基于氣壓差傳送的高效環(huán)保路面切割機(jī)設(shè)計

摘

要：路面切割機(jī)因?qū)嵱眯詮?qiáng)，工作效率高，在路面施工中應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)有切割機(jī)在高速高溫工作時，工作部分持久發(fā)熱，零部件磨損嚴(yán)重，切割精度下降，并伴隨大量噪聲。針對上述問題，在原有切割機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究，設(shè)計了一款新型路面切割機(jī)?；跉鈮翰顐魉偷母咝Лh(huán)保路面切割機(jī)由切割機(jī)構(gòu)模塊、水循環(huán)功能模塊、粉末化模塊、儲能功能模塊等組成，實(shí)現(xiàn)了PLC控制、路面切割、水霧噴淋回收、碎石化處理等的完美結(jié)合，確保了切割機(jī)的高質(zhì)、高效工作，滿足對路面切割的高效環(huán)保要求。關(guān)鍵詞：加氫反應(yīng)；壓力容器；結(jié)構(gòu)設(shè)計0

引言路面切割機(jī)設(shè)備在路面切割方面應(yīng)用廣泛，其可以分為大型切割機(jī)、小型切割機(jī)兩大類。大型切割機(jī)在質(zhì)量及效率上具有優(yōu)勢，效益較高，市場前景較好；而小型切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、攜帶便捷，對場地?zé)o限制要求，具有磨損量小、維修方便等優(yōu)勢。當(dāng)前，社會各界對機(jī)械制造業(yè)的依賴程度呈現(xiàn)不斷上升的狀態(tài)，路面切割機(jī)的需求也日益明顯，對其性能和操控性要求越來越高，現(xiàn)有的切割設(shè)備已經(jīng)不能滿足市場需求。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，目前我國建筑產(chǎn)業(yè)中使用的切割機(jī)設(shè)備種類眾多、數(shù)量龐大，其中路面切割機(jī)的磨損將會影響切割精度，往往需要大量時間進(jìn)行設(shè)備維護(hù)及修理，其使用壽命也將大大縮減。為此，亟需研制一款高精度、環(huán)保節(jié)能的路面切割機(jī)是。針對上述問題，設(shè)計了一種基于氣壓差傳送的高效環(huán)保路面切割機(jī)。該切割機(jī)是一款集水循環(huán)功能模塊和防揚(yáng)塵模塊于一體的設(shè)備，機(jī)械化、自動化、模塊化程度較高，相對于國內(nèi)外的同類切割機(jī)，該設(shè)備的割縫可自行調(diào)節(jié)，具有防揚(yáng)塵、切割后的路面無碎石等優(yōu)點(diǎn)。路面切割機(jī)是一種精度要求較高的切割機(jī)械，在切割時，該切割機(jī)切割模塊中的防塵罩和具有良好耐磨性的切割片，不僅保證了切割精度、切割路面的平整性，其精確的信息反饋系統(tǒng)還確保了設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行，進(jìn)而保證了切割的平整、流暢。1

路面切割機(jī)總體方案設(shè)計1.1整體方案設(shè)計由于市面上切割機(jī)的價格和結(jié)構(gòu)有所不同，各切割機(jī)的廠家硬件體系也互不兼容，其拆裝過程時間各有所異，為了減少不必要的時間浪費(fèi)，更快進(jìn)行改裝、焊接并進(jìn)行控制裝置的安裝，考慮到實(shí)際設(shè)計的需求和成本，將整體方案拆成多個部分。路面切割機(jī)的整體方案設(shè)計如圖1所示，包括切割機(jī)構(gòu)模塊、水循環(huán)功能模塊、粉末化模塊、儲能功能模塊、防揚(yáng)塵模塊等，該方案優(yōu)化了整體功能，拆分部件更加便捷，零部件替換更加快捷。該設(shè)計采用PLC為控制核心，PLC控制器具有結(jié)構(gòu)合理、讀寫速度快、傳輸精度高和控制穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石化、礦山、農(nóng)業(yè)、電工和機(jī)械制造等領(lǐng)域，因此基于氣壓差傳送的高效環(huán)保路面切割機(jī)采用PLC作為控制器進(jìn)行設(shè)計。PLC分為輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。在運(yùn)行前，會先運(yùn)行初始化程序，通過上電對各個模塊進(jìn)行初始化，此后會根據(jù)程序流程調(diào)用各個模塊進(jìn)行循環(huán)運(yùn)行。各個模塊主要由過濾器、傳送帶、粉碎機(jī)、液壓閥、溫濕度傳感器、紅外測距傳感器[3]和儲能電池等部分構(gòu)成。1.2工作流程設(shè)計路面切割機(jī)的工作流程如圖2所示，該裝置采用單片機(jī)為核心進(jìn)行信息處理，當(dāng)設(shè)備開始工作時，程序初始化，單片機(jī)分別對溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、紅外測距傳感器、水位傳感器、液壓閥進(jìn)行初始值的設(shè)定，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。啟動自動程序，通過紅外測距傳感器顯示當(dāng)前距離值，該傳感器可以將驅(qū)動集成電路作為一個整體進(jìn)行特定深度的切割，也可以手動調(diào)節(jié)機(jī)械高度，完成切割工作。該設(shè)備可以進(jìn)行寬度調(diào)整，通過液壓閥控制伸縮桿運(yùn)動，到達(dá)設(shè)定的位置。在切割的同時，溫濕度傳感器和空氣質(zhì)量傳感器實(shí)時檢測溫濕度、空氣密度等模擬量，達(dá)到一定值，噴水器和負(fù)壓泵啟動工作，噴水器對旋轉(zhuǎn)的刀片進(jìn)行噴水降溫，噴出的水霧及時被負(fù)壓泵通過曲型水管冷卻回收到水箱，水箱中的水位傳感器檢測出模擬量，將這些模擬量通過傳感器轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)，經(jīng)過軟件掃描、識別、執(zhí)行等程序，完成路面切割的工作任務(wù)。2

