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WBZ400稳定土拌合机工作装置设计
课题内容：
WBZ400稳定土拌和机适用于公路、城市道路、广场、码头、停车场等工程的基层、基底层稳定土现场就地拌和作业，同时也适用于旧沥青路面的铣刨作业。工作装置是稳定土拌和机的主要工作机构，直接体现该机功能。本课题旨在对WBZ400稳定土拌和机工作装置进行优化设计，主要内容包括转子、举升臂、罩壳的设计与优化。
通过本课题的研究，可使学生深入了解WBZ400稳定土拌和机工作装置系统的组成、功用及其性能优化设计。主要目的是培养学生将所学机械、液压、计算机等方面的知识能够进行综合运用，以达到能够分析问题，解决实际问题的能力，从而为今后的工作打下较为坚实的基础。
撰写设计说明书，完成设计任务和相应的图纸要求。
课题任务要求：
1、了解稳定土拌和机的分类、特点和使用范围；
2、掌握稳定土拌和机的主要结构及工作原理；
3、完成稳定土拌和机工作装置及其液压系统的设计与分析，确定各个液压系统的液压系统原理方案，选定所用的主要液压元件、设计液压缸。
4、撰写设计说明书；
5、绘制相应图纸。

开题报告
一、选题目的的理论价值和现实意义
中国工程机械行业进入新的发展轨道，并呈现出新的特点。一方面，行业竞争更加激烈，企业间的市场竞争从分割市场的增量到转向市场份额的争夺;另一方面，企业多元化发展使产品趋于同质化，又将促进行业内的竞争以及并购整合的不断出现。因此需要不断在设计上不断的改进以提高工程机械在市场中的竞争力。
在道路建设中，有一个很重要的结构基层，而稳定土拌合机是基层建设中非常重要的关键设备。而我国的大型的稳定土拌合机几乎都是依靠进口，为填补国产稳定土拌合机的空白、减少及替代进口，研制开发大型稳定土拌合机设备能解我国高速公路建设和发展的当务之急。
稳定土拌和机的类型较多
　　(1)按动力传动的形式分有机械式、液压式和混合式.
　　(2)按行走方式分有履带式、轮胎式和混合式，如图所示.
　　(3)按移动形式分有自行式、半拖式和悬挂式，如图所示.
　　(4)按转子的数量分有单转子式和多转子式。
　　(5)按转子的配置位置分有中置式和后置式，如图所示。一般来说，后置式稳定土拌和机的整机稳定性较差，但更换刀具与拌和转子容易，保养方便；中置式稳定土拌和机由于轴距较大，转弯半径较大，机动性受到限制。
　　(6)按转子旋转的方向分有正转式和反转式，如图所示。正转式拌和转子由上向下切削；反转式拌和转子由下向上切削。正转型对反转拌和阻力小，因此所消耗功率小；但反转转子对稳定材料反复拌和与破碎效果好，拌和质量比正转高。
稳定土拌和机的主要功能是对土壤进行破碎，并使土壤与稳定机均匀拌和，这一过程是在由转子罩壳构成的工作室内，通过转子的高度旋转来完成的。根据作业对象（即土壤硬度）的不同，选用的转子旋转方向也不同：当在较松软的土层上进行拌合作业时，一般采用正转方式；当在坚硬的土层上进行拌合作液或铣削旧沥青混凝土路面时，多采用反转方式。下面分析将稳定剂已铺撒在土层上时，稳定土拌和机的作业过程。如图所示。
 
二、本设计在国内外的研究状况及发展趋势
1. 国外研究状况
目前国外生产的机型主要有日本小松的GS360型、SAKAI株式会社的PM170型，美国CAT公司的SS250型、CMI公司的RS425、RS500B型、REXNORD公司的HDS和SPDM型，法国INGESOLL公司的RA－CO250型，德国BOMAG公司MHP100型等，这几类机型已是进入中国市场并具有比较大影响力的国外专业机型。
 
2. 国内研究状况和发展方向
国内生产的机型主要有国产的WB210、WB230。我国稳定土拌和机产销量近几
年呈下降趋势，市场严重萎缩，已由前几年的年需求500～600台减少到不足百台，国产稳定土拌和机要发展必须两条腿走路，一是走大功率高性能稳定土拌和/再生机的道路，一是面向中小用户，面向县乡道路开发出符合我国国情的机械传动稳定土拌和/再生机。
    　　应该说，大功率高性能稳定土拌和/再生机发展到现在仍然有一定的市场，只是用户对这种机型的性能质量要求越来越高，这就需要有关厂家需要下大力气进行研制和质量攻关。笔者认为应当设计研制中置式稳定土拌和/再生机，中置式具有拌和时稳定性好，稳定土平整度高的特点。在机器上装备添加剂喷洒装置，包括水和乳化沥青，研究拌和/再生工艺，使之达到最佳拌和质量。同时着重解决稳定土拌和机的可靠性问题。虽然这种产品销量不是很大，但厂家不能因其利小而不为，稳定土拌和/再生机的一些特点是其他产品无法比拟的，这种机型的就地拌和、材料就地再生利用，相比其他作业方式，可以节省大量运输费用，降低施工费用，虽然销量少，但高性能产品的利润率可以很高。这就需要有实力的企业进入，解决产品的可靠性问题，通过产品的实验研究，掌握关键技术提高机器的工作性能和作业质量，应该可以有所作为。
 
