./JDY500攪拌機攪拌裝置及液壓系統設計摘要JDY500型單臥軸式強制式攪拌機是隨著混凝土施工工藝的改進而發展起來的新型機。強制式單臥軸攪拌機兼有自落式和強制式兩種機型的特點,即攪拌質量好、生產效率高耗能低,不僅能攪拌干硬性、塑性或低流動性混凝土,還可以攪拌輕骨料混凝土、砂漿或硅酸鹽等物料。單臥軸式混凝土攪拌機攪拌筒內主要由一根攪拌軸,耐磨板和在攪拌軸的軸向上安裝的兩組攪拌葉片組成。每組葉片各自成為一個單元,而且每相鄰的攪拌葉片都相互錯開一定的角度,從而使拌合料在攪拌筒內輪番地得到攪拌。一方面將攪拌筒底部和中間的拌和料向上翻滾,一方面又將拌和料沿軸線分別向前后推壓,從而使拌合料得到快速、均勻的攪拌。單臥軸式混凝土攪拌機主要由攪拌裝置、攪拌傳動系統、上料系統、卸料系統、電氣控制系統和供水系統組成。傳動系統分為攪拌傳動和液壓傳動兩部分。其中攪拌傳動是電動機輸出扭矩經過皮帶傳動,然后再經過二級齒輪減速器和聯軸器傳到攪拌軸上,攪拌軸地旋轉實現混凝土的攪拌。液壓傳動是利用液壓系統實現攪拌機的上料和卸料,從而達到降低操作工人的勞動強度。關鍵詞：混凝土攪拌機；攪拌裝置；攪拌軸；液壓系統.AbstractWiththeimprovementandconstructiontechnologytodevelopanewtypeofaircraft.JDY500singlespotCoaxialcompulsoryconcretemixercomeforth.。Compulsorysinglehorizontalaxismixer-stylehavebothcompulsoryandthecharacteristicsofthetwomodels,namelymixinggoodqualityandhighproductionefficiencyoflowenergy-consuming,cannotonlystirdryhard,plasticorlowmobilityofconcrete,canalsostirlightAggregateconcrete,mortarorPortland,andothermaterials。Coaxial-lyingconcretemixermixingbarrelcomposemainlybyastirringshaft,wear-resistantplateandtwogroupsmixingbladewhichinstalledontheaxialshaft。Eachoftheirbladesasaunit,andeachadjacentmixingbladesarestaggeredacertainangle,sothatmixingmaterialsinthemixingbarrelturnstobestirring。Ontheonehand,atthebottomofthemixingmaterialsandintermediatewillberollingupward,ontheotherhandmixingmaterialswillbealongtheaxiswheretheywerepushedforwardandafterwithpressure,sothatmixingmaterialscanberapid,uniformmixing。Coaxial-lyingmainlycomposebymixingconcretemixerdevice,stirringdrivesystem,feedingsystem,dischargesystems,electricalcontrolsystemandthewatersupplysystem。Transmissionsystemisdividedintotwopartswhicharestirringdriveandhydraulictransmission,Stirringdrivewhichismotortorqueoutputthroughbeltdrive,andthenaftertwogearreducerwhichreachedtothestirringshaftcouplings,stirringrotationaxisachieveconcretemixing。Hydraulictransmissionistheuseofhydraulicsystemstoachievecarryingmaterialsandunloadingmaterials,toachieveworkersloweroperatinginlaborintensity。Keywords：Concretemixer；Mixingdevice；Stirringshaft；Hydraulicsystems.目錄第1章緒論11.1攪拌機的現狀及發展：11.2單臥軸混凝土攪拌機的組成：1第2章JDY500主要結構參數設計及計算32.1結構尺寸的確定3JDY500型單臥軸強制式混凝土攪拌機技術參數3結構尺寸的計算：32.2攪拌機攪拌機葉片的設計4葉片大小及葉片角度的選擇4葉片的最大線速度7容積利用系數的分析8第3章JDY500攪拌機攪拌功率的計算及電機的選擇9第4章JDY500傳動比及軸動力參數計算114.1傳動比計算：114.2高速軸動力參數計算：11第5章JDY500攪拌機減速器的選擇及帶的計算135.1減速器的選擇：13確定所需減速器的額定功率13校核熱平衡許用功率135.2帶的計算14第6章JDY500攪拌機聯軸器的選擇176.1聯軸器的選擇：176.2鍵的選擇：18選擇鍵聯接的類型和尺寸18校核鍵的連接強度186.3攪拌軸的設計：19第7章JDY500攪拌機攪拌軸與攪拌臂受力計算及校核217.1攪拌軸受力計算及校核21確定各葉片所受阻力作用在軸上的位置、大小及方向21攪拌軸上各力分析：22攪拌軸上彎矩和扭矩分析23校核軸的強度：277.2攪拌臂的受力計算28攪拌臂的受力分析28攪拌臂的設計297.3攪拌臂連接螺栓的選擇307.4軸承的選擇及校核：31第8章JDY500攪拌機液壓系統的設計348.1上料部分計算34計算上料料重34料斗重34上料部分受力分析358.2傾翻部分計算368.3液壓系統的優化改進36液壓系統的工作原理36上料回程時工作狀況分析計算37液壓系統的改進38第9章JDY500攪拌機液壓部件的設計選擇399.1液壓泵的選擇399.2液壓電機的選擇409.3液壓缸的設計計算41提升液壓缸的設計計算：41傾翻液壓缸設計及計算：42液壓缸的選取439.4液壓管件的選擇44提升液壓管件的選擇44傾翻液壓缸管件選擇：459.5液壓油箱的選擇469.6液壓閥的選擇469.7鋼絲繩及滑輪的選擇499.8安裝說明509.9使用說明51準備工作51操作要點51試運行529.10JDY500攪拌機常見故障及排除方法：529.11維護保養53結論……………………...55致謝……………………...56參考文獻57附錄……………………...58.