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1、<p><b> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p> 多層板連續(xù)排版方法及基于PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p> MULTILAYER PCB LAYOUT NETHOD WITH A CONTINUOUS CONTROL SYSTEM BASED ON PLC</p><p><b> 摘 要</b&
2、gt;</p><p> 膠合板的供不應(yīng)求需要有連續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)設(shè)備,能實(shí)現(xiàn)膠合板的連續(xù)大批量生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)可編程控制器控制的多層板連續(xù)排版方法是膠合板生產(chǎn)先期的一種新型設(shè)備。該設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)就是成功設(shè)計(jì)出一種基于PLC程序控制系統(tǒng)的膠合板連續(xù)排板的輸送機(jī)設(shè)備。具體的完成了板材原料的輸送結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程,完成了機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算,繪制了裝配圖和部分零件圖,并實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為:驅(qū)動(dòng)裝置,輸送裝
3、置,移動(dòng)預(yù)壓裝置,和板材切斷裝置。通過(guò)對(duì)以上裝置的連接可實(shí)現(xiàn):很大程度上降低勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省人力,提高生產(chǎn)率并有效地保證產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p> 關(guān)鍵詞: 膠合板 ; PLC控制系統(tǒng); 機(jī)械手; 輸送</p><p><b> Abstract</b></p><p> , Plywood demand requires co
4、ntinuous production of production equipment, to achieve continuous high-volume production of plywood. Multilayer programmable controller to control the layout is a continuous advance of a new type of plywood production e
5、quipment complete the structure of delivery of raw materials with working process, key completing the structural design of the manipulator and calculation and draw assembly drawing and some parts drawing to finish the co
6、ntrol system design. The main </p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘 要I</b></p><p> AbstractII</p><p><b> 1 緒論1</b><
7、/p><p><b> 1.1 序言1</b></p><p> 1.2 該設(shè)計(jì)主要任務(wù)2</p><p> 2 機(jī)械部分設(shè)計(jì)3</p><p> 2.1機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)3</p><p> 2.1.1 帶式輸送傳動(dòng)裝置原理與應(yīng)用3</p><p>
8、 2.1.2 輸送帶的選擇與計(jì)算4</p><p> 2.1.3 托輥選擇5</p><p> 2.1.4 滾筒選擇7</p><p> 2.1.5 輸送帶牽引力8</p><p> 2.1.6 帶強(qiáng)度校核8</p><p> 2.1.7 拉緊裝置選擇9</p><
9、;p> 2.2 減速器設(shè)計(jì)10</p><p> 2.2.1 減速器設(shè)計(jì)概述10</p><p> 2.2.2 擬定傳動(dòng)方案13</p><p> 2.2.3 電動(dòng)機(jī)選擇14</p><p> 2.2.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算14</p><p> 2.2.5 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)
10、算15</p><p> 2.2.6 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)19</p><p> 2.2.7 軸的設(shè)計(jì)20</p><p> 2.2.8 聯(lián)軸器與軸承選擇21</p><p> 2.2.9 軸設(shè)計(jì)(以從動(dòng)軸軸2為例)23</p><p> 2.3 移動(dòng)預(yù)壓組機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)30</p>&
11、lt;p> 2.3.1 設(shè)計(jì)方案30</p><p> 2.3.2 工作原理與計(jì)算31</p><p> 2.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)32</p><p> 3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)33</p><p> 3.1 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)描述33</p><p> 3.2 系統(tǒng)電控設(shè)備及要求34&l
12、t;/p><p> 3.3 PLC I/O接口點(diǎn)數(shù)與分配34</p><p> 4 液壓剪板機(jī)設(shè)計(jì)35</p><p> 4.1 基本參數(shù)與計(jì)算35</p><p> 4.1.1 剪切力計(jì)算35</p><p> 4.1.2 壓料力計(jì)算36</p><p> 4.1.
13、3 剪切角的確定36</p><p> 4.1.4 上刀片行程37</p><p> 4.2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算37</p><p> 4.2.1 技術(shù)要求37</p><p> 4.2.2 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析37</p><p> 4.2.3 液壓缸參數(shù)計(jì)算38</p>&
14、lt;p> 4.3 擬定液壓系統(tǒng)圖40</p><p> 4.4 液壓元件選擇41</p><p> 4.5 管道的設(shè)計(jì)42</p><p> 4.5.1 油管選擇42</p><p> 4.5.2 確定油管尺寸42</p><p> 4.6 密封和防塵43</p>
15、<p> 4.6.1 密封方式選擇43</p><p> 4.6.2 防塵圈選擇43</p><p><b> 結(jié) 論44</b></p><p><b> 致 謝45</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)46</b></p&g
