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板材校平分切自动生产线单油缸升降台机械设计【5张图纸】【优秀】

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关键词：: 板材校平分切自动生产线单油缸升降台机械设计

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板材校平分切自动生产线单油缸升降台机械设计

37页 15000字数+说明书+5张CAD图纸【详情如下】

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单缸液压升降平台.dwg

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前言1

第一章设计课题的提出及方案的论证2

1.1课题的提出2

1.2方案的选择和确定4

1.2.1生产线的工艺流程4

1.2.2几种方案的提出论证4

1.2.3方案的确定4

1.2.4其他说明（关于结构设计的几点说明）5

1.3理论分析5

1.3.1传送部分的设计6

1.3.2上料段的设计7

第二章设计的主要参数计算和校核11

2.1电动机功率及减速机类型、型号的选择11

2.2 相互啮合的齿轮齿数、模数的确定及强度校核11

2.3链传动中链、链轮的选择16

2.4键的选择和强度校核17

2.4.1齿轮传动中键的选择和强度校核17

2.4.2链传动中滚筒轴键选择及强度校核18

2.5升降台液压缸有关计算19

2.5.1液压升降台的结构及运动原理21

2.5.2升降台液压缸的设计计算23

2.6液压缸底部与底座联接用销轴选择及强度校核28

2.6.1销轴的选择28

2.6.2强度校核28

2.7液压升降平台底部与底座联接用销轴选择及强度校核29

2.8滚筒架用丝杠的有关计算及强度校核30

第三章结论33

前言

随着社会主义市场经济的确立，人民群众对各种包装器材的要求日益提高，各种罐头类食品，各种涂料都大量利用金属桶包装。因此，制桶制罐业在我国现阶段有很大的发展潜力。然而目前国内的制桶制罐业从原料到设备都需要大量从国外进口，占用了国家的大量外汇，客观上也增加了桶罐制造品的成本。因此，制桶制罐业实现全面国产化，具有相当重要的意义及广阔的市场前景。

　　　当今机械制造技术发生了重大变革，进入了一个全新的发展时期，摆在我们机械制造工程技术人员眼前的一个重要任务是如何将我国的机械制造技术与国外先进的机械制造技术相结合，用较少的投入在短期内改变我国机械制造业落后的现状。

　　　我国现存机床总量居世界第二位，但大部分机床都比较陈旧，性能落后，机床老化严重，而性能先进的高、精、尖自动化机床较少，特别是在包装机械方面更是少之又少，在机械工业中应用自动化技术，对提高产品的性能和质量，节约能源资源及材料消耗，提高劳动生产率，改善劳动条件和减轻工人劳动等方面都显示了巨大的经济效益和社会效益，因此自动化技术日益获得广泛的应用，而提高机床的自动化程度，对现有机器设备进行设备更新改造是当今面临的一个迫切而重大的任务。

　　　目前，武汉钢铁厂已经加工出了合格的制桶原料----各种规格的金属卷板。我们现在要设计的是制桶所必需的生产设备----薄板滚切自动生产线。

设计该生产线我们必须考虑我国目前机械工业发展的水平及状况，切不可不符合我国国情而一味的追求技术上的先进性，如果这样该设备的成本就会上升而失去了市场竞争力。我们要从中国实际出发，在设计时尽量采用我们自己生产的各种标准件或是技术通用产品，当然在关键部分也要利用国外先进技术及产品，以保证我们设计的设备在技术和价格上都有竞争力。

　　　我本次设计的为自动化程度较高的生产线，属最初设计阶段，可参考借鉴的资料较少，现有的生产线更少，给我的设计工作带来了困难，因此，在设计中会出现许多的问题。请各位老师评指正。

　　　1.2方案的选择和确定

1.2.1生产线的工艺流程

　　　板材校平分切自动生产线上料部分的主要任务是将未加工的板料送到工作位置。其主要的工艺流程为：板材在机架上，由传送装置传送到升降台上，由液压缸推着升降台使板料向上运动。当板料在升到一定高度之后，由光电传感器感测到之后，控制升降平台，升降平台在液压机构的控制下停止运动。由真空吸附装置将每一块板料吸起，然后在气动系统的控制下该装置将板料送到夹送机构。此过程为一个循环。该过程要求自动完成，并且能够和后一个工序达到同步。

1.2.2几种方案的提出论证

1.第一个方案

　　在板料放到升降台的时候，板料堆由传送装置送到下一个工作位置上。现在有两种方案的提出以供选择。该工作动作可以由夹送辊完成或使用由电机带动滚筒完成该动作。前者可以较好的完成传送的要求，但是由于在其传送过程中存在着一个向前方向的前冲力，考虑到薄铁板的厚度一般在1mm以内，所以，很容易造成薄铁板由于前冲力而出现卷边的情况。所以，夹送辊传送的方案不适合生产的需要。由电动机带动滚筒的传送装置也可以很好的完成传送的要求。而且，由它完成传送要求平稳安全，不存在薄铁板损坏的顾虑。所以，我们选择电动机带动滚筒来作为本自动生产线上料部分的传送装置。

2.第二个方案

　　在完成传送之后，板料堆置在升降平台上。升降台上升，达到一定高度后被光电装置探测到即停止。此动作现在有两种方案可供选择：升降平台可以由链轮机构或由液压机构控制。这两种方案都可以较好的完成对升降平台的控制。但是由链轮控制存在着故障率高的问题。而且，不容易和前面的装置达到同步。所以，链轮装置不适合在此部分使用。而液压装置不存在这种问题，升降比较平稳，在光电传感器的配合下，可以很好的完成任务。因此，在此部分我们选择用液压升降平台系统。

