钢丝砂带磨除锈机设计【三维SW模型】【含6张CAD图纸、文档全套】【GC系列】
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三维SW模型
含6张CAD图纸、文档全套
GC系列
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世界最新机械设计理念来源:中国科技期刊摘要:根据目前国内外设计学者进行机械产品设计时的主要思维特点，将产品方案的设计方法概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智能。这几种方法的特点及其相互间的有机联系，提出产品方案设计计算机实现的努力方向。关键词：机械产品方案设计方法发展趋势设计文件是将语义设计网作为设计工具，在其开发的活性语义设计网ASK中，采用结点和线条组成的网络描述设计，结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等)，线条用以调整和定义结点间不同的语义关系，由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型，使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达，实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。系统化设计方法系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221技术系统和产品的开发设计方法。1. 将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。2. 将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。3. 将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分（单元）及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。4. 设计元素法用五个设计元素（功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数）描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。5. 图形建模法研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。6. “构思”“设计”法将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。7. 键合图法将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。网络技术的蓬勃发展，异地协同设计与制造，以及从用户对产品的功能需求设计加工装配成品这一并行工程的实现成为可能。但是，达到这些目标的重要前提条件之一，就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此，不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中，虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案设计中初露锋芒。目前，德国等发达国家正着力于研究超媒体技术、产品数据交换标准STEP，以及标准虚拟现实造型语言上基于虚拟环境的标准交换格式)在产品设计中的应用。机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进，由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚，目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。作者认为，综合运用文中四种类型设计方法是达到这一目标有效途径。虽然这些方法的综合运用涉及的领域较多，不仅与机械设计的领域知识有关，而且还涉及到系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识，但仍然是产品方案设计必须努力的方向。国外在这方面的研究已初见成效，我国设计学者也已意识到CAD技术与国际交流合作的重要性，及其应当采取的措施。基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。The worlds Latest Mechanical Design Conceptssource：China Science and Technology JournalAbstract:According to scholars at home and abroad to carry out mechanicaldesign product design features of the main ideas, product design method of theprogramsummarizedassystematic,modularstructure,basedonproductcharacteristics of knowledge and wisdom. The characteristics of these methods andtheir organic connection between them and put forward to achieve the computerproduct design direction.Key words: Mechanical Product Design MethodDevelopment Trends Design documents will be Semantic Web as a design tool inthe design of its Semantic Web activity of the development of ASK, using nodes andlines to describe the design a network, nodes that components of the cell (such asdesign tasks, functions, components or processing equipment, etc. ), used to adjust thelines and definitions between nodes of different semantic relations, thus the designprocess all the activities and results of pre-built models so that the definition of theearly design requirements to