DF-300多层纸复合机组裁切部分设计【说明书+CAD】
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单位代码 学 号080105036 分 类 号_密 级_毕业设计说明书DF-300多层纸复合机组裁切部分设计院(系)名 称：工学院机械系 专 业 名 称：机械设计制造及其自动化学 生 姓 名：张旭东 指 导 老 师：邹景超 2012年4月25日 黄河科技学院毕业设计(文献综述) 第8页 毕业设计文献综述 院系名称工学院机械系 专业名称机械设计制造及其自动化 学生姓名张旭东 指导教师邹景超2012年 03 月 10 日浅谈切纸机技术的发展一、前言每当我们走进一个生产车间，我们总会看到机器的外表面以及地面上覆盖着厚厚的一层油污,严重污染了环境。这些油都是从机器零件的结合面之间渗漏出来的, 机器的运转需要良好的润滑,接合面的密封状况决定了油的渗漏情况。油的渗漏造成了环境的污染以及能源的巨大浪费。在当今倡导环保与节能的背景下,解决工业渗漏的问题成为摆在科技人员面前亟待解决的一大课题。多层纸是一种广泛应用于机械行业的密封材料。从上世纪以来，多层纸已经更新换代了多次。一种新型的多层纸正孕育而生，逐渐被应用在机械行业的各个领域内。那么，多层纸是如何实现一步步更新换代的呢？第一代多层纸：由于其表面的平面度不足，导致机器本身发生泄漏，而且多层纸内部的纸孔间也存在泄漏，使得第一代多层纸出现了严重的漏水、漏气、漏油(俗称“三漏”)问题，从而浪费了资源，同时也污染了环境。第二代多层纸：为了提高纸的防漏效果，在其生产过程中,国内外科研人员都有了大的改进。在国外：科研人员生产了一种特制纸，这种纸在纸浆中就有了胶分子。该纸在防漏效果上有了很大的提高，但是它的经济成本也随之提高了很多，所以不能在机械行业中被普及使用。在国内：科研人员也曾大胆地将胶分子在加压的环境下渗入到纸分子的空隙中，但是由于胶分子太大，而空隙又太小，无法使其完全渗入。所以他们又采取了另一种方法，在纸外表面上涂一层胶，结果不仅解决了因表面平面度不足而导致的泄漏，而且也解决了因纸分子空隙而导致的渗漏。这与国外的特制纸相比，成本要低的多，但是这种纸只能是由手工制作，生产效率很低。综上所述，为了提高第二代多层纸的生产效率，我们将竭力设计出一种新型的多层纸复合机组，使其生产过程自动化。在该机组的设计过程中，本人负责多层纸复合机组裁切部分的设计。所谓裁切就是将连续的多层纸裁切成规定长度的小尺寸纸张，裁切动作是重复性的，因而需要较高的重复精确度。否则会拖累后面的工序，因此我们必须要借助于先进的设备来提高生产效率和精度。 近年来，切纸机速度的提高使终端用户实现了自动化处理，帮助他们降低了生产成本。目前，裁切机的开发重点在于用较少的成本生产出较多的产品。全自动的切纸系统只需要操作员按预先编排好的操作指令进行操作。尽管大规模裁切系统的价格昂贵，但回报却是惊人的。二、国内外切纸机的发展现状切纸机是广泛用于印刷企业印前及印后的裁切设备，用于各种纸张印刷品的加工。随着国家经济的迅速发展使切纸机得以在更为广泛的使用范围来为各行各业服务，成为印刷、出版、造纸、包装、橡胶塑料、皮革木材、纺织、铝合金板材等各行各业的裁切通用设备。1.切纸机的构造特点目前国内已有多种型号、多种规格、不同大小的切纸机可供各行各业用户选择，但它们的结构基本相似，都由下列几个主要部件组成：切刀、切杆、切纸台、侧规、后挡纸规及压纸器、机座。切刀是切纸机的重要部件。切刀又长又重，处于机器的前方，固定在刀架上，当它向底座移动时，完成裁切工作。刀片的角度及材料要依据被切材料的特性来选用和调节，现有适合不同硬度材料的切刀可供选择。切杆是切纸机另一个重要部件，位于切纸台面上一个沟槽中，正对切刀下方，作用是防止切刀每次切过纸垛后与金属切纸台相撞，否则切刀就极易变钝甚至断裂。侧规和后挡规的作用是在裁切之前，调正纸垛的位置，将纸垛准确定位在切刀下方。侧规是固定不动的，而后挡规能移动，可根据不同的裁切长度进行调整。压纸器是一个与切刀平行的金属棒与切纸台成90度，它有两个功能：一是裁切之前将纸垛中的空气排出，另一个是在裁切过程中将纸垛牢牢地固定在原位。切纸台是切纸机的工作台，要求平面度、平直度精度高，刚性好，保证推纸运行平稳，受冲击时不偏移确保裁切精度。2.国内切纸机的技术水平切纸机的技术性能水平：首先表现在安全可靠性，包括人身安全和机器运行安全等方面；其次是裁切精度、高精度保持性好、自动化程度高、操作方便等。国产切纸机技术水平与国际先进水平有一定的差距主要表现在：控制系统比较落后；从控制系统来讲，我国刚开始在机器上配备PLC系统，而国际上已经采用全线计算机控制，利用计算机对各种执行部件进行监控和调整，同时可预设t参数，实行计算机控制下的自动调整，大大缩短了辅助时间并保证了工作可靠。配套性差；国产切纸机很少能配上成套设备，如裁切及装订生产线。安全保证系统不够先进和齐全。操作方便程度及外观存在一定的差距。目前，国外切纸机控制方式基本上都是采用微机程序控制，而国内的切纸机产品还主要以数显为主，同时各种规格的机械式切纸机缺乏可靠安全保护装，微机控制切纸机是发展的趋势并正以比较快的速度取代其它控制方式。国内一些大厂如北人、申威达等几家切纸机厂已配备微机控制，因此国产切纸机要获得更广泛应用和全面落实取代进口并进入国际市场，必须自主创新。努力的方向如下：研发并采用更先进的控制系统；配备全方位的安全保护系统；提高机械耐用性和可靠性，具备提供配备上成套设备的能力；提供操作使用快捷方便的程序；具有新的造型，提高全方位的外观感；提高切纸机的裁切精度。适用于各行各业的各种裁切要求及规格，特别是精度的保持性和稳定性急待提高。3.国外切纸机技术发展趋势和水平国外切纸机技术水平发展较快，主要表现在自动化程度的提高，如自动取纸、闯纸、裁切、卸纸等全方位自动化，整个生产线只需两个人操作就可以十分轻松而流畅地完成。大大提高了切纸机的综合效率，还可降低劳动强度。另外对切纸机的安全保障、裁切精度及精度保持，零部件的使用寿命及主要零部件的装卸及维修的便捷，如切刀等零部件都有创新。如：切纸机的安全系统采用多回路红外光电保护，双手同步按钮。刀体防跌落安全电子锁。裁切过载保护、全封闭的防护罩，对人身和机器全方面的安全保护。切纸机可实现系统故障诊断、机械系统保养记录表和维修记录(包括刀的变动和夹紧力)。