1.2.3方案的确定

经过合理的论证，我所设计的薄铁板滚切自动生产线的上料部分采用以下方案：首先，板料堆经过传送装置（电机带动的滚筒，滚筒之间有链条连接）传送到升降平台上。液压升降平台上升，上升到一定高度的时候，由光电传感器测知，液压升降平台停止，真空吸附装置吸起每一块板料，在真空泵的控制下将每一块板料送到夹送机构。之后，液压升降平台恢复到原来的位置，等待下一批板料。这个过程为一个循环。至此，整个生产线的上料工作完成一个单元。此过程要求尽量达到平稳并且同步。

1.2.4其他说明（关于结构设计的几点说明）

　　1. 滚筒传动

　　滚筒一共有九组，滚筒由电机带动，滚筒之间由链条连接。以完成传送工作。如果用一条链条带动滚筒转动，在链传动中不受力的一边与中间链轮会发生分离，这样链轮传动就会出现偏差。因此，采用下图方式排布。

板材校平分切自动生产线单油缸升降台机械设计.gif

内容简介：: 天津理工大学2009届本科毕业设计说明书参考文献1 唐金枝等编.简明机械设计手册.上海科学技术出版社，19922 郭芝俊编.机械设计手册.天津科技出版社，19983 徐影编.机械零件.高等教育出版社，19914 天津大学机械零件教研室编.机械零件手册.人民教育出版社，19805 黄锡恺,郑文伟编.机械零件.高等教育出版社，19896 刘富贵，赵中宰编 .机械设计.蓝天出版社，19907 宋景文，刘富贵编.机械设计课程设计.蓝天出版社，19908 彭文生主编.机械设计.华中理工大学出版社，19959 徐安力编.离合器.人民交通出版社，198110 同开勒主编.机械设计零件手册.人民教育出版社，197811 东北工学院.机械零件设计手册.编写组编.机械零件使手册（续编）.冶金工业出版社，198112 邱宣怀主编.机械设计（第四版）.高等教育出版社.1997年13 徐灏机械设计手册（第二版）北京：机械工业出版社，2001 14 卜炎中国机械设计大典南昌：江西科学技术出版社，2001 15 哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学第四版北京：高等教育出版社，1988单缸上料液压升降台摘要我们的课题是薄铁板滚切自动生产线，其主要的功用是将薄铁板滚切去边成所需尺寸的半成品。该半成品可应用于各种桶装成品的包装制桶，以及洗衣机内缸、热水器内胆等。其用途可以说是很广泛，随着各类相关产品的需求量增大，该生产线的前景良好，前途广阔。我所负责的部分是该生产线的单缸上料液压升降台部分，该部分工作以前是由人工来完成的，工作虽简单却繁重。为了有效的利用人力资源，减轻工人的劳动强度，提高机器的效率，我所设计的上料部分应该是自动的而不用人工来完成。薄铁板在机架上，由传送装置传送到升降台上，由液压缸推着升降台使板料向上运动，当板料在升到一定高度之后，由光电传感器感测到之后，控制升降平台，升降平台在液压机构的控制下停止运动，这样可以在可能的范围内减少人力配置，达到自动化生产线的要求。关键词: 自动生产线上料升降台 The Single-cylinder Feeding Hydraulic Elevator PlatformABSTRACT Our theme is a thin iron sheet rolling & cutting automatic production line, the main function of which is to roll and cut off edges of thin iron sheets in order to get half finished products with required sizes. This half finished product can be used in barrel packaging & making of various barrel products, inner casing of washing machines and inner bags of water heaters etc. Its application is broad, and along with increased quantity demanded, the prospect of its production line is promising and wide. What I am in charge of is the single-cylinder feeding hydraulic elevator platform, the work of which is performed by hand, simple but heavy. Thin plate in the rack by the sending device sent to the take-off and landing platform, pushed by the hydraulic cylinder lifts the sheet up so that movement, when the sheet metal in the rise to a certain height from the sensor to the photoelectric sensor, the control of take-off and landing platform, hydraulic lift platform to stop under the control of body movement. In order to effectively make use