【正文】 導(dǎo)師不僅在學(xué)業(yè)上，而且在生活工作各個(gè)方面都給我以很大幫助，使我愉快而順利地完成論文，在此對(duì)恩師表示衷心的感謝!在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，多次得到喬豐立，智小慧博士、范曉珂老師、李杰、張國(guó)良等同學(xué)的幫助和支持，在此我也衷心地對(duì)他們表示感謝。這篇論文可以說(shuō)是對(duì)我四年大學(xué)生活和學(xué)習(xí)的最好總結(jié)，也為我人生的這一階段畫上了一個(gè)完美的句號(hào)。并且在整個(gè)設(shè)計(jì)中閱讀了大量的文獻(xiàn)和了解了各種有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的手冊(cè)，學(xué)到了很多新知識(shí)，對(duì)以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了鞏固和加深，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)在以后的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中一定會(huì)起到巨大的幫助作用。但我國(guó)對(duì)濕噴機(jī)的研究還是初級(jí)階段，主要存在的問(wèn)題還是很多。主要介紹了混凝土濕噴機(jī)的研究背景與發(fā)展前景、在我國(guó)現(xiàn)代鐵路隧道施工中和地下巖土施工中的特殊優(yōu)點(diǎn)。≤≤30176。≤≤90176。而當(dāng)需要精確地知道或了解機(jī)構(gòu)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)特性時(shí)，采用解析法并借助計(jì)算機(jī)，不僅可獲得很高的計(jì)算精度及一系列位置的分析結(jié)果，并能繪出機(jī)構(gòu)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)線圖，同時(shí)還可以把機(jī)構(gòu)分析和機(jī)構(gòu)綜合問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，以便機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 ——伸縮臂根部的最大彎矩A——伸縮臂根部的截面積 ——伸縮臂根部截面的截面模數(shù) ——伸縮臂對(duì)截面x軸和y軸的臨界力有以上數(shù)據(jù)計(jì)算可得： 整體工作機(jī)構(gòu)靜態(tài)下頭部最大撓度工作機(jī)構(gòu)整體受力為：計(jì)算各處撓度得： =轉(zhuǎn)角引起的撓度為：豎直平面內(nèi)的總撓度為:+++++230mm=第4章 運(yùn)動(dòng)分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的任務(wù)是在已知機(jī)構(gòu)尺寸及原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的情況下，確定機(jī)構(gòu)中其他構(gòu)件上某些點(diǎn)的軌跡、位移、速度及加速度和構(gòu)件的角速度、角位移、及叫加速度。/mT——中間臂上所受的扭矩s——臂厚中線的全長(zhǎng)G——材料的切變模量———截面中線所圍的面積δ——臂厚（1）導(dǎo)向塊所受支撐力 大臂內(nèi)套與大臂外套通過(guò)滑塊進(jìn)行接觸滑動(dòng)，臂架套接處滑塊承受臂端傳來(lái)的彎矩和橫向里所引起的支撐力，在臂架套接處緊靠外節(jié)臂端部的一對(duì)滑塊受力最大，有前面計(jì)算可知 滑塊截面為則兩滑塊上所受的支撐力為解得F=39690Ｎ（2）翼緣板的局部彎曲應(yīng)力 由于伸縮臂導(dǎo)向滑塊，承受很大的集中力，所以在滑塊附近的翼緣板上產(chǎn)生局部彎曲應(yīng)力。由臂架間隙引起的初始位移為變幅平面內(nèi)：回轉(zhuǎn)平面內(nèi)：、——在變幅平面和回轉(zhuǎn)平面內(nèi)相鄰各節(jié)臂之間的間隙，通常各節(jié)臂間隙大致相同，可取1~3mmK——伸縮臂的節(jié)數(shù)，因?yàn)閺牡诙?jié)臂開始有間隙，所以上面計(jì)算只涉及到k1節(jié)臂——各節(jié)臂伸出后第i+1節(jié)臂至臂端的長(zhǎng)度——各節(jié)臂之間的套接長(zhǎng)度由上可知變幅平面內(nèi)：回轉(zhuǎn)平面內(nèi)：（2）由臂端橫向力和彎矩產(chǎn)生的靜位移由于伸縮臂架是變截面構(gòu)件，利用位移相等條件折算當(dāng)量截面慣性矩計(jì)算當(dāng)量截面慣性矩 帶入公式求得=78995518變幅平面內(nèi)臂端由和產(chǎn)生靜位移，按線性理論計(jì)算臂端的位移由前面計(jì)算可知=7840N =25480Nm臂端由力產(chǎn)生位移為： =伸縮臂架在外力作用下的實(shí)際位移考慮間隙影響，臂架在外載荷靜力作用下所產(chǎn)生的臂端基本位移為：f=+=當(dāng)考慮臂架受軸向力作用時(shí)應(yīng)按非線性理論計(jì)算臂端實(shí)際位移。