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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題審批表
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
砌塊成型機(jī)布料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師
職 稱
學(xué)生具備條件
熟練做圖的能力、演算的能力，以及獨(dú)立分析問題的能力
選題完成形式
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書和圖紙
內(nèi) 容 簡 要：
在砌塊生產(chǎn)中，由砌塊成型機(jī)的供料機(jī)構(gòu)將混凝土拌合料送入模箱盛料槽的過程稱為布料。混凝土砌塊成型機(jī)布料系統(tǒng)是成型機(jī)的重要組成部分，它的運(yùn)行精度、運(yùn)行平穩(wěn)性以及布料耙料器的耙料方式將直接影響制品的密實(shí)性, 也對布料的均勻性、制品強(qiáng)度離散性有很大的影響。砌塊成型過程的物料密實(shí)程度，是指其密度及密度的均勻程度。一般來說，密實(shí)度越高（砌塊質(zhì)量越大），砌塊強(qiáng)度越好。
所以在這次設(shè)計(jì)中，本人在布料系統(tǒng)中添加了一個(gè)壓料機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)安裝在布料系統(tǒng)的前箱板上，當(dāng)布料箱布完料往回走時(shí)，微型液壓缸推動擺桿使壓料機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，這樣壓料機(jī)構(gòu)就可以把更多的混凝土拌合料壓到模箱盛料槽中，從而提高磚塊的密實(shí)度。
系主任簽字：
年 月 日
院長簽字：
年 月 日
2
選題的依據(jù)及意義：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑業(yè)也得到了長足發(fā)展，目前我國既有建筑近400億平方米，砌塊成型機(jī)是生產(chǎn)砌塊的機(jī)器主要用于建筑業(yè)。以砌塊生產(chǎn)設(shè)備為主要產(chǎn)品的企業(yè)有40余家，國外著名砌塊生產(chǎn)設(shè)備制造商也紛紛涌向中國市場。在中國內(nèi)外競爭的形勢下，中國砌塊生產(chǎn)設(shè)備制造企業(yè)應(yīng)立足中國市場、放眼國際市場，積極開發(fā)企業(yè)的系列產(chǎn)品，創(chuàng)造名牌產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的可靠性。
中國砌塊生產(chǎn)設(shè)備與國外先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備相比，主要差距是可靠性不如國外設(shè)備，國外砌塊生產(chǎn)設(shè)備所采用的電氣元件、液壓元件及機(jī)械配件等都是世界著名公司產(chǎn)品，因此設(shè)備故障率較低，使用比較可靠。從中國砌塊生產(chǎn)設(shè)備使用情況看，故障多在電氣、液壓及機(jī)械等配件上，而各設(shè)備制造廠家所采用的電氣元件，液壓元件及機(jī)械配件比較雜，質(zhì)量比較差，特別是電氣與液壓元件的質(zhì)量與國外相比還有較大差距。因此開發(fā)出適用于砌塊生產(chǎn)設(shè)備的電氣、液壓及機(jī)械等配件，提高設(shè)備的可靠性，對砌塊生產(chǎn)行業(yè)也是十分重要的。
（1）培養(yǎng)個(gè)人通過畢業(yè)設(shè)計(jì)強(qiáng)化學(xué)生對基本知識和基本技能的理解和掌握,培養(yǎng)學(xué)生收集資料和調(diào)查研究的能力,一定的方案比較、論證的能力,一定的理論分析與設(shè)計(jì)運(yùn)算能力,進(jìn)一步提高應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖的能力以及編寫編制能力。同時(shí)掌握資料的收集和分析、相關(guān)規(guī)范的選擇和運(yùn)用；設(shè)計(jì)方案的選擇、成果圖的繪制以及設(shè)計(jì)文本的編制全過程。另外對培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題和解決問題的能力,為今后工作做好技術(shù)儲備。
（2）使學(xué)生掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法以及獲取新知識的能力。 促使學(xué)生學(xué)習(xí)和獲取新知識，掌握自我學(xué)習(xí)的能力。 通過參與實(shí)際工作，使學(xué)生了解社會和工作，具備一定的實(shí)際工作能力。培養(yǎng)了自己進(jìn)行綜合分析和提高解決實(shí)際問題的能力，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識的目的。
（3）培養(yǎng)了自己調(diào)查研究，熟悉有關(guān)技術(shù)政策，運(yùn)用國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊等工具書，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力。
（4）使自己建立正確的設(shè)計(jì)思想；初步掌握解決本專業(yè)工程技術(shù)問題的方法和手段；從而使自己受到一次工程師。
本課題研究內(nèi)容
混凝土砌塊成型機(jī)布料系統(tǒng)是成型機(jī)的重要組成部分，它的運(yùn)行精度、運(yùn)行平穩(wěn)性以及布料耙料器的耙料方式將直接影響制品的密實(shí)性(強(qiáng)度)，也對布料的均勻性、制品強(qiáng)度離散性有很大的影響。一般成型機(jī)布料系統(tǒng)由布料箱行走機(jī)構(gòu)、布料箱體總成、耙料器總成和布料箱底板總成組成。
砌塊成型機(jī)在布料過程中存在好多有待解決的問題，砌塊質(zhì)量的高低與布料裝置息息相關(guān)。成型機(jī)的好壞布料機(jī)構(gòu)也是很關(guān)鍵的，因此，研究成型機(jī)布料機(jī)構(gòu)是非常必要的。
本課題研究方案
在研究空心磚生產(chǎn)的機(jī)械原理的基礎(chǔ)上，確定砌塊成型機(jī)布料機(jī)構(gòu)的方案和具體參數(shù)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一種密實(shí)度大的布料機(jī)構(gòu)。
（1） 在綜合和評價(jià)已有的布料機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，確定布料機(jī)構(gòu)的總體方案。
（2） 根據(jù)空心磚的國家要求，設(shè)計(jì)能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的空心磚制品的布料機(jī)構(gòu)。
（3） 根據(jù)布料機(jī)構(gòu)的組成部分，完成布料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
研究的創(chuàng)新之處
本人在布料系統(tǒng)中添加了一個(gè)壓料機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)安裝在布料系統(tǒng)的前箱板上，當(dāng)布料箱布完料往回走時(shí)，微型液壓缸推動擺桿使壓料機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，這樣壓料機(jī)構(gòu)就可以把更多的混凝土拌合料壓到模箱盛料槽中，從而提高磚塊的密實(shí)度。
研究過程(含完成期限)
第5周——查閱資料，擬訂課題
第6周——查閱相關(guān)資料，并進(jìn)行概述和文獻(xiàn)綜合。
第7-9周——完成總體結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)并繪制裝配圖。
第10-12周——完成各部分的結(jié)構(gòu)和計(jì)算并繪制裝配圖和部分零件圖。
第13周——完成所有的圖紙并進(jìn)一步修改。
第14-15周——在以上基礎(chǔ)上完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一篇。
第16周——修改設(shè)計(jì)，并定稿。
第17周——答辯，提交相關(guān)材料，結(jié)束設(shè)計(jì)。
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見
教研室主任簽名：
年 月 日
院系意見
主管領(lǐng)導(dǎo)簽名：
年 月 日
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
開題報(bào)告
題 目 砌塊成型機(jī)布料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
學(xué)院名稱
專業(yè)名稱
年 級
學(xué)生姓名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
職 稱
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書中文摘要
砌塊成型機(jī)布料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
摘 要 在砌塊生產(chǎn)中，由砌塊成型機(jī)的供料機(jī)構(gòu)將混凝土拌合料送入模箱盛料槽的過程稱為布料?；炷疗鰤K成型機(jī)布料系統(tǒng)是成型機(jī)的重要組成部分，它的運(yùn)行精度、運(yùn)行平穩(wěn)性以及布料耙料器的耙料方式將直接影響制品的密實(shí)性, 也對布料的均勻性、制品強(qiáng)度離散性有很大的影響。砌塊成型過程的物料密實(shí)程度，是指其密度及密度的均勻程度。一般來說，密實(shí)度越高（砌塊質(zhì)量越大），砌塊強(qiáng)度越好。
所以在這次設(shè)計(jì)中，本人在布料系統(tǒng)中添加了一個(gè)壓料機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)安裝在布料系統(tǒng)的前箱板上，當(dāng)布料箱布完料往回走時(shí)，微型液壓缸推動擺桿使壓料機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，這樣壓料機(jī)構(gòu)就可以把更多的混凝土拌合料壓到模箱盛料槽中，從而提高磚塊的密實(shí)度。
關(guān)鍵詞 布料 布料系統(tǒng) 砌塊成型機(jī) 壓料機(jī)構(gòu)
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書外文摘要
BLOCK MAKING MACHINE FABRICS SYSTEM
Abstract
Production in the block, block making machine from the material for concrete mixing materials will be sent to me-Shying Laical the process is known as fabrics. Concrete block machine fabrics system is the machine an important part of the operation of its accuracy and smooth running of the fabric rake and rake the feeder material way will directly affect the density of products, but also on the uniformity of the cloth, The intensity of discrete products of a very great impact. Block the process of forming dense material extent, is that its density and the uniformity of density. Generally speaking, the higher the density of (the quality of the bigger block), block better intensity.
