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LC-20糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)總體及底盤設(shè)計(jì)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題
目
LC-20糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)總體
及底盤設(shè)計(jì)
摘要
本論文為L(zhǎng)C-20糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)總體及底盤設(shè)計(jì)。隨著今年來科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)、制造業(yè)、建筑業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)自動(dòng)化應(yīng)用水平一直比較低，尤其是在糧食儲(chǔ)存過程中，稱量運(yùn)輸儲(chǔ)備工作一直通過人力來運(yùn)作，工作效率低，同時(shí)又耗費(fèi)了大量的人力物力，加之近年來農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，糧食產(chǎn)量大幅度的增加，原來在儲(chǔ)備過程中的操作方式已經(jīng)不能滿足需求，而近年來這方面的設(shè)備一直被國(guó)內(nèi)外的人們所忽視，糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)的研發(fā)一直是個(gè)空白。這一系統(tǒng)的研發(fā)將使糧食儲(chǔ)備工作效率大幅度的提高，必將有很好的發(fā)展前景。
糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)的應(yīng)用，將大量節(jié)約人力物力，提高生產(chǎn)效率。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)散糧的直接運(yùn)輸和稱量，工作效率將得到很大的提高。同時(shí)此系統(tǒng)可以通過傳感器測(cè)量出糧食的重量。本系統(tǒng)可以對(duì)糧食進(jìn)行粗略和精確測(cè)量，減小了稱量誤差。同時(shí)系統(tǒng)可以通過拖掛方式轉(zhuǎn)移場(chǎng)地，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多場(chǎng)地工作，有效地節(jié)約了資源。
關(guān)鍵詞 糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng) 自動(dòng)化技術(shù) 工作效率
Abstract
This?paper?LC-20?automatic?weighing?of?grain?system?and?chassis?design.?With this year to science and technology of rapid development, automation technology in industrial, and manufacturing, and construction, field within get has widely of application, and in agricultural field within automation application level has been compared low, especially in food store process in the, weighing transport reserves work has been through human to operation, efficiency low, while and spent has large of human material, coupled with in recent years agricultural technology of development, food production significantly of increased, original in reserves process in the of operation way has cannot meet needs,?And?equipment?in recent years?this?has beenignored?by?the?people?both at home and abroad,?food?research and developmentof?automatic?weighing?system?has always been?a?blank.?The?research and development?of?this?system?will?enable?the?grain?reserve?work efficiency?isgreatly?improved,?will?have?good?development?prospects.
Application?of?automatic?weighing?system?for?food,?and?saved?a lot ofmanpower?and material resources?to?improve?production?efficiency.?The?systemcan?achieve?direct?transport?and?weighing?of?bulk?grain,?efficiency?will?begreatly?enhanced.?While?this?system?via?a?sensor?to?measure?the?weight?ofthe?food.?This?system?can be?rough?and?precise?measurement?of?grain?toreduce?errors.?And?the?system?can?transfer?by?trailer?sites,?realize?onemachine?work,?effectively?saving?the?resource.
Keywords Automatic weighing system of grain Automation?technology Work efficiency
II
LC-20糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)總體及底盤設(shè)計(jì)
目錄
第1章 概述 1
1.1 概述 1
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 1
1.3發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 1
1.3.1稱重系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.3.2稱重系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 2
1.3.3技術(shù)參數(shù) 3
第二章總體方案設(shè)計(jì) 3
2.1 總體的設(shè)計(jì)思路 4
2.2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5
2.3升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5
2.4行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6
第3章 底盤基本參數(shù)的確定 8
3.1總體參數(shù)的確定 8
3.2車輛行駛阻力 10
3.3牽引性能 10
3.4對(duì)轉(zhuǎn)向部分進(jìn)行受力計(jì)算 10
3.5底盤的結(jié)構(gòu)與組成 11
3.5.1車架的設(shè)計(jì)計(jì)算 11
3.5.2車架中箱型鋼板厚度的選擇 13
3.5.3箱體的剛度計(jì)算 14
3.5.4后軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.6鏈輪設(shè)計(jì)計(jì)算 16
