皮帶自動糾偏裝置設(shè)計湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文

1、 HUNAN UNIVERSITY 畢業(yè)設(shè)計（論文）設(shè)計論文題目： 皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架自動噴丸/噴漆機(jī)滾筒及皮帶自動糾偏裝置設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：20081420217專業(yè)班級：機(jī)械設(shè)計制造及自動化08級07班學(xué)院名稱：機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院指導(dǎo)老師：學(xué)院院長：韓旭 2012年5月28日皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架自動噴丸/噴漆機(jī)滾筒及皮帶自動糾偏裝置設(shè)計摘 要皮帶輸送機(jī)廣泛用于礦山、港口、鋼鐵等行業(yè)的物料運(yùn)輸。噴丸工藝因其優(yōu)秀的生產(chǎn)特點(diǎn)、廣泛的實用性和自動化裝置的匱乏性決定了該工藝自動化發(fā)展的必然性。本文主要是針對皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架噴丸/噴漆的生產(chǎn)要求，提出一種適應(yīng)實際新的自動化工作方案，并通過對方案進(jìn)

2、行詳細(xì)的討論、分析、選擇，利用CAD繪制二維裝配圖，運(yùn)用UG建立三維模型。本裝置滾筒采用滑桿，安裝環(huán)組裝而成，安裝環(huán)位置可調(diào)節(jié)用以裝夾不同型號托輥支架，兩端由傳動環(huán)帶動作圓周運(yùn)動，中心軸安裝小車，保證內(nèi)外側(cè)同時作業(yè)。滾筒體整體安裝于小車之上，用以在不筒工藝設(shè)備間轉(zhuǎn)換。同時通過借鑒繪制了自動糾偏裝置CAD圖。關(guān)鍵字：托輥支架，自動噴丸，滾筒，內(nèi)外加工The design of the automatic shot peening/spray painting machine for belt conveyor roller frame and its tumbling boxAbstractBe

3、lt conveyors are widely used in mining, ports, steel and other material handling industry.The development of automatic shot peening is hopeful for its excellent production characteristics of a wide range of practicality .The paper is based on the requirements for the belt conveyor roller frame '

4、s shot blasting/painting process, proposing a new automatic work program, which is applicable to the actual production. Through detailed discussion, analysis, selection, use of CAD drawing two-dimensional assembly drawing .Then use UG to build three-dimensional model of the program.The device is ass

5、embled by sliders and mounting rings.The location of the mounting rings is adjustable for every workpiece.A car is installed on the central axis, to ensure inner and outer operation. The tumbling box as a whole is installed on top of another car to move to each workshop.A CAD drawing of the automati

6、c correction device also has been demonstrated.Keywords: Roller frame, Automatic shot peening,Tumbling box,Inner and outer operation目 錄1 緒 論11.1 課題研究背景及目的11.2 自動噴丸/噴漆裝置的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢11.3 課題研究方法21.4 論文的構(gòu)成及研究內(nèi)容22 自動噴丸/噴漆裝置總體方案設(shè)計42.1 設(shè)計的總體要求42.2 方案的提出42.2.1 分析設(shè)計的總體要求4兩要求具體分析42.2.3 較可行方案的提出52.3 各方案的比較63 托輥支架自

7、動噴丸/噴漆機(jī)滾筒設(shè)計93.1 滾筒主體構(gòu)思設(shè)計93.2 滾筒體零件設(shè)計93.2.1 傳動環(huán)設(shè)計93.2.2 滑桿、工件安裝環(huán)設(shè)計113.2.3 中心軸直徑計算設(shè)計123.2.4 中心軸承選用153.2.5 焊接軸承座設(shè)計163.2.6 滾筒體主體的組裝與三維建模163.3滾筒體相關(guān)部件的設(shè)計173.1.1 電動機(jī)的選擇173.3.2 焊接支撐架設(shè)計183.3.3 小齒輪及傳動軸設(shè)計193.3.4 車板設(shè)計213.4 托輥支架自動噴丸/噴漆機(jī)滾筒總裝配214 皮帶自動糾偏裝置設(shè)計244.1 皮帶偏轉(zhuǎn)原因分析及后果244.2 皮帶自動糾偏裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計245 結(jié)論27致 謝29參考文獻(xiàn)301 緒

8、論1.1 課題研究背景及目的皮帶輸送機(jī)廣泛用于礦山、港口、鋼鐵等行業(yè)的物料（尤其是散料）運(yùn)輸。噴丸是用來清除厚度不小于2mm的或不要求保持準(zhǔn)確尺寸及輪廓的中型、大型金屬制品以及鑄鍛件上的氧化皮、鐵銹、型砂及舊漆膜。是表面涂(鍍)覆前的一種清理方法。廣泛用于大型造船廠、重型機(jī)械廠、汽車廠等。噴丸強(qiáng)化是一個冷處理過程，它被廣泛用于提高長期服役于高應(yīng)力工況下金屬零件，如飛機(jī)引擎壓縮機(jī)葉片、機(jī)身結(jié)構(gòu)件、汽車傳動系統(tǒng)零件等的抗疲勞屬性。噴丸強(qiáng)化，是在一個完全控制的狀態(tài)下，將無數(shù)小圓形稱為鋼丸的介質(zhì)高速且連續(xù)噴射，捶打到零件表面，從而在表面產(chǎn)生一個殘余壓應(yīng)力層。表層下，壓縮的晶粒試圖將表面恢復(fù)到原來形狀，

