基于HDPEPVC塑料管材無屑切割機結構設計

1、摘要通過對國內外塑料管材機械生產線的研究分析，確定了無屑切割機做為本課題的主要設計內容。無屑切割機用于塑料管材的定長切割，在切割過程中機架上的移動臺可以沿著管材擠出方向移動，并保持與管材的同步進給速度。在切割機的前部裝有托輪裝置，托輪起到支撐和導向的作用，針對不同管徑時要予以調節(jié)。當翻料架上的行程開關或編碼器發(fā)出切割信號后，機器夾緊裝置上的夾緊控制裝置夾牢管材，使管材在切割過程中相對固定，夾緊裝置為夾緊塊哈夫夾緊，在切割不同規(guī)格的管材時，調換相對應的哈夫塊。切割工作指令的實現由電機通過V 帶傳動，而刀片的切削進給由氣缸活塞桿緩緩推進而進行的，氣缸推力的大小可由氣缸的調節(jié)閥調節(jié)。刀片的無屑切割進

2、給由移動盤和左右移動架來完成的，其中筒軸由軸承支承和定位，所以旋轉中心不變使切割機切割管材端面平整，尺寸規(guī)范。進刀深度由氣缸導向桿旁邊的限位調節(jié)絲桿調節(jié)控制。不同規(guī)格的厚度管材，調節(jié)絲桿的調節(jié)量大小不同。設計過程中查閱了大量國內外的相關資料，所做的設計運用所學的所有專業(yè)課程。下文主要闡述塑料管材無屑切割機總體結構設計。切割機設計主要包括，帶傳動機構、夾緊機構、切割機構、切屑工作臺移動導軌、機架設計。關鍵詞: 塑料管材；切割機；無屑式 AbstractThrough to the domestic and foreign plastics tubing mechanical production

3、 line research analysis, had determined the non- filings cutter does for this topic main design content. The non-filings cutter uses in the plastic tubing to decide long cuts, in cuts process rack from the movingplation to be allowed to squeeze out the traverse along the tubing, and the maintenance

4、and tubing synchronization enters for the speed. Is loaded with in the cutter front part holds a turn of equipment, holds the wheel to play the strut and the guidance role, in view of different caliber when must give to adjust. After turns material on the limit switch or the encoder sends out cuts t

5、he signal, machine clamp clamps the control equipment firm tubing, causes the tubing in to cut in the process to be relatively fixed, the clamp for clamps block Haff to clamp, when cuts the different specification the tubing, exchanges Haff block which corresponds.Cuts the working order the realizat

6、ion by the electrical machinery through V belt transmission, but the bit cutting for slowly pushes by the cylinder piston rod then carries on, the air cylinder thrust for cesize may by the air cylinder regulating valve adjustment. The bit non-filings cut for by move, casing of axis which the shiftin

7、g plate and about movingplation completes by bearing supporting and localization, therefore the center of rotation invariablely causes the cutter to cut the tubing end surface to be smooth, size standard. Bit the depth guides nearby the pole by the air cylinder the spacing adjustment lead screw regu

8、lating control. The different specification thickness tubing, adjusts the lead screw the adjustment quantity size to be different. In the design process has consulted the massive domestic and foreign correlation data, does the design utilization studies all specialized curricula. As follows main ela

9、boration plastic tubing non- filings cutter overall structural design.The cutter design mainly includes, brings the transmission system, to cut the organization, to clamp the organization, Cutting- filings the work table moves the guide rail, the rack design.keywords: Plastic tubing Cutter Non- fili

10、ngs type目 錄1 緒論11.1 引言及HDPE/PVC簡介11.2 塑料管材生產線工作流程簡介2 塑料管材生產線結構組成（本文僅以PVC 波紋管為例）2 塑料管材生產過程21.3 PVC 管材生產線特點31.4 設計方案的選擇比較31.5 設計方案綜述42 帶傳動機構設計62.1 V 帶機構設計6 V 帶的選擇6 帶傳動的分類（根據截面形狀不同）和性能比較62.2 V 帶傳動的設計計算72.3 帶輪結構設計10 V 帶輪的設計要求：102.3.2 帶輪材料的選用10結構尺寸的設計10 帶輪的輪槽尺寸11 帶傳動的彈性滑動與打滑123 夾緊機構設計143.1 夾緊裝置組成部件143.2

11、夾緊塊材料的選擇143.3 托輪裝置15組成部件15托滾材料的特殊選擇154 切割機構設計164.1 切割機構概要16切割部件的組成164.1.2 工作原理164.2 傳動旋轉裝置的設計16旋轉部件164.2.2 傳動體的尺寸計算164.3 軸承的選用及潤滑17軸承的類型17軸承材料選擇17設計中所選軸承介紹174.4 軸承驗算校核18軸承的潤滑19軸承的密封裝置205 切屑工作臺導軌設計215.1 導軌材料選用215.2 導軌的潤滑與保護22導軌的潤滑22導軌的保護236 機架結構設計246.1 機架設計概要246.2 機架材料的選擇256.3 機架材料時效處理266.4 機架結構尺寸27結

