Q3110滾筒式拋丸清理機的設(shè)計(總裝、拋丸器及停車裝置的設(shè)計)-說明書

TOC\o"1-4"\h\z\u1前言 12總體方案論證 2被加工零件的分析 22.1.1拋丸器 2彈丸循環(huán)及別離裝置 32.2結(jié)構(gòu)方案確實定 32.2.1零件結(jié)構(gòu)確實定 3分配輪的方向設(shè)計方案 32.2.1.2傳輸輪的選擇 32.2.1.3皮帶輪的輸出方式 42.2.1.4軸承的性能與選擇 42.2.2拋丸機的特點 63皮帶輪的設(shè)計過程 73.1帶的應(yīng)力分析 73.2皮帶輪的計算過程 7選擇V帶的型號 7確定V帶根數(shù)Z 9計算單根V帶初拉力F0 9計算對軸的壓力FQ 9皮帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 94軸的設(shè)計和校核 114.1軸的設(shè)計要求和設(shè)計內(nèi)容 11軸的計算過程 11軸的材料選用45調(diào)質(zhì)鋼 11確定輸出軸運動和運動參數(shù) 11軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 11確定軸的最小直徑 11確定軸的直徑和長度 124.3軸的校核 134.3.1求軸上的載荷 134.3.1.1計算齒輪的受力 134.3.1.2計算支反力 135停車裝置 195.1概述 19電氣設(shè)備的操作次序 195.2控制線路的動作說明 195.3各個零部件的作用 206機器的試車和操作 226.1運轉(zhuǎn)的考前須知 226.2開車的次序 22停車的次序 227機器的拆裝和平安維護 238結(jié)論 24參考文獻 25致謝 26

1前言作為一個經(jīng)濟正在騰飛的國家,工業(yè)是它的支柱產(chǎn)業(yè)。因此整個國家的經(jīng)濟命脈主要依靠工業(yè),拋丸機是一個具有前景的產(chǎn)業(yè),鹽城在這個方面化了很大的人力和物力來研究這方面的技術(shù)。而我畢業(yè)課題是拋丸機中最重要的局部—拋丸器。大豐市西團鎮(zhèn)大龍工業(yè)園區(qū)是鹽城市拋丸機的生產(chǎn)基地。現(xiàn)有的拋丸機如：38系列多鉤鏈?zhǔn)竭B續(xù)拋丸清理處理線等等一系列的先進拋丸機。從國內(nèi)來看，鹽城市在拋丸機生產(chǎn)方面有很大的優(yōu)勢。鹽城市不管從技術(shù)或者是生產(chǎn)數(shù)量與質(zhì)量上都處于榜首。國外在拋丸機的生產(chǎn)還沒有形成一定的規(guī)模，因此在技術(shù)方面也就遠遠不如我們國家。因此拋丸機有很大的開展前景。我的課題來源于大豐市豐特鑄造，課題主要研究的是滾筒式拋丸機清理機的設(shè)計。拋丸機是我們2006年鹽城市主要研究的工程之一，其工作原理是，拋丸器以很高的速度把丸料(鋼丸或砂粒)拋射到工作外表上，讓丸料沖擊工作外表上需要處理的雜質(zhì)。然后在機器內(nèi)部將丸料和清理下來的雜質(zhì)分別回收，并且使丸料可以再次利用。該技術(shù)適用于瀝青混凝土和水泥混凝土路面、橋面的日常預(yù)防性養(yǎng)護。可去除雜質(zhì)、去除標(biāo)線、去除瀝青面層中的上面層多余瀝青(泛油)、進行稀漿封層前路面的打磨處理、恢復(fù)摩擦系數(shù)、橋梁防水和防腐材料噴涂前的外表預(yù)處理、鋼鐵外表除銹等。本課題研究的主要內(nèi)容是：綜合運用所學(xué)的機械和電器知識進行拋丸器和停車裝置設(shè)計，期望在現(xiàn)有設(shè)備的根底上進行結(jié)構(gòu)改良和技術(shù)創(chuàng)新，同時對關(guān)鍵的零部件進行設(shè)計與校核。在熊新老師的指導(dǎo)下，我結(jié)拋丸器的整個結(jié)構(gòu)進行了全面的研究。我著重對軸進行校核和皮帶輪的計算。對拋丸器的與整體的聯(lián)接關(guān)系都作了充分的了解。 2總體方案論證2.1被加工零件的分析2.1.1拋丸器A．拋丸器的工作原理滾筒轉(zhuǎn)動后，直護板上的斜筋即不斷地攪動鑄件，使各外表均勻受到的清理，彈丸經(jīng)護板上的格子孔流入夾壁而經(jīng)螺旋帶送往箱形的構(gòu)架內(nèi)，由提升斗送至別離器上端，篩去大的芯屑、毛刺等雜物，細(xì)小的砂粒、塵土彈心潮末等那么被氣流帶走。完整的彈丸流入拋丸器內(nèi)繼續(xù)使用。B．拋丸器這局部是全機的主要組成局部，它是由葉輪圓盤、葉片、分配盤、定向套等主要零件組成。分配輪固定在主軸上，與葉輪一同旋轉(zhuǎn)，而定向套那么由定向套壓圈固定在下罩上。經(jīng)過別離而進入分配輪內(nèi)的彈丸被送到定向套的開口部，而出了窗口的彈丸那么由葉片加速而拋向鑄件。將定向套的窗口移動，可隨意變更彈丸的拋出方向，窗口的大小可以影響到彈丸的擴散角，此擴散角在制作的時候已經(jīng)確定好了，故平時不必進行任何調(diào)整。上磨耗板及下磨耗板均系易損件，需時常檢查如磨損過度應(yīng)及時更換，在葉輪軸上采用了完全防塵的滾珠軸承，而軸承座是由防震橡膠支承的，因此震動傳遞很輕，軸承的溫升不得超過35℃。幾種主要的零件a．葉片葉片為最容易磨損的零件，且系高速旋轉(zhuǎn)。因此應(yīng)特別應(yīng)該注意平安，應(yīng)經(jīng)常查看葉片的固定情況，葉片允許稍有松動，但是葉片的緊固螺釘一定要擰緊，不允許有任何的松動現(xiàn)象，裝卸均用附屬工具進行，但是螺釘在裝配前要先把螺孔內(nèi)積存的彈丸末等全部取出來，否那么將會擰壞圓盤上的內(nèi)螺栓。在檢查時，如發(fā)現(xiàn)葉片一端磨損嚴(yán)重，那么可以對調(diào)使用，如有磨損孔出現(xiàn)就更換新的葉片，一般更換葉片時盡可能全部更換，且注意軸對稱的兩面三刀片的重量就盡可能的相似。