JS500混凝土搅拌机传动系统及卸料系统的设计

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目录

摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ II

Abstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ III

绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1

第一章混凝土搅拌机 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3

1.1、搅拌的作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3

1.2、搅拌机的分类及使用特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4

1.2.1、 搅拌机的分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4

1.2.2、混凝土搅拌机使用特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5

1.3、混凝土搅拌机的发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5

第二章搅拌机设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 7

2.1、外壳的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 8

2.2、搅拌轴的设计 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 10

2.2.1 、搅拌轴的材料 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 12

2.2.2 、搅拌轴的结构 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 13

2.2.3 、搅拌轴的支承 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 13

2.4、搅拌筒尺寸及卸料方式确定 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 13

2.5、轴端密封 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 14

2.6、衬板⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 16

第三章上料系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 20

第四章供水系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21

第五章电气系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 22

第六章混凝土搅拌机的维护与保养⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 22

总结 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 25

参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 26

感谢 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 27

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摘要

JS1500型混凝土搅拌机是一款大中型搅拌机， 主要适用于较大的建筑工程， 是非常重要的建筑机械。它是强制式卧轴搅拌机的一种，不但能搅拌干硬性混凝土，而且能搅拌轻骨料混凝土，是一款多功能搅拌机。在搅拌过程中，通过搅拌轴的回转运动来带动搅拌叶片对筒内物料进行剪切、挤压和翻转推移等搅拌作用，使物料在相对的剧烈运动中的得到充分的拌合，因而它具有拌合质量好、能耗低、效率高等优点。现代建筑工程中搅拌机的广泛应用，不仅减轻了工人的劳动强度，还提高了混凝土工程的质量，对我国的基础设施建设做出了很大贡献。在下一个五年规划中，国家加大了基础设施的建设的力度，这对混凝土机械行业的发展是十分有利的。该类型搅拌机的主要组成结构包括：传动系统、搅拌系统、上料系统、卸料系统、电气控制系统等零部件。在本次设计中主要设计的是外壳和搅拌轴，还确定了上料、卸料的方式以及叶片的结构，并对部分零部件进行了校核，使之满足不同场合的工作要求。

关键词：混凝土搅拌机、质量、能耗、效率

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Abstract

JS1500type concrete mixer is a large and medium-sized mixer,is mainlysuitable for the large construction projects，itis an very important construction machinery. It is a kind of forced

horizontal-axismixer ，notonly can mix the dry and rigid concrete, but also can stir lightweight

aggregateconcrete，isa new multi-functional mixer 。Inmixing process, through the rotary motion of stirring shaft of mixingblades to drive the material in the cylinder of shear, squeezing andflip elapse, make the material such as mixing effect in therelatively intense exercise fully with white, so it would be of goodquality, low energy consumption, higher efficiency. Modernarchitectural engineering of mixer widely used, not only reduce thelabor intensity of the workers, but also improves the concreteengineering quality, has made a great contribution the
infrastructureconstruction of our country. In the next five-year plan, thegovernment increased the strength of the infrastructure constructionof concrete, the machinery industry development is very favorable.This type of main composition structure including blender,transmission system, mixing system, feeding system, unloading systemand electrical control system components. In this design, we mainlyon the transmission scheme selection and design calculation, alsoidentified loading, unloading and ways of blade structure, and checksfor some parts to meet different occasions work requirements.

Keywords:concretemixer, quality, energy consumption, efficiency

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绪 论

随着我国经济建设的不断发展，以及城市化进程的加快，我国的城市基础建设、房地产开发业得到了迅猛的发展，推动了混凝土产量的迅速提高。商品混凝土生产是改变传统的现场分散搅拌混凝土的生产方式，实现建筑工业化的一项重要改革。混凝土的商品化生产因其高度的专业化和集中化，大大提高了混凝土的质量和生产效率，降低了环境污染，减轻了劳动强度。

