1、設計工程計算與說明結果第一章前言設計背景混凝土攪拌機簡介攪拌機開展過程第一章前言設計背景混凝土攪拌機簡介混凝土攪拌機是將水泥、砂、石和水等按一定的配合比例進行均勻拌和的專業機械，它是制作混凝土的專用設備，主要應用在道路、橋梁、房屋建筑等工程施工中。混凝土攪拌機主要由供料裝置、配料裝置、稱量系統、上料設備、水泥供給系統及計量裝置、供水及添加劑系統、拌料裝置、卸料裝置及控制系統等組成。混凝土攪拌機，包括通過軸與傳動機構連接的動力機構及由傳動機構帶動的滾筒，在滾筒筒體上裝圍繞滾筒通體設置的齒圈，傳動軸上設置與齒圈嚙合的齒輪。如圖1-1所示。圖1-1 JZC350錐形反轉出料混凝土攪拌機示意圖1.前支

2、輪 2.上料機架 3.底盤總成 4.減速系統 5.離合器 6.操縱桿 7.行走輪 8.托輪 9.攪拌筒 10.電氣控制箱 11.罩殼 12.供水系統 13.進料機構攪拌機開展過程混凝土攪拌機廣泛應用于工業和民用工程。不同類型的混凝土攪拌機可用來攪拌干硬性混凝土、塑性混凝土、輕骨料混凝土以及各種砂漿。設計工程計算與說明結果建國初期，國內尚無混凝土機械的生產。由于大規模經濟建設的需要，促使在較短的時間內得以迅速開展，改變了混凝土施工的狀態。混凝土攪拌機是最早生產、適用范圍最廣的混凝土機械。根據結構不同有多種形式，其開展概況分述如下：鼓筒式攪拌機： 這是我國最早生產的混凝土攪拌機。由于它的結構簡單，

3、維修方便，操作技術要求不高，工作可靠性好，因而在很長時間內成為建筑施工企業使用范圍最廣、數量最多的混凝土攪拌機，由于本身的自重大，生產率低，適用范圍窄等原因，在2000年以后根本全部淘汰。自落式攪拌機錐形反轉出料攪拌機： 這種攪拌機，我國于1965年引進國外樣機的根底上開始研制，20世紀70年代已批量生產，經過不斷改進，結構上漸趨成熟，在當時取代鼓筒式攪拌機成為建筑企業使用最大的機型。這種攪拌機采用自落式攪拌機原理，本設計就是要涉及此種類型的攪拌機并對其改進。強制式攪拌機 ： 從20世紀70年代初興起后，得到了迅速的開展和推廣。最先出現的是圓盤立軸式強制式混凝土攪拌機。這種攪拌機分為渦漿式和行

4、星式兩種。19世紀70年代后，隨著輕骨料的應用，出現了圓槽臥軸式強制攪拌機，它又分單臥軸式和雙臥軸式兩種，兼有自落和強制兩種攪拌的特點。其攪拌葉片的線速度小，耐磨性好和耗能少，開展速度較快。強制式混凝土攪拌機拌筒內的轉軸臂架上裝有攪拌葉片的強力攪動下，形成交叉的物流。這種攪拌方式遠比自落攪拌機方式作用強烈，主要適于攪拌干硬性混凝土。連續式混凝土攪拌機 裝有螺旋狀攪拌葉片，各種材料分別按配合比經連續稱量后送入機內，攪拌好的混設計工程計算與說明結果1.1.3 攪拌機的開展趨勢凝土從卸料端連續向外卸出。這種攪拌機的攪拌時間短，生產率高、其開展引人注目。攪拌機的開展趨勢19世紀40年代，在德、美、俄等

5、國家出現了以蒸汽機為動力源的自落式攪拌機，其攪拌腔由多面體狀的木制筒構成，一直到19世紀80年代，才開始用鐵或鋼件代替木板，但形狀仍然為多面體。1888年法國申請登記專利。20世紀初，圓柱形的拌筒自落式攪拌機才開始普及，其工作原理如圖1-2所示。形狀的改進防止了混凝土在拌筒內壁上的凝固沉積，提高了攪拌質量和效率。1903年德國在斯泰爾伯格建造了世界上第一臺內燃機驅動的攪拌機，隨后電動機那么成為主要動力源。從1913年，美國開始大量生產預拌混凝土，到1950年，亞洲大陸的日本開始用攪拌機生產預拌混凝土。在這期間，仍然以各種有葉片或無葉片的自落式攪拌機的創造與應用為主。自落式攪拌機依靠被拌筒提升到

6、一定高度的物料的自落完成攪拌。工作時，隨著拌筒的轉動，物料被攪拌筒內壁固定的葉片提升到一定高度后，依靠自重下落。由于各物料顆粒下落的高度、時間、速度、落點和滾動距離不同，從而物料各顆粒相互穿插、滲透、擴散，最后到達均勻混合。自落式攪拌機結構簡單，可靠性高，維護簡單，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，但攪拌強度不高，生產效率低，攪拌質量不易保證。此種攪拌機適于拌制普通塑性混凝土，廣泛應用于中小型建筑工地。按拌筒形狀和卸料方式的不同，有鼓筒式攪拌機、雙錐反轉出料攪拌機、雙錐傾翻出料攪拌機和對開式攪拌機等，其中鼓筒式攪拌機技術性能落后，已于1987年被我國建設部列為淘汰產品。隨著多種商品混凝土的廣泛使用

