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混凝土搅拌机、贮料仓、称量系统、运输机、水表、控制系统等。
3混凝土搅拌运输车
远距离运输混凝土。
载重汽车底盘;
搅拌装置,包括搅拌筒、装料与卸料机构、气力供水系统。
工作方式:
1.预拌混凝土输送
2.湿料搅拌输送
3.干料搅拌输送
4混凝土输送泵
沿管道作水平与垂直运输混凝土拌和料的专业机械。
与搅拌运输车配合使用,机械化程度高,能加快施工进度,所需人员少,劳动强度低。
但对施工人员技术熟练程度要求高,对混凝土的配合比、水泥用量、坍落度有一定的要求。
用途:
高层施工、地下与基础工程施工、高架路施工、隧道等。
性能:
水平泵距离最大2000m,垂直泵送距离400m(国产泵)。
一.混凝土泵的类型与工作原理
按驱动方式:
挤压式、压缩空气输送罐、活塞式,多用油压式。
按移动方式:
固定式、拖式、自行式。
按臂架:
连接式、伸缩式、折叠式。
二.拖式混凝土泵
工作原理:
输送管道:
类型:
直管、锥形管、弯管、浇注软管。
标准管径:
100mm、125mm、150mm。
管长:
0.5m、1m、2m、3m、4m.
弯管:
15°
、30°
、45°
、60°
、90°
。
逆止阀:
防止泵突然中断而使混凝土因自重倒流
三.臂架式混凝土泵
泵送装置:
布料装置
液压系统:
四.清洗系统
五.混凝土泵运用
1.混凝土压力p与混凝土排量Q
2.2.混凝土泵的堵塞
3.原因:
泵本身的性能、管道敷设、混凝土成分。
4.现象:
液压系统的压力指标随冲程次数而增加。
5.措施:
及时反泵,严重时拆卸排除
第四章混凝土密实成型机械
1.概述
一.成型的概念
将混凝土放入有一定几何形状和尺寸的模型中,并使之密实的机械,是混凝土制品工艺过程中重要的工序。
二.方法
1.流动性好的混凝土
依靠自身的流动性就能很好地充满模型,如加气混凝土、泡沫混凝土等;
2.流动性不好的混凝土
自身流动性不能很好地充满模型,必须施加外力使混凝土密实成型和充满模型,施加的外力由机械完成,对应的机械称之为成型机械。
对混凝土施加外力的方法有:
a.振动法
使混凝土在振动的作用下成为暂时的流体,而充满模型的各个部位,以达到密实的状态。
b.离心法
使混凝土在离心力的作用下均匀、密实地分布于模型内,如混凝土电线杆。
c.压制法
混凝土在上下冲模中压实成型。
d.挤压法
混凝土由螺旋斜面挤压成型。
e.真空法
将混凝土中多余的水分和空气在压差作用下滤出,使之密实成型。
f.混合法
将上述方法组合,如加压振动、振动挤压、离心振动等。
2.振动成型机械
一.工作原理与类型
1.工作原理
用专门机械产生振动,并将振动传给模型内的混凝土使之产生强迫振动,实现密实。
振动成型机械是使混凝土产生振动的振动源
2.成型机械类型
按使用的动力:
电动、内燃机、气动、液压传动
按振动频率:
高频(8000~15000)次/min中频(4500~8000)次/min低频(1500~4500)次/min
按振动方式:
振动台,内部振动器,表面振动器,附着式振动器
二.常用振动成型机械
(一)振动台
1振动台基本构造
台架:
承载模型和混凝土,模型紧固在台架面上,台架下面安装振动器,当振动器工作时,将振动传给模型内的混凝土。
一般载重量(1~3)t,大型(5~10)t
