機械畢業(yè)設(shè)計1698重型垂直切條機的研制說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）題目：重型垂直切條機的研制 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 指導(dǎo)教師： 職 稱：副教授 二0一 四 年 五 月 專心-專注-專業(yè)摘要房地產(chǎn)是近幾年政府最關(guān)心的問題，房價的高居不下，很大程度上跟成本有關(guān)系。磚又是建房子必不可少的材料。因此可以從制磚機械上著手，從源頭上解決問題，降低能耗，減少成本。下面僅從切條機一項上加以改進。 傳統(tǒng)的切條機,無論做出怎樣改進,切出的斷面均是不平整的曲面,泥條在切坯機上切成坯時兩端總得留下長短不一的泥頭, 這些泥頭的浪費十分驚人。所以工程師們一直追求設(shè)計一

2、種可以垂直切條的切條機, 以減少損失。垂直切條機與普通切條機最大的區(qū)別在于,普通切條機的切割裝置是固定在機架上的,而同步垂直切條機的切割裝置卻活動的，是一個可以實現(xiàn)與泥條同步運動的同步裝置,是一個可以在軌道上來回滑動的滑車,通稱同步小滑車。當(dāng)泥條長度達到設(shè)定值的時,小滑車車就開始與泥條同速向前運動,在同速運動中同時完成切割泥條的動作。由于切割裝置與泥條處于一個相對靜止的狀態(tài),所以像在靜止的機架上切割靜止的泥條一樣,斷面十分垂直，而且長短一致。泥條切割完畢后,需要實現(xiàn)兩個動作,一個是長度定位架釋放泥條,輸送電機啟動將泥條送至切坯機，另一個是回程氣缸啟動，將滑車回程至起始點。關(guān)鍵字：垂直切條機；同

3、步AbstractReal estate is a problem in recent years, the government is most concerned about the stubbornly high prices , to a large extent with the cost of a relationship. Brick is also essential materials to build a house . So you can start from the brick-making machinery, to solve the problem at its

4、 source , reduce energy consumption and costs. Here a just cutting machine to be improved on .The traditional cutting machine , no matter what improvements to make , cut out sections are uneven surfaces, when the clay on the ends cut billet machine cut into blanks of varying lengths gotta leave dump

5、 waste dump of these astonishing. So engineers have been pursuing designing a vertical cut of the cutting machine , in order to reduce losses. Vertical cutting machine machine biggest difference with ordinary cutting that ordinary cutting machine cutting device is fixed to the frame , and the synchr

6、onization of the vertical cutting machine cutting device , but activity is a synchronization can be achieved with clay synchronizing the movement means can be a sliding back and forth on the track block, known as synchronous small pulley . When clay length reaches the set value , the small pulley ca

7、r began with the mud of the same speed forward movement , the movement is completed at the same speed while cutting mud of the action. As the cutting device with clay in a relatively static state , so like cutting stationary stationary rack on the same clay , very vertical cross-section , and the sa

8、me length . Clay after cutting is completed, the need to achieve two actions , one is the length of the spacer release mud , clay transport motor starts to cut blanks to the machine, and the other is the return of the cylinder started to tackle the return to the starting point.Key words: Vertical cu

9、tting machine；Synchronous目 錄1 緒論1.1 研究背景近年來，磚瓦原料成本的大幅上漲，成為磚瓦企業(yè)面臨的一大難題。煤、電、油、水、土和煤矸石、粉煤灰等原料價格上升，受其影響巨大，磚瓦企業(yè)75%的成本來自水、煤、土等原燃材料。隨著這些原燃材料價格的不斷上升，磚瓦原材料價格已經(jīng)連續(xù)6年多時間在高速增長，磚瓦生產(chǎn)企業(yè)額的成本有一半以上是受到煤的價格的影響。并且由于生產(chǎn)設(shè)備的落后，照成的浪費相當(dāng)驚人。而磚瓦的漲價有限，又受到政策的打壓，導(dǎo)致磚瓦企業(yè)利潤的下降，企業(yè)的增長效益將明顯放緩。因此在磚瓦企業(yè)迫切需要環(huán)保、節(jié)能型機械來拯救。 傳統(tǒng)切條機,由于結(jié)構(gòu)的相對落后，標(biāo)準(zhǔn)件等互換

