超高压液体式水泥混凝土碎切机设计开题报告

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321毕业设计(论文)开题报告题目：超高压液体式水泥混凝土碎切机设计液压系统及元件布置方案 课 题 类 别： 设计 论文 学 生 姓 名： 祖象欢学 号： 200521050327班 级： 机制05-3班专业（全称）： 机械设计制造及其自动化指 导 教 师： 李自光2009年3月一、本课题设计（研究）的目的：水泥混凝土路由于有整体强度高、承载能力大、使用寿命长等特点，在修建公路及告诉公路中越来越受到人们的青睐，但它在产生路面病害后维护修理工作难度大的缺点。如果路面局部出现损害后如何快速整齐切割病害处而不损坏周边良好路面是迫在眉睫的难题。近年来，有许多专家学者试图解决水泥路面维修问题，如使用冲击器破碎、锯片切割、重锤砸板等方法，但事实证明，这些方法在环保要求、维修质量、能量利用等居多方面存在问题。如冲击器破碎、重锤砸板以及锯片切割，不仅产生无法忍受的噪音、飞扬的尘土，而且冲击器破碎、重锤砸板对本来完好的混凝土路面产生微裂纹而加剧混凝土路面的损坏，锯片切割时由于剧烈磨损，导致成本大幅度提高。事实证明，这些传统的维护方法在环保要求、维修质量、能量利用等居多方面都存在问题，因此必须寻找更好的方法来维护水泥混凝土路面。本文试图从理论上研究超高压水射流与旧混凝土路面相互作用的原理与效果，力图探索一种适应于水泥公路维修的新方法。在这种新的理论指导下形成的新技术将产生巨大的社会、经济效益。公路是我国国民经济的命脉，而水泥混凝土路面在我国公路网中占据了相当大的比重，尤其象我国南方这样的多雨地区。这是因为水泥混凝土路面寿命相对较长，雨天不透水、不晃光、不泥泞。而且我国水泥产量居世界首位，其价格较低，所以在我国修建路面是最适合不过了。但由于缺乏高水平的水泥路面养护机械，当路面产生病害后不能快速高效地维修损坏的路面，影响公路运输的畅通，对于保障国民经济的快速发展产生负面影响。因此近年来，许多地区因此不得不舍弃了水泥路面，而改用进口沥青修筑沥青混凝土公路。据统计，现在使用进口沥青修筑的公路较用水泥修筑的公路造价高35%40%，即每公里公路造价高出200万元以上4。试想一下，若能找到一种合适的方法养护水泥路面，我国每年新修筑的数千公里路面就可以采用水泥路面，每年节约的资金将是十分巨大的。所以本研究将产生巨大的经济效益。同时减少进口沥青而使用国产水泥对于拉动国民经济的持续高速发展也具有重大的意义，因此本研究还具有重大的社会效益。其次，本项目突破了水泥混凝土路面的传统维修方法，摈弃了机械式破碎设备进行路面破碎带来的负面影响。而用高压射流理论破碎水泥混凝土路面，它的工作介质是水，所以它具有高效、节能、无污染、易操作的特点，而且工作装置与混凝土之间不存在机械接触，所以不存在磨损，减少了更换工作装置的时间，提高了效率，降低了维修成本。本新技术还可保证维修路面的质量。质量就是最大的效益。引入这种新技术维修公路，延长公路的使用寿命，对于减少公路的维修费用、提高公路网的营运经济效益具有重要意义。而保证我国国民经济命脉的畅通，对于保障国民经济的快速发展所产生的经济效益和社会效益就更加巨大。二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：在美国以及一些欧洲国家，超高压和大功率的水射流式混凝土破碎机械已经应用于混凝土结构的切割和破碎、隧道施工、荒料开采等领域。应用情况表明，采用水射流法切割或松动混凝土材料时，不会损坏相邻的材料。由于高压水射流优越的切割性能，以及我国高压水射流技术近二十年来的发展，可以相信该项技术一定会在我国高等级水泥混凝土路面养护领域中得到广泛的应用和推广。现今最一般使用的高压水切割介质都含有磨料。事实上，通过水的高压喷射和磨料的磨削作用，加速了切割的过程的完成。含磨料的高压水切割一般用来切割金属，玻璃，石头和陶器，而不含磨料的高压水切割一般用来切割的材料如橡皮，木材或地毯材料等。高压水射流切割原理是：经净化后的水，进入水高压发生装置，将水压提高到一定压力后，经过控制阀送到喷嘴，形成能量高度集中的高速射流束（射流在喷嘴出口速度一般超过音速），即可对材料进行切割。高压水射流的切割机理，使其具有以下特点3：（1）由于高压水切割压力高（数十兆帕至几百兆帕），喷嘴直径（0.12.5mm）小，能量高度集中，因此切割反力小，只有十几公斤，便于切割过程中的自动控制。（2）高压水射流冲击到切割件表面时，会在滞止点（射流中心线与被切割平面的交点）及其附近产生很高的局部传热率，使得被切割件的温度升高很小，切口中（包括切割面）的温度低于100。