3.7校核計(jì)算 18
3.7.1支架與回轉(zhuǎn)裝置連接處圓柱銷強(qiáng)度校核 18
3.7.2底盤支架的撓度校核 18
3.7.3轉(zhuǎn)盤蓋上螺栓連接的校核 19
3.7.4底盤處橫焊方鋼處的焊縫的校核 20
3.7.5回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)角接觸滾子軸承校核 21
第四章 焊縫及其焊接 23
4.1焊接的種類 23
4.2常用金屬材料的焊接 25
第五章 系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 26
5.1先進(jìn)方面 26
5.2智能糧食稱重系統(tǒng)需要改進(jìn)的方面 26
畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 27
致謝 28
參考文獻(xiàn) 29
附：英文原文
英文翻譯
實(shí)習(xí)報(bào)告
查重截屏
第1章 概述
1.1 概述
物料計(jì)量稱重是工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易流通中的重要環(huán)節(jié)。稱重裝著或者衡量器是不可缺少的計(jì)量工具。隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和商品流通的擴(kuò)大，衡量器的需求也日益增多，過去的機(jī)械杠桿秤已不能適應(yīng)上產(chǎn)自動(dòng)化的管理現(xiàn)代化的要求。
尤其是七十年代初期，微處理機(jī)的出現(xiàn)是使電子稱重技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展?？焖佟?zhǔn)確、操作方便、消除人為誤差、功能多樣化等方面已成為現(xiàn)代稱重技術(shù)的主要特點(diǎn)。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，而工作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化，它起到了一個(gè)縮短作業(yè)時(shí)間、改善操作條件、降低能耗和材料的消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理、改善經(jīng)營(yíng)等多方面的作用。稱重裝置應(yīng)用已遍及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但是，我國(guó)在這方面的產(chǎn)品少且功能不齊全，所以改善現(xiàn)有稱重裝置，開發(fā)研究功能齊全的自動(dòng)稱重系統(tǒng)是勢(shì)在必行的。
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況
50年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了稱重器的發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子稱重器以來，經(jīng)過40多年的不斷改進(jìn)與完善，我國(guó)電子稱重器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。我國(guó)電子衡器的技術(shù)裝備和檢測(cè)試驗(yàn)手段基本達(dá)到國(guó)際90年代中期的水平。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動(dòng)態(tài)稱重發(fā)展：計(jì)量方法從模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量發(fā)展；測(cè)量特點(diǎn)從單參數(shù)測(cè)量向多參數(shù)測(cè)量發(fā)展，特別是對(duì)快速稱重和動(dòng)態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。但就總體而言，我國(guó)電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大距其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進(jìn)、工藝裝備與測(cè)試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。
連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為：
1.具有撓性牽引物件的運(yùn)輸機(jī)，如帶式運(yùn)輸機(jī)、板式運(yùn)輸機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、斗式運(yùn)輸機(jī)等；
2.不具有撓性牽引物件的運(yùn)輸機(jī)，如螺旋運(yùn)輸機(jī)、振動(dòng)運(yùn)輸機(jī)。
3.管道運(yùn)輸機(jī)（流體輸送），如氣力輸送裝置和液力輸送管道。
其中帶式輸送機(jī)是連續(xù)輸送機(jī)中應(yīng)用最廣泛的，帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送量大，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，維護(hù)簡(jiǎn)便，適應(yīng)于冶金、煤炭、機(jī)械電力、輕工、建材、糧食等各個(gè)部門尤其是農(nóng)用輸送糧食
1.3發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)
1.3.1稱重系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
50年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了衡器制造業(yè)的發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來，經(jīng)過40多年來的不斷改進(jìn)與完善，我國(guó)電子衡器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到
現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。我國(guó)電子衡器的技術(shù)裝備和檢測(cè)試驗(yàn)手段基本上達(dá)到國(guó)際90年代中期水平。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新的發(fā)展。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動(dòng)態(tài)稱重發(fā)展；計(jì)量方法從模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量發(fā)展；測(cè)量特點(diǎn)從單參數(shù)測(cè)量向多參數(shù)測(cè)量發(fā)展，特別是對(duì)快速稱重和動(dòng)態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。但就總體而言與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大的差距，主要是技術(shù)與工藝不夠先進(jìn)、工藝裝備與檢測(cè)儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差。近年來國(guó)家投入重點(diǎn)研發(fā)資金，讓其發(fā)展速度不斷加快。
1.3.2稱重系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)
電子稱重器總的發(fā)展趨勢(shì)是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。
1.小型化
