混凝土湿喷机总图及喷射机构设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流混凝土湿喷机总图及喷射机构设计密 级：毕业设计(论文)混凝土湿喷机总图及喷射机构设计CONCRETE WET SPRAYING MACHINE GENERAL LAYOUT AND DESIGN OF THE INJECTION MECHANISM学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担

2、。论文作者签名： 学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： .精品文档.图书分类号：摘 要混凝土喷射机曾经得到普遍的应用，是一种常用的工程施工设施。混凝土施工进程简略，使用范围广，施工成本低，在建筑行业、铁路隧道井巷、水利工程等行业得到广泛的应用。现在在混

3、凝土喷射施工进程中，多采纳转子式混凝土喷射机，由于此种喷射机操作便利、结构简略、做任务坚固、机身较小、品质较轻而且培修更是方便，所以应用范围比较广。据可靠数据分析,现在国内各行个业正在使用此种喷射机已超过十万台，每年更换数千台，使用数量不断扩大，已成为混凝土喷射施工中不可或缺的机械设备。首先，本论文系统地介绍了混凝土喷射机现在的情况和未来的发展方向及其工作原理、工作过程等，并阐述了常用机型的优缺点及其每种机型的工作场合和使用的范围，然后确定本次必要设计的机型。其次，联合本次任务书所要求的参数，采纳三级圆柱分流式直齿减速器、旋转体转子、给料系统、气压系统等一系列主要的零部件，并且对部分工作条件要

4、求比较高的零件进行强度校核。关键词：混凝土喷射机； 减速器AbstractConcrete Jets have lost common application is a rarely used construction facilities.It works is the use of the pipeline will be transporting spices mixed in the proportion of the nozzle, its main source of power is compressed air, can also use other power, and th

5、en rapidly solidified surface hardening and injected into the task quickly, and therefore constitute concrete The protective layer. Concrete injection technology work process is simple, using a wide range, low construction costs, in the construction industry, railway tunnel roadway, water conservanc

6、y and other industries are widely used.Now in the process of injection in concrete construction, more mining adoption rotor concrete jet, jet due facilitate such operations, structural simple, do the task rugged, smaller body, lighter and quality is more convenient, so the scope of application more

7、widely. According to reliable data analysis, and now the domestic lines of business are using this jet has more than one hundred thousand units, replacement of thousands of units per year, expanding the number of use, it has become an integral part of sprayed concrete construction machinery and equi

8、pment.First, this paper systematically introduces the current situation and future development direction and its working principle, working procedures, etc., and describes the advantages and disadvantages of commonly used models and each model in the workplace and scope of the use of and then fixed

9、the necessary design models. Secondly, the parameters of this joint mission statement as required, the adoption of three straight cylindrical gear reducer bypass, rotating magnet rotor, feeding system, pneumatic system and a series of major parts, and on the part of working conditions is relatively

10、high Part strength check.Keywords: concrete jet; reducer目 录摘 要IAbstractII1混凝土湿喷机的现状与发展方向12方案确定22.1设计总则22.2设计要求及参数22.3选择方案32.3.1喷射混凝土工艺的选择32.3.2 湿喷机喷射机构的选择52.3.3 湿喷机结合板和衬板的选择92.3.4 湿喷机的选择92.3.5 湿喷机转子结构的选择92.3.6速凝剂添加系统的选择93湿喷机的风压系统计算163.1转子式料腔容积的计算163.2 输送管道的换算长度的计算173.3 喷嘴处空气速度的计算183.4输送混合料所需压风耗量的计算1

11、93.5风压计算193.6输送管内径d的计算214湿喷机的传动系统计算224.1传动系统及电动机的选择224.2传动装置的参数计算244.2.1总传动比的计算244.2.2传动装置运动参数的计算255湿喷机轴的刚度计算265.1轴径计算265.2减速器传动轴的设计275.2.1传动轴径向尺寸的设计275.2.2传动轴的轴向尺寸的设计275.3轴承的设计285.4轴的强度校核286湿喷机齿轮传动的计算436.1第一级齿轮传动的计算436.2第二级齿轮传动的计算486.3第三级齿轮传动的计算536.4齿轮参数列表577轴承的强度校核577.1 I轴上的轴承577.2 II轴上的轴承597.3 II

