毕业设计论文锤片粉碎机的设计（含全套CAD图纸） .pdf

学 科 门 类 学 科 门 类 单位代码单位代码 毕业设计说明书 论文 毕业设计说明书 论文 锤片粉碎机的设计锤片粉碎机的设计 学 生 姓 名学 生 姓 名 所 学 专 业所 学 专 业 班班级级 学学号号 指 导 教 师指 导 教 师 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 系系 二二 年年 xxxxxxxx 月月 任务书任务书 一 设计 论文 内容一 设计 论文 内容 1 完成锤片粉碎机总体及部件设计 2 在 ug 平台上完成主要零件的三维建模 3 在 ug 平台上完成装配 4 完成装配图和主要零件的零件图 5 设计说明书一份 字数不少于 10000 字 二 设计 论文 依据二 设计 论文 依据 技术参数为 1 进料粒度 150mm 2 出料粒度 10mm 3 转子直径1000mm 3 生产能力25 30t h 三 技术要求三 技术要求 本锤片粉碎机用于水泥物料等的破碎 要求具有体积小 重量轻 破碎效率高 等特点 操作简便 维修方便 使用寿命长 适应范围广 所有标准件与通用件的模型 工程图符合工程要求 四四 毕业设计 论文 物化成果的具体内容及要求毕业设计 论文 物化成果的具体内容及要求 1 图纸工作量 1 锤片粉碎机总装图 2 主要部件的装配图 3 主要零件的零件图 4 手工绘制部件或零件草图 1 图纸工作量折合 a0 不少于 3 张 2 设计说明书要求 1 计算正确完整 文字简洁通顺 书写整齐清晰 2 说明书中所引用的重要计算公式和数据 应注明出处 3 说明书字数不少于一万字 五五 毕业设计 论文 进度计划毕业设计 论文 进度计划 起讫日期工作内容备注 05 03 12 05 03 13布置任务 05 03 14 05 03 25调查研究 收集资料 熟悉 课题 毕业实习 05 03 26 05 04 05总体设计 方案论证 2 05 04 06 05 05 19部件 零件设计阶段 05 05 20 05 06 05编写说明书 05 06 06 05 06 08毕业设计预答辩 05 06 09 05 06 12修改资料 05 06 13 05 06 14复查材料 05 06 15 05 06 17毕业答辩 05 06 18 05 06 19材料整理装袋 六六 主要参考文献 主要参考文献 1 濮良贵主编 机械设计 第五版 沈阳 西北工业大学 2 许林发 建筑材料机械设计 第一版 武汉 武汉工业大学出版社 1997 3 洪如瑾 ug nx2cad 快速入门 第一版 北京 清华大学出版社 2004 4 吴宗泽 机械结构设计 第一版 北京 机械工业出版社 1988 5 张佑林 粉体的流体分级技术与设备 第一版 武汉 武汉工业大学出版社 1997 3 6 章棣 分离机械选型与使用手册 第一版 北京 机械工业出版社 1998 七 其他七 其他 查阅本专业相关文献10篇以上 4 摘要摘要 粉碎机械是应用机械力对固体物料进行粉碎作业 使之变为小块 细粒或粉 末的机械 粉碎机械是破碎机械和粉磨机械的总称 两者通常按排料粒度的大小 作大致的区分 排料中粒度大于 3 毫米的含量占总排料量 50 以上者称为破碎机 械 小于 3 毫米的含量占总排料量 50 以上者则称为粉磨机械 有时也将粉磨机 械称为粉碎机械 这是粉碎机械的狭义含意 本课题设计的是为一种小型的 经济型的粉碎机 12 2000 对称上调锤片粉碎 机 本锤片粉碎机用于水泥物料等的破碎 具有体积小 重量轻 破碎效率高等 特点 操作简便 维修方便 使用寿命长 适应范围广 5 目目录录 摘要 第 1 章 绪论 1 第 2 章 方案的论证及确定 5 2 1 方案的论证 5 2 2 方案的确定 7 第 3 章 传动设计 8 3 1 传动方案的分析 8 3 2 传动系统的确定 9 第 4 章 动力的设计 10 4 1 主电机选择和计算 18 4 2 上辊的校核 24 4 3 下辊的校核 28 5刀的设计 29 5 1 切割的基本概念 34 5 2 切刀的设计 34 5 3 破碎辊筒的设计 34 6 进给机构与机架的设计 35 6 1 进给机构的设计 35 6 1 机架的设计 37 7 辅助零件的设计 37 8 结论 38 参考文献 39 致谢 40 6 第 1 章 绪论 1 1 概述 机械加工行业在我国有着举足轻重的地位 它是国家的国民经济命脉 作为整个工业 的基础和重要组成部分的机械制造业 任务就是为国民经济的各个行业提供先进的机械装备 和零件 它的规模和水平是反映国家的经济实力和科学技术水平的重要标志 因此非常值得 重视和研究 锤片粉碎机是一种将金属板材卷弯成筒形 弧形或其它形状工件的通用设 备 根据三点成圆的原理 利用工件相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的 塑性变形 以获得预定形状的工件 该产品广泛用于锅炉 造船 石油 木工 金属结构及其它机械制造行业 锤片粉碎机作为一个特殊的机器 它在工业基础加工中占有重要的地位 凡是钢材成 型为圆柱型 几乎都用锤片粉碎机辊制 其在汽车 军工等各个方面都有应用 根据不同的 要求 它可以辊制出符合要求的钢柱 是一种相当实用的器械 在国外一般以工作辊的配置方式来划分 