【《砂带磨样机设计》8000字（论文）】

·PAGE1砂带磨样机设计目录TOC\o"1-3"\h\u32272砂带磨样机设计 128404第一章引言 229228、第二章总体方案拟定 290312.1设计时需要考虑到的因素 2272302.2砂架的形式 296822.3机架的设计 485682.4升降系统 4173972.5吸尘系统 5322322.6清洁系统 517292.7进给系统 5141602.8总体方案 5140212.9技术要求 628079第三章机床的结构及工作原理 7120383.1机床的组成 7263503.1.1机床的组成方式 735453.1.2机床的总体结构 8142123.2机床的工作原理 9260493.3零件的选择以及计算 12168303.3.1电机的选择 12973.3.2带轮的选择 12308733.3.3轴承的选择 14122213.3.4气缸选择 16139163.3.5砂带磨样机的安全防护和润滑 1615373第四章主要的设计计算 17177314.1概述 17261024.2切削速度及接触辊直径的确定 18279824.3机床对比 19326724.4轴强度校核 20249674.5轴承的校核与计算 26315974.6电动机的校核计算 274190结论 281361参考文献 28第一章引言砂带磨样机是一种对各种板、木材制品部件进行砂加工(或砂带磨样机)使用磨料的机器。砂带磨样机在重工业的应用广泛，用的比较多，种类多，承接着过去的六十年的发展，因其独特的加工特点近年来发展更快。被誉为“未来的巨人”。砂带磨样机的特点是适应性强，能够提高工件的尺寸精度和表面粗糙度；可以处理宽件或窄件；可以处理几乎所有的平坦的面；可用于流水线的大量生产，也可用于极个别的小规模生产。现在大多数的工厂都使用砂带磨样机来代替刨床加工。他的好处有减少木屑，划痕的产生，而且可以将灰色织物的尺寸减少5%至10%，克服滚刀床不安全和噪音高等缺点。可以连续完成砂光的成型和加工。、第二章总体方案拟定2.1设计时需要考虑到的因素因素需要从加工原理，经济，以及环境等方面考虑，有以下几个方面：(1)在木材研磨过程中需要让机器适应不同零件的加工弹性，确保加工精度高，加工质量稳定。(2)易于使用且使用舒适，易于维护、维修和调节等。(3)尽量强敌振动、灰尘和噪音，提高机床在使用过程中的质量，保证其可靠性和安全性。结构布置必须按照规定，保证机器寿命。(4)降低成本、成本效益、耐用性、电力和压缩空气消耗。2.2砂架的形式砂架的形式有接触辊式砂架，砂光垫式砂架，组合式砂架，压带式砂架等：接触式鲲式砂架：接触辊式砂架它的砂带可以再他上下两个辊筒之间张紧，由其中一个辊筒对加工部件进行磨削，因为它的对于工件压紧有着接触面小，所以他对工件的压力会特别大所以都用于粗磨或者是定制磨削。它的接触辊是刚制的所以表面大多是情况会有人字形槽沟或者螺旋，使他能够跟好的散热和清除表面的灰尘，有的甚至外面会包裹上一层不同强度的橡胶：图2-1辊式砂架组合式砂架：接触辊式砂架和压垫式砂架的结合，同时具有两种砂架的功能且配合使用的功能，经过调准可分别拥有三种工作状态：①砂光垫和导向辊不与工件接触，只靠接触辊压紧压工件磨削；②使接触辊和砂光垫同时压紧工件磨削，接触辊在这其中起到粗磨作用，砂光垫则起到精磨作用；③只让砂光垫压紧工件磨削。图如2-2所示：图2-2组合式砂架2.3机架的设计机架设计需要的因素以及其具有的功能(1)应考虑振动、噪声、刚性、可靠性等因素。砂带磨样机焊接机架整体填充水泥砂时，此结构牢固，抗震钢框架结构保证了一定厚度砂光的精度。(2)整个机器的升降、运输、调平和固定问题、机床工具应考虑在内。(3)机床的工具应该具有能快速换砂带的功能，方便清理污垢，方便修东西的人进行日常维护。