7、以及建筑規模的大型化、復雜化和高層化對混凝土質設計工程計算與說明結果量、產量不斷提出的更高要求有力地促進了混凝土攪拌設備在使用性能和技術水平方面的提高與開展。各國研究人員開始從混凝土攪拌機生產工藝等方面進行改進和探索。20世紀40年代后期，德國ELBA公司最先創造了強制式攪拌機，和自落式攪拌機利用旋轉的葉片強迫物料按預定軌跡產生剪切、擠壓、翻滾和拋出等強制攪拌作用，使物料在劇烈的相對運動中得到勻質攪拌。強制式攪拌機工作原理如圖1-3，與自落式攪拌機相比，強制式攪拌機攪拌作用強烈，攪拌質量好，攪拌效率高，但拌筒和葉片磨損大，功耗增大。此種攪拌機適于拌制干硬性、輕骨料混凝土以及特種混凝土和專用混凝

8、土，多用于施工現場的混凝土攪拌站和預拌混凝土攪拌樓。根據構造特征不同，主要有立軸渦漿式攪拌機、立軸行星式攪拌機、立軸對流式攪拌機、單臥軸攪拌機和雙臥軸攪拌機等。圖1-2 自落式攪拌機工作原理示意圖設計工程計算與說明結果圖1-3 強制式攪拌機工作原理示意圖隨著技術的開展，強制式攪拌機在德國的BHS公司和ELBA公司、美國的JOHNSON公司和REX WORKS公司、意大利的SICOMA公司和SIMEN公司、日本的日工株式公會和光陽株式會社等企業開展迅速，目前已形成系列產品。比方德國的EMC系列、EMS系列攪拌站和UBM系列、EMT系列攪拌樓，意大利的MAO系列攪拌站、MSO系列大型攪拌基地等。我

9、國混凝土攪拌設備的生產從20世紀50年代開始。1952年，天津工程機械廠和上海建筑機械廠試制出我國第一代混凝土攪拌機，進料容量為400L和1000L。20世紀70年代末至80年代初，我國為適應建筑業商品混凝土大規模開展的需要。在引進國外樣機的根底上，有關院所廠家陸續開發了新一代JZ型雙錐自落式攪拌機、D型單臥軸強制式攪拌機。其中，JS型雙臥軸攪拌機在80年代初研制成功。80年代末，我國混凝土攪拌產品開發重點轉向商品混凝土成套設備，研制出了10多種混凝土攪拌樓站。經過引進吸收、自主開發等幾個階段，到本世紀初，國內混凝土攪拌機技術得到長足開展，在產品規格和生產數量上，都到達了一定規模，出現了一批具

10、有自主知識產權的新技術，逐設計工程計算與說明結果1.2 設計要求步形成了一個具有一定規模和競爭能力的行業。2006年，我國已經生產裝機容量3的攪拌站2100多臺，并已成為混凝土攪拌設備的生產大國。設計要求1主要任務：學生應在指導教師的指導下獨立完成一項給定的設計任務，編寫符合要求的設計說明書，計算說明書，并正確繪制機械與電氣工程圖紙，獨立撰寫一份畢業論文，并繪制有關圖表。2知識要求：學生在畢業設計工作中，應綜合運用多學科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。通過學習、鉆研與實踐，深化理論認識、擴展知識領域、延伸專業技能。3能力培養要求：學生應學會依據技術課題任務，完成資料的調研、收集、加工與

11、整理，正確使用工具書；培養學生掌握有關工程設計的程序、方法與技術標準，提高工程設計計算、圖紙繪制、編寫技術文件的能力；培養學生掌握實驗、測試等科學研究的根本方法；鍛煉學生分析與解決工程實際問題的能力。4綜合素質要求：通過畢業設計，學生應掌握正確的設計思想；培養學生嚴肅認真的科學態度和嚴謹求實的工作作風；在工程設計中，應能樹立正確的生產觀、經濟觀與全局觀。5設計成果要求：1凡給定的設計內容，包括說明書、計算書、圖紙等必須完整，不得有未完的局部，不應出現缺頁、少圖紙現象。2對設計的全部內容，包括設計計算、機械構造、工作原理、整機布置等，均有清晰的了解。對設設計工程計算與說明結果計過程、計算步驟有明

12、確的概念，能用圖紙完整的表達機工作原理、整機布置等，均有清晰的了解。對設計過程、計算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達機械結構與工藝要求，有比較熟練的認識圖紙的能力。對運輸、安裝、使用等亦有一定的根本了解。3說明書、計算書內容要精練，表述要清楚，取材合理，取值適宜，設計計算步驟正確，數學計算準確，各項說明要有依據，插圖、表格及字跡均應工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機械制圖標準，且清潔整齊。4要對國內外攪拌機情況有一定的了解，對各種攪拌機也要有一定的分析能力和比較能力。5計算說明書一份。其內容包括：設計任務要求的選型、設計計算內容、畢業實習報告等。做到內容完整，論證充分包括經濟性論證，字

13、跡清楚，插圖和表格正規分別進行統一編號、批準，字數要求不少于2萬字；撰寫中英文摘要；提倡學生應用計算機進行設計、計算與繪圖等，已同時到達靈活運用計算機來解決問題的目的。6圖紙一套圖紙量不少于4張0號圖紙。1總圖一張0號；2上料系統總圖一張0號；3結構圖一張0號；4零件圖五張2、3、4號。設計工程計算與說明結果1.3 主要性能及參數1.4 設計目的第二章 總體設計2.1 工作原理主要性能及參數型號 ： JZC350 ； 輪胎規格 ：6.5016；出料容量：350L ； 供水精度 ： 2 %；進料容量： 560L ； 攪拌筒轉速：14r/min；生產率：1014m3/h ； 骨料最大粒徑 ：60m

