沖壓式蜂窩煤成型機

1、 沖壓式蜂窩煤成型機沖壓式蜂窩煤成型機沖壓式蜂窩煤成型機簡介沖壓式蜂窩煤成型機簡介 沖壓式蜂窩煤成型機是我國城鎮(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。目前國內(nèi)生產(chǎn)的蜂窩煤成型機結(jié)構(gòu)基本一致，原理基本相同 。蜂窩煤機主要技術(shù)參數(shù)：成型高度，沖壓次數(shù)，成型高度，沖壓次數(shù)，料斗數(shù)，整機重量，電機功率，成型煤規(guī)格。料斗數(shù)，整機重量，電機功率，成型煤規(guī)格。我們所設(shè)計的蜂窩煤成型機的參數(shù)：我們所設(shè)計的蜂窩煤成型機的參數(shù)：沖壓次數(shù)：30次/分料斗數(shù)：1個電機功率：11KW沖壓式蜂窩煤成型機簡介沖壓式蜂窩煤成型機簡介成型煤規(guī)格成型煤規(guī)格煤餅直徑：煤餅

2、直徑： 120mm煤餅高度：煤餅高度： 75mm孔數(shù)：孔數(shù)：12孔孔孔徑：孔徑：16mm工作原理及工藝動作過程 沖壓式蜂窩煤成型機是我國城鎮(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。 為了實現(xiàn)蜂窩煤的沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機必須完成五個動作：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動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設(shè)計任務(wù) 1）按工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖。2）進行沖壓脫模機構(gòu)、掃屑刷機構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤間歇運動機構(gòu)的選型。3）機械運動方案的評定和選擇。4）進行飛輪設(shè)計。5）按選定的電動機和執(zhí)

3、行機構(gòu)運動參數(shù)擬定機械傳動方案。6）畫出機械運動方案簡圖。7）傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸計算。沖壓式蜂窩煤成型機的六個工藝動作 （1） 加料：利用粉煤重力打開料斗自動加料，加料：利用粉煤重力打開料斗自動加料，加料過程需要設(shè)計料斗的開關(guān)控制機構(gòu)，以控制加加料過程需要設(shè)計料斗的開關(guān)控制機構(gòu)，以控制加料的量；料的量；（2） 沖壓成型：沖頭上下往復(fù)運動，在沖頭行沖壓成型：沖頭上下往復(fù)運動，在沖頭行程的后三分之一進行沖壓成型；程的后三分之一進行沖壓成型；（3） 脫模：脫模盤上下往復(fù)運動，將已沖壓成脫模：脫模盤上下往復(fù)運動，將已沖壓成型的蜂窩煤壓下去而脫離模筒；型的蜂窩煤壓下去而脫離模筒；（4） 掃屑

4、：在沖頭掃屑：在沖頭、脫模盤向上移動的過程中、脫模盤向上移動的過程中用掃屑刷將煤粉掃除；用掃屑刷將煤粉掃除； （5） 模筒轉(zhuǎn)模間歇轉(zhuǎn)動：完成沖壓、脫模、加模筒轉(zhuǎn)模間歇轉(zhuǎn)動：完成沖壓、脫模、加料三個工位的轉(zhuǎn)換；料三個工位的轉(zhuǎn)換；（6） 輸送：將成型的蜂窩煤脫模后落在傳送帶輸送：將成型的蜂窩煤脫模后落在傳送帶上送出成品。上送出成品。機構(gòu)選型機構(gòu)選型 根據(jù)蜂窩煤沖壓機的幾個基本動作，根據(jù)蜂窩煤沖壓機的幾個基本動作，轉(zhuǎn)盤間歇機構(gòu)，轉(zhuǎn)盤間歇機構(gòu)，沖壓成形，掃屑，分別有轉(zhuǎn)盤間歇機構(gòu)，沖壓機構(gòu)和沖壓成形，掃屑，分別有轉(zhuǎn)盤間歇機構(gòu)，沖壓機構(gòu)和掃屑機構(gòu)機構(gòu)。這三種機構(gòu)有多種機構(gòu)形式可供選用。掃屑機構(gòu)機構(gòu)。這三種

