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                                              攪拌機上料改進的設計與優化

                                              引 言
                                               
                                              傳統的 JDY 型、JZ 型等攪拌機的上料系統由于在設計上有缺陷,經常出現溢料、打滑、顫抖、鎖閉等故障,這不僅影響混凝土攪拌的質量,降低建筑施工的進度和效率,還容易造成建筑材料的浪費,形成對周邊環境的污染,不利于攪拌機安全運行和節約建筑施工成本。隨著攪拌機設計和改進技術的進步與發展,需
                                               
                                              要對傳統類型攪拌機的上料系統進行改進和優化。
                                               
                                              2 攪拌機上料系統改進與優化的設計原則
                                               
                                              ( 1) 安全性 在對上料系統進行改進時,一定要堅持安全性的設計原則,避免因鋼絲繩長度而影響料斗的活動軌跡,導致托底和冒頂等安全問題的發生,
                                              [1]
                                              影響上料系統的正常運行 。
                                               
                                              ( 2) 經濟性 對攪拌機上料系統的改進,一方面要考慮系統的改進成本,另一方面要考慮改進后所實現的經濟效益,**終選擇成本**節約、技術**可行的改進方案,這樣才能實現預期的經濟目標。
                                               
                                              ( 3) 實用性 在對攪拌機的上料系統進行改進設計時,需充分考慮混凝土攪拌工作的實際需要,一要考慮到操作人員在機械操作過程中的便利性; 二要考慮到系統改進對混凝土攪拌質量的影響 。
                                               
                                              3 JDY 型攪拌機上料系統的改進與優化設計
                                               
                                              JDY 型攪拌機上料系統主要包含上料架、卷揚機構、料斗等結構,經統計調查發現,因其上料系統的設計缺陷以及安裝質量的影響,經常出現打滑、顫抖、無
                                               
                                              [3] ?,F
                                              法上料、鎖閉等故障,需引起設計人員的重視
                                              以 JDY500A 型攪拌機為例,結合具體工程實例,將其
                                               
                                              上料系統的改進與優化問題進行相關探討。
                                               
                                              3. 1 上料系統改進與優化的必要性
                                               
                                              在某一工程的建筑施工中,混凝土澆筑作為其中一個非常重要的工序和環境,需對其**部位進行一次性的連續澆筑,并需一次成型,這時就需要確保攪拌機上料系統的正常工作,檢查好備用設備的工作性能。JDY500A 型攪拌機作為該工程的備用設備,因施工進度的要求,需要 JDY500A 型攪拌機快速投入工作狀態。但因受到施工場地和安裝工作人員缺乏經驗等因素的影響,使該攪拌機在安裝完成后無法滿足當時的施工條件。
                                               
                                              該攪拌機在安裝過程中為實現料斗與攪拌車的接料高度上的協調統一,加長了攪拌機料斗運行的軌道,但料斗的工作行程在軌道加長后無法完全滿足放料與接料的角度要求和位置要求。同時,由于攪拌機牽引鋼絲繩無法實現足夠長的工作行程,導致料斗的實際運行距離不夠長,進而產生了無法準確進行放料和接料的問題。
                                               
                                              如圖 1 所示,圖中料斗僅能在 A 和 B 間 6400mm

                                              長的距離內運行,這與鋼絲繩的工作行程一致。因該攪拌機的料斗運行是經過液壓油缸活塞桿的伸縮帶動滑輪組內鋼絲繩的縮短與伸長來實現的,所以在油缸活塞桿的端頭安裝了 4 個動滑輪,在油缸缸筒的端頭安裝了 3 個定滑輪,經過測量計算后確定,油缸活塞桿行程為 8000mm,滑輪組數為 6400mm。
                                               
                                              3. 2 上料系統改進的優化設計要點
                                               
                                              針對該上料系統存在的問題,在對上料系統進行改進時,設計人員在堅持安全運行、節約空間、降低成本、高效實用等原則的基礎上,可通過原液壓系統對鋼絲繩運行的距離進行上料系統的優化,即增加相應的滑輪組數,因液壓油缸活塞桿的行程是固定的 0.8m,直接更換行程更長的油缸顯然成本較高,只能綜合考慮滑輪安裝的組數和安裝位置等因素對原上料系統進行優化,如圖 1 所示,料斗運行到上止點 ( A
                                               
                                              點) 與閘板放料的位置的距離為 1. 6m,料斗運行到下止點( B 點) 與接料位置的距離為 1. 7m,料斗上行到放料位置為油缸活塞桿工作行程的 2 倍,下行**接料口也為其行程的 2 倍左右,因此可分別增加 2 個動滑輪和 2 個定滑輪。動滑輪的運行的軌道可以設置在
                                               