12、I轴上的轴承617.4 IV轴上的轴承628键的强度校核648.1 键的强度校核648.2 联轴器上键的强度校核65总结67致谢68参考文献691 混凝土湿喷机的现状与发展方向目前，混喷机在市场中已经有了很大的应用，在今后的发展中，其依旧有很大的潜力，随着技术的不断发展，其种类也在不断的丰富。那么，什么是混喷机呢？简单地说，混喷机就是将混合好的水泥混合料喷送到需要的地方的一种机器。它的工作过程主要是通过带有一定气压的空气来实现的，在整个的工作过程中，展现了其很多好处，正是由于这些所谓的好处和便利，混喷机才有了很广泛的应用。 混凝土喷射的施工进程系统主要有三个局部组成，分别是供料、供气、供水三个

13、零碎组织。由于这三部分子系统有很多种不同组合方式从而产生了不同的施工过程安排和不同的施工方法,对混凝土放射的凝固硬化表面质量有很大的作用,而且施工的成本也有所不同。在以前罕用的干喷法和湿喷法的技术基础上,经过不停做试验搞钻研,曾经欠缺和开展了一些新的混凝土放射施工技术,好比水泥砂浆纤维细粒法、水泥混合砂浆喷射法、并排附沙双行喷射法、湿添加砂浆法等。最近的二十年中,混凝土喷射技术在国内得到了高速的发展，突破了新的技术，是我国的该方面的技术靠近甚至达到了国际水平。 混喷机就是将混合好的水泥混合料喷送到需要的地方的一种机器。一般情况下，混喷机可分为干喷和湿喷两种，其主要的不同就是喷射出来的混合物的状

14、态不同，还有的就是其工作的过程不同。这两种就是混喷机的两个不同的发展方向，另外，从干到湿也是其发展的主要趋势。它的发展史也是十分曲折的，混喷机的发展所经历的时间不是很长，主要是从上世纪中期开始，一直至今，这类机器起步比较晚，但是发展比较快，在短短的几十年中，就出现了很多种类的此类机器，不仅在国外有，在国内也是如此。混喷机发展比较快的主要原因是在城市发展和建设中急需一大批具有这种功能的机器，来满足城市的快速发展，这也完全符合人类的认知和发展的规律，然而，随着人们对此种机器的要求不断提高，此种机器也在不断的发展，同时，也淘汰了一批具有此种功能的机器，比如西德的魏堡式湿喷机和美国的查林杰所研制的湿喷

15、机、美国的艾姆科所开发的湿喷机、日本“德斯古玛恩” 湿喷机、西德的“康姆拍那斯208”湿喷机、瑞士思博克里特研制的湿喷机等。虽然国内外所研制的湿喷机种类有很多种，但在真正的工程施工中出现了很多意想不到的问题，从而导致很多种机型根本就无法在生产中投入使用。从上文中所描述的各种的湿喷机特点，应用场合和使用的范围，我们可以看出：目前尽管国际内在一些领域已经取得了一些成就，也得到了必定领域的使用，但在煤炭井巷方面中，湿喷机还是没有得到广泛的应用而且需要用到湿式混凝土喷射作业的单位还是有很大的发展空间。那么，问题就出现了，正是因为这些问题，我们才要考虑以下几点：（1）针对液体速凝剂自动增加设施及其增加形

16、式的钻研，而且增强湿喷工艺和湿喷技术根本理论研究以及混凝土凝固硬化的才能，混凝土的流动性和喷射能力的研究。还要注重相匹配的旋转体转子、给料系统、气压系统的研制任务；（2）为了促进混喷机的发展，改变工人的工作环境，改变目前的现状，我们要充分利用已有的技术，促进正在开发的技术的发展，通过这些技术的实际应用，来推动混喷机的发展，满足人类的需求；（3）目前所现使用的几种湿喷机普遍存在很多问题比如体积大、比较笨重、操作麻烦、维修不方便、质量重等问题，正是因为这些问题，我们才不得不改进已有的机器，来满足他的工作条件，从而充分开发混喷机的功能。2方案确定2.1设计总则6湿喷机齿轮传动的计算6.1第一级齿轮传

