毕业设计（论文）-陶瓷墙地砖装卸机设计.docx

景德镇陶瓷大学本科生毕业设计（论文） 摘 要 陶瓷墙地砖装卸机是为了减轻工人们的劳动强度，提高生产效率和质量的一种机器。 该瓷砖装卸机，包括机架、设置在机架上的由步进电机带动的输送带，我们使用V带轮进行传输，输送带的位于给砖机的那一侧是斜面，给砖机包括机架、设置在机架下面的输送带、设置在机架上面的瓷砖定位器，瓷砖定位器是设置在机架上面两侧的由汽缸带动的夹持器，定位压机包括压块、带动压块动作的汽缸，在上砖机的输送带斜面那一侧设置有瓷砖放置机构，一种安放在导轨上的储砖小车。通过两边的传感器进行定位上砖。同样反之，下砖的时候，从链接生产线的一个水平机架，通过水平V带传送瓷砖，接着在45度倾斜角的V带机架往下传输，将瓷砖下到储砖小车上，通过安放在小车和机架导轨之间的传感器对小车定位，移动到准确位置。关键词：装卸 V带 步进电机 定位器ABSTRACTThe ceramic wall tile handling function effectively reduces the labor intensity of the workers and increases the efficiency of the bricks.The loading and unloading machine ceramic tile, including frame, set up on the rack by the stepper motor to drive the conveyor belt, V belt wheel transmission, we use the conveyor belt is located in to the side of the brick machine is inclined plane, to the brick machine including frame, set up under the frame of the conveyor belt, set in the frame of the above locator, ceramic tile ceramic tile locator is set up on the rack on both sides of the driven by the cylinder holder, positioning press briquetting, lead briquetting cylinder, on the conveyor belt cant that side of the brick machine set with ceramic tile placement agencies, a store brick in guide rail car. Locate the brick through the sensors on both sides. Under the same on the other hand, brick, link from the production line of a horizontal frame, through ceramic tile level V belt transmission, and then down at 45 degree Angle frame of V belt transmission, ceramic tile next to the car store brick, by placed between cars and rack guide rail sensor for car positioning, moved to the exact locationKDSEYWORS: Loading and unloading V belts Stepper motor Locator 目 录一 绪论11.1 课题来源及原因11.2 国内外研究现状11.3 主要研究内容2二 