整理沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

1、精品文檔精品文檔沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)一、沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的功能和設(shè)計(jì)要求1、功能沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國(guó)城鎮(zhèn)蜂 窩煤（通常又稱煤餅，在圓柱形餅狀煤 中沖出若干通孔）生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設(shè) 備，它將煤粉加入轉(zhuǎn)盤(pán)上的模筒內(nèi)，經(jīng) 沖頭沖壓成蜂窩煤。為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤沖 壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)必須完成 以下幾個(gè)動(dòng)作：煤粉加料；沖頭將蜂窩煤壓制成型；清除沖頭和出煤盤(pán)中的積屑的掃屑運(yùn)動(dòng); 將在模筒內(nèi)的沖壓后的蜂窩煤脫模； 將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱。2、原是數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求1）蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力：30次/min ；2） 驅(qū)動(dòng)電機(jī)：丫180L 8、功率 N= 11 kW、轉(zhuǎn)速 n = 730r/

2、min ；3）如圖1所示位沖頭3、脫模盤(pán)5、掃屑刷4、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)1的相互位置情況實(shí)際上，沖頭與脫模盤(pán)都與上下移動(dòng)的滑梁 2連成一體, 當(dāng)滑梁下沖時(shí)沖頭將煤粉壓成蜂窩煤，脫模盤(pán)將已壓成的蜂窩 煤脫模。在滑梁上升過(guò)程中掃屑刷將刷除沖頭和脫模盤(pán)上粘附的煤 粉。模筒轉(zhuǎn)盤(pán)上均布了模筒，轉(zhuǎn)盤(pán)的間歇運(yùn)動(dòng)使加料后的模筒 進(jìn)入加壓位置、成型后的模筒進(jìn)入脫模位置、空的模筒進(jìn)入加 料位置；4）為改善蜂窩煤成型機(jī)的質(zhì)量，希望在沖壓后有一短暫的保壓時(shí)間;5） 由于同時(shí)沖兩只煤餅時(shí)的沖頭壓力較大，最大可達(dá)50000N其壓力變化近似認(rèn)為在沖程的一半進(jìn)入沖壓，壓力呈線性變化，由零值至最大值。因此，希望沖 壓機(jī)構(gòu)具有增力功能，以

3、減小機(jī)器的速度波動(dòng)和減小原動(dòng)機(jī)的功率。6）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案應(yīng)力求簡(jiǎn)單。二、工作原理和工藝動(dòng)作分解 根據(jù)上述分析，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)要求完成的工藝動(dòng)作有以下六個(gè)動(dòng)作：1）加料：這一動(dòng)作可利用煤粉的重力打開(kāi)料斗自動(dòng)加料；2）沖壓成型：要求沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在沖頭行程的二分之一進(jìn)行沖壓成型；3）脫模：要求脫模盤(pán)上下往復(fù)移動(dòng)，將已沖壓成型的煤餅壓下去而脫離模筒。 一般可以將它與沖頭固結(jié)在上下往復(fù)移動(dòng)的滑梁上；4）掃屑：要求在沖頭、脫模盤(pán)向上移動(dòng)過(guò)程中用掃屑刷將煤粉掃除；5）模筒轉(zhuǎn)模間歇運(yùn)動(dòng)：以完成沖壓、脫模和加料三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換；6）輸送：將成型的煤餅脫模后落在輸送帶上送出成品，以便裝箱待用。以上六個(gè)動(dòng)作，

4、 加料和輸送的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單， 暫時(shí)不予考慮， 脫模和沖壓可 以用一個(gè)機(jī)構(gòu)完成。 因此，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮沖壓和脫 模機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)和模筒轉(zhuǎn)盤(pán)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問(wèn)題。三、根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖對(duì)于沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定沖壓和脫模盤(pán)、 掃屑刷、模 筒轉(zhuǎn)盤(pán)三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的先后順序、 相位，以利對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、 裝配和調(diào)試。沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的沖壓機(jī)構(gòu)為主機(jī)構(gòu)， 以它的主動(dòng)件的零位角為橫坐標(biāo) 的起點(diǎn)，縱坐標(biāo)表示各執(zhí)行構(gòu)件的位移起止位置。圖 2 表示沖壓式蜂窩煤成型機(jī)三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 沖頭和脫模盤(pán)都 由工作行程和回程兩部分

5、組成。 模筒轉(zhuǎn)盤(pán)的工作行程在沖頭的回程后半段和工作 行程的前半段完成，使間歇轉(zhuǎn)動(dòng)在沖壓以前完成。掃屑刷要求在沖頭回程后半段至工作行程的前半段完成掃屑運(yùn)動(dòng)。四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型根據(jù)沖頭和脫模盤(pán)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)、掃屑刷這三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 可以選擇表1的常用機(jī)構(gòu)，這一表格又稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣。常出an稱冷掘機(jī)構(gòu)幾卄沖此機(jī)構(gòu)附麗滑塊擢（聞;動(dòng)門恤斥胡從型杵機(jī)椅上輪*L忡十完傘也墜乩珂M輪式町戰(zhàn)運(yùn)功乩仏表1三執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣圖3（a）表示附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。利用滑梁的上下移動(dòng)使搖桿 0B上的掃屑刷掃除沖頭和脫模盤(pán)底上的粉煤屑。圖 3 （b）表示固定移動(dòng)凸輪利用滑梁上下移動(dòng)使帶有掃屑刷的移