So in the design of the fabric system, I added a binder, the system installed in the fabric of the board before me, when the fabric cloth End expected me go back, to promote micro-placed hydraulic cylinders The binder at a point of rotating bodies, such pressure can be expected that more bodies on the concrete mixing materials to the pressure-Shying Lacto me, so as to enhance the density of bricks.
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書外文摘要
Keywords cloth fabrics block making machine binder agencies
目 錄
1 引言 1
1.1 課題的提出 1
1.2 課題研究的意義 2
1.3 空心磚的性能優(yōu)勢 2
1.4 砌塊成型機(jī)在國內(nèi)外研究的概況和發(fā)展趨勢 3
1.5 課題研究的內(nèi)容 6
2 設(shè)計(jì)任務(wù)書 7
3 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 7
3.1 箱體尺寸 7
3.2 輪子軸的設(shè)計(jì) 8
3.3 輪子的設(shè)計(jì) 8
3.4 輪子與軸安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.5 箱體驅(qū)動液壓缸的設(shè)計(jì) 10
3.5.1 液壓缸的類型 10
3.5.2 液壓缸的行程 11
3.5.3 液壓缸缸徑的選擇 11
3.5.4 液壓缸活塞桿的計(jì)算 12
3.5.5 液壓缸型號的選擇 13
3.5.6 液壓活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算 13
3.5.7 底板上導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 14
3.6 耙料器結(jié)構(gòu)設(shè)想 14
3.7 電動機(jī)的選擇 15
3.7.1 電動機(jī)的介紹 15
3.7.2 電動機(jī)的容量選擇原則 15
3.7.3 電動機(jī)消耗功率的估算 16
3.7.4 電動機(jī)的工況分析 16
3.7.5 電動機(jī)容量的選擇 17
3.8 鏈傳動 17
3.8.1 鏈的介紹 17
3.8.2 滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
3.8.3 滾子鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸 21
3.9 耙料軸 23
3.10 耙料軸上的鍵 23
3.10.1 鍵的選擇 23
3.10.2 鍵的校核 23
3.11 耙料桿 24
3.12 壓塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目的 24
3.13 壓塊機(jī)構(gòu)的構(gòu)想 25
3.14 壓塊機(jī)構(gòu) 25
3.15 壓軸 26
3.16 擺桿 26
3.17 壓塊機(jī)構(gòu)驅(qū)動微型液壓缸的選擇 26
3.17.1 液壓缸的行程 26
3.17.2 液壓缸的型號 26
3.17.3 液壓缸的作用力大小 28
3.18 銷的選擇 29
3.18.1 銷的介紹 29
3.18.2 銷的大小 29
4 使用說明書 29
5 標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告 30
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 30
5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 30
5.3 標(biāo)注件的使用情況 31
5.4 審查結(jié)論 31
結(jié) 論 31
參考文獻(xiàn) 32
致 謝 33
砌塊成型機(jī)布料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1 引言
1.1 課題的提出
混凝土砌塊成型機(jī)布料系統(tǒng)是成型機(jī)的重要組成部分，它的運(yùn)行精度、運(yùn)行平穩(wěn)性以及布料耙料器的耙料方式將直接影響制品的密實(shí)性(強(qiáng)度)，也對布料的均勻性、制品強(qiáng)度離散性有很大的影響。一般成型機(jī)布料系統(tǒng)由布料箱行走機(jī)構(gòu)、布料箱體總成、耙料器總成和布料箱底板總成組成。結(jié)構(gòu)示意圖見圖1.1：
圖1.1 混凝土砌塊成型機(jī)布料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
圖1.1所示部件：①布料箱底板：它的主要作用是承載進(jìn)人模箱前的新拌混凝土物料。②布料箱的行走支撐輪：決定布料箱運(yùn)行的平穩(wěn)性，精度高不僅能降低布料箱“蛇形”運(yùn)動幅度，而且能減少機(jī)件磨損。③旋轉(zhuǎn)式耙料器：直接影響進(jìn)人模箱中混凝土材料的順暢性、均勻性以及制品強(qiáng)度的離散性。④布料箱體：存放混凝土物料。⑤布料箱體下口： A標(biāo)識為布料箱的長度； B標(biāo)識為布料箱的寬度；C標(biāo)識為布料箱與底板之間的游動間隙。C值越大越易漏料，C值小則加速布料箱下部與布料箱底板①的磨損，縮短部件的使用壽命。
由此可見砌塊成型機(jī)在布料過程中存在好多有待解決的問題，砌塊質(zhì)量的高低與布料裝置息息相關(guān)。成型機(jī)的好壞布料機(jī)構(gòu)也是很關(guān)鍵的，因此，研究成型機(jī)布料機(jī)構(gòu)是非常必要的。
1.2 課題研究的意義
砌塊成型機(jī)布料系統(tǒng)中的漏料、布料不均勻和布料系統(tǒng)磨損，一直是影響成型機(jī)正常工作的三大普遍問題；此外不同原料對布料系統(tǒng)的布料過程影響很大，而布料過程與砌塊的常見質(zhì)量問題又密切相關(guān)，怎樣才能快速、準(zhǔn)確地下料充模，這些都是砌塊布料系統(tǒng)的基本要求。
對上述問題的研究有重要的意義，它既可以提高布料系統(tǒng)本身的使用壽命，又可以提高生產(chǎn)效率，減輕生產(chǎn)成本。
在這次設(shè)計(jì)中，在原有的布料系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，添加了一個(gè)壓料機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能把更多的料壓到盛料槽里，從而提高磚塊的密實(shí)度，讓底板和布料箱一起向前運(yùn)動布料縮短了原料振動的時(shí)間間隔使布料更加的均勻。
這次課題研究是本科教學(xué)最重要的環(huán)節(jié)之一，也是教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，通過這次設(shè)計(jì)，我們可以培養(yǎng)以下幾個(gè)方面的能力：
(1)培養(yǎng)個(gè)人通過畢業(yè)設(shè)計(jì)強(qiáng)化學(xué)生對基本知識和基本技能的理解和掌握,培養(yǎng)學(xué)生收集資料和調(diào)查研究的能力,一定的方案比較、論證的能力,一定的理論分析與設(shè)計(jì)運(yùn)算能力,進(jìn)一步提高應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖的能力以及編寫編制能力。同時(shí)掌握資料的收集和分析、相關(guān)規(guī)范的選擇和運(yùn)用；設(shè)計(jì)方案的選擇、成果圖的繪制以及設(shè)計(jì)文本的編制全過程。另外對培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題和解決問題的能力,為今后工作做好技術(shù)儲備。
(2)使學(xué)生掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法以及獲取新知識的能力。 促使學(xué)生學(xué)習(xí)和獲取新知識，掌握自我學(xué)習(xí)的能力。通過參與實(shí)際工作，使學(xué)生了解社會和工作，具備一定的實(shí)際工作能力。培養(yǎng)了自己進(jìn)行綜合分析和提高解決實(shí)際問題的能力，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識的目的。