12、 論28致 謝29參考文獻30附錄31附錄1：311 緒論1.1 引言及HDPE/PVC簡介隨著國民經濟的不斷發(fā)展,多種類型的塑料管材廣泛的運用于石油，化工，農業(yè)，輕工和服務業(yè)等不同的行業(yè)的各種場合。在各大中小城市政公共建設工程中，一些新型大口徑管材（聚乙烯管、硬聚氯乙烯管等)不斷涌現，在城市基礎建設中，塑料管材以輕便、實用、環(huán)保、不易腐蝕等優(yōu)勢，在我國城鄉(xiāng)供水、排水、燃氣以及市政公用工程等領域的應用將替代原來應用的混凝土排水管，解決了由于管道的粗、大、笨，造成的運輸不便利，運輸費用高，加上施工需要大的機械設備而造成施工不便。同時，塑料管材由于其輕便，帶來運輸方便，施工方便，接口處理容易而倍受

13、用戶的青睞。據相關媒體報道，未來10 年國家用于污水治理的總投資將超過3000億元，南水北調治污規(guī)劃，流域治污工程，環(huán)渤海碧海藍天工程及北京-青島迎奧運環(huán)境治理工程等重大項目都已列入國務院已批準和即將實施的計劃中，國家宏觀經濟發(fā)展規(guī)劃也將市政排水、排污工程推廣提到了議事日程并實施。隨著塑料管原材料合成生產，管材制造設備和生產技術替代傳統(tǒng)材料制作的排水管將成為必然發(fā)展趨勢。同時在各種場合對不同的工況所使用的塑料管材機械也不盡相同，近年來由于塑料管材機械的應用范圍的擴大，品種的增多以及質量的不斷提高，對加工設計塑料管材機械提出了更高的要求，特別是在一些大型的塑料管材流水線上，塑料管材機械中的切割機

14、承擔了很重要的工作任務。這些塑料管材切割機要求運行平穩(wěn),使用壽命長，切割管材精度高。為此各廠家為了根據自己的需要，出于經濟性和戰(zhàn)略方向的考慮，自行設計結構簡單可靠，生產價格便宜的塑料管材切割機。其中無屑切割機相比較其他形式的切割機有著許多優(yōu)勢，諸如在切割過程中不產生鋸屑，管材端面平整光滑、美觀、無毛刺，其刀片用高速合金鋼制造，堅固耐用，是有齒鋸片切割機的換代產品，可與任何廠家生產線配套使用。高密度聚乙烯(HDPE). HDPE是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳 白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數生活和工業(yè)用化學品的特性。某些種類的化學品會產生化

15、學腐蝕，例如腐蝕性氧化劑（濃硝酸），芳香烴（二甲苯）和鹵化烴 （四氯化碳）。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能，特別是絕緣介電強度高，使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。PVC材料是塑料裝飾材料的一種。PVC是聚氯乙烯材料的簡稱，是以聚氯乙烯樹脂為主要原料，加入適量的抗老化劑、改性劑等，經混煉、壓延、真空吸塑等工藝而成的材料。 PVC材料具有輕質、隔熱、保溫、防潮、阻燃、施工簡便等特點。規(guī)格、色彩、圖案繁多，極富裝飾性，可應用于居室內墻和吊頂的裝飾，是塑料類材料中應用最為廣泛的裝飾材料之一。HD

16、PE/PVC扣板的優(yōu)點主要有以下幾方面：1）質量輕、隔熱、保溫、防潮、阻燃、耐酸堿、抗腐蝕。 2）穩(wěn)定性、介電性好，耐用、抗老化，易熔接及粘合。 3）抗彎強度及沖擊韌性強，破裂時延伸度較高。 4）通過捏合、混煉、拉片、切粒、擠壓或壓鑄等工藝極易加工成型，可滿足各種型材規(guī)格的需要。 5）表面光滑、色澤鮮艷、極富裝飾性，裝飾應用面較廣。 6）施工工藝簡單，安裝較為方便。1.2 塑料管材生產線工作流程簡介 塑料管材生產線結構組成（本文僅以PVC 波紋管為例）1）自動上料干燥機雙頭擠出機塑料管材模具成型機牽引機切割機擴口機（翻料架）2）其中成型機分為：立式和臥式結構；根據客戶的要求而選擇。3）擠出機：

17、擠出機可根據用戶原料情況特殊設計，HDPE/PVC 采用新型高效單螺桿擠出機，PVC 采用大型平雙或錐雙擠出機4）成型機及模具：成型機及機頭精度高，模塊互換性好，模塊冷卻方式有風冷和水冷兩種，可實現在線擴口，確保成型管材的各項性能指標，優(yōu)質的白鋼刃無屑切割機具有優(yōu)圖1-1 PVC管材生產線異的切割精度。整條生產線采用西門子人機界面控制系統(tǒng)，具有很高的自控功能。 塑料管材生產過程此次塑料管材的材料選用HDPE/PVC 屬于熱塑性聚合物。這類聚合物具有線型分子結構，加熱時可以熔融，冷卻后又凝固成型，再加熱可再熔融且不改變材料的基本結構和性能。自動上料干燥機進行吞料處理將HDPE，PP, PVC 等