14、m；攪拌提升電機：型號：Y132S-4B3；最大拖行速度： 20 km/h ； 功率：5.5 KW；外形尺寸長*寬*高：2765*2140*3000 mm；轉速：1440r/min ； 質量 ：1950kg；水泵電機型號:40DWB8=12A ； 功率： 0.55KW ； 轉速：2900r/min。設計目的本次畢業設計是對機械專業學生在畢業前的一次全面性的訓練，目的在于穩固和擴大學生在學校所學的根底知識和專業知識，訓練學生綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。是培養、鍛煉學生獨立工作的能力和創新精神的最正確手段。畢業設計要求每個學生在工作過程中，要獨立思考，刻苦鉆研，有所創新、解決相關技術問題

15、。通過畢業設計，使學生掌握攪拌機的總體設計、上料系統的設計和計算等內容，為今后步入社會、走上工作崗位打下良好的根底。第二章 總體設計工作原理物料倒進料斗，操縱操縱桿提升料斗。上料時，上料斗先沿爬軌上升到一定位置后旋轉一個角度，使拌合料全部傾入攪拌筒內。在攪拌筒內中部焊有分別與拌筒軸線成一定夾角布置的高葉片和低葉片。由于高葉片、低葉片和拌筒軸線按一定的角度交叉布置，拌合料物料和水由設計工程計算與說明結果2.2 總體參數設計2.2.1 攪拌機長寬比確實定進料錐端進入，拌筒正轉攪拌時，拌合料被葉片提升至上方，然后由于自身重量自落于拌筒底部，并作軸向運動，使拌筒中的拌合料到達均勻，且被強化的目的。混凝

16、土拌好后，即將拌筒反轉從出料方向看逆時針旋轉，螺旋葉片運動方向朝外，將拌好的混凝土卸出。總體參數設計攪拌機長寬比確實定圖2-1 攪拌機的拌筒示意圖長寬比是攪拌機的根本幾何參數，是設計機器時需要選定的首要參數，其取值合理與否直接決定著攪拌質量和攪拌效率。由于攪拌過程的復雜化，長期以來都難以定量化，故采取模擬優化的方法進行長寬比確實定。1.判定長寬比合理與否的原那么常用攪拌機的攪拌筒呈圓筒狀，如圖2-1所示。它的主要幾何參數可用直角坐標系的3個坐標x,y,z來描述。文獻【1】中利用擴散方程對攪拌過程進行綜合模擬，得到了攪拌過程優化的目標函數式中，攪拌的平均時間的下坐標表示攪拌筒的三維坐標及其順序。

17、該式的物理意義是：合理的攪拌機參數應保證在滿足給定的均勻度指標的前提下，在攪設計工程計算與說明結果拌筒內各個方向的攪拌時間相接近。顯然，這時的攪拌質量得到了保證，同時攪拌時間也最短。連續式攪拌機的長寬比文獻【2】 中給出了在限定條件下，圖1所示單臥軸強制式連續攪拌機的拌筒長度與半徑之比： 式中R=D/2；2.節省制造材料假設單純從節省制造材料的角度出發，當攪拌筒容積V一定時，其外表積S應最小。式中采用拉格朗日乘法，建立輔助函數一般的取值為，分別取為和代入式并計算當時,此時，L/D=L/2R=1.24 當時，此時，L/D=L/2R=1.23 可見，寬長比為左右時，所需制造材料最省。由于長寬比的值

18、主要由攪拌機性能來決定，因此該值只能作為選擇作為長寬比的參考。由以上原那么，本設計取攪拌機總長L=2765 mm，L=2765 mmW=2140 mm設計工程計算與說明結果2.3 關鍵部件的結構設計2.3.1 攪拌系統結構設計寬W=2140 mm。關鍵部件的結構設計在進行結構設計之前，先將總體結構布置一下：以底盤為界，下設行走輪、前支輪，以上裝有拖輪、攪拌筒，底盤的一側裝減速系統，另一側裝供水系統，底盤的前部裝料斗可以爬翻的上料架，底盤的四個角裝有可調高度的支腿。攪拌系統結構設計1.攪拌筒的設計圖2-2 攪拌筒外形結構攪拌筒是攪拌機的工作部件，本次設計攪拌筒為雙錐形。它是由兩端的截頭圓錐和中間

19、圓柱體組成，采用低合金高強度鋼板卷焊而成。如圖2-3所示，筒內中部焊有分別與攪拌筒軸線成一定夾角布置的高葉片5和低葉片3各一對。低葉片3直接與筒壁相連，高葉片5那么有撐角架起，攪拌筒的進料錐一端焊有兩塊擋料葉片，以防止進料口處漏漿。由于高、低葉片與攪拌筒軸線按一定角度交叉布置，所以不僅使拌合料作提升、下落的運動，還能強迫物料做軸向竄動，故能強化攪拌作用，使拌合料更快速拌均勻在出料錐一端，對稱地布置了一對螺旋形出料葉片。當攪拌筒反轉時，螺旋葉片運動方向朝外，將攪拌好的混凝土設計工程計算與說明結果卸出。攪拌筒四個拖輪，攪拌筒由電機經減速箱驅動齒圈而旋轉，故在有霧、陰雨天氣，仍然可靠工作。圖2-3

20、攪拌筒示意圖1.出料葉片 2.出料錐 3. 低葉片 4. 滾道 5. 高葉片 6. 筒體 7.大齒圈 8. 進料錐攪拌筒裝料是在拌筒空載正轉工況下進行。當拌和料進入攪拌工況時，攪拌筒中葉片的作用是：1出料葉片：它的螺旋升角方向使拌和料向進料口方向推動，只能有較少拌和料自流進入出料錐，而且也不斷被出料葉片攪拌筒內推動。2低葉片：它與軸線成一定夾角，在攪拌工況。它使一局部拌和料不斷的推向進料端，在攪拌工況。它使一局部拌和料不斷地推向進料端，一局部落在高葉片上或拌筒下部。3高葉片：由低葉片帶起落到高葉片上的拌和料，被高葉片拋向出料葉片反面，最終也流向拌筒中下部；拌筒下部高于低葉片的拌和料被高葉片推向

