戟式溜握土3辭口的設(shè)計.Tx 2021/5/29 12:19 Microsoft Office,,, 1601 KB 乞齒輪血g 遍高速級7曲tdvvg f咸1器裟配^.dwg 整篇論文全套圖 外文譯QQ3363913622 * ■ ■ II 遇 曲師?裝配剽 缶？

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15、9 BAK文件 87 KB F負(fù)小釋￡?dwg 2021/5/29 11;09 AutoCAD 圏形 S7 KB 電］葉片形心計算品匸 2021/5/25 13:15 Microsoft Office-.> 57 KB 氐 fiSW.png 2021/3/15 10:39 PNG圏噤 15 KB f中閭鈿,dwg 2021/5/18 9:12 AutoCAD 圏形 66 KB 1緒論 1.1泡沫混凝土的性能以及前景 近些年來隨著很多城市建筑大樓火災(zāi)事故的頻發(fā),國家開始致力于研究新型的 混凝土材料,能夠擁有更多優(yōu)良的性能.泡沫混凝土應(yīng)運而

16、生,泡沫混凝土是一種 兼具隔音、輕質(zhì)、保溫、耐火等多種特性一種多功能新型材料,它在建筑節(jié)能防火 領(lǐng)域充當(dāng)?shù)慕巧絹碓街匾?到目前為止,市場上銷售最為廣泛的泡沫混凝土中有 一些比擬重要的組成局部,比方有泡沫劑、水泥、粉煤灰、和水等等這些.在有些 建筑物有特別的要求的時候,比方對保溫效果有特別的嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn), 我們可以適時 改變它的一些主要的成分,比方可以在攪拌的過程之中參加一些有機(jī)高分子聚合物 來使得混凝土物料實現(xiàn)更加優(yōu)良的性能. 泡沫混凝土的制造工藝流程主要是： 將泡 沫劑與水成比例混合在一起, 然后通過混凝土發(fā)泡機(jī)制造出大量的泡沫, 隨即將這 些泡沫與原本混凝土攪拌機(jī)內(nèi)的物料進(jìn)行混合攪拌即可,

17、 最后在經(jīng)由剩下的一系列 工序加工制造出內(nèi)部是多孔狀的混凝土.由于它兼具隔音、輕質(zhì)、保溫、耐火等眾 多顯著的優(yōu)點,目前泡沫混凝土的市場正在逐步擴(kuò)大 [1]. 1.2混凝土攪拌機(jī)開展的前景與研究的目的 在當(dāng)今世界, 水泥生產(chǎn)行業(yè)中國可以說是首屈一指, 近些年更是隨著國內(nèi)建筑 行業(yè)的不斷興起, 每年都會有數(shù)以億噸的水泥被用于社會的生產(chǎn)實踐當(dāng)中去. 并且 每年很多特大城市幾乎都會有建筑發(fā)生火災(zāi), 因此對于一種具有防火、 保溫、隔音 等等優(yōu)點的建筑材料的研究刻不容緩. 泡沫混凝土隨即出現(xiàn), 泡沫混凝土兼具了以 上所說的諸多特點, 它在建筑領(lǐng)域的影響也越來越大, 但是在泡沫混凝土的生產(chǎn)裝 備技術(shù)方面

18、以及相關(guān)的尖端應(yīng)用領(lǐng)域, 我們國家仍然落后于很多西方興旺國家非常 大的一段距離. 混凝土攪拌機(jī)是泡沫混凝土制品不可或缺的生產(chǎn)設(shè)備, 研究出兼具 性能穩(wěn)定、工作效率高、電機(jī)功耗小等優(yōu)點的細(xì)石混凝土攪拌機(jī),是刻不容緩的, 并且這種新型的混凝土攪拌機(jī)對于加速推廣泡沫混凝土在建筑行業(yè)的應(yīng)用具有非 常重要的意義 [2] . 1.3 攪拌實現(xiàn)的任務(wù) .......................... 1.4當(dāng)下混凝土攪拌機(jī)的開展趨勢 在最初研究開展攪拌機(jī)的時候, 建筑行業(yè)比擬認(rèn)可的還是自落式的攪拌機(jī). 隨 著人們對于混凝土攪拌質(zhì)量以及攪拌效率要求的不斷提升, 又慢慢研制出了很多其 余類型的攪拌機(jī)