the specific description of each structure can be definedby the relationship between the expression, achieved a computer-aided design process,the leap from the abstract to the concrete.Asystematic design methodThe main features of a systematic design method are: the design as designed by anumber of elements of a system, the independence of each design elements, eachelement of an organic link between the existence of, and is layered, with all the designelements , you can design systems to achieve the required task.Systematic design idea in the 70s by the German scholar Professor Pahl andBeitz, the system based on the theory they developed a general pattern of the design,advocacy design work should have organized. German Engineers Association, on thebasis of this design concept to develop a standard VDI2221 technology systems andproduct development design methods.1.The user needs functional characteristics as a product concept, structuredesign and part design, process planning, job control, etc. based on the macro fromthe product development process of starting the use of quality function deploymentmethod and system to user demand information reasonably and efficiently convertedto the various stages of product development, technical goals and operational controlprocedures method.2.The level of the product life of the organism as a system, and means ofliving systems theory, the product design process can be divided into successfulhierarchy of needs to achieve the functional requirements of the conceptual level andproduct level of the specific design. At the same time life-support systems used toexpress the abstract icons of the product functional requirements, system structureformation of product features.3.The mechanical design of the application of systems science into two basicquestions: First, to be designed as a system dealing with the products, the best way todetermine its component parts (modules) and their mutual relations1; is the productdesign process as a system, according to design objectives, a correct and reasonablydetermine the various aspects of the design work and various design stage.Because each designers point of research questions and to consider the questionof emphasis, to design a specific research methods used is also different. Here aresome representative of the systematic design methods.4.Design Element MethodWith the five design elements (functions, effects, effects vector, shape, elements,and surface parameters) describe the product solutions that a product to determinethe value of the five design elements, the product of all the features and characteristicsof the value of i.e. determined. Scholars in China have adopted similar methodsdesigned to describe the products original understanding.5.Graphic modeling methodAnd developed a design analysis and guidance systems KALEIT, with thelevel of clear graphic description of a products functional structure and its associatedabstract information, to the system structure and function relationship of graphicalmodeling, and functional connection