(4)机架采用厚钢板焊接，经济实用。2.4升降系统为了保证不同厚度零件的砂光质量，砂光辊和压力研磨机的升降采用发动机驱动的丝杆升降和手摇轮转动的组合形式。顶部机架有四个升降支柱，其中一侧有一个升降钥匙孔，可使用滚轮钥匙手动控制顶部机架的升降。吊装过程中不同位置的平行度应符合砂带磨样机器的几何精度标准。升降系统设计时使用了精密厚度查看器。确保工件厚度公差小于0.05mm。2.5吸尘系统零件在研磨过程中产生大量粉尘，因此必须在砂光处安装吸尘装置。吸尘器和收集器之间接口管直径的大小取决于机器的研磨宽度和研磨功率。在设计吸尘装置时，应确保集尘器与吸尘装置之间的接口处的真空状态。吸尘管内平均气流速度和吸尘风量，确保沙带磨区除尘点附近的吸尘罩设计和配置节能高效。2.6清洁系统在工件切割过程中，会有木粉的产出，因此，这个产生的木粉会粘在表面，使的砂砾之间的缝隙被堵塞，这样的话砂带会失去一定的磨蚀效果，沙带发热会突然升高，不利于继续切割砂，如果用一定压缩空气喷洒沙带，沙带将始终保持在沙粒切割边缘清洁切割，以保证沙带砂量的可靠性和较长的使用寿命。此外，高速剥离砂带不可避免地会产生大量热量，压缩空气的持续流动可以迅速冷却砂带。零件应使用软刷辊清洁砂切割前后的杂质和木质餐具，以利于砂切割的正常进行和砂切割质量的鉴定。2.7进给系统在确定成型机的驱动力时，必须考虑以下因素:零件硬度、脱模量、进给速度、脱模零件的最大宽度、接触辊直径等。后轮运动。进给速度在6-30m/min钟之间进行无极速度调节。传送带下的工作台应坚固平整，传送带应采用耐高温抗拉材料，传送带应配备夹紧装置，及时加润滑油，灵活转动，避免振动引起的负面砂带磨样效应。2.8总体方案一种既具有粗砂功能又具有细砂功能的滚砂支架与压砂支架相结合的砂架。机架采用厚钢板焊接形式，有效降低了整机质量，机内空间更有利于砂带冷却和除尘，使结构简单易行。升降系统采用手动协调方法和电气控制方法，动作迅速准确，电气控制装置在运行过程中提供动态反馈，自动控制产品质量，降低劳动者的劳动强度。机顶开三个吸尘孔，吸出机内外砂光产生的粉尘，改善工作环境。零件应使用软刷辊清洁砂切割前后的杂质和木屑，以利于砂切割的正常进行和砂切割质量的鉴定。使用皮带进料，零件在皮带上展开，皮带向前驱动零件，直到它与沙带接触并开始切割沙土。2.9技术要求(1)最大加工宽度和砂带宽度最大处理宽度是宽带砂带磨样机的主要参数。国家标准定义的主要参数为630mm、800mm、1000mm、1250(1300)mm、1600mm等。砂带宽度主要由最大的加工宽度来看。应通过将40mm至60mm添加到最大加工宽度来选择砂带宽度，同时考虑进刀板时的平均误差和横向误差。(2)砂带速度提高砂带速度可以提高零件表面状态和砂带磨样机的生产效率，但砂带速度太大，容易迅速磨碎和分离砂粒，阻断砂带间隙，并使木材表面碳化。木质材料脱胶时的砂带速度:辊式砂支架应采用20m/s-30m/s；磨合砂支架应采用15m/s-25m/s；复合砂支架应采用18m/s-25m/s。软面油漆时砂带速度:3m/s-7m/s瓷面；聚氨酯表面8m/s-10m/s。(3)进给速度进给速度一般为16m/min钟至70m/min钟；对于回收板，平均密度纤维板砂切割的最大进给速度为24m/min钟至36m/min钟，最大进给速度可达70m/min钟。光漆表面进给速度通常为5m/min至10m/min。(4)砂层剥离压力增加切砂压力，增加切砂深度，增加切砂量；它还降低了切砂表面的质量，对湿材料的影响更大，切砂压力过大，易使切砂表面生长，木粒漂浮，而且砂带有可能堵塞或损坏剪切砂温度迅速升高，使剪切砂带变得柔和和膨胀，从而降低剪切砂的质量和效率。