整体方案选择42.1 方案一：根据全自动码垛机原理设计自动上砖机42.2 方案二：根据所要完成的动作目的自主设计自动装卸砖机52.3 方案对比选择6三 设计方案的确定73.1 输送机构的方案选择73.2 摆臂机构可选用7四 输送线传动方案的确定94.1 传动方案的选取94.2 电动机和减速器的选取9五 V带的设计计算115.1 带类型选择115.2 带轮的设计11六 轴的设计计算136.1 主动轴与轴承的设计计算136.2 承受轴与轴承的设计计算146.3 摆臂支撑轴与轴承的设计计算16七 储物车的设计计算197.1 传动方案的选择197.2 电机选择，减速器选择217.3 轴与轴承的设计计算227.4 车轮，轮道的选择24八 气缸的选型258.1 摆臂驱动气缸的选型258.2 夹持气缸的选型25九 结论27经济分析报告28致 谢30参考文献31一 绪论 随着我国经济的大幅度提升，我国对墙地砖的需求越来越大，以往通常是用人工的方式，每一块瓷砖都是有工人搬上生产线，一般情况每一块砖的重量大概在15公斤左右，如果每天工人们要搬成千上万块砖坯，则会耗费非常大的体力。随着我国经济的保持着飞速发展的态势，人力资源慢慢会变得愈加稀缺，如果能降低工人的劳动强度，提高自动化作业水平，机器代替人力，会提高非常大的效率，所以我们需要设计并且制造一种专门从事生产线用的装卸机。1.1 课题来源及原因 现在的陶瓷墙地砖企业当中，生产的墙地砖主要是大批量的生产，工厂还是主要以经济效益为主。而这种自动装卸墙地砖的机器能大大减少劳动力并且提高生产效率。而目前市场上抛光砖的需求量不断升高，陶瓷生产线自动化不断提高，而传统的装卸机需要挖坑，操作不太简便，提出陶瓷墙地砖装卸机，用以解决传统装卸机要挖坑操作不简便的问题。1.2 国内外研究现状 目前我国国产的有关陶瓷机械设备的能力已经不断的提高，使得陶瓷产品更加趋向于多元化的方向发展，陶瓷机械设备水平的进步导致原有的效率低价格昂贵的陶瓷机械设备逐步淘汰，也大大降低了了企业对此方面的投资，从而企业能够扩大生产，把更多的资金投入到研发科技方面，这对企业技术的进步有着积极意义，也对产品的个性化发展有着结构性变化，产品技术的提高也能能够获得更大的利润，建筑类陶瓷原料的加工设备主要包括：A粉碎机械轮辗机；B 制浆，制粉机械；C 其他辅助设备，比如：喂料机，泥浆泵等，上面的设备基本国产化，其中细牙鄂破机，6000型以下的干燥塔，直径大约100-200mm的泥浆柱塞泵以及干法造粒机等机器已经在国内外有了先进的技术水平，然而价格大概只有进口设备的一半，国内市场占有率95以上。仅有少数独资或合资企业进口部分原料加工设备、据数据显示，中国现有且运行的原料装备大概有50%左右存在设备的老化，所以需要对我国生产一线的设备进行大规模的升级改造，初步判定，未来几年我国大部分陶瓷厂会进行大规模的陶瓷设备技术改造，对建筑陶瓷设备的需求量业将大大增加。 最近几年，成品抛光砖破损率一直是诸多陶瓷厂的难以解决的问题，所以为了满足市场对抛光砖时装画、艺术化的要求，需要解决这个问题迫在眉睫，经研究数据表明，这种能将抛光砖正常运输减少破损的设备以及对破损砖重复利用你会的设备，目前存在较大的市场发展空间，而装卸机是专门为抛光磨边线提高生产效率而设计的一款自动装卸设备。由于人力成本的快速提升和招工难的出现，陶瓷企业对陶瓷装备自动化的要求越来越迫切，因此提升我国陶机设备的自动化水平势在必得。 在抛光砖的抛光磨边线生产线上，需要装卸机来完成砖的运送过程，主要通过装卸机的前后行走和皮带的带动来实现转的传输运送，目前明显有技术中，抛光磨边生产线运转的设备需要挖坑，而且操作相对复杂，装卸机的操作简单，能细线转的上下而且速度根据需要调节，能为实现抛光生产线的自动化体系良好的技术支持。 对大型的装卸机与本中实现设计的装卸机比较，里有规模大小的不同，我们需要考虑自身生产条件和经济合理程度。