時(shí)俯仰油缸受力最大：由圖可知F1=33320N，根據(jù)角度關(guān)系求得F=F1/176。則ED1關(guān)于EA對(duì)稱如圖D1點(diǎn)，以D1點(diǎn)為圓心DC為半徑畫圓，以A為圓心AC為半徑畫圓，兩圓相較于C1點(diǎn)，在直線AE右側(cè)找一合適的點(diǎn)確定為B1點(diǎn)，測(cè)得AB1=B1C1=400mm，可算出四桿機(jī)構(gòu)的尺寸。如圖所示F點(diǎn)所受彎矩最大小臂外套截面尺寸：所以此截面尺寸適合。中間連接部分的頭部尺寸設(shè)計(jì)的稍大一些，提高其承載能力，底部與回轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)連接。第4部分是連桿機(jī)構(gòu)（如圖所示），這部分的作用是使小臂在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)，調(diào)整其噴射范圍。第1部分是聯(lián)接座，這部分的主要作用是連接工作機(jī)構(gòu)與汽車底盤，要有做夠的剛度和強(qiáng)度，底部圓周排列24個(gè)M24的螺母固定。／ 52。 混凝土濕噴機(jī)組成移動(dòng)式混凝土噴射機(jī)組由以下部件組成： 1. 剛性底盤 2. 液壓驅(qū)動(dòng)電纜盤和50 m 動(dòng)力電纜 3. 電動(dòng)液壓動(dòng)力組，55 kW, 噴射臂和混凝土泵提供動(dòng)力 4. 液壓伸縮噴射臂 5. 液壓活塞式混凝土噴射泵 6. 變頻電動(dòng)液態(tài)添加劑計(jì)量輸送泵 7. 液態(tài)速凝劑箱（或輔助水箱） 1 x 1000 L 8. 高壓清洗水泵 Rk 9. 電動(dòng)螺桿式空氣壓縮機(jī) PM77E 型 10. 噴射附件 216。與普通模鑄混凝土相比，噴射混凝土施工將輸送、澆注、搗固幾道工序合而為一，更不需模板，因而施工快速、簡(jiǎn)潔。隨著噴射混凝土原材料、速凝劑、施工工藝、機(jī)械的研究和應(yīng)用，噴射混凝土無(wú)論是作為新材料，還是新的施工工藝，將有更為廣闊的發(fā)展前景。它是使用混凝土噴射機(jī)，按一定的混合程序，將摻有速凝劑的細(xì)石混凝土，噴射到巖壁表面上，并迅速固結(jié)成一層支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而對(duì)圍巖起到支護(hù)作用。濕噴時(shí)，由于水灰比易于控制，混凝土固化程度高，故可大大改善噴射混凝土的口質(zhì)，提高混凝土的均勻性，而干噴時(shí)，混凝土的水灰比是由噴射手根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及肉眼觀察來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的，混凝土的品質(zhì)在很大程度上取決于機(jī)手操作真確與否?；貜椂鹊??？傮w來(lái)說(shuō)濕式混凝土噴射機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是：大大降低了機(jī)旁和噴嘴外的粉塵濃度，消除了對(duì)工人健康的危害。并獲國(guó)家專利。SPZ6型濕式混凝土噴射機(jī)分別在北京城建大柳樹工地及甘肅金川有色金屬公司進(jìn)行了工業(yè)實(shí)驗(yàn)，取得了優(yōu)良的效果，并于1996年12月通過(guò)了中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司的技術(shù)鑒定，1998年8月獲國(guó)家專利權(quán)TK961型濕式混凝土噴射機(jī)是鐵道科學(xué)研究院西南分院近年來(lái)研制的一種轉(zhuǎn)子活塞式濕噴機(jī)。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些單位也開始開發(fā)研制出幾種濕式混凝土噴射機(jī)，但生產(chǎn)規(guī)模尚有待于擴(kuò)大。在國(guó)內(nèi)，目前由于種種原因，干噴機(jī)仍是主要的噴射作業(yè)設(shè)備。再根據(jù)自重進(jìn)行各工作臂強(qiáng)度和剛度的校核、焊縫強(qiáng)度的校核、各耳板處強(qiáng)度的校核等。而其工作機(jī)構(gòu)是較為復(fù)雜的多自由度機(jī)構(gòu)，制約著其工作的范圍和工作的靈活性。本課題深入研究了濕噴機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，并借鑒德國(guó)大象集團(tuán)和瑞士西卡集團(tuán)（Aliva) SikaPM500濕噴機(jī)設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)，設(shè)計(jì)了新型的工作機(jī)構(gòu)。