毕业设计（论文）-水泥瓦切割机设计

毕 业 论 文论文题目 水泥瓦切割机设计 系 别 电子信息工程系 专 业 机械制造设计及其自动化 班 级 学 号 学生姓名 指导教师（签名） 完成时间 2013 年 5 月摘要水泥瓦切割机是专门用来切割水泥瓦的设备。云石机切割水泥瓦时会产生很多粉尘，对人体造成极大的危害。本设计依照云石机的工作原理来设计切割机的切割部分，在云石机的基础上还做了改进，在保留云石机方便切割的同时，还能通过相应的部件来克服粉尘对人体的危害。本人通过查阅各类石材切割机的造型及工作原理，得出了大概造型，借助pro/E建模仿真、CAD绘图等软件，设计出了专门用来切割水泥瓦的设备-水泥瓦切割机。该切割机是用三相异步电动机来提供动力，借助V带轮和V带的传动来使圆锯片旋转，再通过工作台的移动来实现水泥瓦的切割的。同时用水来克服切割过程中产生的多灰尘现象，在方便切割的同时也不会对人体产生伤害。关键词：水泥瓦切割机； 云石机； 三相异步电机； 带轮传动； 圆锯片IIIThe Design of Cement Tile Cutting MachineAbstractCement tile cutting machine is special equipment for cutting cement tile. Marble cutting machine for cement watts will produce a lot of dust, causing great harm to human body. This design according to the working principle of marble machine to design the cutting part cutting machine, based on a marble machine is improved, in the marble machine cutting conveniently at the same time, but also to overcome the dust harm to human body by the corresponding components.I through access to all kinds of stone cutting style and working principle, that probably other, using pro/E modeling and simulation, CAD drawing software, designed specifically for cutting tile cement equipment, cement tile cutting machine. The cutting machine is used in three-phase asynchronous motor to provide power, by means of transmission to make circular rotating V belt wheel and V band, then moves through the table to realize the cement tile cutting. At the same time, use water to overcome much dust phenomenon in the cutting process, the cutting conveniently also will not harm the human body.Keywords: cement tile cutting machine marble three-phase asynchronous motor belt drive saw blades目录第一章 前言11.1 水泥瓦的概述11.2 国内外石材切割机的发展状况11.3 设计的意义2第二章 水泥瓦切割机整机设计32.1切割机的加工工艺要求32.2水泥瓦切割机的设计简图32.3 设计原理3第三章 机架的设计53.1 机架的设计思路53.2 水箱的设计63.3 槽钢的选择93.4 万向轮的选择11第四章 工作台的设计134.1 工作台的整体设计134.2 电动机的选择134.3 V带和带轮的选择144.4 轴的设计184.5 轴承的选择224.6 键的选择及强度校核244.7 V脚轮的选择254.8 锯片的选择及切割深度26第五章 电路控制部分285.1 电路控制的概述285.2 电路控制的设计28第六章 总的装配设计306.1 装配总图306.2 工作原理306.3 创新点的设计30第七章 总结与展望317.1 总结317.2 工作展望31参考文献33致谢34第一章 前言1.1 水泥瓦的概述随着社会的发展和科技的进步，很多东西慢慢地被淘汰，也有很多东西经过改造以新的形象出现在我们的生活里面。瓦片，人们第一个想到的就是那由泥土烧制而成，又重又小的弧状物体，但随着科技的进步，这些使用的麻烦，易碎且不易更换的瓦片现在已经不再被农村人使用，取而代之的是一种叫做水泥瓦的瓦片。水泥瓦是以水泥为基体材料，配以天然石棉纤维增强，经成型、加压、高温蒸养而制成。以前称作石棉瓦，顾名思义主要材料是石棉纤维，水泥含量低。经过几年的改造，现在称为水泥瓦，主要成分还是水泥和石棉纤维，但水泥所占的比例相对与以前的来说大了很多。