21、出料葉片的反面。設計工程計算與說明結果2.3.2 傳動系統設計葉片的安放角和形狀直接影響到拌合料的攪拌效果，目前多根據理論研究和實踐經驗來確定，一般可取低葉片的安放角28°32°，高葉片45°。進料錐角47°50°，出料錐體錐角30°33°。取進料錐角=48°，出料錐角，低葉片安放角。 2.拖輪裝置攪拌筒由四個拖輪支承，如圖2-4所示。圖2-4 托輪裝置1.橡膠托輪 2.軸傳動系統設計如圖2-5所示，攪拌筒有四個托輪支承，由傳動系統中的電機控制轉向，電機產生的運動和動力經三角皮帶2輸入減速器小齒輪4再經大齒輪5、小

22、齒輪6、大齒輪7，最后傳出傳給輸出齒輪8，通過和小齒輪8嚙合的固定在拌筒上的大齒圈9帶動拌筒旋轉。為防止攪拌筒軸向竄動，在滾道的兩側固定導向擋圈。齒輪傳動具有不打滑、傳動比準確等特點。減速箱為二級圓柱齒輪減速，傳動比為，三角皮帶輪速比為，拌筒齒圈速比為，總傳動比為。拌筒的正反轉由電機換向實現。設計工程計算與說明結果2.3.3 供水系統圖2-5 傳動系統圖1.電機皮帶輪 2.三角皮帶 3.大三角皮帶輪 4.小齒輪 5.大齒輪 6.小齒輪 7.大齒輪 8.輸出齒輪 9.大齒圈供水系統供水系統是采用時間繼電器來控制水泵電機運轉時間的方式。如圖2-6所示。電機通電后，水泵即可將水直接注入拌筒，并通過調

23、節閥來調節水的流量，攪拌所需的水量，是通過電氣箱內的時間繼電器設計工程計算與說明結果直接控制水泵電機運轉時間來實現的。可按給定時間流量關系圖如圖2-7，選擇要求水量所需時間，并可定期的校核或修正該圖。供水時，將按鈕旋到“時控位置時，水泵啟動，到達規定的時間后，供水電路自動切斷。右邊的旋轉式按鈕旋轉后，按鈕旋轉到“手控位置時，可連續供水，推進沖洗管，接上水管，可以沖洗攪拌機外表。拉出沖洗管，攪拌機恢復正常供水狀態。圖2-6 供水系統1.電機 2.調節閥 3.沖洗水管 4.水泵 5.吸水閥所采用的時間繼電器加清水泵供水系統既到達了供水精度，又使結構緊湊，本錢低廉。雖然供水精度滿足要求，但一罐內的塌

24、落度差值大，為解決這一弊病，在出水管上采取了分流扇形供水圖2-8。設計工程計算與說明結果2.3.4 電氣系統圖2-7 時間-流量曲線圖2-8 出水管分流供水示意圖電氣系統為便于閱讀與分析，電氣原理圖是根據簡單、清晰的原那么，采用電器元件展開的形式繪制而成。它只表示電器元件的導電部件之間的接線關系，并不反映電器元件的實際位置、形狀和安裝方式。本機的電氣控制原理如圖2-9。電氣系統的作用是控制攪拌筒的正、反轉以及停止；料斗提升、下降和水泵的轉動或停止；時間繼電器和平安裝置的控制。設計工程計算與說明結果圖2-9 電氣原理圖電氣系統中各元件列表如下：符號TCFU1FU2FU3SASB4 SB5SB1

25、SB2 SB3KM1 KM2KM3KTM1M2名稱控制變壓器螺旋保險絲螺旋保險絲螺旋保險絲旋鈕開關停止按鈕停止按鈕啟動按鈕交流接觸器交流接觸器時間繼電器電動機水泵電動機型號BK-50RL1-60RL1-15RL1-15LA18-22XLA19-11DLA18-22LA18-22CJ10-20ACJ10-20AJS132SX-5Y132S-4B2型40DWB8-12A規格3熔芯40A熔芯6A熔芯2A指示燈線圈電壓220V線圈電壓220V550W數量13311113211111備注380V380V220V紅色紅色綠色設計工程計算與說明結果2.3.5 底盤設計2.3.6 上料系統底盤設計由于攪拌機底

26、盤承重比較大，所以選用14號槽鋼焊接而成，總長包括牽引長度為3160 mm，寬2250 mm。下部裝有兩個行走輪胎，前部裝有牽引架供拖行之用，為便于作短距離拖行及停止，還配有前支輪。底盤四角裝有可調上下的支腿，攪拌機使用時，可通過附件液壓千斤頂將整機調至適當高度。并用插銷定位，再裝上鎖簧，以防由于震動，插銷脫落。上料系統上料裝置由上料斗、爬梯、接長軌道和落地軌道組成圖2-11。上料的升降及爬翻動作，由齒輪減速箱的輸出軸通過軸端的進料離合器和鋼絲繩卷筒帶動，離合器由手動操縱桿來控制。料斗的上限位置由限位裝置來控制，當到達最上限時卷筒會自動脫開離合器。以到達料斗自動停止的目的。以下是不同上料裝置結