9、從而產(chǎn)生一個高度壓縮力作用下的半球。無數(shù)凹陷重疊形成均勻的殘余壓應(yīng)力層。最終，零件在壓應(yīng)力層保護(hù)下，極大程度地改善了抗疲勞強(qiáng)度，延長了安全工作壽命。所以噴丸工藝的廣泛應(yīng)用需要自動化的裝置來提高工作效率。 結(jié)合科研課題，針對皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和噴丸/噴漆工藝要求，設(shè)計皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架自動噴丸/噴漆機(jī)，以提高皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架的噴丸/噴漆效率，保證噴丸/噴漆質(zhì)量，改善噴丸/噴漆勞動環(huán)境，降低操作工人勞動強(qiáng)度，保障操作工人的安全。1.2 自動噴丸/噴漆裝置的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢噴丸工藝對于工件表面的清理方面，可用作對金屬的銹蝕層、熱處理件表面的殘鹽和氧化層、軋制件表面的氧化層、鍛造件表面的氧化

10、層、焊接件表面的氧化層、鑄件表面的型砂及氧化層、機(jī)加件表面的殘留污物和微小毛刺、舊機(jī)件表面等進(jìn)行處理，以去除表面附著層，顯露基體本色 , 表面清理質(zhì)量可達(dá)到 Sa3 級。對于工件表面涂覆前的預(yù)處理方面，可用作各種電鍍工藝、刷鍍工藝、噴涂工藝和粘接工藝的前處理工序，以獲得活性表面，提高鍍層、涂層和粘接件之間的附著力。對于改變工件的物理機(jī)械性能方面來說可以改變工件表面應(yīng)力狀態(tài)，改善配合偶件的潤滑條件，降低偶件運(yùn)動過程中的噪音?？墒构ぜ砻嬗不岣吡慵哪湍バ院涂蛊趶?qiáng)度。對于工件表面的光飾加工，可以改變工件表面粗糙度 Ra 值?？梢援a(chǎn)生亞光或漫反射的工件表面，以達(dá)到光飾加工的目的。由于噴丸工藝具

11、有可以任意使用金屬或非金屬彈丸，以適應(yīng)清理工件表面的不同要求；清理的靈活性大，容易清理復(fù)雜工件的內(nèi)、外表面和管件的內(nèi)壁，并且不受場地限制，可將設(shè)備安置在特大型工件附近；整機(jī)投資少，易損件少，維修費(fèi)用低；清理效率低，操作人員多，勞動強(qiáng)度大的特點(diǎn)，所以廣泛地用于生產(chǎn)之中，然而實際生產(chǎn)中除了大型的噴丸/噴漆房之外，很少有結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)的自動噴丸/噴漆裝置，大多由噴丸/噴漆工人手工完成，不僅效率低下而且有害工人健康（如圖1.1）。由其優(yōu)秀的生產(chǎn)特點(diǎn)及廣泛的實用性和自動化裝置的匱乏決定了該工藝自動化發(fā)展的必然性。 圖1.1 噴房及噴丸工人1.3 課題研究方法查閱有關(guān)皮帶運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的設(shè)計，結(jié)合企業(yè)實際生

12、產(chǎn)情況，通過方案提出、討論、否決、確定的方式，確定設(shè)計方案。使用autoCAD繪制二維零件圖及裝配圖，使用UG繪制三維圖及運(yùn)動仿真。1.4 論文的構(gòu)成及研究內(nèi)容本文的構(gòu)成及主要的研究內(nèi)容包括：1. 緒論：概述了本次課題開題的前提背景，介紹自動噴丸工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及其前景等。2. 自動噴丸/噴漆機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計：根據(jù)設(shè)計要求初步擬定幾種方案，對各種方案分析并對比，確定最終方案。3. 自動噴丸/噴漆機(jī)構(gòu)方案下滾筒的設(shè)計：據(jù)選好的自動化裝置方案對重點(diǎn)部分，即滾筒裝置的進(jìn)行分析設(shè)計，進(jìn)行CAD繪圖與三維建模，虛擬裝配驗證等。4. 機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核及運(yùn)動裝置的行程計算：為滿足設(shè)計要求，計算所設(shè)計裝置的運(yùn)動行程；

13、校核所選材料的機(jī)械性能，標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行選擇。2 自動噴丸/噴漆裝置總體方案設(shè)計2.1 設(shè)計的總體要求針對皮帶輸送機(jī)托輥支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和噴丸/噴漆工藝要求，設(shè)計皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架自動噴丸/噴漆機(jī)滾筒及皮帶自動糾偏裝置。噴丸房、噴漆房尺寸：8000mm（長）×3000mm（寬）×3000mm（高）。適應(yīng)多種形狀（V型、U型等）和尺寸（長度8001800mm）托輥支架零件的雙面噴丸、噴漆。年生產(chǎn)綱量：40000件/年。在此要求之上的設(shè)計同時也要求樹立正確的設(shè)計思想和正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀和全局觀。2.2 方案的提出 分析設(shè)計的總體要求（1）要設(shè)計的裝置必須具有可行性，適用性，適合實際生