否那么工作時將會有大的震動。b．定向套定向套亦為容易磨損的零件，就時常檢查矩形窗口的磨損情況，當(dāng)窗口磨損5mm左右后，須將刻度從指線向左轉(zhuǎn)正5mm左右。那么再向左轉(zhuǎn)正5mm，一共可轉(zhuǎn)10mm使用。當(dāng)窗口的磨損到15mm以上時，如在磨損部位進行焊接，可以暫時使用；但是如窗口磨損后繼續(xù)使用過久，那么彈丸擴散角加大以至加快磨損下磨耗板，且降低清理效率，因此，須多加注意，隨時更換。c．分配輪由于分配輪設(shè)在定向套內(nèi)，不易直接檢查，因此，當(dāng)每次查看定向套矩形窗口時，必須檢查分配輪的磨損情況，如果外徑磨損到75mm左右后，〔新零件的外徑為88mm〕那么應(yīng)更換，如果繼續(xù)使用那么彈丸擴散角加大，加快磨耗板磨損，且影響清理的效率。2.1.2彈丸循環(huán)及別離裝置彈丸循環(huán)裝置由滾筒護以與殼體之間的螺旋帶提升斗及別離篩組成的。由葉輪拋出的彈丸射擊工件后，從滾筒護板上的格子孔進入護板與筒殼體之間的空隙內(nèi)，借助螺旋作用流動旋轉(zhuǎn)的提升斗內(nèi)。提升到上部，經(jīng)過別離篩去毛刺、釘子、芯骨、砂、粒等，完整的彈丸經(jīng)導(dǎo)入管再送入拋丸器內(nèi)。彈丸分量如果太多，那么將從滾筒下部的構(gòu)架間隙外漏出彈丸，而彈丸過少時，那么拋出量少，清理時間長，故運轉(zhuǎn)時應(yīng)經(jīng)常在別離器蓋處檢查，因此彈丸量的控制很重要。彈丸均勻連續(xù)地進入別離器，那么彈丸分量為適當(dāng)。當(dāng)彈丸的量過少時，提升斗到達別離器中間才開始倒彈丸，在這種情況下必須從別離篩上補充彈丸。在彈丸循環(huán)與別離裝置中，彈丸的量有三種情況，a〕彈丸的量過多；b〕彈丸的量過少；c〕彈丸的量適當(dāng)。檢查彈丸量的一種方法彈丸拋出量適當(dāng)時，在電流表上的讀數(shù)為10～15安左右，當(dāng)電流表的指針降低時，那么證明了拋出量少，應(yīng)適當(dāng)?shù)匮a充彈丸。如果將別離器蓋下部的篩網(wǎng)堵塞時那么影響了集塵器的空氣入口，因而砂別離的效率就會極端的劣化，因此必須加以注意，隨時除去篩網(wǎng)上的雜物。2.2結(jié)構(gòu)方案確實定2.2.1零件結(jié)構(gòu)確實定2.2.1.1分配輪的方向設(shè)計方案a．水平放置因為彈丸是通過分配輪拋出去的，如果分配輪是水平放置的，彈丸就不能從提升斗中倒入到分配輪中去。b．垂直放置這種方案彈丸能夠準(zhǔn)確地落入到分配輪中去，而且根本上沒有什么可以遺漏的，這樣彈丸的利用率就是十分的高，，但是彈丸拋出定向套窗口時，是通過葉輪加速而拋向套筒中不斷翻轉(zhuǎn)的零件的，如果垂直的話，當(dāng)彈丸到達零件外表時，速度已經(jīng)不能到達拋丸機的要求了。因此就不能充分的利用彈丸去除剩余的型砂和氧化鐵皮及外表的毛刺。c．成30°放置這樣設(shè)計的話，就可以防止以上兩種做法的缺陷，充分利用它們的有利方面，使得拋丸機的功能得到最大程度的發(fā)揮。2.2.1.2傳輸輪的選擇a．帶輪的傳動帶輪的傳動是通過帶與帶輪之間的摩擦或嚙合來完成的。它通常用在速度較高的場合，多用于原動機輸出的第一級傳動。它的工作速度一般為5~30m/s,高速的時候可到達60m/s。它的傳動比不需要十分的準(zhǔn)確。在傳動方面它的主要優(yōu)點為：緩和和吸振，傳動平穩(wěn)、噪聲小；帶傳動靠摩擦力傳動，過載的時候帶與帶輪接觸面會發(fā)生打滑，可防止損壞其他的零件；適用于兩輸出中心較大的場合；結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護等均比擬方便，本錢低廉。它也有缺點：需要較大的張緊力，增大了軸和軸承的受力；整個傳動裝置的外輪廓尺寸較大，不夠緊湊；帶的壽命比擬短，傳動的效率比擬低。b．鏈的傳動它的傳動是通過鏈與鏈輪之間的嚙合來傳遞運動和動力的。它通常用于中心距較大，多軸平均傳動比要求準(zhǔn)確的傳動。環(huán)境惡劣的開式傳動，低速重載傳動及潤滑良好的高速傳動，均可采用鏈傳動。它的傳動功率通常在100KW以下，鏈速在51m/s在下，它在傳動方面的主要優(yōu)點為：鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷也比擬的?。怀休d能力大，效率高；吸振與緩和沖擊，結(jié)構(gòu)簡單，加工本錢低廉，安裝精度要求低，適用于大中心距的傳動，并能夠在溫度較高，濕度較大，油污較重等惡劣環(huán)境下工作。它的缺點：高速運轉(zhuǎn)時不夠平穩(wěn)；傳動中有沖擊和噪聲，不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動中使用；只能用于平行軸間的傳動，它的安裝精度和制造費用比帶輪的傳動高。c．齒輪的傳動齒輪是通過兩個輪齒的嚙合來傳遞動力的。齒輪傳動的潤滑與防護等條件最好，各軸的安裝精度及系統(tǒng)的剛度比擬高，能保證較好的嚙合精度，多用于重要的場合。這的主要優(yōu)：瞬時傳動比恒定，工作平穩(wěn)，傳動準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力；適用的功率和速率范圍廣，功率從接近于零的微小值到數(shù)萬千，圓周速度從很低到300m/s；傳動效率高，在常用的機械傳動中，齒輪的傳動效率較高：工作可靠，使用壽命長，外輪廓尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。它的缺點：制造和安裝精度要求較高，需要專門的設(shè)備制造，本錢較高；不宜用于較遠距離兩軸之間的傳動。