制丝生产主要设备的典型传动分析

1、制丝生产主要设备的典型传动分析    37 第二章 制丝生产主要设备的典型传动分析 一节 RC4切丝机的传动分析 一,RC4切丝机传动系统的组成 RC4切丝机主传动采用直流电机,应用可控硅调速,系统可得到i=2.5的速比,使整机传动系统大大简化,其结构与组成如图21所示. 1下铜排链 2上铜排链 3滚子链 4快退电机 5上铜排链蜗轮副Z9Z10 6联轴器和过载离合器 7气动离合器 8变速齿轮箱蜗轮付Z7Z8 9交换齿轮Z5Z6 10联轴器和过载离合器 11下铜排链蜗轮副Z11Z12 12刀辊 13同步齿形轮Z3 14张紧轮 15同步齿形带 16主电机 1

2、7电机皮带轮 18大 皮带轮 19中间轴 20同步齿形轮Z1 21同步齿形轮Z2 图21 RC4切丝机传动系统 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version 38 从RC4切丝机传动系统图可以看出,其工作过程为:22千瓦直流主电机16,由皮带轮传动到中间轴19.中间轴19分两路输出,一路通过同步齿形带带动刀辊体传动,另一路通过变速齿轮箱的交换齿轮9传动减速蜗轮8,减速蜗轮8是双出轴,通过两个过载离合器6,10分别传动到上,下铜排链减速箱,然后带动上,下铜排链主动轮转动. 二,刀辊转速及上,下铜排链线速度的确定 (一)刀辊转速的确定 1.

3、刀辊转动的传动过程分析 由RC4切丝机传动系统图可以得到,刀辊转动的传动过程为:直流主电机16将动力由电机主动轮通过三角皮带传动到三角皮带从动轮,然后传递到与三角皮带从动轮同轴的同步齿形带轮20.同步齿形带轮20通过同步齿形带15,将动力传至同步齿形带轮21,同步齿形带轮21又通过同步齿形带将动力传至与刀辊同轴的同步齿形带轮13,从而带动刀辊转动. 从以上传动过程分析来看,刀辊转动的传动过程采用了三角皮带传动,同步齿形带传动等传动方式.采用三角皮带传动的主要特点是:三角带富有弹性,能缓冲吸振,传动平稳,噪音较低;过载时,三角带会在带轮上打滑,可防止传动零件的损坏;结构简单,维护方便,无需润滑;

4、制造和安装精度要求不高;单级传动的中心距较大;传动比不太准确;传动效率低,三角带的寿命短;外形尺寸及带作用于轴上的力等均较大;不适宜于高温,易燃及油,水的场合.采用同步齿形带传动的主要特点是:传动比稳定;结构紧凑;允许的带速较高,可达40m/s;传动比和传动功率较大,传动功率可达200kw;传动效率高,约为0.98;初拉力较小,轴和轴承所承受的载荷较小;带和带轮的价格较高,对制造,安装要求严格;主要用于要求传动比准确的中,小功率设备中.在整个传动过程中,同步齿形带传递动力时,采用两个张紧轮,从而使整个传动过程更加平稳,可靠. 2.刀辊转速的确定 根据刀辊转动的传动过程可得: 3221ZZZZn

5、n×××=大电电刀式中: n刀刀辊的转速; n电主电机转速6001500rpm; 即主电机的最大转速为:n电max =1500rpm, 主电机的最小转速为:n电min = 600rpm; 电主电机皮带轮直径,电 = 160mm; 大大皮带轮直径,大 = 500mm; Z1,Z2,Z3同步齿形带轮,Z1 = Z2 = Z3 = 32, 过主电机的最大转速n电max 和最小转速n电min ,可以得到刀辊的最大转速n刀max 和最小转速n刀min ,从而得到刀片对应的最大线速度V刀max 和最小线速度V刀min ,计算如下: 3221maxmaxZZZZnn×

6、××=大电电刀PDF created with FinePrint pdfFactory trial version 39 )(480323232325001601500rpm=×××= 同样可得,rpmn192min=刀 当电机处于极限转速时,刀辊的极限转速为n刀极限 = 500rpm. 刀片的切削线速度为: )/(32.1360265.02480602maxmaxsmRnV=×××=×=刀刀 )/(33.560265.02192602minminsmRnV=×××=