of human resource, reduce labor intensity and raise machines efficiency, the feeding part designed by me should be automatic (without using manpower) so as to reduce human arrangement and to meet requirements of automatic production line.Key Words: Automatic production line Feeding Elevating platform目录前言1第一章设计课题的提出及方案的论证21.1课题的提出21.2方案的选择和确定41.2.1生产线的工艺流程41.2.2几种方案的提出论证41.2.3方案的确定41.2.4其他说明（关于结构设计的几点说明）51.3理论分析51.3.1传送部分的设计61.3.2上料段的设计7第二章设计的主要参数计算和校核112.1电动机功率及减速机类型、型号的选择112.2 相互啮合的齿轮齿数、模数的确定及强度校核112.3链传动中链、链轮的选择162.4键的选择和强度校核172.4.1齿轮传动中键的选择和强度校核172.4.2链传动中滚筒轴键选择及强度校核182.5升降台液压缸有关计算192.5.1液压升降台的结构及运动原理212.5.2升降台液压缸的设计计算232.6液压缸底部与底座联接用销轴选择及强度校核282.6.1销轴的选择282.6.2强度校核282.7液压升降平台底部与底座联接用销轴选择及强度校核292.8滚筒架用丝杠的有关计算及强度校核30第三章结论33天津理工大学2013届本科毕业设计说明书前言随着社会主义市场经济的确立，人民群众对各种包装器材的要求日益提高，各种罐头类食品，各种涂料都大量利用金属桶包装。因此，制桶制罐业在我国现阶段有很大的发展潜力。然而目前国内的制桶制罐业从原料到设备都需要大量从国外进口，占用了国家的大量外汇，客观上也增加了桶罐制造品的成本。因此，制桶制罐业实现全面国产化，具有相当重要的意义及广阔的市场前景。当今机械制造技术发生了重大变革，进入了一个全新的发展时期，摆在我们机械制造工程技术人员眼前的一个重要任务是如何将我国的机械制造技术与国外先进的机械制造技术相结合，用较少的投入在短期内改变我国机械制造业落后的现状。我国现存机床总量居世界第二位，但大部分机床都比较陈旧，性能落后，机床老化严重，而性能先进的高、精、尖自动化机床较少，特别是在包装机械方面更是少之又少，在机械工业中应用自动化技术，对提高产品的性能和质量，节约能源资源及材料消耗，提高劳动生产率，改善劳动条件和减轻工人劳动等方面都显示了巨大的经济效益和社会效益，因此自动化技术日益获得广泛的应用，而提高机床的自动化程度，对现有机器设备进行设备更新改造是当今面临的一个迫切而重大的任务。目前，武汉钢铁厂已经加工出了合格的制桶原料-各种规格的金属卷板。我们现在要设计的是制桶所必需的生产设备-薄板滚切自动生产线。设计该生产线我们必须考虑我国目前机械工业发展的水平及状况，切不可不符合我国国情而一味的追求技术上的先进性，如果这样该设备的成本就会上升而失去了市场竞争力。我们要从中国实际出发，在设计时尽量采用我们自己生产的各种标准件或是技术通用产品，当然在关键部分也要利用国外先进技术及产品，以保证我们设计的设备在技术和价格上都有竞争力。我本次设计的为自动化程度较高的生产线，属最初设计阶段，可参考借鉴的资料较少，现有的生产线更少，给我的设计工作带来了困难，因此，在设计中会出现许多的问题。请各位老师评指正。第一章设计课题的提出及方案的论证1.1课题的提出随着世界经济的发展，我国的经济发展更是日新月异。我国人民的生活水平有了明显的大幅度提高。我们的课题是薄铁板滚切自动生产线，其主要的功用是将薄铁板滚切去边成所需尺寸的半成品。该半成品可应用于各种桶装产品的包装制桶，以及如洗衣机内缸，热水器内胆。其用途可以说是十分广泛，随着各类相关产品的需求量的增大，该生产线的前景良好，前途广阔。我所负责的部分是该生产线的上料部分，该部分要求在前几部分完成的基础上将已加工完成的半成品整齐的将之卸下。以前该部分的工作是由人工完成的，工作简单但很繁重。为了有效的利用人力资源，减轻工人的劳动强度，提高机器的效率，我所设计的上料部分应该是自动而不是用人工来完成的。可以在可能的范围内减少人力配置，达到自动化生产线的要求。当今社会，随着改革开放的不断深入及科学技术的发展，我国城乡居民的日常生活水平有了显著的提高，人们的商品意识得到了很大提高。各行各业的商品生产者在不断提高产品质量的同时，逐渐对那些大而笨的产品包装失去了兴趣，转而需要大量的便于携带和存放的、小巧美观的小包装，如罐头、桶装、盒装等各种各样的包装形式。这种小巧精美的包装及干净，又好看，而且价格便宜，受人喜爱，非常适用于当今时代的快节奏生活，其适用范围必然会越来越广泛，其发展前景十分广阔。由于各种包装容器的需求量不断扩大，加工制造容器所需要的先进机械设备取代传统的人工体力劳动已成为包装制造业发展的必然趋势。如制罐所需要的原材料为卷板材，在制罐前要将卷板材料开卷展平，然后剪切成所需要的尺寸，形状并堆放整齐，为后续工作做好准备。传统的工作方法是将卷材放在一根轴上，然后由工人用手将卷材拉平，直接放在剪板机上进行剪切。由于没有校平机构，切除的板料成星形且人工进给试板料的尺寸无法保证，特别是在堆放时无法摆放整齐，使后续加工的上料十分困难，且人工劳动强度大，体力消耗严重。