16、t;<p><b> 1 緒論</b></p><p><b> 1.1 序言</b></p><p> 膠合板具有材質(zhì)輕, 物理力學(xué)性能好,抗彎強(qiáng)度高, 容易加工等優(yōu)點(diǎn)。被廣泛用在家具、建筑、車輛上。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人民生活日漸提高,各行業(yè)對(duì)膠合板的需求與日俱增,常處于供不應(yīng)求狀態(tài)。膠合板近10年來(lái),受市場(chǎng)和原料的影響,
17、產(chǎn)量有起有伏,但總體上保持年均30%的增長(zhǎng)速度。到2007年底,全國(guó)共有規(guī)模以上膠合板企業(yè)5000多家,生產(chǎn)能力為每年4000萬(wàn)立方米,生產(chǎn)原料以進(jìn)口闊葉材和國(guó)產(chǎn)速生材為主,大部分企業(yè)集中在江蘇、山東和河北省。我國(guó)膠合板產(chǎn)量和出口量在世界排名第一,2007年生產(chǎn)3561.6萬(wàn)立方米,進(jìn)口30.6萬(wàn)立方米,出口878.2萬(wàn)立方米,出口額35.8億美元,進(jìn)、出口量分別比2006年提高5.76%和22.91%,主要出口國(guó)為美國(guó)、日本、英國(guó)和韓
18、國(guó)。但是傳統(tǒng)的膠合板生產(chǎn)工藝存在速度緩慢、效率低、原料浪費(fèi)等現(xiàn)象,針對(duì)這些不足,我們必須致力于對(duì)膠合板生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)與生產(chǎn)工藝的改善,研發(fā)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備,采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝,使膠合板的生產(chǎn)效率得到提高,質(zhì)量得到優(yōu)化,使膠合板生產(chǎn)在逆境中不斷壯大。</p><p> 膠合板的供不應(yīng)求需要有連續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)設(shè)備,能實(shí)現(xiàn)膠合板的連續(xù)大批量生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)可編程控制器控制的多層板連續(xù)排版方法是膠合板生產(chǎn)先期的一種新型設(shè)備。本次
19、設(shè)計(jì)的膠合板生產(chǎn)系統(tǒng)能很大程度地降低勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省人力,提高生產(chǎn)率并有效地保證產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著國(guó)家加大了對(duì)森林資源的保護(hù)力度和多層板生產(chǎn)企業(yè)不斷增加,原材料將更加緊缺,競(jìng)爭(zhēng)更加激烈,迫切需要一種效率高,損耗小的排版方法。我國(guó)的連續(xù)排板電氣控制系統(tǒng)普遍采用的是傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制方式。因其所要控制的電機(jī)較多所以電路較復(fù)雜,在日常的生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中,經(jīng)常發(fā)生電氣故障,從而影響生產(chǎn)。另外,一些復(fù)雜的控制如:時(shí)間、計(jì)數(shù)控制用繼電器—接觸器控制方
20、式較難實(shí)現(xiàn),所以,有必要對(duì)傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。PLC電氣控制系統(tǒng)可以有效的彌補(bǔ)上述系統(tǒng)的這一缺陷。PLC,全稱可編程邏輯控制器簡(jiǎn),是從早期的繼電器邏輯電氣控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái),它不斷吸收微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù),使之功能不斷增強(qiáng),逐漸適合復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)。PLC之所以有較強(qiáng)的生命力,在于它更加適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)要求??煽啃愿?,抗干擾能力強(qiáng)、編程方便、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)。與單片機(jī)相比,它的輸入/輸出端更接近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)</p>&l
21、t;p> 1.2 該設(shè)計(jì)主要任務(wù)</p><p> 多層板連續(xù)排版方法是膠合板生產(chǎn)先期的一種新型設(shè)備,主要由移動(dòng)組、移動(dòng)預(yù)壓、測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)、板材切斷、運(yùn)板轉(zhuǎn)板、機(jī)械手動(dòng)作、板材打垛等部分組成。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要要求為:根據(jù)板材原料的輸送速度確定電動(dòng)機(jī)的選擇以及減速機(jī)構(gòu);根據(jù)移動(dòng)預(yù)壓要求確定預(yù)壓滾筒尺寸與傳送帶厚度;合理選擇測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng),確定停轉(zhuǎn)時(shí)間切斷板材;完成機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算;合理選擇運(yùn)動(dòng)軌跡并在規(guī)定時(shí)間
22、內(nèi)完成規(guī)定動(dòng)作;繪制裝配圖和部分零件圖;設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制原理圖,并進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。</p><p><b> 2 機(jī)械部分設(shè)計(jì)</b></p><p> 2.1機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)</p><p> 2.1.1 帶式輸送傳動(dòng)裝置原理與應(yīng)用</p><p> 伸縮膠帶輸送機(jī)與普通膠帶輸送機(jī)的工作原理一樣,是以膠帶作為
23、牽引承載機(jī)的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備,它與普通膠帶輸送機(jī)相比增加了儲(chǔ)帶裝置和收放膠帶裝置等,當(dāng)游動(dòng)小車向機(jī)尾一端移動(dòng)時(shí),膠帶進(jìn)入儲(chǔ)帶裝置內(nèi),機(jī)尾回縮;反之則機(jī)尾延伸,因而使輸送機(jī)具有可伸縮的性能。伸縮膠帶輸送機(jī)分為固定部分和非固定部分兩大部分。固定部分由機(jī)頭傳動(dòng)裝置、儲(chǔ)帶裝置、收放膠帶裝置等組成;非固定部分由無(wú)螺栓連接的快速可拆支架、機(jī)尾等組成。其中,機(jī)頭傳動(dòng)裝置由傳動(dòng)卷筒、減速器、液力聯(lián)軸器、機(jī)架、卸載滾筒、清掃器組成,儲(chǔ)帶裝置包括儲(chǔ)帶轉(zhuǎn)向架、儲(chǔ)
