沖壓式蜂窩煤成型機

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1、沖壓式蜂窩煤成型機的運動方案設(shè)計 沖壓式蜂窩煤機,主要由機身、傳動、轉(zhuǎn)盤、撥轉(zhuǎn)、沖頭、滑梁、料斗、掃刷、輸送等部分組成。 各部分互相配合,協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn),形成一個整體。 機身有四根立柱,沿梁由偏心齒輪帶動,在立柱間上下運行。沿梁下用裝有沖頭、出煤盤和掃刷 裝置,機身中間有五孔等分轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)盤由撥轉(zhuǎn)部分控制,每撥動一次,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動一等分,料斗對模筒 添料一次,沖頭對模筒沖壓一次,出模一次,掃刷一次。如此不斷循環(huán),自動地加科、成型、掃刷、 出模。因此,各部分的結(jié)構(gòu)必須完整,各部件的配合必須協(xié)調(diào)。否則,不僅影響自動循環(huán),而且損壞 機件,造成事故。 A A 沖頭 1 機 (一)機身部分

2、 機身部分主要由底座、頂蓋、立柱、抉桿等零件組成。它是固定和支撐全部機件的架體。四根立 柱垂直于底座和頂蓋之間,,形成滑梁運動軌道。立錠兩端有螺紋。用螺母將立柱與底座、頂蓋固定。 扶桿支撐兩旁,上端車有螺紋,用螺母與頂蓋固定,下端打成扁頭、用螺絲與底座固定。底座用四顆 地腳螺絲與基礎(chǔ)連接,形成堅定穩(wěn)固的機身。底座面要求平整,一對軸孔的同心度,兩對軸孔的平行 度,臺面與軸孔的平行度, 都必須符合要求,才能保持機身穩(wěn)固, 為機密的正常運轉(zhuǎn)創(chuàng)造必要的條件。 (二)傳動部分 傳動部分主要由電機、皮帶輪、減速裝置、聯(lián)軸器 (包括安全裝置)、主動軸、偏心軸、主動齒輪、 偏心對輪等零件組成。

3、它的作用是傳遞功率,使機器正常運轉(zhuǎn)。 電機的三角帶輪通過四根三角帶與減速箱的三角帶輪相連接, 減速箱的三角帶輪軸上銃有主動斜 齒輪,由它帶動箱內(nèi)被動軸上的大斜齒輪,通過箱外彈性聯(lián)軸節(jié) (包括安全裝置)使主動軸旋轉(zhuǎn)。主動 軸的兩端裝有一對主動齒輪,與偏心軸上的偏心對輪相嚙合,偏心對輪的拐軸通過連桿使滑梁上下運 動,為沖壓成型和出模傳遞功率?;哼€帶動掃刷部分作前后往返擺動;在主軸上裝有對開傘齒輪, 與料斗大傘齒輪嚙合, 使料斗軸旋轉(zhuǎn),為進料傳遞功率。在偏心軸上裝有傘齒輪, 與扭轉(zhuǎn)傘齒輪嚙合, 使撥轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),帶動轉(zhuǎn)盤作間歇性圓周運動,為轉(zhuǎn)盤傳遞功率。偏心軸上還裝有皮帶滾筒,為成品輸 出傳遞功

4、率。 電機通過三角帶和減速箱連接;電機的三角帶輪小,減速箱的三角帶輪大,形成第一次減速。電 機軌道上裝有調(diào)整螺絲,用來調(diào)整三角帶的松緊。 各種型號的沖壓式蜂窩煤機的傳動部分大體相同,只是減速形式不同,如 042型用兩級皮帶輪減 速,7071型用蝸輪蝸桿減速,文 6型、70型和144型用皮帶和齒輪減速,統(tǒng)一型用皮帶和減速箱減 速。 (三) 轉(zhuǎn)盤部分 轉(zhuǎn)盤部分由固定盤、轉(zhuǎn)盤齒輪、模筒、模底、上盤、中心軸、套管、鎖緊螺母、螺桿等零部件組 成。轉(zhuǎn)盤受撥轉(zhuǎn)部分控制,蜂窩煤由此定量成型。 固定盤是生鐵鑄成,有模底孔、出煤孔,兩孔相距 72°,中心有軸孔。 模底有十二個小孔,排成“井”字

