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1、摘要混凝土搅拌机是建筑机械中搅拌混凝土必备的机械。 JDY500型混凝土搅拌机是单卧轴液压强制式搅拌机，结构简单、操作方便、工作可靠，具有搅拌质量好、生产效率高、耗能低、噪音小、易损件寿命长，便于保养维修，可搅拌各种配合比的混凝土、砂浆、灰浆，适用于各类中、小型建筑工程，是用户理想的混凝土搅拌机械。本次设计主要完成了搅拌机轴端密封系统的设计。混凝土搅拌机的轴端密封是对轴端支承轴承进行密封，防止混凝土砂浆进入轴承，保护轴支承，使其不受砂浆侵蚀。在本设计中我们采用的是浮动密封：浮动密封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，润滑脂不外泄漏密封效果好，适合
2、于低速重载作业条件恶劣的环境。本次设计采用三维机械设计软件ProE，实现了轴端密封系统各部件的实体建模、工程图绘制以及虚拟装配等工作。关键词：轴端密封、浮动密封、滚动轴承。Proe的实体建模全套图纸，加153893706SummaryConcrete mixer to mix concrete in construction machinery necessary machinery. JDY500 type concrete mixer is a single horizontal axis hydraulic compulsory mixer, simple structure, easy
3、 operation, reliable, good quality with stirring, high efficiency, low energy consumption, noise, the vulnerability of long life, easy maintenance, can stir a variety of concrete mix, mortar, mortar, suitable for all kinds of medium and small construction projects, is an ideal concrete mixing machin
4、ery. This design was completed for the mixer shaft seal system. The shaft concrete mixer shaft supporting bearing seal is sealed to prevent the concrete mortar into the bearing, shaft bearing protection, so that mortar from erosion. We use what in this design is the fluctuation seal: The fluctuation
5、 seal belongs to the end surface mechanical seal one special form, its structure simple face seal pressure energy compensates voluntarily, the grinding compound medium is not easy to invade, the lubricant nothing more than divulges the seal effect to be good, suits in the low speed heavy load work c
6、ondition bad environment.The design uses 3D mechanical design software, ProE, realized the shaft seal system components and solid modeling, engineering drawing, and virtual assembly and so on. key word: shaft seal, floating seal, bearing. Proe solid modeling1.绪论12.设计的总体要求42.1设计目的42.2设计课题42.3设计大纲42.3
