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文档简介

哈尔滨理工大学专科生毕业论文ICBJ-60 型水泥拆包机结构设计摘 要水泥拆包机主要应用于各种建筑工地,它是混泥土制作过程中的一个环节,主要与其它设备配合使用,如:水泥袋打包机、螺旋输送泵等。水泥拆包机的主要任务实现与袋的完全分离,为混泥土搅拌机提供原料。本文主要内容如下:系统传动部分设计 系统传动部分主要包括带轮传动、高速级齿轮传动和同步齿轮传动。带轮传动用于传递动力源,它的小轮端与电动机联接,大轮端与带轮轴联接;高速级齿轮传动用于传递工作所需的力和速度,小齿轮与带轮轴联接,大齿轮的与一个滚筒轴联接,同步齿轮传动用于实现一对滚筒同时工作,其中一个齿轮即高速级传动中的大齿轮起换向作用。拆包机构设计 拆包机构的核心部分为一对滚筒,辅助部分有导轨机构和退袋机构。滚筒主要采用滚轮挤压与刀片划缝式的结合;导引机构、退袋机构是一条条钢筋联编而成,位于滚轮下方和右册实现水泥袋有一定的完整性。输送机构设计 输送机构是重要的辅助机构,它主要功能是将水泥输送到一定的高度,然后靠自身重力形成水泥袋与滚筒之间的冲击力,从而更好地破袋.它的主要组成部分是驱动装置(电动机和传动滚筒)输送带和支撑托辊。关键词 水泥拆包机;拆包机构;导引机构;输送机构哈尔滨理工大学专科生毕业论文II目 录摘 要 .I第 1 章 绪论 .11.1 课题背景研究的目的及意义 .11.2 国内外水泥拆包机现状及发展趋势 .21.3 本论文主要工作内容 .3第 2 章 总体方案设计 .42.1 水泥拆包机设计方案比较与选用 .42.2 输送机的选取及布置形式 .8第 3 章 水泥拆包机的设计计算 .93.1 传动部分设计 .93.1.1 系统传动比的计算 .93.1.2 同步齿轮的设计计算 .93.1.3 高速级传动齿轮设计 .123.1.4 带轮传动的设计 .143.1.5 带轮轴的设计 .163.2 拆包机结构设计 .213.2.1 滚筒 .213.2.2 滚筒轴的设计 .213.2.3 滚筒从动轴的设计 .273.3 输送机的设计 .31结论 .33参考文献 .34致谢 .35哈尔滨理工大学专科生毕业论文0第 1 章 绪论1.1 课题背景研究的目的及意义在国民经济迅速发展的今天,建筑行业有了空前的发展。各种大大小小的建筑工程多都要用到水泥。而通常水泥分为散装水泥和袋装水泥。前一种情况方便用于当地有水泥厂的大中小型工程,其它情况都得用袋装水泥。在全国范围内有水泥厂得城市并不多,所以许多地方还得用袋装的水泥。自 20 世纪 80 年代起,随着改革开放后,国内的建筑行业飞快发展,在学习无产阶级专政理论的热潮中,在全国工农业生产日益发展的大好形势下,铁道部大桥工程局水泥拆包机现场会于 1975 年 10 月 24 日至 26 日在大桥工程局一桥处举行。参加会议的有局属各桥处、厂等单位。会上,由大桥工程局一桥处和桥梁机械制造厂组成的三结合水泥拆包机改进小组介绍了他们对水泥拆包机改进试验的情况。到会同志观看了改进后的水泥拆包机的工作情况,并进行了讨论。大家认为:水泥拆包机的改进成功,大大改善了工人的劳动条件和强度,为混凝土生产的机械化和自动化创造了条件。经过改进的水泥拆包机已正式投入生产,至会议期间,已拆了近 10万包水泥,参加过灌注水下混凝土、承台以及桥墩混凝土的生产。从而使国内的水泥用量飞速增长,这也使得水泥拆包机的生产商看到了市场。国外发达国家就开始将国内的水泥拆包机工业压缩,并向发展中国家转移。据中国研究院统计,通过合资新建、并购、控股等方式进入中国市场的国外知名水泥拆包机生产商主要有七家。起步阶段,进入我国的国外水泥巨头主要有日本的太平洋水泥(原名秩父小野田株式会社) 、法国的拉法基、德国的海德堡以及瑞士的豪瑞;全面进入阶段,进入我国的国外水泥巨头主要有爱尔兰的 CRH 公司、葡萄牙的西姆泊以及意大利水泥集团。国外水泥巨头基本以并购的方式进入我国水泥拆包机市场,并通过并购的方式扩大规模,鲜有新建。在小型工程中,水泥用量比较少,可以使用人工拆包,在那些大中型工程中,人工拆包几乎难以满足。