常德松垛機(jī)設(shè)計(jì)

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常德松垛機(jī)設(shè)計(jì)

摘要

 2004年1月8日聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織發(fā)表了《2010年全球煙草生產(chǎn)、消費(fèi)和貿(mào)易預(yù)測報(bào)告》指出，從現(xiàn)在到2010年底前，全球?qū)煵莸男枨罅繉⒊掷m(xù)增長，其中，發(fā)達(dá)國家吸煙人數(shù)將減少，而發(fā)展中國家對(duì)煙草的消費(fèi)將增加。

       報(bào)告指出，發(fā)展中國家人口不斷增長、收入不斷增加，導(dǎo)致對(duì)煙草的需求量上升、生產(chǎn)量增加，目前，發(fā)展中國家的煙草生產(chǎn)量已超過發(fā)達(dá)國家，未來還將進(jìn)一步增長，在我國煙草的需求量將越來越大。

煙草生產(chǎn)中，煙葉要進(jìn)過真空回潮，真空回潮后的葉片，由于葉片的水份為15±1%，濕度較大，時(shí)間一長很容易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)、結(jié)塊現(xiàn)象，影響下一道工序的進(jìn)行。針對(duì)這一問題我們?cè)O(shè)計(jì)了松垛機(jī)來松散物料。本課題將重點(diǎn)介紹松垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，及原理。

關(guān)鍵詞：松垛機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

Abstract

January 8, 2004, the UN food and agriculture organization of the publication of the 2010 global tobacco production, consumption and trade forecast report points out, from now until the end of 2010, the global demand for tobacco will continue to rise, among which developed countries would reduce smoking in developing countries, and for the tobacco consumption will increase. 

Report says, the population in developing countries is growing, income increases unceasingly, lead to rising demand for tobacco production increase, at present, and the tobacco production in developing countries already more than developed countries, the future will also further growth in China, demand for tobacco will become greater and greater. 

Tobacco production, tobacco should go through a vacuum, vacuum regain. the early90s, due to the leaf blade for 15 + 1% moisture, humidity is bigger, a long time, the very prone to "Tours, agglomerate phenomenon, influence the next procedure. According to this problem, we designed a loose COINS machine to loose materials. This topic will be introduced the structure of pine heaps machine design, and principle. 

Key words: Loose COINS machine ；Structure design

目錄

摘要 I

Abstract II

1 緒論 1

1.1前言 1

2松垛機(jī)篩面物料運(yùn)動(dòng)理論 2

2.1篩上物料的運(yùn)動(dòng)分析 2

2.2正向滑動(dòng) 3

2.3反向滑動(dòng) 4

2.4跳動(dòng)條件的確定 4

2.5煙葉跳動(dòng)平均運(yùn)動(dòng)速度 5

3.松垛機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)組成 7

3.1松垛機(jī)的工作原理 7

3.2松垛機(jī)基本結(jié)構(gòu) 8

3.2.1偏心輥裝置 8

3.2.2撥料輥?zhàn)?8

3.2.3傳動(dòng)裝置 8

4.松垛機(jī)動(dòng)力學(xué)基本理論 10

5.松垛機(jī)參數(shù)計(jì)算 14

5.1運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的確定 14

5.2松垛機(jī)工藝參數(shù)的確定 15

5.3動(dòng)力學(xué)參數(shù) 16

5.4電動(dòng)機(jī)的選擇 16

5.4.1電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 16

5.4.2 選擇電機(jī) 17

5.4.3電機(jī)的啟動(dòng)條件的校核 17

6主要零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 19

6.1軸承的選擇與計(jì)算 19

6.1.1軸承的選擇 19

6.1.2軸承的壽命計(jì)算 19

6.2皮帶的設(shè)計(jì) 20

6.2.1選取皮帶的型號(hào) 20

6.2.2傳動(dòng)比 20

6.2.3帶輪的基準(zhǔn)直徑 20

6.2.4帶速 20

6.2.5確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度 20

6.3偏心輥的設(shè)計(jì) 22

6.3.1偏心輥的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 22

6.3.2偏心輥的常用材料 22

6.3.3偏心輥的強(qiáng)度驗(yàn)算 23

6.4支承彈簧設(shè)計(jì)驗(yàn)算 25

1、彈簧剛度計(jì)算 25

結(jié)束語 29

致謝 30

參考文獻(xiàn) 31

1 緒論

1.1前言

煙草生產(chǎn)中，煙葉要進(jìn)過真空回潮，真空回潮后的葉片，由于葉片的水份為15±1%，濕度較大，時(shí)間一長很容易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)、結(jié)塊現(xiàn)象，影響下一道工序的進(jìn)行。

松垛機(jī)的出現(xiàn)很好的解決了這部分問題，在生產(chǎn)中，經(jīng)過真空回潮后的葉片，通過翻箱機(jī)構(gòu)進(jìn)入到松垛機(jī)的偏心輥振動(dòng)區(qū)，使仍然存在的結(jié)團(tuán)、結(jié)塊煙片通過振動(dòng)松散，然后通過皮帶輸送，再通過撥料輥再一次將剩余的結(jié)團(tuán)、結(jié)塊葉片打散，進(jìn)入到下一工序；松垛機(jī)的作用是通過偏心輥振動(dòng)、撥料輥打散，起到葉片進(jìn)入松散回潮機(jī)前預(yù)松散的作用，并且使葉片流量趨于更加穩(wěn)定，減輕后續(xù)回潮機(jī)的工作強(qiáng)度，使煙片松散回潮得更加徹底、水分更加均勻。