14、產(chǎn)中各種尺寸的 托輥支架的噴丸/噴漆工藝。（2）要設(shè)計的裝置必須是高自動化的，才能根本提高工藝效率。兩要求具體分析（1）由可行性要求了裝置大小必須為7000×3000×3000左右，以便在廠房安裝，使用；由于尺寸較大，故要求盡可能地節(jié)約用材，以降低其重量，方便安裝，調(diào)試及今后的拆卸維修，也提高運(yùn)作的安全性。同時可行性決定了不能使用價格昂貴的自動噴丸房設(shè)備，需要整體構(gòu)思整條生產(chǎn)線的布置、裝配、生產(chǎn)流程，保證經(jīng)濟(jì)性與資源的最大、最合理利用。（2）由高自動化的要求決定了該裝置需要在生產(chǎn)中實現(xiàn)較高的噴丸/噴漆效率，在噴丸，噴漆工藝裝換中能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)不間斷地工作。工作中能夠保證噴丸/

15、噴漆密度的情況下盡可能同時，大量，不需要手動翻轉(zhuǎn)地實現(xiàn)托輥支架內(nèi)外側(cè)，不規(guī)則處的高效噴丸/噴漆。并且由于托輥支架的實際生產(chǎn)有尺寸變化，所以需夾具能夠調(diào)節(jié)外形、間距以保證所有的工件都能實現(xiàn)加工。最后，也要求了裝置能夠簡單地安裝，卸載工件及可以由盡可能少的工人操作。 較可行方案的提出 在經(jīng)過任務(wù)分析之后，確定要設(shè)計一條能夠滿足企業(yè)年產(chǎn)量，適合企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的自動化生產(chǎn)線，考慮到經(jīng)濟(jì)性和適用性，方案要簡單可行，并且能適用于各個規(guī)格的托輥支架的噴丸/噴漆工藝。（1）方案1，如圖2.1所示：構(gòu)思由吊鉤式環(huán)形生產(chǎn)線實現(xiàn)生產(chǎn)。在房屋頂部安裝環(huán)形夾具，由電機(jī)帶動作環(huán)形運(yùn)動，一次吊起多個紅色的工件，同時在環(huán)形線邊

16、上安裝噴槍，噴槍同樣由電機(jī)帶動作上下運(yùn)動，速度與工件前進(jìn)速度相匹配，實現(xiàn)自動噴丸，同時在噴漆房同樣安裝此設(shè)備實現(xiàn)噴漆。 圖2.1 吊鉤式環(huán)形生產(chǎn)線示意圖（2）方案2，如圖2.2所示，搭建簡易自動拋丸房。由于拋丸工藝較容易實現(xiàn)自動化，半自動化。所以可以在廠房內(nèi)搭建方形拋丸房，傳送輪可以由一個廠房延伸至另一個廠房，以實現(xiàn)連續(xù)的拋丸，噴漆工藝。 圖2.2 拋丸房自動生產(chǎn)線（3） 方案3，仿車削加工原理。在兩個廠房之間搭設(shè)輕型軌道，上面安裝小車1，車上固定一個空心滾筒，空心滾筒由電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，滾筒上裝有長度、形狀可調(diào)節(jié)的夾具以夾持托輥支架。滾筒內(nèi)外側(cè)配備能平行于軌道運(yùn)動，并且安裝有噴丸，噴漆槍的小車2

17、、3。一次裝夾后開始工作，滾筒勻速旋轉(zhuǎn)，小車2、3勻速協(xié)調(diào)前進(jìn)，如同車削一般實現(xiàn)表面處理。當(dāng)噴丸工藝完成之后滾筒整體由小車1帶至噴漆房進(jìn)行同樣的工作，最后一次卸載。如圖2.3。 圖2.3自動小車2.3 各方案的比較1.由方案一的設(shè)計構(gòu)思，分析其優(yōu)點(diǎn)在于：可以較好地實現(xiàn)自動化進(jìn)程，由于夾持工具可以密排行進(jìn)，所以單次噴丸/噴漆速度很快；廠房空間利用率高；結(jié)構(gòu)非常簡單，容易實現(xiàn)。其缺點(diǎn)在于第一，工件行進(jìn)與噴槍運(yùn)動的協(xié)調(diào)控制較難，當(dāng)工件變化時，所有參數(shù)需要重新設(shè)定；第二，夾持工件的頂端和工件尾端可能會處理不到；第三，噴槍一次只能完成一個面的加工，如果要完成整體噴丸/噴漆，還需要工人手動翻轉(zhuǎn)工件；第三，

18、由于是在一個廠房內(nèi)的整體，所以當(dāng)完成噴丸之后需要重新卸載，搬運(yùn)，到噴漆房重新裝夾，十分繁瑣低效；第四，由于是頂部夾持，工件安裝會不方便，工件前進(jìn)的左右晃動會影響加工效果。所以綜合來看雖然方案一具有簡單易行的特點(diǎn)，但是其效率較為低下，實際操作繁瑣，所以不可行。2.方案二采用拋丸代替噴丸來實現(xiàn)自動化，拋丸清理機(jī)是利用高速回轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸拋向滾筒內(nèi)連續(xù)翻轉(zhuǎn)的工件上，從而達(dá)到清理工件的目的。它適用于各行業(yè)中的15公斤以下的鑄鍛件的清砂、除銹、去氧化皮和表面強(qiáng)化。拋丸處理是一種在歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始應(yīng)用的表面處理方法。世界上第一臺拋丸設(shè)備誕生于100年前,開始是在各種金屬或非金屬表面去除雜質(zhì)、氧化皮,增

