沖壓式蜂窩煤成型機(jī)

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1、沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 沖壓式蜂窩煤機(jī)，主要由機(jī)身、傳動(dòng)、轉(zhuǎn)盤(pán)、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(yùn)轉(zhuǎn)，形成一個(gè)整體。 機(jī)身有四根立柱，沿梁由偏心齒輪帶動(dòng)，在立柱間上下運(yùn)行。沿梁下用裝有沖頭、出煤盤(pán)和掃刷 裝置，機(jī)身中間有五孔等分轉(zhuǎn)盤(pán)。轉(zhuǎn)盤(pán)由撥轉(zhuǎn)部分控制，每撥動(dòng)一次，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一等分，料斗對(duì)模筒 添料一次，沖頭對(duì)模筒沖壓一次，出模一次，掃刷一次。如此不斷循環(huán)，自動(dòng)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(dòng)循環(huán)，而且損壞 機(jī)件，造成事故。 A A 沖頭 1 機(jī) （一）機(jī)身部分

2、 機(jī)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(jī)件的架體。四根立 柱垂直于底座和頂蓋之間，，形成滑梁運(yùn)動(dòng)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(chē)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(jiān)定穩(wěn)固的機(jī)身。底座面要求平整，一對(duì)軸孔的同心度，兩對(duì)軸孔的平行 度，臺(tái)面與軸孔的平行度， 都必須符合要求，才能保持機(jī)身穩(wěn)固， 為機(jī)密的正常運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造必要的條件。 （二）傳動(dòng)部分 傳動(dòng)部分主要由電機(jī)、皮帶輪、減速裝置、聯(lián)軸器 （包括安全裝置）、主動(dòng)軸、偏心軸、主動(dòng)齒輪、 偏心對(duì)輪等零件組成。

3、它的作用是傳遞功率，使機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 電機(jī)的三角帶輪通過(guò)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(dòng)斜 齒輪，由它帶動(dòng)箱內(nèi)被動(dòng)軸上的大斜齒輪，通過(guò)箱外彈性聯(lián)軸節(jié) （包括安全裝置）使主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。主動(dòng) 軸的兩端裝有一對(duì)主動(dòng)齒輪，與偏心軸上的偏心對(duì)輪相嚙合，偏心對(duì)輪的拐軸通過(guò)連桿使滑梁上下運(yùn) 動(dòng)，為沖壓成型和出模傳遞功率。滑梁還帶動(dòng)掃刷部分作前后往返擺動(dòng)；在主軸上裝有對(duì)開(kāi)傘齒輪， 與料斗大傘齒輪嚙合， 使料斗軸旋轉(zhuǎn)，為進(jìn)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(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)作間歇性圓周運(yùn)動(dòng)，為轉(zhuǎn)盤(pán)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(jī)通過(guò)三角帶和減速箱連接；電機(jī)的三角帶輪小，減速箱的三角帶輪大，形成第一次減速。電 機(jī)軌道上裝有調(diào)整螺絲，用來(lái)調(diào)整三角帶的松緊。 各種型號(hào)的沖壓式蜂窩煤機(jī)的傳動(dòng)部分大體相同，只是減速形式不同，如 042型用兩級(jí)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(pán)部分 轉(zhuǎn)盤(pán)部分由固定盤(pán)、轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪、模筒、模底、上盤(pán)、中心軸、套管、鎖緊螺母、螺桿等零部件組 成。轉(zhuǎn)盤(pán)受撥轉(zhuǎn)部分控制，蜂窩煤由此定量成型。 固定盤(pán)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(gè)小孔，排成“井”字

5、形，緊固在固定盤(pán)的模底孔上。 轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪用鑄鋼件加工銃齒。上盤(pán)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(gè)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(gè)模孔上。模孔之間各有一個(gè)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(pán)上。中心軸插入套管中間，穿越固定盤(pán)與底座擰固，使轉(zhuǎn)盤(pán)作間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪，模筒、上盤(pán)在雙沖頭蜂窩煤機(jī)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(dòng)撞塊、從動(dòng)撞 塊、拉簧等零件組成。它主要控制轉(zhuǎn)盤(pán)作間歇?jiǎng)幼鳎c其