国内普遍以工作辊数量及调整形式 等为标准实行混合分类 一般分为 1 锤片粉碎机 包括对称式锤片粉碎机 非对称式锤片粉碎机 水平下调 式锤片粉碎机 倾斜下调式锤片粉碎机 弧形下调式锤片粉碎机和垂直下调式锤 片粉碎机等 2 锤片粉碎机 分为侧辊倾斜调整式锤片粉碎机和侧辊圆弧调整式锤片粉 碎机 3 特殊用途锤片粉碎机 有立式锤片粉碎机 船用锤片粉碎机 双辊锤片 粉碎机 锥体锤片粉碎机 多辊锤片粉碎机和多用途锤片粉碎机等 锤片粉碎机采用机械传动已有几十年的历史 由于结构简单 性能可靠 造 价低廉 至今在中 小型锤片粉碎机中仍广泛应用 在低速大扭矩的锤片粉碎机 上 因传动系统体积庞大 电动机功率大 起动时电网波动也较大 所以越来越 多地采用液压传动 近年来 有以液压马达作为源控制工作辊移动但主驱动仍为 机械传动的机液混合传动的锤片粉碎机 也有同时采用液压马达作为工作辊旋转 动力源的全液压式锤片粉碎机 锤片粉碎机的工作能力是指板材在冷态下 按规定的屈服极限卷制最大板材 厚度与宽度时最小卷筒直径的能力 国内外采用冷卷方法较多 冷卷精度较高 操作工艺简便 成本低廉 但对板材的质量要求较高 如不允许有缺口 裂纹等 7 缺陷 金相组织一致性要好 当卷制板厚较大或弯曲半径较小并超过设备工作 能力时 在设备允许的前提下可采用热卷的方法 有些不允许冷卷的板材 热卷 刚性太差 则采用温卷的方法 1 2 锤片粉碎机的原理 1 2 11 2 11 2 11 2 1 锤片粉碎机的运动形式 锤片粉碎机的运动形式可以分为主运动和辅运动两种形式的运动 主运动是 指构成锤片粉碎机的上辊和下辊对加工板材的旋转 弯折等运动 主运动完成锤 片粉碎机的加工任务 辅运动是锤片粉碎机在卷板过程中的装料 下料及上辊的 升降 翘起以及倒头架的翻转等形式的运动 该机构形式为三辊对称式 上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动 通 过丝杆丝母蜗杆传动而获得 两下辊作旋转运动 通过减速机的输出齿轮与下辊 齿轮啮合 为卷制板材提供扭矩 图 1 1 锤片粉碎机工作原理图 由图 1 1 主运动指上辊绕 o1 下辊分别绕 o2 o3 作顺时针或逆时针旋转 辅运动指上辊的上升或下降运动 以及上辊在 o1 垂直平面的上翘 翻边运动等 1 2 21 2 21 2 21 2 2 弯曲成型的加工方式 在钢结构制作中弯制成型的加工主要是卷板 滚圆 弯曲 煨弯 折边和 模具压制等几种加工方法 弯制成型的加工工序是由热加工或冷加工来完成的 滚圆是在外力的作用下 使钢板的外层纤维伸长 内层纤维缩短而产生弯曲 变形 中层纤维不变 当圆筒半径较大时 可在常温状态下卷圆 如半径较小 和钢板较厚时 应将钢板加热后卷圆 在常温状态下进行滚圆钢板的方法有 机 械滚圆 胎模压制和手工制作三种加工方法 机械滚圆是在锤片粉碎机 又叫滚 板机 轧圆机 上进行的 在锤片粉碎机上进行板材的弯曲是通过上滚轴向下移动时所产生的压力来 8 达到的 它们滚圆工作原理如图 1 2 所示 a b c a 对称式锤片粉碎机b 不对称式锤片粉碎机c 锤片粉碎机 图 1 2 滚圆机原理图 用三辊弯 卷 板机弯板 其板的两端需要进行预弯 预弯长度为 0 5l 30 50 mm l 为下辊中心距 预弯可采用压力机模压预弯或用托板在滚圆 机内预弯 图 1 3 a b a 用压力机模压预弯b 用托板在滚圆机内预弯 图 1 3 钢板预弯示意图 1 3 锤片粉碎机的发展趋势 加入 wto 后我国锤片粉碎机工业正在步入一个高速发展的快道 并成为国民 经济的重要产业 对国民经济的贡献和提高人民生活质量的作用也越来越大 预 计 十五 期末中国的锤片粉碎机总需求量为 600 万辆 相关装备的需求预计超 过 1000 亿元 到 2010 年 中国的锤片粉碎机生产量和消费量可能位居世界第二 位 仅次于美国 而其在装备工业上的投入力度将会大大加强 市场的竞争也愈 演愈烈 产品的更换也要求锤片粉碎机装备工业不断在技术和工艺上取得更大的 优势 1 从国家计委立项的情况看 锤片粉碎机工业 1000 万以上投入的项目达近百项 2 锤片粉碎机工业已建项目的二期改造也将会产生一个很大的用户群 3 由于锤片粉碎机的高 利润 促使各地政府都纷纷投资 国家投资 外资和民间资本 锤片粉碎机制造 其次 跨 9 国公司都开始将最新的车型投放到中国市场 并计划在中国加大投资力度 扩大产能 以争 取中国更大的市场份额 民营企业的崛起以及机制的敏锐使其成为锤片粉碎机工业的新宠 民营企业已开始成为锤片粉碎机装备市场一个新的亮点 锤片粉碎机制造业作为机床模具产业最大的买方市场 其中进口设备 70 用于锤片粉碎 机 同时也带动了焊接 涂装 检测 材料应用等各个行业的快速发展 锤片粉碎机制造业 的技术革命 将引起装备市场的结构变化 数控技术推动了锤片粉碎机制造企业的历史性的 革命 数控机床有着高精度 高效率 高可靠性的特点 引进数控设备在增强企业的应变能 力 提高产品质量等方面起到了很好的作用 促进了我国机械工业的发展 因此 至 2010 年 锤片粉碎机工业对制造装备的需求与现在比将增长 12 左右 据预测 锤片粉碎机制造 业 对数控机床需求将增长 26 对压铸设备的需求将增长 16 对纤维复合材料压制设备 的需求增长 15 对工作压力较高的挤或冲压设备需求增长 12 