注漿機(jī)傳動裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))-文庫吧
2025-04-25 15:17 本頁面
【正文】 lunger, the plunger stroke and thrust according to the motor selection, allocation of the total transmission ratio and transmission ratio is calculated by this, at the end of the transmission structure parts design and analysis in order to meet the needs of the construction project. KEY WORDS： transmission mechanism, grouting machine, design 5 1 引言 注漿機(jī)簡介： 注漿機(jī) 用途較廣的一種施工設(shè)備。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的建筑施工中， 經(jīng)常 用于預(yù) 預(yù)應(yīng)力 孔道 注漿 . 適用于礦井、隧道、水利、地鐵、建筑、橋梁等。 注漿機(jī)傳動裝置作用：注漿機(jī) 傳動裝置把動力裝置的動力傳遞給工作機(jī)構(gòu)等的中間設(shè)備。傳動系統(tǒng)的基本功用是將發(fā)動機(jī)發(fā)出的動力傳給 注漿泵的活塞產(chǎn)生動力，使 注漿泵柱塞達(dá)到所需要的沖次滿足工程的需求，傳動裝置在整個注漿機(jī)中其重要的作用 。 隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，建筑市場呈現(xiàn)出前所未有的景象。國內(nèi)大力興建房建產(chǎn)業(yè)、交通橋梁工程和高 速高鐵公路，作為建筑工程中重要機(jī)械設(shè)備的需求量不斷增多，有力地拉動注漿泵的市場需求。 1802 年由法國人用木制沖擊泵注入勃土和石灰漿液加固地層，被稱為注漿的開始。 1862 年英國研制發(fā)明硅酸鹽水泥后，注漿材料發(fā)展以水泥漿液為主。 1880 1905 年，美國人又相繼研制了壓縮空氣和類似目前的壓力注漿泵等注漿設(shè)備，對注漿材料的配方、注漿泵和注漿工藝做了不少改進(jìn)，為現(xiàn)在巖層注漿技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。 1884 年化學(xué)漿液在印度問世，并用于建橋固砂工程。從化學(xué)注漿開始到 20 世紀(jì) 40 年代，注漿材料主要是以水玻璃為主，且在歐美各國廣 泛應(yīng)用。 20 世紀(jì) 40 年代后，注漿技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)入一個鼎盛時期，各種水泥漿材和化學(xué)漿材相繼問世，尤其是 60 年代以來，有機(jī)高分子化學(xué)漿材得到迅速的發(fā)展，各國大力發(fā)展和研制化學(xué)注漿材料及其注漿技術(shù)。隨著注漿材料的飛速發(fā)展，注漿工藝和注漿設(shè)備也得到巨大發(fā)展，注漿技術(shù)應(yīng)用工程規(guī)模越來越廣，幾乎涉及到所有的巖土和土木工程領(lǐng)域 【 1】 。 本課題主要根據(jù)注漿機(jī)的注漿性能指標(biāo)為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，通過柱塞缸往復(fù)運(yùn)動速度來決定注漿機(jī)傳動機(jī)構(gòu)的功率轉(zhuǎn)速和最大輸出推力。如圖 21 所示，當(dāng)活塞往右移動的時候，注漿缸內(nèi)的壓力小于大氣壓力，物 料從進(jìn)料口進(jìn)入注漿缸，出料口關(guān)閉，當(dāng)物料壓入一定量的時候，活塞開始往左移動，注漿缸內(nèi)的壓力大于外界壓力，進(jìn)料口關(guān)閉出料口打開，物料從出料口輸出。注漿機(jī)的排出流量速度大小取決于活塞的往復(fù)運(yùn)動速度，注漿機(jī)的輸出壓力由活塞的推力大小決定的。為了實(shí)現(xiàn)活塞往復(fù)運(yùn)動，主要有三種傳動形式，液壓傳動，氣壓傳動，電動傳動。 