19、. 比方：強(qiáng)制式攪拌機(jī). 同時強(qiáng)制式攪拌機(jī)還被進(jìn)一步地進(jìn)行了更 細(xì)的劃分, 根據(jù)它們軸的安裝方向的不同, 又分為了立軸與臥軸這兩種分類. 截止 到目前為止,國際上的強(qiáng)制式的還都是根據(jù)這種方法進(jìn)行劃分的. 臥軸式攪拌機(jī)是近些年來新興開展的攪拌機(jī)型. 由于該機(jī)型葉片耐磨性好, 攪 拌效果優(yōu)良,葉片運轉(zhuǎn)速度較低, 電機(jī)能耗低,并且能夠加工制造成出料量較大的 攪拌機(jī).通過近些年不斷地研究開展, 我國自行研制出了多種型號的臥軸式混凝土 攪拌機(jī),并且它們的技術(shù)和相關(guān)參數(shù)都已經(jīng)根本完善. 強(qiáng)制式單臥軸攪拌機(jī)具有很多顯著的優(yōu)點, 即實際生產(chǎn)效率高、 混凝土攪拌質(zhì) 量好、電機(jī)能耗低等優(yōu)點. 另外強(qiáng)制式混凝土

20、攪拌機(jī)如果按結(jié)構(gòu)區(qū)別劃分的話, 有 單、雙臥軸式的區(qū)分. 雖然兩者在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別, 但是二者的攪拌原理及功能特 點卻是十分相似的 [4] . 1.5設(shè)計內(nèi)容 ................ 2 攪拌機(jī)的總體設(shè)計方案 ................................ 7確定攪拌軸、聯(lián)軸器和鍵的尺寸型號 7.1攪拌軸的設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)沒有一些固定標(biāo)準(zhǔn)的形式,在一般的工作條件之下,軸的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng) 該滿足以下的一些條件: 〔1〕 軸本身的加工制造工藝應(yīng)該相對來說簡單一點,與此同時軸上所安裝的 零件應(yīng)該要比擬方便裝卸；另外,軸的各個局部的受力要均勻,否那么工作狀況將不

21、 會穩(wěn)定；同時,軸上所安裝的零件定位一定是唯一可靠的； 〔2〕 攪拌軸在工作當(dāng)中,主要承受的還是是扭矩對其所產(chǎn)生的作用,因此在 初步計算軸的直徑的時候,我們只需根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的條件進(jìn)行校核計算見式 〔7.1〕 W 0.2d3 即: T 0.2〔.T 】 式中 W 攪拌軸的抗扭截面模量,它的單位為 mm3 d ――攪拌軸計算截面處軸的直徑,它的單位 mm T——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,單位MPa T 軸所受的扭矩,單位N mm L」一一許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,單位為 MPa 加工制造的材料選用45鋼,I」=30L 40MPa,取〔■ J - 40MPa 然后將這些數(shù)據(jù)代入公式可得： 二 9

22、0.31mm 3 4361.33 0.95 103 V 0公40 軸上有鍵聯(lián)接,因此需要增加軸徑的 4%L 5%,選取d1 =95mm,該尺寸即為 攪拌軸軸頭的直徑大小. 然后再根據(jù)其余的幾個長度條件,選取軸的第一截處的長度大小為 l1 = 170mm. 〔3〕由于軸的正常工作運轉(zhuǎn)的時候速度不是很高,并且在軸線方向上還受到 周期性的軸向力的作用,所以在這些現(xiàn)實的工作狀況之下,我們初步?jīng)Q定使用圓錐 滾子軸承,它的國家標(biāo)準(zhǔn)型號為 32122,并且該種型號軸承的內(nèi)徑尺寸大小為 95mm ,根據(jù)這個條件緊靠著的第二截的軸徑尺寸大小應(yīng)為 d? =110mm,同時根據(jù) 軸上其余零件的一些尺

23、寸要求,選取12 = 125mm. (4) 根據(jù)加工制造以及裝配過程中的工藝性的一些要求,為了使得分布安裝 在軸上的零件的安裝和拆卸變得更加的方便, 應(yīng)該將軸的尺寸大小設(shè)計成由正中間 向軸的兩端逐漸越來越小.選取 d3 = 120mm,I3 = 1496mm. (5) 根據(jù)上述選用型號的軸承的內(nèi)徑的一些要求,初步選取 d4 = 110mm,選 取I4 =75mm.具體情況見圖7-1. 圖7-1 攪拌軸 7.2聯(lián)軸器的選擇 查閱資料可得到聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩的建議使用公式見式 (7.2) 0 Tc 二 KT =9550 K PW =7020 K -Ph