三、研究重点
本设计的研究重点在于平地机的主要工作装置。工作装置是稳定土拌合机的主要机构之一，主要由转子架、转子、刀具、罩壳等组成并与其悬挂支架相铰接。
1. 转子架
转子架起着支撑转子的作用，可以固定转子的位置，因此转子架对稳定土拌合机的拌合性能有很大影响。
 
2转子
转子式稳定土拌合机工作装置的关键部件，是拌合作用的工具，在柴油机动力
的作用下，转子以高速旋转来切削、粉碎土并与无机结合料均匀拌合。
在道路施工中所用的稳定土拌和机基本上都是采用单转子，既一个转子集切削、
粉碎、拌合于一身。转子的旋转方向有正转、反转之分。
 
3刀具
刀具与转子连接，是与稳定土直接接触、对稳定土进行直接切削、粉碎、拌合的工具，因此，刀具对稳定土拌合机的拌合效果有很大影响。
 
4罩壳
罩壳是用薄钢板与型钢焊接而成的，并制成近似半圆筒型，罩壳支撑在转子两端
的轴颈上，随转子的升降而升降，转子罩壳有四个作用：在自身重力和转子重力的共同作用下，罩壳将整个转子遮盖起来并紧紧压在地面上，构成稳定土拌合室，以便在其中进行粉碎与拌合作用；拌合材料飞溅在转子罩壳内表面上可起到二次破碎及拌合作用；防止拌合材料飞溅而伤人；对拌合好的稳定土层进行刮平整行。
 
四、主要参考文献
[1] 姜楠，冯柯，吴国祥. 平地机的新技术展望[J]. 工程机械，2006
[2] 史文辉. 我国平地机行业发展的现状与方向[J]. 标准工业标准化与质量，2003
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[4] 李梅英. 一种平地机工作装置用缓冲减振机构[J]. 徐州徐工筑路机械有限公司，2009
[5] 甘建国. 平地机铲刮垂直边坡时铲刀的空间位置[J]. 长沙建筑机械研究所，2006
[6] 王国庆. 工程机械机电液系统动态仿真[M]. 北京：人民交通出版社，2009
[7] 刘海丽，李华聪. 液压机械系统建模仿真软件AMESim及其应用[J]. 机床与液压，2006(6)
[8] 顾海荣，王永奇等. 基于AMESim的全液压推土机行走驱动系统仿真[J]. 土石方机械与施工技术，2005（1）
[9] 何挺继，朱文天，邓世新. 筑路机械手册[M]. 北京：人民交通出版社，1988.
[10] 李自光，展朝勇. 公路施工机械[M]. 北京：人民交通出版社，2008.
[11] 吴永平，姚怀新. 工程机械设计[M]. 北京：人民交通出版社，2005.
[12] 阂建秋. 浅析卡特平地机的结构特点[J]. 工程机械，2005
[13] 秦家升，游善兰. AMESim软件的特征及其应用[J]. 徐工研究院，2004
[14] Adjusting the motor grader blade [J].  Technology New，2006
[15] Changlin Company Limited Motor Grader PY165H[J]，2009

文献综述
一、 国外平地机的新技术
在道路机械行业，从概念上来讲，稳定土拌和机主要用于新道路路面基层的修筑，属于筑路机械一类，和道路冷再生机在机器结构、功能上极其相似，他们是一种设备的两种配置或用法。单一用途的稳定土拌和机目前国际市场很小。
国外的稳定土拌合机主要有以下特点：:
1采用无衬板双卧轴强制式搅拌主机，密布小浆叶大线速度方案，使物料在“沸腾”状态下快速推进，生产率高，拌合均匀生产过程连续稳定，且无需更换衬板，使用寿命长，维护成本低  
单电机驱动减速机，大齿轮同步传动，工作稳定可靠，耐冲击振动，抗过载能力强，使用寿命长
2独特的供水形式，确保供水均匀稳定有效，水雾能有效减少粉尘污染，有效清除稳定土结块  
3专用的粉料大口螺旋给料机避免以往叶轮给料机受潮易堵塞现象，使粉尘计量更可靠稳定均匀连续，能有效减少粉料的浪费和成品料报废，稳定材料成本控制更精确  
4多种粉料供给形式可选择：人工拆包水泥或散装水泥均可  
5采用电脑调速或变频电子调速，物料供给均匀连续可靠，配比精确，操作简单  
 
