摊铺机机械结构原理及常见故障分析
沥青混凝土摊铺机是机电液一体化的大型工程机械。机械系统起着支承摊铺机其余系统和最终实现各种运动完成摊铺机各种功能的作用。
摊铺机工作条件恶劣，部分机械零部件会出现正常的工作磨损老化和意外的损坏，影响正常工作。为了更快、更好、更省地判断和解决各种零部件失效带来的问题，降低各方的损失。摊铺机机务人员应该了解摊铺机的机械结构原理，同时本文也列举和讲解了一些常见的机械故障供读者参考。同样的故障表现有可能是机械故障也有可能电气故障或液压故障，本文只讨论机械故障。
一、一些机械原理基础知识
摊铺机中的主要机构
摊铺机机械系统虽然复杂，但是也是由各种简单的机构组成的。摊铺机中主要机构有齿轮传动机构、链轮传动机构、带传动机构、螺旋机构、连杆机构。
1、齿轮传动机构
齿轮传动是现代机械中应用最为广泛的一种传动机构。它可以用来传递空间任意两轴之间的运动和力，而且传动准确、平稳、机械效率高、使用寿命长、工作安全可靠。摊铺机的分动箱和各种减速机都是齿轮传动机构。此外DYNAPAC摊铺机的搅龙驱动也是齿轮传动。只是布置的方式不同，分动箱为普通轮系，各种减速机是行星轮系，DYNAPAC摊铺机的搅龙驱动箱是锥齿轮传动。
齿轮的故障有严重磨损、疲劳断裂、疲劳点蚀、齿面材料剥落、齿面材料塑性流动、齿面擦伤、齿面胶合等情况。出现这些故障的原因有齿轮本身材料或热处理缺陷，齿轮长期承受交变应力材料疲劳，过载，进入杂质，润滑不当等。齿轮出现故障后会出现齿轮传动机构异响，输出功率降低甚至无输出等问题。出现上诉问题后，应更换故障齿轮。严重的应更换整个齿轮传动机构。
2、链轮传动机构
链传动是属于带有中间扰性的啮合传动。传动效率较高，制造与安装精度要求较低，成本低廉，适合远距离传动。链传动是摊铺机上应用最为广泛的一种传动。搅龙驱动和刮板驱动是链传动，履带驱动和刮板实际上也是链传动，此外多数调拱机构也是链传动。
链传动的故障主要是链轮和链条的磨损。故障原因有长期使用正常磨损，润滑不当，和链传动进入杂质。因此要注意链传动的润滑和清洁。链传动出现故障后会出现异响，输出功率降低甚至无输出，跳齿等问题。出现上诉问题后应更换故障的链轮和链条。
3、带传动机构、螺旋机构
带传动机构有结构简单、传动平稳、造价低廉、不需润滑及有缓冲作用等优点。有的摊铺机的夯锤轴、振动轴及电加热摊铺机的发电机的驱动是带传动。
螺旋机构是用螺旋副传递运动和动力的机构。摊铺机中大量位置调节装置是螺旋机构。如各种拉杠、撑杠的长度调节，伸缩板的前后板相对位置调节，仰角调节。
摊铺机带传动和螺旋传动机构故障率较低。主要是带的老化，更换既可。 4、连杆机构
最简单的连杆机构见图1。件1旋
转，通过件2带动件3做各种运动。摊铺
机的夯锤轴便是一种经过演化的较复
杂的连杆机构（比较抽象，这里不多说
明）。
摊铺机的夯锤轴的故障主要是轴
承的故障。摊铺机有很多旋转的零部
件，因此很多地方都有滚动轴承。滚动
轴衬故障后会出现异响和转动困难，转速降低等问题。滚动轴承故障原因有润滑不当和进入杂质，因此要特别注意滚动轴承处的润滑和防尘。当轴承出现问题后应立即停止工作，更换轴承。如果强行使用会因为轴承处旋转阻力加大，产生大量热量，烧损别的零部件。
二、摊铺机机械结构原理及常见故障分析
摊铺机品牌规格很多，但各种品牌规格的摊铺机机械结构原理均大致相同。摊铺机机械系统主要由机架系统、行走系统、料斗受料系统、刮板输料系统、搅龙分料系统、调平系统、熨平装置7部分组成。
1、行走系统
行走系统驱动摊铺机前后行走。应行驶平稳，直线度好，并有足够的牵引力。行走系统分履带式行走系统和轮胎式行走系统。这里只讨论履带行走系统。
履带式行走机械系统由行走大梁、履带、行走减速机、驱动链轮、导向轮、支重轮、托链轮和导向轮张紧机构组成。行走减速机将液压马达传递来的扭矩经减速增矩后驱动行走驱动链轮，链轮驱动履带旋转，从而带动摊铺机前后运动。导向轮引导履带绕转。导向轮张紧机构给导向轮一定的推力使导向轮张紧履带，并保证合适的张紧度，张紧度过大增大行驶阻力加速零件磨损，过小履带下垂，容易脱轨。支重轮在链轨上滚动支承整个摊铺机重量。托链轮防止履带下垂。上诉各零件均安装在行走大梁上。
有的摊铺机（如老型ABG、DYNAPAC）将行走减速机安装在机架上，通过链条驱动行走驱动链轮。有的摊铺机导向轮用油缸张紧（如ABG）；有的用弹簧张紧（如VOGELE）。
2、料斗受料系统
料斗受料系统接收料车送来的料，暂时储存。料斗应开合自如，开时增大储料量，合时将料送到刮板输料系统上。
料斗受料系统由料斗、料斗油缸、料斗销、料斗油缸销组成。料斗通过料斗销固定在机架前端，并能绕料斗销自由旋转。料斗油缸通过料斗油缸销连接料斗，带动料斗开合。
有的摊铺机料斗油缸在料斗后部，油缸布置和油管连接方便（如ABG、DYNAPAC）。有的料斗油缸在料斗中部，料斗受力更合理（如VOGELE）。
3、刮板输料系统
刮板输料系统将摊铺机前端料斗处的铺料输送到摊铺机后端搅龙处。
刮板输料系统由刮板驱动机构、刮板驱动轴、刮板导向轮轴、刮板链、刮板、刮板护链罩、刮板张紧度调节机构、输料底板、刮板料位器组成。刮板减速机将刮板马达传递来的扭矩经减速增矩后驱动刮板主动链轮。刮板主动链轮通过链条驱动刮板驱动轴带动刮板链条旋转，从而带动刮板前后运动拨动铺料。刮板导向轮引导刮板绕转。刮板张紧度调节机构调节刮板张紧度。输料底板位于刮板下面是铺料移动的通道。刮板料位器用于感知搅龙处存料量，以便开关刮板输料系统。
大型摊铺机均有左右两个刮板输料系统，独立驱动已适应两边不同的摊铺状况。有的摊铺机刮板转速可调，以适应不同的摊铺速度和厚度；有的转速不可调，只靠开关刮板输料系统来适应。如搅龙处存料过多，挂板系统应能停止工作，刮板料位器有超声波式和机械式（超声波料位器应属于电气系统）。
4、搅龙分料系统
搅龙分料系统将铺料由摊铺机中部均匀输送到摊铺机全幅宽度。
搅龙分料系统由搅龙驱动箱、搅龙轴、搅龙吊架、搅龙前挡板、搅龙挡板拉杠及撑杠、搅龙护网、搅龙高度调节装置组成。搅龙减速机将搅龙马达传递来的扭矩经减速增矩后驱动搅龙主动链轮。搅龙主动链轮通过链条驱动搅龙被动链轮进而驱动搅龙轴旋转。搅龙挡板与夯锤前挡板间形成铺量通道，供铺料通过。搅龙吊架支承搅龙轴，搅龙挡板拉杠及撑杠支撑搅龙挡板。搅龙护网防止人员误入搅龙通道。老型摊铺机的搅龙高度调节是靠安装在后面板上的螺旋传动调节；有的新型摊铺机搅龙高度液压调节很方便。两侧熨平装置上装有超声波搅龙料位器（超声波搅龙料位器应属于电气系统）。
5、调平系统
调平系统将摊铺机主机部分和熨平装置连接在一起。并可通过调节调平系统改变摊铺厚度和保证摊铺平整度。
调平系统由大臂、小臂、调平油缸、提升油缸组成。大臂和小臂连接摊铺机主机和熨平装置。提升油缸可升降以改变熨平装置高度。调平油缸可升降以改变熨平装置摊铺厚度。摊铺时提升油缸和调平油缸浮动以保证摊铺平整度。
有的摊铺机大臂小臂合成一体这样结构简单但安装不便。
6、熨平装置
熨平装置是摊铺机最主要、最复杂的工作部件，完成摊铺机最终的摊铺工作。其功能是将输送到摊铺室内全幅宽度的热铺料捣实、熨平。