緒論攪拌機的現狀及發展：近年以來,隨著我國經濟建設的高速增長,基本建設規模不斷擴大,建筑隊伍不斷增加,機械設備在建設施工中的地位也日益顯著。加之我國是世界第一水泥生產大國,每年大約有3億噸水泥用于水泥混凝土生產,年產混凝土大約10億噸,攪拌機生產為世界之最。在科技發展日益迅猛發展的21世紀,人民文化素質不斷提高,對環境保護越來越重視。在社會生產中,人們的生活對工業的要求也越來越高。尤其是機械行業,不僅要求設計的機器設備有很好的性能,而且還要有很高的效率以及追求最低的環境污染,即環保機械。因此對機械設計的要求也越來越高,致使機械領域發展方向有了新的轉變,以滿足人們的各種需要。混凝土攪拌機的種類主要有：自落式,強制式攪拌機,分批式,連續式攪拌機等。目前應用的主要機型有：JD強制式單臥軸混凝土攪拌機,JS系列強制式雙臥軸混凝土攪拌機,JZC系列自落式雙錐反轉出料攪拌機等。由于混泥土機械的工作對象是沙石、水泥等混合料,且用量大,工作環境惡劣。因此,現代混泥土攪拌機已經在向高技術、高效能、多品種、自動化和智能化的方向發展,以改善工作條件及提高生產率攪拌機的種類很多,本文主要介紹JDY500強制式單臥軸混凝土攪拌機。。現在國內的攪拌機在自動化程度不是很理想,JDY攪拌機彌補了這些不足,JDY500型單臥軸式強制式攪拌機隨著混凝土施工工藝的改進而發展起來的新型機。現今強制式單臥軸攪拌機兼有自落式和強制式兩種機型的特點,即攪拌質量好、生產效率高耗能低,不僅能攪拌干硬性、塑性或低流動性混凝土,還可以攪拌輕骨料混凝土、砂漿或硅酸。它不僅可以滿足一般的攪拌機需要,而且它采用了液壓執行很多的操作,在一定程度上減輕了工人的勞動強度,更是使自動控制易于進行,適合現代工地混凝土的生產。而且JDY系列混凝土攪拌機是集機械、液壓、電氣為一體的單臥軸攪拌機。攪拌系統由圓柱齒輪傳動,工作可靠,有很大發展。單臥軸混凝土攪拌機的組成：單臥軸混凝土攪拌機目前使用較多的有出料容量為350L和500L兩種機型,本文介紹的為500L.主要用于單機作業場合。單臥軸混凝土攪拌機已從原有的機械型發展到現今廣泛使用的液壓—機械型〔即JDY型。單臥軸混凝土攪拌機主要由上料系統,攪拌傳動系統,攪拌裝置,卸料機構,電控箱及供水,行走,支撐裝置等裝置組成。1.攪拌裝置：攪拌裝置由攪拌筒和攪拌軸等組成。攪拌筒由鋼板卷制焊接而成,筒內的弧形襯板及側襯板均用耐磨材料制成,并與筒內壁、側壁用沉頭螺栓連接,使用中可視磨損情況更換。攪拌軸與攪拌桶筒由轉動副支承在支座和減速器上,攪拌筒相對攪拌軸可以轉動。攪拌軸上裝有攪拌臂、攪拌葉片及側葉片〔刮板。工作時呈螺旋帶狀布置的攪拌葉片把靠近攪拌筒壁的混凝土拌合料推向攪拌筒的中間及另一端,迫使混凝土拌合料作強烈的對流運動,另外葉片的圓周運動,又使拌合料受到擠壓、剪切后產生一個分散拋料過程,使拌合料在較短的時間內被攪拌均勻。2.攪拌傳動系統：攪拌傳動系統為機械傳動系統。電動機的運動和動力經皮帶傳動,減速器〔兩級減速器后驅動攪拌軸旋轉。3.上料系統上料系統采用液壓缸及增速滑輪組機構,它是以液壓缸活塞的伸縮,通過滑輪組牽引聯結在料斗上的鋼絲繩來實現的,料斗沿上料架上升的高度有液壓缸活塞的行程決定。該系統結構簡單、操作自由方便,減少了機械上料系統帶來的沖擊,使料斗運行平穩,并解決了料斗上下限位問題。卸料機構JDY型攪拌機采用液壓傾翻卸料機構。利用卸料液壓缸活塞的伸縮傾翻攪拌筒卸料,攪拌筒的傾翻角度由液壓缸的行程來決定。該機構具有機械式傾翻所無法比擬的良好使用性能,可針對不同混凝土的運輸工具,完成一次卸料或分批卸料,操作自如方便,并解決了攪拌筒卸料時的限位問題。電氣控制系統JDY型攪拌機的電氣控制系統原理圖可以參看《混凝土攪拌機》。供水系統JDY型攪拌機供水系統采用時間繼電器控制離心水泵電機供水量的結構,可參照自落式攪拌機系統。JDY500主要結構參數設計及計算結構尺寸的確定JDY500型單臥軸強制式混凝土攪拌機技術參數進料容量：800L出料容量：500L攪拌功率：15KW攪拌軸轉速：32r/min生產率：25/h最大骨料粒徑：卵石80mm碎石60mm整機質量：4000kg最大拖行速度：20Km/h結構尺寸的計算：進料容積：=800L〔1=2—4,取=2=1600L長經比：=1.1—1.3取=1.28〔2=〔3由解得D=1167.74取D=1200mm,則攪拌桶半徑R==600mm。代入中,求得L=12001536mm其中：——攪拌桶的容積——攪拌桶長度D——攪拌桶直徑攪拌機攪拌機葉片的設計葉片大小及葉片角度的選擇葉片大小與葉片數量的多少有關,原則上葉片的有效工作長度為1.2L,其中0.2L為葉片的大小在軸向方向上的重疊尺寸,這樣,一方面可以保證出料干凈,同時又能使葉片具有一定的磨損壽命,計算時可以近似為：R——葉片中心回轉半徑m——葉片數目,取m=6L——攪拌桶長取=代入數據,求得葉片高度h,綜合攪拌機功率和質量兩方面的因素考慮。取=則h=207.05mm,取h=210圖1.1為保證葉片能將整個筒底部都能刮到,則平均每個葉片在攪拌桶軸線方向上的投影長度今設計葉片為兩組,即三塊葉片為一組,一組中包括側葉片,中間葉片,中間傾斜葉片。其中側葉片,中間傾斜葉片與攪拌軸成,中間葉片與攪拌軸平行。根據設計思想中間葉片設計為圖1.2中間葉片葉片面積=81900由圖1.2葉片的結構圖計算中間葉片的形心為：==185,設計側葉片：考慮到側葉片的作用特點及實際考查,對其設計如下：圖1.3側葉片由圖1.3側葉片的結構圖計算側葉片的形心如下：==1350000+5000000+333333+250000+666666=7579000==135000+7750000+316666+1525000+741666=10468332葉片的最大線速度式中：g——重力加速度R——葉片中心回轉半徑m——物料下滑的初始水平夾角——物料滾動時的阻力系數取==0.05=1.6取=1.5容積利用系數的分析容積利用系數的選擇,主要以攪拌機的優劣為依據。