提高工作台的技术水平包括铸件的材料、工作面的精度及表面镀硬铬达到耐用和永不生锈的目的。通过微机处理程序控制切纸机，控制集机、电、光、液与数字技术一体化操作。全面落实提高切纸机的外观包括整机的造型、色彩等。随着服务领域内产品不断更新，国外切纸机裁切幅面可达2500mm-3000mm。4.我国切纸机的未来发展之路运用PLC技术和电力电子变流技术，改造传统的电控系统。采用PLC的硬件，软件配置结构，实现对切纸机电控系统的逻辑时序控制，使切纸机电控系统具有响应快，稳定性好，可靠性高等特点。传统的切纸机电气控制系统普遍采用继电器控制技术，由于采用硬点接触且连线繁杂，因此电气系统时常发生触点故障，使切纸机经常处于停机维修状况，故障率高，不能保证正常生产。随着计算机控制技术的发展,传统的继电器控制技术必然被计算机控制技术取而代之。其具体运用就是采用PLC中的无触点逻辑电路取代传统的继电器硬触点逻辑电路，用PLC丰富的计算机语言进行编程取代继电器逻辑控制电路中复杂的连接方式，使整个设备运行可靠性显著提高，故障率显著降低，提高了产品的质量和产量。总之,国内外切纸机总体水平都在提高，自动化程度也愈来愈高。但自动切纸机的编程存在一个误区。那就是企图实现的功能太多，造成操作和软件方面的许多问题。国外一些切纸机公司正在试图简化切纸机的控制软件。自动切纸机在技术上也存在一些问题，主要是纸张不是完全稳定的材料，因为经过印刷整个过程后，经过印刷压力及吸收水分后纸张无法保持原先的尺寸，造成裁切精度误差的加大。国内厂家也应注意这方面的问题。目前我国切纸机械总体水平还落后于国际先进水平，随着国家经济实力的提高和科技发展迅速加快，并且切纸界科技创新的成果显著，使这种差距正在逐步缩小。国内切纸机企业共有30多家，有实力的企业仅有几家。为适应国内外切纸机的快速发展，应联合起来扩大实力，走切纸机高，新，快发展之路。三、总结 现在国际上比较先进的方法是在纸浆内掺胶制成多层纸来防渗漏,并且并且取得理想的效果。但是国内还没有解决这个问题,常用的是在纸的双面涂胶，用胶将纸的透气孔封死,达到防渗漏的目的。但是胶的胶合力不能太大，要不然更换时很麻烦，可能需要刮伤零件的结合面。在这种情况下,胶的选择成了摆在我们面前的一大问题,而且还没有很好的解决。另一种方法就是将胶渗透到纸里,将纸的毛细孔封死,达到防渗漏的目的,但是胶的分子很大,很难渗透到纸里,曾经使用高压渗透的办法,也不能达到目的。只有水分子能够渗进纸内，所以采用渗透的办法也是行不通的。第三种就是在多层纸中间涂胶,然后烘干辊压成多层纸的办法,试验效果很好。但是,以前的实验都是人工进行的，从裁纸、涂胶、烘干、辊压以及最后的裁切，都是人工操作，不适合进行大批量生产，而且质量也很难保障，不管是涂胶量、还是烘干以及辊压的程度都不能得到严格的控制。而在实现机械化的过程中出现了困难，至今本套设备仍被搁置着。针对当前情况,我们一个小组八人对这套生产线进行了设计。我在这套多层纸复合机组的设计中承担的是裁切部分的设计。本次设计的内容为多层纸复合机组裁切部分设计。根据裁纸长度、厚度均可调的要求，在设计中需要参考机械设计，优化设计，自动控制及电机学等方面的资料。另外绘制工程图需要使用CAD等绘图软件工具。另外我还查阅了不少的有关切纸方面的科技资料。首先可以参考其中的机床方案设计部分，机床初步设计（工艺方案，运动方案，技术参数），机床传动设计进行总体设计包括机床设计方法。对于一台机器来说，所有的零件都是他的局部，受全局的制约，他们在机器中应该按照确定的位置相互连接，或者按照给定的规律作相对运动，共同为完成机械的整体功能发挥着各自的作用。所以在设计中涉及零件（如齿轮、轴、滑动轴承、滚动轴承）的选择以及各个零件之间的相互连接件（螺栓、螺母、键、联轴器）的选择，各个零件的和谐动作完成所要求的功能。裁纸部分完成的主要运动功能应包括：多层纸整体的牵引，多层纸的横切、成品多层纸的牵引。因此需要首先进行传动分配设计。其中多层纸的横切是有一个调速电机带动，而其余的运动都是有总电机分配的功率来驱动。多层纸的横切可以有调速电机直接驱动，也可以经过一个传动链后驱动。而多层纸的牵引则要有一个很长的传动链有主电机分配而得到。两个传动链可以采用齿轮传动。其中还涉及齿轮的计算以及各种强度、精度的校核。传动系统内的齿轮必须设计的能符合下列几点：1. 多层纸需要以比通过纸辊时的速度大约快5%的速度在第一组纸带上离开横切部分，这组多层纸的速度必须时可变的。2.从第一组多层纸上的搭接处以可变速度（第一组多层纸速度的10%-100%）把多层纸带走。3.按照与送纸辊成特定的速比去传动刀辊，于是就能切出需要的多层纸长度。这个速度调整往往借一个无级变速箱以及用于精调的差动控制来达到。4.传动接纸台的前方和侧方的拍纸板，使其速度能够调整已适应于切纸长度的变化。根据多层纸的横切所需要的功率来选择调速电机。其中主要介绍的两系列调速电机：YCT系列电机（适用于恒转矩或变转矩的无级调速）、YVP系列变频调速异步电机。其中YCT电磁调速异步电动机、测速发电机和JD型控制器相配套，可以组成闭环控制的交流无级调速装置。可以优先选择使用。 在传动设计中还涉及到轴以及各种连接，具体设计内容应包括轴的结构、尺寸、以及各种刚度、强度的计算和校核。另外本参考书还涉及到机械振动以及机架设计，其中有好多的机架实例，可以作为外形和机架选择设计的依据。在多层纸的传动过程中，难免会有一定幅度的速度的变化，若不加以调整就很可能使误差越来越大，使裁切所得的尺寸得不到保障，从而影响精度。这是绝对不允许的！所以裁切部分必须引入自动控制系统，使该部分机构能自我检测并且能够自我调整。具体措施就是通过识别上一步已经印刷在多层纸上的光标（光标的距离就是多层纸所要求达到的最终长度）并且将该信息传输给控制设备，控制设备发出反馈信号给调速电动机，改变调速电机的速度，从而改变横切刀的转速，达到精确控制多层纸的长度的目的。本设计涉及到传感器的灵活使用，该部分内容为自动控制方面知识。纸的传输需要匀速的传动以保障最后的横切得到精确的尺寸。这就要求纸在传输的过程中必须张紧，才能使多层纸在被牵引的过程中保持匀速，使多层纸不会蹿动，不会出现褶子，有利于获得尺寸均匀的成品。本部分的辊压部分需要有气压缸来实现，可达到快速，准确的调整各对辊子之间的距离，从而实现多层纸以合适的速度牵引。另外，在调整各辊子间距的时候用到了偏心轮的使用。偏心轮与气压缸配合使用，可以实现简单操作的目的，气压装置的气压有仪表控制，可以调整，从而提高精确度。