皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架自動(dòng)噴丸噴漆機(jī)滾筒及皮帶自動(dòng)糾偏裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、 hunan university 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)論文題目： 皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架自動(dòng)噴丸/噴漆機(jī)滾筒及皮帶自動(dòng)糾偏裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：20081420217專(zhuān)業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化08級(jí)07班學(xué)院名稱(chēng)：機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院指導(dǎo)老師：學(xué)院院長(zhǎng)： 2012年5月28日皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架自動(dòng)噴丸/噴漆機(jī)滾筒及皮帶自動(dòng)糾偏裝置設(shè)計(jì)摘 要皮帶輸送機(jī)廣泛用于礦山、港口、鋼鐵等行業(yè)的物料運(yùn)輸。噴丸工藝因其優(yōu)秀的生產(chǎn)特點(diǎn)、廣泛的實(shí)用性和自動(dòng)化裝置的匱乏性決定了該工藝自動(dòng)化發(fā)展的必然性。本文主要是針對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架?chē)娡?噴漆的生產(chǎn)要求，提出一種適應(yīng)實(shí)際新的自動(dòng)化工作方案，并通過(guò)對(duì)方案進(jìn)行詳

2、細(xì)的討論、分析、選擇，利用cad繪制二維裝配圖，運(yùn)用ug建立三維模型。本裝置滾筒采用滑桿，安裝環(huán)組裝而成，安裝環(huán)位置可調(diào)節(jié)用以裝夾不同型號(hào)托輥支架，兩端由傳動(dòng)環(huán)帶動(dòng)作圓周運(yùn)動(dòng)，中心軸安裝小車(chē)，保證內(nèi)外側(cè)同時(shí)作業(yè)。滾筒體整體安裝于小車(chē)之上，用以在不筒工藝設(shè)備間轉(zhuǎn)換。同時(shí)通過(guò)借鑒繪制了自動(dòng)糾偏裝置cad圖。關(guān)鍵字：托輥支架，自動(dòng)噴丸，滾筒，內(nèi)外加工the design of the automatic shot peening/spray painting machine for belt conveyor roller frame and its tumbling boxabstractbelt

3、 conveyors are widely used in mining, ports, steel and other material handling industry.the development of automatic shot peening is hopeful for its excellent production characteristics of a wide range of practicality .the paper is based on the requirements for the belt conveyor roller frame s shot

4、blasting/painting process, proposing a new automatic work program, which is applicable to the actual production. through detailed discussion, analysis, selection, use of cad drawing two-dimensional assembly drawing .then use ug to build three-dimensional model of the program.the device is assembled

5、by sliders and mounting rings.the location of the mounting rings is adjustable for every workpiece.a car is installed on the central axis, to ensure inner and outer operation. the tumbling box as a whole is installed on top of another car to move to each workshop.a cad drawing of the automatic corre

6、ction device also has been demonstrated.keywords: roller frame, automatic shot peening,tumbling box,inner and outer operation目 錄1 緒 論11.1 課題研究背景及目的11.2 自動(dòng)噴丸/噴漆裝置的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)11.3 課題研究方法21.4 論文的構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容22 自動(dòng)噴丸/噴漆裝置總體方案設(shè)計(jì)42.1 設(shè)計(jì)的總體要求42.2 方案的提出42.2.1 分析設(shè)計(jì)的總體要求42.2.2兩要求具體分析42.2.3 較可行方案的提出52.3 各方案的比較63 托輥支架自動(dòng)噴

7、丸/噴漆機(jī)滾筒設(shè)計(jì)93.1 滾筒主體構(gòu)思設(shè)計(jì)93.2 滾筒體零件設(shè)計(jì)93.2.1 傳動(dòng)環(huán)設(shè)計(jì)93.2.2 滑桿、工件安裝環(huán)設(shè)計(jì)113.2.3 中心軸直徑計(jì)算設(shè)計(jì)123.2.4 中心軸承選用153.2.5 焊接軸承座設(shè)計(jì)163.2.6 滾筒體主體的組裝與三維建模163.3滾筒體相關(guān)部件的設(shè)計(jì)173.1.1 電動(dòng)機(jī)的選擇173.3.2 焊接支撐架設(shè)計(jì)183.3.3 小齒輪及傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)193.3.4 車(chē)板設(shè)計(jì)213.4 托輥支架自動(dòng)噴丸/噴漆機(jī)滾筒總裝配214 皮帶自動(dòng)糾偏裝置設(shè)計(jì)244.1 皮帶偏轉(zhuǎn)原因分析及后果244.2 皮帶自動(dòng)糾偏裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)245 結(jié)論27致 謝29參考文獻(xiàn)301 緒 論1

8、.1 課題研究背景及目的皮帶輸送機(jī)廣泛用于礦山、港口、鋼鐵等行業(yè)的物料（尤其是散料）運(yùn)輸。噴丸是用來(lái)清除厚度不小于2mm的或不要求保持準(zhǔn)確尺寸及輪廓的中型、大型金屬制品以及鑄鍛件上的氧化皮、鐵銹、型砂及舊漆膜。是表面涂(鍍)覆前的一種清理方法。廣泛用于大型造船廠、重型機(jī)械廠、汽車(chē)廠等。噴丸強(qiáng)化是一個(gè)冷處理過(guò)程，它被廣泛用于提高長(zhǎng)期服役于高應(yīng)力工況下金屬零件，如飛機(jī)引擎壓縮機(jī)葉片、機(jī)身結(jié)構(gòu)件、汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)零件等的抗疲勞屬性。噴丸強(qiáng)化，是在一個(gè)完全控制的狀態(tài)下，將無(wú)數(shù)小圓形稱(chēng)為鋼丸的介質(zhì)高速且連續(xù)噴射，捶打到零件表面，從而在表面產(chǎn)生一個(gè)殘余壓應(yīng)力層。表層下，壓縮的晶粒試圖將表面恢復(fù)到原來(lái)形狀，從而