在確定攪拌機質量的前提下,越大越好,這樣幾何容積能充分的利用。此外,的大小還受到其它條件的約束,第一,攪拌機的設計需要考慮應具備超載10%的能力,第二,按設計標準規定,出料體積與進料體積之比為0.125,而幾何容積應大于進料體積,故以上兩個約束使得的上限不得大于0.58即：===0.58JDY500攪拌機攪拌功率的計算及電機的選擇由公式又由《混泥土機械》得到形式簡單、運用方便、精度與實際較吻合的單臥軸攪拌機工作阻力距M的近似表達式：其中;將參數整理得式中：代入數據：=8.7其中：——葉片最大線速度N——計算攪拌功率M——工作阻力距——額定容量選取減速器的效率=0.9,聯軸器效率取=0.95,皮帶傳動效率=0.96則KW根據理論計算選用功率為17.52KW的電機可滿足要求,但根據實際工作狀態及實際現場考察,則選用功率為18.5KW電機即可滿足工作要求。選用-4電機。其基本參數如下：型號額定功率/kW額定電流/A轉速/〔r/min效率/%功率因數cosθY-180M-418.535.91470910.86JDY500傳動比及軸動力參數計算傳動比計算：根據實際要求〔攪拌機攪拌軸的轉速=35,電機轉速為=1470=42,〔代表減速器的傳動比由前面計算可知,=16所以帶的傳動比為==2.625高速軸動力參數計算：各軸運動及動力參數：由前面計算可知,電動機的功率為18.5KW0軸：即電動機軸==18.5KW,=1470===120.181軸：即減速器高速軸查手冊,得帶傳動的效率為=0.96===18.50.96=17.76KW====560=302.872軸：即攪拌機軸查手冊,得減速器的傳動效率為JDY500攪拌機減速器的選擇及帶的計算減速器的選擇：確定所需減速器的額定功率JDY強制式攪拌機為中等沖擊,查《機械設計手冊》得,=1.5,考慮到攪拌機每天24小時工作,將在加大10%,選取啟動系數和可靠度系數,查表得=1.12,=1。得出計算功率。=——計算功率,——載荷功率,——減速器公稱輸入功率——工況系數,——啟動系數,——可靠度系數,=17.761.51.1=32.82kW為滿足機械強度要求按i=16,n=560r/min,接近公稱轉速750r/min,查表,初選ZLY224-16型,其中,i=16,n=750r/min,=71KW,當=560r/min時,折算公稱功率,==53.01KW,符合要求,因此選用ZLY224-16減速器。校核熱平衡許用功率熱平衡許用功率應滿足=或式中——計算熱功率,KW。,——減速器熱功率,無冷卻裝置為,有冷卻裝置為。——環境溫度系數。——載荷率系數。——公稱功率利用系數。查表得：=1.35,=1〔每天24小時連續工作,=1.25。得出熱平衡許用功率：==29.97〔KW查表對于ZLY224-16型=60—110KW,故熱平衡達到要求。帶的計算一．確定計算功率：=,——工作情況系數查《機械設計》課本表得,=1.2=1.218.5=22.2KW二．選擇帶型：根據計算功率和小帶輪轉速n查課本圖,選定帶型為B型,=90—180mm〔以代三．確定帶的基準直徑和：.初選小帶輪的基準直徑,根據v帶截型,參考《機械設計》課本選取基準直徑=140mm,外經=145.5mm。.驗算帶的速度v根據V=來計算帶的速度V==10.77〔m/s對于窄V帶=35—40m/s,易知V,且V5m/s。.計算從動輪的基準直徑==2.625140=367.5mm,取=400mm,=405.5mm。四．確定中心距和帶的基準長度取0.7〔+2〔+即0.7〔140+4002〔140+4003781080取=700mm,=2+〔++=2700+〔140+400+=2271.9mm查表選取和相近的V帶的基準直徑長度=2500mm,極限偏差。由于V帶的中心距一般是可以調整的,故可以采用下式作近似計算：=+=700+=814.05mm,取=850mm。=—0.015=850—37.5=812.5mm=+0.03=850+75=925mm。五．驗算主動輪上的包角：根據〔至少得=。六．確定帶的根數Z：.查表8-8,取包角系數=0.96,.查《機械設計標準應用手冊》表,取長度系數=1.0,.查表8-5a,取單根V帶的基本功率=4.91KW,.查表,取=0.56KW,===4.227取帶的根數為5,即Z=5。JDY500攪拌機聯軸器的選擇聯軸器的選擇：查《機械設計標準應用手冊》得,推薦聯軸器的計算轉矩公式為：式中——聯軸器的計算轉矩——聯軸器的理論轉矩——聯軸器的公稱轉矩——驅動功率——驅動功率——聯軸器的工作轉速——聯軸器的工作情況系數聯軸器理論轉矩的計算,效率取查表,得工作情況系數K=1,則考慮到混凝土攪拌機有沖擊載荷,工作情況不是很穩定,查標準手冊考慮選用彈性柱銷齒式聯軸器。彈性柱銷齒式聯軸器特點：適用于聯接兩同軸線的傳動軸系,具有一定的補償兩軸相對偏移和一般減震性能。工作情況溫度為-20—70,傳遞公稱轉矩為100—2500000。因為其具有傳遞扭矩大,外形尺寸較小的特點,更換彈性元件仍比較簡便,所以這里選用彈性柱銷齒式聯軸器。查表《機械設計手機》,得選用ZL7的彈性柱銷齒式聯軸器可以滿足要求,其基本參數如下：型號公稱轉矩許用轉速軸孔直徑軸孔長度DB質量m轉動慣量IY型型ZL7100002900100,11026011366.30.56216167鍵的選擇：選擇鍵聯接的類型和尺寸一般選用平鍵聯接,所以這里也選用圓頭普通平鍵.與聯軸器配合的軸直徑d=95mm,從《機械設計》表中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=28mm,高度h=16mm,聯軸器軸孔長度=167mm,并參考鍵的長度系列,取鍵長:L=140mm。校核鍵的連接強度查表,得許用擠壓應力=100—120,取=110,鍵的工作長度=L—b=140—28=112mm,鍵與聯軸器鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.516=8mm,代入求得==102.47=110.符合強度要求。所以鍵的標記為：鍵GB/T1096—1979.攪拌軸的設計：一．軸的結構設計就是要合理地定出軸各部分的幾何形狀和。影響軸的結構的因素很多,如軸在機器中的安裝位置及形式,軸上零件的布置和固定形式,軸的受力情況,所采用的軸承類型和尺寸,軸的加工和裝配工藝的技術要求等。