1.3 主要研究内容 在陶瓷墙地砖的生产中 ，各个生产环节之间的联系越来越密切，从原料制备、压制形成、施釉到最后烧成、抛光、包装等过程，要求整个生产线的每一个组成部分，必须互相协调一致，以保证整个生产线稳定运行，如果某一部分出现故障，要尽可能减小对其他部分的影响，从直观上看，装卸机组具有自动储坯与卸柸功能，这正使整个生产线所需要的，一方面，当生产线前部分因各种原因不能向后连续正常供坯时，装卸机组可将储坯车里的坯卸出到输坯线上，保证生产线后部的正常运转，可避免空窑和停窑带来的不良后果，同样，如果生产线后部暂时不用坯时，装卸机组可将坯储存起来，需要时再释放，不必将前部线停机。另一方面，当前面供坯和后面需坯速度不一致时，也可通过装卸机组来调节，该机在生产线上可起重要作用。 装卸机主要是自动装卸砖机，能有效地简化了现有机械装卸砖系统和工人的劳动强度，提高转坯搬运的效率和灵活性，提高生产效率同时可适应陶瓷旧厂改造的要求。 该装卸砖方法为：上砖机和设置在上砖机进口处的给砖机组成了瓷砖上砖机。其中，上砖机由机架与设置在机架上的由动力机构带动的输送带组成。V带轮是用于传输，在输送带的结构设计上，位于给砖机的一面是斜面。给砖机由机架、设置在机架下面的箱送带和设置在机架上面的瓷砖定位器组成。其中，瓷砖定位器是设置在机架上面两侧的由汽缸带动的夹持器或者设置在机架上面的定位压机，定位压机包括压块、带动压块动作的汽缸，在上砖机的输送带斜面那一侧设置有瓷砖放置机构，一种安放在导轨上的储砖小车。即导轨小车，通过两边的传感器进行上砖。同样反之，下砖的时候，从链接生产线的一个水平机架，通过水平V带传送瓷砖，接着一个45度倾斜角的V带机架往下传输，将瓷砖下到储砖小车通过安放在小车和机架导轨之间的传感器对小车定位，移动到准确位置。根据之前的设备对比下来，这个设备能够很大限度的减少人力物力，提高工作效率，并且能够准却的将墙地砖运动到指定的位置上。如下图所示，此次设计的自动装卸砖机的结构简图如图1-1。图1-1自动装卸砖机的结构简图二 整体方案选择2.1 方案一：根据全自动码垛机原理设计自动上砖机图2-1全自动码垛机2.1.1 主要特点该方案的主要特点是整托盘放进托盘堆放区，开机后满足条件，重托盘输送装置先将堆垛结束的重托盘送到出口处，之后自动上托盘，紧接着对流水线上的圆柱平顶型马口铁桶或塑料桶进行自动整理，按要求分层堆放在规定托盘上的自动设备。其目的是提高企业的生产效率，减少人力劳力，实现全自动化生产的标准，帮助公司实现全面数字化，自动化，大大提高企业的生产利润。2.1.2 设备组成全自动码垛机由控制器、自动上托盘设备、自动分离装置、移动横梁真空升降机械手、重托盘输送装置等组成，是一款高新技术产品。2.1.3 全自动码垛机工作原理平板上的工件符合栈板需求的一层工件，平板和工件往前移动到栈板垂直面。上面的挡料杆下降，其他三方定位挡杆起动夹紧，这时平板恢复原位。各个工件下降至栈板平面，栈板平面和平板底面的距离为10mm，栈板下降一个工件高度。往复上述过程直到栈板堆码达到设定要求。2.2 方案二：根据所要完成的动作目的自主设计自动装卸砖机图2-2自动装卸砖机2.2.1 主要特点：此设计解决了目前国内外一些只能单一完成上砖或下砖功能的机器的不足问题，完美的合二为一，自动化程度更高功能更全面更多样性。选用V带来实现运转。选用易于控制的标准的气压缸来驱动摆臂和夹紧砖块。气缸的运动由红外感应器控制。气缸行程运用磁感开关控制。利用步进电机及感应器控制小车的前进与后退。2.2.2 设备组成此设备是运用倾斜V带与水平V带相互配合来完成装卸砖的机器，由传送砖机器和砖架、控制系统三部分组成。所述传送砖机器中设置有可以在机架上来回滑动的滑动架，所述滑动架上安装有送砖皮带及驱动该皮带的动力装置以及推砖装置、拨砖装置和托砖装置，上砖线架分成两段安装，在控制系统的作用下，当滑动架在推车复位时送砖皮带能换向转动。此技术能够解决立式上砖机的安装麻烦、有危险风险、包括更换砖架不方便、滑台传动设备容易被损坏的缺点，同时也能缓解在送砖装置直接增加滑动架，须要解决滑动架退车复位的问题。