7、.1设计原则42.3.2设计的原始数据（主要技术性能参数）52.4主要设计内容52.5混凝土搅拌机的基本结构52.5.1JDY500型混凝土搅拌机主要组成部分63.轴端密封设计103.1轴端密封的概述103.2轴端密封的改进历程103.2.1开式迷宫密封103.2.2闭式密封123.2.3为延长轴端密封时间应采取下列措施：133.2.4改进型轴端密封143.3浮动密封概述163.4浮动密封工作原理183.5轴端密封的正确装配和使用193.5.1保证密封面的合理压紧力193.5.2严格控制浮动密封的装配尺寸193.5.3保证密封面的加工质量和弹性密封圈的弹力193.5.4保证有效的润滑和封堵的措
8、施193.5.5旋转圈、固定圈、防磨圈204轴承的选择及注意事项214.1轴承的选择与计算214.1.1滚动轴承的概述214.2滚动轴承的选择与计算214.21 基本概念及术语(CBT 63911995、CBT 6930-1986)214.2.2 轴承类型选择224.2.3 按额定动载荷选择轴承244.2.4 基本额定动截荷计算244.3轴承载使用中应注意的问题274.3.1保证支撑部分的刚性和调心度274.3.2便于调整轴承间隙及轴上零件的位置284.3.3滚动轴承的轴向紧固284.4 滚动轴承的游隙选用与调整294.5 轴承的润滑304.6 轴承的密封315使用、维护要求及说明和建议325
9、.1整机使用步骤325.2搅拌机的操作规程325.3 JDY500型混凝土搅拌机的保养要求325.4JDY500型混凝土搅拌机常见故障及排除方法336.三维建模软件在设计中的应用346.1，proe的简介：346.2它的主要功能366.3. 三维建模软件在设计中的应用376.3.1 Pro-E建模376.3.2 Pro-E组装386.3.3.将设计好的模型进行转换为工程图40参考文献42附录43致谢451.绪论搅拌机是生产混凝土的主机，通过它可以把物料搅拌成均匀的符合质量要求的混凝土。在研究、设计及使用混凝土机械时，必须对混凝土的组成、性质及性能指标有所了解。混凝土是由胶结料和骨料组成的混合物
10、，通过搅拌、浇筑成形和养护硬化而成的人造石。胶结料有水泥、石膏等无机胶凝材料和沥青、聚合物等有机胶凝材料，无机及有机胶凝材料也可符合使用。目前生产的搅拌机有两种形式，一种是独立使用的搅拌单机；另一种是搅拌站的配套搅拌主机。两种搅拌机的应用场合和配套设备有所不同，但它们的搅拌装置是一致的。为适应不同混凝土的搅拌要求，搅拌机的发展了很多机型，它们的机构和性能上各有特点，但按工作过程和工作原理可分两类，即连续式和周期式，（或自落式和强制式）。自落式搅拌机是依据料的自落原理进行搅拌。工作时利用搅拌筒内壁固定的叶片对搅拌筒内物料进行分割和提升，物料则依靠自身的重力洒落和冲击，从而使各部分物料的相互位置不
11、断的进行重新分布而获得均匀搅拌。该机型结构简单、功率消耗和叶片磨损均较小，对粗骨料粒径要求不严径，但其搅拌不够剧烈，搅拌质量难以保证，生产率较低，只适用于搅拌普通塑性混凝土，现仍广泛的应用于中小型建筑工地。这种类型的搅拌机有：鼓筒式搅拌机、锥形反转出料搅拌机、锥形（双锥形和梨形）倾翻出料搅拌机等。其中的鼓筒式搅拌机由于不能满足混凝土生产性能要求，已经于1987年被列为淘汰产品。强制式搅拌机是在自落式搅拌机之后，随着混凝土从塑性发展到干硬性，搅拌机家族又相应的增加了强制式这一品种。与自落式搅拌机不同，它不是主要通过重力作用进行搅拌，而是借助旋转的叶片对物料进行剪切、挤压、翻滚和揉搓等强制作用，使
12、物料在剧烈的相对运动中得到均匀搅拌。与自落式相比，该机型产品整机设计结构合理，搅拌作用强烈，搅拌质量好，效率高，布局新颖，使用维修方便，适用于搅拌干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、轻骨料混凝土以及各种灰浆、砂浆等。这类机型主要有：涡浆式搅拌机、单卧轴搅拌机、双卧轴搅拌机、行星式固定和转盘行星式）搅拌机等。为了适应经济建设的需要，混凝土施工应向机械化和自动化方向发展。混凝土是建筑工程中的一种主要材料，用途大、用量大。我国是混凝土使用大国，年需要量约10亿吨。如何来组织这样大量混凝土的生产，并做到生产率高，质量好，成本低，并保持好的生产环境，是研制混凝土机械及混凝土施工的关键所在。目前国内的