2松垛機(jī)篩面物料運(yùn)動(dòng)理論

2.1篩上物料的運(yùn)動(dòng)分析

由文獻(xiàn)[1]可知

關(guān)于篩上物料的分析，如圖2.1所示：

結(jié)束語

   本次設(shè)計(jì)的常德煙葉松垛機(jī)是在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)的大型松垛機(jī)。本次設(shè)計(jì)主要對(duì)煙葉松垛機(jī)整機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)松垛機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算；對(duì)電機(jī)的選擇及校核；對(duì)主要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過校核均滿足使用要求；對(duì)設(shè)備的環(huán)保及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)進(jìn)行分析計(jì)算。

通過本次設(shè)計(jì)，對(duì)松垛機(jī)的知識(shí)有了深刻的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)了如何大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，對(duì)今后的工作和學(xué)習(xí)有非常大的幫助。同時(shí)通過本次設(shè)計(jì)了解到，我國的篩分技術(shù)在近幾年有了長足的發(fā)展,很多單位已經(jīng)掌握了篩分機(jī)械的設(shè)計(jì)理論和方法 ,進(jìn)行了很有成效的研制工作 ,解決了很多實(shí)際問題?？梢哉f ,我國的篩分技術(shù)目前已接近世界先進(jìn)水平 ,但仍有差距 ,還要努力。在今后 ,要做好以下幾點(diǎn)工作:

1.研究先進(jìn)篩分理論 ,發(fā)展新型篩分機(jī)械。

2.發(fā)展大、重、超重型篩分設(shè)備。

3.研究難篩分物料的篩分機(jī)械。

4.提高“三化”程度。

5.加強(qiáng)篩分設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的研究。

6.搞好引進(jìn)與吸收工作。

致謝

在XXX老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，本次設(shè)計(jì)才得以完成，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，從選題、設(shè)計(jì)到最后的圖紙和說明書的完成都傾注了指導(dǎo)老師的大量心血，老師以他淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)，指導(dǎo)我如何更好地做好設(shè)計(jì)工作。在許多設(shè)計(jì)工作中給了我細(xì)致無微的指導(dǎo)。此外老師細(xì)心的指導(dǎo)和平易近人的作風(fēng)讓我最感動(dòng)，讓我收獲最大的是他對(duì)學(xué)問的一絲不茍的態(tài)度和對(duì)知識(shí)精益求精的追求。每一個(gè)細(xì)微的知識(shí)都嚴(yán)格要求，使我能順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)的保證。

同時(shí)在設(shè)計(jì)中得到了多位老師和同學(xué)的幫助，還有圖書館資料室、學(xué)院機(jī)房的老師也給了我很大幫助。

最后，衷心地感謝X老師以及評(píng)閱設(shè)計(jì)和參加答辯的各位專家、教授。

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[18]、徐灝主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷  .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991

[19]、徐灝主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第1卷  .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992

[20]、編輯委員會(huì)主編.《機(jī)械工程手冊(cè)》第11卷  .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982

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[22]、Da-YinLiao?Chia-NanWang.Screening vibrating screens  .http//search.ebscoh-

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1995-09-08.