在我国混凝土行业的发展中，混凝土搅拌站的建设对商品混凝土的发展起着至关重要的作用。混凝土搅拌站的建设为混凝土的集约化生产提供了条件。在搅拌站内，各种原材料可以有序的存放在各自位置，砂子、石子采用露天存放，在大风天气条件下可以采取覆盖的方式使环境免受污染，避免出现黄沙、粉尘满天飞的现象。由于水泥的特殊性，在存放过程中需要避免受潮和掺入杂物，所以水泥采用罐装存放，可以直接购买散装水泥，降低生产陈本。在工程建设中，通过采用商品混凝土，可以大幅提高工程建设进度，降低现场工人的劳动强度。由于商品混凝土的生产有很严格的标准，各种物料配比都非常精确，所以通过采用商品混凝土可以有效保证混凝土工程的质量。

在混凝土搅拌站内，我们首先可以直观的看到堆放如山的原材料，运送石料的传送带，存放散装水泥的钢罐，以及搅拌楼。在搅拌楼内便是搅拌站的核心设备——搅拌机和控制系统。在搅拌楼内，通过工作人员的操作，各种物料便按给定配比运送到搅拌机内，加水之后，通过搅拌机的搅拌，商品混凝土生产出以后，通过卸料口转移到混凝土罐车内，然后运送到各个工地。对搅拌机来说，它的运动方式和结构主要分为两大类：一种形式为单运动的轴式传动轴上（有单轴和双轴）安装各类搅拌叶片（有长锥形、弧形等）并利用叶
片来搅拌物料；另一类则是通过齿轮传动带动某一形状筒体 （有圆锥形、圆柱形、梨形等） 的自身旋转而使物料产生搅拌效果。

商品混凝土在我国的发展已经有了三十多年的历史。在这三十年中，无论从数量上还是从质量上，也无论是从技术上还是从管理上，我国商品混凝土都有了很大发展，这是毋庸置疑的。但是随着商品混凝土的发展，大量的混凝土搅拌车在城市运行增加了城市交通负担，而交通拥堵又影响了混凝土工程的正常施工。同时，责任上的分开也引起了质量事故的扯皮问题。虽然混凝土的性能取决于混凝土的配合比，但施工过程中振捣不密实或养护不好也不可能获得好的性能。对于现场搅拌混凝土，这些过程由一个单位完成的，当然

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应该负全部责任。混凝土商品化以后，这些过程由两个单位分别完成，这就带来了责任划分的问题。这些是混凝土商品化以后带来的新问题，并且这些问题已经在一些工程中有所表现，影响了混凝土工程的质量。当然，混凝土商品化是混凝土行业的主流，这些问题不过是商品化过程中的一些不稳定因素。但是这些问题也是客观存在的，不能熟视无睹，处

“十二五”规划明确了国家加大

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第一章混凝土搅拌机

1.1、搅拌的作用

1.1.1、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、浇筑成型易受气候条件影响等，这些也是混凝土所存在的弱点。因此，在 21 世纪，混凝土工作者的使命是为混凝土的轻质、高强、多功能、绿色化、长寿耐久而努力奋斗。

1.1.2、搅拌的任务

混凝土搅拌机是将混凝土配合料按一定配合比的水泥、砂、碎石（骨料）和水等均匀

搅而制备混凝土的专用机械。一般认为混凝土搅拌机的主要任务是：

(1)组分均匀分布，达到宏观和微观上的匀质
(2)破坏水泥粒子的团聚现象，使其各颗粒表面被水浸润，促使弥散现象的发展(3)破坏水泥粒子表面的初始水化物薄膜包裹层，促进水泥颗粒与其他物料的结合，形成理想的水化生成物

(4)由于集料表面覆盖一薄层灰尘及粘土，有碍界面结合层的形成，故应使物料之间多次碰撞和相互摩擦，以减少灰尘薄膜的影响

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(5)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
(2)混凝土搅拌完成后能迅速完全的卸出，不影响下次搅拌
(3)
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

1.2.1 、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料放在一个旋转的搅拌鼓内，随着搅拌鼓的旋转，鼓内叶片把混合料提升到一定高度，然后再自行落下，进而达到均匀搅拌的目的。自落式搅拌机多用于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土。筒体和叶片磨损较小，易于清理，但功耗大，效率低，多用于小型民用建筑。由于此类搅拌机对骨料磨损较大，影响混凝土质量，且能耗大效率低，现已逐渐被强制式搅拌机取代。

强制式搅拌机是搅拌鼓不动，由鼓内叶片绕回转轴旋转来使混凝土达到均匀搅拌的目的。这种搅拌机搅拌作用强烈，适用于硬骨料混凝土和轻骨料混凝土，也可搅拌流动性混

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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

1.2.2、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.