19、加粗糙度等方面得到應(yīng)用。經(jīng)過百年的發(fā)展，拋丸工藝以及設(shè)備已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒?其應(yīng)用范圍已經(jīng)不僅僅是在各個重工業(yè)的工廠。它的優(yōu)點(diǎn)是清理效率高，費(fèi)用低，操作人員少，容易實現(xiàn)機(jī)械化，適用于大批量生產(chǎn)，不用壓縮空氣加速彈丸，因而不必設(shè)置功率大的空壓站，被清理的表面也無濕氣。同時，連續(xù)的加工方式能使工件不用卸載就能直接送入噴漆房進(jìn)行噴漆，提高了銜接效率，較之上一個方案有很多的優(yōu)越性。然而它的缺點(diǎn)也是顯而易見的：靈活性差，受場地限制，清理工件時有些盲目性，在工件表面易產(chǎn)生清理不到的死角；設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，易損件多，特別是葉片等零件磨損快，維修工時多，費(fèi)用高； 一般情況不能使用輕而細(xì)小的彈丸。企業(yè)實際生產(chǎn)的托輥支

20、架并非大而平整的工件，所以拋丸處理不能全面地整體地達(dá)到覆蓋密度，故拋丸后應(yīng)當(dāng)手工繼續(xù)加工死角。并且企業(yè)已經(jīng)具備噴丸設(shè)備，重新購置拋丸設(shè)備搭建拋丸房會額外增加開銷，經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)。最后由于拋丸機(jī)使用的是離心力甩出丸子來實現(xiàn)加工，其有效覆蓋面積都是確定的，當(dāng)托輥支架的尺寸型號改變時，需要重新計算，排布拋丸槍才能達(dá)到理論上的全面覆蓋，增加了實際生產(chǎn)的復(fù)雜程度。同時，了解到噴砂也是一種機(jī)械清理方法，但并噴砂不是噴丸，噴砂用的是砂粒如石英砂，噴丸用的是金屬彈丸。在現(xiàn)有的工件表面處理方法中，清理效果最佳的還數(shù)噴砂清理。噴砂適用于工件表面要求較高的清理。但是我國目前通用噴砂設(shè)備中多由鉸龍、刮板、斗式提升機(jī)等原始

21、笨重輸砂機(jī)械組成。用戶需要施建一個深地坑及做防水層來裝置機(jī)械，建設(shè)費(fèi)用高，維修工作量及維修費(fèi)用極大。隨著國家對環(huán)境保護(hù)和工業(yè)衛(wèi)生的重視，由于噴砂過程有大量粉塵產(chǎn)生不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，還及易導(dǎo)致操作者的職業(yè)病(矽肺)，已大量將噴丸來代替噴砂。因此采用自動噴砂替代拋丸的方法也不適用。綜上所述該方案雖然有諸多好處，已經(jīng)擁有較高的自動化程度，但是出于拋丸本身的適用性、經(jīng)濟(jì)性、可操作性來說并不完全符合前述的兩大要求，故需要舍棄。3.仿車削方案通過兩車間之間排布軌道小車，小車帶動滾筒實現(xiàn)兩個工藝的連續(xù)實現(xiàn)。滾筒夾持工件作圓周運(yùn)動，噴槍如車刀一般進(jìn)給，實現(xiàn)托輥支架整體的處理，該方案的亮點(diǎn)在于：（1）內(nèi)外同時進(jìn)

22、行噴丸/噴漆，不用手工翻轉(zhuǎn)或者是改變噴槍位置角度，就能夠自動地覆蓋工件全表面。（2）由于滾筒的表面積大，所以滾筒表面夾持的工件量很大，這樣就保證了一次裝夾能夠完成大量的工作，小車在車間一次走位就能完成一批工件的噴丸/噴漆；（3）在車間內(nèi)布置一個滾筒能充分利用三維空間，同時使用已經(jīng)具備的噴槍，所以經(jīng)濟(jì)性很高；（4）自動化程度很高，所以需要的操作人員是三個方案中最少的，而且操作也是最簡單的。方案3需要做的僅僅是設(shè)計制造出滾筒，三輛小車并且確定他們的運(yùn)動參數(shù)，就能夠低投入，高效率地實現(xiàn)托輥支架的噴丸/噴漆工藝，所以是三個方案中最優(yōu)秀的。2.4總體最佳方案的選定經(jīng)過以上的分析說明，在金湘中老師的指導(dǎo)選