綜合上面的各種方案的優(yōu)點和缺點，通過經(jīng)濟性、精確度、平安性及制造的方便性看，帶輪符合要求。V帶傳動與平帶傳動相比，V帶傳動是V帶與帶輪V形槽兩側(cè)面間的摩擦傳動，在同樣的張緊力下，V帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力，而且V帶能夠大量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，因此選用V帶傳動。2.2.1.3皮帶輪的輸出方式由于葉輪拋丸所需要的速度很大但是拋丸器的發(fā)電機不能提供這樣的速度。如果減速的話，那么彈丸到達零件的速度就很小，達不到除毛刺，剩余型砂的目的。因此只有采用加速的方式，使葉輪所在的軸得到加速從而使葉輪得到很大的速度，只有這樣彈丸才能很好發(fā)揮自己的優(yōu)勢。到達除毛刺的目的。2.2.1.4軸承的性能與選擇軸承是支承軸或軸上回轉(zhuǎn)體的部件，根據(jù)其工作時接觸面間的摩擦性質(zhì)，分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。滾動軸承是依靠元件間的滾動接觸來承受載荷，相對滑動軸承而言，滾動軸承具有摩擦阻力小、效率高、起動容易、潤滑簡便等優(yōu)點，在現(xiàn)代機器中應(yīng)用很廣。其缺點是耐沖擊性能較差、高速時壽命低及噪聲和振動較大。而滑動軸承，它根據(jù)其所能承受的載荷方向的不同，可分為徑向滑動軸承、止推滑動軸承和徑向止推滑動軸承。它還有其它分類方式。相對滾動軸承而言，滑動軸承具有承載能力大、工作平穩(wěn)穩(wěn)可靠、噪聲小、耐沖擊，吸振、可以剖分等優(yōu)點?？梢栽诤芨叩霓D(zhuǎn)速下工作，并且旋轉(zhuǎn)精度高、摩擦系數(shù)小、壽命長。但是在高速、重載、高精度及巨大沖擊、振動的場合，滾動軸承不能勝任工作時，應(yīng)采用滑動軸承，對結(jié)構(gòu)上要求剖分、要求徑向尺寸小及在水或腐蝕性介質(zhì)中工作的場合，也應(yīng)采用滑動軸承。此外一些不重要的場合和簡單支承，也常采用結(jié)構(gòu)簡單的滑動軸承。但是它的經(jīng)濟性不如滾動軸承。綜合考慮，因為這種型號的拋丸機本錢比擬低，而且只適用于中、小型企業(yè)。所以在設(shè)計方案的時候經(jīng)濟性的局部占主要地位。而且滑動軸承的結(jié)構(gòu)相對要復(fù)雜的多，；加工起來也比擬的麻煩。滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，由軸承廠大批生產(chǎn)，使用者只需要熟悉標(biāo)準(zhǔn)，合理選用就可以了。制造所用的材料也比擬的常見。所以選擇用滾動軸承中的徑向球軸承〔原因下面有解釋〕。滾動軸承的設(shè)計的內(nèi)容一般為：a.根據(jù)具體的工作條件合理選用軸承的類型和尺寸，驗算軸承的承載能力；b.綜合考慮滾動軸承的定位、拆裝、調(diào)整、潤滑、密封等問題，進行軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。滾動軸承一般有內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架四個局部組成。它們的作用分別為：通常外圈固定，內(nèi)圈隨軸回轉(zhuǎn)，但也可用于內(nèi)圈不動而外圈回轉(zhuǎn)，或者是內(nèi)、外圈同時回轉(zhuǎn)的場合。滾動體均勻分布于內(nèi)、外圈的滾道之間，其形狀、數(shù)量、大小的不同對滾動軸承的承載能力和極限轉(zhuǎn)速有很大的影響。內(nèi)外圈上的滾道起限制滾動體軸向移動的作用。保持架的作用是將滾動體均勻地隔開，以防止其因直接接觸而產(chǎn)生劇烈磨損。軸承的內(nèi)、外圈和滾動體，一般是用軸承鉻鋼〔如GCr15、GCr15SiMn〕制造，熱處理后硬度應(yīng)到達60~65HRC。保持架有沖壓的和實體的兩種結(jié)構(gòu)。沖壓保持架一般用低碳鋼板沖壓制成，它與滾動體有較大的間隙，工作時噪聲大；實體保持架常用銅合金、鋁合金或酚醛樹脂等高分子材料制成，有較好的隔離和定心作用。軸承類型的選擇根據(jù)以下幾個方面：a.載荷的大小、方向和性質(zhì)。b.軸承的轉(zhuǎn)速，速度對軸承選擇的影響可以參考以下幾點內(nèi)容：球軸承比滾子軸承具有較高的極限轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度，高速時應(yīng)優(yōu)先考慮選用球軸承；為減小離心慣性力，高速時宜選用同一直徑系列中外徑較小的軸承。當(dāng)用一個外徑較小的軸承承載能力不能滿足要求時，可再裝一個相同的軸承，或者考慮采用寬系列的軸承。外徑較大的軸承宜且于低速重載場合；推力軸承的極限轉(zhuǎn)速都很低，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高、軸向載荷不十分大時，或采用角接觸球軸承或深溝球軸承替代推力軸承；保持架的材料和結(jié)構(gòu)對軸承轉(zhuǎn)速影響大。實體保持架比沖壓保持架允許更高的轉(zhuǎn)速。C.調(diào)心性能要求，當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時，或軸因受力而彎曲或傾斜時，軸承的內(nèi)外圈軸線發(fā)生偏斜，這時應(yīng)采用有調(diào)心性能的調(diào)心軸承或帶座外球面球軸承。D.軸承的安裝和拆卸。為了便于裝拆也是選擇軸承類型時應(yīng)考慮的一個因素。