9、產(chǎn)生一個(gè)高度壓縮力作用下的半球。無(wú)數(shù)凹陷重疊形成均勻的殘余壓應(yīng)力層。最終，零件在壓應(yīng)力層保護(hù)下，極大程度地改善了抗疲勞強(qiáng)度，延長(zhǎng)了安全工作壽命。所以噴丸工藝的廣泛應(yīng)用需要自動(dòng)化的裝置來(lái)提高工作效率。 結(jié)合科研課題，針對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和噴丸/噴漆工藝要求，設(shè)計(jì)皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架自動(dòng)噴丸/噴漆機(jī)，以提高皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架的噴丸/噴漆效率，保證噴丸/噴漆質(zhì)量，改善噴丸/噴漆勞動(dòng)環(huán)境，降低操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保障操作工人的安全。1.2 自動(dòng)噴丸/噴漆裝置的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)噴丸工藝對(duì)于工件表面的清理方面，可用作對(duì)金屬的銹蝕層、熱處理件表面的殘鹽和氧化層、軋制件表面的氧化層、鍛造件表面的氧化層、

10、焊接件表面的氧化層、鑄件表面的型砂及氧化層、機(jī)加件表面的殘留污物和微小毛刺、舊機(jī)件表面等進(jìn)行處理，以去除表面附著層，顯露基體本色 , 表面清理質(zhì)量可達(dá)到 sa3 級(jí)。對(duì)于工件表面涂覆前的預(yù)處理方面，可用作各種電鍍工藝、刷鍍工藝、噴涂工藝和粘接工藝的前處理工序，以獲得活性表面，提高鍍層、涂層和粘接件之間的附著力。對(duì)于改變工件的物理機(jī)械性能方面來(lái)說(shuō)可以改變工件表面應(yīng)力狀態(tài)，改善配合偶件的潤(rùn)滑條件，降低偶件運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的噪音?？墒构ぜ砻嬗不?，提高零件的耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度。對(duì)于工件表面的光飾加工，可以改變工件表面粗糙度 ra 值?？梢援a(chǎn)生亞光或漫反射的工件表面，以達(dá)到光飾加工的目的。由于噴丸工藝具有可

11、以任意使用金屬或非金屬?gòu)椡瑁赃m應(yīng)清理工件表面的不同要求；清理的靈活性大，容易清理復(fù)雜工件的內(nèi)、外表面和管件的內(nèi)壁，并且不受場(chǎng)地限制，可將設(shè)備安置在特大型工件附近；整機(jī)投資少，易損件少，維修費(fèi)用低；清理效率低，操作人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大的特點(diǎn)，所以廣泛地用于生產(chǎn)之中，然而實(shí)際生產(chǎn)中除了大型的噴丸/噴漆房之外，很少有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)的自動(dòng)噴丸/噴漆裝置，大多由噴丸/噴漆工人手工完成，不僅效率低下而且有害工人健康（如圖1.1）。由其優(yōu)秀的生產(chǎn)特點(diǎn)及廣泛的實(shí)用性和自動(dòng)化裝置的匱乏決定了該工藝自動(dòng)化發(fā)展的必然性。 圖1.1 噴房及噴丸工人1.3 課題研究方法查閱有關(guān)皮帶運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情

12、況，通過(guò)方案提出、討論、否決、確定的方式，確定設(shè)計(jì)方案。使用autocad繪制二維零件圖及裝配圖，使用ug繪制三維圖及運(yùn)動(dòng)仿真。1.4 論文的構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容本文的構(gòu)成及主要的研究?jī)?nèi)容包括：1. 緒論：概述了本次課題開(kāi)題的前提背景，介紹自動(dòng)噴丸工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及其前景等。2. 自動(dòng)噴丸/噴漆機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求初步擬定幾種方案，對(duì)各種方案分析并對(duì)比，確定最終方案。3. 自動(dòng)噴丸/噴漆機(jī)構(gòu)方案下滾筒的設(shè)計(jì)：據(jù)選好的自動(dòng)化裝置方案對(duì)重點(diǎn)部分，即滾筒裝置的進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，進(jìn)行cad繪圖與三維建模，虛擬裝配驗(yàn)證等。4. 機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核及運(yùn)動(dòng)裝置的行程計(jì)算：為滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，計(jì)算所設(shè)計(jì)裝置的運(yùn)動(dòng)行程；校核

13、所選材料的機(jī)械性能，標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行選擇。2 自動(dòng)噴丸/噴漆裝置總體方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)的總體要求針對(duì)皮帶輸送機(jī)托輥支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和噴丸/噴漆工藝要求，設(shè)計(jì)皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥支架自動(dòng)噴丸/噴漆機(jī)滾筒及皮帶自動(dòng)糾偏裝置。噴丸房、噴漆房尺寸：8000mm（長(zhǎng)）3000mm（寬）3000mm（高）。適應(yīng)多種形狀（v型、u型等）和尺寸（長(zhǎng)度8001800mm）托輥支架零件的雙面噴丸、噴漆。年生產(chǎn)綱量：40000件/年。在此要求之上的設(shè)計(jì)同時(shí)也要求樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀和全局觀。2.2 方案的提出2.2.1 分析設(shè)計(jì)的總體要求（1）要設(shè)計(jì)的裝置必須具有可行性，適用性，適合實(shí)際生產(chǎn)中各種尺寸的 托