23、擇下，由于方案3擁有較之方案1不可達(dá)到的穩(wěn)定性，加工連續(xù)性，具有方案2不具備的的加工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性，所以我們小組最終確定了方案3作為總體方案。3 托輥支架自動噴丸/噴漆機(jī)滾筒設(shè)計3.1 滾筒主體構(gòu)思設(shè)計 由于總方案確定滾筒旋轉(zhuǎn)時內(nèi)外噴槍同時工作，所以決定了這個滾筒并非常規(guī)意義的封閉式滾筒，而是類筒型的有空隙裝配件。又因為要求能夠適用于企業(yè)所有生產(chǎn)的托輥支架的型號，所以其夾具間距離要求能夠調(diào)節(jié)。在老師的指點(diǎn)之下商議得出的最佳結(jié)論是采用數(shù)根滑桿組成類滾筒形狀（為方便起見后面依舊稱為滾筒），套入工件安裝環(huán)內(nèi)，使安裝環(huán)能夠在滾筒上滑動，整個滑桿組成的滾筒體套上多個工件安裝環(huán)，通過調(diào)節(jié)安裝環(huán)之間的距離來適

24、應(yīng)不同長度的托輥支架，工件安裝環(huán)上有螺孔以安裝能夠安裝夾具。這樣不但保證了加工時能夠使工件內(nèi)表面能被加工到，而且保證了該滾筒能夠滿足所有產(chǎn)品的處理需求。同時中空的結(jié)構(gòu)也保證了能夠有小車帶有噴槍在其內(nèi)部運(yùn)動。該滾筒體通過齒輪傳動由一電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，最后整體安裝在小車之上，實現(xiàn)車間轉(zhuǎn)換。（如圖3.1所示） 圖3.1 滾筒體原理圖3.2 滾筒體零件設(shè)計由原理圖出發(fā)，通過計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計完成滾筒體的整體設(shè)計。 傳動環(huán)設(shè)計如圖3.2 圖3.2.a 安裝環(huán)根據(jù)車間的寬度和高度，取廠房一般的高度作為滾筒最大圓周。傳動環(huán)用于固定4根滑桿，每根桿呈90度排布圓周，形成1350的滾筒體。傳動環(huán)中心留有直徑270的孔以

25、通過中心軸和安裝軸承。安裝環(huán)最外圈開有6×M16的螺孔以安裝大齒圈。材料選取Q235，技術(shù)要求：連續(xù)角焊縫，焊縫不得有缺陷，先焊接后機(jī)加工。由于傳遞動力并不大，所以取45#調(diào)制。 圖3.2.b大齒圈大齒圈設(shè)計齒廓為漸開線，齒數(shù)170，模數(shù)10，壓力角20度，齒頂高系數(shù)1，頂隙系數(shù)0.25，精度等級：8GB/T 10095.1-2001 。查機(jī)械設(shè)計手冊檢驗項目允許值：1. 單個齒距極限偏差fpt：0.030；2. 齒距累計總偏差Fp：0.152；3. 齒廓總偏差Fa：0.049；4. 徑向跳動公差Fr：0.122 。 3.2.2 滑桿、工件安裝環(huán)設(shè)計如圖3.3所示，由廠房的長度決定了

26、系統(tǒng)整體長度為7000左右，所以設(shè)計取滑桿長5972?；瑮U采用45#鋼，滑桿兩端留有長47，倒有M42-7H的螺紋，并且有一段長25，45肩部插入傳動環(huán)預(yù)留的孔中。中間部分為50的桿用來套上工件安裝環(huán)。工件安裝環(huán)內(nèi)孔直徑1230，為了留有足夠的空隙放置內(nèi)噴丸/噴漆小車，保證內(nèi)部工作的空間，外孔直徑1600。選材45#鋼。每個工件安裝環(huán)一側(cè)有4個凸臺，凸臺上留有4×M12螺孔，方便調(diào)整好各個工件安裝環(huán)軸向位置之后用螺栓固定。工件安裝環(huán)外圈預(yù)留厚度30，用以后續(xù)的加工安裝上可調(diào)夾具。 圖3.3滑桿與工件安裝環(huán) 圖3.4 上述部分三維裝配示意圖3.2.3 中心軸直徑計算設(shè)計（1） 簡化力學(xué)

27、模型（如圖3.5） 圖3.5（2） 計算各力的大?。篈.齒圈重量 （軸承安裝套外套大齒圈以傳遞運(yùn)動） G總=G齒×2 G齒取參數(shù)：d=1700 m=10 z=170 G齒基=（R12-R22）h×=3.14×（8102-7802）×130×7.85×10-3=152.85kg G齒=1/2×（R12-R22）h×=0.5×3.14×（8502-8102）×80×7.85×10-3=65.47kg G齒總=152.85+65.47=218.32kg G齒總×

28、2=218.32×2=436.64kgB.滾筒自重 G滾筒=G滑桿+G安裝環(huán)+G工件+G基體（滾筒包含4根滑桿，5個可移動安裝環(huán)，估計的托輥支架和基體）G滑桿=×252×5840×4×7.85×10-3=359.875kgG基體=3.14×（8002-7502）×30×7.85×10-3×2+3.14×(7802-7502)×130×7.85×10-3=114.62kg+294.16kg=408.78kgG工件（估算）=（R12-R22）