13、混凝土施工主要采用两种形式1. 在施工现场临时设置混凝土搅拌设备即以混凝土配料机、搅拌机和水泥筒仓为主要设备，组成中小型拆装式或移动式搅拌装置在施工现场生产混凝土。混凝土的输送一般采用两种方式：一种是用塔式起重机周期的吊送混凝土吊罐，但当建筑物比较高大时，起重机还要兼运其它各种建筑材料，过于繁忙，另外由于混凝土不能连续浇注，影响浇注质量；另一种是使用混凝土泵来完成混凝土在施工现场的水平及垂直输送，将生产的混凝土直接送到浇注点，使混凝土的配比、搅拌、输送实现了机械化，又由于混凝土是连续浇注，保证了施工中混凝土的质量。这种施工方式投资少，建设快。目前国内建筑施工中采用该方式较多。其主要缺点是，混凝
14、土生产率较低，如以一台800配料机和一台500搅拌机配套使用，混凝土的生产率仅为25/h，无法满足大、中型工地的需求，若增加配套设备台数，将增加投资，并给混凝土输送带来不便；另外该种生产方式，必须将生产混凝土的原材料即：砂、石、水泥等运往施工现场，不仅占据了较大的施工现场，又造成对施工现场环境的污染。2. 混凝土生产商品化即把混凝土的生产集中到工厂进行，工厂把混凝土作为一种商品提供给各施工现场。通常商品混凝土工厂的成套设备指的是“一站三车”，这是商品混凝土生产成套设备的主要设备。一站：即混凝土搅拌站，它都配有大型机械化骨料堆场、水泥筒仓、原材料的预处理（并非所有）、供给、计量及对混凝土搅拌等，
15、整个生产过程由计算机控制。三车：(1)混凝土搅拌机运输车，完成混凝土从搅拌站至施工现场的水平运输；(2)混凝土泵车，完成混凝土到浇注点的水平和垂直输送；(3)散装水泥车，将散装水泥自水泥厂送至搅拌站的水泥筒仓。商品混凝土应用量的大小，标志着混凝土生产工业化程度的高低，也标志着施工现代化的程度的高低，因为商品混凝土具有如下优点：工艺装备能力和工艺质量控制条件决定了商品混凝土的高性能和高质量； 1)节省水泥综合费用达10%，采用散装水泥风送仓库、精确的使用计量、不用拆包节约包装材料、密封输送等方法，有效的避免了浪费，同时可以采用掺和料(细磨粉煤灰、矿渣等)后可以减少水泥用量；2)减少了对环境的污染
16、；3)具有规模效益。对于大方量混凝土施工作业可由数个商品混凝土公司联合供应；4)可向施工现场狭小地区供应商品混凝土；5)极大的减轻了劳动强度。商品混凝土的发展，在工业发达国家已取得极大的成功，经济发达国家商品混凝土占混凝土总量都在60%以上。目前我国商品混凝土与先进发达国家还存在较大的差距。据2000年底的统计，全国年产商品混凝土不足1亿m，因此，推广商品混凝土是实现我国建筑业施工工业化的一项重要举措，已列为建设部推广的十项新技术之首位，2005年计划我国的商品混凝土年产量将达到3亿m。2010年商品混凝土占用率将上升到40%。2.设计的总体要求2.1设计目的毕业设计是专业教学规定的一项重要的
17、综合性和结业性学习环节，通过它比较全面的运用大学四年所学的知识，独立的解决某些工程技术问题，达到以下实习目的：（一） 通过收集搅拌机的资料和参观实物以便提出自己的设计方案。（二） 通过和同学的相互讨论，使自己的设计不断优化。（三） 培养学生认真负责、一丝不苟的精神。（四） 培养学生综合运用所学知识独立完成实际课题，解决生产实际问题的工作能力。（五） 培养学生从文献、科学实验、生产实践和调查研究各方面获取知识的能力，提高学生从别人的经验，从其它学科找到解决问题的新途径的悟性。（六） 培养学生对事物能潜心考察、勇于开拓、实事求是、全方位的考虑问题等工程技术人员应具备的基本素质。（七） 培养学生根据