14、輥支架的噴丸/噴漆工藝。（2）要設(shè)計(jì)的裝置必須是高自動(dòng)化的，才能根本提高工藝效率。2.2.2兩要求具體分析（1）由可行性要求了裝置大小必須為700030003000左右，以便在廠房安裝，使用；由于尺寸較大，故要求盡可能地節(jié)約用材，以降低其重量，方便安裝，調(diào)試及今后的拆卸維修，也提高運(yùn)作的安全性。同時(shí)可行性決定了不能使用價(jià)格昂貴的自動(dòng)噴丸房設(shè)備，需要整體構(gòu)思整條生產(chǎn)線的布置、裝配、生產(chǎn)流程，保證經(jīng)濟(jì)性與資源的最大、最合理利用。（2）由高自動(dòng)化的要求決定了該裝置需要在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)較高的噴丸/噴漆效率，在噴丸，噴漆工藝裝換中能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)不間斷地工作。工作中能夠保證噴丸/噴漆密度的情況下盡可能同時(shí)，大量

15、，不需要手動(dòng)翻轉(zhuǎn)地實(shí)現(xiàn)托輥支架內(nèi)外側(cè)，不規(guī)則處的高效噴丸/噴漆。并且由于托輥支架的實(shí)際生產(chǎn)有尺寸變化，所以需夾具能夠調(diào)節(jié)外形、間距以保證所有的工件都能實(shí)現(xiàn)加工。最后，也要求了裝置能夠簡(jiǎn)單地安裝，卸載工件及可以由盡可能少的工人操作。2.2.3 較可行方案的提出 在經(jīng)過(guò)任務(wù)分析之后，確定要設(shè)計(jì)一條能夠滿(mǎn)足企業(yè)年產(chǎn)量，適合企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn)線，考慮到經(jīng)濟(jì)性和適用性，方案要簡(jiǎn)單可行，并且能適用于各個(gè)規(guī)格的托輥支架的噴丸/噴漆工藝。（1）方案1，如圖2.1所示：構(gòu)思由吊鉤式環(huán)形生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。在房屋頂部安裝環(huán)形夾具，由電機(jī)帶動(dòng)作環(huán)形運(yùn)動(dòng)，一次吊起多個(gè)紅色的工件，同時(shí)在環(huán)形線邊上安裝噴槍?zhuān)瑖姌屚瑯佑?/p>

16、電機(jī)帶動(dòng)作上下運(yùn)動(dòng)，速度與工件前進(jìn)速度相匹配，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴丸，同時(shí)在噴漆房同樣安裝此設(shè)備實(shí)現(xiàn)噴漆。 圖2.1 吊鉤式環(huán)形生產(chǎn)線示意圖（2）方案2，如圖2.2所示，搭建簡(jiǎn)易自動(dòng)拋丸房。由于拋丸工藝較容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，半自動(dòng)化。所以可以在廠房?jī)?nèi)搭建方形拋丸房，傳送輪可以由一個(gè)廠房延伸至另一個(gè)廠房，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的拋丸，噴漆工藝。 圖2.2 拋丸房自動(dòng)生產(chǎn)線（3） 方案3，仿車(chē)削加工原理。在兩個(gè)廠房之間搭設(shè)輕型軌道，上面安裝小車(chē)1，車(chē)上固定一個(gè)空心滾筒，空心滾筒由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，滾筒上裝有長(zhǎng)度、形狀可調(diào)節(jié)的夾具以?shī)A持托輥支架。滾筒內(nèi)外側(cè)配備能平行于軌道運(yùn)動(dòng)，并且安裝有噴丸，噴漆槍的小車(chē)2、3。一次裝夾后開(kāi)始工

17、作，滾筒勻速旋轉(zhuǎn)，小車(chē)2、3勻速協(xié)調(diào)前進(jìn)，如同車(chē)削一般實(shí)現(xiàn)表面處理。當(dāng)噴丸工藝完成之后滾筒整體由小車(chē)1帶至噴漆房進(jìn)行同樣的工作，最后一次卸載。如圖2.3。 圖2.3自動(dòng)小車(chē)2.3 各方案的比較1.由方案一的設(shè)計(jì)構(gòu)思，分析其優(yōu)點(diǎn)在于：可以較好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化進(jìn)程，由于夾持工具可以密排行進(jìn)，所以單次噴丸/噴漆速度很快；廠房空間利用率高；結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。其缺點(diǎn)在于第一，工件行進(jìn)與噴槍運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)控制較難，當(dāng)工件變化時(shí)，所有參數(shù)需要重新設(shè)定；第二，夾持工件的頂端和工件尾端可能會(huì)處理不到；第三，噴槍一次只能完成一個(gè)面的加工，如果要完成整體噴丸/噴漆，還需要工人手動(dòng)翻轉(zhuǎn)工件；第三，由于是在一個(gè)廠房?jī)?nèi)的整

