沖壓式蜂窩煤成型機(jī)演示文稿

沖壓式蜂窩煤成型機(jī)演示文稿當(dāng)前第1頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)優(yōu)選沖壓式蜂窩煤成型機(jī)當(dāng)前第2頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)沖壓式蜂窩煤成型機(jī)簡(jiǎn)介

沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國城鎮(zhèn)蜂窩煤生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設(shè)備。這種設(shè)備具有結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，成型性能好，經(jīng)久耐用，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。目前國內(nèi)生產(chǎn)的蜂窩煤成型機(jī)結(jié)構(gòu)基本一致，原理基本相同。蜂窩煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：成型高度，沖壓次數(shù)，料斗數(shù)，整機(jī)重量，電機(jī)功率，成型煤規(guī)格。我們所設(shè)計(jì)的蜂窩煤成型機(jī)的參數(shù)：沖壓次數(shù)：30次/分料斗數(shù)：1個(gè)電機(jī)功率：11KW當(dāng)前第3頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)沖壓式蜂窩煤成型機(jī)簡(jiǎn)介成型煤規(guī)格煤餅直徑：120mm煤餅高度：75mm孔數(shù)：12孔孔徑：16mm當(dāng)前第4頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)工作原理及工藝動(dòng)作過程

沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國城鎮(zhèn)蜂窩煤生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設(shè)備。它將煤粉加入轉(zhuǎn)盤上的模筒中，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩煤。為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤的沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)必須完成五個(gè)動(dòng)作：1）

粉煤加料2）

沖頭將蜂窩煤壓制成型3）

清除沖頭和出煤盤積屑的掃屑運(yùn)動(dòng)4）

將在模筒內(nèi)的沖壓后的蜂窩煤脫模5）

將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱當(dāng)前第5頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)

1）按工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。2）進(jìn)行沖壓脫模機(jī)構(gòu)、掃屑刷機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型。3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。4）進(jìn)行飛輪設(shè)計(jì)。5）按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。6）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。7）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。當(dāng)前第6頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的六個(gè)工藝動(dòng)作

（1）

加料：利用粉煤重力打開料斗自動(dòng)加料，加料過程需要設(shè)計(jì)料斗的開關(guān)控制機(jī)構(gòu)，以控制加料的量；（2）

沖壓成型：沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在沖頭行程的后三分之一進(jìn)行沖壓成型；（3）

脫模：脫模盤上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將已沖壓成型的蜂窩煤壓下去而脫離模筒；（4）

掃屑：在沖頭、脫模盤向上移動(dòng)的過程中用掃屑刷將煤粉掃除；

（5）

模筒轉(zhuǎn)模間歇轉(zhuǎn)動(dòng)：完成沖壓、脫模、加料三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換；（6）

輸送：將成型的蜂窩煤脫模后落在傳送帶上送出成品。當(dāng)前第7頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)構(gòu)選型

根據(jù)蜂窩煤沖壓機(jī)的幾個(gè)基本動(dòng)作，轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)，沖壓成形，掃屑，分別有轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)，沖壓機(jī)構(gòu)和掃屑機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。這三種機(jī)構(gòu)有多種機(jī)構(gòu)形式可供選用。其形態(tài)學(xué)矩陣如下：三執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣沖壓機(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)掃屑機(jī)構(gòu)附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)固定凸輪從動(dòng)件機(jī)構(gòu)模筒轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)凸輪式間歇機(jī)構(gòu)由形態(tài)學(xué)矩陣可，可以求出沖壓機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為N=3*2*3=18

當(dāng)前第8頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)構(gòu)選型和方案比較

模筒轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

槽輪機(jī)構(gòu)能將主動(dòng)構(gòu)件的等速連續(xù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換為從動(dòng)件的間歇運(yùn)動(dòng)。槽輪機(jī)構(gòu)常用于步進(jìn)。轉(zhuǎn)位，分度轉(zhuǎn)動(dòng)中，是一種較普遍的機(jī)構(gòu)。（1）槽輪機(jī)構(gòu)（2）不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)是由齒輪演變過來的，又稱為間歇齒輪機(jī)構(gòu)及欠齒輪機(jī)構(gòu)。它也能將主動(dòng)輪的等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)輪的間歇運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)前第9頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)當(dāng)圓柱形凸輪做等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)盤作單向間歇回轉(zhuǎn)。這種機(jī)構(gòu)稱為凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。（3）凸輪式間歇機(jī)構(gòu)

