[工學(xué)]攪拌機設(shè)計

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1、河南科技大學(xué)本科畢業(yè)課程設(shè)計說明書 混凝土攪拌機設(shè)計 摘 要 攪拌可以使兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相擴散，從而達到均勻混合；也可以加速傳質(zhì)和傳熱過程。在工業(yè)生產(chǎn)中，攪拌操作是從工業(yè)開始的，圍繞食品、纖維、造紙、石油、水處理、建筑等，作為工藝過程的一部分而被廣泛應(yīng)用。就以建筑為中心設(shè)計一款混凝土攪拌機供參考使用。 本次設(shè)計的混凝土攪拌機它是強制式臥軸混凝土攪拌機中的一種，強制式混凝土攪拌機不僅能攪拌干硬性混凝土，而且能攪拌輕骨料混凝土，能使混凝土達到強烈的攪拌作用，攪拌非常均勻，質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，成本低。它是國內(nèi)較為新型的攪拌機，整機結(jié)構(gòu)緊湊、外型美觀。其主要組成結(jié)構(gòu)包括：

2、上料、卸料系統(tǒng)，攪攪拌傳動系統(tǒng)，拌裝置，供水系統(tǒng)，機架及行走系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)等。主要設(shè)計計算內(nèi)容是混凝土攪拌機機架的設(shè)計，主要包括：機架結(jié)構(gòu)方案的確定、機架上所有部件之間相互位置的確定、機架上所有部件與機架的連接方式及安裝位置、機架外形尺寸的確定、機架鋼結(jié)構(gòu)的選材、完成機架總成圖及零部件圖電氣控制原理圖。 關(guān)鍵詞：混凝土攪拌機，機架，電氣控制 CONCRETE MIXER DESIGN ABSTRACT Mixing can make two or more different substances in each other each o

3、ther's diffusion, which is mixed evenly; can also speed up the heat and mass transfer process. In industrial production, mixing operation is started from industry, focusing on food, fiber, papermaking, oil, water treatment, building, as part of process and widely applied. The building as the center

4、to design a concrete mixer for reference use. The design of the concrete mixer which is forced horizontal shaft concrete mixer in a, forced type concrete mixer can not only stir dry concrete and lightweight aggregate concrete, mixing, can make the concrete to achieve strong stirring, mixing uniform

5、ity, good quality, high productivity, low cost. It is the relatively new type of mixer, compact structure, beautiful appearance. Its main structure comprises: feeding, discharging system, stir mixing transmission system, mixing device, water supply system, a machine frame and a running system, elect

6、rical control system, lubrication system. The main design content is a concrete mixer frame design, including: frame structure, frame scheme determination of all components between the position determination of all components, frame and frame connection and installation location, frame shape size de

7、termination, frame steel structure selection, frame stability check, to complete the frame assembly diagram and parts of electric control principle diagram. KEY WORDS：concrete mixer, rack, electrical control 32 目　錄 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 總體概述 5 §1.1 畢業(yè)設(shè)計課題 5 §1.2 設(shè)計的總體要求 5 §1.3 設(shè)計大綱 5

8、 §1.3.1 設(shè)計原則 5 §1.3.2 原始數(shù)據(jù) 5 §1.4 攪拌機概述 6 §1.5 畢業(yè)設(shè)計的意義 6 第2章 設(shè)計的主要內(nèi)容 7 §2.1 總體設(shè)計 7 §2.1.1 攪拌裝置 7 §2.1.2 傳動系統(tǒng) 7 §2.1.3 上料系統(tǒng) 7 §2.1.4 供水系統(tǒng) 7 §2.1.5 機架與支腿 7 §2.1.6 電氣控制系統(tǒng) 8 §2.2 主要機構(gòu)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)設(shè)計 8 §2.2.1 攪拌裝置 8 §2.2.2 傳動系統(tǒng) 11 §2.2.3 上料系統(tǒng) 12 §2.2.4 供水系統(tǒng) 14 §2.2.5 機架與支腿 15 第3章 機架的設(shè)計 17