18、體，所以當(dāng)完成噴丸之后需要重新卸載，搬運(yùn)，到噴漆房重新裝夾，十分繁瑣低效；第四，由于是頂部夾持，工件安裝會(huì)不方便，工件前進(jìn)的左右晃動(dòng)會(huì)影響加工效果。所以綜合來(lái)看雖然方案一具有簡(jiǎn)單易行的特點(diǎn)，但是其效率較為低下，實(shí)際操作繁瑣，所以不可行。2.方案二采用拋丸代替噴丸來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，拋丸清理機(jī)是利用高速回轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸拋向滾筒內(nèi)連續(xù)翻轉(zhuǎn)的工件上，從而達(dá)到清理工件的目的。它適用于各行業(yè)中的15公斤以下的鑄鍛件的清砂、除銹、去氧化皮和表面強(qiáng)化。拋丸處理是一種在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用的表面處理方法。世界上第一臺(tái)拋丸設(shè)備誕生于100年前,開(kāi)始是在各種金屬或非金屬表面去除雜質(zhì)、氧化皮,增加粗糙度等方面得到應(yīng)用

19、。經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展，拋丸工藝以及設(shè)備已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒?其應(yīng)用范圍已經(jīng)不僅僅是在各個(gè)重工業(yè)的工廠。它的優(yōu)點(diǎn)是清理效率高，費(fèi)用低，操作人員少，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，適用于大批量生產(chǎn)，不用壓縮空氣加速?gòu)椡?，因而不必設(shè)置功率大的空壓站，被清理的表面也無(wú)濕氣。同時(shí)，連續(xù)的加工方式能使工件不用卸載就能直接送入噴漆房進(jìn)行噴漆，提高了銜接效率，較之上一個(gè)方案有很多的優(yōu)越性。然而它的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的：靈活性差，受場(chǎng)地限制，清理工件時(shí)有些盲目性，在工件表面易產(chǎn)生清理不到的死角；設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，易損件多，特別是葉片等零件磨損快，維修工時(shí)多，費(fèi)用高； 一般情況不能使用輕而細(xì)小的彈丸。企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的托輥支架并非大而平整的工件，

20、所以?huà)佂杼幚聿荒苋娴卣w地達(dá)到覆蓋密度，故拋丸后應(yīng)當(dāng)手工繼續(xù)加工死角。并且企業(yè)已經(jīng)具備噴丸設(shè)備，重新購(gòu)置拋丸設(shè)備搭建拋丸房會(huì)額外增加開(kāi)銷(xiāo)，經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)。最后由于拋丸機(jī)使用的是離心力甩出丸子來(lái)實(shí)現(xiàn)加工，其有效覆蓋面積都是確定的，當(dāng)托輥支架的尺寸型號(hào)改變時(shí)，需要重新計(jì)算，排布拋丸槍才能達(dá)到理論上的全面覆蓋，增加了實(shí)際生產(chǎn)的復(fù)雜程度。同時(shí)，了解到噴砂也是一種機(jī)械清理方法，但并噴砂不是噴丸，噴砂用的是砂粒如石英砂，噴丸用的是金屬?gòu)椡琛Ｔ诂F(xiàn)有的工件表面處理方法中，清理效果最佳的還數(shù)噴砂清理。噴砂適用于工件表面要求較高的清理。但是我國(guó)目前通用噴砂設(shè)備中多由鉸龍、刮板、斗式提升機(jī)等原始笨重輸砂機(jī)械組成。用戶(hù)

21、需要施建一個(gè)深地坑及做防水層來(lái)裝置機(jī)械，建設(shè)費(fèi)用高，維修工作量及維修費(fèi)用極大。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)和工業(yè)衛(wèi)生的重視，由于噴砂過(guò)程有大量粉塵產(chǎn)生不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，還及易導(dǎo)致操作者的職業(yè)病(矽肺)，已大量將噴丸來(lái)代替噴砂。因此采用自動(dòng)噴砂替代拋丸的方法也不適用。綜上所述該方案雖然有諸多好處，已經(jīng)擁有較高的自動(dòng)化程度，但是出于拋丸本身的適用性、經(jīng)濟(jì)性、可操作性來(lái)說(shuō)并不完全符合前述的兩大要求，故需要舍棄。3.仿車(chē)削方案通過(guò)兩車(chē)間之間排布軌道小車(chē)，小車(chē)帶動(dòng)滾筒實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工藝的連續(xù)實(shí)現(xiàn)。滾筒夾持工件作圓周運(yùn)動(dòng)，噴槍如車(chē)刀一般進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)托輥支架整體的處理，該方案的亮點(diǎn)在于：（1）內(nèi)外同時(shí)進(jìn)行噴丸/噴漆，不用手工

22、翻轉(zhuǎn)或者是改變噴槍位置角度，就能夠自動(dòng)地覆蓋工件全表面。（2）由于滾筒的表面積大，所以滾筒表面夾持的工件量很大，這樣就保證了一次裝夾能夠完成大量的工作，小車(chē)在車(chē)間一次走位就能完成一批工件的噴丸/噴漆；（3）在車(chē)間內(nèi)布置一個(gè)滾筒能充分利用三維空間，同時(shí)使用已經(jīng)具備的噴槍?zhuān)越?jīng)濟(jì)性很高；（4）自動(dòng)化程度很高，所以需要的操作人員是三個(gè)方案中最少的，而且操作也是最簡(jiǎn)單的。方案3需要做的僅僅是設(shè)計(jì)制造出滾筒，三輛小車(chē)并且確定他們的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，就能夠低投入，高效率地實(shí)現(xiàn)托輥支架的噴丸/噴漆工藝，所以是三個(gè)方案中最優(yōu)秀的。2.4總體最佳方案的選定經(jīng)過(guò)以上的分析說(shuō)明，在金湘中老師的指導(dǎo)選擇下，由于方案3擁有較