对液压成形设备需求增长 8 对模具的需求增长 36 对加工中心需求增长 6 对硬车削和硬铣消机床的需求增长 18 对切割机床的需求增长 30 对精密加工设备的需求增长 34 对特种及专用加工设备 需求增长 23 对机器人和制造自动化装置的需求增长 13 对焊接系统设备增长 36 对 涂装设备的需求增长 8 对质检验与测试设备的需求增长 16 在今后的工业生产中 锤片粉碎机会一直得到很好的利用 它能节约大量的人力物力用 以弯曲钢板 可以说是不可缺少的高效机械 时代在发展 科技在进步 国民经济的高速发 展将对这个机械品种提出越来越高的要求 将促使这个设计行业的迅速发展 10 第 2 章方案的论证及确定 2 12 12 12 1 方案的论证 一般情况下 一台锤片粉碎机所能卷制的板厚 既工作能力 是指板材在冷 态下 按规定的屈服极限卷制最大板材厚度与宽度时的最小卷桶直径的能力 热 卷可达冷卷能力的一倍 但近年来 冷卷的能力正日益提高 结合上章锤片粉碎机的类型 拟订了以下几种方案 并进行了分析论证 2 1 12 1 12 1 12 1 1 方案 1 1 1 1 双辊锤片粉碎机 双辊锤片粉碎机的原理如图 2 1 所示 1 上辊 2 工件 3 下辊 图 2 1 双辊锤片粉碎机工作原理图 上辊是钢制的刚性辊 下辊是一个包有弹性的辊 可以作垂直调整 当下辊 旋转时 上辊及送进板料在压力作用下 压人下辊的弹性层中 使下辊发生弹性 变形 但因弹性体的体积不变 压力便向四面传递 产生强度很高 但分布均匀 的连续作用的反压力 迫使板料与刚性辊连续贴紧 目的是使它随着旋转而滚成 桶形 上辊压人下辊的深度 既弹性层的变形量 是决定所形成弯曲半径的主要 工艺参数 根据实验研究 压下量越大 板料弯曲半径越小 但当压人量达到某 一数值时 弯曲半径趋于稳定 与压下量几乎无关 这是双辊锤片粉碎机工艺的 一个重要特征 双辊锤片粉碎机具有的优点 1 板料不需要预弯成形 因此生产率高 2 可 以弯曲多种材料 机器结构简单 缺点 1 对于不同弯度的制品 需要跟换相适 应的上棍 因而不适用多品种 小批量生产 2 可弯曲的板料厚度系列受到一 1 2 3 11 定限制 目前一般只能用于 10mm 以下的板料 2 1 22 1 22 1 22 1 2 方案 2 锤片粉碎机 锤片粉碎机是目前最普遍的一种锤片粉碎机 利用三辊滚弯原理 使板材弯 曲成圆形 圆锥形或弧形工作 1 1 1 1 对称锤片粉碎机特点 结构简单 紧凑 质量轻 易于制造 维修 投资小 两侧辊可以做的很近 形成较准确 但剩余直边大 一般对称锤片粉碎机减小剩余直边比较麻烦 2 2 2 2 不对称锤片粉碎机特点 剩余边小 结构简单 但坯料需要调头弯边 操作不方便 辊筒受力较大 弯卷能力较小 所谓理论剩余直边 就是指平板开始弯曲时最小力臂 其大小与 设备及弯曲形式有关 如图 2 2 所示 图 2 2 锤片粉碎机工作原理图 对称式锤片粉碎机剩余直边为两下辊中心距的一半 但为避免板料从滚筒间 滑落 实际剩余直边常比理论值大 一般对称弯曲时为板厚 6 20 倍 由于剩余 直边在校圆时难以完全消除 所以一般应对板料进行预弯 使剩余直边接近理论 值 不对称锤片粉碎机 剩余直边小于两下辊中心的一半 如图 2 2 所示 它主 要卷制薄筒 一般在 32 3000 以下 2 1 32 1 32 1 32 1 3 方案 3 锤片粉碎机 其原理如图 2 3 对称弯曲时不对称弯曲时 t1 t2 12 图 2 3 锤片粉碎机 它有四个辊 上辊是主动辊 下辊可上下移动 用来夹紧钢板 两个侧辊可 沿斜线升降 在锤片粉碎机上可进行板料的预弯工作 它靠下辊的上升 将钢板 端头压紧在上 下辊之间 再利用侧辊的移动使钢板端部发生弯曲变形 达到所 需要 它的特点是 板料对中方便 工艺通用性广 可以校正扭斜 错边缺陷 可 以既位装配点焊 但滚筒多 质量体积大 结构复杂 上下辊夹持力使工件受氧 化皮压伤严重 两侧辊相距较远 对称卷圆曲率不太准确 操作技术不易掌握 容易造成超负荷等误操作 2 22 22 22 2 方案的确定 通过上节方案的分析 根据各种类型锤片粉碎机的特点 再根据锤片粉碎机 的不同类型所具有的特点 最后形成我的设计方案 12 2000 对称上调锤片粉碎 机 双辊锤片粉碎机不需要预弯 结构简单 但弯曲板厚受限制 只适合小批量 生产 锤片粉碎机结构复杂造价又高 虽然锤片粉碎机不能预弯 但是可以通过 手工或其它方法进行预弯 2 32 32 32 3 本章小结 通过几种运动方案的分析 双辊锤片粉碎机虽然不需要预弯 但只适合小批 量生产 而且弯曲板厚受限制 锤片粉碎机通用性广 但其质量体积大而且操作 技术不易掌握 对称三辊卷板结构简单 紧凑 质量轻 易于制造等优点 经过 相比较下最终决定采用锤片粉碎机 13 第 3 章 传动设计 对称上调式锤片粉碎机如图 3 1 所示 图 3 1 对称上调式锤片粉碎机 它是以两个下辊为主动轮 由主动机 联轴器 减速器及开式齿轮副驱动 上辊工作时 由于钢板间的摩擦力带动 同时作为从动轴 起调整挤压的作用 由单独的传动系统控制 主要组成是 上辊升降电动机 减速器 蜗轮副 螺母 工作时 由蜗轮副转动蜗轮内螺母 使螺杆及上辊轴承座作升降运动 两个下辊 可以正反两个方向转动 在上辊的压力下下辊经过反复的滚动 使板料达到所需 要的曲率 形成预计的形状 3 1 