18、条件变化而调整工作重点的应变能力。（八） 对学生的知识面、掌握知识的深度全面考察，对学生运用理论去处理实际问题的能力、外语水平、计算机运用水平、书面及口头表达能力的综合训练。2.2设计课题“JDY500混凝土搅拌机设计”2.3设计大纲2.3.1设计原则A按固定式单机设计，应具有独立完成混凝土搅拌机作业的能力。B整机设计应考虑标准化、通用化、系列化、“三化”要求。C搅拌机技术条件应符合GB/9142-2000混凝土搅拌机的规定。D考虑零部件的继承性和延续性。2.3.2设计的原始数据（主要技术性能参数）A出料容量 500（L）B进料容量 800（L）C工作周期 72（S）D搅拌额定功率 18.5（
19、KW）2.4主要设计内容（1）轴承的选择（2）轴承尺寸的计算与强度校核（3）轴端密封的设计2.5混凝土搅拌机的基本结构组型特性代号代号含义混凝土搅拌机J锥形反转出料式Z（锥）JZ锥形反转出料混凝土搅拌机C（齿）JZC齿圈锥形反转出料混凝土搅拌机M（摩）摩擦锥形反转出料混凝土搅拌机锥形倾翻出料式F(翻)JF锥形倾翻出料混凝土搅拌机C（齿）JFC齿圈锥形倾翻出料混凝土搅拌机M(摩)JFM摩擦锥形倾翻出料混凝土搅拌机立轴涡桨式W(涡)JW立轴涡桨式混凝土搅拌机单卧轴式D（单）JD单卧轴式混凝土搅拌机Y（液）JDY单卧轴式液压上料混凝土搅拌机双卧轴式S(双)JS双轴卧式混凝土搅拌机YJYS双轴卧式液压
20、上料混凝土搅拌机JDY500搅拌机由上料系统、电控箱及供水系统、搅拌传动系统、液压系统、底盘、搅拌装置、筒体、密封装置和卸料装置各部分组成2.5.1JDY500型混凝土搅拌机主要组成部分（1）机架 支撑整个搅拌机的重量，保证其在工作时能稳定安全的运行。（2）搅拌装置它是搅拌机的工作装置，它由搅拌轴、搅拌叶片、搅拌筒、支撑装置组成等组成。搅拌筒由钢板卷制而成，筒内的弧形衬板用耐磨材料制成。搅拌轴上装有搅拌臂、搅拌叶片及侧叶片。由于搅拌轴在搅拌料面下工作，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。所以轴端密封是混凝土搅拌机的特殊结构和重要构件。他支撑着搅拌装置，保护
21、轴端处不漏浆，使搅拌轴支撑不受砂浆侵蚀，延长轴承等零件的寿命，确保搅拌系统正常工作 搅拌臂图2-1搅拌臂 图2-2搅拌筒（3）上料机构 它是向搅拌筒内投放配合料的机构，JDY500型混凝土搅拌机采用的是提升式料斗，上料装置主要由上料架、三组滑轮、液压缸和钢丝缆绳等组成。（4）泄料机构 将搅拌好的新鲜混凝土卸出搅拌桶的机构，JDY500型混凝土搅拌机采用倾翻式，翻转动力由液压缸提供。 （5） 传动机构 它将动力传递到搅拌机各工作机构上的装置，JDY500型混凝土搅拌机采用液压传动。它主要由油泵、油箱、油缸、多路换向阀、耐油橡胶臂等组成。油泵由电机驱动通过多路等换向阀改变供油路线。将油箱内的液压油
22、送入提升或倾翻油缸的上腔或下腔使料斗上升或下降或使搅拌筒倾翻或复位。其原理图l图2-3液压传动原理图（6）供水系统 它是按混凝土配比要求，定量够给搅拌用水的装置，一般有水泵配水箱，水泵水表系统时间继电器系统。JDY型搅拌机供水系统采用时间图2-4水泵外形结构示意图继电器控制离心水泵电机供水量的结构。它主要有电动机、水泵、节流阀及管路等组成。如图3-3，搅拌用水由电动机带动水泵抽水，经节流阀和管道注入拌筒，搅拌每罐混凝土所需的水量，有电控系统中的时间继电器控制水泵运转的时间来掌握。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；当旋转按按钮转到手控位置时，可以连续供水，抽吸支管供筒外用水
23、和清洗整机使用 。（7）密封装置 主要安装在搅拌轴上，防止物料外泄影响搅拌轴的旋转。（8）电气控制系统电气控制系统通过电机将电力传给各个机构。电气系统的作用是控制搅拌机的正、反转及停止；料斗提升、下降和水泵的转动或停止；时间续电器和安全装置的控制。电气控制系统，需控制JDY搅拌机的主传动电机、供水系统电机，其他液压系统采用液压换向组合阀，不属于电气控制系统之内。从搅拌机的使用上看，对搅拌机的水量要求并不是非常准确，而是允许有2%的误差存在所以对水泵电机的控制采用时间继电器控制供水精度。而且时间继电器可以进行很准确的调整，这样就比较方便可靠，而且设备也比较简单。 电器元件控制满足的使用要求，主电