23、之方案1不可達(dá)到的穩(wěn)定性，加工連續(xù)性，具有方案2不具備的的加工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性，所以我們小組最終確定了方案3作為總體方案。3 托輥支架自動(dòng)噴丸/噴漆機(jī)滾筒設(shè)計(jì)3.1 滾筒主體構(gòu)思設(shè)計(jì) 由于總方案確定滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)外噴槍同時(shí)工作，所以決定了這個(gè)滾筒并非常規(guī)意義的封閉式滾筒，而是類(lèi)筒型的有空隙裝配件。又因?yàn)橐竽軌蜻m用于企業(yè)所有生產(chǎn)的托輥支架的型號(hào)，所以其夾具間距離要求能夠調(diào)節(jié)。在老師的指點(diǎn)之下商議得出的最佳結(jié)論是采用數(shù)根滑桿組成類(lèi)滾筒形狀（為方便起見(jiàn)后面依舊稱(chēng)為滾筒），套入工件安裝環(huán)內(nèi)，使安裝環(huán)能夠在滾筒上滑動(dòng)，整個(gè)滑桿組成的滾筒體套上多個(gè)工件安裝環(huán)，通過(guò)調(diào)節(jié)安裝環(huán)之間的距離來(lái)適應(yīng)不同長(zhǎng)度的托輥支架，

24、工件安裝環(huán)上有螺孔以安裝能夠安裝夾具。這樣不但保證了加工時(shí)能夠使工件內(nèi)表面能被加工到，而且保證了該滾筒能夠滿(mǎn)足所有產(chǎn)品的處理需求。同時(shí)中空的結(jié)構(gòu)也保證了能夠有小車(chē)帶有噴槍在其內(nèi)部運(yùn)動(dòng)。該滾筒體通過(guò)齒輪傳動(dòng)由一電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，最后整體安裝在小車(chē)之上，實(shí)現(xiàn)車(chē)間轉(zhuǎn)換。（如圖3.1所示） 圖3.1 滾筒體原理圖3.2 滾筒體零件設(shè)計(jì)由原理圖出發(fā)，通過(guò)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成滾筒體的整體設(shè)計(jì)。3.2.1 傳動(dòng)環(huán)設(shè)計(jì)如圖3.2 圖3.2.a 安裝環(huán)根據(jù)車(chē)間的寬度和高度，取廠房一般的高度作為滾筒最大圓周。傳動(dòng)環(huán)用于固定4根滑桿，每根桿呈90度排布圓周，形成1350的滾筒體。傳動(dòng)環(huán)中心留有直徑270的孔以通過(guò)中心軸和

25、安裝軸承。安裝環(huán)最外圈開(kāi)有6m16的螺孔以安裝大齒圈。材料選取q235，技術(shù)要求：連續(xù)角焊縫，焊縫不得有缺陷，先焊接后機(jī)加工。由于傳遞動(dòng)力并不大，所以取45#調(diào)制。 圖3.2.b大齒圈大齒圈設(shè)計(jì)齒廓為漸開(kāi)線，齒數(shù)170，模數(shù)10，壓力角20度，齒頂高系數(shù)1，頂隙系數(shù)0.25，精度等級(jí)：8gb/t 10095.1-2001 。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)檢驗(yàn)項(xiàng)目允許值：1. 單個(gè)齒距極限偏差fpt：0.030；2. 齒距累計(jì)總偏差fp：0.152；3. 齒廓總偏差fa：0.049；4. 徑向跳動(dòng)公差fr：0.122 。 3.2.2 滑桿、工件安裝環(huán)設(shè)計(jì)如圖3.3所示，由廠房的長(zhǎng)度決定了系統(tǒng)整體長(zhǎng)度為7000左

26、右，所以設(shè)計(jì)取滑桿長(zhǎng)5972?；瑮U采用45#鋼，滑桿兩端留有長(zhǎng)47，倒有m42-7h的螺紋，并且有一段長(zhǎng)25，45肩部插入傳動(dòng)環(huán)預(yù)留的孔中。中間部分為50的桿用來(lái)套上工件安裝環(huán)。工件安裝環(huán)內(nèi)孔直徑1230，為了留有足夠的空隙放置內(nèi)噴丸/噴漆小車(chē)，保證內(nèi)部工作的空間，外孔直徑1600。選材45#鋼。每個(gè)工件安裝環(huán)一側(cè)有4個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)上留有4m12螺孔，方便調(diào)整好各個(gè)工件安裝環(huán)軸向位置之后用螺栓固定。工件安裝環(huán)外圈預(yù)留厚度30，用以后續(xù)的加工安裝上可調(diào)夾具。 圖3.3滑桿與工件安裝環(huán) 圖3.4 上述部分三維裝配示意圖3.2.3 中心軸直徑計(jì)算設(shè)計(jì)（1） 簡(jiǎn)化力學(xué)模型（如圖3.5） 圖3.5（2）

27、計(jì)算各力的大?。篴.齒圈重量 （軸承安裝套外套大齒圈以傳遞運(yùn)動(dòng)） g總=g齒2 g齒取參數(shù)：d=1700 m=10 z=170 g齒基=（r12-r22）h=3.14（8102-7802）1307.8510-3=152.85kg g齒=1/2（r12-r22）h=0.53.14（8502-8102）807.8510-3=65.47kg g齒總=152.85+65.47=218.32kg g齒總2=218.322=436.64kgb.滾筒自重 g滾筒=g滑桿+g安裝環(huán)+g工件+g基體（滾筒包含4根滑桿，5個(gè)可移動(dòng)安裝環(huán)，估計(jì)的托輥支架和基體）g滑桿=252584047.8510-3=359.87

