双卧轴强制式混凝土搅拌机设计说明.docx

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双卧轴强制式混凝土搅拌机设计说明

摘要

混凝土搅拌设备是建筑机械 中的一个重要设备，它是混凝土生产的一个关键设备。

由于混凝土搅拌设备的工作对象是砂 石和水泥等混合料，并且用量大，工作环境恶劣。

因此混凝土搅拌设备在向高技术、高效能、 自动化、智能化的方向发展有很大的必要性。

 现代建筑工程中搅拌机的广泛应用，不仅减轻了工人的劳动强度，还提高了混凝土工程的质量，对我国的基础设施建设做出了很大贡献。

本次设计主要对双卧轴强制式混凝土搅拌机进行设计，包含搅拌桶的设计、料斗的设计等。

依据国家的相关标准，在零部件、材 料、结构工艺等方面设计出结构合理的、满足要求生产需要的混凝土搅拌设备。

重点研究搅 拌装置的设计、制造。

对涉及的零部件进行设计、校核，对各部件提出细化的参数 容，待各零件的尺寸正式确定后，进行总体布置，满足各种要求。

双卧轴强制式混凝土搅拌机在搅拌过程中，通过搅拌轴的回转运动来带动搅拌叶片对筒物料进行剪切、挤压和翻转推移等搅拌作用，使物料在相对的剧烈运动中的得到充分的拌合，因而它具有拌合质量好、能耗低、效率高等优点。

关键词：

混凝土搅拌机、质量、能耗、效率、寿命长

Abstract

TConstructionmachineryconcretemixingequipmentisanimportantdevice,itisoneofthekeyequipmentofconcreteproduction.Sincetheconcretemixingequipmentisworkingobjectssandstoneandcementmixture,andtheamountoflarge,poorworkingconditions.Therefore,concretemixingequipmentinthehigh-tech,high-performance,automated,intelligentdirectionofgreatnecessity.Modernbuildingengineeringmixerwidelyused,notonlytoreducethelaborintensity,butalsoimprovethequalityoftheconcreteprojectonChina'sinfrastructureconstructionhasmadegreatcontributions.

  Thedesignfocusesonthetwin-shaftcompulsoryconcretemixerdesign,comprisingmixingbucketdesign,hopperdesign.Inaccordancewithrelevantnationalstandards,inparts,materials,constructiontechnologyandotheraspectsofthedesignofthestructureisreasonable,tomeettherequirementsoftheproductionneedsofconcretemixingequipment.Itfocusesonthemixdesignmixdevicemanufacturing.Ofsparepartsinvolvedinthedesign,verification,eachmemberputforwarddetailedargumentswithintolerance,tobeformallyidentifiedthesizeoftheparts,theoveralllayout,tomeetvariousrequirements.Twinshaftcompulsoryconcretemixerinthemixingprocess,todrivethroughtherotarymotionofthestirringbladesofthestirringshafttubematerialtocut,squeezeandflipgoesonandsostirring,sothatthematerialobtainedinarelativelyvigorousexerciseinfullthemixing,sothatithasgoodmixingquality,lowenergyconsumptionandhighefficiency.

Keywords:

Concretemixer,quality,energyconsumption,efficiency,longlife

绪论

近年来随着我国经济建设及科学技术的高速增长，基本建设规模不断扩大，建设队伍不断增加，大城市基础建设、房地产开发业的迅猛发展，推动了混凝土生产产量的迅速提高，机械设备在建设施工中的地位也日益显著。

加强施工队伍的装备，是改善施工条件，提高施工速度、工程质量和经济效益的保障。

 混凝土生产是改变传统的现场分散搅拌混凝土的生产方式，实现建筑工业化的一项重要改革。

混凝土的商品化生产因其生产的高度专业化和集中化等特点大大提高了混凝土工程质量，节约原材料，加快，提高劳动生产率，减轻劳动强度，同时也因其节省施工用地，改善劳动条件，减少环境污染而使人类受益。