横切机构是本次设计的基体，其余的都是在横切机构的主体上的辅助器件，使所设计的机械操作更简单方便，而产品的精确度能得到很大程度的提高。因此，横切机构是在本次设计中非常重要的一个环节，下边主要介绍裁切机构的设计。横切机构的具体的结构设计主要参考了有关造纸方面的资料。这几本书给了我本次设计的基本理念和基本设计思路，是我本次设计的理论基础。本设计中多层纸的横切可以采用单回转刀辊或者双回转刀辊式。单回转刀辊式中，纸带在固定底刀和旋转刀辊之间通过，他的优点是简单、造价低以及速度范围比较大。其缺点主要是切纸质量，其切纸过程本质上应该是一把刀经过另一把刀时形成的压切，飞刀没有接触底刀，但是它安装时非常接近底刀，因此不是真正的剪切。双回转刀辊式是借机械的循环连锁装置(Mechanical cyclic linkage )或者有一个独立的计算机数字控制的直流切电机循环连锁装置来与多层纸速度同步的。当多层纸的长度比同步长度（等于刀的轨迹圆周）长时，则刀辊在切割后减速并在开始下一次切纸之前加速到等于多层纸速度；当切纸长度短于同步长度时，在两次切纸之间机械连锁或循环传动要加快刀速，使其超过纸速。在双回转刀辊的横切装置中没有必要进行方正度调节。在设计中可以根据实际情况进行选择，在机器的执行部分，原动部分，传动部分的功能满足要求的前提下，还要充分考虑零件制造的经济性，机器具体生产过程中的经济性，环境保护以及可靠性得到保障等，即力争使设计做到结构较为简单、功能齐全。进入21世纪以来，有两大因素在推动着印刷业及印刷设备业的变革：一是互联网技术、计算机技术、数字技术、激光技术以惊人的速度发展；二是在世界经济全球一体化的大背景下，资源在世界范围内更加自由、全面、便捷地流动和配置，使得世界各国经济愈加开放和相互融合，各国经济的发展与整个世界经济的变化愈加相互影响和制约。作为印刷后道设备制造行业，切纸机行业也不可避免地参与到变革之中。 可以预言，在未来市场磨合中，能够胜出的是节约、高效、规模生产和注重品牌的企业；是能积极参与国际竞争的企业；是勇于承担社会责任的企业。同时通过工业造型、提前实施最新“CE”标准、采用纯平真彩液晶显示屏、可编程、动态搜集数据的系统和具有通过计算机实现多台切纸机联网工作功能，提高裁切生产线全自动化程度等技术手段，追求产品技术与艺术的和谐统一、人与机器的和谐统一、效率与安全的和谐统一。参考文献1梁剑春.切纸机的优化裁切M.PRINTINGFIELD No.192.2000.设备材料.4143.2王建军.可编程序控制器改造普通切纸机M.PRINTINGFIELD No.177.2000.12:2326. 3姚华权.上海福昌造纸机械厂开发新型高速切纸机J.造纸信息.1999年第7期.第25页.4黄新华.切纸机的自动化J.今日印刷,2001.4:106108.5波拉公司的切纸机系列产品J.今日印刷,1998.5:135137.6张选生.国内外切纸机的现状和发展趋势M.2000.3:5053.7张善禹,张晓辉.横切纸机的发展和结构功能的分析M.国际造纸.1998年第18卷第1期:4143.8何全陆.步进电机在数控切纸机种的应用J.包装机械.Vol.20. No5.1999:3537.9郭红利,张春侠.切纸机切纸长短不一分析M.机械设备.2002.10王维照.一种切纸机工作台新方案J.今日印刷.1999.5:119.11林伟伦,马平.美国pemco公司平板切纸机的使用何新发展J.国际造纸.2002年第18卷,第6期:4952.12Mechanical EngineeringVol.114 No.1 Jan.1992.13IEEE Transactions On Automatic ControlVol.36 No.7 1994.14American MachinistVol.136 No.3 Mar.1992. 15Machine DesignVol.65 No.1 Jan.8.1993.黄河科技学院毕业设计说明书 第41页DF-300多层纸复合机组裁切部分设计摘 要这次设计的目的是设计出一套能够生产高质量防渗漏纸垫的机械设备.这次设计包括各种传动装置的选择与设计计算,还有气缸的计算选择,电动机,减速器的选择.首先是功率的分配.牵引所需要的功率是由主电机分配而来,切纸所需要的功率由一个调速电机经过减速装置后直接提供.传动方面包括链轮的设计,根据所需要的功率以及转速选择合适的链轮型号以及合适的中心距.在各个传动装置之间合理地分配传动比,既要求严格地完成各种功能要求,包括精度等技术要求,还要在此基础上尽量地减少设计制造的成本.使用气缸控制线压力,可以保持压力的准确,也减少了工人的劳动强度.节省了人力资源,减速器的选用使传动结构大为简化,使设计的机械更轻便.关键词：比较，传动，气缸，结构 DF-300 Multilayer Laminating Paper Cutting Part Cutting Part Of The DesignAuthor:Zhang XudongTutor:Zou JingchaoAbstractThe aim of the design is to design a machine that can produce high quality paper mat that can defend percolation. The design contains the comparison of the moving device, and the design calculation of the air cylinder, and the choice of the electric motor, decelerating machine. First,the allotment of the power. The power which lead the paper to move is branches from the main electric motor, at the same time, the power what the cutting part need is from a motor which can change its speed. The moving device contains the design of the chain, according