中北12版冲压式蜂窝煤成型机.docx

蜂窝煤成型机1、 工作原理及工艺动作过程冲压式蜂肉煤成型机是我国城镇蜂窝煤（通常又称煤饼，在圆柱形饼状煤中冲出若 T通孔）住产厂的主要住产设备，它将煤粉加入转盘上的模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤为了实现蜂窝煤冲压成型，冲压式蜂窝煤成型机必须完成以下儿个动作：1） 煤粉加料；2） 冲头将蜂窝煤压制成型；3） 清除冲头和出煤盘的积屑的打屑运动；4） 将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模；5） 将冲压成型的蜂窝煤输送装箱2、 原始数据及设计要求1） 蜂窝煤成型机的生产能力：30次/min；2） 驱动电机：Y180L—8、功率N=llkW、转速n=730r/min；3） 冲压成型时的生产阻力达到50000N；4） 为改善蜂贡煤成型机的质量，希望在冲压示有一短暂的保压时间；5） 山于冲头要产生较大压力，希望冲压机构具有增力功能，以增大有效力作用， 减小原动机的功率3、 设计方案提示冲压式蜂窝煤成型机应考虑三个机构的选烈和设计；冲压和脱模机构、扫屑机构和 模筒转盘的间歇运动机构冲压和脱模机构可采用对心曲柄滑块机构、偏置曲柄滑块机构、六杆冲压机构；扫 屑机构可采用附加滑块摇杆机构、固定移动凸轮一移动从动件机构；模筒转盘间/运动 机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、□轮式间歇运动机构。

为了减小机器的速度波动和选择较小功率的电机，可以附加飞轮4、 设计任务1） 按工艺动作要求拟定运动循环图；2） 进行冲压脱模机构、扫屑刷机构、模筒转盘间歇运动机构的选型；3） 机械运动方案的评定和选择；4） 进行飞轮设计（选做）；5） 按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案；6） 画出机械运动方案简图；7） 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算8） 提供设计总结说明书一份（不少于3000字）冲压式蜂窝煤成型机的运动方案设计一、冲压式蜂窝煤成型机的功能和设计要求1、 功能冲压式蜂窝煤成型机是我国城镇蜂窝煤（通常乂称煤饼，在圆林形饼状煤中冲出若 干通孔）牛产厂的主要牛产设备，它将煤粉加入转盘上的模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤为了实现蜂窝煤冲压成型,冲压式蜂窝煤成型机必须完成以下几个动作：6） 煤粉加料；7） 冲头将蜂窝煤压制成型：8） 清除冲头和出煤盘的积屑的扌I屑运动；9） 将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模；10） 将冲压成型的蜂窝煤输送装箱2、 原是数据及设计要求1） 蜂窝煤成型机的生产能力：30次/min；2） 驱动电机：Y180L—8、功率N =11 kW、转速n=730r/mim3） 如图1所示位冲头3、脱模盘5、扫屑刷4、模筒转盘1的相互位置情况。

实际]f上冲头与脱模盘都与上下移动的滑梁2连成一 体，当滑梁下冲时冲头将煤粉压成蜂窝煤，脱 模盘将己压成的蜂肉煤脱模在滑梁上升过程 • I旳屑刷将刷除冲头和脱模盘上粘附的煤粉 模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇运动使加 料后的模筒进入加压位置、成型后的模筒进入 脱模位置、空的模筒进入加料位置；4） 为改善蜂窝煤成型机的质量，希望在冲 压后有一短暂的保压时间；5） 由于同时冲两只煤饼时的冲头压力较 人，最人可达50000N,具压力变化近似认为在 冲程的一半进入冲压，压力呈线性变化，由零 值至最大值因此，希望冲压机构具有增力功 能，以减小机器的速度波动和减小原动机的功 率6） 机械运动方案应力求简单二、工作原理和工艺动作分解根据上述分析，冲压式蜂窝煤成型机耍求完成的工艺动作有以下六个动作：1） 加料：这一动作可利用煤粉的重力打开料斗自动加料；2） 冲压成型：耍求冲头上下往复运动，在冲头行程的二分Z—进行冲压成型;3) 脱模：要求脱模盘上下往复移动，将已冲压成型的煤饼压下去而脱离模筒一般 可以将它与冲头固结在上下往复移动的滑梁上；4) 扫屑：要求在冲头、脱模盘向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除；5) 模筒转模间歇运动：以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换；6) 输送：将成型的煤饼脱模后落在输送带上送出成品，以便装箱待用。

