河南科技大學(xué)本科畢業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書混凝土攪拌機(jī)設(shè)計(jì)摘 要攪拌可以使兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相擴(kuò)散，從而達(dá)到均勻混合；也可以加速傳質(zhì)和傳熱過(guò)程。在工業(yè)生產(chǎn)中，攪拌操作是從工業(yè)開始的，圍繞食品、纖維、造紙、石油、水處理、建筑等，作為工藝過(guò)程的一部分而被廣泛應(yīng)用。就以建筑為中心設(shè)計(jì)一款混凝土攪拌機(jī)供參考使用。本次設(shè)計(jì)的混凝土攪拌機(jī)它是強(qiáng)制式臥軸混凝土攪拌機(jī)中的一種，強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)不僅能攪拌干硬性混凝土，而且能攪拌輕骨料混凝土，能使混凝土達(dá)到強(qiáng)烈的攪拌作用，攪拌非常均勻，質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，成本低。它是國(guó)內(nèi)較為新型的攪拌機(jī)，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外型美觀。其主要組成結(jié)構(gòu)包括：上料、卸料系統(tǒng)，攪攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)，拌裝置，供水系統(tǒng)，機(jī)架及行走系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)等。主要設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容是混凝土攪拌機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)，主要包括：機(jī)架結(jié)構(gòu)方案的確定、機(jī)架上所有部件之間相互位置的確定、機(jī)架上所有部件與機(jī)架的連接方式及安裝位置、機(jī)架外形尺寸的確定、機(jī)架鋼結(jié)構(gòu)的選材、完成機(jī)架總成圖及零部件圖電氣控制原理圖。 關(guān)鍵詞：混凝土攪拌機(jī)，機(jī)架，電氣控制 CONCRETE MIXER DESIGNABSTRACTMixing can make two or more different substances in each other each other's diffusion, which is mixed evenly; can also speed up the heat and mass transfer process. In industrial production, mixing operation is started from industry, focusing on food, fiber, papermaking, oil, water treatment, building, as part of process and widely applied. The building as the center to design a concrete mixer for reference use.The design of the concrete mixer which is forced horizontal shaft concrete mixer in a, forced type concrete mixer can not only stir dry concrete and lightweight aggregate concrete, mixing, can make the concrete to achieve strong stirring, mixing uniformity, good quality, high productivity, low cost. It is the relatively new type of mixer, compact structure, beautiful appearance. Its main structure comprises: feeding, discharging system, stir mixing transmission system, mixing device, water supply system, a machine frame and a running system, electrical control system, lubrication system. The main design content is a concrete mixer frame design, including: frame structure, frame scheme determination of all components between the position determination of all components, frame and frame connection and installation location, frame shape size determination, frame steel structure selection, frame stability check, to complete the frame assembly diagram and parts of electric control principle diagram.KEY WORDS：concrete mixer, rack, electrical control32目錄摘 要IABSTRACTII第1章 總體概述5§1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題5§1.2 設(shè)計(jì)的總體要求5§1.3 設(shè)計(jì)大綱5§1.3.1 設(shè)計(jì)原則5§1.3.2 原始數(shù)據(jù)5§1.4 攪拌機(jī)概述6§1.