常德松垛機(jī)設(shè)計(jì) 摘要 2004 年 1 月 8 日聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織發(fā)表了《 2010 年全球煙草生產(chǎn)、消費(fèi)和貿(mào)易預(yù)測報(bào)告》指出，從現(xiàn)在到 2010 年底前，全球?qū)煵莸男枨罅繉⒊掷m(xù)增長，其中，發(fā)達(dá)國家吸煙人數(shù)將減少，而發(fā)展中國家對(duì)煙草的消費(fèi)將增加。 報(bào)告指出，發(fā)展中國家人口不斷增長、收入不斷增加，導(dǎo)致對(duì)煙草的需求量上升、生產(chǎn)量增加，目前，發(fā)展中國家的煙草生產(chǎn)量已超過發(fā)達(dá)國家，未來還將進(jìn)一步增長 ，在我國煙草的需求量將越來越大。 煙草生產(chǎn)中，煙葉要進(jìn)過真空回潮， 真空回潮后的葉片，由于葉片的水份為15± 1%，濕 度較大，時(shí)間一長很容易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)、結(jié)塊現(xiàn)象，影響下一道工序的進(jìn)行。針對(duì)這一問題我 們 設(shè)計(jì)了松垛機(jī)來松散物料。 本課題將重點(diǎn)介紹松垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，及原理。 關(guān)鍵詞： 松垛機(jī) ； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； , 2004, N of of 010 010, to in in is to at in go a to 5 + 1% is a to we a to be of 目錄 摘要 ................................................................................................................................ I ........................................................................................................................ 緒論 ............................................................................................................................ 1 言 ................................................................................................................... 1 2 松垛機(jī)篩面物料運(yùn)動(dòng)理論 ......................................................................................... 2 上物料的運(yùn)動(dòng)分析 ....................................................................................... 2 向滑動(dòng) ........................................................................................................... 3 向滑動(dòng) ........................................................................................................... 4 動(dòng)條件的確定 ............................................................................................... 4 葉跳動(dòng)平均運(yùn)動(dòng)速度 ................................................................................... 5 ................................................................................ 7 垛機(jī)的工作原理 ........................................................................................... 7 垛機(jī)基本結(jié)構(gòu) ............................................................................................... 8 心輥裝置 ............................................................................................. 8 料輥?zhàn)?................................................................................................. 8 動(dòng)裝置 ................................................................................................. 8 .......................................................................................... 10 ...................................................................................................... 14 動(dòng)學(xué)參數(shù)的確定 ......................................................................................... 14 垛機(jī)工藝參數(shù)的確定 ................................................................................. 15 力學(xué)參數(shù) ..................................................................................................... 