泡沫混凝土生产线设计及其结构研究.ppt

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1、泡沫混凝土生产线设计及其结构研究专业：机械工程导师：陈作炳 教授学生：戴 薇 第一部分第一部分课题研究背景及主要内容课题研究背景及主要内容课题研究背景及主要内容课题研究背景及主要内容论文基本结构 第二部分第二部分泡沫混凝土生产流程泡沫混凝土生产流程泡沫混凝土生产流程泡沫混凝土生产流程 第三部分第三部分泡沫混凝土生产装备设计泡沫混凝土生产装备设计泡沫混凝土生产装备设计泡沫混凝土生产装备设计 第四部分第四部分搅拌结构的有限元分析搅拌结构的有限元分析搅拌结构的有限元分析搅拌结构的有限元分析 第五部分第五部分总结与展望总结与展望总结与展望总结与展望一、课题研究背景及主要内容1.1.1.1.课题研究背景

2、及意义课题研究背景及意义 新型建筑材料新型建筑材料利利废、环保、保、节能、保温隔能、保温隔热、性能、性能优良良国家政策国家政策“十二五十二五”规划，划，节能、能、节地、利地、利废优于加气混凝土特点于加气混凝土特点不需蒸不需蒸压、现场浇筑、品种多筑、品种多一、课题研究背景及主要内容1.1.1.1.课题研究背景及意义课题研究背景及意义应用领域广泛应用领域广泛需求增加需求增加设备落后，制品质量设备落后，制品质量低劣，亟待改进低劣，亟待改进 依现有状况和国情，依现有状况和国情，研究泡沫混凝土生产线研究泡沫混凝土生产线装备装备一、课题研究背景及主要内容1.2.1.2.国内外发展状况及存在问题国内外发展状

3、况及存在问题1.2.1 1.2.1 国外发展状况国外发展状况图图1.1.1.1.射击靶场应用射击靶场应用图图1.2.公公路路施施工工浇浇筑筑图图1 1.3 3.桥桥涵涵回回填填一、课题研究背景及主要内容1.2.1 1.2.1 国外发展状况国外发展状况图图1.4.1.4.海上钻井平台应用海上钻井平台应用图图1.5.1.5.声屏障应用声屏障应用一、课题研究背景及主要内容1.2.2 1.2.2 国内发展状况国内发展状况应用领域：建筑保温、岩土工程、土木工程应用领域：建筑保温、岩土工程、土木工程 一、课题研究背景及主要内容1.2.3 1.2.3 存在问题存在问题缺乏对泡沫混凝土基础知识、生产及应用的缺

4、乏对泡沫混凝土基础知识、生产及应用的认识认识研究与理论缺少系统完整性研究与理论缺少系统完整性设备自动化程度低设备自动化程度低高端技术领域发展局限性高端技术领域发展局限性一、课题研究背景及主要内容1.3.1.3.课题研究来源课题研究来源本论文的课题来源于武汉磨峰水泥机械有限公司本论文的课题来源于武汉磨峰水泥机械有限公司委托的建筑用泡沫水泥砖生产线装备研发与设计项委托的建筑用泡沫水泥砖生产线装备研发与设计项目目。1.4.1.4.主要内容主要内容配料机配料机输送机输送机搅拌机搅拌机切割机切割机养养护护二、泡沫混凝土生产流程2.1.2.1.主要性能主要性能现场浇注，无需蒸压现场浇注，无需蒸压低密度低密

5、度低吸水率低吸水率产品种类多，工艺灵活产品种类多，工艺灵活设备成本低设备成本低二、泡沫混凝土生产流程2.2.2.2.工艺流程工艺流程图图2.1.泡沫混凝土工艺流程图泡沫混凝土工艺流程图二、泡沫混凝土生产流程2.3.2.3.配合比、发泡剂及外加剂配合比、发泡剂及外加剂配合比水泥配比活性微集料配比水料比12外加剂：减水剂、促凝剂、稳定剂外加剂：减水剂、促凝剂、稳定剂二、泡沫混凝土生产流程2.4.2.4.各生产要素的主要影响各生产要素的主要影响发泡机发泡机搅拌机与搅拌搅拌机与搅拌混泡工艺混泡工艺发泡剂发泡剂胶凝材料胶凝材料外加剂外加剂养护方式养护方式泵车与泵车与浇注工艺浇注工艺泡沫性能、泡沫性能、浆

6、体均匀性、浆体均匀性、生产成本等生产成本等二、泡沫混凝土生产流程2.5.2.5.生产装备组成生产装备组成 1.1.搅拌机搅拌机 2.2.输送机输送机 3.3.配料机配料机 4.4.切割机切割机三、泡沫混凝土生产装备设计3.1.3.1.配料机配料机（1 1）工作原理）工作原理图图3.1.3.1.配料机工作流程图配料机工作流程图三、泡沫混凝土生产装备设计(2)(2)电子皮带秤电子皮带秤图图3.2.3.2.电子皮带秤原理图电子皮带秤原理图图图3.3.3.3.进料内部截面图进料内部截面图三、泡沫混凝土生产装备设计(3)(3)配料机工作流程配料机工作流程图图3.4.泡沫混凝土配料机示意图泡沫混凝土配料机

7、示意图1-机架；机架；2-储料斗及给料皮带机；储料斗及给料皮带机；3-称料斗及出料皮带机；称料斗及出料皮带机；4-配料控制仪配料控制仪三、泡沫混凝土生产装备设计3.2.3.2.输送机输送机带速长度托辊及滚筒驱动装置其他装置三、泡沫混凝土生产装备设计3.3.3.3.发泡机发泡机工作原理工作原理 压力引气压力引气+发泡剂发泡剂=泡沫泡沫图图3.5.3.5.压力发泡机压力发泡机三、泡沫混凝土生产装备设计3.4.3.4.搅拌机搅拌机3.4.1.3.4.1.工作原理工作原理3.4.2.3.4.2.搅拌机构成搅拌机构成传动装置、搅拌装置、上料机构和卸料机构、发传动装置、搅拌装置、上料机构和卸料机构、发泡系