振动器:
提供振动源,由安装在轴上的偏心块产生的离心力激振。
激振离心力计算:
Q0=mrω2
Q0y=Q0Sinωt
Q0x=Q0Cosωt
式中:
m----偏心块质量r------偏心距ω----角速度t------时间
由于振动器在水平方向产生分力,不利于混凝土垂直振动密实,所以,振动台上通常都安装两个振动器,并使两个振动器反向转动,抵消水平分力。
传动装置:
将电动机的动力传给振动器。
支承弹簧:
连接振动台架与基础,避免工人长期在振动条件下作业。
2.振动台的性能参数
振动器的振动频率、振幅;
振动台载重量、振动载荷、振动台振幅、激振力、功率、支承弹簧的总刚度、基础最小重量
3.转轴临界角速度计算(详见物理学)
即共振时的角速度,避免发生共振。
4.其它形式的振动台
a.无台架式振动台
取消了台架,弹簧与激振器组成支柱,支柱上装有电磁铁卡模装置,模底有相同振幅的振源,克服了模底各点振幅差大的缺点,重量轻,降低了动力消耗。
b.水平定向共振振动台
激振器安装在模板侧面,利用共振实现混凝土的密实。
偏心块质量和力矩小,从而减少功率和振动台质量;
激振力垂直模板侧面,因模板纵向刚度大,故可制成轻一些,节约材料;
混凝土表面不吸空气,振动横向(水平)传递,气泡易排出,制成的混凝土构件质量好。
适用:
大型细长混凝土构件和预应力混凝土构件。
c.冲击振动台
结构上由两个重型框架组成,下框架固定在钢筋混凝土基础上,上框架是活动的,下框架上装有四根横向轴,轴上有凸轮,它和固定在上框架上的滚轮接触,实现冲击加振动。
功率消耗少,是一般振动台的1/2~1/3,结构简单,使用可靠,制品表面光滑,无气泡。
生产外墙板、内外阳台护板、装饰构件等。
d.滚轮式脉冲振动台
将脉冲传给混凝土,改变转速即可调整脉冲频率,结构简单、坚固,噪音小。
多品种混凝土构件。
上述机械的共同特点:
振动为非线性,对混凝土密实有利,振动频率和故有频率接近或是整数倍,近于共振,消耗的功率大大降低,自重轻,噪音小。
(二)外部振动器和表面振动器
1.附着式振动器
将振动器直接安装在模板上,通过模板将振动传给混凝土,实现密实。
在成型机模板或成型机上可根据需要安装一定数量的附着式振动器,同时振捣。
振实断面较小和钢筋较密的柱子、梁等。
类型及工作原理:
电动附着式振动器(上图):
偏心块直接安装在电动机输出轴上,环向激振,产生水平振动;
摆式定向振动器:
当偏心块转动时产生垂直方向的振动,水平方向的振动转为振动器对摆轴的摆动,不再传给混凝土。
工作参数:
频率、电动机功率、电压、偏心动力矩、激振力、振幅、总重。
6.表面振动器
附着式振动器下面加一个底板。
直接放在混凝土上进行作业,振捣深度一般为(150~250)mm。
振实大面积、小厚度混凝土,如混凝土楼板、路面、地坪等。
使用条件:
要求振动器底板和混凝土贴合在一起,即有足够的粘着力,这样,振幅适当时,底板和相贴合的混凝土才能一起振动。
振实深度、振实时间、生产率、振幅、激振力。
振动器底板尺寸:
按浮力定律计算,必须使振动器能浮在混凝土表面。
(三)内部振动器
是将振动器插入混凝土内部进行振实的振动设备,可将振动波直接从振动器传给混凝土,振动部分质量小,功率消耗少。
多种混凝土构件,如混凝土预制桩,特别是空心楼板,可提高振实效果,减轻设备自重,并在制品中形成空心。