二、国内平地机发展现状
首先，目前我国市场上的稳定土拌和机，功率一般在224kW以上，大部分采用全液压传动，即液压行走传动，液压工作传动，工作装置后置式，没有加装填加剂供给装置。这种稳定土拌和机的性能无法适应高等级公路建设的需求。用稳定土拌和机拌和，其拌和材料的配比、颗粒级配以及含水量无法得到精确控制，比不上稳定土厂拌设备，而路拌机拌和成型后铺层的均匀度、平整度和密实度比不上稳定土摊铺机，再加上国产稳定土拌和机由于采用全液压驱动，产品故障频发，产品质量可靠性太低，稳定土拌和机功能单一，使用时间短，机器利用率低，受到稳定土拌和机使用量最大的筑路部门的普遍抵制，取而代之使用稳定土厂拌设备，加上采用稳定土摊铺机的公路路面基层施工工艺，使得稳定土拌和机丧失了一个巨大的市场和用户。
    　　其次，对于县乡道路等低端用户来说，目前我国的大功率全液压稳定土拌和机价位偏高，使用成本太高。由于我国稳定土拌和机均采用液压行走传动，液压工作转子传动，发动机采用大功率的国际品牌柴油机，主要部件均从国外直接进口，使机器的制造生产成本太高，一台拌和机整机价格动辄达到70万～80万元，有的甚至高达百万，使这种产品价值与其使用对象发生严重背离。一方面广大的县乡公路急需这种设备来实现道路施工的机械化，另一方面这种产品由于其高昂的价格使用户“望机兴叹”。此外，由于稳定土拌和机现场拌和造成的尘土石灰飞扬，施工现场环境恶劣也是造成用户不接受这种设备的重要原因。

总体参数选择
本设计主要是讨论稳定土拌合机工作装置设计，但总体参数选择是工作装置设计的前提，只有选择好稳定土拌合机的重量、轮廓尺寸。
由于现代平地机的总体布置形式均为发动机在整机后部，工作装置置中，操纵驾驶室位于工作装置和发动机之间，导致前后桥距较大。总体布置工作是结合总体初步设计图来完成的，本设计主要是根据WBZ400稳定土拌和机的参数进行设计，因此，这里的总体参数是依据已有的WBZ400稳定土拌和机实际参数加以确定的。
总之，总体设计必须从保证整机的主要性能出发，要正确地确定几何参数，正确选择各部件的结构形式，并时行的布置。些外，还要考虑各部件的通用化、标准化、系列化、尽量降低成本，坚决贯彻国家有关工程机械标准，比如刀片设计标准^[7,8]。
课题背景及意义
 我国稳定土拌和机产销量近几年呈下降趋势，市场严重萎缩，我国稳定土拌和机从80年代末开始起步，当时国际上存在着两种类型的稳定土拌和机，一种是以日本新泻等公司为代表的中马力稳定土拌和机，发动机功率在149kW左右，拌和刀具采用片状结构，拌和转子用机械传动，通过两侧链条带动转子拌和；一种是以德国宝马为代表的大功率全液压稳定土拌和机，这种拌和机采用高档液压元件，性能先进，代表国际上稳定土拌和机发展趋势。两种类型拌和机我国都有少量进口，但是由于我国对稳定土拌和机的认识所限，只重视瞄准国际上最新的发展技术趋势，没有根据我国国情适当地发展中小功率的稳定土拌和机，使得稳定土拌和机的发展存在片面性。如今，国家大力发展基础建设，市场上的稳定土拌合机已不能满足高速公路的质量需求，因此我们只有不断的优化设计，提高产品的性能，才能满足稳定土拌合机在市场上的发展。

论文研究的主要内容
本设计基于稳定土拌合机工作装置，对其主要工作装置的结构、动作和性能问题进行了一些研究，主要研究内容如下：
1. 本设计结合WBZ400稳定土拌和机对其工作装置再设计，讨论工作装置的布置方式和方案选择，并设计铲刀。
2. 对稳定土拌和机工作装置液压系统方案进行分析设计和对液压元件进行选型及参数匹配计算^[13,14,15]；
3. 基于AMESim软件对液压回路进行建模与仿真^{[16,17,18,19]}。

参考文献
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[2] 陈颖. 沃尔沃G900系列自行式平地机[J]. 今日工程机械，2006，03
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[9] 李梅英. 一种平地机工作装置用缓冲减振机构[J]. 徐州徐工筑路机械有限公司，2009
[10] 甘建国. 平地机铲刮垂直边坡时铲刀的空间位置[J]. 长沙建筑机械研究所，2006
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[12] Adjusting the motor grader blade[J]. Technology News，2006，03
[13] 张利平编著. 液压传动系统及设计[M]. 北京：化学工业出版社，2005.
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[16] 秦家升，游善兰. AMESim软件的特征及其应用[J]. 徐工研究院，2004
[17] 甘建国，李锦阳. 应用I-DEAS软件对平地机进行机构仿真[J]. UFC中国用户论文集，2005
[18] 王国庆. 工程机械机电液系统动态仿真[M]. 北京：人民交通出版社，2009
[19] 刘海丽，李华聪. 液压机械系统建模仿真软件AMESim及其应用[J]. 机床与液压，2006(6)
[20] 成大仙主编. 机械设计手册[M]. 化学工业出版社，2002