9、§3.1 機架設(shè)計的主要內(nèi)容 17 §3.2 底架的設(shè)計 17 §3.2.1 機架設(shè)計的一般要求 17 §3.2.2 底架的材料選擇 17 §3.2.3 底架的大體尺寸 18 §3.2.4 確定攪拌筒偏離機架底架重心的距離 20 §3.2.5 選材 20 §3.3 支腿的設(shè)計 21 §3.4 梯子及欄桿的設(shè)計 22 §3.5 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式及臺板的設(shè)計 25 §3.5.1 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式 25 §3.5.2 臺板 25 §3.6 電機底架的設(shè)計 25 §3.7 減速器底板的設(shè)計 26 §3.8 電氣控制系統(tǒng) 27 第4章 設(shè)計總結(jié) 29 參考文獻

10、 30 致 謝 31 第1章 總體概述 §1.1 畢業(yè)設(shè)計課題 攪拌機的設(shè)計 §1.2 設(shè)計的總體要求 ① 滿足使用要求 ② 滿足經(jīng)濟性要求 ③ 力求整機的布局緊湊合理 ④ 工業(yè)性要求簡單而實用 ⑤ 滿足有關(guān)的技術(shù)標準 §1.3 設(shè)計大綱 §1.3.1 設(shè)計原則 ① 攪拌機技術(shù)條件應(yīng)滿足GB9142-2000《混凝土攪拌機技術(shù)條件》規(guī)范； ③ 所用圖紙的幅面應(yīng)符合GB4457-2000《中華人民共和國標準機械制圖》中的相關(guān)規(guī)定。 §1.3.2 原始數(shù)據(jù) ① 出料容積 2000 L ② 進料容積 800 L ③ 攪拌電

11、機額定功率 15 KW ④ 最大骨料粒徑 80/60 ㎜ ⑤ 生產(chǎn)率：25-30 §1.4 攪拌機概述 混凝土是建筑材料中的一種主要的材料，它是以水泥做為黏結(jié)劑把骨料粘在一起的，屬于一種非勻質(zhì)材料，其用途廣，用量大。 混凝土攪拌機就是用來大量生產(chǎn)混凝土的機械?；炷翑嚢铏C有自落式和強制式。混凝土從塑性混凝土發(fā)展到干性，硬性混凝土，強制式攪拌機得到了很大發(fā)展。強制式混凝土攪拌機不僅能攪拌干硬性混凝土，而且能攪拌輕骨料混凝土，能使混凝土達到強烈的攪拌作用，攪拌非常均勻，生產(chǎn)率高，質(zhì)量好，成本低。因此，強制式攪拌機得到了很大的發(fā)展，但這種攪拌機的功率損耗比較大

12、。 本次設(shè)計的混凝土攪拌機是我們的主要設(shè)計機型。為了適應(yīng)不同混凝土攪拌機的攪拌要求，攪拌機發(fā)展了許多機型，它們在結(jié)構(gòu)和性能上各有特點，但按工作原理可劃分為自落式和強制式?；炷翑嚢铏C屬于強制式攪拌機的一種，它主要由攪拌系統(tǒng)，攪拌傳動系統(tǒng)，上料、卸料系統(tǒng)，供水系統(tǒng)，機架及行走系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等組成。它是目前國內(nèi)較為新型的攪拌機，整機結(jié)構(gòu)緊湊、外型美觀。雙臥軸混凝土攪拌機具有操作簡便的特點，既能攪拌干硬性混凝土又能攪拌塑性混凝土，還能攪拌砂漿和輕骨料。它具有單機獨立作業(yè)和與PLD系列配料機組成簡易式混凝土攪拌站的雙重優(yōu)越性，還可為攪拌站提供配套主機，適用于各類大、中、小預(yù)制構(gòu)件廠及公路、橋梁、

13、水利、碼頭等工業(yè)及民用建筑工程，是一種高效率機型，應(yīng)用非常廣泛。 該機采用底開門卸料，所以攪拌筒不用傾翻，因而節(jié)省了動力，簡化了結(jié)構(gòu)，布置也比較緊湊合理。 §1.5 畢業(yè)設(shè)計的意義 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我們對混凝土攪拌機有了完整的了解和深刻認識。而且學(xué)會把所學(xué)知識有效的用運到解決實際問題中的能力，不僅對課本所學(xué)知識有了更深層次的掌握，同時提高了自己解決實際問題的能力。學(xué)會了更好的查閱相關(guān)資料，為以后打下良好基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計使我們受益匪淺，通過研究解決一些工程技術(shù)問題，各方面的能力均有提升。 第2章 設(shè)計的主要內(nèi)容 §2.1 總體設(shè)計 §2.1.1 攪拌裝