2.2.3 此设计自动装卸砖机工作原理自动装卸砖机通过对两个工序之间的连接，当后面工序出现故障时，对前面的工序生产的砖进行下砖储存起到一个缓冲的作用，而不用停止所有的工序，当出现故障的设备恢复正常时，自动装卸砖机通过传感器又进行自动上砖，从而达到提高生产效率作用。2.3 方案对比选择方案一，无法确保质量比较大的砖正常工作，并且耗费严重，并且要求真空吸盘有很大的吸附力，这是很难达到的。每种墙地砖都有不同的尺寸，尺寸越大，则需要码垛机的尺寸越大，占地面积业越大。对机架的稳定性和强度要求过高，导致制造成本过高。结合这些与方案二对比，可以根据产品尺寸质量等数据可以量身设计，特别导轨小车的设计，既解决了码垛机的累高问题，而且也能大容量储砖。而且整体框架结构相对简便。所以根据方案二的种种优点，可以很好的减少成本且运送墙地砖的稳定性，我们使用方案二。 三 设计方案的确定3.1 输送机构的方案选择根据本设计的最终目的，此次设计可供选择的方案有很多种，首先在砖的运输上就存在多种方案。1）平带传动普通平带的特点：由多层挂胶帆布粘合而成，包括开边式和包边式，特点就是抗拉能力大预紧力保持性能强，价格低廉；耐热，耐油性差。多用于轴间较大的传动。2）V带传动普通V带的特点：摩擦系数比较大，结构比较简单，传动业相对平稳，过载保护能力强，应用广，连接，更换方便。3）链条滚筒链条滚筒输送机主要是由传动滚筒，机架和驱动等部分组成，其结构相对比较简单，输送量比较大，运转速度很快，能实现多品种共线分流输送。3.2 摆臂机构可选用1）曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构运动形式比较简单，造价相对便宜，方便维护，使用范围广。但是其缺点是占用空间较大，而且有死点，容易损坏。2）气压连杆机构所需成本不高，选用标准的气压缸，方便操作，不同的传感器可以调整不同的摆动角度。气压缸工作的完成需要配备气压站，因此具有气压站的企业选用能实现此传动。3）传动方案的选取本次设计的机构为生产线中的生产缓冲机构，首先要实现工程目的，其次机构越简单越好，成本越低越好。因为V带能产生更大的摩擦力，承载能力业比平带的大，结构也相对简单，而链条滚筒对于墙地砖这种比较脆的物体来说不太适合，所以选用V带传动；气压连杆机构能更好的控制其摆臂角度，结构业相对简单，所以选用气压摆臂机构。四 输送线传动方案的确定4.1 传动方案的选取根据设计任务书的技术参数：1、可成型产品规格尺寸：砖是200公斤尺寸为1200x1700x200m；2、砖在皮带上的速度是100mm/s。由于此机器的传递的距离不是特别大，传递速度也低，传递扭矩也不大，而且我们传递的物品为墙地砖，比较脆，所以如果选链条棍子传动，地砖很可能破裂，并且，这个设计不需要高的传动精度，所以选用V带传动。4.2 电动机和减速器的选取4.2.1电机的选取假设装卸砖机的皮带倾斜角最大为20砖的质量为200Kg。则带的预紧力F满足其中(查机新编机械设计师手册表1.1-7)(查机新编机械设计师手册表1.1-7)1）选择三相异步电动机型号2）选择电动机的功率皮带所需的功率为电动机输出功率为电动机到工作机之间得总效率为式中：分别为减速器的效率，主动轴的轴承，带传动的效率。查表可取 则所以3）确定电动机的转速由于带的线速度比较低，所以选择能够达到功率要求，并且转速低的电机。这样可以减小减速器的尺寸。则电动机选择YS6324,额定功率为0.18Kw,满载转速为1400r/min。4）安装及外形选择的电动机安装尺寸和外形尺寸如下图表所示。（如下图）图4-1 Y系列外形及安装尺寸表 4-1中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD地脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键补位尺寸FGD6324520090100807112341504.2.2 减速器的选型已知条件传动比I=100，电动输出功率P=0.18，输入转速n1=1400，输出转速n2=14，选用RV 50 100 0.18 DZ减速器。