第三章机床的结构及工作原理3.1机床的组成3.1.1机床的组成方式本机床采用的是上型双砂支架分布，首先比较粗的一段，需要先按进料的顺序粗砂，相应布置为辊式砂支架；然后用压磨料砂支架制作细砂。砂架位于底座上方，为了保持整个设备的重心平衡，主电机位于最底下，使用的是皮带进行传动，厚砂传动辊为砂光辊。如图3.1:该图是砂带磨样机工作部分结构的简单示意图，其中1代表的是滚轮式砂架、砂辊和驱动辊，它是由发动机3来进行驱动；2是压力成型砂支架，由发动机4驱动，传动辊由两个导向辊共用。它可以使导向辊的转速进行同步，是轴上的扭矩平稳，在承受剪切砂工作的时候所产成的应力，以此来降低对轴的要求，还能是轴的安全系数提高。其中两个马达的选择会根据工作情况以及现有条件的改变而有所不同。。图3-1传动原理3.1.2机床的总体结构两个砂架是上面说的滚砂架和沙带的偏置设施，沙带的运动装置和它的开关，气缸等装置，其中还有控制杆。在物体进来的位置装备栏导向辊来使的物品能够找到正确的方向进入机器，在这过程中有三组压力板来使它固定不动，整个装置的设计考虑到机床的安全性，性能的高低，以及它的方便性，机床刀具结构如下图3-2所示：图3-2机床结构3.2机床的工作原理这个砂带磨样机基于原单型砂带磨样机，它所表现的特殊的点是用砂带来代替原辊，来让砂切割周期明显缩短，切砂强度更加均匀和根据砂架的形状，直接由压路机将它分为压路机压路机，前面一种采用的是辊式砂架来实现厚度和厚砂光，后面一种则采用的是磨耗砂架进行二次精加工。滚砂支架由接触辊、紧固辊、支架等组成紧砂带后，接触辊将砂带压入工件表面，实现砂光。滚装砂支架的砂带与零件呈线性接触，接触区域小，砂带厚，切砂强度大，切砂量大，但在一定程度上替代了切砂功能，但切砂质量粗糙，切砂表面的痕量仅为接触辊是用于砂带的砂带驱动器，紧固辊是用于拧紧砂带的辊。为了提高辊的刚性和抗冲击性，接触辊的设计为上下可调，并具有监视辊精确位置的设备，可通过此时脱壳压力和砂量变化，满足了几乎绝大多脱壳工艺的要求。以下时接触辊的结构如图3-3所示。图3-3接触辊正常情况下，驱动辊是导向辊或者是压辊，由于机器中两种沙子外形都是由不同的引擎来使它运作的，所以他能够适应不用要求的功率以及切割砂质量，在这过程中为了使砂带有足够的张力，所以绝大多数都用了气囊或者是气缸来使他们紧凑，而当其砂带小鱼它的标准值时，它的大小可以通过看压力表和调节压力开关来进行调节。多晶砂支架由传动辊、紧固辊、紧固板、支架等组成。拧紧砂带后，调整紧固板，紧固板将砂带压在零件上面，使其能具有砂光的作用。因为压力成型砂支架砂带与零件的接触是通过表面进行接触，接触的面积相对较大，减砂力比较小，减砂量也比较小，减砂的质量趋于平稳，因此大多数情况作用于薄砂光。夹紧板是一种钢制条形的板子，能抹平工作表面使其反光，并在上面有石墨材质的橡胶层，以此来减少摩擦和热传导。夹紧板则是安装在上下可调节的竖着的支架上，砂带则是跟零件较大的平整表面进行接触，砂带粒比较小，因此参与切割砂粒多且都比较小，单位压力低，并且，在接触辊砂切割过程中留下的划痕用较小的磨削量消除，以达到光滑平整表面的精细磨削目标。这两种作用在生产优质木材产品和满足市场需求方面相辅相成。机床工作原理如图3-4所示。图3-4机床工作原理此机器的工作步骤:工件由机器左端之间的沙子切割，平整放在传送带上，传送带绕着左侧有源电力辊和右侧动态电压辊，输送带在发动机驱动下使工件缓慢向右移动。调整要加工的厚度值，以使砂光辊和压力研磨机到位。气缸负责拧紧砂带。零件首先通过高速发动机驱动下配置的单面滚砂支架高速转动砂辊，然后高速转动砂带接触零件的慢砂部分完成厚砂，切割的砂量约为60~70接下来，零件继续通过压力成型砂架移动，高速电机带动两个紧固辊驱动砂带高速转动，砂带在压力成型压力下接触零件的高速细砂件。