單臥軸式混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)

圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：密 級(jí)：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)單臥軸式混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)THE DESIGN OF SINGLE HORIZONTAL SHAFT CONCRETE MIXER 學(xué)生姓名班 級(jí)學(xué)院名稱(chēng)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)指導(dǎo)教師 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 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(dú)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(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書(shū)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(shí)產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)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?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)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I摘 要隨著市場(chǎng)對(duì)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)正是近些年逐步發(fā)展起來(lái)的新式混凝土攪拌機(jī)。通過(guò)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(diǎn)，即實(shí)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(diǎn)，并且針對(duì)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(dòng)系統(tǒng)首先是通過(guò)電動(dòng)機(jī)輸出扭矩，然后通過(guò)傳動(dòng)帶，再由減速器通過(guò)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(dòng)混凝土旋轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)攪拌的動(dòng)作。本文中的混凝土攪拌機(jī)對(duì)原有的攪拌機(jī)葉片磨損問(wèn)題和軸端密封問(wèn)題提出了進(jìn)一步的研究解決方案，延長(zhǎng)了攪拌機(jī)的工作壽命并且提高了混凝土的攪拌質(zhì)量。關(guān)鍵詞 混凝土攪拌機(jī)；泡沫混凝土；傳動(dòng)系統(tǒng)；葉片；軸端密封AbstractWith the increasing requirements of the foam concrete,the research of concrete mixer of high quality is also urgently needed,and the 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 very 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 through 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 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目 錄摘 要1目 錄31 緒論51.1泡沫混凝土的性能以及前景51.2混凝土攪拌機(jī)發(fā)展的前景與研究的目的51.3攪拌實(shí)現(xiàn)的任務(wù)51.4當(dāng)下混凝土攪拌機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)61.5設(shè)計(jì)內(nèi)容62攪拌機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案82.1混凝土攪拌機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)82.2整體結(jié)構(gòu)原理的確定82.3主要的結(jié)構(gòu)尺寸的確定92.4攪拌機(jī)的主要組成裝置102.4.1 攪拌裝置102.4.2傳動(dòng)系統(tǒng)112.4.3上料系統(tǒng)112.4.4卸料機(jī)構(gòu)113 混凝土攪拌機(jī)葉片參數(shù)的選擇123.1攪拌機(jī)工作原理的簡(jiǎn)介123.2 葉片大小及葉片角度的選擇123.4 容積利用系數(shù)的分析154 