滚筒搅拌机减速器的设计【4张CAD图纸和说明书】
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- 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 10 - 11 - 12 - 13 - 14 -中文译文：行星垂直混凝土搅拌机模拟和预测在稳定状态和摄动条件下使用寿命工业工程系(DIIN),通过杜兰迪佩鲁贾大学 63 06125 佩鲁贾,意大利 b SICOMA 系列有限公司“意大利建筑学通过布伦塔,16 06078 桥、意大利 3 月 9 日收到 2006;在修订后的形式收到 2007 年 5 月 30 日,接受了 2007 年 7 月 23 日网上 2007 年 8 月 25 日文摘文摘行星动力学模拟环境的混凝土搅拌机了,它是一个模型为基础方法使用集总参数分析和整合分析经典力学理论和生活。这项工作的目的是给一个快速和易于使用的工具可以预测的行为和使用寿命混凝土搅拌机通过几何和物理参数。在稳定状态和模拟进行了摄动条件。齿轮减速器是混合在大多数压力的一部分。结果与数据从客户获得的建筑工地。2007 年爱思唯尔帐面价值保留所有权利。关键词:仿真;集总参数模型;齿轮减速器;混凝土搅拌机;使用寿命介绍混频器的两个主要类别:批量搅拌机和连续混炼机。第一类生产混凝土一批一次,而第二个生产混凝土以恒定速率。第一类需要清空完全混合周期后,清洗,然后重新加载的原材料批处理。正如它的名字显示在第二种类型,原材料不断一端加载新浇混凝土退出。批处理搅拌机是最常见的类型。可以区分不同类型的批处理搅拌机轴旋转的方向:水平或倾斜(鼓搅拌机)或垂直混合(pan)1。长期使用搅拌机导致磨损的叶片和/或刮板,材料的累积(硬化砂浆或水泥粘贴)叶片,容器和/或刮刀。为了避免这种情况,混凝土搅拌机应彻底清洁每一天结束时的操作叶片和刮刀应该定期改变。混合过程还包括混合能量混合混凝土搅拌,所需要的能量由电力消耗的产品周期和周期的持续时间1。- 15 -本文提出的混合机一批与垂直轴搅拌机。工作旋转运动的行星和它的目标是物理和化学混合多个组件,以均匀混合物。实际上混合器分配中的所有成分均匀坦克不支持一个或另一个。搅拌机是 10 的力量惠普和混合时间的持续时间(周期)是 70 年代。本文描述机器的基本组件的发展紧随其后基于模型的方法,着重于最强调的部分混合机:齿轮减速器。在此模型的基础上模拟环境开发与评估的使用寿命的目的一个搅拌机。成瘾试验台,繁殖工作条件进行实验模拟使用破坏性的测试来评估搅拌机的使用寿命。实验测试是昂贵和事故是几乎不可能复制。因此,早期的 gear-tooth 裂纹的检测、诊断和预后一直是主要的技术之一混凝土搅拌机的挑战安全和具有成本效益的操作。+试验装置的组合和数值模拟环境代表一个强大工具在设计过程中。仿真工具应该灵活,易于使用和廉价为了不断提高设计的机器。在成瘾,混合器的行为在不同工作条件下,引入合适的参数就可以模拟混凝土混合物。考虑到几何和物理参数搅拌机的工具必须能够预测哪些齿轮更强调和供应信息他们的寿命。混凝土搅拌机:描述摘要混凝土搅拌机的分析(图 1)垂直轴,三个旋转搅拌臂和固定坦克。这台机器是由两个主要的元素:行星搅拌机;装入桶(跳过)。图 1。混凝土搅拌机装桶是一个个人和独立的电路。桶的形状是一个截棱锥,包含原材料的理想。一个安全装置防止桶下降。装桶可以被固定在机,预存储单元,也可以有一个平衡附加配料,称重- 16 -骨料。放电油压速度传动器或气缸控制。混合槽(图 2)是建于极厚钢板安装在槽形截面框架这样安排是为了让几个放电开口。整个柜的保护套管防止灰尘逃离和混合操作将微动电门打断了门在前面打开了。搅拌臂(图 3)是外围,由钢钻棒,可以允许调整叶片的监管。一盒在球墨铸铁含有三对齿轮(图 4)和一个桥架安装在罐的顶部,悬浮在一个合适的高度支持和刀片。一个齿轮减速器的轴是连接到电机和外摆线的另一个原因是移动升压移动胳膊和生成混合的传动装置。