熨平装置由机架、夯锤轴、振动轴、加热系统、熨平板、调拱装置、覆盖件组成。液压伸缩熨平还多伸缩油缸和伸缩滑道，改变摊铺宽度。夯锤将铺料捣实、捣平保证摊铺密实度。熨平板将铺料熨平。振动轴使整个熨平装置小幅振动改善熨平效果。加热系统加热熨平板，防止其粘上沥青。调拱装置调整摊铺拱度。
夯锤轴分单排和双排，单排简单，双排密实度高。夯锤轴一般在熨平板前端，也有摊铺机在熨平板后端再设置一强振捣装置进一步夯实（如VOGELE）。加热系统主要有燃气加热和电加热。
7、机架系统
机架系统主要零件是摊铺机主机架。上述各系统除熨平装置外都直接安装在主机架上。此外发动机系统、液压系统、电气系统也安装在主机架上。除了上述各系统外的其余零部件如推辊、油箱驾驶棚等都属于机架系统。
主机架是摊铺机最复杂、最昂贵的零件，而且机架被其它部件覆盖维修很不方便。因此主机架设计均产用了很大的安全系数，保证主机架终身免维修。机架系统其余零部件的故障主要有推辊轴承损坏和安装轴承处轴颈损坏。轴承损坏更换轴承；轴颈损坏补焊重新加工轴颈。
把分动箱的故障也放到这里讲。分动箱异响，无动力输出时便可能是分动箱齿轮、花键或轴承出现故障。应检修分动箱，更换损坏零件。另外发动机无法启动也可能是分动箱卡住的原因。
机器人测控技术 大作业课程设计 课程设计名称：基于STM32的机械臂运动控制分析设计专业班级：自动1302 学生姓名：张鹏涛 学号：201323020219 指导教师：曹毅 课程设计时间：2016-4-28～2016-5-16 指导教师意见： 成绩: 签名：年月日 目录 摘要.............................................................................................................................. I V 第一章运动模型建立................................................................................................. V
1.1引言............................................................................................................. V 1.2机器人运动学模型的建立........................................................................... V 1.2.1运动学正解................................................................................... VII 第二章机械臂控制系统的总体方案设计............................................................. VIII 2.1机械臂的机械结构设计........................................................................... VIII 2.1.1臂部结构设计原则...................................................................... VIII 2.1.2机械臂自由度的确定..................................................................... I X 2.2机械臂关节控制的总体方案...................................................................... I X 2.2.1机械臂控制器类型的确定............................................................. I X 2.2.2机械臂控制系统结构...................................................................... X 2.2.3关节控制系统的控制策略.............................................................. X 第三章机械臂控制系统硬件设计............................................................................ X I 3.1机械臂控制系统概述.................................................................................. X I 3.2微处理器选型............................................................................................ XII 3.3主控制模块设计........................................................................................ XII 3.3.1电源电路....................................................................................... XII 3.3.2复位电路...................................................................................... XIII 3.3.3时钟电路...................................................................................... XIII 3.3.4 JTAG调试电路 ........................................................................... X IV 3.4驱动模块设计........................................................................................... X IV 3.5电源模块设计........................................................................................... X VI 