用于礦井中礦物輸送的礦山滾筒設(shè)計(jì)與制造畢業(yè)論文

福建工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文用于礦井中礦物輸送的礦山滾筒設(shè)計(jì)與制造模具052雷明照目錄中文摘要 3第一章引言 41.1選題背景 41.1.1課題來(lái)源 41.1.2課題意義 41.1.3選題依據(jù) 41.1.4國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 51.1.5課題特點(diǎn) 61.1.6關(guān)鍵問(wèn)題 61.1.7技術(shù)路線 71.2論文結(jié)構(gòu)與思路 7第二章礦山滾筒設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ) 92.1原理和方法 92.2方案論證 102.2.1礦山滾筒設(shè)計(jì)思想 102.2.2滾筒制品圖來(lái)源 112.2.3礦山滾筒設(shè)計(jì)要求 11第三章礦山滾筒的設(shè)計(jì)與制造 133.1實(shí)踐過(guò)程 133.1.1礦山滾筒模型的分析 133.1.2設(shè)備選擇 163.1.3礦山滾筒中軸設(shè)計(jì) 183.1.4礦山滾筒中滾筒的設(shè)計(jì) 253.1.5礦山滾筒軸承座的設(shè)計(jì) 273.1.6礦山滾筒鏈輪設(shè)計(jì) 293.1.7礦山滾筒制造工藝流程 31第四章結(jié)果分析 364.1礦山滾筒設(shè)計(jì)總結(jié) 364.2礦山滾筒制造總結(jié) 374.4今后工作方向 38致謝語(yǔ) 39參考文獻(xiàn) 40用于礦物輸送的礦山滾筒設(shè)計(jì)與制造摘要本設(shè)計(jì)的任務(wù)是“用于礦井中礦物輸送的礦山滾筒設(shè)計(jì)與制造”，目的是完成用于用于礦井中礦物輸送的礦山滾筒的設(shè)計(jì)與制造，為礦物輸送提供質(zhì)量合格的輸送滾筒。礦山滾筒屬于機(jī)械制件，其形狀較簡(jiǎn)單，因此，本文針對(duì)礦山滾筒選材、結(jié)構(gòu)、工藝性、實(shí)用性，具體闡述了礦山滾筒設(shè)計(jì)與制造的整個(gè)過(guò)程。首先，本文簡(jiǎn)單介紹了設(shè)計(jì)課題的選題依據(jù)、國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況、課題特點(diǎn)、以及要解決的問(wèn)題。在第2部分機(jī)械零部件設(shè)計(jì)相關(guān)的理論基礎(chǔ)，包括礦山滾筒設(shè)計(jì)原理和方法，制定出合理的設(shè)計(jì)方案。第3部分重點(diǎn)闡述礦山滾筒設(shè)計(jì)工作，具體包括：根據(jù)客戶所給定的要求，建立其三維模型；根據(jù)產(chǎn)品幾何與使用性能要求，完成了礦山滾筒三維圖，利用二維設(shè)計(jì)工具進(jìn)行了礦山滾筒二維圖紙的設(shè)計(jì)與制造。第4部分對(duì)設(shè)計(jì)制造工作總結(jié)，并提出今后工作方向。設(shè)計(jì)工作用于實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過(guò)程，從而獲得樣本以進(jìn)一步確定生產(chǎn)過(guò)程，進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測(cè)工作。設(shè)計(jì)的結(jié)果是后續(xù)工作中解決實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中遇到問(wèn)題的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：礦山滾筒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械制造第一章引言眾所周知，制造技術(shù)是工程技術(shù)中最復(fù)雜、最重要的技術(shù)，它在與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合的過(guò)程中，得到了不斷的發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)的大量應(yīng)用，作為工業(yè)自動(dòng)化重點(diǎn)的機(jī)械制造業(yè)，正向計(jì)算機(jī)集成綜合自動(dòng)化過(guò)渡。它已成為當(dāng)前制造業(yè)和未來(lái)工廠發(fā)展的模式。目前，世界各國(guó)都把提高制造業(yè)的自動(dòng)化程度作為發(fā)展制造技術(shù)的主要方向，在微電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、工業(yè)機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等已成為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的強(qiáng)大手段，成為制造業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志。1.1選題背景1.1.1課題來(lái)源福州倉(cāng)山五金制品廠。1.1.2課題意義本課題是利用計(jì)算機(jī)三維軟件平臺(tái)來(lái)完成礦山滾筒設(shè)計(jì)與制造，該設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中礦物的輸送具有很大的意義。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)礦山滾筒優(yōu)化設(shè)計(jì)，有如下意義：（1）適用于各類箱、包、托盤等件貨的輸送，散料、小件物品或不規(guī)則的物品放在托盤上或周轉(zhuǎn)箱內(nèi)輸送。