第一和第三齿轮副是螺旋状的,第二个是直齿装备。这是因为第二个受到更少的压力。齿轮的工作油浴,最好的润滑是保证在牙齿上轮廓。模拟过程的主要特征混凝土搅拌机设计的最常见的一个方面把齿轮减速器,因为许多主要的故障可以分为轴和轮齿疲劳裂缝由于不同循环加载过程阶段(2、3)。出于这个原因,这项工作提出了一种用于分析模拟仪器齿轮减速器的行为和预测其使用寿命。在概念上有很多不同齿轮减速器的方式可以模仿。问题是使用各种处理方法:有限元预测结构的压力。集总参数模型来模拟系统的动态力。启发式方法模拟机械混合过程的影响。上述方法是必要的在设计齿轮单元,本文着重于后两个。图 2。混合槽。- 17 -图 3。混合的手臂。图 4。齿轮减速器。机械齿轮箱的造型仿真工具必须实用,很容易由于工业应用的要求。一个旋转集中参数模型被选为混合机的主要部件,需要分析。. 因此,电动机特性和运动学参数提供,惯性参数,刚度和阻尼参数评估使用的几何和材料特性。齿轮减少系统可以通过考虑齿轮建模集总质量通过灵活不集中连接轴。的配置模型是图 5 所示。有三个自由度(角位移三个阶段)描述齿轮系统的振动4。系统的分析提供了极大便利通过假设一个线性假设。在刚性接触牙齿的模型假设,每个齿轮减少齿轮。根据经典力学方法,运动的动力学方程是用写的拉格朗日公式。方程也可以申请粘性阻尼的阻尼系统和外部力量视为非保守的。- 18 -图 5。齿轮减速器的集总参数模型。拉格朗日函数 L系统的动能 T势能 U因此虚拟工作 dW 保守力量V(i = 1、2、3)代表普遍的角位置坐标设置相关的一个等价的吗系统三自由度,sij齿轮比率,霁减少齿轮的转动惯量系统包括轴的惯性特性、Ki 和 Cj 的刚度和阻尼系数降低,分别。毫米和电动机转矩和抗力矩先生分别5。使用拉格朗日配方那么因此- 19 -4.1。电动机转矩和抗力矩电动机和抗力矩环境仿真模型作为输入。该模型认为稳定状态和摄动条件和相关的模拟是很有用的评估有用的生活混合器。搅拌机是感动与四杆同步电动机。电动机转矩的线性化其工作区域表 1混合时间时间 组件/行动 吸收率0 - 5 5 - 20 20 - 40 40-5050 7070 - 80空转集料水泥水混合期放电时间20%30%50%80%80 - 90%年的排放逐渐减少到 20%图 6。理想混合在四个不同的点的周期。- 20 -图 7。试验设备:机械盘式制动器。.图 8。造型抵制无边女帽估计安培计夹。为了抵抗扭矩模型,混合机的静载组件被包括在内。瞬时条目的每个组件都是假设1,6标准周期时间的混合等于 70 年代(放电时间除外)。成分按照下列顺序加载和混合(表 1):初搅拌机工作负荷但随后聚合(在较小的尺寸),具体的,最后介绍了水。在图 6 中,理想的混合在四个不同的点循环模拟,可以看到手臂及罐底的每个领域。一个测试与机械钻机盘式制动器(图 7)和六个钳由油压速度传动器电路来模拟- 21 -图 9。比较摄动和稳态转矩。图 10。过程模拟。抗扭矩。的行星减速器装配电机放在框架的处理。当发动机达到稳定状态,降压传动装置和它的轴旋转。行动的六个钳、手动控制和衡量一个位于油压力表,模拟了抵抗扭矩。制动测试是破坏性的,因此随机进行,基于模型的仿真设置为了减少所需的实验测试和评估行星减速器的使用寿命。抗力矩的值被安培计估计夹在一个混合循环(图 8),表示为一个百分比的政权103 KN 的电动机转矩。在抗力矩模型还考虑了阻尼力的影响由于混合物根据介绍了阻尼效应增加当水混合物,在第一个 40 s .只有干成分。启发式方法模拟机械混合过程的影响抗力矩也模仿在摄动条件下,得到考虑的情况坦克不够清洁的最后工作日,混凝土凝结的底部的坦克。- 22 -图 11。模拟方案。图 12。转矩负载作用于第二轴。在这种情况下,模型的混合周期评估使用以下额外的假设:(i)而已一个凝在内胆底部的积累;(2)混合机有三个武器,因此三人联系人是由每个将凝块;和(iii)进步几乎消除后的凝块线性法,这样阻力扭矩摄动的凝块了。摄动力矩的图是图 9 所示(浅灰色)以及稳态转矩(混合周期的差异将前 10 分钟)。