18、塑料顆粒料輸送到達擠出機，經過加熱圈的加熱，熔融狀態(tài)下的塑料通過旋轉的擠出機螺桿進入管材模具（配有水套）流入到成型機，在成型機內進行冷卻、抽真空的同步處理，接著由配套的牽引機將冷卻成型的管材勻速拉出來，最后根據實際所需的管材長度進行切割處理 。1.3 PVC 管材生產線特點PVC 管材生產線是專門為生產PVC 管材而設計的，主要包括錐形雙螺桿擠出機、PVC管材模具、真空定徑水箱、噴淋冷卻水箱、牽引機、切割機和翻轉臺。錐形雙螺桿擠出機:先進的獨特的設計理念保證了PVC料的高效擠出，結合了塑化理念的、獨特的螺桿設計能夠保證原料的塑化均勻、高產量擠出。先進的控制系統(tǒng)為設備穩(wěn)定運行提供了保障。PVC

19、擠出模具: 創(chuàng)新的螺旋分流結構避免了大口徑管材表面的分流痕，具有理想停留時間的截面結構可以使熔融料充滿整個橫截面，使原料在溫度可控制下進一步均勻分布融化，這保證了PVC 產品的顯著特性。真空定徑水箱: 主要材質為不銹鋼，對于大口徑的管材要配備兩級真空，精確的水位、水溫自動控制系統(tǒng)，先進地循環(huán)過濾系統(tǒng)。噴淋冷卻水箱: 特殊的噴淋設計保證管材冷卻速度快、效果好，精確的水位、水溫自動控制系統(tǒng)，先進的循環(huán)過濾系統(tǒng)和閥門等元件，不銹鋼材質增強了設備的視覺效果。牽引機: 獨立的速度節(jié)、靈活的牽引方式和高可靠的傳動系統(tǒng)保證了管材的高效、高質量正常擠出。特殊的整體傳動系統(tǒng)避免了獨立傳動的不同步性，先進的四桿傳

20、動結構使牽引機的四條履帶定位于中心，精確的壓力調節(jié)系統(tǒng)可以牽引力得到靈活地調節(jié)。切割機: 切割機的全液壓設計保證了切割時靈活的壓力，鋸片位置與切割深度的靈活調節(jié)。獨特的功率輸入系統(tǒng)保證了行星切割的可靠性。低噪音強力吸屑系統(tǒng)和獨特的無屑切割裝置能保證無屑切割，具有自動角斜切功能。1.4 設計方案的選擇比較經過反復調研，查閱相關資料，我們根據塑料管材切割機工況要求，提出了以下三種方案：方案一：直接運用步進電動機和帶傳動來實現滑架的往復運動，通過步進電動機的正反轉程序控制往返運動，用單片機控制驅動電路來設置相關的運動參數。方案二：運用步進電機和齒輪齒條來實現滑架的往返運動，通過步進電機的正反轉，齒條

21、固定在滑架上，利用齒輪齒條間的傳動來實現往返運動。方案三：運用普通電動機，帶傳動。通過電動機可以獲得運動需要的動力，帶傳動機構提供相應的速度和節(jié)奏，實現不同的速比，節(jié)奏，步長以及滑架的運動軌跡。經過可行性調研，我們發(fā)現方案三是合理的，也是最有實際意義的，同時，經濟性也能很好的實現，方案一中步進電機的功率和工況要求中的中度沖擊問題對步進電機的影響不能很好的解決，而且步進電機擁有一個很明顯的優(yōu)點，就是它能夠精確的正反轉功能，因為步進電機是將電脈沖信號轉化為角位移，或線位移的開環(huán)控制元件，在非超載的情況下電機的轉速，停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載的變化而影響，即給電機加一個脈沖

22、信號,電機則轉過一個步距角，這一線性關系的存在，加上步進電機只有同期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度控制領域用步進電機來控制變的非常簡單，而且低速精度高。雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。方案二也存在類似的問題，而方案三都能很好的實現，而且普通電動機容易選擇，帶傳動機構，結構可靠，穩(wěn)定性高,可以允許有一定的沖擊，故此方案較合理。在整個設計過程中，帶傳動機構和切割系統(tǒng)的設計和分析應是本課題的重點，運用機械設計

23、和機械原理的相關內容來設計，設計的主要內容應包括切割機的切割機構和夾緊和傳動系統(tǒng)的運動。本課題的難點是帶傳動的運動分析和移動機構動力分析以及各連接軸的計算設計。1.5 設計方案綜述無屑切割機是一種基于優(yōu)質白鋼刀片的高速進給切割,用于塑料管材的定長切割，電動機通過帶傳動裝置，驅動移動盤和筒軸在切屑機構架中旋轉,同時調節(jié)汽缸的壓力,推動工作臺移動.塑料管材在被切割過程中，機架上的移動臺可以沿著管材擠出方向移動，并保持與管材的同步進給速度。在切割機的前部和后部裝有托輪裝置，托輪起到支撐和導向的作用，針對不同管徑時要予以調節(jié)。當翻料架上的行程開關或編碼器發(fā)出切割信號后，機器夾緊裝置上的夾緊控制裝置夾牢