28、5kgg基體=3.14（8002-7502）307.8510-32+3.14(7802-7502)1307.8510-3=114.62kg+294.16kg=408.78kgg工件（估算）=（r12-r22）lp=（8442-8362）58407.8510-3 =1934.69kgg安裝環(huán)=3.14（18002-7702)307.8510-3+3.14（7702-6352）107.8510-35=430.62kg 故g滾筒=g滑桿+g安裝環(huán)+g工件+g基體 =430.62kg+359.88kg+408.78kg+1934.69kg =3133.95kg g=g滾+g齒=3570.6kg f1=

29、f2=g/2=17496nc.內(nèi)噴槍安裝環(huán)重量計(jì)算g=（r12-r22）lp=3.14（3102-3002）55407.8510-3 (均布力總重)=832.98kgg=g9.8=8163.2nf3=f4=（8163.2+34991.88）/2=21577.54n故可做軸的剪力圖，彎矩圖3.6： 圖3.6d.按強(qiáng)度要求計(jì)算軸徑材料：q235. ca=m/w+取d1/d=0.7=w=d3/32（1-4）=0.1d3（1-4）0.1d3（1-4）5394.385nmm/40d35394.385/400.1(1-0.74)所以d121.07mm?？紤]到內(nèi)部需要走線，表面需要安裝內(nèi)噴槍所以d取160m

30、m，內(nèi)徑取110mm。e.由于軸較長(zhǎng)，校核軸的偏轉(zhuǎn)角 查表得 =0.05/rada=-b=-fl2/16eif=17491 l=250mm e=200gp i=d4（1-4）/64=2.44107mm4=-fl2/16ei=0.01421.6kn。所以使用壽命必滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。3.2.5 焊接軸承座設(shè)計(jì)由根據(jù)中心支撐軸外徑160確定軸承座內(nèi)徑為160，ra3.2.外徑220，一端面留有對(duì)稱(chēng)的4m5-7h的螺孔用來(lái)裝配軸承蓋。軸承座尺寸為450220360，座地板留有4個(gè)螺孔以繼續(xù)將整個(gè)滾筒體主體安裝在小車(chē)車(chē)板上。（如圖3.8）選材q235，技術(shù)要求：未注焊縫采用連續(xù)角焊縫，所有焊縫不能有缺陷，先

31、焊接后機(jī)加工；銷(xiāo)孔應(yīng)在調(diào)整好后配鉆。 圖3.83.2.6 滾筒體主體的組裝與三維建模在以上所述設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)選用完成之后繪制cad二維零件圖，并且設(shè)計(jì)畫(huà)出相關(guān)齒輪套、軸承蓋板的二維零件圖。并以此為基礎(chǔ)畫(huà)出ug三維零件圖，由設(shè)計(jì)時(shí)所確定的各個(gè)位置參數(shù)，尺寸參數(shù)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)作為約束建立三維裝配 圖3.9滾筒體主體三維圖3.3滾筒體相關(guān)部件的設(shè)計(jì)3.1.1 電動(dòng)機(jī)的選擇軸承使用雙列調(diào)心滾子軸承，摩擦系數(shù)為u=0.004.摩擦力大小為：f1=uf1=0.00417496n=69.984nf2=uf2=0.00417496n=69.984n則大齒圈上需要的驅(qū)動(dòng)力大小為f=（f1+f2）（d2/2）/d分度圓=1

32、39.97125.6/850=20.68n功率p=fv=tw=36.79w齒輪傳動(dòng)效率=0.96故傳動(dòng)小齒輪輸出功率為p=38.32w選配yvp系列調(diào)速電機(jī)。法蘭安裝，速比16，驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)y801，轉(zhuǎn)速183，安裝形式b3，電機(jī)接線盒位置i。確定型號(hào)參數(shù)為：ycj132/yvp801-4/y801/183b3i （如圖3.10） 圖3.10所選電機(jī)由于傳遞的動(dòng)力非常小，齒輪傳動(dòng)時(shí)工作強(qiáng)度小，故不再做校核計(jì)算。3.3.2 焊接支撐架設(shè)計(jì)滾筒體主體通過(guò)軸承座與焊接支撐架連接進(jìn)而固定在小車(chē)上跟隨小車(chē)運(yùn)動(dòng)，焊接軸承架好比一張板凳，設(shè)計(jì)時(shí)需要取材方便，強(qiáng)度足夠，并且要盡可能得輕盈以節(jié)省整體重量。所以采

33、用15鋼板 260x70一塊，材料q235；輕型槽鋼c80x847 四根，材料q235、角鋼40x40x5x414 四根，材料q235a；角鋼40x40x5x240 四根，材料q235a；輕型槽鋼c80x414 兩根，材料q235a和一塊15鋼板 240x500，材料q235a焊接搭建而成。支撐架尺寸為500467877，頂部和底部腳都留有m16的螺孔。（如圖3.11）整體結(jié)構(gòu)緊湊且強(qiáng)度足夠，重量較輕。技術(shù)要求為：1.未注明采用連續(xù)角焊縫，焊縫高度不小于較薄板厚度，2.下料周邊粗糙度ra=50，3.上下底板先焊接后機(jī)加工表面，銷(xiāo)孔在調(diào)整好軸承座后配鉆。 圖3.113.3.3 小齒輪及傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)