1.电动行星式内部振动器
电动机、传动软轴、振动棒
工作原理:
依靠滚锥行星运动激振。
振动器频率、激振力、功率、生产率
2.其他型式的内部振动器
电机直连高频偏心式内部振动器
液压传动内部振动器
3.压制成型机械
一.概述
压制成型:
以较大的压力迫使物料的颗粒产生移动,相互靠拢,并在颗粒之间产生变形,增加它们之间的接触面积,使之逐步形成整体。
盘转式、杠杆式、液压式
二.常用压制成型机械
1.盘转式压砖机
压制机构---对砖施力;
插芯机构---压制时芯将盖住位孔,顶坯时移开;
填料机构---加料;
清扫机构---清洁下冲模;
制动机构---制动、防大盘越位;
顶坯机构---顶坯;
传动机构---驱动转盘、顶坯机构、压制机构
调节料高机构---调料高。
2.杠杆式压砖机
电动机通过带传动、轮系使大齿轮运动,安装在大齿轮上的两个凸轮机构分别完成送料、顶坯两项工作,转动手轮,通过螺杆和杠杆可调整横梁位置,从而实现料高调整。
该机械通过三次压制,实现对制品的加工。
三.其它形式的成型机械
1.混凝土挤压机(行模机)
这是一种利用螺旋绞刀对混凝土进行挤压、并附加内外振动器使混凝土密实成型的设备。
螺旋绞刀、传动系统、料斗、内外振动器、行模。
工作原理(见教案图):
混凝土经料斗被绞刀推向成型室,混凝土在内外振动器作用下密实,最后成品被绞刀从出口推出。
空心楼板、工字型梁、双“T”型板等干硬混凝土构件。
可连续生产、生产率高、构造简单、成型不需要加模,节约钢材;
操作方便
2.振动冲压成型机
振动器外壳即为混凝土空心部分形状。
制造槽型板、密肋形板。
见教案图
3.混凝土振动加压成型机
构造(见教案图):
浇灌预振机(带振动梁的浇灌车)、振动压力机。
带振动梁的浇灌车先在底模中浇入厚为构件厚140%的混凝土,然后将之振动梁振动捣实130%后,进入振动压力机。
当经预振的混凝土底模沿轨道进入压力机后,振动板通过液压油缸下降,开始振动。
混凝土上下两面加压振动,还有液压油缸的静压力,适合干硬混凝土。
4.离心密实成型机械
利用旋转模子的内壁带动混凝土运动,在离心力、重力、粘着力、摩擦力共同作用下,使混凝土沿管模内壁分布、捣实、并将多余水分挤出,形成制品。
内部成圆形空孔断面的细长杆件,如混凝土管、电线杆、管桩、柱子等。
按管模支承方法:
1.托轮式(见教案图)
管模由三个托轮支承,依靠托轮与管模之间的摩擦力驱动管模转动,托轮是通过电动机、带传动来驱动的。
构造简单、容易加工制造、操作方便,用途广泛。
但管模和托轮都是钢制的,易磨损、有噪音和振动。
2.车床式
将管模放在前后卡盘之间,管模在电动机、轮系的驱动下随卡盘一起转动。
克服了托轮式的缺点,但机械构造复杂、操作不便、用途不如托轮式广泛。
1.布料转速n布(r/min)布料转速根据颗粒离心力等于重力推出。
~
2.密实转速n密(r/min)根据能产生相当于捣实压强的离心力;
使混凝土多余的水分充分排出;
公式中:
R、r---混凝土管外、内半径,m
P外----密实时混凝土对管模的表面压力,Pa----混凝土容重,24000N/m3
3.驱动功率
匀速布料所需功率、静功率、惯性功率,计算公式参照有关资料。
第五章起重机专用零件与起重机械
1.起重机械专业零件
一.钢丝绳与滑轮
1.钢丝绳
a.钢丝的材料与制造