確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的型號(hào)165 確定傳動(dòng)比以及軸性能參數(shù)185.1 攪拌機(jī)傳動(dòng)比的計(jì)算185.2 高速軸動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算186 確定減速器型號(hào)以及傳動(dòng)帶相關(guān)參數(shù)196.1 減速器的選擇196.1.1 首先要計(jì)算出所需的額定功率196.1.2 檢驗(yàn)減速器熱平衡許用功率206.2 帶的計(jì)算206.2.1 確定計(jì)算功率206.2.2 選擇帶型206.2.3 確定傳動(dòng)帶的基準(zhǔn)直徑206.2.4 校核帶的速度216.2.5 計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑216.2.6 計(jì)算中心距以及基準(zhǔn)長(zhǎng)度216.2.7 校核主動(dòng)輪上的包角226.2.8 確定傳動(dòng)帶的根數(shù)227 確定攪拌軸、聯(lián)軸器和鍵的尺寸型號(hào)237.1攪拌軸的設(shè)計(jì)237.2聯(lián)軸器的選擇247.3鍵的選擇257.3.1選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺寸257.3.2校核鍵的連接強(qiáng)度258 攪拌軸位置的確定以及受力分析與校核278.1 位置的確定278.2 攪拌軸受力情況分析278.3攪拌軸上彎矩和扭矩分析288.4 核軸的強(qiáng)度329 攪拌臂的受力計(jì)算和校核計(jì)算339.1 攪拌臂的受力分析339.2 攪拌臂的受力設(shè)計(jì)以及校核計(jì)算3310 確定攪拌臂上連接螺栓的參數(shù)3511 軸承的受力分析以及校核3612 軸端密封裝置的改進(jìn)3912.1早期的開(kāi)式迷宮密封3912.2閉式密封3912.3改進(jìn)型軸端密封3913 安裝.使用.維護(hù)和說(shuō)明4013.1安裝說(shuō)明4013.2使用說(shuō)明4013.3操作要點(diǎn)4013.4維護(hù)保養(yǎng)41結(jié)論42致謝43參考文獻(xiàn)441 緒論1.1泡沫混凝土的性能以及前景近些年來(lái)隨著很多城市建筑大樓火災(zāi)事故的頻發(fā)，國(guó)家開(kāi)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(yùn)而生，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?lái)越重要。到目前為止，市場(chǎng)上銷(xiāo)售最為廣泛的泡沫混凝土中有一些比較重要的組成部分，比如有泡沫劑、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(shí)候，比如對(duì)保溫效果有特別的嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，我們可以適時(shí)改變它的一些主要的成分，比如可以在攪拌的過(guò)程之中加入一些有機(jī)高分子聚合物來(lái)使得混凝土物料實(shí)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(guò)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，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。因?yàn)樗婢吒粢簟⑤p質(zhì)、保溫、耐火等眾多顯著的優(yōu)點(diǎn)，目前泡沫混凝土的市場(chǎng)正在逐步擴(kuò)大1。1.2混凝土攪拌機(jī)發(fā)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(guó)可以說(shuō)是首屈一指，近些年更是隨著國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的不斷興起，每年都會(huì)有數(shù)以?xún)|噸的水泥被用于社會(huì)的生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中去。并且每年很多特大城市幾乎都會(huì)有建筑發(fā)生火災(zāi)，因此對(duì)于一種具有防火、保溫、隔音等等優(yōu)點(diǎn)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(shuō)的諸多特點(diǎn)，它在建筑領(lǐng)域的影響也越來(lái)越大，但是在泡沫混凝土的生產(chǎn)裝備技術(shù)方面以及相關(guān)的尖端應(yīng)用領(lǐng)域，我們國(guó)家仍然落后于很多西方發(fā)達(dá)國(guó)家非常大的一段距離?；炷翑嚢铏C(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(diǎn)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(duì)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(shí)現(xiàn)的任務(wù)。