（2）能夠輸送單件重量很大的物料，或承受較大的沖擊載荷。

（3）結(jié)構(gòu)形式多樣，滾道線按驅(qū)動(dòng)方式可分為動(dòng)力滾道線和轉(zhuǎn)彎輸送滾道線，按布置形式可分為水平輸送滾道線、傾斜輸送滾道線和轉(zhuǎn)彎輸送滾道線。還可按客戶要求特殊設(shè)計(jì)，以滿足各類客戶的各種要求。

（4）滾道線之間易于銜接過(guò)渡，可用多條滾道線及其它輸送設(shè)備或?qū)C(jī)組成復(fù)雜的物流輸送系統(tǒng)，完成多方面的工藝需要。

（5）可采用積放滾筒實(shí)現(xiàn)物料的堆積輸送。提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人力資源，因此對(duì)于生產(chǎn)具有很大的良性作用，對(duì)生產(chǎn)輸送具有很重要的意義。

（6）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，使用維護(hù)方便。它還可以提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，增加稅收。因此，它具有一定的實(shí)踐意義。1.1.3選題依據(jù)礦山滾筒在加工過(guò)程中所采用的加工方法主要是機(jī)械加工、沖壓加工、焊接加工、以及表面鍍層處理。礦山滾筒的主要損耗是沖擊破壞，磨損。對(duì)于這種零件，主要要求在于如何提高其抗沖擊，而磨損上。但大多數(shù)滾筒的壽命不是很長(zhǎng)，而且成本比較高，如何在這種經(jīng)濟(jì)性前提下改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品質(zhì)量就是首要考慮的問(wèn)題。而產(chǎn)品的這些問(wèn)題主要原因有：①材料的選擇，沒有選擇恰當(dāng)?shù)牟牧?。②在生產(chǎn)過(guò)程中，工藝參數(shù)選擇不當(dāng)。③表面處理不到位。針對(duì)這些問(wèn)題，本課題運(yùn)用大量的優(yōu)化理論、理論公式和實(shí)踐手段，制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化工藝參數(shù)兩方面，來(lái)改善礦山滾筒的缺陷，使制品滿足輸送過(guò)程、物理性能、機(jī)械性能等要求。在滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)已越來(lái)越難以滿足市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的需要。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式，并避免了傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)帶來(lái)的費(fèi)時(shí)、工作量大、錯(cuò)誤不易修改等缺點(diǎn)。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可以將機(jī)械零件設(shè)計(jì)、制造等整個(gè)過(guò)程較為直觀、形象地表達(dá)出來(lái)，同時(shí)為我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)上提供了有力的工具。因此，本課題針對(duì)上述問(wèn)題，采用計(jì)算機(jī)二維、三維造型軟件完成礦山滾筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，認(rèn)真解決礦山滾筒在輸送過(guò)程中抗沖擊不強(qiáng)，耐用程度不高等問(wèn)題，從而制造出性能良好、抗沖擊、經(jīng)濟(jì)性的輸送設(shè)備。1.1.4國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀機(jī)械制造工藝學(xué)是以機(jī)械制造過(guò)程中的工藝問(wèn)題為研究對(duì)象的一門技術(shù)學(xué)科。機(jī)械制造工業(yè)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和自身的技術(shù)進(jìn)步提供先進(jìn)的技術(shù)、裝備。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的地位和作用，主要在以下幾個(gè)方面：

礦山、工程機(jī)械、冶金、石油、汽車、通用機(jī)械、農(nóng)牧漁副加工、

機(jī)床與工具、儀器儀表、電工電器、食品、包裝、紡織、交通運(yùn)輸?shù)取?/p>