29、5;L×P=（8442-8362）×5840×7.85×10-3 =1934.69kgG安裝環(huán)=3.14×（18002-7702)×30×7.85×10-3+3.14×（7702-6352）×10×7.85×10-3×5=430.62kg 故G滾筒=G滑桿+G安裝環(huán)+G工件+G基體 =430.62kg+359.88kg+408.78kg+1934.69kg =3133.95kg G=G滾+G齒=3570.6kg F1=F2=G/2=17496NC.內(nèi)噴槍安裝環(huán)重量計

30、算G=（R12-R22）×L×P=3.14×（3102-3002）×5540×7.85×10-3 (均布力總重)=832.98kgG'=G×9.8=8163.2NF3=F4=（8163.2+34991.88）/2=21577.54N故可做軸的剪力圖，彎矩圖3.6： 圖3.6D.按強(qiáng)度要求計算軸徑材料：Q235. ca=M/W+取d1/d=0.7=W=d3/32（1-4）=0.1d3（1-4）0.1d3（1-4）5394.385N·mm/40d35394.385/40×0.1(1-0.74)所以d1

31、21.07mm?？紤]到內(nèi)部需要走線，表面需要安裝內(nèi)噴槍所以d取160mm，內(nèi)徑取110mm。E.由于軸較長，校核軸的偏轉(zhuǎn)角 查表得 =0.05/radA=-B=-Fl2/16EIF=17491 l=250mm E=200GP I=D4×（1-4）/64=2.44×107mm4=-Fl2/16EI=0.014<0.05/rad 安全。F.由計算結(jié)果設(shè)計如圖3.7所示，設(shè)計空心支撐軸。中間段工作長度為5560，直徑320，開一蓋留作內(nèi)噴槍小車安裝、運(yùn)動，選材Q235。兩端軸肩直徑160，內(nèi)孔直徑110，選材45#鋼，三部分焊接組裝，整體空心留作布線。 圖3.73.2.4

32、中心軸承選用由軸肩外徑D=160來選取軸承，查表列出內(nèi)徑為160的標(biāo)準(zhǔn)常用軸承（如表3.1所示）： 表3.1 常用軸承表由于負(fù)載較大而轉(zhuǎn)速較低，故選用第一種調(diào)心滾子軸承22236CCK/W33的輕型軸承22232C/W33。其內(nèi)徑為160，外徑290，寬度80。查機(jī)械設(shè)計手冊得該型號的軸承基本額定動載荷為421kN>>21.6kN。所以使用壽命必滿足設(shè)計要求。 焊接軸承座設(shè)計由根據(jù)中心支撐軸外徑160確定軸承座內(nèi)徑為160，Ra3.2.外徑220，一端面留有對稱的4×M5-7H的螺孔用來裝配軸承蓋。軸承座尺寸為450×220×360，座地板留有4個螺孔

33、以繼續(xù)將整個滾筒體主體安裝在小車車板上。（如圖3.8）選材Q235，技術(shù)要求：未注焊縫采用連續(xù)角焊縫，所有焊縫不能有缺陷，先焊接后機(jī)加工；銷孔應(yīng)在調(diào)整好后配鉆。 圖3.8 滾筒體主體的組裝與三維建模在以上所述設(shè)計數(shù)據(jù)選用完成之后繪制CAD二維零件圖，并且設(shè)計畫出相關(guān)齒輪套、軸承蓋板的二維零件圖。并以此為基礎(chǔ)畫出UG三維零件圖，由設(shè)計時所確定的各個位置參數(shù)，尺寸參數(shù)與運(yùn)動參數(shù)作為約束建立三維裝配 圖3.9滾筒體主體三維圖3.3滾筒體相關(guān)部件的設(shè)計 電動機(jī)的選擇軸承使用雙列調(diào)心滾子軸承，摩擦系數(shù)為u=0.004.摩擦力大小為：f1=uF1=0.004×17496N=69.984Nf2=u

34、F2=0.004×17496N=69.984N則大齒圈上需要的驅(qū)動力大小為F=（f1+f2）×（D2/2）/d分度圓=139.97×125.6/850=20.68N功率P=Fv=TW=36.79w齒輪傳動效率=0.96故傳動小齒輪輸出功率為P=38.32w選配YVP系列調(diào)速電機(jī)。法蘭安裝，速比16，驅(qū)動電機(jī)型號Y801，轉(zhuǎn)速183，安裝形式B3，電機(jī)接線盒位置I。確定型號參數(shù)為：YCJ132/YVP801-4/Y801/183B3I （如圖3.10） 圖3.10所選電機(jī)由于傳遞的動力非常小，齒輪傳動時工作強(qiáng)度小，故不再做校核計算。 焊接支撐架設(shè)計滾筒體主體通過軸承

35、座與焊接支撐架連接進(jìn)而固定在小車上跟隨小車運(yùn)動，焊接軸承架好比一張板凳，設(shè)計時需要取材方便，強(qiáng)度足夠，并且要盡可能得輕盈以節(jié)省整體重量。所以采用15鋼板 260X70一塊，材料Q235；輕型槽鋼C80X847 四根，材料Q235、角鋼40X40X5X414 四根，材料Q235A；角鋼40X40X5X240 四根，材料Q235A；輕型槽鋼C80X414 兩根，材料Q235A和一塊15鋼板 240X500，材料Q235A焊接搭建而成。支撐架尺寸為500×467×877，頂部和底部腳都留有M16的螺孔。（如圖3.11）整體結(jié)構(gòu)緊湊且強(qiáng)度足夠，重量較輕。技術(shù)要求為：1.未注明采用連