to the power needed and the speed to choose the suitable chains. To allotment the suitable number between different device. The machine should complete various of functions including the accuracy requested, on this foundation, decrease the cost of design and the manufacturing as far as possible. I use two air cylinder to control the pressure between two stalks, and also reduce the workers labor strength, so save the human resource, I use a Decelerating machine to make the moving structure greatly simplification, making the design of the machine more easy and convenient. Key words : comparison，moving， air cylinder，structure.目 录1 绪 论11.1 课题的提出12 方案论证33 调速电机的选用53.1辊刀切纸功率的计算53.2减速器的选择73.3调速电机的选择94链轮的设计104.1连接减速器输出轴与辊刀轴的链轮的设计104.2两辊子之间的链轮154.2.1加速辊子功率以及转速的计算154.2.2 同步辊子的选择及功率计算165 同步带轮的选择216辊筒266.1滚筒的设计266.1.1滚筒的结构266.1.2辊筒的机械加工工艺:266.2 滚筒的挠度计算286.3 辊筒轴颈的强度校核306.3.1校核a-a截面306.3.2 校合b-b截面317气缸328 轴348.1 辊刀轴348.1.1 辊刀轴结构设计348.1.2 辊刀轴的强度校核348.2 轴上键的选择358.3 滚动轴承的选择36结 论38总 结39致 谢40参考文献41附 录42毕业设计清单42 1 绪 论1.1 课题的提出每当我们走进一个生产车间，我们总会看到机器的外表面以及地面上覆盖着厚厚的一层油污,严重污染了环境还影响工人的身体健康.这些油都是从机器零件的结合面之间渗漏出来的,机器的良性运转需要良好的润滑,接合面的密封状况决定了油的渗漏情况.随着世界经济的快速发展，机械化程度的不断提高使得我们在机械的保养、维修等方面的都需求不断提高;同时，在机械的配置等方面的要求也不断提高。油的渗漏造成了环境的污染以及能源的巨大浪费.在当今倡导环保与节能的社会大背景下,解决工业渗漏成为一个摆在人们面前的一大课题.我们的此次设计就是为了解决机械的渗漏问题而作的， 前人们在机械方面也做出了许多努力,但是效果总是不能令人满意.现在国外一些国家在纸浆内掺胶制成纸垫来防渗漏,并且达到理想的效果。但是国内还没有解决这个问题,常用的是在纸的双面涂胶，用胶将纸的透气孔封死,达到防渗漏的目的.但是胶的胶合力不能太大，要不然更换时很麻烦，可能需要刮伤零件的结合面。在这种情况下,胶的选择成了摆在我们面前的一大问题,而且还没有很好的解决。另一种方法就是将胶渗透到纸里,将纸的毛细孔封死,达到防渗漏的目的,但是胶的分子很大,很难渗透到纸里,曾经使用高压渗透的办法,也不能达到目的.只有水能够渗进纸内.所以采用渗透的办法也是行不通的.第三种就是在多层纸中间涂胶,然后辊压成纸垫的办法,试验效果很好.但是,实验都是人工进行的，生产效率特别低，而且产品的质量的稳定性也不能得到很好的保障，那么就不能大规模的生产。因此这种纸垫的机械化就成了一个关键问题，但是在这个问题上出现了难题，在加热温度方面控制的不好，没有能够生产出理想的纸垫.由于资金的问题，至今本套设备仍被搁置着.针对当前情况,我们小组对这套生产线进行了设计。我在这套防渗漏纸垫制纸机组的设计中承担的是裁切部分设计.1.2课题的研究目的及意义本课题主要是解决机械类的渗漏问题，当今在防渗漏问题上已经有许多的产品，但是渗漏问题仍未得到很好的解决。我们设计的生产线就是在这种情况下诞生的。从设计目的来看，是为了解决渗漏的，减少不必要的损失。但是，渗漏的解决不仅在于产品的组成成分，同时在相当大的情况下出在生产设备的设计上。因此，我们在设计过程中尽量使设计完美，尽量在防渗漏问题上有所突破。2 方案论证本次设计的课题为防渗漏纸垫机组中的裁切机构设计，裁切的主要形式有两类：辊刀式和闸刀式。闸刀式切纸机主要用于断续切割，伺服电机带动纸带每前进一段距离，然后停止，闸刀动作切断纸带。所以，闸刀式切纸机主要用于把大平张纸切成小平张纸。辊刀式切纸机可以实现连续切割，纸带可以以恒定的速度向前运动，辊刀轴每转动一圈，便带动辊刀切纸一次。因此，在纸带速度恒定的前提下，可以通过调节辊刀转速的方法来实现裁切各种长度的纸带。辊刀式又包括单辊刀和双辊刀两类。本次设计采用单辊刀式切纸。单辊刀的横切机构有装在横梁上的底刀和刀辊上的横切刀组成。底刀与横切刀之间的刀隙应该小于切纸的厚度这样可以保证刀口的光洁平滑。刀隙的大小可以用螺栓调节。刀片装在刀辊上不是沿着平行于其轴线方向来装配的，而是沿着螺旋线装配的。这样延长了剪切时间，可以减少切纸时各零件的应力，降低功耗，延长了刀片的使用寿命。本设计中采用的是单辊刀式机构。这套裁切系统使用单独的调速电机带动，主要用来实现辊刀的转动切割，以及加速牵引辊子的转动带动裁切成的平张的纸垫高速离开裁切刀。要实现这两个基本功能，可以有两个方案来实现。方案一,用一个调速电机带动辊刀的切割，而加速辊的转动由主传动分配而来。这样可以保证加速辊的稳定转速。方案二，辊刀的转动切纸和加速辊子的转动都是由一个调速电机带动，加速辊子的运动速度是通过一个无级变速器来控制的.加速辊子的速度没有特别的要求限制（加速辊子的线速度要比切纸前的速度快5左右，只是要求能够牵引纸张加速离开切纸机，由于速度较快，如果切割还有少量的余量，可以快速拉断），前边的纸速不会有多大的偏差，两者之间的传动比不是很大。可见，第二个方案的传动链较长，功率损失很大,而且控制方面的实际也很复杂。