??體積小、高度低、重量輕。鋼板或鋁板就是秤體的臺(tái)面，稱重傳感器既是傳感元件，又是承力支點(diǎn)，極大地減化了秤體結(jié)構(gòu)，不但降低了成本，而且提高了穩(wěn)定性和可靠性。大型已經(jīng)采用長(zhǎng)方形閉合截面的薄壁型鋼，并聯(lián)排隊(duì)列焊接成一個(gè)整體的竹排式結(jié)構(gòu)的秤體，4個(gè)稱重傳感器分別安裝在最外邊兩根薄壁型鋼兩端的切口內(nèi)，安裝在稱重傳感器承力點(diǎn)上的固定支承就是秤體的承力支點(diǎn)，既減化了承力傳力機(jī)構(gòu)，又節(jié)省了秤體高度，這是一種很有發(fā)展前途的秤體結(jié)構(gòu)。
2.模塊化
??在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)各行業(yè)用戶的需要，選擇標(biāo)準(zhǔn)模塊其中10余種常用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格即可。這種模塊化的分體式結(jié)構(gòu)，不僅提高了產(chǎn)品的通用性、互換性和可靠性，而且也大大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)還降低了成本，增強(qiáng)了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
3.集成化
??對(duì)于某些品種和結(jié)構(gòu)的電子衡器，例如小型電子平臺(tái)秤、專用秤、便攜式靜動(dòng)態(tài)電子輪軸秤、靜動(dòng)態(tài)電子軌道衡等，都可以實(shí)現(xiàn)秤體與稱重傳感器，鋼軌與稱重傳感器，軌道衡秤體與鐵路線路一體化。
? 4.智能化
??電子稱重器的稱重顯示控制器與電子計(jì)算機(jī)組合，利用電子計(jì)算機(jī)的智能來增加稱重顯示控制器的功能。使稱重器在原有功能的基礎(chǔ)上，增加推理、判斷、自診斷、自適應(yīng)、自組織等功能，這就是當(dāng)今市場(chǎng)上采用微機(jī)化稱重顯示控制器的電子衡器與采用智能化稱重顯示控制器。
? 5.綜合性
??電子稱重技術(shù)的發(fā)展規(guī)律就是不斷的加強(qiáng)基礎(chǔ)研究并擴(kuò)大應(yīng)用，擴(kuò)展新技術(shù)領(lǐng)域，向相鄰學(xué)科和行業(yè)滲透，綜合各種技術(shù)去解決稱重計(jì)量、自動(dòng)控制、信息處理等問題。例如在流量計(jì)量專業(yè)，如果按照傳統(tǒng)的理論和方法建造一套標(biāo)準(zhǔn)大流量測(cè)量系統(tǒng)，價(jià)格相當(dāng)昂貴。如果采用稱重法即質(zhì)量流量法，只要將重量和時(shí)間測(cè)量準(zhǔn)確，大流量的測(cè)量問題就迎刃而解了。
? 6.組合性
??在工業(yè)稱重計(jì)量過程或工藝流程中，不少稱重計(jì)量系統(tǒng)還要求具有可組合性，即測(cè)量范圍等可以任意設(shè)定；硬件能夠依據(jù)一定的工作條件和環(huán)境作某些調(diào)整，硬件功能向軟件方向發(fā)展；軟件能按一定的程序進(jìn)行修改和擴(kuò)展；輸入輸出數(shù)據(jù)與指令可以使用不同的語(yǔ)言和條形碼，并能與外部的控制和數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行通信。
1.3.3技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù)及要求：
①額定計(jì)量能力：20噸/小時(shí)，計(jì)量漏斗容重為1.5t；
②設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸：≯3800x1800x2300mm；
③糧食輸送與計(jì)量采用分體式結(jié)構(gòu)，計(jì)量采用雙漏斗交替計(jì)量，設(shè)備重量控制在5t以內(nèi)；
④輸送裝置通過可通過拖掛式方式轉(zhuǎn)移場(chǎng)地；
⑤輸送帶的最大輸送速度不大于5m/s，輸送裝置的重量不大于1.5噸；
⑥糧食輸送過程中要求不撒料、不漏料，且可輸送過程中通過擺動(dòng)等方式切換計(jì)量漏斗。
⑦漏斗卸料迅速、開門機(jī)構(gòu)操作方便，可靠性好。
連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為：
（1） 具有撓性牽引物件的運(yùn)輸機(jī)，如帶式運(yùn)輸機(jī)、板式運(yùn)輸機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、斗式運(yùn)輸機(jī)等；
（2） 不具有撓性牽引物件的運(yùn)輸機(jī)，如螺旋運(yùn)輸機(jī)、振動(dòng)運(yùn)輸機(jī)。
（3） 管道運(yùn)輸機(jī)（流體輸送），如氣力輸送裝置和液力輸送管道。
其中帶式輸送機(jī)是連續(xù)輸送機(jī)中應(yīng)用最廣泛的，帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送量大，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，維護(hù)簡(jiǎn)便，適應(yīng)于冶金、煤炭、機(jī)械電力、輕工、建材、糧食等各個(gè)部門尤其是農(nóng)用輸送糧食
第二章總體方案設(shè)計(jì)
在接受設(shè)計(jì)任務(wù)后，我們進(jìn)行了調(diào)查研究，收集國(guó)內(nèi)外同類機(jī)械的有關(guān)資料，了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)糧食輸送機(jī)的使用、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和科研情況，并進(jìn)行分析比較，制定總的設(shè)計(jì)原則，再滿足使用要求的基礎(chǔ)上，做到結(jié)構(gòu)合理、壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)成本低、能耗低、功率損失少、技術(shù)先進(jìn)。
2.1 總體的設(shè)計(jì)思路
1.電氣部分
在這個(gè)系統(tǒng)中最重要的應(yīng)該是整個(gè)電氣控制部分，電氣部分是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)的核心，因此必須有一個(gè)穩(wěn)定的電氣控制部分。選擇電氣控制部件十分重要，選擇PLC或是單片機(jī)還是用一個(gè)微型電腦在設(shè)計(jì)時(shí)是重點(diǎn)。選擇完電氣部件編程就是中心任務(wù)，完成電氣控制部分的同學(xué)要完成的主要任務(wù)。
2.底盤部分
在整個(gè)機(jī)械部分最主要的就是地盤了，底盤承載著整個(gè)自動(dòng)稱重系統(tǒng)，因此，底盤的設(shè)計(jì)就顯得十分重要，在底盤中都是鋼結(jié)構(gòu)，都是用焊接連接在一起的，由于要減輕自身重量，這些焊接件都是空心的，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要計(jì)算這些鋼管的規(guī)格。在底盤中還有就是轉(zhuǎn)向裝置，如何實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的上下和左右轉(zhuǎn)向，以及在轉(zhuǎn)向中使用哪種傳動(dòng)方式，最后就是對(duì)這種傳動(dòng)方式的計(jì)算及校核。由于我們見到的裝置是由鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)左右擺動(dòng)，螺桿、螺母實(shí)現(xiàn)的上下轉(zhuǎn)動(dòng)。因此要校核這部分的技術(shù)參數(shù)、零件規(guī)格，還有兩個(gè)電機(jī)的型號(hào)
3.傳輸部分
糧食傳輸部分主要是由傳送帶和電機(jī)組成的，傳送帶的頂端要有一個(gè)張緊裝置，底部要固定電機(jī)，中間部分要用滾筒來支撐。這一部分主要要計(jì)算傳送帶和支撐滾筒的規(guī)格參數(shù)，確定張緊裝置的安裝方式。通過計(jì)算選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，以及如何實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的前后移動(dòng)。