传动方案的分析 锤片粉碎机传动系统分为两种方式 3 1 13 1 13 1 13 1 1 齿轮传动 电动机传出的扭距通过一个有保护作用的联轴器 传人一个有分配传动比的 减速器 然后功过连轴器传人开式齿轮副 进入带动两轴的传动 如图 3 2 所示 图 3 2 齿轮式传动系统图 这种传动方式的特点是 工作可靠 使用寿命长 传动准确 效率高 结构 14 紧凑 功率和速度适用范围广等 3 1 23 1 23 1 23 1 2 皮带传动 由电动机的转距通过皮带传人减速器直接传人主动轴 如图 3 3 所示 图 3 3 皮带式传动系统图 这种传动方式具有传动平稳 噪音下的特点 同时以起过载保护的作用 这 种传动方式主要应用于具有一个主动辊的锤片粉碎机 3 23 23 23 2 传动系统的确定 鉴于上节的分析 考虑到所设计的是锤片粉碎机 具有两个主动辊 而且要 求结构紧凑 传动准确 所以选用齿轮传动 3 2 13 2 13 2 13 2 1 主传动系统的确定 传动系统如图 3 4 所示 图 3 4 传动系统图 所以选用了圆柱齿轮减速器 减速比 i 134 719 减速器通过联轴器和齿轮 副带动两个下辊工作 3 2 13 2 13 2 13 2 1 副传动系统的确定 为调整上下辊间距 由上辊升降电动机通过减速器 蜗轮副传动蜗轮内螺母 使螺杆及上辊轴承座升降运动 为使上辊 下辊轴线相互平行 有牙嵌离和器以 备调整 副传动系统如图 3 4 所示 需要卷制锥筒时 把离和器上的定位螺钉松开 然后使蜗轮空转达到只升降 左机架中升降丝杆的目的 3 33 33 33 3 本章小结 上辊传动压下系统 下辊住传动系统 15 收集资料对各种运动方式进行分析 在结合锤片粉碎机的运动特点和工作的 可靠性 最后主传动采用齿轮传动 副传动采用蜗轮蜗杆传动 第 4 章动力设计 4 1 主电机的选择和计算 4 1 14 1 14 1 14 1 1 上下辊的参数选择计算 1 1 1 1 已知设计参数 加工板料 q235 a 1 屈服强度 s 235mpa抗拉强度 b 420mpa 辊材 50mn屈服强度 s 930mpa抗拉强度 b 1080mpa 硬度 hbs229 hb 板厚 612s mm板宽 b 2000mm 滚筒与板料间的滑动摩擦系数 18 0 m滚筒与板料间的滚动摩擦系数 f 0 8 无油润滑轴承的滑动摩擦系数 05 0 m板料截面形状系数 5 1 1 k 板料相对强化系数 6 11 0 k板料弹性模量 e 2 06 106 mpa 卷板速度 6v m min 2 2 2 2 确定锤片粉碎机基本参数 14 14 14 14 下辊中心矩 st40 12 390mm上辊直径 11 1 31 1 a dt 300mm 下 辊 直 径 ac dd9 0 8 0 240mm上 辊 轴 直 径 aa dd6 0 5 0 180mm 下 辊 轴 直 径 cc dd6 0 5 0 130mm最 小 卷 圆 直 径 an dd5 2 25 1 600mm 筒体回弹前内径 12 12 2 n s d d d kskd es 506 607mm 4 1 24 1 24 1 24 1 2 主电机的功率确定 16 因在卷制板材时 板材不同成形量所需的电机功率也不相同 所以要确定主 电机功率 板材成形需按四次成形计算 1 1 1 1 成形 40 40 40 40 时 1 板料变形为 40 的基本参数 518 1266 4 0 607 506 4 0 n ddmm 0 4 0 4 1266 518 12 639 259 22 n ds r mm 0 4 0 4 390 22 sin0 235 639 2596 120 2 2 c t sd r 0 4 0 242tg 2 板料由平板开始弯曲时的初始弯矩 m1 47 11 1 5 4 8 102351 692 10 s mkw kgf mm w 为板材的抗弯截面模量 22 4 2000 12 4 8 10 66 bs w 3 板料变形 40 时的最大弯矩 m0 4 0 0 41 0 4 2 k s mkw r s 4 11 6 12 1 5 4 8 10235 2 639 259 7 1 815 10 kgf mm 4 板料从 0 41 n rrm 卷制到 时的变形弯矩 110 4 0 40 11 4 c n d mmm rr 76 11240 1 692 1 815 103 292 10 639 2594 kgf mm 上辊受力 7 5 0 4 0 4 0 40 4 22 1 815 10 2 325 10 639 25960 242 2 a m p s rtg kgf 下辊受力 17 7 5 0 4 0 4 0 40 4 1 815 10 1 197 10 639 25960 235 2 c m p s rsin kgf 5 消耗于摩擦的摩擦阻力矩 2n m 20 40 4 2 2 ac nacacc a dd mf ppm pm pd d 555 180240 0 82 325 1 192 2100 06 2 325 100 06 1 197 10130 2300 6 2 31510 kgf mm 6 板料送进时的摩擦阻力矩 t m 2 2 ca taca a d d mf ppm p d 55 180240 0 83 2922 325 2100 06 3 292 10 