三者比較，凸輪式間歇機(jī)構(gòu)要求凸輪的加工精度很高，在一定程度上也提高了成本。所以將其排除。槽輪機(jī)構(gòu)與不完全齒輪相比，兩者的機(jī)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，而且工作可靠。雖然不完全齒輪的從動(dòng)輪停歇的次數(shù)和每次停歇的時(shí)間，以及每次轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角等的選擇范圍相對(duì)槽輪來說比較大，但是其在從動(dòng)輪開始和終止運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度有突變，沖擊角大；而槽輪在設(shè)計(jì)合理的前提下，撥銷進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)。綜上所述，決定選用槽輪機(jī)構(gòu)作為間歇機(jī)構(gòu)。

當(dāng)前第10頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)構(gòu)選型和方案比較

掃屑機(jī)構(gòu)

（１）．附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)是利用在橫梁的上下移動(dòng)使搖桿上的掃屑刷擺動(dòng)掃除沖頭和脫模盤上的粉煤屑。（２）．固定移動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)固定移動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)是利用橫梁的上下運(yùn)動(dòng)，固定移動(dòng)凸輪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底的粉煤屑。比較兩者，我們決定選用固定移動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。當(dāng)前第11頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)構(gòu)選型和方案比較

沖壓機(jī)構(gòu)

沖壓機(jī)構(gòu)有對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和平面四連桿機(jī)構(gòu)。對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)都屬于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并且低副不易磨損又易于加工，以及能由本身幾何形狀保持接觸等。平面連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候有的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)現(xiàn)象，通常在曲柄上安裝飛輪借飛輪的慣性闖過死點(diǎn)。根據(jù)上述分析和比較，我們選用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。當(dāng)前第12頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)構(gòu)選型和方案比較

送料機(jī)構(gòu)

利用粉煤重力打開料斗自動(dòng)加料。經(jīng)過考慮，我們決定選用凸輪機(jī)構(gòu)為開關(guān)來控制加料的量。由于我們的凸輪機(jī)構(gòu)需要水平放置，當(dāng)桿件運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)端時(shí)，無法利用重力讓其自己下落回來，所以我們決定選用盤形槽凸輪機(jī)構(gòu)。如圖所示，桿件通過一個(gè)銷子，嵌在凸輪得槽里面，這樣桿件就可以隨凸輪自如運(yùn)動(dòng)了。當(dāng)前第13頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)盤的工作行程，在沖頭工作行程的前部和回程的后部，使間歇轉(zhuǎn)動(dòng)在沖壓以前得以完成。掃屑要求在沖頭回程后半段至工作行程前半段完成。送料凸輪則要求在轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)開始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)前第14頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選用與比較帶傳動(dòng)是利用張緊帶輪上的傳動(dòng)帶，借助帶和輪的摩擦(或嚙合)來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。帶傳動(dòng)由于具有傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，不需潤(rùn)滑油和緩沖吸震等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。帶傳動(dòng)可分為摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)兩大類，摩擦傳動(dòng)型是利用傳動(dòng)帶和帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，過載可打滑。選用摩擦型帶傳動(dòng)中的V形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。由于機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速較小，如果只用一級(jí)帶傳動(dòng)來減速的話，所需轉(zhuǎn)輪半徑太大，所以采用兩級(jí)傳動(dòng)。第一級(jí)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)為齒輪傳動(dòng)。向槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)時(shí)，齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生變化，需要用一對(duì)圓錐齒輪來改變方向。當(dāng)前第15頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)總體及各部分方案簡(jiǎn)圖加料、沖壓及脫模機(jī)構(gòu)當(dāng)前第16頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)槽輪機(jī)構(gòu)當(dāng)前第17頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)當(dāng)前第18頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)掃屑機(jī)構(gòu)當(dāng)前第19頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)整體簡(jiǎn)圖當(dāng)前第20頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)畫當(dāng)前第21頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)當(dāng)前第22頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算

