蜂窩煤成型機(jī)設(shè)計(jì)[含CAD高清圖和文檔資料]
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第一章 前言 一、 沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的功能和設(shè)計(jì)要求 1、功能 沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國(guó)城鎮(zhèn)蜂窩煤(通常又稱(chēng)煤餅,在圓柱形餅狀煤中沖出若干通孔)生產(chǎn)廠(chǎng)的主要生產(chǎn)設(shè)備,它將煤粉加入轉(zhuǎn)盤(pán)上的模筒內(nèi),經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩煤。 為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤沖壓成型,沖壓式蜂窩煤成型機(jī)必須完成以下幾個(gè)動(dòng)作: 1) 煤粉加料; 2) 沖頭將蜂窩煤壓制成型; 3) 清除沖頭和出煤盤(pán)的積屑的掃屑運(yùn)動(dòng); 4) 將在模筒內(nèi)的沖壓后的蜂窩煤脫模; 圖 1 5) 將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱。 2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1)蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力:30次/min; 2)驅(qū)動(dòng)電機(jī):Y180L-8、功率N=11 kW、轉(zhuǎn)速n=730 r/min; 3)如圖1所示位沖頭3、脫模盤(pán)5、掃屑刷4、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)1的相互位置情況。實(shí)際上沖頭與脫模盤(pán)都與上下移動(dòng)的滑梁2連成一體,當(dāng)滑梁下沖時(shí)沖頭將煤粉壓成蜂窩煤,脫模盤(pán)將已壓成的蜂窩煤脫模。在滑梁上升過(guò)程中掃屑刷將刷除沖頭和脫模盤(pán)上粘附的煤粉。模筒轉(zhuǎn)盤(pán)均布了模筒,轉(zhuǎn)盤(pán)的間歇運(yùn)動(dòng)使加料后的模筒進(jìn)入加壓位置、成型后的模筒進(jìn)入脫模位置、空的模筒進(jìn)入加料位置; 4)為改善蜂窩煤成型機(jī)的質(zhì)量,希望在沖壓后有一短暫的保壓時(shí)間; 5)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 二、 工作原理和工藝動(dòng)作分解 根據(jù)上述分析,沖壓式蜂窩煤成型機(jī)要求完成的工藝動(dòng)作有以下六個(gè)動(dòng)作: 1)加料:這一動(dòng)作可利用煤粉的重力打開(kāi)料斗自動(dòng)加料; 2)沖壓成型:要求沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),在沖頭行程的二分之一進(jìn)行沖壓成型; 3)脫模:要求脫模盤(pán)上下往復(fù)移動(dòng),將已沖壓成型的煤餅壓下去而脫離模筒。一般可以將它與沖頭固結(jié)在上下往復(fù)移動(dòng)的滑梁上; 4)掃屑:要求在沖頭、脫模盤(pán)向上移動(dòng)過(guò)程中用掃屑刷將煤粉掃除; 5)模筒轉(zhuǎn)模間歇運(yùn)動(dòng):以完成沖壓、脫模和加料三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換; 6)輸送:將成型的煤餅脫模后落在輸送帶上送出成品,以便裝箱待用。 以上六個(gè)動(dòng)作,加料和輸送的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單,暫時(shí)不予考慮,脫模和沖壓可以用一個(gè)機(jī)構(gòu)完成。 因此,沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮沖壓和脫模機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)和模筒轉(zhuǎn)盤(pán)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問(wèn)題。 三、 根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 對(duì)于沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定沖壓和脫模盤(pán)、掃屑刷、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的先后順序、相位,以利對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。 沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的沖壓機(jī)構(gòu)為主機(jī)構(gòu),以它的主動(dòng)件的零位角為橫坐標(biāo)的起點(diǎn),縱坐標(biāo)表示各執(zhí)行構(gòu)件的位移起止位置。 圖2 圖2表示沖壓式蜂窩煤成型機(jī)三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。沖頭和脫模盤(pán)都由工作行程和回程兩部分組成。模筒轉(zhuǎn)盤(pán)的工作行程在沖頭的回程后半段和工作行程的前半段完成,使間歇轉(zhuǎn)動(dòng)在沖壓以前完成。掃屑刷要求在沖頭回程后半段至工作行程的前半段完成掃屑運(yùn)動(dòng)。 四、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型 根據(jù)沖頭和脫模盤(pán)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)、掃屑刷這三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可以選擇表1的常用機(jī)構(gòu),這一表格又稱(chēng)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣。 表1 三執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣 沖頭和脫模盤(pán)機(jī)構(gòu) 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 六桿沖壓機(jī)構(gòu) 掃屑刷機(jī)構(gòu) 附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu) 固定移動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu) 模筒轉(zhuǎn)盤(pán)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖 3 圖3(a)表示附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。利用滑梁的上下移動(dòng)使搖桿OB上的掃屑刷掃除沖頭和脫模盤(pán)底上的粉煤屑。圖3(b)表示固定移動(dòng)凸輪利用滑梁上下移動(dòng)使帶有掃屑刷的移動(dòng)從動(dòng)件頂出而掃除沖頭和脫模盤(pán)底上的粉煤屑。 五、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選定和評(píng)價(jià) 根據(jù)表1所示的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣,可以求出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為: N=3×2×3=18 現(xiàn)在,我們可以給定條件、各機(jī)構(gòu)的相容性和盡量使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單等等要求來(lái)選擇方案。由此可選定兩個(gè)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的方案。 