的叶片强迫物料按预定轨迹产生剪切、挤压、翻滚和抛出等强制搅拌作用，使物料在剧烈的相对运动中得到匀质搅拌。

强制式搅拌机工作原理如图1-2，与自落式搅拌机相比，强制式搅拌机搅拌作用强烈，搅拌质量好，搅拌效率高，但拌筒和叶片磨损大，功耗增大。

此种搅拌机适于拌制干硬性、轻骨料混凝土以及特种混凝土和专用混凝土，多用于施工现场的混凝土搅拌站和预拌混凝土搅拌楼。

根据构造特征不同，主要有立轴涡浆式搅拌机、立轴行星式搅拌机、立轴对流式搅拌机、单卧轴搅拌机和双卧轴搅拌机等。

图1-1 自落式搅拌机工作原理示意图图1-2 强制式搅拌机工作原理示意图随着技术的发展，强制式搅拌机在德国的BHS公司和ELBA公司、美国的JOHNSON公司和REX WORKS公司、意大利的SICOMA公司和SIMEN公司、日本的日工株式会社和光洋株式会社等企业发展迅速，目前已形成系列产品。

比如德国的EMC系列、EMS系列搅拌站和UBM系列、EMT系列搅拌楼，意大利的MAO系列搅拌站、MSO系列大型搅拌基地等。

我国混凝土搅拌设备的生产从20世纪50年代开始。

1952年，天津工程机械厂和上海建筑机械厂试制出我国第一代混凝土搅拌机，进料容量为400L和1000L。

20世纪70年代未至80年代初，我国为适应建筑业商品混凝图2-1 搅拌机的拌筒示意图 1.判定长宽比合理与否的原则 常用搅拌机的拌筒呈圆筒形，如图2-1所示。

它的主要几何参数可用直角坐标系的3个坐标(x ,y ,z)来描述。

文献【2】中利用扩散方程对搅拌过程进行了综合模拟，得到了搅拌过程优化的目标函数 --≈-≈1,0,00,1,00,0,1t t t 式中，搅拌的平均时间t 的角标表示拌筒三维坐标及其顺序。

该式的物理意义是:合理的搅拌机参数应保证在满足给定的均匀度指标的前提下，在拌筒内各个方向的搅拌时间相接近。

显然，这时的搅拌质量得到了保证，同时搅拌时间也最短。

2.节省制造材料 若单纯从节省制造材料的角度出发，当搅拌室2.3.2传动系统图2-2 JZC350锥形反转出料混凝土搅拌机示意图1-前支轮 2-上料机架 3-底盘总成 4-减速系统 5-离合器 6-操纵杆 7-行走轮 8-托轮 9-搅拌筒 10-电器控制箱 11-罩壳 12-供水系统 13-进料机构2.3关键部件的结构设计2.3.1搅拌系统搅拌机构由搅拌筒、托轮和传动系统等组成。

搅拌筒（图2-3）是搅拌机的工作部件，搅拌筒为双锥形，筒体内焊有两对高低叶片，交叉布置，分别也拌筒轴线成一定夹角，搅拌筒旋转时，叶片在啊使物料提升下落的同时，还使物料轴向来回窜动，所以搅拌运动比较强烈，搅拌35-45秒即可达到匀质混凝土。

在搅拌筒的出料锥体内部，焊有一对出料叶片，改变拉筒旋转方向，混凝土即由低叶片推向出料叶片并排出筒外。

搅拌筒四个托轮，搅拌筒由电机经减速箱驱动齿圈而旋转，故在有雾、阴雨天气，仍然可靠工作。

搅拌简内对称交叉布置了两组高低叶片，两组叶片与搅拌筒回转轴线间有倾角，目前该倾角还不甚理想，宜在大量试验基础上确定其最佳倾角，以提高搅拌简的搅拌效率和搅拌质量。

2.3.3上料装置的选择2-3 搅拌筒示意图1-出料叶片 2-出料锥 3-低叶片 4-滚道 5-高叶片 6-筒体 7-大齿圈 8-进料锥高低叶片在使物料作轴向往复窜动时，物料对搅拌筒形成轴向力，为防止搅拌简沿轴向窜动，搅拌筒要有可靠的轴向定位装置。