17、动的计算 在设计齿轮时，我们要考虑好多因素，首先要考虑的是齿轮的工作环境，这决定了所设计的齿轮类型，是开式的，还是闭式的，然后在此基础上选择齿轮的材料，在选材料的时候，还要考虑齿轮的受力情况，以及所承受的载荷的大小，选择齿轮材料确定载荷以后，在选择齿轮的规格，根据齿轮的大小，最终确定齿轮的材料。在此之后，还要根据齿轮的大小来确定怎么进行热处理。一般情况下，在同一传动系统中，齿轮越小，就要进行一定的热处理，来条齿轮的强度，来满足工作的要求。 1）大齿轮选用45#正火 按齿面接触疲劳强度计算 小齿轮选用45#调质 2）确定齿轮精度后，根据公式，可计算出圆周速度，故选取 小齿轮分度圆直径，可根据公式

18、得： (式6.1）齿宽系数可查表得为因为非对称布置，故取 小齿轮齿数，可从推荐值2040中选取 大齿轮齿数 圆整取 齿数比 传动比误差 误差在以内 合适小齿轮转矩，由公式得： 载荷系数，由公式得 （式6.2）经查表可得出使用系数 动载荷系数，其初值 齿向载荷分布系数 齿间载荷分配系数，将其代入公式可求得 查表并插值得 则载荷系数的初值，根据上述公式可求得：弹性系数，查表得 节点影响系数，查图（） 重合度系数，查图（） 许用接触应力，根据公式可求得： （式6.3） 接触疲劳极限应力、，可查相关图表得：应力循环次数由公式得： 则根据图表得接触疲劳强度的寿命系数， 硬化系数，查图得： 接触强度安全系

19、数，按一般可靠度查表，取 故的设计初值为齿轮模数m，由公式得：查表可取 小分度圆直径，由公式得： 圆周速度，由公式得： 与上述所估取很接近，对影响不大，故不必修正 小齿轮的分度圆直径 大齿轮的分度圆直径 中心距 齿宽 大齿轮齿宽 齿根弯曲疲劳强度校核计算 小齿轮齿宽 3） 那么齿形系数，查图得： 小齿轮大齿轮 应力修正系数，查图得： 小齿轮大齿轮 重合度系数，由公式得： ，可为： 那么弯曲疲劳极限 弯曲寿命系数 尺寸系数 安全系数 那么 那么 符合要求。选择齿轮材料6.2第二级齿轮传动的计算 1）大齿轮选用45#表面淬火 按齿面接触疲劳强度计算小齿轮选用45#表面淬火 2） 确定齿轮精度，可根

20、据公式 ，估取 圆周速度，选取 小齿轮分度圆直径，可根据公式求出：齿宽系数查表因为非对称布置，故取 小齿轮齿数，可从推荐值2040中选取 大齿轮齿数 圆整取 齿数比 传动比误差误差在以内 合适小齿轮转矩，由公式得 载荷系数，由公式得：经查表可知：使用系数动载荷系数，其初值齿向载荷分布系数齿间载荷分配系数，将其代入公式可求得则载荷系数的初值，可根据公式求得：查表并插值得 弹性系数，查表得 节点影响系数，查图（） 重合度系数，查图（） 许用接触应力，可根据公式求得： 接触疲劳极限应力、，可查相关图表得： 故取 故取 应力循环次数由公式得： 则查图得接触疲劳强度的寿命系数， 硬化系数，查图得： 接触

21、强度安全系数，按一般可靠度查表取 故的设计初值为 齿轮模数m，由公式得：查表可取小分度圆直径，由公式得：圆周速度，由公式得： 与上述所估取很接近，对影响不大，故不必修正 ， 小齿轮的分度圆直径 大齿轮的分度圆直径 中心距齿宽 大齿轮齿宽 齿根弯曲疲劳强度校核计算小齿轮齿宽 3） 那么齿形系数，查图得 小齿轮 大齿轮应力修正系数，查图得：小齿轮 大齿轮 重合度系数，由公式得： 许用弯曲应力，可根据公式求得 根据相关图表：弯曲疲劳极限 弯曲寿命系数 尺寸系数 安全系数 那么 那么 符合要求。 6.3第三级齿轮传动的计算选择齿轮材料 1） 小齿轮选用45#表面淬火大齿轮选用45#表面淬火 按齿面接触