10、性不高，以及自動化程度不高，不管怎么改進, 切出的斷面仍然是不平整的曲面, 在切坯機上切成磚坯時兩端總得留下長短不同的泥頭, 這些泥頭造成浪費十分驚人，僅泥頭的浪費率就拿到了3%，泥頭的浪費不僅僅消耗了原材料和耗能，還需要人工清理泥頭，需要配兩個專員清理泥頭的清理，是筆不小的開支，泥頭的清理不及時還很容易對切條的造成影響，減短使用壽命。因此改善切條機的結(jié)構(gòu)是磚瓦企業(yè)尋求出路的又一途徑。1.2 研究意義同步切條機的出現(xiàn), 很是符合我管磚瓦行業(yè)的行情。我國的大多數(shù)磚瓦企業(yè), 廣泛使用切條機與切坯機將擠出機擠出的“無限長”坯條切成磚坯。而同步切條機由于其節(jié)省能源和原料,其效益十分顯著,本切條機能生產(chǎn)

11、2836塊磚，標(biāo)磚或者空心磚都可以，屬于多功能重型切條機，所以同步切條機的市場前景看好。2 重型切條機的整體設(shè)計2.1 工作原理通過真空擠磚機擠壓出的泥條是連續(xù)不斷的，為了配合磚塊的厚度（標(biāo)磚53）和切坯機一次推坯的數(shù)目，需要對泥條進行的等長切斷。泥條從左往右運動，推動泥條長度定位架，使小滑車運動，通過光電開關(guān)檢測，當(dāng)速度一致使，切條裝置啟動，氣缸帶動切條裝置上部分運動，同時由同步帶帶動下部分同步運動，達到切斷泥條的效果。切斷泥條后，通過輸送帶將泥條加速輸送至切坯機進行切塊，詳見時序分析。2.2 總體結(jié)構(gòu)2.2.1 主要技術(shù)參數(shù)表2-1所示為設(shè)計的磚機配套重型切條機的主要技術(shù)參數(shù)，具體說明見下

12、文。表2-1 重型切條機的主要技術(shù)參數(shù) 項目 指標(biāo)生產(chǎn)率外形尺寸（長×寬×高）/mm標(biāo)磚尺寸/mm泥條速度泥條成形壓力輸送速度/(m/s)13000塊/臺時（360 條/臺時）3225×1265×1500240×115×530.19m/s9.5kg/2.42.82.2.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計重型切條機的基礎(chǔ)構(gòu)成包括：切條機構(gòu)、同步機構(gòu)、泥條長度定位裝置、傳動機構(gòu)、輸送機構(gòu)、活動托輥、泥條夾板、泥條托輥等，圖2-1所示為重型切條機的結(jié)構(gòu)裝配圖。圖2-1 重型垂直切條機結(jié)構(gòu)裝配圖 1.切條機構(gòu) 2.泥條夾板 3.活動托輥 4.泥條長度定位架 5

13、.托輥 6.傳動機構(gòu) 7.輸送機構(gòu) 8.切條滑車 9.同步輪機構(gòu) 2.2.3 重型切條機的結(jié)構(gòu)要求重型切條機在使用過程中往往會出現(xiàn)切出斜面，泥頭過多，頻繁斷鋼絲等原因。因此在設(shè)計的過程中要對上述問題進行改進，在切條的過程中小滑車必須隨滑車同步運動，切切條勻速進行，鋼絲上下端運動一致不可傾斜。2.3 運動參數(shù)選擇2.3.1 切條同速行程的確定 通過查閱相關(guān)資料知SC80X400氣缸單向運動一行程時間T=0.6s.磚機泥條出口速度 （2-1） 式中-磚機生產(chǎn)率，為13000塊/臺時，即 360條/臺時； h-標(biāo)磚厚度，取53mm; -泥條前進速度，m/s。 代入數(shù)據(jù)，由（2-1）式可得：。同速運動

14、s為： （2-2）式中s-同步運動距離，mm； -泥條出口速度，為0.19m/s； T-氣缸單程運動時間，為0.6s.由（2-2）式計算得。由于切條同速行程為114mm,考慮到泥條撞擊定位架引起的震動與速度的延緩，我們?nèi)=180mm。2.3.2 泥條輸送速度的確定 泥條輸送的速度主要取決于切條機后續(xù)的切坯機的工作參數(shù)，由工作周期決定，已知其速度v范圍在2.4-2.8m/s。 2.4 運動件動作時序分析2.4.1 運動件動作時序圖2.4.2 運動件動作時序分析 泥條進入切條機：前進速度，經(jīng)歷時間， 運動至處于定長滾筒面接觸；此時，泥條1，右端面位移為，左端面位移為，泥條2，右端面位移，左端面位

15、移為;切條滑車未運動，位移。(設(shè)機架左端面為坐標(biāo)原點，泥條的右端面為質(zhì)點，切條滑車的泥條托輥右象限點為質(zhì)點) 同速行程：泥條推動切條滑車同速前進。在同速行程中可以分為三階段：a、為平穩(wěn)切條滑車接觸的振動先同速運動一段時間；b、切條機構(gòu)切條時間，切條行程，平均速度； c、從切斷后推送時間其總行程為，速度，歷時。此時，泥條1，右端面位移為 ，左端面位移為，泥條2，右端面位移，左端面位移為;切條滑車位移。（由于機架上固定滾筒5的左象限點位移為1355.5mm，因此,滑車未與機架上的滾筒發(fā)生碰撞。） 搖臂電磁鐵斷電，搖臂張開，泥條分離與切條滑車回程：將前后泥條分離，切條滑車返回起始點。a、電機工作輸送

16、泥條離開輸送帶的行程,已知傳送速度，歷時，電磁鐵閉合，搖臂張緊。此時泥條1離開傳送帶。（輸送帶的位移Y為15852585）b、切條滑車回程，回到起始點;時間，平均速度此時，泥條2，右端面位移，左端面位移為;切條滑車返回起始點，位移。 切條滑車等待泥條2到達定長滾筒面。此后從復(fù)，。 時間符合泥條生產(chǎn)周期。 在時序速度等控制上沒有問題。3 主要零部件的設(shè)計重型切條機的關(guān)鍵在于切條裝置、同步裝置、泥條定位裝置的設(shè)計。切條機在工作的同時不僅的快速的切斷泥條，還需保證切出的泥條端面垂直，泥條長度的準(zhǔn)確性，還得適應(yīng)切坯機的型號使切出泥條可調(diào)。3.1 切條部分設(shè)計常規(guī)的切條機的切條機構(gòu)大多數(shù)采用了氣缸作為動

17、力源帶動弓形切刀往復(fù)運動的形式將泥條切斷，但這種機構(gòu)具有以下短板：由于受到氣缸結(jié)構(gòu)以及壓力的不穩(wěn)定等因素的影響，氣缸工作時在推進和收回的作用力均不相同，因此有可能在收回作用力小的時候出現(xiàn)切不斷的現(xiàn)象；弓形切刀的自身結(jié)構(gòu)是不對稱的偏重結(jié)構(gòu)，在做切條運動時其工作幅度大、震動大，切條效果影響比較嚴重；由于氣缸安裝在泥條的下方距離支點較近，造成氣缸推動切弓切的結(jié)構(gòu)是費力杠桿，導(dǎo)致氣缸內(nèi)徑必然很大。為了消除上述短板，因此設(shè)計的切條方式為上下同步切條。圖3-1 切條小車結(jié)構(gòu)3.1.1 切條滑動架的設(shè)計切條部分由于往返運動較多又要保持同步運動，故上下各采用4個輪子制作類似小車結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌與車輪不光有徑向尺寸限