機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。近50年的發(fā)展,機(jī)械制造技術(shù)成為門類齊全、具有相當(dāng)規(guī)模的支柱產(chǎn)業(yè)，能夠生產(chǎn)一批高、精、尖產(chǎn)品。而國(guó)內(nèi)機(jī)械制造技術(shù)的落后主要發(fā)反映在：設(shè)計(jì)方法和手段、制造工藝、制造過(guò)程、自動(dòng)化技術(shù)、管理技術(shù)。產(chǎn)品質(zhì)量差，可靠性低。生產(chǎn)率低，成本高。雖然國(guó)內(nèi)外運(yùn)用了許多不同的方法制造技術(shù)，但機(jī)械制品仍然存在著制品加工精度、表面質(zhì)量、控制不易的缺點(diǎn)。這些可能是由于國(guó)內(nèi)外加工機(jī)床的加工精度尚不到位。而在礦井中礦物輸送設(shè)備上，滾筒對(duì)于礦物輸送上具有很大的作用，它大大的縮短了礦物開采的時(shí)候，提高了工作效率，但是由于礦物的沖擊，以及在運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)于滾筒本身具有很大的損壞，如何提高輸送滾筒的耐用程度，成為礦井輸送設(shè)備首要考慮的問(wèn)題。因此，本課題致力于研究礦山滾筒耐用程度的研究，采用計(jì)算機(jī)輔助工程軟件進(jìn)行礦山滾筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工藝優(yōu)化，完成礦山滾筒設(shè)計(jì)，并且運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制出礦山滾筒總裝圖和零件圖。1.1.5課題特點(diǎn)（1）加工特點(diǎn)：整體采用機(jī)加工方法，而軸承座采用沖壓加工與機(jī)加工想結(jié)合的方法，裝配固定采用焊接。（2）工件特點(diǎn)：制品主要是圓筒狀，表面采用鍍層處理。（3）工藝特點(diǎn)：在安排工藝過(guò)程當(dāng)中，一定要保證滾筒的表面質(zhì)量問(wèn)題。因此，滾筒在工序安排過(guò)程中要保證存放不產(chǎn)生銹跡，移動(dòng)不產(chǎn)生刮痕,且鍍層厚度要達(dá)到理論值，從而保證其硬度，耐用程度。1.1.6關(guān)鍵問(wèn)題（1）優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)：優(yōu)化選擇產(chǎn)品所采用的材料、在經(jīng)濟(jì)性的前提下保證產(chǎn)品所能達(dá)到的質(zhì)量；（2）優(yōu)化工藝路線：產(chǎn)品各零件工序安排、加工的工藝參數(shù)等；（3）改善產(chǎn)品加工、組裝過(guò)程中不足之處：制品的的邊腳處產(chǎn)生的毛刺，鍍層的質(zhì)量，滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活程度。1.1.7技術(shù)路線見圖1-1。收集與滾筒加工有關(guān)的收集與滾筒加工有關(guān)的相關(guān)資料分析滾筒設(shè)計(jì)制造相關(guān)的資料分析滾筒設(shè)計(jì)制造相關(guān)的資料確定設(shè)計(jì)的路線確定設(shè)計(jì)的路線利用計(jì)算機(jī)二維,三維軟件進(jìn)行利用計(jì)算機(jī)二維,三維軟件進(jìn)行滾筒設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)與分析、參數(shù)優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)與分析、參數(shù)優(yōu)化制造滾筒制造滾筒檢驗(yàn)產(chǎn)品檢驗(yàn)產(chǎn)品圖圖1-1技術(shù)路線1.2論文結(jié)構(gòu)與思路第一部分引言內(nèi)容：簡(jiǎn)單介紹金屬加工工藝、本設(shè)計(jì)課題的來(lái)源、意義、選題依據(jù)、國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及存在的問(wèn)題、應(yīng)解決的主要問(wèn)題、課題特點(diǎn)、技術(shù)路線和論文的結(jié)構(gòu)思路。第二部分礦山滾筒設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)內(nèi)容：概括介紹礦山滾筒設(shè)計(jì)原理和方法，突出任務(wù)重點(diǎn)；探索最佳設(shè)計(jì)方案及其理由，以及所采用方案的特點(diǎn)。第三部分礦山滾筒設(shè)計(jì)與制造內(nèi)容：詳細(xì)論述設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程(設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn))，注意明確設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容。第四部分結(jié)果分析內(nèi)容：對(duì)研究過(guò)程中所獲得的主要的數(shù)據(jù)、現(xiàn)象進(jìn)行定性或定量分析，得出結(jié)論和推論，并對(duì)整個(gè)研究工作進(jìn)行歸納和綜合，闡述本課題研究中尚存在的問(wèn)題及進(jìn)一步開展研究的見解和建議。第二章礦山滾筒設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)2.1原理和方法滾筒輸送機(jī)適用于各類箱、包、托盤等件貨的輸送，散料、小件物品或不規(guī)則的物品放在托盤上或周轉(zhuǎn)箱內(nèi)輸送以及在礦井中礦物的輸送。這種輸送機(jī)能夠輸送單件重量很大的物料，或承受較大的沖擊載荷。該類型結(jié)構(gòu)形式多樣，滾道線按驅(qū)動(dòng)方式可分為動(dòng)力滾道線和轉(zhuǎn)彎輸送滾道線，按布置形式可分為水平輸送滾道線、傾斜輸送滾道線和轉(zhuǎn)彎輸送滾道線。還可按客戶要求特殊設(shè)計(jì)，以滿足各類客戶的各種要求。