24、机可以电动满足安装修理等过程中的要求。另外主电机功率大，工作强度高，功耗多，而且经常长时间运转很容易发热而致烧坏。所以，必须设置热继电器，实现过热保护。 为防止电力过载或因为短路而烧坏，还应有相应的熔断器来保护电路系统。另外对电流主合开关，可选用空气自动开关，它能实现失压保护，保证系统安全。图2-5混泥土搅拌机电气原理图周期式周期性的进行装料、搅拌、出料、结构简单可靠，容易控制配合比及拌和质量，使用广泛连续式连续进行装料、搅拌、出料、生产效率高，主要用于混凝土使用量大的工程自落式有搅拌筒内壁固定叶片将物料带到一定高度，然后自由落下，周而复始，使其获得均匀搅拌。最适宜拌制塑性和半塑性混凝土强制式
25、筒内物料有旋转轴上的叶片和刮板的强制作用而获得充分的拌合。拌和时间短、生产效率高。最适宜拌制干硬性混凝土固定式通过机架底角螺栓与基础固定。多在搅拌楼和搅拌站上使用移动式装有行走机构，可随时托运转移。适应于中小型临时工程倾翻式靠拌筒倾倒出料非倾翻式靠搅拌筒反转出料梨式拌筒可绕纵轴旋转搅拌，又可绕横轴回转装料、卸料。一般用于实验室小型搅拌机锥式多用于大中型搅拌机鼓筒式多用于中小型搅拌机槽式多为强制式。盘式是一种周期性垂直强制式搅拌机，国内采用较少表2 各类搅拌机的特点及适用范围3.轴端密封设计3.1轴端密封的概述轴端密封的设计要求：具有良好的支承性能，结构合理紧凑，使用寿命长。 搅拌轴的轴端密封就
26、是对轴端支承轴承进行密封，防止混凝土砂浆进入轴承，保护轴支承，使其不受砂浆侵蚀。我们都知道混凝土砂浆是紧硬的磨粒，它一旦进入轴承或其它相对运动面，将造成严重点的磨粒磨损，使轴承很快报废，因此，搅拌轴轴端密封使搅拌机设计中相当重要的一部分。从为我们掌握的资料知道，卧轴式搅拌机在国外出现较早，就是由于密封问题没有得到很好的解决，使它一直未能得到广泛运用。直到采用浮动密封后，这个问题才能得到很好的解决。卧轴式混凝土搅拌机的工作介质为混凝土混合物料，工作条件相当恶劣。当搅拌机工作是含有颗粒物料的砂浆顺着搅拌轴侵入轴端密封，使密封面产生剧烈磨损，使搅拌轴、滚动轴承等零件损坏。因此对于轴端密封的设计至管重
27、要。在搅拌机的设计中，轴端密封是需要重点考虑的组成部分之一。轴端密封位于搅拌机的搅拌轴上，处于搅拌叶片（壳体内）与支撑轴承（壳外）之间.如图3.1所示，除支撑轴承外，其余零件均为轴端密封的组成部分。其作用是防止搅拌机在工作时砂浆由定动间隙（即固定在壳体上的元件与旋转元件之间的间隙）向壳体内挤出，俗称轴端漏浆。因泥浆在定动元件中含有砂子等固体颗粒，一旦从壳体内挤入定动间隙，壳体颗粒将在定动元件中产生研磨作用，磨损定动元件。若泥浆堵塞了润滑油口，泥浆在定动间隙内部分硬化，磨损将加快，对定动元件的损坏也将加快并导致轴端漏浆。若泥浆突破支撑轴承组件密封，进入并破坏轴承，将造成整机无法工作。3.2轴端密
28、封的改进历程3.2.1开式迷宫密封早期搅拌机的轴端密封采用组合式轴端密封结构，亦称开式迷宫密封。如图 3.1所示，支撑轴承组件固定在搅拌机壳体上，转换毂由螺钉固定在搅拌机轴上，挡圈被固定在搅拌轴与转环毂之间，三者组成转动体。滑环毂固定在搅拌机壳体上，通过密封圈来调节转环毂与滑环毂对浮动密封环的压力。而J型油型油封可阻止润滑油向滑环毂向外溢出。 图3.1开式迷宫密封结构图1支撑轴承组件；2转环毂；3搅拌轴；4J型油封；5消环毂；6浮动密封环；7挡圈；8盖板；9油杯；10密封环；11注油组件；12搅拌机壳体盖板固定在壳体上其厚度根据装配后实际测定，保证与挡圈之间合理的间隙时整机轴端密封的关键，相对
29、面积较大，加工、装配过程中控制的好与否，将从很大程度上影响着密封的效果，挡圈、盖板均采用Q345-A材料加工而成，有较好的耐磨性。另外，搅拌轴与盖板之间的轴向间隙也需要进行合理的设计。定动间隙和润滑油是轴端密封的关键点。较小的间隙本身就能阻碍泥浆的进入，而从密封角度而言，间隙越小越好，但加工制作却越难实现。考虑到加工、装配的具体情况，一般定动间隙设计为0.5mm。润滑油是一种流体，依赖其固态特性阻碍泥浆的进入。固态特性又取决于粘度。粘度越高，固态特性越好，但流动性越差，越不容易泵送注入定动间隙。所以，一般选用00号0号锂基润滑脂，既有一定的粘度，又有较好的流动性。延长轴端密封时间，解决漏浆有两