最后對(duì)工作機(jī)構(gòu)整體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)完成了濕噴機(jī)工作機(jī)構(gòu)的全套設(shè)計(jì)圖紙。但是隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及對(duì)噴射混凝土質(zhì)量要求的提高，已有越來(lái)越多的濕式混凝土噴射機(jī)進(jìn)入使用。國(guó)產(chǎn)SPZ6型濕式混凝土噴射機(jī)是由北京礦冶研究總院研制成功的一氣送轉(zhuǎn)子式濕式混凝土噴射機(jī)。該機(jī)利用一組活塞將濕攔料推送至機(jī)器頂部的混合室，經(jīng)與空氣混合后，通過(guò)軟管輸送到噴嘴，在噴嘴處添加速凝劑后噴出。葉輪式濕式混凝土噴射機(jī)是安慶市恒特工程機(jī)械研究所研制的一種濕噴機(jī)。生產(chǎn)率高。干噴時(shí)，混凝土回彈度可達(dá)15%50%。綜上，由于濕噴技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，濕式混凝土噴射機(jī)在各工程中的應(yīng)用亦越來(lái)越多。噴射混凝土可以作為隧道工程的永久性或臨時(shí)性支護(hù)，也可以與各種形式的錨桿、鋼纖維、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)等組成組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)。噴射混凝土的作用：支撐圍巖、卸載作用、填平補(bǔ)強(qiáng)圍巖、覆蓋圍巖表面、阻止圍巖松動(dòng)、分配外力。噴射混凝土能及早發(fā)揮承載作用試驗(yàn)表明，噴射混凝土與模鑄混凝土相比，其密實(shí)性和穩(wěn)定性要差一些。 80 mm 第2章 混凝土濕噴機(jī)工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 初步運(yùn)動(dòng)分析混凝土噴射機(jī)是地下工程，巖土工程，市政工程等領(lǐng)域內(nèi)廣泛使用的一種施工設(shè)備，是鉆爆法施工中初期支護(hù)的施工機(jī)械。 小臂 回轉(zhuǎn)180o/55o 俯仰30o/30o 伸縮范圍2米 機(jī)組外形尺寸噴射范圍（含1m噴射距離）最大高度17m最大寬度30m最大深度8米最小可作業(yè)隧道高度4m前方最遠(yuǎn)噴射距離14m理論噴射量430m^3/h根據(jù)工作范圍確定各臂的尺寸聯(lián)接座直徑：800mm大臂外套：4000mm大臂內(nèi)套：3200mm中間臂： 1800mm小臂外套： 4000mm小臂內(nèi)套： 3000mm小臂連接臂 1200mm工作臂臂厚6mm 圖一根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析和一般隧道的尺寸分析混凝土濕噴機(jī)工作機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)由聯(lián)接座、大臂、中間臂、回轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)、小臂組成。可以在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)270度。另一個(gè)作用是在轉(zhuǎn)移工作地點(diǎn)時(shí)，使小臂回轉(zhuǎn)180度，以便于運(yùn)輸。 各工作臂截面尺寸的確定為了增加工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)靈活性和減輕工作機(jī)構(gòu)的重量選擇金屬結(jié)構(gòu)的材料為Q235鋼，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步估算各部分的重量：頭部回轉(zhuǎn)馬達(dá)大約200kg小臂內(nèi)套和外套大約300kg中間臂大約300kg大臂外套和內(nèi)套大約400kg大臂外套截面尺寸: 大臂內(nèi)套截面尺寸：中間臂截面尺寸 小臂外套截面尺寸小臂內(nèi)套截面尺寸: 連桿機(jī)構(gòu)尺寸：第3章 工作機(jī)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算選擇金屬結(jié)構(gòu)的材料為Q235鋼，：工作機(jī)構(gòu)工作時(shí)，校核應(yīng)力最大位置處（工作臂水平工作時(shí)應(yīng)力最大）應(yīng)力最大處為如圖一所示,工作機(jī)構(gòu)的受力為其自重均布力，將其合成分解為集中力如圖所示：AC段為總體分布受力圖：ABCDEFG3920將分布力化為集中力如圖所示 彎矩圖：計(jì)算最大彎矩在B點(diǎn)處：截面如圖：計(jì)算橫截面對(duì)中性軸的慣性矩： 所以此截面尺寸適合。如圖所示G點(diǎn)小臂內(nèi)套所受彎矩最大小臂內(nèi)套截面尺寸：所以此截面尺寸適合已知四桿機(jī)構(gòu)在中間臂上的兩個(gè)支點(diǎn)之間的尺寸一定即AE=354mm 、ED=250mm，此時(shí)小臂與大臂平行。 