水泥瓦种类很多，大小不一，在农村使用最多的还是大瓦片的那种。该种瓦片由硅酸盐水泥和黄沙经过水的调和而成，外表成波浪状，有着1800mm×745mm×（4.5mm6mm）的尺寸，由于经济耐用，安装方便，容易更换，多被用来封盖养殖场房顶、家禽类的窝、暂时住房等不需要长久使用的场所,同时还有厂房、锅炉房、仓库、车库等都有用到水泥瓦，在自然灾害发生地还可以用来建造灾民的临时住房，不管是在商业、农业、自然灾害等领域，水泥瓦都扮演着很重要的角色。随着水泥瓦使用数量的增多，关于水泥瓦修剪设备的应用越显得有必要。由于瓦厂造出来的瓦片都是固定的，水泥瓦比较坚硬宽大，导致瓦片的切割成了使用者和出售商头疼的问题。1.2 国内外石材切割机的发展状况对于能用来大量切割水泥瓦的有一些大型的石材切割机。石材加工机械主要是采用国产的龙门锯石机，该种机械分单锯片和多锯片两种类型，主要结构是锯片部分和工作台，一次可加工10mm以上各种厚度的花岗石、大理石等石材。要加工工件时，把工件放在工作台上固定好，控制工作台的来回移动即可加工。但龙门锯石机花销成本太高，不适合民用水泥瓦的切割。为了能有更高的工作效率，出现了PLC应用在石材切割设备中,PLC 是适用于现场运行的微机控制器，抗干扰能力强、编程简单，价格适中，非常适合用于石材加工机械1。而最近出现了一种新型的PLC技术-矩形科技混合型PLC，该技术已经运用到石材切割机中。该种石材切割机能把工件的位置转变成电流信号转换成0-10V的电信号，从而通过对电信号反馈的信息来控制切割速度和切割位置来达到提高自动化的目的。在2007年美国芝加哥国际建材展览会上，出现了石材切割机器人。该种机器人的锯片可以进行三维空间内任意加工方位的改变和定位，其加工灵活性和位置准确性是多维数控加工中心上具有六维功能加工动力头所不能媲美的2。云石机在石材的切割过程中的使用是最普遍的。云石机这种切割虽也还是需要人来操作，但借助于电力，有效高的工作效率，切削深度100mm110mm之间，符合农村人所需求的便携操作简单的要求，缺点是切割过程中所产生的粉尘过多，而且粉尘所奔向的是操作者，对人造成一定的伤害和极大的不便。1.3 设计的意义国内外能用来切割水泥瓦的设备很多，但是多运用了高科技来实现切割，不符合大多数人的使用，而且价格高昂，不适用于水泥瓦的切割。云石机经济实用，可安全性不高，况且切割石材产生的粉尘对人体的危害大，也不太适合用来切割水泥瓦。水泥瓦切割很需要有专门的设备来实现既方便又实用，同时能让大多数人承受的起的价格。本设计运用三相异步电机，通过带轮传动带动金刚石锯片，借助导轨使工作台直线运动，从而实现了对水泥瓦的直线切割。另外还通过水来降低了切割过程中所产生的大量灰尘对人体的危害。本设计所用的零配件价格低廉，组装出来的整机价格也很实惠，适用于大多数人。26第二章 水泥瓦切割机整机设计2.1切割机的加工工艺要求农村所需求的水泥瓦除了整块的使用之外，在一些情况下需要有一定尺寸的瓦块，以保证水泥瓦的充分利用。图2-1 水泥瓦切割效果图2-1是水泥瓦所要求的切割效果，由于一般房子都是方形状的，故所要求的瓦片也是方形状的，所以切割出来的瓦片绝大多数都应该是方的，三角状、圆形状等较复杂的形状不需求。要有上图的切割效果，就要求切割设备除了能纵向直线切割外，还应具备横向移动的能力，不然达不到多次切割的效果。2.2水泥瓦切割机的设计简图1-大带轮； 2-V带；3-小带轮；4-轴承；5-锯片；6-电机图2-2 工作台机构简图 2.3 设计原理图2-2所画只是工作台的机构简图，工作台是通过V脚轮跟导轨贴合的。电机通电后带动了大带轮旋转，大带轮与V带贴合，V带把扭矩传给小带轮，小带轮带动锯片旋转，从而使切割机工作。要能够切割水泥瓦，应该把工作台放在导轨上，使其能左右移动。在切割瓦片的过程中，要有水喷射到圆锯片上，来降低切割过程中所产生的粉尘对人体的危害。要实现移动切割，可以用轮子与地接触，并且轮子应该能固定不动，保证切割过程中整个设备不因电机的震动而移动，同时也保证了切口的平整性。第三章 机架的设计3.1 机架的设计思路3.1.1机架材料的选择在机器（或仪器）中支承或容纳零部件的零件称之为机架3。机架是机械设备的整体框架，除了对机器上的零件机构起到支撑作用外，还要能满足机构部件的功能，比如移动、旋转等。水泥瓦切割机要切割的是有一定宽度和长度的瓦片，瓦片由混泥土制成，有较高的硬度；动力由异步电机提供，电机的旋转存在一定的震动，所以所选的材料应该具备一定的硬度跟挠度，本设计选择的是钢和铁，这两种有一定的钢度、硬度、挠度，并且应用广泛，价格便宜。3.1.2 机架的构思所设计的切割机要有能移动的功能，在与地板接触的地方应该用到滚轮；要使工作台直线移动来确保切割的平整度，可以选择导轨来达到目的。水泥瓦切割过程中产生很多粉尘，而水能有效地防止粉尘对人体的危害，所以机架上应该有蓄水部件，给切割过程供水。图3-1 机架如图3-1所示，机架的设计方案是由两根角钢、两根槽钢、两根导轨、四个万向轮和水箱组成，其中角钢跟槽钢、导轨与槽钢、万向轮与角钢、角钢与水箱都是用焊接来固定。槽钢的一边焊有铁挡板，用来定导轨的终点，而另一端则是开口，这是为了安放工作台时所需要的。导轨能让工作台直线移动，确保切割出瓦片的平整度；万向轮能让这个设备在地上运动，同时还有刹车功能，从而固定住切割机的移动；水箱则是用来蓄水的。3.2 水箱的设计3.2.1 水箱容量的计算水箱蓄水部分是