between the layers 2.Assistance will be designed to be divided into two aspects of methodology andexchange of information using the Nijssen Information Analysis Method can be usedgraphic symbols, with a rich semantic model structure, can be described as integrationconditions, can be divided into types of constraints can be achieved in relationsbetween any combination of characteristics , the design method to solve integrationand information technology to realize the design process of information betweendifferent abstraction layers between the graphical modeling.6.Concept - Design methodProducts design is divided into concept and design in two stages. Conceptphase of the task is to find, choose and mix to meet the requirements of the originalunderstanding of design tasks. Design stage of work is a concrete realization of theoriginal understanding of the conceptual stage.Of the programs idea of specific described as: In accordance with theappropriate functional structure, seeking to meet the design requirements of theoriginal understanding of the task. The functional structure of the sub-function isperformed by the structural elements to achieve, and structural elements of thephysical connection between the definition of a feature vector, feature vector andstructural elements further the interaction between the formation of the functionaldiagram ( mechanical diagram). The program design is based on functional diagram,the first qualitative description of all of the feature vector and structural elements,and then quantitatively describe all the structural elements and the connection parts( feature vectors), the shape and location to be structure diagram3. Roper, H. usinggraph theory, by means of which he defines as the total design unit (GE), structuralelements (KE), functional structural elements (FKE), connect structural elements(VKE), Structural Parts (KT), structure element part (KET) concepts, as well asdescribe the structure element size, location, and transmission parameters of theinteractions between a number of kinds of schematics, the intuitive designprofessionals have done a formal design method a description of the formation of aneffective application of existing knowledge, methods, and applied to ideas anddesign stage.7.Bond Graph MethodFunction of the composition of system components will be divided into produceenergy, consumed energy, changing energy forms, such as various types of energytransfer, and to use bond graphs to express the function component solution, hoping tofunction-based model and bond graph combine to achieve functional structure theautomatic generation and functional structure with the bond graph automaticconversion between the search for bond graph generated by a number of designmethods.To promote the product on the basis of functional analysis, the product has somefeatures broken down into one or several modular basic structure, by selection andcombination of the basic structure of these modular form into different products.These basic structures can be parts, components, or even a