槽輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算1．槽數(shù)z：六工位式轉(zhuǎn)盤，所以選擇z=6，銷數(shù)選1.2.運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ:τ=t2/t1=[pi-（2pi/z）]/2pi=（z-2）/2zτ=1/3蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力：30次/min，所以主動(dòng)件撥盤的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1為60s/30次=2s，進(jìn)而得知槽輪在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2=t1*τ=2*1/3=0.667s,停歇時(shí)間為2s-0.667s=1.333s.

當(dāng)前第23頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算

槽輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算3.中心距a及圓銷半徑r

由機(jī)構(gòu)情況確定取a=300mm

r=30mm

4.槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角2α=120，槽間角2β2β=360/z=60主動(dòng)件撥盤圓銷的中心半徑R1R1=a*sinβ=300*sin30=150mm槽輪的外圓半徑R2

R22=（a*cosβ）2+r2

所以R2=262mm槽輪的槽深hh>a(λ+cosβ-1)+r所以h>139.8mm

取h=140mm

當(dāng)前第24頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算

飛輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算

在周期性變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)，等銷驅(qū)動(dòng)力距作的功是等于等效阻抗力矩作的功的。但在運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)的任一時(shí)刻，等效驅(qū)動(dòng)力矩做的功不等于等效阻抗力矩做的功，從而使得機(jī)械的運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生波動(dòng)。過大的波動(dòng)速度會(huì)影響機(jī)械的工作性能。這種速度波動(dòng)可以通過在機(jī)械中安裝就有較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的飛輪來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

當(dāng)前第25頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：

J=(Emax-Emin)/δω

等效最大阻力為50000N，阻力存在時(shí)可近似認(rèn)為是線性變化，假定驅(qū)動(dòng)力為常值，則驅(qū)動(dòng)力P=0.5*50000*(0.5pi)/2pi=6250N

50000N6250NπR2πRFs蜂窩煤成型機(jī)沖壓變化曲線當(dāng)前第26頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)Emax-Emin=0.5*（50000-6250）*（7/8）*（pi/2）*0.15=4509.9N

從減小飛輪的尺寸考慮，將飛輪安裝在高速軸上，則ω=（150*2pi/60）=15.7rad/s

J=(Emax-Emin)/δω2=4509.9/(0.15*15.72)=121.98kg*m2

飛輪的形狀為圓盤形，飛輪距為

md2=8J

取d=1000mm

則m=8J/d2=8*121.98/12=975.84kg選用鋼作為制作飛輪的材料，其密度γ=7800kg/m3,則寬度

b=4m/(pi*d2*γ)=4*975.84/(pi*12*7800)=159.3mm所以飛輪為一個(gè)直徑為1000mm，厚為159.3mm的圓盤。

當(dāng)前第27頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算

凸輪的計(jì)算[x_]:=Which[0<=x<2Pi/3,50*(1-Cos[3x/2]),2Pi/3<=x<4Pi/3,100,4Pi/3<=x<2Pi,50*(1+Cos[3x/2])]

Plot[s[x],{x,0,2Pi}]用Mathematica軟件來計(jì)算凸輪輪廓線

凸輪位移曲線

當(dāng)前第28頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)v[x_]=D[s[x],x]

Which[0<=x<\(2\\[Pi]\)\/3,150\/2\Sin[\(3\x\)\/2],\(2\\[Pi]\)\/3<=x<\(4\\[Pi]\)\/3,0,\(4\\[Pi]\)\/3<=x<2\\[Pi],\(-\(150\/2\)\)\Sin[\(3\x\)\/2]]

Plot[v[x],{x,0,2Pi}]

凸輪速度曲線

當(dāng)前第29頁\共有30頁\編于星期四\20點(diǎn)[x_