18、制，軸向尺寸限制也較為嚴格，能保證在運行的過程中不像一遍跑偏，即使跑偏也不會被卡死。其軌道材料可以選用40Cr鋼，熱處理硬度要求為HRC4552,具有一定抗沖擊性和耐磨性，符合要求。圖3- 1 切條小車軌道配合3.1.2 切條動力部分力換算表是指氣缸運動速度范圍在50-500mm/s的理論出力。氣缸內(nèi)徑的確定1.由負載性質(zhì)及氣缸運動速選擇負載率值；負載率；式中F為氣缸活塞桿上所受的實際負載(N) ；P為氣缸的理論出力(N)；理論輸出力P(N) 推力；式中D為氣缸內(nèi)徑(cm) ，p為氣缸工作壓力(MPa)； 拉力 式中d為氣缸活塞直徑(cm)；負載性質(zhì)： 阻性負載 ，慣性負載 一般場合 ，高速運

19、動；帶入數(shù)據(jù)經(jīng)計算的 ， 。因此選擇缸徑為80mm的氣缸與我們切斷泥條所需的力相吻合，行程的確定得配合鉆形和結(jié)構(gòu)的設(shè)計，考慮到重型切條機能切大磚以及空心磚故加大行程為400mm；所選氣缸型號為：SC80*400。3.1.3 切條鋼絲的張緊鋼絲的張緊方式有多種，可采用繞線式，拉簧式等。繞線式其切條穩(wěn)定無伸縮，但當(dāng)其斷鋼絲時，換新鋼絲復(fù)雜，消耗時間會影響整個生產(chǎn)線的不連續(xù)性，因此不與選用；拉簧式，其更換鋼絲方便快捷，但彈簧的伸縮性會影響切條的效果。固得重新尋找一種鋼絲張緊方式，由于切條已經(jīng)采用氣缸，有了氣源，我們可選擇氣缸方式張緊，選擇保壓氣缸，可以通過調(diào)壓閥控制其壓力可以在工作過程中控制其伸縮量

20、，其行程不用過大，只需50mm即可方便更換鋼絲。其缸徑的計算同切條氣缸的選擇。同理，選擇張緊氣缸型號為SC-50*50。3.2 同步機構(gòu)設(shè)計為了保證切條小車上下部分同速運動，因此得設(shè)計一套同步裝置，同步裝置能省去下切條小車的動力源，共同使用上氣缸為動力源，通過同步裝置帶動下小車的運功。3.2.1 同步方式的確定實現(xiàn)同步的原理原理大致相同，即一個主動輪轉(zhuǎn)動帶動中間軸轉(zhuǎn)動，同時中間軸的轉(zhuǎn)動帶動另一個與主動輪同軸的被動輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)上下始末兩同步輪工作一致?？蛇x用滾子鏈實現(xiàn)，或選用同步帶來實現(xiàn)。圖3-2-1 同步裝置結(jié)構(gòu)示意圖3.2.2 同步帶同步輪的選擇首先對滾子鏈和同步帶進行選擇。滾子鏈傳動能夠傳

21、動的力比同步帶大其載荷的數(shù)量級在10KN以上，同步帶的載荷在KN級別，均能滿足力學(xué)要求。同步帶傳動，是由一根內(nèi)圈表面有等間距（節(jié)距）齒廓的封閉環(huán)形橡膠帶和有相應(yīng)齒廓的帶輪所配合組成。當(dāng)同步裝置運轉(zhuǎn)時，同步帶的凸齒和帶輪的齒槽相嚙合，以傳遞運動和動力。與其他傳動裝置相比，同步帶傳動具有以下的優(yōu)點:     1）傳動比范圍比較大，結(jié)構(gòu)緊湊     2）工作時無打滑現(xiàn)象，有準(zhǔn)確的傳動比；     3）節(jié)能效果好，傳動效率高；     4）惡劣