16 動(dòng)機(jī)的選擇 ................................................................................................. 16 動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 ................................................................................... 16 擇電機(jī) .............................................................................................. 17 機(jī)的啟動(dòng)條件的校核 ....................................................................... 17 6 主要零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ........................................................................................... 19 承的選擇與計(jì)算 ......................................................................................... 19 承的選擇 ........................................................................................... 19 承的壽命計(jì)算 ................................................................................... 19 帶的設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 20 取皮帶的型號(hào) ................................................................................... 20 動(dòng)比 ................................................................................................... 20 輪的基準(zhǔn)直徑 ................................................................................... 20 速 ....................................................................................................... 20 定中心距和帶的基準(zhǔn)長度 ............................................................... 20 心輥的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 22 心輥的設(shè)計(jì)特點(diǎn) ............................................................................... 22 心輥的常用材料 ............................................................................... 22 心輥的強(qiáng)度驗(yàn)算 ............................................................................... 23 承彈簧設(shè)計(jì)驗(yàn)算 ......................................................................................... 25 1、彈簧剛度計(jì)算 ................................................................................................. 25 結(jié)束語 .......................................................................................................................... 29 致謝 .............................................................................................................................. 30 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 31 第 1 頁 1 緒論 煙草生產(chǎn)中，煙葉要進(jìn)過真空回潮， 真空回潮后的葉片，由于葉片的水份為 15± 1%，濕度較大，時(shí)間一長很容易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)、結(jié)塊現(xiàn)象，影響下一道工序的進(jìn)行。 松垛機(jī)的出現(xiàn)很好的解決了這部分問題，在生產(chǎn)中，經(jīng)過真空 回潮后的葉片，通過翻箱機(jī)構(gòu)進(jìn)入到松垛機(jī)的偏心輥振動(dòng)區(qū)，使仍然存在的結(jié)團(tuán)、結(jié)塊煙片通過振動(dòng)松散，然后通過皮帶輸送，再通過撥料輥再一次將剩余的結(jié)團(tuán)、結(jié)塊葉片打散，進(jìn)入到下一工序；松垛機(jī)的作用是通過偏心輥振動(dòng)、撥料輥打散，起到葉片進(jìn)入松散回潮機(jī)前預(yù)松散的作用，并且使葉片流量趨于更加穩(wěn)定，減輕后續(xù)回潮機(jī)的工作強(qiáng)度，使煙片松散回潮得更加徹底、水分更加均勻。 第 2 頁 2松垛機(jī) 篩面物料運(yùn)動(dòng)理論 由文獻(xiàn) [1]可知 關(guān)于篩上物料的分析，如圖 示： 圖 機(jī) 上物料運(yùn)動(dòng) 松垛機(jī) 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)（振幅、振次、篩面傾角和振動(dòng)方向角）通常根據(jù)所選擇的物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)選取。