機電一體化畢業(yè)論文自動送料——剪板機

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1、 畢 業(yè) 設 計 題目名稱： 自動送料——剪板機 學生姓名： 專 業(yè)： 機 電 一 體 化 指導教師： 職 稱： 2011年4月6日 - 15 - 目 錄 摘要 II 1 前 言 - 1 - 2 設計方案論證 - 1 - 2.

2、1 方案一：壓電振動送料裝置 - 1 - 2.2 方案二：V帶輪送料機構 - 2 - 3 帶傳動的設計計算 - 2 - 3.1 失效形式與設計準則： - 2 - 3.2 已知條件： - 2 - 3.3 設計計算 - 3 - 3.3.1 確定功率P0 - 3 - 3.3.2 選取V帶型號 - 3 - 3.3.3 確定帶輪基準直徑dd1和dd2 - 3 - 3.3.4 算帶速V - 4 - 3.3.5 確定帶的基準長度LO和實際中心距a - 4 - 3.3.5 檢驗小帶輪包角α1 - 5 - 3.3.6 確定V帶數(shù)目 - 5 - 4 帶輪的結構設計及工作原理 - 8 -

3、 結構設計 - 8 - 工作原理 - 8 - 5 結論 - 10 - 參考文獻 - 11 - 致謝 - 12 - 摘要：本課題針對硅鋼片自動送料裝置進行了設計計算，根據(jù)設計任務書擬定傳動系統(tǒng)的方案，對傳動系統(tǒng)進行了總體設計。根據(jù)物料的運輸要求，硅鋼怎自動送料裝置采用了變速箱、運輸帶和槽輪機構的運輸方式，由此可對送料裝置的速度進行調節(jié)，以實現(xiàn)速度的可調性。同時，由于帶式輸送機是常見的連續(xù)動作式運輸設備,其輸送能力大、調度組織簡單、維護方便、營運費用低, 此外它還具有結構簡單、運轉平穩(wěn)可靠、運行阻力小、耗電量低、運輸距離大，容易實現(xiàn)自動化等

4、特點。而且，由于槽輪機構具有間歇性的運動，因此，可達到硅鋼片自動送料——剪板自動化的要求。 關鍵字：變速箱；電動機；槽輪機構；傳動滾筒；輸送機；自動送料 Automatic feeding – Shears Name：Xiao Zhibin Major：Mechatronics Tutor：Chen Xiaogui Abstract: The topic for the automatic feeding device silicon design calculations, prepared according to the design task of the boo

5、k drive program, the general design of the transmission system. According to the transport requirements of materials, how automatic feeding device silicon using transmission, conveyor belts and sheaves of transportation agencies, which feed device can adjust the speed to achieve adjustable speed. At

6、 the same time, as is common in continuous motion conveyor type transport equipment, and its transmission capacity, scheduling organization simple, easy maintenance, low operating costs, in addition it has a simple structure, stable operation and reliable, running resistance, low power , the transpo

7、rt distance, easy automation and so on. Moreover, since the Geneva mechanism with intermittent movement, therefore, can be achieved silicon steel sheet automatic feed - Shears automation requirements. Keywords: Transmission; motor; Geneva Mechanism; drive roller; conveyor; automatic feeding 自動送料

8、——剪板機 1 前 言 制造業(yè)是現(xiàn)代文明的支柱之一，其既占有基礎地位，又處于前沿關鍵：它是工業(yè)發(fā)展的主體，又是國民經濟持續(xù)發(fā)展的基礎。而在我國的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、私營企業(yè)，由于受資金、管理等方面的限制，一般送料裝置絕大多數(shù)是采用人工手動送料的，且缺乏保護裝置，這就造成了“效率低、勞動強度大、事故發(fā)生率高”等不好的特點。 隨著信息科技及市場經濟的迅猛發(fā)展，國內、國際市場競爭日益激烈，產品更新更為迅速，尤其是隨著高新科技日新月異的發(fā)展，產品的類型、工藝、外形越來越復雜，精度要求越來越高，再加上企業(yè)經營與發(fā)展必會面對勞工的短缺，人工成本上要省力化、合理化與自動化的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的手工送料已經不能滿

9、足要求，這時自動送料機就應運而生，在今天現(xiàn)代科學技術的許多領域都可以看到它的身影。什么是送料機呢？顧名思義，送料機就是專門用于粒料、粉料、片狀料、帶狀料等材料的自動化、數(shù)控化、精確化的運輸機器，是無論是輕工業(yè)或是重工業(yè)都不可缺少的設備。傳統(tǒng)觀念中，送料機就是借助機器運動的作用力加力于材料，對材料進行運動運輸?shù)臋C器。近代的送料機發(fā)生了一些變化，開始將高壓空氣、超聲波等先進技術用于自動送料技術中。 近年來，由于單片機控制技術、檢測技術及電力電子技術的發(fā)展，作為輔助裝置的送料機構自動化水平也越來越高。提高自動化的水平不公可以提高效率和產品的質量，同時也能保證工人的人身安全。而單片機就是實現(xiàn)自動控