在軸承座為非剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承部件時，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可別離的軸承。軸承在長軸上安裝時，為了便于裝拆，可選用內(nèi)圈孔呈1：12錐度的軸承。E.經(jīng)濟性，一般而言，球軸承比滾子軸承廉價；派生型軸承比其根本型軸承貴；同一型號，精度高一級將急劇增加。故在滿足使用功能的前提下，應(yīng)盡量選用低精度、價格廉價的軸承。2.2.2拋丸機的特點Q3110型滾筒式拋丸清理機是利用高速回轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸拋向滾筒內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)的鑄件或鍛件，來去除其外表的剩余型砂或氧化鐵皮、清理均勻、生產(chǎn)率高，適宜中、小型鑄鍛車間清理15公斤以下的小件使用。由于這個機器帶有單獨的集塵裝置，格安裝的地點不受車間通風(fēng)管路的限制，且衛(wèi)生條件好，而且這個機器設(shè)有自動停車裝置，操作簡便。3皮帶輪的設(shè)計過程3.1帶的應(yīng)力分析帶傳開工作時，帶中有如下3種應(yīng)力。a．拉應(yīng)力(3-1)式中—帶的橫截面面積，單位為b．離心拉應(yīng)力工作時，帶繞過帶輪時作圓周運動，產(chǎn)生了離心力，帶中作用有離心拉應(yīng)力(3-2)式中—每米帶長的質(zhì)量，單位為c．彎曲應(yīng)力帶繞在帶輪上，因彎曲產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。由材料力學(xué)知識可知：(3-3)式中—帶材料的彈性模量，單位為—帶的外外表到節(jié)面間的距離，單位為。對于平帶，取，為帶的厚度；對于帶而言，由上可知，帶輪直徑越小，帶越厚，帶的彎曲應(yīng)力越大。所以，同一截型帶繞過小帶輪時的彎曲應(yīng)力大于繞過大帶輪時的彎曲應(yīng)力。3.2皮帶輪的計算過程3.2.1選擇V帶的型號A．確定計算功率：查表得工作情況系數(shù)，由公式知〔3-4〕×7.5=8.25KW根據(jù)8.25KW，1440，查表知為型帶B．確定帶輪的直徑a．選擇大帶輪的直徑：參考圖及表，選取大帶輪直徑180mm，b．帶速：由公式知〔3-5〕速度在5～25m/s內(nèi)，因此適宜。c．確定動輪的直徑=×180=112mmd．實際傳動比i,=e．驗證從動輪實際轉(zhuǎn)速×1440=2304r/minf．誤差=0.17%<5%C．確定中心距0和帶長Lda．初選中心距0，由公式〔3-6〕×(180＋112)02×(180＋112)。因此，204mm0584mm，取0=400mm。b．求帶的計算基準(zhǔn)長度，由公式知(3-7)查表4得1225mmc．計算中心距a由公式知〔3-8〕=400＋=382mmd．確定中心距的調(diào)整范圍公式max=d×1225=418mmmin=d×1225=364mmD.驗證小帶輪包角公式1=180°－×60°=180°－11°=169°>120°3.2.2確定V帶根數(shù)Za．確定額定功率由112mm,2000r/min及2400r/min。查表4．5得單根型帶的額定功率分別為2.04KW和2.30KW，用線性插值法求2300r/min的額定功率P0＋×b.確定帶的根由公式知Z=(3-9)確定，查表得ΔP0確定包角系數(shù)，查表得Ka確定長度系數(shù)Kl，查表得Kl計算帶根數(shù)，Z≥即取Z=43.2.3計算單根V帶初拉力F0由公式知，F(xiàn)0=500(-1)+qV2(3-10)F0=500×(×2=150N3.2.4計算對軸的壓力FQ由公式知，F(xiàn)Q=2ZF0=1165N(3-11)3.2.5皮帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)經(jīng)驗公式知，dh=(1.8～2)ds；dr=da-2(ha+hf+δ)；s=(0.2～0.3)B；=(1.5～2)ds；s2=0.5s；da=dd+2ha；B=(δ-1)+2f。大齒輪的相關(guān)尺寸：大齒輪為孔板式結(jié)構(gòu)。dS1=40mm；B=80mm；d1=180mm；da1=187mm；Dh=76mm；dr=138mm；s2=9mm；s=24mm；=76mm。圖4-1大皮帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖小齒輪的相關(guān)尺寸：小齒輪為實心式。ds2=60mm；B=80mm；d2=11mm；da2=119mm；dh=76mm；=76mm。圖4-2小皮帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖4軸的設(shè)計和校核4.1軸的設(shè)計要求和設(shè)計內(nèi)容軸的設(shè)計包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。合理的結(jié)構(gòu)和足夠的強度是軸設(shè)計必須滿足的根本要求。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上的零件的安裝定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理確實定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。如果軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，那么會影響軸的加工和裝配工藝，增加制造的本錢，甚至影響軸的強度和剛度。