24、 n n 式中 Tc ――聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩N m T ――聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩N m Tn 聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩N m P ――驅(qū)動功率kw FH 驅(qū)動功率kw n 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速r /min K――聯(lián)軸器的工作情況系數(shù) 在攪拌機(jī)聯(lián)軸器理論轉(zhuǎn)矩的整個計算過程之中, 效率值得大小取值為 二0.90. T 〒 =0.90 16 302.87 =4361.33N m 再查閱表格,得工作情況系數(shù) K =1,那么 花二 KT =1.75 4361.33 = 7632.83N m 由于在生產(chǎn)實踐之中,混凝土攪拌時機(jī)受到?jīng)_擊載荷的一系列影響,因此它在 正常工作的時候,狀態(tài)也不是很穩(wěn)定的,在

25、查閱標(biāo)準(zhǔn)手冊之后,綜合考慮這些影響 因素,覺得選用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器更加適合. 由于該種類型的聯(lián)軸器具有以下一些顯著的特點：它主要被用于將兩個相同軸 線的傳動軸系聯(lián)系在一起,并且同時它還能夠自動根據(jù)兩個軸之間相對偏移進(jìn)行相 應(yīng)的變動和也具備減少震動的水平.工作環(huán)境的溫度大致為 -20cL|70c,能夠傳 遞的公稱轉(zhuǎn)矩范圍為100L 2500000N m.由于它能傳遞一個較大的扭矩并且同時 該種型號的聯(lián)軸器的占用空間比擬小,另外在更換聯(lián)軸器上的彈性元件的時候也非 常的簡單,因此選用該種型號的聯(lián)軸器. 選用ZL7型號的聯(lián)軸器完全可以滿足上述的條件,并且它的參數(shù)見表 7-1 0 表7-1聯(lián)軸

26、器的參數(shù) 型號 公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速 軸孔直徑 軸孔長度 D B 質(zhì)量 轉(zhuǎn)動慣 量 Y 型 J1 型 ZL7 10000N /m 2900r / min 95,110 L L1 260 113 66.3 0.56 216 167 7.3鍵的選擇 7.3.1選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 在正常的情況下我們都選擇使用平鍵聯(lián)接,因此在本文中也選擇使用正常的圓 頭普通平鍵. 與上文中所用型號的聯(lián)軸器這兩者之間相互配合的軸的直徑尺寸大小為 d =95mm ,并且從?機(jī)械設(shè)計根底?一書的表格中可以查詢得知圓頭普通平鍵截 面處的各個 尺寸大小分別 為

27、：鍵 的寬度大小為b = 28mm,鍵的高度大小為 h=16mm, ZL7型號的聯(lián)軸器的軸孔長度大小為 Li = 167mm,同時綜合考慮這些 條件因素,最終選取鍵的長度尺寸大小為：L= 140mm. 732校核鍵的連接強(qiáng)度 查閱相關(guān)資料,可以知道許用擠壓應(yīng)力的取值范圍大致為： Lp =100L120MPa,我們從中選取一個中間值 Lp =110MPa,并且根據(jù)上文中 得出的鍵的長度尺寸,可以求出鍵有效的工作長度大小見式 (7.3) o l 二 L _b =140 _28 = 112mm 式(7.3) 上文中所選取的鍵與ZL7型號的聯(lián)軸器的鍵槽這兩者之間的接觸高度尺寸大 小見式(7

28、.4). k = 0.5 h = 0.5 16= 8mm 式(7.4) 再將這些結(jié)果代入下面關(guān)系中,具體見式(7.5). ?2T 1.3 kid 式(7.5) 求得: 3 2 4361.33 10 = 110MPa -p 102.47 MPa p p 8 112 95 - p 因此上文中所選取型號的的圓頭平鍵的各項性能參數(shù)都滿足工作強(qiáng)度的要求. 該型號的鍵的標(biāo)記為：鍵 28 16 GB/T1096 -1979 . 8攪拌軸位置確實定以及受力分析與校核 8.1位置確實定 根據(jù)葉片的尺寸參數(shù)V=125mm,其中側(cè)葉片與端板這兩者之間的距離大小為 L|

29、=125 cos34 = 103.6mm,但是同時還需要想到攪拌筒的內(nèi)壁的耐磨層也是有一 定的厚度以及側(cè)葉片在正常的工作過程當(dāng)中與端板之間不能有碰觸, 因此確定其尺 寸為J = 105mm.所以它的形心與端板耐磨層這兩者之間的距離大小應(yīng)該為 L2 =105?12=117m m.其次攪拌葉片的分布一定是均勻?qū)ΨQ的,由于如果葉片分 布不均勻,那么攪拌機(jī)將受力不均勻.根據(jù)攪拌機(jī)葉片的對稱性,各自在內(nèi)部的空 間都是一樣的,又由于攪拌機(jī)的總長度為 1560m m,所以每組葉片各占據(jù) 780mm.將側(cè)葉片所占的距離去掉之后還剩下 780 - 117二663mm ,再根據(jù)在生產(chǎn) 現(xiàn)實中的工作情況再分配