第四章机械臂控制系统软件设计........................................................................XVII 4.1初始化模块设计......................................................................................XVII 4.1.1系统时钟控制.............................................................................XVII 4.1.2 SysTick定时器......................................................................... XVIII 4.1.3 TIM定时器 ................................................................................. X IX 4.1.4通用输入输出接口GPIO ............................................................ XX 4.1.5超声波传感器模块....................................................................... XX 总结........................................................................................................................... X XI 参考文献..................................................................................................................XXII 附录A .................................................................................................................... XXIII 附录B .................................................................................................................... XXIV
混凝土结构设计基本原理复习重点(总结很好) 第 1 章绪论 1.钢筋与混凝土为什么能共同工作： （1）钢筋与混凝土间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。 （2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。 （3）包围在钢筋外面的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 1、混凝土的主要优点：1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材 2、混凝土的主要缺点：1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难 建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面 作用的分类：按时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用 结构的极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态 结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。 荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值 第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能 一、混凝土 立方体抗压强度（f cu,k）：用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（20±3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。（f cu,k为确定混凝土强度等级的依据） 1.强度轴心抗压强度（f c）：由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。（f ck=0.67 f cu,k） 轴心抗拉强度（f t）：相当于f cu,k的1/8～1/17, f cu,k越大，这个比值越低。 复合应力下的强度：三向受压时，可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。 双向受力时，（双向受压：一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加；双向受拉：混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样； 一向受拉一向受压：混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低） 受力变形：（弹性模量：通过曲线上的原点O引切线，此切线的斜率即为弹性模量。反映材料抵2.变形抗弹性变形的能力） 体积变形（温度和干湿变化引起的）：收缩和徐变等。 混凝土单轴向受压应力-应变曲线数学模型 1、美国E.Hognestad建议的模型 2、德国Rusch建议的模型 混凝土的弹性模量、变形模量和剪变模量 弹性模量 变形模量 切线模量 3、（1）徐变：混凝土的应力不变，应变随时间而增长的现象。 混凝土产生徐变的原因： 1、填充在结晶体间尚未水化的凝胶体具有粘性流动性质 2、混凝土内部的微裂缝在载荷长期作用下不断发展和增加的结果 线性徐变：当应力较小时，徐变变形与应力成正比；非线性徐变：当混凝土应力较大时，徐变变形与应力不成正比，徐变比应力增长更快。影响因素：应力越大，徐变越大；初始加载时混凝土的龄期愈小，徐变愈大；混凝土组成成分水灰比大、水泥用量大，徐变大；骨料愈坚硬、弹性模量高，徐变小；温度愈高、湿度愈低，徐变愈大；尺寸大小，尺寸大的构件，徐变减小。养护和使用条件 对结构的影响：受弯构件的长期挠度为短期挠度的两倍或更多；长细比较大的偏心受压构件，侧向挠度增大，承载力下降；由于徐变产生预应力损失。（不利）截面应力重分布或结构内力重分布，使构件截面应力分布或结构内力分布趋于均匀。