 由于混凝土机械的工作对象是砂石、水泥等混合料，且用量大，工作环境恶劣。

因此，现代混凝土施工机械已经在向高技术、高效能、多品种、自动化和智能化的方向发展，以改善工作条件及提高生产率。

 由于这些搅拌输送机全部都是利用单运动方式,因而普遍存在拌和物料不充分,搅拌效果不太理想；另外,其噪音也较大,特别是在煤炭行业的工业型煤等新工艺上使用的搅拌输送机,根本满足不了其工艺设计要求而严重制约了其新技术新工艺的推广使用,因而急需一种结构新颖、效果明显的全新机型的搅拌机来逐步代替旧式搅拌机,并且也可广泛地使用于其他行业。

 搅拌是混凝土生产工艺过程中极重要的一道工序，所以应尽可能的使处在搅拌过程中的拌合料各组分的运动轨迹在相对集中区域互相交错穿插，在整个拌合料体积中最大限度的产生相互摩擦，并尽可能提高各组分的体积参与运动的次数和运动轨迹的交叉频率，为混凝土拌合实现宏观和微观匀质性创造最有利的条件，因此混凝土施工应向机械化和自动化方向发展。

   小型混凝土搅拌机的设计，是为了满足市场需求，完善产品的系列，适应小型建筑施工和实验室工作的要求。

它是在封闭的环境 中，实现对物料的搅拌和输送，搅拌及输送效果良好，对环境污染少，能够改善施工现场施工条件，保障施工人员身心健康，降低工人的施工强度，提高工作效率，减少施工中对环境的破坏。

摘  要 ...................................................................ABSTRACT ..........................................................

绪论 .....................................................................

第1章研究的目的意义 ...........................................

1.1.1  混凝土的组成 ...............................................

1.1.2  搅拌的任务 ..................................................

1.1.3搅拌机应具备的功能点 .................................... 

1.2、搅拌机的分类及使用特点...................................

1.2.1搅拌机的分类.........................................

1.2.2混凝土搅拌机使用特点...................................... 

1.3混凝土搅拌机的发展趋势......................................

第2章  总体设计方案 ...............................................

2.1  总体方案设计 .....................................................

2.1.1  混凝土搅拌机种类和功能比较 ............................

2.1.2  混凝土搅拌机的结构型式选择 .............................

2.2  总体结构及工作原理 .............................................

2.2.1  结构组成及工作原理 ..........................................

2.2.2、外壳的设计 ............................................... 

第3章  搅拌装置 ..................................................

3.1搅拌轴的设计 ...................................................

3.1.1搅拌轴的材料 .................................................

3.1.2搅拌轴的结构...................................................

3.1.3搅拌轴的支承...................................................

3.1.4搅拌轴计算.......................................................

3.2叶片的设计...........................................................

3.3搅拌筒尺寸及卸料方式............................................

3.4轴端密封..............................................................

3.5衬板..............................................................

第4章传动系统...........................................................

第5章上料系统...........................................................

第6章 供水系统 ...........................................................

第7章机架与支腿..........................................................

第8章 电气控制系统 ......................................................

第9章 混凝土搅拌机的维护与保养...................................

结论 .............................................................................致   ..........................................................................

参考文献.........................................................................

第1章混凝土搅拌机

1.1研究的目的意义

1.1.1、混凝土的组成

混凝土是当今时代最大宗的人造材料，也是最主要的建筑材料之一，广泛应用于工业、农业、交通、国防、水利、市政和民用基础设施建设中，在国民经济中占有重要地位。

广义的混凝土是指由胶凝材料、细骨料（砂）、粗骨料（石）和水按适当比例配置的混合物，经硬化而成的人造石材。

但目前建筑中使用最广泛的是以水泥为胶凝材料的普通混凝土。

在普通混凝土中，砂、石起骨架作用，他们在混凝土中起填充和抵抗混凝土在凝结硬化过程中的收缩作用。

水泥与水形成的水泥浆包裹在骨料表面并填充骨料间的空隙。

在花、硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予混合物一定的和易性，便于施工；硬化后，水泥浆则将骨料胶结成一个坚实的整体，并具有一定的强度。