(3)培養(yǎng)了自己調(diào)查研究，熟悉有關(guān)技術(shù)政策，運(yùn)用國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊等工具書，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力。
(4)使自己建立正確的設(shè)計(jì)思想，初步掌握解決本專業(yè)工程技術(shù)問題的方法和手段；從而使自己受到一次工程師的基本訓(xùn)練。
1.3 空心磚的性能優(yōu)勢
空心磚是近年內(nèi)建筑行業(yè)常用的墻體主材，由于質(zhì)輕、消耗原材少等優(yōu)勢，已經(jīng)成為國家建筑部門首先推薦的產(chǎn)品。與紅磚一樣，空心磚的常見制造原料是粘土和煤渣灰，一般規(guī)格是 390×190×190mm，空心磚是以粘土、頁巖等為主要原料，經(jīng)過原料處理、成型、燒結(jié)制成?？招拇u的孔洞總面積占其所在磚面積的百分率，稱為空心磚的孔洞率，一般應(yīng)在15%以上?？招拇u和實(shí)心磚相比，可節(jié)省大量的土地用土和燒磚燃料，減輕運(yùn)輸重量；減輕制磚和砌筑時(shí)的勞動強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度；減輕建筑物自重，加高建筑層數(shù)，降低造價(jià)。普通水泥空心磚如圖1.2所示：
圖1.2 普通水泥空心磚
隨著時(shí)代的發(fā)展空心磚應(yīng)用越來越廣泛，空心磚具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、保溫、隔音降噪性能好。環(huán)保、無污染，是框架結(jié)構(gòu)建筑物的理想填充材料。該磚的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，經(jīng)檢驗(yàn)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)粘土空心磚是近年來建筑市場上的主流建材?？招拇u耗材少，大大的節(jié)省了土地資源，空心磚和實(shí)心磚相比，可節(jié)省大量的土地用土和燒磚燃料，減輕運(yùn)輸重量；減輕制磚和砌筑時(shí)的勞動強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度；減輕建筑物自重，加高建筑層數(shù)，降低造價(jià)?？招拇u的重量僅為實(shí)心磚的70-80%，因?yàn)楸容^輕，不會造成樓板開裂。整體工程費(fèi)用低，符合節(jié)地、節(jié)能方針，而且容易為住戶所接受，是框架結(jié)構(gòu)建筑物的理想填充材料。在建筑的時(shí)候，由于粘土空心的孔洞可以和水泥更好的磨合，就像鉚釘那樣，大家可以想下這樣的效果[1]。
1.4 砌塊成型機(jī)在國內(nèi)外研究的概況和發(fā)展趨勢
國外砌塊成型機(jī)的發(fā)展歷史較長，尤其二戰(zhàn)以后得到迅速發(fā)展。生產(chǎn)廠商主要有美國Columbia,Basset公司和歐洲Hess(德)、Masa(德)、Rosacometa(意)等公司。其中美國的Columbia，Basset公司的成型機(jī)構(gòu)為模振成型機(jī)，歐洲公司則以臺振成型機(jī)為主。它們的共同特點(diǎn)是可靠性高、故障率低、自動化程度高，振動加速度一般達(dá)到10．159左右，個(gè)別甚至更高，生產(chǎn)的砌塊抗壓強(qiáng)度高制品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)率為1080—3240塊/小時(shí)。我國砌塊成型機(jī)械始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)采用一些簡易自制的振動臺，用手工生產(chǎn)實(shí)心砌塊，砌塊的質(zhì)量和產(chǎn)量均很低。從70年代起到80年代初砌塊的生產(chǎn)和應(yīng)用得到了較快的發(fā)展，為了提高砌塊的生產(chǎn)率國內(nèi)相繼開發(fā)生產(chǎn)了多種砌塊成型機(jī)，但絕大部分采用簡易杠桿式或簡易移動式，這些設(shè)備勞動強(qiáng)度偏大、激振力偏小，生產(chǎn)的砌塊強(qiáng)度低、質(zhì)量差，不能滿足砌塊建筑的發(fā)展要求171 ISl。80年代我國墻體材料改革進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期，1983年以后陸續(xù)開發(fā)研制了以YXD一5一l和GY—B5為代表的移動式砌塊成型機(jī)，1985年國內(nèi)首套成套設(shè)備在昆明投產(chǎn)使用，1987年有關(guān)單位引進(jìn)意大利ROSACOMETrA公司技術(shù)生產(chǎn)的HQC5和QT5—20型砌塊生產(chǎn)線。這段時(shí)期國內(nèi)先后從歐美引進(jìn)了十幾個(gè)品種20多套設(shè)備，國外成型機(jī)械先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和消化大大促進(jìn)了我國砌塊成型機(jī)械及其成套設(shè)備的發(fā)展。80年代后期由中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院設(shè)計(jì)開發(fā)的QTJ3—35型砌塊成型機(jī)已小批量生產(chǎn)，至此國產(chǎn)砌塊成型機(jī)械進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。90年代是我國砌塊成型機(jī)械快速發(fā)展的階段。為了適應(yīng)砌塊建筑的發(fā)展需要，國內(nèi)有關(guān)科研院所和生產(chǎn)企業(yè)共同努力，陸續(xù)開發(fā)生產(chǎn)了臺振、模振等不同振動形式、多種型號規(guī)格的砌塊生產(chǎn)設(shè)備，如QTJ4—35、QT4．18、QT4．25、QTJ3．25、QMJ3．25、QMJ5．22、HQC3型等，1996年初國家將新型砌塊成型機(jī)械的研制開發(fā)項(xiàng)目列為國家“九五"重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，該項(xiàng)目由中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院負(fù)責(zé)、四川綿竹太極機(jī)械有限公司等單位參加，經(jīng)過3年多的努力，在研究分析國外各公司先進(jìn)機(jī)型的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國國情成功開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的QM4．12型砌塊成型機(jī)，其技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平，完全能夠滿足國內(nèi)各種砌塊生產(chǎn)的需要。經(jīng)過30多年的發(fā)展，國內(nèi)砌塊成型機(jī)機(jī)械行業(yè)己經(jīng)發(fā)展到了一定規(guī)模。在這些產(chǎn)品中，既有機(jī)械傳動、常規(guī)電氣控制的中小型設(shè)備，又有機(jī)電液相結(jié)合、微機(jī)全自動控制的大型設(shè)備；既有模振成型機(jī)，又有臺振成型機(jī)，個(gè)別產(chǎn)品己經(jīng)接近或達(dá)到國際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，并且將逐步取代進(jìn)口產(chǎn)品，有些己遠(yuǎn)銷國外。迄今全國已有大小砌塊機(jī)械生產(chǎn)廠家約100家，年產(chǎn)量近3000臺(套)，具備相當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模，有較強(qiáng)的技術(shù)力量和制造經(jīng)驗(yàn)，以砌塊機(jī)械為主要產(chǎn)品的有l(wèi)O家左右，大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較小，有些企業(yè)年產(chǎn)中小型機(jī)型僅lO余臺(套)。然而，不少國產(chǎn)成型機(jī)還存在可靠性不高、功能單一等問題，還缺少能生產(chǎn)高強(qiáng)承重砌塊、生產(chǎn)率高的現(xiàn)代化生產(chǎn)線。
目前世界各地的砌塊成型機(jī)主要有以下幾種：
擠磚機(jī) 一種旋轉(zhuǎn)式透平機(jī)械，靠絞龍切割泥料產(chǎn)生壓力，泥料在機(jī)口處依靠壓力彌合成磚坯。要求用高塑性泥料作原料。基于國家“保護(hù)耕地”的政策，目前它的發(fā)展已受到限制。
多孔磚擠磚機(jī) 仍是低壓機(jī)型(擠壓力≤5.6ＭＰａ)，主機(jī)造價(jià)低，它的芯棒可以采用耐磨陶瓷、模具結(jié)構(gòu)靈活、簡單、可靠并有利于保溫設(shè)計(jì)。它可節(jié)土50%,保溫性能超過加氣混凝土。目前還存在技術(shù)難題，在我國并未普及。
振動式砌塊成型機(jī) 這是一種依靠激振力成型的機(jī)械1904年由美國發(fā)明。成型周期為6秒、單排孔空心率≥50%三排孔空心率≤38%,主機(jī)可使用30年以上,是一種成熟的裝備?；炷量招钠鰤K“熱、裂、漏”是不爭的事實(shí),而在美國則用得較好，這是由于美國的用法與我們不一樣：①美國民房85%為二層木質(zhì)房，就是說混凝土空心砌塊在“住宅”建筑上少有空間；②美國混凝土空心砌塊售價(jià)0.8美元/塊,燒結(jié)磚售價(jià)18美元/6塊(6個(gè)燒結(jié)磚等于1個(gè)砌塊)?？傮w上，振動式砌塊成型機(jī)是一種低壓裝備。它造價(jià)低產(chǎn)量大,但潛力已用盡。它帶墊板，增加自動運(yùn)行費(fèi)用?？招钠鰤K保溫性能極差,在與高性價(jià)比的自保溫砌塊的競爭中，無疑處于劣勢。
壓磚機(jī) 1854年德國發(fā)明蒸壓灰砂磚并造出了木制杠桿壓磚機(jī)，1870年造出園盤壓磚機(jī)，1940年滑臺式壓磚機(jī)取代圓盤壓磚機(jī)，1971年液壓式壓磚機(jī)又取代滑臺式壓磚機(jī)。現(xiàn)其常見液壓磚機(jī)有ＨＤＰ1200型，壓制力1200噸,可生產(chǎn)100ｍｍ×500ｍｍ×2400ｍｍ規(guī)格砌塊，德國液壓磚機(jī)生產(chǎn)空心砌塊時(shí),空心率約40%，生產(chǎn)多孔砌塊時(shí)，孔洞率約25%。
近幾年，雖然我國的砌塊裝備得到了迅速地發(fā)展，但是我國的砌塊成型裝備跟外國的相比,還存在很多缺陷，主要表現(xiàn)為:設(shè)備的可靠性差即故障率偏高,零部件的耐久性較差,尤其是配套設(shè)備與成型機(jī)之間的銜接、匹配存在著總體布置的合理性和科學(xué)性。例如:機(jī)械方面普通常用的螺栓買不到高強(qiáng)精巧的產(chǎn)品；耐沖擊、高速、振動的軸承壽命短;三角皮帶、彈簧、防松墊圈、鏈條等質(zhì)量均有待提高。液壓系統(tǒng)的調(diào)速裝置，我國一般采用定量泵加流量控制閥，這樣的裝置能量損失較大，且發(fā)熱量也較大。而國外大都采用了容積一節(jié)流組合的調(diào)速方法，系統(tǒng)效率較高。國產(chǎn)液壓元件中密封件磨損后的自動補(bǔ)償能力差，壽命短；液壓閥制造精度低，有內(nèi)泄漏或閥芯卡滯現(xiàn)象等。電氣方面的常規(guī)電器元件，如繼電器、交流接觸器、行程開關(guān)、接近開關(guān)等通過引進(jìn)技術(shù)或合資生產(chǎn)，已基本滿足砌塊設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)的需要。但現(xiàn)代電子技術(shù)在砌塊設(shè)備上的應(yīng)用還不如國外先進(jìn)，未能將故障診斷和監(jiān)控信息通過屏幕直接顯示給操作者。還有電機(jī)、變壓器、傳感器的性能與國外同類產(chǎn)品比也有一定的差距。上述因素都制約了國產(chǎn)砌塊裝備整體性能的提高。目前，我國從事砌塊生產(chǎn)設(shè)備制造的企業(yè)不斷發(fā)展，以砌塊生產(chǎn)設(shè)備為主要產(chǎn)品的企業(yè)有40余家，國外著名砌塊生產(chǎn)設(shè)備制造商也紛紛涌向我國市場。在國內(nèi)外競爭的形勢下，我國砌塊生產(chǎn)設(shè)備制造企業(yè)應(yīng)立足國內(nèi)市場、放眼國際市場，積極開發(fā)企業(yè)的系列產(chǎn)品，創(chuàng)造名牌產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的可靠性。
我國砌塊生產(chǎn)設(shè)備與國外先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備相比，主要差距是可靠性不如國外設(shè)備，國外砌塊生產(chǎn)設(shè)備所采用的電氣元件、液壓元件及機(jī)械配件等都是世界著名公司產(chǎn)品，因此設(shè)備故障率較低，使用比較可靠[2]。從我國目前砌塊生產(chǎn)設(shè)備使用情況看，故障多在電氣、液壓及機(jī)械等配件上，而各設(shè)備制造廠家所采用的電氣元件，液壓元件及機(jī)械配件比較雜，質(zhì)量比較差，特別是電氣與液壓元件的質(zhì)量與國外相比還有較大差距[3]。因此開發(fā)出適用于砌塊生產(chǎn)設(shè)備的電氣、液壓及機(jī)械等配件，提高設(shè)備的可靠性，對砌塊生產(chǎn)行業(yè)也是十分重要的。要提高我國砌塊生產(chǎn)設(shè)備的可靠性，除加強(qiáng)國產(chǎn)配套件開發(fā)外，也可采用國外高質(zhì)量的電氣及液壓元件，提高國產(chǎn)設(shè)備的可靠性，使我國的砌塊生產(chǎn)設(shè)備在國際市場上也有一定的競爭能力。
為此，我們要再接再厲，從現(xiàn)有的產(chǎn)品中選擇有發(fā)展前途的機(jī)型為基礎(chǔ)，通過技術(shù)改造和革新使之成為真正有競爭力的產(chǎn)品；提高易損件特別是模箱的壽命,選用優(yōu)包括進(jìn)口的配套件；加大技術(shù)開發(fā)的力度,采用先進(jìn)的控制技術(shù)提高設(shè)備運(yùn)行可靠性;改善整機(jī)外觀質(zhì)量;發(fā)揮國產(chǎn)設(shè)備價(jià)格低、投資少、維修服務(wù)及時(shí)的優(yōu)勢,讓用戶放心選用國產(chǎn)設(shè)備。
1.5 課題研究的內(nèi)容
根據(jù)六塊機(jī)的下模具圖和課題要求設(shè)計(jì)六塊機(jī)的布料裝置。下模具圖如下圖1.3（其中標(biāo)準(zhǔn)磚塊的尺寸為390×190×190mm）：
圖1.3 布料裝置下模具圖
2 設(shè)計(jì)任務(wù)書
用于生產(chǎn)尺寸為390×190×190mm的標(biāo)準(zhǔn)空心磚塊。
3 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書
3.1 箱體尺寸
布料箱的尺寸大小與成型機(jī)一次成型的空心磚塊的數(shù)量有關(guān)，布料箱的尺寸設(shè)計(jì)要根據(jù)模箱大小來設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)為六塊機(jī)的布料機(jī)構(gòu)。
其中標(biāo)準(zhǔn)磚塊為390×190×190mm,根據(jù)下模箱的外形尺寸，空心磚空心率一般在25%-50%，取空心率為25%可以求出6塊空心磚的體積V：
V=6×190×190×390×（1-25%）=6.34×10mm
布料箱體每次供應(yīng)的料應(yīng)該比6塊空心磚所需料要多，現(xiàn)在按布料比6塊空心磚所需的料多20%來算則：
V= V×(1+40%)=8.87×10mm
根據(jù)任務(wù)書所提供的六塊機(jī)可以確定布料箱體的內(nèi)框尺寸（為600×800），由此可得布料箱體的高度H為：
H=
==185mm
為了給一些安裝留足夠的尺寸取布料箱體的實(shí)際高度=250mm，取布料箱的側(cè)板厚度為30mm。
3.2 輪子軸的設(shè)計(jì)
輪子軸用來安裝輪子使得布料箱在底板的導(dǎo)軌上運(yùn)動，上述取布料箱的厚度c=30mm，輪子軸的安裝是從布料箱體的內(nèi)側(cè)裝入（要求與孔是過盈配合），輪子軸的軸向分別用彈性檔圈固定，布料箱的另一端需要安裝輪子，末端也用彈性檔圈固定，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3.1所示：
圖3.1 輪子軸結(jié)構(gòu)圖
3.3 輪子的設(shè)計(jì)
輪子要配合地板上的導(dǎo)軌運(yùn)動，把兩側(cè)的輪子外形設(shè)計(jì)的有些不一樣，一側(cè)輪子帶有導(dǎo)軌，另一側(cè)則是平輪；這樣便可以防止（相對兩側(cè)都采用帶有導(dǎo)軌的輪子來說）因制造上誤差而使輪子裝不上導(dǎo)軌上。結(jié)構(gòu)如圖3.2所示：
圖3.2 輪子外形圖
3.4 輪子與軸安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
輪子內(nèi)部配合軸承，軸承與輪子軸連接。結(jié)構(gòu)如圖3.3所示：
圖3.3 軸承與輪子軸配合圖
液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動（或擺動運(yùn)動）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動時(shí)，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運(yùn)動平穩(wěn)，因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成[4]。緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場合而定，其他裝置則必不可少。
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，液壓已經(jīng)使用與大部分的機(jī)械設(shè)備，使用液壓驅(qū)動給機(jī)械設(shè)備的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動化和發(fā)展有著重要的意義[5]。
與機(jī)械傳動、電氣傳動相比，液壓傳動具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、液壓傳動的各種元件，可以根據(jù)需要方便、靈活地來布置。
2、重量輕、體積小、運(yùn)動慣性小、反應(yīng)速度快。
3、操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)2000：1）。
4、可自動實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。
5、一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對運(yùn)動面可自行潤滑，使用壽命長。
6、很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動。
7、很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動控制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。
3.5 箱體驅(qū)動液壓缸的設(shè)計(jì)
3.5.1 液壓缸的類型
根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，可將其分為四種類型：
1.活塞式：
單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進(jìn)出口油口A和B都可通壓力油或回油，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動，故稱為雙作用缸。
2.柱塞式：
（１） 柱塞式液壓缸是一種單作用式液壓缸，靠液壓力只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；
（２）柱塞只靠缸套支承而不與缸套接觸，這樣缸套極易加工，故適于做 長行程液壓缸；
（３）工作時(shí)柱塞總受壓，因而它必須有足夠的剛度；
（４）柱塞重量往往較大，水平放置時(shí)容易因自重而下垂，造成密封件和導(dǎo)向 單邊磨損，故其垂直使用更有利[6]。
3.伸縮式：
伸縮式液壓缸具有二級或多級活塞，伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實(shí)現(xiàn)較長的行程，而縮回時(shí)長度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械上。
4.擺動式：
擺動式液壓缸是輸出扭矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動的執(zhí)行元件，也稱擺動式液壓馬達(dá)。有單葉片和雙葉片兩種形式。定子塊固定在缸體上，而葉片和轉(zhuǎn)子連接在一起。根據(jù)進(jìn)油方向，葉片將帶動轉(zhuǎn)子作往復(fù)擺動[7]。
根據(jù)上述液壓缸的分類和各自的特點(diǎn)為了滿足布料箱的雙向運(yùn)動選擇單活塞桿液壓缸。
3.5.2 液壓缸的行程
根據(jù)任務(wù)書中下模箱的尺寸和其它結(jié)構(gòu)的要求，布料箱的行程為840mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊優(yōu)先系列選擇液壓缸的行程為S=850mm。
表3-1 液壓缸活塞行程第三系列
液壓缸活塞行程 （mm）
240
260
300
340
380
420
480
530
600
650
750
850
950
1050
1200
1300
1500
1700
1900
2100
2400
2600
3000
3400
3800
3.5.3 液壓缸缸徑的選擇
考慮到驅(qū)動的設(shè)備不是很大,質(zhì)量也不是很大選擇液壓缸的工作壓力為液壓缸需要驅(qū)動箱體向前運(yùn)動，驅(qū)動力可近似計(jì)算如下（其中鐵的密度7800Kg/ m）
1.5MPa,凝土密度為24kN/ m）：
驅(qū)動力F2=μmg=150000.25=3750N
箱體上除了這些裝置外還有一些機(jī)構(gòu)取驅(qū)動力為4800N。
根據(jù)液壓缸的推力和選定的系統(tǒng)壓力計(jì)算液壓缸的缸徑，由F=PA可推出缸徑 =3.570.011.79=63.8mm
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊如下：
表3-2 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列
液壓缸內(nèi)徑尺寸 （mm）
8
40
125
（280）
10
50
（140）
320
12
63
160
（360）
16
80
（180）
400
20
（90）
200
（450）
25
100
（220）
500
32
（110）
250
注：括號內(nèi)的尺寸為非優(yōu)先選用尺寸。
選液壓缸內(nèi)徑為80mm。
3.5.4 液壓缸活塞桿的計(jì)算
根據(jù)速度比要求來計(jì)算液壓缸活塞桿的直徑d:
（3-1）
式中
D—油缸內(nèi)徑；
—速度比，即無活塞桿端活塞有效面積與有活塞端活塞的有效面積之比，亦即油缸往復(fù)運(yùn)動時(shí)速度比
又
式中
—活塞桿伸出速度；
—活塞桿退回速度。
則
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊有如下關(guān)系：
表3-3 d和D的關(guān)系
d和D的關(guān)系
1.15
1.25
1.33
1.46
2
d
0.36D
0.45D
0.5D
0.56D
0.71D
設(shè)計(jì)中，根據(jù)工作壓力的大小，選用速度比時(shí)可參考下表
表3-4 和P的關(guān)系
和P的關(guān)系
工作壓力p/MPa
10
12.5—20
>20
速度比
1.33
1.46；2
2
取活塞桿直徑為0.5D，d=80×0.5=40mm，選擇直徑大點(diǎn)的活塞桿取d=45mm。
3.5.5 液壓缸型號的選擇
根據(jù)上述的參數(shù)選擇YG-D型的液壓缸，這種液壓缸具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)緊湊而簡單，與其它同等壓力級油缸比體積小。
（2）安裝形式多樣而容易變換，易裝易拆。
（3）活塞桿鏈硬鉻，單邊鉻層厚度為0.03～0.05mm。
（4）廣泛用于冶金、礦山、工程、輕化、紡織等機(jī)械。
（5）零件“三化”程度高，配件及維修方便
油缸技術(shù)參數(shù)如表：
表3-5 油缸技術(shù)參數(shù)
油缸技術(shù)參數(shù)
油缸型號
YGC型、YGC—L型、YGB型、YGB—L型
耐壓
21mp
最低啟動壓力
<0.3mp
使用溫度
-10℃~80℃
允許最大速度
300mm/sec
效率
>90%
傳動介質(zhì)
常規(guī)礦物液壓油
缸徑（mm）
10,50,63
80,100,125
140,150,160
最大行程（mm）
500
1200
2000
由上述尺寸有液壓缸的活塞桿直徑為35mm，液壓缸內(nèi)徑為80mm，液壓缸的內(nèi)徑為95mm。
3.5.6 液壓活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算
液壓缸承受軸向載荷時(shí)，當(dāng)活塞桿直徑d和活塞桿的計(jì)算長度l的比大于10時(shí)，應(yīng)該對該活塞桿的縱向抗彎強(qiáng)度或穩(wěn)定性進(jìn)行校核[8]。
對于沒有偏心載荷的細(xì)長桿，起縱向抗彎強(qiáng)度的臨界值可按等截面法和非等截面法計(jì)算。下面用等截面法對液壓活塞桿的抗彎強(qiáng)度進(jìn)行校核[9]。
該設(shè)計(jì)中活塞桿為實(shí)心桿，并且采用45鋼材料制造，
當(dāng)細(xì)長比時(shí)（其中為計(jì)算活塞桿的長度，k為活塞桿斷面的回轉(zhuǎn)半徑，m為末端條件系數(shù)，n為柔性系數(shù)），它的臨界載荷可用戈登-蘭金公式計(jì)算如下：
P= (3-2)
其中d為活塞桿直徑，液壓缸采用一端固定一段鉸接時(shí)n=0.25，為材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，a為實(shí)驗(yàn)常數(shù)，它們的值與材料有關(guān)如下：
圖3-6 材料與計(jì)算數(shù)值的關(guān)系
材料
鑄鐵
鍛鋼
低碳鋼
中碳鋼
fc/MPa
560
250
340
490
a
1/1600
1/9000
1/7500
1/500
m
80
110
90
85
P= =9.44KN摩擦力(3750N)
由此可見液壓活塞桿的抗彎強(qiáng)度符合要求。
3.5.7 底板上導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
砌塊成型機(jī)在布料過程中存在布料不均勻的問題，在加上模箱下邊有振動裝置來增加布料成品的密實(shí)度，為了減小布料過程中振動時(shí)間不同引起的布料密實(shí)度不均勻，在設(shè)計(jì)過程中布料時(shí)讓布料箱和底板一起運(yùn)動到模箱上方合適的位置時(shí)在讓底板以一定的速度返回料布入模箱這樣時(shí)間間隔很短能夠達(dá)到布料均勻的要求。這樣底板上下就必須有與模箱和工作面配合而做定向運(yùn)動。布料箱上安裝的導(dǎo)輪在底板上定向運(yùn)動。
導(dǎo)軌與底板的連接使用螺釘連接。
3.6 耙料器結(jié)構(gòu)設(shè)想
砌塊成型機(jī)選在布料過程中存在布料不均勻的問題，如果在布料箱中增加一個(gè)耙料機(jī)構(gòu)在布料的同時(shí)同耙料器來均勻原料使得布料效果提高。選擇一個(gè)低速電機(jī)，通過鏈傳動帶動一根軸旋轉(zhuǎn)（耙料軸），在軸上安裝一些桿（耙料桿），軸旋轉(zhuǎn)的時(shí)候帶動耙料桿一起轉(zhuǎn)，耙料桿作用在布料上，翻動布料，從而達(dá)到耙料的效果。
這里初步假設(shè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在180～220r/min,并根據(jù)已知的下模箱尺寸，在2根耙料軸上分別裝7根耙料桿。
3.7 電動機(jī)的選擇
3.7.1 電動機(jī)的介紹
電動機(jī)是專門工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件，設(shè)計(jì)時(shí)要選出具體型號以便購置。選擇電動機(jī)包括確定類型、容量、結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中查出其型號和尺寸。
電動機(jī)分為交流電動機(jī)和直流電動機(jī)兩種。由于直流電動機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，維護(hù)比較方便，因此無特殊要求時(shí)不宜采用。
生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，因此，如無特殊要求都應(yīng)該選用交流電動機(jī)。交流電動機(jī)有異步電動機(jī)和同步電動機(jī)兩類。異步電動機(jī)有籠型和線繞兩種，其中以普通籠型異步電動機(jī)應(yīng)用最多。我國新設(shè)計(jì)的Y系列新、三相籠型異步電動機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上，如金屬切屑機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等，由于啟動性能較好，也適用于某些要求啟動轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械，如壓縮機(jī)等。在經(jīng)常啟動、制動和反轉(zhuǎn)的場合（如起重機(jī)等），要求電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量小和過載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用三相異步電動機(jī)YZ和YZR型。電動機(jī)除按功率、轉(zhuǎn)速排成系列之外，為適應(yīng)不同的輸出軸要求和安裝需要，電動機(jī)機(jī)體又有幾種安裝結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)不同防護(hù)要求，電動機(jī)的結(jié)構(gòu)還有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式等區(qū)別。電動機(jī)的額定電壓一般為380伏[10]。
電動機(jī)類型要根據(jù)電源種類（交流或直流），工作條件（溫度、環(huán)境、空間位置尺寸等），載荷特點(diǎn)（變化性質(zhì)、大小和過載情況），啟動性能和啟動、制動、反轉(zhuǎn)的頻繁程度，轉(zhuǎn)速高低和調(diào)速性能要求等條件來確定。
3.7.2 電動機(jī)的容量選擇原則
選擇電動機(jī)容量應(yīng)根據(jù)以下三項(xiàng)基本原則進(jìn)行。
（1）發(fā)熱：電動機(jī)在運(yùn)行時(shí)，必須保證電動機(jī)的實(shí)際最高工作溫度等于或略小于電動機(jī)絕緣的允許最高工作溫度，即。
（2）過載能力：電動機(jī)在運(yùn)行時(shí)，必須具有一定的過載能力。特別是在短期工作時(shí)，由于電動機(jī)的熱慣性很大，電動機(jī)在短期內(nèi)承受高于額定功率的負(fù)載功率時(shí)仍可保證，故此時(shí)，決定電動機(jī)容量的主要因素不是發(fā)熱而是電動機(jī)的過載能力。即所選電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩（對于異步電動機(jī)）或最大允許電流（對于直流電動機(jī)）必須大于運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩和最大負(fù)載電流，即
(對于異步電動機(jī))
（對于直流電動機(jī)）
考慮到電網(wǎng)電壓波動的影響，式中，一般取為0.8。
（3）啟動能力：由于鼠籠異步電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩一般較小，所以，為使用電動機(jī)能可靠啟動，必須保證
式中，。
選擇電動機(jī)容量的方法一般有計(jì)算法、統(tǒng)計(jì)分析法和類比法。 3.7.3 電動機(jī)消耗功率的估算
這里取電動機(jī)的轉(zhuǎn)速V=200r/min,又假設(shè)作用在每一根的均力F=25N；均力作用線與耙料軸線的垂直距離初定為L=50mm,即耙料桿的長度為200mm,這時(shí)可得耙料桿的轉(zhuǎn)動時(shí)所消耗的功率P:
P=
P=
=0.264KW （3-3）
3.7.4 電動機(jī)的工況分析
在砌塊成型機(jī)的一個(gè)周期內(nèi)（即從布料的投入到磚塊的出來），電動機(jī)只是在布料箱準(zhǔn)備往回走的時(shí)候才開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的時(shí)間大概為t=1.5s；而砌塊成型機(jī)的生產(chǎn)周期大概為T=20~25s;也就是說電動機(jī)是工作一段時(shí)間后即停歇一段時(shí)間，工作、停歇交替進(jìn)行，且時(shí)間都比較短，因此，電動機(jī)是重復(fù)短時(shí)工作制的。
3.7.5 電動機(jī)容量的選擇
重復(fù)性與短時(shí)性就是重復(fù)短時(shí)工作制的兩個(gè)特點(diǎn)。通常用暫載率（或持續(xù)率）：
（3-4）
由此可得：
選用連續(xù)工作制的普通電動機(jī)，此時(shí)可以看成則：
（3-5）
根據(jù)和轉(zhuǎn)速選擇了山東淄博勃徠格齒輪電機(jī)有限公司的U系列齒輪減速電動機(jī)U 8 B6-0.55-197其選型參數(shù)如下：
表3-7 電動機(jī)的選型參數(shù)
電動機(jī)的參數(shù)
輸出轉(zhuǎn)速r/min
輸出轉(zhuǎn)矩n.m
傳動比
i
使用系數(shù)fb
機(jī)型號tybe
級數(shù)
p
重量
kg
額定功率kw
197
25
7.02
3.8
U8
4
26
0.55
3.8 鏈傳動
3.8.1 鏈的介紹
鏈傳動是在兩個(gè)或多于兩個(gè)鏈輪之間用鏈作為撓性拉拽元件的一種嚙合傳動，因其經(jīng)濟(jì)、可靠，故廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運(yùn)輸、石油、化工、紡織等各種機(jī)械的動力傳動中。
鏈傳動是一種具有中間撓性件—鏈條的嚙合傳動。由于它具有結(jié)構(gòu)簡單，傳力大，傳動比準(zhǔn)確，能在較大的軸間距間傳動，經(jīng)濟(jì)耐用，維護(hù)容易，尚有一定的緩沖減振作用，在國民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。
和帶傳動比較，鏈傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是：沒有滑動；工況相同時(shí)，傳動尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較??；效率高；能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用等。因鏈傳動具有中間元件（鏈），和齒輪、蝸桿傳動比較，需要時(shí)軸間距離可以很大。
鏈傳動的缺點(diǎn)是：只能用于平行軸間的傳動；瞬時(shí)速度不均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不如帶輪平穩(wěn)；不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動中應(yīng)用；工作時(shí)有噪聲；制造費(fèi)用比帶傳動高等。
鏈的種類：按照工作性質(zhì)的不同，鏈有傳動鏈、起重鏈、曳引鏈三種。傳動鏈主要用來傳遞動力，通常都在中等速度（v<20m/s）以下工作。起重鏈主要用在起重機(jī)械中提升重物，其工作速度不大于0.25m/s。曳引鏈主要用在運(yùn)輸機(jī)械中移動重物，其工作速度不大于2m/s～4m/s。
滾子鏈?zhǔn)怯赏怄湽?jié)和內(nèi)鏈節(jié)鉸接而成。銷軸和外鏈板壓裝在一起，銷軸與套筒為間隙配合；滾子空套在套筒上可以自由轉(zhuǎn)動，以減少嚙合時(shí)摩擦與磨損，并可緩和沖擊。節(jié)距與滾子外徑比小于2。組成元件都經(jīng)過淬硬，具有高的強(qiáng)度和耐久性。可組裝成單排、雙排和多排[11]。
鏈條的主要失效形式：
（1）.鏈條鉸鏈磨損 是最常見失效形式之一。磨損使鏈條外鏈節(jié)的節(jié)距變長，使內(nèi)外鏈節(jié)節(jié)距的不均勻性增大；同時(shí)使鏈條總長伸長，導(dǎo)致鏈邊松弛。這些都將增大動載荷、發(fā)生振動、引起嚙合不良與跳齒、鏈邊互相碰壞等。開式傳動、工作條件惡劣、潤滑不良、鉸鏈壓強(qiáng)過大等都會加劇鏈條鉸鏈磨損，降低使用壽命。
（2）.鏈條疲勞破壞 鏈條元件受變應(yīng)力作用，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)，鏈板發(fā)生疲勞斷裂，滾子、套筒發(fā)生沖擊疲勞破壞。對于潤滑得當(dāng)?shù)拈]式傳動，疲勞破壞是決定鏈傳動工作能力的主要因素。
（3）.鏈條鉸鏈膠合 潤滑不當(dāng)或轉(zhuǎn)速過高時(shí)，組成鉸鏈副的銷軸和套筒的摩擦表面易發(fā)生膠合破壞。
（4）.鏈條靜強(qiáng)度破斷 低速重載的鏈條過載時(shí)，易發(fā)生靜強(qiáng)度不足而破斷。
（5）.其他失效形式 元件材質(zhì)和制造質(zhì)量較差，易產(chǎn)生組成件破裂或塑變；板孔與銷軸、套筒配合牢固度不足，易在配合表面發(fā)生松動和嚴(yán)重磨損；兩鏈輪安裝不共面，致使鏈板內(nèi)側(cè)與輪齒發(fā)生側(cè)磨；由于振動、沖擊、橫向竄動，易將開口銷或卡簧等止鎖零件剪斷；由于張緊不良、松動過松，易引起鏈條在鏈輪上跳齒和掉鏈等。
鏈輪齒廓磨損或塑性變形將影響傳動的工作平穩(wěn)性和鏈條的壽命。但鏈輪的壽命一般為鏈條的兩陪以上，故鏈傳動的設(shè)計(jì)是根據(jù)鏈條的工作能力進(jìn)行的[12]。
3.8.2 滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算
小鏈輪齒數(shù)可根據(jù)鏈速n=200r/min選取，由于鏈輪軸徑不是很大鏈速小于3m/s，根據(jù)表2.3-1取 =15
表3-8 小鏈輪齒數(shù)選擇
小齒輪齒數(shù)
鏈數(shù)v（m/s）
0.6~3
3~8
>8
15~17
19~21
>23~25
說明：鏈輪齒數(shù)應(yīng)優(yōu)先選用以下數(shù)列：15，17，19，21，23，25，38，57，76，95，114等。增大,鏈條緊邊的總拉力下降，多邊形效應(yīng)減少，嚙入時(shí)鏈節(jié)間的相對轉(zhuǎn)角減少，磨損小，但尺寸、重量增大；當(dāng)和為奇數(shù)而Lp為偶數(shù)時(shí)，將有利于鏈條和鏈輪齒均勻磨損，Lp為鏈條長度（以節(jié)數(shù)表示）；和的選用尚應(yīng)考慮傳動空間尺寸的限制。
傳動比 =1 （3-6）
大鏈輪齒數(shù) =15 （3-7）
設(shè)計(jì)功率 = （3-8）
—傳動功率
—工況系數(shù)
—小鏈輪齒數(shù)系數(shù)
—多排鏈排數(shù)系數(shù)
表3-9 小齒輪齒數(shù)系數(shù)
小齒輪齒數(shù)系數(shù)
13
14
15
16
17
18
19
0.664
0.719
0.775
0.831
0.887
0.943
1.00
0.566
0.633
0.701
0.773
0.846
0.922
1.00
表3-10 多排鏈排數(shù)系數(shù)
多排鏈排數(shù)系數(shù)
排數(shù)m
1
2
3
4
5
6
1
1.75
2.5
3.3
4.0
4.6
鏈條節(jié)距選用 根據(jù)設(shè)計(jì)功率（?。┖托℃溳嗈D(zhuǎn)速。
p=12.7mm
驗(yàn)算小鏈輪輪轂孔徑（軸孔直徑）
取 ： =25mm 由支撐軸的設(shè)計(jì)確定
—鏈輪輪轂孔的最大許用直徑
當(dāng)不能滿足要求時(shí)，可增大或p重新驗(yàn)算
最小中心距a受小輪包角不小于的限制，通常取i<4時(shí)，
a=0.2（i+1）p
=0.2×15×2×12.7=76.2mm
最適宜的中心距
a=()p,最大中心距=80p。根據(jù)需要取中心距
初取a=26p=330.2mm
鏈節(jié)數(shù)=67（其中p為鏈節(jié)距 ，a為中心距）?。?68
應(yīng)圓整成整數(shù)并宜取偶數(shù)，以避免使用過渡鏈節(jié)（含過渡鏈節(jié)的奇數(shù)節(jié)鏈條，其極限拉伸載荷為正常值的80%）
鏈條長度 L=
=
=0.86m
理論軸間距 當(dāng)時(shí)
a=
=
=336，55mm
—圓整成整數(shù)后的鏈節(jié)數(shù)
—系數(shù)
對軸間距不可調(diào)整的和沒有張緊裝置的鏈傳動，應(yīng)注意a值計(jì)算精確性。左列a的計(jì)算公式具有精確、簡單的特點(diǎn)。
實(shí)際軸間距 通常
所以
=336.55-0.55=336mm
理論軸間距a的減少量應(yīng)保證鏈條的松邊有一個(gè)合適的安裝垂度f
f=（0.01～0.02）a
對軸間距可調(diào)整的鏈傳動，（即相應(yīng)于f）可取較大值，對軸間距不可調(diào)整的和沒有張緊裝置的鏈傳動，則應(yīng)取較小的值。
鏈速 ==0.63m/s （3-9）
有效圓周力 F===873N （3-10）
作用在軸上的的拉力 Q≈（1.15～1.20）
≈（1.15～1.20）×1×873
≈1004～1048N （3-11）
3.8.3 滾子鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸
鏈輪的基本參數(shù)如下表:
表3-11 鏈輪的基本參數(shù)
鏈輪的基本參數(shù)
鏈輪齒數(shù)
配用鏈條
節(jié)距p
滾子外徑
排距
15
12.7
7.95
14.38
分度圓直徑
d===61mm （3-12）
齒頂圓直徑
=61+1.25×12.7-7.95=68.9mm
取
可在范圍內(nèi)選取，但當(dāng)選用時(shí)，應(yīng)注意用展成法加工時(shí)有可能發(fā)生頂切。
齒根圓直徑
分度圓弦齒高
mm
取
是為簡化放大齒形圖的繪制而引入的輔助尺寸，響應(yīng)于，。
最大齒根距離
齒側(cè)凸緣直徑
齒面圓弧半徑
齒溝圓弧半徑
齒溝角
3.9 耙料軸
根據(jù)上面的鏈輪孔徑d=25mm，可以把耙料軸設(shè)計(jì)成一邊（安裝鏈輪），兩邊直徑為（安裝軸承），中間為的一根軸，并且通過彈簧擋圈防止耙料軸在軸向移動，因此，耙料軸的兩邊也應(yīng)該有一個(gè)安裝彈簧擋圈的推刀槽?？紤]到要在耙料軸上安裝耙料桿，所以，耙料軸上的軸徑上銑出兩個(gè)有一定平行度的平面，并在平面上均勻的鉆7個(gè)孔。以這樣的一個(gè)基礎(chǔ)耙料軸設(shè)計(jì)成如圖3.4所示：
圖3.4 耙料軸結(jié)構(gòu)圖
3.10 耙料軸上的鍵
3.10.1 鍵的選擇
由于安裝鍵的軸徑大小為，根據(jù)《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，鍵選擇為鍵 825 GB 1096-79。
3.10.2 鍵的校核
設(shè)計(jì)鍵連接時(shí)，通常被聯(lián)接件的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸已初步?jīng)Q定，聯(lián)接的載荷也已求的。因此，可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇鍵的類型，再根據(jù)軸徑從標(biāo)準(zhǔn)中選出鍵的截面尺寸，并參考轂長選出鍵的長度，然后用適當(dāng)?shù)男：擞?jì)算公式作強(qiáng)度驗(yàn)算。
可能的失效有：較弱零件（通常為轂）的工作面被壓潰（靜聯(lián)接）或磨損（動聯(lián)接，特別是在載荷作用下移動時(shí)）和鍵的剪斷等。對于實(shí)際采用的材料組合和標(biāo)準(zhǔn)尺寸來說，壓潰或磨損常是主要失效形式。因此，通常只作聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度或耐磨性計(jì)算，但在重要的場合，也要驗(yàn)算鍵的強(qiáng)度[13]。
鍵標(biāo)準(zhǔn)考慮了聯(lián)接中各零件的強(qiáng)度，按照等強(qiáng)度設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)，視轂材料的不同，規(guī)定鍵在軸和轂中的高度也不同。但一般說，轂常是較弱的零件，所以按轂計(jì)算。
假設(shè)壓力在鍵的接觸長度內(nèi)均勻分布，則根據(jù)擠壓強(qiáng)度或耐磨性的條件性計(jì)算，求得聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩
靜聯(lián)接 （3-13）
式中
d—軸的直徑；
—鍵與轂的接觸高度，；
h—鍵的高度；
鍵的接觸長度；
[]—許用擠壓應(yīng)力；
[p]—許用壓強(qiáng)。
3.11 耙料桿
耙料桿做成一根棒料，棒料上攻上一段螺紋，通過螺母把耙料棒裝在耙料軸上。
3.12 壓塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目的
采用傳統(tǒng)方法布料時(shí)，模箱上方布料箱內(nèi)的余料隨布料箱水平運(yùn)動抹掉； 在布料箱底部設(shè)置一個(gè)壓料器，在布料箱回程中給模箱上方的余料一個(gè)下壓力，確實(shí)能使布料更加充分在生產(chǎn)實(shí)際中往往砌塊有些情況下密實(shí)度達(dá)不到要求，不能滿足需要達(dá)不到高的強(qiáng)度，在相同的條件下（相同模箱，相同布料），如果能往模箱放更多的料，那么壓出來的磚塊密實(shí)度更大，更能滿足需要[14]。
3.13 壓塊機(jī)構(gòu)的構(gòu)想
壓塊機(jī)構(gòu)應(yīng)安裝在布料箱體的前板上，布料箱往前運(yùn)動時(shí)，壓板處于豎直位置，不會對原布料系統(tǒng)產(chǎn)生影響；當(dāng)布料完畢、布料箱回程時(shí)，壓板轉(zhuǎn)到一個(gè)合適的角度，對料箱內(nèi)的余料產(chǎn)生向下壓的力，使部分余料被壓入模箱，加大了布料量。它的底部要求是半圓形的，因此，可以用一條鋼管焊接在兩塊圓形的鐵塊上，在鐵塊的中心打上孔，從而可以插壓塊軸，在鐵板和鋼管的基礎(chǔ)上焊接上3塊側(cè)邊，最上面再焊接上一塊弧形板塊，這樣便組成壓塊機(jī)構(gòu)的壓塊部件。
壓軸轉(zhuǎn)動的時(shí)候通過銷把扭矩傳遞給壓塊，壓塊繞壓軸轉(zhuǎn)動對布料往下壓，從而達(dá)到壓塊機(jī)構(gòu)的目的。
壓塊需要有驅(qū)動裝置，因此再安裝上一個(gè)擺桿（這里也是通過銷傳遞扭矩），擺桿鉸接到一個(gè)微型液壓缸上（這里考慮到結(jié)構(gòu)和安裝尺寸的問題，所以選者一個(gè)微型缸），通過液壓缸推動擺桿旋轉(zhuǎn)，從而帶動壓軸和壓塊一起旋轉(zhuǎn)。
3.14 壓塊機(jī)構(gòu)
通過以上描述，壓塊是由鋼管、鐵塊、三個(gè)側(cè)板和上面的弧形鐵板組成的。為了使得壓塊安裝合適考慮到布料箱高度為200mm，選擇兩個(gè)圓柱體鐵塊的直徑為50mm，高取28mm，鋼管要與其焊接直徑也取為50mm。壓塊要通過軸的旋轉(zhuǎn)通過銷來轉(zhuǎn)動，鐵塊上要插入軸，取鐵塊孔徑為20mm。三個(gè)側(cè)板和上面的弧形鐵板中只有前板回程的時(shí)候用來壓料為了防止因磨損而裝置損壞，前板的厚度宜選大點(diǎn)取4mm，其它取2mm。其結(jié)構(gòu)如圖3.5所示：
圖3.5 壓料器結(jié)構(gòu)示意圖
3.15 壓軸
由于壓塊比較長考慮到強(qiáng)度的問題不適合安裝一根軸，因此需要兩個(gè)軸，左軸要防止壓塊的軸向竄動在一邊加個(gè)臺階，臺階的直徑為30mm，伸入孔的軸徑取20mm，伸入長度為56mm，再在軸上加個(gè)銷孔，為了方便安裝方便間隙軸端有一定的倒角，并在軸上加個(gè)退刀槽。其材料為45，調(diào)制處理HB=200～240。
右軸不緊要伸入壓為這種機(jī)構(gòu)塊孔中，還要安裝驅(qū)動壓軸轉(zhuǎn)動的中間機(jī)構(gòu)，做一個(gè)擺桿來做，左邊的部分也伸入到壓塊孔中，伸入孔中的軸徑也取為20mm，第二段在適當(dāng)?shù)奈恢蒙洗蛏弦粋€(gè)通孔（用來安裝銷，用以傳動轉(zhuǎn)矩），在安裝擺桿軸的末端加工一個(gè)退刀槽，在退刀槽中用一個(gè)彈性檔圈來固定擺桿的軸向竄動[15]。
3.16 擺桿
擺桿是油缸驅(qū)動壓軸轉(zhuǎn)動傳動動力的中間機(jī)構(gòu)，一端要與壓軸2連接另一端要與液壓缸連接，在擺桿合適的位置也鉆個(gè)銷孔與壓軸連接傳遞動力，在壓軸末端的退刀槽中加一個(gè)彈性檔圈來限制擺桿的軸向竄動，其采用45鋼制造，調(diào)制處理HB=200~240[16]。
3.17 壓塊機(jī)構(gòu)驅(qū)動微型液壓缸的選擇
3.17.1 液壓缸的行程
根據(jù)擺桿的運(yùn)動簡圖如圖所示：計(jì)算得液壓缸行程S為40mm，兩個(gè)圓圈的位置為擺桿運(yùn)動的兩個(gè)臨界位置，也是液壓缸的行程的兩個(gè)極限位置，由于液壓缸所處的位置對安裝來說比較緊湊，缸徑大了，當(dāng)缸體運(yùn)動時(shí)，會發(fā)生碰撞，或微型缸根本走不到設(shè)計(jì)要到達(dá)的位置。經(jīng)過綜合分析和考慮后，液壓缸的缸徑取為25mm。
3.17.2 液壓缸的型號
根據(jù)上述的行程、缸徑，選擇了微型缸 YGX 25-40-CA-T。該產(chǎn)品性能先進(jìn)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，外形美觀可與日本JIS形小型油缸相互通用，互換，用途廣泛[17]。
其型號的一些說明如圖3.6所示：
圖3.6 型號說明
其技術(shù)參數(shù)如下表：
表3-12 液壓缸技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù)
油缸內(nèi)徑（mm）
20、25、30
最高使用壓力
7MPa
最低啟動壓力
0.3MPa
耐壓力
10.5MPa
使用速度范圍
10—300mm/sec
標(biāo)準(zhǔn)行程
25、50、75、100、150、200
行程范圍
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