2300 6 1 381 10 kgf mm 7 拉力在轴承中所引起的摩擦阻力矩 3n m 155 3 130 32 92 13 81100 061 519 10 240 ntc n c mmmd m d kgf mm 8 锤片粉碎机送进板料时的总力矩 p m 56 0 18 1 197 102405 171 10 pcc mmpd kgf mm 9 锤片粉碎机空载时的扭矩 4n m 1 g 板料重量 g 1 22 6 1 7 8 10 2222 nn ddss gb 22 6 6001260012 2000 7 8 10588 106 2222 kg 2 g 联轴器的重量 8 选 zl10 2 g 180 9kg 18 3 g 下辊重量 2 6 3 240 22 7 8 1025001764 318 2 g kg 4123 2 c n d mm ggg 3 130 0 06588 106 180 9 1764 3189 88 10 2 kgf mm 10 卷板时板料不打滑的条件 14ntnp mmmm 663 14 3 292 101 381 109 88 10 ntn mmm 6 4 682 10 kgf mm 6 5 171 10 p m kgf mm 因为 14ntnp mmmm 所以满足 11 驱动功率 6 1234 5 769 10 nnnnn mmmmm kgf mm 2 2 qn c dv nmp f d 65 2 0 1 5 769 103 522 10 0 80 06 75 7 954 240 0 8 k w 2 2 2 2 成形 70 70 70 70 时 1 板料成型 70 的基本参数 0 7 506 607 723 724 0 70 7 n d d mm 0 7 0 7 367 862 2 n ds r mm 0 7 0 7 390 22 0 395 367 8626 120 22 c t sin ds r 0 7 0 429tg 2 板料变形 70 时的最大弯矩 m0 7 19 4 0 0 7 0 7 11 6 12 1 54 8 10235 2 2 367 862 s k s mkw r 7 1 905 10 kgf mm 7 5 0 7 0 7 0 70 7 22 1 905 10 2 376 10 12 367 862 0 429 22 a m p s rtg kgf 7 5 0 7 0 7 0 70 7 1 905 10 1 289 10 12 367 862 0 395 22 c m p s rsin kgf 3 板料从 0 40 71 n rrm变化到时的板料变形弯矩 4 11 4 07 0 7 04 01 c nn d rr mmm 76 11240 1 851 1 905102 601 10 367 862639 2594 kgf mm 4 消耗于摩擦的扭矩 2n m 2 2 2 ac nacacc a dd mf ppm pm pd d 555 180240 0 82 3762 1 289100 06 2 376100 06 1 289 130 10 2300 6 2 428 10 kgf mm 5 板料送进时的摩擦阻力矩 t m 2 2 cc taca a dd mf ppm p d 556 180240 0 8 2 7362 1 289 100 06 2 736101 423 10 2300 kgf mm 6 拉力在轴承中所引起的摩擦损失 3n m 20 66 31 130 2 601 101 423 100 06 240 c nnt c d mmmm d 5 1 308 10 kgf mm 7 机器送进板料时的总力矩 p m 56 0 18 1 289 102405 568 10 pcc mmpd kgf mm 8 锤片粉碎机空载时的扭矩 3 4 9 88 10 n m kgf mm 9 板料不打滑的条件 636 14 2 601 109 88 101 423 10 nnt mmm 6 4 033 10 kgf mm 因 14nntp mmmm 所以满足 10 驱动功率 1234nnnnn mmmmm 66 2 6012 4280 13080 00988 105 169 10 kgf mm 2 2 qn c dv nmp f d 65 2 0 1 5 169 103 665 10 0 80 06 75 7 408 240 0 8 kw 3 3 3 3 成形 90 90 90 90 时 1 板料成型 90 的基本参数 0 9 506 607 562 899 0 90 9 n d d mm 0 9 562 899 12 287 45 2 r mm 0 9 0 9 2 0 472 22 c t sin ds r 0 9 0 535tg 2 板料变形为 90 时的最大弯矩 m0 9 21 4 0 0 91 0 9 11 6 12 1 54 8 10235 2 2 287 45 s k s mkw r 7 1 965 10 kgf mm 7 5 0 9 0 9 0 90 9 22 1 965 10 2 503 10 12 287 45 0 535 22 a m p s rtg kgf 7 5 0 9 0 9 0 90 9 1 965 10 1 419 10 12 287 45 0 472 22 c m