目前，国内双锥系列混凝土搅拌机是在搅拌简筒体的两端各焊一个挡圈，挡圈侧面紧靠摩擦轮或托轮侧面，以此买现搅拌筒轴向定位。

这种定位结构较复杂、加工难度也大，因此用一对夹持轮作搅拌筒定位装置，即在底盘上安装了一对滚轮，并在搅拌筒中部焊一个挡圈。

安装定位后，搅拌筒上的挡圈正好位于两个滚轮之间。

由两个滚轮限定搅拌筒的轴向运动。

这徉，既可有效防止搅拌筒的轴向移动，又简化了搅拌简的加工工艺。

2.3.2传动系统减速箱为二级圆柱齿轮减速，传动比为6.04248，三角皮带轮速比为2.3912，拦筒齿圈速比为7.1111，总传动比为102.7467。

拌筒的正反转由电机换向实现，（图2-5）。

其中搅拌传动采用摩擦传动，搅拌筒采取单边摩擦轮驱动形式，搅拌筒由4个摩擦轮支撑，搅拌筒一侧按图2-4形式布置,另一侧仍采用JZC350型托轮传动形式布置摩擦轮:利用摩擦轮与搅拌筒滚道之间的摩擦力带动搅拌筒转动.这样，搅拌简的转动由2个主动摩擦轮及2个从动摩擦轮驱动，转动平稳可靠。

这种机构与JZC350型柑比，省了一个大齿圈，成本可降低1500元左右。

图2-4搅拌传动系统1-电机 2-减速器 3-联轴器 4-主轴 5-摩擦轮 6-搅拌筒图2-5 传动系统图2.3.3上料系统上料装置由上料斗、爬梯、接长轨道和落地轨道组成（图2-6）上料斗的升降及爬翻动作，由齿轮减速箱的输出轴通过轴端的进料离合器和钢丝绳卷筒带动，离合器由手动操纵杆控制。

料斗的上极限位置由限位装置，自动脱开离合器。

图2-6 上料机构1-上料斗 2-爬梯 3-接长轨道 4-落地轨道在此采用钢丝绳提升倾翻式上料装置，选择依据：JZC350型混凝土搅拌机经过多年的统型工作，其技术参数与基本结构已经统一，为生产制造、产品检测和用户使用等方面提供了共同的标准依据，对行业的发展和技术进步起到了积极的推动作用。

同时由于搅拌机上料装置的多种结构形式.又给制造单位和用户选型带来了许多便利条件。

上料装置有钢丝绳提升倾翻式、钢丝绳提升爬斗式、液压顶升式三种结构形式。

下面就不同结构形式进行对比分析。

1.钢丝绳提升倾翻式上料装置其结构示意见图2-7倾翻式上料装置主要由钢丝绳吊轮、上料斗、上料架及料斗前后滚轮组成。

工作时、在钢丝绳的牵引下、上料斗通过前后两对滚轮分别沿上料架内外导与水平线呈55°”夹角时，料斗将受到限位装置(图中未示)的控制而停止运动。

此时，由于倾角已大于物料安息角，物料便全部进入拌筒。

上料斗下落时，由钢丝绳的松动使料斗反向运动恢复原位。

图2-7 钢丝绳提升倾翻式上料装置1-钢丝绳吊轮 2-上料斗 3-后滚轮 4-前滚轮 5-上料架这种上料装置工作比较直观。

操作手对钢丝绳的升降运行及料斗的倾翻情况能够一目了然.十分便于操作和观察。

当发生故障时很容易判明原因。

及时进行维修。

并且还由于上料装置与拌筒部件为同一动力集中驱动、使整机总功率降低。

因此。

是常见的一种上料形式。

不但广泛用于齿圈传动的搅拌机.而且在摩擦轮传动的搅拌机上也已采用；该装置不足之处是料斗上料运行时产生的倾翻力矩往往对整机的稳定性有一定影响，在使用中必须注意对整机的稳固。

另外，料斗下落时速度不易过快，否则容易造成料斗滚轮偏斜出轨。

2.钢丝绳提升爬斗式上料装置该装置由料斗、上料架、提升传动机构、斗底前后滚轮、中间接料斗及水平岔道等组成，见图2-8。

其中料斗由斗体、斗底及铰轴构成。

料斗上面有三对滚轮，其中一对固定在斗体上，另外两对固定在斗底上。

提升投料时，提升传动机构带动钢丝绳通过滑轮牵引料斗沿上料架导轨向上爬行。

当料斗被提升到投料位置时，斗底前滚轮进入水平岔道。

而斗体继续上升、迫使斗底与斗体以钦轴为支点分离从而打开料门。

随着斗体的上升。

料门逐渐开大。

斗体内的物料经中间接料斗不断投入拌简。

当斗体上升到终点位置时。

上行程开关动作。

提升传动机构停止运动，料斗停止不动;料斗的下落靠提升机构反向运转而下行至终点时下行程开关动作，料斗停止不动。

在整个过程中斗体始终处于水平位置状态。

图2-8 钢丝绳提升爬斗式上料装置1-上料架 2-传动机构 3-斗体 4-斗底前滚轮 5-铰袖 6-斗底 7-斗底后滚轮 8-中间接料牛 9-水平岔道该装置的结构特点是料斗重心位置合理，运行中无倾翻力矩，整机工作稳定可靠，特别适用于大容量搅拌机的上料。