优质钢锭热轧φ6mm的圆钢,再经过多次冷拔使之成为φ(0.4~3)mm的钢丝,通过这样的处理,钢丝的抗拉强度可达(1400~2000)MPa。
按照钢丝的韧性钢丝分为:
特级:
用于制造载人钢丝绳;
Ⅰ级:
用于制造起重机械用钢丝绳;
Ⅱ级:
用于制造系物钢丝绳
按照钢丝表面钢丝分为:
光面钢丝:
钢丝表面不做任何处理;
镀锌钢丝:
钢丝表面镀锌,防潮、防锈、耐酸;
镀铅钢丝:
钢丝表面镀铅,耐酸。
b.钢丝绳的特点
强度高;
承过载能力强;
工作安全可靠,不会突然断裂;
可在特殊环境下工作;
无噪音;
成本低。
c.钢丝绳的种类与构造
按捻绕次数:
⑴.单重绕:
是由一定数量的钢丝拧制而成,刚性大,耐磨,挠性差,一般做支撑绳。
⑵.双重绕:
是由多根单绕绳拧制而成,挠性好,是起重机用绳。
⑶.三重绕:
是由多根双绕绳拧制而成,挠性特好,但钢丝细,易磨损,起重机不用。
按丝成股和股成绳的旋向分为:
⑴.同向捻:
丝成股和股成绳的绕制方向是相同的,挠性好,寿命长,通过预变形处理防止松散。
⑵.交互捻:
丝成股和股成绳的绕制方向是相反的,刚性大,寿命低,不易松散。
按钢丝绳中钢丝与钢丝的接触分为:
点接触:
绳股中钢丝的直径相同,内外层的节距不等;
线接触:
绳股中钢丝的直径不相同,有X、W、T三种;
面接触:
绳股制成特殊形状,如三角股、扁股等。
按绕制方向:
左旋和右旋,多用右旋。
d.绳芯
材料:
有机芯(浸油的棉、麻)——提高绳的挠性、弹性、润滑性,但不能承横向载荷,不耐高温;
石棉芯——性能同上,但耐高温;
金属芯——能承横向载荷,耐高温,但挠性差。
e.钢丝绳的标记
例:
6×
19(1+6+12)---20---1700---Ⅰ--镀锌---Z同GB1102---74
意义:
6股;
每股19根钢丝,钢丝的排列顺序为第一层1根,第二层6根,第三层12根;
绳直径是20mm;
公称抗拉强度是1700MPa;
Ⅰ级钢丝;
钢丝表面镀Zn;
右旋;
同向捻;
国家1974年颁布的第1102号标准。
6w19+7×
7---20---1700---镀锌---Z同GB1102---74
6股W型钢丝绳;
绳芯是金属芯,7股,每股7根钢丝;
其他同上。
f.钢丝绳的选择
⑴、钢丝绳受力情况:
拉伸、扭转、弯曲、挤压、接触,这些载荷中既有动载荷又有静载荷,主要载荷是拉伸静载荷。
⑵、钢丝绳的结构:
丝直径、螺旋角、股数、绳芯均不同。
⑶经验公式:
Sp——钢丝绳的破断拉力;
K——安全系数;
ψ——折算系数
∑Aσb绳中全部钢丝破断拉力总和,∑A为钢丝总面积,σb为钢丝抗拉强度。
g.提高钢丝绳寿命的措施
避免反向弯曲;
增加滑轮和卷筒的直径;
降低滑轮和卷筒材料的硬度;
搞好绳的润滑。
h.钢丝绳的报废
GB5972——86中钢丝绳的报废标准规定,钢丝绳使用的安全程度由下列项目判定:
⑴、断丝的数量和性质;
⑵、绳端断丝;
⑶、断丝的局部聚集;
⑷、断丝的增加率;
⑸、绳股断裂;
⑹、由于绳芯损坏而引起的绳径减小;
⑺、弹性减小;
⑻、外部及内部磨损。
i.钢丝绳绳端的固接方法
绳卡固定;
编结法;
楔套固定法;
灌铅法;
压套法。
2.滑轮
引导绳并使其改变运动方向。
材料:
铸铁——工艺性好,易切削,便宜,对绳损伤小,强度低,易脆断。
铸钢——工艺性不好,硬,绳磨损大,强度高,不断裂。