因此,軸的結構沒有標準的形式,設計時必須根據具體設計要求進行綜合考慮。一般說來,軸的結構應滿足以下要求：軸就便于加工,軸上零件應易于安裝、調整和拆卸〔制造安裝要求；軸的受力要合理,應力集中小；軸上零件應定位準確、固定可靠；軸的加工工藝性好。二．減速器輸出軸經聯軸器到攪拌軸,主要承受扭矩的作用,所以按扭轉強度條件計算,采用以下公式進行軸直徑的初步計算：即：其中：——軸的抗扭截面模量,單位d——計算截面處軸的直徑,單位mm——扭轉切應力,單位T——軸所受的扭矩,單位——許用扭轉切應力,單位為攪拌軸選用45鋼,=30-40,取=40.代入數據得=80.307根據減速器的軸孔直徑,取,即為攪拌軸軸頭直徑。再根據鍵長度及減速器軸孔長度,取第一段軸長度.如圖5.1所示。三．因為攪拌軸的轉速不高,且同時承受有規律的軸向力作用,根據實際情況,擬用圓錐滾子軸承,型號為32122,其內徑為110mm,所以第二段軸徑為,根據軸承、擋油盤及軸承端蓋的寬度,取,如圖5.1所示。四．根據攪拌臂及軸的裝配工藝性,為便于軸上零件的裝拆,并能進行位置和間隙的調整,把軸設計成蹭粗兩端漸細的階梯軸。取,。五．根據軸承內徑,取,由軸承、擋油盤寬度,取。圖5.1攪拌軸JDY500攪拌機攪拌軸與攪拌臂受力計算及校核攪拌軸受力計算及校核確定各葉片所受阻力作用在軸上的位置、大小及方向位置的確定由前面算得=146.41,則側葉片距端板距離為考慮到攪拌桶內耐磨層的厚度及側葉片不能與端板相接觸,取。則,側葉片形心距端板耐磨層的距離=100+12=112。由于對稱性,即每組葉片占據攪拌筒的750,則除去側葉片還有=638。所以根據實際情況分配中間葉片形心距端板=370,第三塊葉片距端板=660。攪拌受力分析.回轉半徑470攪拌軸受力N由攪拌機的實際工作情況,考慮將攪拌臂安排相互成當有四個葉片參與工作時,軸所受的力最大,也是最危險的情況。即這時號葉片參與攪拌。這里采用近似計算：內葉片,形狀大小相同；,形狀大小相同,其中式中：——攪拌軸上一號葉片所受的切向力——攪拌軸上二號葉片所受的切向力——攪拌軸上五號葉片所受的切向力——攪拌軸上六號葉片所受的切向力=1667=2971攪拌軸上各力分析：1.側葉片受力分析,=1399N2.中間葉片受力分析中間葉片只承受切向力=2971攪拌軸上彎矩和扭矩分析取軸兩端的支撐點距端板內壁=38.軸的受力分析如下圖：1．為了便于計算,現對葉片給軸的力作如下分析：令軸向為Z軸,垂直軸向外為X正方向,垂直軸向上為Y軸正方向,則2.兩支承點的受力計算=360A,B,C,D四個地方彎矩和扭矩的計算A點：B點：C點：D點：彎扭合成強度計算,取折合系數A：B：C：D:校核軸的強度：根據第三強度理論,得由以上計算可知,B點的最大,查《機械設計》表得=60=77根據前面的計算可知,攪拌軸的最小軸經=95mm,可知攪拌軸的強度符合要求。攪拌臂的受力計算攪拌臂的受力分析由攪拌臂的實際受力情況,科將攪拌臂受力分析如下圖：在這里攪拌臂主要是承受彎矩的作用——攪拌臂上受到的彎矩——攪拌臂所受的切向力——距切向力受力端的距離攪拌臂的設計攪拌臂受彎矩當,共同作用時,攪拌臂受切向力最大,所受彎矩也最大。由前面計算知：攪拌臂所受的最大彎矩試取選攪拌臂材料為,彎曲疲勞極限=170取h=90,則攪拌臂連接螺栓的選擇1.在切向力F作用下,螺栓組受到傾翻力矩M的作用2.螺栓所受拉力的計算即,螺栓所受軸向工作載荷F==7267,即螺栓所受的軸向力。3.在力F的作用下,根據聯接接合面不滑移的條件,則這里取=1.2,取4.螺栓受的總拉力取,則5.螺栓危險截面的直徑〔螺栓小徑,查表取=180考慮到螺栓的安全性和壽命,選用螺紋公稱直徑。軸承的選擇及校核：一.因為攪拌軸的轉速不高,且同時承受有規律的軸向力作用,根據實際情況,擬用圓錐滾子軸承,型號為32122單獨作用效果和單獨作用效果相一致,而且產生軸向力最大,也最危險,因此考慮一種情況即可。由前面計算易得二.查《機械設計師手冊》,得Y=1.4,三.求軸承當量動載荷和,查手冊,得因為根據教材表13—5,得徑向載荷系數和軸向載荷系數為對軸承1,。對軸承2,。因軸承運轉中屬于中等沖擊載荷,查教材,,取則計算軸承壽命：符合要求。JDY500攪拌機液壓系統的設計上料部分計算計算上料料重進料容量,出料容量上料料重其中式中：——混凝土密度=,取=2.45——重力加速度料斗重這里采用近似計算設上料斗的壁厚h=0.5其中：——鋼材的密度,取取所以料斗和料總重：上料部分受力分析其中：——摩擦系數,查《機械設計課程設計》表4.2-6,,但由于料斗與上料導軌相對運動是滾動形式,摩擦系數不大,考慮到工作情況,取。考慮到其他配重及摩擦力,取由于使用液壓驅動,受到液壓桿伸長和速度的限制,這里考慮使用動滑輪組來達到提速和增加料斗行程的方式。選用6倍增速作用,則液壓桿的理論推力。傾翻部分計算攪拌筒與混凝土的總重量：考慮攪拌軸和其它部件,取則其中：——摩擦系數,查《機械設計課程設計》,攪拌機軸肩與支座是脂潤滑,,取。易知液壓系統的優化改進液壓系統的工作原理液壓系統由齒輪泵、油箱、液壓缸、多路電磁換向閥、單向節流閥、先導式溢流閥、耐油橡膠臂等組成。齒輪泵由電機驅動．通過多路等換向問改變供油路線。將油箱內的液壓油送入提升或傾翻油缸的上腔或下腔．使料斗上升或下降或使攪拌筒傾翻或復位。液壓原理圖如下：在這一系統中,料斗上料和回程的速度都是由液壓泵的流量決定,為了加快上料斗回程速度,提高工作效率,降低液壓系統的成本,經過對攪拌機上料斗回程時工作狀況的分析計算,我們對液壓系統進行優化改進。上料回程時工作狀況分析計算由前面計算得,料斗對鋼絲繩的拉力為：=為了減少油缸的行程和提高料斗的運行速度,提升油缸使用了一個放大倍數為6的增速滑輪組,當由料斗自重拉動油缸回程時,這個增速滑輪組相當于6倍的省力滑輪組。此料斗對油缸的拉力為:上料回程時的各種阻力為：其中：--回程阻力,當油流回油箱時,=0--油缸在起制動、換向時的慣性力,本機的油缸工況可取=0--油缸滑輪組的滾動摩擦阻力,約為1000N--液壓缸密封圈的摩擦阻力,約為1470NP=0+0+1000+1470=2470N,T>P.液壓系統的改進由以上計算結果可知,不需要提升油缸提供回程壓力,料斗靠自重完全可以回程。在改進后的油路系統中,傾翻油缸的控制油路跟改進前的油路是完全一樣的,而提升油缸的控制油路在多路換向閥處作了改變,并把提升油缸B端的高壓油管用一根通氣管代替,通氣管出口接到油箱上部,保證油缸回程吸氣時吸人潔凈的空氣。