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義6第2章 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容7§2.1 總體設(shè)計(jì)7§2.1.1 攪拌裝置7§2.1.2 傳動(dòng)系統(tǒng)7§2.1.3 上料系統(tǒng)7§2.1.4 供水系統(tǒng)7§2.1.5 機(jī)架與支腿7§2.1.6 電氣控制系統(tǒng)8§2.2 主要機(jī)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)計(jì)8§2.2.1 攪拌裝置8§2.2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)11§2.2.3 上料系統(tǒng)12§2.2.4 供水系統(tǒng)14§2.2.5 機(jī)架與支腿15第3章 機(jī)架的設(shè)計(jì)17§3.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容17§3.2 底架的設(shè)計(jì)17§3.2.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求17§3.2.2 底架的材料選擇17§3.2.3 底架的大體尺寸18§3.2.4 確定攪拌筒偏離機(jī)架底架重心的距離20§3.2.5 選材20§3.3 支腿的設(shè)計(jì)21§3.4 梯子及欄桿的設(shè)計(jì)22§3.5 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式及臺(tái)板的設(shè)計(jì)25§3.5.1 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式25§3.5.2 臺(tái)板25§3.6 電機(jī)底架的設(shè)計(jì)25§3.7 減速器底板的設(shè)計(jì)26§3.8 電氣控制系統(tǒng)27第4章 設(shè)計(jì)總結(jié)29參考文獻(xiàn)30致 謝31第1章 總體概述§1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)§1.2 設(shè)計(jì)的總體要求 滿足使用要求 滿足經(jīng)濟(jì)性要求 力求整機(jī)的布局緊湊合理 工業(yè)性要求簡(jiǎn)單而實(shí)用 滿足有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)§1.3 設(shè)計(jì)大綱§1.3.1 設(shè)計(jì)原則 攪拌機(jī)技術(shù)條件應(yīng)滿足GB9142-2000混凝土攪拌機(jī)技術(shù)條件規(guī)范； 所用圖紙的幅面應(yīng)符合GB4457-2000中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械制圖中的相關(guān)規(guī)定。§1.3.2 原始數(shù)據(jù) 出料容積 2000 L 進(jìn)料容積 800 L 攪拌電機(jī)額定功率 15 KW 最大骨料粒徑 80/60 生產(chǎn)率：25-30 §1.4 攪拌機(jī)概述 混凝土是建筑材料中的一種主要的材料，它是以水泥做為黏結(jié)劑把骨料粘在一起的，屬于一種非勻質(zhì)材料，其用途廣，用量大?；炷翑嚢铏C(jī)就是用來(lái)大量生產(chǎn)混凝土的機(jī)械?；炷翑嚢铏C(jī)有自落式和強(qiáng)制式?；炷翉乃苄曰炷涟l(fā)展到干性，硬性混凝土，強(qiáng)制式攪拌機(jī)得到了很大發(fā)展。強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)不僅能攪拌干硬性混凝土，而且能攪拌輕骨料混凝土，能使混凝土達(dá)到強(qiáng)烈的攪拌作用，攪拌非常均勻，生產(chǎn)率高，質(zhì)量好，成本低。因此，強(qiáng)制式攪拌機(jī)得到了很大的發(fā)展，但這種攪拌機(jī)的功率損耗比較大。本次設(shè)計(jì)的混凝土攪拌機(jī)是我們的主要設(shè)計(jì)機(jī)型。為了適應(yīng)不同混凝土攪拌機(jī)的攪拌要求，攪拌機(jī)發(fā)展了許多機(jī)型，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和性能上各有特點(diǎn)，但按工作原理可劃分為自落式和強(qiáng)制式?；炷翑嚢铏C(jī)屬于強(qiáng)制式攪拌機(jī)的一種，它主要由攪拌系統(tǒng)，攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)，上料、卸料系統(tǒng)，供水系統(tǒng)，機(jī)架及行走系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等組成。