system.The structure should have a standardized interface (connection and co-operationdepartment),andisserialized,universal,integrated,hierarchical,agile,economic-oriented, with interchangeability, compatibility and relevance. Chinascombination of software component technology and CAD technology, variant designcombined with the modular design, according to modular principle of classification,will be divided into descending Machining Center Machine Tool product level,component level, component level and component level, and use expert knowledgeand CAD technology to combine them into different species, different specificationsof functional blocks, and then by the combination of these functions into differentmodules of the overall program processing center.To design a directory as an alternative variation of the mechanical structure ofthe tool, the solution proposed by the design elements of a complete, structured layout,the formation of the solution set design catalogs. And in the solution set designed tocomment on each one listed in the directory solution additional information, is verybeneficial to design engineers select solution elements.The vigorous development of network technology, collaborative design andmanufacturing, as well as the product from the users functional requirements design processing assembly finished product of this realization of concurrentengineering possible. However, an important prerequisite to achieve these goals oneof the conditions is to realize the effect of product design three-dimensionalvisualization. To this end, three-dimensional graphics software, more and moreintelligent design software programs used in the product design, virtual realitytechnology and multimedia, hypermedia tools for product design is also its first debut.At present, Germany and other developed countries are focused on researchhypermedia technology, product data exchange standard STEP, as well as standardvirtual reality modeling language based on a standard exchange format for virtualenvironments) in the product design applications.Mechanical product design is moving in computer-aided realization of intelligentdesign and to meet the needs of distributed collaborative design and manufacture ofdirection, due to the computer product design Study on the implementation startedlate, not yet mature, to achieve the above objectives program design tools4. Authorbelieves that the integrated use of paper, four types of design method is an effectiveway to achieve this goal. Although the integrated use of these methods are moreinvolved in the field, not only with the mechanical design of the field-relatedknowledge, but also to the systems engineering theory, artificial intelligence theory,computer hardware and software engineering, network technology areas such asdomain knowledge, it is still product design must be working for. Abroad in researchin this area has achieved initial success, our scholars have been aware of CAD designtechnology and the importance of international exchange and cooperation, and itsmeasures to