30、其余兩個葉片距離端板之間的距離大小, 中間葉片的距離 大小為L^ 380mm,剩下的一塊葉片的距離大小為 L^ 660mm. 8.2攪拌軸受力情況分析 T = 4361.33 N m : 4362N m 根據(jù)上文可得,回轉(zhuǎn)中央處的半徑大小為 R = 376.33mm,取整得R=380mm 那么攪拌軸受力大小為： 4362 100°=11479N 380 考慮到攪拌機(jī)的在生產(chǎn)實踐中的一些因素, 設(shè)計在安裝的時候?qū)讉€攪拌臂之 間根據(jù)90分布.并且當(dāng)只有四個葉片受到力的作用的時候,攪拌軸上作用的力的 大小是最巨大的,并且這個時候也最容易出現(xiàn)故障.即在這個時候1 , 2 , 5 ,

31、6號 葉片會參與到攪拌工作當(dāng)中去,這時采用下面的近似計算見式 (8.1). 1 2 3 4 5 6 圖8.1攪拌軸受力情況分析圖 F「F2t Ft5 Ft6 =11479N 式(8.1) 其中內(nèi)葉片2, 5大小尺寸皆相同,并且還對稱分布； 1 , 6也是大小 尺寸相同,并且以攪拌的中央截面為對稱平面分布 所以顯然可知： F2t二F5t ,Fit二F& 并且1 2所兩個葉片關(guān)系見式(8.2)0 電=魚=84000 =1.0256 式(8.2) Ft2 S2 81900 式中： Fti , Ft2 , Ft5 , Ft6 ――分別對應(yīng)軸上分布的葉片受到的切向力 因此

32、Ft1 = Ft6 = 2906N Ft2 二 Ft5 二 2833N 側(cè)葉片受力： Fa1 = Ft1 sin45 2906 tan34 ： = 1960N , Fa1 = Fa6 = 1960N 中間葉片受力情況： Ft2 = Ft5 = 2833N 8.3攪拌軸上彎矩和扭矩分析 根據(jù)實際的情況安排,支撐點與端板內(nèi)壁這兩者之間的距離取 L^ 38mm,并 且軸上幾個葉片處的各個作用力的情況見圖 8-2 o 圖8.2各個葉片處的受力情況 對上圖中的幾個作用力的方向假定如下：首先設(shè)定平行于軸的方向為 Z軸方 向,垂直于平面并且指向外面的方向為 X坐標(biāo)軸的正向,分別

33、與上述的兩根坐標(biāo) 軸相垂直的方向為丫軸正方向,那么受力分析圖見圖8-3o 圖8.3 1、2葉片作用力的分解情況 Ft2y - Ft2x ~ Ft2 COS45 圖8.4 5、6葉片作用力的分解情況 Ftix = Ft1 cos45 = 2906 — = 2055 N 2 = 2833 - 2003N 2 Ft5y = Ft5x = Ft5 cos45 =2833 2 =2003N 2 Ft6廠 Ft6x=Ft6 COS45、2906 至=2055

34、N 2 對左右這兩個支承點各自進(jìn)行力矩平衡與力平衡計算: Fiy 1636 二 Riy i 1598 -117 - Fai 380 - Ft 2丫 i 1598 - 380 斤5丫418 - Ft6Y 155 Fa6 380 %也出已站⑵8 % 418十站155 =686N 1636 二 FY 二 0= F2Y = 686N F1X 1636 =斤你 1598-117 Fa1 380 Ft2x 1598-380 'Ft5X 418 ' Ft6X 155 - Fa6 380 F1X Ft1X 1481 Ft2x 1218 Ft5X 418 Ft6X 155 1636 -

35、F X =0= F 2X = Ft1x ' Ft2 X Ft5 X Ft6X - 4056 = 4060N 根據(jù)上文得出的數(shù)據(jù)對這四個地方的彎矩和扭矩進(jìn)行計算： A點： M A, = F1y 155 = 686 155 = 106330N mm MAy=F1x 155^-4060 155=-629300N mm TA 二T =4362N m B點： M Bx = F1y 418 - F1y 263 Fa1 380 -686 418-2055 263 1960 380 =491083N mm M By = F1x 418 - F1x 263 - Fa1 380 = 4060

36、 418 -2055 263 -1960 380 =411815N mm TB =T -FAt 470 =4362 10‘-2906 380 = 3257720N mm C點： Mcx 二 F2Y 418 -Ft6Y 263-Fa6 380 = 686 418 2055 26 3 1 96 --998517N mm M CY = F2x 418 - Ft6y 263 - Fa6 380 = 4060 418 -2055 263-1960 380 =411815N mm TC 二 T - FAt 380 - FBt 3800 二 4362 103 - 2906 380 -