34、由于以上的計(jì)算結(jié)果已經(jīng)表明，小齒輪上面的傳動(dòng)力很小，所以對(duì)小齒輪要求不高，故只考慮采用40cr調(diào)制后表面淬火預(yù)防點(diǎn)蝕。小齒輪取齒數(shù)25，模數(shù)10，壓力角20度，齒頂高系數(shù)1，頂隙系數(shù)0.25。徑向變位系數(shù)0，中心距及其極限偏差9750.07，精度等級(jí) 8gb/t 10095.1-2001。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得檢驗(yàn)項(xiàng)目：?jiǎn)蝹€(gè)齒距極限偏差0.023，齒距累計(jì)總偏差0.075,齒廓總偏差0.036,徑向跳動(dòng)公差0.060。（如圖3.12）技術(shù)要求：1.熱處理：調(diào)質(zhì)表面淬火，硬度260-280hbs；2.去除表面毛刺 圖3.12傳動(dòng)軸小齒輪傳動(dòng)軸選用45#鋼，通長(zhǎng)6152，直徑50，兩端加工32的軸肩。因

35、為同樣的由于傳遞扭矩很小，且沒(méi)有徑向力載荷，所以不再校核。（如圖3.13）技術(shù)要求：1. 去除表面毛刺；2. 先焊接后磨軸套表面。 圖3.13傳動(dòng)軸進(jìn)一步由軸肩外徑查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選出滾動(dòng)軸承6207，同理由于載荷僅為軸自重，遠(yuǎn)小于額定載荷，所以必定滿(mǎn)足壽命要求。同時(shí)依據(jù)軸徑和軸承設(shè)計(jì)出傳動(dòng)軸焊接軸承座，用來(lái)安裝在車(chē)板之上。3.3.4 車(chē)板設(shè)計(jì)如圖3.14所示，根據(jù)小車(chē)設(shè)計(jì)組員所給出小車(chē)上表面大小和根據(jù)滾筒體尺寸，設(shè)計(jì)車(chē)板，車(chē)板選用五塊15襯板 80x160、四塊15襯板 260x60、一塊15襯板 300x225和一塊10鋼板 7000x2000，材料均為q235焊接組成。 圖3.14 車(chē)板3

36、.4 托輥支架自動(dòng)噴丸/噴漆機(jī)滾筒總裝配根據(jù)之前所繪制的零件圖裝配出cad二維總裝圖（如圖3.15）。為防止噴丸進(jìn)入傳動(dòng)區(qū)破壞設(shè)備，所以外部加上一個(gè)防護(hù)套，已在圖中標(biāo)出。技術(shù)要求：1.軸承座.電機(jī).支架安裝墊板先加工后焊接；2.要求安裝后各部件連接、配合良好，可靠；3.先安裝電機(jī)在根據(jù)根據(jù)電機(jī)軸調(diào)整傳動(dòng)軸軸承座及滾筒軸承座；4.調(diào)整墊片未畫(huà)出，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整；5.滾筒軸承座上銷(xiāo)孔應(yīng)在調(diào)整完成后再加工，兩軸承座同軸度誤差不大于0.1。6.傳動(dòng)軸軸承座同軸度誤差小大于0.06。 圖3.15二維總裝由已完成的二維總裝配圖和個(gè)部分零件圖繪制ug三維模型：1. 根據(jù)二維零件圖繪制ug三維零件圖模型；2

37、. 首先裝配完成滾筒體主體工作；3. 用個(gè)槽鋼搭建焊接支撐座；4. 運(yùn)用鋼板焊接搭建車(chē)板；5. 運(yùn)用相互位置、尺寸關(guān)系然后完成總裝配。如圖3.16所示： 圖3.16三維總裝圖最后，將內(nèi)外小車(chē)裝配到一起形成車(chē)載總裝圖，如圖3.17所示，由組員一設(shè)計(jì)的小車(chē)置于軌道之上，我設(shè)計(jì)的車(chē)板安裝于小車(chē)上表面，繼續(xù)裝備上滾筒體，組員三設(shè)計(jì)的內(nèi)噴槍系統(tǒng)安裝于滾筒體中心支撐軸之上，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部作業(yè)（圖中外部噴槍未畫(huà)出）。整個(gè)裝置小車(chē)、滾筒體、內(nèi)噴槍系統(tǒng)使用獨(dú)立的電源，小車(chē)通過(guò)在車(chē)間之間鋪設(shè)的軌道上行進(jìn)完成噴丸工藝之后的噴漆工藝。該裝置總體基本長(zhǎng)度7m高度2m，完成了上述方案三提出的工作設(shè)想，同時(shí)由計(jì)算得出其功能滿(mǎn)足實(shí)

38、際生產(chǎn)要求。 圖3.4.c 4 皮帶自動(dòng)糾偏裝置設(shè)計(jì)4.1 皮帶偏轉(zhuǎn)原因分析及后果上面已經(jīng)介紹了皮帶運(yùn)輸裝置的廣泛運(yùn)用，但眾所周知，皮帶運(yùn)輸機(jī)跑偏的原因很多，如：物料的落點(diǎn)不在皮帶斷面的中間，機(jī)頭、機(jī)尾、導(dǎo)向滾筒、中間架等安裝不正，皮帶接頭不垂直于皮帶中心線，皮帶內(nèi)部的張力不均勻，托輥運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活，滾筒磨損不一致，滾筒與皮帶間存有物料等因素均可造成皮帶的跑偏。皮帶跑偏的危害輕者物料灑落，皮帶機(jī)不能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，皮帶磨邊，重者造成撕帶、緊急停車(chē)等事故。對(duì)皮帶的跑偏，現(xiàn)有的各種方法均不能長(zhǎng)期可靠、有效,而且對(duì)膠帶無(wú)任何損傷地予以根治，原因就是上述提到的諸多因素，隨著皮帶機(jī)運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短、運(yùn)量的大小，不