方案Ⅰ:沖壓機(jī)構(gòu)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)為槽輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。 方案Ⅱ:沖壓機(jī)構(gòu)為六桿沖壓機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)為不完全齒輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。 兩個(gè)方案的主要區(qū)別在于: 方案Ⅰ中采取的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為沖壓機(jī)構(gòu),該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造以及裝配。但稍有不足的是其增力效果不太明顯,而且保壓時(shí)間不夠長(zhǎng)。方案Ⅱ中采用的是六桿增力機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)的顯著特點(diǎn)便是有很好的增力效果,有較長(zhǎng)的保壓時(shí)間,而且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不易于設(shè)計(jì)與裝配。 方案Ⅰ的模筒轉(zhuǎn)盤(pán)為槽輪機(jī)構(gòu),其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但轉(zhuǎn)動(dòng)速度不是勻速的。而方案Ⅱ的模筒轉(zhuǎn)盤(pán)為不完全齒輪結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)便是運(yùn)動(dòng)相對(duì)平穩(wěn),速度均勻。但模筒轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)工作頭并不工作,基本處于回程狀態(tài),此時(shí)對(duì)模筒轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度沒(méi)有什么要求,故用槽輪機(jī)構(gòu)便能滿(mǎn)足需要。 方案Ⅰ中的掃屑機(jī)構(gòu)是固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,易于設(shè)計(jì)。而方案Ⅱ中采用的是附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)相對(duì)于固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件結(jié)構(gòu)而言,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。但結(jié)構(gòu)相對(duì)鉸復(fù)雜,況且掃屑機(jī)構(gòu)對(duì)運(yùn)動(dòng)的要求不是太高,故用凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)便能滿(mǎn)足要求。 綜上分析,為了使機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單化,易于設(shè)計(jì)制造化,況且本設(shè)計(jì)中的成型機(jī)為簡(jiǎn)易的成型機(jī)設(shè)計(jì),故可選擇簡(jiǎn)單的構(gòu)建。故選擇方案Ⅰ,即沖壓機(jī)構(gòu)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu),模筒轉(zhuǎn)盤(pán)為槽輪機(jī)構(gòu),掃屑機(jī)構(gòu)為凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。 圖 4 六、 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比和變速機(jī)構(gòu) 根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力。它們的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為: 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)采用帶傳動(dòng),其傳動(dòng)比為4.866,第二級(jí)采用齒輪傳動(dòng),其傳動(dòng)比為5。 七、 畫(huà)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 按已選定的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng),畫(huà)出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖。其中三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分也可以稱(chēng)為機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意簡(jiǎn)圖。如圖4所示,其中包括了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組合。如果再加上加料機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu),那就可以完整地表示整臺(tái)機(jī)器的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖。 有了機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖,就可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算和機(jī)器的總體設(shè)計(jì)。 第二章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核 本設(shè)計(jì)中的沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是一種簡(jiǎn)易的低功率的工作機(jī)器,其工作時(shí)工作頭所受的工作壓力可以根據(jù)平時(shí)的手動(dòng)的沖壓式蜂窩煤成型機(jī)器參考確定。 平時(shí)的手動(dòng)的沖壓式蜂窩煤成型機(jī)器由單人操作,其工作力為人力所能達(dá)到的,一般人的體重為60Kg,而加在成型機(jī)上的力應(yīng)和人的體重相當(dāng),大約為50Kg,即500N。所以本設(shè)計(jì)中的沖壓式成型機(jī)工作時(shí)所受到的工作阻力應(yīng)比500N大,本設(shè)計(jì)中取為100Kg,即1000N。 一、 帶傳動(dòng)計(jì)算 1)確定計(jì)算功率Pca 由[1]P156表8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.2,故 Pca=KAP=1.2×11=13.2KW 2)選擇帶的型號(hào) 由Pca及主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1,由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(新版)》圖14.1-2,圖14.1-3以及圖14.1-4選擇V帶型號(hào)為B型V帶。 3)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v。 (1)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(新版)》表14.1-18以及表14.1-19,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑d1=160mm (2)驗(yàn)算帶速v。 V===6.11m/s 因?yàn)?m/s壓縮包目錄 | 預(yù)覽區(qū) |
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