14、置 攪拌筒、攪拌葉片、攪拌軸以及支承結(jié)構(gòu)的確定. §2.1.2 傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)方案的確定； 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的確定； 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和基本組成組成； 動力設(shè)備型式和配置； 畫出結(jié)構(gòu)方案草圖。 §2.1.3 上料系統(tǒng) 上料系統(tǒng)機構(gòu)型式的選擇； 上料架的結(jié)構(gòu)及基本組成； 畫出結(jié)構(gòu)草圖。 §2.1.4 供水系統(tǒng) 供水方式的選擇； 供水系統(tǒng)的組成和設(shè)備配置； 畫出結(jié)構(gòu)草圖。 §2.1.5 機架與支腿 機架的基本組成； 機架的結(jié)構(gòu)型式。 §2.1.6 電氣控制系統(tǒng) 整機電氣控制系統(tǒng)方案的確定； 電氣系統(tǒng)原理圖的確定；

15、 畫出電氣原理圖。 §2.2 主要機構(gòu)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)設(shè)計 §2.2.1 攪拌裝置 攪拌裝置包括：攪拌筒、攪拌軸、攪拌臂、攪拌葉片和側(cè)葉片，具體結(jié)構(gòu)如下圖2-1所示： 圖2-1 雙臥軸攪拌機攪拌裝置 1—攪拌筒；2—攪拌軸；3—攪拌臂；4—攪拌葉片；5—側(cè)葉片 攪拌筒內(nèi)裝有兩根水平配置的攪拌軸，每根軸上均裝有攪拌葉片。在靠近攪拌筒兩端的攪拌臂上分別裝有側(cè)葉片，可刮掉端面上的混凝土，并改變混凝土的流向。如圖2-1所示，葉片與村板間隙≤5mm。 （1）攪拌筒結(jié)構(gòu)及卸料方式的確定 ① 攪拌筒的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 容積利用系數(shù)j=0.41 筒體長1190mm

16、 筒徑D=838mm 筒體總長度1330mm 外徑D0=858mm 攪拌筒的幾何容積 V幾=1.22m3 ② 卸料方式的確定：目前臥軸式攪拌機主要采用傾翻室和底開門式兩種卸料方式，由于的出料容量為2000L，雖不是很大，但考慮到攪拌筒的尺寸及結(jié)構(gòu)，采用傾翻室雖然不太可能，它的筒體近似于長方體，故采用底開門式，既可使混凝土順利地在攪拌過程中卸出，也可避免使筒體傾翻，這樣既安全，又節(jié)省了勞力，表現(xiàn)出很多自由的特點，操作也方便，故而采用底開門式斜料。 （2）攪拌葉片、攪拌軸及支承結(jié)構(gòu) ①攪拌葉片：

17、根據(jù)目前國內(nèi)外臥軸式攪拌機葉片結(jié)構(gòu)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(lián)系，因而這種化整為零的結(jié)構(gòu)方式具有很突出的優(yōu)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。 攪拌裝置由兩根水平軸和安裝在該軸上的兩段相距1800的反向螺旋帶組成，兩根軸上的螺旋方向也不一樣，這樣可以保證混合料在筒內(nèi)循環(huán)運動。從理論上講，當一端的螺

18、旋帶葉片開始從上向罐內(nèi)的混凝土拌合料切入時，另一端螺旋帶葉片從混凝土拌合料中抄起，在兩組葉片相互交替作業(yè)過程中，排出葉片把拌合料挑起在該端下底部形成無料或少料空間，同時切入葉片把拌合料從一端向另一端進行軸向和周向的復(fù)合位移，而另一根軸上的葉片則把混凝土拌合料向相反的方向移動，使得筒內(nèi)的混凝土循環(huán)移動。另外被挑起的混凝土拌合料在螺旋帶片后部的空擋處落下，使拌合料之間產(chǎn)生連續(xù)的摩擦，先落下的拌合料不斷受到后落下的拌合料沖擊，使水泥活性不斷提高。在葉片切入端由于各點線速度不同，拌合料在受擠壓的同時，相互間有較大的相對位移，所以較大的水泥團粒將被分散細化。由于這種機型的結(jié)構(gòu)緊湊，容積利用系數(shù)較大，砼拌