37、2833 380 = 2181180N mm D點: M dx = F2y 150 =686 155 = 106330 N mm MDy = -F2x 1 55 =406 0 1 5=5 - 6 2N3 3n0r0i Td =T - FAt 470- FBt 470- FCt 470 3 = 4362 10 -2906 380-2833 380 -2833 380 =1104640 N mm 應(yīng)為本文中研究的軸所受到的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力是一個脈動循環(huán)的變應(yīng)力, 因此選取 折合系數(shù)〉=0.6. Ma Max f +(MaJ = J106330f =j64100(f+(0.6漢 32

38、57720)2 =2.06006N mm C: Mc j(Mcx $ +(MCy f = 乂9985172 +4118152 =1.08"06N mm J(MC $ +云TC $ =J10800002 +(0.6沃2181180)2 =1.70"06N mm + 6293002 = 6.38 x 105 N mm (?TA f =^'638000^+(0.^4362000^ =6.9^ 105N mm Mb MBx $ +(MBy f =J4910832 +4118152 =6.4徑 105N mm 2 Mb) Wb Md =』Mdx )2 +(

39、MDy i = Jl063302+62930(f =6.38x105N mm J(MD f +亦D 2 =j6380002+(0.6燈104640)2 =9.20x105 N mm 8.4核軸的強(qiáng)度 根據(jù)第三強(qiáng)度理論,有關(guān)系見式(8.3 )與(8.4). --ca 二 2 : 2 + 41—— IW丿 Jm 2 +(O(T $ .3 二 d W ==俺 0 ? d3 32 上式聯(lián)立可得如下關(guān)系,見式( 3 ,M 0. d * " 2 2 +(町) 8.5) 式(8.3) 式(8.4) 式(8.6) 根據(jù)上面的數(shù)據(jù)可以知道,B點的計算彎矩,M^ :T

40、 2是四個點之中最大 的,參考?機(jī)械設(shè)計?一書中的表15-1可得卜d I - 65MPa.代入上式可得： 6 3 0.1d3 - 2.06 10 65 即: d - 88.18mm 由于攪拌軸輸入端連接聯(lián)軸器需要開鍵槽, 所以軸徑需要增加4%L 5%,攪拌 軸上尺寸最小的直徑為dmin =95mm,那么明顯可知攪拌軸的強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn) 9攪拌臂的受力計算和校核計算 9.1攪拌臂的受力分析 根據(jù)攪拌臂在實際得生產(chǎn)實踐中的工作情況, 可畫出如下所示的受力分析見圖 9-5. 圖7.5攪拌臂受力分析 如下圖彎矩對攪拌臂影響是最為巨大的,關(guān)系見式 (9

41、.1). M 二 F x 二 Ft「 式(9.1) 式中M ――攪拌臂上所受到的彎矩作用 Ft ――攪拌臂所受到的切向作用力 l'——切向作用力與受力端這兩者之間的距離 9.2攪拌臂的受力設(shè)計以及校核計算 攪拌臂所受到的彎矩作用大小求解見式(9.2) Mmax 二 Ft R 式(9.2) 當(dāng)3與4兩只葉片同時作用的時候,攪拌臂受到最大的切向作用力,同時 所受到的彎矩也是最大的.明顯可得： Ft3 F 11479 2 2 =5739.5 N 可順勢求出攪拌臂上所作用的最大彎矩大小為 Mmax =5739.5 0.38 = 2181.01N m 選取

42、b與h關(guān)系系見式〔9.3〕. b _ 1 h _6 max 2181.01 bh2 6 式(9.3) 選取加工制造攪拌臂的材料為 Q235,另外它的彎曲疲勞極限值大小為 二 j =170MPa. ―2181.01 36 103 .77.3mm 170 再留取一段平安距離長度 10mm,取整可得h = 90mm,那么: =15mm 10確定攪拌臂上連接螺栓的參數(shù) 在實際的工作實踐當(dāng)中,螺栓組還會受到一個切向力 F的作用,那么這時這 一組螺栓主要將會受到一個傾翻力矩 M的作用. Mmax =2181.01N m 那么這個時候螺栓受到的最大力 Fma

43、x見式〔10.1〕 Fmax MLmax ~4 、L2 i 4 2 2181.01 2 150 10〞 二 7270N 式(10.1) 因此受到的軸向工作載荷的大小為 F二Fmax =7270N,還需要滿足兩個相互連 接的平面之間不發(fā)生滑移的現(xiàn)象,即公式fFaZ_KsF,即需要滿足關(guān)系見式〔10.2〕 F0 fz 1.2 7270 14540N 0.15 4 式(10.2) 這里取 Ks = 1.2, f =0.15 o 根據(jù)上面的計算,選取 F0 =14540N o 那么螺栓所受到的總拉力為： 取Cm "Cb,那么 Cb 1