1.4當(dāng)下混凝土攪拌機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)在最初研究發(fā)展攪拌機(jī)的時(shí)候，建筑行業(yè)比較認(rèn)可的還是自落式的攪拌機(jī)。隨著人們對(duì)于混凝土攪拌質(zhì)量以及攪拌效率要求的不斷提高，又慢慢研制出了很多其余類(lèi)型的攪拌機(jī)。比如：強(qiáng)制式攪拌機(jī)。同時(shí)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，按照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(lèi)。截止到目前為止，國(guó)際上的強(qiáng)制式的還都是按照這種方法進(jìn)行劃分的。臥軸式攪拌機(jī)是近些年來(lái)新興發(fā)展的攪拌機(jī)型。因?yàn)樵摍C(jī)型葉片耐磨性好，攪拌效果優(yōu)良，葉片運(yùn)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(guò)近些年不斷地研究發(fā)展，我國(guó)自行研制出了多種型號(hào)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)基本完善。強(qiáng)制式單臥軸攪拌機(jī)具有很多顯著的優(yōu)點(diǎn)，即實(shí)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(diǎn)。另外強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)如果按結(jié)構(gòu)區(qū)別劃分的話(huà)，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(diǎn)卻是十分相似的4。1.5設(shè)計(jì)內(nèi)容。2攪拌機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案。7 確定攪拌軸、聯(lián)軸器和鍵的尺寸型號(hào)7.1攪拌軸的設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)沒(méi)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(mǎn)足以下的一些條件：（1）軸本身的加工制造工藝應(yīng)該相對(duì)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單一點(diǎn)，與此同時(shí)軸上所安裝的零件應(yīng)該要比較方便裝卸；另外，軸的各個(gè)部分的受力要均勻，否則工作狀況將不會(huì)穩(wěn)定；同時(shí)，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(duì)其所產(chǎn)生的作用，因此在初步計(jì)算軸的直徑的時(shí)候，我們只需按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的條件進(jìn)行校核計(jì)算見(jiàn)式（7.1）。 式(7.1)即：式中 攪拌軸的抗扭截面模量，它的單位為 攪拌軸計(jì)算截面處軸的直徑，它的單位扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位 軸所受的扭矩，單位 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為加工制造的材料選用鋼，取。然后將這些數(shù)據(jù)代入公式可得：軸上有鍵聯(lián)接，因此需要增加軸徑的，選取，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(gè)長(zhǎng)度條件，選取軸的第一截處的長(zhǎng)度大小為。（3）由于軸的正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候速度不是很高，并且在軸線(xiàn)方向上還受到周期性的軸向力的作用，所以在這些現(xiàn)實(shí)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)為，并且該種型號(hào)軸承的內(nèi)徑尺寸大小為，根據(jù)這個(gè)條件緊靠著的第二截的軸徑尺寸大小應(yīng)為,同時(shí)根據(jù)軸上其余零件的一些尺寸要求，選取。（4）根據(jù)加工制造以及裝配過(guò)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(jì)成由正中間向軸的兩端逐漸越來(lái)越小。選取，。（5）根據(jù)上述選用型號(hào)的軸承的內(nèi)徑的一些要求，初步選取，選取。具體情況見(jiàn)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(jì)算轉(zhuǎn)矩的建議使用公式見(jiàn)式(7.2)。 式(7.2)式中 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩 聯(lián)軸器的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩 驅(qū)動(dòng)功率 驅(qū)動(dòng)功率 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速 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(gè)計(jì)算過(guò)程之中，效率值得大小取值為。