它是目前國(guó)內(nèi)較為新型的攪拌機(jī)，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外型美觀。雙臥軸混凝土攪拌機(jī)具有操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，既能攪拌干硬性混凝土又能攪拌塑性混凝土，還能攪拌砂漿和輕骨料。它具有單機(jī)獨(dú)立作業(yè)和與PLD系列配料機(jī)組成簡(jiǎn)易式混凝土攪拌站的雙重優(yōu)越性，還可為攪拌站提供配套主機(jī)，適用于各類大、中、小預(yù)制構(gòu)件廠及公路、橋梁、水利、碼頭等工業(yè)及民用建筑工程，是一種高效率機(jī)型，應(yīng)用非常廣泛。該機(jī)采用底開門卸料，所以攪拌筒不用傾翻，因而節(jié)省了動(dòng)力，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，布置也比較緊湊合理。§1.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們對(duì)混凝土攪拌機(jī)有了完整的了解和深刻認(rèn)識(shí)。而且學(xué)會(huì)把所學(xué)知識(shí)有效的用運(yùn)到解決實(shí)際問題中的能力，不僅對(duì)課本所學(xué)知識(shí)有了更深層次的掌握，同時(shí)提高了自己解決實(shí)際問題的能力。學(xué)會(huì)了更好的查閱相關(guān)資料，為以后打下良好基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們受益匪淺，通過(guò)研究解決一些工程技術(shù)問題，各方面的能力均有提升。第2章 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容§2.1 總體設(shè)計(jì)§2.1.1 攪拌裝置攪拌筒、攪拌葉片、攪拌軸以及支承結(jié)構(gòu)的確定.§2.1.2 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定；傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的確定；傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和基本組成組成；動(dòng)力設(shè)備型式和配置；畫出結(jié)構(gòu)方案草圖。§2.1.3 上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)機(jī)構(gòu)型式的選擇；上料架的結(jié)構(gòu)及基本組成；畫出結(jié)構(gòu)草圖。§2.1.4 供水系統(tǒng) 供水方式的選擇； 供水系統(tǒng)的組成和設(shè)備配置； 畫出結(jié)構(gòu)草圖。§2.1.5 機(jī)架與支腿 機(jī)架的基本組成； 機(jī)架的結(jié)構(gòu)型式。§2.1.6 電氣控制系統(tǒng)整機(jī)電氣控制系統(tǒng)方案的確定；電氣系統(tǒng)原理圖的確定；畫出電氣原理圖。§2.2 主要機(jī)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)計(jì)§2.2.1 攪拌裝置 攪拌裝置包括：攪拌筒、攪拌軸、攪拌臂、攪拌葉片和側(cè)葉片，具體結(jié)構(gòu)如下圖2-1所示：圖2-1 雙臥軸攪拌機(jī)攪拌裝置1攪拌筒；2攪拌軸；3攪拌臂；4攪拌葉片；5側(cè)葉片攪拌筒內(nèi)裝有兩根水平配置的攪拌軸，每根軸上均裝有攪拌葉片。在靠近攪拌筒兩端的攪拌臂上分別裝有側(cè)葉片，可刮掉端面上的混凝土，并改變混凝土的流向。如圖2-1所示，葉片與村板間隙5mm。（1）攪拌筒結(jié)構(gòu)及卸料方式的確定 攪拌筒的結(jié)構(gòu)尺寸如下：容積利用系數(shù)j=0.41筒體長(zhǎng)1190mm 筒徑D=838mm筒體總長(zhǎng)度1330mm 外徑D0=858mm攪拌筒的幾何容積 V幾=1.22m3 卸料方式的確定：目前臥軸式攪拌機(jī)主要采用傾翻室和底開門式兩種卸料方式，由于的出料容量為2000L，雖不是很大，但考慮到攪拌筒的尺寸及結(jié)構(gòu)，采用傾翻室雖然不太可能，它的筒體近似于長(zhǎng)方體，故采用底開門式，既可使混凝土順利地在攪拌過(guò)程中卸出，也可避免使筒體傾翻，這樣既安全，又節(jié)省了勞力，表現(xiàn)出很多自由的特點(diǎn)，操作也方便，故而采用底開門式斜料。（2）攪拌葉片、攪拌軸及支承結(jié)構(gòu) 攪拌葉片：根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外臥軸式攪拌機(jī)葉片結(jié)構(gòu)型式看，廣泛采用鏟片式，就單個(gè)葉片來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)平板，他通過(guò)攪拌臂與軸形成一體，使全部葉片呈螺旋線分布，葉片間沒有直接聯(lián)系，因而這種化整為零的結(jié)構(gòu)方式具有很突出的優(yōu)點(diǎn)。它使得葉片的加工安裝非常方便，從而代替了加工安裝要求高的螺旋帶葉片。從磨損角度看，鏟片式易受到局部磨損，這是因?yàn)槲锪吓c葉片之間的滑動(dòng)逐步不均勻，而且波動(dòng)，易形成卡料，使磨損加劇，攪拌效果有所下降，故從磨損和攪拌效果來(lái)看，鏟片式比螺旋帶式差。攪拌裝置由兩根水平軸和安裝在該軸上的兩段相距1800的反向螺旋帶組成，兩根軸上的螺旋方向也不一樣，這樣可以保證混合料在筒內(nèi)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。