22、環(huán)境條件下均能正常工作；     5）維護保養(yǎng)方便，維持運轉(zhuǎn)費用低。   同步帶一般由帶背、帶齒、承載繩和包布層組成。圖3-2-2 同步帶結(jié)構(gòu)示意圖 半圓弧齒同步帶傳動時動噪音小，精度高。3.2.3 同步帶的計算選擇設(shè)計功率；查詢載荷修正系數(shù)，取2.1；設(shè)計功率=1.4KW；選擇帶型為14M,節(jié)距；齒數(shù)為28；=125mm;同步帶速度等同于氣缸運動速度v1.3m/s；根據(jù)結(jié)構(gòu)??；查詢標(biāo)準(zhǔn)接線長；齒數(shù)Z=175；實際軸間距; 嚙合齒數(shù))Z嚙合齒數(shù)系數(shù) 時， 包角 包角， 查詢基本額定功率 計算帶寬 根據(jù)帶型確定基準(zhǔn)寬度查詢帶長

23、系數(shù) 計算結(jié)果 選取帶寬標(biāo)準(zhǔn)值 計算在軸上的力 緊邊張力松邊張力壓軸力查詢矢量相加修正系數(shù) 計算結(jié)果 3.3 泥條長度定位架部分設(shè)計3.3.1 電磁鐵離合器的選用 電磁鐵的選用要有斷電去磁的功能，才能保證在泥條切斷后被輸送出去，不至于損壞定位架。取標(biāo)準(zhǔn)型號電磁鐵為20N（后文中有詳細計算）。 3.3.2 定位滾筒的設(shè)計滾筒設(shè)計主要存在的問題：1.材料要求滾筒不沾泥巴；2.滾筒在運行的過程中不易撞擊變形；3、滾筒表面耐磨,4、泥條中含有煤的成分易腐蝕。因此可以選用奧氏體不銹鋼304； 18Cr-8Ni 具有較好的耐熱性、耐蝕性，低溫強度和機械特性；其沖壓，彎曲等熱加工性好，沒有熱處理硬化現(xiàn)象。3

24、.3.3 搖臂的設(shè)計 圖3-3-3 泥條長度定位架結(jié)構(gòu)示意圖圖3-3-4 搖臂受力物理模型圖 泥條的推力計算： 式中P=9.5kg/m=95N/m，P 為磚機成型壓力； A=115*240mm=27600 mm= 0.0276m 求得=2.622N根據(jù)平面力偶系的平衡條件; 式中 求得，N； ；取K=1.5； F=19.33N因此選用電磁鐵的吸引力應(yīng)大于19.33N，所選取標(biāo)準(zhǔn)型號電磁鐵為20N。3.4 傳動部分的設(shè)計3.4.1 傳動系統(tǒng)的確定 取滾筒速度v=2.6m/s, 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，取滾筒直徑D=140 將傳動比分配，由于帶傳動比鏈傳動的傳動比大，因此選； ，取帶輪的直徑分別為；i=1.

25、3 選擇鏈輪的齒數(shù)分別為；。后文中有帶輪的選擇及鏈輪的選型詳細說明。圖3-4-1-1 傳動系統(tǒng)圖圖3-4-1-2 傳動路線表達式滾筒的轉(zhuǎn)速：V帶傳動的滑動系數(shù)；滾筒直徑：D=140mm滾筒運動速度：=2.59m/s 符合泥條輸送速度2.42.8m/s的要求。3.4.2 傳動方式的選擇 在現(xiàn)有普通機械中，傳動方式主要有鏈傳動和皮帶傳動。由于切條機送條速度要求在2.42.8m/s，速度不快，切條機結(jié)構(gòu)緊湊，選用的電機為1.5KW 的4級電機，因此選用二級減速，采用帶傳動和鏈傳動。3.4.3 帶傳動的設(shè)計 帶傳動在近代的機械中又廣泛的應(yīng)用。根據(jù)參數(shù)已知條件：P=1.5KW，小帶輪轉(zhuǎn)速n=1400r/

