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基于双向振压砌块成型新工艺研究

作　者: 张军
导　师: 姚平喜
学　校: 太原理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 砌块成型新工艺液压激振参振质量 Matlab/Simulink
分类号: TU522.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 37次
引　用: 2次
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内容摘要

建筑砌块可以充分利用粉煤灰、炉渣、煤矸石等工业废料作为原材料,替代实心粘土砖,避免毁田占地,降低能源消耗,具有明显的经济和社会效益。砌块成型的主要方式是将混凝土和骨料在模箱中混合,通过振动加压成型。在高频振动和压力作用下混凝土颗粒和骨料之间发生相对错动而达到密实。本文立足于工程实际应用,在分析了振动波的传递原理和振动压实机理的基础上,创新性地提出了新的砌块成型工艺过程。对实现新工艺的相关配套设备进行了初步规划设计,尝试彻底解决砌块成型中由于密实度不够或物料分布不均匀而产生的表面麻面、开裂、缺棱掉角、工业废料粉煤灰的添加量受到限制等问题。现在国内外厂家大多都采用惯性激振、弹性连杆激振和电磁激振等振动方式,其控制系统相当复杂,不容易实现更有利于砌块成型的垂直定向振动。而液压激振可以实现无级调频、调幅和振动杆的直线运动,且可以使传动系统大大简化,操作简便、省力。本文对一种旋转阀式液压激振器的工作原理进行分析,且完成了初步的结构设计。并结合砌块成型工况,采用Matlab / Simulink软件对该系统做了仿真分析,为砌块成型新工艺应用于实践提供了参考依据。本文还通过分析砌块振动成型系统的作用原理,对参振质量这一工艺参数建立了两种振动数学模型,一种考虑物料为颗粒状的振动体这一特性,一种利用传统计算方法直接称重,分别运用Matlab/Simulink仿真软件进行了仿真计算。结果显示采用传统方式计算的参振质量对系统进行工艺参数制定时存在较大误差。提出了新的分析颗粒物料振动过程的模型,为精确估算参振质量,制定工艺提供参考依据,为砌块成型工艺参数的选择及优化设计奠定了基础。给出此新工艺的试验方案、具体测量工具和步骤,为该新工艺的实现提供了试验的方法。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-10
第一章绪论  10-22
  1.1 选题的目的和意义  10-11
  1.2 国内外研究动态  11-17
    1.2.1 振动成型  11-13
    1.2.2 振源发生器  13-17
  1.3 液压激振器  17-20
    1.3.1 液压激振的定义及特性  17
    1.3.2 液压激振器的分类  17-18
    1.3.3 液压激振的发展趋势  18-19
    1.3.4 液压激振装置的研究意义  19-20
  1.4 课题主要研究内容  20-22
第二章基于振动波的传递原理和砌块振动压实机理  22-31
  2.1 振动能量的传播理论  22-23
  2.2 振动波在散体中的传播  23-26
    2.2.1 砌块散体中振动波的波动方程  23-25
    2.2.2 砌块散体中振动波的能量衰减  25-26
  2.3 砌块振动压实机理分析  26-30
    2.3.1 振动压实过程  26-27
    2.3.2 振动压实机理分析  27-30
  2.4 本章小结  30-31
第三章砌块成型新工艺的研究  31-40
  3.1 现使用的砌块生产线工艺流程概况  31-33
  3.2 工艺改进方案规划  33-37
    3.2.1 液压激振器代替机械式激振器  33-34
    3.2.2 下模头取代托板和下模头结构设计方案  34-35
    3.2.3 新工艺实现方式  35-37
  3.3 不同工艺条件下的PFC 仿真模拟  37-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章液压激振器的设计  40-58
  4.1 液压激振装置的结构原理分析  40-45
    4.1.1 液压激振装置的结构原理  40-44
    4.1.2 两激振缸分布方案设计  44-45
  4.2 液压激振装置运动理论分析  45-51
    4.2.1 旋转阀式液压激振器运动原理  45-46
    4.2.2 隔板各区间位置及阀口有效开口面积矢量计算式  46-51
  4.3 液压激振装置的参数计算  51-57
    4.3.1 振动缸设计理论基础  52-53
    4.3.2 振动缸主要结构尺寸确定  53-54
    4.3.3 转阀阀口直径及隔板宽度的确定  54-55
    4.3.4 液压泵的选择  55-56
    4.3.5 油管和管接头的选择  56-57
    4.3.6 蓄能器和调频电机的选择  57
  4.4 本章小结  57-58
第五章液压激振装置动力学仿真分析  58-77
  5.1 液压激振装置动力学理论分析  58-61
  5.2 MATLAB/SIMUINK 仿真软件介绍  61-65
    5.2.1 仿真软件简介  61-64
    5.2.2 Matlab/Simulink 软件系统仿真的操作步骤  64-65
  5.3 砌块成型参振质量的仿真分析  65-71
    5.3.1 参振质量系统力学模型及运动微分方程  66-67
    5.3.2 仿真系统框图  67-69
    5.3.3 两种参振质量模型的仿真  69-71
    5.3.4 仿真结果分析及结论  71
  5.4 旋转阀式液压激振器的仿真分析  71-76
    5.4.1 激振器系统数学模型运动微分方程  71-74
    5.4.2 砌块成型工况下液压激振装置的仿真  74-76
    5.4.3 仿真结果分析及结论  76
  5.5 本章小结  76-77
第六章砌块成型双向振压新工艺的试验方案设计  77-82
  6.1 试验目的及试验仪器设备介绍  77-79
    6.1.1 试验目的  77
    6.1.2 试验仪器设备介绍  77-79
  6.2 砌块设备及其砌块参数的测量方法介绍  79-81
    6.2.1 液压激振装置相关数据采集系统  79
    6.2.2 砌块参数测量方法  79-81
  6.3 本章小节  81-82
第七章总结与展望  82-84
  7.1 总结  82-83
  7.2 展望  83-84
参考文献  84-87
致谢  87-88
攻读硕士学位期间发表的论文  88

基于双向振压砌块成型新工艺研究

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