虽然我国的科学技术水平在改革开放后有了很大提高，但这种落后的加工方法在我国的许多厂家还有大量的使用，特别是一些中小企业和乡镇企业，由于资金不足，还在普遍使用，即使在一些大中型企业所适用的国产卷料开卷上料生产线，其自动化程度也不高，效率较低。这使我国生产的大量合格产品，由于包装的不合要求，在出口时蒙受了极大损失。这样，就需要我们设计一种操作很简单，自动化程度高，加工精度高，价格便宜的板料精切自动生产线来适应这种社会要求，它既能节省人力，又节省原材料，还由于自动化而提高生产率和质量，这就是包括开卷、上料、铰平、切断、上料于一体的板材精密分切面自动线。包装机械的概况1.包装机械在国民经济中的地位和作用包装机械是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械，它是现代商品生产过程中必不可少的技术设备，是包装工业重要的组成部分。其应用范围广泛，如在食品，医药，化工，机械，电器，纺织等部门均有实用，其中以食品工业和化工工业领域应用最多，约占50左右，由此可见，包装工业在国民经济总产值中占17一2，而包装机械在包装工业产值中占5左右。我国包装机械行业起步较晚，1982年包装工业总产值仅占国民经济总产值的07，而包装机械仅占包装工业总产值全部的2左右。包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是使用包装机械。随着时代的发展，技术的进步，包装机械在包装领域中正起着越来越大的作用，其主要作用有以下几点：(1)可大大提高劳动生产率滑台式吸塑封口机机械包装比手工包装快得多，如糖果包装，手工包糖1min只能包十几块，而糖果包装机每分钟可达数百块甚至上千块，提高效率数十倍。(2)能有效地保证包装质量机械包装可根据包装物品的要求，按照需要的形态、大小，得到规格一致的包装物，而手工包装是无法保证的。这对出口商品尤为重要，只有机械包装，才能达到包装规格化、标准化，符合集合包装的要求。 (3)能实现手工包装无法实现的操作有些包装操作，如真空包装、充气包装、贴体包装、等压灌装等，都是手工包装无法实现的，只能用机械包装实现。(4)可降低劳动强度，改善劳动条件手工包装的劳动强度很大，如用手工包装体积大、重量重的产品，既耗体力，又不安全；而对轻小产品，由于频率较高，动作单调，易使工人得职业病。折盒机(5)有利于工人的劳动保护对于某些严重影响身体健康的产品，如粉尘严重、有毒的产品，有刺激性、放射性的产品，用手工包装难免危害健康，而机械包装则可避免，且能有效地保护环境不被污染。(6)可降低包装成本，节省贮运费用对松散产品，如棉花、烟叶、丝、麻等，采用压缩包装机压缩打包，可大大缩小体积，从而降低包装成本。同时由于体积大为缩小，节省仓容，减少保管费用，有利于运输。(7)能可靠地保证产品卫生某些产品，如食品、药品的包装，根据卫生法是不允许用手工包装的，因为会污染产品，而机械包装避免了人手直接接触食品、药品，保证了卫生质量。(8)可促进相关工业的发展包装机械是一门综合性科学，它涉及到材料、工艺、设备、电子、电器、自动控制等多种学科，要求各相关学科同步、协调地发展，任何学科的问题都将影响包装机械的整体性能。因此，包装机械的发展将有力地促进相关学科的进步。另外，为适应包装机械高速包装的需要，其相关的前后工序也势必与之适应，也就推动了相关工序的同步发展。图1.1 吸管包装机Fig.1.1 Straw packing machine2.国外包装机械的发展概况欧美工业发达国家，如美国，德国，其包装机械工业发展迅速，历史悠久，形成独立体系，成为机械制造业中的重要分支。产品品种齐全，产量高，技术产品先进并形成系列。据统计，品种已达1400余种，最早形成行业的是美国，它已有近55年历史了目前，世界上享有盛誉的包装机械生产国家主要是：美国，德国，日本，意大利，瑞典等国。美国的包装机械产量和品种均居世界首位，其产量约占世界产量的23。日本发展包装机械的历史虽然不长，但发展速度却很快，其产量仅次于美国，85年总产值为3513亿日元，产量近55万台，居世界第二位。德国是世界上包装机械出口额最大的国家。各国包装机械制造商规模不一，欧美多以大中型为主，日本则以中小型为主。尽管各国包装机械生产厂家规模大小不一，但其专业化生产程度都比较高，不少公司都有自己别具特色的主导产品，一些较大的公司还以包装材料为依托，建立包装材料与包装机械中高精尖产品，欧美包装机械已形成联合生产的经营。由此可见，国威包装机械行业历史较长，发展较快，技术成熟，而且正向纵深发展。3.国内包装机械的发展概况中国包装机械起步较晚，经过20多年的发展，中国包装机械已成为机械工业中十大行业之一，为中国包装工业快速发展提供了有效的保障，有些包装机械填补了国内空白，已能基本满足国内市场的需求，部分产品还有出口。但在目前，中国包装机械出口额还不足总产值的5%，进口额却与总产值大抵相当，与发达国家相去甚远。中国包装机械行业的产品从产品结构看，中国包装机械品种只有1300多种，配套数量少，缺少高精度和大型化产产品，不能满足市场需求：产品质量差距表现在产品性能低，稳定性和可靠性差、外观造型不美观、表面处理粗糙，许多元器件质量差，寿命短、可靠性低，影响了整体产品的质量；从企业状况看，国内包装机械行业缺少龙头企业，生产规模大、产品档次高的企业不多；从产品开发看，中国还基本停留在测试仿制阶段，自行开发能力弱，缺少科研生产中试基地，科研经费仅占销售额的1%，而国外高达8-10%。中国包装机械的技术水平相较于先进国家的整体技术水平落后20年，在产品的开发、性能、质量、可靠性、服务等方面的竞争中处于劣势。4.包装机械的分类目前，世界各国对包装机械的分类各不相同，国内尚未制定分类标准，参照国际分类发并结合国内实际情况，常将包装机械分为两大类，每类又包为若干小类。