p s rsin kgf 3 板料从 0 70 91 n rrm变化到时的板料变形弯矩 10 70 9 0 90 7 11 4 c n d mmm rr 7 11240 1 905 1 965 10 287 45367 8624 6 1 766 10 kgf mm 4 消耗于摩擦的扭矩 2n m 2 2 2 ac nacacc a dd mf ppmpmp d d 555 180240 0 82 503 1 419 2100 06 2 503 100 06 1 419 10130 2300 6 2 615 10 kgf mm 5 板料送进时的摩擦阻力矩 t m 2 2 ca taca a d d mf ppm p d 45 180240 0 82 503 1 419 2100 06 2 503 10 2300 6 1 509 10 kgf mm 6 拉力在轴承中所引起的摩擦损失 3n m 22 16 3 130 1 766 1 509100 06 240 ntc n c mmm d m d 5 1 064 10 kgf mm 7 机器送进板料时的总力矩 p m 5 0 18 1 149 10240 pcc mmpd 6 4 964 10 kgf mm 8 锤片粉碎机空载时的扭矩 4n m 3 4 9 88 10 n m kgf mm 9 卷制时板料不打滑的条件 14ntnp mmmm 6636 14 1 766 101 509 109 88 103 285 10 ntn mmm kg f mm 6 4 964 10 p m kgf mm 因 14nntp mmmm 所以满足 10 驱动功率 1234nnnnn mmmmm 5 17 6626 15 1 0640 0988 10 6 4 497 10 kgf mm 2 2 qn c dv nmp f d 65 2 0 1 4 497 104 468 10 0 80 06 75 7 151 240 0 8 k w 4 4 4 4 成形 100 100 100 100 时 1 板料成型 100 的基本参数 1 0 506 607d mm 1 0 259 304r mm 1 0 1 0 2 0 506 22 c t sin ds r 23 1 0 0 587tg 2 板料变形为 100 时的最大弯矩 m1 0 s w r sk km 2 0 1 0 0 1 4 11 6 12 1 5 4 8 10235 2 259 304 7 1 995 10 kgf mm 3 板料从 0 91 01 n rrm变化到时的板料变形弯矩 4 11 9 00 1 0 19 01 c nn d rr mmm 7 11240 1 965 1 995 10 259 304287 454 5 8 972 10 kgf m m 7 5 1 0 1 0 1 01 0 22 1 995 10 2 972 10 12 259 304 0 506 22 a m p s rtg kgf 7 4 1 0 1 0 1 01 0 1 995 10 1 281 10 12 259 304 0 587 22 c m p s rsin kgf 4 消耗于摩擦的扭矩 2n m 2 2 2 ac nacac a dd mf ppm pm p d d 555 180240 0 82 972 1 281 2100 06 2 972 100 06 1 281 10130 2300 6 2 725 10 kgf mm 5 板料送进时的摩擦阻力矩 t m 2 2 ca taca a d d mf ppm p d 55 180240 0 82 972 1 281 2100 06 2 972 10 2300 6 1 727 10 kgf mm 6 拉力在轴承中所引起的摩擦损失 3n m 24 154 3 130 8 972 17 27100 068 529 10 240 ntc n c mmm d m d k gf mm 7 机器送进板料时的总力矩 p m 56 0 18 1 281 102405 534 10 pcc mmpd kgf m m 8 空载时的扭矩 3 4 9 88 10 n m kgf mm 9 板料不打滑的条件 14ntnp mmmm 5366 14 8 972 109 88 101 727 102 634 10 nnt mmm kgf mm 6 5 534 10 p m kgf mm 因为 14nntp mmmm 所以满足 10 驱动功率 1234nnnnn mmmmm 56 8 97227 258 5290 0988 104 485 10 kgf m m 2 2 qn c dv nmp f d 65 2 0 1 4 485 104 253 10 0 80 06 75 7 019 240 0 8 kw 综合上述的计算结果总汇与表 4 1 表 4 4 4 4 1 1 1 1 计算结果总汇 成形量 计算结果 40 70 90 100 简体直径 mm 1266 518723 724562 899506 607 简体曲率半径 r mm 639 259367 862287 45259 304 初始变形弯矩1 692 107 25 m1 kgf mm 村料受到的最大变形 弯矩 m kgf mm 1 815 1071 905 1071 965 1071 995 107 