24、管材，使管材在切割過程中相對固定，夾緊裝置為夾緊塊哈夫夾緊，在切割不同規(guī)格的管材時，調換相對應的哈夫塊。切割機塑料管材切割機的作用主要是將連續(xù)擠出成型的塑料管材按照預設長度切割成段，同時根據不同的技術要求，切割成平或倒角。新型無屑管材切割機配置了高性能的驅動系統(tǒng)，采用科學合理的設計，可廣泛用于在線切割PP-R、PP-B、PP-C、PP-H、PE-RT、PEX等冷熱水管、燃氣管、硅芯管等。1）2）3）設計的意義：塑料管材切割機在自動化流水線上的充分運用能提高工廠的生產率，減輕工人的勞動強度，為實現車間無人化提供了可靠的條件。設計的主要目的：培養(yǎng)我們綜合應用所學基本知識和基本技能去分析和解決專業(yè)范

25、圍內的一般工程技術問題的能力，培養(yǎng)我們建立正確的設計思想、掌握工程設計的一般程序、規(guī)范和方法，培養(yǎng)我們收集和查閱資料和運用資料的能力。通過畢業(yè)設計，進一步鞏固、擴大和深化我們所學的基本理論、基本知識和基本技能，提高我們設計、計算、制圖、編寫技術文件，正確使用技術資料、標準手冊等工具書的獨立工作能力。通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)我們嚴肅認真、一絲不茍和實事求是的工作作風，樹立正確的生產觀、經濟觀和全局觀，從而實現我們向工程技術人員的過度，同時學會調查、研究、收集技術資料的方法。2 帶傳動機構設計2.1 V 帶機構設計2.1.1 V 帶的選擇V 帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應的輪槽。傳動時，V 帶只

26、和輪槽的兩個側面接觸，即以兩側面為工作面。根據槽面摩擦的原理，在同樣的張緊力下，V 帶傳動較平帶傳動能產生更大的摩擦力。這是V 帶傳動的最大性能上的優(yōu)點。再加上V 帶傳動允許的傳動比較大，結構緊湊，以及V 帶多已經標準化并大量生產等優(yōu)點，因而結合多種元素，本次設計，本人選擇V 帶。1）為了保證V 帶與帶輪輪齒的正確嚙合和良好接觸，必須滿足帶輪沿節(jié)圓度量的周節(jié)必須與V 帶的周節(jié)相等，或者帶與帶輪的模數相等，當m>2 時，帶輪的齒槽角應與V 帶的齒形角相等。2）為了防止工作時V 的脫落，一般在小帶輪兩邊裝有擋邊。當帶輪軸垂直安裝時，兩輪一般都需有擋邊，或至少主動輪的兩側和從動輪的下側裝有擋邊

27、。3）V 帶傳動設計計算時應保證V 帶有足夠的強度，以承受張緊力，預緊力，離心力，圓周力不發(fā)生失效。4）V 帶的強度計算主要應該限制作用在V 帶單位寬度上的拉力，以保證一定的使 用壽命。帶傳動是兩個式多個帶輪之間用帶作為撓性拉拽零件的傳動。工作時借助零件之間的摩擦（或嚙合）來傳遞動力或運動。 帶傳動的分類（根據截面形狀不同）和性能比較1）可分為：平帶運動 V 帶運動 同步帶傳動 多楔帶傳動 見表2-1表2-1 帶傳動分類分類優(yōu)點缺點平帶傳動結構簡單，容易制造，在傳動中心距較大的場合應用多V 帶運動在同樣的張緊力下，帶傳動較平帶傳動能產生更大的摩擦力。高速時跳動性較大，傳動不穩(wěn)定。同步帶傳動兼有

28、平帶傳動和帶傳動的優(yōu)點，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結構要求緊湊的場合。多楔帶傳動無滑動，能保證固定的傳動比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小。2）帶傳動的工作情況系數可以 由表2-2查出表2-2 V 帶傳動的工作情況系數KA載荷變化情況瞬時鋒值載荷定工作載荷每天工作小時數/h1010-1616平穩(wěn)1.201.401.50小150%1.401.601.70較大150%-250%1.601.701.85很大250%-400%1.701.852.002.2 V 帶傳動的設計計算結合所學課程知識知道,帶傳動的主要實效形式是打滑和疲勞破壞.因此帶傳動的設計基準應該是:在保證帶傳動不打滑的情

29、況下,具有一定的疲勞強度和壽命.參閱機械設計可知,帶打滑時的有效拉力 見式（2.1） 再由帶的最大應力可知 式（2.2）結合（2.1）和（2.2）得V帶的疲勞強度條件為 式（2.3）式中 為在一定條件下，由帶的疲勞強度所決定的許用應力。將式（2-2）代入（2-1），則得 式（2.4）將式（2-4）代入式（帶所傳遞的功率），可得出單根V帶所允許傳遞的功率為 式（2.5）由實驗得出，在次循環(huán)應力下，V帶的許用應力為根據所選電動機型號可有以下計算過程電動機型號為Y1124 額定功率為P=3.2KW 轉速n=1440r/min 傳動比i=2.8一天工作時間£ 10 小時。1）確定計算功率由機

