叠合楼板流水线振动台的设计designofassemblylinevibrationtableforlaminatedc
叠合楼板制作中的混凝土是由水泥、水、不同粒经的骨料以及空隙所组成的混合料。为了使混合料能达到完善的密实状态，必须消除存在的空隙使骨料有尽可能高的铺设密度，这只有通过振动技术才能达到。在叠合楼板流水线中采用布料振动台，由振动电机引起的振动被传递到模台上的混合料中，使混合料呈现流体的状态，并使颗粒之间的内摩擦力显著下降，砂浆在重力作用下充填了空隙处，骨料颗粒排列成最密实的铺层，在这过程进行的同时，早先封闭的空气受到浮力和重力作用，使其在合力的方向上位移被排到上部，水泥浆也提升，直到表面的空隙被填充。本论文开发设计了叠合楼板流水线振动台。首先，对于振动台的国内外研究发展状况进行了阐述；接着，对本文进行了叠合楼板流水线振动台总体方案的设计；根据振动台的工作原理，对振动台的机械系统进行了具体的设计，主要包括能实现模台的顶升、支撑作用的升降导向轮的设计，能实现模台与振动台面抱紧功能的抱紧机构的设计，振动台面的设计，对振动台起支撑、参振作用的支撑装置的设计，能实现振动台振动功能的振动电机的设计，为模台提供行走驱动力的驱动装置的设计等，在振动台面的设计过程中，采用有限元分析方法，校核了振动台面的结构；最后，对振动台的控制系统进行了设计，对于升降导向轮的同步升降采用了PID控制的“主从方式”控制策略，对于相应的振动电机的振动控制也设计了“主从跟踪式”控制策略。关键词振动台；升降导向轮；PID控制；
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题来源及研究目的和意义 1
1.2 国内外振动台的发展及研究状况 1
1.3 本文的主要研究内容和研究方法 2
1.3.1 研究内容 2
1.3.2 研究方法 3
1.4 本章小结 3
第二章 振动台总体方案的设计 4
2.1 工况要求 4
2.2 振动台功能分析 4
2.3 总体方案的确定 5
2.3.1 升降系统方案的确定 5
2.3.2 整体空间布局方案的确定 5
2.3.3 主要的设计结构 6
2.4 振动台的控制功能 6
2.5 本章小结 7
第三章 振动台机械系统设计 8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
3.1 模台的介绍 8
3.2 升降导向轮的结构设计 8
3.2.1 升降导向轮的作用 9
3.2.2 相关的设计参数 9
3.2.3 升降导向轮主要零部件的设计 9
3.2.4 液压缸顶升装置的设计计算 12
3.2.5 升降导向轮的三维设计图 15
3.3 抱紧机构的结构设计 15
3.3.1 二维设计图 16
3.3.2 三维造型图 16
3.4 振动台面的结构设计 16
3.4.1 型材的选择 16
3.4.2 振动台面的设计 17
3.5 支撑装置的结构设计 18
3.5.1 复合弹簧的定义 18
3.5.2 采用复合弹簧的原因 18
3.5.3 复合弹簧的选型计算 19
3.6 振动电机的设计 19
3.6.1 振动电机的定义 19
3.6.2 振动电机的特点? 20
3.6.3 振动电机的选型计算 21
3.7 驱动装置的设计 22
3.7.1 升降结构的设计 22
3.7.2 减速电机的选型计算 22
3.7.3 驱动装置三维图 23
3.8 本章小结 24
第四章 振动台面的有限元分析 24
4.1 有限元法简介 24
4.2 振动台面的有限元受力分析过程 24
4.3 有限元计算结果及分析 27
4.4 本章小结 28
第五章 振动台控制系统设计 29
5.1 振动台工位工作流程 29
5.2 升降导向轮同步控制功能的实现 29
5.2.1 同步控制策略的选择 29
5.2.2 单个升降导向轮的PID控制 30
5.3 振动电机的同步振动控制 30
5.4本章小结 31
结论 32
致谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1 课题来源及研究目的和意义