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計中的重要內(nèi)容。軸的工作能力計算包括軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。足夠的強度是軸的承載能力的根本保證，軸的強度缺乏，那么會發(fā)生塑性變形或斷裂失效，使其不能正常工作。對某些旋轉(zhuǎn)精度要求較高的軸或受力較大的細(xì)長軸，還需要保證足夠的剛度，以防止工作時產(chǎn)生過大的彈性變形；對某些高速旋轉(zhuǎn)的軸，那么要考慮振動穩(wěn)定問題，以防止共振發(fā)生。4.2軸的計算過程4.2.1軸的材料選用45調(diào)質(zhì)鋼4.2.2確定輸出軸運動和運動參數(shù)a.確定電動機額定功率和滿載轉(zhuǎn)速由Y132M-4查標(biāo)準(zhǔn)確TB3074-82知，P=7.5KW,n1=1440r/min。b.確定相關(guān)效率皮帶輪嚙合效率：η1=0.97滾動軸承嚙合效率：η2彈性柱銷聯(lián)軸器效率：η3 電動機-輸出軸總效率：η=η1η23η3輸出軸的輸出功率P3：η×輸出軸的轉(zhuǎn)速為：2300r/min輸出軸第一段上的轉(zhuǎn)矩由公式知〔4-1〕4.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.2.3.1確定軸的最小直徑估算軸的最小直徑，45鋼調(diào)質(zhì)處理，查表可確定軸的系數(shù)C值由公式知〔4-2〕=112×=57.4，即取60mm,誤差為=4.5%<5%,因此適宜。4.2.3.2確定軸的直徑和長度A．各軸段的直徑階梯軸各軸段直徑變化應(yīng)遵循以下原那么：1、配合性質(zhì)不同的外表〔包括配合外表和非配合外表〕，直徑應(yīng)有所不同；2、加要精度、粗糙度不同的外表。一般直徑亦應(yīng)有所不同；3、應(yīng)便于軸上零件的裝拆。通常從初步估算的軸端最小直徑開始，考慮軸上配合零件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、結(jié)構(gòu)特點、固定、裝拆、受力情況等對軸結(jié)構(gòu)的要求，依次確定各軸段〔包括軸肩、軸環(huán)〕的直徑。具體操作時還應(yīng)注意以下幾方面的問題：a．與軸承配合的軸頸，其直徑必須符合滾動軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。b．軸上的螺紋局部必須符合螺紋的標(biāo)準(zhǔn)。c．軸肩定位是軸上零部件最方便可靠的定位方法。d．與軸上傳動零件配合的軸頭直徑，應(yīng)盡可能圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑尺寸系列。e．非配合的軸身直徑，可不取標(biāo)準(zhǔn)值，但一般應(yīng)取成整數(shù)。B．各軸段的長度各軸段的長度決定于軸上零件的寬度和零件的固定的可靠性，設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點：a．進制軸頸的長度通常與軸承的寬度相同。b.軸頭的長度取決于與其相配合的傳動零件輪轂的寬度。假設(shè)該零件需軸向固定，那么應(yīng)使軸頭長度較零件輪轂寬度小，以便將零件沿軸向夾緊，保證其固定的可靠性。c.軸身長度確實定應(yīng)考慮軸上各零件之間的相互位置關(guān)系和裝拆工藝要求，各零件間的間距可以查相關(guān)資料。d．軸環(huán)的寬度一般取或，并圓整為整數(shù)。=60mm,因為第一段軸與小皮帶輪可以采用過盈配合，因此=80mm，=60mm。第二段軸是由端蓋與壓緊端蓋的銷組成的。軸肩的距離為〔0.07～0.1〕×60=4.2～6。因此5mm,即取=70mm,=48mm第三軸上有單列向心球軸承,它的型號為216，它的尺寸為80×140×26，即=80mm,=54.mm以下相關(guān)尺寸為:=90mm,=360mm=80mm,=80mm=70mm,=100mm4.3軸的校核4.3.1求軸上的載荷4.3.1.1計算齒輪的受力齒輪的分度圓直徑=112×cos20=105mm第一段軸的功率η×由公式知徑向力×軸向力===613N軸向力對軸心產(chǎn)生的彎矩===32182.5N·mm4.3.1.2計算支反力軸承的支點位置，根據(jù)相關(guān)資料，由216向心球軸承查手冊知，26齒寬中心距第一段軸的距離為1=+102-26=116mm齒寬中心距第二個軸承的距離為2=+102+360=502mm左支點在水平面上的支反力，由=0知，〔4-4〕由此可以得到以下的關(guān)系式===748.8N右支點在水平面上的支反力，由=0知，〔4-5〕由此可以得出以下的關(guān)系式===173.02N左支點在垂直面上的支反力===189.16N右支點在垂直面上的支反力===146.35N左支點在軸向上的支反力=613NA.算彎矩和扭矩截面A處水平面上的彎矩=116×748.8=86860.8N·mm=502×173.02=86856.04N·mm截面A處垂直面上的彎矩=116×189.16=21942.56N·mm=502×146.35=73467.7N·mm截面A處合成彎矩由公式知(4-6)==89589.5N·mm==11376.6N·mmB.合成強度較核，通常只較核軸上受最大彎矩和扭矩的截面上的強度截面C處計算彎矩考慮啟動、停機影響，扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力0.6由公式知(4-7)==91414N·mm截面C處計算應(yīng)力由公式知(4-8)強度較核45鋼調(diào)質(zhì)處理由表查得60Mpa彎扭合成強度滿足要求C.