混凝土攪拌機(jī)輸料管的清理器設(shè)計(jì)探究

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1、混凝土攪拌機(jī)輸料管的清理器設(shè)計(jì)探究 混凝土攪拌機(jī)輸料管的清理器設(shè)計(jì)探究 2019/01/23 摘要:混凝土攪拌機(jī)攪拌完成的混凝土?xí)ㄟ^管道輸送到指定位置,但是在實(shí)際操作過后會(huì)導(dǎo)致管道堵塞,從而降低工作效率。為了解決這一問題,首先實(shí)地考察管道存在的問題,查閱并了解相關(guān)文獻(xiàn)和資料,從而制定出管道清理器的基本設(shè)計(jì)方案。其次運(yùn)用UG三維設(shè)計(jì)軟件對清理器各個(gè)零件進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì),之后進(jìn)行裝配,繪制出整體三維模型。最后設(shè)計(jì)出了一種結(jié)構(gòu)簡單靈活,工作效率高,可靠性高的管道清理器

2、。 關(guān)鍵詞:混凝土攪拌機(jī)輸料管;管道清理器;機(jī)械結(jié)構(gòu);三維數(shù)字化設(shè)計(jì) 1研究背景 混凝土攪拌機(jī)廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域,它是把水泥、砂石骨料和水混合并拌制成混凝土混合料的機(jī)器,攪拌后的材料通過輸料管送到指定位置。但是在現(xiàn)實(shí)中會(huì)存在一些問題,由于輸料管又長又窄,會(huì)導(dǎo)致輸完料之后會(huì)有混凝土殘留在內(nèi)壁,時(shí)間久了會(huì)造成輸料管堵塞,從而降低工作效率,延誤工期。通常遇到這種情況工人們會(huì)用錘子敲擊管道使混凝土震碎,但這樣子做容易導(dǎo)致輸料管道破裂。國內(nèi)外暫時(shí)還未有專門產(chǎn)品來解決這一問題,所以有必要設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品來解決這一現(xiàn)象。本文結(jié)合實(shí)際問題設(shè)計(jì)出一種管道清理器將殘余混

3、凝土切碎并排出管外,從而提高工作效率,并且避免管道破裂造成損失。 2管道清理器整體結(jié)構(gòu)的概述 混凝土攪拌機(jī)管道清理器有一根主軸,軸的端部有一個(gè)刀盤,刀盤上有個(gè)內(nèi)齒輪,并與一個(gè)外齒輪嚙合,依靠一個(gè)電機(jī)來帶動(dòng)外齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而使刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行切削,而電機(jī)安裝在軸上的擋板上。軸的中間的左右端分別有三個(gè)機(jī)械臂成對稱安裝,依靠軸上的兩個(gè)強(qiáng)力彈簧來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的張緊。每個(gè)機(jī)械臂上都有一個(gè)輪子,每兩個(gè)軸向同一母線的輪子間用v帶和軸中間的輪子進(jìn)行連接。通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)中間輪子轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)機(jī)械臂上的輪子轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器的橫向進(jìn)給。 3進(jìn)給機(jī)構(gòu)的詳細(xì)介紹 近給機(jī)

4、構(gòu)由三組繞軸對稱的機(jī)構(gòu)組成,每一組機(jī)構(gòu)都是由電機(jī)帶動(dòng)同步帶轉(zhuǎn)動(dòng),再由同步帶帶動(dòng)與其固定的輪子轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)近給。每一個(gè)機(jī)械臂上的同步帶都有兩個(gè)輪子與其固定,使其受力均勻,從而可以很好的貼合圓形管道。清理器是依靠中間兩個(gè)強(qiáng)力彈簧的向外的彈力傳輸?shù)綑C(jī)械臂上形成一種向外擴(kuò)張的力,從而提高輪子與管臂之間的摩擦力,避免了在近給過程中出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象,同時(shí)在一定范圍內(nèi)也可以適應(yīng)不同管道的直徑。由于帶輪子的機(jī)械臂會(huì)有一定的擺動(dòng)幅度,并且同步帶也是撓性件,多以直接使用一個(gè)大的同步帶再帶動(dòng)兩個(gè)小的同步帶的結(jié)構(gòu),會(huì)出現(xiàn)機(jī)構(gòu)卡死或者同步帶松弛的現(xiàn)象。所以在這里可以在連桿上增加一個(gè)支撐臂,支撐臂上有一個(gè)小型彈簧,可以防止

5、同步帶松弛或者機(jī)構(gòu)卡死,支撐臂的頭部有一個(gè)定滑輪,同步帶運(yùn)動(dòng)時(shí)滑輪也跟著轉(zhuǎn)動(dòng),所以可以保證支撐臂的加入不會(huì)降低近給效率,同時(shí)支撐臂還可以增加同步帶與同步帶輪間的接觸,從而提高傳動(dòng)精度。 4切削機(jī)構(gòu)詳細(xì)介紹與機(jī)械臂的有限元分析 切削機(jī)構(gòu)是由電機(jī)帶動(dòng)小的外齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),再由外齒輪帶動(dòng)固定在刀盤上的內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)整個(gè)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)。刀盤上裝有均勻分布的刀片,由回轉(zhuǎn)中刀片形成的切削力與殘余混凝土接觸,從而實(shí)現(xiàn)對混凝土的切削。使用UG軟件的高級(jí)仿真功能對機(jī)械臂賦予材料及所受應(yīng)力來進(jìn)行有限元分析,從而保證機(jī)械臂在工作狀態(tài)中不會(huì)受力變形導(dǎo)致斷裂。 5電機(jī)的選用

6、 清理起一共有四個(gè)電機(jī),其中一個(gè)電機(jī)是帶動(dòng)刀盤回轉(zhuǎn)起切削混凝土的作用,另外三個(gè)是通過同步帶帶動(dòng)輪子使清理器起進(jìn)給作用。 5.1切削作用電機(jī)選用 由于此電機(jī)起切削作用,所以扭矩一定要大,選擇帶減速器的電機(jī)可以有很大的扭矩,初步確定選用直流帶減速器的小型電機(jī),再根據(jù)負(fù)載功率及要求轉(zhuǎn)速的計(jì)算得出電機(jī)的功率為10w。所以最后確定電機(jī)的選型為直流帶減速器電機(jī)功率為15w,扭矩為8kg.cm,額定電壓為6V。 5.2起進(jìn)給作用的電機(jī) 由于電機(jī)起進(jìn)給作用,所以對于進(jìn)給步數(shù)有一定的要求,由于步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的

7、開環(huán)控制電機(jī)。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。再根據(jù)零件尺寸要求約束,最后確定選用電機(jī)為兩相四線接插式20步進(jìn)電機(jī),機(jī)身長為43mm,靜力矩為0.02N.M。 參考文獻(xiàn): [1]韓瑩瑩,袁茹,鄭鈺祺.環(huán)狀可展機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方法及應(yīng)用研究[J].中國機(jī)械工程,2013,24(9). [2]朱嚴(yán)寬,劉樹清.一種薄壁升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017,19.

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