球墨铸铁——工艺性好,有一定的强度和韧性,不裂。
结构:
轮毂、轮辐、轮缘。
直径:
D≥ed
e——工作类型系数;
d——钢丝绳的直径
效率:
二.滑轮组与卷筒
1.滑轮组
a.定义:
由钢丝绳依次绕过若干个定滑轮和动滑轮组成的联合装置。
b.滑轮组的种类
按工作原理
省力滑轮组:
分单联和双联,一般多用单联滑轮组,单联滑轮组中,只有一根绳,绳的一端固定,一端为自由端。
增速滑轮组:
增速但费力。
c.滑轮组的倍率
滑轮组中承重钢丝绳的根数与驱动钢丝绳的根数之比称为滑轮组的倍率a,也可以用绕入卷筒钢丝绳的速度和重物的起升速度之比表示滑轮组的倍率。
即
对于单联滑轮组,Z驱动等与1,所以
a=Z承载
d.单联滑轮组中钢丝绳最大拉力
理想情况下:
S1=S2=S3=·
·
=Q/a
实际情况(即考虑了钢丝绳的僵性和摩擦后):
S1>S2>S3>·
>Sa
若用滑轮的效率表示,有
S1
S2=S1η
S3=S2η=S1η2
S4=S3η=S1η3
…….
Sa-1=Sa-2η=S1ηa-2
Sa=Sa-1η=Sa-1ηa-1
而全部Q由a根钢丝绳来承担,所以
S1+S2+S3+·
+Sa-1+Sa=Q
即S1+S1η+S1η2+·
S1ηa-2+S1ηa-1=Q
S1(1+η+η2+·
ηa-2+ηa-1)=Q
S1=Smax=
e.滑轮组的效率ηn
2.卷筒
a.功用:
贮绳、将绳的回转运动转换为直线运动。
b.类型
按卷筒表面:
光面和槽面卷筒
按贮绳层数:
单层和多层。
按卷筒形状:
柱形、锥形、曲线形。
c.钢丝绳在卷筒上的固定
d.钢丝绳进出滑轮和卷筒的偏角
三.吊钩
取物装置。
20,16Mn,20Mn等。
制造:
锻造;
不小于20mm厚的钢片铆接,但决不允许铸造。
1、长钩
两根轴,滑轮奇数偶数均可,但有效起升高度小一些。
2、短钩
一根轴,滑轮在吊钩两侧,必须用偶数个滑轮,外形高度小,但横梁重量大,尺寸大。
四.制动器
(一).功用
控制机械的运动速度,使其减速或停止。
(二).类型
按工作状态:
1.常闭式——经常处于合闸状态,机构工作时借外力松闸;
2.常开式——经常处于松闸状态,需制动时借外力合闸;
3.综合式——通电常开,断电常闭。
按构造:
1.带式——结构简单,紧凑,制动力矩大,但制动轴产生较大的弯矩,带磨损不均匀。
2.块式——制动力矩小,放在高速轴上。
3.片式——合闸力为轴向力,用较小的力就可以获得较大的制动力矩,增加摩擦片数就可以增加制动力矩,但散热差。
4.锥式——利用锥形结构产生摩擦力。
5.特种——棘轮停止器,防逆转。
(三).常用制动器
1.短行程电磁铁双块式制动器
结构简单,紧凑,制造安装方便,成对制动块压力相互平衡,但电磁铁吸合时冲击和噪声大,松闸力小,用于中小型起重机。
1.带式制动器
结构简单,带的拉力作用引起制动轮轴弯曲,磨损不均匀,散热差。
2.棘轮停止器
构造简单,工作可靠,但冲击大,有噪音。
五、卷扬机
(一).定义:
以电动机为动力,并通过各种不同的传动型式使卷筒作回转运动的一种小型机械。
(二)、常用卷扬机
1、电动可逆式卷扬机
卷筒的正反转由电动机控制,逆转重物下降,断电立即制动,安全可靠,操纵简便,易远距离自动控制,但重物不能加速下降,电动机逆转需消耗功率,电动机要带栽起动。
牵引力(5——100)KN牵引速度(0.15——0.17)m/s容绳量(100——350)m