19、合料的位移行程達最小值。而各顆粒之間相互作用的時間則達最大值，這是雙軸強制攪拌機綜合性能較好的關(guān)鍵所在。 圖2-2 攪拌裝置 1.軸Ⅰ 2.側(cè)葉片Ⅰ 3.攪拌葉片支承臂Ⅱ 4.攪拌葉片 5.攪拌葉片支承臂Ⅰ 6. 側(cè)葉片Ⅱ 7.攪拌葉片支承臂Ⅲ 8. 軸Ⅱ 由以上分析可以看出，鏟片式不如螺旋帶式好，但考慮加工安裝要求及目前廠家現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件，我們決定采用鏟片式，以達到經(jīng)濟、簡便，生產(chǎn)效率高的效果。 本次設(shè)計采用兩組鏟片，第一根軸上采用右螺旋鏟片，第二根軸上采用左螺旋鏟片。每根軸上的葉片數(shù)目定為6（包括兩片側(cè)葉片及四片攪拌葉片）。 ②攪拌軸 攪拌

20、軸的主要尺寸經(jīng)過初步驗算，考慮安全裕量，直徑定為90mm, 軸的結(jié)構(gòu)型式，就目前廠家生產(chǎn)狀況來看，一般采用實心軸，空心軸一般都具有省材，重量輕，受力效果號等優(yōu)點，但加工困難，裝置要求高，造成生產(chǎn)率低，一般不被采用。采用實心軸加工方便，而且也可靠實用，鏟片式攪拌軸系統(tǒng)存在攪拌臂與攪拌軸的聯(lián)接方式問題，現(xiàn)有的插孔焊接式、抱軸式、卡軸式，考慮插孔焊接式有簡單優(yōu)勢，又對軸的強度無削弱，因而采用焊接式。 ③支承結(jié)構(gòu) 考慮本次設(shè)計采用底開門的卸料方式，所以此支承與傳統(tǒng)支承不一樣，先把筒體固定在底座上，而把兩根軸通過軸承支承在筒體上。 由于攪拌筒內(nèi)裝流塑態(tài)的混凝土拌合料，因此攪拌軸必須采用軸端密封

21、，以防止砂漿污損軸承。浮動密封是經(jīng)過實踐證明了的被公認是較理想的密封，本機即采用這種密封。 §2.2.2 傳動系統(tǒng) 傳動按傳動方式可分為兩種：機械傳動和液壓傳動。液壓傳動具有重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)緊，驅(qū)動力大等特點，但考慮到目前國內(nèi)狀況，液壓馬達雖然比以前在質(zhì)量上提高了，但價格昂貴，用于一般的攪拌機上，成本太高，不經(jīng)濟，故而我們選用傳統(tǒng)的機械傳動。傳動系統(tǒng)由電動機、皮帶輪、減速箱、開式齒輪等組成，如圖2.3所示。電動機8通過皮帶輪7、5帶動二級齒輪減速箱，減速箱兩軸通過由兩個開式小齒輪10和兩個開式大齒輪9組成的兩對開式齒輪副分別帶動兩根水平布置的攪拌軸反向等速回轉(zhuǎn)。 圖2-3

22、 攪拌傳動系統(tǒng) 1—箱體；2—第二級大齒輪；3—第一級大齒輪；4—第二級小齒輪； 5—大皮帶輪；6—第一級小齒輪；7—小皮帶輪；8—電動機； 9—開式大齒輪；10—開式小齒輪 §2.2.3 上料系統(tǒng) 上料系統(tǒng)由卷揚機構(gòu)、上料架、料斗、進料料斗、滑輪等組成，如圖2.4所示。 (1)上料架：斜置角度為600，它是綜合考慮了上料架的位置及攪拌筒銜接，而且考慮底架的寬度不能超過規(guī)定的長度及上料架的寬度，行程等綜合因素后得出的。上料架的上料軌道（下料軌道）為槽鋼，滾輪的上滾輪置于槽鋼內(nèi)側(cè)，而下滾輪置于槽鋼外側(cè)，這樣可保證料斗上下安全平穩(wěn)。 (2)卷揚機構(gòu) (3)上料動力及卸料 制

