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(shè) 計 題目名稱： 自動送料——剪板機 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 機 電 一 體 化 指導(dǎo)教師： 職 稱： 2011年4月6日 - 15 - 目 錄 摘要 II 1 前 言 - 1 - 2 設(shè)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(gòu) - 2 - 3 帶傳動的設(shè)計計算 - 2 - 3.1 失效形式與設(shè)計準(zhǔn)則： - 2 - 3.2 已知條件： - 2 - 3.3 設(shè)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(zhǔn)直徑dd1和dd2 - 3 - 3.3.4 算帶速V - 4 - 3.3.5 確定帶的基準(zhǔn)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(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理 - 8 -

3、 結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 8 - 工作原理 - 8 - 5 結(jié)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(shè)計計算，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書擬定傳動系統(tǒng)的方案，對傳動系統(tǒng)進行了總體設(shè)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(gòu)的運輸方式，由此可對送料裝置的速度進行調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)速度的可調(diào)性。同時，由于帶式輸送機是常見的連續(xù)動作式運輸設(shè)備,其輸送能力大、調(diào)度組織簡單、維護方便、營運費用低, 此外它還具有結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)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(gòu)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(guān)鍵字：變速箱；電動機；槽輪機構(gòu)；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(chǔ)地位，又處于前沿關(guān)鍵：它是工業(yè)發(fā)展的主體，又是國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。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(jīng)濟的迅猛發(fā)展，國內(nèi)、國際市場競爭日益激烈，產(chǎn)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(chǎn)品的類型、工藝、外形越來越復(fù)雜，精度要求越來越高，再加上企業(yè)經(jīng)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(jīng)不能滿

9、足要求，這時自動送料機就應(yīng)運而生，在今天現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)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(shè)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(shù)用于自動送料技術(shù)中。 近年來，由于單片機控制技術(shù)、檢測技術(shù)及電力電子技術(shù)的發(fā)展，作為輔助裝置的送料機構(gòu)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(chǎn)品的質(zhì)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(chǎn)效率和保障人身安全的科學(xué)化、人性化管理的方針下對送料機構(gòu)進行自動化設(shè)計。此設(shè)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(shè)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(shè)計方案論證 2.1 方案一：壓電振動送料裝置 設(shè)計原理：壓電振動送料裝置是將壓電技術(shù)應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生的振動作為驅(qū)動源驅(qū)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(jié)構(gòu)和工作原理都不同于傳統(tǒng)的電磁或機械驅(qū)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(jié)構(gòu)簡單，安裝和維護更加方便； （2）應(yīng)用壓電片作為驅(qū)動源，無需電機、電 磁激振器等驅(qū)動裝置，也無需軸、桿、皮帶等機 械傳動部件，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制作； （3）改變驅(qū)動信號中的幅值、脈寬及頻率中 的任意一個，都可以調(diào)節(jié)輸送率，控制參數(shù)多， 可控性好； （4）無轉(zhuǎn)動慣性，幾乎沒有加速和減速過程， 啟動、停止迅速，響應(yīng)性能快； （5）不產(chǎn)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，噪音小； （7）在共振或亞共振狀態(tài)下工作，因此能量消

12、耗少； （8）驅(qū)動力不足，因此這類裝置大多應(yīng)用于 物料的微量或精量輸送。 圖1為一種直進型壓電驅(qū)動振動送料裝置 2.2 方案二：V帶輪送料機構(gòu) 設(shè)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(chǎn)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(jié)構(gòu)尺寸較大、不緊湊； （9）易打滑，帶壽命較短； （10）帶與帶輪間產(chǎn)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(shè)計計算 3.1 失效形式與設(shè)計準(zhǔn)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(shè)計準(zhǔn)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(zhuǎn)速n1=1450 r/min ，從動軸轉(zhuǎn)速n2=400 r/min，中心距約為1800 mm ，每天工作24小時。 3.3 設(shè)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(zhǔn)直徑dd1和dd2 查表3-2可知dd1=100 mm ，大帶輪基準(zhǔn)直徑 dd2=（n1/n2）*dd1=（1450/400）*100=362.5 mm ，按標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)速n2實=n1/i實=1450/36=403 r/min 從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為（403-400）/400*100%=0.75% ，在正負5

15、%以內(nèi)，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(nèi)，為允許值 3.3.5 確定帶的基準(zhǔn)長度LO和實際中心距a 按結(jié)構(gòu)設(shè)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(jīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理 結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計V帶輪應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)工藝性好、無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)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(yīng)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(jīng)過滾筒且由滾筒與硅鋼片擠壓產(chǎn)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(guān)，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(jié)構(gòu)問題，成形的硅鋼片能夠自動疊放。（注：通過調(diào)節(jié)觸點開關(guān)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(chǎn)圖見所附CAD圖 5 結(jié)論 經(jīng)過了幾個月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了自動送料——剪板機的設(shè)計。從剛開始的明確畢業(yè)設(shè)計題目到畢業(yè)設(shè)計方案的確定，再到畢業(yè)設(shè)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(xué)期間獨立完成的最大項目之一。在這段時間里，我學(xué)到了很多知識，也有很多的感受：為了完成這次的畢業(yè)設(shè)計，我開始獨立的學(xué)習(xí)和探索，查看相關(guān)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(shè)計的構(gòu)思，使自己的畢業(yè)設(shè)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(jīng)驗，導(dǎo)致我的設(shè)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(jié)晶，相信只要經(jīng)歷過的人都能明白個中滋味。 對于完成這次畢業(yè)設(shè)計的過程，我會終生難忘，這次的經(jīng)歷也將使我終身受益。通過這次畢業(yè)設(shè)計的完成，我

20、明白了設(shè)計就是自己不斷學(xué)習(xí)和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)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(xué)基礎(chǔ)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(xué)出版社 3、翁其金 .《冷沖壓技術(shù)》【M】 機械工業(yè)出版社 4、劉鴻文主編 .《材料力學(xué)》 高等教育出版社 5、申鳳琴主編 《電工電

21、子核技術(shù)及應(yīng)用》 高等教育出版社 6、禹加寬、周祥基主編 《工程力學(xué)》 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(chǔ)》 機械工業(yè)出版社 9、陳庭吉主編 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 機械工業(yè)出版社 10、魯海斌、謝暉主編 《Pro/E野火版實訓(xùn)教程》 江西高校出版社 11、主編 《機械設(shè)計手冊》 江西高校出版社 致謝 在完成畢業(yè)設(shè)計期間，無論是確定設(shè)計方案、收集資料還是完成設(shè)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(dǎo)。他們學(xué)識淵博、治學(xué)嚴謹且平易近人，是我們學(xué)習(xí)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(xué)幾年的生活轉(zhuǎn)眼就要結(jié)束了，這幾年是我人生中最重要的學(xué)習(xí)時間。在大學(xué)的校園里，我不僅學(xué)到了豐富的專業(yè)知識，更重要的是獲得了終身受用的學(xué)習(xí)方法和積極的生活態(tài)度。母校嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)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(xué)校全體老師幾年來對我的指導(dǎo)和幫助，你們淵博的學(xué)識和嚴謹?shù)闹螌W(xué)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(shè)計過程中還得到了設(shè)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??！