篩上物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)直接影響 松垛機(jī) 的篩分效率和生產(chǎn)率，所以為合理地選擇篩子的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，必須分析篩上的物料的運(yùn)動(dòng)特性。 松垛機(jī) 的篩面通過偏心輥上下震動(dòng) 松垛機(jī) ，篩面的位移方程式可用下式來表示： ??? c o sc o s)180c o s ( ?????? t （ 2 ??? s 80s ???? t （ 2 式中 : A—— 振幅 ; ? —— 偏心輥 之回轉(zhuǎn)相角， ? =? t; ? —— 偏心輥 之回轉(zhuǎn)角速度； t —— 時(shí)間。 求上式中的 x 和 y 對(duì)時(shí)間 t 的一次導(dǎo)數(shù)與二次導(dǎo)數(shù)，即 得 篩面沿 x 和 y 方向上的速度和加速度： ?? ? t （ 2 ?? y ? t （ 2 第 3 頁 ?? ? t （ 2 ?? y ?? t （ 2 由運(yùn)動(dòng)特征，來研究篩子上物料的運(yùn)動(dòng)學(xué)。物料在篩面上可能出現(xiàn)三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：正向滑動(dòng)、反向滑動(dòng)和跳動(dòng)。 當(dāng) 煙葉 與 篩面一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位移、速度和加速度與篩面的相等。篩面上質(zhì)量為 葉 動(dòng)力平衡條件： 對(duì)質(zhì)量為 m 的顆粒受力分析（如圖 2 1、 煙葉 重力： G （ 2 2、 篩面對(duì)顆粒的反作用力，由 2c o s s i m g m a m A t? ? ?? ? ? ?可以得到： 2c o s s i nN m g m A t? ? ??? （ 2 式中 ? 為篩面傾角 3、 篩面對(duì) 煙葉 的極限摩擦力為： 2( c o s s i n )F f N f m g m A t? ? ?? ? ? （ 2 式中 f 為顆粒對(duì)篩面的靜摩擦系數(shù)。 顆粒沿著篩面開始正向滑動(dòng)時(shí)臨界 條件： c o g F m a? ??（ 2 將 F ， 2與 （ 2替代，且 f （ ? 為滑動(dòng)摩擦角 ） ， 簡化整理得： 2c o s ( ) s i n ( )? ? ???? ? ? （ 2 式中，k?為正向滑始角。 令 c o s ( )?? ? ?，則： 23 0 s i n ( )??? （ 2 式中由上式得知，正向滑動(dòng)系數(shù) 1 第 4 頁 當(dāng) 1的時(shí)候，可以求得使 煙葉 沿著篩面產(chǎn)生正向滑動(dòng)時(shí)最小轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)該為： m i n 2s i n ( )30 ???? （ 2 為了使 煙葉 沿著篩面產(chǎn)生正向滑動(dòng)，必須取篩子轉(zhuǎn)數(shù)。 臨界條件為： s i g F m a? ??（ 2 將 F ， 2與 （ 2替代，并簡化后： 2c o s ( ) s i n ( )? ? ??? ? ? ? （ 2 式中：q?—— 反向滑始角 反向滑動(dòng)系數(shù) 則可以得到： 23 0 s i n ( )??? （ 2 由上式可以知道，反向滑動(dòng)條件 1 當(dāng) 1時(shí)，可以求得使物料沿著篩面反向滑動(dòng)的最小轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)該是： m i n 2s i n ( )30 ???? （ 2 為了使 煙葉 沿著篩面產(chǎn)生正向滑動(dòng)，必須使篩子轉(zhuǎn)數(shù)。 顆粒產(chǎn)生跳動(dòng)的條件是顆粒對(duì)篩面法向壓力 0N? 。 即 c o g m a? ?，或者是 2c o s s i ? ??。 由此可以得到： 2c o s c o s 1s i k k??? ?? ? ? ? （ 2 式中： 物料跳動(dòng)系數(shù) d?—— 跳動(dòng)起始角 第 5 頁 k —— 振動(dòng)強(qiáng)度， 2 拋射強(qiáng)度，它表明物料在篩面上跳動(dòng)的劇烈程度。 上式可以寫成： 0 223 0 c o s 3 0 c o ss i n d ? ? ???（ 2 當(dāng) 1時(shí)或者 1，則顆粒出現(xiàn)跳動(dòng)。 當(dāng) 1??可求得物料開始跳動(dòng)時(shí)的最小轉(zhuǎn)數(shù)為： ???s i nc o （ 2 為了使物料產(chǎn)生跳動(dòng)，必須取篩子的轉(zhuǎn)數(shù) 由于目前使用的 松垛機(jī) 采用跳動(dòng)狀態(tài)，因此要討論跳動(dòng)終止角，跳動(dòng)角及運(yùn)動(dòng)速度。 動(dòng)平均運(yùn)動(dòng)速度 煙葉 從振動(dòng)相角d?起跳，到振動(dòng)相角b?跳動(dòng)終止時(shí)，沿 x 方向的位移為： 2s d ?? ?? = 22s ? ??? gV d ? （ 2 式中葉 起跳時(shí)沿 x 方向的運(yùn)動(dòng)速度： ? s （ 2 由此，則： 2)(s i i n ????? d ??（ 2 同 一時(shí)間內(nèi) ,篩面位移為： ]c o s)[ c o s (c o sc o s3 ???? ??????（ 2 煙葉 在每個(gè)循環(huán)中 ,對(duì)篩面的位移為： ??? ?43= 221 s i ns i n [ c o s ( ) c o s ]2d d ? ? ? ? ? ??? ? ? ? （ 2 第 6 頁 當(dāng)篩子在近似于第一臨界轉(zhuǎn)數(shù)下工作時(shí) ,即 ??360? ，則上式中方括號(hào)內(nèi)的數(shù)值接近于零。 故得到： 221 s i ns i n 2d ? ? ???? （ 2 物料跳動(dòng)平均速度： ]).(s 0 2???? d ???（ 2 當(dāng) ??360? 時(shí) ,則dd ?0? , 0? ? , 因此 , 式（ 2以化簡為： ??? 2s ? dd 2 或者化簡為： d?? （ 2 由式（ 2式（ 2,可以將式（ 2簡為 : )1(30 ?v??（ 2 按 照上式計(jì)算得的結(jié)果與實(shí)際相比 ,計(jì)算值較大 ,因?yàn)槲纯紤]物料特點(diǎn) ,摩擦和沖擊等因素 上式應(yīng)該乘以修正系數(shù)0k, ?k, 所以： )1(300 ?v??