27、構形式比照分析。1.鋼絲繩提升傾翻式上料裝置設計工程計算與說明結果圖2-11 上料機構1.上料斗 2.爬梯 3.接長軌道 4.落地軌道其結構示意圖見圖2-12。傾翻式上料裝置只要由鋼絲繩吊輪、上料斗、上料架及料斗前后滾輪組成。工作時，在鋼絲繩的牽引下，上料斗通過前后兩對滾輪分別沿上料架內外導軌止點時，料斗便以錢滾輪為支點向上傾翻，物料通過料斗嘴口逐漸進入拌筒。當傾翻到料斗底面與水平線呈55°夾角時，料斗將受到限位裝置圖中未示的控制而停止運動。此時，由于傾角已大于物料安息角，物料便全部進入拌筒。上料斗下落時，由鋼絲繩的松動使料斗反向恢復原位。這種上料裝置工作比較直觀，操作手對鋼絲繩的升

28、降運行及料斗的傾翻情況能夠一目了然，十分便于設計工程計算與說明結果操作和觀察。當發生故障時很容易判明原因，及時進行維修。并且還由于上料裝置與拌筒部件為同一動力集中驅動，使整機總功率降低。因此，是常見的一種上料形式。不但廣泛用于齒圈傳動的攪拌機，而且在摩擦輪傳動的攪拌機上也已采用；該裝置缺乏之處是料斗上運行時產生的傾翻力矩往往對整機的穩定性有一定影響，在使用中必須注意對整機的穩固。另外，料斗下落時速度不易過快，否那么容易造成料斗滾輪偏斜出軌。圖2-12 鋼絲繩提升傾翻式上料裝置1.鋼絲繩吊輪 2.上料斗 3.后滾輪 4.前滾輪 5.上料架設計工程計算與說明結果2.鋼絲繩提升爬斗式上料裝置該裝置由

29、料斗、上料架、提升傳動機構、斗底前后滾輪、中間接料斗及水平岔道等組成，見圖2-13。其中料斗由斗體、斗底及鉸軸構成。料斗上面有三對滾輪，其中一對固定在斗體上，另外兩對固定在斗底上。提升投料時，提升傳動機構帶動鋼絲繩通過滑輪牽引料沿上料架導軌向上爬行。當料斗被提升到投料位置時，斗底前滾輪進入水平岔道，而斗體繼續上升，迫使斗底與斗體以鉸軸為支點別離從而翻開料門。隨著斗體的上升，料門逐漸開大，斗體內的物料經中間接料斗不斷投入拌筒。當斗體上升到終點位置時，上行程開關動作，提升傳動機構停止運動，料斗停止不動；料斗的下落靠提升機構反向運轉而下行至終點時下行程開關動作，料斗停止不動。在整個過程中斗體始終處于

30、水平位置狀態。該裝置的結構特點是料斗重心位置合理，運行中無傾翻力矩，整機工作穩定可靠，特別適用于大容量攪拌機的上料。運行中料斗不溢出，灰塵較小。存在缺乏：一是電氣行程開關假設受潮容易失靈；二是單獨使用提升機構，骼機功率增大；三是構件較多且較復雜，不易維修。3.液壓頂升式上料機構由圖2-14可以看出，該裝置的實質也是傾翻式上料，所不同的是料斗升降動作是通過液壓油缸伸縮實現的，上料時料斗無須爬行即可直接旋轉傾翻。顯而易見，該裝置升降動作簡單，操作方便。但設置了設計工程計算與說明結果液壓系統，對維修技術要求較高。否那么出現故障時排除困難；料斗落地后高出地面，對料斗供料較為費力。圖2-13 鋼絲繩提升

31、爬斗式上料裝置1.上料架 2.傳動機構 3.斗體 4.斗底前滾輪5.鉸軸 6.斗底 7.斗底后滾輪 8.中間接料斗 9.水平岔道設計工程計算與說明結果圖2-14 液壓頂升式上料機構1.料斗 2.液壓缸 3.支軸4.三種結構形式比照上述三種上料裝置結構形式各有各的特點，又有某些相似的方面。選型應根據施工的具體情況、維修條件以及技術程度等因素而定。三種結構形式的異同點列表比照方下：設計工程計算與說明結果表2-2 三種結構形式比照工程鋼絲繩提升傾翻式鋼絲繩提升爬斗式液壓頂升式料斗提升先爬行后傾翻始終爬行直接傾翻料斗進料料斗底面與水平呈55°料斗水平料門料斗底面與水平呈55°料斗下

32、降靠鋼絲繩松動提升傳動機構反轉液壓油缸伸縮工作狀態直觀比較直觀、穩定直觀構件數量較少較多較少維修要求一般較高較高JZC350型混凝土攪拌機經過多年的統型工作，其技術參數與根本結構已經統一，為生產制造、產品檢測和用戶使用等方面提供了共同的標準依據，對行業的開展和技術進步起到了積極的推動作用。根據以上所述，在此設計中采用鋼絲繩提升傾翻式上料裝置。提升卷揚機由制動電機、減速器和鋼絲繩卷筒組成，其結構組成如圖2-15所示。為防止在料斗下降時，鋼絲繩松動，設計如圖2-16所示的終點控制裝置。這個裝置的工作原理：當料斗下降至地坑底部時，鋼絲繩稍松，上料架頂部的杠桿被彈簧頂起料斗設計工程計算與說明結果下降終