而滾筒類型的輸送機(jī)能達(dá)到的要求:滾道線之間易于銜接過(guò)渡，可用多條滾道線及其它輸送設(shè)備或?qū)C(jī)組成復(fù)雜的物流輸送系統(tǒng)，完成多方面的工藝需要?？刹捎梅e放滾筒實(shí)現(xiàn)物料的堆積輸送。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，使用維護(hù)方便。滾道型輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如如圖2-1。圖2-1滾道型輸送機(jī)結(jié)構(gòu)因此,對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)輸送機(jī)滾筒的過(guò)程當(dāng)中,對(duì)于滾筒的強(qiáng)度,耐用程度,經(jīng)濟(jì)性的考慮成為設(shè)計(jì)重點(diǎn)如何設(shè)計(jì)制造達(dá)到一定經(jīng)濟(jì)性,實(shí)用性的滾筒,成為我們首要考慮的設(shè)計(jì)思路。客戶對(duì)滾筒的要求：具有較強(qiáng)的抗沖擊，抗磨損能力；表面要求進(jìn)行處理，使其壽命提高；傳動(dòng)方式為鏈輪傳動(dòng)。（1）礦山滾筒二維圖根據(jù)根據(jù)客戶的要求,以及所收集的資料進(jìn)行礦山滾筒二維設(shè)計(jì)。（2）礦山滾筒三維圖 整合所有的資料,進(jìn)行礦山滾筒三維圖的設(shè)計(jì),同時(shí)完善二維圖。（3）設(shè)置工藝路線根據(jù)產(chǎn)品所需達(dá)到的要求，進(jìn)行工藝路線安排。本課題設(shè)計(jì)任務(wù)的重點(diǎn)為：礦山滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化礦山滾筒性能。2.2方案論證2.2.1礦山滾筒設(shè)計(jì)思想在滿足給定的尺寸前提下，礦山滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、所用材料、工藝路線安排必需經(jīng)濟(jì)性。我們?cè)谠O(shè)計(jì)礦山滾筒時(shí)要充分考慮金屬材料材質(zhì)性能的優(yōu)點(diǎn)，避免缺點(diǎn)，在滿足使用要求的前提下，滾筒的形狀和結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能地做到使工藝路線縮短化,我們?cè)谠O(shè)計(jì)滾筒的過(guò)程如圖2-2：總體思想設(shè)計(jì)總體思想設(shè)計(jì)信息資料收集信息資料收集最初概念確立最初概念確立形狀造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形狀造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理選材合理選材樣品初步設(shè)計(jì)樣品初步設(shè)計(jì)滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料選擇滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料選擇工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)圖2-2礦山滾筒的設(shè)計(jì)步驟樣品的試制圖2-2礦山滾筒的設(shè)計(jì)步驟樣品的試制2.2.2礦山滾筒基本資料來(lái)源礦山滾筒基本資料由福州圣瑞有限公司提供，表2-3。項(xiàng)目直徑長(zhǎng)度壁厚滾筒中筒基本尺寸￠89mmL=1040mmT=3mm滾筒中軸基本尺寸￠20mmL=1142mm表2-32.2.3礦山滾筒設(shè)計(jì)要求礦山滾筒是金屬制品，因此，該產(chǎn)品的主要加工方法為機(jī)械加工，以及沖壓焊接等。為保證滾筒的物理性能及機(jī)械性能等要求，在設(shè)計(jì)滾筒受力程度及抗剪，抗壓強(qiáng)度上，必須采用鋼材，所以無(wú)法用鑄造的方法來(lái)加工產(chǎn)品。礦山滾筒表面應(yīng)有足夠的硬度和剛度，所以滾筒表面采用鍍鉻處理。在滿足經(jīng)濟(jì)性的前提下，選用45鋼￠89x3t圓管。滾軸同樣采用45鋼￠20mm圓鋼，表面同樣鍍鉻，增強(qiáng)搞磨損能力。（1）機(jī)械加工的方式機(jī)械加工的方式有很多種，常見的包括，車削、銑削、磨削、鉆削、鏜孔加工等。而本產(chǎn)品，主要用到的加工方式包括：鋸斷、車削、攻牙、等等。（2）壓力加工類型壓力加工最常用的就是沖壓加工、剪切加工。本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程就就要用到?jīng)_壓與剪切。第三章礦山滾筒設(shè)計(jì)與與制造3.1實(shí)踐過(guò)程3.1.1礦山滾筒模型的分析礦山滾筒設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括制品的外形尺寸、選擇物理性能適合的材料、設(shè)計(jì)合理的軸與軸承座、密封制件、鏈輪、選擇合理的潤(rùn)滑劑、選擇適合的軸承與軸相配套保證精度等。（1）礦山滾筒材料:45鋼45＃鋼廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好，45號(hào)鋼可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45＃鋼優(yōu)越的機(jī)械性能，常將45＃鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。45鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55（最高可達(dá)HRC62）為合格。實(shí)際應(yīng)用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。45鋼不要采用滲碳淬火的熱處理工藝。調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì)＋表面淬火提高零件表面硬度。滲碳處理一般用于表面耐磨、芯部耐沖擊的重載零件，其耐磨性比調(diào)質(zhì)＋表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1.2％，芯部一般在0.1－－0.25％（特殊情況下采用0.35％）。經(jīng)熱處理后，表面可以獲得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐沖擊。如果用45鋼滲碳，淬火后芯部會(huì)出現(xiàn)硬脆的馬氏體，失去滲碳處理的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在采用滲碳工藝的材料，含碳量都不高，到0.30％芯部強(qiáng)度已經(jīng)可以達(dá)到很高，應(yīng)用上不多見。0.35％芯部強(qiáng)度可以采用調(diào)質(zhì)＋高頻表面淬火的工藝，耐磨性較滲碳略差。（2）礦山滾筒筒的質(zhì)量根據(jù)客戶的要求，筒長(zhǎng)為1040mm，我選擇的管為￠89mm壁厚為t=3mm那么根據(jù)45鋼的密度：7.85g/cm^3那管質(zhì)量為M=6.636KG（3）礦山滾筒外觀礦山滾筒的筒的長(zhǎng)度確定是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，選擇不同的外徑的鋼管對(duì)產(chǎn)品的使用功效是不同的，大直徑的滾筒可以減少整個(gè)輸送機(jī)上滾筒的數(shù)量，從而降低成本。而筒的壁厚上選擇也要根據(jù)實(shí)際情況出發(fā)，市場(chǎng)上出售不同壁厚的鋼管，不同壁厚的鋼管，其抗沖擊，抗剪強(qiáng)度不同，而且價(jià)格也不同。礦山滾筒選用45鋼管，直徑為89mm，壁厚為3mm。其抗沖擊、搞剪能力完全符合產(chǎn)品的使用要求。（4）礦山滾筒的垂直載荷強(qiáng)度用45鋼制成的礦山滾筒，通過(guò)焊接連接成形。在垂直載荷強(qiáng)度上具有較高的強(qiáng)度，而管類在抗沖擊上具有較好物理性能，因此滾筒的縱向強(qiáng)度上得以保證，使?jié)L筒在工作過(guò)程中具有較好的抗沖擊能力。（5）滾筒的剛度礦山滾筒的橫截面為圓形，這樣的橫截面可以提高滾筒剛度。而滾筒本身采用的是對(duì)稱設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)都可以提高滾筒本身的剛度。（6）滾筒的壁厚無(wú)論何種滾筒,提高其壁厚，可提高其耐沖擊強(qiáng)度和剛度，但滾筒的質(zhì)量也隨著增加，無(wú)形中提高了產(chǎn)品的成本而本設(shè)計(jì)過(guò)程中，確定滾筒所使用的鋼管直徑為89mm，壁厚為3mm。3.1.2設(shè)備選擇設(shè)計(jì)制造礦山滾筒，所要用到的機(jī)械包括車床、銑床、鋸床、沖床、焊接設(shè)備、以及各種專用工裝。本設(shè)計(jì)所選各種機(jī)械來(lái)自于福州倉(cāng)山五金制品廠，其各種參數(shù)如下所示：1．車床：型號(hào)：SK50A技術(shù)規(guī)格單位SK50A加工范圍床身最大回轉(zhuǎn)直徑mmф500床鞍最大回轉(zhuǎn)直徑mmф270最大車削直徑mmф400最大工件長(zhǎng)度mm1000最大車削長(zhǎng)度mm920主軸主軸通孔直徑mmф82主軸頭型式ASAA2－8主軸轉(zhuǎn)速rpm30－2650高速rpm340－2650中速rpm100－870低速rpm30－260主軸電機(jī)功率Kw11尾座套筒直徑mmф80套筒行程（手動(dòng)）mm170尾座套筒錐孔莫氏No.5刀架快速移動(dòng)速度m/min3/6刀位數(shù)4刀方尺寸mm25X25X向行程mm260Z向行程mm920其它機(jī)床尺寸mm2900X1450X1700包裝箱尺寸mm3200X1800X2300機(jī)床凈重Kg30002.鋸床：可傾立式帶鋸床型號(hào)：GZ52500°鋸切尺寸時(shí)（高度*寬度）：500*32045°鋸切尺寸時(shí)（高度*寬度）：320*320鋸帶速度（米/分）：30-84鋸帶進(jìn)給力(Mpa):0-1.4鋸帶尺寸高*寬*高:4345*25*0.9斷線與母線的垂直度：0.1/100電機(jī):主電機(jī)(KW):1.5總?cè)萘?KW):2.66臺(tái)數(shù):3外形尺寸(長(zhǎng)*寬*高):2230*1410*20003.