再查閱表格，得工作情況系數(shù)，則由于在生產(chǎn)實(shí)踐之中，混凝土攪拌機(jī)會(huì)受到?jīng)_擊載荷的一系列影響，因此它在正常工作的時(shí)候，狀態(tài)也不是很穩(wěn)定的，在查閱標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)之后，綜合考慮這些影響因素，覺(jué)得選用彈性柱銷(xiāo)齒式聯(lián)軸器更加適合。因?yàn)樵摲N類(lèi)型的聯(lián)軸器具有下列一些顯著的特點(diǎn)：它主要被用于將兩個(gè)相同軸線(xiàn)的傳動(dòng)軸系聯(lián)系在一起，并且同時(shí)它還能夠自動(dòng)根據(jù)兩個(gè)軸之間相對(duì)偏移進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)和也具備減少震動(dòng)的能力。工作環(huán)境的溫度大致為，能夠傳遞的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩范圍為。由于它能傳遞一個(gè)較大的扭矩并且同時(shí)該種型號(hào)的聯(lián)軸器的占用空間比較小，另外在更換聯(lián)軸器上的彈性元件的時(shí)候也非常的簡(jiǎn)單，因此選用該種型號(hào)的聯(lián)軸器。選用型號(hào)的聯(lián)軸器完全可以滿(mǎn)足上述的條件，并且它的參數(shù)見(jiàn)表7-1。表7-1 聯(lián)軸器的參數(shù)型號(hào)公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度DB質(zhì)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Y型型7.3鍵的選擇 7.3.1選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)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(hào)的聯(lián)軸器這兩者之間相互配合的軸的直徑尺寸大小為，并且從機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一書(shū)的表格中可以查詢(xún)得知圓頭普通平鍵截面處的各個(gè)尺寸大小分別為：鍵的寬度大小為，鍵的高度大小為，型號(hào)的聯(lián)軸器的軸孔長(zhǎng)度大小為，同時(shí)綜合考慮這些條件因素，最終選取鍵的長(zhǎng)度尺寸大小為:。7.3.2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：，我們從中選取一個(gè)中間值，并且根據(jù)上文中得出的鍵的長(zhǎng)度尺寸，可以求出鍵有效的工作長(zhǎng)度大小見(jiàn)式(7.3)。 式(7.3)上文中所選取的鍵與型號(hào)的聯(lián)軸器的鍵槽這兩者之間的接觸高度尺寸大小見(jiàn)式(7.4)。 式(7.4)再將這些結(jié)果代入下面關(guān)系中，具體見(jiàn)式(7.5)。 式(7.5)求得:因此上文中所選取型號(hào)的的圓頭平鍵的各項(xiàng)性能參數(shù)都滿(mǎn)足工作強(qiáng)度的要求。該型號(hào)的鍵的標(biāo)記為：鍵 。8 攪拌軸位置的確定以及受力分析與校核8.1 位置的確定根據(jù)葉片的尺寸參數(shù)，其中側(cè)葉片與端板這兩者之間的距離大小為，但是同時(shí)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(guò)程當(dāng)中與端板之間不能有碰觸，因此確定其尺寸為。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。其次攪拌葉片的分布一定是均勻?qū)ΨQ(chēng)的，因?yàn)槿绻~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(duì)稱(chēng)性，各自在內(nèi)部的空間都是一樣的，又因?yàn)閿嚢铏C(jī)的總長(zhǎng)度為，所以每組葉片各占據(jù)。將側(cè)葉片所占的距離去掉之后還剩下，再按照在生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)中的工作情況再分配其余兩個(gè)葉片距離端板之間的距離大小，中間葉片的距離大小為，剩下的一塊葉片的距離大小為。8.2 攪拌軸受力情況分析根據(jù)上文可得，回轉(zhuǎn)中心處的半徑大小為，取整得則攪拌軸受力大小為： 考慮到攪拌機(jī)的在生產(chǎn)實(shí)踐中的一些因素，設(shè)計(jì)在安裝的時(shí)候?qū)讉€(gè)攪拌臂之間按照分布。并且當(dāng)只有四個(gè)葉片受到力的作用的時(shí)候，攪拌軸上作用的力的大小是最巨大的，并且這個(gè)時(shí)候也最容易出現(xiàn)故障。即在這個(gè)時(shí)候號(hào)葉片會(huì)參與到攪拌工作當(dāng)中去，這時(shí)采用下面的近似計(jì)算見(jiàn)式(8.1)。