24、帶倉(cāng)架、換向滾筒、托輥小車、游動(dòng)小車、張緊裝置、張緊絞車等。中間架由無(wú)螺栓連接的快速可拆支架,由H型支架、鋼管、平托輥和掛鉤式槽形托輥、V型托輥等組成,是機(jī)器的非固定部分,鋼管可作為拆卸的機(jī)身,用柱銷固裝在鋼管上,用小錘可以打動(dòng),掛鉤式槽形托輥膠接式,槽形角30°,用掛鉤掛在鋼管的柱銷上,掛鉤上制動(dòng)的圓弧齒槽,托輥就是通過(guò)齒槽掛在柱銷上的,可向前向后移動(dòng),以調(diào)節(jié)托輥位置控制膠帶跑偏。</p><p>
25、 帶式輸送傳動(dòng)裝置的工作原理是:由撓性輸送帶作為物料承載件和牽引件的連續(xù)輸送設(shè)備,根據(jù)摩擦傳動(dòng)的原理,由傳動(dòng)滾筒帶動(dòng)輸送帶進(jìn)行物料的傳遞與運(yùn)輸。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,造價(jià)低廉,適用性強(qiáng)。特別對(duì)工作節(jié)拍沒(méi)有嚴(yán)格要求、比較干燥的生產(chǎn)場(chǎng)所,可用于柔性或半柔性的自動(dòng)包裝線,輸送帶、盒、箱等產(chǎn)品或散粒、塊狀產(chǎn)品。帶式輸送裝置一般由傳動(dòng)滾筒,改向滾筒,輸送帶,托輥,拉緊裝置等組成。如下圖2-1所示為輸送裝置原理圖。撓性輸送帶2繞在上、下托輥之上,由
26、傳動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng),拉緊裝置6用于調(diào)節(jié)輸送帶的拉緊力,以保持輸送帶的輸送能力。傳動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)輸送帶的能力與輸送帶在傳動(dòng)滾筒上的包角大小有關(guān),包角大時(shí)傳動(dòng)能力大,而改向滾筒就用于增大傳動(dòng)包角。帶式輸送裝置的各輥軸軸承都采用滾動(dòng)軸承,以減小運(yùn)轉(zhuǎn)中的摩擦阻力和功率消耗[7]。</p><p> 圖2-1 輸送裝置原理圖</p><p> 1-傳動(dòng)滾筒;2-輸送帶;3-上托輥;4-傳動(dòng)滾筒;5-下托輥
27、;6-拉緊裝置</p><p> 2.1.2 輸送帶的選擇與計(jì)算</p><p> 輸送帶又叫運(yùn)輸帶,是用于皮帶輸送帶中起承載和運(yùn)送物料作用的橡膠與纖維、金屬?gòu)?fù)合制品,或者是塑料和織物復(fù)合的制品。皮帶輸送機(jī)在農(nóng)業(yè)、工礦企業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)中廣泛用于輸送各種固體塊狀和粉料狀物料或成件物品,輸送帶能連續(xù)化、高效率、大傾角運(yùn)輸,輸送帶操作安全,輸送帶使用簡(jiǎn)便,維修容易,運(yùn)費(fèi)低廉,并能縮短運(yùn)輸距
28、離, 降低工程造價(jià),節(jié)省人力物力。輸送帶是帶式輸送機(jī)的牽引構(gòu)件及承載構(gòu)件,用于輸送物料和傳遞動(dòng)力,是帶式輸送機(jī)的重要組成部分,約占帶式輸送機(jī)總成本的30%~40%左右。它貫穿輸送機(jī)的全長(zhǎng),在設(shè)備檢修中占很大比重。同時(shí),輸送帶在帶式輸送機(jī)中既是貨物的承載機(jī)構(gòu),又是帶式輸送機(jī)的牽引機(jī)構(gòu),因此,不僅需要足夠的強(qiáng)度,而且還應(yīng)具有耐磨、耐腐蝕的要求。輸送帶選擇的合理與否直接影響帶式輸送機(jī)的投資、運(yùn)行成本,更為重要的是將直接影響輸送機(jī)的可靠、安全運(yùn)
29、行。輸送帶廣泛應(yīng)用于水泥、焦化、冶金、化工、鋼鐵等行業(yè)中輸送距離較短、輸送量較小的場(chǎng)合。本產(chǎn)品采用多層掛膠棉帆布作骨架,表面覆蓋性能良好的橡膠材料,經(jīng)硫化而制成[1]。</p><p> 2.1.2.1 輸送帶類型與選擇</p><p> 輸送帶系列產(chǎn)品有普通棉帆布輸送帶、尼龍(NN)輸送帶(分為NN-100型、NN-150型、NN-200型、NN-250型、NN-300型、NN-3
30、50型、NN-400型)、聚酯(EP)帶(分為EP-100型、EP-150型、EP-200型、EP-250型、EP-300型、EP-350型、EP-400型)、大傾角(波狀擋邊)輸送帶、裙邊隔板輸送帶、環(huán)形輸送帶、花紋輸送帶{由于運(yùn)送物料不同和輸送傾角大小不同,要求花紋形狀和高度也不同。常用的花紋輸送帶品種如:人字形花紋輸送帶(人字輸送帶包括上凸、下凹人字輸送帶)、八字形花紋輸送帶、魚骨花紋輸送帶、U形花紋輸送帶、圓柱形花紋輸送帶、麻點(diǎn)
31、花紋輸送帶等,或根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)}、止水帶、PVC或者PVG整芯阻燃帶等;并能提供各種特殊性能的輸送帶(一般阻燃輸送帶、耐熱輸送帶、耐灼燒輸送帶、高耐磨輸送帶、耐酸輸送帶、耐堿輸送帶、耐寒輸送帶、耐油輸送帶、耐高溫輸送帶、高強(qiáng)力輸送帶及食品輸送帶、特氟龍輸送帶、不銹鋼輸送網(wǎng)帶、鏈條輸送網(wǎng)帶、輸送網(wǎng)帶)[3]。</p><p> 自動(dòng)包裝機(jī)所用帶式輸送裝置多為輕型或特輕載荷類型,要求傳送帶結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧,能連續(xù)化
32、、高效率、大傾角運(yùn)輸,輸送帶操作安全,輸送帶使用簡(jiǎn)便,維修容易,運(yùn)費(fèi)低廉,并能縮短運(yùn)輸距離, 降低工程造價(jià),節(jié)省人力物力。根據(jù)輸送機(jī)類型、結(jié)構(gòu)以及工況,考慮經(jīng)濟(jì)成本,此設(shè)計(jì)的輸送帶心層材料選用4層的棉帆布帶。</p><p> 2.1.2.2 輸送帶寬度選擇</p><p> 輸送帶的寬度的選擇要根據(jù)實(shí)際的工作情況而定,如實(shí)際中輸送木板的寬度或長(zhǎng)度,實(shí)際工作情況下要保證輸送木板的工作
33、過(guò)程中不使木板脫離輸送帶而預(yù)留的安全寬度輸送帶,按所輸送的木板的最大寬度,再加約10mm余量約定所需的輸送帶的寬度,因?yàn)樗a(chǎn)的膠合板寬度為1240mm,所以選用的輸送帶的寬度約為1250mm</p><p> 2.1.2.3 輸送帶運(yùn)行速度選擇</p><p> 輸送帶運(yùn)行速度是輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的重要參數(shù),在輸送量一定時(shí),適當(dāng)提高帶速,可減少帶寬。對(duì)水平安裝的輸送機(jī),可選擇較高的帶速
34、,輸送傾角越大帶速應(yīng)偏低,向上輸送時(shí)帶速可適當(dāng)高些,向下輸送時(shí)帶速應(yīng)低些。輸送帶是輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,它的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到生產(chǎn)作業(yè),在設(shè)計(jì)的過(guò)程中一定要防止跑偏現(xiàn)象的產(chǎn)生。輸送帶的跑偏是帶式輸送機(jī)的最常見(jiàn)故障,對(duì)其及時(shí)準(zhǔn)確的處理是其安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障。跑偏的現(xiàn)象和原因很多,要根據(jù)不同的跑偏現(xiàn)象和原因采取不同的調(diào)整方法,才能有效地解決問(wèn)題。取皮帶的傳動(dòng)速度為0.375m/s。</p><p> 2.1.2.