混凝土作为主要建筑材料被广泛应用，是因为它具有很多其他材料不具备的特点。

如易成型、能耗低、耐久性好、价格便宜以及与钢材结合可制成各种承重结构的优点。

但混凝土的自重大、抗拉强度低、浇筑成型易受气候条件影响等，这些也是混凝土所存在的弱点。

因此，在21世纪，混凝土工作者的使命是为混凝土的轻质、高强、多功能、绿色化、长寿耐久而努力奋斗。

1.1.2搅拌的任务

混凝土搅拌机是将混凝土配合料按一定配合比的水泥、砂、碎石（骨料）和水等均匀搅而制备混凝土的专用机械。

一般认为混凝土搅拌机的主要任务是：

1）组分均匀分布，达到宏观和微观上的匀质

2）破坏水泥粒子的团聚现象，使其各颗粒表面被水浸润，促使弥散现象的发展

3）破坏水泥粒子表面的初始水化物薄膜包裹层，促进水泥颗粒与其他物料的结合，形成理想的水化生成物

4）由于集料表面覆盖一薄层灰尘及粘土，有碍界面结合层的形成，故应使物料之间多次碰撞和相互摩擦，以减少灰尘薄膜的影响

5）提高混合料各单元体参与运动的次数和运动轨迹的交叉频率，以加速达到匀质化1.1.3搅拌机应具备的功能特点

由以上分析可知搅拌机在搅拌过程中应尽量使各种原材料相互穿插，并在整个搅拌筒最大限度的产生摩擦，使各种物料混合均匀。

并尽可能提高各组分体积参与运动的次数和运动轨迹的交叉频率，为混凝土拌合料实现宏观和微观匀质创造最有利的条件。

因此，为了获取高质量的混凝土，搅拌机应具备以下特点:

