液压切坯机的设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 科 毕 业 设 计 题目： 液压切坯机的设计说明书 学 院： 工学院 姓 名： 叶飞 学 号： 20101157 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2010 级 指导教师： 李涛 职 称： 二 0 一四 年 五 月 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 I 摘 要 在砖瓦产品的生产线上，切坯机是必不可少的一个辅助设备，它是黏土泥条连续地通过切坯机制作最终产品的唯一方法。常规的切坯机大多是采用曲柄连杆机构来实现推杆的往复运动，而液压切坯机与之相比有低成本、高效率、大功率、低噪声、高度集成化及经久耐用等许多优点。液压技术是机械设备中发展速度最快的技术之一，已广泛应用于工业各领域，液压切坯机主要是由液压系统提供动力，通过控制系统来实现切坯机的运行。 本毕业设计主要设计的是液压切坯机中的切坯机部 分，主要包括机架、滚筒、推板、挡板等机构的设计、计算与校核，以及一些标准件的选择与计算，如轴承、链轮、法兰等 ，并通过合理的设计和布置使得机器的工作方便快捷、安全可靠。 关键词： 切坯机；液压；设计 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 n of is an it is to of is to is of in of is by by to is of as 买文档就送对应 纸 咨询 14951605 目录 摘 要 . I . 绪论 . 1 切坯机的应用及发展现状 . 1 液压切坯机的特点 . 1 本毕业设计的研究意义 . 1 2 液压切坯机的工作原理及过程 . 2 液压切坯机的工作原理 . 2 工作过程 . 2 3 液压切坯机工作参数的确定 . 3 4 液压切坯机中切坯机部分的结构设计 . 3 滚筒设计 . 3 滚筒外壁及端盖的设计 . 3 轴的设计 . 4 轴的校核 . 4 推坯手的分析 . 5 机架设计和钢丝绳的要求 . 6 轴承的选择 . 7 5 液压切坯机的传动设计 . 7 传动系统运动分析计算 . 7 电动机的选择 . 7 计算传动比 i . 8 皮带传动设计 . 8 链传动设计 . 9 链条的设计步骤 . 9 双排链轮的设计 . 9 传动链轮的设计 . 10 6 总结 . 11 参考文献 . 12 致 谢 . 13 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 1 1 绪论 切坯机的应用及发展现状 切坯机是砖瓦产业中的具有重要用途的机械，也是砖坯成型工艺中最后一道工序的加工设备。切坯机的类型有推杆式切坯机、链式切坯机、单弓式切坯机、燕尾式切坯机、导轨式切坯机等。目前我国砖瓦机 械行业存在许多问题，如加工设备陈旧，创新能力不足，材料质量问题严重，企业管理薄弱等，具有开发自主知识产权的产品，不断向高水平、全自动化方向发展的趋势，并关注销售市场，不断向实用型机械发展，我国切坯机的总体水平也在不断提升，逐渐走向农村、走出国门，服务于不同国家和地区的人们。 液压切坯机的特点 用液压装置代替现有切坯机的曲柄连杆机构， 与液压切坯机相比，传统的曲柄连杆机构的切坯机存在着以下的缺点。第一，切坯机周期性工作，电能浪费大；第二，整机系统振动大且不稳定，元件易松动或损坏；第三，不太容易 实现离合控制；第四，机器上的零件都需要详细计算和精确加工，设计和制造复杂、难度大。第五，所需的电功率大。 液压装置上设有动力元件、控制元件和两个同步工作的液压缸，液压缸安装 于 切坯机的 推板 上并与 推板 刚性连接，液压装置的动力元件为齿轮泵，控制元件由单向阀、溢流阀、单向节流阀、电磁换向阀及。球阀组成 ， 具有设计合理、结构简单、系统节能、同步精度更高、控制方便、使用安全的特点 。 