33、點限位裝置動作，卷揚機被斷電制動，以免鋼絲繩松動。圖2-15 進料機構的提升卷揚機1.卷筒 2.鋼絲繩 3.減速箱 4.制動電動機圖2-16 料斗下降終點控制裝置1.料斗下降終點限位開關 2.杠桿 3.頂柱 4.鋼絲繩 5.彈簧 6.上料架槽鋼設計工程計算與說明結果2.4 攪拌機生產率分析與計算2.4.1 工作時間2.4.2 生產率計算制動電機可保護料斗在滿負荷運行時，可靠停在任意位置，制動力矩的大小可由電機后座的大螺母調整。料斗在上升或下降過程中很容易造成鋼絲繩亂繩現象，為防止此情況發生采用導繞裝置和溝槽處理。攪拌機生產率分析與計算工作時間攪拌機的工作時間以秒單位用S表示計算，可分為：上料時

34、間t1-從給攪拌筒送料開始到上料結束過程結束；攪拌時間t2-從上料結束到出料開始；出料時間t3-從出料開始到至少95%以上攪拌物料卸出。生產率計算混凝土攪拌機生產率的上下，取決于每攪拌一罐混凝土所需的時間和每罐的出料容積，其計算公式如下： 式中， Q生產率m3/hV攪拌機的額定出料容量m3t1上料時間s，使用上料斗進料時，一般為815s；通過漏斗或鏈斗提升機上料時，可取1526s；t2攪拌時間s，因混凝土坍落度和攪拌機容量大小而異，可根據實測確定，或參考取為35s；t3出料時間s，傾翻出料時間一般為1015s；非傾翻出料時間約為4050s；設計工程計算與說明結果第三章 料斗設計3.1 根本參數

35、計算3.1.1 料斗結構設計K時間利用系數，根據施工組織而定，一般為。根據情況確定選取 。根據式，計算可得m3/h，而規定生產率1014m3/h，所以生產率滿足要求。第三章 料斗設計根本參數計算料斗結構設計在設計料斗時，參照同類型的料斗，選擇參數，并利用相似原理，把經過實踐使用說明比較合理的斗型作為新料斗的基型進行相似設計。如圖31所示的現行料斗俯視圖。現行料斗的斗型存在一些問題：料斗上料時有潑料、溢料現象；料斗卸料不干凈，有少量余料；進料口有少量溢料。圖3-1 現行料斗斗型的俯視圖t1=10st2=35st3=40s3/h設計工程計算與說明結果3.1.2 料斗幾何尺寸計算產生潑料、積料的原因

36、是斗嘴斷面積小，斗底圓弧曲率太大，造成死角區。為解決這一問題，采取加大斗口截面積，斗嘴與兩側版相接改為相切。這樣，很好解決了潑料、積料問題。改進料斗的斗型結構如圖32。圖3-2 改進后的料斗斗型機構料斗幾何尺寸計算料斗的幾何尺寸計算是由結構和容積決定的。1料斗前端尺寸如圖3-3所示圖3-3 料斗前端俯視圖由于料斗前端與料斗相接處屬于平滑焊接，且前端屬于斗嘴局部，不是料斗的主體局部，故取其長度設計工程計算與說明結果L1=1355 mm，寬度B1=1115 mm。2料斗主體尺寸料斗主體尺寸的計算與設計，沒有一個標準公式進行計算，多數廠家根據其現有的料斗形狀進行相似設計與主體尺寸的選擇。根據JZC3

37、50攪拌機的進料容量為560L 以及經驗進行相似設計選擇料斗的主體尺寸，如圖3-4，圖3-5所示。圖3-4 料斗主體俯視圖料斗主體俯視圖呈等腰梯形，其尺寸如圖3-4所示，左長L2=985mm，右長L3=1200mm，寬B2=885mm，壁厚1=50mm。L1=1355 mmB1=1115 mmL2=985mmL3=1200mmB2=885mm1=50mm設計工程計算與說明結果3.1.3 料斗材料3.2 料斗幾何容積計算圖3-5 料斗主體主視圖如圖3-5所示，料斗的左高H1=670mm，右高H2=565mm。料斗材料材料制造采用碳素鋼鋼板：，板厚=4mm；常溫下抗拉強度b=375MPa，屈服強度

38、 s=235MPa。許用應力值在100時為200MPa。其重量為m1=200Kg。料斗幾何容積計算料斗容積計算是按照相似計算原理進行計算。1料斗主體容積計算以下計算均以按料斗填平工況計算料斗主體俯視圖呈等腰梯形圖3-6，故其俯視面積S=(985+1200)×835÷2 由于其高均勻增加故取其高平均值為 料斗左高H1=670 mm料斗右高H2=565 mm料斗俯視面積S=912237.5 mm2料斗平均高度設計工程計算與說明結果第四章 上料架設計4.1 上料架結構設計故料斗主體容積為 圖3-6 料斗主體俯視大體圖2斗嘴容積計算 當物料填平料斗時，斗嘴接觸處可近似簡化為三角錐體

39、。 其高度為h=670mm，故其體積 故在物料填平工況下，其料斗總容積 根據料斗容積計算結果，料斗結構尺寸滿足設計要求。第四章 上料架設計上料架結構設計上料架由爬梯、接長導軌、落地軌道、鋼絲吊輪和左右卷輪組成。鋼絲吊輪和左右卷輪安裝在同一軸上，位于爬梯頂部，同步卷揚克服了空料斗上升時的歪斜現象，在落地軌道上設計了限位裝置，解決了料斗主體容積斗嘴容積料斗總容積V2=720L設計工程計算與說明結果料斗下落時易出軌的問題。上料架：斜置角度60°，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定的長度及上料架的寬度、行程等綜合因素得出的。上料架的上料軌道下料軌道為槽鋼，