液壓缸的選擇和耳板及銷軸的校核因?yàn)榛炷翝駠姍C(jī)不是像起重機(jī)那樣的重載機(jī)構(gòu)，所以液壓缸一般的能滿足力方面的要求，只考慮尺寸方面的因素來(lái)選擇液壓缸，且工作機(jī)構(gòu)的尺寸太大采取近似計(jì)算大臂液壓缸尺寸的確定解得：x=解得：x=由于大臂端部有一彎曲部分幾乎與底座等高，所以應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)陌延?jì)算的尺寸縮小一段，綜合考慮這些因素選擇液壓缸型號(hào)為HSG*01150/dE，安裝尺寸為420+1020中間臂液壓缸尺寸的確定解得x=解得：x=由于中間端部也有一彎曲部分，所以應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)陌延?jì)算的尺寸縮小一段，綜合考慮這些因素選擇液壓缸型號(hào)為HSG*01110/dE，安裝尺寸為275+500大臂上安裝的小臂調(diào)整液壓缸的型號(hào)應(yīng)與中間臂液壓缸型號(hào)相同。= 銷軸校核：銷軸材料為45號(hào)鋼[σ]=360，[τ]=125如圖可知銷軸上最大彎矩處在軸的中點(diǎn)處，d=64mm銷軸抗彎強(qiáng)度校核：銷軸抗剪強(qiáng)度校核：Q把銷軸當(dāng)作簡(jiǎn)支梁分析求得的最大剪力A銷軸的截面面積銷孔拉板強(qiáng)度校核：知P=，h=bb=72mm,δ=50mm,R=85mmP——拉板上的拉力δ——銷孔拉板厚度R——銷孔圓心到bb中點(diǎn)的距離K——與計(jì)算截面形狀有關(guān)的系數(shù)bb截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力：外側(cè)應(yīng)力：aa截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力： 外側(cè)應(yīng)力：[σ]為Q235鋼的許用應(yīng)力校核4處軸和耳板:中間臂在水平方向上時(shí)端部的耳板和銷軸受力最大，受力分析為：如圖計(jì)算得：銷軸受力圖和彎矩圖為銷軸校核：銷軸材料為45號(hào)鋼[σ]=360，[τ]=125如圖可知銷軸上最大彎矩處在軸的中點(diǎn)處，d=60mm銷軸抗彎強(qiáng)度校核： 銷軸抗剪強(qiáng)度校核：Q把銷軸當(dāng)作簡(jiǎn)支梁分析求得的最大剪力A銷軸的截面面積銷孔拉板強(qiáng)度校核：知P=12005N，h=bb=35mm,δ=16mm,R=47mmP——拉板上的拉力δ——銷孔拉板厚度R——銷孔圓心到bb中點(diǎn)的距離K——與計(jì)算截面形狀有關(guān)的系數(shù)bb截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力：外側(cè)應(yīng)力：aa截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力：外側(cè)應(yīng)力：[σ]為Q235鋼的許用應(yīng)力為了增加其穩(wěn)定性可在端部孔內(nèi)焊接一鋼管。橫向力和扭矩在中間臂翼緣板和腹板中產(chǎn)生剪應(yīng)力。伸縮臂的下翼緣板滑塊附近的局部彎曲應(yīng)力計(jì)算如下F——滑塊上所受的支撐力k——修正系數(shù)取 1/19ξ——滑塊中點(diǎn)的位置x——計(jì)算點(diǎn)的位置b——兩腹板板厚中心線間距——翼緣板板厚μ——泊松比 所以 =（3）滑塊附近翼緣板受有整體彎曲和局部彎曲應(yīng)力的聯(lián)合作用=所以 =（4）伸縮臂架的穩(wěn)定性計(jì)算一般來(lái)說(shuō)，箱型伸縮臂是一個(gè)雙向壓彎構(gòu)件，由于還受扭矩作用，會(huì)降低臂架的整體穩(wěn)定性。機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析無(wú)論是設(shè)計(jì)新的機(jī)械，還是為了了解現(xiàn)有機(jī)械的運(yùn)動(dòng)性能，都是十分必要的，而且它還是研究機(jī)械動(dòng)力性能的必要前提。 對(duì)于濕噴機(jī)工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析如下：濕噴機(jī)工作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)表（仔細(xì)校對(duì)表）桿件號(hào)關(guān)節(jié)變量190176。 大臂在豎直面內(nèi)的俯仰角 23176。為中間臂的俯仰油缸的長(zhǎng)度 小臂在水平面內(nèi)的回轉(zhuǎn)角 60176。其次，本設(shè)計(jì)的主要研究對(duì)象是混凝土濕噴機(jī)的工作機(jī)構(gòu)。主要的限制是材料和結(jié)構(gòu)方面的，要盡量減輕工作機(jī)構(gòu)的重量增強(qiáng)其剛度和強(qiáng)度，增強(qiáng)其工作時(shí)的靈活性，這還是