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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

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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，因此搅拌质量好。

2.1、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ω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

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将损坏的轴吊起，省去拆叶片的麻烦，检修空间增大，工作量减小，还可缩小两端轴孔直

径，便于密封防漏，如下图所示：

图2.2搅拌机槽体

2.2、搅拌轴的设计

在混凝土搅拌过程中，各叶片受力比较复杂，所以传递到搅拌轴上的弯曲应力和扭转

应力也相应比较复杂。由于搅拌轴的受力主要以扭转为主，为了便于计算，在搅拌轴的设

计过程中按扭转强度条件计算，采用增大安全系数的方法来保证搅拌轴的可靠性。

2.2.1、搅拌轴的材料

和普通轴一样，常用 45号钢，不重要的要求不高的可以选用 Q235钢。耐腐蚀要求较

高或物料不被铁离子污染时，应采用不锈耐酸钢或采用防腐措施。

2.2.2 、搅拌轴的结构

搅拌轴常用实心和空心直径。空心结构可以减小搅拌机的质量，但加工比较复杂，成

本较高，通常采用实心结构。

强制式搅拌机可拆式连接结构过去常用抱瓦式结构， 目前多用插入式结构。如下图所

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板

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，需在镗床上加工。相比较之下，本结构采用螺栓连接，可以降低加工难度，节约成本。

2.2.3 、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：

L1 B L1

4~5 40 ~ 45

d

轴的扭转强度条件为：

9550000p
T n
3 T
T WT 0.23d

式中： T——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 mm3。

n——轴的转速，单位为rmin 。

p——轴的传递功率，单位为kw。.

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d——计算截面处轴的直径 mm。

T——许用扭转切应力，单位为 Mpa。

由表15—3取 T 20Mpa，A0 140

直径：

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

则：

d min

1.03 144.2

148.53mm

取轴的最细部分的直径为160mm。

2.3、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。

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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

优点：叶片外形同向布置，筒体倾斜 安装，并且在卸料口处安有阻 滞叶片，搅拌均匀，便于卸料。

缺点：叶片布置比较复杂，加工维修 困难，成本较高。

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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 ,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。

向叶片。实体面型螺旋叶片具有搅拌效率高、输送物料性能好，因此在入料口设置这种叶片。但这种叶片容易使物料形成“裹轴”现象。而带式面型螺旋叶片虽然在输送效率上，稍差于实体面型螺旋叶片，但物料不会形成低效区。 这对物料在沿轴向运动是比较有利的。特

别物料在长距离输送时，带式面型螺旋叶片充分发挥了自己的优点。

虽然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。但这种情形下，搅拌叶片的运动顺序破坏了拌筒内物料的整体流动。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 ,严重时，可能造成该叶片的相邻叶片无料可搅,从而可能导致一根轴上叶片内的物料形成断料现象。

2/3较好。此外，采用螺旋桨叶片，作为反向叶片，各叶片均匀分布在轴上。这种叶片，可以承受较大的反向推力，搅拌的效率较高。螺旋桨叶片间断的分布在轴上，不能导致对.

