沖壓式機蜂窩煤成型機設計畢業(yè)論文.doc

1第一章前言一、沖壓式蜂窩煤成型機的功能和設計要求1、功能沖壓式蜂窩煤成型機是我國城鎮(zhèn)蜂窩煤（通常又稱煤餅，在圓柱形餅狀煤中沖出若干通孔）生產廠的主要生產設備，它將煤粉加入轉盤上的模筒內，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩煤。為了實現(xiàn)蜂窩煤沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機必須完成以下幾個動作：1）煤粉加料；2）沖頭將蜂窩煤壓制成型；3）清除沖頭和出煤盤的積屑的掃屑運動；4）將在模筒內的沖壓后的蜂窩煤脫模；5）將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱。2、原始數(shù)據(jù)及設計要求1）蜂窩煤成型機的生產能力：30次/min；2）驅動電機：Y180L8、功率N11kW、轉速n730r/min；3）如圖1所示位沖頭3、脫模盤5、掃屑刷4、模筒轉盤1的相互位置情況。實際上沖頭與脫模盤都與上下移動的滑梁2連成一體，當滑梁下沖時沖頭將煤粉壓成蜂窩煤，脫模盤將已壓成的蜂窩煤脫模。在滑梁上升過程中掃屑刷將刷除沖頭和脫模盤上粘附的煤粉。模筒轉盤均布了模筒，轉盤的間歇運動使加料后的模筒進入加壓位置、成型后的模筒進入脫模位置、空的模筒進入加料位置；4）為改善蜂窩煤成型機的質量，希望在沖壓后有一短暫的保壓時間；5）機械運動方案應力求簡單。二、工作原理和工藝動作分解根據(jù)上述分析，沖壓式蜂窩煤成型機要求完成的工藝動作有以下六個動作：1）加料：這一動作可利用煤粉的重力打開料斗自動加料；2）沖壓成型：要求沖頭上下往復運動，在沖頭行程的二分之一進行沖壓成型；3）脫模：要求脫模盤上下往復移動，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在上下往復移動的滑梁上；4）掃屑：要求在沖頭、脫模盤向上移動過程中用掃屑刷將煤粉掃除；5）模筒轉模間歇運動：以完成沖壓、脫模和加料三個工位的轉換；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。以上六個動作，加料和輸送的動作比較簡單，暫時不予考慮，脫模和沖壓可以用一個機構完成。因此，沖壓式蜂窩煤成型機運動方案設計重點考慮沖壓和脫模機構、掃屑機構和模筒轉盤間歇轉動機構這三個機構的選型和設計問題。圖12三、根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調要求擬定運動循環(huán)圖對于沖壓式蜂窩煤成型機運動循環(huán)圖主要是確定沖壓和脫模盤、掃屑刷、模筒轉盤三個執(zhí)行構件的先后順序、相位，以利對各執(zhí)行機構的設計、裝配和調試。沖壓式蜂窩煤成型機的沖壓機構為主機構，以它的主動件的零位角為橫坐標的起點，縱坐標表示各執(zhí)行構件的位移起止位置。圖2表示沖壓式蜂窩煤成型機三個執(zhí)行機構的運動循環(huán)圖。沖頭和脫模盤都由工作行程和回程兩部分組成。模筒轉盤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，使間歇轉動在沖壓以前完成。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動。四、執(zhí)行機構的選型根據(jù)沖頭和脫模盤、模筒轉盤、掃屑刷這三個執(zhí)行構件動作要求和結構特點，可以選擇表1的常用機構，這一表格又稱為執(zhí)行機構的形態(tài)學矩陣。表1三執(zhí)行機構的形態(tài)學矩陣沖頭和脫模盤機構對心曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構六桿沖壓機構掃屑刷機構附加滑塊搖桿機構固定移動凸輪移動從動件機構模筒轉盤間歇運動機構槽輪機構不完全齒輪機構凸輪式間歇運動機構圖3（a）表示附加滑塊搖桿機構。利用滑梁的上下移動使搖桿OB上的掃屑刷掃除沖頭和脫模盤底上的粉煤屑。圖3（b）表示固定移動凸輪利用滑梁上下移動使帶有掃屑刷的移動從動件頂出而掃除沖頭和脫模盤底上的粉煤屑。