銑床:項(xiàng)目單位XA5032X53K工作臺(tái)工作面積寬*長(zhǎng)mm320*1250400*1600承載重量kg500800T型槽數(shù)目個(gè)33T型槽寬度mm1818T型槽間距mm7090行程X向（工作臺(tái)縱向）手動(dòng)/機(jī)動(dòng)mm700/680900/880Y向（滑座橫向）手動(dòng)/機(jī)動(dòng)mm255/240315/300Z向（升降臺(tái)垂向）手動(dòng)/機(jī)動(dòng)mm370/350385/365主軸最大回轉(zhuǎn)角度deg±45±45轉(zhuǎn)速r/min30-1500300-1500轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Step1818錐孔.ISO7：24NO.50ISO7：24NO.50軸向移動(dòng)距離mm8585主軸端面至工作臺(tái)距離最小/最大mm45/41530/500主軸中心線至床身垂直導(dǎo)軌面距離mm350450進(jìn)給切削進(jìn)給速度mm/minX，Y：23.5-1180，Z：8-394X：19-950Y：12.6-634Z：6.3-317快速移動(dòng)進(jìn)給速度mm/minX，Y：2300，Z：770X，Y：2300，Z：770進(jìn)給級(jí)數(shù)Step1818電動(dòng)機(jī)主軸電機(jī)功率KW7.511進(jìn)給電機(jī)功率KW1.53其他機(jī)床外形尺寸（長(zhǎng)*寬*高）mm2272*1770*20942556*2159*2298機(jī)床凈重（約）kg280042504.電焊機(jī):(1).氬弧焊機(jī):型號(hào)名稱:IA-3001TPH氬弧焊機(jī)焊接方法交/直流TIG/手工焊額定輸入電壓三相380/415V額定頻率數(shù)50/60Hz兼用輸入許可范圍AC342V～AC457V額定輸入16.0KVA額定輸出電流(TIG/手工焊)300A/300A額定輸出電壓(TIG/手工焊)22V/32V最高空載電壓57V/62V(380V/415V)使用率[周期10分](TIG/手工焊)40%/40%輸出電流調(diào)整范圍TIGDC5～300AAC10～300A手工焊DC15～300AAC10～300A防止電擊功能18V+10%/-15%焊接條件儲(chǔ)存有(準(zhǔn)許5條件)焊槍開關(guān)插座14芯適應(yīng)冷卻水焊槍有輸入方面電纜3.5mm2(M5)冷卻方式強(qiáng)制風(fēng)冷重量40kg外形尺寸(WxHxL)210x420x450絕緣種類H種(2).保護(hù)焊:型號(hào)名稱:IGBTCO2/MAG逆變式氣體保護(hù)焊機(jī)輸入電源：3-380V+-20%50/60HZ額定輸入功率：12.7KVA額定輸入電流：19A空載電壓：61V電流調(diào)節(jié)范圍：40-350A額定焊接電流：350A額定焊接電壓：31.5V負(fù)載持續(xù)率：100%輸出電流：40-350A輸出電壓：16-31.5V收弧電流：40-350A收弧電壓：16-31.5V適用焊絲直徑：0.8-1.2mm防護(hù)等級(jí)：IP21S絕緣等級(jí)：F外型尺寸：640*320*550mm重量：46KG3.1.3礦山滾筒中軸設(shè)計(jì)礦山滾筒中軸的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的,軸的設(shè)計(jì)好壞直接影響著滾筒整體運(yùn)轉(zhuǎn)的好壞。1．軸的設(shè)計(jì)原則：（1）根據(jù)軸的工作條件、生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)性原則，選取適合的材料、毛坯形式及熱處理方法。（2）根據(jù)軸的受力情況、軸上零件的安裝位置、配合尺寸及定位方式、軸的加工方法等具體要求，確定軸的合理結(jié)構(gòu)形狀及尺寸，即進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）軸的強(qiáng)度計(jì)算或校核。對(duì)受力大的細(xì)長(zhǎng)軸（如蝸桿軸）和對(duì)剛度要求高的軸，還要進(jìn)行剛度計(jì)算。在對(duì)高速工作下的軸，因有共振危險(xiǎn)，故應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。2．設(shè)計(jì)軸的一般步驟為：（1）選材（2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑（3）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)，繪出軸的結(jié)構(gòu)草圖（確定軸上零件的位置和固定方法；確定各軸段直徑、長(zhǎng)度。）（4）按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。一般選2—3個(gè)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核。若危險(xiǎn)截面強(qiáng)度不夠或強(qiáng)度裕度太大，則必須重新修改軸的結(jié)構(gòu)。（5）按彎、扭組合作用驗(yàn)算軸的強(qiáng)度（6）鍵槽設(shè)計(jì)及其公差（7）確定軸的各處倒角、圓角，公差（8）繪制軸的工作圖3．礦山滾筒軸設(shè)計(jì)過(guò)程：由于礦山滾筒的軸為支承軸,因此設(shè)計(jì)過(guò)程要遵循以下準(zhǔn)則:軸與軸上零件要有準(zhǔn)確的相對(duì)位置,軸向、周向定位可靠軸的加工、裝配有良好的工藝性受力合理,軸結(jié)構(gòu)有利于提高軸的強(qiáng)度和剛度、減少應(yīng)力集中圖解:選擇材料及熱處理方式，確定許用應(yīng)力。選擇材料及熱處理方式，確定許用應(yīng)力。估算軸的最小直徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制草圖校核軸的強(qiáng)度繪制軸的工作圖不安全安全(1)1)選擇軸的材料為45鋼2)先進(jìn)行正火處理,再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理3)軸的強(qiáng)度較核:做為支承軸,因此不傳遞力矩,只起支承作用,在軸的校核過(guò)程中只要進(jìn)行抗剪力與支反力的計(jì)算.