30、械設計P151 表8-6 查得工作情況系數A k =1.2，故2） 選取窄V 帶帶型根據，n1由機械設計P152 表8-9 確定選用SPZ型。3） 確定帶輪基準直徑查表P145和P153 可得主動輪的基準直徑.根據式，從動輪的基準直徑. 根據機械設計表8-7 可知，取 =200mm. 驗算帶的速度帶的速度是可以符合要求。4） 確定窄V 帶的基準長度和傳動中心距根據,初步確定中心距 式(2.6)根據計算帶的基準長度由表8-2可以查得，選帶的基準長度又因為計算實際的中心距5） 驗算主動輪上的包角,見式（2.7） 由式 式(2.7) 則主動輪上的包角是符合要求的。6） 計算V帶的根數Z,見式（2.8

31、）查表8-5c和8-5d得表2-3 包角系數小帶輪包角/（）小帶輪包角/（）10.910.990.890.980.880.960.860.950.840.930.820.92查表2-3 得到， 查表8-2得到，則 取z=2 跟。7）計算預緊力 式（2.9）查 機械設計 表8-4 得 q=0.07kg/m, 故8）計算在軸上的作用力見式（2.10） 由式得 式(2.10)2.3 帶輪結構設計2.3.1 V 帶輪的設計要求：1） 質量小；結構工藝性好；無過大的鑄造內應力；2） 質量分布均勻，轉速高的時候要經過動平衡；3） 輪槽工作面要精細加工，以減少帶的磨損；4） 各槽的尺寸和角度應該保

32、持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等；2.3.2 帶輪材料的選用常用帶輪材料的性能比較見表2-4表2-4 常用帶輪材料性能比較材料種類及牌號特點和應用鑄鐵HT200 或HT150汽缸，齒輪，低架，襯筒，一般機床鑄有導軌的床身及中等壓力油缸球墨鑄鐵QT400-18減速器箱體，管路，閥體，壓縮機汽缸，撥叉，離合器殼鑄鋼ZG310-57各種形狀的機件Q235金屬結構件，心部強度要求不高的滲碳或碳氮共滲零件，吊鉤，拉桿，汽缸，輪軸。結合實際市場的產品情況，帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用的牌號為HT200；但在設計時候 考慮到轉速較高的時候宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后 焊接而成；小功率時可采用鑄鋁。本次設計，

33、我采用的是以鑄鐵HT200 為材料的帶輪。工藝要求：帶輪的成型后，為保證其在工作載荷下有較強的硬度，和使用壽命。我們一般對其進行發(fā)黑處理，使硬度達到HBS128192結構尺寸的設計結合所學課程的相關的知識，我們可以知道鑄鐵制V帶輪的典型結構有以下幾種形式：1）實心式 結構復雜，不適用于兩軸中心距較大的場合。2）腹板式 過載時打滑，會致使薄弱零件損壞。3) 孔板式 v帶有接頭，富有彈性，能緩沖、吸振、傳動平穩(wěn)無噪聲。4）橢圓輪輻式 不能精確的保證傳動比。帶輪結構的選用原則：（1） 帶輪的基準直徑時，可采用實心式；（2）時，可采用腹板式；（3） 當時，可采用孔板式；（4） 時，可采用橢圓輪輻式；所

34、以本次設計采用實心式v帶輪。 帶輪的輪槽尺寸帶輪的結構設計：1）主要是根據帶輪的基準的直徑選擇結構形式；2）根據帶的截型確定輪槽尺寸見表2-5； 表2-5 帶的截型確定輪槽尺寸項目符號槽深 YZ SPZA SPAB SPBC SPC D E基準寬度5.38.511.014.019.027.032.0基準線上槽深1.62.02.753.54.88.19.6基準線下槽深 4.77.0 9.08.7 11.010.8 14.014.3 19.0 19.9 23.4槽間距e80.3120.3150.3190.425.50.5370.644.50.7第一槽對稱面至端面的距離f7181最小輪緣厚度55.5

35、67.5101215續(xù)表2-5帶寬度BB=(z-1)e+2f z-輪槽數外徑輪槽角度相應的基準直徑->60->80>118>190>315>475極限偏差3）帶輪的其他結構尺寸可以根據如下經驗公式得到 =(1.8 2) ,d為軸的直徑。 （0.2 0.3）（ ） （ ）B L=(1.5 2)d， 當B<1.5d,時，L=B 式中: P傳遞的功率,單位為KW;n帶輪的轉速,單位為r/min;輪輻數。 帶傳動的彈性滑動與打滑表2-6帶傳動的彈性滑動與打滑比較彈性滑動打滑相同點不同點現象性質影響3 夾緊機構設計3.1 夾緊裝置組成部件氣缸、導柱、導座、導套、

36、哈夫塊、哈夫卡盤等構成。見圖3-1 圖3-1 夾緊部件組圖在機器的前部和后部各有一對夾緊裝置,分別由二塊裝于夾緊塊上的哈夫卡盤組成.對于不同規(guī)格的管徑要換不同的哈夫卡盤.哈夫卡盤規(guī)格隨所切割管材管徑而定。哈夫為“half”的音譯，半圓的卡盤在機械加工中稱作哈夫塊、哈夫卡盤。更換哈夫卡盤,擰緊螺釘后無須調節(jié),上下氣缸合攏時就自然對中.哈夫卡盤的夾緊力可以調節(jié),這是通過氣動三聯(lián)件上的調壓閥進行的,順時針增壓反之減壓.在保證管材不打滑的情況下調至最低壓力值,以免管材變形.中心調節(jié)通過安裝在導柱上,兩哈夫中間的限位塊限制下哈夫行程來調節(jié)中心.3.2 夾緊塊材料的選擇哈夫塊在夾緊裝置中的作用非常重要，它

