无砟轨道混凝土浇筑机螺旋输送器的设计.pdf
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1、无砟轨道混凝土浇筑机螺旋输送器的设计 汪西应张建超马冰玉 石家庄铁道学院机械工程分院 石 家庄0 5 0 0 4 3 摘要:对客运专线混凝土浇筑机中的大倾角螺旋输送器的结构进行了研究和设计 ,对主要参数进行了计 算,通过有限元计算和试验对设计和计算进行了验证 ,结果表明螺旋输送器在大倾角下输送混凝土是有效的, 设计是合理的。 关键词:客运专线;混凝土浇筑机;螺旋输送器;设计 中图分类号:T H 2 2 4 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 1 0 7 8 5( 2 0 1 0 )0 80 0 1 0 0 3 Ab s t r a c t :T h r o u g h t h e s t u
2、 d y a n d d e s i g n f o r t h e s t r u c t u r e o f t h e l a r g e a n g l e s c r e w c o n v e y e r i n t h e c o n c r e t e p o u ti n g ma c h i n e f o r p a s s e n g e r d e d i c a t e d l i n e s ,ma i n p a r a me t e r s a r e c a l c u l a t e d ,a n d t h e d e s i g n a n d c a
3、 l c u l a t i o n s a r e v e r i fi e d t h r o u g h fi n i t e e l e me n t c a l c u l a t i o n a n d t e s t T h e r e s u h s i n d i c a t e t h a t t h e c o n v e y i n g o f c o n c r e t e b y t h e s c r e w c o n v e y e r u n d e r l a r g e a n - s l e i s e ffe c t i v e,a n d t he
4、 d e s i g n i s r e a s o na bl e Ke y wo r d s:p a s s e n g e r d e d i c a t e d l i n e;c o n c r e t e p o u r i n g ma c h i n e;s c r e w c o n v e y e r ;d e s i gn 目前我 国建设 中的高速铁路和客运专线多采 用无砟轨 道技术 ,其道床 的结构形式 分为板式和 双块式 2种。武广 ( 武汉一广州 )客 运专线 的道 床板的设计是双块式无砟轨道结构,采用工具轨 法施工技 术。其大致施工过程是首先 将在轨枕厂 生产和检
5、验合格后 的轨 枕通过散枕机均匀准确地 布置在施工 线路的基础上 ,然后将工 具轨 固定在 轨枕上 ,同时将纵 向和横 向模板用螺 杆调节器和 横向拉条 固定 ,接着通过粗调机 和精 调机将轨排 的位 置调 整 到线 路设 计 要 求 ,最后 通 过 浇筑 机 ( 见图 1 )将罐车运送来的混凝土和双块式轨枕浇 筑成整体道床板 。要完 成混凝土 的浇筑 任务 ,接 料和送料 是必须 的功能环节 ,且接料 和送料机构 的设计会直接影 响到整 个混凝土浇筑机 的工作性 能和工作 效率 。螺旋 输送器 具有 结构 简单 紧凑 , 可在线路 的任一点装卸料 ,输送过程可进行混凝 土的混合搅拌 ,适宜于
6、短距离小颗粒物料 的水平 、 垂直或倾 斜输送等特点 ,因此 ,在 混凝土浇筑机 的设计 中选择螺旋输送器作为接料和送料机构 。 1 螺旋输送器结构设计 浇筑机按照边接料送料边 浇筑 的施工工艺施 工 ,工作时需要将螺旋输 送器从图 1所示 的非工 作状态转动到 与施工方 向垂 直的工作状态 铁路 线的设计有 曲线段 ,里外侧有 高度差 ,混凝 土罐 一 1 0 一 车在便道或在 I线供 料时出料 口和螺旋输送器 的 接料 口相 应也存在高差 ,要求螺旋输 送器在较大 倾斜状态下工作,因此,螺旋输送器的结构设计 包括螺旋 、料槽 、轴承 、接料 口、密封等基本 结 构外 ,还应设计水平 回转结
7、构、垂 直调整结构和 安全保护及配重等 。 图 1 混凝土浇筑机 1 驾驶室2 布料器3 水平回转台4 垂直 旋转液压缸5 z形支架6 螺旋输送器 7 主车架8 水箱9 主车行走装置 2 参数计算 2 1 螺 旋直 径 根据线路施工 工艺要求 和施工进 度安排 ,确 定螺旋输送器的生产率为 5 0 m h ,螺旋的直径为 厂7广 5 7 9 K o rt , l n , 式中p 输送机的生产率 ,t h 料槽的填充系数 ,取 0 2 5 起重运输机械 2 0 1 0( 8 ) 倾斜向上输送 时 对输送 量 的影响 系 数 ,由经验公式 。 =10 o 2 3 求得 , 其 中 为输送器 的水平
8、倾角 ,一般 JB 2 0。 螺旋螺距与直径之 比,对于倾斜布置 的输送器 ,输送磨磋性 的物料时,取 k 2=0 8 p 被输送物料 的堆积密度 ,k g m n 螺旋转速 ,r m i n 重力加速度 ,9 8 m s 初步确定混凝土的堆积密度为 2 0 t m ,倾角 =3 4 。 ,螺旋转速为 8 5 r r ai n ,计算得 D:5 2 6 1 m m,将其 圆整为标准螺旋直径 5 0 0 m m。 2 2 螺旋转速的验算 当输送器 的螺旋转速 超过一定值 时 ,输送 的 物料颗粒便开始在径 向产生跳跃 ,从而对输送 过 程产生不利 的影 响,因此 ,设计 时一般采用经 验 公式计
9、算最大许用转速。 n m a x 式 中D螺旋直径 ,m 经验系数 ,根据物料的类 型和特性取 A =6 0 计算得螺旋 的最大转速 n =8 4 9 r m i n ,实 际设计的螺旋轴 电机采用 变频 调速 电机 ,能够控 制最大转速 ,并根据实际混凝土 的配比调整速度 , 保证不发生径 向跳跃的现象 。 2 3驱动功率 螺旋输送器 的驱动功率用来 克服物料输 送过 程中的各种阻力所消耗的能量 P 和 P 。P 包括提 升物料所需的能量 、克服料槽壁和螺旋面的摩擦所 需的能量和物料颗粒相互问的摩擦所消耗的能量。 k o k 】 Q( H+ 1 ) 式 中 。 考虑物料 内部各颗粒间的摩擦及
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