1）能对混凝土各种组分均匀搅拌，并使水泥浆或沥青包裹骨料表面

2）混凝土搅拌完成后能迅速完全的卸出，不影响下次搅拌

3）搅拌应该操作简单，搅拌过程应耗时短

4）便于维护和保养

1.2搅拌机的分类及使用特点

1.2.1搅拌机的分类

搅拌机的总类较多，分类方法和特点如下：

1）按作业方式分循环作业式和连续作业式两种

循环作业式的供料、搅拌、卸料三道工序是按一定的时间间隔周期进行的，即按份拌制。

由于拌制所需的各种物料都经过准确的称量，所以搅拌质量较好，是未来发展的大趋势。

连续作业式的供料、搅拌、卸料三道工序是在一个较长的筒体连续进行的。

虽然其循环作业式高，但由于各物料的配比、搅拌时间难以控制，所以搅拌质量较差，目前很少使用。

2）按搅拌方式分为自落式搅拌和强制式搅拌两种

自落式搅拌机就是把混合料放在一个旋转的搅拌鼓，随着搅拌鼓的旋转，鼓叶片把混合料提升到一定高度，然后再自行落下，进而达到均匀搅拌的目的。

自落式搅拌机多用于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土。

筒体和叶片磨损较小，易于清理，但功耗大，效率低，多用于小型民用建筑。

由于此类搅拌机对骨料磨损较大，影响混凝土质量，且能耗大效率低，现已逐渐被强制式搅拌机取代。

强制式搅拌机是搅拌鼓不动，由鼓叶片绕回转轴旋转来使混凝土达到均匀搅拌的目的。

这种搅拌机搅拌作用强烈，适用于硬骨料混凝土和轻骨料混凝土，也可搅拌流动性混凝土，具有搅拌速度快、搅拌质量好、操作简便、生产效率高等特点。

但这种搅拌机也有动力消耗大、叶片磨损快等方面的不足，多用于大中型搅拌站。

3）按装置方式分固定式和移动式

固定式搅拌机是安装在预先准备好的基座之上，整机不能够移动。

它的体积大、生产效率高，多用于搅拌站和搅拌楼。

移动式搅拌机本身具有行驶车轮，能够来回移动，适用于中小型的临时工程。

按出料方式分为倾翻式和非倾翻式两种

倾翻式靠搅拌鼓倾翻卸料，非倾翻式按搅拌鼓反转卸料。

4）按搅拌容量

大型：

出料容量1.0~3.0㎥

中型：

出料容量0.3~0.5㎥

小型：

出料容量0.05~0.25㎥

1.2.2混凝土搅拌机使用特点

周期性：

周期性的进行装料、搅拌、出料，结构简单可靠，容易控制配合比和搅拌质量，使用广泛。

连续式：

连续工作，生产率高，适用于混凝土使用量大的工程。

自落式：

搅拌筒旋转将物料提升一定高度然后自行落下，筒壁和叶片磨损较小，适宜拌制塑性和半塑性混凝土。

强制式：

筒物料由旋转轴上的叶片和刮板的强制作用而获得充

分拌和。

叶片和筒壁磨损较大，需要加装衬板。

1.3混凝土搅拌机的发展趋势

混凝土搅拌机是建筑机械中搅拌混凝土必备的机械，随着我国房地产建筑行业、公路、铁路、水电站等建设的扩大和商品混凝土的推广，水泥制品产量逐年提高，混凝土搅拌机的销量稳步提升，由此也出现了不同容量、不同型号的搅拌机来满足客户的需求，并远销俄罗斯、印度、欧洲等国家和地区。

近几年由于搅拌机在各行业扮演了重要角色，使JS系列搅拌机逐渐成为搅拌混凝土的主导产品，其中JS350、JS500、JS750、JS1000为中小型搅拌机，JS1500、JS2000、JS2500、JS3000为大型搅拌设备，加工工艺比一般搅拌机更复杂，要求更高，一般与配料机组成搅拌站。

随着搅拌机需求量的增大，搅拌机的生产厂家也越来越多，市场竞争越来越激烈。

大部分生产厂家都以中小型搅拌设备为主，但在竞争加剧的环境下，搅拌机正朝着技术创新、个性服务、提高搅拌机的自制能力方向发展。

在建设节约型社会的大背景下，相信混凝土设备在以后的发展过程中一定会朝着节能、高效、耐用、操作更加智能化方向发展。

第2章 总体设计方案

2.1 总体方案设计

2.1.1 混凝土搅拌机种类和功能比较

混凝土搅拌机主要由拌筒、加料和卸料机构、供水系统、原动机、传动机构、机架和支承装置等组成。

从其运动方式及其主要结构上来看，它们可分为两大类型:

一种形式为单运动的轴式传动轴上（有单轴和双轴）安装各式各样的搅拌叶片（有长锥形、螺旋形等），并利用叶片来搅拌物料；而另一类则是通过钢齿轮传动带动某一形状的筒体（有圆锥体、圆柱体等）的自身旋转而使物料产生搅拌效果。

按工作性质分间歇式（分批式）和连续式；按搅拌原理分自落式、强制式和连续式；按安装方式分固定式和移动式；按出料方式分倾翻式和非倾翻式；按拌筒结构形式分梨式、鼓筒式、双锥、圆盘立轴式和圆槽卧轴式等。

自落式搅拌机 有较长的历史，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立筒式搅拌机等相继问世并获得发展。

自落式混凝土搅拌机的拌筒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，加入拌筒的物料，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，达到均匀搅拌的效果。