37、是保證切割刀片按照設計要求快速切斷管材的前提條件，因為管材在切割的行徑中任何的跳動、偏移都是會影響最后管材的切割精度。所以在哈夫塊的選材方面也是有較高的要求，既要滿足部件設計的工藝要求，又要保障產品的切割精度。夾緊塊材料的選擇為鑄造鋁合金，適用于砂型、金屬型鑄造系鋁硅銅鎂錳鈦多元合金，其優(yōu)點：1）鑄造性能良好，流動性好，充型能力優(yōu)良，一般無熱裂傾向，線收縮小，氣密性高，可經受高壓氣壓和液壓的作用；2）在熔煉中需進行變質處理，可經熱處理強化，在鑄態(tài)或熱處理后的力學性能是鉛硅系合金結合熱塑性工程材料的特點，本次設計中我選則鑄造鋁合金中的，ZL102 做為哈夫塊的材料。ZL102 不僅有著熔點低，流

38、動性好，質量輕，易于鑄造的特點，對保障擠出的管材表面光潔度有很好的作用。3.3 托輪裝置組成部件托滾，托滾軸，支架，托滾架，調節(jié)絲桿。見圖3-2圖3-2托輪裝置組圖托滾材料的特殊選擇由第一章我們知道，管材的材料為HDPE/PVC屬于熱塑性聚合物。這類聚合物具有線型分子結構，加熱時可以熔融，冷卻后又凝固成型，再加熱可再熔融且不改變材料的基本結構和性能。前后托輪的調節(jié)是在夾緊裝置將管材夾緊后進行,將托輪調至管材處于水平狀態(tài) .當翻料架上的行程開關或編碼器發(fā)出切割信號后，機器的夾緊裝置上的夾緊裝置夾牢管材，使管材在切割過程中相對固定，夾緊裝置為夾緊塊哈夫夾緊，在切割不同規(guī)格的管材時，調換相對應的哈夫

39、塊。4 切割機構設計4.1 切割機構概要切割部件的組成切割部件在切割機的整體設計中是最為復雜的環(huán)節(jié)。見圖4-1它主要由以下幾部分構成： 1） 傳動部件2） 移動盤3） 左右移動架，托滾部件4） 刀具組合部件5） 限位調節(jié)絲桿6） 筒軸7） 汽缸圖4-1 切割部件4.1.2 工作原理 通過圓形白鋼刀片由于刀軸的受力旋轉而自轉并向軸心進給，從而切斷管材。如何實現圓形刀片自轉并向軸心進給，以下分（切割裝置、進刀裝置）兩個部件來研究。切割裝置由電機通過V 帶傳動，而刀片的切削進給由氣缸活塞桿緩緩推進而進行的，氣缸推力的大小可由氣壓泵站的調節(jié)閥調節(jié)。刀片的高速進給切屑，由移動盤推頂左右移動架來完成的，其

40、傳動體由軸承支承和定位。進刀的深度由移動盤旁邊的限位絲桿調節(jié)控制。不同規(guī)格的厚度管材，限位絲杠調節(jié)量大小不同。4.2 傳動旋轉裝置的設計旋轉部件刀片的切屑進給由移動盤推頂左右移動架來完成的，其中筒軸由軸承支承和定位，所以旋轉中心不變使切割機切割管材端面平整，尺寸規(guī)范。筒軸由電機通過帶傳動的。要使切割刀片圍繞管才沿左右移動架運動軌跡進給，必須使其安裝在旋轉的載體上，管材還必須從中通過。這里選擇用筒軸，其必須滿足一定的強度，選擇氮化的38CrMoAlA4.2.2 傳動體的尺寸計算設計此切割機最大的切割管徑為75，因此筒軸的內孔徑必須大于75D=75+孔壁于管材間隙式中D旋轉盤的內孔徑；間隙一般保證

41、20mm左右, 考慮到以后切割大一型號的管材250，則間隙選100mm. ®D=75+（100´2）=2754.3 軸承的選用及潤滑軸承的類型選擇滾動軸承類型時應考慮多種因素的影響，如軸承所受負荷的大小、方向及性質：軸向固定形式，調心性能要求，剛度要求，轉速與工作環(huán)境，經濟性和其他要求。概括起來有以下選擇原則：1）轉速較高，負荷不大，而旋轉精度要求較高時，宜用球軸承。如000、6000型；2）轉速較低，負荷較大或有沖擊載荷時，宜用滾子軸承。如2000 型、3000 型；3）當徑向負荷和軸向負荷都比較大時，宜用角接觸球軸承。如36000型、46000 型。軸承材料選擇1）不銹