26、min,傳動比i=3,傳動比允許誤差±5%，輕度沖擊。V帶傳動的設(shè)計計算：1.確定計算功率：查P156表8-7得工作情況系數(shù)：2.選擇V帶的帶型：根據(jù)計算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速，由P157圖8-11選擇V帶的帶型為：A型3.初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑：查P155表8-6得：=75mm根據(jù)查P157表8-8取：=100驗算帶速v：根據(jù)P150公式8-13得：7.32m/s計算大帶輪直徑，由公式=i并根據(jù)P157表8-8加以適當(dāng)圓整取=3004確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長度 根據(jù)P152公式8-20初定中心距：0.7（+）2(+) 得4201200 于是初定=700計算相應(yīng)的帶長：據(jù)式=2042

27、.6再根據(jù)P146表8-2選取：=20505.按P158式8-23計算實際中心距: 并根據(jù)公式;的中心距的變化范 圍為693.57256.驗算小帶輪上的包角:7.計算帶的根數(shù)z:由=100和=1400r/min,查P152表8-4a取：=1.32Kw；根據(jù)=1400r/min,i=3和A型帶，查P154表8-4b取2：=0.17；查P155表8-5?。?0.98;查P146表8-2?。?1.06于是： () 所以：Z=0.99996取Z=1根。8.確定單根V帶得初拉力: 查P149表8-3得B型帶的單位長度質(zhì)量q=0.10kg/m,所以 根據(jù)P158式8-27得:=127N應(yīng)使帶的實際初拉力&

28、gt;。9.計算壓軸力：壓軸力的最小值根據(jù)P159式8-28得： 10.運動時的受力計算： 其中P=1.5KW v=7.32m/s 求得F=205 N 緊邊拉力：=229.5N 松邊拉力：=24.5N 3.4.2 鏈傳動的設(shè)計 根據(jù)選用的電機的功率P=1.5KW,軸的轉(zhuǎn)速n=466.67r/min,傳動比i=1.3可以實現(xiàn)鏈傳動的設(shè)計。（1）鏈輪齒數(shù)的確定 由i=1.3,查機械設(shè)計實用手冊表8-2-5，可知。（2）張緊輪齒數(shù)的確定 故張緊輪齒數(shù)。（3）設(shè)計功率的確定 根據(jù)載荷穩(wěn)定由機械設(shè)計實用手冊表8-2-6查得工作情況系數(shù)，表8-2-7查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù),表8-2-8查得排數(shù)系數(shù)。故設(shè)計功率

29、（4）選鏈條節(jié)距p 根據(jù)設(shè)計功率和轉(zhuǎn)速可查機械設(shè)計實用手冊表8-2-2得鏈號為12A，p=15.875。（5）初定中心距 初定（6）確定鏈節(jié)數(shù) 鏈節(jié)數(shù) ?。?）鏈條長度L的確定 鏈條長度 （8）理論中心距a 由公式，查機械設(shè)計實用手冊表8-2-9得,代入數(shù)據(jù)得。（9）實際中心距 由機械設(shè)計實用手冊表8-2-5可得（10）鏈速v 鏈速 （11）驗算鏈輪孔徑 查 機械設(shè)計實用手冊表8-2-10得（12）有效圓周力F （13）作用在軸上的 傾斜傳動,取.（14）潤滑方式 滴油潤滑。（15）鏈條標(biāo)記查機械設(shè)計實用手冊可知，鏈條標(biāo)記為10A-1×110，GB1243-1997。3.4.2 傳動軸的設(shè)計圖3-4-2-1 傳動軸的受力簡圖根據(jù)平衡條件得出平衡方程： 解得：=-307N =-67.14N =-753.97N =-539.86N運動時的扭矩：T=9550P/n=30.7 NM 3.4.2 傳動軸的校核軸的強度校核計算：1. 按扭轉(zhuǎn)強度條件計算 根據(jù)機械設(shè)計 P370 差表15-3 軸常用幾種材料的及A值 45號