4.計(jì)量部分
糧食計(jì)量部分主要由傳感器、兩個(gè)開門裝置組成，傳感器是保證糧食裝袋準(zhǔn)確度的重要裝置，選擇傳感器時(shí)可以選擇重力傳感器，也可以選擇流量傳感器。傳感器的輸出信號(hào)輸入到電氣控制部分，電氣控制部分輸出信號(hào)來控制氣壓缸，從而實(shí)現(xiàn)開門裝置開關(guān)。在糧食裝袋的過程中要有人工來輔助完成，因此要選擇一個(gè)排氣裝置來除去塵土，為工人提供一個(gè)較好的工作環(huán)境。設(shè)計(jì)開門裝置、選擇傳感器和選擇氣壓裝置是糧食計(jì)量部分的主要工作。這一部分主要由我來完成
該系統(tǒng)就可以廣泛應(yīng)用于糧食行業(yè)的顆粒及粉劑物料的定量稱重包裝。物料由給料機(jī)構(gòu)（氣動(dòng)閘門）加入稱量斗，控制器收到傳感器的重量信號(hào)后，按預(yù)先設(shè)定的程序值進(jìn)行控制，開始時(shí)進(jìn)行快速（快加、中加、慢加同時(shí)）給料；當(dāng)重量≥（目標(biāo)值－粗計(jì)量值）時(shí)，停止快加信號(hào)輸出，進(jìn)入中速（中加、慢加同時(shí)）給料；當(dāng)重量≥（目標(biāo)值－精計(jì)量值）時(shí)，停止中加信號(hào)輸出，進(jìn)入慢速（慢加）給料；當(dāng)重量≥（目標(biāo)值－過沖量值）時(shí)，停止慢加信號(hào)輸出，給料門完全關(guān)閉，定值稱量完成。夾袋信號(hào)輸入后，稱量斗卸料門自動(dòng)開啟，當(dāng)重量≤零位設(shè)定值時(shí)，稱量斗卸料門自動(dòng)關(guān)閉，物料袋自動(dòng)松開落入輸送帶上，被送到縫包機(jī)縫包之后進(jìn)入下一工序，同時(shí)控制器進(jìn)入下一控制循環(huán)。
2.2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1.回轉(zhuǎn)部件的選擇
回轉(zhuǎn)部件有焊件和鑄件可供選擇，雖然焊件加工方便，可以節(jié)省材料，但是由于焊接應(yīng)力等的存在，導(dǎo)致受力不均勻且受力不對(duì)稱，對(duì)焊縫的要求較高，安全系數(shù)不高。鑄件加工方便，效率高，整個(gè)部件為一體，因此選用鑄件。
2.支撐部件的選用
由于支撐部件內(nèi)部復(fù)雜，而且需要有與底盤連接和鏈條安裝的位置，最好采用焊件
3. 回轉(zhuǎn)原動(dòng)機(jī)的選用
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)機(jī)可以是電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)或者是一根軸。由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，必須添加傳動(dòng)比在40-100的減速器，而且不能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，相反馬達(dá)很容易實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，低速馬達(dá)軸上可以直接連接鏈輪，使鏈輪停留在某一個(gè)特定位置上，起到固定作用，提高系統(tǒng)的安全系數(shù)，而且馬達(dá)與鏈輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低系統(tǒng)重量。
4. 軸承的選用
軸承起到支撐軸的作用，根據(jù)工作時(shí)的摩擦性質(zhì)可以分為滾動(dòng)摩擦軸承和滑動(dòng)摩擦軸承。滾動(dòng)摩擦軸承易于安裝內(nèi)部間隙大，對(duì)加工精度要求不高，摩擦阻力小，功率損耗小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，再國(guó)際上具有標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格化，有互換性，可以承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷?；瑒?dòng)摩擦軸承一般用于滾動(dòng)摩擦軸承難以滿足的情況下，所以，在滾動(dòng)摩擦軸承性能能夠滿足要求的情況下優(yōu)先選擇滾動(dòng)摩擦軸承。
2.3升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
為了增加系統(tǒng)的實(shí)用性，滿足不同工作高度的需要以及轉(zhuǎn)移工作場(chǎng)地時(shí)方便靈活，需要設(shè)計(jì)一個(gè)升降機(jī)構(gòu)，采用絲杠機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)構(gòu)，均能完成升降動(dòng)作。①絲杠機(jī)構(gòu)：通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，使運(yùn)輸機(jī)的機(jī)架再豎直面內(nèi)擺動(dòng)，在滑道前后各設(shè)一個(gè)限位開關(guān)，可以使輸送機(jī)的升降控制在一定范圍內(nèi)。絲杠系統(tǒng)動(dòng)作靈敏，絲杠具有自鎖功能，系統(tǒng)穩(wěn)定性好但是考慮到絲杠結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，絲杠暴露在外面，工作環(huán)境粉塵較多，使絲杠永遠(yuǎn)銹蝕，并且要有獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，功率高，不符合設(shè)計(jì)要求；②氣壓機(jī)構(gòu)：是將液壓缸一端接在回轉(zhuǎn)部件上，另一端鉸接在支架上，通過活塞桿的伸縮來實(shí)現(xiàn)支架的升降動(dòng)作。
該氣壓機(jī)構(gòu)具有的優(yōu)點(diǎn)：1.再同體積下產(chǎn)生的動(dòng)力比電氣裝置多，再同等的功率下體積比電動(dòng)機(jī)小的多；2.可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無極調(diào)速，即使是在運(yùn)動(dòng)中也可以；3.工作平穩(wěn)，質(zhì)量輕，慣性小，反應(yīng)快，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)，制動(dòng)和頻繁的換向；4.容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；5.易于實(shí)現(xiàn)元件系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，維護(hù)方便。缺點(diǎn)：1.再工作工程中能量損失大，容易泄露；2.對(duì)油溫變化敏感，工作穩(wěn)定性受溫度影響，不易再溫度變化大的條件下工作；3.為了減少泄露，制造精度要求高，因而成本高，泄露時(shí)不同意找出原因；
綜上所述升降機(jī)構(gòu)應(yīng)該選用氣壓機(jī)構(gòu)
2.4行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
為了增強(qiáng)本系統(tǒng)的靈活性，能夠在不同的工作場(chǎng)地地轉(zhuǎn)移，需要增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。輪式行走系統(tǒng)通常由車輪、車架、懸架和車橋組成，車架通過懸架和車橋相連，車橋兩側(cè)安裝車輪。
輪胎是行走系統(tǒng)的主要部件，承擔(dān)著繁重而復(fù)雜的載荷。它對(duì)機(jī)械的技術(shù)性能和工作指標(biāo)影響很大，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上看，輪胎成本占總成本的15%左右，因此合理的選擇輪胎對(duì)于擴(kuò)大使用范圍，降低使用成本意義重大。