第一是速度跟不上,第二是需要很多劳动力,这样袋装水泥拆包就成为了建筑行业的一大难题,而且现在市场上紧缺这类型的产品。水泥拆抱机减小了工人的劳动强度,减少了工程建设费用,大量的节省了工程时间,提高了工程效率,并且是工程建设自动化实现的一个重要环节。哈尔滨理工大学专科生毕业论文11.2 国内外水泥拆包机现状及发展趋势拆包机在的市场需求非常大,未来拆包机设备生产增长最快的是在发展中的国家和地区。发达国家将从包装机械行业刺激国内需求中获利,并在发展中国家寻找当地合适的水泥拆包机生产厂家,特别是在建筑行业进行投资。目前,国内企业由于缺乏对研发和创新的足够重视及投入,致使国内企业仍无法生产自动化程度较高的高速设备,也无法赶上国外制造商的创新进度。所以我国的包装机械行业需要扬长避短,在不摒弃引进和吸收的基础上,充分重视对设备研发和创新的投入,以更完善的产品系列、更贴心的设计、更充足的配套和更精细的制造,来打动国内和国际客户,从而获得更广阔的的市场和更多的消费者。国内水泥拆包机生产企业缺点不足表现在以下几个方面。1. 机械行业中矛盾重重,企业无法应对形势的变化,行业发展思想观念与形势发展不相适应。2. 技术创新能力弱,工艺技术进展缓慢,新产品开发还没有从根本上摆脱仿研跟踪的局面,竞争力不强,经济增长、效益提升仍然主要靠规模拉动。3. 企业的服务市场、服务客户的意识以及发展的紧迫感、责任感不强,一些企业对人的认识和使用与市场经济规律之间不相适应等现象。的服务市场、服务客户的意识以及发展的紧迫感、责任感不强,一些包装机械企业对人的认识和使用与市场经济规律之间不相适应等现象。面对不利因素,最紧迫的是改变机械行业中各企业的发展方式,企业要站在新的起点上去审视和解决好以上的矛盾和问题,转变发展理念,强化自主创新,增强市场意识,大力推进国内机械行业发展。要改变机械行业现状,促进包装机械的发展,行业在大步前进的同时要注意国内外机械的发展趋势。水泥拆包机在国内市场有很多的需求,而随着中小城市大型建筑工程的兴起,水泥拆抱机的需要量还会进一步的扩大:在国际上,有许多小型国家没有大型的水泥厂,有时大型的建筑工程需要进口袋装水泥,这样袋装水泥在那样的国家也有广阔的市场,所以水泥拆拆包机在国际市场也有相当的需求。国外水泥拆包机发展趋势具体表现在以下几个方面。1效率最大化 拆包和气力输送有机地融为一体 ,拆包过程无需中断,无需添加任何辅助设,大大地提高了拆包效率,使用寿命更长、维修更加方便。整机采用免基础设计, 移动更加灵活、方便,使设备使用更加环保、可靠。2. 机电一体化 采用电液比例伺服控制系统,国外产品大都实现了哈尔滨理工大学专科生毕业论文2负载反馈的自动控制。3. 安全措施 配有防坠物保护、卷扬的高度限位、安全控制、发动机参数显示、报警等。1.3 本论文主要工作内容本课题以水泥拆包机为研究对象,通过对水泥拆包机的国内外设备状况的调研,确定水泥拆包机的结构。初步确定本课题对以下几个方面进行了研究和探讨,具体工作内容如下:l.调研、收集水泥拆包机相关设计信息,根据水泥拆包机的工作要求和工作环境,提出泥拆包机的总体设计构思。2.对结构进行整体设计,在机械结构整体方案基础上,数据进行选定。3.根据总体设计,计算变幅机构相关数据。4.对泥拆包机进行 CAD 二维绘图。哈尔滨理工大学专科生毕业论文3第 2 章 总体方案设计2.1 水泥拆包机设计方案比较与选用拆包机的设计从总体上分为两类,即刀片划缝型和滚轮挤压型。刀片划缝型具有拆抱速度快,拆包完整性好等优点,但其分离效果不好,而且机器比较复杂,体积也偏大。而滚轮挤压型具有拆包速度快,分离效果好等优点,但易破坏袋子的完整性。综合以上论述,拟定如下几套方案:方案一,采用单刀划缝型,其工作过程如下:先通过带式输送机把水泥袋运送到一定的高度,然后通过自身重力从一个斜坡上滑下,在斜面上有一把突起的尖刀,把水泥袋下面划一条缝,水泥袋继续下滑,进入 V 型槽上,水泥经过刀缝从槽下漏掉,水泥袋继续滑过 V 型槽,从而实现水泥和袋的分离。此方案优点是结构简单,功率小。其缺点是体积大,拆包效果不好。