40、滾輪的上滾輪置于槽鋼內側，而下滾輪置于槽鋼外側，這樣可保證料斗上下平安平穩，如圖41所示。圖4-1 上料架設計工程計算與說明結果1橫梁槽鋼的設計如圖4-2所示，槽鋼橫梁其結構。橫梁的長度根據料斗的寬度，進行設計計算。其長度L1=1089。圖4-2 槽鋼橫梁的結構圖2斜長槽鋼的結構設計上料架的總體與水平夾角為60°，根據總體高計算出斜長槽鋼的長度L2=2140。圖4-3 斜長槽結構圖槽鋼橫梁長度L1=1089斜長槽鋼的長度L2=2140設計工程計算與說明結果上料架材料4.3 上料架受力分析3加固角鋼結構設計加固角鋼的設計主要考慮為機架整體的固定于固緊作用而設計，其結構設計如圖4-4、圖

41、4-5。圖4-4 加固角鋼的結構圖4-5 加固角鋼剖面圖上料架材料上料架必須滿足料斗爬、翻的全過程中不被壓彎。上料架由3的鋼板壓成錐形槽鋼與10號槽鋼焊接而成。上料架受力分析受力計算：由于攪拌機內的物料通常為水泥、砂等建筑施工材料，查【2】得：粗干砂的密度為設計工程計算與說明結果3，細干砂1.4-1.65 t/m3，水泥0.9-1.7 t/m3，料斗進料容量為V1=720L，滾動摩擦系數 。在開始施工時，料斗內裝上物料。當料斗上升過程中，對其機型受力分析如以下圖。圖4-5 料斗受力分析圖其中T為鋼絲繩拉力方向時刻發生著變化，Ff為料斗上升時所受的摩擦力，F為導軌給物料的反作用力，G為重力。取物

42、料平均密度為3，計算如下： 由受力分析得 解得，Ff×。2對上料架結構校核由文獻【2】查得10號槽鋼的抗壓強度，所以上料架所受壓強為： 故滿足要求。物料和料斗重力×103N導軌給物料的反作用力Ff上料架所受壓強力設計工程計算與說明結果第五章 鋼絲繩及卷筒設計5.1 鋼絲繩選擇與計算第五章 鋼絲繩及卷筒設計鋼絲繩選擇與計算鋼絲繩的選擇是設計的重要環節，其選擇不當，將引起重大平安事故。為了確保鋼絲繩平安運行，更好地掌握鋼絲繩的損傷規律及預防方法，針對此類設備的結構，現分析造成鋼絲繩損壞的如下幾種原因：1鋼絲繩在第一次安裝時鋼絲繩的扭轉或彎曲，鋼絲繩在卷筒上排列不均或在第一次爬升

43、時沒有采取措施。2鋼絲繩末端固定時不當；鋼絲繩與楔連接處，主受力方向不正確；用壓板連接處繩頭太短，且沒有捆扎，螺栓件太緊或太松等；用螺旋扣連接處數量少、間距不合理或選型與鋼絲繩不匹配。3改向滑輪、卷揚裝置等由于日常維護不及時，而引起卡滯。4潤滑油選型不對或日常潤滑不當。5改向滑輪槽底、包角和槽壁等磨損量接近或超過規定要求時，將會引起鋼絲繩的相應的彎曲應力和擠壓力的增大。6滑輪或卷揚滾筒的位置不當，引起鋼絲繩繞進或繞出滑輪和滾筒時偏角增大，也就是鋼絲繩中心線和垂直滑輪或滾筒軸心的平面夾角大于4度。7滑輪或卷揚滾筒制造缺陷，如裂紋、氣孔、夾砂及外表粗糙度過大等。8滑輪或卷揚滾筒材料性能達不到規定的

44、使用要求，也會導致鋼絲繩的受力過大，使擠壓應力過大。9滑輪裝置上沒有設置防跳繩或跳繩裝置與滑輪之間間隙過大，超過鋼絲繩直徑的20%或防跳繩設計工程計算與說明結果裝置不能滿足使用要求，而引起鋼絲繩的損傷。卷揚鋼絲繩的損傷除以上所述外部原因外，還有引起其損壞的鋼絲繩自身內部的因素，鋼絲繩的損壞，首先發生在鋼絲繩的外側鋼絲。當外側鋼絲繞過滑輪或滾筒時，在強大的拉應力作用下反復彎曲和擠壓，而引起金屬疲勞，當到達極限時鋼絲繩就會斷裂、繩股松散，從而引起承載力下降。拉斷的初始點往往在擠壓位置或銹痕、裂口處。由于鋼絲繩在工作時不可防止的存在頻繁啟動、制動，而產生振動效應力，這將使鋼絲繩的破壞力加劇。鋼絲繩的

45、捻數次數少，僵性大，繞性差，易松散；反之，捻數次數多，外層鋼絲就較細，易磨損斷裂，不耐用。雙繞繩撓性好，制造簡單，本錢低；交互捻的繩股與繩的扭轉趨勢能引起一定的抵消作用，工作時不易松散，但僵性加大，使用壽命短。目前建筑機械多采用線接觸型鋼絲繩，因它的鋼絲間隙接觸應力小，磨損小，壽命長，且填充率高撓性好，承載力大。并消除了點接觸的二次彎曲應力，能降低工作時的彎曲應力，耐疲勞性能好。結構緊湊，金屬斷面利用系數高，使用壽命長，比普通鋼絲繩壽命長12倍。但鋼絲繩的強度過大，僵性越大撓性越差。另一種異型股繩，由于卷筒上的支撐點多，耐磨性高，不易產生斷絲，結構密度大，在相同繩徑和強度條件下，總的斷力較大。