近年来，由于我国房地产市场得到了快速的发展，政府与企业逐渐将住宅产业化作为提高住宅品质和推进建筑业科技进步，节能减排的重要措施，而采用PC预制构件是实现住宅产业化的一个重要途径[1]。混凝土叠合楼板是在预制楼板上浇一层现浇混凝土而形成的一种介于现浇结构和预制结构之间的装配整体式结构[1]。叠合楼板中的混凝土是由水、水泥、不同粒经的骨料以及空气空隙所组成的混合料。而只有通过振动技术才能消除存在的空气空隙，才能使混凝土有尽可能高的铺设密度，使混凝土达到完善的密实状态。
本课题是关于叠合楼板流水线振动台的设计，在叠合楼板流水线的生产过程中，浇入模板后的混凝土，为了降低混凝土混合物中的摩擦力和粘结力，让混凝土在自身的重力作用下，自行充实混合物之间的间隙，排出混凝土内部的空气，必须要经过合理的振捣，而这功能的实现需要振动台以一定的装置作为振动源，产生一定的振动频率，并且将这种频率振动传递给模台上的混凝土，使之在振动过程中排出空气，达到密实的效果。叠合楼板流水线经过振动台的工艺流程后，能有效地避免在凝结后的叠合楼板中形成气孔，保证叠合楼板表面的光滑性、平整性，不出现麻面。钢筋混凝土结构的叠合楼板在经过振捣后，可以显著地提高混凝土和钢筋的结合力，能有效地增强钢筋混凝土构件的强度。合理的叠合楼板流水线的振动台的设计，不仅仅能保证所生产构件的质量，同时对于缩短混凝土凝固成型的时间，节省劳动力，提高模板的使用周转率，加快流水线生产的施工进度也有着极为重要的意义。
1.2 国内外振动台的发展及研究状况
16世纪中期，人们开始研究振动机械，但是由于当时振动理论以及数学计算方法的限制，振动机械的研制并没有得到进一步的发展。直到20世纪的后半期，由于计算机工业得到飞速的发展，研究学者们的振动理论和数学计算方法逐渐走向成熟，从而使得振动的部分求解问题得到解决，研制的振动机械开始应用于各个行业。
振动机械的研究在我国的起步较晚，对于振动理论的研究存存在着很大的不足，研究方法和工程技术也相对落后，这导致了我国研制的振动机械存在着结构复杂、故障率高、使用寿命短等缺点。但是，到了20世纪80年代后期，我国在振动机械的研制、设计和制造等方面取得了较大的进步，一系列的振动机械在我国成功研制，标志着我国从仿制阶段到自行研制阶段，再到提高阶段，在设计技术上和制造工业上取得了巨大的飞跃[2]。
国外振动台的研究开始于二十世纪，由于航空工业在二战后得到了快速的发展，用于振动实验研究的振动台越来越受到各国的重视，各国加快了对振动机械的研究，在这期间，国外的振动台逐步形成产业化、系列化，振动台技术逐渐成熟，性能得到了极高的提升，振动台在各个行业都得到了应用。国外对于振动机械的研究主要以美国和日本为主，他们研制出了许多应用于材料试验、道路模拟、地震模拟等领域的振动台。国外在振动控制方面很早就开始了深入的研究工作。在70年代，美国的Edwin A Sloane 和其他学者提出了随机功率谱的再现实验方法；到了80年代，多向振动台的控制方面得到了许多开创性的改进，振动方式也向着多样化的方向发展[3]。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题来源及研究目的和意义 1
1.2 国内外振动台的发展及研究状况 1
1.3 本文的主要研究内容和研究方法 2
1.3.1 研究内容 2
1.3.2 研究方法 3
1.4 本章小结 3
第二章 振动台总体方案的设计 4
2.1 工况要求 4
2.2 振动台功能分析 4
2.3 总体方案的确定 5
2.3.1 升降系统方案的确定 5
2.3.2 整体空间布局方案的确定 5
2.3.3 主要的设计结构 6
2.4 振动台的控制功能 6
2.5 本章小结 7
第三章 振动台机械系统设计 8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
3.1 模台的介绍 8
3.2 升降导向轮的结构设计 8
3.2.1 升降导向轮的作用 9
3.2.2 相关的设计参数 9
3.2.3 升降导向轮主要零部件的设计 9
3.2.4 液压缸顶升装置的设计计算 12
3.2.5 升降导向轮的三维设计图 15
3.3 抱紧机构的结构设计 15
3.3.1 二维设计图 16
3.3.2 三维造型图 16
3.4 振动台面的结构设计 16
3.4.1 型材的选择 16
3.4.2 振动台面的设计 17
3.5 支撑装置的结构设计 18
3.5.1 复合弹簧的定义 18