計(jì)算步驟:（1）作空間受力簡(jiǎn)圖（圖a）圖(a)（2）作垂直平面（V面）受力圖，計(jì)算支反力（圖b）；(3)（（5）作圖(e)16.316.3軸的強(qiáng)度計(jì)算（4）作水平平面（H面）受力圖，計(jì)算支反力（圖d）(d)(e)由以上可得知：做為支承軸選用￠20mm長(zhǎng)度為1142mm選用45鋼做為材料其各種性能如下如下所示:材料抗拉極限長(zhǎng)度屈服極限強(qiáng)度彎曲疲勞極限剪切疲勞極限許用彎曲應(yīng)力備注45鋼590295Mpa255Mpa140Mpa55Mpa應(yīng)用最廣泛(4)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示:（5）繪制出三維圖如下所示：3.1.4礦山滾筒中筒的設(shè)計(jì)滾筒中筒的設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮選擇不同的壁厚進(jìn)行較核。即圓管搞壓強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度。（1）滾筒的剛度礦山滾筒的橫截面為圓形，這樣的橫截面可以提高滾筒剛度。而滾筒本身采用的是對(duì)稱設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)都可以提高滾筒本身的剛度。（2）滾筒的壁厚無(wú)論何種滾筒,提高其壁厚，可提高其耐沖擊強(qiáng)度和剛度，但滾筒的質(zhì)量也隨著增加，無(wú)形中提高了產(chǎn)品的成本而本設(shè)計(jì)過(guò)程中，確定滾筒所使用的鋼管直徑為89mm，壁厚為3mm。（3）滾筒三維圖如下所示：3.1.5礦山滾筒中軸承座的設(shè)計(jì)滾筒中，用于軸承固定作用的軸承座設(shè)計(jì)的好壞，也決定了整根滾筒的質(zhì)量。軸承座，所采用的材料也是45鋼，用壁厚5mm的板沖壓，進(jìn)行機(jī)加工而成。軸承座的結(jié)構(gòu)即要保證能夠與軸承配合良好，又要保證其強(qiáng)度，能夠承受一定的壓力與沖擊。選配的軸承為6204zz軸承。其外徑為47mm，內(nèi)徑為20mm，厚度為14mm軸承座設(shè)計(jì)圖紙如下所示：繪制出三維圖如下所示：3.1.6礦山滾筒鏈輪的設(shè)計(jì)1、鏈輪的齒形鏈輪的齒形應(yīng)能使鏈條能順利的進(jìn)入和退出與輪齒的嚙合，使其不易脫鏈，且應(yīng)該形狀簡(jiǎn)單，便于加工。鏈輪的齒形已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并用標(biāo)準(zhǔn)刀具以范成法加工。根據(jù)GB/T1243—1997的規(guī)定,鏈輪端面的齒形推薦采用“三圓弧一直線”的形狀(三段圓弧aa、ab、cd和一段直線bc)。如下圖所示：2.鏈輪的主要尺寸如下圖所示：下表為各種滾子鏈的型號(hào)與參數(shù)：表1

滾子鏈的規(guī)格及重要參數(shù)（摘自GB1243.1-83）鏈號(hào)節(jié)距P排距pt滾子外徑d1內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1銷軸直徑d2內(nèi)鏈板高度h2極限拉伸載荷（單排）Flim每米質(zhì)量（單排）qmmkNkg/m05B8.005.645.003.002.317.114.40.1806B9.52510.246.355.723.288.268.90.4008B12.7013.928.517.754.4511.8117.80.7008A12.7014.387.957.853.9612.0713.80.6010A15.87518.1110.169.405.0815.0921.81.0012A19.0522.7811.9112.575.9418.0831.11.5016A25.4029.2915.8815.757.9224.1355.62.6020A31.7535.7619.0518.909.5330.1896.73.8024A38.1045.4422.2325.2212.7042.24169.07.5028A44.4548.8725.4025.2212.7042.24169.07.5032A50.8058.5528.5831.5514.2748.24222.410.1040A63.5071.5539.6837.8519.8460.33347.016.1048A76.2087.8347.6347.3523.8072.39500.422.60注：(1)極限拉伸載荷也可用kgf表示，取1kgf=9.8N;

(2)過(guò)渡鏈節(jié)的極限拉伸載荷按0.8Q計(jì)算在設(shè)計(jì)過(guò)程，由于客戶給定的滾子鏈型號(hào)為06B所以鏈輪設(shè)計(jì)的各重要尺寸如下所示：齒頂圓直徑da=80mm齒根圓直徑df=67.47mm分度圓直徑d=73.14mm輪榖孔內(nèi)徑：dn=47mm鏈輪總長(zhǎng)度為：L=35mm齒數(shù)z=19繪制出鏈輪如下圖所示：繪制出三維圖如下所示：選用6204zz軸承三維圖如下所示:3.1.7礦山滾筒制造工藝流程1.軸制造工藝過(guò)程：工藝卡片:福建工程學(xué)院機(jī)械加工藝卡片本工序號(hào)零件圖號(hào)名稱編制雷明照第1頁(yè)00101車零件指導(dǎo)共4頁(yè)審核工序簡(jiǎn)圖設(shè)備名稱SK50A數(shù)控車床材料牌號(hào)45冷卻液乳化液夾具名稱代號(hào)三爪卡盤工步號(hào)工步內(nèi)容刀具切削深度mm進(jìn)給量mm/min主軸轉(zhuǎn)數(shù)r/min量具名稱規(guī)格1車端面（手動(dòng)）93度外圓車刀13202距兩端34mm處各車1mm卡環(huán)位90度外圓車刀11505003兩端車M12螺牙75度螺牙車刀241003202.