（有利） （2）收缩：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象，在水中体积膨胀。 影响因素：1、水泥的品种：水泥强度等级越高，则混凝土的收缩量越大； 2、水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越大，收缩也越大； 3、骨料的性质：骨料的弹性模量大，则收缩小； 4、养护条件：在结硬过程中，周围的温、湿度越大，收缩越小； 5、混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小； 6、使用环境：使用环境的温度、湿度大时，收缩小； 7、构件的体积与表面积比值：比值大时，收缩小。 对结构的影响：会使构件产生表面的或内部的收缩裂缝，会导致预应力混凝土的预应力损失等。 措施：加强养护，减少水灰比，减少水泥用量，采用弹性模量大的骨料，加强振捣等。 混凝土的疲劳是荷载重复作用下产生的。（200万次及其以上） 二、钢筋 光圆钢筋：HPB235 表面形状 带肋钢筋：HRB335、HRB400、RRB400 有明显屈服点的钢筋：四个阶段（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段），屈服强度力学性能是主要的强度指标。 （软钢）
沥青混合料摊铺机及摊铺技术 [来源：造价信息网| 作者：李一鸣等| 日期：2008年5月9日| 浏览627次] 【大中小】 摘要：沥青混合料摊铺机是集机、电、液技术为一体，在筑路机械中技术含量最 高的一种复杂设备；也是铺筑高等级公路沥青路面必不可少的重要工具。本文简 单地介绍了摊铺机的结构组成、工作原理、各结构参数的调整和选用以及在摊铺 作业中应注意的事项等。供有关技术人员和监理人员参考。 关键词：沥青混合料摊铺机摊铺作业摊铺基准 1 前言 修建高等级公路沥青路面，都必须用沥青混合料摊铺机(下简称摊铺机)进行 沥青混合料的摊铺作业。这不仅是因为它的摊铺速度快，更重要的是要保证路面 的关键技术指标——平整度，非它莫属。 目前作业在我国高等级公路工地上的摊铺机，多为进口摊铺机，其中使用最 多的是德国V;GELE和ABG两家公司的产品。自称摊铺机整机技术世界领先的美国 BLAW-KNOX公司产品，也已打入我国筑路市场。据讲，仅近两年来已在我国销售 了24台之多。这些摊铺机性能优越，自动化程度很高，可谓之近代摊铺机。 近代摊铺机是集机、电、液技术为一体的非常复杂的机械，掌握它要涉及到 多方面的专业知识，这对非筑路机械专业人员而言，并非易事。然而对它有着一 般的了解，却又是路面施工技术人员及监理人员应必备的知识之一，否则，很难 把握路面施工管理和保证路面质量。笔者在学习了有关摊铺机的诸多文献之后， 结合沪宁高速公路南京段沥青路面的铺筑实践，就摊铺机的结构、基本工作原理 和摊铺作业中的一些技术问题作一简单介绍，供有关技术人员参考。
2 摊铺机 通常使用的近代摊铺机，尽管出自不同厂家，有着不同外形和各自的特点，但其基本结构和工作原理却大同小异。 2.1 结构组成 近代摊铺机主要由发动机、传动系统、行走机构、供料系统、操纵控制系统、车架、调平大臂、熨平板以及自动调平系统等组成。 发动机是摊铺机的心脏，一切动力都来自于它，所以功率都很大。如BLAW-KNOX公司的PF-510型摊铺机发动机的功率为129kW；V;GELE公司的 S-2000型 发动机功率为150kW。它们大都为水冷式柴油发动机。基于摊铺机总是在高温环 境下工作的特点，近来采用风冷式柴油机的日渐增多。为了不挡住驾驶员的视线 和限制作业时整机重心过多的前后移动，发动机一般都是横向设置在整个摊铺机 的中部。 传动系统是将发动机的动力通过机械或液压传动驱使摊铺机的行走机构、大 臂及供料系统等产生动作的一种结构组合。它主要由变速箱、分动箱、离合器、链条、液压泵、液压电动机、制动器等联合组成。 行走机构是指带动整机行驶的机构，通过机械传动带动履带或轮胎转动。因 此，摊铺机有履带式和轮胎式之分。轮胎式转向灵活且连续，摊铺弯道时路表平 整，但牵引力小；履带式接地面积大，比压小，牵引性能和通过性能都比轮胎式 的好，但转向不灵活，铺弯道时路表易产生波纹，导致平整度欠佳。 供料系统是由链式刮板输送器和螺旋分料器两部分组成，每台摊铺机上都装 备两套，且对称于机身纵轴左右配置，并能左右独立驱动和控制。同一侧的链式 括板输送器和螺旋分料器由一个传动装置控制，二者总是同步工作。 操纵控制系统是指对摊铺机各部件动作起控制作用的系统。它包括对履带或 轮胎的行走、转向、变速和刹车的操纵；对送料、分料和料斗两翼合拢的控制以 及对熨平板升降、延伸的操纵等等。 车架是连接前后桥、固定绝大部分部件的刚性架子。它相当于汽车的底盘。 每台摊铺机都有两只调平大臂，简称大臂。它们分别位于主机两侧对称布置，形如人的双臂。每个大臂的前端与主机上的找平液压缸铰接(称为牵引点)，后端与熨平板相连。通过找平液压缸的伸缩，带动牵引点上下移动，大臂前端亦
第一章 1.钢筋混凝土梁比素混凝土梁，有哪些改善？ （1）钢筋混凝土梁充分利用了钢筋和混凝土各自的材料特点，使二者结合，共同工作。（2）提高构件的承载能力 （3）改善构件的受力性能 2.钢筋和混凝土共同工作机理？ （1）钢筋和混凝土之间有着良好的粘结力，在荷载作用下能很好的共同变形。 （2）钢筋和混凝土的线膨胀系数接近，当温度改变时，两者变形接近，不会产生较大的相对变形而破坏二者之间的粘结。 （3）混凝土作为保护层，保护钢筋不发生锈蚀。 3.钢筋混凝土结构的优点？ （1）钢筋被混凝土包裹不致锈蚀，有较好的耐久性。 （2）充分发挥了混凝土和钢筋两种材料的特点，形成的构件有较大的承载力和刚度。（3）可模性好，可以根据需要浇筑成各种结构形状和尺寸的结构。 （4）所用原材料大部分为砂石，便于就地取材。 （5）现浇钢筋混凝土结构整体性较好，设计合理时有良好的抗震、抗爆和抗振动性能。（6）耐火性较好，钢筋混凝土结构与钢结构相比具有较好的耐火性。 4.钢筋混凝土结构的缺点？ （1）自重大，使得结构很大一部分承载力消耗在承受自重上。 （2）抗裂性能较差，往往是带缝工作。 （3）施工受气候条件影响较大。 （4）检测、加固、拆除比较困难。 5.混凝土强度的3个指标（基本代表值）？