7、15;=刀刀 式中:R刀辊的半径,R = 265mm,确定刀辊转速的主要目的在于确定刀辊上的刀片的削线速度,从而为确定切丝宽度服务. (二)上,下铜排链线速度的确定 1.上,下铜排链运动的传动过程分析 过RC4切丝机传动系统图,可以得到上,下铜排链的传动过程为:由主电机16提供的动力通过中间轴19将动力传至交换齿轮9,然后通过交换齿轮9将动力传至变速齿轮箱内的蜗轮副8,分为两路:一路通过上铜排链传动箱内的蜗轮副5,将动力由滚子链传至上铜排链的主动辊轮,从而带动上铜排链运动;另一路通过下铜排链传动箱内的蜗轮副11,将动力传至下铜排链主动辊轮,从而带动下排链运动.在上,下铜排链的传动过程中,采用了

8、齿轮传动,蜗轮传动及滚子链传动等传动方式.采用齿轮传动的主要特点是:瞬时传动比恒定;工作可靠,结构紧凑;使用寿命较长;传动效率较高,可达0.920.98%;可实现传递空间位置任意的两轴间的运动;齿轮传动的制造和安装精度要求高;制造成本较高.采用蜗轮传动的主要特点是:传动比大,一般为i = 880;结构紧凑;传动平稳;传动时噪声低;传动过程可实现反行程自锁;传递效率较低,一般为0.70.9%;在传动过程中,相啮合的齿面间相对滑动速度较大,因此摩擦损失大;为减轻齿面磨损和防止胶合,常采用青铜制造,因此制造成本较高;安装精度要求较高,一般用于传动功率较小的场合,且不宜作长时间连续运转.采用滚子链传动

9、的特点是:传动稳定,没有弹性滑动和打滑;传动比准确;传动效率高;承载能力较大;链条对轴的作用力较小;结构紧凑,能在高温,有水或油等恶劣环境条件下工作;高速传动时,冲击和噪声较大;传动链磨损后,易发生脱链现象. 2.上铜排链线速度的确定 由上铜排链的传动过程可得,上铜排链主动轮的最大转速为: 1098765maxmaxZZZZZZnn××××=大电电上式中: Z5,Z6分别是变速齿轮箱主,从动齿轮齿数,其齿数比决定切丝宽度b; PDF created with FinePrint pdfFactory trial version 40 Z7,Z8变速齿轮箱

10、蜗轮副,Z7 = 4,Z8 = 39; Z9,Z10上铜排链传动箱蜗轮副,Z9 = 2,Z10 = 41. 那么:)(4.241239450016015006565maxrpmZZZZn=××××=上 同理可得,上铜排链主动轮的最小转速为: )(96.065minrpmZZn×=上 上铜排链的最大线速度602maxmax上上上nRV×=式中: R上上铜排链主动轮半径,R上 = 111.5mm 由上式可得:)/(28604.25.11126565maxsmmZZZZV=××=上 同理可得,上铜排链的最小线速度为:)/

11、(2.1165minsmmZZV=上 当切丝宽度b = 0.65mm时,Z5 = 138,Z6 = 102. 因此:rpmn25.3max=上,rpmn3.1min=上 smmV/88.37max=上,smmV/15.15min=上 3.下铜排链线速度的确定 由下铜排链的传动过程可得,下铜排链主动轮的最大转速为: 12118765maxmaxZZZZZZnn···=大电电下式中:Z11,Z12下铜排链蜗轮副,Z11 = 3,Z12 = 37. 则: rpmZZZZn6565max99.33733945001601500=×××

12、5;=下 同理可得,下铜排链主动轮的最小转速为:rpmZZn65min6.1=下 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version 41 那么,下铜排链的最大线速度602maxmax下下下nRV·=式中:R下下铜排链主动轮半径,R下 = 74.25mm. 则:)/(316099.325.7426565maxsmmZZZZV=××××=下 同理可得,下铜排链的最小线速度为:)/(41.1265minsmmZZV=下 当切丝宽度mmb65.0=时,rpmn40.5max=下,rpmn16.2mi

13、n=下 smmV/94.41max=下,smmV/83.16min=下 4.铜排链快退线速度V快退的确定 由上,下铜排链传动过程可得,上铜排链主动轮快退的转速为: 1091413ZZZZnn××=电上快退 式中:Z13,Z14 快退齿轮的齿数,Z13 = 35,Z14 = 140; n电快退电机的转速,n电 = 960rpm. 则:)(71.1141214035960rpmn=××=上快退 那么,上铜排链快退的运动速度为: )/(137.0/1376071.115.1112602smsmmnRV=×××=×=上快退