疲勞強度平安系數(shù)較核a．危險截面。由于在估算時放大了4.5%以考慮安裝的影響。由于B、C兩個截面不受轉(zhuǎn)矩，故不必較核由于A截面上應(yīng)力最大，而且還受到轉(zhuǎn)矩的影響，故A右側(cè)為危險截面b．面A右側(cè)強度較核抗彎截面系數(shù)×=21600抗扭截面系數(shù)=43200截面A右側(cè)的彎矩N·mmN·mm截面A右側(cè)的彎曲應(yīng)力由公式知(4-9)MpaMpa截面A右側(cè)的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力Mpa平均應(yīng)力彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力Mpa切轉(zhuǎn)應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力Mpa應(yīng)力幅MpaMpa應(yīng)力幅===3.785Mpa===0.35Mpa材料性能45鋼調(diào)質(zhì)查表=640Mpa=275Mpaτ-1=155Mpa軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù)0.083查附表知0.041.10=2.00Mpa0.101.200.041.090.101.20=1.33Mpa經(jīng)插值計算=1.73Mpa=1.33Mpa材料的敏性系數(shù)由4mm=640Mpa=560Mpa=700Mpa利用插值法得：=640Mpa=560Mpa=840Mpa利用插值法得：=640Mpa有效應(yīng)力集中系數(shù)由公式知(4-10)×(1.73-1)=1.63由公式知(4-11)×(1.33-1)=1.29尺寸及截面形狀系數(shù)由5mm=60mm查圖知扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)由=60mm查圖知外表質(zhì)量系數(shù)軸按磨削加工由=640Mpa查圖2.12，外表強化系數(shù)軸未經(jīng)外表強化處理=1疲勞強度綜合影響系數(shù)=+-1=+=+-1=+即=2.45等效系數(shù)45鋼=0.1～0.2即取=0.1 僅有彎曲正應(yīng)力時的計算平安系數(shù)由公式知=(4-12)==29.27僅有扭矩切應(yīng)力時的計算平安系數(shù)由公式知=(4-13)==488.6彎扭聯(lián)合作用下的計算平安系數(shù)公式=(4-14)==488.8設(shè)計平安系數(shù)材料均勻，載荷與應(yīng)力計算精確時：=1.2～1.5取.疲勞強度平安系數(shù)>>即右側(cè)疲勞強度適宜。圖4-3軸的示意圖5停車裝置這個裝置是按照被清理工件的材質(zhì)和形狀而正確地調(diào)節(jié)清理時間。在規(guī)定的時刻，在正確的位置上，自動停止運轉(zhuǎn)。清理所需要的時間按照工件的材質(zhì)與外表的形狀而定，如鑄鐵件所需要的時間為3～10分鐘。而鑄鋼所需要的時間為10～20分鐘，鍛件所需要的時間為4～8分鐘。在開車前由操作者選擇確定。在滾筒的轉(zhuǎn)動時，由設(shè)在筒體上的齒條使齒輪旋轉(zhuǎn)，因齒輪第固定在螺桿上，而螺桿與半螺母嚙合，因此當(dāng)滾筒開始轉(zhuǎn)動后，由半螺母帶動指針往箭形符號方向移并到達相應(yīng)的0位置。滾筒上的折葉也正確地移到左邊，此時半螺母上的臺壓倒微動開關(guān)的杠，而自動停止運轉(zhuǎn)。另外在螺桿的一端邊沒有螺紋。因此如將半螺母放在∞符號位置上，那么因半螺母小移動，故滾筒可長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。5.1概述機器的電器設(shè)備主電路采用了3-380伏電源供電，控制電路為單相380伏，為了操作與維護上的方便，電器集中裝在配電盤上，而控制自動停車的微動開關(guān)那么裝在停車裝置上。5.1.1電氣設(shè)備的操作次序在開車前把滾筒的端蓋關(guān)閉好，合上總電路開關(guān)ZD，那么電路接通電源。A.開始運轉(zhuǎn)的次序：a．掀下起動開關(guān)1AQ，那么集塵器電動機1DY開始運轉(zhuǎn)。b．掀下起動開關(guān)2AQ，那么拋丸器電動機2DY開始運轉(zhuǎn)。c．掀下起動開關(guān)3AQ，那么滾筒電動機3DY開始運轉(zhuǎn)。B.停止運轉(zhuǎn)次序：a．微動開關(guān)1KK翻開，那么拋丸器電動機2DY停止運轉(zhuǎn)。b．微動開關(guān)2KK翻開，那么滾筒電動機3DY停止運轉(zhuǎn)。c．掀下停止開關(guān)1AT，那么集塵器電動機1DY停止運轉(zhuǎn)。5.2控制線路的動作說明掀下起動按紐帶1AQ，交流接觸器KM1的線圈通電，它的常開觸點閉合其中主觸點接通了集塵器電動機1DY，使之開始運轉(zhuǎn)。同時由于接觸器本身的輔助觸點KM1的自鎖作用，使放開按鈕1AQ后KM1不會立該失去電源，只會使KM1的常開觸點斷開，然后1DY斷電而停止運轉(zhuǎn)。在1DY運轉(zhuǎn)后，把自動停車裝置的按鈕移到所需要清理的時間刻度上，然后掀下起動按鈕2AQ，交流接觸器KM2的線圈通電，其常開觸點閉合其中主觸點接通了拋丸器電動機2DY，使之開始運轉(zhuǎn)，同時由于接觸器本身的輔助觸點KM2的自鎖作用，使放開按鈕2AQ后KM2不會立該失去電源，而2DY也不會立該停止運轉(zhuǎn)。