39、斷地在變化?？傊芷瞧C(jī)運(yùn)行的普遍現(xiàn)象，上皮帶跑偏易造成物料散落，皮帶跑偏嚴(yán)重易使皮帶撕裂；下皮帶跑偏易造成皮帶磨機(jī)架，故工作中的糾偏裝置十分重要。4.2 皮帶自動(dòng)糾偏裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案由實(shí)際的生產(chǎn)要求和同小組同學(xué)設(shè)計(jì)的皮帶輪托輥支架的工作上，加以一個(gè)自動(dòng)扭轉(zhuǎn)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)皮帶的自動(dòng)糾偏。原理如圖4所示，糾偏裝置主題由角鋼焊接而成，紅色數(shù)字3表示的是湖南映鴻科技有限公司生產(chǎn)的直徑為89，長(zhǎng)度為190的皮帶輪產(chǎn)品，選用三個(gè)該皮帶輪組成一個(gè)槽型結(jié)構(gòu)，保證運(yùn)送時(shí)皮帶整體外形。紅色數(shù)字1即為一對(duì)前置的調(diào)心托輥，它能夠在下端的桿上滑動(dòng)。當(dāng)需要工作時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)況，即皮帶運(yùn)輸?shù)呢浳锏奶攸c(diǎn)從而決定的皮

40、帶容許偏轉(zhuǎn)量來(lái)調(diào)定滾子1和滑桿并固定。紅色數(shù)字2處由螺栓固定，下方數(shù)字5所示，上半部分為固定體能夠相對(duì)于下端轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)數(shù)字4表示了滾輪主體角鋼焊接在一快鋼板上，鋼板能夠相對(duì)于底座旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)假設(shè)皮帶在工作中向右發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并且偏轉(zhuǎn)量已經(jīng)達(dá)到預(yù)先確定的需要調(diào)整的范圍，這時(shí)皮帶右側(cè)會(huì)觸碰到1的右側(cè)調(diào)心托輥同時(shí)對(duì)其產(chǎn)生擠壓。滾子受到擠壓后會(huì)帶動(dòng)5整體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這時(shí)整個(gè)皮帶滾輪裝置發(fā)生了順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)后的滾輪體和皮帶運(yùn)動(dòng)的方向形成夾角，其間產(chǎn)生的摩擦力驅(qū)使皮帶位移重新居中，從而達(dá)到隨機(jī)自動(dòng)糾正皮帶跑偏的目的。通過(guò)這一個(gè)簡(jiǎn)單的槽型調(diào)心裝置的運(yùn)用，能夠有效地在現(xiàn)場(chǎng)工作的時(shí)候自動(dòng)對(duì)皮帶運(yùn)輸自發(fā)產(chǎn)生的擾動(dòng)進(jìn)行糾

41、正，尤其對(duì)于不大的偏轉(zhuǎn)能夠自動(dòng)、迅速的糾偏。 圖4皮帶自動(dòng)糾偏裝置 自動(dòng)糾偏裝置適用于煤礦用帶式輸送機(jī)糾偏，也適用于露天洗煤等散料輸送作業(yè)場(chǎng)所用帶式輸送機(jī)糾偏；是支撐輸送帶及其上面的承載物料，并保證輸送帶穩(wěn)定地運(yùn)行的裝置部件。該自動(dòng)糾偏裝置借鑒湖南映鴻科技有限公司設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。自動(dòng)糾偏裝不損壞皮帶，降低運(yùn)行成本，具有通用性，安裝方便，免維護(hù)。為皮帶的糾偏提供良好的控制手段?？蔀楝F(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行節(jié)約大量的人力，物力和財(cái)力，為安全生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)采用通用的外形尺寸，自動(dòng)糾偏裝安裝維修簡(jiǎn)便，無(wú)需對(duì)原皮帶機(jī)支架及它部件加以改動(dòng)，安裝高度和寬度可調(diào)。 皮帶輥

42、輪自動(dòng)校正系統(tǒng)應(yīng)用于所有領(lǐng)域（如電力、冶金、化工、煤礦、食品等行業(yè)）的皮帶輸送上，不受環(huán)境限制。更由于該裝置不用電力，也不采用電氣控制元件，因此，它可以用在井下及其他有易燃、易爆等危險(xiǎn)場(chǎng)合。 除了潮濕會(huì)對(duì)檢驅(qū)輪與皮帶，皮帶與調(diào)心托輥的摩擦力產(chǎn)生不利影響外，多塵和潮濕對(duì)機(jī)組運(yùn)行沒(méi)有妨礙。雖然調(diào)心托輥是耐溫性薄弱環(huán)節(jié)。但如果用耐溫阻燃材料制成，使他們它們的耐溫品質(zhì)不低于皮帶機(jī)配套的耐溫皮帶，那么皮帶機(jī)偏機(jī)在皮帶機(jī)適用的高溫場(chǎng)合下是安全的。該糾偏原理十分簡(jiǎn)單，如果將滾輪整體結(jié)構(gòu)換成平臥型時(shí)，該結(jié)構(gòu)糾偏裝置同樣高效可行。同樣的，如果將滾輪換成不同型號(hào)，所要更換的僅僅是下方的作為托架的角鋼，糾偏滾子只需要重新調(diào)節(jié)位置就可以