46、使用壽命比普通圓股鋼絲繩約高3倍，正在被廣泛應用。選用鋼絲繩時，除考慮鋼絲繩的結構形式和性能外，還為防止鋼絲繩相互間摩擦力及擠壓力，產生亂繩現象。繩徑應采用小于繩槽節距和鋼絲繩槽直徑的鋼絲繩，以增加鋼絲繩與卷筒間的接觸面積，減少相設計工程計算與說明結果5.1.1 鋼絲繩的類型及初選鄰鋼絲繩的摩擦力，從而提高鋼絲繩的壽命。在相同直徑下，鋼絲繩股數目越多直徑越細，單根鋼絲就越細。這種鋼絲繩的繞性好，可很好的克服鋼絲繩屢次進出卷筒時受到的反向折彎力、機械損傷、腐蝕及擠壓力。鋼絲繩的類型及初選根據鋼絲繩的捻繞次數分為以下幾種：1.單繞繩：密封式面接觸鋼絲繩就是一種單繞繩，它只有一股，為了抵消扭轉趨勢，

47、外層鋼絲的捻繞方向與內層相反。這種單繞封閉繩有封閉光滑的外外表，耐磨，雨水也不易侵入內部。2.雙繞繩：先由絲捻成股，再由股捻成繩，撓性較好。3.三繞繩：把雙繞繩作為股，再由股捻成繩。但由于制造復雜，并且鋼絲相對較細，容易磨損折斷。此外，根據鋼絲繩股的形狀又可分為圓股鋼絲繩、異形股鋼絲繩、三角股鋼絲繩、橢圓股鋼絲繩及扁股鋼絲繩等。根據股的構造又分為以下幾種。a點接觸b線接觸c面接觸圖5-1 點、線、面接觸的鋼絲繩設計工程計算與說明結果1.點接觸鋼絲繩見圖5-1a繩股中各層鋼絲直徑相同見圖5-2。為了使各層鋼絲有穩定的位置，內外各層的鋼絲捻距不同，互相交叉，接觸在交叉點上，就使鋼絲繩的鋼絲在反復彎

48、曲時易于磨損折斷，為了使各層鋼絲受力均勻，各層的螺旋角大致相同。圖5-2示出了常用的兩種點接觸，19絲的股鋼絲較粗，比較耐磨抗蝕，應用最多；37絲的股撓性較好，常用于電葫蘆。2.線接觸鋼絲繩見圖5-1b繩股中各層鋼絲的捻距相同，外層鋼絲位于里層各鋼絲之間的溝槽里，內外層鋼絲互相接觸在一條螺旋線上，使接觸情況改善，增長了鋼絲繩的使用壽命。同時，線接觸也有利于鋼絲之間互相滑動，改善了撓性。相同直徑的鋼絲繩，線接觸型比點接觸型的金屬總橫斷面積大，因而破斷力大。采用線接觸型鋼絲繩時，有可能選用較小的直徑，從而可以選用較小的卷筒與滑輪。卷筒小使減速器的輸出軸的力矩小，因而可用較小的減速器，從而減少起升機

49、構的尺寸與質量。由于它有這一系列的優點，因此多采用線接觸鋼絲繩代替普通的點接觸鋼絲繩。點接觸鋼絲繩的繩股在制造時由于各層捻距不同，需經屢次逐層捻繞方能制成一股，而線接觸鋼絲繩的繩股那么可一次成股，但制繩機較復雜。線接觸鋼絲繩的繩股，各層鋼絲直徑不同。各層鋼絲直徑，根據幾何構造決定，線接觸鋼絲繩的繩股根據構成的原理不同，有瓦林吞型又稱粗細式，代號用W；西爾型又稱外粗式，代號用X；填充型，代號T見圖5-3。設計工程計算與說明結果a1+6+12=19 b1+6+12+18=37圖5-2 點接觸鋼絲繩的股a外粗式鋼絲繩 b粗細式鋼絲繩 c填充型鋼絲繩圖5-3 線接觸鋼絲繩其中，瓦林吞型鋼絲繩股的鋼絲直

50、徑比較均勻，具有較好的撓性；西爾型鋼絲繩股的優點是外層鋼絲較粗，適于磨損嚴重的地方；填充一方面起著穩定幾何位置的作用，同時也提高了鋼絲繩的金屬充滿率，增加了破斷拉力。3.面接觸鋼絲繩見圖5-1c面接觸鋼絲繩過去只用于單繞密封繩，現在已開始制造多股的雙繞面接觸鋼絲繩，它的優點與線接觸鋼絲繩相同，但更顯著。缺點是工藝較復雜。密封繩是用異型鋼絲制成。面接觸鋼絲繩雙繞繩股可用圓鋼絲先制成線接觸鋼絲繩的股，然后用擠壓的方法制成面接觸鋼絲繩。關于鋼絲繩的捻向分為交互捻鋼絲繩和同向捻設計工程計算與說明結果5.1.2 鋼絲繩的直徑鋼絲繩兩種。交互捻的繩與股的捻向相反；同向捻的繩與股的捻向相同。交互捻鋼絲繩是常用類型，由于這里繩與股的扭轉趨勢相反，互相抵消，沒有扭轉打結的趨勢，使用方便。同向捻鋼絲繩的撓性與壽命較好，但由于有強烈的扭轉趨勢，容易打結，,只能用于經常保持張緊的地方，通常用于牽引繩，不宜用于起升繩。根據鋼絲繩的使用場合：牽引用的有導繞系統繞過滑輪，并且使用較頻繁，并且在露天工作所以磨損程度會大和腐蝕會多。通過查閱資料可知西爾型即X型適于磨損嚴重的地方。所以我們初次選擇交互捻線接觸型鋼絲繩型號6×X。鋼絲繩的直徑確實定鋼絲繩的鋼絲在工作中的受力情況很復雜，有拉應力、彎曲應力、擠壓應力等。鋼絲繩所受載荷除了靜載荷外，還有動力載荷，所以很難進行精確計算，