從理論上講，當(dāng)一端的螺旋帶葉片開始從上向罐內(nèi)的混凝土拌合料切入時(shí)，另一端螺旋帶葉片從混凝土拌合料中抄起，在兩組葉片相互交替作業(yè)過(guò)程中，排出葉片把拌合料挑起在該端下底部形成無(wú)料或少料空間，同時(shí)切入葉片把拌合料從一端向另一端進(jìn)行軸向和周向的復(fù)合位移，而另一根軸上的葉片則把混凝土拌合料向相反的方向移動(dòng)，使得筒內(nèi)的混凝土循環(huán)移動(dòng)。另外被挑起的混凝土拌合料在螺旋帶片后部的空擋處落下，使拌合料之間產(chǎn)生連續(xù)的摩擦，先落下的拌合料不斷受到后落下的拌合料沖擊，使水泥活性不斷提高。在葉片切入端由于各點(diǎn)線速度不同，拌合料在受擠壓的同時(shí)，相互間有較大的相對(duì)位移，所以較大的水泥團(tuán)粒將被分散細(xì)化。由于這種機(jī)型的結(jié)構(gòu)緊湊，容積利用系數(shù)較大，砼拌合料的位移行程達(dá)最小值。而各顆粒之間相互作用的時(shí)間則達(dá)最大值，這是雙軸強(qiáng)制攪拌機(jī)綜合性能較好的關(guān)鍵所在。 圖2-2 攪拌裝置1.軸 2.側(cè)葉片 3.攪拌葉片支承臂 4.攪拌葉片 5.攪拌葉片支承臂 6. 側(cè)葉片 7.攪拌葉片支承臂 8. 軸由以上分析可以看出，鏟片式不如螺旋帶式好，但考慮加工安裝要求及目前廠家現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件，我們決定采用鏟片式，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便，生產(chǎn)效率高的效果。本次設(shè)計(jì)采用兩組鏟片，第一根軸上采用右螺旋鏟片，第二根軸上采用左螺旋鏟片。每根軸上的葉片數(shù)目定為6（包括兩片側(cè)葉片及四片攪拌葉片）。 攪拌軸攪拌軸的主要尺寸經(jīng)過(guò)初步驗(yàn)算，考慮安全裕量，直徑定為90mm, 軸的結(jié)構(gòu)型式，就目前廠家生產(chǎn)狀況來(lái)看，一般采用實(shí)心軸，空心軸一般都具有省材，重量輕，受力效果號(hào)等優(yōu)點(diǎn)，但加工困難，裝置要求高，造成生產(chǎn)率低，一般不被采用。采用實(shí)心軸加工方便，而且也可靠實(shí)用，鏟片式攪拌軸系統(tǒng)存在攪拌臂與攪拌軸的聯(lián)接方式問題，現(xiàn)有的插孔焊接式、抱軸式、卡軸式，考慮插孔焊接式有簡(jiǎn)單優(yōu)勢(shì)，又對(duì)軸的強(qiáng)度無(wú)削弱，因而采用焊接式。 支承結(jié)構(gòu)考慮本次設(shè)計(jì)采用底開門的卸料方式，所以此支承與傳統(tǒng)支承不一樣，先把筒體固定在底座上，而把兩根軸通過(guò)軸承支承在筒體上。由于攪拌筒內(nèi)裝流塑態(tài)的混凝土拌合料，因此攪拌軸必須采用軸端密封，以防止砂漿污損軸承。浮動(dòng)密封是經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明了的被公認(rèn)是較理想的密封，本機(jī)即采用這種密封。§2.2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)按傳動(dòng)方式可分為兩種：機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)具有重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)緊，驅(qū)動(dòng)力大等特點(diǎn)，但考慮到目前國(guó)內(nèi)狀況，液壓馬達(dá)雖然比以前在質(zhì)量上提高了，但價(jià)格昂貴，用于一般的攪拌機(jī)上，成本太高，不經(jīng)濟(jì)，故而我們選用傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、減速箱、開式齒輪等組成，如圖2.3所示。電動(dòng)機(jī)8通過(guò)皮帶輪7、5帶動(dòng)二級(jí)齒輪減速箱，減速箱兩軸通過(guò)由兩個(gè)開式小齒輪10和兩個(gè)開式大齒輪9組成的兩對(duì)開式齒輪副分別帶動(dòng)兩根水平布置的攪拌軸反向等速回轉(zhuǎn)。圖2-3 攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)1箱體；2第二級(jí)大齒輪；3第一級(jí)大齒輪；4第二級(jí)小齒輪；5大皮帶輪；6第一級(jí)小齒輪；7小皮帶輪；8電動(dòng)機(jī)；9開式大齒輪；10開式小齒輪§2.2.3 上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)由卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)、上料架、料斗、進(jìn)料料斗、滑輪等組成，如圖2.4所示。(1)上料架：斜置角度為600，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(guò)規(guī)定的長(zhǎng)度及上料架的寬度，行程等綜合因素后得出的。上料架的上料軌道（下料軌道）為槽鋼，滾輪的上滾輪置于槽鋼內(nèi)側(cè)，而下滾輪置于槽鋼外側(cè)，這樣可保證料斗上下安全平穩(wěn)。