以上六个动作，加料和输送的动作比较简单，暂吋不予考虑，脱模和冲压可以用一 个机构完成因此，冲压式蜂窝煤成型机运动方案设计重点考虑冲压和脱模机构、扫屑 机构和模筒转盘间歇转动机构这三个机构的选型和设计问题三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图对于冲压式蜂窝煤成型机运动循环图 主要是确定冲压和脱模盘、扫屑刷、模筒 转盘三个执行构件的先后顺序、相位，以 利对各执行机构的设计、装配和调试冲压式蜂窝煤成型机的冲压机构为主 机构，以它的主动件的零位角为横坐标的 起点，纵朋标表示各执行构件的位移起止 位置图2表示冲压式蜂窝煤成型机三个执 行机构的运动循环图冲头和脱模盘都山 工作行程和回程两部分组成模筒转盘的 工作行程在冲头的冋程后半段和工作行程 的前半段完成，使间歇转动在冲压以前完 成扫屑刷要求在冲头回程后半段至工作 行程的前半段完成扫屑运动图2四、执行机构的选型根据冲头和脱模盘、模筒转盘、扫屑刷这二个执行构件动作要求和结构特点，町以选择表1的常川机构，这一表格又称为执 行机构的形态学矩阵表1 三执行机构的形态学矩阵冲头和脱模盘机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构六杆冲压机构扫屑刷机构附加滑块摇杆机构尚定移动凸轮移动从动件机构模筒转盘间歇运动机构槽轮机构不完全齿轮机构凸轮式间歇运动机构图3 (a)表示附加滑块摇杆机构。

利用滑梁的上下移动使摇杆0B上的扫們刷扫除 冲头和脱模盘底上的粉煤屑图3 (b)表示固定移动口轮利用滑梁上下移动使带冇扫屑 刷的移动从动件顶出而扫除冲头和脱模盘底上的粉煤屑五、机械运动方案的选定和评价根据表1所示的三个执行机构形态学矩阵，可以求岀冲压式蜂竟煤成型机的机械运动方案数为：N=3X2X3=18现在，我们可以给定条件、各机 构的相容性和尽址使机构简单等等要 求来选择方案由此对选定两个结构 比较简单的方案方案I :冲压机构为对心曲柄滑 块机构、模筒转盘为槽轮机构、扔屑 机构为固定凸轮移动从动件机构方案II：冲压机构为偏置Illi柄滑 块机构、模筒转盘为不完全齿轮机构、 扫們机构为附加滑块摇杆机构图3两个方案我们可以用模糊综合评价方法来进行评估优选，这里从略最后选择方案I为冲压式蜂窝煤成型机的机械运动方案六、机械传动系统的传动比和变速机构根据选定的驱动电机转速和冲压式蜂 窝煤成型机的牛-产能力它们的机械传动 系统的总传动比为：，总= 呢机・=型=24.333'、比执行主轴30机械传动系统的第级采用带传动， 其传动比为4.866,第二级采用齿轮传动, 其传动比为5七、画出机械运动方案简图按已选定的三个执行机构的型式及机 械传动系统，画出冲压式蜂窝煤成型机的 机械运动示意图。