圖8.1 攪拌軸受力情況分析圖 式(8.1)其中內(nèi)葉片，大小尺寸皆相同，并且還對(duì)稱(chēng)分布；，也是大小尺寸相同，并且以攪拌的中心截面為對(duì)稱(chēng)平面分布。所以顯然可知： ，并且所兩個(gè)葉片關(guān)系見(jiàn)式（8.2）。 式(8.2)式中： ， ，分別對(duì)應(yīng)軸上分布的葉片受到的切向力因此 側(cè)葉片受力： ，中間葉片受力情況： 8.3攪拌軸上彎矩和扭矩分析根據(jù)實(shí)際的情況安排，支撐點(diǎn)與端板內(nèi)壁這兩者之間的距離取，并且軸上幾個(gè)葉片處的各個(gè)作用力的情況見(jiàn)圖8-2。圖8.2 各個(gè)葉片處的受力情況對(duì)上圖中的幾個(gè)作用力的方向假定如下：首先設(shè)定平行于軸的方向?yàn)檩S方向，垂直于平面并且指向外面的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正向，分別與上述的兩根坐標(biāo)軸相垂直的方向?yàn)檩S正方向，則受力分析圖見(jiàn)圖8-3。 圖8.3 1、2葉片作用力的分解情況 圖8.4 5、6葉片作用力的分解情況對(duì)左右這兩個(gè)支承點(diǎn)各自進(jìn)行力矩平衡與力平衡計(jì)算：根據(jù)上文得出的數(shù)據(jù)對(duì)這四個(gè)地方的彎矩和扭矩進(jìn)行計(jì)算：A 點(diǎn)：B點(diǎn)： C點(diǎn)： D點(diǎn)： 應(yīng)為本文中研究的軸所受到的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力是一個(gè)脈動(dòng)循環(huán)的變應(yīng)力，因此選取折合系數(shù)。A：B：C：D：8.4 核軸的強(qiáng)度 根據(jù)第三強(qiáng)度理論，有關(guān)系見(jiàn)式(8.3)與(8.4)。 式(8.3) 式(8.4)上式聯(lián)立可得如下關(guān)系，見(jiàn)式（8.5） 式(8.6)根據(jù)上面的數(shù)據(jù)可以知道，B點(diǎn)的計(jì)算彎矩是四個(gè)點(diǎn)之中最大的，參考機(jī)械設(shè)計(jì)一書(shū)中的表可得。代入上式可得：即：因?yàn)閿嚢栎S輸入端連接聯(lián)軸器需要開(kāi)鍵槽，所以軸徑需要增加，攪拌軸上尺寸最小的直徑為，則明顯可知攪拌軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。9 攪拌臂的受力計(jì)算和校核計(jì)算9.1 攪拌臂的受力分析根據(jù)攪拌臂在實(shí)際得生產(chǎn)實(shí)踐中的工作情況，可畫(huà)出如下所示的受力分析見(jiàn)圖9-5。圖7.5 攪拌臂受力分析如圖所示彎矩對(duì)攪拌臂影響是最為巨大的，關(guān)系見(jiàn)式(9.1)。 式(9.1)式中 攪拌臂上所受到的彎矩作用攪拌臂所受到的切向作用力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(jì)以及校核計(jì)算攪拌臂所受到的彎矩作用大小求解見(jiàn)式（9.2）。 式(9.2)當(dāng)與兩只葉片同時(shí)作用的時(shí)候，攪拌臂受到最大的切向作用力，同時(shí)所受到的彎矩也是最大的。明顯可得： 可順勢(shì)求出攪拌臂上所作用的最大彎矩大小為選取與關(guān)系系見(jiàn)式(9.3)。 式(9.2) 式(9.3)選取加工制造攪拌臂的材料為，另外它的彎曲疲勞極限值大小為。再留取一段安全距離長(zhǎng)度，取整可得，那么： 10 確定攪拌臂上連接螺栓的參數(shù)在實(shí)際的工作實(shí)踐當(dāng)中，螺栓組還會(huì)受到一個(gè)切向力的作用，那么這時(shí)這一組螺栓主要將會(huì)受到一個(gè)傾翻力矩的作用。那么這個(gè)時(shí)候螺栓受到的最大力見(jiàn)式(10.1）。 式(10.1)因此受到的軸向工作載荷的大小為，還需要滿(mǎn)足兩個(gè)相互連接的平面之間不發(fā)生滑移的現(xiàn)象，即公式，即需要滿(mǎn)足關(guān)系見(jiàn)式（10.2）。 式(10.2)這里取，。根據(jù)上面的計(jì)算，選取。則螺栓所受到的總拉力為：取，則螺栓上最危險(xiǎn)地方的直徑所需滿(mǎn)足的關(guān)系見(jiàn)式（10.3）。 式(10.3)查表取，則有： 同時(shí)還考慮螺栓在使用過(guò)程之中的安全性與它的壽命，因此選用螺紋公稱(chēng)直徑為的螺栓。11 軸承的受力分析以及校核由于混凝土攪拌軸的運(yùn)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(shí)踐中的實(shí)際情況，初步確定為圓錐滾子軸承。受力情況見(jiàn)圖11-1。圖9.1 軸受力情況葉片與的分別單獨(dú)作用的效果是一致的，并且這個(gè)時(shí)候所產(chǎn)生的軸向作用力是最大的，顯然也是也最危險(xiǎn)的，因此只需考慮這一種情況是安全的便可以了。