23、動式電機通過減速箱帶動卷筒轉(zhuǎn)動，鋼絲繩通過滑輪牽引料斗沿上料架軌道向上爬升，當爬升到一定高度時，料斗底部都門上的一對滾輪進入上料架水平通道，斗門自動打開，物料經(jīng)過進料漏斗投入桶內(nèi)。為保證料斗準確就位，在上料架上裝有限位開關(guān)，上行程有兩個限位開關(guān)，下行程有一個限位開關(guān)，當料斗下降至地坑底部時，鋼絲繩稍松，彈簧鋼桿機構(gòu)使下限位開關(guān)動作，卷揚機構(gòu)自動停車。制動式電機可保證料斗在滿足負荷運行時，可靠地停在任意位置，制動力矩的大小由電機后座的大螺母調(diào)整。 圖2-4 上料系統(tǒng) 1.滑輪2.料斗3.進料料斗 4卷揚機構(gòu)5.上料架 卸料系統(tǒng)由卸料門、操作柄等機構(gòu)組成，如圖2-5所示。卸料門安裝在攪

24、拌罐底部，通過操作柄可以使其繞水平軸迥轉(zhuǎn)以達到啟閉目的，通過調(diào)整出料。兩側(cè)的密封條的位置來保證卸料門的密封。 圖2-5 攪拌機卸料機構(gòu) 1—襯板；2—攪拌筒弧板；3—密封板；4—卸料門 §2.2.4 供水系統(tǒng) (1)供水系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu) 供水系統(tǒng)是電動機、水泵、節(jié)流閥及管路等組成，見圖2.6。啟動水泵，即可將注入攪拌筒，水的流量通過閘閥調(diào)節(jié)，供水總量由時間繼電器控制。當按鈕轉(zhuǎn)到“時控”位置時，水泵會按設(shè)定的時間運轉(zhuǎn)和自動停止，當按鈕轉(zhuǎn)到“手動”位置時，可連續(xù)供水。 (2)供水方式的選擇 在混凝土攪拌機生產(chǎn)混凝土?xí)r，對混凝土質(zhì)量影響較大的除了攪拌機自身的工作性能以外，就

25、是供水精度。由于供水精度要求控制在2%的范圍內(nèi)，故如何更好的滿足精度問題是供水方式的選擇，應(yīng)加以認真考慮。目前，國內(nèi)運用的主要是時間繼電器或虹吸式水箱控制供水精度。但由于虹吸式水箱在不配備站的情況下有諸多不便，故而選用混凝土攪拌機專用水泵配以時間繼電器控制，在誤差允許范圍內(nèi)讓供水時間略大一些，如果砂石過濕則供水時間相對短一些。 (3)供水系統(tǒng)的設(shè)備配置 時間繼電器，供水開關(guān)控制，帶防塵罩的電機。 (4)供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-6所示 圖 2-6 供水系統(tǒng) 1.噴水管　　2.進水管　　3.水源　　4.吸水管　　5.水泵 §2.2.5 機架與支腿　 （1）

26、機架：根據(jù)整體的布置情況和尺寸要求，按整體具體要求用槽鋼，角鋼焊接而成的，并按強度組裝焊鉚在一起，支承主機，并且使各部件空間位置固定形成一整體如圖2-7所示。 （2）支腿：由于本機容量較大，按國家城建法規(guī)要求卸料高度大于1.5m,采用長短腿配合使用。攪拌時長支腿支承達到使用要求。運輸時可將支腿卸掉。短支腿則用于運輸狀態(tài)，卸去長支腿防止機架上各部件與車輛接觸而受損。 圖2-7 攪拌機機架 第3章 機架的設(shè)計 §3.1 機架設(shè)計的主要內(nèi)容 (1) 機架結(jié)構(gòu)方案的確定 (2) 機架上所有部件之間相互位置的確定 (3) 機架上所有部件與機架的連接方式及安裝位置 (4)

27、機架外形尺寸的確定（要求運輸寬度不超過2.2米） (5) 機架鋼結(jié)構(gòu)的選材，機架穩(wěn)定性的校核 (6) 完成機架總成圖及零部件圖。 §3.2 底架的設(shè)計 §3.2.1 機架設(shè)計的一般要求 (1) 機架的重量輕，材料選擇合適，成本低。 (2) 結(jié)構(gòu)合理，便于制造。 (3) 結(jié)構(gòu)應(yīng)使機架上的零部件安裝，調(diào)整，修理和更換都方便。 (4) 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝性好，還應(yīng)使機架本身的內(nèi)應(yīng)力小，有溫度變換引起的變形應(yīng)力小。 (5) 抗振性能好。 (6) 耐腐蝕，使機架結(jié)構(gòu)在服務(wù)期限內(nèi)盡量少維修。 §3.2.2 底架的材料選擇 在材料的選擇及鋼結(jié)構(gòu)的選擇一般應(yīng)考慮