所以，我在本设计中采用的是第一个方案。由一个调速电机完成裁切功能,而加速辊子的功率是主电机分配来的。由于上述两个传动之间的空间距离较大，所以在本设计中多采用的是链传动。链传动能保持准确的平均传动比，传动效率教高，在教远距离的传动中其传动结构显得更为紧凑。所以，加速辊子的转动，以及主传动轴的转动，都是经过链传动而来的。本设计中链传动能满足各个轴转动方向的要求，传动简单。仅仅是由四根传动轴：辊子轴，主传动轴，辊刀轴以及减速器出来的轴。可见，采用链传动是非常合理的。根据设计的要求,即:年产量要达到为300万米, 按照每天单班8小时,每周五天工作日计算,每年工人的假期共为一个月。所以这套设备中纸垫的最小速度为： 考虑到有时会有问题出现因此：取 V=0.5这个速度将是纸在这套设备中恒定的速度,在各个环节中走要采用,防止纸的堆积,或者是纸的拉断.3 调速电机的选用电动机为各个运动部件提供所需要的功率,在本设计中我选用的方案是调速电机经过带轮,减速器,通过链轮传递给刀辊轴,带动刀辊转动,辊刀裁纸.在选择调速电机之前需要解决好的问题包括：辊刀切纸功率的计算减速器的选择调速电机的选择 3.1辊刀切纸功率的计算本次设计中裁切的纸规格为 100 g/cm2定量的牛皮纸，选用一级的，其撕裂度为 1320 mN, 设计中裁切的纸垫为三层牛皮纸涂胶后辊压而成的。在设计计算过程中，可以认为剪切过程中纸垫的厚度为单张牛皮纸的 3 倍。即如果一张牛皮纸的厚度为r,则三张叠加后的厚度为 3 .简图如下所示： 图3-1假设在切单张纸时，纸的抗剪截面应力为 (3-1)根据纸张的物理特性，以及纸的撕裂度的定义，现在可以近似的求解出切单张纸的过程所需要做的功W: (3-2)在切三张纸的情况下，我们可以认为纸的各种性质均不发生改变，抗剪截面应力也不改变。切三张纸制成的纸垫时，可以简单认为厚度变为单张纸的3倍，如上图所示:根据三角形的相似性，在厚度变为原来3倍的情况下,易知其剪切面积将变为 9 A ，而此时的剪切力相应变为，根据应力求解公式： 同种材料不发生改变,根据简单的正交关系可以得出：=9Q (3-3)该剪切力的作用位移时相同的，所以剪切功 W 正交于 Q, 由于=9 Q，所以可以得出切三张纸时的剪切力做的功为刀片在刀辊上不是沿着平行于其轴线方向来装配的，而是沿着螺旋线装配的。这样，延长了剪切时间，并由此减少了切削时各种零件的应力，降低功率消耗，延长刀片的使用寿命。在沿着螺旋线装刀时，剪切时间等于： (3-4) K刀辊常数（刀辊长度b0与螺旋线节距S的比值），一般等于0.030.07. N刀辊转数（转/分） 可以得出剪切时消耗的功率为: (3-5)由于这是切三张纸时所需的最小功率，为保证能够顺利而又安全的的完成裁切功能，又由于裁纸的厚度要求可调的，即可以裁切更多层的纸张。必须让电动机可以给它提供至少的功率。P=经过验算这个功率可以切至少5张的纸,从而达到切纸厚度可调的要求.则由轴传给减速器输出轴传递给刀辊轴的功率为 所以从调速电机传出的功率最少是 (3-6)=0.99-滚动轴承的效率=0.96-链轮的机械传动效率=0.950.96-双级圆柱齿轮减速器的传动效率=0.99-圆锥滚子轴承的机械传动效率=0.960.98-同步齿形带的机械传动效率3.2减速器的选择电机输出的转速较高,而刀辊所需要的转速为38r/min,相对较低.若直接用齿轮和链轮间的传动比来实现变速的要求,则传动装置将会非常的复杂,也会占用很大的空间.所以在实际的设计中不会采用,而是采用一个标准减速器,可以使设备简单.而且传动精确,有助于提高所设计机械的精度.从减速器传出的功率通过链轮传递给裁切刀,已经计算出辊刀的转速为38.1r/min为了使链轮的尺寸不至于过大,也就是链传动选择较小的传动比.链轮选的传动比为1.4,则小链轮的转速为38.114=54.2,所以我选择的是输出转速为54r/min的两级减速器.根据设计结果的要求,选择ZLY型的14级,规格为112的两级减速器.它的公称输入转速为750r/min,公称输出转速为54r/min,公称输入功率为9.8K.下边是减速器的校合:3.2.1按照减速器的机械强度功率表选取一般情况下要计及工矿系数Ka,特殊情况下还要考虑安全裕度.因为裁切机械在切割时会有一定量的冲击,认为是中等冲击载荷,查表2-10得=1.5则其计算功率为=1.11.5=1.65(KW) (3-7)减速器输出的转速为=53.65r/min则输入转速为 (3-8)根据传动比为i=14以及输入转速=751r/min接近公称转速n=750r/min并且要求,查表2-9,选用标准减速器ZLY112,当i=14,=750r/min时,=9.8KW,当输入转速为=751r/min时,折算公称功率=(KW) (3-9)很明显=1.65KW=9.81KW,所以可以选用标准减速器ZLY112-14,JB/8853-19993.2.2校核热功率Pt能否通过= (3-10)查表2-18表2-20得:=1.35-环境温度系数,见表2-18=1-载荷率系数,见表2-19,每天工作8小时=1.75-许用功率利用系数,见表2-20. 其中 =3.54KW查表2-15,没有冷却措施,空间很小,厂房很小,环境气流速度为0.5m/s的条件下,标准减速器 ZLY112的热功率 =16KW在厂房较大一些,环境的气流速度更大,以及有盘状管冷却或者循环油润滑的条件下,减速器的热功率会相应的变大一些.最大可以达到48KW,在没有冷却措施的条件下都可以满足使用要求,所选减速器可以在本机构中使用。3.3调速电机的选择根据防渗漏纸垫制纸机组的裁切机构的设计要求,裁切纸幅的长度要求可调,而整条生产线上纸幅的速度是恒定的0.5m/s,要想改变切纸的长度只能通过改变辊刀的切纸速度来实现裁切长度的调整,而辊刀的转速最终是由电动机的转速决定的.所以需要选择可以调速的电机.根据上边计算的功率,选择YCTD系列电磁调速电机,所选电机型号为YCTD112-4B,其主要参数:额定功率为1.5KW,调速范围1250-100r/min,最适合使用的速度范围是600800r/min.额定转距7.1Nm.4 链轮的设计选择传动类型时所应该根据的主要指标是:效率高,外廓尺寸小,质量小,运动性能良好,以及符合生产条件(生产的可能性,预期的生产率及生产成本)等.链传动时属于有中间挠性件的啮合传动.