be taken.Feature-based design methodology of knowledge The main features are: using acomputer can identify the language to describe the characteristics of the product andits design experts in the field of knowledge and experience to establish the appropriateknowledge base and inference engine, re-use of stored domain knowledge and theestablishment of the inference mechanism to bring computer-aided product design.The mechanical system design is mainly based on the characteristics of a product,and design experts in the field of knowledge and experience to push volume anddecision-making, the completion of body type, the number of synthesis. To achievethis stage of computer-aided design, must study the automatic acquisition ofknowledge, expression, integration, coordination, management and use. To this end,the design and scholars at home and abroad program for the mechanical systemdesign knowledge of the automated processing done a lot of research work, theapproach can be summarized into the following several.摘 要线材表面处理过程中，常规的酸洗、磷化处理方式会产生大量的生产废水。根据金属制品行业发展情况和国家对环保的要求，设计一种新型表面除锈设备钢丝砂带除锈机。对砂带除锈机设计方案和磨削原理进行介绍。并对各装置的参数选择进行设计说明。设计重点主要包括：钢丝除锈机的机械结构设计，包括总体结构、进给运动方案，连接结构的表达等；利用机械原理和机械设计的理论知识进行机械系统的设计计算，包括进给运动系统的设计计算，带传动设计计算；电动机的选择，减速机的选择，部分轴承的选择；最后，在总体方案确定的情况下进行相关的计算校核。实践表明，采用钢丝砂带除锈机进行生产时对环境无污染，钢丝表面质量好，速度稳定，且设备占地空间小，在一定程度上降低了经营成本，取得一定的经济效益。关键词：钢丝；砂带除锈机；表面除锈；砂带磨削 3AbstractIn the process of wire surface treatment，a large amount of production wastewater will be produced by conventional pickling and phosphating treatment. According to the development of the metal products industry and the requirements of the countrys environmental protection，a new type of surface derusting equipment，steel belt rust removing machine，is designed. The design and grinding principle of sand belt derusting machine are introduced. And the selection of the parameters of each device is designed. The design mainly includes the mechanical structure design of steel tube derusting machine，including the overall structure，the feed movement scheme，connecting structure expression；design and calculation of mechanical system based on mechanical principle and mechanical design theory，including the design of the feed system calculation，calculation of belt transmission design；the choice of motor，reducer selection that part of the bearing selection；finally，calculate and check related in the overall program to determine the circumstances.Practice shows that the steel wire belt rust remover has no pollution to the environment when it is produced，and the surface quality of steel wire is good，the speed is stable，and the occupied area of the equipment is small. It reduces the operation cost to a certain extent，and achieves certain economic benefits. Key Words：Steel wire； sand belt derusting machine； surface derusting； abrasive belt grinding目 录摘 要1Abstract2目 录3第1章 绪论51.1 选题的背景、目的和意义51.2 钢丝除锈机的特点61.3 砂带磨削技术的现状及发展趋势61.4 本课题研究的内容7第2章 钢丝砂带除锈机总体方案设计82.1设计原则82.2设计任务及砂带磨削原理82.3砂带除锈机工作原理82.4整体结构分析9第3章 主要部件设计113.1主轴传动装置113.2砂带驱动装置113.3砂带更换与张紧装置123.3砂带支撑与除尘装置14第4章 除锈装置带传动设计154.1带传动简介154.2带传动计算15第5章 主传动轴设计185.1主传动轴的设计计算185.1.1 根据转矩初步估算轴径185.1.2 轴的结构设计185.1.3 轴的受力分析195.2轴承寿命计算19第五章 总结21参考文献22致 谢23 第1章 绪论1.1 选题的背景、目的和意义（1）钢丝除锈机的选题背景：伴随着我国国民经济的不断发展，出现了越来越多应用广泛的钢丝，关系到各行业的各个方面。