28、以下幾個因素： (1)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，如連接方式，方法，結(jié)構(gòu)的重要性及其受力特點。 (2)載荷的性質(zhì)，例如主要受的是動載荷還是靜載荷等情況。 (3)結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境及條件：如所處的溫度高低以及浸蝕的情況等。 由于攪拌機機架承重比較大，所以選用強度良好的Q235碳素鋼來設(shè)計制造機架。受彎構(gòu)件的截面形式有工字鋼，槽鋼，彎曲薄壁鋼，組合梁等，在攪拌機機架中，載荷作用點接近扭轉(zhuǎn)中心，能保證截面不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)等一些情況，所以采用槽鋼來焊接底架，其中有一些焊件考慮其受力很小用角鋼代替，槽鋼能起到節(jié)省材料的目的。 §3.2.3 底架的大體尺寸 底架的總長度2800㎜，總寬度為1680㎜，為使制造節(jié)

29、省材料，整機的結(jié)構(gòu)緊湊，并同時滿足上料的要求，放置攪拌筒的兩根槽鋼長度方向的距離為1300㎜，背對背放置，寬度方向兩根槽鋼面對面放置，兩背面之間的距離為1680㎜，其他的槽鋼間距具體尺寸如圖3-1所示。 圖3-1 混凝土攪拌機機架底架 §3.2.4 確定攪拌筒偏離機架底架重心的距離 在整個底架上，電機減速箱安裝在一側(cè)，從各部件的自重考慮，不對稱的安裝造成整個底架失穩(wěn)的趨勢，所以攪拌筒的安裝位置中心必須偏向機架底架中心線，以保證整機在工作和運輸時具有良好的穩(wěn)定性。利用攪拌筒對中心線的力矩來平衡，考慮此方法會引起底架在長度方向的加長，

30、空間體積太大，不便于運輸，利用移動左右支腿（長度方向）的方法更加簡便。 計算整機的重心位置： 由查閱有關(guān)資料及手冊，可將各部件坐標，重量歸納如下表： 表3-1 各部件重心及坐標 部件名稱 攪拌筒 上料架 料斗 減速器 電機 水泵 電器箱 帶輪 聯(lián)軸器 質(zhì)量Kg 1100 330 300 415.5 174 29 26 30 42.46 坐標mm 0 0 0 1080 1015 1065 -1020 1306 852 重心坐標： = = =288.14㎜ 即整機重心在偏離攪拌筒中心線右側(cè)288.14mm，由于左

31、側(cè)常有人工在臺板上操作，加上欄桿的重量，大概整機的重心坐標為 180mm. §3.2.5 選材 由以上計算可知，最大彎矩為=7139.67 KN·mm ，此點D為危險點，D的截面為危險截面，所以按設(shè)計。 所選材料為普通碳素鋼Q235，查《機械設(shè)計手冊》可知其屈服極限=225N/,由于比重較大，而且工作環(huán)境較差，攪拌時的振動較大，以及上面不可避免的要打孔，將會有應(yīng)力集中現(xiàn)象。為了保證工作和運輸?shù)陌踩x取安全系數(shù)=1.8，則有： []===125 N/ （由《材料力學(xué)》可知對型材可取=1.5～2.5） 截面系數(shù) ===57.12 ，根據(jù)《材料力學(xué)》上冊附錄Ⅱ表3查取截面系數(shù)的標準

32、值 =87.1，選取槽鋼型號為熱軋普通型槽鋼 [14b，[14b 的有關(guān)數(shù)據(jù)如下圖3-2： 圖3-2 槽鋼14b §3.3 支腿的設(shè)計 支腿選用Q235的等邊角鋼，四根槽鋼分別安裝在槽鋼Ⅰ、Ⅱ上，各前支腿和后支腿之間用螺栓聯(lián)結(jié)，選用等邊角鋼L110×110×10，兩后支腿之間同樣的用螺栓聯(lián)結(jié)，前支腿之間無角鋼聯(lián)結(jié)，以便于出料及把卸出的料運走。 為了在運輸時不對整機構(gòu)件造成壓損危險，故采用長短支腿的結(jié)構(gòu)，運輸時把長支腿拆卸后由短支腿承重。支腿和底架之間有螺栓聯(lián)結(jié)的斜支撐和鋼板，用于增加整機的穩(wěn)定性。 選用等邊角鋼L110×110×10，聯(lián)結(jié)