（1）混凝土立方体抗压强度fcu：边长为150mm的立方体标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95％以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方式测得的抗压强度值。（立方体抗压强度标准值fcuk，具有95%的强度保证率，是混凝 土强度等级分级的根据。） （2）混凝土轴心抗压强度fc（棱柱体抗压强度）：以150mm×150mm×300mm的 标准试件，按照与立方体试件相同条件和试验方法，所得棱柱体抗压强度值称为混凝土轴心抗压强度。 （3）混凝土轴心抗拉强度ft：通过劈裂试验测定混凝土劈裂抗拉强度fts，再乘换算系数 0.9，得到混凝土轴心抗拉强度。 6.徐变：在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象被称为徐变。 7.减小徐变的手段？ 降低水灰比，减少水泥用量；增大集料的体积比；适当提高混凝土养生的温度和湿度，使得水泥水化更充分。 8.徐变的好处与坏处？ 好处：（1）有利于结构构件产生应力重分布，减少应力集中现象（2）减小大体积混凝土的温度应力 坏处：（1）引起预应力损伤（2）在长期高应力作用下会导致破坏 9.混凝土的收缩：在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象。10：热轧钢筋的强度限值为什么取屈服强度？ 热轧钢筋受拉达到屈服点后，有比较大的流幅，构件会出现很大的变形和过宽的裂缝而不能正常使用，因此以屈服强度作为钢筋强度的限值。 对于硬钢，没有明显的流幅，一般取残余应变为0.2%时对应的应力作为其强度限值，称为条件屈服强度。 11.光圆钢筋与混凝土粘结机理？ （1）钢筋与混凝土中水泥胶体的胶结力 （2）钢筋与混凝土接触面上的摩擦力
第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能 1.混凝土立方体抗压强度cu f ：（基本强度指标）以边长150mm 立方体试件，按标准方法制作养护28d ，标准试验方法（不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/s ）测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度 cu f 。 影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。尺寸效应关系： cu f （150）=0.95cu f （100） cu f （150）=1.05cu f （200） 2.混凝土弹性模量和变形模量。 ①原点弹性模量：在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线，该切线曲率即为原点弹性模量。表示为：E '=σ/ε=tan α0 ②变形模量：连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线，K 点混凝土应力为σc （=0.5c f ），该割线（OK ）的斜率即为变形模量，也称割线模量或弹塑性模量。 E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。 ③切线模量：混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线，该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε 3 . 徐变变形：在应力长期不变的作用下，混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。 影响徐变的因素：a. 内在因素，包括混凝土组成、龄期，龄期越早，徐变越大；b. 环境条件，指养护和使用时的温度、湿度，温度越高，湿度越低，徐变越大；c. 应力条件，压应力σ﹤0.5 c f ，徐变与应力呈线性关系；当压应力σ介于（0.5～0.8）c f 之间，徐变增长比应力快；当压应力σ﹥0.8 c f 时，混凝土的非线性徐变不收敛。 徐变对结构的影响：a.使结构变形增加；b.静定结构会使截面中产生应力重分布；c.超静定结构引起赘余力；d.在预应力混凝土结构中产生预 应力损失。 4.收缩变形：在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。 混凝土收缩原因：a.硬化初期，化学性收缩，本身的体积收缩；b.后期，物理收缩，失水干燥。 影响混凝土收缩的主要因素：a.混凝土组成和配比；b.构件的养护条件、使用环境的温度和湿度，以及凡是影响混凝土中水分保持的因素；c.构件的体表比，比值越小收缩越大。 混凝土收缩对结构的影响：a.构件未受荷前可能产生裂缝；b.预应力构件中引起预应力损失；c.超静定结构产生次内力。 5.钢筋的基本概念 1.钢筋按化学成分分类，可分为碳素钢和普通低合金钢。 2钢筋按加工方法分类，可分为a.热轧钢筋；b.热处理钢筋；c.冷加工钢筋（冷拉钢筋、冷轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。） 6.钢筋的力学性能 物理力学指标：（1）两个强度指标：屈服强度，结构设计计算中强度取值主要依据；极限抗拉强度，材料实际破坏强度，衡量钢筋屈服后的抗拉能力，不能作为计算依据。（2）两个塑性指标：伸长率和冷弯性能：钢材在冷加工过程和使用时不开裂、弯断或脆断的性能。 7.钢筋和混凝土共同工作的的原因：（1）混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力；（2）二者具有相近的温度线膨胀系数；（3）在保护层足够的前提下，呈碱性的混凝土可以保护钢筋不易锈蚀，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 第二章 结构按极限状态法设计计算的原则 1.结构概率设计的方法按发展进程划分为三个水准：a.水准Ⅰ，半概率设计法，只对影响结构可靠度的某些参数，用数理统计分析，并与经验结合，对结构的可靠度不能做出定量的估计；b.水准Ⅱ，近似概率设计法，用概率论和数理统计理论，对结构、构件、或截面设计的可靠概率做出近似估计，忽略了变量随时间的关系，非线性极限状态方程线性化；c.水准Ⅲ，全概略设计法，我国《公桥规》采用水准Ⅱ。 2.结构的可靠性：指结构在规定时间（设计基准期）、规定的条件下，完成预定功能的能力。 可靠性组成：安全性、适用性、耐久性。 可靠度：对结构的可靠性进行概率描述称为结构可靠度。 3.结构的极限状态：当整个结构或构件的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。 极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态和破坏—安全状态。 承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形，具体表现：a.整个构件或结构的一部分作为刚体失去平衡；b.结构构件或连接处因超过材料强度而破坏；c.结构转变成机动体系；d.结构或构件丧失稳定；e.变形过大，不能继续承载和使用。 正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，具体表现：a.由于外观变形影响正常使用；b.由于耐久性能的局部损坏影响正常使用；c.由于震动影响正常使用；d.由于其他特定状态影响正常使用。 破坏—安全状态是指偶然事件造成局部损坏后，其余部分不至于发生连续倒塌的状态。（破坏—安全极限状态归到承载能力极限状态中） 4.作用：使结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。 作用分为：永久作用、可变作用和偶然作用。 永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用 可变作用：在结构试用期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用。