44、 F2=F0 b F =14540 7270 =15994N Cb 6 5 螺栓上最危險地方的直徑所需滿足的關(guān)系見式〔10.3 〕 式(10.3) 查表取I -- I -180MPa,那么有: 4 1.3 15994 V江疋180 = 12.127mm 同時還考慮螺栓在使用過程之中的平安性與它的壽命, 因此選用螺紋公稱直徑 為d -16mm的螺栓. 11軸承的受力分析以及校核 由于混凝土攪拌軸的運轉(zhuǎn)速度不是很快,并且作用在其上的軸向力還是有規(guī)律 的,因此根據(jù)這些生產(chǎn)實踐中的實際情況,初步確定為 32022圓錐滾子軸承.受力 情況見圖11-1. 葉片3與4的

45、分別單獨作用的效果是一致的,并且這個時候所產(chǎn)生的軸向 作用力是最大的,顯然也是也最危險的,因此只需考慮這一種情況是平安的便可以 了. 根據(jù)上文的計算數(shù)據(jù)可以知道： Ft4 -14540N Fa4 二 Ft4 tan34：,14540 tan3才：9807N Ft4x 二 Ft4y 二局 sin45〃 =14540 sin45 : 10281N 垂直方向上的支反力為: FRV1 1560 76 = Fa4 380 Ft4y 660 38 F rvi 9807 380 10281 698 , 4386n 1636 二 Fy = 0 Fr V2 = F 4 廠 F R1

46、V =1 0 2 8 1— 4 3 8 6 5 N9 5 水平支反力： Frh1 1560 76 - -Fa4 380 Ft4y 660 38 F RH1 -9807 380 10281 698 1636 :2108N FX = 0 FRH2 = F14x-FR1Hm028 1…210=8 8 N7 3 合成支反力： Fr1 = ■. FRV12 - FRH12 =好43862 21082 =4866N Fr2 二 FrV22 FrH22 二■ 58952 81732 ： 10077 N 根據(jù)?機(jī)械設(shè)計? 書,可以得到丫 =1.4,Cr =245 103

47、 N,那么 匚 Fr1 4866 廠d1 — — 1/38 N 2Y 2 1.4 Fr2 10077 F d2 :3599N 2Y 2 1.4 軸承1、2軸向力: Fa^max Fd1,Fd2 Fa4 = max 1783,3599 9807 = 13406N Fa2 = Fd2 =3599N 其次計算當(dāng)量動載荷R與P2這兩個量的大小,查閱資料,得e = 0.36,代入可 知： Fa1 Fr1 13406 4866 = 2.755 e a2 Fr2 3599 10077 = 0.357 ：：

48、e 參考資料,徑向與軸向的兩個載荷系數(shù)大小分別為: 對軸承 1 X,=0.4, Y=1.4 對軸承2 X2 =1 , 璉=0 由于軸承在實際的工作過程之中承受的是中等的沖擊載荷,查閱資料可以知 曉： fp =1.2-1.8,取 fp T.5 貝U P = fpqXjF〞 +二Fa1 }=1.5%(0.4x 4866 + 1.4x13406產(chǎn)31072.2N P2 二 fp X2Fr2 Y,Fa2 =1.5 1 10077 0 3599 “5115.5N 依據(jù)此數(shù)據(jù)來計算軸承的壽命,由于 p > P2 , P=R=31072.2N,那么 60n P 符合設(shè)計的要

49、求［12］. 106 10 245X0“ 60^35(31072.2 丿 3 464616 J 0h 12 軸端密封裝置的改良 12.1 早期的開式迷宮密封 在最初的時候, 組合式的密封結(jié)構(gòu)運用的比擬廣泛, 這種密封結(jié)構(gòu)也被叫做開 式迷宮密封. 另外定動間隙和潤滑油是這種密封方法的核心技術(shù). 首先依靠非常小 的定向間隙, 這樣就已經(jīng)可以直接阻礙物料進(jìn)入到其中. 同時潤滑油是一種液態(tài)的 流體,但是它有一定的粘度,也可以阻礙物料進(jìn)入 [13]. 12.2 閉式密封 閉式密封事實上就是在上述的定動間隙間參加一種材料, 即黃膠.由于黃膠的 耐磨性較好并且柔性非常的好, 所以