35、4 輸送帶接頭選擇</p><p> 輸送帶從材質(zhì)上可分為橡膠帶,塑料帶兩大類,輸送帶的接頭又可分為硫化熱接、冷粘、機(jī)械扣等方法,現(xiàn)在以硫化熱接為主,熱接具有強(qiáng)度高,經(jīng)久耐用的特點(diǎn),采用硫化熱接時(shí),皮帶硫化設(shè)備是必不可少的,首先要對(duì)輸送帶接頭進(jìn)行處理,如帆布、尼龍、聚酯等織物類橡膠輸送帶。輸送帶接頭方法:帶式輸送機(jī)輸送帶的接頭有搭鉚接,皮帶扣連接,硫化膠粘接及化學(xué)膠粘接等方式。所有的輸送帶必須接成環(huán)形才能使用
36、,所以輸送帶接頭的好壞直接影響輸送帶的使用壽命和輸送線能否平穩(wěn)順暢地運(yùn)行。 一般輸送帶接頭常用方法有機(jī)械接頭、冷粘接接頭、熱硫化接頭等。</p><p> 輸送帶機(jī)械接頭法:一般是指使用皮帶扣接頭,這種接頭方法方便便捷,也比較經(jīng)濟(jì),但是接頭的效率低,容易損壞,對(duì)輸送帶產(chǎn)品的使用壽命有一定影響。 PVC和PVG整芯阻燃抗靜電輸送帶接頭中,一般8級(jí)帶以下的產(chǎn)品都采用這種接頭方法。</p><p&
37、gt; 輸送帶冷粘接頭法:即采用冷粘粘合劑來(lái)進(jìn)行接頭。這種接頭辦法比機(jī)械接頭的效率高,也比較經(jīng)濟(jì),應(yīng)該能夠有比較好的接頭效果,但是從實(shí)踐來(lái)看,由于工藝條件比較難掌握,另外粘合劑的質(zhì)量對(duì)接頭的影響非常大,所以不是很穩(wěn)定。</p><p> 輸送帶熱硫化接頭法:實(shí)踐證明是最理想的一種接頭方法,能夠保證高的接頭效率,同時(shí)也非常穩(wěn)定,接頭壽命也很長(zhǎng),容易掌握。但是存在工藝麻煩、費(fèi)用高、接頭時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)</p&g
38、t;<p> 不同的連接方式接頭效率不同。橡膠帆布帶以優(yōu)質(zhì)硫化粘接最好,一般硫化粘接次之,皮帶扣連接再次,搭接鉚接最差。接頭效率等于接頭處最大破壞強(qiáng)度與輸送帶的極限強(qiáng)度的比值。為了此傳送帶有足夠長(zhǎng)的使用壽命,選用優(yōu)質(zhì)硫化粘接。</p><p> 2.1.3 托輥選擇</p><p> 托輥是用于支承輸送帶及輸送帶上所承載的物品,保證輸送帶穩(wěn)定運(yùn)行的裝置。它是整個(gè)輸送裝
39、置中的重要部件, 使用數(shù)量多, 形式多樣, 價(jià)格昂貴。托輥選擇是否合理,影響帶式輸送機(jī)的使用、維修, 更會(huì)影響帶式輸送機(jī)使用壽命。托輥可分為:承載托輥、回程托輥。其中承載托輥分為:槽形托輥、緩沖托輥、調(diào)心托輥、平行上托輥等。回程托輥可分為:平行下托輥、螺旋托輥、V形托輥等。</p><p> 由于托輥的作用是支撐輸送帶和物料重量,所以托輥運(yùn)轉(zhuǎn)必須靈活可靠。減少輸送帶同托輥的摩擦力,對(duì)占輸送機(jī)總成本25%以上的輸
40、送帶的壽命起著關(guān)鍵作用。雖然托輥在帶式輸送機(jī)中是一個(gè)較小部件,結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,但制造出高質(zhì)量的托輥并非易事。判斷托輥好壞的標(biāo)準(zhǔn)有以下幾條:托輥徑向跳動(dòng)量、托輥靈活度、軸向竄動(dòng)量,托輥防塵性能、托輥防水性能、托輥軸向承載性能、托輥抗沖擊性能、托輥使用壽命等。</p><p> 托輥軸承是深溝球軸承的一種,它可以根據(jù)用戶的不同要求,量身打造。通過(guò)要求的標(biāo)準(zhǔn),可做出不同的軸承游隙,如C3 、C4、 4G 等。KA軸承是
41、一種托輥上常用的尼龍保持器軸承,尼龍保持器能有效地防止轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦引起的靜電,此托輥軸承多用于礦山輸送設(shè)備。</p><p> 輸送托輥輥?zhàn)拥闹睆脚c機(jī)帶寬、帶速和承載能力有關(guān)系, 與輸送機(jī)長(zhǎng)度和傾角無(wú)關(guān)。托輥直徑與帶寬的關(guān)系托輥輥徑與長(zhǎng)度應(yīng)符合《GB/T99021991 帶式輸送機(jī)托輥基本參數(shù)與尺寸》的規(guī)定, 見(jiàn)表2-1(單位mm)</p><p> 表2-1托輥直徑與帶寬的關(guān)系</
42、p><p> 在確定帶速的情況下, 托輥輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速不能太大。在同樣壽命情況下, 轉(zhuǎn)速大, 使用時(shí)間就短,轉(zhuǎn)速小, 使用時(shí)間就長(zhǎng)。但輥?zhàn)拥闹睆讲荒芴?輥?zhàn)又睆教? 整個(gè)輸送機(jī)不配套, 初期投資成本就高。一般規(guī)定: 輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速不能超過(guò)600r/min。托輥直徑與輸送機(jī)帶速的關(guān)系見(jiàn)表2-2。</p><p> 表2-2 托輥輥徑與轉(zhuǎn)速的關(guān)系(r/min)</p><p&g
43、t; 已確定輸送帶寬度B=1250mm,且?guī)賤=0.375m/s,再綜合以上情況, 根據(jù)表2-1和表2-2, 選用托輥直徑108mm。</p><p> 2.1.4 滾筒選擇</p><p> 滾筒為圓柱形的零件,分驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)輥。廣泛應(yīng)用于如圓網(wǎng)印花機(jī)、數(shù)碼打印機(jī),輸送設(shè)備,造紙和包裝機(jī)械等各類傳動(dòng)輸送系統(tǒng)中。通常采用無(wú)縫鋼管制成,也有視不同工藝需要采用諸如鋁合金6061T5,3
44、04L/316L不銹鋼,2205雙相不銹鋼,鑄鋼件,實(shí)心鍛打合金鋼芯為材料的。滾筒的生產(chǎn)主要有輥體初車、初校靜平衡、軸頭過(guò)盈裝配焊接、精車和精校動(dòng)平衡等工序組成。若對(duì)行為公差如圓度、圓柱度和直線度等要求在0.2mm以下的,則在精車后需要上外圓磨床或軋輥磨床磨削加工。對(duì)表面硬度有要求的,則需要增加熱處理工序。滾筒成型后,出于防銹防腐、耐磨和支撐的需要,還需要表面處理或包覆如噴漆、鍍鋅、TEFLON噴涂、包橡膠、鍍鉻、陶瓷噴涂和氧化等工序。
45、</p><p> 改向滾筒的作用是改變輸送帶的運(yùn)行方向或增加輸送帶與傳動(dòng)滾筒間的圍包角。增加圍包角的作用是增加輸送帶與滾筒間的接觸面,使輸送帶與滾筒間不打滑。改向滾筒包括尾部滾筒、增加傳動(dòng)滾筒圍包角、增加尾部滾筒圍包角及拉緊裝置處的滾筒。改向滾筒和傳動(dòng)滾筒一樣有鋼板焊接結(jié)構(gòu)和鑄焊結(jié)構(gòu)兩種形式。滾筒表面有光鋼面和光膠面兩種。除較重要的場(chǎng)合選用光膠面滾筒外,一般采用光鋼面滾筒。改向滾筒覆面有裸露光鋼面和平滑膠面兩
46、種,按承載能力改向滾筒又可分輕型、中型和重型:軸承孔徑分為50-100mm,軸與輪轂為單鍵聯(lián)接的單幅板焊接筒體結(jié)構(gòu),單向出軸;120-180mm, 軸與輪轂為脹套聯(lián)接;200-260mm,軸與輪轂為脹套聯(lián)接,筒體為鑄焊結(jié)構(gòu),有單向出軸和雙向出軸兩種。</p><p> 傳動(dòng)滾筒是將驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力,通過(guò)摩擦力傳遞給輸送帶的部件。通常情況下,根據(jù)軸與輪轂之間的連接方式,傳動(dòng)滾筒有鋼板焊接結(jié)構(gòu)和鑄焊結(jié)構(gòu)兩種形式。鋼板
47、焊接滾筒軸與輪轂之間采用鍵連接,能承受中小型載荷;鑄焊滾筒軸與輪轂之間采用脹套連接,避免了由于鍵連接而削弱軸的強(qiáng)度,因此這種結(jié)構(gòu)形式的滾筒可承受較大的負(fù)荷,且便于安裝和拆卸。滾筒表面有光面和膠面兩種形式,在功率不大,環(huán)境濕度小的情況下,可采用表面摩擦因數(shù)小的光面滾筒;在功率大,環(huán)境又潮濕,容易打滑的情況下采用表面摩擦因數(shù)大的膠面滾筒。膠面的作用是增大傳動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力。膠面滾筒有鑄膠和包膠兩種工藝型式,鑄膠滾筒膠面厚且耐磨,質(zhì)
