1、 毕业设计 (论文 ) JZ 型混凝土搅拌机总体及传动部分设计 THE DESIGN OF THE TOTAL AND SPREAD TO MOVE OF THE JZ CONCRETE MIXER 学生姓名 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械设计制造及自动化 指导教师 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) I 摘要 为了适应不同的搅拌要求，搅拌机发展了许多机型，本设计中 首先对混凝土搅拌机进行选型，通过对比最后确定 选用 自落式锥形反转出料搅拌机。选型后，对搅拌机的传动部分进行设计计算，首先通过对搅拌筒的设计计算 确定搅拌功率，选择电机，后对减速器的设计，这是本设计中的重要部分，在对减速器的
2、设计中，参考资料，按照搅拌机的设计步骤，计算设计减速器各组成部件， 完成减速器的设计后，对搅拌筒外的开式大齿轮进行设计计算，这是本设计中的难点，因为这个齿轮传动比较大，需要很好地解决 这个问题 才能最终完成搅拌机的传动部分的设计， 然后选用适合的联轴器对传动部分的各个装置进行联接，完成传动部分的设计后，对上料部分进行简单的设计，最后合成出混凝土搅拌机的总体部分。 关键词 锥形反转 ； 搅拌筒 ； 减速器 ;联轴器 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) II Abstract In order to meet the needs of different mixing, many models of
3、 the mixer have been developed. In this design, choose the type of the concrete mixer at first. Through comparing, the taper mixer which produces the material reversely is chosen for use. After the selecting the type, the transmission of the mixer is designed. Through calculating the tube of the mix
4、er, the power of mixing can be confirmed at first. After choosing the electrical machinery, the reduction gear can be designed. This is an important part in this design. In the design of the reduction gear, reference information, and then calculate and design each part of the reduction gear accordin
5、g to the design step of the mixer. After finishing the design of the reduction gear, the opening gear wheel outside the mixing tube can be calculated and designed. This is a difficult point in this design, because that the transmission of this gear wheel is big. This problem is needed to well solve,
6、 and then the transmission of the mixer can be finished finally. Then the suitable shaft coupling can be chosen to link each part of the transmission well. After finishing the design of the transmission, the part of taking material is designed simply .The overall part of the concrete mixer is compou
7、nded out finally. Key words taper reverse mix tube reduction gear shaft coupling 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) III 目 录 1 绪论 . 1 1.1 混凝土搅拌机械 . 1 1.2 混凝土搅拌机的周期作业 . 2 2 传动部分设计 . 3 2.1 搅拌筒设计 . 3 2.2 减速器的设计 . 5 2.2.1 电动机的选择 . 6 2.2.2 传动比的分配 . 9 2.2.3 计算传动装置的运动和动力参数 . 9 2.2.4 第一级齿轮传动的设 计 . 13 2.2.5 第二级齿轮传动的设计 . 16 2.2