即：1直接包装机械：填充机，灌装机，封口机，裹包机，贴体包装机，收缩包装机，真空包装机，充填一封口机，成型一充填一封口机，无菌包装机，标签机，清洗机，捆扎机，捆结机，集装拆卸机，堆码机，辅助包装设备。2包装容器制造机械：包装材料成型机，塑料薄膜加工机械，复合材料加工机械，发泡塑料加工机械等5.当前我国包装机械生产及设计研究水平分析我国包装机械行业的制造厂目前大部分为中小型企业，专业化程度很低，缺乏必要的专用加工设备集装用的工装，检测手段不全，调试力量不足，因此，不少产品的加工质量，外观质量，装配质量与国外先进国家相比差距较大，其结果表现为产品综合机械性能差，机械的寿命、效率、稳定性、应变能力差，许多企业不能适应包装机械小批，多种类，变化快之特点。三化水平是体现产品技术水平的重要方面，从整个包装行业来看，严格的讲三化工作尚未真正展开，无论是产品或零部件的标准化、通用化、系列化均无明显体现，其水平不仅远远落后于美、日、德等发达国家，与国内机械工业整体水平相比也有较大差。1.2方案的选择和确定1.2.1生产线的工艺流程板材校平分切自动生产线上料部分的主要任务是将未加工的板料送到工作位置。其主要的工艺流程为：板材在机架上，由传送装置传送到升降台上，由液压缸推着升降台使板料向上运动。当板料在升到一定高度之后，由光电传感器感测到之后，控制升降平台，升降平台在液压机构的控制下停止运动。由真空吸附装置将每一块板料吸起，然后在气动系统的控制下该装置将板料送到夹送机构。此过程为一个循环。该过程要求自动完成，并且能够和后一个工序达到同步。1.2.2几种方案的提出论证 1.第一个方案在板料放到升降台的时候，板料堆由传送装置送到下一个工作位置上。现在有两种方案的提出以供选择。该工作动作可以由夹送辊完成或使用由电机带动滚筒完成该动作。前者可以较好的完成传送的要求，但是由于在其传送过程中存在着一个向前方向的前冲力，考虑到薄铁板的厚度一般在1mm以内，所以，很容易造成薄铁板由于前冲力而出现卷边的情况。所以，夹送辊传送的方案不适合生产的需要。由电动机带动滚筒的传送装置也可以很好的完成传送的要求。而且，由它完成传送要求平稳安全，不存在薄铁板损坏的顾虑。所以，我们选择电动机带动滚筒来作为本自动生产线上料部分的传送装置。 2.第二个方案在完成传送之后，板料堆置在升降平台上。升降台上升，达到一定高度后被光电装置探测到即停止。此动作现在有两种方案可供选择：升降平台可以由链轮机构或由液压机构控制。这两种方案都可以较好的完成对升降平台的控制。但是由链轮控制存在着故障率高的问题。而且，不容易和前面的装置达到同步。所以，链轮装置不适合在此部分使用。而液压装置不存在这种问题，升降比较平稳，在光电传感器的配合下，可以很好的完成任务。因此，在此部分我们选择用液压升降平台系统。1.2.3方案的确定经过合理的论证，我所设计的薄铁板滚切自动生产线的上料部分采用以下方案：首先，板料堆经过传送装置（电机带动的滚筒，滚筒之间有链条连接）传送到升降平台上。液压升降平台上升，上升到一定高度的时候，由光电传感器测知，液压升降平台停止，真空吸附装置吸起每一块板料，在真空泵的控制下将每一块板料送到夹送机构。之后，液压升降平台恢复到原来的位置，等待下一批板料。这个过程为一个循环。至此，整个生产线的上料工作完成一个单元。此过程要求尽量达到平稳并且同步。1.2.4其他说明（关于结构设计的几点说明）1. 滚筒传动滚筒一共有九组，滚筒由电机带动，滚筒之间由链条连接。以完成传送工作。如果用一条链条带动滚筒转动，在链传动中不受力的一边与中间链轮会发生分离，这样链轮传动就会出现偏差。因此，采用下图方式排布。图1.2 滚筒的排布方式Fig. 1.2 range of the platens这样，每个滚筒以相同速度传动，转速相同。2.零件的连接方式薄铁板滚切自动生产线的上料段中零件较多，结构比较复杂，不可能采用铸造方法，而采用螺纹连接过于繁琐，因此，采用焊接方式连接是最经济，最快捷的加工方法。对一些精度要求不高的不见采用先加工，后焊接的方法。对于精度要求高的部件采用先焊接后加工的方法。这种方式使下料机构的稳定性、坚固性都可以得到很高的保证。并且，比较经济，符合我们生产线设计的准则。1.3理论分析设计题目：卷板料开卷校平切断生产线上料及传递部分结构设计设计条件：1：上料速度、传递速度06ms 2：上料应保证板料堆放整齐，不整齐不大于3mm 3：板料总量不大于2000kg1.3.1传送部分的设计滚筒传动传送部分的作用是当切断厚的钢板在自动堆料机上的高度达到被现实自将堆料运走传送部分是沿水平方向运用，我采用了滚柱输送机。因为滚柱输送机具有结构简单，安装及使用方便和工作可靠等优点，所以它以经被广泛的用于机械制造厂，冶金厂，轻工设备等许多部门中的仓储与装卸运输场所，成为装卸运输机械化与自动化系统的一个重要组成部分。目前，传送装置的滚筒排列形式有很多种，不同的滚筒排列形式决定了机器不同的长度和高度，也决定了滚筒不同的结构，同时决定了机器不同的速度和操作的便捷性，更是决定了各自不同的传送性能和全机的总布局。因此，传送装置的滚筒排列形式是反映一台传送机与众不同的主要标志之一，各制造商一直都致力于研究开发更为先进合理的滚筒排列形式。在设计中我也考虑了使用带式输送机，因为带式输送机是最简单而最广泛采用的一种连续输送机械，它用来在水平方向或微斜方向(直至与水平25角为止)内运送。它具有优良的性能，生产率高，工作平稳，安静和可靠，结构简单，动力消耗量不大及维护简单等，这些都促使带式输送机在国民经济中而且特别是在运载工作机械化与自动化中获得了广泛的应用。