（ 2 第 7 頁 工作原理及結(jié)構(gòu)組成 工作原理 如圖 示 圖 過翻箱喂料機(jī)的翻斗將物料全部翻送到偏心輥上，由于輥是偏心 的，旋轉(zhuǎn)時(shí)第 1個(gè)輥轉(zhuǎn)到直徑最大點(diǎn)時(shí)，第 2 個(gè)輥轉(zhuǎn)到直徑最小點(diǎn)，第 3 個(gè)輥轉(zhuǎn)到直徑最大點(diǎn)，第 4 個(gè)輥轉(zhuǎn)到直徑最小點(diǎn)，第 5 個(gè)輥轉(zhuǎn)到直徑最大點(diǎn)，一高一低，象振篩一樣將物料震散，同時(shí)將物料向前運(yùn)送，達(dá)到預(yù)松散的目的。各輥之間的中心距不可調(diào)，輥之間的最小間隙、最大間隙均為固定值，保證最小的煙片不能從兩輥之間掉到皮帶面上，物料都是經(jīng)過最后一個(gè)輥后才掉到皮帶面上，這樣可以防止皮帶與輥之間由于間距小而堵料，也能保證物料都是經(jīng)過震散后才落到皮帶上。偏心輥減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速快，皮帶減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速慢，減速機(jī)變頻調(diào)速，這樣能保證皮帶上的物料 布滿一定厚度。偏心輥內(nèi)管為 ，外包不銹鋼板制成截面為五角星狀的偏心輥，不銹鋼可以防止煙片的腐蝕，美觀大方，有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。 第 8 頁 本結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計(jì) 的煙草 松垛機(jī) 是由 偏心輥裝置 、 撥聊輥?zhàn)?、傳動(dòng)裝置等部分組成。 偏心輥裝置如圖 示 心輥裝置圖 第 1 輥?zhàn)鳛橹鲃?dòng) 偏心輥 裝有 偏心輥 裝減速機(jī)，減速機(jī)的對(duì)側(cè)裝有單排鏈輪， 2、 3、 4輥裝有雙排鏈輪，第 5 輥裝有單排鏈輪，第 1 輥帶動(dòng)第 2 輥，第 2 輥帶動(dòng)第 3 輥，第 3輥帶動(dòng)第 4 輥，第 4 輥帶動(dòng)第 5 輥，各輥之間通過鏈條鏈輪進(jìn)行傳動(dòng)。 各輥的旋轉(zhuǎn)方向相同，運(yùn)行速度相同，能保證物料向前傳遞。 撥料輥?zhàn)友b置如何 示 料輥?zhàn)友b置 撥料輥?zhàn)拥淖饔檬侨~片在松垛機(jī)中打撒后進(jìn)入皮帶輪震動(dòng)松散。 如圖 示 第 9 頁 圖 動(dòng)裝置 傳動(dòng)裝置的松垛機(jī)的動(dòng)力裝置，進(jìn)料口， 撥料輥、傳送帶、偏心輥的運(yùn)動(dòng)都是由傳動(dòng)裝置控制 第 10 頁 力學(xué)基本理論 由文獻(xiàn) [1]可知： 慣性 松垛機(jī) 的振動(dòng)系統(tǒng)是由振動(dòng)質(zhì)量（篩箱和振動(dòng)器的質(zhì)量）、彈簧和激振力（由回轉(zhuǎn)的偏心塊產(chǎn)生的）構(gòu) 成。為了保證篩子的穩(wěn)定工作，必須對(duì)慣性 松垛機(jī) 的的振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，以便找出振動(dòng)質(zhì)量、彈簧剛性、偏心塊的質(zhì)量矩與振幅的關(guān)系，合理地選擇彈簧的剛性和確定偏心塊的質(zhì)量矩。 圖 動(dòng)系統(tǒng)力學(xué)模型圖 圖 示 煙葉 松垛機(jī) 的振動(dòng)系統(tǒng)。為了簡化計(jì)算，假定振動(dòng)器轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心和機(jī)體 (篩箱 )的重心重合．激振力和彈性力通過機(jī)體重心。此時(shí)，篩子只作平面平移運(yùn)動(dòng)。今取機(jī)體靜止平衡時(shí) (即機(jī)體的重量為彈簧的彈性反作用力所平衡時(shí)的位置 )的重心所在點(diǎn) o 作為固 定坐標(biāo)系統(tǒng) (原點(diǎn)，而以振動(dòng)器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心 1o 作為動(dòng)坐標(biāo)系統(tǒng)( 1x 1o 1y )的原點(diǎn)。 偏心重塊質(zhì)量 m 的重心不僅隨機(jī)體一起作平移運(yùn)動(dòng) (牽連運(yùn)動(dòng) )， 而且還繞振動(dòng)器的回轉(zhuǎn)中心線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) (相對(duì)運(yùn)動(dòng) )，則其重心的絕對(duì)位移為： x + 1x ＝ x + ? x +t? y + 1y ＝ y + ?y+t? 式中： r —— 偏心質(zhì)量的重心至回轉(zhuǎn) 偏心輥 線的距離。 第 11 頁 ? —— 偏心輥 之回轉(zhuǎn)角度， ? ＝ t? ,? 為 偏心輥 回轉(zhuǎn)之角速度 ,t 為時(shí)間。 偏心質(zhì)量 m 運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力為： )co s( 222 ????? ?? （ 4 )s 222 ????? ?? （ 4 式中 ? ? 偏心質(zhì)量 m 在 x 與 y 方向之相對(duì)運(yùn)動(dòng)離心力或稱激振力。 在 煙葉 松垛機(jī) 的振動(dòng)系統(tǒng)中，作用在機(jī)體質(zhì)量 M 上的力除了還有機(jī)體慣性力 ??? ?? 和 (其方向與機(jī) 體加速度方向相反 )、彈簧的作用力 ? 和( x 和 y 方向的剛度，彈簧作用力的方向永遠(yuǎn)是和機(jī)體重心的位移方向相反 )及阻尼力 ?和? (c 稱為粘滯阻力系數(shù)，阻尼力的方向與機(jī)體運(yùn)動(dòng)速度方向相反 )。 在單 偏心輥 振動(dòng)系統(tǒng)中，作用在機(jī)體質(zhì)量 M 上的力除了和之外，還有機(jī)體的慣性力和（其方向與機(jī)體的速度方向 相反）、彈簧的作用力，（表示彈簧在方向的剛度），及阻尼力（稱為粘滯阻力系數(shù)，阻尼力的方向與機(jī)體的運(yùn)動(dòng)方向相反）。 當(dāng)振動(dòng)器在作等速 煙葉 周運(yùn)動(dòng)時(shí)，將作用在機(jī)體 M 上的各力，按照理論力學(xué)中的動(dòng)靜法建立的運(yùn)動(dòng)微分方程式為： ? ? x ?? co ?? ??? （ 4 ? ? ? s ?? ???式中： M —— 機(jī)體的計(jì)算質(zhì)量 ?（ 4 式中： 振動(dòng)機(jī)體質(zhì)量 。 篩子的物料重量 。 物料的結(jié)合系數(shù) ， 5.0? 