14、上上快退 同理可得,下铜排链主动轮快退的转速为: )(46.193731403596012111413rpmZZZZnn=××=××=电下快退 则下铜排链快退的线速度为: )/(151.0/1516046.1925.742602smsmmnRV=×××=×=下快退下下快退 三,RC4切丝机传动系统的主要功能 RC4切丝机的主传动主要完成两个功能:使上,下铜排链将烟叶(梗)送至刀门和2和切丝原理可写出如下公式: b= 即: =b 式中:b切丝宽度; 刀辊上两相邻刀刃与回转中心连线之间的夹角; 刀辊转动角速度(M1的转

15、动角速度); 刀门物料输出速度. 为简便计算,将物料在刀门口的输出视为刀门口下铜排链轮上与物料输出方向平行的某圆上一点的速度或位移,则上式可写为: 00 Rb= i0= 式中:R0 下铜排链链轮的计算半径; 0 刀辊转过1/Z角度时下铜排链链轮转角; i从刀辊到下铜排链链轮的传动链的传动比. 1718131412121ZZZZiDDqqip××××= 则: piZZZZDDqqZRb×××××=18171413212102式中:1q,2q液压电机每转排量 1D,2D皮带轮节圆直径; 13Z18Z链轮及齿轮

16、齿数; ipPIV无级变速器传动比; Z刀辊上的刀片数. 由上式可知SQ21型切丝机的切丝宽度取决于刀辊上刀片的数量Z,同时也取决于PIV无级变速器的传动比ip. 实际上,PIV无级变速器传动比是通过一交流电机M9调节的,它通过设在链轮Z14和刀辊处的接近保持清洁状态,集灰盒应每天清理.1.排链滚筒 2.滚筒轴 3.张紧螺杆 4.垫块 5.标尺 6.刮板 7.集灰盒 8.锁紧块 9.刮板轴 10.尾座支架 11.弹片 12.手柄 图26 SQ21系列切丝机尾座装置结构简图 3.上铜排链传动系统 上铜排链传动系统是带动上铜排链运动,同时支撑并张紧上铜排链,在油缸的作用下,上铜排链前端(出料端)绕

17、一固定点上下摆动,对物料施加一定压力,将物料压成饼状的装置. 如图27所示为上铜排链传动系统结构简图.两个上铜排链支座6通过螺钉,销钉分别与左,右墙板相连并定位,支撑上铜排链传动系统的后端(入料端).上摆臂7的前端(出料端),PDF created with FinePrint pdfFactory trial version 49 过滚筒轴9与两端油缸铰接,并可随油缸上下摆动.支座6,支承排链轮10和支承轴4与上摆臂7用螺钉5相连,并用销钉定位.张紧螺杆12可调节滑块1前后移动,滑块移动时带动排链轮轴2,排链轮10转动,可使上铜排链张紧或放松.当链轮3转动时,在平键的作用下驱动排链轮轴2,排

18、链轮10转动,并通过排链轮10上的齿带动上铜排链运动.排链轮10采用两体结构,以轴线为中心平面,分上下两部分,其两端设有排链导向板11,铜排链运动时在导向板11作用下自行对中.上铜排链的运动带动从动滚筒8转动(从动滚筒上无齿).液压油缸与滚筒轴9铰接,在油缸作用下滚筒8上摆臂7前端(出料端)绕支撑轴4转动,对物料施加恒定压力.导向板与刀门装置支座通过螺钉,销钉相连定位,通过滚筒轴9带动上刀门上下运动. 1.滑块 2.排链轮轴 3.双链轮 4.支撑轴 5.螺钉 6.支座 7.上摆臂 8.滚筒 9.滚筒轴 10.排链轮 11.排链导向板 12.张紧螺杆 图27 SQ21型切丝机上铜排链传动结构简图 4.PIV无级变速器 图28为SQ21型切丝机PIV无级变速器外形简图.PIV无级变速器主要由三级齿轮减速箱1,齿链式无级变速器2,调速轴5,调速指针盘6等组成. PIV无级变速器的工作原理如图29所示.PIV无级变速器输入转速n1通过齿链式无级变速器减速至齿轮减速箱,经过三级齿轮减速,达到所需要的输出转速n2.齿链式无级变速机构依靠链条和链轮之间的啮合力和摩擦力传递动力,它由一对伞状的主动链轮和一对同样的从动链轮组成,在主动链轮与从动链轮之间借助于特殊制造的链条拖