輪胎應(yīng)根據(jù)所承受的載荷，運(yùn)輸距離來選擇，它除了滿足一定的承載能力外，還需要有很好的耐磨、抗穿刺行、牽引行、散熱性和緩沖等性能。
車架是整臺(tái)機(jī)械的基礎(chǔ)，車架支撐著機(jī)械的大部分質(zhì)量，上面安裝著所有的零部件，再整機(jī)行駛或者作業(yè)時(shí)，還將承受著更大的動(dòng)載荷的作用，再工作過程中，為了保證各部分的相對(duì)位置基本不變，車架需要有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)質(zhì)量要輕，車架一般可分為整體式和鉸接式兩種基本類型，鉸接式車架通常由前后兩段車架組成，兩車架之間用鉸接連接，故稱鉸接式車架。前后車架是由兩根縱梁和若干橫梁用鉚接或者焊接而成，前車架與前橋再兩個(gè)限制塊中間剛性連接；整體式車架是由兩根縱梁和若干橫梁用鉚接或者焊接構(gòu)成的一個(gè)完整的框架，剛性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此本系統(tǒng)用的就是整體式車架，由方鋼焊接而成。
為了使輸送機(jī)轉(zhuǎn)移場(chǎng)地靈活，節(jié)省輪胎，需要設(shè)置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
輪式底盤轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能是操縱底盤的行駛方向既能保持保持底盤沿直線方向的穩(wěn)定性，又能保證底盤轉(zhuǎn)向的靈活性，轉(zhuǎn)型性能是保證工程機(jī)械安全行駛，減輕駕駛?cè)藙趧?dòng)強(qiáng)度和提高作業(yè)生產(chǎn)率的重要因素。
偏轉(zhuǎn)車輪方向是輪式底盤轉(zhuǎn)向的傳統(tǒng)方式。其工作原理：縱拉桿推式扇形轉(zhuǎn)臂，使固定在轉(zhuǎn)向橋上的豎軸工作擺動(dòng)，扇形轉(zhuǎn)臂，同時(shí)與橫拉桿相連導(dǎo)向輪裝在轉(zhuǎn)向節(jié)橫軸的軸承上，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞主銷的軸線做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主銷與轉(zhuǎn)向節(jié)固定在一起。轉(zhuǎn)向節(jié)上的梯形臂與橫拉桿一端鉸接，因此當(dāng)扇形轉(zhuǎn)臂繞豎軸做擺動(dòng)時(shí)，通過橫拉桿繞梯形臂使裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上的導(dǎo)向輪偏轉(zhuǎn)，從而使底盤改變行駛方向
軸距的大小直接影響整臺(tái)機(jī)械很多的使用性能，是總體設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，一般是通過參考同類機(jī)型初選，并通過繪制總體布置草圖加以確定。
軸距的改變會(huì)影響以下幾個(gè)方面：
1. 影響操作穩(wěn)定性。軸距增加還可以減少在行駛中的前后顛簸，提高行駛平穩(wěn)性。
2. 影響前后橋的軸荷分配。
3. 影響最小轉(zhuǎn)彎半徑，軸距增加，最小轉(zhuǎn)彎半徑增加。
4. 影響自重，軸距增加，車架，傳動(dòng)軸等零件相應(yīng)加長(zhǎng)，所以自重會(huì)增加。
此外，軸距的改變，還會(huì)改變車架的受力情況，底盤長(zhǎng)度不能過長(zhǎng)，過長(zhǎng)會(huì)影響運(yùn)輸型性能，所以底盤長(zhǎng)度小于3.5m。初取L=2.8m。
輪距的改變影響以下幾個(gè)方面：
1. 輪距增加可以提高整臺(tái)機(jī)械的橫向穩(wěn)定性，但是最小轉(zhuǎn)彎半徑回增加，影響機(jī)動(dòng)性。
2. 輪機(jī)的增加會(huì)造成底盤寬度的增加，所以設(shè)計(jì)中盡可能希望輪距小些。初取輪距b=1.21m，為使工作更加可靠應(yīng)當(dāng)是尺寸適當(dāng)大一些，對(duì)于軸的尺寸不能過長(zhǎng)，車輪的固定部分同樣與后軸相同。
輪胎是行走系統(tǒng)的主要部件，承擔(dān)著繁重而復(fù)雜的載荷。它對(duì)機(jī)械的技術(shù)性能和工作指標(biāo)影響很大，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上看，輪胎成本占總成本的15%左右，因此合理的選擇輪胎對(duì)于擴(kuò)大使用范圍，降低使用成本意義重大。
輪胎應(yīng)根據(jù)所承受的載荷，運(yùn)輸距離來選擇，它除了滿足一定的承載能力外，還需要有很好的耐磨、抗穿刺行、牽引行、散熱性和緩沖等性能。
在地面上運(yùn)輸，為了降低接地比壓，增加輪胎支撐面積，改善附著性和緩沖功能，采用低壓寬基輪胎，低壓寬基輪胎外形尺寸較大，彈性較好，能增大接地面積，減小接地比壓，所以它能在較小的軟基路面行駛，下陷小，降低滾動(dòng)阻力，性能好，再通過凹凸路面或者碎石路面時(shí)，能很好的吸收沖擊與震動(dòng)，緩沖性能好。缺點(diǎn)是增加轉(zhuǎn)彎阻力。
適用牽引型花紋輪胎，它花紋溝寬且深，花紋與圓周方向成較小的角度，用來排出槽中的泥土。運(yùn)行時(shí)花紋突出部分壓入土層，獲得較大的牽引力。
輪胎的基本尺寸根據(jù)輪胎的承載能力進(jìn)行選擇，參照所掌握的資料和任務(wù)書的規(guī)定，選擇輪胎規(guī)格為17.5-25。其斷面寬度為250mm，外直徑為710mm，胎壓為3.5kg/cm2。
底盤的設(shè)計(jì)：底盤是糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)支撐和移動(dòng)部分，因?yàn)榈妆P的穩(wěn)定性直接影響稱重系統(tǒng)的精確度。所以底盤的設(shè)計(jì)是相當(dāng)重要的。
傳統(tǒng)底盤設(shè)計(jì)有多種形式，但是大部分底盤是根據(jù)各自的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出來的，比如汽車底盤是有兩根主梁以及輔梁構(gòu)成的，這些主梁和輔梁多少特制的，是根據(jù)它的工作環(huán)境和強(qiáng)度來決定其結(jié)構(gòu)的，而對(duì)于自動(dòng)糧食稱重系統(tǒng)由于不是成批生產(chǎn)的不可能用專門的技術(shù)來特制一個(gè)底盤，因此只能用現(xiàn)有的材料經(jīng)過各種加工方法制造而成。
按照傳統(tǒng)的方法有兩種法案。一種是用各種型號(hào)的型鋼經(jīng)焊接而成，但是這種方案有很大的缺點(diǎn)。因?yàn)樽詣?dòng)糧食稱重系統(tǒng)的工作量比較大，所以對(duì)于這種結(jié)構(gòu)的底盤強(qiáng)度不夠，再工作過程中會(huì)由于機(jī)械的振動(dòng)而使稱量的結(jié)果不精確，并且會(huì)因?yàn)楹附硬糠直容^脆弱，所以會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)糧食稱重系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。因此這種結(jié)構(gòu)不宜采用；另一種結(jié)構(gòu)是用鋼板進(jìn)行焊接，將其焊成箱型。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，它不只是強(qiáng)度方面能夠滿足要求，而且穩(wěn)定性方面也能滿足要求。不會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)而對(duì)稱量結(jié)果產(chǎn)生影響，基本尺寸的確定由于糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)的整體布局，在上面要有輸送帶將糧食導(dǎo)出，所以底盤不能過低而整體高度不能過高，由于高度過高會(huì)影響輸送穩(wěn)定性等方面。所以底盤的高度應(yīng)在1.5m以下，寬度應(yīng)在2m以內(nèi)，長(zhǎng)度應(yīng)在3m以內(nèi)。底盤應(yīng)有車架、支腿、軸座、軸以及車輪組成。