在平时的生活中，钢丝是一种实心并较长的钢材，重量十分的轻，所以也广泛被用于生产机械零件以及工程结构。按断面形状分类，主要有圆、方、矩、三角、椭圆、扁、梯形、Z字形等；按尺寸分类，有特细8.0毫米；按强度分类，有低强度3135兆帕。（2）钢丝除锈机的研究意义：但是有个极大的问题则是变得生锈的钢丝，会在使用中面临着很多的问题，比方钢丝在安装、焊接，甚至会严重影响到设备的使用工作安全，使得工作效率大大的降低，严重影响产品生产质量，甚至可能带来严重的生产安全隐患，所以对钢丝进行除锈是非常有重要的一道步骤。在钢丝使用之前，钢丝除锈是其中至为重要的一项工序，特别是在钢丝使用之后。这样不仅能够延长钢丝的使用寿命，还能防止各种隐患的发生。“第十二五”期间，中国的金属制品行业的快速增长，从2011的1955万T 3000万T 2015和酸洗污染物在金属制品的生产工艺也增加。虽然金属制品企业采用电解酸（碱）洗，新技术热盐酸洗涤关闭，但仍有酸性污染物，再加上大量的采用盘条表面氧化皮酸洗池广泛的大公司，表面处理和磷化处理，污染物排放不能每年产生的酸洗。从酸洗废液排放更多的水，因此，杭州新光机械科技有限公司（以下简称星科技）2012国外金属制品、高端装备和技术交流，关注国外在酒吧用砂带磨削设备规模的深加工，决定在消化吸收国外设备，从5.5到14毫米的钢丝快速除锈机的研制。根据环境保护部发布的“第十二五”全国环境保护法规和环境经济政策建设计划”的通知精神，立即在企业项目，该课题组的建立、项目负责人的主席，信息设备组，技术组和集团在基于环境保护网带除锈机的研究国外设备淘汰创新，提高金属制品行业清洁生产水平。1.2 钢丝除锈机的特点钢丝除锈机的特点： 在实际生产制造中，频繁的会使用到金属钢丝，然而钢丝生锈却成了无法避免的问题，甚至会影响到设备的工作，影响产品生产质量，甚至带来生产安全隐患。因此对钢丝在使用前除锈是非常重要的。经常见到的钢丝除锈方法以及其特点：（1）摩擦除锈，这也是本设计所使用的方法，操作简便，成本低廉，不过除锈效果因设备不同而差异较大，粉尘和噪音问题突出。（2）喷丸除锈法，其作用是有效的去除金属外层表面的氧化物质，旧漆膜以及锈蚀等其他杂质。（3）化学除锈法，虽然化学清洗能够使表面达到一定的粗糙度和清洁度，可是其对环境污染十分严重，甚至会严重影响工人的身体健康。1.3 砂带磨削技术的现状及发展趋势砂带磨削在国外得到了迅速的发展。自上世纪60年代以来，尤其是产生和发展砂磨技术和静电涂附磨具技术，欧洲，美国和日本已经在砂带制造技术和砂带磨床制造技术的巨大进步。在带的制造技术，具有许多特殊的涂附磨具和涂形式，产生如金刚石、立方氮化硼、高刚宇、陶瓷磨具、磨料、复合包装带磨料和其他类型的皮带已被用于干磨、高速、大切削重型磨削领域的高精密零件的磨削区。在日本，开发了一种以软刚性带为基材的金刚石带，以有效地处理难加工的高硬度材料，如单晶硅。在世界上的沙带的知名品牌有美国3M、诺顿、德国爱马仕、VSM、该，韩国的鹿，日本公牛的头等等。在砂带磨床中，不仅有大面宽超过5m的大型平面磨床，而且还有牙医用的小型修牙机，使砂带磨床的结构和形式多种多样。另外，随着自动化技术的发展，六轴联动数控砂带磨床、机器人砂带磨削中心、砂带磨削FMS和并联机构数控砂带磨床得到了应用。砂带磨削已成为发达国家获得高经济效益的重要手段，砂带磨削能力已占到磨削加工的一半以上。砂带磨削技术是中国在20世纪70年代末开始发展，随着国家的改革开放，砂带磨削技术备受业界关注，研究机构和企业，加大开发和制造技术的皮带和皮带的品种，砂带磨削设备的研究和生产也有了大大的发展。砂带磨削正朝着强劲、高速、高效、高精度的方向发展。从单一磨头磨床结构到大型、组合（头、多功能、多形式开发）。在加工过程中，加工结合特殊处理是砂带磨削的有前途的发展方向，如超声和超声振动砂带磨削形成的组合，通过电解砂带磨削加工组合而成，是一个重要的发展方向，砂带磨削。另一方面，自动化技术在砂带磨削中的应用，尤其是数控砂带磨床和自适应控制技术的应用，大大提高了效率和砂带磨削精度，使砂带磨削已进入等级的精密和超精密加工。砂带本身也在不断的发展和完善。就砂带结构而言，近年来有叠层砂带、锥形砂带、空心球带、多层砂带、高弹性砂带、防偏带、不等厚砂带和颗粒复合砂带。1.4 本课题研究的内容本次设计主要针对钢丝表面除锈机进行设计，从钢丝表面除锈机的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面：1.通过网络和图书馆查找各种关于钢丝除锈机的相关资料。对钢丝表面除锈机进行方案的比较和预定。2.分析钢丝表面除锈机的结构与参数。3.确定设计总体方案。4.确定具体设计方案。5.钢丝表面除锈机的图纸的绘制。6.说明书的整理。23第2章 钢丝砂带除锈机总体方案设计2.1设计原则1.满足“三好”：好使用、好维修、好生产。2.采用“四新”：新的结构、新的技术、新的工艺以及新材料。3.遵守“三化”：零件通用化、产品技术系列化、零件国际化。在制定总的原则后，便可以定制并设计总任务书，运用在课上学的知识，根据优异选择方案，用来确保方案设计的成功。在调研的基础上，使用所学的知识，使得所选设计方案进行成功。2.2设计任务及砂带磨削原理设计任务是：设计一种钢丝砂带除锈的专用设备。是由机身、传动机构、工作装置以及机械动力头等其他部分组成的设备。砂带是一种特殊的多刃多刃磨具，它的磨削功能主要是由附着在底座上的磨粒来完成的。砂带磨削的主体由磨料、结合剂和胎体材料组成。在一个灵活的和非常平坦的布或纸上的长径体表面材料建造磨料持平，粘合剂和基材保持灵活性和弹性，其性能是由元素构成的确定，对带不同工作要素的选择，可以满足不同的线材需要磨锈不同的加工条件要求。钢丝绳锈带是使用不同性质的磨料磨具，根据钢锈的要求，在机械装置上采用相应的接触方式，并在一定压力下，高速运转的带和钢丝表面摩擦，在钢丝表面磨损的新技术。砂带磨削钢丝表面时，由于磨料是在单基带上涂敷的，颗粒均匀、叶片高、性能好，且排列一致，几乎所有的磨料都能参与磨削，性能优良，高速移动带随机磨削，砂带磨损均匀。同时，长砂带周边使磨料冷却，而不是烧钢。拉丝前通常采用酸洗工艺，这种过程产生的强酸、强腐蚀性污染物和重金属对环境有害。砂带磨削可为钢丝表面除锈提供一种较好的方法。磨削时对环境无污染，钢丝表面质量好，速度稳定，易于实现高稳定性磨削除锈。2.3砂带除锈机工作原理砂带磨削除锈机是一种特殊的砂带，它是由特殊砂带组成的。与张紧机构的帮助下，驱动轮（主动轮）使得它在高速移动，和张力的作用下，砂带与钢丝表面之间的摩擦会产生摩擦，从而达到打磨除锈。砂带磨削的基本形式有接触轮、支承板和自由接触。钢丝打磨机采用自由接触设计方案，如图2-1所示。