(2)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)(3)上料動(dòng)力及卸料制動(dòng)式電機(jī)通過(guò)減速箱帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩通過(guò)滑輪牽引料斗沿上料架軌道向上爬升，當(dāng)爬升到一定高度時(shí)，料斗底部都門上的一對(duì)滾輪進(jìn)入上料架水平通道，斗門自動(dòng)打開，物料經(jīng)過(guò)進(jìn)料漏斗投入桶內(nèi)。為保證料斗準(zhǔn)確就位，在上料架上裝有限位開關(guān)，上行程有兩個(gè)限位開關(guān)，下行程有一個(gè)限位開關(guān)，當(dāng)料斗下降至地坑底部時(shí)，鋼絲繩稍松，彈簧鋼桿機(jī)構(gòu)使下限位開關(guān)動(dòng)作，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)停車。制動(dòng)式電機(jī)可保證料斗在滿足負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可靠地停在任意位置，制動(dòng)力矩的大小由電機(jī)后座的大螺母調(diào)整。圖2-4 上料系統(tǒng)1.滑輪2.料斗3.進(jìn)料料斗 4卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)5.上料架卸料系統(tǒng)由卸料門、操作柄等機(jī)構(gòu)組成，如圖2-5所示。卸料門安裝在攪拌罐底部，通過(guò)操作柄可以使其繞水平軸迥轉(zhuǎn)以達(dá)到啟閉目的，通過(guò)調(diào)整出料。兩側(cè)的密封條的位置來(lái)保證卸料門的密封。圖2-5 攪拌機(jī)卸料機(jī)構(gòu)1襯板；2攪拌筒弧板；3密封板；4卸料門§2.2.4 供水系統(tǒng)(1)供水系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)供水系統(tǒng)是電動(dòng)機(jī)、水泵、節(jié)流閥及管路等組成，見圖2.6。啟動(dòng)水泵，即可將注入攪拌筒，水的流量通過(guò)閘閥調(diào)節(jié)，供水總量由時(shí)間繼電器控制。當(dāng)按鈕轉(zhuǎn)到“時(shí)控”位置時(shí)，水泵會(huì)按設(shè)定的時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)和自動(dòng)停止，當(dāng)按鈕轉(zhuǎn)到“手動(dòng)”位置時(shí)，可連續(xù)供水。(2)供水方式的選擇在混凝土攪拌機(jī)生產(chǎn)混凝土?xí)r，對(duì)混凝土質(zhì)量影響較大的除了攪拌機(jī)自身的工作性能以外，就是供水精度。由于供水精度要求控制在2%的范圍內(nèi)，故如何更好的滿足精度問題是供水方式的選擇，應(yīng)加以認(rèn)真考慮。目前，國(guó)內(nèi)運(yùn)用的主要是時(shí)間繼電器或虹吸式水箱控制供水精度。但由于虹吸式水箱在不配備站的情況下有諸多不便，故而選用混凝土攪拌機(jī)專用水泵配以時(shí)間繼電器控制，在誤差允許范圍內(nèi)讓供水時(shí)間略大一些，如果砂石過(guò)濕則供水時(shí)間相對(duì)短一些。(3)供水系統(tǒng)的設(shè)備配置時(shí)間繼電器，供水開關(guān)控制，帶防塵罩的電機(jī)。(4)供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-6所示圖 2-6 供水系統(tǒng) 1.噴水管2.進(jìn)水管3.水源4.吸水管5.水泵§2.2.5 機(jī)架與支腿（1）機(jī)架：根據(jù)整體的布置情況和尺寸要求，按整體具體要求用槽鋼，角鋼焊接而成的，并按強(qiáng)度組裝焊鉚在一起，支承主機(jī)，并且使各部件空間位置固定形成一整體如圖2-7所示。（2）支腿：由于本機(jī)容量較大，按國(guó)家城建法規(guī)要求卸料高度大于1.5m,采用長(zhǎng)短腿配合使用。攪拌時(shí)長(zhǎng)支腿支承達(dá)到使用要求。運(yùn)輸時(shí)可將支腿卸掉。短支腿則用于運(yùn)輸狀態(tài)，卸去長(zhǎng)支腿防止機(jī)架上各部件與車輛接觸而受損。圖2-7 攪拌機(jī)機(jī)架第3章 機(jī)架的設(shè)計(jì)§3.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容(1) 機(jī)架結(jié)構(gòu)方案的確定(2) 機(jī)架上所有部件之間相互位置的確定(3) 機(jī)架上所有部件與機(jī)架的連接方式及安裝位置(4) 機(jī)架外形尺寸的確定（要求運(yùn)輸寬度不超過(guò)2.2米）(5) 機(jī)架鋼結(jié)構(gòu)的選材，機(jī)架穩(wěn)定性的校核(6) 完成機(jī)架總成圖及零部件圖。§3.2 底架的設(shè)計(jì) §3.2.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求(1) 機(jī)架的重量輕，材料選擇合適，成本低。(2) 結(jié)構(gòu)合理，便于制造。(3) 結(jié)構(gòu)應(yīng)使機(jī)架上的零部件安裝，調(diào)整，修理和更換都方便。(4) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性好，還應(yīng)使機(jī)架本身的內(nèi)應(yīng)力小，有溫度變換引起的變形應(yīng)力小。(5) 抗振性能好。(6) 耐腐蝕，使機(jī)架結(jié)構(gòu)在服務(wù)期限內(nèi)盡量少維修。