根據(jù)單 偏心輥 松垛機(jī) 運(yùn)動(dòng)微分方程式的全解可知，機(jī)體在 x 和 y 偏心輥 方向的運(yùn)動(dòng)是自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)兩個(gè)簡諧振動(dòng)相加而成的，事實(shí)上，由于有阻尼力存在的緣故，自由振動(dòng)在機(jī)器工作開始后就會(huì)逐漸消失，因此，機(jī)體的運(yùn)動(dòng)就只剩下強(qiáng)迫振動(dòng)了。所 第 12 頁 以，只需要討論公式的特解： ? ?xx ? ?? co s ； ? ?yy ? ?? s （ 4 其特解為： ? ? 22???x??? ? ? 21t a n ??? ?? ? （ 4 ? ? 22????? ? 21t a n ??? ?? ?（ 4 式中： 角為機(jī)體的振幅和相位差和方向機(jī)體的振幅；和為和?。 系統(tǒng)的自振頻率為： ?（ 4 下面根據(jù)圖 分析 煙葉 松垛機(jī) 的幾種工作狀態(tài)： 低共振狀態(tài) ： 即 ? ? 2?? 若取 ? ? 22 ?? ，則機(jī)體的振幅 。在這種情況下，可以避免篩子的起動(dòng)和停車時(shí)通過共振區(qū)，從而能提高彈簧的工作耐久性，同時(shí)能件小 偏心輥 承的壓力，延長 偏心輥 承的壽命，并能減少篩子的能量消耗，但是在這種工作狀態(tài)下工作的篩子，彈簧的剛度要很大，因此，必然會(huì)在地基及機(jī)架上出現(xiàn)很大的動(dòng)力，以致引起建筑物的震振動(dòng)。所以，必須設(shè)法消 振，但目前尚無妥善和簡單的消振方法。 幅和轉(zhuǎn)子角速度的關(guān)系曲線 :共振狀態(tài) 即 ? ? 2?? 。振幅 A 將變?yōu)闊o限大。但由于阻力的存在，振幅是一個(gè)有限的數(shù)值。當(dāng)阻力及給料量改變時(shí)，將會(huì)引起振幅的較大變化。由于振幅不 第 13 頁 穩(wěn)定，這種狀態(tài)沒有得到應(yīng)用。 :超共振狀態(tài) ，這種狀態(tài)又分為兩種情況： （ 1） n 稍 大于 即 K 稍小于 。若取 2? ，則得 ? 。因?yàn)?，所以篩子起動(dòng)與停車時(shí)要通過共振區(qū)。這種狀態(tài)的其它優(yōu)缺點(diǎn)與低振狀態(tài)相同。 （ 2） ，即為遠(yuǎn)離共振區(qū)的超共振狀態(tài)。此時(shí)， ? ? 2??? 。從圖可以明顯地看出：轉(zhuǎn)速愈高，機(jī)體的振幅 A 就愈平穩(wěn)，即 松垛機(jī) 的工作就愈穩(wěn)定。這種工作狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)是：彈簧的剛度越小，傳給地基及機(jī)架的動(dòng)力就愈小，因而不會(huì)引起建筑物的振動(dòng)。同時(shí)，因?yàn)椴恍枰芏嗟膹椈桑Y子的構(gòu)造也簡單。目前設(shè)計(jì)和應(yīng)用的 松垛機(jī) ，通常采用這種工作狀態(tài)。為了減少篩子對(duì)地基的動(dòng)負(fù)荷，根據(jù)振動(dòng)隔離理論，只要使強(qiáng)迫振動(dòng)頻率 ? 大于自振動(dòng)頻率 P? 的五倍即可得到良好的效果，采用這種工作狀態(tài)的篩子，必須設(shè)法消除篩子在起動(dòng)時(shí)， 由于通過共振區(qū)而產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。目前采用的消振方法如前所述。 第 14 頁 數(shù)計(jì)算 由文獻(xiàn) [1]選取和計(jì)算 松垛機(jī) 運(yùn)動(dòng)學(xué)： 參數(shù) 振動(dòng)機(jī)械的工作平面通常完成以下各種振動(dòng)：簡諧直線振動(dòng)、非簡諧直線振動(dòng)、煙葉 周振動(dòng)和橢 煙葉 振動(dòng)等。依賴上述各種振動(dòng)，使物料沿工作面移動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)機(jī)械采用不同的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)（振幅、頻率、振動(dòng)角和傾角）時(shí)，便可使物料在工作面上出現(xiàn)下列不同形式的運(yùn)動(dòng)：相對(duì)運(yùn)動(dòng)、正向滑動(dòng)、反向滑動(dòng)和拋擲運(yùn)動(dòng)。 ，根據(jù)篩子的用途選取， 煙葉 松垛機(jī) 一般取～ 5，直線 松垛機(jī) 宜取4；。難篩物料取大值，易篩物料取小值。篩孔小時(shí)取大值，篩孔大是取小值。本次設(shè)計(jì) 煙葉 松垛機(jī) ， 選取 4? 振動(dòng)強(qiáng)度 K 的選擇。主要受材料強(qiáng)度及其構(gòu)件剛度等的限制，目前的機(jī)械水平 ～ 8 的范圍內(nèi)， 松垛機(jī) 則多取 3～ 6。本次設(shè)計(jì)選擇 K=4。 對(duì)于單 偏心輥 松 垛機(jī) 的傾角為： 作預(yù)先分級(jí)用 00 20~15?? 作最終分級(jí)用 00 對(duì)于 煙葉 松垛機(jī) 一般取 015 ～ 025 ，振幅大時(shí)取小值，振幅小時(shí)取大值。 本次設(shè)計(jì)采用的 煙葉 松垛機(jī) 取 020?? 。 篩箱振幅 A ；是設(shè)計(jì)篩子的重要參數(shù)，其值必須適宜，以保證物料充分分層，減少堵塞，以利透篩。通常取 A =3～ 6中篩孔大者取大值，篩孔小者取小值。本次設(shè)計(jì)選取 A =5 動(dòng)頻率 n ： 按照9000002? 和所確定的 A 值可以求解出頻率值。 r 845520c 005900 000 0 ???????? ? （ 5 際振動(dòng)強(qiáng)度 K 按照下式計(jì)算： 第 15 頁 ???? 52109 （ 5 在本設(shè)計(jì)中 ????? ?? 4 551095252 ，所以符合振動(dòng)強(qiáng)度要求。 篩子的實(shí)際強(qiáng)度： K ； 即篩子的頻率和振幅分別為： A=5 n=845 。 煙葉 松垛機(jī) 的物料運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算： v /)t a 00 ??? （ 5 式中：取修正系數(shù)0K≈ V )20t a ????=s 藝參數(shù)的確定 由文獻(xiàn) [2]選取設(shè)計(jì) 松垛機(jī) 工藝參數(shù)： 1.工藝參數(shù)包括篩面的長度和寬度 、 篩分效率 。 篩面的長度和寬度 由 公式： ?Q 中： Q—— 處理量 ， Q=375t/h F—— 篩面 的工作面積 q—— 單位時(shí)間處理量 ,q=50 2/ 可得出 F=m ,選取篩面長度 L=以 B=F/L=在篩分作業(yè)中，篩分效率是衡量 篩分過程的質(zhì)量指標(biāo)。