6、它部位運(yùn)動(dòng)相配合。當(dāng)沖頭向下進(jìn)入模筒時(shí)， 轉(zhuǎn)盤(pán)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，等待壓煤成型。沖頭上升離開(kāi)模筒時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣相互配合，自動(dòng)循環(huán)，完 成加料、成型、出煤等動(dòng)作。它們的動(dòng)力來(lái)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(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)。立軸的上端有扇形齒 輪與主動(dòng)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(pán)齒輪之間，與轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪嚙合，它與扇形齒輪嚙合是時(shí)斷時(shí)續(xù)的。撥轉(zhuǎn) 齒輪上端緊固從動(dòng)按塊。主動(dòng)撞塊撥動(dòng)從動(dòng)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(pán)、凸輪配合工作。 當(dāng)滑梁上行時(shí)，沖頭離開(kāi)轉(zhuǎn)盤(pán)，主動(dòng)撞塊和從動(dòng)撞塊先接觸

7、，扇形齒輪第一齒和撥轉(zhuǎn)齒輪開(kāi)始嚙 合，這時(shí)凸輪最高點(diǎn)碰上搖臂，使定位把鉤脫離上盤(pán)的定位槽；轉(zhuǎn)盤(pán)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。 當(dāng)沿粱下行時(shí)，扇形齒輪走完最后一齒，凸輪最高點(diǎn)已經(jīng)過(guò)擊，低點(diǎn)到來(lái)，定位把鈞通過(guò)定位彈 簧的拉力，進(jìn)入士盤(pán)定位槽 （已轉(zhuǎn) 72°） 。轉(zhuǎn)盤(pán)停止運(yùn)行，沖頭進(jìn)入模簡(jiǎn)，壓煤成型。如此循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)， 完成撥轉(zhuǎn)動(dòng)作。 雙沖頭蜂窩煤機(jī)的撥轉(zhuǎn)部分，只是扇形齒輪與轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪嚙合，沒(méi)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(huì)破壞整部機(jī)器的自動(dòng)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(pán)、彈簧、彈簧壓帽、出煤桿

8、、出 煤盤(pán)等零件組成。它隨滑梁上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入模筒壓煤成型和出煤。與轉(zhuǎn)盤(pán)部分、撥轉(zhuǎn)部分互相配合， 協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，要求準(zhǔn)確無(wú)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(lái)回活動(dòng)。彈簧套在沖頭蓋和彈簧壓帽之間。沖桿通過(guò)法蘭盤(pán)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(duì)輪的拐軸通 過(guò)連桿帶動(dòng)，作直線上下運(yùn)動(dòng)，傳遞動(dòng)力，使沖頭壓煤成型，成品出模，刷子前后擺動(dòng)。 （七） 進(jìn)料部分 進(jìn)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(dòng)軸上的對(duì)開(kāi)傘齒輪與進(jìn)料軸上的大傘齒輪嚙合，使料斗軸旋轉(zhuǎn)而均勻進(jìn)料。 （八） 掃刷部分 掃刷部分主要由上連桿、上連桿軸承座、上銷(xiāo)軸、下銷(xiāo)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(dòng)，來(lái)回掃刷沖頭和出煤盤(pán)底面的積煤。 （九） 輸出部分 成品輸出部分主要由主動(dòng)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(dòng)力是靠安裝在偏心軸上的滾筒旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。主動(dòng)滾筒通過(guò)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(jī)的功能和設(shè)計(jì)要求 1、功能 沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國(guó)城鎮(zhèn)蜂窩煤（通常又稱(chēng)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(pán)上的模筒內(nèi)，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩煤。 為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)必須完成以下幾個(gè)動(dòng)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(pán)的積屑的掃屑運(yùn)動(dòng)； 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(jì)要求 1） 蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力： 30次/min ; 2） 驅(qū)動(dòng)電機(jī)： Y180L— 8、功率 N= 11 kW、轉(zhuǎn)速 n = 730 r/min ; 二、工作原理和工藝動(dòng)作分解 根據(jù)上述分析，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)要求完成的工藝動(dòng)

11、作有以下六個(gè)動(dòng)作： 1 ）加料：這一動(dòng)作可利用煤粉的重力打開(kāi)料斗自動(dòng)加料; 2） 沖壓成型：要求沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在沖頭行程的二分之一進(jìn)行沖壓成型； 3） 脫模：要求脫模盤(pán)上下往復(fù)移動(dòng)，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(dòng)的滑梁上； 4） 掃屑：要求在沖頭、脫模盤(pán)向上移動(dòng)過(guò)程中用掃屑刷將煤粉掃除； 5） 模筒轉(zhuǎn)模間歇運(yùn)動(dòng)：以完成沖壓、脫模和加料三個(gè)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(gè)動(dòng)作，加料和輸送的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，暫時(shí)不予考慮，脫模和沖壓可以用一個(gè)機(jī)構(gòu)完成。 因此，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)

