混凝土搅拌车搅拌实验系统仿真设计论文第三章.doc

南昌航空大写科技学院学士学位论文第三章 动功率驱的计算3.1搅拌力矩曲线混凝土搅拌的过程力矩曲线变化规律如图3.1所示：图3.1搅拌力矩曲线 01：加工工序，搅拌筒以14-18rmp正转，在大约10min的加料的时间里，搅拌筒的驱动力矩随着混凝土不断被加入而逐渐增大，在即将加满时，力矩反而略有下降；12：运料工序，在卸料地点，搅拌输送车停驶，搅拌筒从运拌状态制动，转入14-18rPm的反转卸料工况，搅拌筒的驱动力矩在反转开始的极短时间内陡然上升，然后迅速跌落下来； 45：卸料工序，搅拌筒继续以14-18rPm的速度反转，驱动力矩随混凝土的卸出而逐渐下降； 56：空筒返回，搅拌筒内加入适量清水，返程行驶中搅拌筒作3rPm的返向转动，对其进行清洗，到达混凝土工厂，排出污水，准备下一个循环。3.2驱动阻力矩计算 搅拌筒驱动阻力矩由拌筒与支承系统的摩擦阻力矩与拌筒搅拌阻力矩共同组成，其以拌筒搅拌阻力矩最难计算。 （3-1） （3-2） 1） 积分公式计算方法a.拌合料与筒壁间的摩擦力矩拌合料与筒壁或与搅拌叶片间的单位摩擦力f。 （3-3） 式中，k1粘着系数，kN/m2；k2速度系数，kN/m2；V拌合料速度；s混合料的坍落度。 （3-4）式中： （3-5） （3-6） （3-7）b.拌合料与搅拌叶片间的摩擦阻力矩图3.2 螺旋叶片断面投影图3.2为拌筒内螺旋叶片的端面投影。任取一半径r，该半径对应的叶片螺旋开角k(近似认为对应于各r处的螺旋开角，均等于中径上的螺旋开角)。 （3-8）V2拌合料与搅拌螺旋叶片间的相对滑移速度 （3-9） （3-10）式中：R1搅拌螺旋叶片断面投影最小半径R2搅拌螺旋叶片断面投影最大半径c.流动阻力矩微元面积设混凝土的单位平均流动阻力系数为p，则取微元面积上的法向阻力 （3-11）周向阻力对搅拌筒轴线的阻力矩 （3-12） （3-13）d.由筒体的转动引起的偏载，对搅拌筒的阻力矩见图3.3拌合料在随拌筒搅拌的同时，由于拌合料受到与筒壁和搅拌叶片间的摩擦阻力矩的作用，使拌合料向转动方向提升，其重心偏向转动一侧。出现偏心距e，对拌筒运动产生阻力矩。e值的精确确定目前还有困难，除与拌筒结构有关外，还与拌合料的性质有关。只能采取先近似计算，再用实验验证的方法确定。对拌合料来说，共受到三个力矩的作用：即偏心力矩、与简体的摩擦力矩、与叶片的摩擦力矩。由力矩平衡条件得：图3.3 搅拌筒偏载示意图对简体来说，又受到由于拌合料的偏心距，产生的阻力矩作用，在数值上等于。 （3-14） （3-15）2） Lieberherr的经验公式 实验测得： 式中：r偏心距，一般取0.1m；F混凝土重量3.3搅拌筒驱动功率的计算按求得的拌筒搅拌阻力矩，再根据传动系统的总效率，拌筒与支撑系统的摩擦阻力矩及拌筒转速n，即可求出搅拌筒的驱动功率N(kw) （3-16）式中：搅拌筒支撑机构所克服的摩擦阻力矩；一般取为4000-5000Nm 搅拌筒搅拌阻力矩；机械效率，一般0.8-0.9C考虑峰值的影响系数，1.2-1.4；n转速，rpm设：当搅拌筒转速为12 rpm时，设混凝土重量2400，搅拌筒实际容积按5计算，则计算出搅拌筒的驱动功率为：