6、動(dòng)從動(dòng)件頂出而掃除沖頭和脫模盤(pán)底上的粉煤屑。五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選定和評(píng)價(jià)根據(jù)表1所示的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣，可以求出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為：N=3X 2X 3= 18現(xiàn)在，我們可以給定條件、各機(jī)構(gòu)的相容性和盡量使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單等等要求來(lái)選擇方案。由此可選定兩個(gè)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的方案：方案I:沖壓機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)為槽輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為固定 凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。方案U:沖壓機(jī)構(gòu)為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)為不完全齒輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu) 為附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定，最終要求通過(guò)分析比較提供最佳方案。一個(gè)方案的優(yōu)劣只有通過(guò) 系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)來(lái)確定。從機(jī)構(gòu)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和

7、評(píng)價(jià)要求看，主要應(yīng)滿足五個(gè)方面的 性能指標(biāo)，具體見(jiàn)表2。性能指標(biāo)“具休內(nèi)容3機(jī)構(gòu)的功 能Q1）運(yùn)動(dòng)規(guī)律的型式m 2）傳動(dòng)精度高低門機(jī)構(gòu)的工 作性能P1）應(yīng)用范圍；2）可調(diào)性3）運(yùn)轉(zhuǎn)速度，4）承載能機(jī)構(gòu)的動(dòng) 力性能P1）加速度峰值* 2）噪聲=3）耐磨性；4）可靠性屮經(jīng)濟(jì)曲1制造難易2）制造誤差敏感度f(wàn) 3）調(diào)整方便性j4）能耗大卜結(jié)構(gòu)緊揍U尺寸2）重量 3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜性門表2機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)根據(jù)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的條件，選擇方案I。六、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比和變速機(jī)構(gòu)根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力。它們的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為：ifi=730/30=24J3機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的第

8、一級(jí)采用帶傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為4.866，第二級(jí)采用齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為5。七、畫(huà)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖按已選定的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，畫(huà)出沖壓式蜂窩煤成型機(jī) 的機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖。其中三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分也可以稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意簡(jiǎn)圖。 如圖4所示，其中包括了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組合。圖4機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組合如果再加上加料機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)，那就可以完整地表示整臺(tái)機(jī)器的機(jī)械運(yùn)動(dòng) 方案圖。有了機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖，就可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算和機(jī)器總體設(shè)計(jì)。八、對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸計(jì)算為了實(shí)現(xiàn)具體的移動(dòng)要求，必須對(duì)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（沖壓 機(jī)構(gòu)）、槽輪機(jī)構(gòu)（模

9、筒轉(zhuǎn)盤(pán)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)）和掃屑凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算， 必要時(shí)還要進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算。1、帶傳動(dòng)計(jì)算：iyi十U功率 Pc h Hl Ka=k5 Pc=Ka*Ifj.SkW.ff3（）k/min S=3DOmm.F=L lOkN 所以 P0.3FS=P r,P B.=P匚占女可迭行 耳逸胖帯的空號(hào)*山Pc和主柚其漣u眥定帶的緇吁為心型 軌3碗山代輪 曲 於 小山取 山=200mmn山=4.733*1=946,Omni4確定中心竝！ a 0+7山事業(yè)）迄亦咗2（小Kk）X02.66inma2293.2ini）i取 JLi 笛 Tx iSOdnim2、齒輪傳動(dòng)計(jì)算取Z1=22, Z2= i x 22= 5

10、X 22= 110。按鋼制齒輪計(jì)算，取模數(shù) m=5mm.則 d1= Z1m= 110 mm. d2 = Z2m= 550 mm.3、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)計(jì)算已知沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的滑梁行程s=300mm曲柄與連桿長(zhǎng)度比，即連桿系數(shù)為入=0.175，則曲柄半徑為：R=S /2=150mm連桿長(zhǎng)度為：L=R/入=955.41mm4、槽輪機(jī)構(gòu)計(jì)算1）槽數(shù)Z2）中心距a3）圓銷半徑r4）槽間角2B 2因此，不難求出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑梁（滑塊）的速度和加速度變化按工位要求選定為6。按結(jié)構(gòu)情況確定a =300mm按結(jié)構(gòu)情況確定r=30mmB = 360/z=60 5）槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角 2a2 a =180 (1-2/z)=1206）主動(dòng)件圓銷中心半徑 R1R1= a sin B =150mm7） R1與a的比值入入=R1/ a =sin B =0.58）槽輪外圓半徑R2 R2= C acos B ) 2 +r ) 1/2