五 V带的设计计算5.1 带类型选择普通平带的特点：由多层挂胶帆布粘合而成，包括开边式和包边式，特点就是抗拉能力大预紧力保持性能强，价格低廉；耐热，耐油性差。多用于轴间较大的传动。普通V带的特点：摩擦系数比较大，结构比较简单，传动业相对平稳，过载保护能力强，应用广，连接，更换方便。此设计中为输送线的带传动。V带能产生更大的摩擦力，承载能力业比平带的大，结构也相对简单，故选用V带。1 带型选择根据本次设计的机械结构可知，带的长度为6928mm。故选用C型V带。长度选用2 带的根数。根据工程实际经验，参照陶瓷机械中输送线的V带传动技术。选择12根V带。3 带的强度核算。由本设计的基本参数知：装卸砖机的皮带倾斜角0最大为20砖的质量为M-200KG。设带的预紧力为F其中(查机新编机械设计师手册表1.1-7)(查机新编机械设计师手册表1.1-7)取F=1000（N）单根V带的预紧力F1=1000/12100（N）。满足V带强度要求。5.2 带轮的设计1） 带轮的设计应该注意质量分布要一样，且质量轻，使其机构工艺完美，同时应最大程度避免由铸造产生比较大的内应力时因使其机构工艺性好，质量分并且连接V带的槽要尽量平滑，减小V带与轮槽之间的摩擦力。2） 带轮的材料一半采用灰铸铁，钢，铝合金等。灰铸铁应用最为广泛。当V25m/s时用HT150或HT200。敌选用HT150。3） 带轮的机构形式与基准直径有关。如果带轮直径为d300mm可以用腹板式；同时D1-d12100时，可采用孔板式；当d300mm时，可采用轮辐式计算带轮直径其中V=0.1m/s =14r/min得d=127.38故选用腹板式带轮。机构见新编机械设计师手册表4.1-16V带轮缘尺寸槽型C。4） V带轮的轮槽V带绕在带轮上，因为变形弯曲，内测受压，外侧受拉，这样使得其锲角变小，为了使胶带能紧贴轮槽两侧，一半将带轮的轮槽锲角做的比V带小。V带安装在轮槽中后，通常不能超出带轮外圆，也不能与轮槽底端触碰。为此规定了轮槽基准直径到带轮外圆和底部的最小高度和。5） V带轮的的技术要求。见表8-10(机械设计)六 轴的设计计算6.1 主动轴与轴承的设计计算6.1.1轴的设计计算已知条件：均布载荷F=2000（N）皮带预紧力F=1635（N）材料选择：选取轴的材料为45号钢，调至处理。按式(15-2)机械设计教材第十五章(以下相同）受力分析：即：由已知条件可得，发生最大饶度的界面即为中点截面,则 查表：一般用途的轴y/mm=0.003-0.005l， 取y=0.004lmmL=2000mm y=0.004l=8mm查表45#钢的弹性模量E=200Gpa故而取：d1=45mm各段轴直径和长度的确定表 6-1名称项目L0L1L2L3L4L5L6L7长度（mm）100121741420001417412直径（mm）193537.44547.44537.435依据轴向定位的要求来确定轴的各段直径和长度。轴上零件的轴向定位，通过轴肩，套筒，轴端挡圈，轴承端盖以及圆螺母等来实现，所以此设计的主动轴各段直径和长度，见表6-1。6.1.2轴承的设计计算L4段所用轴承的选取计算径向载荷：Fr=2000N 轴向载荷：Fa=0 n=14r/min d=45mm 1.求比值： 据表13-5，深沟球轴承的最大e值为0.44，所以2.初步计算当量动载荷P，根据式（13-8a)按照表：13-6，,取根据表：13-5，当x=1时，Y值得在在一直型号和基本额定静载荷后方能求得。现在暂选一近似中间值，取 y=1.5 则P= 1.2（13000+0）=3600N根据式（13-6），求轴承应有的基本额定动载荷值按照轴承样本或设计手册选择：C=9350N/m 100908轴承验算轴承的寿命值，根据（13-5）因为L2段轴承没有承受大载荷，所以可依照实际轴的装配设计，选用1000807深沟球轴承。6.2 承受轴与轴承的设计计算6.2.1 轴的设计计算 已知条件：均布载荷 F=2000N即：根据已知条件得，发生最大饶度的界面即中点截面。则查表15-5（机械设计）：一般用途的轴 y/mm=0.003-0.005l.