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搅拌轴的断料形成。

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

,使得设备在有限的长度，提高

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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≤5mm，参数如下：

1单根轴上的叶片数量为8片

2双轴搅拌机叶片交错布置

3单根轴上相邻搅拌臂的相位角差为 90

4两轴上同序号搅拌臂达到搅拌区域相同位置相位差为 135

5搅拌臂与轴的连接方式为剖分式螺栓连接（在搅拌过程中，如有搅拌臂断裂可以

快速更换）

2.4、搅拌筒尺寸及卸料方式确定

（1） ）搅拌筒尺寸
为了减少磨损和卡石子现象，除了提高叶片、衬板的材质和及时调整间隙外，有些产品在结构上采用了搅拌轴的回转中心相对搅拌筒中心略带偏心安装。这样，在卡石子现象发生的区域，叶片的运动方向总是沿着使叶片与衬板间隙由小变大的方向，即使卡入了石子也会减少石子对叶片和衬板的破坏。

15002400 =0.625 ，几何容积应大

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量为1500L，相对来说容量较大，故采用底开门式，既可使混凝土顺利地在搅拌过程中卸出，也可避免使筒体倾翻，这样既安全，又节省了劳力，表现出很多自由的特点，操作也方便，故而采用底开门式卸料。

卸料机构是由料门、密封调节板、液压缸、液压泵和限位接近开关等部分组成。自动运行时，一般设置为全开、全关、半开三种状态，它便于控制卸料流速，卸料门的密封通过调整密封板的位置来实现。卸料机构通过液压系统来进行控制，可以降低工人的劳动强度，提高设备的安全性。在液压系统失效的紧急情况下，该系统设有安全装置，工人可以通过手工操纵安全手柄来打开卸料门。卸料机构如下图所示：

图2.6卸料机构

1、衬板 2、搅拌筒弧板3、密封板4、卸料门

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图2.7轴端密封及支承

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1、O形密封圈2、金属浮封环3、长轴套4、转环毂5、浮动定位挡环
6、密封挡圈7、挡环8、支承座9、油杯10、油封座11、隔套12、轴承衬套13、轴 承14、油封15、轴套16、轴端透盖子17、放油螺塞

在转动的转环毂4与浮封环之间及固定的支承座 8与浮封环之间的锥形体处各放置一个大截面0型密封橡胶圈1。当转环毂4与支承座8相互压紧后，两个密封圈就产生弹性变形，被压扁成椭圆形断面。这样，即密封了圆锥体外的空间，又冈密封圈的弹性使两个浮封环产生相对的轴向力，使两个摩擦接触端面互相粘贴的很紧，从而保证足够的密封作用。当两个金属浮封环接触的端面磨损后，密封橡胶圈的弹性可起一定的补偿作用，仍然保证两者端面互相贴紧，继续保持良好的密封效果。

强制式卧轴搅拌机其搅拌轴在拌合料面下工作，工作时搅拌轴相对搅拌筒转动，砂浆易于侵入搅拌轴运动副中产生磨料磨损及漏浆，所以轴端密封是强制式卧轴搅拌机的特殊结构和重要部件。它支承着搅拌装置，保护轴端处不漏浆，使搅拌轴支承轴承不受砂浆侵袭，延长轴承等零部件的使用寿命，确保搅拌系统的正常工作。

浮动密封，系属于端面机械密封的一种特殊形式，其结构简单，端面密封压力能自行补偿，磨料介质不易侵入，润滑脂（油）不外泄漏，密封效果好，使用于低速重载，作业条件恶劣处。

浮动密封由配合端面（平面或球面）经过精加工（研磨）的两个金属浮动环和两个0型密封橡胶圈组成。金属浮动环用合金铸铁（钢）或粉末冶金等材料制成，其外圆为圆锥体。在转动的转换毂与浮封环之间及固定的支承座与浮封环之间的锥形体处各放置一个大截面0型密封橡胶圈。当转换毂与支承座相互压紧后，两个密封圈就产生弹性变形，被压扁成椭圆形端面。这样，即密封了圆锥体外的空间，又因密封圈的弹性使两个浮封环产生相对的轴向力，使两个摩擦接触端面相互粘贴的很紧，从而保证足够的密封作用。当两个金属浮封环接触的端面磨损后，密封橡胶圈的弹性可起一定的补偿作用，仍然保证两者端面相互贴紧，继续保持良好的密封效果

2.6、衬板

搅拌机在对骨料进行搅拌的过程中，由于砂石对搅拌筒壁会产生较大的磨损，所以为了减少磨损对筒壁的伤害，需要在筒壁内添加衬板。虽然磨损现象纷繁复杂，但总的来.

