固化熱室攪拌槳?dú)埩羲酀{接收裝置設(shè)計(jì)

王沖 黃文濤 李振臣 宋真 趙乾

摘要：本文分析了現(xiàn)有固化熱室攪拌槳?dú)埩羲酀{接收過程，從提高自動(dòng)化程度、生產(chǎn)效率和精度、減少勞動(dòng)量、合理緊湊結(jié)構(gòu)出發(fā)，依據(jù)模塊化設(shè)計(jì)思想，確定了固化熱室攪拌槳?dú)埩羲酀{接收裝置總體結(jié)構(gòu)方案，根據(jù)工況并通過查詢相關(guān)資料確定了主要零部件性能參數(shù)，并對(duì)系統(tǒng)各個(gè)部分進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并最后通過加工制造與組裝，結(jié)果顯示滿足現(xiàn)有的工藝要求，提高了自動(dòng)化水平。

關(guān)鍵詞：接液裝置；水泥漿；殘液收集

1.前言

國內(nèi)制造用于接收固化熱室攪拌槳?dú)埩羲嗟脑O(shè)備比較少，目前主要采用操縱主從機(jī)械手移動(dòng)接液盤方式收集攪拌槳?dú)埩羲?。此種方式效率低，且主從機(jī)械手價(jià)格昂貴，從事這樣笨重的工作容易使機(jī)械手損壞，且機(jī)械手設(shè)備昂貴，在固化熱室放射性強(qiáng)度高，一但設(shè)備出現(xiàn)故障，整個(gè)固化生產(chǎn)線都將停止工作，給生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。本文所設(shè)計(jì)的殘留水泥接收裝置采用直流電機(jī)為動(dòng)力源，通過行星減速器、線性模組等傳動(dòng)裝置，推動(dòng)十字架上的接液盤運(yùn)動(dòng)來完成接液動(dòng)作，來取代現(xiàn)有的主從機(jī)械手。

2.系統(tǒng)工作原理及性能指標(biāo)

2.1工作原理

系統(tǒng)的工作原理如圖1，通過控制模塊開關(guān)的切換，使得直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)行星減速器旋轉(zhuǎn)，行星減速器帶動(dòng)線性模組，使得固定在線性模組滑塊上的十字架與接液盤直線運(yùn)動(dòng)，待線性模組滑塊運(yùn)動(dòng)到末端時(shí)限位開關(guān)起作用，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，接液盤放置在十字架上，從而實(shí)現(xiàn)接液動(dòng)作，向相反運(yùn)動(dòng)時(shí)亦然。其立體結(jié)構(gòu)見圖2。

1.1設(shè)計(jì)的主要性能指標(biāo)

固化熱室攪拌槳?dú)埩羲酀{接收裝置主要設(shè)計(jì)要求包括：

1）水平直線移動(dòng)行程≥640mm；

2）接液盤直徑≥540mm，接水泥量≥10kg；

3）整個(gè)行程運(yùn)動(dòng)時(shí)間≤15s；

4）裝置高度方向≤120mm，長(zhǎng)度≤990mm，非移動(dòng)部分寬度≤250mm。

2.各個(gè)零部件的選型與設(shè)計(jì)

2.1線性模組的選擇a

根據(jù)安裝空間的尺寸比較小[3]，平面尺寸為2400×1600（mm），高度方向由于受攪拌機(jī)向上提升限度的影響，接液盤工作時(shí)其上端距工作臺(tái)面距離應(yīng)≤120mm，設(shè)定線性模組的負(fù)載為300N，所受的盤轉(zhuǎn)扭矩80Nm，根據(jù)公式（1）[1]（2）[2]到到線性模組滑軌壽命為1.5×106km，滾珠螺桿及軸承的壽命為3.06×1011rev，可知壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求。

同時(shí)根據(jù)安裝空間的尺寸與外形尺寸等參數(shù)要求，并通過計(jì)算受力情況與以及進(jìn)給速度等參數(shù)，選用臺(tái)灣銀泰有限公司的PMI線性模組，其型號(hào)KM4520C+740N0-1440。產(chǎn)品參數(shù)如表1：

2.2直流減速電機(jī)的選擇與設(shè)計(jì)

對(duì)于現(xiàn)行模組，根據(jù)公式（3）計(jì)算出線性模組的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即：

2.3機(jī)架等其他部件的設(shè)計(jì)

1）能在惡劣環(huán)境下工作，可靠性高

考慮到固化熱室環(huán)境惡劣，水泥漿會(huì)甩落到殘漿接收裝置的傳動(dòng)絲杠以及傳感器上而失效，故專門設(shè)計(jì)了擋板和蓋板來遮擋水泥漿，使得整個(gè)裝置密封性良好，增加了可靠性。

2）整體模塊式設(shè)計(jì)，檢修方便

固化熱室輻射水平高，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，通過松動(dòng)壓塊上的螺母便能將整個(gè)設(shè)備取出熱室進(jìn)行維修，因?yàn)闉槟K化設(shè)計(jì)，通過快速更換相關(guān)模塊部件能夠短時(shí)間內(nèi)將設(shè)備修好，同時(shí)避免了整體報(bào)廢，維修產(chǎn)生的二次廢物少。

3）多重安裝方式，方便安裝

水泥固化熱室輻射水平高，布置空間小，所設(shè)計(jì)的裝置要能夠方便安裝和拆除維修，故安裝方案中可采用兩種方式如圖5接液盤側(cè)面懸臂安裝和圖6接液盤對(duì)稱安裝，整個(gè)設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，即可容易地將裝置整體快速取出熱室。

4）成本低，加工制造周期短

整套系統(tǒng)系統(tǒng)制造成本約3萬元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于主從機(jī)械手價(jià)格，且能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的工藝功能，且自動(dòng)化程度提高，加工制造周期短，很有市場(chǎng)前景。

3 結(jié)束語

本論文根據(jù)實(shí)際工藝需求，在安裝空間狹小的情況下，確定了固化熱室攪拌槳?dú)埩羲酀{接收裝置的方案設(shè)計(jì)，根據(jù)方案確定各項(xiàng)部件選型，確定了裝置快速的安裝形式，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并最后通過加工制造與組裝，結(jié)果顯示滿足現(xiàn)有的工藝要求，提高了自動(dòng)化水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]銀泰有限公司，PMI線性模組選型手冊(cè)，http：//www.pmi-amt.com

[2]銀泰有限公司，PMI滾珠絲杠選型手冊(cè)，http：//www.pmi-amt.com

[3]某水泥固化廠房施工圖，北京核工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，1994

[4]深圳東順電機(jī)有限公司，減速電機(jī)選型手冊(cè)，http：//www.dongshunmotor.com

[5]徐灝編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1991