33、結(jié)構(gòu)如下圖3-3所示： 圖3-3 支腿連接結(jié)構(gòu) 1.支腿 2.斜支撐 3. 底架槽鋼 §3.4 梯子及欄桿的設(shè)計 對于梯子和欄桿，其強度方面要求不是特別重要，其可能受力也不大。因為梯子僅供以人上下所用，欄桿供人扶撐用，起到安全保護的作用，所以不需對此結(jié)構(gòu)進行強度和剛度的校核，重點在其結(jié)構(gòu)，具體尺寸與形狀如下圖3-4和圖3-5所示： 圖3-4 欄 桿 圖3-5 梯 子 1.彎板 2.橫撐 3.梯腿 4.腳板 §3.5 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式及臺板的設(shè)計

34、 §3.5.1 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式 考慮到導(dǎo)向滑輪在靠近槽鋼Ⅱ的邊緣安裝的原因，由于導(dǎo)向滑輪組的存在，如果將上料架和底架以三面角鋼聯(lián)結(jié)形式焊接與底架上來實現(xiàn)是不可能的。所以采用側(cè)面焊接的方式。其結(jié)構(gòu)如下圖3-6所示： 圖3-6 上料架 1. 鋼板 2.聯(lián)結(jié)槽鋼 3.上料軌道架 4.聯(lián)結(jié)鋼板 §3.5.2 臺板 臺板是供操作人員站立和行走的，所以采用防滑的花紋鋼板設(shè)計臺板。由《機械設(shè)計手冊》選用國標GB/T 3

35、277-1991。 §3.6 電機底架的設(shè)計 為了防止皮帶過松而引起皮帶打滑現(xiàn)象（注：電機到減速器采用帶傳動），皮帶設(shè)置張緊裝置。由于移動電機比較困難，所以本設(shè)計采用不移動電動機的位置來實現(xiàn)皮帶的張緊。 電機的底架由兩根 角鋼焊接與底架槽鋼上，，角鋼長度為490㎜，電機底板長450㎜，寬度為300㎜，將電機底板焊接在底架上，電動機底板上開四個槽，電動機可通過在槽中的移動來實現(xiàn)皮帶的張緊。 在電動機底板上焊接固定兩個螺母，要移動電機時，首先將法蘭上的螺母擰松打開放松螺母，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)螺釘將會頂這電動機移動，將電動機移動到所需位置時，擰緊放松螺母，再擰緊法蘭上的螺母，抵緊電

36、機，以防止電機的移動。其結(jié)構(gòu)簡圖如下圖3-7所示： 圖3-7 電機底架 1.焊接固定螺母（與放松螺母用螺釘聯(lián)結(jié)） 2.底架鋼板 §3.7 減速器底板的設(shè)計 由于攪拌筒軸中心高為2000㎜，減速器中心高為280㎜，因為二者需要保持等高，所以將減速器底板設(shè)計成220㎜，長寬490㎜×350㎜，安裝時將此底架支承用以鋼板焊接在底架的槽鋼上，在鋼板上打相應(yīng)位置的螺栓孔。 另外，由于帶輪是聯(lián)結(jié)減速器輸入軸與電動機輸出軸的部件，則考慮減速器底板、電動機底板在底架上的相對位置，必須保證準確、密切的相對位置關(guān)系。具體尺寸如下圖3-8所示： 圖3-8 減速器底板 將此板焊接在

37、底架的機架上，并在其上打出相應(yīng)位置的螺栓孔，以安裝減速器，將減速器用螺栓聯(lián)結(jié)在底架機架上。 §3.8 電氣控制系統(tǒng) 由于本設(shè)計以經(jīng)濟為本質(zhì)，設(shè)計比較簡單，于是不在采用PLC控制，直接使用電氣控制元件就能滿足要求。 電氣控制系統(tǒng)需要控制混凝土攪拌機的主傳動電機，供水系統(tǒng)電機，上料，下料等的電機。所有電器控制元件都設(shè)在配電箱中。電器元件控制滿足的使用要求：主電機可以點動以滿足安裝修理過程的要求。電氣控制線路設(shè)有空氣開關(guān)，熔斷器，熱繼電器具有短路保護，過載保護，斷相保護的功能，所有控制按鈕及空氣開關(guān)手柄和指示燈均布置在配電箱門上，并設(shè)有門鎖。配電箱內(nèi)的電器元件安裝在一塊鐵板上，安全可靠