最后，通过在出口位置的刷辊是的物品表面的灰尘掉落在高压气流的影响下，排气管能够将粉尘和沙带吹至上部，而高速沙盘切割后的沙带在高速气流作用下冷却，高温气体也通过管道d吸入工件已完成，从厚度到砂光精加工，这个时候工件的其中一些已经完成。因为工件的后退方向与砂带的旋转方向相反，所以工作中产生的木粉会由吸尘口呼出。而另外一侧必须退回，或者两台机器必须一起使用，以便工件在生产线上完成灰色，并进入成品的有效生产线。3.3零件的选择以及计算3.3.1电机的选择功率的确定方式有以下几种，计算法是一种，除此以外还有类比法和实验法。在这里使用了类比法来确定电机，最后还需对电机进行校核。3.3.2带轮的选择(1).工况系数：(2).设计功率：(3).初选小带轮直径:大带轮直径:通常带轮的节圆直径可看作为基准直径。(4).带速：普通V带，窄V带。一般V不低于5m/s，为充分发挥v带传动能力，应使v带速约为20m/s。(5).大带轮转速(6).初定轴间距：所以mm(7).所需带长：(8).基准带长：(9).实际轴间距，安装时需最小轴间距，张紧或补偿所需最大轴间距(10).小带轮包角：，如果较小，应增大a或用张紧轮。(11).单根v带传递的额定功率：。是，载荷平稳时，特定基准长度的单根v带的基本额定功率。(12).传动比不为1时的额定功率增量：。(13).小带轮包角修正系数：(14).带长修正系数：(15).V带的根数：(16).v带每米长的质量：(17).单根v带的预紧力：，m是v带每米长的质量。(18).作用在轴上的力：3.3.3轴承的选择砂光辊的轴承：（1）轴左端轴承处直径40，所选轴承为带立式座顶丝外球面轴承，代号为UCP208。安装尺寸：（2）轴右端直径40，所选轴承为带立式座顶丝外球面轴承，代号为UCP208。安装尺寸轴承校核：附加轴向力轴承轴向力因轴承2被压紧，故：X，Y值查表得查表得冲击载荷系数当量动载荷轴承寿命因,只计算轴承1寿命所以，所选轴承合格。大带轮直径通常带轮的节圆直径可看作为基准直径。(4).带速:普通V带，窄V带。一般V不低于5m/s，为充分发挥v带传动能力，应使v带速约为20m/s。(5).大带轮转速(6).初定轴间距：所以(7).所需带长：(8).基准带长：(9).实际轴间距，安装时需最小轴间距，张紧或补偿所需最大轴间距(10).小带轮包角：，如果较小，应增大a或用张紧轮。(11).单根v带传递的额定功率：是a=，载荷平稳时，特定基准长度的单根v带的基本额定功率。(12).传动比不为1时的额定功率增量：。(13).小带轮包角修正系数：(14).带长修正系数：(15).V带的根数：(16).v带每米长的质量：(17).单根v带的预紧力：，m是v带每米长的质量。(18).作用在轴上的力：所以，所选轴承合格。3.3.4气缸选择由于气动系统的要求，所以选择了ESC-63×80-S-LB型号的气缸，这个气缸在这个机床的作用是为砂带产生收缩的力，能够让她的接触辊和他的压磨器在工作的时候能够产生震动，由于该气缸只要气压稳定就能使的压磨器以及接触辊对加工的元件进行压紧，不需要人在旁边监督，非常简单且好用，并且他的空气压缩机还能够为气缸输出一定量的高压气体，使得机床的灰尘减少，砂带不容易过热。3.3.5砂带磨样机的安全防护和润滑1皮带轮的制动运动过程中发生故障，需要立刻关闭，安全开关打开，电源全部拉闸，鲲底部气压闸立刻动起来，几秒内加紧擦轮，使其停止动作，正常时，气缸不动，摩擦轮动，有问题时，气缸轴出来让弹簧紧绷，是摩擦轮停止2.摩擦降低润滑有几个方面(1)润滑油的选择在挑选润滑油时需要挑选适合当时需求的，这样才能有比较好的效果，这样做所带来的好处还有可以减少油膜的损坏，从而减少摩擦损失带来的误差，以此提高零件的计算精度。