當電磁換向閥1YA得電,壓力油由換向閥和高壓油管在A端注入提升缸左端,右腔空氣經B口由氣管排出,油缸推動料斗上升。當電磁換向閥2YA得電,在料斗自重拉力T的作用下,液壓缸活塞桿回縮,左腔的液壓油經A口、油管、多路閥排回油箱,同時溢流閥打開,液壓泵的供油由溢流閥卸回油箱,料斗由上料架頂端快速滑落回底端返回到裝料位置。回落速度由單向節流閥的開口決定。本機的液壓系統做了以上的改進后,可少使用一條高壓油管,降低成本一百多元,當料斗回程時,滋流閥起卸荷閥的作用,使油泵卸荷,降低功率損失和系統發熱,同時料斗在自身重力的作用返回裝料位置,返回速度不受油泵供油量的影響,加快了料斗的回程速度,提高了生產效率。JDY500攪拌機液壓部件的設計選擇液壓泵的選擇液壓缸主要參數的確定：1.上升液壓缸內徑D的計算其中：F——負載——液壓缸的工作壓力,〔該液壓部分屬于工程機械的輔助機構,工作壓力,取則查《機械設計師手冊〔下》得,取液壓缸的內徑2.流量的計算考慮攪拌機的工作周期,取活塞外推速度則其中：——液壓缸的流量——活塞外推速度D——液壓缸內徑=0.3925考慮到成本及實際應用場合,擬選用CBF_E10型齒輪泵〔XX液壓泵廠:基本參數如下：理論排量壓力轉速10額定最高額定最高162025003000液壓電機的選擇確定液壓泵的驅動功率：由P=Pp*Qp/ηP

式中pp——液壓泵的最大工作壓力〔MPa；

QP——液壓泵的流量〔m3/s；ηP——液壓泵的總效率,參考下表液壓泵類型齒輪泵螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0.7～0.850.65～0.800.60～0.750.80～0.85液壓缸在整個工作循環中的最大工作壓力為20Mpa,根據經驗取進油路上的壓力損失為0.8Mpa,則查手冊,選用Y160L―6型三相異步電動機。三相異步電動機技術數據如下:型號額定功率\kW額定電流\A轉速\r/min效率\%功率因數cosθ堵轉轉矩\額定轉矩\r/min堵轉電流\額定電流\A滿載轉速\r/min最大轉矩\額定轉矩\r/minY160L―61124.6970870.782.06.514602.0液壓缸的設計計算提升液壓缸的設計計算：1.內徑D的計算：其中：F——負載——液壓缸的工作壓力,〔該液壓部分屬于工程機械的輔助機構,工作壓力,取則查《機械設計師手冊〔下》表,取去液壓缸的內徑2.活塞桿直徑的計算：根據下表：液壓缸工作壓力p/MPa≤1012.5~20>20往復速度比Φ1.331.4~22選取往復運動速比根據速比的要求和液壓缸的推力確定,,查表30-108,取。3.缸筒壁厚的計算：當時,可用下式來計算缸筒壁厚其中式中：——缸內最高工作壓力——缸筒許用應力,——缸筒材料的抗拉強度S——安全系數,通常取S=5這里選用35號的碳素鋼管,查《機械設計師手冊》表得=520,=20代入上式得液壓缸用精密無縫鋼管,優先選用尺寸系列,查表,取壁厚傾翻液壓缸設計及計算：1.傾翻液壓缸內徑D的計算：考慮液壓缸不是總沿著攪拌筒最大圓方向作用,取傾翻液壓缸受力F=12000N。。其中工作壓力取=402.活塞桿直徑的計算根據速比的要求和液壓缸的推力確定,有前表選取往復運動速比查表30-108,取3.缸筒壁厚的計算取液壓缸的選取查《機械設計師手冊》表,選用提升液壓缸型號為DG-J100C-選用傾翻液壓缸型號為DG-J40C-。其參數如下：缸徑桿徑活塞面積推力拉力最大行程〔大端<小端>1005578.5453.911256608765020004002212.58.6320160138001200液壓桿強度和穩定性校核活塞桿的最長長度,所以其強度校核按下式進行其中式中：F——液壓桿的最大作用力——活塞桿直徑——空心活塞桿的內徑——活塞桿的拉〔壓應力——活塞桿材料的許用應力,,安全系數S=2-4,取S=3。這里采用實心活塞桿,,活塞桿材料選用45號碳素鋼,查表得,取,符合要求。液壓管件的選擇提升液壓管件的選擇鋼管子內徑按計算其中式中：Q——液體流量——按管內油液推薦流速選定管內油液的推薦流速：吸油管道：；一般取以下。壓油管道;;壓力高或管道較短時取大值,反之,取小值;油液粘度大時取小值；短管道及局部收縮處。回油管道：。吸油管道內徑,取,則。壓油管道內徑,取,則回油管道內徑,取,則查《機械設計師手冊〔下》得吸油管道內徑,外徑,管接頭,壓油管道內徑,外徑,管接頭,回油管道內徑,外徑,管接頭,傾翻液壓缸管件選擇：由于傾翻液壓缸相對機架不能保持相對靜止,所以傾翻液壓缸的管道采用膠管聯接。膠管內徑與流量有關,它們的關系如下式：其中式中：A——膠管的通流面積Q——管內液體流量——管內流速,通常膠管允許流速,這里取代入數據,求得查《機械設計師手冊〔下》得,選用A型鋼絲纏繞液壓管。由于使用頻率高及經常彎扭作用,所以膠管要按降低40%來計算.選用液壓管代號為,內徑,其基本參數為：內徑鋼絲層外徑膠管外徑工作壓力最小彎曲半徑膠管長度尺寸公差尺寸公差尺寸公差30190尺寸公差10+0.4-0.22225+1.0-0.85液壓油箱的選擇油箱的有效容積應根據液壓系統發熱、散熱平衡的原則來計算,對于一般的情況來說,油箱的容積可以按液壓泵的確定流量估算出來。其中,可按下面的經驗公式來確定油箱容量V:式中：——液壓泵的流量；α——經驗系數,見表系統類型行走機械低壓系統中壓系統鍛壓機械冶金機械α1～22～45～76～1210在中壓系統中＝5-7,取=6；查手冊表液壓泵站油箱公稱容量系列,得。液壓閥的選擇一．閥的規格,根據系統的工作壓力和實際通過該閥的最大流量,選擇有定型產品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選取；選擇節流閥和調速閥時,要考慮最小穩定流量應滿足執行機構最低穩定速度的要求。控制閥的流量一般要選得比實際通過的流量大一些,必要時也允許有20%以內的短時間過流量。二．參考《機械設計手冊》選取電磁換向閥,型號為：DSG-01-3C*-*-50,本電磁換向閥配有強吸力、高性能的濕式電磁鐵,具有高壓、大流量、壓力損失低等特點。其技術規格如下：通徑10介質礦務油、磷酸酯介質溫度〔℃-30～80最大流量〔L/min63重量〔kg1.6～2.2T口允許背壓/MPa16三．參考《機械設計手冊》選先導溢流閥溢流閥的主要用途：1.作定壓閥,保持系統壓力的恒定2.作安全閥,保證系統安全3．使系統卸荷,節省能量消耗4.