与属于摩擦传动的带传动相比,链传动无弹性滑动以及打滑的现象,而且能保持准确的平均传动比传动效率又很高;又因为链条不需要象带传动那样张的很紧,所以作用与轴上的径向压力很小;在同样的使用条件下,链传动结构较为紧凑.链传动主要用在要求工作可靠,且两轴相距较远,以及其他不宜采用齿轮传动的场合.使用链传动可以使 结构上大为简化,而且使用方便可靠.链传动还可以用在低速重载以及极为恶劣的工作条件下.链传动的制造和安装精度要求较低,成本低廉,在远距离的传动时(中心距最大可达十多米),它的结构要比齿轮传动轻便的多.而且在两根平行的轴间用于同向回转的转动.本套切纸机构中,很多轴之间的中心距比较大,还要达到传动的精确度,所以采用了机组链轮机构: 连接减速器输出轴与辊刀轴的链轮,以及两对辊子(加速辊子和同速辊子)之间的链轮,还有主电机分配来带动两对辊子运动的链轮.4.1连接减速器输出轴与辊刀轴的链轮的设计本设计中选用的传动方案是:减速器输出的功率通过链轮传递给辊刀轴,刀辊轴转动,带动辊刀完成裁切纸垫的动作.飞刀刃口回转直径的选择原则是:使横切刀刃口的回转周长等于经常处理的纸张的长度.本次设计针对的是长度为787mm的纸垫, 若d为横切刀刃口的回转直径,那么有:解得: d=250.6mm则可以选横切刀刃口的直径为: d=250mm根据切纸的要求:辊刀刀刃的线速度与纸的速度相等或者近似,如果辊刀轴的转速n,辊刀圆周的线速度v,则二者的关系如下式: (4-1)式中r=125mm-刀刃回转半径v=0.5m/s-纸幅的速度代入数据得 n=38.1194r/min而减速器的输出转速为54r/min,两轴之间通过链轮传递功率,则链轮的传动比为i (4-2)下边是这对链轮的设计.(1) 小链轮齿数根据小链轮齿数的选择原则,在传动比i=1.41则为31-27 ,现在取=27(2) 大轮的齿数 = (4-3)其中 所以大链轮的齿数 =1.4127=38.07 取为 实际的传动比为 则小链轮的转速为 =54.1r/min这个转速就是减速器的实际输出转速前边已经计算出该链轮传递的功率以及其转速。(3) 两轮的分度圆直径分别是小链轮分度圆直径 (4-4)大链轮分度圆直径(4) 计算功率Pc (4-5)其中 =1.0，工作情况系数，查表8-46(5) 特定条件下单排链条传递的功率 (4-6)其中=1.35:小链轮齿轮系数,查表8-47 =1,排数系数,查表8-48(6) 链条节距:根据功率曲线图8-7初选16A,其主要参数如下:节距p=25.40mm,滚子外径d=15.88mm.(7) 以节距计的初定中心距初定中心距所以 = (4-7)(8) 以节距计的链条长度 =112.6 (4-8)为避免出现过渡链节，将圆整为整数112 ,其中k=3.07,查表8-49(9) 链条长度L L= (4-9)(10) 计算中心距 (4-10) = =1009.65mm-以节距计的链条长度k=3.07-查表8-49(11) 实际中心距a=- (4-11)其中的推荐用值为=(0.002-0.004) 所以a=-=(0.998-0.996) =1007.631005.61mm那么链轮的中心距可以选择整数值1006mm(12) 链条的速度v (4-12)(13) 有效圆周力Ft Ft=N (4-13)(14) 作用在轴上的力F F=N (4-15)=1.15;轴的载荷系数;(15) 链轮的材料以及热处理:辊刀切割时有较大的冲击,根据表8-51,选择材料40Cr,淬火回火处理,齿面硬度HRC4050.(16) 静强度计算: 对于v0.6m/s的低速链传动,由于载荷较大,静强度占主要地位,按照静强度计算比用疲劳强度计算要经济.前边已经计算得出链条的速度v=0.57m/s4. 经过校核合格,可以选用16A型的链.4.2两辊子之间的链轮加速牵引辊子和同步牵引辊子带动纸幅前进所需的功率均是由主电机分配而来的.主电机分配来的功率先通过链轮传递给同步辊子轴,带动同步辊子转动. 同步辊子轴再通过链轮将功率传递给加速牵引辊子.要设计这对链轮首先要计算出一对加速辊子需要的功率以及下辊子的转速,即链轮要传递的功率和转速.4.2.1加速辊子功率以及转速的计算在本设计中，加速牵引辊子的转速是基本恒定的，比纸带的速度大约快5%，而与裁切刀辊的转动速度没有多大的关系，刀辊的转速决定了切纸的长度。所以加速辊子轴所需要的功率可以由主电机分支而来的，下面计算加速辊子牵引纸幅前进所需要的功率。裁切部分在整套防渗漏纸垫制纸机组的辊压部分之后，辊压部分提供很大的压力，所以可以提供很大的摩擦力，这个摩擦力在辊压过程中同时充当了牵引力的角色，牵引纸幅以恒定的速度V=0.5m/s前进。可以直接送达切纸部分，所以在切纸部分之前不需要牵引。切成张的纸垫承受的摩擦力很小，所以辊间的线压力不需要很大，现在初定为1Kgf/cm.由于所选纸宽为1092mm的,所以两辊之间的压力下辊的线速度决定了切纸机的送纸速度,也就是切纸机的车速.为了保证切纸的长度准确,必须保证纸幅与下辊不打滑.切断后的纸以比纸带速度快大约5%的速度离开切刀,若没有完全切断,则可以高速拉断少量的粘连.则纸垫的速度为: (4-17)则可以求得下辊的转速n 纸幅与下压辊以及纸幅相互间的摩擦系数,根据纸的平滑度的而定,一般可取为0.1-0.15. 现取为=0.15.则纸幅与下辊之间的摩擦力 摩擦力充当牵引力,做功的功率为传递给加速辊子的功率 (4-18)=0.85, 摩擦轮的效率 =0.99, 滚动轴承的效率=0.96,链轮的效率4.2.2 同步辊子的选择及功率计算同步牵引辊子下辊选直径为160mm的空心辊子,它的转速为nr/min,则它的圆周线速度等于纸幅的速度 (4-19)可以得出下辊子的转速n=r/min (4-20)已经计算得知加速辊子的转速为n=50r/min,所以他们之间链轮的传动比i=4.2.3 链轮的设计（1） 小链轮齿数的选择根据小链轮齿数的选择原则:在传动比i=1.194则Z1为31-27 ,现在取=31（2） 大链轮的齿数 =1.194*31=37.014 根据齿数的选择原则,将圆整为=37.则120,满足要求.则他们的实际传动比为i=（3） 计算功率Pc已经计算得出加速辊子需要从同步辊子分配过去的功率为0.106KW,同步辊子的转速为59.7r/min,根据参考文献计算功率Pc 其中 =1.0，工作情况系数，查表8-46 （4） 特定条件下单排链条传递的功率其中=1.35:小链轮齿轮系数,查表8-47 =1,排数系数,查表8-48（5） 链条节距p:根据功率曲线图8-7初选08A链,其节距p=12.70mm,滚子外径d=7.95mm.