混凝土搅拌输送车搅拌筒螺旋叶片的计算机辅助设计.pdf

混凝土搅拌输送车搅拌筒螺旋叶片的计算机辅助设计西安冶金建筑学院曾宪忠陈 宜通飞君母君母沪摘典本文以砂搅拌翰送车拌筒叶片为例进行计算,既提高了计算精度,又缩短了计算时间,同时只要适当改变拌筒及叶片的结构参数,即适用于其它容量搅拌筒叶片的设计。户念念念念七叙词混旅土境拌粉送车叶片搅拌筒结构尺寸及叶片截面形状和部分参数的确定图所示为耐混凝土搅拌输送车搅拌筒普通结构形状。桅拌叶片在拌筒前、后锥采用不等升角斜圆锥对数螺旋曲面,前锥叶片斜置角”二。,叶片截面采用等宽度直纹螺 旋面,宽度。圆柱段采用等升角正螺旋面,叶片截面亦采用等宽度直纹螺旋面,宽度。后锥叶片截面采用不等宽度非直纹螺旋面,并保持叶片任一截面处,上、下部宽度不变,渐变中部宽度,内缘设计为一圆弧过渡,夹角恒为“的护边,叶片根部垂直筒内壁,拜。通过计算机辅 助设计,分别定出前锥、圆柱段、后锥任意等分点处螺旋 叶 片的,及叶片根部螺旋线螺旋角值,即可绘 出螺旋面母线转面 投影及叶片尺寸图。螺旋叶片设计计算前锥段螺旋叶片的设计计算已知混凝土一般下滑角吵二“塌落度,前锥半锥顶角。,叶片斜置角“一。,叶片母线宽度,见图。坐标尺寸的计 算引月引刘划川引洲叮泪鞘夏夏卜卜匕匕梦赞巡瞥困图拌简结构,螺旋面母线转面投影及叶片尺寸一书螺旋叶片节点母线轴向位置及实形一一工程机械,熬刃影习之了一一儿。夕,二”介口、二些图出料方向圆住前锥刁刁 目“夕、尹之夕、,左月产一匀八“,一日口。计算锥前锥叶片顶锥一代拱匕碧洽,一。召。道心匕生一止垦兰互一。二。一一石二。根据有关资料及理论分析认为,取前锥叶片大端顶部尹点处螺旋升角为。,则其螺旋角盯一二“,为了改善前锥段小端处的出料性能,取小端处的螺旋角二适当大于大端的螺旋角,以使“工作点”低一些。取二“计井锥假设一个锥面平行于前锥面,且螺旋面与之交线斜圆锥对数螺旋线上所有的螺旋角都相等。这个假想之锥面叫做计算锥,见图。建立坐标系二石一一。一“二万顽万一一一一兀兀石下一一二一、一一丝经竺匕一一一止登卫三一一。计算计算锥上的螺旋角”一,【一二,一拜一万一一一一一一卫丝立一一一一一一飞一一“。根据计算锥的假设知笠笠二二“计算锥与叶片顶锥上任两对应点纵坐标之差为二多,拼一二一一丫一下了几亏一一户廿护丝卫赵二丝星丛巡迎一一。几二一下石灭二 一爵 万瓦万二二一石一二二一应用有关公式得工祝机被,一故公石一,一一公二一一一二计算锥上各点角均相等,计算锥展开成一,斑形面时,其螺旋线展开线是一条 对 数螺旋线,这样就可以简化各点纵坐标的计算。计葬锥蛛旋线上任意点纵坐标计界在图中,以计算锥顶点,为坐标原点若,公由对数螺旋线的性质知式中。一。贤譬一常数已知,一螺旋线投影图时,在平面图中所取的等分线数。取。二。花乙,。崖舀所以曰“,心,第 等分点的纵坐标一二点的纵坐标等分编号由。得。代入公式,。曰得取故计算锥上第点之纵坐标为,。计葬叶 片顶部、根部各点纵坐标以前锥小端截面圆心为坐标原点,如图所示。则计算锥上点的纵坐标为二一故叶片顶部任意等分点的纵坐标值为一即一叶片根部任意等分点处的纵坐标 筒 壁螺旋线 的纵坐标为二一。