22、疲劳强度计算 2）确定齿轮精度，可根据公式求得，估取圆周速度，选取 小齿轮分度圆直径，可根据公式求得：齿宽系数查表为因为非对称布置，故取 小齿轮齿数，可从推荐值2040中选取 大齿轮齿数 圆整取 齿数比 传动比误差2误差在以内 合适小齿轮转矩，可根据公式求得： 载荷系数，由公式得： 根据相关图表可知： 使用系数 动载荷系数，其初值 齿向载荷分布系数 齿间载荷分配系数，将其代入公式求得 查表并插值得 则载荷系数的初值，可根据公式求得： 弹性系数，查表得 节点影响系数，查图（） 重合度系数，查图（） 许用接触应力，由公式得： 接触疲劳极限应力、，可根据相关图表得： 故取 应力循环次数由公式得： 故

23、取 则查图得接触疲劳强度的 寿命系数， 硬化系数，查图得： 接触强度安全系数，按一般可靠度查表，取 故的设计初值为 齿轮模数m，由公式得： 查表可取 小分度圆直径，由公式得： 圆周速度，由公式得： 与上述所估取很接近，对影响不大， 故不必修正 ， 小齿轮的分度圆直径 大齿轮的分度圆直径 中心距齿宽 大齿轮齿宽 齿根弯曲疲劳强度校核计算 小齿轮齿宽 3） 那么 齿形系数，查图得： 小齿轮 大齿轮 应力修正系数，查图得： 小齿轮 大齿轮 重合度系数，由公式得： 许用弯曲应力，可根据公式求得： 经查表可知： 弯曲疲劳极限 弯曲寿命系数 尺寸系数 安全系数 那么 那么 符合要求。6.4齿轮参数列表 综

24、合上述的计算结果可知：7轴承的强度校核对于轴承的设计，我们从轴承的作用开始着手，首先轴承是放在轴承座中，然后通过键和轴相配，在其中，还有这些因素，比如，轴径，转矩，转速，这是主要考虑问题，这是至关重要的三个因素，另外，轴承他是标准件，不需要我们设计，我们只需要知道如何选就行了，由之前的数据我们可以选出以下的型号：第一个型号为 第二个型号为 第三个型号为 32910 第四个型号为 32914 7.1 I轴上的轴承计算轴承支反力 1 ）水平支反力 垂直支反力 合成支反力 轴承轴向力 2 ）在正常情况下，轴承的受力情况，一般比较复杂，主要是因为它所应用的场合，是十分正要的，起到连接轴和齿轮的重要作用

25、，在这种情况下，我们可想而知，如果轴承的磨损过大，就会引起整个机械系统不稳定，甚至不能正常工作，还会产生危险的情况。那么，轴承的选择要非常谨慎才行，如果想选出合适的，我们必须要对轴承进行分析，通过出找相关资料，我们知道，轴承主要受三个物体的作用力，就是跟轴承相配合的那几个零件，这几个零件也一一进行了分析，因为它们的受力是相互作用的，轴承上所收到的力，跟他接触的零件也会受到这么大的力，因此我们要从全部出发，这样才会更好的利用相关资料，达到我们想要的效果。从参考资料，可以知道根据以前的数据可计算出轴的体积轴的重力 齿轮的重力 联轴器重力 轴向载荷 那么轴向载荷 3）一般动载荷 4） （1）， （2

26、），轴承的寿命 5） ，那么 ， 那么计算轴承支反力7.2 II轴上的轴承1）水平支反力 垂直支反力 合成支反力 轴承轴向力 2）在正常情况下，轴承的受力情况，一般比较复杂，主要是因为它所应用的场合，是十分正要的，起到连接轴和齿轮的重要作用，在这种情况下，我们可想而知，如果轴承的磨损过大，就会引起整个机械系统不稳定，甚至不能正常工作，还会产生危险的情况。那么，轴承的选择要非常谨慎才行，如果想选出合适的，我们必须要对轴承进行分析，通过出找相关资料，我们知道，轴承主要受三个物体的作用力，就是跟轴承相配合的那几个零件，这几个零件也一一进行了分析，因为它们的受力是相互作用的，轴承上所收到的力，跟他接触