切割機(jī)各功能模塊2.1切割機(jī)構(gòu)模塊當(dāng)切割機(jī)進(jìn)行地面切割時，伸縮簾與地面形成一個密閉空間，切割片切割地面時，刀片和地面摩擦產(chǎn)生大量的熱，并揚(yáng)起大量粉塵，安裝在防塵罩上的多種傳感器可以實(shí)時檢測這些數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳遞給PLC控制器。當(dāng)溫度過高時，PLC控制噴頭打開，噴水器對切割刀片進(jìn)行噴淋，降低刀片溫度。該切割機(jī)可以根據(jù)切割范圍來控制伸縮桿進(jìn)行伸縮，在紅外測距模塊不斷反饋下，加大切割深度和寬度，達(dá)到切割效果。切割機(jī)構(gòu)模塊如圖3所示。2.2水循環(huán)功能模塊在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置有環(huán)狀水循環(huán)結(jié)構(gòu)，如圖4所示。在檢測刀片上的熱量和空氣密度后，噴水器噴灑水霧進(jìn)行有效覆蓋，控制灰塵不再揚(yáng)起，以便刀片更好地切割地面。水霧在負(fù)壓條件下會隨著氣流向上升起，慢慢進(jìn)入水循環(huán)結(jié)構(gòu)。水蒸氣和水霧的混合體在曲型水管結(jié)構(gòu)中流動，由于水管材料為鋼結(jié)構(gòu)和鐵結(jié)構(gòu)，可對水蒸氣進(jìn)行冷卻液化處理，使水霧聚集，在重力影響下，進(jìn)入過濾器進(jìn)行過濾，慢慢流回儲水池。在水位傳感器作用下，檢測、調(diào)控箱體始終有足夠的水源進(jìn)行噴水，形成一個循環(huán)。該模塊可實(shí)現(xiàn)刀片的降溫、水的回收，具有調(diào)控迅速、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)；且在刀片上設(shè)有一個噴射口，可實(shí)現(xiàn)無人操作，自動進(jìn)行噴灑，達(dá)到高效、干凈、徹底的效果。2.3粉末化模塊設(shè)備可以自動調(diào)節(jié)刀片切割范圍，在切割結(jié)束后，會產(chǎn)生大量的碎石塊，在密閉環(huán)境下，如果不能及時清理，會對刀片及外殼產(chǎn)生極大的沖擊力，對刀片和外殼也是一種損傷，于是在刀片后面設(shè)計粉末化裝置，先是由聚石器將石塊進(jìn)行收集，再經(jīng)傳送帶使碎石由低端進(jìn)入高端，在重力作用下，碎石進(jìn)入濾塵器底端，在螺旋爬升作用下，碎石被運(yùn)輸?shù)缴蠈拥姆鬯闄C(jī)[8]，在運(yùn)輸過程中，碎石與濾塵器內(nèi)壁摩擦，進(jìn)行少量的粉碎，最后進(jìn)入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎。該結(jié)構(gòu)能有效粉碎大量碎石，切割機(jī)經(jīng)過之后，不再是大量的碎石塊，而是經(jīng)過粉碎機(jī)粉末化的產(chǎn)物，具有更高的利用價值。該模塊結(jié)構(gòu)如圖5所示。2.4儲能功能模塊由于設(shè)備大部分裝置需要依靠電力運(yùn)作，如遇突發(fā)停電事件和環(huán)境問題，會導(dǎo)致停工問題。因此在設(shè)備上加裝電池[9]儲能系統(tǒng)和太陽能板，在任何環(huán)境下，都可以進(jìn)行有效切割，不會因外界因素造成工作停滯。也可以在閑置時將其放在太陽下面，充分充電，為有效切割提供工作保障。2.5整體模塊切割機(jī)整體模塊包括切割機(jī)構(gòu)模塊、水循環(huán)功能模塊、粉末化模塊、儲能功能模塊，各模塊中部分零件均可在市場中購買，該設(shè)備在設(shè)計時，采用國際標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，部分零件幾何參數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)基本相同，在拆裝時方便更換。與現(xiàn)有零件數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，計算出該設(shè)備模塊零件的相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行三維建模，將得到的各模塊三維模型進(jìn)行裝配，完成整體模型的連接，如圖6所示。3

結(jié)語本文結(jié)合建筑行業(yè)中路面切割機(jī)同類產(chǎn)品，對現(xiàn)有路面切割機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行研究，采取取長補(bǔ)短的措施，綜合考慮，進(jìn)行改良設(shè)計，研制了一款基于氣壓差傳送的高效環(huán)保路面切割機(jī)。該裝置主要用于路面的切割和開槽，擁有高效、環(huán)保、自動化等特點(diǎn)，智能化程度較高，有極高的實(shí)用價值，其市場需求大，市場前景非常廣闊。在設(shè)計方案里，采用模塊化設(shè)計，將整體方案拆成多個部分，