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 兩者的五個模孔上。?？字g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，配合不準，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)學矩陣。 表1 三執(zhí)行機構(gòu)的形態(tài)學矩陣 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)進行運動學計算，必要時還要進行動力學計算。 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。