2、双卷筒快速卷扬机
卷筒正转起吊,重物降落靠自重。
牵引力(5——50)KN牵引速度(0.4——0.75)m/s容绳量(100——500)m
重物下降速度2m/s或更大。
2.起重机械概述
一.起重机械在工程中的应用
起重机械主要是用做垂直运输的设备,有行走机构的还可兼做短距离水平运输,它是一种循环式、间歇式动作的机械。
二、起重机械的类型
1.不能回转的起重机械
⑴.简单起重机械
各种千斤顶、滑轮组、卷扬机、电动葫芦、升降机;
只能沿着Z方向垂直运输。
⑵.复杂起重机械
缆索式:
沿着Z、Y两个直线方向运输。
桥式、龙门式,能沿着X、Y、Z三个直线方向直线运输。
2.能回转的起重机械
⑴、自行式起重机械:
汽车式,轮胎式,履带式
⑵.塔式起重机
三.起重机械的基本构造
1.工作机构
起重机械直接完成生产任务的部分,有起升机构、变幅机构、回转机构、行走机构。
2.金属结构
起重机的金属结构是起重机械的骨架,它包括用金属制作的吊臂、回转平台、人字架、底架、支腿和塔式起重机的塔身、平衡臂、塔顶。
起重机各工作机构和零部件都安装或支承在这些金属结构上。
它承受起重机的自重以及作业时的各种外载荷。
3.动力装置
是起重机械的动力源,固定式为电动机,移动式为柴油机。
3.控制系统
包括操纵装置和安全装置。
操纵装置:
离合器、制动器、停止器、液压控制阀、各种类型的调速装置。
安全装置:
起重力矩限制器、载荷限制器、力矩传感器、工作机构行程限位开关、工作性能参数显示仪表和电脑控制装置等。
通过控制系统实现各机构的起动、调速(变速)、换向、制动和停止,以达到起重机械作业时所要求的各种动作。
四、起重机械工作机构
1.起升机构
实现重物的升降运动。
要求:
轻载高速,重载低速,慢速结构定位。
组成:
原动机、联轴器、离合器、制动器、减速器、卷筒、钢丝绳滑轮组、吊钩等。
1.机械传动的起升机构
为实现起升机构的多速要求,在机械传动的起升机构中采用了如下措施:
a、原动机为交流电动机时,在转子串接电阻调速,但不易获得稳定的运转速度,且下降时调速困难。
b、原动机为直流电动机时,调速性能好,但电源获得困难。
c、原动机为多速交流电动机时,并用变速器代替减速器。
d、原动机为交流电动机时,在电动机延长轴上安装涡流制动器,该制动器产生的力矩与电动机力矩方向相反,两者结合调速。
2.液压传动的起升机构
用液压马达替代电动机,可用高速马达,经减速器或变速器传动,也可直接用低速马达。
2.变幅机构
改变吊钩至回转中心的距离。
稳定、匀速。
a.动臂变幅:
调整动臂俯仰角实现变幅,起升高度大。
b.小车变幅:
吊钩安装在一台专用的可以在轨道上行走的小车上实现变幅。
变幅速度均匀,幅度利用率大。
c.伸缩臂变幅:
起重臂由多节箱式结构组成,通过调整起重臂的实现变幅。
变幅平稳,结构简单。
d.综合变幅:
动臂变幅和小车变幅结合起来。
3.回转机构
使起重臂或整机在回转支承上回转。
回转支承和回转驱动。
回转支承:
滚动轴承式多用。
回转驱动:
齿轮式多用,有普通轮系和行星轮系,普通轮系中电动机等传动零部件不安装在回转盘上,行星轮系中电动机等传动零部件安装在回转盘上
4.行走机构
使整机沿轨道或在坚实的路面上行走。
有轨式:
分别驱动:
每组车轮单独驱动,单边或对角线。
集中驱动: