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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985毕业设计（论文）题目托辊喷涂线取料装置设计学院专业班级学生姓名指导教师成绩下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985I摘要带式输送机是一种运用摩擦力进行驱动，以连续的方式运输传递物品的机械。应用它，可以使物料在一定的输送线上在起初的供料点到最终的卸料点之间形成一套高效的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除了进行纯粹的物料输送外，它还可以与各类生产加工的工业或企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，从而形成更具有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机被广泛的应用于现代化的各种工业企业中。在进行采矿的山脉井下的巷道、矿井的地面运输系统、露天采矿场以及选矿工厂中，也广泛将带式输送机应用于水平运输中或者倾斜运输中。使用特别便利。而托辊是带式输送机上重要的部件，种类较多，数量庞大。它占了一台带式输送机总成本的35，承受了70以上的阻力。随着带式输送机在各种工业企业中的广泛应用，各种工业企业对托辊的需求量也随之而加大，只有提高托辊生产线的生产效率才能满足各工业企业对托辊的需求。本次毕业设计的题目是设计一个托辊喷涂线上用于取料的装置，这是一个可以从托滚喷涂线悬挂链上取下喷涂完毕的托辊的自动化装置。本次设计的目的和意义在于提高了托辊生产线的效率以及自动化的程度，减少人力劳动，改善劳动条件，并且可以有效的避免人身事故。根据托辊喷涂线的结构，所需设计的装置需要完成取料，旋转和升降三个动作，故本装置初步设计方案需包括抓取装置，升降装置，和旋转装置。设计拟采用三个液压缸来分别驱动取料装置的取料，升降和卸料三个动作。本次设计工作主要有相关结构的设计，以及与设计相关的计算，绘制装配图一张，部件图一张，液控图，电控图各一张和PLC控制的设计。关键词托辊喷涂线；物流自动化；取料装置下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985IIABSTRACTBELTCONVEYERISAKINDOFTRANSPORTATIONMATERIALMACHINERY,BYTHEWAYOFCONTINUOUSLYFRICTIONDRIVINGAPPLICATIONSITONACERTAINTRANSMISSIONLINECANMAKETHEDELIVERYOFMATERIALSTOFORMAHIGHLYEFFICIENTDELIVERYPROCESSESBETWEENTHEINITIALSUPPLIESMATERIALTOTHEFINALEMPTYINGPOINTITCANBETHEDELIVERYOFGRANULARMATERIALCANALSOBECARRIEDINTOTHEDELIVERYOFITEMSBESIDESCARRIESONTHEPUREMATERIALHANDLING,BUTMAYALSOCOORDINATEWITHVARIOUSINDUSTRIALENTERPRISEPRODUCTIONPROCESSINTECHNOLOGICALPROCESSREQUEST,FORMSARHYTHMSTREAMLINEDPRODUCTIONTRAFFICLINETHEREFORE,AVARIETYOFBELTCONVEYORISWIDELYUSEDINMODERNINDUSTRIALENTERPRISESUNDERGROUNDTUNNELINTHEMINE,MINEGROUNDTRANSPORTATIONSYSTEMS,THEOPENPITANDCONCENTRATOR,ALSOWIDELYAPPLIEDITTOTHELEVELOFTRANSPORTORINCLINEDBELTCONVEYORTRANSPORTANDTHEROLLERISANIMPORTANTCOMPONENTOFTHEBELTCONVEYER,VARIOUSTYPESANDLARGEQUANTITIES,ITACCOUNTSFORATOTALCOSTOF35ANDSUFFEREDMORETHAN70OFTHERESISTANCEOFTHEBELTWITHTHEBELTINAVARIETYOFWIDELYUSEDINDUSTRIALENTERPRISESINVARIOUSINDUSTRIALENTERPRISESOFTHEROLLERALSOWILLINCREASEDEMAND,ONLYBYENHANCINGTHEPRODUCTIONOFROLLERPRODUCTIONLINEEFFICIENCYOFINDUSTRIALENTERPRISESTOMEETTHENEEDSOFIDLERSTHEPURPOSEANDSIGNIFICANCEOFTHEDESIGNISTORAISETHEROLLERPRODUCTIONLINEEFFICIENCYANDAUTOMATION,REDUCINGHUMANLABOR,IMPROVINGWORKINGCONDITIONS,ANDCANEFFECTIVELYAVOIDPERSONALINJURYACCORDINGTOTHESTRUCTUREOFROLLERCOATINGLINE,ADEVICEDESIGNEDTOCOMPLETETHEREQUIREDWITHDRAWAL,ROTATEANDLIFTTHETHREEMOVEMENTS,SOTHEPRELIMINARYDESIGNOFTHEDEVICEMUSTINCLUDETHECAPTUREDEVICES,LIFTINGDEVICES,ANDROTARYDEVICESDESIGNTOBEADOPTEDTOTHETHREEHYDRAULICCYLINDERSWEREDRIVENRECLAIMERRECLAIMINGDEVICE,LIFTINGANDUNLOADINGOFTHREEMOVEMENTSTHEDESIGNOFTHESTRUCTUREAREMAINLYRELATEDTOTHEDESIGN,ANDDESIGNRELATEDTERMS,AASSEMBLYDRAWINGANDPARTSFIGURE1ANDHYDRAULICCONTROLMAPS,EACHPIECEOFELECTRONICCONTROLANDPLCCONTROLCHARTDESIGNKEYWORDSROLLERCOATINGLINELOGISTICSAUTOMATIONRECLAIMINGDEVICES下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985III下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985IV目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111课题背景及意义1111国内运输装置发展现状1112国外输送装置发展现状2113发展展望2114国内外带式运输机技术的差距412毕业设计研究内容及任务5121研究内容5122设计思想及设计方案5123毕业设计拟采用方法和手段7第2章取料装置主体结构的设计821取料装置的结构设计8211卸料机构的工作原理及简图8212旋转送料机构的工作原理和简图8213升降下料机构的工作原理和简图922取料装置主结构的受力分析10下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985V221卸料机构的受力分析10222旋转送料机构的受力分析12223升降下料机构的受力分析13第3章取料装置零部件的设计1431托辊夹持装置的设计14311挡料盘的设计14312接料盘上把手的设计1532托辊升降装置的设计18321导柱的设计1833回转装置的设计21331托盘的设计21332齿轮的设计2334翻转装置的设计25341翻转钢架的设计2535取料装置中轴承的选取27第4章液压系统的设计2941液压系统主要工作参数的确定29411液压系统工作压力的确定29412液压缸主要尺寸的确定29413液压系统工作流量的确定31414液压阀工作通径及管道内径及壁厚的确定3142液压系统主要元器件及参数的确定32下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985VI421泵的确定32422电机的确定3243液控系统的设计32431液控系统控制任务的分析32432液压缸动作顺序的确定32第5章电控系统的设计3551PLC的概述3552电控系统控制任务的设计3553编制I/O分配图3554梯形图的绘制3655控制电路图和控制面板图的设计39第6章技术性能说明4061特点4062适用范围4063简要说明40631操作说明40632保养及其他注意事项40结论41参考文献42致谢43下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985VII下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985VIII下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985IX下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851第1章绪论11课题背景及意义111国内运输装置发展现状近年来，输送带行业的发展迅猛，成为继轮胎行业之后的第二大橡胶工业制品行业，它主要用于矿产、港口、冶炼、机械制造以及仓储业的物料运输，其产品的质量、规格种类以及应用的范围，能够在一定程度上象征着国民的经济水平以及技术的发展水平。我国早在“七五”期间，就把高强力及阻燃输送带列为技术改造重点。经过了几十了年的努力，含量较高的高科技产品已经成为了主导产品，其中，用在长距离物料运送并且抗强度较大的冲击，防止撕裂，耐磨耐损耗的钢丝绳芯输送带，用于保障矿下作业安全运送的阻燃输送带，以及用于食品、生物、电子产品等输送的非污染型轻型输送带等已经占据了市场的主导地位。经过多年努力，我国打造出像青岛橡六集团自主研发的钢丝绳芯输送带、尼龙输送带、EP输送带、煤矿井下使用的MT668标准阻燃钢丝绳输送带、MT669标准钢丝绳牵引等高强力输送带产品。这些由我国自主进行开发创新的输送带产品，无论是在产品的规格、技术的水平，还是在产品的品种以及这些产品的使用寿命方面均达到了大部分发达国家同类产品的水平。从1987年开始，国内先后研发了符合矿下作业安全生产的MT147标准阻燃钢丝绳输送带产品，以及具有更高要求的MT668标准阻燃钢丝绳输送带，它在阻燃、抗静电、滚筒摩擦以及丙烷燃烧等安全指标均满足了矿井下作业安全生产的需要。其中MT668阻燃带的标准是由我国自己制订的，而且我国制定的这些标准要远远的优于美国、日本、德国等国家的标准，这使得国产传送带凭借优越的性价比从而几乎占领了国内全部市场。随着国民经济的迅猛发展，开发研制环保型输送带产品已成为21世纪中国橡胶工业技术发展的新生力量。2002年，我国设立了项目对管状钢丝绳输送带产品记性开发。2004年我国橡六集团管状钢丝绳输送带在上海宝钢梅山冶金公司成功替代了日本普利司通的传送带产品，这标志着我国在管状钢丝绳输送带生产方面已经坐上了世界领先水平席位。产品技术的规范可按照国际标准进行生产各种阻燃、耐高温、耐酸碱等不同类型的输送带，产品的宽度最大可达到3米。在在“十五”期间，橡六集团响应号召，攻克了我国在这方面的技术缺失，自主研制开发了金属网芯输送带、耐灼烧输送带、耐高温输送带、钢丝绳提升机胶带等新的尖端产品；其中钢丝绳提升机胶带在水泥行下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709852业的市场占有份额达到70以上。在我国，带式输送机的品种和类型较多。在“八五”计划期间，国家设立“日产万吨综采设备”项目，该项目的成功实施，使得我国国内生产的带式输送机的性能以及我国在带式输送机方面的技术有了实质性的提高，并且矿井下作业用的大功率、长位移带式输送机的核心技术研究以及新型产品的开发都取得了较大的提升。例如大倾角长距离带式输送机的设备，以及高效率生产工作面顺槽可伸缩的带式输送机等均填写了我国在这方面技术及资料的空白，对带式输送机的核心技术以及其主要元部件既进行了理论的研究又进行了产品的开发，并且开发研制了基于PLC的可编程电控装置以及多种类型的软起动和制动装置。112国外输送装置发展现状在国外，带式输送机的技术发展迅速，主要涉及到两个方面第一个方面是带式输送机本身的核心技术以及设备发生了较大的发展，特别是长位移、大功率、高速度等的大型带式输送机已经成为输送机发展的主要趋势，开发应用了输送带监控技术以及动态分析作为核心技术，并且提高了输送带的运送性能以及的运送的可靠性。另外一方面是带式输送机的功能多样化、使用范围的扩大化，例如如高倾角皮带输送机、管状皮带输送机、空间转弯输送带等各种机型。目前，在矿井下作业使用的输送带已达到主要技术指标，其核心技术与设备有以下几个特点设备的大型化。设备大型化不仅是带式输送机的发展趋势，更是所有重轻型机械以及自动化工厂的发展趋势，在输送机方面，为了满足每年300500万以上高效率集约化生产的需要，所以其核心技术与设备均要向着大型化发展。监控的综合化。使用了暂态分析以及动态分析的技术，运用机电一体化、计算机监控等现代化技术，并且采用大功率软起动与自动张紧的自动化技术，对输送机进行实时的监测与监控，从而实质性地降低了输送带的动张力，使得设备的运行更加流畅，运送效率有了更大的提升。另外，在动力方面，因为输送机运输距离的长度在理论上已受限制，而且还要保证其输送系统的通用性、互换性以及其驱动的安全可靠性，所以采用了中间驱动与多个电动机一起驱动以及输送机变向运作等现代化技术。新型、高可靠性的关键元部件技术。例如包括CST等各类型自清式滚筒装置、高寿命高转速托辊、技术较为领先的大功率动力装置与调速装置等。例如由英国的一家公司生产的工作面顺槽带式输送机FSW1200/（23）400（600）就采用了差速或变频调速装置，其输送的能力最快可达到3000T/H以上。并且，新型的转载机（如美国久益公司生产的S500E）也可以与它的机尾配套，这样便可随工作面推移而自动快速移动，实现自动化。从而减少了人工作业、同时也提高了生产效率。113发展展望下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709853近些年来，我国的橡胶输送带行业的发展较为迅猛，并且从起初只注重数量逐步转向更侧重于注重产品质量以及产品使用寿命；从起初的只注重产品售后维修服务逐步转向更加侧重于产品的售前、售中、售后的以及用户全方位购买服务体验；从起初的只注重眼前短期效益逐步转向更加侧重于着手发展开拓新的应用领域，追求更高性价比产品，实现产品结构的多元化，开发具有自主知识产权的产品，落实发扬科学发展观，高举特色社会主义旗帜，走可持续发展之路。致力于创新打造输送带行业知名自主品牌，基于我国国内综合现状，符合我国国家产业结构未来的发展方向以及发展趋势，也有利于进行安全生产、节约自然资源，保护自然环境，有可持续发展的广袤前景。因此，输送带行业会朝着节约资源、安全可靠、绿色环保型的趋势发展。与此同时更注重提高耐损耗、耐撕裂、耐磨、抗冲击等性能和使用寿命等输送带性能，因此由钢绳、尼龙、涤纶等作为骨架材料的输送带发展较为迅速。与此同时，发展循环经济模式也成将为输送带行业发展的另一个新的方向。随着市场经济对于长距离带式输送机的安全可靠性和经济实用性要求逐渐的提高，其设计理念也正在不断的改变。在最近15年，国外的一些国家在对带式输送机相关技术理论的研究上取得了一系列的进展，其次，有关带式输送机主要部件的技术性能也明显有了进一步的提高，进而为带式输送机向环保化、长距离、大型化的趋势发展打下了一定的基础。较为领先的设计理念，是以德国的工业标准DIN22101以及国际的标准ISO5048为基础，尽量减小在运行过程中受到的托辊旋转受到的阻力以及输送带前进而受到的阻力，采用可控性较强的起、制动装置进行平稳的起、制动，合理设计并确定输送带的安全系数，应用输送带粘弹性理论进行动态分析，以及对输送机进行工况预测，利用预测以及运行反馈对输送机进行进一步的优化。1采用精度较高的托辊以及使用高性能的输送带减小运行阻力带式输送机的阻力主要由两部分组成，第一部分是托辊旋转受到的阻力，而第二部分是输送带前进而受到的阻力。经国外的一些试验研究表明了，托辊旋转受到的阻力以及输送带前进而受到的阻力占所有阻力的5085，平均值为70左右。从这里我们便可以看出，采用精度较高的托辊以及提高输送带的性能是减小运行阻力的最佳也是最可行的途径。在最近10年，托辊在结构形式上有了很大的转变，比如在结构上采用高性能的专用轴承以及精度较高的密封圈，这样便有效地降低了托辊旋转时所受到的阻力。在此同时，输送带在使用材料上也有了一些改变，比如输送带的面胶和芯胶材料，这使得输送带既有了一定的胶面硬度和耐磨性，也有了一定的成槽性，这样便有效地减小了输送带前进而收到的阻力。2合理确定输送带的安全系数下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709854与减小运行阻力相比之下同样重要的是确定输送带的安全系数，这也是当今众多学者主要研究的课题，这对带式输送机的经济实用性和安全可靠性影响较大。现行的标准以输送带的额定破断强度为基础，另外也综合考虑疲劳强度的不断的减低、起制动工况下动态张力的增加、接头强度的损失、由弯曲变形以及伸长变形引起的设备强度降低等因素，通过以上条件的计算从而得出输送带的安全系数。3采用合理的可控起制动或软起制动装置减小动力作用根据现行标准规定，0103M/S2作为带式输送机的起制动加速度。然而在实际试验中表明，0103M/S2对于长距离、线路较为复杂的带式输送机来说并不适用。另外我们对其进行动态分析之后可知，长距离、线路较为复杂的带式输送机最好应用可控性较强的起制动动力装置，这样我们便可以操控带式输送机按理想的起、制动速度曲线起动以及制动，从而降低输送带和承载部件的载荷。4利用动态分析方法对大型带式输送机进行优化设计根据现行标准规定，我们需要把输送带视为刚体，然后运用刚体动力学的计算方法，对带式输送机起动和制动过程中的动力进行计算。近十几年，研究和工程试验表明，运用刚体动力学分析的结果，只能满足短距离、小运载的带式输送机设计精度要求。然而对于输送距离较远，输送物料总重较大，设备结构较为复杂的带式输送机来说，其动力学的特性相比小型输送机来说更为复杂且尤为重要，而且采用刚体动力学方法进行分析所得出的精度结果，已经不具备实际工程的能力。所以，对于大型带式输送机来说，采用一种更加精确的动力学分析方法非常的重要。114国内外带式运输机技术的差距1大型带式输送机的关键核心技术上的差距动态设计与监测是长距离、大功率带式输送机的动态分析与监测技术的关键，动态设计与监测是限制长距离、大功率带式输送机发展的核心技术。而目前我国关于大型输送机的分析，一般是采用刚性理论，运用其分析并制订运算方法以及设计标准，在设计中，为了使其具有可靠性，一般取用较大的安全系统（N10左右），这与实际情况相差较远。实际上，输送带是粘弹性体，并不能单纯的视为刚体进行计算，对于长距离、大功率带式输送机来说，其输送带对动力装置的起、制动力的动态响应是一个及其繁琐的过程，而不可以单纯地应用刚体力学理论来进行分析以及计算。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709855大型带式输送机由于其额定功率大、输送距离较长并且采用多个电机提供动力，所以其一定使用软起动的方式用来减少输送机制动的张力。另外为了降低设备运行对电网的冲击，应进行慢速起动。而且还要使该输送机起动加速度控制在0301M/S2，还要解决输送带额涌浪现象，减少设备运作时对元部件的冲击，从而提高输送机的寿命。目前国内解决了大型带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题，已经大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，但是其调节的精度以及可靠性与国外相比下还有一定距离。2技术性能上差距在国外，作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率可达4970KW，而在我国，工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率一般为4250KW，国外带式输送机的装机功率约为国内产品的130140。国外带式输送机最大运量为55KT/H，我国带式输送机最大运量为30KT/H。由于受托辊转速的限制，国外带式输送机带速为5M/S以上，我国带式输送机带速为4M/S。国外带式输送机最大为1830MM，我国带式输送机为1400MM。我国工作面顺槽运输长度为3KM，国外工作面顺槽运输长度为7300M。3可靠性、寿命上的差距国外生产的织物整芯阻燃输送带抗拉强度一般为3150N/MM，我国生产的织物整芯阻燃输送带抗拉强度最高为2500N/MM。国外输送带接头强度达母带的7075，我国输送带接头强度为母带的5065。国外输送机托辊寿命4989万小时，我国输送机托辊寿命为2万小时，国外托辊寿命为国产产品的130140。国外输送机减速器寿命7万小时，我国减速器寿命2万小时。12毕业设计研究内容及任务121研究内容所设计装置需要从托滚喷涂线悬挂链上取下喷涂完毕的托辊，要求实现自动化。1、查阅有关资料，写出开题报告；2、托辊喷涂线取料装置设计分析；3、撰写毕业设计论文，外文翻译一篇。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709856122设计思想及设计方案本课题的设计目的是设计一个从托滚喷涂线悬挂链上取下喷涂完毕的托辊的自动化装置。根据托辊喷涂线的结构，所需设计的装置需要完成取料，旋转和升降三个动作，故本装置初步设计方案需包括抓取装置，升降装置，和旋转装置。设计拟采用三个液压缸来分别驱动取料装置的取料，升降和卸料三个动作。液压缸A采用头部耳环中间销轴的HSG工程用液压缸，实现取料动作；液压缸B采用头部方法兰安装连接的方式安装在箱体上，液压缸的头部于齿条连接，带动齿条驱动箱体内的齿轮转动以实现装置的转动动作1；液压缸C采用头部方法兰安装连接的方式安装在箱盖上，头部支撑托架的升降实现升降动作，完成卸料。图11取料装置升降过程示意图A液压缸AB齿轮C齿条D液压缸BE液压缸CF工件下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709857图12取料装置取料过程示意图A液压缸AB液压缸B下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709858图13取料装置旋转过程示意图A液压缸B液压缸的控制拟采用液压继电器或行程限位开关控制，两者功能相同，都可以控制液压缸的顺序动作。在压力控制的顺序动作回路中，压力继电器的条顶压力必须大于前一动作执行原件的最高工作压力的1015，否则在管路中的压力冲击或波动下会造成误动作，引起事故，这种回路只适用于系统中执行元件数目不多、负载变化不大的场合。在行程限位开关控制的顺序动作回路中，调整挡块的位置可调整液压缸的行程，通过电控系统可任意地改变动作顺序，方便灵活，应用广泛。所以顺序动作回路的控制开关初步选用行程限位开关控制。123毕业设计拟采用方法和手段本次设计作为考验大学四年来所学知识的一次综合性的设计题目，设计过程中会下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709859应用到机械设计，机械原理等学科中所涉及的设计方法和手段，通过CAD等软件完成机械图的设计和绘制，通过液压传动和机电传动所学的相关知识完成液压控制的设计。第2章取料装置主体结构的设计21取料装置的结构设计211卸料机构的工作原理及简图由于托辊喷涂完毕后是悬挂在托辊喷涂线的悬挂链上的，根据托辊喷涂线的实际结构，托辊取料装置的取料过程需要完成三个动作，分别是取料斗卸料，装置旋转和下降送料。三个动作分别由卸料机构，旋转送料机构和升降下料机构完成。当托辊喷涂完毕后，会由喷涂线上的悬挂链输送到取料装置附近，此时操作人员启动取料装置，装置的取料部分首先动作，由一个液压缸驱动取料斗升起，操作员将托辊从喷涂线的悬挂链上取下放在取料斗上，取料斗下降完成取料动作。工作简图如图21所示。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098510图21卸料机构的简图A取料斗B液压缸212旋转送料机构的工作原理和简图托辊由卸料机构从托辊喷涂线的悬挂链上取下之后，取料装置的旋转机构将旋转180将托辊送到下料架上方。取料装置的旋转装置由一个齿轮齿条机构完成，齿条由一个液压缸驱动带动齿轮的转动，完成旋转的动作。其工作简图如图22所示。图22旋转机构的简图A液压缸B齿条C齿轮213升降下料机构的工作原理和简图取料装置旋转后将托辊送到下料架的上方，由一个液压缸带动装置下降，固定在下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098511机架上的取料斗通过下料架的间隙下落，将托辊留着下料架上，整个取料动作完成。升降下料机构的工作简图如图23所示。图23旋转机构的简图A液压缸B机架22取料装置主结构的受力分析221卸料机构的受力分析设计首先进行机构的受力分析计算，为后续的部件选择做好准备。卸料机构有两个极限位置，分别画出两个极限位置的受力简图，求出液压缸分别在两个位置所承受的压力。取料斗在水平位置时的受力简图如图24所示。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098512图24取料斗在水平位置的受力简图托辊的尺寸范围为，托辊的材料是Q235，它MLD1604,2198的密度是,选取托辊的最大尺寸计算托辊的质量（托辊取实心体质量的3/1087MKG一半），（21）钢钢LDV212KGM923410876095014333式中M质量；密度；V体积；D托辊的直径。故托辊所受的最大重力为NMGG0238924下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098513（22）312FGL，MLL2310,054根据方程组（22）求得NF9158所以4852COS/42COS/1F水平取料斗在升起位置时的受力简图如图25所示。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098514图25取料斗在升起位置的受力简图同样用计算水平位置时液压缸所受的力的方法计算出取料斗在升起位置时液压缸所受的力NMGG0238924（23）311SINSIFGLL，MLL2310,054根据方程组（23）求得NF9158下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098515所以N3042681COS/945813COS/F升起222旋转送料机构的受力分析旋转送料机构中，机构的受力主要是轴承带来的摩擦力2，公式（24）是轴承摩擦力矩的计算公式（2FDM504）其中为轴承的摩擦因数，由于旋转装置中的轴承主要承受的是轴向力，所以选用圆锥滚子轴承，由机械设计手册查的圆锥滚子轴承的摩擦因数。为机018F架及取料斗载有托辊时所受的重力，机架、取料斗及托辊的总质量约为，估取KG26。初步取定齿轮直径为104MM轴承，内径，代入式（24）中NF260MD32求得轴承的摩擦力矩NM7501326018503机构的受力分析简图如图26所示。图26旋转送料机构的受力简图齿条对齿轮的力矩MNLFM7501下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098516齿轮的分度圆半径，代入上式求得齿条所受力，ML52NF421旋转送料装置的液压缸B受力B223升降下料机构的受力分析升降装置中的液压缸C所受力即为机架、取料斗及托辊的重力总和，所以液压缸C的受力NGFC260下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098517第3章取料装置零部件的设计31托辊夹持装置的设计311挡料盘的设计托辊的形状类似一圆柱体，其最大外圆的直径是219MM。由于其形状为圆柱体，所以将托盘设计成V形用来夹持托辊，这个V形的托盘就相当于一个长的V形块3，可以限制托辊的四个自由度。然后使用挡料盘挡住托辊的一端，这样便可以限制五个自由度了，六个自由度中唯一没有被限制的自由度就是托辊的旋转，考虑到实际的工作中对这个自由度没有要求，并且这个自由度并不会影响设备的安全性，并且这五个自由度的控制足够把托辊固定住，所以这里我们不会对其旋转自由度进行限制。挡料下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098518盘对在取料期间也会承受一部分的力，所以材料方面选用性能较好且价格适中的45号调质钢。下面是对挡料盘的设计。图31挡料盘的设计示意图挡料盘是接料盘上用于限制自由度的一部分，它位于接料盘的边缘处。对于接料盘，为什么要将其做成缺口的呢主要原因是托辊本身的质量为2309KG，如果将其做成实体的话，无疑是加重了系统的重量，会使得升降装置以及支撑轴的受力过大，对升降装置的设计和支撑轴的选取有很大的影响，导致浪费材料等。312接料盘上把手的设计下面要对接料盘上的把手进行设计，把手是用于连接液压缸以及接料盘。首先，要将一个方形的钢板焊接在接料盘上，然后使用螺钉将接料盘的把手以及钢板相连接。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098519液压缸A采用头部耳环中间销轴的HSG工程用液压缸4，液压缸与把手通过销相连接。销轴需要承受对大部分的力，所以在材料方面，销轴需要选用性能较好，价格适中的45号调质钢。下面我们将对销的弯曲强度以及剪切强度进行校核5。托辊的质量是最多2349KG，所以取料盘以及取料盘上把手所受到的力约为2349N，所以螺钉一端承受的径向力大约1151N。图32把手工作的示意图图33力分析示意图把手受到的向下的力；1F下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098520把手对工件的的力。2F图34剪切图1校核螺钉的剪切强度根据公式（31）AFS其中NS15224034MDA计算得出MPAAFS175631045式中剪力；SF螺钉的横截面积；A下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098521截面上最大切应力；最大许用切应力。图35弯矩图2校核螺钉的弯曲强度根据公式（32）WMMAXAX其中NFL/271051MAX下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985223741092/6/MDIWZ计算得出PA3086210977MAXAXMM式中弯矩；抗弯截面系数；W最大许用正应力；实际最大正应力。MAX接料盘上的的把手如图36所示下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098523图36把手的设计示意图32托辊升降装置的设计321导柱的设计因为横梁很长只用一个缸来固定一定会不稳定的，受弯矩的作用活塞杆就容易断，所以要用两个导柱作为辅助支撑，导柱材料选用性能较好，价格适中的45号调质钢，下面对导柱进行设计。导柱是用来辅助支撑的，现在横梁上打孔，然后采用紧配合，导柱上面要用止动效果比较好，稳定性比较强止动垫圈锁母来把紧。选取的导柱的最小直径要大于35MM。所以取最小直径是40MM。导柱主要辅助支撑，承受工作时产生的力。当工作时，液压系统的工作重力转移到液压缸B的纵向截面上，如图37。图37升降装置受力图根据力的平移定理，附加一力矩为MNFLM/1495057263下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985241校核导柱的剪切强度根据公式（3AFS3）导柱受力如图38所示，两导柱受力近似相等，根据力矩与力矩相平衡的原理可得（321MDF4）计算得出NDF75934108251242643MA代入公式33计算得出A1757410265931MPAF式中剪力；1F导柱的横截面积；A截面上最大切应力；最大许用切应力。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098525图38导柱受力简图2校核导柱的弯曲强度根据公式（35）WMMAXAX其中MNLF/75408759341MAX3612/62/DIZ计算得出PA309102867546MAXAXMWM导柱的结构如图39所示下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098526图39导柱的设计示意图33回转装置的设计331托盘的设计在实际工作中，运用PLC对液控系统进行控制6，在工作时整个缸体将有一个向下的重力，这个力的作用在齿条上，由于齿条可以承受的力较小，所以需要设计一个辅助装置来承受这个力，通过对箱体构造以及工作运作时的动作分析后，最终，我想到了一个合理的解决办法，将底座的后面开个方形的孔，然后将托盘送入，让这个托盘托着齿条承受齿条受力，这样齿条就不会因为受力太大而断裂，开完的这个方形的孔然后在孔周围焊接一个方形的平台，通过螺钉连接将托盘固定在这个平台上。箱体的材料选用HT200灰铸铁，它不仅成本低，而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。因为活塞缸是把在底座的上表面的，托盘的受到的力不是很大。所以下面将对托盘的弯曲强度进行校核。缸的质量大约是30KG；齿轮的质量是8KG；再考虑到螺栓的质量还有其他的因素的影响，取它的总质量为40KG。托盘的材料取Q235，最大许用弯曲应力为158MPA。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098527图310托盘受力简图1校核托盘的弯曲强度根据计算公式（3WMMAXAX6）其中362210909MBHNFLM/8744代入公式33计算得出PA158381029746MAXM式中B截面的宽度；H截面的长度；弯矩；M抗弯截面系数；W下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098528最大正应力；MAX最大许用正应力。对抗拉和抗压强度相等的材料（如碳钢），只要绝对值最大的正应力不超过许用应力即可。对抗拉和抗压不等的材料（如铸铁），则拉和压的最大应力都应该不超过各自的许用应力。而我设计的这个托盘的材料是Q235，属于低碳钢，由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛，所以只需验证它的最大正应力符合要求就可以了。经过计算当托盘的板厚取10MM是满足弯曲强度要求。在托盘过程中，结构体悬出面过大，跨度过大，在这样的情况下，结构件本身的连接面能承受的负荷有限，则在两结合体的公共垂直面上增加一块加强板，以增加结合面的强度。图311托盘的设计图下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098529332齿轮的设计接下来要最齿轮进行设计取齿轮的材料为45号钢表面淬火，为使齿轮免于根切，对于的标准直齿圆柱齿轮，应取本次设计中首先试选取齿轮齿数为26。20。17Z沿啮合线作用在齿面上的法向载荷垂直于齿面，位了计算方便，将法向载荷在节点NF分为两个互相垂直的分力，即圆周力与径向力由此可得TR（3COS/TAN/21TNRTFDT7）PT/10596式中齿轮传递的转矩；1T齿轮节圆直径；D啮合角，对于标准齿轮，；02传递的功率；P转速。N根据齿根弯曲疲劳强度进行计算计算公式为（3FSADFYZTKM2138）（1）根据查表的齿轮的弯曲强度极限；MPAF390（2）选取齿宽系数1D（3）取弯曲疲劳寿命系数；870FK下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098530（4）计算弯曲疲劳许用应力；取弯曲疲劳安全系数；41S（5）计算载荷系数521FAVAFK（7）查取齿形系数26AY（8）查取应力校正系数71S计算得出34M对比计算结果，按齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取有弯曲强度算得的模数，并就近圆整为标准值4。则根据公式（39）（3ZMD9）求的齿轮分度圆直径D104查阅机械设计手册，利用表31中的计算式可求得齿条齿轮传动的几何尺寸。表31齿轮齿条传动的几何尺寸计算式名称代号计算式齿顶高AHMHA齿根高FCAF下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098531齿高HFAH齿顶圆直径ADAAD2续表31齿轮齿条传动的几何尺寸计算式齿根圆直径FDFFHD2齿距PMP齿轮中心到齿条基准线距离HXDH2基圆直径BDCOSB经计算的出齿轮数据绘制如图312图312齿轮设计示意图34翻转装置的设计341翻转钢架的设翻转装置的工作原理简单的来说就是接料盘的一端用轴承固定，另一点上用液压缸的活塞杆进行推动，实现翻转运动，用两个反转装置对液压缸进行定位，每个装置下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098532用6个螺钉固定，像这样的受力情况称为偏心拉伸7，所以下面要对螺钉进行拉伸强度校核。螺钉使用45号调质钢，其许用拉伸应力为600MPA8。图313翻转钢架受力简图1校核螺钉的拉伸强度由于液压缸工作对所有螺钉产生的总拉力计算大约为NF4531所以每个螺钉所受的拉力1379212接触面的倾覆力矩为M/680643NFLM叠加两种应力后，便是在截面处发生的最大应力所以NF12730841MAX根据拉伸强度公式下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098533（3AFMAXA10）其中25221040813MDA计算得出PA604510273MAXM式中M倾覆力矩；最大拉应力；MAX最大许用拉伸应力下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098534图314翻转钢架设计图采用一对翻转缸架将它固定，然后把翻转缸架用螺钉把在横梁上，以上就是对翻转缸架的设计。35取料装置中轴承的选取本次设计中，取料装置的工作过程中有两处转动动作，分别是取料斗的转动和转动送料装置的转动。为了减少摩擦损耗和延长使用寿命9，所以在这两处需要使用轴承。根据本次设计的取料装置的结构特点，两处均选用滚动轴承。滚动轴承根据机构的不同又分为向心轴承和推力轴承两大类。向心轴承主要承受的是径向载荷，推力轴下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098535承主要承受的是轴向载荷。图315取料装置轴承示意图A深沟球轴承B圆锥滚子轴承如图315所示，图中A处的轴承主要承受的是径向载荷10，故选用向心轴承。经查阅机械设计手册中的常用滚动轴承性能比和价格比对照表之后确定A处选用深沟球轴承。图中B处的轴承主要承受的是轴向载荷，所受载荷较大，故选用同时能够承受径向和轴向载荷的圆锥滚子轴承。由于圆锥滚子轴承在承受径向载荷时会产生内部轴向力11，一般成对使用，所用本次设计中为旋转送料装置选用了一对圆锥滚子轴承。深沟球轴承的受力如图316所示下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098536图316深沟球轴承的受力图其中NG023通过公式（3111295F）计算得出NF85437621要选用基本额定载荷大于的深沟球轴承。1下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098537第4章液压系统的设计41液压系统主要工作参数的确定411液压系统工作压力的确定常用液压系统一般工作在70BAR（7MPA）以下，所以初步认定最高工作压力为70BAR。412液压缸主要尺寸的确定（1）液压缸内径的计算由上节的计算可知液压缸A，B，C的推力分别为NFF4852MAX升起水平，B1下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098538NGFC260则由公式（41）（41521074D）求得液压缸A的内径MDA72810745选（液压缸内径尺寸系列国家标准中最小为）。MDA4040求得液压缸B的内径MDB6107425选（液压缸内径尺寸系列国家标准中最小为）。MDB4040求得液压缸C的内径MDC752107645选（液压缸内径尺寸系列国家标准中最小为）。MDC4040则系统的最大实际工作压力为BARPP2436102436104855（2）液压缸面积比（速比）的确定液压缸的面积比下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098539（422DD）通常液压缸的面积比没有太严格的限制，只要满足刚度、强度、压杆稳定及国家活塞杆直径尺寸系列标准12的情况下，可选择任意值。标准液压缸一般取。2（3）液压缸行程的确定画出两个液压缸A活塞杆的两个极限位置，两者长度之差即为液压缸A的行程，如图41所示。图41液压缸A的行程示意图故液压缸A的行程为。MLA287液压缸B的行程即为齿条行进的距离，整个装置需选转180，故液压缸B的行程为齿轮分度圆周长的一半，即，取整得。MLB2816350MLB164下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098540升降装置中的液压缸行程即为取料斗下料时的行程，如图32所示。由下料架的结构确定液压缸C的行程。MLC145图42取料斗下料的行程根据液压缸的行程，内径及工作压力等选用HSG40/28AE型号液压缸。413液压系统工作流量的确定液压缸的工作流量计算公式为（43）VDQ42其中为液压缸平均运行速度。V根据上式计算，当位移时间为时，三个液压缸的流量分别为S4MIN/415/109287103533LSQAI/9/46435323LB下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098541MIN/732/10541403323LSQC414液压阀工作通径及管道内径及壁厚的确定液压阀及管道的工作通经一般由工作流量确定，对于国产液压元件来说，流量在以下选用6通径阀，至选用10通径阀。所以根据上小节计MIN/30LMIN/30LI/6L算出的各液压缸的流量，选用6通径阀。管道内径及壁厚参加液压设计手册选取13，管道很长时要考虑沿程损失。42液压系统主要元器件及参数的确定421泵的确定设驱动泵的电机为四级电机，即同步转速为。则泵的排量的计算公式为MIN/150R（4QR4）对，可选排量为4的限压式变量叶片泵。MIN/415LQARMLR/01590422电机的确定限压式变量叶片泵的电机功率应由泵PQ特性曲线拐点功率再除以效率得到14，但由于泵的PQ特性曲线不容易精确得到，所以工程上常利用经验公式（35）得出，即用最大工作压力与最大流量之积再诚意08左右，即可得出相关功率。（480QPP5）以本次设计的液压缸中最大工作压力计算，此时的工作压力根据前面的N42计算为，则电机的功率为BAR2436WP260/815363电机效率按09计算，则电机的功率为下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970
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