50、它能夠與鎖軸器的主體貼合得非常的緊密, 這 樣能夠使得原先的定動間隙變得越來越小,甚至在這個地方的大小變?yōu)榱? 12.3 改良型軸端密封 新型的軸端密封事實上也沒有什么太大的變化, 只是在輔助密封這一方面做了 一些變動,一個重要的方面就是增加了氣動密封. 從管道中所施加的氣體可以把已經(jīng)進(jìn)入到定向間隙中的物料從中擠出, 可以使 得軸端密封的使用年限得到很大的擴(kuò)大. 另外,氣動密封是一種創(chuàng)新的思想, 把原 先的阻礙物料進(jìn)入變化為積極將物料擠出. 事實上,后者雖然已經(jīng)大大延長了密封壽命和提升了密封效果, 但是如果不能 夠及時地對密封裝置進(jìn)行維護(hù)和檢查, 久而久之也還是會有軸端泄露的問題. 另

51、外, 在加工制造的過程中也不完全能夠使得定動間隙充分勻稱, 這樣的話, 密封的效果 也會大打折扣.同時,在長期的使用過程中,定動元件慢慢也會被磨損,那么之間 的間隙就會變大, 而且物料的受力情況非常復(fù)雜, 工作時間長了之后一定會進(jìn)入到 定動間隙之中去, 并且非常有可能使得氣孔被它給堵住, 這樣主密封的效果也會受 到影響.因此還需要定期對密封裝置進(jìn)行檢查和維護(hù). 13 安裝.使用. 維護(hù)和說明 13.1 安裝說明 1. 在開始安裝的時候,對有公差配合的一些零部件,它們的外外表必須要加 大清潔力度,然后再用專用的潤滑油對其進(jìn)行進(jìn)一步護(hù)理 [14]. 2. 在設(shè)有墊片和氈圈的地方,不能夠出現(xiàn)

52、有漏油的狀況. 3. 在工作的過程中,將其余零部件固定的部件,一定更要得到準(zhǔn)確的固定, 在使用期間不能夠出現(xiàn)晃動. 4. 軸承在軸肩上必須得到準(zhǔn)確的定位. 5. 在安裝上料架時,相互平行的兩條支架之間的平行度絕對不能超過 5mm , 在 R50 處要有平滑的過度. 6. 在安裝完成之后,即將開始運作時,要觀察一下有沒有一些阻礙運動的東 西.在開動之后,查看機(jī)器的工作是不是很平穩(wěn). 13.2 使用說明 1. 根據(jù)施工組織設(shè)計總平面圖確定攪拌機(jī)的安裝放置位置,并應(yīng)根據(jù)季節(jié)情 況搭設(shè)攪拌機(jī)工作棚,棚外應(yīng)按有排除清洗攪拌機(jī)廢水的溝道 ,經(jīng)常保持操作工作 場地的整潔. 2. 機(jī)器的安裝的

53、位置一定要是在一個不易變形的地方, 并且受力一定要均勻. 另外為了阻止機(jī)器被氧化受損, 最好要木板把機(jī)器與地面隔離開, 同時能夠預(yù)防攪 拌機(jī)外側(cè)下沉. 3. 定期查看防護(hù)罩有沒有晃動的現(xiàn)象,組成鋼絲繩的各股小鐵絲有沒有出現(xiàn) 斷裂的情況,最為關(guān)鍵的是各個聯(lián)結(jié)處是不是依然很牢固. 4 . 每班工作前要先進(jìn)行空車試運轉(zhuǎn), 檢聽各局部運轉(zhuǎn)聲音是否正確 , 檢查離合 器,制動器工作是否可靠, 待確認(rèn)無誤后在攪拌筒加清水?dāng)嚢?3 分鐘,然后將水放 出,再正式投料攪拌 [15]. 13.3 操作要點 1. 在操作攪拌機(jī)時,工作人員一定要站在規(guī)定的木板上,這樣可以有效地防 止出現(xiàn)觸電事故. 機(jī)器在運轉(zhuǎn)

54、的過程之中, 操作人員不能將任何物體探入到攪拌筒 內(nèi). 2. 骨料的規(guī)格必須要在混凝土攪拌機(jī)的許可范圍之內(nèi),如果不在許可范圍之 內(nèi),那么不得使用該骨料. 機(jī)器在運轉(zhuǎn)過程中絕對不能中途停機(jī), 或者不能在滿負(fù) 荷的情況下起動混凝土攪拌機(jī). 3. 料斗升起時,嚴(yán)禁在下方工作或穿行,料坑底部要墊草墊,落下料斗時要 輕放,以免損壞機(jī)件,清理料坑時,或平時休息時,應(yīng)須將料斗用鏈條扣牢. 4. 工作人員要時刻關(guān)注攪拌機(jī)的工作狀況,如果一旦發(fā)生事故以致于機(jī)器不 能夠繼續(xù)正常運轉(zhuǎn)的時候, 應(yīng)該迅速地切斷電機(jī)電源, 先將攪拌筒清掃干凈, 主要 是為了預(yù)防物料凝結(jié)在壁上,最后再修理機(jī)器. 5. 機(jī)器在正常工