8、统和供水系统、底盘泡系统和供水系统、底盘胶凝材料浆体制备胶凝材料浆体制备混泡工艺混泡工艺三、泡沫混凝土生产装备设计3.4.3.3.4.3.性能要求性能要求变速搅拌变速搅拌无搅拌死角无搅拌死角下压作用下压作用不伤泡沫不伤泡沫混泡效率高混泡效率高高均匀性高均匀性3.4.4.3.4.4.工艺过程工艺过程上料上料搅拌搅拌混泡混泡三、泡沫混凝土生产装备设计3.4.5.3.4.5.主要参数设计主要参数设计螺旋升角螺旋升角转速转速线速度线速度长径比长径比搅拌筒尺寸搅拌筒尺寸三、泡沫混凝土生产装备设计3.5.3.5.切割机切割机3.5.1.3.5.1.切割原理切割原理3.5.2.3.5.2.加工方案加工方案三

9、、泡沫混凝土生产装备设计3.5.3.3.5.3.结构设计结构设计推进装置、切割装置、机架推进装置、切割装置、机架图图3.6.切割运动示意图切割运动示意图三、泡沫混凝土生产装备设计图图3.7.切割机三维模型切割机三维模型四、搅拌结构的有限元分析4.1.4.1.分析原理及目的分析原理及目的静力学分析静力学分析受力情况受力情况等效应力云图等效应力云图-受力最大处受力最大处-保证刚度、强保证刚度、强度要求度要求位移云图位移云图-变形最大处变形最大处-保证变形在许可范保证变形在许可范围围模态分析模态分析固有频率固有频率-工作频率工作频率-保证避免共振现象保证避免共振现象四、搅拌结构的有限元分析4.2.4

10、.2.物理模型建立物理模型建立简化三维模型简化三维模型-设置材料参数（密度、弹性设置材料参数（密度、弹性模量、泊松比）模量、泊松比）4.3.4.3.分析及其计算结果分析及其计算结果图图4.1.施加载荷图施加载荷图四、搅拌结构的有限元分析图图4.2.等等效效应应力力云云图图图图4.3.位位移移云云图图四、搅拌结构的有限元分析 图4.4.第一组搅拌臂应力云图图4.5.第二组搅拌臂应力云图图4.6.第三组搅拌臂应力云图四、搅拌结构的有限元分析模态分析模态分析（a）一阶阵型）一阶阵型（b）二阶阵型）二阶阵型（c）三阶阵型）三阶阵型（d）四阶阵型）四阶阵型四、搅拌结构的有限元分析计算结果计算结果五、总结

11、与展望5.1.5.1.全文总结全文总结(1)对对泡泡沫沫混混凝凝土土的的生生产产流流程程进进行行分分析析，熟熟悉悉配配料料、发发泡泡、搅搅拌拌混混泡泡工工艺艺，抓抓住住影影响响泡泡沫沫混混凝凝土土的的重重要要生生产产因因素素，为为后后面面的的各各个个装装备备的的设设计计提提供供理理论论依据。依据。(2)对对整整个个泡泡沫沫水水泥泥砖砖生生产产线线的的设设备备主主要要结结构构尺尺寸寸、技技术术尺尺寸寸进进行行设设计计。利利用用Pro-e软软件件对对整整条条生生产产线线造造型型建建模模，优优化化结结构构，然然后后使使用用AutoCAD软软件件画画出二维工程图。出二维工程图。(3)对对搅搅拌拌系系统

12、统进进行行静静力力学学分分析析和和模模态态分分析析，保保证证搅搅拌机有足够的刚度和强度，工作时不会发生共振。拌机有足够的刚度和强度，工作时不会发生共振。五、总结与展望5.2.5.2.研究展望研究展望1.1.如何改进泡沫质量，降低泡沫损失率，保证泡沫与浆体如何改进泡沫质量，降低泡沫损失率，保证泡沫与浆体的均匀混合有待作进一步深入研究，研究方向涉及发泡的均匀混合有待作进一步深入研究，研究方向涉及发泡剂、发泡装置和搅拌装置。剂、发泡装置和搅拌装置。2.2.新的发展方向，泡沫混凝土陶粒砌块。新的发展方向，泡沫混凝土陶粒砌块。3.3.本文设计搅拌机时采用了螺旋带式叶片作为搅拌主力，本文设计搅拌机时采用了

13、螺旋带式叶片作为搅拌主力，在搅拌机中还有单螺旋叶片、桨式叶片等等各类搅拌叶在搅拌机中还有单螺旋叶片、桨式叶片等等各类搅拌叶片，也许可以应用在搅拌泡沫混凝土浆体中，可以在以片，也许可以应用在搅拌泡沫混凝土浆体中，可以在以后的研究中考虑设计。后的研究中考虑设计。4.4.在本文的切割机设计中，液压缸空间占有问题。在本文的切割机设计中，液压缸空间占有问题。5.5.在本文的有限元分析中，如果能建立一个包含泡沫混凝在本文的有限元分析中，如果能建立一个包含泡沫混凝土浆体在内的搅拌系统模型，对其进行流场的稳态分析，土浆体在内的搅拌系统模型，对其进行流场的稳态分析，那么相信研究结果会对泡沫混凝土浆体的搅拌混泡工艺那么相信研究结果会对泡沫混凝土浆体的搅拌混泡工艺的优化起到重要的作用。的优化起到重要的作用。