圖9.2 4葉片受力情況根據(jù)上文的計(jì)算數(shù)據(jù)可以知道：垂直方向上的支反力為： 水平支反力： 即 合成支反力： 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)一書(shū)，可以得到，則 軸承1、2軸向力： 其次計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷與這兩個(gè)量的大小，查閱資料，得，代入可知：參考資料，徑向與軸向的兩個(gè)載荷系數(shù)大小分別為：對(duì)軸承1 ， 對(duì)軸承2 ， 由于軸承在實(shí)際的工作過(guò)程之中承受的是中等的沖擊載荷，查閱資料可以知曉：，取 則依據(jù)此數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算軸承的壽命，因?yàn)?，則符合設(shè)計(jì)的要求12。12 軸端密封裝置的改進(jìn)12.1早期的開(kāi)式迷宮密封在最初的時(shí)候，組合式的密封結(jié)構(gòu)運(yùn)用的比較廣泛，這種密封結(jié)構(gòu)也被叫做開(kāi)式迷宮密封。另外定動(dòng)間隙和潤(rùn)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)可以直接妨礙物料進(jìn)入到其中。同時(shí)潤(rùn)滑油是一種液態(tài)的流體，但是它有一定的粘度，也可以妨礙物料進(jìn)入13。12.2閉式密封閉式密封事實(shí)上就是在上述的定動(dòng)間隙間加入一種材料，即黃膠。因?yàn)辄S膠的耐磨性較好并且柔性非常的好，所以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(dòng)間隙變得越來(lái)越小，甚至在這個(gè)地方的大小變?yōu)榱恪?2.3改進(jìn)型軸端密封新型的軸端密封事實(shí)上也沒(méi)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(dòng)，一個(gè)重要的方面就是增加了氣動(dòng)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(dòng)密封是一種創(chuàng)新的思想，把原先的妨礙物料進(jìn)入變化為積極將物料擠出。事實(shí)上，后者雖然已經(jīng)大大延長(zhǎng)了密封壽命和提高了密封效果，但是如果不能夠及時(shí)地對(duì)密封裝置進(jìn)行維護(hù)和檢查，久而久之也還是會(huì)有軸端泄露的問(wèn)題。另外，在加工制造的過(guò)程中也不完全能夠使得定動(dòng)間隙充分勻稱(chēng)，這樣的話(huà)，密封的效果也會(huì)大打折扣。同時(shí)，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，定動(dòng)元件慢慢也會(huì)被磨損，那么之間的間隙就會(huì)變大，而且物料的受力情況非常復(fù)雜，工作時(shí)間長(zhǎng)了之后一定會(huì)進(jìn)入到定動(dòng)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(huì)受到影響。因此還需要定期對(duì)密封裝置進(jìn)行檢查和維護(hù)。 13 安裝.使用.維護(hù)和說(shuō)明13.1安裝說(shuō)明1. 在開(kāi)始安裝的時(shí)候，對(duì)有公差配合的一些零部件，它們的外表面必須要加大清潔力度，然后再用專(zhuān)用的潤(rùn)滑油對(duì)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)有漏油的狀況。3. 在工作的過(guò)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(dòng)。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(shí)，相互平行的兩條支架之間的平行度絕對(duì)不能超過(guò)，在處要有平滑的過(guò)度。6. 在安裝完成之后，即將開(kāi)始運(yùn)作時(shí)，要觀察一下有沒(méi)有一些阻礙運(yùn)動(dòng)的東西。在開(kāi)動(dòng)之后，查看機(jī)器的工作是不是很平穩(wěn)。13.2使用說(shuō)明1. 根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)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(chǎng)地的整潔。2. 機(jī)器的安裝的位置一定要是在一個(gè)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(kāi)，同時(shí)能夠防止攪拌機(jī)外側(cè)下沉。3. 定期查看防護(hù)罩有沒(méi)有晃動(dòng)的現(xiàn)象，組成鋼絲繩的各股小鐵絲有沒(méi)有出現(xiàn)斷裂的情況，最為關(guān)鍵的是各個(gè)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(chē)試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢聽(tīng)各部分運(yùn)轉(zhuǎn)聲音是否正確,檢查離合器，制動(dòng)器工作是否可靠，待確認(rèn)無(wú)誤后在攪拌筒加清水?dāng)嚢?分鐘，然后將水放出，再正式投料攪拌15。13.3操作要點(diǎn)1. 