篩什效率是指篩下產(chǎn)物重量與原料中篩下級(jí)別 (篩下級(jí)別是指原料中所含粒度小于篩孔尺寸的物料 )重量的比值。篩分效率一般以百分?jǐn)?shù)表示。篩分效率可按下式計(jì)算： )100( )(100 ????? a 式中 a —— 原料中篩下產(chǎn)物含量的百分?jǐn)?shù)； ? —— 篩上產(chǎn)物中篩下級(jí)別含量的百分?jǐn)?shù)； 第 16 頁 將 原科和篩上產(chǎn)物進(jìn)行精確的篩分，根據(jù)篩分結(jié)果即可算出篩下級(jí)別含量 a 及 ? 。篩分所用篩面的篩孔尺寸和形狀，應(yīng)與測定篩分效率所用的篩子相同。 篩分機(jī)械的篩分效率與物料的粒度特性、物科的濕度、篩孔形狀、篩面傾角、篩面長度、篩面的運(yùn)動(dòng)特性及生產(chǎn)率等因素有關(guān)。不同用途的篩分機(jī)械對(duì)篩分效率有不同的要求。 表 常德 型 煙葉 松垛機(jī) 的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和工藝參數(shù) 名稱 數(shù)值 名稱 數(shù)值 篩面長度 面寬度 動(dòng)強(qiáng)度 4 拋射強(qiáng)度 4 篩面傾角 200 振動(dòng)方向角 —— 篩箱振幅 5子頻率 845理量 50t/h 物料運(yùn)動(dòng)速度 振動(dòng)器偏心質(zhì)量及偏心距的確定： 由文獻(xiàn) [3] 工作時(shí)，彈簧剛度小，故振幅計(jì)算式中 K 值可以略。 對(duì)于單 偏心輥 松垛機(jī) ： ()M m A m r? ? ? （ 5 式中 M— 振動(dòng)機(jī)體質(zhì)量， M=m — 偏心塊質(zhì)量， A— 篩箱振幅， A=5mm r — 偏心距， r=24號(hào)表示 心在振動(dòng)中心的兩個(gè)不同方向上。 由式（ 3， m=r?45 ?=91慣性 松垛機(jī) 的功率消耗主要是由振動(dòng)器為克服篩子的運(yùn)動(dòng)阻力而消耗的功率 N 和克服 偏心輥 在 偏心輥 承中的摩擦力而消耗的功率 來確定。 電機(jī)的功率為： 第 17 頁 ? ? ? ??1775003 ?? 千瓦 （ 5 式中： C — ，阻力系數(shù)，一般 拋擲指數(shù)較小時(shí)， . 承內(nèi)圈直徑，— rm 4 5?轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)，— ? 傳動(dòng)效率，— 。 滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)—f ， 01.0?f 。 這里對(duì)于滾子 偏心輥 承選取 002.0?f 。 ? ? ? ? 7 5 0 0 50 0 2 0 3 ? ??????N =上式可求 N= 選擇電機(jī) 由文獻(xiàn) [17]，選擇傳動(dòng)電機(jī)型號(hào)為 型— 4160 其額定功率為 n 慣性 松垛機(jī) 起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)需克服偏心質(zhì)量的靜力矩和摩擦力矩，起動(dòng)后由于慣性作用，功率消耗較少，因而需選用高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)。因此，按公式計(jì)算的功率，必須按起動(dòng)條件校核： ?(5式中 : — 電機(jī)的其動(dòng)轉(zhuǎn)矩； — 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩； 0M—— 松垛機(jī) 偏心重量的靜力矩與 偏心輥 承的摩擦靜力矩之和 9550電9550? 146015 =·m (5 i ? ? (5式中： i—— 速比 ? —— 起動(dòng)力矩系數(shù) 取 ? =2.1 i =451460= (5 第 18 頁 因此有 i ? ? = (50M=? (5式中 '0心輥 承的摩擦力矩之和 '0M= 式中 心輥 承的摩擦力矩 91? 2)30 ??m (5式中 20 ?(5將 ? ·m 91? ·m (5將 '0M=·m 將 '00M=m 于以滿足 ?,電機(jī)起動(dòng)校核合格。 表 動(dòng)機(jī)性能 型 號(hào) 型— 4200 轉(zhuǎn)速 460? 功率 第 19 頁 6主要零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 的選擇與計(jì)算 的選擇 根據(jù) 松垛機(jī) 的工作特點(diǎn)，應(yīng)選用大游隙單列向心 煙葉 柱滾子 偏心輥 承。 按照基本額定動(dòng)載荷來選取 軸 承 ?(6式中： C —— 基本額定動(dòng)載荷來 P —— 當(dāng)量動(dòng)載荷 2? =91? (608452 ??)2 = (6— 壽命系數(shù)， 次設(shè)計(jì)選取 2.5 轉(zhuǎn)速系數(shù)，103 = (6 將數(shù)據(jù)帶入公式 (得 C = = 文獻(xiàn) [17]，選 84， 偏心輥 承型號(hào) 3徑 110徑 245 的壽命計(jì)算 偏心輥 承的壽命公式為： 10L=( (6式中 : 1006 r ? —— 為指數(shù)。對(duì)于球 偏心輥 承， ? =3；對(duì)于滾子 偏心輥 承， ? =10/3。 計(jì)算時(shí)，用小時(shí)數(shù)表示壽命比較方便。這時(shí)可將公式 (寫。則以小時(shí)數(shù)表示的偏心輥 承 壽 命 為 ： hL=? (6式中： C —— 基本額定動(dòng)載荷 C = 第 20 頁 n —— 軸 承轉(zhuǎn)數(shù) P —— 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 選取額定壽命為 6000h。 將已知數(shù)據(jù)代入公式 (： 3/106 )4560 10 ??=15249h>6000h 滿足使用要求。 因此設(shè)計(jì)中選用 軸 承的使用壽命為 15249 小時(shí)。 帶的設(shè)計(jì)功率 = 15 = (6式中 : — 工況系數(shù)，查 [11,22 9 得 P —— 傳遞的額定功率， P =15據(jù)輪轉(zhuǎn)數(shù) 1n =1460 文獻(xiàn) [16],[22 1，選 B 型皮帶。 i =451460= (61． 選擇小帶輪的基準(zhǔn)直徑1 文獻(xiàn) [16],[22 14 和 [22 1選取124. 選擇大輪的基準(zhǔn)直徑2 2d=i ?1224=388 查 [11,22 14 取200帶速 帶速常在 V =5～ 25m/s 之間選取 V =100060 11? 100060 ??=s (6心 距和帶的基準(zhǔn)長度 心 距 按 ?0 ?2(1 選取 ,因此有 ?0 ?1280,選 ?0=600 第 21 頁 所需基準(zhǔn)長度0d