本毕业设计的研究意义 随着经济和科学技术的不断的发展，液压技术也不断更新向前发展，在各种机械设备中应用广泛。本文中提到的 液压 切坯机，属于制砖机械设备技术领域。 液压切坯机的出现可以为砖瓦产业提供更加节能方便及更加安全可靠的保障，并展示了砖瓦产 2 品生产设备的新动向、新潮流。液压切坯机的研究，是砖瓦行业生产力发展的需要，也顺应了科学技术发展的大趋势，对砖瓦行业的向前发展有着积极的意义。 2 液压切坯机的工作原理及过程 液压切坯机的工作原理 由螺旋挤泥机机口挤出的具有一定形状的紧密而连续的泥条，再经过切条机切割成具有一定尺寸的长方体泥条，经过连续滚筒的传动（滚筒一端连接双排链轮，然后由电机带动部分双排链轮，双排链轮通过链条 连接而依次相互带动），直至传送到相应位置被挡板挡住停止前进，再由液压系统控制的与挡板垂直的推板将泥条推向前方固定在机架上的一排钢丝，因挡板位置固定且钢丝间均具有固定间隔，所以泥条被钢丝切成所需大小且大小相同的坯体。 工作过程 液压切坯机的工作分为准备和工作两个阶段。 准备阶段：在液压切坯机工作开始之前，推板应停留在初始指定的位置，等待由切条机切下后的泥条的到来，同时传送泥条的滚筒应由电机的带动下开始进入工作状态。 工作阶段：当泥条从滚筒上运动并在挡板的作用下停止运动后，液压缸通过作 用于推杆及推板开始推动泥条，使泥条沿着挡板向前运动并与固定在机架上的钢丝相互作用完成切坯过程。到达极限位置后，液压缸控制挡板回到初始位置并停留在该位置等待下一个泥条的到来。若工作结束，没有泥条过来时，应该将推板回到初始位置后再关掉电源。 3 3 液压切坯机工作参数的确定 已知切坯机中的滚筒长度 400径 89筒内壁厚度 2提供的钢丝绳长度为 460求切割后砖块尺寸为长 240 53 115根泥条的质量为 由切条机过来的泥条长度为 1908度为 240，高 115邻泥条到达切坯机的时间为 4s，由此可计算出每根泥条可以生产出 L/l=36 块砖块，故泥条总质量可以计算为 M=36m=126需要 37根钢丝绳，相邻钢丝绳之间的距离为 53 为滚筒能够能安全正常地工作，滚筒之间的距离设定为 120据计算滚筒两端总长度 120 15+89=18891908长度应大于泥条的长度，故为了保证机器正常工作及材料成本的最优化，应选择 17个滚筒，故每根滚筒平均承受的重量为（ 126 10） /17=条速度滚筒周长约为为 D=9=于泥条过来的频率为 4s，推板在 4泥条两秒内应到达待加工位置，即泥条速度和滚筒速度v=2009/2=筒转速为 n=(60)/ 4 液压切坯机中切坯机部分的结构设计 滚筒设计 滚筒部分由轴、滚筒外壁、滚筒端盖，滚筒通过两侧的端盖将滚筒和轴焊接在一起，由上述数据每根滚筒承受的重量为 筒转速为 据滚筒尺寸和力学性能要求，选取直径为 30的轴，端盖厚度定为 4 滚筒外壁及端盖的设计 滚筒材料制作，由于不锈钢的材采用不锈钢料特性，其耐磨性高，增加了滚筒的使用寿命，同时不锈钢的表明粗糙度较低，可以保证切坯机在工作时的需要的同时，减少刷油的次数，工作时使用起来更加方便可靠。 4 轴的设计 选择轴的材料 45 号钢，经调制处理，其机械性能由机械设计表 6得：650b M ， 360s M 1 300M ， 1 155M ；查表机械设计 6 1 60b M 。 初步计算轴径 选 C=110，331 m i n 31 1 0 1 0 . 3 53600 m m m ，由于轴的两端要安装链轮和轴承，轴的直径过小不利于安装使用，因此在本装置中选用直径为 30轴，材料为 45 号刚。 轴的校核 作弯矩图 如下图 示， 图 滚筒轴的校核弯矩示意图 只校核轴上承受最大当量弯矩的强度： 在 C 截面处弯矩较大，在扭矩相同的情况下。其为危险截面， a x； 校核轴的强度 5 由弯矩图可知，轴段 5 的皮带轮齿轮截面，轴的弯矩最大，有转矩，为危险截面。 W 抗弯截面系数 36333 035(3232 ； 抗扭剖面模量 363 t 弯曲应力： 扭转切应力： M p = P 4 2222 查表，对于 B =600 碳 钢 ， 承 受 对 称 循 环 应 力 时 的 许 用 应 力 =55安全。 推坯手的分析 推坯手是执行机构的重要元件之一，其作用是在泥条到达加工位置后推动泥条向钢丝绳方向运动，直至泥条与钢丝绳发生相互作用，完成切坯过程，其结构包括推杆、推板、法兰盘等元件，推坯手设计的好坏将 直接影响切坯机的切割性能，当推坯手运行到最前极限位置时，推板应与钢丝绳应保持一定距离，防止推板在运动过程中与钢丝相碰撞。本次设计中的推板由一定长度的矩形管材料去掉上端一面构成，呈凹槽状，前端面与泥条作用，后端面与推杆固定在一起，通过法兰连接，推杆中间部分套在导套内，导套方向与推板运动方向一致，工作时推杆沿着导套的方向来回滑动，导套与架子焊接在一起，并通过法兰相连固定在机架上，导杆后端通过焊接钢条固定在一起。 由上述 3切坯机工作参数分析可知，泥条的总长度为 1908推坯手前段推板的长度也定为 1908成推板的矩形管高 120 120壁厚度为 12 6 杆为空心钢管，直径为 50推杆的连接杆为直径 20实心铁管。推坯手机构如图 图 推坯手的示意图 机架设计和钢丝绳的要求 为了保证液压切坯机能稳定地运行并工作，机架的设计是非常重要的。因为切坯机的推杆、滚筒、挡板、电机、钢丝及拉线机构等都要固定在机架上面，所以为了能够使得切坯机的工作性能能够得到有效的保证，机架在设计制造的时候必 须满足以下要求：第一，机架的外形设计要合理，在保证机架能够达到工作要求的基础上尽可能减少生产材料及工作占地空间；第二，机架的强度、刚度和稳定性必须满足工作要求；第三，保证切坯机工作时不至于产生太大的振动和噪音等。 为了减少材料费用和加工费用，机架中用到的钢料尽可能选用标准的槽钢和矩形管，根据性能要求，本次设计中选取的槽钢均为 质： 架上矩形管边长为 80度为 5 这样加工出来的机架不但质量轻，稳定性高，还可以减少加工的时间和费用，从而提高生产的效率。 钢丝绳的作用是把泥条 切割成规定尺寸的坯体，应根据钢丝绳的受力情况及切割 7 泥条的光洁度来选择钢丝的直径，并要求把断丝率控制在非常低的水平，以减少在生产过程中造成的损失。根据工程实践经验可知，本次设计应选择钢丝绳的规格为直径为 轴承的选择 深沟球轴承能承受一定的双向轴向负荷且极限转速较高，且精度较高，从经济角度上考虑的，深沟球轴承比棍子轴承便宜，根据轴的直径为 30择固定滚筒中轴的轴承的型号是 6206。查机械设计手册可知，尺寸 d=30， D=62， B=16.。 杆件 1 的直径为 50虑到机 架结构及安装要求，故轴承应选择 制带座外球面轴承，杆件 2 的直径为 40装条件与杆件 1 相似，故选择固定杆件 2 的轴承为 5 液压切坯机的传动设计 传动系统运动分析计算 电动机的选择 选择电动机应综合考虑的问题： 根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调试以及工作环境等要求，选择电动机类型及安装方式。 根据负载转矩，速度变化范围和启动频繁程度等要求，并考虑电动机的温升限 制、过载能力和启动转矩，选择电动机功率，并确定冷却通风 方式。所选电动 机功率应大于计算所需功率，按靠近的功率等级选择电动机，负载率一般取为 大的备用功率会使电动机效率降低，对于感应电动机，其功率因 数将变坏，并使电动机最大转矩校验强度的生产机械造价提高。 根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯以及腐蚀和易燃 易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构型式。 8 根据企业的电网电压标准，确定电动机的电压等级和类型。 根据生产机械的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程性能的要求，以及 机械机构的复杂程度，选择电动机额定转矩。 所需的电动机的输出功率为： 上式中： 1P 为 表 6； 1 确定电机型号： 根据工作条件：室内常温、灰尘较大、两班制、连续单向运行，载荷较平稳，电动机输出功率 P ，及同步转速 n =1500r/，查表可得出，选用 Y 系列三相异步电动机，型号为 4，其主要性能数据如下： 电动机满载转速 n =1400r/ 电动机额定功率 P = 电动机 轴伸尺寸 D=24 额定电流为 率为 79，功率因数为 定转矩为 量 28 计算传动比 i 1、总传动比 i:i=1400/用二级减速传动， i=定各级传动比和效率如下： 第一级传动比： i 1= 4，采用 据电动机的轴直径为 24带轮尺寸确定如下，小带轮节圆直径 60带轮节圆直径 240 第二级传动比： 采用链轮中 的滚子链传动，已知链条型号为 08B，滚筒部分链轮为 17齿，故确定传动链轮齿数为 12。 皮带传动设计 电动机的功率要求： 计算查表可知带轮的数据和带的型号，选择 9 链传动设计 由于切坯机工作时环境比较恶劣，而且切坯机也不属于精密机器，因此滚筒之间的传动方式采取链传动，这样不但可以节约传动空间，提高了切坯机工作的稳定性，还可以降低设备生产的成本。 链条的设计步骤 由于链的作用仅仅是传递，所以链的力学性能要求不高，又链传递时的空间相对较小，因此链传动时的传动比定为 i=1,由第三章可知链轮的转速 n= （ 1） 选择链轮的齿数 z=17； （ 2） 计算当量的单排链的计算功率 根据链传动的主动链、链传动的排数和工作情况，将链传动所传递的功率修正为当量的单排链的计算功率 A ,式中： 工况系数，查机械设计，取； 主动链轮齿数系数，查机械设计手册，取 = P 传动的功率。 推出 3)求链条的型 号和节距 P 链条型号根据当量链的计算功率 n=机械设计可知链条的型号为 08B，查得节距 P= 双排链轮的设计 由以上数据和分析结果可知，双排链轮的齿数 z=17，节距 p=机械设计手册可得链节內宽 筒最大外径 距 入以下公式，分度圆直径 )180d , d=得出 d= 齿顶圆直径 可得 10 齿根圆直径 df= 齿高 .5( 齿宽 齿侧倒角 齿全宽 pt+2 体如图 图 双排链轮的示意图 传动链轮的设计 由以上分析可知，传动链轮的齿数 z=12，节距 机械设计手册计算可知，齿顶圆直径为 54圆直径为 49根圆直径 40宽 8轮长度为 20 11 6 总结 经过这段日子的毕业设计，我觉得自己学到了很多东西，主要有以下几点： 1、以前专业学习的主要是机械理论基础知识，对设计、加工和生产方面知识了解不足，在这次毕业设计实践过程中，我在指导老师的指导下学习到了许多解决这些问题的方法，发现了自己很多不足之处。也体会到了以前所学机械理论知识的重要性，知识掌握得越熟练，设计过程就越顺利。 2、通过这次毕业 ,我了解了液压切坯机的用途及工作原理 ,熟悉了切坯机的设计步骤 ,了解进行一项设计必不可少的几个阶段，锻炼了机械设计实践能力 ,培养了自己独立思考 和设计的能力，这些对我在将来的工作和学习当中都会有很大的帮助和启发。 3、毕业设计能够从理论设计和工程实践相结合、巩固基础知识与培养创新意识相结合、个人作用和集体协作相结合等方面全面的培养学生的全面素质。我经过这次系统的毕业设计，提高了自己的绘图能力，对以前学过的理论知识也起到了巩固作用，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果，对机械也有了整体性的认识。 4、增强了我的学习能力，在毕业设计的过程中，我学会了怎样查阅资料和利用工具书，作为机械专业的学生，由于专业特点自己更要积极查阅资料并 吸取别人在设计和加工中的宝贵经验。任何人都有不懂的知识，因此在设计过程中需要用到一些不懂的知识时，需要去有针对性地查找资料，然后加以吸收利用，解决问题的同时补充自己的知识储备。 5、本次毕业设计还培养了我严肃认真和实事求是的学习态度，吃苦耐劳的精神以及相对应的工程意识。同学之间的友谊互助也充分的在毕业设计当中体现出来了，增强了我的团队合作意识及沟通解决问题的能力。 最后，毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之