为安全起见，取y=0.004l已知l=2000mm，则y=0.004l=8mm表 6-2名称项目L1L2L3L4L5L6L7长度（mm）121741420001417412直径（mm）3032.440454032.4306.2.2 轴承的设计计算径向载荷：=2000N 轴向载荷 ：Fa=0 n=14r/min d=45mm 1.求比值： 查表13-5，深沟球轴承的最大e值为0.44，所以2.计算当量动载荷P，根据式（13-8a)按照表：13-6，,取按照表：13-5，x=1时，Y值须要在一直型号和基本额定静载荷后才能求出。暂选一中间值，取 y=1.5 则P= 1.2（12000+0）=2400N3.跟据式（13-6），求轴承必须的基本额定动载荷值4.按照轴承样本或设计手册选择：C=9350Nm 100908轴承5.验算轴承的寿命值，根据（13-5）6.3 摆臂支撑轴与轴承的设计计算6.3.1轴的设计计算在此只对L0段进行设计，其他部分和承重计算相同。已知条件：均布载荷 F=1100N l= 200mm则y=0.004l=0.8mm根据已知条件得，发生最大饶度的界面即中点截面。即：最小直径故而取：d2=20mm表6-3名称项目L1L2L3L4L5L6L7长度（mm）121741420001417412直径（mm）303540454035306.3.2轴承的设计计算（一）L3段轴承的设计选型径向载荷：=2000N 轴向载荷 ：Fa=0 n=14r/min d=45mm 1.求比值： 查表13-5，深沟球轴承的最大e值为0.44，所以2.初步计算当量动载荷P，依照式（13-8a)按照表：13-6，,取按照表：13-5，x=1，Y值需要在一直型号和基本额定静载荷后才能求出。暂取近似中间值， y=1.5， 则P= 1.2（12000+0）=2400N3.根据式（13-6），求轴承应有的基本额定动载荷值4.按照轴承样本或设计手册选择：C=9350Nm 100908轴承5.验算轴承的寿命值，根据（13-5）（二）L2段轴承的设计选型径向载荷：=2000N 轴向载荷 ：Fa=0 n=14r/min d=45mm 1.求比值： 查表13-5，深沟球轴承的最大e值为0.44，所以2.计算当量动载荷P，按照式（13-8a)按照表：13-6，,取按照表：13-5，x=1，Y值需要在一直型号和基本额定静载荷后可以求出。暂选近似中间值， y=1.5 ，则P= 1.2（12000+0）=2400N3.根据式（13-6），求轴承应有的基本额定动载荷值4.按照轴承样本或设计手册选择：C=7350Nm 100907轴承5.验算轴承的寿命值，根据（13-5）七 储物车的设计计算7.1 传动方案的选择储物车的传动方案有多种：其中典型的传动方案为：1.链传动，2.带传动，3.齿轮传动。1.链传动链传动时通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式，与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑现象，平均传动比比较准确，工作可靠，效率也高，所需张紧力小作用与轴上的压力小，能耐高温，耐湿和恶劣的条件环境。对比齿轮传动，对精度的安装要求来讲相对比较低，也比较经济实惠。当须要远距力传动时，操作起来也比较方便。链传动的缺点是：仅能用于两平行轴见的传动，成本也比较高，并且还容易磨损，传动平稳性能也相对较差，并且运作时会产生噪声污染，不以用于极速反向的传动中。2.带传动带传动是利用张紧轮在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动，带传动结构相对比较简单，传动也比较平稳，能缓冲吸振，可以再大的轴间距和多轴见传递动力，价格也比较低廉，不需要润滑，修复也比较容易，在现代机械生产中也广泛应用。3.齿轮传动齿轮传动的特点：1）传动效率高2) 传动比大3）寿命长。4）传动扭矩大。