五、機械運動方案的選定和評價根據(jù)表1所示的三個執(zhí)行機構形態(tài)學矩陣，可以求出沖壓式蜂窩煤成型機的機械運動方案數(shù)為：N=32318現(xiàn)在，我們可以給定條件、各機構的相容性和盡量使機構簡單等等要求來選擇方案。由此可選定兩個結構比較簡單的方案。方案：沖壓機構為曲柄滑塊機構、模筒轉盤為槽輪機構、掃屑機構為固定凸輪移動從動件機構。方案：沖壓機構為六桿沖壓機構、模筒轉盤為不完全齒輪機構、掃屑機構為附加滑塊搖桿機構。兩個方案的主要區(qū)別在于：方案中采取的是曲柄滑塊機構作為沖壓機構，該結構的特點就是結構簡單，易于制造以及裝配。但稍有不足的是其增力效果不太明顯，而且保壓時間不圖2圖33夠長。方案中采用的是六桿增力機構，該機構的顯著特點便是有很好的增力效果，有較長的保壓時間，而且運動平穩(wěn)，但其結構復雜，不易于設計與裝配。方案的模筒轉盤為槽輪機構，其特點是結構簡單，但轉動速度不是勻速的。而方案的模筒轉盤為不完全齒輪結構，該結構的特點便是運動相對平穩(wěn)，速度均勻。但模筒轉盤轉動時工作頭并不工作，基本處于回程狀態(tài)，此時對模筒轉盤的轉動速度沒有什么要求，故用槽輪機構便能滿足需要。方案中的掃屑機構是固定凸輪移動從動件機構，該機構的特點是結構非常簡單，易于設計。而方案中采用的是附加滑塊搖桿機構。該機構相對于固定凸輪移動從動件結構而言，運動平穩(wěn)。但結構相對鉸復雜，況且掃屑機構對運動的要求不是太高，故用凸輪移動從動件機構便能滿足要求。綜上分析，為了使機構的結構趨于簡單化，易于設計制造化，況且本設計中的成型機為簡易的成型機設計，故可選擇簡單的構建。故選擇方案，即沖壓機構為曲柄滑塊機構，模筒轉盤為槽輪機構，掃屑機構為凸輪移動從動件機構。六、機械傳動系統(tǒng)的傳動比和變速機構根據(jù)選定的驅動電機轉速和沖壓式蜂窩煤成型機的生產能力。它們的機械傳動系統(tǒng)的總傳動比為：333.2430730執(zhí)行主軸電機總nni機械傳動系統(tǒng)的第一級采用帶傳動，其傳動比為4.866，第二級采用齒輪傳動，其傳動比為5。七、畫出機械運動方案簡圖按已選定的三個執(zhí)行機構的型式及機械傳動系統(tǒng)，畫出沖壓式蜂窩煤成型機的機械運動示意圖。其中三個執(zhí)行機構部分也可以稱為機械運動方案示意簡圖。如圖4所示，其中包括了機械傳動系統(tǒng)、三個執(zhí)行機構的組合。如果再加上加料機構和輸送機構，那就可以完整地表示整臺機器的機械運動方案圖。有了機械運動方案圖，就可以進行機構的運動尺寸設計計算和機器的總體設計。第二章傳動機構的設計與校核圖44本設計中的沖壓式蜂窩煤成型機是一種簡易的低功率的工作機器，其工作時工作頭所受的工作壓力可以根據(jù)平時的手動的沖壓式蜂窩煤成型機器參考確定。平時的手動的沖壓式蜂窩煤成型機器由單人操作，其工作力為人力所能達到的，一般人的體重為60Kg，而加在成型機上的力應和人的體重相當，大約為50Kg，即500N。所以本設計中的沖壓式成型機工作時所受到的工作阻力應比500N大，本設計中取為100Kg，即1000N。一、帶傳動計算1）確定計算功率Pca由1P156表8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.2，故Pca=KAP=1.211=13.2KW2）選擇帶的型號由Pca及主動輪轉速n1，由機械設計手冊（新版）圖14.1-2，圖14.1-3以及圖14.1-4選擇V帶型號為B型V帶。3）確定帶輪的基準直徑dd并驗算帶速v。(1)由機械設計手冊（新版）表14.1-18以及表14.1-19，取小帶輪的基準直徑d1=160mm(2)驗算帶速v。V=10006011ndd=100060730160=6.11m/s因為5m/sv30m/s，故帶速合適。計算大帶輪的直徑d2=id1=4.866160=778.564）確定中心距a和基準長度Ld根據(jù)機械設計手冊（新版）表14.1-11中的公式，有0.7(d1+d2)az(d1+d2)即656.992mma1877.12mm初取中心距a0=800mmLd=2a0+2(d1+d2)+02124add=3193.11mm由1P14