48、量好,但工藝復(fù)雜,價(jià)格高;包膠滾筒工藝簡(jiǎn)單,成本低。膠面滾筒有光膠面、人字型溝槽和菱形溝槽三種型式。當(dāng)采用人字型溝槽膠面滾筒時(shí),應(yīng)注意其方向性,人字型尖應(yīng)朝向滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,菱形膠面滾筒用于雙向運(yùn)輸?shù)妮斔蜋C(jī)。用于重要場(chǎng)合的滾筒最好采用硫化橡膠覆面;當(dāng)有阻燃、隔爆條件要求時(shí),應(yīng)采用相應(yīng)措施。此處運(yùn)送的產(chǎn)品較輕,所需的功率也不大,所以選用光面滾筒。傳動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件,傳動(dòng)滾筒筒根據(jù)承載能力分輕型、中型和重型</p>
49、<p> 因?yàn)檫x用的棉帆布帶層數(shù)Z=4,所以由上表2-4,可選用的滾筒最小滾筒直徑為500mm,滾筒的長(zhǎng)度為1250mm。</p><p> 確定軸的材料及熱處理 材料選用45#剛,調(diào)質(zhì)處理。</p><p> 表2-4各種帆布帶最小傳動(dòng)滾筒直徑</p><p> 2.1.5 輸送帶牽引力</p><p> 帶正常
50、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),帶速不低于輥筒轉(zhuǎn)速的95%。如果輥筒與輸送帶的摩擦力不夠,輸送帶就容易出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象。引起輥筒與輸送帶摩擦力不夠的原因很多,常見(jiàn)的有:張力不夠、載荷啟動(dòng)、輥筒表面摩擦系數(shù)不夠等。重錘張緊皮帶運(yùn)輸機(jī)輸送帶的打滑 使用重錘張緊裝置的皮帶運(yùn)輸機(jī)在皮帶打滑時(shí)可添加配重來(lái)解決,添加到皮帶不打滑為止。但不應(yīng)添加過(guò)多,以免使皮帶承受不必要的過(guò)大張力而降低皮帶的使用壽命。螺旋張緊或液壓張緊輸送帶機(jī)的打滑 使用螺旋張緊或液壓張緊的皮帶運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)打
51、滑時(shí)可調(diào)整張緊行程來(lái)增大張緊力。但是,有時(shí)張緊行程已不夠,皮帶出現(xiàn)了永久性變形,這時(shí)可將皮帶截去一段重新進(jìn)行硫化。在使用尼龍帶或EP是要求張緊行程較長(zhǎng),當(dāng)行程不夠時(shí)也可重新硫化或加大張緊行程來(lái)解決。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),按照膠合板自身的重量及生產(chǎn)工藝,取輸送帶的牽引力F為經(jīng)驗(yàn)值2000N。</p><p> 2.1.6 帶強(qiáng)度校核</p><p> 校核帶輸送帶的強(qiáng)度,可用下式:</p
52、><p> 式(2.1) </p><p> 式中 Z—— 帶的帆布層數(shù),此處為4;</p><p> B—— 帶寬,此處為1250mm;</p><p> —— 一層1cm寬膠布帶的保證強(qiáng)度,普通橡膠帶(棉布帶芯膠布)通常取</p><p><b> 560N/cm
53、;</b></p><p> n—— 安全系數(shù),查由參考文獻(xiàn)得,此處為8。</p><p> ——最大拉力,此處2000N</p><p><b> >8</b></p><p><b> 故說(shuō)明強(qiáng)度可靠。</b></p><p> 2.1.7
54、 拉緊裝置選擇</p><p> 輸送帶是輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,它的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到生產(chǎn)作業(yè)。輸送帶的跑偏是帶式輸送機(jī)的最常見(jiàn)故障,對(duì)其及時(shí)準(zhǔn)確的處理是其安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障。跑偏的現(xiàn)象和原因很多,要根據(jù)不同的跑偏現(xiàn)象和原因采取不同的調(diào)整方法,才能有效地解決問(wèn)題。此類故障的主要原因之一就是:承載托輥組安裝位置與輸送機(jī)中心線的垂直度誤差較大,導(dǎo)致輸送帶在承載段向一則跑偏。</p><p>
55、; 拉緊裝置給輸送帶一定的初始拉緊力,在運(yùn)行中始終使輸送帶保持一定的拉緊程度,以免在驅(qū)動(dòng)滾筒上打滑,并使輸送帶在拖輥間的撓度保證在規(guī)定的范圍內(nèi)。拉緊裝置是帶式輸送機(jī)不可缺少的重要組成部分,它的性能好壞直接影響帶式輸送機(jī)整體的性能,拉緊裝置的功能主要有以下幾點(diǎn):</p><p> ?。?)保證帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的足夠張力和驅(qū)動(dòng)裝置依靠摩擦傳動(dòng)所必須傳遞的摩擦牽引力,以帶動(dòng)輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),防止輸送帶打滑;
56、</p><p> (2)保證承載分支最小張力點(diǎn)的必須張力,限制輸送帶在托輥之間的垂度,保證帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行; </p><p> (3)補(bǔ)償塑性變形與過(guò)渡工況時(shí)輸送帶伸長(zhǎng)量的變化。由于負(fù)載變化會(huì)引起輸送帶發(fā)生長(zhǎng)度變化,蠕變現(xiàn)象也會(huì)造成輸送帶伸長(zhǎng),張緊力有變小趨勢(shì),需要拉緊裝置來(lái)吸收由蠕變產(chǎn)生的伸長(zhǎng),維持輸送機(jī)正常運(yùn)行所需的最小張緊力; </p><p>
57、(4)為輸送帶重新接頭做必要的行程準(zhǔn)備。每部帶式輸送機(jī)都有若干個(gè)接頭,可能在某一時(shí)間接頭會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,必須截頭重做,拉緊裝置為帶式輸送機(jī)準(zhǔn)備了負(fù)荷以外的輸送帶,這樣接頭故障就可以通過(guò)放松拉緊裝置重新接頭來(lái)解決。</p><p> 常見(jiàn)的拉緊裝置有重力拉緊裝置、螺旋拉緊裝置、固定絞車?yán)o裝置、自動(dòng)拉緊裝置等。各種拉緊裝置的特點(diǎn)如下:</p><p> (1)0 S+ {/ d3 a( P&
58、#39; x A% X8 @重力拉緊裝置。重力拉緊裝置是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,應(yīng)用最廣泛的一種拉緊裝置。它是利用重錘來(lái)自動(dòng)拉緊,由于重錘靠自重拉緊,所以它能保證拉緊力在各種工況下保持恒定不變,能自動(dòng)補(bǔ)償膠帶的伸長(zhǎng)。重力拉緊裝置的特點(diǎn)是拉緊力不變,拉緊位移可變,它適用于固定式長(zhǎng)距離運(yùn)輸機(jī),機(jī)長(zhǎng)500m 以上的中長(zhǎng)距離輸送機(jī),需較大的拉緊行程,可將拉緊滾筒小車布置在輸送機(jī)下部,通過(guò)布置在輸送機(jī)一側(cè)的重錘拉緊塔架實(shí)現(xiàn)重錘拉緊。&l
59、t;/p><p> ?。?)螺旋拉緊裝置。螺旋拉緊裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,拉緊行程小,適用于短距離輸送機(jī),此拉緊裝置所需的拉緊力一般通過(guò)絲杠手動(dòng)調(diào)整,適用* P: p$ ], F* _6 v于長(zhǎng)度80m 以內(nèi)的短距離輸送機(jī)。對(duì)輕型物料和輸送量特小的輸送機(jī),可適當(dāng)延長(zhǎng)。根據(jù)輸送帶張力,亦可采用液壓缸作為動(dòng)力。</p><p> (3)" ?* x3 ?) C8 B6 z' K5 Z固定