5、機構(gòu)有多種機構(gòu)形式可供選用。其形態(tài)學矩陣如下：其形態(tài)學矩陣如下：三執(zhí)行機構(gòu)的形態(tài)學矩陣三執(zhí)行機構(gòu)的形態(tài)學矩陣沖壓機構(gòu)沖壓機構(gòu)對心曲柄滑塊機對心曲柄滑塊機構(gòu)構(gòu)偏置曲柄滑塊偏置曲柄滑塊機構(gòu)機構(gòu)六桿沖壓機六桿沖壓機構(gòu)構(gòu)掃屑機構(gòu)掃屑機構(gòu)附加滑塊搖桿機構(gòu)附加滑塊搖桿機構(gòu)固定凸輪從動件機固定凸輪從動件機構(gòu)構(gòu)模筒轉(zhuǎn)盤間模筒轉(zhuǎn)盤間歇運動機構(gòu)歇運動機構(gòu)槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)不完全齒輪機不完全齒輪機構(gòu)構(gòu)凸輪式間歇凸輪式間歇機構(gòu)機構(gòu)由形態(tài)學矩陣可，可以求出沖壓機的機械運動方案數(shù)為N=3*2*3=18 機構(gòu)選型和方案比較機構(gòu)選型和方案比較模筒轉(zhuǎn)盤間歇運動機構(gòu) 槽輪機構(gòu)能將主動構(gòu)件的等速連續(xù)運動，轉(zhuǎn)換為從動件的間歇運動。槽輪

6、機構(gòu)常用于步進。轉(zhuǎn)位，分度轉(zhuǎn)動中，是一種較普遍的機構(gòu)。（1）槽輪機構(gòu)）槽輪機構(gòu)（2）不完全齒輪機構(gòu)）不完全齒輪機構(gòu) 不完全齒輪機構(gòu)是由齒輪演變過來的，又稱為間歇齒輪機構(gòu)及欠齒輪機構(gòu)。它也能將主動輪的等速連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為從動輪的間歇運動。 當圓柱形凸輪做等速回轉(zhuǎn)運動時，從當圓柱形凸輪做等速回轉(zhuǎn)運動時，從動盤作單向間歇回轉(zhuǎn)。這種機構(gòu)稱為凸輪動盤作單向間歇回轉(zhuǎn)。這種機構(gòu)稱為凸輪式間歇運動機構(gòu)。式間歇運動機構(gòu)。（3） 凸輪式間歇機構(gòu)凸輪式間歇機構(gòu) 三者比較，凸輪式間歇機構(gòu)要求凸輪的加工精度很高，三者比較，凸輪式間歇機構(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。在一定程度上也提高了成

7、本。所以將其排除。槽輪機構(gòu)與不完全齒輪相比，兩者的機構(gòu)都比較簡單，槽輪機構(gòu)與不完全齒輪相比，兩者的機構(gòu)都比較簡單，而且工作可靠。雖然不完全齒輪的從動輪停歇的次數(shù)而且工作可靠。雖然不完全齒輪的從動輪停歇的次數(shù)和每次停歇的時間，以及每次轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)角等的選擇范和每次停歇的時間，以及每次轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)角等的選擇范圍相對槽輪來說比較大，但是其在從動輪開始和終止圍相對槽輪來說比較大，但是其在從動輪開始和終止運動時角速度有突變，沖擊角大；而槽輪在設(shè)計合理運動時角速度有突變，沖擊角大；而槽輪在設(shè)計合理的前提下，撥銷進入和退出嚙合時，運動較為平穩(wěn)。的前提下，撥銷進入和退出嚙合時，運動較為平穩(wěn)。綜上所述，決定選用槽輪機構(gòu)

8、作為間歇機構(gòu)。綜上所述，決定選用槽輪機構(gòu)作為間歇機構(gòu)。 機構(gòu)選型和方案比較機構(gòu)選型和方案比較掃屑機構(gòu)掃屑機構(gòu) （）附加滑塊搖桿機構(gòu)（）附加滑塊搖桿機構(gòu) 附加滑塊搖桿機構(gòu)是利用在橫梁的附加滑塊搖桿機構(gòu)是利用在橫梁的上下移動使搖桿上的掃屑刷擺動掃除沖頭和上下移動使搖桿上的掃屑刷擺動掃除沖頭和脫模盤上的粉煤屑。脫模盤上的粉煤屑。（）固定移動凸輪移動從動件機構(gòu)（）固定移動凸輪移動從動件機構(gòu) 固定移動凸輪移動從動件機固定移動凸輪移動從動件機構(gòu)是利用橫梁的上下運動，固定移動構(gòu)是利用橫梁的上下運動，固定移動凸輪使帶有掃屑刷的移動從動件頂出凸輪使帶有掃屑刷的移動從動件頂出而掃除沖頭和脫模盤底的粉煤屑。而掃除沖