掀下停止按鈕2AT或由于自動停車裝置中的微動開關(guān)1KK的動作，其常閉觸點斷開切斷KM2的電源使KM2的常開觸點斷開，然后2DY斷電而停止運轉(zhuǎn)。在2DY運轉(zhuǎn)后，可掀下起動按鈕3AQ，那么交流接觸器KM3的線圈通電，其常開觸點閉合其中主觸點接通了滾筒電動機3DY，使之開始運轉(zhuǎn)，同時由于接觸器本身的輔助觸點KM3的自鎖作用，使放開按鈕3AQ后KM3不會立該失去電源，而3DY也不會立該停止運轉(zhuǎn)。掀下停止按鈕3AT或由于自動停車裝置中的微動開關(guān)2KK的動作，其常閉觸點斷開切斷KM3的電源使KM3的常開觸點斷開，然后3DY斷電而停止運轉(zhuǎn)。圖5-1電器原理圖5.3各個零部件的作用A．接觸器〔KM〕是頻繁接通和斷開負(fù)載的電器。其可靠性的上下，直接影響到電氣系統(tǒng)的性能。它能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離的自動控制。具有低電壓釋放保護的功能。它主要有電磁機構(gòu)，觸頭系統(tǒng)，滅弧裝置及其他部件。a．根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇接觸器的類型。b．額定電壓大于或等于主電路的工作電壓。c．額定電流大于或等于被控電路的額定電流。對于電動機負(fù)載還應(yīng)根據(jù)其運行方法適當(dāng)增大或減小。d．吸引線圈的額定電壓與頻率要與所在帝制電路的選用電壓與頻率相一致辭。B．熔斷器〔FU〕是用于配電線路的嚴(yán)重過載和短路保護。它的結(jié)構(gòu)簡單，體積小，使用維護方便具有較高的分?jǐn)嗄芰土己玫南蘖餍阅?。熔斷器串接在被保護的電路中，當(dāng)電路正常工作時，熔斷器允許通過一定大小的電流其熔體熔化；當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，熔體中流過很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量到熔體的熔點時，熔體熔化，自動切斷電路，從而到達保護目的。但它達不到過載保護的目的，這一方面跟熔斷器的選擇有關(guān)。另一方面還要考慮熔斷器的保護特性和反時限特性和分散性。所謂分散性，是指各種規(guī)格的熔斷器的特性曲線差異很大，即使是同一種規(guī)格的熔斷器，其特性也往往很不相同。a．熔斷器的類型選擇這要根據(jù)線路的要求，使用場合，安裝條件和各類熔斷器的適用范圍來確定。b．熔斷器額定電壓的選擇其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。c．熔體額定電流的選擇熔體的額定電流的大小與負(fù)載的大小和性質(zhì)有關(guān)。d．額定分?jǐn)嗄芰Φ倪x擇必須大于電路中可能出現(xiàn)的最大的故障電流。e．供電系統(tǒng)中配電電器與熔斷器選擇性保護的選擇在電路系統(tǒng)中，電器之間的選擇性保護特性非常重要，它能把故障產(chǎn)生的影響限制在最小范圍內(nèi)，即要求電路中某一支路發(fā)生短路或過載故障時，只有距離故障點最近的熔斷器動作，而主回路的熔斷器或斷路不動作，這樣的配合就是合理的配合。C．熱繼電器〔FR〕是利用電流的熱效應(yīng)原理來實現(xiàn)電動機的過載保護。電動機在實際運行中發(fā)生過載，只要電動機繞組不超過允許的溫升，這種過載是允許的，但過載時間過長，繞組溫升超過了允許值，將會加劇繞組絕緣老化，嚴(yán)重時甚至使電動機繞組燒毀。因此，電動機在長期運行中，需要對其過載提供保護裝置。熱繼電器具有所時限保護特性。熱繼電器的選用主要根據(jù)電動機的使用場合和額定電流來確定熱繼電器的型號及熱元件的額定電流等級，對于三角形連接的電動機。應(yīng)選擇帶斷相保護功能的熱繼電器，熱繼電器的整定電流應(yīng)與電動機的額定電流相等。6機器的試車和操作6.1運轉(zhuǎn)的考前須知機器的安裝與布線完畢以后，應(yīng)先檢查減速電動機齒輪箱的機油是否符合規(guī)定。然后檢查拋丸器、滾筒、集塵器、鼓風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)方向是否與筋形符號相同，各部轉(zhuǎn)向均正確后，再將彈丸按規(guī)定量〔80公斤〕參加滾筒內(nèi)，然后放入工件，準(zhǔn)備開車。6.2開車的次序a．集塵器b.拋丸器c.滾筒起動時先起動集塵器，然后把停車裝置的指針移到所需要清理的時間的刻度線上，再起動拋丸器，待葉輪旋轉(zhuǎn)正常前方可起動流筒。6.3停車的次序a.拋丸器〔自動停止〕b.滾筒〔自動停止〕c.集塵器〔人工停止〕停車裝置的指針隨著滾筒每轉(zhuǎn)一周而向右移動一次，當(dāng)?shù)竭_預(yù)定的清理時間時，指針正好移到0位置，此時半螺母上的臺迫使微動開關(guān)斷電而停止拋丸機的旋轉(zhuǎn)，并且在滾筒現(xiàn)時旋轉(zhuǎn)一圈后，又使?jié)L筒電動機斷電而停止?jié)L筒的旋轉(zhuǎn)。7機器的拆裝和平安維護a.未經(jīng)學(xué)習(xí)本機操作及使用說明人員一律不允許操作本機。b.當(dāng)拋丸器葉輪未完全停止轉(zhuǎn)動時，不允許翻開端蓋，找開端蓋時應(yīng)將全部電門按鈕斷電c.每一班工作后，均應(yīng)將機器清掃一遍，并檢查各易損零件的使用情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重?fù)p壞時即應(yīng)更換。d.之前應(yīng)先進行落砂，否那么滾筒內(nèi)積砂過多影響別離的效果，且加快零件的磨損。e.