60、絞車?yán)o裝置。固定絞車?yán)o裝置是利用小型絞車來(lái)拉緊,絞車一般用蝸輪蝸桿減速器帶動(dòng)卷筒來(lái)纏繞鋼繩,從而拉緊膠帶。這種拉緊裝置的優(yōu)點(diǎn)是體積小,拉力大,可用于500m 以上中等長(zhǎng)度以上的輸送機(jī)。缺點(diǎn)是它只能根據(jù)所需要的拉緊力調(diào)定后產(chǎn)生固定的拉緊力,拉緊力不能自動(dòng)調(diào)節(jié),當(dāng)絞車和控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),對(duì)膠帶機(jī)不能產(chǎn)生恒定的拉緊力或拉緊力失效,安全可靠性相對(duì)降低。</p><p> ?。?)1 y! P* Q" |;
61、 X) m2 {2 @/ B! w2 B2 c/ r自動(dòng)拉緊裝置。自動(dòng)拉緊裝置不但能根據(jù)主動(dòng)滾筒的牽引力來(lái)自動(dòng)調(diào)整拉緊力,而且還能補(bǔ)償膠帶的伸長(zhǎng)。包括自動(dòng)式電動(dòng)絞車或自動(dòng)式液壓拉緊裝置,可根據(jù)輸送機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)運(yùn)行工況的不同要求,自動(dòng)調(diào)整輸送帶拉緊力和響應(yīng)張緊滾筒的位置變化要求,宜用于布置復(fù)雜的大型輸送機(jī)。</p><p> 因?yàn)檫@里的輸送裝置長(zhǎng)度為20m,長(zhǎng)度較小對(duì)照上述拉緊裝置,所以選用螺旋拉緊裝置比較
62、合適。螺旋張緊行程有500mm、800mm、1000mm三種,此處選取500mm的張緊裝置。</p><p> 2.2 減速器設(shè)計(jì)</p><p> 2.2.1 減速器設(shè)計(jì)概述</p><p> 2.2.1.1 減速器型式與應(yīng)用</p><p> 減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置,用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩,以滿足工作
63、需要,在某些場(chǎng)合也用來(lái)增速,稱為增速器。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類,兩者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。20世紀(jì)70-80年代,世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展,且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。選用減速器時(shí)應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件,技術(shù)參數(shù),動(dòng)力機(jī)的性能,經(jīng)濟(jì)性等因素,比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸,傳動(dòng)效率,承載能力,質(zhì)量,價(jià)格等,選擇最適合的減速器。減速器是一種相對(duì)精密的機(jī)械,使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速,增加轉(zhuǎn)矩。&l
64、t;/p><p> 減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類,兩者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。 其主要類型:齒輪減速器;蝸桿減速器;齒輪—蝸桿減速器;行星齒輪減速器。一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星摩擦式機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)等等[2]。</p><p><b> 1、圓柱齒
65、輪減速器</b></p><p> 單級(jí)、二級(jí)、二級(jí)以上二級(jí);布置形式:展開式、分流式、同軸式。</p><p><b> 2、圓錐齒輪減速器</b></p><p> 用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場(chǎng)合。</p><p><b> 3、蝸桿減速器</b></p>
66、<p> 主要用于傳動(dòng)比i>10的場(chǎng)合,傳動(dòng)比較大時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊,其缺點(diǎn)是效率低。目前廣泛應(yīng)用阿基米德蝸桿減速器。</p><p> 4、齒輪—蝸桿減速器</p><p> 若齒輪傳動(dòng)在高速級(jí),則結(jié)構(gòu)緊湊;若蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí),則效率較高。</p><p><b> 5、行星齒輪減速器</b></p><p
67、> 傳動(dòng)效率高,傳動(dòng)比范圍廣,傳動(dòng)功率12W~50000KW,體積和重量小。</p><p> 2.2.1.2 減速器的基本結(jié)構(gòu)</p><p> 減速器主要由箱體、軸系部件(傳動(dòng)件、軸及軸承組合)及其附件組成。</p><p> 1、齒輪、軸及軸承組合</p><p> 齒輪、軸和軸承組成典型的軸系部件,是減速器的重要組成
68、部分,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意它們之間的相互影響。齒輪的設(shè)計(jì)對(duì)軸的強(qiáng)度、剛度及軸承的壽命影響很大。原則上齒輪相對(duì)支撐應(yīng)盡可能對(duì)稱布置,這對(duì)減小載荷集中是有利的;高速軸和低速軸上的齒輪布置應(yīng)遠(yuǎn)離輸入、輸出端,以便在彎曲和扭轉(zhuǎn)變形的綜合作用下,有利于緩和載荷集中;多級(jí)傳動(dòng)的中間軸,其上若采用斜齒輪傳動(dòng),且一輪為主動(dòng),另一輪為從動(dòng),兩輪旋向應(yīng)相同,這樣軸向力可以抵消一部分,這對(duì)軸承的設(shè)計(jì)是有利的。</p><p> 減速器常
69、采用滾動(dòng)軸承。應(yīng)根據(jù)載荷的大小和方向及其他性能要求,選擇合適的軸承型號(hào)。同一軸上的軸承應(yīng)盡量成對(duì)使用,這對(duì)軸系部件的受力以及提高軸承孔的加工精度都是有利的。設(shè)計(jì)時(shí)還需要注意軸承的潤(rùn)滑和箱內(nèi)齒輪潤(rùn)滑的匹配以及軸承的壽命與減速器設(shè)計(jì)壽命的匹配問(wèn)題。</p><p> 減速器的軸為轉(zhuǎn)軸,起著支承齒輪、承受彎矩、傳遞轉(zhuǎn)矩和對(duì)軸上零件進(jìn)行軸向定位的作用,因此軸必須有足夠的強(qiáng)度和剛度以及合理的結(jié)構(gòu)形狀。軸的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單,
70、以減緩應(yīng)力集中。在結(jié)構(gòu)允許的情況下,應(yīng)盡量減小支承間的跨距,增加軸承和支座的剛度軸的懸臂端應(yīng)盡可能短。</p><p><b> 2、箱體</b></p><p> 箱體是減速器中結(jié)構(gòu)和受力最復(fù)雜的零件,目前尚無(wú)完整的理論設(shè)計(jì)方法。因此,一般是在滿足強(qiáng)度、剛度的前提下,同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、質(zhì)量輕及使用方便等方面要求,作經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。</p>&l