其中三个执行机构部分 也可以称为机械运动方案示意简图如图 4所示，其中包括了机械传动系统、三个 执行机构的组合如果再加上加料机构和 输送机构，那就可以完整地表示整台机器 的机械运动方案图冇了机械运动方案图，就可以进行机构的运动尺寸设计计算和机雅的总体设计八、对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算为了实现貝-体的移动要求，必须对带传动、齿轮传动、曲柄滑块机构（冲压机构）、 槽轮机构（模筒转盘间/运动机构）和扫丿肖片轮机构进行运动学计算，必要时还要进行 动力学计算1、 带传动计算（略，机械设计中有专门讲解）2、 齿轮传动计算取Z】=22, Z2=iX22=5X22=110o按钢制齿轮计算，取模数m=5mm.o贝lj di=Zjm=110mm ・d?=Znm=550 mm.— J其余尺寸，按齿轮机构相关计算表格求出3、 曲柄滑块机构计算己知冲压式蜂窝煤成型机的滑梁行程s=300mm,曲柄与连杆长度比，即连杆系数为 X =0.175,则曲柄半径为：R = — s = 150m/n2R连杆长度为： L = - = 955.41加加因此，不难求出111!柄滑块机构中滑梁（滑块）的速度和加速度变化4、 槽轮机构计算1） 槽数Z 按工位要求选定为6。

2） 中心距d 按结构情况确定300加加o3 ）圆悄半径厂 按结构悄况确定r - 30mm «24） 槽轮每次转位时主动件的转角2a 2a = \ 80°（1 一 一） = 120°z5） 槽间角20 20 =型-=60°6） 主动件圆销中心半径& & = asmJ3 = 150mm7） 尺与° 的比值2 2 = = sin/? = 0.5a8） 槽轮外圆半径/?? R2 = J（ocos0尸+厂2 = 262mm9） 槽轮槽深力 h > a（A + cos（3-Y） + r = 79.Smm取力=80/77777 o10）运动系数k k=^^ = - （n = l,A2为圆销数）2z 3622凸轮基本尺寸的确定图6・2凸轮机构如图6.2所示，由于扫屑刷要在冲头开始冋程之后到行程之前完成扫屑 动作，所以取凸轮的远休止角5小为180°,安装时确保凸轮开始转动时从动 件滚子在它的转动中心最远位置取心二90° ,J02 = 30°, 5° = 60° .由于冲头宽 100mm,故取凸轮的行程h=105mmo 乂因为推程直动件的许用压力［a ］=30° ,/7取a =25查文献［2］图5.28得 -=0.6,得r0=175mm>T半径厂严（0.1〜 H ro0.15） ,取厂,.=26 mm6.2.3作凸轮轮廓曲线凸轮轮廓曲线如图6. 3：图6.3凸轮的轮廓曲线63飞轮的设计由于锥齿轮直径d“2=423.58mm,考虑到碰触问题，所以选取飞轮的直径 为0215 mm,并11为孔版式，图6.4飞轮曲柄滑块机构运动吋摇杆与连杆共线吋机构的传动角r = °°这吋原动件 曲柄作用于冲压机构上的力恰好通过其回转中心，所以出现了不能使构件转 动的顶死现象，即称为死点。

rtr丁曲柄滑块机构存在机械上的死点，所以飞 轮的设计的必须的，当曲柄滑块不处在死点位置吋，飞轮就储存能量，当曲 柄滑块机构处在死点位置时，飞轮就释放能里使曲柄滑块机构通过死点位置曲柄轴与飞轮轴之间的联接方式为齿轮连接,设计确定人小齿轮之间的传 动比 7 = 3.2, 69 = 2m = 28.15m 傀=p-V=7.8x 103kg/m3 x 0.0023m3 = 11kg掏空的四个圆柱孔后飞轮的质量为：加小関村=7.8x10“ x 0.000045/??3 =0.35 lkg 中心趴=0.1075m丿二1 /2加飞• — 4l/2xl/4x加小圆柱xR；、圆柱+1 /4加小圆柱xR中心距）—0.094E——飞轮所产生的能量：E = \/2xJxco2 = 0.5 x 0.094 x 28.152 = 37.2焦。