8、.6 轴的校核 . 22 2.2.7 键的选择 . 25 2.2.8 轴承的选择因素 . 26 2.2.9 联轴器 . 26 2.2.10 减速器的润滑和密封 . 27 2.2.11 开式齿轮的设计 . 29 3 料斗的设计 . 33 3.1 钢丝绳的选择 . 33 3.2 卷筒的设计计算 . 34 3.3 滑轮组的设计计算 . 38 3.4 离合器的设计计算 . 39 3.5 制动器的设计计算 . 40 4 搅拌机的使用与维护 . 42 4.1 搅拌机使用的注意事项 . 44 4 2 搅拌机的日常保养 . 44 结论 . 46 致谢 . 45 参考文献 . 46 附录 . 47 徐州工程学院
9、毕业设计 (论文 ) 1 1 绪论 1.1 混凝土搅拌机械 混 凝土施 工 机械的发展状况是影响建筑 工 程施工机械化程度 的重要因素之一。 因为建筑技术与建筑工程的现代化已经使建筑物的基础、梁、柱、板等主要构件几乎都是 混 凝土浇筑而成的如果工程中所用的 大 量混凝土，其 生 产过程 中 的各道 工 序 (即贮料、装料、配料、搅拌、运输、浇筑和振捣 )都采用人工操作，则 不 仅需要大量的劳动力，而且劳动强度 高 、效率低、 混 凝土的质量 差 。为此，必须 十 分 重 视混凝 土 施工机械的发展 和应用 ，并作为提高建筑施工机械化 程 度的主要技术措施之一。当前，我国建筑 工 程 中 混凝土
10、的加工虽 已 基 本 机械化，但分散件很强，尚不能 走 向较 高 程度的 工业 化， 商 品混凝土应用的 程度 还很小。今后一段时间内，要把注意力放 在 混凝土施 工地 机械化体系的配套 上 ，使之更加完善。 混凝土搅拌机是将一定配合比的水泥 (胶结材料 )、砂、石 (骨料 )和水 (有时还加入一些混合材料 )拌和成匀质混凝土的机械。同人工拌和混凝土相比，混凝土搅拌机具有生产率高，拌和质量好，减轻工人劳功强度等优点，如今它是建筑施工现场、混凝土构件厂及商品混凝土供应站生产混凝土的重要机械设备之一。 混凝土搅拌机按搅拌混凝土的原理来分有自落式和强制式两种。 自落式混凝土搅拌机 工作机构是筒体，沿
11、筒内壁圆周安装若干搅拌叶片 。工作时，将物料投入搅拌筒内，筒体绕其自身轴旋转， 靠搅拌筒的旋转，由筒内的搅拌叶片将物料推到一定的高度后，物料靠自重坠落下来，反复对物料进行搅拌而加工成匀质混凝土。这种搅拌机 特点是搅拌强度 不大，效率低，只 适合加工普通塑性混凝土，对骨料的粒径要求不严格，广泛地应用于 各种 中小型建筑工地。 是现在建筑行业中应用较为广泛的一种混凝土搅拌机。 强制式混凝土搅拌机 的搅拌机构是水平式设置在筒内的搅拌轴，轴上安装搅拌叶片，工作时，强制式混凝土搅拌机 的搅拌筒固定不动，是由筒内转轴的 带动 叶片旋转来对物料进行强制式的 剪切， 挤压、翻转 的强制搅拌作用 ， 使拌合料在
12、剧烈的相对运动中 达到均匀拌和。这种搅拌机 搅拌质量好，效率高， 适合加工普通塑性 和 半硬性的混凝土。由于受构造上的限制，对粗骨料粒径的要求较为严格，施工现场的混凝土搅 拌站和混凝土预拌工厂的搅拌楼中使用的搅拌机均系此种类型。 混凝土搅拌机，按其外形又可分为鼓形、锥形和盘形二种；按所用动力装置不同又分为电动式和 内燃式两种；由搅拌量 的不同，又将搅拌机分成多种容量型号， 目 前世界上的混凝上搅拌机已 有 200 种以上。我 国 混凝土搅拌机的容量、规格的发展也很迅速，容量仅在 3000L 以下的就合 11 种之多，它们是； 50， 100， 150、 200， 250， 350， 500，
13、750，1000， 1500 和 3000L这些搅拌机都 同属 周期作业式，随着 混 凝土施工工艺的发展和对搅拌徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 2 机要求的提高，必将很快推出各 种新型的混凝土搅拌机械。 根据搅 拌 机搅拌筒容 量 参数的小同， 又 常把 混凝 土搅 拌机 划分为大型 (出科容量为 1 3m 3 3m )、中型 (出料容量为 0.35 3m 0 75 3m )和小型 (出料容量为 0.5 3m 一 0.25 3m )三种。 我国混凝土搅拌机的生产业已定型，并自成系列， 其代 号和主要技术参数的意义： J 搅拌机： G 鼓形自治式混凝土搅拌机； Z 锥形反转 出 料式混凝土搅拌
14、机； F 锥形顿翻出料式混凝 1：搅拌机； D 单卧轴强制式混凝土搅拌机； JG250 型混凝土搅拌机 表示鼓形自落式混凝土搅拌机，电动机驱动，出料容量并经捣实后的混凝土体积为 250L。 混凝土搅拌机 其主要组成部分有： 搅拌机构 .它是混凝 土 搅拌机的主要工作机构，由搅拌筒、搅拌叶片等组成。 传动装置它是向搅拌机各工作机构传递力和速度的系统。 般有由带条、摩擦轮、齿轮 ,、链轮和轴等传动元 件组成的机械传动系统和由液压元件组成的液压传动系统两大类。 上料机构 ,它是向搅拌 筒 内装人混凝土物料的设施一般有卷扬提升式料斗、固定式料斗和翻转式料斗三种形式 c 配水系统 ,它的作用是按照混凝土