36、續(xù)角焊縫，焊縫高度不小于較薄板厚度，2.下料周邊粗糙度Ra=50，3.上下底板先焊接后機(jī)加工表面，銷孔在調(diào)整好軸承座后配鉆。 圖3.11 小齒輪及傳動軸設(shè)計由于以上的計算結(jié)果已經(jīng)表明，小齒輪上面的傳動力很小，所以對小齒輪要求不高，故只考慮采用40Cr調(diào)制后表面淬火預(yù)防點(diǎn)蝕。小齒輪取齒數(shù)25，模數(shù)10，壓力角20度，齒頂高系數(shù)1，頂隙系數(shù)0.25。徑向變位系數(shù)0，中心距及其極限偏差975±0.07，精度等級 8GB/T 10095.1-2001。查機(jī)械設(shè)計手冊得檢驗項目：單個齒距極限偏差0.023，齒距累計總偏差0.075,齒廓總偏差0.036,徑向跳動公差0.060。（如圖3.12）

37、技術(shù)要求：1.熱處理：調(diào)質(zhì)表面淬火，硬度260-280HBS；2.去除表面毛刺 圖3.12傳動軸小齒輪傳動軸選用45#鋼，通長6152，直徑50，兩端加工32的軸肩。因為同樣的由于傳遞扭矩很小，且沒有徑向力載荷，所以不再校核。（如圖3.13）技術(shù)要求：1. 去除表面毛刺；2. 先焊接后磨軸套表面。 圖3.13傳動軸進(jìn)一步由軸肩外徑查機(jī)械設(shè)計手冊選出滾動軸承6207，同理由于載荷僅為軸自重，遠(yuǎn)小于額定載荷，所以必定滿足壽命要求。同時依據(jù)軸徑和軸承設(shè)計出傳動軸焊接軸承座，用來安裝在車板之上。 車板設(shè)計如圖3.14所示，根據(jù)小車設(shè)計組員所給出小車上表面大小和根據(jù)滾筒體尺寸，設(shè)計車板，車板選用五塊15

38、襯板 80X160、四塊15襯板 260X60、一塊15襯板 300X225和一塊10鋼板 7000X2000，材料均為Q235焊接組成。 圖3.14 車板3.4 托輥支架自動噴丸/噴漆機(jī)滾筒總裝配根據(jù)之前所繪制的零件圖裝配出CAD二維總裝圖（如圖3.15）。為防止噴丸進(jìn)入傳動區(qū)破壞設(shè)備，所以外部加上一個防護(hù)套，已在圖中標(biāo)出。技術(shù)要求：1.軸承座.電機(jī).支架安裝墊板先加工后焊接；2.要求安裝后各部件連接、配合良好，可靠；3.先安裝電機(jī)在根據(jù)根據(jù)電機(jī)軸調(diào)整傳動軸軸承座及滾筒軸承座；4.調(diào)整墊片未畫出，根據(jù)實際情況調(diào)整；5.滾筒軸承座上銷孔應(yīng)在調(diào)整完成后再加工，兩軸承座同軸度誤差不大于0.1。6.

39、傳動軸軸承座同軸度誤差小大于0.06。 圖3.15二維總裝由已完成的二維總裝配圖和個部分零件圖繪制UG三維模型：1. 根據(jù)二維零件圖繪制UG三維零件圖模型；2. 首先裝配完成滾筒體主體工作；3. 用個槽鋼搭建焊接支撐座；4. 運(yùn)用鋼板焊接搭建車板；5. 運(yùn)用相互位置、尺寸關(guān)系然后完成總裝配。如圖3.16所示： 圖3.16三維總裝圖最后，將內(nèi)外小車裝配到一起形成車載總裝圖，如圖3.17所示，由組員一設(shè)計的小車置于軌道之上，我設(shè)計的車板安裝于小車上表面，繼續(xù)裝備上滾筒體，組員三設(shè)計的內(nèi)噴槍系統(tǒng)安裝于滾筒體中心支撐軸之上，實現(xiàn)內(nèi)部作業(yè)（圖中外部噴槍未畫出）。整個裝置小車、滾筒體、內(nèi)噴槍系統(tǒng)使用獨(dú)立的

40、電源，小車通過在車間之間鋪設(shè)的軌道上行進(jìn)完成噴丸工藝之后的噴漆工藝。該裝置總體基本長度7m高度2m，完成了上述方案三提出的工作設(shè)想，同時由計算得出其功能滿足實際生產(chǎn)要求。4 皮帶自動糾偏裝置設(shè)計4.1 皮帶偏轉(zhuǎn)原因分析及后果上面已經(jīng)介紹了皮帶運(yùn)輸裝置的廣泛運(yùn)用，但眾所周知，皮帶運(yùn)輸機(jī)跑偏的原因很多，如：物料的落點(diǎn)不在皮帶斷面的中間，機(jī)頭、機(jī)尾、導(dǎo)向滾筒、中間架等安裝不正，皮帶接頭不垂直于皮帶中心線，皮帶內(nèi)部的張力不均勻，托輥運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活，滾筒磨損不一致，滾筒與皮帶間存有物料等因素均可造成皮帶的跑偏。皮帶跑偏的危害輕者物料灑落，皮帶機(jī)不能滿負(fù)荷運(yùn)行，皮帶磨邊，重者造成撕帶、緊急停車等事故。對皮帶的