每年一次拆機檢查，將所有的零件均拆開清洗，并檢查一次如有損壞時即就及時更換。f.更換分配輪的程序先卸下別離器與導(dǎo)入管連接的兩個螺釘，然后用木錘輕打?qū)牍艽渌蓜雍笕∠?，然后用套筒扳手取下固定螺母〔左螺母〕即可取下分配輪。g.更換定向套程序先取下分配輪，然后拆下固定壓塊的螺釘，即可用手取出，如果因砂末彈丸阻塞而不易直接取出時，可再取出定向套壓圈而一同取出。在安裝定向套時，應(yīng)注意寬刻度與指線的正確位置，否那么影響拋射方向。h.更換葉片程序先取出葉片的鞏固螺釘，然后用木錘輕打而取出，安裝時，螺孔內(nèi)的彈丸末要預(yù)先用絲攻全部趕出，否那么會損壞圓盤上的螺紋線。i.檢查膠帶狀況，發(fā)現(xiàn)其中某一根過度松弛或疲勞損壞時，應(yīng)全部更換新帶，不能新舊帶并用，如果一些舊膠帶尚可使用，應(yīng)選長度相同的舊帶組合使用。j.動裝置應(yīng)另保護罩，以保障人員平安，應(yīng)防止膠帶與酸、堿或油接觸，帶傳動的工作溫度不應(yīng)超過60℃。8結(jié)論拋丸機在實際中應(yīng)用的很廣泛，我設(shè)計的拋丸器主要是針對Q3110滾筒式拋丸清理機的，拋丸機的主要特點是帶有單獨的集塵裝置，格安裝的地點不受車間通風(fēng)管路的限制，且衛(wèi)生條件好，而且這個機器設(shè)有自動停車裝置，操作簡便。在這種拋丸機中采用了人工控制零件翻轉(zhuǎn)的時間，對中、小企業(yè)來說，能夠充分利用人力資源。Q3110滾筒式拋丸清理機是一種最老式的拋丸機。在許多大的拋丸機生產(chǎn)基地已經(jīng)淘汰了這種類型。但是它在一些小公司中還有很好的開展前景。Q3110滾筒式拋丸清理機它的本錢很低，對零件的精度要求也不是很高。因此在現(xiàn)有的根底上對它作一些改動，我想它的前景還是很樂觀的。參考文獻[1]王伯平主編[3]徐錦康主編.機械設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001[4]劉蘇編.工程圖學(xué)根底教程[M].北京：科學(xué)出版社，2001[6]周松流，陸有高等.ST6-M單體活塞環(huán)拋丸機[J].中國鑄造裝備與技術(shù)，2004，(4)：50-53.[7]郝寶文，郝寶民.高鉻耐磨鑄鐵在拋丸機葉片上的應(yīng)用[J].一重技術(shù)，2003，98(4)：40-42.[8]韓潤良.拋丸機-環(huán)保型涂裝前處理裝置[J].中國電梯，2003〔3〕：47-50.[9]肖利民，秦曉鋒等.拋丸機葉片壽命的研究現(xiàn)狀[J].機車車輛工藝，2000，〔1〕：1-4.+GF+鼠籠拋丸機的調(diào)整和工藝控制[J].中國鑄造裝備與技術(shù),2003,(5):39-41.致謝為期三個月的畢業(yè)設(shè)計業(yè)已經(jīng)結(jié)束?；貞浾麄€畢業(yè)設(shè)計過程，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本次畢業(yè)設(shè)計課題是Q3110滾筒式拋丸清理機的設(shè)計〔總裝、拋丸器的設(shè)計和停車裝置〕。本設(shè)計是為了解決實際生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)力低的問題，因此廠方對我的要求很高。本設(shè)計是學(xué)完所有大學(xué)期間本專業(yè)應(yīng)修的課程以后所進行的，是對我三年半來所學(xué)知識的一次大檢驗。使我能夠在畢業(yè)前將理論與實踐更加融會貫穿，加深了我對理論知識的理解，強化了實際生產(chǎn)中的感性認(rèn)識。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我根本上掌握了拋丸器設(shè)計的方法和步驟，以及設(shè)計時應(yīng)注意的問題等，另外還更加熟悉運用查閱各種相關(guān)手冊，選擇使用工藝裝備等。總的來說，這次設(shè)計，使我在根本理論的綜合運用以及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的鍛煉，提高了我獨立思考問題、解決問題以及創(chuàng)新設(shè)計的能力，縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距，為我以后從事實際工程技術(shù)工作奠定了一個堅實的根底。本次設(shè)計任務(wù)業(yè)已順利完成，但由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗，難免會留下一些遺憾，在此懇請各位專家、老師及同學(xué)不吝賜教。此次畢業(yè)設(shè)計是在熊新老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進行的。熊老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問題，以及指導(dǎo)我的思想，引導(dǎo)我的設(shè)計思路。在歷經(jīng)三個多月的設(shè)計過程中，一直熱心的輔導(dǎo)。另外，我還得到了大豐市豐特鑄造的幫助。在此，我忠心地向他們表示誠摯的感謝和敬意！目錄TOC\o"1-4"\h\z\u1前言 12總體方案論證 2被加工零件的分析 22.1.1拋丸器 2彈丸循環(huán)及別離裝置 32.2結(jié)構(gòu)方案確實定 32.2.1零件結(jié)構(gòu)確實定 3分配輪的方向設(shè)計方案 32.2.1.2傳輸輪的選擇 32.2.1.3皮帶輪的輸出方式 42.2.1.4軸承的性能與選擇 42.2.2拋丸機的特點 63皮帶輪的設(shè)計過程