第3章 底盤基本參數(shù)的確定
3.1總體參數(shù)的確定
（1）高度的確定
考慮到整臺(tái)機(jī)械的通過性，整臺(tái)機(jī)械的高度H<4m上部傳送支架部分預(yù)留空間h上=2.5m，
所以 h=H-h上
H=4-2.5=1.5m
H<1.5m
初取h=1.4m
以上
H——整臺(tái)機(jī)械的高度
h上——傳送支架高度
H——底盤高度
（2） 寬度的確定
底盤寬度的選擇和輪距有一定的關(guān)系，所以先選輪距。
輪距的改變會(huì)影響以下幾個(gè)方面：
1. 輪距增加，可提高系統(tǒng)的橫向穩(wěn)定性，但是最小轉(zhuǎn)彎半徑回增大，影響機(jī)動(dòng)性
2. 輪距增大，寬度也會(huì)增大，這樣會(huì)增大底盤機(jī)架從而底盤重量也會(huì)增加，所以設(shè)計(jì)中盡可能希望輪距小些。
初選輪距為1.2m。
所以底盤支架的高度初選為1.1m，
（3） 長(zhǎng)度的確定
軸距的大小直接影響整臺(tái)機(jī)械很多的使用性能，是總體設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，一般是通過參考同類機(jī)型初選，并通過繪制總體布置草圖加以確定。
軸距的改變會(huì)影響以下幾個(gè)方面：
1.影響操作穩(wěn)定性。軸距增加還可以減少在行駛中的前后顛簸，提高行駛平穩(wěn)性。
2.影響前后橋的軸荷分配。
3.影響最小轉(zhuǎn)彎半徑，軸距增加，最小轉(zhuǎn)彎半徑增加。
4.影響自重，軸距增加，車架，傳動(dòng)軸等零件相應(yīng)加長(zhǎng)，所以自重會(huì)增加。
此外，軸距的改變，還會(huì)改變車架的受力情況，底盤長(zhǎng)度不能過長(zhǎng)，過長(zhǎng)會(huì)影響運(yùn)輸型性能。由于兩軸間有傳送帶，其寬度為B=0.75m，L的最小值應(yīng)為輸送帶寬度加上兩個(gè)車輪半徑。
L>B+2R
L>500+390*2
L>1280mm
L——整機(jī)長(zhǎng)度
l——軸距
B——輸送帶寬度
r——輪胎半徑
初選軸距l(xiāng)=2m
底盤機(jī)架的長(zhǎng)度初選為2.8m。
3.2車輛行駛阻力
在車輛行駛過程中只受自身的重量而沒有工作時(shí)，所以整機(jī)的重量G≦5t
即Gmax=5000kg
摩擦阻力F摩擦=Q*f
Q——車輪上垂直于地面的載荷
f——滾動(dòng)阻力系數(shù)
機(jī)械的運(yùn)行阻力是由于自重產(chǎn)生的，要減小運(yùn)行阻力必須減小自重，對(duì)于機(jī)械為了達(dá)到強(qiáng)度和穩(wěn)定，必須有一定的自重，因此應(yīng)盡量使自重降低。
由 表2-1-1查得
f=0.02 Φ=0.72
由于本產(chǎn)品再運(yùn)輸過程中大多數(shù)是在堅(jiān)硬的混凝土路面上行走，所以為堅(jiān)實(shí)路面。
則有公式 f=f運(yùn)行=0.02
所以F運(yùn)行=Gmax*f運(yùn)行
=5000X0.02
=100kg
運(yùn)行阻力F運(yùn)行=100kg。
3.3牽引性能
影響整機(jī)牽引性能的因素有兩個(gè)，一個(gè)是在水平路面上的運(yùn)行阻力，另一個(gè)是運(yùn)輸過程中，由于坡度而使?fàn)恳Πl(fā)生變化。所以有時(shí)還要考慮坡度的影響，因此要克服坡度產(chǎn)生的牽引力，取坡度角為20o
Tf=Gmax*sin20o
=5000Xsin20o
=1710kg
所以運(yùn)輸該產(chǎn)品所需要的牽引力為T=Tf+F運(yùn)行
=1710+100
=1810kg
3.4對(duì)轉(zhuǎn)向部分進(jìn)行受力計(jì)算
轉(zhuǎn)向部分受力最大的是與車架相連接處，受力大小由牽引力部分得：
T>1810kg 取T=1810kg
對(duì)連接處進(jìn)行驗(yàn)算
連接處銷的直徑d=38mm
由公式
進(jìn)行壓應(yīng)力校核：
由參考書[2]P61
式中——銷所受的壓應(yīng)力
F——銷所受的拉力
A——銷的最小受力面積
A=Bd=0.03×0.04=12×10-4
=F/A=24000/12×10-4=20MPa<
滿足要求。
進(jìn)行受到的剪力計(jì)算：
由公式得
=F/A1
式中F——銷所受到的拉力
——銷所受到的剪應(yīng)力
A1——受力面積
A1==3.14×0.042/4=12.56×10-4m2
=F/A1=24000/12.56×10-4=19.1MPa<
滿足要求。
通過以上計(jì)算，轉(zhuǎn)向部分完全滿足要求。
3.5底盤的結(jié)構(gòu)與組成
底盤的總體結(jié)構(gòu)如圖3-1所示
圖3-1 底盤的總體結(jié)構(gòu)圖
由圖可知底盤的主要部分分為車架、行走機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向部分。
3.5.1車架的設(shè)計(jì)計(jì)算
車架采用箱型結(jié)構(gòu)受力和易變性部分加筋板。
（1） 車架的受力分析圖3-2
圖3-2車架受力圖
裝置在運(yùn)輸過程中車架底部與軸接觸共受2個(gè)力F1與F2,，而在行走時(shí)，總重量G=G1+G2。G1為底盤重量，G2為傳送裝置的重量。在zing走過程中，還應(yīng)該考慮振動(dòng)的影響，取震蕩系數(shù)=1.2，傳送裝置的重量G2=552kg，底盤重量G1=800kg。
根據(jù)上圖得
F1=（1073/1950）*F**g
=4.1KN
裝置在工作時(shí)，整個(gè)裝置是固定不動(dòng)的，因此不需要考慮震蕩系數(shù)，而工作時(shí)，傳送裝置上物料的重量定義為G3，所以G3=138kg。
受力分析如圖3-3所示
圖3-3車架受力圖
彎矩圖如圖3-4所示
圖3-4箱體受力彎矩圖
根據(jù)上圖所示受力情況得：
F3=（1073/1950）*F**g
=（1543/1950）*（G1+G2）**g
=17.8KN
F4=（407/1950）*F**g
=4.5KN
綜上所述，F(xiàn)1遠(yuǎn)大于F2，所以對(duì)F1進(jìn)行校核
箱體上受力的個(gè)數(shù)是箱底受力個(gè)數(shù)的2倍。
所以在行走時(shí)，F(xiàn)上=1/2 F1
=1/2 ×16.5
=8.25KN
再工作時(shí)，F(xiàn)上1=1/2 F3
=1/2 ×17.8
=8.9KN
3.5.2車架中箱型鋼板厚度的選擇
對(duì)于鋼板先進(jìn)行強(qiáng)度上的校核再進(jìn)行剛度上的校核
作用在箱體上的力為F上=1850N
作用在箱體上的彎矩：
M=Fl
Mmax=Flmax=22.3×0.4=9.0KN·m
作用在箱體上的剪力
F=F上
對(duì)于彎矩受力對(duì)象主要是上下板，其所受到的應(yīng)力為
=
其中 ——最大應(yīng)力
——最大彎矩
ymax——中性層到受力點(diǎn)的距離
許用應(yīng)力[]=50MPa
=<[]
B>
取B=10mm
作用在箱體上的剪力
對(duì)于剪力受力對(duì)象主要是筋版與側(cè)板，其中S表示受力面積大?。?
其中 S——受的面積
B——筋板與側(cè)板的厚度
H——箱體的高度
許用剪應(yīng)力為
所以側(cè)板不需要太厚，另外還要滿足剛度方面的要求。
所以取B=10mm
3.5.3箱體的剛度計(jì)算
箱體的剛度計(jì)算主要由變形量來表示
由公式得
式中 ——指變形時(shí)的撓度
E——指剛的彈性模量
I——指轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
由公式得 E=200GPa
=2700N·m
=
由以上計(jì)算可知工作時(shí)箱體變性很小，不會(huì)對(duì)稱量造成大的影響，所以工作穩(wěn)定可靠。
3.5.4后軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
1.初選軸端直徑
根據(jù)參考書[5]，在比較同類產(chǎn)品，初定軸的直徑Φ=90mm，左右軸徑取Φ=80mm，軸的中部取Φ=80mm，軸間處留有長(zhǎng)深均有3mm的退刀槽。