一即矛一厂厂“厦厦图计井叶片顶部、根部各点 横坐标固周丰径由图得根部各点横坐标一。顶部各点横坐标一。另外,可求得筒壁螺旋线任一点的展开尺寸坐标值为八。前锥筒壁上螺旋线的蛛旋角计葬计算锥上任意点与筒壁上对应点的纵坐标之差为一醚多鱼一一。一由图并根据同一螺旋面,在不同圆锥面上产生的螺旋线 的螺旋角之间的关 系式可得卫丝,一一一二旦卫上一一一一一逃渔匕一一落一,一。一公一一工程机械,。一处螺旋角。同理可得处螺旋角。二。一一玺红一一一一一一一几廿一令。口一。,农刀,根据式、各式,利用计算机辅助设计进行循环计算,就可求出前锥任意等分点的,尺,尺,尸和的值。计 算中采用的程序如下一刀一又一,丁计算结果见表工粗机械,乓 台 怡尽“二,二山任曲内匕一一口往段级旋叶片设计为了保证圆柱段叶片的工作性能,选取叶片顶部螺旋角几。利用叶片顶部螺旋角几和筒壁螺旋线处螺旋角几的关系式为恒定值。,段垂直于筒壁,连接、,刀一几可计算出几为万万一习习红红不不不从 了、召。一一器爵,“一。因取圆柱段螺旋角为等螺旋角,所以有几二口 兀乙乙每等分上轴增量。则乙不万几一兀。取乙所以实际的几值为几兀几。图后锥部分叶片截面示意图且垂直于拌筒轴线,并呈线性变,化。这 样设计即可较好的满足叶片进、卸料性能,又可以简化计算,有利于计算机辅助设计。下面进行具体计算。已知后锥半锥顶角。,叶片斜置角部分“。,后锥高度。取后锥大端叶片部分高度为,小端叶片部分高度为,见图。经计算得。圆柱段等分数为一,取二圆柱段筒壁螺旋线各点纵坐标为,二,乙圆柱段螺旋叶片各等分点坐标计算公式如下二叶片根部和顶部圆周半径为根部顶部一二根据式、式、式,即可计算出圆柱段叶片任意等分点处的坐标值,并画 出叶片断面图,等分编号以前锥小端截面圆心为基准二,所以,回柱段等分编号由开始。后锥段叶片设计计算后锥段叶片的主要功能是引导进卸料。任取一叶片截面,见图。根据前段分析,截面、段长度保持不变,段长度变化,取,乙亦、育器一一图圆柱后锥计算锥坐标尺寸计算,二一一一。一”一二“工程机械,二。计算后 锥。、两点的螺旋角前面已知圆柱段叶片根 部的螺 旋 角刀。,则后锥上。点的螺旋角计算如下刀。刀一拜。一“。刀。为 了改善后锥小端处的出料性能,取刀刀。“。计算推建立如图所示坐标系间圆锥对数螺旋线,可简化各点纵坐 标的计算。计算锥上各点纵 坐标的计算在图中计算锥顶点为坐标原点。公由对数螺旋线的性质知。,一口二招。,招七 卜币。,万丽沽石花丽灭歹了飞 了共甲叨声“一少一“所以产一当时,取,如果以后锥大端圆心为坐标原点这样处理有利绘图以便能统一表示,建立新的坐标系,见图。一一伙人的闪令“后锥图计算锥后锥尸刀一刀。刀刀一拼工一一匕。一图“一。二计算计算锥上的螺旋角那厂一厄灭了二面石万百 犷刀,。,斗胆乙一一计算锥上各点螺旋角相等,其螺旋线是一条空工程机械,一姗犯一后锥段叶片各点坐标值计算如图所示,叶片任意截面处,一一边一一泣。一。一。一二一令令令一上引走圈根据前面几何关系知一。一了石琢 下一一一。乙一又。