固化热室搅拌桨残留水泥浆接收装置设计

2018-10-21王冲黄文涛李振臣宋真赵乾

科技信息·中旬刊 2018年5期

王冲黄文涛李振臣宋真赵乾

摘要：本文分析了现有固化热室搅拌桨残留水泥浆接收过程，从提高自动化程度、生产效率和精度、减少劳动量、合理紧凑结构出发，依据模块化设计思想，确定了固化热室搅拌桨残留水泥浆接收装置总体结构方案，根据工况并通过查询相关资料确定了主要零部件性能参数，并对系统各个部分进行了选型和设计计算，实现了整个系统结构设计，并最后通过加工制造与组装，结果显示满足现有的工艺要求，提高了自动化水平。

关键词：接液装置；水泥浆；残液收集

1.前言

国内制造用于接收固化热室搅拌桨残留水泥的设备比较少，目前主要采用操纵主从机械手移动接液盘方式收集搅拌桨残留水泥。此种方式效率低，且主从机械手价格昂贵，从事这样笨重的工作容易使机械手损坏，且机械手设备昂贵，在固化热室放射性强度高，一但设备出现故障，整个固化生产线都将停止工作，给生产带来巨大经济损失。本文所设计的残留水泥接收装置采用直流电机为动力源，通过行星减速器、线性模组等传动装置，推动十字架上的接液盘运动来完成接液动作，来取代现有的主从机械手。

2.系统工作原理及性能指标

2.1工作原理

系统的工作原理如图1，通过控制模块开关的切换，使得直流电机转动驱动行星减速器旋转，行星减速器带动线性模组，使得固定在线性模组滑块上的十字架与接液盘直线运动，待线性模组滑块运动到末端时限位开关起作用，电机停止转动，接液盘放置在十字架上，从而实现接液动作，向相反运动时亦然。其立体结构见图2。

1.1设计的主要性能指标

固化热室搅拌桨残留水泥浆接收装置主要设计要求包括：

1）水平直线移动行程≥640mm；

2）接液盘直径≥540mm，接水泥量≥10kg；

3）整个行程运动时间≤15s；

4）装置高度方向≤120mm，长度≤990mm，非移动部分宽度≤250mm。

2.各个零部件的选型与设计

2.1线性模组的选择a

根据安装空间的尺寸比较小[3]，平面尺寸为2400×1600（mm），高度方向由于受搅拌机向上提升限度的影响，接液盘工作时其上端距工作台面距离应≤120mm，设定线性模组的负载为300N，所受的盘转扭矩80Nm，根据公式（1）[1]（2）[2]到到线性模组滑轨寿命为1.5×106km，滚珠螺杆及轴承的寿命为3.06×1011rev，可知寿命远远满足要求。

同时根据安装空间的尺寸与外形尺寸等参数要求，并通过计算受力情况与以及进给速度等参数，选用台湾银泰有限公司的PMI线性模组，其型号KM4520C+740N0-1440。产品参数如表1：

2.2直流减速电机的选择与设计

对于现行模组，根据公式（3）计算出线性模组的驱动转矩，即：

2.3机架等其他部件的设计

1）能在惡劣环境下工作，可靠性高

考虑到固化热室环境恶劣，水泥浆会甩落到残浆接收装置的传动丝杠以及传感器上而失效，故专门设计了挡板和盖板来遮挡水泥浆，使得整个装置密封性良好，增加了可靠性。

2）整体模块式设计，检修方便

固化热室辐射水平高，一旦设备出现故障，通过松动压块上的螺母便能将整个设备取出热室进行维修，因为为模块化设计，通过快速更换相关模块部件能够短时间内将设备修好，同时避免了整体报废，维修产生的二次废物少。

3）多重安装方式，方便安装

水泥固化热室辐射水平高，布置空间小，所设计的装置要能够方便安装和拆除维修，故安装方案中可采用两种方式如图5接液盘侧面悬臂安装和图6接液盘对称安装，整个设备一旦出现故障，即可容易地将装置整体快速取出热室。

4）成本低，加工制造周期短

整套系统系统制造成本约3万元，远远小于主从机械手价格，且能够实现同样的工艺功能，且自动化程度提高，加工制造周期短，很有市场前景。