42、軸承用鋼9Cr18、9Cr18Mo2）用于耐蝕、耐高、低溫及微型的和在水蒸汽、海水、蒸餾水及硝酸等腐蝕介質中使用的軸承，如潛水泵部件中軸承、石油、化工機械的軸承以及腐蝕性能有很大影響的測量儀器的微型軸承；用于特殊條件下的軸承，例如化學工業(yè)、食品工業(yè)、船舶工業(yè)等要求耐蝕環(huán)境下的工作軸承；主要由馬氏體型高碳鋼不銹鋼9Cr18，耐高溫下不銹鋼軸承Cr14M04，耐腐蝕性要求較高時采用奧氏體型不銹鋼1Cr18Ni9Ti 這類鋼沒有軸承專用標準選擇時要注意軸承的性能要求，可參考GB3086-82 高碳鉻不銹軸承鋼耐腐蝕軸承。無內圈和外圈時，軸和外殼的滾道表面應淬火處理（硬度HRC5864,淬硬層深度0.

43、6-1mm），表面粗糙度Ra 0.32 m m,（一般精度、高精度的Ra 0.20mm）,滾道公差參照GB5846-86,一般孔為G6,軸徑為h5（對d 80mm）或g5(對d 80mm)。設計中所選軸承介紹1）深溝球軸承主要承受徑向載荷，也可同時承受一定的軸向載荷。在軸向載荷不大的時候，也可用以承受純軸向載荷。摩擦?。Σ料禂禐?.00100.0015），適合于高速，工作中允許內，外圈軸線偏斜量 8' 16',相對價格低，故應用最廣泛。本次設計中選擇深溝球軸承6026。2）其他性能軸承概述滾針軸承只能承受徑向載荷，用作軸向游動軸承，徑向尺寸小，適合于徑向安裝空間小的支承結構。

44、目前，滾針軸承一般均裝有保持架，以保持和精確引導滾針。滾針軸承形式很多，除所有保持架滾針軸承（NA0000 型）、無內圈有保持架滾針軸承（RNA0000型）、雙列有保持架滾針軸承(NA6900 型)外，尚有滾針和保持架組件(GB5846-86,無內、外圈)、只有沖壓外圈有保持架（和無保持架）的滾針軸承(GB/T12764),滾輪滾針軸承(GB6445-86,其外圈加厚，既作為軸承外圈，又作為滾輪)。圓錐滾子軸承30000 型，若轉速不高，宜用圓錐滾子軸承。4.4 軸承驗算校核所選的軸承為深溝球軸承，在運動時有輕微的沖擊?，F對其進行校核計算，期望確定有關參數，具體過程如下：軸承徑向載荷, 軸向載

45、荷,軸承的轉n=1250r/min,軸頸直徑可選在50 60范圍內，預期計算壽命為.1）求比值根據機械設計表徑向動載荷系數X 和軸向動載荷系數Y 可查得深溝球軸承的最大e 值為0.44，此時 2）初步計算當量動載荷P，根據式（3.1） 式（4.1）根據表4-2 可知道表4-2 載荷系數載荷性質舉例無沖擊或輕微沖擊 1.0 1.2電機，氣輪機，通風機，水泵中等沖擊或中等慣性力 1.2 1.8車輛，動力機械，起重機，機床，冶金機械強大沖擊1.8 3.0破碎機，振動篩等可以確定 =1.0 1.2，取=1.2通例根據機械設計表徑向動載荷系數X 和軸向動載荷系數Y，得到X=0.56，假設Y=1.5，則3

46、） 根據式 式（4.2）計算出軸承應有的基本額定動載荷值4）按照軸承設計樣本和設計手冊選擇C=61800 N 6000 軸承，此軸承的基本額定靜載荷為。求相對軸向載荷對應的e 值與Y 值，根據機械設計徑向動載荷系數X 和軸向動載荷系數Y 表。（1）對深溝球軸承取,對應的軸向載荷為，在表中介于1.030 1.380 之間，對應的 e 值為0.28 0.30，Y值為1.55 1.45。（2）用線性差值法可求的Y值故 X=0.56， Y=1.55（3） 當量動載荷P（4） 驗算6026軸承的壽命，根據式可得大于預期計算壽命。所以所選6026深溝球軸承滿足條件。軸承的潤滑為使軸承正常運轉，避免零件表面

47、直接接觸，減少軸承內部的摩擦及磨損，提高軸承性能，延長軸承的使用壽命，必須對軸承進行潤滑。軸承使用中，選擇合適的潤滑方式十分重要，軸承的潤滑分為脂潤滑，油潤滑和固體潤滑。軸承常用的潤滑方式，與軸承的速度有較大的關系，一般用滾動軸承的dn 值（d 為滾動軸承內徑，單位為mm; n為軸承轉速，單位為r/mm）表示軸承的速度大小。表4-3 適用于脂潤滑和油潤滑的dn 值界限（表值） mm.r/min軸承類型脂潤滑油潤滑油浴滴浴循環(huán)油油霧深溝球軸承16254060調溝球軸承16254050角接觸球軸承16254060圓柱滾子軸承12254060圓錐滾子軸10162330調心滾子軸承8122025續(xù)表4