运行中料斗不溢料，灰主较小。

存在不足一是电气行程开关若受潮容易失灵;二是单独使用提升机构，擎机功率增大；三是构件较多目较复杂，不易维修。

3.液压顶升式上料装置由图2-9可以看出、该装置的实质也是倾翻式上料，所不同的是料斗升降动作是通过液压油缸伸缩实现的，上料时料斗无顶爬行即可直接旋转倾翻。

显而易见、该装置升降动作简单，操作方便。

但设置了液压系统，对维修技术要求较高。

否则出现故障时排除困难;料斗落地后高出地面、对料斗供料较为费力。

2.3.4供水系统图2-9 滚压顶升式上料装置1-料斗 2-液压缸 3-支轴 4-机架4.三种结构形式对比上述三种上料装置结构形式各有各自的特点、又有某些相似的方面。

选型应根据施工的具体情况、维修条件以及技术程度等因素而定。

三种结构形式的异同点列表对比如下:项目钢丝绳提升倾翻式钢丝绳提升爬斗式液压顶升式料斗提升先爬行后倾翻始终爬行直接倾翻料斗进料料斗底面与水平呈550料斗水平料门料斗底面与水平呈550料斗下降靠钢丝绳松动提升传动机构反转液压油缸伸缩工作状态直观比较直观、稳定直观构件数量较少较多较少维修要求一般较高较高2.3.4供水系统供水系统由电机、水泵、调节阀和管路组成（图2-10）在此采用时间继电器加清水泵供水系统，既达到了供水情2.3.5底盘2.4搅拌机生产率设计2.4.1工作时间2.4.2生产率计算度，又使结构紧凑，成本低廉。

图2-10 供水系统1-电机 2-调节阀 3-冲洗水管 4-水泵 5-吸水阀为避免同一雄内的混凝土的塌落度差值较大，在出水管上采取如图2-11所示的分流扇形供水。

图2-11 出水管分流供水示意图电机通电后水泵即可将水直接注入拌筒，并通过调节阀来调节水的流量，（出厂时流量已调整合适）。

搅拌所需的水量，是通过电气箱内的时间继电器直接控制水泵电机运转时间来实现的。

用户可按给定时间流量关系图（图2-12），选择要求水量所需时间，并可定期的校核或修正该图。

供水时，按一下左边的一只按钮，水泵启动，达到规定的时间后，供水电路自动切断。

右边的旋转式按钮旋转后，按一下左边的按钮，可连续供水，推进冲洗管，接上水管，可以冲洗搅拌机外表。

拉出冲洗管，搅拌机恢复正常供水状态。

第三章拌筒设计3.1拌筒结构设计3.1.1拌筒结构设计图2-12时间-流量曲线2.3.5底盘底盘由14号槽钢焊成，下面装有轮胎2只，前面装有牵引杆供拖行用。

底盘的前部还装有前支轮一只，供停放或平整坚硬的地上短距离转移用。

在底盘的四角装有可调高低的支腿，搅拌机工作时，将支腿撑牢，以提高机器的稳定性。

汽车拖行时，需将前支轮翻上挂起，还需将支腿放在最高位置，并用插销定位，再装上锁黄，以防由于震动，插销脱落。

2.4搅拌机生产率设计2.4.1工作时间单位用S表示，可分为:上料时间—从给拌筒送料开始到上料结束。

搅拌时间—从上料结束到出料开始。

出料时间—从出料开始到至少95%以上的拌合物料卸出。

2.4.2生产率计算混凝土搅拌机生产率的高低，取决于每拌制一罐混凝土所需要的时间和每罐的出料体积，其计算公式如下:Q=3.6VK/t1t2t3式中，Q—生产率(m3/h);V—搅拌机的额定出料容量(m3);t1—上料时间(s)，使用上料斗进料时，一般为8-15s；通过漏斗或链斗提升机上料时，可取15-26s；3.1.2确定拌筒的尺寸1.筒体尺寸的确定t2—搅拌时间(s)，因混凝土坍落度和搅拌机容量大小而异，可根据实测确定，或参考表6-5s；t3—出料时间(s)，倾翻出料时间一般为10-15 s；非倾翻出料时间约为40-50 s；K—时间利用系数，根据施工组织而定，一般为0.9。