71、t;p> 箱體通常做成沿軸心線水平剖分的形式,以便于軸承部件的裝拆。上箱蓋和下箱蓋用螺栓聯(lián)接成一體,軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔,而軸承座旁的凸臺(tái),應(yīng)具有足夠的承托面,以便放置聯(lián)接螺栓,并保證旋緊螺栓時(shí)所需的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度,在軸承孔附近應(yīng)加支撐助。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座片面的機(jī)械加工面積,箱體底座一般不采用完整的平面。</p><p><b&g
72、t; 3、附件</b></p><p> 為了保證減速器的正常工作,除了應(yīng)對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)予以足夠的重視外,還應(yīng)考慮到位減速器注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修十箱蓋余箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。</p><p> 4、減速器的潤(rùn)滑與密封</p><p> 減速器中的傳動(dòng)件和軸承需要良好的潤(rùn)滑。
73、其主要目的是減少摩擦、磨損和提高傳動(dòng)效率,并同時(shí)起冷卻和散熱作用。另外潤(rùn)滑油還可以防止零件銹蝕、降低減速器噪聲和減小振動(dòng)。減速器密封的主要目的是防止?jié)櫥瑒┞┏鰷p速器箱體,同時(shí)防止灰塵、水分及雜物進(jìn)入箱體。</p><p><b> ?。?)減速器的潤(rùn)滑</b></p><p> 1)傳動(dòng)件的潤(rùn)滑 圓周速度v 在12~15m/s的齒輪減速器、圓周速度v 為10m/s的
74、蝸桿減速器以及圓周速度v=10m/s的行星齒輪減速器廣泛采用浸油潤(rùn)滑。為避免傳動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)激起沉淀在箱底的沉積物,齒輪減速器和蝸桿減速器的齒頂圓離箱底內(nèi)表面的距離應(yīng)不小于30~50mm,行星齒輪減速器應(yīng)不小于5~8mm。</p><p> 2)滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 滾動(dòng)軸承主要采用飛濺潤(rùn)滑、刮板潤(rùn)滑和油浴潤(rùn)滑,以及油脂潤(rùn)滑,并盡可能利用傳動(dòng)條件的潤(rùn)滑方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)齒輪減速器,當(dāng)浸油齒輪的圓周速度(減速器中只要有一個(gè)浸油
75、齒輪的圓周速度)v 在1.5 --2m/s時(shí),滾動(dòng)軸承多采用飛濺潤(rùn)滑;當(dāng)v在1.5--2m/s時(shí),則常用油脂潤(rùn)滑。</p><p> 3)潤(rùn)滑劑的選用原則 膠合板排板設(shè)備的減速裝置應(yīng)盡可能選用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。在不便采用油潤(rùn)滑時(shí),可使用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。選用具體的潤(rùn)滑劑牌號(hào)時(shí)需考慮一下幾個(gè)方面:①工作載荷 ②運(yùn)動(dòng)速度 ③工作溫度 ④工作表面狀態(tài) ⑤傳動(dòng)類型。</p><p><b> ?。?/p>
76、2)減速器的密封</b></p><p> 減速器的密封主要指箱蓋和箱座結(jié)合面的密封;軸承蓋和箱體之間的密封、軸承透蓋通孔與軸之間的密封以及各接觸面的密封等。箱蓋和箱座剖分面的密封只允許涂密封油漆或水玻璃,不允許使用其他任何填料。軸承蓋與箱體之間的密封通常采用調(diào)整墊片,調(diào)整墊片材料多用08F,并成組使用。</p><p> 5、減速器的使用與維護(hù)</p>&l
77、t;p> 減速器的合理使用和維護(hù)需考慮以下問(wèn)題:</p><p> ?。?)減速器安裝完畢后,應(yīng)檢查出軸轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活。之后進(jìn)行空載荷試驗(yàn)。在運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)沖擊振動(dòng)、緊固件不松動(dòng)、密封處的接合面處不漏油情況下,按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)。</p><p> ?。?)采用油池潤(rùn)滑,加入潤(rùn)滑油量應(yīng)在油標(biāo)的最高和最低油位之間,并經(jīng)常檢查油量是否滿足使用要求。</p><p&g
78、t; 2.2.2 擬定傳動(dòng)方案</p><p> 該設(shè)計(jì)原始參數(shù)與要求:設(shè)計(jì)一臺(tái)帶式運(yùn)輸機(jī)中使用的單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器,運(yùn)輸帶傳遞的有效圓周力F=2000N,運(yùn)輸帶速度V=0.375m/s,輸送帶長(zhǎng)為20m,滾筒的計(jì)算直徑D=500mm,原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī),齒輪單向傳動(dòng),有輕微沖擊,工作時(shí)間8年,每年按300天計(jì),單班工作(每班8小時(shí))[5]。</p><p> 根據(jù)本設(shè)計(jì)要求擬定如
79、下幾種傳動(dòng)方案,見(jiàn)圖2-1(a)、(b)、(c):</p><p><b> 圖2-1傳動(dòng)方案</b></p><p> 圖示將電動(dòng)機(jī)直接與兩級(jí)圓柱齒輪減速器相連,圓柱齒輪易于加工,常被人采用,但該減速器寬度尺寸較大。</p><p> 圖示第一級(jí)為帶傳動(dòng),第二級(jí)為圓柱齒輪傳動(dòng),該方案帶傳動(dòng)能緩沖,吸震,過(guò)載時(shí)起安全保護(hù)作用,但結(jié)構(gòu)上寬度
80、與長(zhǎng)度尺寸都較大,且不宜在惡劣的環(huán)境下工作。</p><p> 圖所示第一級(jí)為圓柱齒輪傳動(dòng),第二級(jí)為鏈傳動(dòng),該減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低。</p><p> 綜合考慮本設(shè)計(jì)要求,為使減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,降低成本,所以選擇(C)方案。</p><p> 2.2.3 電動(dòng)機(jī)選擇</p><p> 電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置效率:</p>&
81、lt;p><b> 式(2.2)</b></p><p> 式中 —— 彈性柱銷聯(lián)軸器的效率</p><p> —— 一對(duì)滾動(dòng)軸承效率</p><p> —— 一對(duì)圓柱斜齒輪效率</p><p><b> ——鏈傳動(dòng)效率</b></p><p><b&
82、gt; 運(yùn)輸帶帶輪轉(zhuǎn)速</b></p><p><b> 電動(dòng)機(jī)所需功率 </b></p><p> 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào):電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y90L-6</p><p> 其相關(guān)參數(shù)如下:額定功率P=1.1kw</p><p> 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nm=910r/min</p><p>
83、; 電動(dòng)機(jī)伸出直徑 D=24mm</p><p> 2.2.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算</p><p> 2.2.4.1 傳動(dòng)比及其相關(guān)計(jì)算</p><p><b> 總傳動(dòng)比:</b></p><p><b> 式(2.3)</b></p><p> ——