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)就是高度的穩(wěn)定和用戶可應(yīng)用的恒定的推力， 達(dá)到一樣的的推力 液動執(zhí)行器造價要比電動高很多。 因此本設(shè)計(jì)選擇電動傳動，并對傳動裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2 注漿原理及設(shè)計(jì)參數(shù) 注漿泵原理 物料從進(jìn) 料口吸入，活塞右移移吸入物料，此時出料口是關(guān)閉的。物料落入一定量后，進(jìn)料口關(guān)閉，出料口打開，活塞左移，物料從出料口泵出。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，選擇電動傳動，傳動原理如 21 所示，曲軸 6 連續(xù)轉(zhuǎn)動，曲軸切向力推動連桿 5 往復(fù)運(yùn)動，最終實(shí)現(xiàn)活塞桿 4 的往復(fù)運(yùn)動。 6 圖 21 注漿機(jī)原理圖 設(shè)計(jì)參數(shù) 表 21 注漿機(jī)的給出的主要技術(shù)性能 注漿機(jī)輸送量 （ m3/h） 注漿機(jī)輸出壓力 （ MPa） 柱塞的最大推力 （ KN） 電動機(jī)轉(zhuǎn) 度（ r/min） 1440 輸出口內(nèi)徑 （ mm） 38 3 注漿機(jī)傳動裝置簡圖擬定 根據(jù)注漿機(jī)的原理和一般齒輪減速器原理，初步擬定注漿機(jī)的傳動裝置見圖。電動機(jī) 6轉(zhuǎn)動，通過皮帶輪 6，齒輪 11 減速將電動機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞至曲軸 4，提供所需的動力再通過連桿、活塞使柱塞產(chǎn)生所需往復(fù)運(yùn)動速度 , 方案簡圖如圖 22 所示。 6. 皮帶輪 圖 31 注漿機(jī)傳動機(jī)構(gòu)圖 7 4 注漿機(jī)傳動裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注漿機(jī)柱塞缸大小的確定 根據(jù)注漿泵所給的性能指標(biāo)可知輸出壓力為 ，最大推力為 。首先計(jì)算輸出口的出漿速度 A2 632 ???? PFA (41) 222 r??A (42) 聯(lián)立以上兩個式子，得柱塞 缸的半徑為 ? 注漿泵柱塞桿運(yùn)動速度大小的確定 要確定曲軸的轉(zhuǎn)速，必須先計(jì)算出活塞的速度，從而結(jié)合曲軸的轉(zhuǎn)速確定活塞的沖次。 柱塞桿的速度也就是柱塞缸內(nèi)運(yùn)動流體的平均速度 V2。根據(jù)流體力學(xué)流體的連續(xù)性公式 【 2】 2211 VAVA ?? ? (33) 其中 ? 流體的密度， A1,A2分別是輸出口和柱塞缸的截面面 積， V1,V2分別是輸出口流體的平均速度和柱塞缸內(nèi)流體的平均速度。 輸出口漿體的平均速度為 11 AQV? (44) 其中 Q 是泵的流量 已知出口的直徑，計(jì)算輸出口的面積 211 r??A (45) 只有柱塞左移動的時候才壓出漿體，而根據(jù)注漿泵的參 數(shù)指標(biāo)是 /hm3 ，假設(shè)流體不間斷流出，流量 s/ 3????Q (46) 將數(shù)據(jù)代入公式 33― 35，聯(lián)立計(jì)算得出柱塞桿的運(yùn)動速度為 V2= 計(jì)算曲軸的轉(zhuǎn)速和確定 總 傳動比分配 曲軸轉(zhuǎn)一圈活塞在行程上進(jìn)退一次所以得時間相等，活塞的速度由以上得出 V2=，初步假設(shè)曲軸圓半徑為 40mm。 曲軸轉(zhuǎn)一圈所走的路程為 m4104 3?? nm in604104 23 ???V (47) 計(jì)算得出曲軸的轉(zhuǎn)速 n min/r155? 計(jì)算減速器的總傳動比 i 91551440i ?? 計(jì)算曲軸的功率 為了使曲軸的切向力使用效率高，初步假設(shè)連桿的長度為 210mm 8 已知活塞的最大推力，求曲軸的最大切向力 1F 圖 42 曲軸最大切向力的分解圖 連桿長度為 210mm，曲軸圓半徑為 40mm， F2為活塞桿推力的反作用力，大小等于活塞的最大推力 最大切向力 ?? COSFCOSF 12 ? (48) 40210 22 ????CO S 代入數(shù)據(jù)求得 F1= 曲軸的功率為 p2 12 dn60p F?? (49) 將數(shù)據(jù)代
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