节能型沥青混合料搅拌楼成品料输送系统设计与研究

论文摘要

随着工业化进程的快速发展,能源浪费现象已引起世界各国的广泛关注,再加上能源紧缺和油价上涨,节能也就成为科技人员的主要研究方向。在工程机械中,占路面机械市场的绝大部分的沥青混合料搅拌设备就存在能源浪费现象。而沥青混合料搅拌设备是沥青路面施工的关键设备,为此,研究沥青搅拌设备的节能是很有必要的。本文以J4000型集装箱式沥青混合料搅拌设备为基础,以基于系统势能和系统动能节能方法为依据,对沥青搅拌设备成品料提升机构所消耗的能量及功率进行分析研究,提出增加配重体的方法,力求使该机构所输入功率降低和能量得到充分发挥,以达到节能的目的。首先对配重节能进行可行性分析,经分析可知,配重节能是完全可行的。其次通过设计多种配重节能方案,分析其优点及不足,最后确定最优配重节能方案。为了使节能达到最理想效果,本文采用了机械配重和液压配重的有效结合方法,通过动滑轮组,使钢丝绳一端与料斗连接,另一端与配重块连接。动滑轮组可以很好的解决钢丝绳长度问题。配重块做成液压升降机形式,这样就可以避免因钢丝绳断裂而伤及人员的现象。为了充分利用空载料斗下降时所具有的势能,在料斗上安装一个发电机构,当料斗下降时,势能转换为电能,电能又通过转换机构转换为液压能,储存到蓄能器中,而蓄能器可以提供一部分能量给配重支架。为了避免飞车事故和生产需要,需要把料斗放置在某一位置,可以通过增加阻车器解决此类问题。该阻车器是一种自动闭锁装置,处于常开状态。当阻车器上的传感器感应到料斗上的电磁感应器时,则活塞杆自动回收,该阻车器还具有手动功能。为了检验本设计是否满足生产要求,在ADAMS仿真软件中,对配重节能进行仿真与分析。经过仿真分析,我们可以看出,配重节能可以很好的达到节能效果。基于增加配重体设计成功用于生产,将大大提升搅拌设备的性能,可以广泛地被推广到电梯、塔吊、升降机、起重机等机器。故本课题的研究有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 沥青混合料搅拌设备概述
• 1.2 国内外沥青搅拌设备的研究现状
• 1.2.1 国外沥青搅拌设备的研究现状
• 1.2.2 国内沥青搅拌设备的研究现状
• 1.3 节能的必要性及配重节能的可行性
• 1.4 本研究课题的主要目的及内容
• 1.4.1 本研究课题的主要目的
• 1.4.2 本研究课题的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 输送系统节能方法分析
• 2.1 配重节能理念
• 2.1.1 机械配重节能理念
• 2.1.2 液压配重节能理念
• 2.1.3 非对重负载的配重节能理念
• 2.2. 配重节能原理
• 2.2.1 势能
• 2.2.2 重力势能的可利用性
• 2.2.3 机械配重节能原理
• 2.2.4 液压配重变速节能原理
• 2.3 本章小结
• 第三章 沥青混合料搅拌楼输送系统节能方案设计
• 3.1 J4000型集装箱式沥青混合料搅拌设备
• 3.1.1 J4000简介
• 3.1.2 功率分析
• 3.2 方案设计
• 3.2.1 机械配重
• 3.2.2 液压配重
• 3.3 最终方案
• 3.3.1 空料斗下降重力势能回收发电
• 3.3.2 配重体及液压支架的结构图
• 3.3.3 滑轮组的结构图
• 3.3.4. 液压系统
• 3.3.5 阻车器
• 3.3.6 电机的节能
• 3.4 本章小结
• 第四章 成品料输送系统主要参数分析与研究
• 4.1 配重体质量的确定
• 4.1.1 配重结构分析
• 4.1.2 配重反驱动的运动方程式
• 4.1.3 配重重量与料斗重量的关系
• 4.2 蓄能器的选择
• 4.2.1 压力的选择
• 4.2.2 蓄能器参数选择及计算
• 4.3 钢丝绳的选择
• 4.3.1 钢丝绳直径计算
• 4.4 电机的选择
• 4.4.1 未配重时电机的选择
• 4.4.2 增加配重时电机的选择
• 4.5 减速机的选用
• 4.6 卷筒壁强度计算
• 4.7 液压油缸的选择
• 4.8 节能分析
• 4.9 本章小结
• 第五章 节能型成品料输送系统仿真及分析
• 5.1 虚拟样机
• 5.1.1 虚拟样机的介绍
• 5.1.2 ADAMS软件的介绍
• 5.2 提升机构
• 5.2.1 钢丝绳建模
• 5.2.2 复制钢丝绳
• 5.2.3 创建配重体、料斗和支架的模型
• 5.2.4 施加约束
• 5.2.5 添加驱动
• 5.2.6 仿真分析
• 5.3 配重体仿真
• 5.3.1 导入液压油缸及配重块的模型
• 5.3.2 设置重力
• 5.3.3 设置配重块
• 5.3.4 添加约束
• 5.3.5 添加驱动副
• 5.3.6 修改驱动副
• 5.3.7 仿真与分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附图
• 致谢