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说都是一个“磨屑”脱离本体的过程， 从磨削形成过程的观点来说，大体分四种磨损类型：（1）磨料磨损：由于硬颗粒或突出物的作用而造成物料迁移所导致的磨损。

（2）粘着磨损：两个光滑的金属表面在压力下作相对滑行时，界面上的实际接触面及其可能结合起来而形成粘着，这些粘着点不断破裂，断裂可能发生在结合面处，也可能发生在本体的突出部位，这就使某一表面上产生脱离了本体的金属磨屑。

（3）腐蚀磨损：在腐蚀条件下，金属表面形成一层腐蚀产物，在有相对滑行时，这层腐蚀产物将被磨掉，使金属受到继续的腐蚀和磨损。

（4）表面疲劳磨损：这种磨损是由于多次反复的加载和卸载而导致在接触面上以及接触面的皮下形成垂直于或平行于接触面的疲劳裂纹，这些裂纹的扩展以及相互交割，可能使金属表面开裂，以致剥落。

在这些种类的磨损中，其中磨料磨损是最主要的形式。在所有的工业磨损中一半以上的磨损实质主要是磨料磨损，它导致了人力、能源和材料的大量消耗。因此人们越来越认识到对磨料磨损、抗磨材料及磨料磨损机理研究的必要性和迫切性。近年来，国内外抗磨材质的发展取得很大进步。

搅拌机衬板通常在有水或其他液体和带有较高硬度并呈尖锐棱角的固态物料所组成的介质中工作。在工作过程中，衬板除受到卵石等磨料的冲撞外，衬板还受来自磨料的两种分力：一种是磨料对衬板磨损表面的法向压力，这种力产生于磨料被铲片和衬板挤压过程中，致使其中尖锐棱角的砂石料压入磨损表面；二是磨料对衬板磨损表面的切向力，这种力产生与磨料被搅拌机铲片带动沿圆周以一定速度旋转运动的过程中，使磨料和衬板磨损表面之间产生相应的切向运动，结果造成磨料对衬板的切削犁沟作用。在以上两种力的作用下，衬板表面产生许多压坑，并被犁出许多沟线来，使衬板表面发生许多显微切削，

料的反复压入和犁削下，导致材料的加工硬化，或其它变形使裂纹逐渐形成和扩展，最终造成材料从表面脱落，使衬板磨损。 当衬板厚度减少到一个临界值时，衬板发生脆性断裂。根据衬板的工作情况，所以衬板材质要有高的硬度，同时也要具有较高的强度，既要有很好的耐磨性防又要止衬板的断裂破碎，同时具有抗冲击能力。

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图2.8衬板的失效面貌

一般搅拌机衬板选用3类材质做衬板：镍硬铸铁、高铬铸铁和低合金白口铸铁。从金相

分析，有些耐磨衬板采用镍硬铸铁，其金相组织为马氏体，奥氏体和碳化物，但是由于

镍的资源少，代价高所以目前大多采用低合金白口铸铁并加入合金元素铬和钼，因此使 C

曲线右移，特别是使珠光体转变部分右移倾向更大，

使白口铸铁在铸态下能够获得马氏体组织，但是一般的白口铸铁其耐磨性还不能满足需

以提高渗透性，若再加入少量的硼元素有利于铸铁获得马氏体组织，以下三种不同类别铸

铁的典型化学成分：

成分材质

2

在面积/厚度比偏大时难以通过热处理来提高硬度，否则衬板易于变形，影响使用。故只

能研究在铸铁条件衬板的制造工艺，尤其是铸件的元素构成。往往衬板的耐磨性跟元素直

接有关且同制造成本绝对成正比的态度。可以用测硬度的方式初步判断其是否耐磨性，如

果条件允许的话，可以使用磨损试验机测量相对的耐磨性，下表是 3种铸铁的力学性能：

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由上表可见低合金铸铁耐磨性最差，镍硬合金次之，高铬铸铁最好，这主要和合金的