齿轮传动的缺点：重量大且传动距离较小，会产生噪音污染，并且须要经常润滑。本次设计的储物车要求结构简单，造价低廉，空间尺寸尽量小，传递扭矩中等。所以综合以上各种传动方案的优缺点，结合本次储物车设计的工艺性能。此设计选用电机为动力源，用齿轮减速器，并且将减速器与主动轴直接连接的方法来实现小车的驱动。与带传动的传递对比，这个方案比较理想。想对于链传动，此方案的结构紧凑，且使用标准件，降低了成本。综上所述，本次设计选择电机驱动，标准齿轮减速器与主动轴直接连接的方式。7.2 电机选择，减速器选择1)选择电动机的功率工作机所需的功率为其中M=20010=2000KGV=0.04m/s电动机输出功率为有电动机至工作机之间得总效率（包括工作机效率）为式中：分别为滚动轴承，减速器的效率。查表可取则所以 KW=0.170KW2)确定电动机的转速 因为带的线速度很低 ，故选择满足功率要求，但是转速较低的电机。这样可以减小减速器的尺寸。则电动机选择YS6324,额定功率为0.18Kw,满载转速为1400r/min。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如图7-1所示。图7-1 Y系列外形及安装尺寸表7-1中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD地脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD6324520090100807112341503)减速器的选型已知条件传动比I=100 电机输出功率P=0.18 输入转速n1-1400 输出转速n2=14 选用RV 50 100 0.18 DZ 减速器。7.3 轴与轴承的设计计算已知条件：均布载荷 F=20000N即：根据已知条件得，发生最大饶度的界面即中点截面。则查表15-5（机械设计）：一般用途的轴 y/mm=0.003-0.005l，为安全起见，取0.004l已知l=2000mm 则y=0.004l=8mm表7-2名称项目L1L2L3L4L5L6L7长度（mm）121741420001417412直径（mm）35407075704035轴承的设计计算：径向载荷：=20000N 轴向载荷 ：Fa=0 n=14r/min d=70mm 1.求比值： 根据表13-5，深沟球轴承的最大e值为0.44，故而此时2.初步计算当量动载荷P，根据式（13-8a)按照表：13-6，,取按照表：13-5，x=1，Y值需要在一直型号和基本额定静载荷后才能求出。现在暂选一近似中间值，取 y=1.5 则P= 1.2（120000+0）=24000N3.根据式（13-6），求轴承应有的基本额定动载荷值4.按照轴承样本或设计手册选择：C=46800Nm 214轴承5.验算轴承的寿命值，根据（13-5）7.4 车轮，轮道的选择小车车轮的设计要满足工程需要，同时也要尽量使其制造简单，成本低廉。最好使用标准件。并且要和轨道配套使用。根据工程实际经验，车轮通常可以使用标准的V带轮，而轨道通常是使用地嵌式导轨，安装简单。如图7-2。 图7-2 车轮导轨简图八 气缸的选型气缸的选定程序为：选定气缸尺寸，选定气缸行程，选定气缸系列，选定安装形式，选定缓冲器，选定磁感开关，选定气缸配件。8.1 摆臂驱动气缸的选型1.确定负载根据本次设计的砖的质量和估算摆臂机构的机架质量。知负载质量M=220kg。根据CWS气动元件中双动气缸出力表查得当使用气压为0.6MP时缸径d-100mm的气缸课承受M=236kg的外力。故选用d=100mm的气缸。2.选择行程初始长度 最终长度 行程为L=L2-L1=1.5388-0.567=0.9718m3.选择气缸系列选用系列MB系列。因为动作过长，所以选d=125mm缸径的气缸。其行程为S=1000mm4.安装方式选用双U型钩5.缓冲方式为气缓冲6.磁性开关为拉杆安装，适用有接点舌簧型D-A5427.选定合适气缸配件。选用肘接头式中的1型单肘接头。故其型号为MDBB125-1000，相应尺寸，安装参数见SMC气缸选型手册。