9、頭和脫模盤底的粉煤屑。 比較兩者，我們決定選用固比較兩者，我們決定選用固定移動凸輪移動從動件機構(gòu)。定移動凸輪移動從動件機構(gòu)。機構(gòu)選型和方案比較機構(gòu)選型和方案比較沖壓機構(gòu) 沖壓機構(gòu)有對心曲柄滑塊機構(gòu)，沖壓機構(gòu)有對心曲柄滑塊機構(gòu)，偏置曲柄滑塊機構(gòu)和平面四連桿機構(gòu)。偏置曲柄滑塊機構(gòu)和平面四連桿機構(gòu)。 對心曲柄滑塊機構(gòu)和偏置曲柄滑塊對心曲柄滑塊機構(gòu)和偏置曲柄滑塊機構(gòu)都屬于曲柄滑塊機構(gòu)。平面四桿機機構(gòu)都屬于曲柄滑塊機構(gòu)。平面四桿機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種運動軌跡曲線和運動規(guī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種運動軌跡曲線和運動規(guī)律，并且低副不易磨損又易于加工，以律，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。及能由本身

10、幾何形狀保持接觸等。 平面連桿機構(gòu)在運動的時候有的時平面連桿機構(gòu)在運動的時候有的時候會出現(xiàn)死點現(xiàn)象，通常在曲柄上安裝候會出現(xiàn)死點現(xiàn)象，通常在曲柄上安裝飛輪借飛輪的慣性闖過死點飛輪借飛輪的慣性闖過死點 。 根據(jù)上述分析和比較，我們選用對心根據(jù)上述分析和比較，我們選用對心曲柄滑塊機構(gòu)。曲柄滑塊機構(gòu)。 機構(gòu)選型和方案比較機構(gòu)選型和方案比較送料機構(gòu) 利用粉煤重力打開料斗自動加料。利用粉煤重力打開料斗自動加料。經(jīng)過考慮，我們決定選用凸輪機經(jīng)過考慮，我們決定選用凸輪機構(gòu)為開關(guān)來控制加料的量。由于構(gòu)為開關(guān)來控制加料的量。由于我們的凸輪機構(gòu)需要水平放置，我們的凸輪機構(gòu)需要水平放置，當桿件運動到最遠端時，無法利

11、當桿件運動到最遠端時，無法利用重力讓其自己下落回來，所以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構(gòu)。我們決定選用盤形槽凸輪機構(gòu)。如圖所示，桿件通過一個銷子，如圖所示，桿件通過一個銷子，嵌在凸輪得槽里面，這樣桿件就嵌在凸輪得槽里面，這樣桿件就可以隨凸輪自如運動了?？梢噪S凸輪自如運動了。機械系統(tǒng)的運動循環(huán)圖機械系統(tǒng)的運動循環(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)盤間歇機構(gòu)運轉(zhuǎn)時停止運動，轉(zhuǎn)盤機構(gòu)停止運動時開始運動。 傳動方案設(shè)計傳動

12、方案設(shè)計傳動機構(gòu)的選用與比較 帶傳動是利用張緊帶輪上的傳動帶，借助帶和輪的帶傳動是利用張緊帶輪上的傳動帶，借助帶和輪的摩擦摩擦( (或嚙合或嚙合) )來傳遞運動和動力的。帶傳動由于具有傳來傳遞運動和動力的。帶傳動由于具有傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，不需潤滑油和緩沖吸震動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，不需潤滑油和緩沖吸震等優(yōu)點，在機械中被廣泛應(yīng)用。等優(yōu)點，在機械中被廣泛應(yīng)用。 帶傳動可分為摩擦傳動和嚙合傳動兩大類，摩擦傳帶傳動可分為摩擦傳動和嚙合傳動兩大類，摩擦傳動型是利用傳動帶和帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動動型是利用傳動帶和帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力。結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，過載可打滑。力。

13、結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，過載可打滑。 選用摩擦型帶傳動中的選用摩擦型帶傳動中的V V形帶傳動機構(gòu)。形帶傳動機構(gòu)。 由于機構(gòu)的轉(zhuǎn)速較小，如果只用一級帶傳動來減速由于機構(gòu)的轉(zhuǎn)速較小，如果只用一級帶傳動來減速的話，所需轉(zhuǎn)輪半徑太大，所以采用兩級傳動。第一級的話，所需轉(zhuǎn)輪半徑太大，所以采用兩級傳動。第一級為帶傳動，第二級為齒輪傳動。為帶傳動，第二級為齒輪傳動。 向槽輪機構(gòu)傳動時，齒輪的轉(zhuǎn)動方向發(fā)生變化，需向槽輪機構(gòu)傳動時，齒輪的轉(zhuǎn)動方向發(fā)生變化，需要用一對圓錐齒輪來改變方向。要用一對圓錐齒輪來改變方向。 總體及各部分方案簡圖加料、沖壓及脫模機構(gòu)槽輪機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)掃屑機構(gòu)整體簡圖機構(gòu)動畫機構(gòu)動畫機構(gòu)尺寸計