遠程調壓閥用于系統高、低壓力的多級控制所選先導溢流閥的型號〔參數如下：名稱公稱通徑/in調壓范圍/MPa最大流量/Lmin^<-1型號重量/kg先導型溢流閥3/80.5～25.0100BT-03-*-325.0四．參考《機械設計手冊》選單向節流閥：SR型節流閥用于工作壓力基本穩定或允許流量隨壓力變化的液壓系統,心控制執行元件的速度。所選節流閥的型號〔參數如下：名稱節流閥公稱通徑/mm10型號SRT031050調壓范圍/MPa0.5～25.0額定流量/Lmin^<-1>30最小穩定流量/Lmin^<-1>3重量/kg1.5最高工作壓力/MPa25介質礦物液壓油介質粘度/m2s-1<15～400>10-6介質溫度/0C-15～70生產廠家XX油液亞公司五．參考《機械設計手冊》選單向節流閥：所選節流閥的型號〔參數如下：名稱節流閥公稱通徑/mm10型號SRT031050調壓范圍/MPa0.5～25.0額定流量/Lmin^<-1>30最小穩定流量/Lmin^<-1>3重量/kg1.5最高工作壓力/MPa25介質礦物液壓油介質粘度/m2s-1<15～400>10-6介質溫度/0C-15～70生產廠家XX油液亞公司六．過濾器的選擇根據題目要求和系統性能的考慮,選擇將過濾器置于壓油路上,并選擇紙質過濾器型號〔參數如下：型號:ZU-H63×20S通徑/mm：20流量/<L/min>:63額定壓力/MPa:31.5過濾精度/μm:20原始壓力損失/MPa:0.1允許最大壓力損失/MPa:0.35重量/kg:9.3發信號裝置電壓/V:24發信號裝置電流/A:0.2連接形式：螺紋連接外形尺寸/mm|h:312外形尺寸/mm|A:128外形尺寸/mm|B:86外形尺寸/mm|B1:44外形尺寸/mm|D:φ124外形尺寸/mm|D1:φ102外形尺寸/mm|M:M33×2鋼絲繩及滑輪的選擇按來計算,即其中式中：——鋼絲繩最小直徑——鋼絲繩最大靜拉力——選擇系數查《機械設計手冊》表,得在n=5〔最小安全系數時等于0.100,代入上式得同時,其中——安全系數,——所選用的鋼絲繩的最小破斷拉力。查表,根據鋼絲繩的公稱直徑,選,鋼絲繩的公稱抗拉強度,采用鋼芯鋼絲繩,鋼絲繩的最小破斷力,鋼絲繩規格為第一組類。查表得滑輪的選用系列與匹配,由鋼絲繩的直徑,選對應滑輪直徑D=400mm,滑輪選用F型滑輪結構。安裝說明1.在安裝前,對所有機件表面的毛刺切屑,油污等臟物必須清除干凈。2.安裝時,對有相互配合的工件,其表面要清洗干凈,并涂以潤滑油。3.安裝各種氈圈,墊片的地方,在安裝后不得有泄漏現象。4.起固定作用的各類緊固件,必須正確固定,不準有松動現象。5.軸承必須緊靠在軸肩上,定位準確,不準留有間隙,以防止軸承軸向竄動,正常情況下,軸承應轉動良好。6.安裝上料架時,原料不得扭曲變形,軌道不平行度小于2mm,R50處必須圓滑過度。7.安裝完畢,在試驗啟動前,應檢查是否有障礙物。啟動后,觀察運行情況是否正常。8.液壓系統的安裝〔1安裝前,油路零件清洗干凈,油管不得用汽油清洗；〔2各部件密封可靠,不得漏油；〔3液壓油清洗優質,不得油雜志,乳化等現象；〔4安裝上料系統,卸料系統對液壓系統的要求：ⅰ.在提升卸料液壓回路中,液壓泵必須油良好的啟動特性,以使克服起升、卸料阻力矩滿足最大起重量,卸料量的要求；ⅱ.對液壓系統的動力裝置,電動機要求必須具有足夠的輸出轉數,以使滿足上料速度和卸料速度的要求；ⅲ.在液壓系統中必須設置能夠限壓調速的裝置。使用說明準備工作1.根據施工組織設計總平面圖確定攪拌機的安裝放置位置,并應根據季節情況搭設攪拌機工作棚,棚外應按有排除清洗攪拌機廢水的溝道,經常保持操作工作場地的整潔。2.攪拌機必須安裝在堅實平整的地面上,撐腳放下后要使整個平臺受力均勻一致,當攪拌機在一個工地使用期較長時,為防止底架腐蝕,防止灰土泥水侵蝕,此時機架需用枕木墊起,并使出料口一邊略高一點,以利出料和防止外側下沉。3.檢查傳動部分的防護罩有無松動,鏈帶松緊是否適宜,各聯結螺栓是否緊固,進料鋼絲繩有無斷絲現象,尤其是聯結處是否可靠.4.每班工作前要先進行空車試運轉,檢聽各部分運轉聲音是否正確,檢查離合器,制動器工作是否可靠,待確認無誤后在攪拌筒加清水攪拌3分鐘,然后將水放出,再正式投料攪拌。操作要點1攪拌機操作人員應比在墊有橡膠或干燥木板的操作臺上進行操作,運轉過程中不得用手或工具等物伸入攪拌筒內進行扒料出料,也不得在進料時將頭或手伸入料斗與機架之間進行查看或探摸進料情況。2骨料規格不得超過攪拌機的許可范圍,否則不得使用,加料時應待攪拌葉片達到正常運轉時速進行。加料的順序是先放砂子,再放水泥,最后放石水,以免水泥粘結筒壁.不得中途停機,或在滿負荷時起動攪拌機。3料斗升起時,嚴禁在下方工作或穿行,料坑底部要墊草墊,落下料斗時要輕放,以免損壞機件,清理料坑時,或平時休息時,應須將料斗用鏈條扣牢。4經常注意攪拌機的運轉情況,如發生事故不能繼續運轉時,應立即切斷電源,將攪拌筒內的混凝土清除干凈,然后進行檢修。5工作中如遇停電,應立即拉開電源開關,并將筒內存料清出,如需筒內進行清洗或工作結束后準備下班時,除拉開電源開關外,還須在開關箱上加鎖。6作業過程中,不得進行檢修,調整和加油,并勿使砂石等物料落入機器的傳動機構內。試運行強制式混凝土攪拌機是靠蝸輪旋漿的旋轉而攪拌物料的。它的使用、檢查、試運轉與調整等工作可以參照自落式鼓筒形混凝土攪拌機進行,至于機械的運行是否正常,則須在試運轉或在使用中觀察其運行情況,如發現故障應及時排除。JDY500攪拌機常見故障及排除方法：故障現象主要原因排除方法攪拌鏟轉不動攪拌裝置加料過多,動力超載攪拌混合物料有大石子卡住拌鏟更換進料、按規定進料容量投料清楚卡塞的物料減速器有異響齒輪損壞齒輪嚙合不正常缺少潤滑脂漲套松弛更換齒輪調整齒輪軸線間隙4.8mm添加潤滑油到規定值換漲套攪拌時有撞聲攪拌鏟或刮板松弛或翹曲致使和攪拌臂相撞緊固攪拌鏟或刮片的聯接螺栓,檢修調查拌鏟、刮板之間的間隙運轉中卸料門漏漿物料門封閉不嚴卸料門周圍存粘結物過厚調整卸料底板下方的螺栓清除殘存的粘結物上料斗滾輪常動螺釘松動擰緊螺釘上料斗滾輪滑動不轉軸承磨損清洗更換上料斗鋼絲繩斷絲磨損嚴重更換上料斗鋼絲繩卡住脫槽復位料斗上升顛簸軌道變形滾輪導向輪磨損不均勻修正更換攪拌葉片磨損間隙過大調整或更換,間隙3～5mm攪拌筒襯板松動螺栓松動磨損嚴重擰緊螺栓更換鏈條磨損不均勻安裝位置不正調整減速器漏油密封圈磨損更換水泵不出水有空氣葉輪磨損打開泵體上部螺塞灌水更換葉輪供油器不供油蝸桿蝸輪磨損嚴重分配閥軸卡住標塞磨損嚴重無油濾板和濾網堵塞更換檢修或更換檢修或更換加油清洗浮動密封處漏漿浮封環磨損嚴重更換維護保養1清除機器上的污垢及障礙物,按規定對各潤滑處加油,防止潤滑不良,使其提前破壞。