结构设计原理 交卷时间：2016-11-05 15:53:42一、单选题 1. (2分)钢筋屈服状态指 得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案B 解析 考查要点： 试题解答： 2. (2分)地震荷载属于（）
得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案D 解析 考查要点： 试题解答： 3. (2分)下列对结构的分类不属于按受力特征分类的是：（） 得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案A 解析 考查要点： 试题解答： 4. (2分) 直径300mm的轴心受压柱，由C25混凝土（f cd=11.5Mpa），HPB300（f sd=270Mpa）钢筋制作，要它能够承担1400kN的压力，最好选直径25mm的钢筋（）根。
得分： 2 知识点：结构设计原理考试题 答案C 解析 考查要点： 试题解答： 5. (2分)梁内抵抗弯矩的钢筋主要是（） 得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案A 解析 考查要点： 试题解答： 6. (2分)事先人为引入内部应力的混凝土叫（）。
得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案C 解析 考查要点： 试题解答： 7. (2分)下列描述是适筋梁的是（） 得分： 2 知识点：结构设计原理考试题 答案C 解析 考查要点： 试题解答： 8. (2分)拉伸长度保持不变，钢筋中的应力随时间而减小的现象叫（）。
得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案D 解析 考查要点： 试题解答： 9. (2分)针对地震荷载的计算属于（） 得分： 2 知识点：结构设计原理考试题 答案D 解析 考查要点： 试题解答： 10.
摊铺机基本操作和正确使用要点 一、简单概述一下摊铺机在施工中的位置： 1、摊铺机的结构：主机、熨平板两大块见《培训图片RP1250》 2、各系统功能：（简单说明各系统功能并比较两部分） （1）驱动系统； （2）输分料系统； （3）油缸系统：找平、料斗、提升；以上为主机部分 （4）振捣系统：双振、单振； （5）振动系统：偏心振动、脉冲振动。以上为熨平板部分 3、摊铺机的工作原理：（详细说明各程序工作要点及举例说明） 料厂（拌和楼）料车（自卸车）工地（摊铺机料斗） 输分料熨平板路面见《新建文件夹施工现场照片》4、施工特点： （1）安全、可靠，可靠性要强；(举例说明,北京,上海等地施工及换位思考) （2）关键位置，它不能停工，它一停，全线停工，影响太大。
二、基本操作程序： 1、摊铺前的准备： （1）摊铺机自身准备： ①根据用户的施工情况，按用户要求安装好熨平板（用户要求宽度）及其附件； ②确认摊铺机的各项功能是否正常，相应参数是否正常（找平压力、时间、补油压力、振捣行程、伸缩时间等）。 （2）非摊铺准备： ①施工路面；②找平方式；③附助设施（拉钢丝、超平等） 2、摊铺过程： （1）根据摊铺厚度确定垫木高低及找平标尺干的位置（起步）； （2）如果不是起步，应该记前一天找平标尺的位置； （3）起步摊铺后，应及时测量，调整找平仪螺杆，达到要求。 详见培训教材《第六章》及培训中《06RP800施工》3、摊铺过程操作的几点注意： （1）速度恒定及连续摊铺 ①中央桥驱动的在摊铺过程中： a、转向为一边制定转向，防止跑偏要提前量，提前打转向，不要等到感觉到跑偏了再打，已经晚了，画成S型路面了； b、不要打的太猛，否则易断链条及损坏履带板。 ②两边独立驱动：要检查该摊铺机是否跑偏。
立方体抗压强度fcu>轴心抗压强度fc>轴心抗拉强度ft ；fcu 和试验方法、实验尺寸有关。试验尺寸越小，强度值越大。（1）双向受压时，一向混凝土强度随另一向压应力增加而增加；（2）双向受拉时，双向抗拉强度接近单向抗拉强度（3）一侧受拉一侧受压，强度均低于单向受力强度。 影响砌体抗压强度主要因素：块材的强度、尺寸和形状，砂浆的物理力学性能，砌筑质量 分为荷载作用下的变形和体积变形（收缩）。徐变：在荷载长期作用下，混凝土变形随时间增加而增加，应力不变的情况下，应变随时间增加。 （1）混凝土强度越高，应力应变曲线下降越剧烈，延性越差。（2）应变速率小，峰值应力fc 降低，峰值应变增大，下降段曲线显著减缓（3）测试技术和实验条件 后者与前者相比，后者没有明显的流服或屈服点。同时其强度很高，但延伸率大为减少， 塑性性能降低。 软钢：有物理屈服点。以屈服点处的强度值作为计算承载力时的强度极限。 硬钢：无物理屈服点。设计上取相应残余应变为0.2%的应力作为假定屈服强度 结构功能：（1）结构应能承受在正常施工和正常使用期间出现的各种荷载、外加变形、约束变形的作用（2）结构在正常使用条件下具有良好的工作性能（3）结构在正常使用和正常维护条件下，具有足够的耐久性（4）在偶然荷载作用下或偶然事件发生时、发生后，结构仍能保持整体稳定性，不发生倒塌。 功能函数：Z=R-S ≥０结构处于可靠、极限状态。 (1)适筋梁破坏；钢筋先屈服后混凝土被压碎，属延性破坏。 (2)超筋梁破坏；混凝土先被压碎，钢筋不屈服，属脆性破坏。 (3)少筋梁破坏；混凝土一开裂，钢筋马上屈服而破坏，属脆性破坏 （１）平截面假设：混凝土平均应变沿截面高度按直线分布。（２）不考虑混凝土的抗拉强度。拉力全部由钢筋承担。（３）纵向钢筋应力应变方程：s s =s y E f σε≤（纵向钢筋的极限拉应变取0.01） （４）混凝土受压应力应变曲线方程按规定取用 优点：提高了截面承受弯矩的能力；提高截面的延性。 缺点：钢筋用量增多，不经济 若超过４００，则混凝土破坏时钢筋未达到屈服强度，适用高强度钢筋不经济。 梁：纵向受拉钢筋（主钢筋）、弯起钢筋或斜拉钢筋、箍筋、架立钢筋和水平纵向钢筋。梁内