38、，操作維修方便。其原理 圖如圖3-9所示。 圖3-9 電氣原理圖 第4章 設(shè)計總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生專業(yè)知識深化和系統(tǒng)提高的重要過程，是對學(xué)生實踐能力、理論聯(lián)系實際能力和創(chuàng)新精神的綜合訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生探求真理的科學(xué)精神、科學(xué)研究方法和優(yōu)良的思想品質(zhì)等綜合素質(zhì)的重要途徑。通過本次混凝土攪拌機的設(shè)計，加深了我對專業(yè)知識的理解和應(yīng)用，同時，也彌補了以前的知識漏洞，鞏固了知識的積累。更好的利用所學(xué)知識解決實際問題。在老師的指導(dǎo)下，自己的各方面能力有了全面提高。 機架是整機的基礎(chǔ)，要求設(shè)計時確定其與其余各部件的安裝位置與尺寸關(guān)系，通過全面的設(shè)計計算，校核整個機架的強度、剛

39、度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。整個底架由槽鋼，角鋼和鋼板以焊接或螺栓聯(lián)結(jié)而形成，因而要求有相關(guān)的材料力學(xué)和鋼結(jié)構(gòu)的知識。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，不僅對混凝土攪拌機有了完整的了解，而且學(xué)會了解決一些工程技術(shù)問題的方法，對自己有很大幫助，為我即將走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)，同時開闊了自己的視野，對機械相關(guān)產(chǎn)品及知識有了更多的了解。 參考文獻 [1] 陳宜通.混凝土機械.北京：中國建材工業(yè)出版社，2002.6 [2] 劉鴻文.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，1992.9 [3] 成大先.機械設(shè)

40、計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000 [4] 混凝土攪拌機GB/T9142-2000.國家質(zhì)量技術(shù)性能參數(shù) [5] 機械制圖. 大連：大連理工大學(xué)工程畫教教研室，2004 年 [6] 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書.青島：青島海洋出版社，2002年 [7] 機械基礎(chǔ).北京：中國勞動出版社，1998年 [8] 機械制造技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，1999年 [9] 化工輕工設(shè)備機械基礎(chǔ).成都：科技大學(xué)出版社，1988年 [10] 當代給水與廢水處理原理講義.北京：清華大學(xué)出版社，2001年 [11] 液壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社， 2001年 [12] 過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用.

41、北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001年 [13] 過程設(shè)備設(shè)計. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001年 [14] 工程材料. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001年 [15] 工程流體力學(xué). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001年 [16] 化工工程制圖. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001年 [17] 混凝土攪拌機使用說明書.陜西省建工機械廠 [18] 臧宏琦 王永平.機械制圖.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001 [19] 王玉.機械精度設(shè)計與檢測技術(shù).北京：國防工業(yè)出版社，2005.8 [20] 張家旭 張慶芳.鋼結(jié)構(gòu).北京：中國鐵道出版社，2003. [21] 璞良貴、紀名剛.機械設(shè)計.北京:高

42、等教育出版社，2000 [22] .R.Sonnenberg,Concrete mixers and mix systems,Concr.Precast Plant Technol.64,88-89(1998) [23] [11].Y.Charonnat and H.Beitzel.RILEM TC 150 ECM:Efficiency of concrete mixers;report:efficientcy of concrete mixers to-wards qualification of mixers,Mater.Struct.(Suppl.196)28-32(1997). 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計是在楊老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在整個設(shè)計過程中老師孜孜不倦的指導(dǎo)、嚴謹?shù)闹螌W(xué)及對學(xué)生的關(guān)心與愛護極大的提高了我們畢業(yè)設(shè)計的效率和進度，同時使我們學(xué)到了更多東西。楊老師每天都親臨設(shè)計室指導(dǎo)，使我倍受感動，在這里表示由衷的感謝，老師辛苦了。同時也感謝其他老師細心、盡責(zé)的指導(dǎo)，感謝老師們的用心指導(dǎo)和督促，使我能順利完成任務(wù)，萬分感謝。