55、作過程中,如過忽然斷電,先切斷開關(guān) ,然后立即出料,另外 還需要對攪拌筒進(jìn)行清洗.每天完成任務(wù)后,首先切斷開關(guān),開關(guān)箱一定要鎖上. 6. 在正常的作業(yè)過程當(dāng)中,不能進(jìn)行檢修.在平時維護(hù)機(jī)器的時候,絕對不 能使任何雜物掉到傳動機(jī)構(gòu)當(dāng)中去 [16]. 13.4 維護(hù)保養(yǎng) 1. 去除機(jī)器上的污垢及障礙物,按規(guī)定對各潤滑處加油,預(yù)防潤滑不良,使 其提前破壞. 2. 操作人員要經(jīng)常對鋼絲繩、電路限制設(shè)備、鏈帶松緊度進(jìn)行檢查,并且軸 承與電動機(jī)的溫度要限制在規(guī)定得范圍之內(nèi). 3. 每次在工作之前都需要提前開動一段時間,以保證各個局部運轉(zhuǎn)正常 . 4. 每班工作后對攪拌機(jī)進(jìn)行全面清洗,并在攪拌筒

56、內(nèi)放入清水及砂子運轉(zhuǎn) 10 －15 分鐘后放出,再用竹掃帚進(jìn)行洗刷.遇冰凍季節(jié),應(yīng)放盡水箱及水泵中的存 水,以防凍裂. 5. 定期需要查看螺栓的松緊度,如果發(fā)現(xiàn)有松動現(xiàn)象,要及時地將其固定. 6. 根據(jù)要求及時地更換油路中的液壓油. 結(jié)論 在這次的畢業(yè)設(shè)計中,主要對攪拌機(jī)的傳動系統(tǒng)、攪拌裝置以及密封裝置進(jìn)行 了討論.在整個設(shè)計的過程中,主要做了以下的一些工作： 一、 了解了 攪拌機(jī)的 整體工作原 理,并且 確定攪拌機(jī) 的主要結(jié) 構(gòu)尺寸 L = 1560mm, D = 1200mm. 二、 確定了葉片的螺旋角為?二34,并且分別計算出了葉片所占的面積, 以及容積利用系數(shù)j -0.58

57、. 三、 根據(jù)相應(yīng)的公式計算出了攪拌機(jī)在正常的工作中所需要的功率 N =14.57kw,并根據(jù)這一功率選用了型號為 Y-180M -4的電機(jī). 四、 確立在整個傳動系統(tǒng)中,各級之間的傳動比,減速器的傳動比為 i^16, 帶傳動的傳動比為i^ 2.625,并根據(jù)傳動比算出所需扭矩以及相應(yīng)的功率,確定 選用型號為ZLY 224的減速器.同時確定傳動帶型為 SPA,根數(shù)為Z = 5,并對其 進(jìn)行速度校核. 五、 根據(jù)攪拌軸的強(qiáng)度校核,確定攪拌軸上各段的尺寸外形. 六、 選用ZL7型號的聯(lián)軸器,并且選擇圓頭普通平鍵進(jìn)行連接, 同時對鍵進(jìn)行 強(qiáng)度校核. 七、 對攪拌軸的受力情況進(jìn)行分析,并對其

58、進(jìn)行彎矩和扭矩的強(qiáng)度分析和校核. 八、 對攪拌臂進(jìn)行強(qiáng)度計算以及校核,另外確定攪拌臂上選用螺紋公稱直徑為 d -16mm的螺栓. 九、 確定選用型號為32022的圓錐滾子軸承,并對其進(jìn)行強(qiáng)度分析及校核. 十、對原有的密封裝置進(jìn)行了改良,增加了氣動密封,使得攪拌機(jī)的使用壽命 以及攪拌質(zhì)量都得到了提升 致謝 參考文獻(xiàn) [1] 李應(yīng)權(quán),王明軒,扈士凱等?我國泡沫混凝土行業(yè)新進(jìn)展[J].混凝土世界,2021, 58(4):10-27. [2] 張磊蕾 , 王武祥 . 泡沫混凝土的研究進(jìn)展及應(yīng)用 [ J]. 建筑砌塊與砌塊建筑 ,2021 (1):38-42. [3] 閻振甲 ,何艷君

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