3.5.2 采用复合弹簧的原因 18
3.5.3 复合弹簧的选型计算 19
3.6 振动电机的设计 19
3.6.1 振动电机的定义 19
3.6.2 振动电机的特点? 20
3.6.3 振动电机的选型计算 21
3.7 驱动装置的设计 22
3.7.1 升降结构的设计 22
3.7.2 减速电机的选型计算 22
3.7.3 驱动装置三维图 23
3.8 本章小结 24
第四章 振动台面的有限元分析 24
4.1 有限元法简介 24
4.2 振动台面的有限元受力分析过程 24
4.3 有限元计算结果及分析 27
4.4 本章小结 28
第五章 振动台控制系统设计 29
5.1 振动台工位工作流程 29
5.2 升降导向轮同步控制功能的实现 29
5.2.1 同步控制策略的选择 29
5.2.2 单个升降导向轮的PID控制 30
5.3 振动电机的同步振动控制 30
5.4本章小结 31
结论 32
致谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1 课题来源及研究目的和意义
近年来，由于我国房地产市场得到了快速的发展，政府与企业逐渐将住宅产业化作为提高住宅品质和推进建筑业科技进步，节能减排的重要措施，而采用PC预制构件是实现住宅产业化的一个重要途径[1]。混凝土叠合楼板是在预制楼板上浇一层现浇混凝土而形成的一种介于现浇结构和预制结构之间的装配整体式结构[1]。叠合楼板中的混凝土是由水、水泥、不同粒经的骨料以及空气空隙所组成的混合料。而只有通过振动技术才能消除存在的空气空隙，才能使混凝土有尽可能高的铺设密度，使混凝土达到完善的密实状态。
本课题是关于叠合楼板流水线振动台的设计，在叠合楼板流水线的生产过程中，浇入模板后的混凝土，为了降低混凝土混合物中的摩擦力和粘结力，让混凝土在自身的重力作用下，自行充实混合物之间的间隙，排出混凝土内部的空气，必须要经过合理的振捣，而这功能的实现需要振动台以一定的装置作为振动源，产生一定的振动频率，并且将这种频率振动传递给模台上的混凝土，使之在振动过程中排出空气，达到密实的效果。叠合楼板流水线经过振动台的工艺流程后，能有效地避免在凝结后的叠合楼板中形成气孔，保证叠合楼板表面的光滑性、平整性，不出现麻面。钢筋混凝土结构的叠合楼板在经过振捣后，可以显著地提高混凝土和钢筋的结合力，能有效地增强钢筋混凝土构件的强度。合理的叠合楼板流水线的振动台的设计，不仅仅能保证所生产构件的质量，同时对于缩短混凝土凝固成型的时间，节省劳动力，提高模板的使用周转率，加快流水线生产的施工进度也有着极为重要的意义。
1.2 国内外振动台的发展及研究状况
16世纪中期，人们开始研究振动机械，但是由于当时振动理论以及数学计算方法的限制，振动机械的研制并没有得到进一步的发展。直到20世纪的后半期，由于计算机工业得到飞速的发展，研究学者们的振动理论和数学计算方法逐渐走向成熟，从而使得振动的部分求解问题得到解决，研制的振动机械开始应用于各个行业。
振动机械的研究在我国的起步较晚，对于振动理论的研究存存在着很大的不足，研究方法和工程技术也相对落后，这导致了我国研制的振动机械存在着结构复杂、故障率高、使用寿命短等缺点。但是，到了20世纪80年代后期，我国在振动机械的研制、设计和制造等方面取得了较大的进步，一系列的振动机械在我国成功研制，标志着我国从仿制阶段到自行研制阶段，再到提高阶段，在设计技术上和制造工业上取得了巨大的飞跃[2]。
国外振动台的研究开始于二十世纪，由于航空工业在二战后得到了快速的发展，用于振动实验研究的振动台越来越受到各国的重视，各国加快了对振动机械的研究，在这期间，国外的振动台逐步形成产业化、系列化，振动台技术逐渐成熟，性能得到了极高的提升，振动台在各个行业都得到了应用。国外对于振动机械的研究主要以美国和日本为主，他们研制出了许多应用于材料试验、道路模拟、地震模拟等领域的振动台。国外在振动控制方面很早就开始了深入的研究工作。在70年代，美国的Edwin A Sloane 和其他学者提出了随机功率谱的再现实验方法；到了80年代，多向振动台的控制方面得到了许多开创性的改进，振动方式也向着多样化的方向发展[3]。
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