8.2 夹持气缸的选型1.确定负载根据本次设计的砖的质量和估算摆臂机构的机架质量。知负载质量根据CWS气动元件中双动气缸出万表查得当便用气压为0.6MP时缸径d=40mm的气缸课承受M=75.4kg的外力。故选用d=40mm的气缸。2.选择行程根据同类型夹持装置的设计经验，行程0L550m3.选择气缸系列为MU系列缸径50mm单动行程20mm4.安装方式为自由安装5.缓冲方式为两端橡胶缓冲6.磁性开关为轨道安装，适用D-A80L型磁性开关故选用的型号为MUB-40-20SM，相应尺寸，安装参数见SMC气缸选型手册。 九 结论本课题根据现有的自动装卸砖机和自动码垛机为研究对象，在老师的指导下完成了整个课题，该设计可从解决现有的生产瓷砖生产线设备中进行一个自动上砖和自动下砖问题，不仅可以减少因一些设备故障而带来的经济损失，而且也能够减少工人们搬运陶瓷墙地砖所需要的报酬。三个月的时间，通过认识机器，熟悉机器，到初步构思，老师提供了很大的帮助和助力。然后收集资料，认证方案，关于机器的控制要求，传动方案的选定以及V带传动精度控制的提高，各个零件的适配条件，其中也应用到cad帮助绘制装配图和零件图，更好的理解硬件系统和软件系统的关系。这个陶瓷墙地砖装卸机在精度上运用了步进电机细分将步进电机旋转，导轨小车与带轮机架之间安放激光传感器，所以能够保证精确的精度要求，从而减小了传送过程中能出现的误差。在本课题的研究过程中不仅是用到电器控制及自动化，而且综合运用了机械设计，陶瓷机械以及材料力学等我们之间接触过的专业的知识，对专业领域的知识和机电一体化有了更加深刻的理解。经济分析报告我国的墙地砖产量居世界前列，而生产线上所用的装卸载机组基本上都是国外机型，其昂贵的价格，加大了陶瓷业的投入，而且在维修方面也有诸多不便。因此，开发研制装卸载机组具有重要意义。一方面，既可以满足小型的实验性研究所结构。另一方面，为开发新型的陶瓷墙地砖提供研究平台。表1 包装线生产效益分析结果全人工包装瓷砖检测包装生产线生产速度500包/8小时生产速度10/分钟考虑更换耗材等因素550包/小时需要工人数（以600砖为例，目前生产线24小时生产1.5万平方米，约为10416包）（分为3 个班，每班8小时）需要人工约21人（分两班，3人为一班，每班10小时）共需6人每班工作时间8小时10小时产能1.5万（600mm600mm）1.5万（600mm600mm）劳动强度高（1摞砖重量约为30公斤，在整个包装过程中，工人都需要搬运瓷砖，劳动强度高）低（使用机械辅助，减少瓷砖的搬运，大大降低了劳动强度）人员流动性大（由于劳动强度高，无技术含量，工人流动大）小（由于劳动强度低，工人流动小）工人成本打包工人计件：0.25元/包；每个月花费为：7.8万元；工人全部计时工资；没人每月4000元；每个月花费为：2.4万元；设备耗电5040元/月（需要7台功率为1kw的捆扎机，工业用电为1元/KWh）9000元/月（包装线的功率为1.5Kw,工业用电为1元/KWh）人员管理困难（由于工人数量多，多为男工，在人员管理方面比较困难）容易（由于工人数量少，自动化程度高，人员的管理相对容易）质量控制一般在（在包装过程中，工人容易发生损坏的瓷砖和纸盒，能及时将损坏的瓷砖和纸盒取出；但是不能避免人工恶意放杂物进包装箱）容易（巡视工人可以随时观察包装情况，通过触摸屏机实时监控生产，并且相隔一段时间对瓷砖进行抽检；避免放杂物）故障处理与维修容易（由于圈公认包装方式受设备的限制较少，而且一般情况是打爆机出故障，因此对于故障的处理会响度容易）故障率低（一般的机修工经过培训后即可进行维护）维护性容易（只需对捆扎机进行日常维护）低维护成本（需要定期检查设备）结论：1.从工作人数角度分析，采用瓷砖检测包装生产线后，所需的工人比人工生产减少15人，而且也便于人员的管理；2.从劳动强度分析，采用瓷砖包装码垛生产线，大部分的工人都摆脱了高负荷劳动；3.从工人及时计件综合工资分析，以600mm600mm瓷砖为例，每个月可以为工厂节约5元/月，每