12、方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮沖壓和脫模機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)和模筒轉(zhuǎn)盤(pán)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問(wèn)題。 三、 根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 對(duì)于沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定沖壓和脫模盤(pán)、掃屑刷、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件 的先后順序、相位，以利對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。 四、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型 1的常 根據(jù)沖頭和脫模盤(pán)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)、掃屑刷這三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以選擇表 用機(jī)構(gòu)，這一表格又稱(chēng)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣。 表1 三執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣 沖頭和脫模盤(pán)機(jī)構(gòu) 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 六桿沖壓機(jī)構(gòu) 掃屑刷機(jī)構(gòu) 附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu) 固定移

13、動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu) 模筒轉(zhuǎn)盤(pán)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選定和評(píng)價(jià) 根據(jù)表1所示的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣，可以求出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為: N=3 X 2X 3= 18 現(xiàn)在，我們可以給定條件、各機(jī)構(gòu)的相容性和盡量使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單等等要求來(lái)選擇方案。由此可選定 兩個(gè)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的方案。 方案I:沖壓機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)為槽輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件 機(jī)構(gòu)。 方案n：沖壓機(jī)構(gòu)為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)為不完全齒輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為附加滑塊搖桿 機(jī)構(gòu)。 兩個(gè)方案我們可以用模糊綜合評(píng)價(jià)方法

14、來(lái)進(jìn)行評(píng)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(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案。 六、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比和變速機(jī)構(gòu) 根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力。它們的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比 為: 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)采用帶傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為 4.866，第二級(jí)采用齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為 5。 七、 畫(huà)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 按已選定的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，畫(huà)出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖。 其中三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分也可以稱(chēng)為機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意簡(jiǎn)圖。如圖 4所示，其中包括了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、 三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組合。如果再加上加料機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)，那就可以完整地表示整臺(tái)機(jī)器的機(jī)

15、械運(yùn)動(dòng)方 案圖。 有了機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖，就可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算和機(jī)器的總體設(shè)計(jì)。 八、 對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸計(jì)算 為了實(shí)現(xiàn)具體的移動(dòng)要求，必須對(duì)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（沖壓機(jī)構(gòu)） 、槽輪機(jī)構(gòu)（模 筒轉(zhuǎn)盤(pán)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)）和掃屑凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，必要時(shí)還要進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算。 1、 帶傳動(dòng)計(jì)算（略，機(jī)械設(shè)計(jì)中有專(zhuān)門(mén)講解） 。 2、 齒輪傳動(dòng)計(jì)算 取Z1=22, Z2= i X 22= 5X 22= 110。按鋼制齒輪計(jì)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(jī)構(gòu)相關(guān)計(jì)

16、算表格求出。 3、 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)計(jì)算 已知沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的滑梁行程 s=300mm，曲柄與連桿長(zhǎng)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(zhǎng)度為： L 955.41 mm 因此，不難求出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑梁（滑塊）的速度和加速度變化。 4、 槽輪機(jī)構(gòu)計(jì)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(xiāo)半徑r 按結(jié)構(gòu)情況確定r = 30 mm 。 4） 槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)主動(dòng)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(dòng)件圓銷(xiāo)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(yùn)動(dòng)系數(shù)k k （n =1,n為圓銷(xiāo)數(shù) ） 2 z 3 5、掃屑凸輪機(jī)構(gòu)計(jì)算 固定凸輪采用斜面形狀，其上下方向的長(zhǎng)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(mǎn)足掃除粉煤的活動(dòng)范圍。具體按結(jié)構(gòu)情況來(lái)設(shè)計(jì)。 九、沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的飛輪設(shè)計(jì) 由于希望沖壓機(jī)構(gòu)具有增力功能， 以減小機(jī)器的速度波動(dòng)和減小原動(dòng)機(jī)的功率， 因此必 須進(jìn)行飛輪設(shè)計(jì)，以便達(dá)到功能要求。具體設(shè)計(jì)過(guò)程略。