这个方案中,机器的主体不使用动力,水泥袋完全靠自身的重力来完成拆包过程,这就决定水泥袋必须有一定的重力势能才能完成拆包过程。此方案中有三处不太可靠的地方:一是,水泥袋滑过斜坡时有可能被到卡死,或者没被处划破。二是,经过 V 型槽时,水泥有可能倒不干净。三是,水泥袋有可能划不过 V 型槽而停留在中途这样会影响下一袋的拆包。基于上述几点不足之处,现将方案该为方案二。方案二:针对方案一中斜坡上破袋效果不好,现把斜坡面改为垂直的,静止的刀改为转动的滚刀,这样袋子不会被卡死,即使卡死也会被转动的刀慢慢破开,这样带来的缺点是在主机中增加了一个动力,而且刀容易坏,改进的第二个地方是 V 型槽上增加一个震动机构,这样可以增加水泥袋通过 V 型槽的能力,也增加了水泥的落袋能力,这样做同样也会使机械变得复杂,不易于维修,机器的拆包速度不能够变得很快。这样虽然水泥和袋的分离效果有所改善,但效果不是很好,于是把方案二中的分离装置进一步改善成方案三。方案三:水泥袋经过带式输送机运输到一定高度,经过一个竖直的方筒,方筒中有两把滚刀,布置在较宽的两个面中间,水泥袋经过时会在较宽面的长度方向上划开两条缝,水泥袋继续下滑,遇到如图 1-1 所示的装置。水泥袋在自身重力和冲击力作用下,会使袋底破开,那条三角形横杆上面也可以做成锯齿状,以便更好地破袋,被破开的水泥袋被三角形的侧面为条状的三角分离板分成两半,水泥会顺利地掉下。接下来要取出水泥袋,如图 1-2 所示,可以在分离板两边加一对针辊,以便把水泥袋揪出,但这样有可哈尔滨理工大学专科生毕业论文4图 1-1 装置示意图能会把水泥袋撕烂。于是又把图改进为如图 1-3 所示,让袋子从一边出来,这样也有利于水泥袋的统一装运。图 1-2 装置系统图 图 1-3 改进后系统图这个方案用竖直方筒代替了方案二中的斜面滑槽,用滚筒挤压代替了V 型槽,从而使机器体积大大减小,性能也有一定的提高 ,但机器还是存在不可靠的地方,如水泥袋落下经过冲击横杠时,有可能不被破开,从而使下一个水泥袋无法被破开,使机器无法正常工作,所以此方案也不够成熟,于是进一步改进成方案四。方案四: 此方案属于滚轮挤压型,工作流程如下:水泥袋经过输送机输送到一定的高度,然后垂下落,经过一对齿辊把水泥袋挤烂,下落到一个倾斜条形的网状物体上,水泥从网隙间落下,水泥袋沿斜网滑出,从而实现水泥和袋的分离,示意图如图 1-4 所示。水泥袋分离板角型横杠哈尔滨理工大学专科生毕业论文5齿辊网状物 图 1-4 方案四示意图为了能有更好的破袋效果,可以把一边的齿辊换成螺纹辊,这种方案的优点是,机器的体积小,破袋效果好,但效果好的同时也会破坏了袋子的完整性。但是这种方案也有其不可靠性。如,水泥有可能堆积在水泥袋上一起滑出倾斜网状物,这样就会造成浪费,水泥袋也有可能停留在网上,从而就会影响下一包水泥和袋的分离,这样就会通过增加网的倾斜度来实现,而一旦网的倾斜度增加,机器的高度也会增加,同时也增加了水泥和袋滑出倾斜网的机率。于是又进一步改进为方案五。方案五:在上一方案中,齿辊与螺纹辊的配合虽然有较好的破袋效果,但不能保留袋的完整性,不利于后期的装运。现把齿辊和螺纹辊改进,使用盘状刀片,这样划出有规则的缝,使袋子有一定的完整性。其工作原理是:水泥袋经过滚轮先与盘状刀片接触,划开几道缝再经过滚轮的挤压水泥就会漏出,但这样还是难以实现水泥与袋的分离,于是再在滚轮下加上一个导引机构,此机构其实就是用一条条钢筋联编再一起的条状体,其简图如图 1-5 所示。这样通过滚筒与条状体的挤压会产生很好的水泥与袋的分离效果,但这样一来又会产生一个新的问题,就是水泥有可能钩在盘状刀片上,与滚筒一起做圆周运动,袋子多到一定程度就会把机器卡死无法正常工作,所以必须设计一个退袋机构,让袋子和盘状滚刀能及时分离,保证下面的后续工作能顺利进行。退袋机构的简图如图 1-6 所示,整个装置的示意图如图 1-7 所示。 这种方案在主机部分需要一个动力,机器的结构比较紧凑,从而机器的体积也有所减小,同时机器有很高的拆包速度,而且分离比较干净,同时又能在一定程度上保证水泥袋

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