上辊受力 pa kgf 2 325 1052 376 1052 503 1052 972 105 下辊受力 pc kgf 1 197 1051 289 1051 419 1051 281 105 村料变形弯矩 mn1 kgf mm 3 292 1061 869 1061 766 1068 972 105 摩擦阻力扭矩 mn22 321 1062 428 1062 615 1062 725 106 材料送进时摩擦阻力 扭矩 mt 1 381 1061 423 1061 509 1061 727 106 空载力矩 mn49 88 103 拉力引起摩擦扭矩 mn3 1 519 1051 308 1051 064 1058 529 104 mn1 mt mn44 682 1064 033 1063 285 1062 634 106 总力矩 mp5 171 1065 568 1064 964 1065 534 106 驱动力矩 mn5 769 1065 119 1064 497 1064 485 106 驱动功率 nqc kw 7 9547 4087 1517 019 5 5 5 5 主电机的选择 由表 4 1 可知 成形量为 40 时所需的驱动功率最大 考虑工作机的安全系 数 电动机的功率选 11kw 因 yz 系列电机具有较大的过载能力和较高的机械强度 特别适用于短时或 断续周期运行 频繁起动和制动 正反转且转速不高 有时过负荷及有显著的振 动与冲出的设备 其工作特性明显优于 y 系列电机 故选 yz160l 6 型电机 其参数如下 11n kw 953r r min 40 a f 160g kw 升降电动机选择 yd 系列变极多速三相异步电动机 能够简化变速系统和节 能 故选择 yd90s 6 4 其参数如下 n 0 65kw r 1000r min g 15kg 4 24 24 24 2上辊的设计计算校核 4 2 14 2 14 2 14 2 1 上辊结构设计及受力图 26 由上部分计算可知辊筒在成形 100 时受力最大 5 2 972 10 c p kgf 5 1 281 10 a p kgf 故按 maxa p计算 其受力图 4 1 图 4 1 辊筒受力图 4 2 24 2 24 2 24 2 2 刚度校核 挠度 1 32 3 48 384l b l b ei pl f 确定公式各参数 4 4 8 300 3 976 10 64 64 a d i mm4 ia为轴截面的惯性矩 5 2 972 10 a p kgf 6 2 06 10e kgf m2000b mm 2470l mm 得 23 3 84 384 a plbb f eill 53 23 68 2 972 10247020002000 84 0 081 384 2 06 103 976 1024702470 3 1000 a l f 因为 aa ff m 所以只需校核 处 7 2353 492 10 2 a i p m kgf mm 7 max 3 3 492 10 13 172 32 i m dw kgf mm2 w 为抗弯截面系数 33 6 300 2 651 10 3232 d w mm3 0 49 kgf mm2 max 3 721 s i n 2 6 2351 078 10 2 222 aa ppll m l kgf mm max 0 414 m w kgf mm2 max 49 118 3571 0 414 s n 故安全 强度合乎条件 4 2 4 2 4 2 4 2 4 4 4 4 疲劳强度安全强度校核 50cr 1 1080 b mpa 108kgf mm293 s kgf mm2 1 0 2 10050 2 ab kgf mm2 在截面 处 i m 处 1 66k 1 8 0 6 7 2353 094 10 2 a p m kgf mm 7 6 max3 492 10 131 72 2 651 10 m w mpa 1 502 2 479 1 66 131 72 1 8 0 60 m ss k 故 疲劳强度满足条件 4 2 4 2 4 2 4 2 5 5 5 5 上辊在卸料时的校核 根据上辊的受力情况 只需考虑弯曲强度即可 卸料时其受力如下图 4 2 板重 22 6 1 7 8 10588 106 2222 nn ddss gb kg 上辊重 92 2 300 7 8 10 2040 2 gv 1124 53 kg 总重 12 1712 636gg kg 图 4 2 上辊卸料受力图 由受力图 4 2 可知 5 max max 3 4 027 10 0 703 180 32 m w mpa max 18 25 604 0 703 s n 故 卸料时弯曲强度满足 4 34 34 34 3下辊设计计算及校核 29 4 3 4 3 4 3 4 3 1 1 1 1 下辊结构及受力图 下辊受力如图 4 3 图 4 3 下辊受力图 受力 54 12 1 281 106 405 10 22 c rr p ff kgf主电机11p kw 齿轮啮合效率 97 0 1 联轴器效率 98 0 2 轴承效率 98 0 3 总传动效率 85 0 2 2 3 3 3 1 6v m min 6000 7 958 240 n r min 转矩 4 11 0 85 955095501 122 10 