10、制重要的一環(huán)，它是單片微型計算機的簡稱。單片機具有集成度高、體積小、成本低、控制能力強等諸多優(yōu)點。 綜上所述，在本著節(jié)約資金、降低成本、提高生產效率和保障人身安全的科學化、人性化管理的方針下對送料機構進行自動化設計。此設計中，自動送料機控制系統(tǒng)采用以單片機為核心的自動控制棱柱來實現(xiàn)的，這樣只需在舊設備上進行自動化改良，能夠在提高效率的同時節(jié)約資金。 2 設計方案論證 2.1 方案一：壓電振動送料裝置 設計原理：壓電振動送料裝置是將壓電技術應用于振動輸送的一種新型振動送料裝置，它利用壓電片的逆壓電效應產生的振動作為驅動源驅動料槽使之運動，以達到物料的輸送的目的。 壓電振動送

11、料裝置，其結構和工作原理都不同于傳統(tǒng)的電磁或機械驅動的振動送料裝置，因此它具有許多傳統(tǒng)振動送料裝置所不具備的特點： （1）結構簡單，安裝和維護更加方便； （2）應用壓電片作為驅動源，無需電機、電 磁激振器等驅動裝置，也無需軸、桿、皮帶等機 械傳動部件，結構簡單，易于加工制作； （3）改變驅動信號中的幅值、脈寬及頻率中 的任意一個，都可以調節(jié)輸送率，控制參數(shù)多， 可控性好； （4）無轉動慣性，幾乎沒有加速和減速過程， 啟動、停止迅速，響應性能快； （5）不產生干擾電磁場，也不受電磁干擾信號的影響； （6）在低頻率段或超聲段工作，噪音?。? （7）在共振或亞共振狀態(tài)下工作，因此能量消

12、耗少； （8）驅動力不足，因此這類裝置大多應用于 物料的微量或精量輸送。 圖1為一種直進型壓電驅動振動送料裝置 2.2 方案二：V帶輪送料機構 設計原理：以張緊的在至少兩輪上的帶作為中間撓性件，靠帶與輪接觸面間產生的摩擦力來傳遞運動與動力。 特點： （1）有過載保護作用； （2）有緩沖吸振作用； （3）運行平衡無噪音； （4）適于遠距離傳動； （5）制造、安裝精度要求不高，成本低； （6）有彈性滑動使傳動比i不恒定； （7）張緊力較大（與嚙合傳動相比），軸上壓力較大； （8）結構尺寸較大、不緊湊； （9）易打滑，帶壽命較短； （10）帶與帶輪間產生摩擦

13、放電現(xiàn)象，幫不適宜高溫、易燃、易爆的場合。 綜合各方面因素考慮，選擇方案二作為實施方案。 3 帶傳動的設計計算 3.1 失效形式與設計準則： 失效形式：（1）打滑；（2）帶的疲勞破壞;（3）磨損；（4）靜態(tài)拉斷等。 設計準則：保證帶在不打滑的前提下，具有足夠的疲勞強度和壽命。 3.2 已知條件： 電動機額定功率P=10 KW ，轉速n1=1450 r/min ，從動軸轉速n2=400 r/min，中心距約為1800 mm ，每天工作24小時。 3.3 設計計算 3.3.1 確定功率P0 由已知條件，查表3-1可得，KA=1.4 由P0= KA *P得，P0=1

14、.4*10=14 KW 表3-1 工況系數(shù)KA 3.3.2 選取V帶型號 根據(jù)PO=14 KW ，n1=1450 r/min ，查表后選擇SPA型窄V帶 3.3.3 確定帶輪基準直徑dd1和dd2 查表3-2可知dd1=100 mm ，大帶輪基準直徑 dd2=（n1/n2）*dd1=（1450/400）*100=362.5 mm ，按標準值取dd2=360 mm ，則實際傳動比i實dd2/dd1 =360/100=3.6 從動輪實際轉速n2實=n1/i實=1450/36=403 r/min 從動輪的轉速誤差率為（403-400）/400*100%=0.75% ，在正負5

15、%以內，為允許值。 表3-2 3.3.4 算帶速V V=πdd1n1/*1000=π*100*1450/60*1000=7.6 m/s ，帶速在5～25 m/s以內，為允許值 3.3.5 確定帶的基準長度LO和實際中心距a 按結構設計要求初定中心距aO=1800 mm 由LO=2aO+π（dd1+dd2）/2+（dd2-dd1）2/4aO 計算可得 LO實4331.6 mm 查表3-3取LO=4000 mm 由a=aO+（LO- LO實 ）/2 可得 a= 1468.4 mm 中心距a的變動范圍為 amin=a-0.015LO=18