以节距计的初定中心距所以=（6） 以节距计的链条长度Lp 需要将链节数圆整为偶数94,避免出现过渡链节,其中k=0.912,查表8-49（7） 链条长度L L=（8） 计算中心距 = =381.4mm（9） 实际中心距aa=-其中的推荐用值,为=(0.002-0.004) 所以a=-=(0.9980.996) =(0.9980.996)381.4=380.6379.8mm中心距可以选择整数值380mm（10） 链条的速度v （11） 有效圆周力Ft Ft=N（12） 作用在轴上的力F F=1.15271.8=312.6N 其中 =1.15;轴的载荷系数;下边是链轮主要设计尺寸的计算：（13）分度圆直径d小链轮分度圆直径大链轮分度圆直径（14） 齿顶圆直径齿顶圆的尺寸范围先计算小链轮的直径 =125.4+1.25*12.70-7.95=133.3mm =125.4+(1-)12.7-0.57.95 =132mm其中 p=12.7mm-链轮得节距 d=7.95mm-链轮滚子的直径为了使零件便于加工,可以将直径取为整数d=132mm,相同的计算方法可得大轮的齿顶圆直径d=168.8mm（15） 齿根圆直径 小链轮齿根圆直径 =125.4-7.95=117.45mm大链轮齿根圆直径=149.8-7.95=141.85mm（16） 静强度计算: 对于v0.6m/s的低速链传动,由于载荷较大,静强度占主要地位,按照静强度计算比用疲劳强度计算要经济.前边已经计算得出链条的速度v=0.57m/s4.经过校核得知静强度满足要求,所以可以选用08A型的链.链轮的材料以及热处理:由于牵引辊子速度平稳,除了启动之外没有多大的冲击载荷,属于正常工作情况,根据表8-51,选择比较便宜的材料35钢,正火处理,齿面硬度HB160-200.5 同步带轮的选择裁切纸张的长度要求是非常严格的,这就需要很精却的传动比,普通带轮在传动时刻能产生弹性滑动以及打滑现象,从而造成传动比的不精确,现在选用同步带传将功率递给减速器,同步带比普通的传动带传动比更加精确,结构紧凑,传动比比较大还可以在低速下传递动力等优点.我国目前生产的是聚氨酯同步带,它具有耐油,耐磨以及抗老化等性能,使用温度为-2080度.所以很适合在本机构中使用.根据以上的实际情况,选择聚氨酯同步齿形带.下边是在本设计中所使用聚氨酯同步带的传动设计计算内容:前边在减速器的选择计算过程中已经求得减速器的输入功率以及输入功率,在本此设计中也就是同步带带轮的输出功率以及输出转速.P=1.1KW,转速为n=751r/min.(1) 计算功率:Pc (5-1) =(1.7+0)1.1=1.87KW =1.7-工作情况系数,切割过程中会有一定两的冲击,根据法定节假日每天工作8小时,查表8-29得. =0-增速比系数,见表8-30,在本设计中使用得传动比为i=1.(2) 模数m 根据计算功率Pc和小带轮得转速由图8-3初选.已经计算得Pc=1.87KW, =751r/min,为了使传动平稳,提高带得挠曲特性,以及增加啮合齿数,m尽可能得选择较小值.根据图8-3聚氨酯同步齿形带模数选用图选择带轮得模数为 m=3mm(3) 小带轮齿数 (5-2)查表8-31, =35则选择小齿轮得齿数为=35,(4) 小带轮节圆直径: =335=105mm (5-3)(5) 带速v带速的要求是 (5-4) v=4.13m/s查表可得=4050米/秒可以看出v6 可见 =17.5=6 所以小链轮的啮合齿数满足要求(13) 单位带宽的离心拉力= =0.6kg/mm (5-11)其中q-单位宽度、单位长度的重量(公斤/毫米*米),见表8-32 .q=35 g-重力加速度;g=9.81 v=4.13m/s-带的线速度(14) 带宽b mm (5-12) 其中 Kz=0.4-为啮合齿数系数F=1.0公斤/毫米-单位宽度的许用拉力，查表8-32得 根据表8-27中带轮的宽度系列选取标准值，则可以选取宽度系列为50mm的同步齿形带。(15) 有效圆周力Ft Ft= =（公斤） (5-13)(16) 拉紧力适当的拉紧力时保证带传动正常工作的重要因素,一般拉紧力的大小时通过在带与带轮的切边中点垂直带边加一个载荷W,使其产生规定的挠度y来控制,如下图 图 5-1同步齿形带的拉紧力,一般规定在带的切边中点处,垂直带边加载载荷： W=0.1b=0.1 50=5(公斤) (5-14)上式中b=50mm带宽中点的挠度y见表8-41.已经选择同步带的模数为m=3,所以根据表8-41查得同步齿形带具有正常拉紧力所需要得挠度 y值:y=(0.040.06)a=(0.040.06)300=1218mm其中 a=300mm-中心距(17) 同步带部分主要尺寸的计算:两个带轮之间的传动比为1，所以两个带轮的所有尺寸都是相等的，只需要计算其中一个带轮的主要尺寸。节圆直径 mm (5-15)顶圆直径da mm (5-16)其中d=105-节圆直径=0.75m=0.753=2.25-节线到齿根间的距离，查表8-26根圆直径 = (5-17)=101.5-20.6m=101.5-20.63=97.9mm6 辊筒6.1滚筒的设计辊子类型的选择:牵引辊子由一个大直径的钢制下辊与一个小直径的包胶上辊组成.采用大直径的下辊可以减小滚筒的挠度和由此引起的纸幅皱纹以及减小切长的误差.上辊采用钢制管辊.6.1.1滚筒的结构辊体部分是用钢管,黄铜管,铝管,或者其他金属薄壁管子制成.通常在两端有压入的铸铁闷头,闷头中有压入的钢轴头.小型管辊的钢质闷头和轴头有时是一体的,大直径的管辊可以用钢板来卷制.在某些条件下,管辊的闷头可以应用焊接结构.这种闷头重量较轻,但是只有在单件生产时,其成本才较铸铁闷头的成本低一些,通常是用在单件生产的管辊或者是维修用的管辊备件的制造中,应注意封板和钢轴材质的选用.两者的材料不同所形成焊缝容易受腐蚀和引起断轴的事故.6.1.2辊筒的机械加工工艺:下图是本次设计中选用的牵引辊子的一种结构形式,现在以下图为例介绍本设计中所使用管辊的制造工艺. 图6-1工序1:粗车外皮(去皮),辊坯固定在车床卡盘和伞形活动顶针上,进行粗车,切去粗糙的外皮.工序2:校合静平衡,这一工序的目的是为下一步工序计算管坯在车削外圆时的旋转中心线与实际的重心中线之间的不重合量(毫米).