所以,一一。一。,一。一口后锥螺旋叶片任意等分点的骡旋角计算一一刀,一一一一一根据上述公式,利用计算机进行辅助设计计算,即可求出后锥段斜圆锥对数螺旋面上任意等分点处各坐标值及筒壁上螺旋线螺旋角。为 了和前锥、圆柱段计算保持连续性,后锥等分点由开始。计算的人程序如下一一又一一八二一一一欠一八一一欠一一一一一二,计算结果 略。叶片总成图的绘制根据以上计算结果,可得到 图中叶片断面的各坐标值,并根据 圆周等分。,总编号即可绘 出叶片总成图。下转第页一一工程机械,自妞孤,一华一,君凡一当户时,制动阀作用起始点所对应的踏板力,可求得。户百,厂一若不限制踏板行程,将随,一同增大到户二为止图中点。此后,若,继续增大,由于阀门不可能关闭,将不变 如所示。实际上,户一般都低于户,故特性曲线转折点应为点,户二么,因而整个制动阀静特性曲线如折线所示。转折点的位置决定于踏板力,。从图特性曲线来看,要满足轮式装载机制动阁工作灵敏、踏板力小、行程较短的要求,特性曲线就必须有斜率大,起始踏板力小的特点。即,尸,式中产所期望的制动阀特性曲线斜率石,所期望的制动阀特性曲线起始值这两条特性曲线的位置关系,如图所示。小的产,八值。这就意味着,当使用具有直线特性曲线的制动阀时,踏板力起始值较小,而且踏板力稍有些小的增加,即可获得较大的输出压力几,基本满足了灵敏,踏板力小,行程短的要求。从式可看出二一一一一兰里一一一一二几一值的提高有赖于踏板机构传动比,的增大,二及几的减小。这点可从装载机上的脚制动阀外形看出。该制动阀外形比我国同类型阀外形要小得多,而其踏板机构又具有较大的传动比。仅这 两点,使值增大 不 少,保证 了阀的灵敏度。但值的增加应有一个合理范围,如值太大,则制动时路感太弱。从式中可以看出月主尸,增大,起始值,就下降,阀门的承压面积减小膜片回位,弹簧和阀门弹簧的刚度减小,都使得,下降到一个较小 的合理值,从而使阀所需的踏板力小,行程短。还需补充一点的是,为满足使用膜片的寿命应比汽车制动阀的膜片寿命高得多。这是 由于装载机在铲装作业中,频繁刹车,膜片不断地涨开和收缩,极易疲劳破坏。这个现象是汽车制动阀所没有的。参考文献吉林工业大学工程机械教研室编轮式 装 载机设计张光裕主编工程机械底盘结构与设计 北京中国建筑工业出版社,吉林工业大学汽车教研室编汽车设计北京 机械工业 出版社,尹一人、夕图直线 为汽车用制动阀静特性曲线直线为装载机用制动阀静特性曲线从图 可看出,直线具有较大的产值及较上接第页在技术要求中应注明旋螺方向及叶片条数 一般为左旋,条数,。分布。由于在实际生产中叶片是分段压制后拼接而成,所以应注明搭接方向和长度一般 搭 接长度为,搭接方 向为沿卸料方向。关于螺旋叶片如何展开成平面图,将在搅拌筒螺旋叶片的展 开计算一文中叙述。参考文献皮齐宝 混凝土机械及桩工机械北京 中国建筑工业出版社,杨纪明混凝土搅拌输送车拌筒螺旋叶片的设计建筑机械化,工程机械,汇于于七七口,七于于七七二七,七等七七,七。于卜梦七于七卜七,一,一一,七杏卜七于七,于七七,不七于七卜卜。七千 卜卜一七七卜,卜工程机械,