27、的零件也会受到这么大的力，因此我们要从全部出发，这样才会更好的利用相关资料，达到我们想要的效果。从参考资料，可以知道根据以前的数据可计算出轴的体积轴的重力齿轮的重力 轴向载荷 那么 ，那么 轴向载荷 3）当量动载荷 4） （1）， （2），轴承的寿命 5） ，那么 ， 那么计算轴承支反力7.3 III轴上的轴承 1）水平支反力 垂直支反力 合成支反力 轴承轴向力 2）在正常情况下，轴承的受力情况，一般比较复杂，主要是因为它所应用的场合，是十分正要的，起到连接轴和齿轮的重要作用，在这种情况下，我们可想而知，如果轴承的磨损过大，就会引起整个机械系统不稳定，甚至不能正常工作，还会产生危险的情况。那么

28、，轴承的选择要非常谨慎才行，如果想选出合适的，我们必须要对轴承进行分析，通过出找相关资料，我们知道，轴承主要受三个物体的作用力，就是跟轴承相配合的那几个零件，这几个零件也一一进行了分析，因为它们的受力是相互作用的，轴承上所收到的力，跟他接触的零件也会受到这么大的力，因此我们要从全部出发，这样才会更好的利用相关资料，达到我们想要的效果。从参考资料，可以知道根据以前的数据可计算出轴的体积齿轮的重力轴的重力 轴向载荷 轴承轴向载荷 3）当量动载荷 4） （1）， （2），轴承的寿命 5），那么 ，那么7.4 IV轴上的轴承计算轴承支反力 1）水平支反力 垂直支反力 合成支反力 2） 轴承轴向力在正常

29、情况下，轴承的受力情况，一般比较复杂，主要是因为它所应用的场合，是十分正要的，起到连接轴和齿轮的重要作用，在这种情况下，我们可想而知，如果轴承的磨损过大，就会引起整个机械系统不稳定，甚至不能正常工作，还会产生危险的情况。那么，轴承的选择要非常谨慎才行，如果想选出合适的，我们必须要对轴承进行分析，通过出找相关资料，我们知道，轴承主要受三个物体的作用力，就是跟轴承相配合的那几个零件，这几个零件也一一进行了分析，因为它们的受力是相互作用的，轴承上所收到的力，跟他接触的零件也会受到这么大的力，因此我们要从全部出发，这样才会更好的利用相关资料，达到我们想要的效果。从参考资料，可以知道根据以前的数据可计算

30、出轴的体积轴的重力 齿轮的重力轴向载荷 轴承轴向载荷 3）当量动载荷 4） （1），： （2），：轴承的寿命 5），那么 ，那么8键的强度校核8.1 各轴上键的强度校核 1）I轴小齿轮的键校核： 采用普通A型平键 根据轴径，选取 L根据齿宽选择为 键与轴槽的接触高度 键的工作长度 轴的转矩为， 代入公式得： 2）II轴大齿轮的键的校核： 采用普通A型平键 根据轴径，选取 L根据齿宽选择为 键与轴槽的接触高度 键的工作长度 轴的转矩为 代入公式得： 3）II轴小齿轮的键校核： 采用普通A型平键 根据轴径，选取 L根据齿宽选择为 键与轴槽的接触高度 键的工作长度 代入公式得： 4）III轴大齿轮的

31、键的校核： 采用普通A型平键 根据轴径，选取， L根据齿宽选择为 键与轴槽的接触高度 键的工作长度 轴的转矩为 代入公式得： 5）III轴小齿轮的键的校核： 采用普通A型双平键 根据轴径，选取 L根据齿宽选择为 键与轴槽的接触高度 键的工作长度 轴的转矩为 代入公式得： 6）IV轴大齿轮的键的校核： 采用普通A型双平键 根据轴径，选取 L根据齿宽选择为 键与轴槽的接触高度 键的工作长度 轴的转矩为 代入公式得：8.2 联轴器上键的强度校核 根据其轴端直径和传递的扭矩，选择HL2型弹性柱销联轴器 基本参数： 额定扭矩 许用转速 标记为 采用普通A型双平键 根据轴径，选取 L根据联轴器轴孔长度选择为 键与轴槽的接触高度 键的工作长度 轴的转矩为 代入公式得： 键的强度满足要求。结论 按照本课题的相关数据以及工作要求，此次所设计的喷射机是转子式喷射机，本次设计总结了已经普遍应用的此类机器的经验以及优点，并且利用这些已有的经验来完成本次的设计，从中得到的结论如下： （1）本课题所设计的机型有很多的优点，比如本机型结构紧凑，操作方便，占地面积小而且质量不大，总体布局合理，并且很适合井巷的工作场合，另外，工作时所产生的粉尘