但是带式输送机是用于传送线路较长的生产线上，而本生产线正是体现了轻巧灵活的原则，为了使生产线上较短，节省生产空间缩小输送距离，降低消耗，因此对于传送部分尽量采用较短的输送机，而滚柱式输送机正好满足了上述要求。此外，带式输送机在带宽与速度上有一定的关系，如用带宽为1000mm的传送带，带速度应在2ms左右，而根据技术要求传送的速度要小于lms，若带速度过低会使传送带变松而出现打滑现象，不符合传送的要求。而且，若使用带式输送机，由于钢板与皮带之间的经常摩擦，会使皮带严重磨损，由此可见，采用滚柱输送机为最佳方案。滚柱输送机的工作原理是依靠转动滚柱与钢板接触表面之间的摩擦力来输送物品的。图1.3 滚柱输送机的滚柱形状和布置情形Fig 1.3 lay state and roller shape of roller transportation滚柱输送机的滚柱形状和布置情形可以有多种。如有圆柱形的，圆盘形的，双圆椎形等，而材料有用钢管的，有用塑料的，但塑料的耐磨性差。因此根据实际需要我所采用的是圆柱形的滚柱。由热轧无缝钢管制成，在钢管的两头有转动轴成支撑，滚柱都是水平排列，由于输送机的滚柱跨距较大，承重大，而且滚柱本身也具有一定的重量，因此我采用了90000型外球面单列向心球轴承。滚柱输送机的驱动装置有多种形式，如强索牵引式，皮带牵引式，链牵引式。图1.4 滚柱输送机的驱动装置Fig 1.4 The drive set of roller transportation由于绳索及皮带式牵引靠绳索或皮带与滚柱的摩擦来驱动滚柱，因此容易出现打滑现象，导致滚柱的滚动时短时续，致使钢板的传送出现爬行现象，不符合设计要求。因此为了使传送均匀，消除爬行现象，应采用链传动。但是由于链传动牵引式具有重量大，价格高，易磨损，效率低等缺点，所以对于传送长度很大的场合是不经济的，因此传送线的长度应尽可能的短，该机构采用此下列驱动方式：图1.5 链牵引Fig 1.5 The chain traction此结构具有结构紧凑，传动平稳的特点，若采用有一根链条带动所有链的形式，则中间的链轮由于链子的下垂，只有上部于链子啮合，传动不平稳，并使联轮与链条发生脱离。1.3.2上料段的设计参数拟定：尺寸(长*宽 mm*mm)：1200*800板料厚度(mm)：不大于lmm积载板料的质量：MAX=1000kg 生产节拍： 2秒钟生产率： 30片分钟1.构造(组成)：本机用槽钢体为机架，终止限制器，液压升降平台，机动式传送滚道，无驱动滚道组成。目的：先把板料在升降台上自动地进行堆积，然后由传送带送至生产线，进行下一工序。2.工程过程：本机构为了防止板料运送完了而使升降台闯了限位，在前限位板处装有计数装置和光电传感器，板料每通过一次计一次数，当达到规定值时，计数装置控制液压升降平台上升一段距离，使打料动作得以顺利进行。当计数开关所记录的板料总数达到最高限量时，切断这段上料生产线的工作，由按钮使升降台降到最低点，再通过有驱动装置的滚柱输送机构将板料送到储料升降台架上，重复进行上料段工作。3.结构分析： A：液压升降台：目前我国的液压升降台一般分为液压升降台和机械升降台两种类型:液压升降台主要是油缸斜置结构的剪刀撑式升降台以及油缸垂直直项结构的油缸直顶式升降台，油缸直顶式升降台由于其要求基坑深度特别深且油缸太长、成本高，在国内目前还没有厂家生产这种类型的升降台;国内液压升降台普遍采用剪刀撑式升降台，这种类型的液压升降台占用基坑浅，是中小型升降台优先选用的一种驱动形式，但由于其结构上固有的一些原因，特别在大行程要求下受到较大的限制。另外，液压升降台由于受国产液压元件可靠性、稳定性的限制也影响到该类设备的应用前景。国内外现有升降台(主要)形式对照升降台类别、优点、缺点、造价液压垂直油缸优点：1.噪音低;2.设备运行平稳;3.容易实现大范围调速;4.设备要求基坑深;5.安装精度要求高;缺点：1.设备要求基坑深;2.安装精度要求高;剪刀撑式优点：1.噪音低；2设备运行平稳;3.设备要求基坑浅;缺点：1.升降台台面为变速运动;2不易实现大行程;本机构的升降平台采用液压缸传动而未采用气压传动。这充分考虑利用了液压传动的优点。1：液压传动，传动力大，而气压传动的压力较低，若采用气压缸必定会使缸体结构变大。2：液压传动，系统刚度大，动作准确较机械传动无爬行现象，较气缸能更容易的实现较均匀的步退动作。3：液压传动系统稳定，受载荷变化的影响小。4：液压柱塞缸可以受很大的变弯矩，柱塞缸具有结构简单，维修方便，其安装方式采用两端铰接，在最低点缸体中心线与水平面成 21。2 度角，这样是为了减小升降台的高度。B：机动轨道：为了降低工人的劳动强度，我采用的是由驱动的机动滚柱输送，输送机的驱动装置，我采用的是 XWD-2-1/11 型行星摆线斜轮减速机，该机是一种应用行星传动原理，采用摆线斜齿啮合，设计先进，结构新颖的减速机构，该直联型减速给与YA系列改型专用电动机组装在一起，具有以下特点：1：减速比大。2：传动效率高：由于该机构啮合部位采用了滚动啮合，故效率可达90以上。3：体积小，重量轻，由于不仅采用了行星传动原理，输入轴和输出轴在同轴线上，而且有与电动机直联一体的独特之处，因而本机具有结构紧凑，体积小，重量轻的特点。4：故障少，寿命长，本机主要传动啮合件使用轴承钢制造，因此机械性能好，耐磨性好，再加上采用滚动摩擦，故使其故障少，寿命长。5：运转可靠平稳，本机传动过程中为多齿啮合，所以使之运转平稳，可靠，噪声小。6：拆装方便，容易维修，由于结构设计合理，拆装简单，便于维修。7：本机还具有过载能力强，耐冲击，惯性力矩小，适用于启动频繁和使用于正反转的特点。若采用P系列普通交流电机，需配斜齿轮减速机，其结构过大。