摊铺机结构原理及安装调整技术 在技术上，摊铺机的安装和调整是正确使用摊铺机，保持摊铺机的最佳工况，保证路面施工质量和施工进度的基本要求。 要正确安装和调整摊铺机，就必须掌握摊铺机的结构原理、安装和调整方法。 一、摊铺机总体结构和工作原理 虽然摊铺机品牌、规格众多，但其结构原理均大致相同，下面以天顺长城SP摊铺机为例讲解。主要由机架系统、动力系统（发动机系统和液压系统）、电控系统、料斗受料系统、刮板输料系统、搅龙分料系统、熨平装置和调平系统组成。图1为SP90S-1E/G 型摊铺机的系统构成。 图1 SP9S-1E/G摊铺机的系统构成 在工作中，自卸料车将混合料倒入摊铺机料斗，刮板输料系统将混凝料向后输送到摊铺机后部的摊铺槽，搅龙分料系统（螺旋布料器）将其均匀的输送到两侧摊铺面，供料速度由料位器控制；摊铺机以稳定的速度推顶自卸车前进，自卸车边前进边卸料，摊铺机连续摊铺；摊铺层经过夯锤初步夯实后，再经熨平板振动、熨平，最后由压路机进一步压实。 二、机械原理基础知识 摊铺机系统虽然复杂，但也是由几种基本传动方式和简单机构组成的。摊铺机中主要传动方式有液压传动、齿轮传动、链轮传动、带传动，主要机构有螺旋机构和连杆机构。本文仅介绍机械传动和机构。 1、齿轮传动
齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。可用来传递任意两轴之间的运动和力。齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大；但制造精度要求高。 摊铺机的分动箱和各种减速机都是齿轮传动机构。只是布置的方式不同，分动箱为普通轮系，各种减速机是行星轮系。 2、链轮传动机构 链轮传动由链条和主、从动链轮所组成。链轮上制有特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和力。链传动效率较高，制造与安装精度要求较低，成本低廉，适合远距离传动。而且使用方便可靠，可用于低速重型及极为恶劣的工作条件。 摊铺机的搅龙驱动、刮板驱动、履带、刮板链和许多调拱机构都应用了链传动。 3、带传动机构 带传动是由主动轮、从动轮和紧套在两轮上的传动带组成。主动轮转动时，由于传动带和带轮间的磨擦（或啮合），拖动从动轮一起转动并传递一定力。带传动具有结构简单、传动平稳、造价低廉和缓冲吸振等特点。 许多摊铺机的夯锤轴、振动轴、发电机的驱动、发动机风扇，水泵、小发电机驱动属带传动。 4、螺旋机构 螺旋机构是用螺旋副传递运动和动力的机构。 摊铺机中大量位置调节装置是螺旋机构。如各种拉杠、撑杠的长度调节，伸缩板的段差调节、拱度调节和初始仰角调节。 5、连杆机构 最简单的连杆机构如图2。件1旋转时，通过件2 带动件3做各种运动。可以演化为很多复杂的机构。 发动机的曲轴+连杆+活塞便是典型的一种连杆机 构。此外，夯锤运动机构也是连杆机构。 图 2 简单的连杆机构 三、动力系统（发动机及液压系统） 图3 SP摊铺机动力传输图 动力系统将发动机输出的旋转运动传递到各功能系统。SP摊铺机为全液压传动，图3为SP摊铺机动力传输图。 四、行走系统 行走系统驱动摊铺机`前后行走。应行驶平稳，直线度好并有足够的牵引力。行走系统分履带式行走系统和轮式行走系统。这里只讨论履带式行走系统。
工业机器人球坐标机械臂结构设计 摘要 在装配机器人中，球坐标型装配机器人（极坐标型）是应用非常广泛的一种装配机器人。本文设计的工业机器人既可以用于实际生产，又可以用于教学实验和科学研究。用于实际生产，它能够满足装配作业内容改变频繁的要求，用于教学实验，它能够使人更直观地了解机器人机构组成、动作原理等，所以开发球坐标型机器人具有广泛的实际和应用前景，本课题的研究工作正是在这样的背景下提出来的。 本文设计的工业机器人球坐标型机械臂具有下列特点:通用性好、重复定位精度高、体积小、重量轻、外形美观、适于观察、成本低，对其本体的可行方案进行了充分的论证后，设计成具有三自由度的结构，由机身、大臂及小臂组成，行星齿轮减速器、同步齿型带、丝杠螺母等组成了工业机器人球坐标型机械臂简单可靠的传动方案，该机器人的三个关节均选用直流伺服电机驱动。 关键词工业机器人；极坐标型机械臂；球坐标型机械臂/结构设计
Industrial Robot Spherical Coordinates Robotic Arm Structure Design ABSTRCT In assembly robots, ball coordinates type assembly robot (namely polar type) is a kind of very extensive assembly robot. The paper presents the desion of industrial robot can be used either for practical production,and can be used in experiment teaching and scientific research.Applied to practical production.It can satisfy the assembly work content change frequent requirements,used in teaching experiments.It can make a person more intuitively understand robot mechanism composition,action principle,etc.Therefore, the development goals coordinates type of robot has extensive practical and application prospects of this topic research work,and it is in this context brought out. The paper presents the design of industrial robot ball coordinates type has the following characteristics: the mechanical arm high universality,repositioning high precision,small volume,light weight,good appearance,suitable for observation,low cost and feasible scheme for its ontology adequate argument,designed to have three degrees of freedom,the fuselage,big structure composed,planets and forearm arm,and synchronizing gear reducer cog-type belt,screw nuts etc the industrial robot mechanical arm ball coordinates type a simple and reliable transmission scheme,the robot are chosen for the three joint dc servo motor driver. KEY WORDS Industrial robot/polar type mechanical arm/ball coordinates type mechanical arm/structure design