组织和硬度有关，低合金白口铸铁的组织为贝氏体，碳化物为 M3C型，硬度较低，所以耐

M1C1型碳化物有了强力的支M7C2型碳化物也保护了它周围

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第三章上料系统

上料系统由料斗、上料架、卷扬机构、行程开关等组成，如图 5.1所示。

图3.1

1、 滑轮 2 、料斗 3 、进料料斗

4 、卷扬机构

5 、上料架

配料机构配料完毕，由出料传送带机输送到上料斗中。通过电动机经减速器带动卷筒转动，钢丝绳经过滑轮牵引料斗沿上料架轨道向上爬升。当爬升到一定高度时，料斗门的一对滚轮进入上料架水平岔道，斗门自动打开， 物料投入搅拌筒内。 为保证料斗准确就位，

在上料架上装有限位开关，上限位装置有两个限位开关，分别对料斗起限位和安全保护作用，下限位开关设有两个，当料斗下降至地坑底部，料斗碰撞轨道下部第一限位时。弹簧杠杆机构使下限位开关动作，卷扬机构自动停车。

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第四章供水系统

图4.1供水系统
1、喷水管 2、进水管3、水池4、吸水管5、水泵

供水系统是电动机、水泵、节流阀及管路等组成，见图 6.1。启动水泵，即可将注入搅拌筒，水的流量通过闸阀调节，供水总量由时间继电器控制。当按钮转到“时控”位置时，水泵会按设定的时间运转和自动停止，当按钮转到“手动”位置时，可连续供水。 在混凝土搅拌机生产混凝土时，对混凝土质量影响较大的除了搅拌机自身的工作性能
以外，就是供水精度。由于供水精度要求控制在 2%
的范围内，故如何更好的满足精度问题是供水方式的选择，应加以认真考虑。目前，国内运用的主要是时间继电器或虹吸式水箱控制供水精度。但由于虹吸式水箱在不配备站的情况下有诸多不便，故而选用混凝土搅拌机专用水泵配以时间继电器控制，在误差允许范围内让供水时间略大一些，如果砂石过湿则供水时间相对短一些。

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第五章电气系统

图5.1电气系统

电气控制系统需是控制混凝土搅拌机的主传动电机，供水系统电机，上料，下料等的电机。所有电器控制元件都设在配电箱中。电器元件控制满足的使用要求：主电机可以点动以满足安装修理过程的要求。电气控制线路设有空气开关，熔断器，热继电器具有短路保护，过载保护，断相保护的功能，所有控制按钮及空气开关手柄和指示灯均布置在配电箱门上，并设有门锁。 配电箱内的电器元件安装在一块铁板上，安全可靠，操作维修方便。

7-1，本系统具有短路保护、过载电气系统原理图如上图 7-1 所示，电气元件列于表
保护等功能。元件选择考虑到施工现场的电压质量，均高选一至二等级。控制电源电压为380V。

SQ1、SQ2.当提升料斗离开上位时，SQ2行程开关失

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第六章混凝土搅拌机的维护与保养

混凝土搅拌机应按照规定进行定期维护和保养，这样可以使机械经常处于良好的工作状态，保证机械的正常运转和延长使用寿命，预防故障发生。搅拌机的日常保养分为工作前、工作中、工作后三部分。