30、种方法：一是不断供油，不断产生高于泥浆的压力，使泥浆无法进入。但做起来不易实现，毕竟0.5mm的间隙还是不小，不断的供油，不仅油量消耗太大，不易补充，而且太多的润滑油进入砂也会影响砂的质量。解决方法是缩小定动间隙，小到泥浆的颗粒无法通过。世界上却有这样的轴端密封，但其加工工艺要求极高，造价昂贵，一般的加工能力无法实现。而图3.1结构形式较为简单，制作上较易实现，虽有前述的一些不足，但在制作与使用中作适当控制，使用效果尚可。这种结构一般用在较小型搅拌机上，因罐内的砂量较少，泥浆的压力也会较小，突破定动间隙的机会也会少一些。3.2.2闭式密封如图3.2所示组合式轴端密封结构图，称闭式密封。在定动间
31、隙间设计一耐磨柔性元件黄胶，通过固定钢架将其固定在轴头外壳上，锁轴器固定圈通过斜面张紧将锁轴器主体压紧载搅拌轴上。黄胶与锁轴器主体紧密接触，使定动间隙在此处变为零。侧臂限位圈与轴头保护圈A通过螺栓组及紧定螺钉将其固定在搅拌轴上 ，对轴端起着保护作用，可防止泥浆直接进入轴头保护圈B与搅拌轴之间的间隙内。这样锁轴器主体、锁轴器、侧臂限位圈、轴头保护圈A与搅拌轴组成转动体，其余零件为固定元件。图3.2闭式密封结构图1支撑轴承组件；2骨架密封圈；3浮动密封环；4压盖；5轴头外壳；6锁轴器主体；7单向密封圈；8锁轴器固定圈；9黄胶；10黄胶固定钢架；11侧臂限位圈；12紧定螺丝13轴头保护圈；14O型圈
32、；15搅拌轴；16轴头保护圈轴头外壳；17搅拌轴这种密封较前一种方式作了很大改进。第一，增加了轴头保护圈B和侧臂限位圈，起到保护主密封和延长定动间隙并减缓泥浆进入主密封的时间的作用。第二，改变了主密封的结构形式，采用刚性材料锁轴器主体与柔性材料黄胶之间的零间隙来实现密封，这也是此种密封的关键点。用黄胶固定钢架将黄胶压在锁轴器主体上，锁周器主体的锥面与黄胶接触，即可增大接触面积，又可使黄胶始终处于受压状态，且在磨损情况下可得到及时补偿，延长零间隙的保持时间，从而延长轴端密封时间。第三，改变了润滑油注入形式，把人为手泵改变成自动手泵，并能在油路堵塞的情况下实现报警，以减少人为失误造成的损坏几率。泥
33、浆突破密封的方式如前述原因，泥浆首先进入侧臂限位圈与轴头保护圈之间的定动间隙内，磨损这些定动元件并扩大间隙。当此间隙扩大到一定程度，而进入此间隙内的泥浆仍在不断受到挤压，泥浆将继续向轴头保护圈B与搅拌轴之间的定动间隙内渗入，直至主密封处。此时，若能较好的保持主密封之间的压力，而润滑油路又能正常工作，润滑油可不断从定动元件向壳体内挤出，轴端密封将不会被突破，甚至轴头保护圈B与侧臂限位圈从搅拌轴上脱落、搅拌轴被磨损，轴端密封仍能正常使用。当黄胶被磨损或黄胶固定钢架松动，黄胶与锁轴器主体之间的间隙增大，则泥浆就会进入此间隙，磨损这里的定动元件。泥浆一旦突破主密封，以后的几道密封将难以阻止其继续外泄，
34、最后损坏压盖上的骨架油封，出现轴端漏浆。3.2.3为延长轴端密封时间应采取下列措施：1）改进辅助密封 这种轴端结构的轴头保护圈B和侧臂限位圈固定面相对较小，容易从搅拌轴上脱落。脱落的直接后果是泥浆直接威胁到主密封，增大了轴端漏浆的概率。因此需要改进其结构，使其不易脱落，起到保护主密封的作用。2）要经常性的检查主密封 从以上分析可知，主密封若能正常工作，轴端密封将不会被突破， 保证主密封的正常工作尤为重要。保持主密封正常工作的关键：一是要及时对黄胶进行压紧，防止黄胶松动，造成与锁轴器主体之间的间隙变大；一是需要润滑油不断从此间隙向壳体内挤出，保持油路畅通。这两者缺一不可。搅拌机工作时，有较大振动
35、，会导致黄胶固定钢架松动，因此需要经常检查黄胶固定钢架上固定螺杆是否松动，若有松动应及时紧固。保持油路畅通需要检查油路中是否有漏油之处，若有应及时处理，另外工作结束冲洗完搅拌机壳体后，应继续泵入润滑油至定动间隙，直至润滑油向壳体内侧溢出。若能做到这些，就可很好的起到保护主密封的作用。3）提高润滑油的粘度 高粘度的润滑油在定动间隙内阻力较大，这里使用的是自动机泵，可以通过改变泵的型式加以实现。这种型式的轴端密封要求两轴端的固定法兰中心孔要有较好的同心度，同心度数越小越好；同时还要求两轴承的固定法兰外端面相对两孔心线有一定的垂直度，越垂直越好。这对整个工艺过程要求较高，如制作过程保证的不理想，则会
