基于solidWorks的沥青搅拌机大气反吹机构设计

刘 洋 杨 明 李少卫

（长安大学，西安 710064）

大气反吹机构作为沥青搅拌机袋式除尘装置的重要机构，对除尘效果有着重要的影响。清灰和传动装置是除尘设备的核心，大气反吹机构主要通过控制滤袋间歇转动的角度和旋转速率来控制清灰效果。现有的沥青搅拌机的大气反吹机构结构较为复杂，加工成本较高。因此，设计一种可靠、结构简单的沥青搅拌机大气反吹机构是很有必要的。

1 总体方案设计

根据大气反吹袋式除尘器所需实现的清灰要求，采用棘轮机构，实现间歇式除尘。反吹机构动力源由交流电动机提供，首先经齿轮减速器进行一级减速，再经蜗轮蜗杆机构进行二级减速后获得合适的转速。蜗轮轴带动曲柄回转，使摆杆在规定角度内往复摆动。棘爪与摆杆末端相连，在摆杆的带动下使棘轮转动，实现间歇式传动。悬臂在棘轮的带动下每12s转动固定的角度，利用大气负压原理对滤袋进行清灰，总体设计方案如图1所示。

图1 沥青搅拌机大气反吹机构

确定总传动比，分配各级传动比。根据回转臂相连的摆杆每12s往复摆动一次，选用额定转速n1=1440r/min的三相异步电动机，计算出曲柄的转速n2=5r/min，总传动比i=288，齿轮减速器传动比i12=9，蜗轮蜗杆机构转动比i23=32。

2 反吹机构的设计

为了避免蜗轮滚刀切制蜗轮发生的干涉和根切，根据需要得到的减速比以及蜗杆头数蜗轮齿数荐用值表，设计蜗杆头数z1=1，蜗轮齿数z2=32。采用解析法对曲柄样机构进行设计，为保证曲柄摇杆机构传动的平稳，取较小的行程速比系数K=1.1。曲柄摇杆机构在两极位时有△C1AC2存在，利用余弦定理整理有：

(1+cosθ)a2+(1-cosθ)b2=g2/2 （1）

式中：

查曲柄摇杆机构的性能曲线图，取摇杆得摆角φ=30°，最小传动角的最大值γ≈58°，β=60°。计算得摇杆c=230mm，曲柄a=53mm，连杆b=370mm，机架d=333mm。根据工作要求，大气回转反吹圆盘设计12个工位，即棘轮的齿数Z=12，模数m=30，承受中等载荷，故采用单爪棘轮机构，使棘轮间歇旋转实现定位分度。

3 运动仿真分析

为了更清楚地了解大气反吹机构的运动特性和受力情况，笔者使用solidWorks Motion对机构进行运动仿真，如图2所示。从图2可以看出，回转臂相连的摆杆的周期为12s，棘轮间歇旋转的周期为12s转动一个分度，实现了分度定位的要求，满足预定设计要求。

图2 大气反吹机构的运动仿真

4 结语

本文首先针对沥青搅拌机的大气反吹机构所需实现的功能进行了分析，设计合理的传动方案，其次通过solidWorks软件对大气反吹机构中的间歇运动机构、铰链四杆机构、蜗轮蜗杆机构等进行建模，最后通过solidWorks Motion对大气反吹机构进行了运动仿真，经检验设计结果满足要求。