C：轴承：在本机中我大量使用了 9000 型外球面单列向心球轴承(带顶丝的)，它的外圈具有球面外径，与轴承座的凹球面相配合，具有自动调心功能，对主轴的制造和安装精度要求低，适用于挠度大的轴上。该轴承内圈比一般轴承宽，供装置密封和紧顶丝用，安装拆卸方便，这种轴承在制造时已装入适量的润滑脂，安装前不用再清洗工作中在允许的润滑期内不用再加润滑脂。D:轴向卡环：在上料液压升降台的设计上，我在连接轴与支撑架的连接处的轴向方向上采用轴向卡环，我再作出这个选择是通过比较得出的。方案 1 : 采用挡销，成本低廉，容易装卸。但是承载轴向力小。应付突发能力差。方案 2 : 采用锁母，承载轴向力能力大。但加工难度大，技术要求高。在此升降台的连接处轴向力小，径向剪切力大的情况下。可以选择承在轴向力适中的部件。方案 3 : 采用轴向卡环可以充分满足以上的技术要求。E:销轴的选择:由于液压缸工作时有角度的变化，为减少销轴的磨损，在销轴中心打一个8孔,以便注油,防磨,所以销轴选直径大一些的，保证有足够的安全系数选用。40销轴,长70,采用45钢。第二章设计的主要参数计算和校核2.1电动机功率及减速机类型、型号的选择考虑到电动机带动滚筒，起送料作用，所以电动机的功率应选小一些。选用XWD-2-1/11型电动机和行星摆线针轮减速机。电动机功率.37KW，同步转速1500r/min采用与电动机直接连接减速机，选用2号机型，降速比为11，输出轴转速134r/min滚筒轴结构草图如下:图2.1 滚筒轴结构Fig 2.1 roller shafts structure2.2 相互啮合的齿轮齿数、模数的确定及强度校核高速轴转速134r/min，传动比i=1.03传递功率P=0.333KW小齿轮采用45钢正火 HB=240大齿轮采用45钢正火 HB=220齿面接触疲劳强度计算1 初步计算转矩T T=9.55106=9.55106=2.4106Mpa 12齿宽系数d 由表12.13 取d=1.0Ad值由表12.16 估计=150，取Ad=82接触疲劳极限Hlim 由图23.17c Hlim1=490MpaHlim2=470MPa初步计算许用接触应力HH1=0.9Hlim1=0.9490=441 MPaH2=0.9Hlim2=0.9470=423 MPa初步计算小齿轮直径d1d1=Ad 12=82=52.6mm取d1=76mm初步齿宽b b=dd1=1.076=76mm2.校核计算圆周速度v v=0.53m/s 12齿数z、模数m和螺旋角z1=37,z2=iz1=1.0337=38mt=2.054054054由表12.13 取mn=2=arccos=arccos=13.170 12与估计值接近。使用系数KA 由表12.9 KA=1.25动载系数KV 由图12.9 KV=1.24齿间载荷分配系数KH 由表12.10，先求Ft=631N=10.38N/mm1，取=1Z=螺旋角系数Z Z=0=0.99接触最小安全系数SHmin由表12.14 SHmin=1.05接触寿命系数ZN 由图12.18ZN1=0.94ZN2=0.98许用接触应力HH1=439MPaH2= 438Mpa验算：H=ZEZHZ=189.82.420.78 =317Mpa421 Mpa3.确定传动主要尺寸中心距a a=77.14mm齿根弯曲疲劳强度的验算齿形系数YfaZv1=z1/cos3=40Zv2=z2/cos3=41由图12.21Yfa1=2.48Yfa2=2.47应力修正系数Ysa 由图12.22Ysa1=1.66Ysa2=1.67重合度系数YY=0.25+0.75/v=0.70螺旋角系数YY=1-/1200=1-113.170/1200=0.9齿间载荷分配系数KF由表12.10注计算得 KF=1.7齿间载荷分布系数KF由图12.14b/h=76/2.252=16.8可得 KF=1.38载荷系数KK=KAKVKFKF=1.251.241.71.38 =3.64弯曲疲劳极限FlimFlim1=164Flim2=153弯曲最小安全系数SFmin由表12.14SFmin=1.25弯曲寿命系数YN 由图12.24YN1=0.94YN2=0.98尺寸系数由图12.25YX=1.0许用弯曲应力FF1=123 MPaF2= =120 MPa验算F1=YFa1YSa1YY=2.481.660.70.9=39.2MPaF1F2= YFa2YSa2YY=2.471.670.70.9=39.3MPaF2故有足够的强度2.3链传动中链、链轮的选择链传动是一种广泛应用的机械传动形式, 用链作为饶性拉曳元件实现两个或多于两个链轮之间的一种啮合运动。这种传动形式不产生滑动, 不需要太大的张紧力, 效率较高, 是一种较为成熟的传动机构。初定链速v3m/s, a=12p选定z1=27,已知i=1 传动功率P=0.32Kw,n1=132.8r/minz2=iz1=127=27链条节数Lp=2a0/p+()2 6 =212p/p+(27+27)/2+0 =24+27 =51节选取Lp=52节计算功率PcPc=KAp=1.00.32=0.32Kw链条节距pP0Pc/KZKiKaKp P0-特定条件下，单排链传动功率KZ-小链轮齿数系数（表9-4）Ki-传动比系数（表9-5）Ka-中心距系数（表9-6）Kp-多排链系数（表9-7）查表kz=1.46, ki=0.82,ka=0.87,kp=1.0故p=00.307Kw根据p0和n1，由图9-2查得，选取06B型链，节距p=9.525mm链速vv=0.56m/s 6实际中心距az1=z2=z=27a=()p=()9.525=119.06mm润滑方式的选择由链速v,节距p，查表选择人工定期润滑，用毛刷或油壶链轮的主要尺寸 