36、出现定动间隙不均匀，辅助密封就容易被泥浆突破。而主密封的相互压力不均匀，就会出现黄胶磨损不均匀，加快黄胶的损坏。经试验，在制作使用比较正常的情况下，这种轴端密封可保持5万到7万罐次不漏浆，较前一种方式有大幅度的提高。图3.3改进型轴端密封结构图1支撑轴承组件；2骨架密封圈；3压盖；4锁轴器主体；5单向密封圈；6锁轴器固定圈；7黄胶固定钢架；8黄胶；9压板；10防尘板；11卸钢圈；12O型圈；13轴头密封盖；14侧臂限位圈；15轴头保护圈；16轴头外壳；17搅拌轴3.2.4改进型轴端密封由于搅拌轴在搅拌料面下工作，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
37、密封是混凝土搅拌机的特殊结构和重要构件。他支撑着搅拌装置，保护轴端处不漏浆，使搅拌轴支撑不受砂浆侵蚀，延长轴承等零件的寿命，确保搅拌系统正常工作。改进型轴端密封与前两种轴端密封相比，在保留主密封的情况下，对辅助密封进行了较大的改进。1）增加了气动密封如图3.3所示，在轴头保护圈A的内圈，加工一环形槽，与外接气源相通，当压力气体进入环形槽后与旋转体一起形成气体密封环。轴头保护圈A 与端轴套的定向间隙越小，气体密封环的压力越大。此压力可将侵入的泥浆推出定动间隙，起到保护主密封，延长轴端密封的使用周期。同时，增加气动密封，也是引入了新的密封理念，将密封由之前的被动阻止泥浆改为主动将泥浆推出。2)改进
38、了定动间隙的一些结构，提高定动间隙内润滑油的密封效果。将侧臂限位圈加厚，增大与搅拌轴的接触面积，提高其紧固的可靠性。另外，缩小固定搅拌叶片的臂座与搅拌机壳体内侧耐磨衬板之间的间隙，安装后将侧臂限位圈包围在臂座之中，使侧臂限位圈免受外界砂干扰 而不易脱落或松动，从而较好的保护轴头保护圈A与侧臂限位圈的作用，使泥浆不致直接进入轴头保护圈A与短轴套的定动间隙，破坏气动密封环。3）增加防尘圈密封 此密封的主要是阻止气体进入主密封，使气体只能有一个通道，即推出泥浆的方向。4）取消浮动密封环的密封 经分析，浮动密封环在此处密封作用已经很少，且其支撑件加工要求较高，故将其取消。5）更换润滑油泵型式 提高润滑
39、油的粘度，增大润滑油在定动间隙内的阻力。可选2号锂基润滑脂，粘度提高较多，密封效果更佳。改进后的轴端密封共有六道。第一道是轴头保护圈A与侧臂限位圈之间定位间隙内润滑油的密封作用。第二道是气动密封环的密封作用。第三道是防尘圈的密封作用。第四道是黄胶与锁轴器主体之间的密封，也是主密封，在此处将定动间隙分为两个部分：一部分由单向密封圈、锁轴器主体、黄胶及轴头外壳组成的密闭工作油腔，形成闭式密封；一部分是开式定动间隙。第五道是单向密封圈。第六道是骨架密封圈。后两种轴端密封主要是用在较大的搅拌机上。因搅拌机体积较大，加工有一定困难，所以壳体两端固定轴端密封的端面法兰的同轴度和端面与轴心的垂直度保证起来有
40、困难。这样，会导致定动间隙的不均匀，这种不均匀会对润滑油的密封、气动密封以及黄胶与锁轴器之间的密封造成影响，泥浆也会因此更易突破密封，导致漏浆。实际上，改进后结构在大幅度延长密封时间的同时，若不及时进行维护，最终也会出现轴端漏浆。首先，因不均匀的定动间隙，减小了气动密封与润滑油密封效果。其次，定动元件在使用中有磨损，间隙会变大，而泥浆在搅拌机的综合作用以及砂的重力作用下，受力非常复杂，迟早都会进入定向间隙。堵塞气孔，威胁着主密封。再次，主密封仍会因前述原因被泥浆突破，并最终出现轴端漏浆。经试验，正常情况下，改进型轴端密封可保持10万到15万罐次不漏浆，较前两种方式有更大幅度提高。从技术角度而言
41、，轴端密封已有较大改进；从工艺角度来说，仍有提高余地，即提高端面法兰的加工精度，但也应考虑性价比。从使用角度而言，可通过维护、保养及时调整定动间隙，更换密封件以避免轴端漏浆的出现。减少因漏浆后损坏大量定动元件而付出维修费用。3.3浮动密封概述浮动密封式一种新颖的旋转动密封装置。它的结构简单、安装方便、技术含量高、密封性能好、使用寿命长，能有效的防止砂浆对轴承的侵蚀和磨损，在工程机械及其它机械上广泛使用。卧轴式搅拌机搅拌机构是一个重要部件，而搅拌机的轴端密封占有非常重要的地位。目前在搅拌机构中采用的轴端密封结构常见的有两种。第一种是石棉盘根密封，这种办法比较古老，但主要保证了2-4小时加注一次黄