因此在高压水射流切割过程不会产生热变形和热影响区，从而不会改变被切割材料的性能。（3）高压水射流切割切口宽度较小，因此可以提高被切割材料的利用率。（4）由于高压水切割为非接触式切割，因此被切割材料对切割刀具无磨损。水射流技术作为一门新兴的技术，其发展十分迅速。现在已从单一的纯水射流发展到多种型式的新型射流，如：气蚀水射流、磨料水射流等。气蚀水射流5切割是指气蚀水射流到达被切割材料的表面时，包含在水射流中的气蚀空泡溃灭，结果产生一集中在被切割材料表面非常微小面积上的极高的压力。正是由于这种气蚀空泡的爆破压力和高压水射流的冲击压力的联合作用，使得材料被切割。与一般的纯水射流相比，在相同的工作压力下，气蚀水射流具有较高的切割效率。目前，国内外关于气蚀水射流最典型研究工作有淹没气蚀水射流、中心体式气蚀水射流、和射流泵式气蚀水射流等。磨料水射流是磨料粒子与高速流动的水束互相混合而成的液固两相介质射流。在磨料水射流中，水射流作为载体使磨料通过混合管加速，极大地提高了射流的功率密度。当载有较大动能的磨料水射流喷射到被切割材料表面时，若所产生的冲击力超过被切割材料的抗压强度，材料就能被切割。这些新型射流与纯水射流相比，在相同的工作压力下具有较高的切割效率。但是这些新型的水射流切割技术，设备复杂，成本较高。纯水射流切割效率相对较低，但其设备简单，同时不存在磨料回收问题。因此，目前纯水射流切割依然广泛应用于采矿、混凝土破碎等领域我国的高压水射流设备主机大路产品的机组功率多在55130kW之间，压力100MPa以内。一些美欧同类产品机组功率多在100300kW，压力150200MPa，它们的典型参数可达功率500kW，压力150200MPa。在这种大机组技术优势影响下，国内有关企业也在开发100MPa、250kW机组。大功率机组技术含量较高。它决非小机组的简单放大。如对大跨距五柱塞泵，可以一改中间第三点支承的静不定方式为二、四曲柄轴肩支承，一、五曲柄悬臂；同一机座尽可能通过变速拓展其参数范围；大功率多为柴油机组，除了机动、方便、易于调节外，分动力驱动液压系统可以作为周边设备的动力源；高压大流量参数，传统的三通式高压缸因疲劳破坏已不能适应，因此无论卧式泵还是立式泵，几乎都将进、出水阀组布置成轴向串式平板或锥阀组合型式，使得高压缸体简化为一直筒体，避免了应力集中区。同时高韧性高强钢、新型密封材料的应用也是大机组液力端的成功保证。超高压水切割机以其高技术含量所显示的专用市场和利润使业内人员趋之若鹜，经历多年的风风雨雨，至今真正研制出产品的只有三、四家企业,他们产品的问世是我们国家高压水射流行业的一大技术进步。水切割机的基本功能是：超高压发生设备产生超高压液体经控制机构和水切割头形成超音速细射流，然后由微机控制实现两维平面切割。在实现了这一基本功能后，能否解决运行可靠性，实现商品化就成为最终成败的关键。运动可靠性突出反映在以下几个方面：超高压动密封；进出水阀组和控制阀的使用寿命；均匀连续供砂与计量；切割头的断点回水问题；超高压泵(增压器)缸套的疲劳破裂；自动化控制系统的显示、反馈、响应与执行等。只要我们能脚踏实地，一步一步针对这些问题进行逐一解决，相信我国的高压水射流技术将会有很大的跃进。三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：本课题研究的重点难点有以下几点：1. 整个机械冲击振动较大，对液压系统要求很高，需要一定的安全系数。2. 喷头有三个方向的运动，对于运动方案的选择有一定难度。3. 液压系统要保证运行精度。研究途径： a) 现场实习，亲自参加开机实验，了解高压水碎切机喷头运动的方式以及其运动的工作原理，基本结构。 b) 查阅相关资料，借鉴其它设备的运动装置设计。 四、设计（研究）进度计划：进程安排毕业设计工作任务工作进程日程安排1查找有关资料第12周2实验室参观与查阅资料第3周3确定设计方案第45周4零件草图、装配图草图的绘制第67周5零件图、装配图的绘制第810周6编写说明书第11周7整理与修改图纸及说明书第12周8翻译有关高压水切割与机械方面的外文资料第1314周9打印全部资料，准备答辩第15周五、参考文献：1. 筑路机械设计手册 何挺继等主编 人民交通出版社 2003.72. 机械设计手册(共四册) 化工出版社3. 沥青混凝土路面试验手册4. 电气工程设计手册5. 工程机械构造图册 同济大学刘希平主编 机械工业出版社6. 液压工程手册7. 英汉技术字典8.陈泰林，朱博. Simple Analysis About The Maintenanc