§3.2.2 底架的材料選擇在材料的選擇及鋼結(jié)構(gòu)的選擇一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：(1)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，如連接方式，方法，結(jié)構(gòu)的重要性及其受力特點(diǎn)。(2)載荷的性質(zhì)，例如主要受的是動(dòng)載荷還是靜載荷等情況。(3)結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境及條件：如所處的溫度高低以及浸蝕的情況等。由于攪拌機(jī)機(jī)架承重比較大，所以選用強(qiáng)度良好的Q235碳素鋼來(lái)設(shè)計(jì)制造機(jī)架。受彎構(gòu)件的截面形式有工字鋼，槽鋼，彎曲薄壁鋼，組合梁等，在攪拌機(jī)機(jī)架中，載荷作用點(diǎn)接近扭轉(zhuǎn)中心，能保證截面不會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)等一些情況，所以采用槽鋼來(lái)焊接底架，其中有一些焊件考慮其受力很小用角鋼代替，槽鋼能起到節(jié)省材料的目的。§3.2.3 底架的大體尺寸底架的總長(zhǎng)度2800，總寬度為1680，為使制造節(jié)省材料，整機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，并同時(shí)滿足上料的要求，放置攪拌筒的兩根槽鋼長(zhǎng)度方向的距離為1300，背對(duì)背放置，寬度方向兩根槽鋼面對(duì)面放置，兩背面之間的距離為1680，其他的槽鋼間距具體尺寸如圖3-1所示。 圖3-1 混凝土攪拌機(jī)機(jī)架底架§3.2.4 確定攪拌筒偏離機(jī)架底架重心的距離 在整個(gè)底架上，電機(jī)減速箱安裝在一側(cè)，從各部件的自重考慮，不對(duì)稱的安裝造成整個(gè)底架失穩(wěn)的趨勢(shì)，所以攪拌筒的安裝位置中心必須偏向機(jī)架底架中心線，以保證整機(jī)在工作和運(yùn)輸時(shí)具有良好的穩(wěn)定性。利用攪拌筒對(duì)中心線的力矩來(lái)平衡，考慮此方法會(huì)引起底架在長(zhǎng)度方向的加長(zhǎng)，空間體積太大，不便于運(yùn)輸，利用移動(dòng)左右支腿（長(zhǎng)度方向）的方法更加簡(jiǎn)便。計(jì)算整機(jī)的重心位置：由查閱有關(guān)資料及手冊(cè)，可將各部件坐標(biāo)，重量歸納如下表：表3-1 各部件重心及坐標(biāo)部件名稱攪拌筒上料架料斗減速器電機(jī)水泵電器箱帶輪聯(lián)軸器質(zhì)量Kg1100330300415.517429263042.46坐標(biāo)mm 000108010151065-10201306852重心坐標(biāo)：= = =288.14即整機(jī)重心在偏離攪拌筒中心線右側(cè)288.14mm，由于左側(cè)常有人工在臺(tái)板上操作，加上欄桿的重量，大概整機(jī)的重心坐標(biāo)為 180mm.§3.2.5 選材由以上計(jì)算可知，最大彎矩為=7139.67 KN·mm ，此點(diǎn)D為危險(xiǎn)點(diǎn)，D的截面為危險(xiǎn)截面，所以按設(shè)計(jì)。所選材料為普通碳素鋼Q235，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知其屈服極限=225N/,由于比重較大，而且工作環(huán)境較差，攪拌時(shí)的振動(dòng)較大，以及上面不可避免的要打孔，將會(huì)有應(yīng)力集中現(xiàn)象。為了保證工作和運(yùn)輸?shù)陌踩?，選取安全系數(shù)=1.8，則有：=125 N/ （由材料力學(xué)可知對(duì)型材可取=1.52.5）截面系數(shù) =57.12 ，根據(jù)材料力學(xué)上冊(cè)附錄表3查取截面系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值 =87.1，選取槽鋼型號(hào)為熱軋普通型槽鋼 14b，14b 的有關(guān)數(shù)據(jù)如下圖3-2： 圖3-2 槽鋼14b §3.3 支腿的設(shè)計(jì) 支腿選用Q235的等邊角鋼，四根槽鋼分別安裝在槽鋼、上，各前支腿和后支腿之間用螺栓聯(lián)結(jié)，選用等邊角鋼L110×110×10，兩后支腿之間同樣的用螺栓聯(lián)結(jié)，前支腿之間無(wú)角鋼聯(lián)結(jié)，以便于出料及把卸出的料運(yùn)走。 為了在運(yùn)輸時(shí)不對(duì)整機(jī)構(gòu)件造成壓損危險(xiǎn)，故采用長(zhǎng)短支腿的結(jié)構(gòu)，運(yùn)輸時(shí)把長(zhǎng)支腿拆卸后由短支腿承重。支腿和底架之間有螺栓聯(lián)結(jié)的斜支撐和鋼板，用于增加整機(jī)的穩(wěn)定性。選用等邊角鋼L110×110×10，聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)如下圖3-3所示：圖3-3 支腿連接結(jié)構(gòu)1.支腿 2.斜支撐 3. 底架槽鋼§3.4 梯子及欄桿的設(shè)計(jì) 對(duì)于梯子和欄桿，其強(qiáng)度方面要求不是特別重要，其可能受力也不大。因?yàn)樘葑觾H供以人上下所用，欄桿供人扶撐用，起到安全保護(hù)的作用，所以不需對(duì)此結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核，重點(diǎn)在其結(jié)構(gòu)，具體尺寸與形狀如下圖3-4和圖3-5所示： 圖3-4 欄 桿圖3-5 梯 子1.