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。

连续式混凝土搅拌机 装有螺旋状搅拌叶片，各种材料分别按配合比经连续称量后送入搅拌机，搅拌好的混凝土从卸料端连续向外卸出。

这种搅拌机的搅拌时间短，生产率高、其发展引人注目。

强制式搅拌机 从20世纪50年代初兴起后，得到了迅速的发展和推广。

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，发展较快。

强制式混凝土搅拌机拌筒的转轴臂架上装有搅拌叶片，加入拌筒的物料，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。

2.1.2  混凝土搅拌机的结构型式选择

立轴式搅拌机的搅拌工作主要靠叶片对物料的强制式的搅拌作用使物料拌和均匀。

另外立轴搅拌机的拌筒中央部分有一轴套，用于放置搅拌装置，连接传动装置，结构紧凑，传动装置下置，润滑性能好。

卧轴式搅拌机，拌筒径做的都比较大，骨料被抛向拌筒外壁，产生混凝土离析，加水量不易控制，搅拌力小，使物料结团结仓。

综合比较，立轴搅拌机的结构简单，易于控制与操作。

故本次设计的是一台小型立轴式搅拌机。

2.2  总体结构及工作

2.2.1  结构组成及工作原理

本设计混凝土搅拌机的主要组成部分为：

传动部分、搅拌部分、机架等。

整体结构如图2-1所示：

本设计的工作原理是：

电动机通过带传动带动减速器，减速器与搅拌轴通过链传动带动轴的旋转，轴上安装有搅拌叶片随轴转动对物料进行搅拌作用。

图2-1总体结构示意图

从结构上看，双卧轴搅拌机要较单卧轴搅拌机复杂，但它磨损小，搅拌质量好，生产率高，双卧轴搅拌机较立轴式和单轴式搅拌机，具有明显的优越性。

优点如下：

1）搅拌机外形尺寸小、高度低，布置紧凑，装载运输便利，而且结构

合理性好，工作可靠性高。

搅拌机容量大，效率高，适用于商品混凝土的生产。

2）搅拌筒直径比同容量立轴式小一半，搅拌轴转速与立轴式基本相同，

但叶片转速要比立轴式小一半，因此叶片和衬板磨损较小、使用寿命长，并且物料不易离析。

3）物料运动区域相对集中于两轴之间，物料行程短，挤压作用充分，

因此搅拌质量好。

2.2.2外壳的设计

传统的U型槽底容易出现搅拌死角，从而导致两轴负载过大，以致断裂。

另外他们将两端墙板焊死在机壳上，这样使得在轴或叶片受损时维修很不方便，工作量也相当大。

现代的设计中，槽底做成ω型，以防搅拌死角，并在筒安装衬板。

两边再焊上钢板做成机槽，槽口两边焊有角钢用以固定机盖，槽机底部焊有支承垫用以支承槽体。

机槽两端墙板不是焊死在机壳上，而是通过螺栓与机壳连接，这样做的目的是为了在维修时便于将损坏的轴吊起，省去拆叶片的麻烦，检修空间增大，工作量减小，还可缩小两端轴孔直径，便于密封防漏，如下图所示：

图2.2搅拌机槽体

第3章  搅拌装置

3.1搅拌轴的设计

在混凝土搅拌过程中，各叶片受力比较复杂，所以传递到搅拌轴上的弯曲应力和扭转应力也相应比较复杂。

由于搅拌轴的受力主要以扭转为主，为了便于计算，在搅拌轴的设计过程中按扭转强度条件计算，采用增大安全系数的方法来保证搅拌轴的可靠性。

3.1.1搅拌轴的材料

和普通轴一样，常用45号钢，不重要的要求不高的可以选用Q235钢。

耐腐蚀要求较高或物料不被铁离子污染时，应采用不锈耐酸钢或采用防腐措施。

3.1.2搅拌轴的结构

搅拌轴常用实心和空心直径。

空心结构可以减小搅拌机的质量，但加工比较复杂，成本较高，通常采用实心结构。

强制式搅拌机可拆式连接结构过去常用抱瓦式结构，目