                                              2 根槽鋼的上下邊,定滑輪則可利用螺栓直接固定在槽鋼上。然后拆下油缸,將滑輪組重新安裝到加長的銷軸上,更改適合新滑輪組寬度的槽鋼的間距。**
                                               
                                              后,更換新的耳板和鋼絲繩,實現原上料系統的優化與改進。
                                              4 JZ 型攪拌機上料系統的改進設計與優化
                                                JZ 型攪拌機上料系統改進的必要性  
                                              4. 1    
                                                JZ 型雙錐反轉出料混凝土攪拌機是一種典型的
                                                 
                                              自落式設備。拌筒內的低葉片和高葉片為傾斜裝置,
                                               
                                                [4] 。如圖 2 所示,物料
                                              并與抖筒軸線存在一定的角度    
                                                     
                                              在抖筒內反復下落與提升的軸向運動的過程中,因為
                                              出料葉片的作用力及影響,使得向出料口活動的物料
                                               
                                              不會輕易出料,反而使得的進料口附近的物料在相關
                                               
                                              作用力的影響下,可能在進料口的一段造成溢料的現
                                               
                                              象。這不僅造成物料不必要的浪費,而且容易對周圍
                                               
                                              的工作環境造成污染。如果出現溢料量較大的情況,
                                               
                                              勢必會對攪拌機內混凝土計量與配比的準確性產生不利影響。
                                               
                                              4. 2 加裝防溢料葉片的優化設計
                                               
                                              為有效改善攪拌機溢料的不合理設計,需要在進料口附近阻止向進料口方向活動的物料,使其在接近進料口時停止向前運行。這時,設計人員可在進料口附近的一端加裝一組科學的防溢料葉片( 如圖 2 所
                                               
                                              示) ,使其呈與低葉片傾斜方向相反的傾斜裝置,進而減緩向進料口方向運動物料的運動速度,**終實現攪拌機在工作過程中不出現溢料或少出現溢料的改進目標。經實踐證明,JZ 型混凝土攪拌機在加裝防溢料葉片后,能有效降低混凝土攪拌機的溢料數量,對攪拌機的整體性能和攪拌質量不會造成不利影響,
                                               
                                              能夠實現良好的經濟效益。
                                              4. 3 上料機架的優化設計 
                                              對很多 JZ 型的混凝土攪拌機而言,常出現上料
                                               
                                              機架固定不穩、上料機架傾斜的現象,這主要是因為
                                               
                                              它在上料系統中的一個小缺陷引起的。如圖 3 所示,
                                               
                                              某一 JZ 型混凝土攪拌機的上料機架在對其進行固定
                                               
                                              時只是采用了兩顆 M12 的螺栓,但當攪拌機處于工
                                              作狀態時,經常因震動使上料機架發生歪斜,這一方
                                               
                                              面影響混凝土攪拌工作的安全性、便利性以及工作效
                                               
                                              率; 另一方面也不利物料攪拌質量和物料成本的控
                                               
                                              制。對此,設計人員將原連接處鋼板更換為 10mm 厚
                                               
                                              的加長鋼板并且與上軌道進行焊接,在原連接位置的配環境之后,進行添加組件命令,分別將 3 個齒輪插入,然后進行配對約束,使用距離命令對已添加的齒輪進行約束,此時命令為: 柱坐標 - 柱坐標; 接著選擇對齊命令,選擇兩齒輪的外側面,命令為: 平面 - 平
                                               
                                              面; **后再選擇對齊命令: 基準平面 - 基準平面,此時
                                               
                                              2 個齒輪已被完全約束,再重復同樣的命令對第三個齒輪進行約束,完成整個裝配模型,如圖 9 所示。
                                              5 濺油機構的運動分析
                                               
                                              UG 的運動分析模塊是利用虛擬裝配模型,通過將一個或一組零件定義為許多互相關聯的連桿,并將連桿間的連接關系定義為運動副,通過加入運動輸入使機構模型產生運動,從而對機構進行運動學分析或
                                               
                                              動力學分析。
                                               
                                              UG 中的運動分析模塊提供了機械運動的虛擬樣機,通過使用各種運動對象包括運動副、彈簧、阻尼器、運動驅動器、力、扭矩、柔性套管等來創建和評估虛擬樣機,同時通過干涉檢結果以圖、表、動畫、電子
                                               
                                              [3] 。
                                              表格等形式輸出,形象直觀地得到相應數據
                                              ( 1) 定義表示機構中剛性體的連桿 L001: 齒輪一; L002: 中間大齒輪,齒輪二; L003: 齒輪三。6 結 論
                                               
                                              在齒輪的設計過程中,漸開線的生成是**,漸開線生成之后對其進行的操作主要是單個輪齒的生成。隨著 UG 二次開發的不斷發展,一些外掛在 UG
                                               
                                              界面上的插件越來越多,實現齒輪的三維建模更加準確、快捷,利用表達式法建立的齒輪模型更加準確。同時運用 UG 的仿真模塊可快速對所設計的零件進行仿真,縮短了產品的開發周期,提高生產效率。

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