6.1、工作前保养

（1）首先须保持机体的清洁，应清除机体上的污垢及障碍物。

（2）检视各润滑处的油料及电路和控制设备，并按润滑图表的规定加注润滑油(脂)，若润滑油(脂)不足，应立即加添。

（3）将进料斗放在地面上，料斗上升手柄置于脱开位置。

（4）紧固各部螺栓，如有松动，应予拧紧。紧固螺栓时要均匀和适当的用力，避免折断。

（5）检视钢丝绳的状况，钢丝绳不能变形，卷绕不能紊乱，特别是绳头卡结必须紧固。如果绳丝折断过多，应立即更换。

壁，避免水泥沾粘。

6.2、工作中的保养

（1）混凝土搅拌机在运转过程中，要随时检听电动机、减速器、传动齿轮的声音是否正常。

（2）要触摸或测试轴承和电动机的温升是否过高。

检视减速器有否漏油现象。

（3）要注意搅拌装置运转是否正常，铲片和刮板不能松动。

（4）混凝土搅拌机的供水系统应能正常有效地工作，不能发生渗漏现象，否则不能控制加水量。

（5）检查卸料口的开关装置能否正常工作，如果不能正常工作应立即进行检修。

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6.3、工作后的保养

（1）混凝土搅拌机在每班工作结束后均须进行认真的清洗工作，包括清洗搅拌简的内外部、进料斗及出料槽等处。

（2）在清洗搅拌筒内部时，可在筒内放入清水及石子，运转 10—15分钟，使其冲刷内简壁及搅拌装置，然后放出并扫净。

（3）冲洗喷水管、进料斗、机体外壳等处．冲洗时注意勿使电动机着水，以免受潮。

（4）外部各零件上溅落的混凝土必须清除干净，以免影响零部件的拆卸和更换。

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总结

三年的大学生活马上就要结束了，在大三下学期，我们的主要任务便是实习和做毕业设计，为以后的工作和继续深造做准备。毕业设计是对我们三年学习成果的一次有效检验，也是我们步入社会参与工作前的一个重要展示机会。通过毕业设计，我们巩固了大学三年 所学的专业知识，把所学的专业知识很好的结合在了一起，也是一次锻炼自己分析解决实 际问题的一个很好的机会。虽然时间只有三四个月，但是通过毕业实习和毕业设计，我们 不但加深了对所学知识的印象，还知道了这些知识在实际生产中是如何应用的。

在本学期刚开始的时候，老师便给我们明确交代了这学期的主要任务。开始阶段，我们主要是做外文翻译和搜集与毕业论文相关的资料，等我们这些都顺利完成之后，老师便带我们去做了设计前的实习。通过实习，我们对毕业设计中说要求设计的搅拌机有了初步了解，知道了搅拌机的分类方式和不同类型搅拌机的适用场合。通过与工人师傅们的交流，我们也发现了一些现在常用搅拌机身上的一些问题，在我们的设计过程中一定对出问题的这些部件进行重新设计，使其能够更好的满足工作要求。在实习结束后，我们便进入了真正的设计计算阶段。在设计过程中，我也遇到了很多困难，但在老师和同学的帮助下，我不但顺利的完成了要求的任务，还学到了许多以前不知道的东西，所以说通过这次毕业设计我收获很大，并对以后的工作充满了信心。

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参考文献

1. 陈宜通著，混凝土机械，中国建筑材料工业出版社， 2002

2. 寇长青，工程机械基础，西南交通大学出版社， 2001.

3. 钟汉华，混凝土工程施工机械设备使用指南，黄河水利出版社。

4. 黄长礼，混凝土机械，机械工业出版社， 2001。

5. 机械设计（第八版），主编：濮良贵 纪名刚

6. 冯忠绪，混凝土搅拌理论与设备，人民交通出版社， 2001

7、建材机械工程手册 主编：朱昆泉 许林发武汉工业大学出版社2000.7

8、机械设计手册(上、中、下)化学工业出版社

9、商品混凝土机械，邓爱民编著，2000年02月第1版

10、混凝土机械日常使用与维护，刘丽华，杨建军编著

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感谢

本文是在郭晋明老师的悉心指导下完成的，在此我对各位老师表示最真挚的感谢。在设计过程中老师给了我们很大的帮助，许多问题都是在老师的帮助下才得以解决。尤其是最后阶段，老师不辞辛劳的在教室里指导我们做设计，帮助我们纠正设计中的错误，给我们讲解设计中需要注意的细节问题。

转眼间毕业设计就要结束了，感谢一直陪伴我们做设计的各位老师们，是你们的热心

由于本人水平有限，虽然慎之又慎， 文中错误在所难免，

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