48、3推力球軸承461215 1）脂潤滑的優(yōu)點是軸承座，密封結構及潤滑設施簡單，維護保養(yǎng)容易，潤滑不易泄露，有一定的防水、氣、灰塵和其他有害雜質侵入軸承的能力。因此得到了廣泛應用。2）油潤滑的主要性能指標是粘度，轉速越高，應選用粘度越低的潤滑油；載荷越大 ，應選用粘度越高的潤滑油。軸承的密封裝置軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO置的。密封裝置的分類；接觸式和非接觸式接觸式密封: 1）氈圈油封 2）唇形密封圈 3）密封環(huán)非接觸式密封：1） 隙縫密封 2） 甩油密封 3）曲路密封.其他有關的潤滑，密封方法及裝置可參看有關手冊。5 切屑工作臺導軌設計5.1 導

49、軌材料選用導軌材料的搭配情況有：鑄鐵鑄鐵、鑄鐵淬火鑄鐵、鑄鐵淬火鋼、有色金屬鑄鐵、淬火鋼淬火鋼等，前者為動導軌，后者為支承導軌。1）導軌材料及其特點和應用見表5-1：表5-1 導軌材料及其特點和應用材料種類、熱處理或表面處理特點和應用鑄鐵灰鑄鐵HT200、HT300耐磨鑄鐵高磷鑄鐵磷銅鈦鑄鐵釩鈦鑄鐵表面高（中）頻淬火或電接觸淬火或火焰淬火，可達HRC4555。也可表面鍍鉻或鍍鉬。成本低，工藝性好，減振性好。廣泛應用于一般機械。鋼合金工具鋼及滾動軸承鋼 9Mn2V,GCr15, CrWMn整體淬火，HRC60耐磨性比鑄鐵高510 倍。一般時制成導軌條，鑲裝在固定部件上。成本較高，適合于耐磨性要求

50、較高的滑動導軌和滾動導軌。高碳工具鋼T8A，T10A整體淬火，HRC58中碳鋼及合金結構鋼45，40Cr整體淬火，HRC48低碳合金結構鋼20Cr滲碳淬火，HRC61氮化鋼 38CrMoAl氮化，HRC8502）常用高分子材料導軌性能比較見表5-2表5-2 常用高分子材料導軌聚酰胺（尼龍）有良好的沖擊韌性，耐疲勞強度高，有自潤滑作用，吸振性好。但剛度低，導熱性差，線膨脹系數大，常用于不便于潤滑的輕載導軌聚四氟乙烯基滑動導軌軟帶用膠粘貼在導軌體上，經磨削或刮研達到尺寸精度要求。摩擦系數小，低速時無爬行。自潤滑性能良好，耐磨性的鑄鐵導軌的8 倍，廣泛用于精密機械導軌，并可在潤滑不良好的條件下工作。

51、環(huán)氧樹脂耐磨涂料使用時涂布在導軌板上加以壓配和固化。具有低而穩(wěn)定的摩擦系數。用以制作靜壓導軌?？墒归g隙均勻。本次設計的無屑切割機主要的工作臺是基于具有較高耐磨性的滑動導軌。為了保證有很好的切屑性能和常久的使用壽命,故我對導軌的材料要求頗高,經過綜合比較我選用:高碳工具鋼 T8A，T10A。導軌見圖5-1。圖5-1 導軌5.2 導軌的潤滑與保護導軌的潤滑對普通的滑臺導軌，具有良好的潤滑條件是非常重要的，在設計和使用中都必須注意。良好的潤滑可以減少導軌的摩擦，提高切屑的效率；減少磨損，延長壽命；降低溫度，改善工作條件和防止生銹。導軌的潤滑方式很多，對于一般低速的中小型機器的導軌，可以采用油杯潤滑或

52、定時注油潤滑。也可以在運動部件上安裝手動油泵，工作前可拉動油泵幾次進行潤滑，還可借助于任一緩慢旋轉的軸作動力，利用偏心輪作用。在軸端裝一簡單的柱塞泵，由偏心輪推動柱塞泵對導軌面及需要潤滑的注油點供油。為了使?jié)櫥驮趯к壝嫔暇鶆蚍植?，保證充分的潤滑效果，必須在導軌面上開出油槽。油經運動部件上的油孔進入油槽。油槽與導軌邊緣不能開通，以免潤滑油流失，但應保證導軌面的全部表面都能得到潤滑。當導軌面的壓強P0.1Mpa 的高中速小型設備，應使用全損耗系統(tǒng)用油LAN20 或32；當導軌面的壓強P =0.20.4 Mpa的低速導軌，應使用LAN46 或68；當導軌面的壓強P 0.4 Mpa 時，應使用LAN68 或100。而垂直、傾斜導軌用油粘度相應提高一個粘度等級。對于精度要求較高、受力大小和方向變化較大的場合，滾動導軌應預緊。合理的將滾動導軌預緊可以提高其承載能力、運動精度和剛度。導軌磨損的原因是由于導軌接合面在一定壓強作用下直接接觸并相對運動而造成的。因此，爭取不磨損的條件是讓接合面在運動時不接觸。方法是保證完全的液體潤滑，用油膜隔開相對接觸的導軌面，如采用靜壓導軌。爭取少磨損，可采用加大導軌接觸面和減輕負荷的