2經常對電路控制設備,鋼絲繩,鏈帶松緊度以及軸承和電動機的溫度進行檢查。3班前進行試運轉,各機構要工作可靠,音響正常.4每班工作后對攪拌機進行全面清洗,并在攪拌筒內放入清水及砂子運轉10－15分鐘后放出,再用竹掃帚進行洗刷。遇冰凍季節,應放盡水箱及水泵中的存水,以防凍裂。5非工作時間,應將料斗落到基坑,如需升起則應用鏈條扣牢。6檢查緊固各部分螺栓,并對松動的螺栓進行緊固。結論本次畢業設計,我主要對JDY500攪拌機攪拌裝置,液壓系統進行了設計。在設計過程中,主要包括以下幾個方面的工作：一．對攪拌機的基本參數進行計算,包括攪拌筒的容量及半徑;二.對攪拌機的攪拌葉片進行尺寸設計及相應的計算;三.據經驗公式確定攪拌機所需的功率,由攪拌機的實際工作情況選擇所需要的電機；四.由于攪拌機攪拌軸的轉速不高,而電機的轉速遠遠大于它,所以必須對電機輸出轉速進行減速。電機輸出到攪拌軸需要經過帶輪和減速器,由于減速器可以直接選用,而且具有固定的傳動比。所以這里進行了減速器的選取和帶輪的設計,同時選擇了帶型和聯軸器；五.攪拌機攪拌軸非常重要,對攪拌機攪拌軸進行了設計計算,同時還對其進行了強度校核。由于JDY500型攪拌機的攪拌軸的轉速不高,且同時承受有規律的軸向力作用,根據實際情況,選用圓錐滾子軸承,型號為32122,這樣在滿足使用要求的條件下簡化軸端密封的復雜設計,降低了成本；六.對軸承、鍵、攪拌臂上的螺栓進行了選擇和校核計算；七.對液壓系統進行了設計,包括以下幾方面：1.對上料料斗和傾翻筒進行受力計算；2.繪制液壓系統原理圖,并對其進行改進優化；3.通過計算選擇合適的液壓泵和電機；4.對液壓缸進行尺寸設計、選擇及校核；5.對液壓閥、液壓油箱、液壓管件進行了選擇；八．對攪拌機的鋼絲繩和滑輪進行了計算選擇。整個設計,我對以前攪拌機進行了一些改進,使得攪拌機更符合實際的需要,功能更加完善。致謝三個月忙碌而又充實的畢業設計轉眼間即將過去了,畢業設計是對大學學習生活的一次綜合檢驗,其目的就是為了融會貫通我們在各個階段的學習成果。通過畢業設計,可以培養我們綜合運用基礎理論、基本知識和基本技能,分析和解決實際問題的能力。本次設計題目JDY500攪拌機攪拌裝置及液壓系統設計,所要完成的設計有：攪拌筒的尺寸設計,攪拌葉片的設計,攪拌軸的設計,攪拌臂的設計,液壓缸的設計,液壓系統的改進設計等,通過這些設計,鞏固以前所學的知識,也為以后的學習和工作打下了堅實的基礎。本次設計是在王正浩老師的精心指導下進行的。老師嚴謹治學細心指導的工作態度給我留下深深的印象。本次設計結束了,在此向老師致以誠摯的感謝,并向四年來所有給與我關心幫助的各位院領導、老師及同學們表示最由衷的感謝。特別感謝XX理工大學給了我這次學習深造的機會。沈理工成就了我的現在,也將成就我的將來。飲水思源,我將在以后的人生中用不竭的努力回報沈理工對我的教育之恩。誠然設計的過程是艱苦的但隨著在不停的設計、修改、再設計、再修改的反復過程中完成了設計任務,從而加深了對所學知識的理解和運用。一種成就感和自豪感油然而生。若說四年的學習是一種量的積累,那么這三個月便是完成了質的飛躍。設計已臨近尾聲,畢業的鐘聲即將敲響,此時此刻心中可謂是百感交集。我深深知道自己還有很多缺點,在以后的學習生活中會努力改正。感激機械學院的老師們和王正浩老師賦予我的專業知識,感謝同學給予我的幫助,我將以沈理工老師賦予的知識技能努力走向下一段人生旅途,譜寫更加輝煌的人生篇章。參考文獻田齊著《混凝土攪拌樓及瀝青混凝土攪拌站》,中國建材工業出版,2005陳宜通著《混凝土機械》,中國建材工業出版,2002馮忠緒著《混凝土攪拌理論及設備》,人民交通出版社,2002馮忠緒著《工程機械理論》,人民交通出版社,2003同濟大學著《起重運輸機械及混凝土制品機械》,中國建筑工業出版,1982黃大能著《新拌混凝土的結構與流變特性》,中國建筑工業出版社,1983陳志平著《攪拌與混合設備設計選用手冊》,北京化學工業出版社,2004龔鐵憑譯《國外混凝土機械》,中國建筑工業出版社,1983鄧愛民著《商品混凝土機械》,人民交通出版社,200010.李壯云著《液壓元件與系統》,機械工業出版社,200511.鞏云鵬著《機械設計課程設計》,東北大學出版社,200012.成大先著《機械設計手冊液壓傳動》,化學工業出版社,201013.孫志禮、馬星國等著《機械設計》,科學出版社,200814大西清著《機械設計制圖手冊》,科學出版社,200515.官忠范著《液壓傳動系統》,機械工業出版社,2004附錄MINIMIZINGDYNAMICRESPONSEOFCOUNTER-ROTATINGENGINESTHROUGHOPTIMIZEDNODEPLACEMENTPeterD.HyltonPurdueSchoolIndianaABSTRACTIthasbeenpreviouslyproposedthatalow-speedrotorbalancingprocedurecanbesuitableforsupercriticalshafting<GT2008-50077>.Thatpaperdocumentedthenecessityoftakingintoaccountnodallocationsinthebendingmodeshapesofasupercriticalrotorwhendesigninganoptimumbalanceprocessforsucharotor.Thisisduetothefactthatbalancecorrectionforces<orforthatmatter,anyforces>havetheleastimpactwhenappliednearthenodesofaparticularmode.Thisresultledtoconsiderationthatnodelocationoptimizationcouldhelpwithanotherissue,i.e.theexcitationofbackwardexcitedwhirlmodesinacounter-rotatingsystem.Whendesigningatworotorgasturbine