16、00-0.015*4000=1740 mm amax=a+0.03 LO =1800+0.03*4000=1920 mm 表3 3.3.5 檢驗小帶輪包角α1 由α1=1800-57.30（dd2-dd1）/a得 α1=171.70 取整α1=1700 3.3.6 確定V帶數(shù)目 有，根據(jù)dd1=100 mm ，n1=1450 r/min ，查表3-4可知P0=3.28 KW ，且經過計算得功率因數(shù)增量△PO=KBn1（1-1/Ki）=0.46 KW ，查表3-5可知帶長修正系數(shù)KL=1.08，查表6可知Kα=0.98

17、，故有 z=3.6，取整z=4 表3-4 表3-5 4 帶輪的結構設計及工作原理 結構設計 設計V帶輪應滿足的要求有：質量小、結構工藝性好、無過大的鑄造內應力、質量分布均勻，轉速高時要經過動平衡；輪槽工作面要精細加工（表面粗糙度一般為6.3 ），以減少帶的磨損；各輪槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。帶輪輪轂部分通常采用鍵聯(lián)接。 總裝圖 1——填料函；2——輸送架；3——剪板機；4——緩沖架；5——滾筒；

18、 6——送料筒 工作原理 卷筒狀硅鋼片原料放置于送料筒上，經過滾筒且由滾筒與硅鋼片擠壓產生的磨擦力作為源動力，推動硅鋼片向前運動，直到撞上3里面的觸點開關，此時剪板機動作，一塊成形的硅鋼片就出來了，再由輸送架送入填料函中，由于填料函的結構問題，成形的硅鋼片能夠自動疊放。（注：通過調節(jié)觸點開關的位置，可以改變硅鋼片的長度。） V帶輪視圖 輸送架視圖 普通平鍵 10#槽鋼 生產圖見所附CAD圖 5 結論 經過了幾個月的學習和工作，我終于完成了自動送料——剪板機的設計。從剛開始的明確畢業(yè)設計題目到畢業(yè)設計方案的確定，再到畢業(yè)設計的完成，每一步

19、對于我來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)。這也是我百大學期間獨立完成的最大項目之一。在這段時間里，我學到了很多知識，也有很多的感受：為了完成這次的畢業(yè)設計，我開始獨立的學習和探索，查看相關的資料和書籍，從只有一個模糊的概念到逐漸清晰的完成畢業(yè)設計的構思，使自己的畢業(yè)設計逐步完善起來，每一次的改進都使我愛益菲淺。 雖然國為缺乏足夠的實踐經驗，導致我的設計并不是很成熟，還有很多的不足之處，但是我付出了自己的勞動，由自己獨立完成，這是我引以為豪的地主，且這是我心血的結晶，相信只要經歷過的人都能明白個中滋味。 對于完成這次畢業(yè)設計的過程，我會終生難忘，這次的經歷也將使我終身受益。通過這次畢業(yè)設計的完成，我

20、明白了設計就是自己不斷學習和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有研究的能力就不可能有所突破。 參考文獻 1、譚建榮主編 .《圖學基礎教程》 高等教育出版社 2、于就泗，齊發(fā)主編 .《機械工程材料》 大連理工大學出版社 3、翁其金 .《冷沖壓技術》【M】 機械工業(yè)出版社 4、劉鴻文主編 .《材料力學》 高等教育出版社 5、申鳳琴主編 《電工電

21、子核技術及應用》 高等教育出版社 6、禹加寬、周祥基主編 《工程力學》 機械工業(yè)出版社 7、金大鷹主編 《機械制圖》 機械工業(yè)出版社 8、肖智清主編 《機械制造基礎》 機械工業(yè)出版社 9、陳庭吉主編 《機械設計基礎》 機械工業(yè)出版社 10、魯海斌、謝暉主編 《Pro/E野火版實訓教程》 江西高校出版社 11、主編 《機械設計手冊》 江西高校出版社 致謝 在完成畢業(yè)設計期間，無論是確定設計方案、收集資料還是完成設計，我都得到了陳老師及助教

22、聶義勇的全力幫助和耐心指導。他們學識淵博、治學嚴謹且平易近人，是我們學習和生活的榜樣，在此我特向陳老師和聶助教表達最崇高的敬意和由衷的感謝。 大學幾年的生活轉眼就要結束了，這幾年是我人生中最重要的學習時間。在大學的校園里，我不僅學到了豐富的專業(yè)知識，更重要的是獲得了終身受用的學習方法和積極的生活態(tài)度。母校嚴謹?shù)膶W風和老師淵博的知識令我敬佩不已。 此時此刻，我衷心的感謝學校全體老師幾年來對我的指導和幫助，你們淵博的學識和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度使我得到的不僅是專業(yè)知識，更重要的是你們對知識孜孜不倦的追求精神及為人處事的方法。 此外，在設計過程中還得到了設計小組成員的鼎力支持，特在此表示感謝 最后，再次感謝母校對我的熏陶和各位老師對我的培養(yǎng)和幫助??！