5、形,緊固在固定盤的模底孔上。 轉(zhuǎn)盤齒輪用鑄鋼件加工銃齒。上盤用鋼板加工后,沿外圓銃五等分方形槽 (供撥轉(zhuǎn)定位用)。兩者 的中心孔到外圓之間有五個相等分的模孔。模筒用較好的鑄鐵制成,裝在兩者之間,兩端的子口套在 兩者的五個??咨?。模孔之間各有一個螺孔,用五根螺拄連接擰固。中心用鎖緊螺母和套管連接,形 成一組,平放在固定盤上。中心軸插入套管中間,穿越固定盤與底座擰固,使轉(zhuǎn)盤作間歇性運轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)盤齒輪,模筒、上盤在雙沖頭蜂窩煤機上為十孔。 (四) 撥轉(zhuǎn)部分 撥轉(zhuǎn)部分主要由傘齒輪、撥轉(zhuǎn)立軸、撥轉(zhuǎn)齒輪、凸輪、扇形齒輪、定位把鉤、主動撞塊、從動撞 塊、拉簧等零件組成。它主要控制轉(zhuǎn)盤作間歇動作,與其

6、它部位運動相配合。當(dāng)沖頭向下進入模筒時, 轉(zhuǎn)盤停止運轉(zhuǎn),等待壓煤成型。沖頭上升離開模筒時,轉(zhuǎn)盤開始運轉(zhuǎn)。這樣相互配合,自動循環(huán),完 成加料、成型、出煤等動作。它們的動力來源是靠偏心軸上的傘齒輪旋轉(zhuǎn)面產(chǎn)生的。 偏心軸上的主動傘齒輪與撥轉(zhuǎn)立軸下端的傘齒輪相嚙合,使撥轉(zhuǎn)立軸運轉(zhuǎn)。立軸的上端有扇形齒 輪與主動撞塊緊固在一起,立軸的頂部有凸輪。 撥轉(zhuǎn)齒輪在扇形齒輪和轉(zhuǎn)盤齒輪之間,與轉(zhuǎn)盤齒輪嚙合,它與扇形齒輪嚙合是時斷時續(xù)的。撥轉(zhuǎn) 齒輪上端緊固從動按塊。主動撞塊撥動從動撞塊,使齒輪嚙合。定位把鉤和搖臂安裝在撥轉(zhuǎn)齒輪軸頂 端,與上盤、凸輪配合工作。 當(dāng)滑梁上行時,沖頭離開轉(zhuǎn)盤,主動撞塊和從動撞塊先接觸

7、,扇形齒輪第一齒和撥轉(zhuǎn)齒輪開始嚙 合,這時凸輪最高點碰上搖臂,使定位把鉤脫離上盤的定位槽;轉(zhuǎn)盤開始運轉(zhuǎn)。 當(dāng)沿粱下行時,扇形齒輪走完最后一齒,凸輪最高點已經(jīng)過擊,低點到來,定位把鈞通過定位彈 簧的拉力,進入士盤定位槽 (已轉(zhuǎn) 72°) 。轉(zhuǎn)盤停止運行,沖頭進入模簡,壓煤成型。如此循環(huán)運轉(zhuǎn), 完成撥轉(zhuǎn)動作。 雙沖頭蜂窩煤機的撥轉(zhuǎn)部分,只是扇形齒輪與轉(zhuǎn)盤齒輪嚙合,沒有撥轉(zhuǎn)齒輪。其它結(jié)構(gòu)與單沖頭 的相同。 上述結(jié)構(gòu)如調(diào)整不當(dāng),配合不準(zhǔn),會破壞整部機器的自動蹈環(huán),不能正常生產(chǎn),甚至造成重大事 故。 (五) 沖頭部分 沖頭部分主要由沖針、沖頭管、沖針座、沖桿、沖頭蓋、法蘭盤、彈簧、彈簧壓帽、出煤桿

8、、出 煤盤等零件組成。它隨滑梁上下運動,進入模筒壓煤成型和出煤。與轉(zhuǎn)盤部分、撥轉(zhuǎn)部分互相配合, 協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn),要求準(zhǔn)確無誤。 沖頭的構(gòu)造是: 沖桿、 沖針座、 沖針三者緊固在一起。 沖頭管套在沖針座上, 沖頭蓋套在沖桿上, 兩者用螺絲連接,可在沖桿上來回活動。彈簧套在沖頭蓋和彈簧壓帽之間。沖桿通過法蘭盤與滑梁固 定。 (六) 滑梁部分 沿梁部分主要由滑梁、滑瓦、滑瓦座、襯套、襯套座、連桿等零件組成。它由偏心對輪的拐軸通 過連桿帶動,作直線上下運動,傳遞動力,使沖頭壓煤成型,成品出模,刷子前后擺動。 (七) 進料部分 進料部分主要由料斗軸、傘齒輪、料斗圈、料斗底、料口圈、攪拌翅、攪拌座、攪拌棒

