混凝土搅拌机设计.docx

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1、第一章混凝土搅拌机1.1、 搅拌的作用1.1. K混凝土简介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

2、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，并在整个搅拌筒内最大限度的产生摩擦，使各种物料混合均匀。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 混凝土搅拌完成后能迅速完

3、全的卸出，不影响下次搅拌搅拌应该操作简单，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1.2.3、 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内连续进行的。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

4、料放在一个旋转的搅拌鼓内，随着搅拌鼓的旋转，鼓内叶片凝土，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。(4)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。(5)按搅拌容量大型：出料容量L0 3.0 m中型：出料容量0.3 0.5 m小型：出料容量0.050.25 m1.2.

5、4、 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：筒内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

6、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

7、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二章搅拌机设计图2.1总体结构图从结构上看，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。(2)搅拌机容量大，效率高，适用于商品混凝土的生产。(3)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。(4)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

8、好。2.K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，槽底做成型，以防搅拌死角，并在筒内安装衬板。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板3、搅拌轴4、联接4、连接螺栓5、搅拌臂 3、轴用挡圈4、搅拌臂螺栓图4. 3连接结构抱瓦式结构中的抱瓦需模锻，插入式结构中搅拌轴上的搅拌臂的插入孔要求精度较高，需在镇床上加工。相比较之下，本结构采用

9、螺栓连接，可以降低加工难度，节约成本。1.1.3、 搅拌轴的支承一般情况下，搅拌轴依靠减速箱内的一对轴承支承。但是，由于搅拌轴一般较长而且伸在反应器内进行操作，这种轴承受条件较差。当搅拌臂过长而又很细时，常常会使轴扭弯，使离心作用增加，最后达到完全破坏，悬臂的支承条件为：445B&4045d式中：。一一悬臂轴长度，单位小B轴承间距，单位为用。d搅拌臂直径，单位m。1.1.4、 搅拌轴计算轴的扭转强度条件为:T 9550000“式中：%扭转切应力，单位为Mpa。T 轴所承受的扭矩，单位为Nmm。WT轴的抗扭矩截面系数，单位为步。轴的转速，单位为“min o轴的传递功率，单位为kw。d计算截面处轴

10、的直径mm。%许用扭转切应力，单位为Mpa。由表 153 取工7 = 20M，& =140直径:9550000 Ip0.2 rT v n式中:A 9550000.1.26.82, . . .d 140x 3/= 144.2mm24.6说明：当轴截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。对于直径d100帆帆的轴，有一个键槽时，轴径增大3%；有两个键槽时，应增大7%。贝人晨 1.03 x 144.2 = 148.53/加取轴的最细部分的直径为160mm o2.3、 叶片的设计连续式搅拌机的合理结构，技术参数的确定是一项迫切而急需的任务。在过去，曾研究过的搅拌叶片在轴上布置对混合物均质

11、性的影响。对搅拌机筒体中充填性能及对机器生产率和搅拌过程耗电量的影响，在叶片合理布置下，叶片轴转速对混合物均质性的影响，在合理的叶片布置和转速下，搅拌机筒体的安装倾角对搅拌过程及对混凝土制件强度指标的影响。下面是几种常见的叶片布置方式和它们的特点。优点：可以使物料向箭头所指方向流动，便于卸料。缺点：效率较低，不适于大批量连续生产。优点：可以使物料朝着箭头方向做环向流动，物料搅拌充分，生产效率较高，适用于大中型搅拌设备。（C）优点:两轴叶片在外形上同向布:优点:叶片外形同向布筒体倾斜并且筒体向卸料一侧倾斜一个角度，便于卸料。缺点:结构复杂，生产困难。安装，并且在卸料口处安有阻滞叶片，搅拌均匀，便

12、于卸料P缺点：叶片布置比较复杂，加工维修困难，成本较高。由于该搅拌机容量为1500L,为大中型搅拌机，通过以上对各布置形式的分析，该设计选用图（b）形结构，物料在搅拌筒内的运动轨迹如图4. 4所示。工作时，搅拌轴带动搅拌叶片旋转,强迫物料按预定的轨迹产生剪切、挤压、翻滚和揉搓等强制搅拌作用，使物料在剧烈的相对运动中得到均匀搅拌。改进搅拌叶片的结构和曲面形状,对提高搅拌质量、减小搅拌阻力和降低功率消耗具有重要的意义。图2. 4双卧轴式搅拌机物料运动轨迹合理的叶片布置不仅可以提高混凝土的硬度和混凝土的生产率。而且可以减少原料的消耗，减少物料对机器的冲击，还能延长机器的寿命。由于两轴的旋转方向相反,

13、两轴间的料产生挤压、翻滚和揉搓，以达到搅拌混合效果显然,在不破坏物料流运动的前提下，两轴间物料逆流运动的频次越高,揉搓和挤压作用就越充分,搅拌效果就越好。通过对叶片相对运动分析可知:搅拌叶片正反排列得到的逆流次数要比搅拌叶片双正排列得到的次数多，因此搅拌作用更强烈，搅拌质量也更好。并且随着搅拌叶片数量的增多，这种优势会更加明显。但这种情形下，那么搅拌叶片的运动顺序破坏了拌筒内物料的大流动。这是因为物料以连续递推的方式前进。此外，在一根轴上相邻叶片，同时参加搅拌，并且二者对物料推动的方向相反。由于叶片的反向推动，有可能该叶片的相邻叶片无料可搅，从而导致一根轴上叶片内的物料无法推出来。搅拌轴的断料

14、形成。机内的物料被正、反叶片分成两部分，一部分向前推进，另一部分则向后推送,使物料产生连续不断的轴向往复运动,将处于不同半径处的物料翻转,在正反叶片的共同作用下,物料在机内反复翻动、扩散、搅拌、揉搓，使物料混合均匀。由于正向叶片大于反向叶片,所以物料在作轴向往复运动的时候，总体上是向出料口方向前进的，因而可以满足连续工作的要求。此外,物料由通常的单向运动方式改为往复运动，使得设备在有限的长度，提高物料的生产率和搅拌效率。在叶片的选择上，根据目前国内外卧轴式搅拌机叶片结构型式看，广泛采用铲片式，就单个叶片来说，它是一个平板，他通过搅拌臂与轴形成一体，使全部叶片呈螺旋线分布,叶片间没有直接联系，因

15、而这种化整为零的结构方式具有很突出的优点。它使得叶片的加工安装非常方便，从而代替了加工安装要求高的螺旋带叶片。从磨损角度看，铲片式易受到局部磨损，这是因为物料与叶片之间的滑动逐步不均匀，而且波动，易形成卡料，使磨损加剧，搅拌效果有所下降，故从磨损和搅拌效果来看，铲片式比螺旋带式差。但铲片式在以后的维护保养和维修过程中比较方便，并且叶片是标准化大批量生产，可以降低成本。所以，综合考虑，该设计应选用铲片式叶片，整体结构和叶片布置如下：图2. 5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、侧叶片搅拌筒内装有两根水平配置的搅拌轴，每根轴上均装有搅拌叶片。在靠近搅拌筒两端的搅拌臂上分别装有侧叶片，可刮掉端面上的混凝土，并改变混凝土的流向。叶片与村板间隙W5n1H1,参数如下：单根