軸的結(jié)構(gòu)如圖3-6所示
圖3-6后軸
2. 選擇軸的材料
選擇45號(hào)剛，調(diào)制，查參考文獻(xiàn)[6]得
d<100mm時(shí)，=588N/mm2,=294N/mm2,=238N/mm2,=138N/mm2
[]=93N/mm2,[]=54N/mm2
對(duì)后軸進(jìn)行受力分析如圖3-7所示
圖3-7后軸的受力圖
N=F1=10670N
因?yàn)镹=ql 所以q=N/l=10670/200=53.35N/mm
彎矩圖如圖3-8所示
圖3-8后軸的彎矩圖
N·m
N·m
當(dāng)量彎矩得：
N·m
N·m
校核軸徑：已知軸的材料為45號(hào)剛，調(diào)制，由參考文獻(xiàn)[2]表12-1查得
N·m
MPa
經(jīng)校核滿足要求。
3.6鏈輪設(shè)計(jì)計(jì)算
1.大鏈輪齒數(shù)
取 Z=42
2. 傳動(dòng)比
初定i=2.5
工況系數(shù)選為1.4
齒數(shù)系數(shù)Kz=（Z/19)1.08=(42/19)1.08=2.23
Pc=KaP/Kz=1.4×7.5÷2.23=4.71KW
4. 鏈角節(jié)距
由計(jì)算功率Pc=4.7KW和n=180n/min，通過查圖得到鏈節(jié)距p=8mm
5. 檢驗(yàn)小鏈輪軸孔直徑
通過查表得到，d=100mm>馬達(dá)軸徑20mm，可以使用
6. 鏈條長(zhǎng)度
通過計(jì)算L=r回轉(zhuǎn)=1m。
7. 鏈速
8.有效圓周力
9. 作用于上力F
10. 鏈輪主要尺寸
端面齒形選用 3R GB1244-85
分度圓直徑d
齒頂圓直徑da
齒根圓直徑df
df=d-dr=102-10.16=365mm
齒側(cè)凸圓直徑dg
dg
10.59mm。
螺栓直徑滿足要求且與初步估計(jì)相符合。
4. 校核轉(zhuǎn)盤右邊緣是否壓壞
預(yù)緊時(shí)，結(jié)合面上擠壓應(yīng)力。
因?yàn)镕作用使擠壓力增大，因?yàn)镸作用，使得轉(zhuǎn)盤左邊擠壓應(yīng)力最小，右邊擠壓應(yīng)力最大。
其中： W——抗彎截面系數(shù)
右邊擠壓應(yīng)力：
=0.14-0.084+0.032
=0.088MPa
鑄鋼許用擠壓應(yīng)力，查表5-9得：
=200/2
=100MPa>>0.088MPa
通過以上計(jì)算，滿足使用要求。
5. 校核轉(zhuǎn)盤左邊緣是否開縫
=0.14-0.084-0.032
=0.024MPa>0
綜上，當(dāng)輪盤蓋承受橫向沖擊時(shí)不會(huì)開縫。
3.7.4底盤處橫焊方鋼處的焊縫的校核
Q=F/4
=2288N/m
M=QL
=2288×600
=1.4×106N·mm
其中： Q——縫所受到的剪力；
F——底盤以上部分的重力；
L——底盤中心到焊縫之間的距離；
=350N/mm2；
=300N/mm2；
=205N/mm2；
其中： ——抗壓強(qiáng)度；
——抗拉強(qiáng)度；
——剪強(qiáng)度；
其中： ，——截面的形心位置
Iw——慣性矩
Aw——截面面積
通過驗(yàn)算表明，該連接滿足使用要求。
3.7.5回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)角接觸滾子軸承校核
1.通過查表得到7018C軸承的性能參數(shù)：
C=89.0KN
Nmin=2800r/min（脂潤(rùn)滑）
2. 壽命計(jì)算
?求當(dāng)量動(dòng)載荷
其中： ——軸承所受徑向載荷；
——軸承所受軸向載荷；
對(duì)于本軸承來說：=0
=
=9150N
其中：l——滾動(dòng)體列數(shù)；
CR——基本額定靜載荷；
e≈0.46
/F>e
X=0.44
Y=1.23
=1.0
Fp=1.0×（0.44×0+1.23×9150）
=11255N
?計(jì)算軸承壽命
其中： ——壽命系數(shù)，取=3；
FP——當(dāng)量動(dòng)載荷；
?極限轉(zhuǎn)速計(jì)算
C/FP=89.0×103÷10398
=8.6
β=arctan(FA/FR)
=900
查得載荷系數(shù)：
f1=0.94
查得載荷分布系數(shù)：
f2=0.92
所以
=2421r/min>n
通過計(jì)算結(jié)果表明：選用7018型角接觸軸承能夠滿足使用要求。
第四章 焊縫及其焊接
4.1焊接的種類
焊接是通過加熱或者加壓或者兩者同時(shí)使用，并且用或者不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。根據(jù)焊接過程的特點(diǎn)，焊接可以分為三大類：熔焊、壓焊和釬焊。
1.熔焊：是指焊接過程中，將焊接接頭在高溫等的作用下至熔化狀態(tài)。由于被焊工件是緊密貼在一起的，在溫度場(chǎng)、重力等的作用下，不加壓力，兩個(gè)工件熔化的融液會(huì)發(fā)生混合現(xiàn)象。待溫度降低后，熔化部分凝結(jié)，兩個(gè)工件就被牢固的焊在一起，完成焊接的方法。
2.壓焊：是指利用焊接時(shí)施加一定壓力而完成焊接的方法。
3.釬焊：釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。
焊接的實(shí)質(zhì)：使兩個(gè)分離的物體通過加熱或者加壓或者兩者同時(shí)使用，再用或者不用填充物的條件下，借助原子或者分子之間的聯(lián)系與質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散作用形成一個(gè)整體的過程。
焊接應(yīng)力與變形
焊件的局部加熱或者冷卻，使得焊縫區(qū)域的金屬加熱時(shí)的熱膨脹量和冷卻時(shí)的收縮量都大，并且受兩側(cè)金屬的制約。當(dāng)受熱膨脹時(shí)不能自由的伸長(zhǎng)，向著厚度方向展寬；冷卻時(shí)同樣不能自由收縮，尤其是焊縫區(qū)域金屬收縮到彈性變形階段以后，由于焊件部分收縮不一致，必然導(dǎo)致焊縫區(qū)乃至整個(gè)焊件產(chǎn)生應(yīng)力和變形。這種由于焊接而產(chǎn)生的變形稱為焊接變形。
焊接時(shí)，不論何種情況焊接應(yīng)力總是存在的。當(dāng)焊接應(yīng)力超過該材料的時(shí)，焊件將產(chǎn)生變形，；超過材料的時(shí)，焊件將會(huì)產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。
預(yù)防和減小焊接應(yīng)力及焊接變形的措施
焊接應(yīng)力和焊接變形的存在影響焊件的質(zhì)量和精度，降低構(gòu)建的承載能力，甚至造成重大事故。為了預(yù)防和減小焊接應(yīng)力及焊接變形，再實(shí)際生產(chǎn)中采用的工藝措施如下：
1. 合理設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)
盡量減小焊縫的長(zhǎng)度和橫截面積，盡量對(duì)稱布置焊縫，避免交叉焊縫。
2. 焊前預(yù)熱
焊前對(duì)焊件預(yù)熱，可以減小焊件個(gè)部分的溫差，對(duì)減小焊接應(yīng)力與變形較為有效。重要焊件可以整體預(yù)熱，還有局部預(yù)熱，即焊前選擇焊件的合理部位加熱使其伸長(zhǎng)，然后冷卻時(shí)，加熱區(qū)與焊縫同時(shí)收縮。
3. 反變形法
分析焊件施焊后可能產(chǎn)生變形的方向和大小，在焊接前應(yīng)使被焊件發(fā)生大小相同、方向相反的變形，以抵消或補(bǔ)償焊后發(fā)生的變形，以達(dá)到防止焊后變形的目的，這種方法稱之為反變形法。
4. 剛性固定法
利用裝配夾具或者臨時(shí)支撐，將焊件的相互位置固定，用以防止焊接后變形的方法。此法焊接殘余應(yīng)力較大，塑性差的材料應(yīng)該慎用。
5. 選擇合理的焊接順序
1）先橫向后縱向。
2）由中間往外焊接。
3）先焊短的焊縫，然后焊長(zhǎng)的焊縫。
4）采用對(duì)稱焊接。
5）先焊薄焊縫再焊候焊縫。
6）先焊對(duì)接焊縫再焊角焊縫。
6.其他方法
包括：錘擊焊接法——用圓頭小錘對(duì)焊后紅熱的焊縫金屬進(jìn)行均勻適度錘擊，延伸變形，補(bǔ)償其收縮，同時(shí)釋放出部分能量，減少焊接應(yīng)力和變形；強(qiáng)迫冷卻法——將焊縫金屬的熱量迅速散掉，使焊接時(shí)金屬受熱面積減小，又稱散熱法；焊后熱處理——采取去應(yīng)力退火方法可以消除80%~90%的焊接殘余應(yīng)力。