9、等零件組 成。它由主動軸上的對開傘齒輪與進料軸上的大傘齒輪嚙合,使料斗軸旋轉(zhuǎn)而均勻進料。 (八) 掃刷部分 掃刷部分主要由上連桿、上連桿軸承座、上銷軸、下銷軸、刷子座、通軸吊架、通鈾、通軸軸承 座、下連桿等零件組成。它由滑梁帶動,來回掃刷沖頭和出煤盤底面的積煤。 (九) 輸出部分 成品輸出部分主要由主動滾筒、托輥、皮帶、張緊架、張緊滾筒、滾筒軸、滑塊、滑道、拉緊螺 桿等零件組成。它的動力是靠安裝在偏心軸上的滾筒旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。主動滾筒通過皮帶、托輥與張緊 滾筒相連,將成型煤輸出。 一、沖壓式蜂窩煤成型機的功能和設(shè)計要求 1、功能 沖壓式蜂窩煤成型機是我國城鎮(zhèn)蜂窩煤(通常又稱煤餅,在圓柱形

10、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)盤上的模筒內(nèi),經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩煤。 為了實現(xiàn)蜂窩煤沖壓成型,沖壓式蜂窩煤成型機必須完成以下幾個動作: 6) 煤粉加料; 7) 沖頭將蜂窩煤壓制成型; 8) 清除沖頭和出煤盤的積屑的掃屑運動; 9) 將在模筒內(nèi)的沖壓后的蜂窩煤脫模; 10) 將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱。 2、原是數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 1) 蜂窩煤成型機的生產(chǎn)能力: 30次/min ; 2) 驅(qū)動電機: Y180L— 8、功率 N= 11 kW、轉(zhuǎn)速 n = 730 r/min ; 二、工作原理和工藝動作分解 根據(jù)上述分析,沖壓式蜂窩煤成型機要求完成的工藝動

11、作有以下六個動作: 1 )加料:這一動作可利用煤粉的重力打開料斗自動加料; 2) 沖壓成型:要求沖頭上下往復(fù)運動,在沖頭行程的二分之一進行沖壓成型; 3) 脫模:要求脫模盤上下往復(fù)移動,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)移動的滑梁上; 4) 掃屑:要求在沖頭、脫模盤向上移動過程中用掃屑刷將煤粉掃除; 5) 模筒轉(zhuǎn)模間歇運動:以完成沖壓、脫模和加料三個工位的轉(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。 以上六個動作,加料和輸送的動作比較簡單,暫時不予考慮,脫模和沖壓可以用一個機構(gòu)完成。 因此,沖壓式蜂窩煤成型機運動

12、方案設(shè)計重點考慮沖壓和脫模機構(gòu)、掃屑機構(gòu)和模筒轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動機 構(gòu)這三個機構(gòu)的選型和設(shè)計問題。 三、 根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖 對于沖壓式蜂窩煤成型機運動循環(huán)圖主要是確定沖壓和脫模盤、掃屑刷、模筒轉(zhuǎn)盤三個執(zhí)行構(gòu)件 的先后順序、相位,以利對各執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計、裝配和調(diào)試。 四、 執(zhí)行機構(gòu)的選型 1的常 根據(jù)沖頭和脫模盤、模筒轉(zhuǎn)盤、掃屑刷這三個執(zhí)行構(gòu)件動作要求和結(jié)構(gòu)特點,可以選擇表 用機構(gòu),這一表格又稱為執(zhí)行機構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣。 表1 三執(zhí)行機構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣 沖頭和脫模盤機構(gòu) 對心曲柄滑塊機構(gòu) 偏置曲柄滑塊機構(gòu) 六桿沖壓機構(gòu) 掃屑刷機構(gòu) 附加滑塊搖桿機構(gòu) 固定移

13、動凸輪移動從動件機構(gòu) 模筒轉(zhuǎn)盤間歇運動機構(gòu) 槽輪機構(gòu) 不完全齒輪機構(gòu) 凸輪式間歇運動機構(gòu) 五、機械運動方案的選定和評價 根據(jù)表1所示的三個執(zhí)行機構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣,可以求出沖壓式蜂窩煤成型機的機械運動方案數(shù)為: N=3 X 2X 3= 18 現(xiàn)在,我們可以給定條件、各機構(gòu)的相容性和盡量使機構(gòu)簡單等等要求來選擇方案。由此可選定 兩個結(jié)構(gòu)比較簡單的方案。 方案I:沖壓機構(gòu)為對心曲柄滑塊機構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤為槽輪機構(gòu)、掃屑機構(gòu)為固定凸輪移動從動件 機構(gòu)。 方案n:沖壓機構(gòu)為偏置曲柄滑塊機構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤為不完全齒輪機構(gòu)、掃屑機構(gòu)為附加滑塊搖桿 機構(gòu)。 兩個方案我們可以用模糊綜合評價方法