(2)降低温度在机器运行过程中，摩擦会使机器发热，这样零件的温度会慢慢变高，可以通过加入润滑油减少摩擦来使其温度降低，使其能在所规定的温度范围内不至于高温导致机器故障。(3)防止金属表面的腐蚀润滑不影响金属，该金属可将空气湿度与有害介质隔离开来，并将润滑剂添加到机械金属表面以进行防腐、耐腐蚀和保护金属表面。（4)增加密封性润滑不光能够时物品之间摩擦降低，还能够增加他的密封性来阻止湿气和小颗粒灰尘和其他一些脏的东西，从而产生良好的密封效果。第四章主要的设计计算4.1概述机床的主运动为驱动辊即接触辊或两导向辊的转动，其中也包括一些辅助运动比如砂带的轴向串动等。主运动原理使由主电机5是由皮带轮通过V型的皮带来进行运作，使得动轴3能够转动，之后传送能量到驱动辊1上，驱动辊开始运动之后带动了砂带运动，由此实现电机高速运动到砂带高速运动的目的，也为砂带高速切削材料提供动力如图4-1所示。图4-1砂带磨样机主要运动原理图4.2切削速度及接触辊直径的确定经多方面查证，宽带砂带磨样机的砂带运行速度一般为18—32m/s。则：其中：V砂带线速度D接触辊直径N电机转速i皮带轮传动比（i=1.25）由上可得：所以取4.3机床对比功率的确定方法有计算法、实验法和类比法，此处选用类比法。根据青岛千川木工机械有限公司的SPR130砂带磨样机的设备数据，同类设备主电机功率进行类比确定。见表4-1（设计主参数的类比对照表）。由图对比可知本机床可加工厚度大、砂削速度高、允许较高速度的进给、砂带长度大易于冷却、电机总功率小节能环保，本机具有明显的优点。4.4轴强度校核轴强度需要从轴的本身.接触辊的受力情况.水平面受力情况.垂直面受力情况等方面考虑轴的形式见图4-2：图4-2轴的形式图计算接触辊的受力情况见图4-3：图4-3接触辊的受力图在水平面上的受力情况见图4-4：图4-4水平面受力图在水平面的受力大小：图4-5为水平面上的弯矩图：图4-5水平面的弯矩图图4-6为垂直面上的受力图为图4-6垂直面上受力图在垂直面受力大小：图4-7为垂直面弯矩图：图4-7垂直面弯矩图在垂直弯矩面的受力大小：N图4-8为合成弯矩图：图4-8合成弯矩图在水平和垂直面总受力：许用应力值用插入法由查表得：应力校正系数：图4-9为扭矩图：图4-9扭矩图扭矩的计算：其中：——轴传递的功率n轴的转速则图4-10为弯扭合成图：图4-10弯矩合成图=所以该轴承符合安全要求。安全系数校核：A为危险截面。轴的材料选用45钢调质，由表所列公式计算疲劳极限：对称疲劳极限：脉动疲劳极限：等效系数：弯矩应力幅：弯矩平均应力：扭转切应力：扭转应力幅和平均切应力：有效应力集中系数因在此截面处，轴有直径变化，过渡圆角半径r=2mm,由从附表中查出：如果一个截面上有多种产生应力集中的结构，则分别求出其有效应力集中系数，从中取最大值。弯曲安全系数：假设为无限寿命=1扭曲安全系数：复合安全系数：轴的静强度校核：A截面安全系数校核其中：——材料的屈服极限——轴上所受的最大弯矩——轴上所受的最大扭矩Z——截面抗弯截面模数——截面抗扭截面系数则所以轴有足够的静强度，轴的强度符合要求。4.5轴承的校核与计算算y向丝杠上一对轴承丝杠转速预期寿命15000h，静载荷安全系数查手册该轴承。计算得轴承组的基本额定动载荷枪和额定静载荷分别为：寿命计算：他的.由手册可查双列当量动载荷所以：轴承组寿命：当量静载荷由公式：取两式中大值，计算得计算额定载荷由公式计算得所以,轴承的强度和寿命均满足要求。4.6电动机的校核计算砂带的磨削力（F）计算：公式中：q磨削单位压力，;A砂带与木材的接触面积;C砂带与木材咬合系数，可以理解为单位磨削压力下所需的磨削力。C与木材的树种有关，根据实验：白桦：松木：橡木：为验证电动机的可靠性，现取C值最大的橡木，查表得其切削单位压力；设砂带进刀量为，由接触辊直径，解得接触面积切削功率