7 958 p t n n m 6 1 122 10 kgf mm 47 1 2156 405 102151 377 10 ir mf kgf mm 2 7 1 24702470 2155 212 10 224702 r r f mf kgf mm 4 3 24 3 24 3 24 3 2 下辊刚度校核 挠度 5 23 3 84 384 c plbb f eill i 为轴截面的惯性矩 4 4 8 240 1 629 10 64 64 d i mm4 5 1 281 10 c p kgf2000b mm 4 2 06 10e kgf m2470l mm 23 3 840 885 384 c plbb f eill mm 0 00051 235 c fl mm 30 cc ff 处 7 1 377 10m 7 1 122 10t 227 1 776 10 ca mmt kgf mm 7 max 3 1 776 1032 13 08 240 ca m w kgf mm 安全系数 49 3 7461 13 08 n 故安全 故弯曲强度满足 4 3 4 3 4 3 4 3 4 4 4 4 下辊疲劳强度校核 初选 截面 同类 同类 处 0 t 处 0 t 显然 i ss故仅校核 即可 疲劳强度校核公式 1 22 s s ss ss 1 50 2 kgf mm 截面 0 d r 1 d d 7 5 219 10m kgf mm 6 1 122 10t n m 应力集中系数 1 1 66k s1 2 1 5 表面质量系数1 8 尺寸影响系数0 88 弯曲平均应力0 m max 38 46 m w mpa 31 1 50 2 1 245 1 66 38 46 0 1 8 0 88 m s k 应力集中系数 1 1 73k 表面质量系数0 58 尺寸影响系数0 55 弯曲平均应力和应力副0 413 2 m t t w 10 0 0 481 1 50 2 25 1 1 73 0 413 0 413 0 481 0 58 0 88 m s k 2222 1 245 25 1 1 245 1 24525 1 s s ss ss 所以 截面 处满足疲劳强度要求 截面 0 d r 1 d d 7 1 776 10m kgf mm 6 1 122 10t kgf mm 应力集中系数 1 1 66k s1 2 1 5 表面质量系数1 8 尺寸影响系数0 88 弯曲平均应力0 m max 13 08 m w mpa 1 50 2 3 662 1 66 13 08 0 1 8 0 88 m s k 应力集中系数 1 1 73k 表面质量系数0 58 尺寸影响系数0 55 弯曲平均应力和应力副0 413 2 m t t w 10 0 0 481 1 50 2 25 1 1 73 0 413 0 413 0 481 0 58 0 88 m s k 2222 3 662 25 1 3 624 3 66225 1 s s ss ss 故满足疲劳强度要求 截面 6 4 323 10m kgf mm 6 1 122 10t n m 32 335 1302 157 10 3232 c wd mm3 3 0 0231 130 r d 240 1 846 130 d d 应力集中系数 1 2 12k s1 2 1 5 表面质量系数0 58 尺寸影响系数0 88 弯曲平均应力0 m 6 5 max4 323 10 200 417 2 157 10 m w mpa 1 502 1 871 2 12 200 417 0 1 8 0 88 m s k 应力集中系数 1 1 73k 表面质量系数0 58 尺寸影响系数0 55 弯曲平均应力和应力副2 601 2 m t t w 10 0 0 481 1 50 2 5 569 1 73 2 601 0 413 0 481 0 58 0 88 m s k 2222 1 871 5 569 1 688 1 8715 569 s s s ss s 故 安全下辊满足疲劳强度要求 4 12 6 405 10 rr ff kgf 6 1 122 10t kgf mm 7 1 377 10 i m kgf mm 7 5 219 10m kgf mm 刚度条件满足 1 274n 满足弯曲强度要求 1 50 2 kgf mm 4 44 44 44 4 本章小结 由于锤片粉碎机不是一次成型的 而且每次成型所需的功率都不一样 所以 我把它分为四次成型 结果 40 时所需功率最大 最后确定电动机的功率为 11kw 对锤片粉碎机选择的参数进行校核 结果上下辊的强度都合格 33 5 5 5 5 刀的设计刀的设计 5 15 15 15 1切割的基本概念切割的基本概念切割的基本概念切割的基本概念 切割与粉碎切割与粉碎 所谓切割 是指通过机械的方法克服物料内部的凝聚力 并将其分裂成规格 划一的块 片 丝 粒及酱状产品的操作过程 满足切割运动的机器必须具备两 个关键条件 一是切割刀具 另一个是物料的 进给 运动 进给运动系指物料 与刀具的相对接触运动 所谓粉碎 是指用机械的方法克服固体物料内部的凝聚力并将其分裂的过 程 根据所处理物料的尺寸大小的不同 将大块物料分裂成小块者称为破碎 而 将小块物料变成细粉者称为粉磨 破碎与粉磨又统称为粉碎 5 25 25 25 2切刀的设计切刀的设计切刀的设计切刀的