机械设计的结构要素 一、机械结构件的结构要素与设计方法 1、1 结构件的几何要素 机械结构的功能主要就是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面就是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计就是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 1、2 结构件之间的联接 在机器或机械中,任何零件都不就是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能与其它特征外,还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关与间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的,成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关与运动相关两类。位置相关就是指两零件在相互位置上有要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距必须保证一定的精度,两轴线必须平行,以保证齿轮的正常啮合。运动相关就是指一零件的运动轨迹与另一零件有关,如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线,这就是靠床身导轨与主轴轴线相平行来保证的,所以,主轴与导轨之间位置相关;而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件,故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它 零件有关。在进行结构设计时,两零件直接相关部位必须同时考虑,以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件,如进行尺寸链与精度计算等。一般来说,若某零件直接相关零件愈多,其结构就愈复杂;零件的间接相关零件愈多,其精度要求愈高。 1、3 结构设计据结构件的材料 机械设计中可以选择的材料众多,不同的材料具有不同的性质,不同的材料对应不同的加工工艺, 结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料,又要根据材料的种类确定适当的加工工艺,并根据加工工艺的要求确定适当的结构,只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。
二、复习题 （一）填空题 1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压。 2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。 3、混凝土的变形可分为两类：受力变形和体积变形。 4、钢筋混凝土结构使用的钢筋，不仅要强度高，而且要具有良好的塑性、可焊性， 同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。 5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。 6、钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作，其主要原 因是：钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混 凝土对钢筋起保护作用。 7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形。其中混凝土的徐变 属于混凝土的受力变形，混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。 （二）判断题 1、素混凝土的承载能力是由混凝土的抗压强度控制的。 ...................... [X] 2、混凝土强度愈高，应力应变曲线下降愈剧烈，延性就愈好。...................... [X] 3、线性徐变在加荷初期增长很快，一般在两年左右趋以稳定，三年左右徐变即告基本终止。......................................................................... [V] 4、水泥的用量愈多，水灰比较大，收缩就越小。................................... [X] 5、钢筋中含碳量愈高，钢筋的强度愈高，但钢筋的塑性和可焊性就愈差。............. 【V] （三）名词解释 1、混凝土的立方体强度------- 我国《公路桥规》规定以每边边长为150mm勺立方体试件，在20C± 2C的温度和相对湿度在90%^上的潮湿空气中养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压极限强度值（以MPa计）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号f cu表示。 2、混凝土的徐变 ----- 在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象被称为混凝土的徐变。 3、混凝土的收缩 ----- 混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩。 （四）简答题 2、简述混凝土发生徐变的原因？ 答：在长期荷载作用下，混凝土凝胶体中的水份逐渐压出，水泥石逐渐粘性流动，微细 空隙逐渐闭合，细晶体内部逐渐滑动，微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合结果。 第二章结构按极限状态法设计计算的原则 三、复习题 （一）填空题 1、结构设计的目的，就是要使所设计的结构，在规定的时间内能够在具有足够可靠性性 的前提下，完成全部功能的要求。 2、结构能够满足各项功能要求而良好地工作，称为结构可靠，反之则称为失效，结 构工作状态是处于可靠还是失效的标志用极限状态来衡量。 3、国际上一般将结构的极限状态分为三类：承载能力极限状态、正常使用极限状态和“破坏