彎板 2.橫撐 3.梯腿 4.腳板 §3.5 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式及臺(tái)板的設(shè)計(jì) §3.5.1 上料架與底架的聯(lián)結(jié)形式考慮到導(dǎo)向滑輪在靠近槽鋼的邊緣安裝的原因，由于導(dǎo)向滑輪組的存在，如果將上料架和底架以三面角鋼聯(lián)結(jié)形式焊接與底架上來(lái)實(shí)現(xiàn)是不可能的。所以采用側(cè)面焊接的方式。其結(jié)構(gòu)如下圖3-6所示：圖3-6 上料架1. 鋼板 2.聯(lián)結(jié)槽鋼 3.上料軌道架 4.聯(lián)結(jié)鋼板§3.5.2 臺(tái)板臺(tái)板是供操作人員站立和行走的，所以采用防滑的花紋鋼板設(shè)計(jì)臺(tái)板。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用國(guó)標(biāo)GB/T 3277-1991。§3.6 電機(jī)底架的設(shè)計(jì)為了防止皮帶過(guò)松而引起皮帶打滑現(xiàn)象（注：電機(jī)到減速器采用帶傳動(dòng)），皮帶設(shè)置張緊裝置。由于移動(dòng)電機(jī)比較困難，所以本設(shè)計(jì)采用不移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)皮帶的張緊。電機(jī)的底架由兩根 角鋼焊接與底架槽鋼上，角鋼長(zhǎng)度為490，電機(jī)底板長(zhǎng)450，寬度為300，將電機(jī)底板焊接在底架上，電動(dòng)機(jī)底板上開四個(gè)槽，電動(dòng)機(jī)可通過(guò)在槽中的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)皮帶的張緊。在電動(dòng)機(jī)底板上焊接固定兩個(gè)螺母，要移動(dòng)電機(jī)時(shí)，首先將法蘭上的螺母擰松打開放松螺母，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)螺釘將會(huì)頂這電動(dòng)機(jī)移動(dòng)，將電動(dòng)機(jī)移動(dòng)到所需位置時(shí)，擰緊放松螺母，再擰緊法蘭上的螺母，抵緊電機(jī)，以防止電機(jī)的移動(dòng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖3-7所示：圖3-7 電機(jī)底架1.焊接固定螺母（與放松螺母用螺釘聯(lián)結(jié)） 2.底架鋼板§3.7 減速器底板的設(shè)計(jì)由于攪拌筒軸中心高為2000，減速器中心高為280，因?yàn)槎咝枰３值雀?，所以將減速器底板設(shè)計(jì)成220，長(zhǎng)寬490×350，安裝時(shí)將此底架支承用以鋼板焊接在底架的槽鋼上，在鋼板上打相應(yīng)位置的螺栓孔。另外，由于帶輪是聯(lián)結(jié)減速器輸入軸與電動(dòng)機(jī)輸出軸的部件，則考慮減速器底板、電動(dòng)機(jī)底板在底架上的相對(duì)位置，必須保證準(zhǔn)確、密切的相對(duì)位置關(guān)系。具體尺寸如下圖3-8所示： 圖3-8 減速器底板將此板焊接在底架的機(jī)架上，并在其上打出相應(yīng)位置的螺栓孔，以安裝減速器，將減速器用螺栓聯(lián)結(jié)在底架機(jī)架上。§3.8 電氣控制系統(tǒng) 由于本設(shè)計(jì)以經(jīng)濟(jì)為本質(zhì)，設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，于是不在采用PLC控制，直接使用電氣控制元件就能滿足要求。電氣控制系統(tǒng)需要控制混凝土攪拌機(jī)的主傳動(dòng)電機(jī)，供水系統(tǒng)電機(jī)，上料，下料等的電機(jī)。所有電器控制元件都設(shè)在配電箱中。電器元件控制滿足的使用要求：主電機(jī)可以點(diǎn)動(dòng)以滿足安裝修理過(guò)程的要求。電氣控制線路設(shè)有空氣開關(guān)，熔斷器，熱繼電器具有短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，斷相保護(hù)的功能，所有控制按鈕及空氣開關(guān)手柄和指示燈均布置在配電箱門上，并設(shè)有門鎖。配電箱內(nèi)的電器元件安裝在一塊鐵板上，安全可靠，操作維修方便。其原理圖如圖3-9所示。圖3-9 電氣原理圖第4章 設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生專業(yè)知識(shí)深化和系統(tǒng)提高的重要過(guò)程，是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)新精神的綜合訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生探求真理的科學(xué)精神、科學(xué)研究方法和優(yōu)良的思想品質(zhì)等綜合素質(zhì)的重要途徑。通過(guò)本次混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用，同時(shí)，也彌補(bǔ)了以前的知識(shí)漏洞，鞏固了知識(shí)的積累。更好的利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。