防止和減小焊接應(yīng)力和變形的方法應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)中的實(shí)際狀況采用相應(yīng)的措施。
其他焊接方法
1. 埋弧焊
埋弧焊是指電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的一種工藝方法 。埋弧焊的特點(diǎn)是：電弧在焊劑層下燃燒，無弧光、保護(hù)完善、能量損失小，生產(chǎn)率高、焊縫成型好、接頭力學(xué)性能高，一般為自動(dòng)或半自動(dòng)焊，但它只能在平焊位置施焊。 該法一般適用于厚鋼板結(jié)構(gòu)、大型容器和大直徑管道的焊接。
2. 氣體保護(hù)焊
氣體保護(hù)焊是利用氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊稱為氣體保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱氣體保護(hù)焊。
氣體保護(hù)焊通常按照電極是否熔化和保護(hù)氣體不同，分為非熔化極（鎢極）惰性氣體保護(hù)焊（TIG）和熔化極氣體保護(hù)焊(GMA W)，熔化極氣體保護(hù)焊包括惰性氣體保護(hù)焊(MIG）、氧化性混合氣體保護(hù)焊（MAG)、CO2氣體保護(hù)焊、管狀焊絲氣體保護(hù)焊(FCAW）。
注意問題：
（l）氣體保護(hù)焊電流密度大、弧光強(qiáng)、溫度高，且在高溫電弧和強(qiáng)烈的紫外線作用下產(chǎn)生高濃度有害氣體，可高達(dá)手工電弧焊的4^-7倍，所以特別要注意通風(fēng)。
(2)引弧所用的高頻振蕩器會(huì)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁輻射，接觸較多的焊工，會(huì)引起頭昏、疲乏無力、心悸等癥狀。
（3）氬弧焊使用的鎢極材料中的牡、柿等稀有金屬帶有放射性，尤其在修磨電極時(shí)形成放射性粉塵，接觸較多，容易造成各種焊工疾病。
4.2常用金屬材料的焊接
1. 金屬材料的焊接性
金屬材料的焊接性是指材料在限定的施工條件下，焊接成按規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并且滿足預(yù)定要求的能力。焊接性受材料、焊接方法、構(gòu)件類型和使用要求的影響。金屬材料在一定的焊接工藝條件下表現(xiàn)出“好焊”和“不好焊”的差異。
金屬材料的焊接性是一個(gè)相對(duì)的概念，不是一成不變的。同一種材料采用不同的焊接方法、焊接工藝以及焊后處理，甚至是不可焊的材料可能也會(huì)變的比較容易焊接。比如曾經(jīng)被人們認(rèn)為焊接性能很不好的鈦以及鈦合金，自從成功使用氬弧焊以后，鈦以及鈦合金的焊接構(gòu)件在航空領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用
2. 影響焊接性的主要因素
材料、工藝、結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境。
本稱重系統(tǒng)采用的是焊條電弧焊的形式且焊縫為角焊縫。
第五章 系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
5.1先進(jìn)方面
系統(tǒng)采用的是國(guó)際上最先進(jìn)的技術(shù)，可以達(dá)到以下幾個(gè)目標(biāo)：
1. 稱量的方面性，使稱量的整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從糧食的收集、輸送、稱量、導(dǎo)出全部由機(jī)械自動(dòng)完成，不需要人的幫助。
2. 數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理。每次稱量完畢，系統(tǒng)會(huì)記下結(jié)果并進(jìn)行存儲(chǔ)，操作人員可以很方便的查看結(jié)果。
3. 可以與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，便于網(wǎng)上管理。
4. 維修方便，對(duì)于每個(gè)部分都有監(jiān)控元件，并且有指示燈進(jìn)行提示，便于對(duì)損壞部分進(jìn)行及時(shí)處理，萬一發(fā)生意外事故可以緊急制動(dòng)，用以保證安全。
5.2智能糧食稱重系統(tǒng)需要改進(jìn)的方面
本系統(tǒng)是初次設(shè)計(jì)，因此可能存在某種缺陷，再使用過程中，不可避免的出現(xiàn)問題，對(duì)于出現(xiàn)的問題應(yīng)該仔細(xì)分析并加以改進(jìn)。
最大的缺陷就是體積龐大，這是以后改進(jìn)的方向。另外由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的電子元件隨時(shí)可能出現(xiàn)，我們也要加以改進(jìn)。
使用本系統(tǒng)應(yīng)該注意：系統(tǒng)工作時(shí)應(yīng)該調(diào)平衡，再底盤上設(shè)置表面粗糙度較高的平面，使用時(shí)應(yīng)該用水準(zhǔn)儀再平面上調(diào)節(jié)底盤支腿長(zhǎng)度，以保證整個(gè)系統(tǒng)在水平面上工作，提高系統(tǒng)的精確度。
畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)
將近3個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入尾聲，再這3個(gè)月里面，感覺自己確實(shí)學(xué)習(xí)到了很多東西，并且有很多東西是自己以前在課本里沒有接觸到的東西。再設(shè)計(jì)過程中，學(xué)習(xí)到了許多課本上沒有的知識(shí)，而這些不僅僅是在專業(yè)知識(shí)上，更重要的是自己開始接觸到了研究工作，使我漸漸明白科研是應(yīng)該怎么進(jìn)行的，作為技術(shù)人員應(yīng)該在工作中注意哪些基本問題。
再剛開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)自己的任務(wù)幾乎沒有任何了解，大學(xué)中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程都不知道怎么樣用上，甚至對(duì)自己能不能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)都產(chǎn)生了懷疑，后來在李杰老師的幫助下，慢慢進(jìn)入了狀態(tài)。現(xiàn)在對(duì)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目LC-20糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)總體及底盤設(shè)計(jì)的總體和底盤零件的設(shè)計(jì)有了比較深入的認(rèn)識(shí)，系統(tǒng)各部是如何工作的，再設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意哪些問題，機(jī)電是如何做到一體化的，都有了自己的看法和理解。想想這些曾經(jīng)讓我整夜無法入眠的難題，現(xiàn)在都一一被解決，現(xiàn)在再翻回去看自己設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品，突然有了一種成就感，幸福感。
同時(shí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我還掌握了一些重要軟件的使用，如AutoCAD、solidworks以及幾何畫板等，這些也是我通過畢業(yè)設(shè)計(jì)得到的收獲，這些軟件是我們?cè)诮窈蠊ぷ髦胁豢扇鄙俚?。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我掌握了這些軟件，相信這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作都會(huì)有很大的幫助。