15、的配合比要求定量供给搅拌用水。搅拌机配水系统的型式主要有：水泵 配水箱系统、水泵 水表系统和水泵 时间继电器系统三种。 卸料机构 ,它是将搅拌好的匀质熟料混凝土从搅拌筒中卸出的装置。主要有溜槽式、螺旋叶片式和倾翻式三种型式。 我选用的是 JZ 型混凝土搅拌机，即自落式锥型反转混凝土搅拌机 ，它主要由搅拌机构（由搅拌筒，搅拌叶片等 组成），传动装置（由减速器，开式大齿轮等组成），上料机构（由提升式料斗，卷扬机等组成），配水系统（由 水泵 配水箱系统 ），卸料机构（由搅拌筒组成）。 在此附上自落式锥型反转混凝土搅拌机简意示图，见图 1-1： 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 3 图 1-1JZ35
16、0 锥型反转出料搅拌机 1.供水系统 2.传动装置 3.搅拌与出料装置 4.上料机构 1.2 混凝土搅拌机的周期作业 搅拌筒的基本形状，即有鼓形、双锥形、盘形和圆槽形等。其中，鼓形、双锥形搅拌机工作原理为自落式，即作业时，搅拌筒旋转，物料靠自重坠落达到搅拌要求；盘形相圆槽形搅拌机为强制式，作业时 搅拌筒固定不动，靠转轴带功筒内的搅拌叶片对混凝土物料进行强制挤压、翻转和抛掷而达到拌合均匀的目的。 从搅拌原理上看，锥形反转出料式混凝土搅拌机是一种自落式混凝土搅拌机。搅拌筒正向回转进行搅拌，反向回转进行出料，它是作为取代鼓形自落式混凝土搅拌机的一种机型，可以用来拌合普通塑性和低流动性的混凝土。搅拌时
17、，双锥形搅拌筒旋转。叶片使物料作提升、下落运动的同时，还强迫物料作轴向窜动。所以，此种搅拌机同鼓形自落式搅拌机相比，其搅拌运动比较强烈，生产率高，拌和出来的混凝土质量好。机械构造也比较简单、操作方便，因而得到了 广泛应用。 锥形反转出料式混凝土搅拌机主要有以电动机为动力的 JZ系列型号和 JZY 系列型号。JZY 型除进料机构采用液压传动外，其余构造及技术性能均与 JZ 型相同。目 前，该系列产品的出料容量有 150L， 200L， 350L,500L 和 750L 等。所示为 JZ350 型 混 凝土搅拌机的外徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 4 形，其出料混凝土体积为 350L。它主要由动
18、力装置、传动装置、进料系统、搅拌系统、供水系统、底盘和电气系统等组成。 在搅拌筒的进料口一端，焊有两块挡料叶片，可防止搅拌时进料口处漏浆；搅拌筒的出料口一端，焊接着一对出料叶片，出料叶片分成两段，以 螺钉固定，搅拌过程中如遇突然停电或发生故障时，可以卸下靠外边的一段叶片，把筒内的物料扒出来。当混合料拌和好混凝土后，可通过传动系统改变搅拌筒的旋转方向，筒内的混凝土使可经出料叶片迅速卸出筒外。 托轮是支承搅拌筒并拖带搅拌筒进行运转的机构。 搅拌筒放在四个橡胶托轮上，电动机的动力，经齿轮减速箱传给托轮主轴，利用轴上的一对橡胶托轮与搅拌筒滚道之间的摩擦力，带动搅拌筒旋转。 上料机构： JZ350 型混
19、凝土搅拌机的上料机构由上料架、中间料斗、上料斗和传动机构等组成，。 上料时，料斗由钢丝绳牵引沿料架的轨道向上爬行，当 行至 一 定的高度后，其长轴滚轮进入 料架岔道，料斗随之倾倒，斗门面动开启，斗内物料经中间料斗卸 入 搅拌筒内。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 5 2 传动部分设计 传动部分是 搅拌机的重要组成部分，通常由滚筒，减速器，电动机以及联接件组成，在本设计中采用电动机通过联轴器联接减速器，再通过另一联轴器联接搅拌筒上的开式齿轮，从而达到传递动力的作用。如图 ： 图 2-1 搅拌机的传动系统 1 搅拌筒； 2 联轴器； 3 减速器； 4 电动机 2.1 搅拌筒设计 锥形反转出料搅拌
20、机的搅拌筒呈双锥形，筒内中部焊有 分别与拌筒轴线成一定夹角交叉布置的高叶片和低叶片各一对。由于高低叶片与拌筒轴线按一定的角度交叉布置，所以当拌和料由进料锥端进入，拌筒正转搅拌时，叶片不仅使拌和料作提升、下落的运动，还能强迫物料作轴向窜动，故能强化搅拌作用。当搅拌筒反向旋转时，叶片将拌和料推向出料锥端由两条空间交叉成 0180 的螺旋形出料叶片将拌和料卸出筒外。 双锥反转出料混凝土搅拌机在工作时，器搅拌功率主要用于克服混凝土物料在拌合时所产生的偏心距及托轮滚动的摩擦阻力距。搅拌时，大部分物料倾向搅拌筒一侧，呈 斜面，但有少部分物料由于拌筒转动时产生的惯性作用而处于自由落体运动状态， 为讨论方便，
21、现假定最恶劣的工作状况，即全部物料倾向拌筒的一侧，呈斜面，球此种情况下的搅拌功徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 6 率。先有设计要求计算出搅拌筒的几何尺寸，搅拌筒外形如图所示： 图 2-2 搅拌筒的几何外形 由混凝土机械查搅拌几何容积，和出料容量 V1 01V/ V 2-4 式 （ 2.1） 出料容积 V2 和进料容积 V1 有 为出料系数，对混凝 土一般取 0.6 0.7 1 2 1V/V 式 （ 2.2） 21V (0.6-0.7)V式 （ 2.3） 出料 2V 0.35L 式（ 2.4） 所以 1V 3 5 0 / ( 0 .6 - - 0 .7 ) 5 8 3 - - 5 0 0 L 式（ 2.5） 暂选 2V 560L 式（ 2.6） 01V/V 2-4式（ 2.7） 0V 1040-2080式（ 2.8） 暂选 1500L 0 1 2V V V V 出式（ 2.9） 221 1 111V c o t c o t3 4 3 4d R R 式（ 2.10）