16个Z=27的链轮分度圆直径dd=9.525/sin(1800/27)齿顶圆直径dadamax=d+1.25p-d1 =82+1.259.525-6.35=87.556mm(其中 d1为滚子直径查表可得d1=6.35mm)damin=d+(1-)p-d1=82+(1-)9.525-6.35=84.611齿根圆直径dfdf=d-d1=82-6.35=75.65 2.4键的选择和强度校核2.4.1齿轮传动中键的选择和强度校核减速机输出轴与齿轮连接键输出轴直径为26，考虑到齿轮受力较大，选择C型平键bh=108,L=22mm校核强度p= 8 T=9.55106P/n =9.551060.333/134 =2.4104N.mm p=16.8N/mm2根据机械设计基础，得：p=100N/mm有pp强度足够2.4.2链传动中滚筒轴键选择及强度校核（1）两链轮，齿轮与滚筒轴连接键滚筒轴直径20，考虑到z=38的齿轮，双向传动，链轮同时受力，故选取大一些的键 bh=128,L=32 A型平键校核强度 T=9.55106=9.55106=2.3104N.mm 12p=18N/mm2(齿轮、两链轮同时受力，故取三倍转距)根据机械设计基础，得：p=100N/mm有pp强度足够（2）单链轮滚筒轴平键选择及强度校核滚筒轴直径20，选用bh=66,L=14 A型平键校核强度p=55 N/mm2p=100 N/mm2 7强度足够（3）双链轮滚筒轴平键选择及强度校核滚筒轴直径20，但两个链轮受力，所以选择大一些的键选取bh=87,L=28mm A型平键校核强度p=47 N/mm2p=100 N/mm2强度足够（4）手轮用平键选择手轮轴直径16，选用bh=55,L=14mm考虑手轮为手动，起动力不会太大，选取F=10Kgf=98NT=Fd=9870=6860N.mmp=47 N/mm2p=100 N/mm2m时，Fk=n2EJ/L2细长比：l/km时，Fk=式中l活塞杆计算长度k活塞杆横截面回转半径k=J活塞杆J=A 活塞杆横截面积m柔性系数，对钢取m=85n端点安装形式系数由表31-10可知n=1E材料弹性模数，对钢取206Gpaf材料强度实验值，对钢取490Mpa a系数，对钢取1/5103 计算知l/km，故Fk=代入数值，得：Fk=2450755N强度校核FkSkF1式中F1活塞杆推力Sk安全系数，取Sk=24Fk438485=153940，强度足够G缸体和缸底的焊缝强度计算由机械零件设计手册（液压和气动部分）=p式中F1液压缸推力焊接效率，取=0.7p=其中b焊条材料的抗拉强度，b=130N/mm2S安全系数，一般取3.34p=130/4=32.5 N/mm2= = =15.5 N/mm2焊缝有足够的强度。H缸体与缸盖螺纹连接计算由机械零件设计手册合成应力：n= p式中p缸筒材料的许用应力p= s缸筒材料的屈服极限 S安全系数，取S=1.22.5，一般S=1.75p=720/1.75=411Mpa=9.9 Mpap 强度足够。I活塞杆危险断面合成应力n= p式中F2活塞杆拉力d2活塞杆危险断面直径k预紧系数，k=1.4p缸筒材料的许用应力p=，其中s材料的屈服极限 S安全系数，一般取S=1.75p=134.2 MpaF2=（D2-d2）P其中D缸内径d活塞杆直径P工作压力F2=（1402-802）25=259181N= =72 Mpa p强度足够。J活塞杆与活塞肩部压力的验算由机械零件设计手册c= cp式中0.2活塞杆倒角尺寸d活塞杆直径d3活塞上的钻孔直径p作用于活塞上的工作压力c活塞上钻孔的倒角尺寸cp许用压应力cp=0.75s活塞材料选用A3钢，由机械零件设计手册，得s=235N/mm2cp=0.75235=176.25 N/mm2c=45.37 N/mm2 cp强度足够。油缸推力的大小是由起升重量决定的, ,考虑到升降台自身的重量、摩擦力的影响,油压管路损失等因素,必须选取合理的安全系数,一般要达3. 5 以上,对于效率低的升降台及危及人身安全的升降台,安全系数要达56。起升最费力点为铰架板的初始点。升降台开始上升时随着铰架板仰角的增大所需油缸推力急剧下降,以后变化比较平缓,当越过最低点时(为39左右时) ,所需推力又缓缓增加。因此,设计升降台时在保证所需几何参数的情况下,要尽量加大起始角的角度,最低不能小于6。当角超过39时,所需油缸推力逐渐增大,所以在满足起升高度的情况下,铰架板仰角不应过大。最佳仰角的取值范围为6545。2.6液压缸底部与底座联接用销轴选择及强度校核2.6.1销轴的选择由于液压缸工作时有角度的变化，为减少销轴的磨损，在销轴中心打一个 8孔,以便注油,防磨,所以销轴选直径大一些的，保证有足够的安全系数.选用40销轴,长70,采用45钢.2.6.2强度校核液压缸推力F=38485N,但是同时考虑到缸体,活塞,活塞杆等的重量,还有运动过程中的摩擦力,估算总受力为45000N.受力分析如下:图2.6 受力分析Fig 2.6 force analysisF=2TT=F/2=22500N= 6 = =184 N/mm2由简明机械设计手册,s=598 N/mm2= =239.2 N/mm2强度足够2.7液压升降平台底部与底座联接用销轴选择及强度校核液压平台受力为1500kgf,选用25销轴,中心钻8油析孔受力图如下:图2.7 受力分析Fig2.7 force analysisT=F/2=1500/2=750kgf强度校核= = =17 N/mm2强度足够.2.8滚筒架用丝杠的有关计算及强度校核考虑到料重1300kg,还有滚筒架及其他零件总重,估计总重2000kg.采用

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