41、跑偏，現(xiàn)有的各種方法均不能長期可靠、有效,而且對膠帶無任何損傷地予以根治，原因就是上述提到的諸多因素，隨著皮帶機(jī)運(yùn)行時間的長短、運(yùn)量的大小，不斷地在變化。總之皮帶跑偏是皮帶機(jī)運(yùn)行的普遍現(xiàn)象，上皮帶跑偏易造成物料散落，皮帶跑偏嚴(yán)重易使皮帶撕裂；下皮帶跑偏易造成皮帶磨機(jī)架，故工作中的糾偏裝置十分重要。4.2 皮帶自動糾偏裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計方案由實際的生產(chǎn)要求和同小組同學(xué)設(shè)計的皮帶輪托輥支架的工作上，加以一個自動扭轉(zhuǎn)裝置來實現(xiàn)皮帶的自動糾偏。原理如圖4所示，糾偏裝置主題由角鋼焊接而成，紅色數(shù)字3表示的是湖南映鴻科技有限公司生產(chǎn)的直徑為89，長度為190的皮帶輪產(chǎn)品，選用三個該皮帶輪組成一個槽型結(jié)構(gòu)，保證運(yùn)

42、送時皮帶整體外形。紅色數(shù)字1即為一對前置的調(diào)心托輥，它能夠在下端的桿上滑動。當(dāng)需要工作時，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)實況，即皮帶運(yùn)輸?shù)呢浳锏奶攸c(diǎn)從而決定的皮帶容許偏轉(zhuǎn)量來調(diào)定滾子1和滑桿并固定。紅色數(shù)字2處由螺栓固定，下方數(shù)字5所示，上半部分為固定體能夠相對于下端轉(zhuǎn)動。同時數(shù)字4表示了滾輪主體角鋼焊接在一快鋼板上，鋼板能夠相對于底座旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)假設(shè)皮帶在工作中向右發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并且偏轉(zhuǎn)量已經(jīng)達(dá)到預(yù)先確定的需要調(diào)整的范圍，這時皮帶右側(cè)會觸碰到1的右側(cè)調(diào)心托輥同時對其產(chǎn)生擠壓。滾子受到擠壓后會帶動5整體順時針旋轉(zhuǎn)，這時整個皮帶滾輪裝置發(fā)生了順時針偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)后的滾輪體和皮帶運(yùn)動的方向形成夾角，其間產(chǎn)生的摩擦力驅(qū)使皮帶位移

43、重新居中，從而達(dá)到隨機(jī)自動糾正皮帶跑偏的目的。通過這一個簡單的槽型調(diào)心裝置的運(yùn)用，能夠有效地在現(xiàn)場工作的時候自動對皮帶運(yùn)輸自發(fā)產(chǎn)生的擾動進(jìn)行糾正，尤其對于不大的偏轉(zhuǎn)能夠自動、迅速的糾偏。 圖4皮帶自動糾偏裝置 自動糾偏裝置適用于煤礦用帶式輸送機(jī)糾偏，也適用于露天洗煤等散料輸送作業(yè)場所用帶式輸送機(jī)糾偏；是支撐輸送帶及其上面的承載物料，并保證輸送帶穩(wěn)定地運(yùn)行的裝置部件。該自動糾偏裝置借鑒湖南映鴻科技有限公司設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，使用壽命長的特點(diǎn)。自動糾偏裝不損壞皮帶，降低運(yùn)行成本，具有通用性，安裝方便，免維護(hù)。為皮帶的糾偏提供良好的控制手段?？蔀楝F(xiàn)場的運(yùn)行節(jié)約大量的人力，物力和財力，為安全

44、生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。設(shè)計采用通用的外形尺寸，自動糾偏裝安裝維修簡便，無需對原皮帶機(jī)支架及它部件加以改動，安裝高度和寬度可調(diào)。 皮帶輥輪自動校正系統(tǒng)應(yīng)用于所有領(lǐng)域（如電力、冶金、化工、煤礦、食品等行業(yè)）的皮帶輸送上，不受環(huán)境限制。更由于該裝置不用電力，也不采用電氣控制元件，因此，它可以用在井下及其他有易燃、易爆等危險場合。 除了潮濕會對檢驅(qū)輪與皮帶，皮帶與調(diào)心托輥的摩擦力產(chǎn)生不利影響外，多塵和潮濕對機(jī)組運(yùn)行沒有妨礙。雖然調(diào)心托輥是耐溫性薄弱環(huán)節(jié)。但如果用耐溫阻燃材料制成，使他們它們的耐溫品質(zhì)不低于皮帶機(jī)配套的耐溫皮帶，那么皮帶機(jī)偏機(jī)在皮帶機(jī)適用的高溫場合下是安全的。該糾偏原理十分簡單，如果將滾輪整體結(jié)構(gòu)換成平臥型