在老師的指導(dǎo)下，自己的各方面能力有了全面提高。機(jī)架是整機(jī)的基礎(chǔ)，要求設(shè)計(jì)時(shí)確定其與其余各部件的安裝位置與尺寸關(guān)系，通過(guò)全面的設(shè)計(jì)計(jì)算，校核整個(gè)機(jī)架的強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。整個(gè)底架由槽鋼，角鋼和鋼板以焊接或螺栓聯(lián)結(jié)而形成，因而要求有相關(guān)的材料力學(xué)和鋼結(jié)構(gòu)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅對(duì)混凝土攪拌機(jī)有了完整的了解，而且學(xué)會(huì)了解決一些工程技術(shù)問題的方法，對(duì)自己有很大幫助，為我即將走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)，同時(shí)開闊了自己的視野，對(duì)機(jī)械相關(guān)產(chǎn)品及知識(shí)有了更多的了解。 參考文獻(xiàn)1 陳宜通.混凝土機(jī)械.北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2002.62 劉鴻文.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，1992.93 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20004 混凝土攪拌機(jī)GB/T9142-2000.國(guó)家質(zhì)量技術(shù)性能參數(shù)5 機(jī)械制圖. 大連：大連理工大學(xué)工程畫教教研室，2004 年6 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.青島：青島海洋出版社，2002年7 機(jī)械基礎(chǔ).北京：中國(guó)勞動(dòng)出版社，1998年8 機(jī)械制造技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999年9 化工輕工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ).成都：科技大學(xué)出版社，1988年10 當(dāng)代給水與廢水處理原理講義.北京：清華大學(xué)出版社，2001年11 液壓傳動(dòng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2001年12 過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001年13 過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001年14 工程材料. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001年15 工程流體力學(xué). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001年16 化工工程制圖. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001年17 混凝土攪拌機(jī)使用說(shuō)明書.陜西省建工機(jī)械廠18 臧宏琦 王永平.機(jī)械制圖.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，200119 王玉.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.820 張家旭 張慶芳.鋼結(jié)構(gòu).北京：中國(guó)鐵道出版社，2003.21 璞良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社，200022 .R.Sonnenberg,Concrete mixers and mix systems,Concr.Precast Plant Technol.64,88-89(1998)23 11.Y.Charonnat and H.Beitzel.RILEM TC 150 ECM:Efficiency of concrete mixers;report:efficientcy of concrete mixers to-wards qualification of mixers,Mater.Struct.(Suppl.196)28-32(1997). 致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在楊老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中老師孜孜不倦的指導(dǎo)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)及對(duì)學(xué)生的關(guān)心與愛護(hù)極大的提高了我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的效率和進(jìn)度，同時(shí)使我們學(xué)到了更多東西。楊老師每天都親臨設(shè)計(jì)室指導(dǎo)，使我倍受感動(dòng)，在這里表示由衷的感謝，老師辛苦了。同時(shí)也感謝其他老師細(xì)心、盡責(zé)的指導(dǎo)，感謝老師們的用心指導(dǎo)和督促，使我能順利完成任務(wù)，萬(wàn)分感謝。