在操作攪拌機(jī)時(shí)，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(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)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(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中絕對(duì)不能中途停機(jī)，或者不能在滿(mǎn)負(fù)荷的情況下起動(dòng)混凝土攪拌機(jī)。3. 料斗升起時(shí)，嚴(yán)禁在下方工作或穿行，料坑底部要墊草墊，落下料斗時(shí)要輕放，以免損壞機(jī)件，清理料坑時(shí)，或平時(shí)休息時(shí)，應(yīng)須將料斗用鏈條扣牢。4. 工作人員要時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，應(yīng)該迅速地切斷電機(jī)電源，先將攪拌筒打掃干凈，主要是為了防止物料凝結(jié)在壁上，最后再修理機(jī)器。5. 機(jī)器在正常工作過(guò)程中，如過(guò)突然斷電，先切斷開(kāi)關(guān),然后立即出料，另外還需要對(duì)攪拌筒進(jìn)行清洗。每天完成任務(wù)后，首先切斷開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)箱一定要鎖上。6. 在正常的作業(yè)過(guò)程當(dāng)中，不能進(jìn)行檢修。在平時(shí)維護(hù)機(jī)器的時(shí)候，絕對(duì)不能使任何雜物掉到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)當(dāng)中去16。13.4維護(hù)保養(yǎng)1. 清除機(jī)器上的污垢及障礙物，按規(guī)定對(duì)各潤(rùn)滑處加油，防止?jié)櫥涣迹蛊涮崆捌茐摹?. 操作人員要經(jīng)常對(duì)鋼絲繩、電路控制設(shè)備、鏈帶松緊度進(jìn)行檢查，并且軸承與電動(dòng)機(jī)的溫度要控制在規(guī)定得范圍之內(nèi)。3. 每次在工作之前都需要提前開(kāi)動(dòng)一段時(shí)間，以保證各個(gè)部分運(yùn)轉(zhuǎn)正常.4. 每班工作后對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行全面清洗，并在攪拌筒內(nèi)放入清水及砂子運(yùn)轉(zhuǎn)1015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(dòng)現(xiàn)象，要及時(shí)地將其固定。6. 按照要求及時(shí)地更換油路中的液壓油。結(jié)論在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，主要對(duì)攪拌機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、攪拌裝置以及密封裝置進(jìn)行了討論。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)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，。二、確定了葉片的螺旋角為，并且分別計(jì)算出了葉片所占的面積，以及容積利用系數(shù)。三、根據(jù)相應(yīng)的公式計(jì)算出了攪拌機(jī)在正常的工作中所需要的功率，并根據(jù)這一功率選用了型號(hào)為的電機(jī)。四、確立在整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)中，各級(jí)之間的傳動(dòng)比，減速器的傳動(dòng)比為，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，并根據(jù)傳動(dòng)比算出所需扭矩以及相應(yīng)的功率，確定選用型號(hào)為的減速器。同時(shí)確定傳動(dòng)帶型為，根數(shù)為，并對(duì)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、選用型號(hào)的聯(lián)軸器，并且選擇圓頭普通平鍵進(jìn)行連接，同時(shí)對(duì)鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核。七、對(duì)攪拌軸的受力情況進(jìn)行分析，并對(duì)其進(jìn)行彎矩和扭矩的強(qiáng)度分析和校核。八、對(duì)攪拌臂進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算以及校核，另外確定攪拌臂上選用螺紋公稱(chēng)直徑為的螺栓。九、確定選用型號(hào)為的圓錐滾子軸承，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析及校核。十、對(duì)原有的密封裝置進(jìn)行了改進(jìn)，增加了氣動(dòng)密封，使得攪拌機(jī)的使用壽命以及攪拌質(zhì)量都得到了提高。致謝參考文獻(xiàn)1 李應(yīng)權(quán),王明軒,扈士凱等.我國(guó)泡沫混凝土行業(yè)新進(jìn)展J.混凝土世界,2014, 58(4):10-27.2 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