14、算槽輪的設(shè)計及計算槽輪的設(shè)計及計算1槽數(shù)槽數(shù)z ： 六工位式轉(zhuǎn)盤，所以選擇六工位式轉(zhuǎn)盤，所以選擇z=6，銷數(shù)選銷數(shù)選1.2.運動系數(shù)運動系數(shù) : = t2 /t1= pi-（2pi/z）/ 2pi=（z-2）/2z =1/3 蜂窩煤成型機的生產(chǎn)能力：蜂窩煤成型機的生產(chǎn)能力：30次次/min，所以主動件撥盤所以主動件撥盤的運動時間的運動時間t1為為60s/30次次=2s，進而得知槽輪在一個運進而得知槽輪在一個運動循環(huán)中的運動時間動循環(huán)中的運動時間t2= t1*=2*1/3=0.667s,停歇時間停歇時間為為2s-0.667s=1.333s. 機構(gòu)尺寸計算槽輪的設(shè)計及計算槽輪的設(shè)計及計算3.中心距

15、中心距a 及圓銷半徑及圓銷半徑r 由機構(gòu)情況確定由機構(gòu)情況確定 取取a=300 mm r=30 mm 4.槽輪每次轉(zhuǎn)位時主動件的轉(zhuǎn)角槽輪每次轉(zhuǎn)位時主動件的轉(zhuǎn)角2=120，槽間角槽間角 22=360/z=60主動件撥盤圓銷的中心半徑主動件撥盤圓銷的中心半徑R1 R1=a*sin=300*sin30=150 mm槽輪的外圓半徑槽輪的外圓半徑R2 R2=（a*cos）+r 所以所以 R2=262 mm槽輪的槽深槽輪的槽深h ha(+ cos-1)+r 所以所以 h139.8 mm 取取 h=140 mm 機構(gòu)尺寸計算機構(gòu)尺寸計算 飛輪的設(shè)計及計算 在周期性變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的過程中，一個運轉(zhuǎn)周期內(nèi)，等銷驅(qū)

16、動力距作的功是等于等效阻抗力矩作的功的。但在運轉(zhuǎn)周期內(nèi)的任一時刻，等效驅(qū)動力矩做的功不等于等效阻抗力矩做的功，從而使得機械的運動速度發(fā)生波動。 過大的波動速度會影響機械的工作性能。這種速度波動可以通過在機械中安裝就有較大轉(zhuǎn)動慣量的飛輪來進行調(diào)節(jié)。 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量： J=(Emax-Emin)/ 等效最大阻力為50000N，阻力存在時可近似認為是線性變化，假定驅(qū)動力為常值，則驅(qū)動力 P=0.5*50000*(0.5pi)/2pi=6250 N 50000N6250NR2RFs蜂窩煤成型機沖壓變化曲蜂窩煤成型機沖壓變化曲線線Emax-Emin =0.5*（50000-6250）*（7/8）*（pi

17、/2）*0.15=4509.9 N 從減小飛輪的尺寸考慮，將飛輪安裝在高速軸上，則 =（150*2pi/60）=15.7 rad/s J=(Emax-Emin)/=4509.9/(0.15*15.7 )=121.98 kg*m 飛輪的形狀為圓盤形 ，飛輪距為 md =8J 取 d=1000 mm 則 m=8J/d =8*121.98/1 =975.84 kg選用鋼作為制作飛輪的材料，其密度=7800 kg/m,則寬度 b=4m/(pi*d *)=4*975.84/(pi*1 *7800)=159.3 mm所以飛輪為一個直徑為1000 mm，厚為159.3 mm的圓盤。 機構(gòu)尺寸計算機構(gòu)尺寸計算 凸輪的計算x_ := Which0 = x 2Pi/3, 50*(1 - Cos3x/2), 2Pi/3 = x 4Pi/3, 100, 4Pi/3 = x 2Pi, 50*(1 + Cos3x/2) Plotsx, x, 0, 2Pi用Mathematica軟件來計算凸輪輪廓線 12345620406080100凸輪凸輪位移位移曲線曲線 vx_ = Dsx, x Which0 = x (2 Pi)/3, 150/2 Sin(3 x)/2,