工序3:车中心架用颈,车外圆,切除管坯的不重合量.管坯安装在车床的四爪卡盘和伞形活动顶针上,车削中心架用颈.管坯调头,将车好的中心架用颈安装在靠床身尾部的中心架上,另一端装入卡盘上,然后将管坯向较重的方向移动一定的偏心距(即上工序校合静平衡时计算得出的旋转中心线与实际的重心中线纸之间的不重合量),夹紧管坯,车削外圆,切除不平衡量.工序4:镗两端同封头配合的内孔工序5:热装配封头.封头是预先和轴头装配好的(静配合),并且是在装配后一道车削的,这样的封头其外圆与轴颈有较高的同轴度.封头和辊体通常采用热配合法.将辊体加热至350400摄氏度,封头变很容易装入辊体的内孔,冷却后得到所需要的热压配合.加热辊体的方法很多,其中生产率高而成本也较低的,是使用工频电流感应加热.工序6:细车管辊外圆,精车两端轴颈达到图纸要求.工序7:磨削辊体外圆.为了保证管辊的外圆和轴端轴颈的同轴度要求,管辊以两端轴颈为定位基准安装在磨床上进行磨削.但是根据某些制造厂的生产实践表明,外径较小的管辊,因为壁厚太薄,磨削时由于工件容易产生跳动,很难达到要求.对于这类管辊可以用砂纸打磨,以提高加工质量.工序8:校动平衡6.2 滚筒的挠度计算导辊轴颈尺寸固然应根据强度条件来确定,但是考虑到导辊以及其轴承的互换性,轴颈的尺寸应该力求与标准系列相同,因此也常常是选定其直径后再做强度校核.下边计算加速牵引辊子(下辊子)的挠度.牵引辊子在工作时可以看作是一个简支梁,并且认为它的自重和所受的张力都是均匀的分布在辊体的面宽b上.设其总的荷强为q.因为对称,滚筒支点的反力R为:R 图6-2上辊的重量: 上式中=7.85-钢的密度D=159mm-上辊的外径d =140mm-上辊的内径=1092mm-上辊的长度=50mm-中间细轴的直径=186mm-中间细轴的长度选用的气缸为内径25mm的标准汽缸,那么辊间的压力为 N=G+ (6-1)气缸提供的力为F F=245.3N (6-2)由于两端都有气缸作用,并且使用了杠杠加力,气缸作用力的力臂是对下辊压力力臂长度的两倍,因此 =4F=981.2N所以辊子之间的压力N=G+=440+981.2=1381.2N线压力为q (6-3)很明显,辊体的危险截面是滚筒的中央截面,其弯曲力矩M为: (6-4)导辊是薄壁管辊,其截面模数用下式计算已经有足够的精确度 (6-5)式中 =18.8cm-管辊的平均直径(厘米),式中D,d分别是辊体的外内径 mm=1.2cm-管辊的壁厚(厘米)由此可以得出,导辊的辊体的最大弯曲应力应该为: (6-6) 钢管的弯曲应力不应该超过容易看出,滚筒的弯曲应力校核合格,满足条件.6.3 辊筒轴颈的强度校核 滚筒轴颈的强度校核常常是使用简化的校核静态弯曲应力的办法.如下图所示, 图6-3轴颈的危险断面可能是a-a或者是b-b,其弯曲应力应该为: (6-7) 式中 -实心轴颈截面模数() (6-8) D-轴颈外径(厘米) a-a处直径5.4cm b-b处的直径6cm a-R至校核切面的距离(厘米)6.3.1校核a-a截面基本参数如下: 实心轴颈截面系数 R至校核截面的距离a=3.2cm下辊的重量为 =71.92Kg所以两端的支撑力R =105Kg所以a-a截面的弯曲应力为 由于21.33,经过校核a-a处满足弯曲应力的要求.6.3.2 校合b-b截面实心轴颈截面系数支承力R到b-b截面的距离 a=12cm该截面的弯曲应力 (6-9)由于,所以b-b截面的弯曲应力经过校核满足要求.7气缸为了保持辊间的线压力,仅仅靠自重是不够的,老式的结构是使用杠杠重锤加压或者弹簧加压的方法,辊子之间的压力调节也不灵敏,而且加大了工人的劳动强度.在本设计中使用一对气缸对辊子进行加压,让辊子的两端都可以单独的调节压力.加压时需要气缸提供的压力:=652N其中 N=1092N-为辊子间需要提供的压力,前边已经计算得出. G=mg=4410=440N-上辊子的自重在本系统中很多地方需要气压加压,比如在印刷,辊压,以及纸的上架过程.制纸机组采用的是统一的气源集中供气,气源可以提供的气压为P=5Pa的压缩气体.我在本设计中,使用的气缸并不是直接对辊子加压,而是通过一对杠杠,气缸的力臂是辊子重力力臂的两倍,这样就需要较小的力.那么选择较小直径气缸就可以满足需要,两端分别用气缸,所以每个气缸实际提供的力为163N假设需要的气缸直径为D,则气缸的作用面积为A=则气缸可以提供的力为F=PA=5Pa (7-1)需要满足 (7-2)代入数据,得出D21.3mm为了节约制造成本,气缸不自行设计,而是直接选用直径为25mm的标准气缸,参考中气缸的有关章节,选择QGCX系列气缸QGCX2550B2ZCK3V1使用压力范围0.15-0.8MPa ;气缸不需要很大的工作行程,可以选取50mm,工作介质是洁净的压缩空气.气缸要完成两个功能:切割之前气缸将辊子压下保持恒定的线压力;而在不工作时需要将辊子提起来,以免辊子在自重的作用下发生变形(上辊包胶,很容易发生形变而导致在工作时不能产生均匀的线压力).因为两侧都有气缸作用, 使用了杠杠,并且气缸的推力的力臂为重力力臂的2倍,那么气缸的推力必须大于辊子自重的四分之一. 即: F (7-3),F=NN容易看出F成立,所以选择25单悬耳式的气缸满足两方面的使用要求.所选气缸的型号是QGCX2550B2ZCK3V1.8 轴8.1 辊刀轴8.1.1 辊刀轴结构设计 已经计算得出裁切需要的功率为0.89KW,选用的材料为45,按照扭转强度计算输入轴端的直径d:mm (8-1) 其中 =120-所选材料为45. p传递的功率 n辊刀轴的转速 裁切过程有一定的冲击,并且轴的跨距很大,所以选用较大直径的轴d=60mm.具体的结构如下图(8-1)所示: 图8-18.1.2 辊刀轴的强度校核 辊刀在裁切时辊刀轴受的转距T (8-2)则作用在刀刃上的力 (8-3)首先对轴进行受力分析,如图(8-2) 图8-2作出轴的扭距图(8-3) 图8-3易知轴的中间位置为危险截面 = = (8-4)代入数据解得 =72.6 = 275经过校核合格.8.2 轴上键的选择 8.2.1选键：（文献5）选宽b=10; 厚度h=8; 长度L=30mm;8.2.2键联接传递转矩T：T=9550=22.31 8.2.3键工作面的压强p： = (8-5)确定上面系数:
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