图 13。振荡的扭矩作用于第三轴。- 23 -图 14。压力表面点蚀的牙齿。仿真和结果该仪器必须是廉价的、灵活的和用户友好的为了让它通过公司。描述的物理规律和关系,利用系统所得到模型结构使用以下三个运动方程矩阵形式5图 15。角齿轮的第一对速度稳定状态(浅灰色)和在摄动条件下(黑色)。- 24 -图 16。第二两角齿轮的速度稳定状态(浅灰色)和在摄动条件下(黑色)。 V 的角位移矢量三个齿轮;JridCridKrid减少惯性矩阵齿轮,减少阻尼因子包括阻尼材料和润滑油,减少刚度矩阵,分别。电动机转矩向量 M 的元素(与四极异步电动机)的政权值(103 公里)和抗力矩(由于混凝土搅拌和武器应用于齿轮机构)所示无花果。8 和 9 电机扭矩的比例。数学模型是通过软件实现的方式,模拟的行为在标准状态和摄动条件下混合机。图 10中概述的过程模拟。种种参数包括惯性、阻尼和刚度对齿轮减速器的混凝土搅拌机阐述了通过一个商业代码(函数 +模型)用于创建这个仪器模拟吗混凝土搅拌机的动态行为。图 17。第三副角齿轮的速度稳定状态(浅灰色)和在摄动条件下(黑色)。- 25 -图 18。表面的压力让第三副牙齿在稳定状态(浅灰色)和摄动条件(黑色)。图 11 显示了模拟方案:电机和抗力矩系统输入。数值。输出:角位移的羽翼之下,他们的速度,在轴扭转力矩,可弯曲的紧张,齿轮齿接触力、负载轴承、挠曲扭转应力、压力作用于牙齿由于凹陷。图 12 显示了扭矩荷载作用于第二轴,图 13 显示了扭转的振荡峰值这个徒三轴压力、最大扭转应力。图 14 显示的压力表面点蚀牙齿。模拟表明,第三齿轮是比其他人更大的压力之下因此,经验,证实了齿轮减速器的失败几乎总是引起的断层在第三条。模拟也在混合摄动条件和结果进行比较在稳态模拟混合条件。下图所示的结果。图 15 显示第一对的角齿轮速度,图 16 所示的角齿轮速度第二条图 17。第三副角齿轮的速度稳定状态(浅灰色)和在摄动条件下(黑色)。图 18。表面的压力让第三副牙齿在稳定状态(浅灰色)和摄动条件(黑色)。图 17 显示了去年两角齿轮的速度。图 18 中,使牙齿表面上的压力第三可以看到。瞬态振荡发生在每个影响混凝土凝结,当配料了张力值或多或少的限制机械阻力值。部分混合机的使用寿命在大多数压力(也就是说第三条的小齿轮)计算仿真结果的基础上利用线性累积损伤法则根据帕尔姆格伦 -矿工的假设,假设一个周期振幅 Sk 消耗一小部分总额的 1 / N 的生活7。失败是预测当损伤 D 超过 1估计寿命约为 4500 h 的假设 8 h 转变,稳定状态下的连续工作条件。混凝土搅拌机的使用寿命长度得到的模拟相比实际记录数据,从客户获得的来源。比较证明该模型约束方法提供了重要支持传统设计过程。在摄动条件下使用仿真建模的形式,另一个分析有用的生活使用线性累积损伤预测法。搅拌机在这种情况下的评估使用寿命是 20 倍短。因此,清洗槽的不足导致齿轮减速器上的压力增加,因此显著危害搅拌机的使用寿命。- 26 -7.结论和未来的发展创建一个简单的、灵活的和廉价的仪器和设置。它是一个有用的支持设计师因为它可靠地模拟齿轮减速器和混合器的行为在两个稳定状态的条件和条件下混合使用以不当的方式(水箱清洗不足)。取得的结果被认为是详尽的为齿轮减速操作条件单元,合成设置只有一个参数,分析预测了使用寿命的矿工的总和。混凝土搅拌机的使用寿命长度相比在模拟实际获得的记录数据,从客户获得的来源。比较表明,提出的模型方法提供了重要支持传统设计过程。模型基准函数工具可以修改和适应其他搅拌机或精确测量抗力矩使用光度计在任何工作条件。在成瘾,使用寿命可以评估使用应力矩阵和采用流体动力模型模拟混凝土混合物的作用叶片。引用1的谢幕法拉利、混凝土搅拌方法和混凝土搅拌机:艺术,美国国家标准研究期刊上发表和技术 106(2)(2001)2P.J.L.南德斯,c . M
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