,therearedistinctadvantagestohavingthetworotorsturninoppositedirections.Amongthesearetheabilitytoshortenandlightentheenginebyreducingthelengthoftheenginesincearowofstaticturningvanescanbeeliminated.Theenginecanbefurtherlightenedbyinclusionofaninter-shaftbearingwhicheliminatesstaticbearingsupportstructure.Additionalreductioningyroscopicmaneuverloadsanddeflectionscanalsobeachieved,thusresultinginmultiplebenefitstoacounter-rotatingsystemwithaninter-shaftbearing.Unfortunately,theexcitationofbackwardwhirlmodesofonerotor,whichwouldnormallynotbeamajorconcerninaco-rotatingengine,canbeasignificantissuewhenexcitedinsuchacounter-rotatingenginethroughtheinter-shaftbearing,whichservesasaconduitforforcesfromtheotherrotor.However,thelogicoftheearlierstatementregardingtheeffectivenessofforcesappliedat,ornear,anodalpointledtothehypothesisthatoptimizingthenodallocationsrelativetotheinterfacepointsbetweentherotorscouldminimizetheresponsivenessofthesystem.Thisledtothehypothesisthatbyoptimizingthenodeplacementrelativetotheinter-shaftbearing,itshouldbepossibletominimizetheexcitationofthebackwardmodes.Thispaperexaminesthatpropositionanddemonstratesthatconsideringthisaspectduringthedesignofsuchanenginecouldleadtosignificantbenefitintermsofminimizeddynamicresponses.Keywords:Balancing,Counter-Rotating,BackwardWhirlINTRODUCTIONInanefforttodesignandbuildsmaller,lightweightengines,thatarestillcapableofsignificantpoweroutput,gasturbinedesignershavemadeattemptstoeliminatestaticstructuresthroughdevelopmentofinnovativetwo-spoolengineconfigurations.AnumberofsuchresearchactivitieshavebeenfundedthroughadvancedtechnologyprogramssuchastheAirForce’sIntegratedHighPerformanceTurbineEngineTechnology<IHPTET>[1,2]andtheNationalAeronauticsandSpaceAdministration’s<NASA>HighSpeedRotorCraft<HSRC>[3]programs.Counter-rotationsystemshavebeenevaluatedinbothprograms[4,5]andfoundtoofferadvantages.Iftworotorsaredesignedtorotateinoppositedirections,thenitispossibletoeliminatetherowofturningvanesbetweenthelastrowofturbinebladesgoinginonedirectionandthefollowingrowofturbinebladesturningintheoppositedirection[6,7].Eliminationofthesevanesallowstheenginetobeshorterandthereforelighter.Freedman[8]haspointedoutthat,inadditiontothesavingsinlength,andthusweight,thereisalsoasavingsinrequiredcoolingairthatwouldhavebeenusedfortheremovedvanesandadditionallythereisagaininefficiencyduetoimprovedswirloftheairtravelingthroughthestages.AssummarizedbyZhaoandWang,"Thevanelesscounter-rotatingturbine,whichiscomposedofahighlyloadedsinglestagehighpressureturbinecoupledwithavanelesscounter-rotatinglowpressureturbine,isusedtosignificantlyincreasethethrust-to-weightratioofthepropulsionsystem."[9]Thesecondwaytoeliminatestaticstructure,andthuslengthandweight,istomove