14、來進行評估優(yōu)選,這里從略。最后選擇方案I為沖壓式蜂 窩煤成型機的機械運動方案。 六、機械傳動系統(tǒng)的傳動比和變速機構(gòu) 根據(jù)選定的驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速和沖壓式蜂窩煤成型機的生產(chǎn)能力。它們的機械傳動系統(tǒng)的總傳動比 為: 機械傳動系統(tǒng)的第一級采用帶傳動,其傳動比為 4.866,第二級采用齒輪傳動,其傳動比為 5。 七、 畫出機械運動方案簡圖 按已選定的三個執(zhí)行機構(gòu)的型式及機械傳動系統(tǒng),畫出沖壓式蜂窩煤成型機的機械運動示意圖。 其中三個執(zhí)行機構(gòu)部分也可以稱為機械運動方案示意簡圖。如圖 4所示,其中包括了機械傳動系統(tǒng)、 三個執(zhí)行機構(gòu)的組合。如果再加上加料機構(gòu)和輸送機構(gòu),那就可以完整地表示整臺機器的機

15、械運動方 案圖。 有了機械運動方案圖,就可以進行機構(gòu)的運動尺寸設(shè)計計算和機器的總體設(shè)計。 八、 對機械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)進行尺寸計算 為了實現(xiàn)具體的移動要求,必須對帶傳動、齒輪傳動、曲柄滑塊機構(gòu)(沖壓機構(gòu)) 、槽輪機構(gòu)(模 筒轉(zhuǎn)盤間歇運動機構(gòu))和掃屑凸輪機構(gòu)進行運動學(xué)計算,必要時還要進行動力學(xué)計算。 1、 帶傳動計算(略,機械設(shè)計中有專門講解) 。 2、 齒輪傳動計算 取Z1=22, Z2= i X 22= 5X 22= 110。按鋼制齒輪計算,取模數(shù) m=5mm>.貝U di = Z1m= 110 mm. d2 =Z2m= 550 mm. 其余尺寸,按齒輪機構(gòu)相關(guān)計

16、算表格求出。 3、 曲柄滑塊機構(gòu)計算 已知沖壓式蜂窩煤成型機的滑梁行程 s=300mm,曲柄與連桿長度比,即連桿系數(shù)為 入 =0.175,則曲柄半徑為: 1 R = s = 150 mm 2 R 連桿長度為: L 955.41 mm 因此,不難求出曲柄滑塊機構(gòu)中滑梁(滑塊)的速度和加速度變化。 4、 槽輪機構(gòu)計算 1) 槽數(shù)z 按工位要求選定為 6。 2) 中心距a 按結(jié)構(gòu)情況確定 a =300 mm。 3) 圓銷半徑r 按結(jié)構(gòu)情況確定r = 30 mm 。 4) 槽輪每次轉(zhuǎn)位時主動件的轉(zhuǎn)角 2〉 2, -180 (1 ) =120 z 360 0 0

17、 5) 槽間角2 : 2 - =60 z 6) 主動件圓銷中心半徑 R1 R = a sin : =150 mm 7) R1與a的比值' K = R1 — sin 0.5 a 8)槽輪外圓半徑 R2 R2 = (a cos J? r^ = 262 mm 9)槽輪槽深h h _a(;,:: cos' 1) r = 79.8mm 取 h = 80 mm。 z — 2 1 10)運動系數(shù)k k (n =1,n為圓銷數(shù) ) 2 z 3 5、掃屑凸輪機構(gòu)計算 固定凸輪采用斜面形狀,其上下方向的長度應(yīng)大于滑梁的行程 s,其左右方向的高度應(yīng) 能使掃屑刷滿足掃除粉煤的活動范圍。具體按結(jié)構(gòu)情況來設(shè)計。 九、沖壓式蜂窩煤成型機的飛輪設(shè)計 由于希望沖壓機構(gòu)具有增力功能, 以減小機器的速度波動和減小原動機的功率, 因此必 須進行飛輪設(shè)計,以便達到功能要求。具體設(shè)計過程略。

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