筒制造工藝過(guò)程:工藝卡片:福建工程學(xué)院機(jī)械加工藝卡片本工序號(hào)零件圖號(hào)名稱編制雷明照第2頁(yè)00202車零件指導(dǎo)共4頁(yè)審核工序簡(jiǎn)圖設(shè)備名稱可傾立式帶鋸床GZ5250SK50A數(shù)控車床材料牌號(hào)45冷卻液乳化液夾具名稱代號(hào)抱緊器三爪卡盤工步號(hào)工步內(nèi)容刀具切削深度mm進(jìn)給量mm/min主軸轉(zhuǎn)數(shù)r/min量具名稱規(guī)格1鋸管(手工)專用鋸片892鏜內(nèi)管壁專用鏜刀15010003去毛刺3.軸承座制造工藝過(guò)程:工藝卡片:福建工程學(xué)院機(jī)械加工藝卡片本工序號(hào)零件圖號(hào)名稱編制雷明照第3頁(yè)00303車零件指導(dǎo)共4頁(yè)審核工序簡(jiǎn)圖設(shè)備名稱可傾立式帶鋸床GZ5250S材料牌號(hào)45冷卻液乳化液夾具名稱代號(hào)三爪卡盤專用工裝工步號(hào)工步內(nèi)容刀具切削深度mm進(jìn)給量mm/min主軸轉(zhuǎn)數(shù)r/min量具名稱規(guī)格1落料2一次沖壓軸承座3二次沖壓軸承座4三次沖壓軸承座5車軸承座外壁90度外圓車刀0.5506006鏜軸承座內(nèi)壁達(dá)公差等級(jí)T8專用鏜刀0.550500游標(biāo)卡尺7車端面使壁厚為393度端面車刀2150800游標(biāo)卡尺8車卡環(huán)位專用車刀1505004.鏈輪制造工藝過(guò)程:工藝卡片:福建工程學(xué)院機(jī)械加工藝卡片本工序號(hào)零件圖號(hào)名稱編制雷明照第4頁(yè)00404車零件指導(dǎo)共4頁(yè)審核工序簡(jiǎn)圖設(shè)備名稱可傾立式帶鋸床GZ5250SK50A數(shù)控車床材料牌號(hào)45冷卻液乳化液夾具名稱代號(hào)三爪卡盤專用工裝工步號(hào)工步內(nèi)容刀具切削深度mm進(jìn)給量mm/min主軸轉(zhuǎn)數(shù)r/min量具名稱規(guī)格1鋸斷（保證毛坯為￠90x38）專用鋸片游標(biāo)卡尺2車外圓達(dá)￠8990度外圓車刀150500游標(biāo)卡尺3車端面（長(zhǎng)度達(dá)35）93度端機(jī)車刀1150600游標(biāo)卡尺4車內(nèi)孔￠2060度內(nèi)孔車刀0.5320750游標(biāo)卡尺5車內(nèi)孔￠4660度內(nèi)孔車刀0.550600游標(biāo)卡尺6鏜內(nèi)孔￠47專用鏜刀0.550500游標(biāo)卡尺7車外圓￠8590外圓車刀1150800游標(biāo)卡尺8車卡環(huán)位專用車刀150500游標(biāo)卡尺9車外形達(dá)￠60x14.875度外圓車刀0.550500游標(biāo)卡尺10車倒角1X4560度外圓車刀0.550600游標(biāo)卡尺11拉齒專用拉刀5零件表面處理工藝卡片：(1)．軸：福建工程學(xué)院表面處理工藝卡片本工序號(hào)零件圖號(hào)名稱編制雷明照第1頁(yè)00504鍍鉻指導(dǎo)共4頁(yè)審核工序簡(jiǎn)圖設(shè)備名稱鍍鉻生產(chǎn)線材料牌號(hào)45鍍層厚度0.2mm備注工步號(hào)工步內(nèi)容1通軸鍍鉻(2)．滾筒：福建工程學(xué)院表面處理工藝卡片本工序號(hào)零件圖號(hào)名稱編制雷明照第2頁(yè)00604鍍鉻指導(dǎo)共4頁(yè)審核工序簡(jiǎn)圖設(shè)備名稱鍍鉻生產(chǎn)線材料牌號(hào)45鍍層厚度0.2mm備注工步號(hào)工步內(nèi)容1通軸鍍鉻(3)．軸承座福建工程學(xué)院表面處理工藝卡片本工序號(hào)零件圖號(hào)名稱編制雷明照第3頁(yè)00704鍍鉻指導(dǎo)共4頁(yè)審核工序簡(jiǎn)圖設(shè)備名稱鍍鉻生產(chǎn)線材料牌號(hào)45鍍層厚度0.2mm備注工步號(hào)工步內(nèi)容1通體鍍鉻(4).鏈輪福建工程學(xué)院表面處理工藝卡片本工序號(hào)零件圖號(hào)名稱編制雷明照第4頁(yè)00604鍍鉻指導(dǎo)共4頁(yè)審核工序簡(jiǎn)圖設(shè)備名稱鍍鉻生產(chǎn)線材料牌號(hào)45鍍層厚度0.2mm備注工步號(hào)工步內(nèi)容1通體鍍鉻6.裝配圖如下所示:(1).二維圖:(2).裝配三維圖:第四章結(jié)果分析為了能夠?qū)崿F(xiàn)礦山滾筒制品質(zhì)量的預(yù)測(cè)，本課題進(jìn)行礦山滾筒設(shè)計(jì)。采用的方法是利用計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件來(lái)完成礦山滾筒幾何造型。本課題重點(diǎn)的設(shè)計(jì)任務(wù)為礦山滾筒的二維設(shè)計(jì)，以及礦山滾筒三維設(shè)計(jì),并安排制造工藝流程。4.1礦山滾筒設(shè)計(jì)總結(jié)本課題運(yùn)用大量理論、理論公式和實(shí)踐手段，以滿足客戶需要并保證在經(jīng)濟(jì)性的前提下設(shè)計(jì)礦山滾筒。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，積極查閱資料,理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)。確定最后的設(shè)計(jì)結(jié)果為：整體為焊接而成，由一根支承軸支承住整根滾筒，并在滾筒上焊接