其工作原理是：皮带架装有1个垂直板由驱动轮、支撑轮、张紧轮组成的连续磨矿，3轴采用并行结构，圆形带安装在车轮的外表面和张紧机构的张力，从盘丝在柔性带直接接触的中心，没有任何对象的支持，而在一定的钢丝张力和线速度工作绕线盘转动，驱动轮驱动皮带速度旋转运动，钢丝表面磨削力向泡周带锈磨产生的张力。的钢丝除锈机的特点如下：磨削量小，钢丝的表面质量好，与粗糙度均匀。对不同材料、不同直径和钢丝不同腐蚀程度、不同类型、不同尺寸的磨料带可用于工作以保证除锈效果好、表面质量，并创建后续拉拔条件。1-支撑轮 2-主动轮 3-大圆盘4-钢丝 5-张紧轮 6-砂带图2-1 砂带除锈机示意图2.4整体结构分析该装置由主轴传动装置、皮带传动装置、皮带张紧装置、皮带支撑装置和除尘装置组成。该装置的整体结构是行星传动。皮带除锈机的结构如图2-2所示。主轴电机由皮带驱动，带动大圆盘旋转。驱动电机通过皮带1和皮带2两级驱动驱动驱动轮转动。1-驱动电机 2-轴承座 3-皮带1 4-张紧机构5-大圆盘 6-支撑轮 7-张紧轮 8-主动轮 9-皮带210-机架 11-主轴 12-主轴电机 13-皮带3图2-2 砂带除锈机结构示意图第3章 主要部件设计3.1主轴传动装置主轴驱动由主轴电机驱动，通过皮带3驱动大圆盘。主轴电机采用变频调速电机，速度与钢丝绳速度相匹配。由于砂带与钢丝之间的导线接触，如果一组砂带架在钢丝表面的一次磨削过程中，只有磨削和生锈，则主轴电机的转速：式中：n为主轴电机转速，r/min。L为砂带宽度，取250mm。v为钢丝线速度，为02m/s。为皮带3传动比。取钢丝最大线速度v=2m/s，皮带3传动比，则：，考虑到除锈机工作时，并不需要多大的功率，电机只需要带动主动轮旋转即可，故取电机的功率为1KW。3.2砂带驱动装置砂带传动装置由驱动电机、第一皮带传动、两级皮带传动和驱动轮组成。驱动电机通过皮带1和皮带2进行两级加速驱动，带动驱动轮进行旋转运动，带动砂带进行高速旋转运动。使用相同的变速电机驱动电机，以满足不同材料加工的不同要求，除锈线最适合高速磨削，以获得较好的表面质量和锈带；1窄V带，带2圆弧齿同步带效率高、使用寿命长；驱动轮钢轮芯，外包一层柔软的弹性材料如橡胶或塑料，根据需要，选择氟橡胶FPM，中等软硬度设计，适用于精密磨削和普通磨削。主动轮的直径决定皮带的磨削速度。主动轮直径：式中：为主动轮直径，mm。为砂带线速度，m/s。为驱动电机转速，r/min，取。为皮带1和皮带2传动比。取。根据V带和圆弧齿同步带的带速范围，同时考虑到砂带磨削的除锈能力，选择砂带线速度为30m/s，由式(2)可最终确定主动轮直径：，圆整取。而对于支撑轮和张紧轮，在工作中靠砂带摩擦力被动旋转，考虑到结构的稳定性，外径可适当小于主动轮。取支撑轮和张紧轮。3.3砂带更换与张紧装置在砂带磨削过程中，保持合适的张力和稳定的张力，直接影响砂带的除锈能力和钢丝表面质量。当皮带张力过大时，可以提高钢丝的除锈能力，但也会划伤钢丝表面，增加磨料覆盖层的消耗，甚至出现异常断裂，从而降低砂带的使用寿命。当皮带张力超过小时时，皮带的松边将被打折，除锈效果无法实现。研究表明，当磨削深度小于0.3mm，张力可以选择之间的110 210N。当磨削深度大，张力可大可如果砂带连续破获。其砂带张紧机构有多种形式，从简单的机械，重力或弹簧方法对气动和液压张紧装置的宽砂带磨床和沉重的负荷。考虑到其结构特点，该设备采用弹簧张紧和气动更换砂带。张力轮装置如图3-1所示。摆杆、连杆、张紧轮支撑杆通过键与转轴连接，摆杆和连杆的两端分别与气缸和弹簧连接。当气缸伸出，连接杆上下摆动，克服弹簧的工作，张紧轮的权利，也就是磁盘的中心摆动，松开皮带，皮带可以更换；当气缸缩回，弹簧拉杆带动张紧轮偏离摆动方向在盘中央，砂带张紧，如图3-2所示，通过调节螺母调节弹簧张紧装置，改变弹簧的伸长，调整皮带张力的工作。1-进出气口；2-气缸；3-摆杆 4-转轴 5-连杆6-弹簧拉紧装置 7-张紧轮 8-张紧轮支撑杆图3-1 张紧轮装置示意图1-调整螺杆 2-调整螺母 3-弹簧固定架4-弹簧 5-连杆图3-2 弹簧拉紧装置示意图由于砂带长度较长，工作时为防止砂带跑偏，将张紧轮的轮缘设计成中间高两边低的鼓形，外包一层氟橡胶FPM，其结构如图3-3所示。其鼓形外表面凸弧高度值可按下式计算：式中：B为轮宽度，mm。在一定范围内，值越大，砂带对中性越好。图3-3 张紧轮结构示意图 由前面可知，砂带的宽度为250mm，则张紧轮的长度需大于砂带宽度，取B=280mm，。圆整取。3.3砂带支撑与除尘装置砂带支撑装置即支撑轮装置，是砂带磨削的关键部件，工作时在砂带背面，使砂带获得有力的支撑，是砂带能稳定平滑运行的重要保障。支撑轮同样采用钢制轮芯，外包一层氟橡胶FPM。在轮轴两端分别采用轴承支撑，使砂带在工作中稳定可靠。钢丝在磨削除锈中会产生大量的粉尘，除了要做好箱体的密封外，还需在砂磨处装有除尘装置，除尘装置与箱体接口管径的大小视磨削宽度和磨削功率的大小而定。第4章 除锈装置带传动设计4.1带传动简介带传动是利用皮带上的弹性带进行运动或动力传递的机械传动。根据传动原理，摩擦带传动是由皮带与皮带轮摩擦驱动的，在皮带轮上有相互啮合的皮带传动。带传动结构简单，传动平稳，缓冲减震，能在大轴间距和多轴之间传递动力，具有成本低、无润滑、维护方便等特点。在现代机械传动中得到了广泛的应用。摩擦带传动能量过载打滑和行驶噪声低，但传动比不准确（滑动率小于2%）。同步带传动可保证同步传动，但在高速运行时对负载变化和噪声的吸收能力较差。皮带传动是用来传递动力的，有时也用来输送材料和执行零件的全部零件。皮带传动的功率损失是：（1）滑动损失摩擦带传动工作，由于滑轮两侧的张力差和相应的变形差，形成弹性滑动，导致皮带与从动轮之间的速度损失。弹性滑动率通常在1%至2%之间。严重的滑动，特别是超载和打滑，会使皮带的运动不稳定，效率降低，磨损加剧，严重影响皮带的使用寿命。随着弹性模量的降低，松弛和松弛侧张力差的滑动损失增大。（2）内部摩擦损失带折回反复操作，并带上变形会导致带内摩擦引起的功率损失。内摩擦损失随预紧力、皮带厚度和滑轮直径之比的增大而增大。张力减阻的变化，可以减少摩擦损失。（3）皮带和皮带轮工作表面粘着和V进出槽侧摩擦损失。（4）当空气阻力损失高速运行时，风阻力造成的功率损失。损失与速度的平方成正比。因此，高速传动带的设计应尽量减小小面积，尽量采用厚窄带；皮带轮辐条表面应光滑（如椭圆或径向辐条），以减少牵引力。（5）轴承摩擦轴承受拉力的作用，是造成功率损失的重要因素之一。根据上述损失，带传动的效率在80%98%范围内。当传动装置设计时，根据皮带的类型进行选择。4.2带传动计算1确定计算功率 据2表8-7查得工作情况系数=1.1。故有： =2 选择V带带型 据和n有2图8-11选用A带。3 确定带轮的基准直径并验算带速 （1）初选小带轮的基准直径有2表8-6和8-8，取小带轮直径=100mm。 （2）验算带速v，有： v= =5.1 因为5.1在530之间，故带速合适。 （3）计算大带轮基准直径 4 确定V带的中心距a和基准长度 (1)据2式8-20初定中心距=400mm(2)计算带所需的基准长度 由2表8-2选带的基准长度=1250mm（3）
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