42、油，将渗油过来的砂浆挤出运动副间隙，就能保持机构的正常工作。第二种是浮动密封，现在已普遍使用，其结构如图3.4所示：图3.4浮动密封结构图1螺钉；2O型圈；3浮动环；4骨架油封；5搅拌轴；6轴套；7浮动环座；8、9黄油环；10衬板；11拌筒侧板；12拌筒法兰；13螺钉；14键；15垫板；16调整垫圈浮动密封的结构是：轴套6空套在搅拌轴5上，通过键14，将轴套和搅拌轴连接在一起，跟随搅拌轴旋转。由粉末冶金制成的一对浮动环3，靠两只“O”型圈支承在浮动环座7和轴套6上。浮动环座和轴套零件上都有一个带斜度的固定在搅拌筒法兰面。调整“O”型圈加工的压缩量。间隙一般设计为3-4mm，保证在“O”型圈压缩
43、后能传到浮动密封环面积上的压力位4kg/-7kg/。浮动环座用螺钉固定在搅拌筒法兰12上。由浮动环、 “O”型圈、浮动环座和轴套组成两个密封腔，我们称它为内腔和外腔。内腔由黄油杯8供油，外腔由黄油杯9供油。浮动环是一种轴向截面为20左右锥角的马鞍型金属环。装配中成对使用，一个随旋转体转动；另一个相对机体静止，两个金属环工作面相互密贴，起到密封效果。“O”型圈的截面为圆型，但截面直径稍大，材料为富有弹性和耐油性的丁睛橡胶。它与浮动环配用，受挤压后变形产生径向力和轴向力，起到储备弹性能量并随时跟踪，迫使两个浮动密封环始终密贴，完成密封功能的作用。浮动环座是一个有10-17内锥面并备有一定空间的座腔
44、。它分别处于两个不同的零件上，用装配尺寸来控制浮封环密封面上产生适当的轴向压紧力，而不是润滑油渗漏。现国内标准的浮封内锥角取10，具有压紧时“O”型圈受力缓和均匀的优点。由拌筒一侧窜进外腔的水泥浆由黄油杯9供给的黄油挤到拌筒内；由黄油杯8供给的黄油主要保持内腔有一定压力，使水泥浆和污染的黄油不易渗入内腔。右边浮动环通过右边的“O”型圈与轴套圆锥面相接触，而轴套是跟随搅拌轴一起转动的，所以通过摩擦力的作用，右边的浮动环转动。左边的浮动环是通过左边的“O”型圈与浮动环座的圆锥面相接触，而浮动环座是不动的，所以左边的浮动环就可能不转动。这样左、右浮动环的接合端面产生相对运动，这个面是一个很窄的特别光
45、滑的环形带，摩擦阻力也非常小。在装配前，应该将轴套、浮动环座、“O”型圈、浮动环这几个件试装一次，在压力机上试压，并测量出这几个零件在达到规定压力下的外廓轴向长度，然后按此成组零件再装到产品上去，用增减调整垫的办法达到压力试验时所测得的外廓轴向长度。这样做是麻烦一些，但是对今后轴端密封的正常运转时大有好处的。浮动环密封面的压力调整并不是越大越好，因为压力过大会增大密封面的摩擦阻力，加大密封环面的磨损。浮动环密封的维护保养是非常重要的，及时加注润滑油才能保持良好润滑。一般要求轴端密封部位的两个黄油杯每工作4小时必须加注一次黄油。如果是采用集中润滑方法，有手动浓油泵和机动浓油泵两种，个润滑点式小通
46、径铜管连接，应特别注意润滑油的流动性。每次注油必须注意观察，要看到在搅拌侧臂和搅拌轴的骨架油封处有油流出为止。为了以防万一，在轴端密封破坏之后不至损坏轴承，一般搅拌轴的支承轴承与轴端密封是分离的，轴承座是安装在底架上的。如果结构设计不允许作为两体，也必须在轴端密封和轴承两者之间留出泻浆孔。3.4浮动密封工作原理在本设计中我们采用的是浮动密封 。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，润滑脂不外泄漏，密封效果好，适合于低速重载，作业条件恶劣处。浮动密封首先应用于挖掘机、推土机、起重机等四轮传动轴处的密封，之后应用于卧式搅拌机轴端密封上，效果显著。目前德国埃尔巴公司，松特芬公司，日本石川岛、北川、日工等株式会社生产的强制式卧式搅拌机的搅拌轴轴端密封均采用浮动密封。浮动密封如图图3.5浮动密封原理图3.5轴端密封的正确装配和使用由于卧轴式搅拌机的轴端密封的工作条件恶劣，密封在很大程度上取决于装配和使用。所以正确装配使用轴端密封比其它工程机械显得更为重要。密封的效果固然同浮动密封的材料、密封面的结构、加工质量、润滑条件等因素有关，但卧