84、為鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比</p><p> —— 為一對(duì)圓柱斜齒輪的傳動(dòng)比</p><p> 考慮帶皮帶傳輸速度為0.375m/s,很小,所以取icd=10,</p><p><b> 則</b></p><p><b> 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算:</b></p><p><b&g
85、t; 各軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算:</b></p><p> 各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率列表如表2-1</p><p> 表2-1各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率列表</p><p> 2.2.5 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p> 2.2.5.1 齒輪材料選擇</p><p> 輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火
86、鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強(qiáng)度比鍛鋼稍低,常用于尺寸較大的齒輪;灰鑄鐵的機(jī)械性能較差,可用于輕載的開式齒輪傳動(dòng)中;球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪 ;塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方,與其配對(duì)的齒輪一般用導(dǎo)熱性好的鋼齒輪。未來(lái)齒輪正向重載、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展,并力求尺寸小、重量輕、壽命長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)可靠。</p><p> 齒輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進(jìn)一步研究輪齒損傷的機(jī)理,這是建立可靠的強(qiáng)度計(jì)算方法的依據(jù),
87、是提高齒輪承載能力,延長(zhǎng)齒輪壽命的理論基礎(chǔ);發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形;研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝; 研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場(chǎng)的分布,進(jìn)行輪齒修形,以改善齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性,并在滿載時(shí)增大輪齒的接觸面積,從而提高齒輪的承載能力。摩擦、潤(rùn)滑理論和潤(rùn)滑技術(shù)是 齒輪研究中的基礎(chǔ)性工作,研究彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論,推廣采用合成潤(rùn)滑油和在油中適當(dāng)?shù)丶尤霕O壓添加劑,不僅可提高齒面的承載能力,而且也能提高傳動(dòng)效率。<
88、/p><p> 綜合各方面的知識(shí)及實(shí)際生產(chǎn)狀況,該設(shè)計(jì)中減速器中所選齒輪的材料及熱處理方法如下:</p><p> 大齒輪:材料為45#鋼,熱處理方式為調(diào)質(zhì)處理,;</p><p> 小齒輪:材料為45#鋼,熱處理方法為正火,。</p><p> 2.2.5.2 初步計(jì)算</p><p> 齒寬系數(shù)
89、 取</p><p> 接觸疲勞極限: </p><p> 初步計(jì)算許用接觸應(yīng)力:</p><p> 取值 取 估計(jì)</p><p><b> 初步計(jì)算小輪直徑</b></p><p> 初步估計(jì)齒寬 </p><
90、;p> 2.2.5.3 校核計(jì)算</p><p> 圓周速度V </p><p> 齒數(shù)Z Z1取21, 則</p><p> 模數(shù)m </p><p><b> 由表12.3取</b></p><p><b>
91、; 與取值接近</b></p><p> 使用系數(shù)KA 得</p><p> 動(dòng)載系數(shù) 得</p><p><b> 齒間載荷分配系數(shù)</b></p><p><b> 式(2.4)</b></p><p><b> 由此
92、得</b></p><p><b> 齒向載荷分配系數(shù)</b></p><p><b> 式(2.5)</b></p><p><b> 載荷系數(shù)K</b></p><p><b> 式(2.6)</b></p><
93、p> 彈性系數(shù)ZE </p><p> 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH 取ZH=2.4 </p><p> 重合度系數(shù) 因,所以取</p><p><b> 式(2.7)</b></p><p><b> 螺旋角系數(shù)</b></
94、p><p> 接觸最小安全 </p><p> 系數(shù)SHlim 得SHlim=1.05</p><p> 總工作時(shí)間 </p><p> 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL </p><p> 接觸壽命系數(shù)ZN 得ZN1=1.1 ZN2=1.2</p>
95、<p><b> 許用接觸應(yīng)力</b></p><p> 驗(yàn)算接觸應(yīng)力 </p><p> 計(jì)算結(jié)果表明接觸疲勞強(qiáng)度較為合適,齒輪尺寸無(wú)需調(diào)整。</p><p> 確定傳動(dòng)主要尺寸 </p><p> 中心距 </p><p><b&g
96、t; 取a=121mm</b></p><p><b> 實(shí)際分度圓直徑 </b></p><p><b> 取</b></p><p> 齒寬 </p><p> 2.2.5.4 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p> 齒形系數(shù)
97、 </p><p><b> 應(yīng)力修正系數(shù)</b></p><p><b> 式(2.8)</b></p><p><b> 重合度系數(shù) </b></p><p><b> 螺旋角系數(shù) </b></p><
98、p><b> (當(dāng)時(shí),按計(jì)算)</b></p><p><b> 齒間載荷分配系數(shù)</b></p><p><b> ?。ㄇ懊嬉亚蟪?,同)</b></p><p><b> 齒向載荷分配系數(shù)</b></p><p> 由圖12.14
99、 </p><p><b> 得</b></p><p> 載荷系數(shù)K </p><p> 彎曲疲勞極限 由圖12.23c知 </p><p> 最小安全系數(shù)SFlim SFlim =1.05</p><p> 彎曲壽命系數(shù)YN
100、 YN1=0.9 YN2=0.95</p><p> 尺寸系數(shù)YX YX =1.0</p><p><b> 許用彎曲應(yīng)力</b></p><p> 驗(yàn)算彎曲應(yīng)力 式(2.9)</p><p> 所以彎曲應(yīng)力符合要求。</p>&l
101、t;p> 2.2.6 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p><b> 選擇鏈輪輪齒數(shù):</b></p><p> 考慮到傳動(dòng)比i=10,且鏈速較慢,所以選取Z1=10,則Z2=100</p><p> 選取鏈節(jié)數(shù): </p><p> 初定中心距a0=40p</p><p>
102、; 確定鏈接數(shù) 式(2.10)</p><p><b> 取Lp=168節(jié)</b></p><p> 確定鏈型號(hào) 傳動(dòng)功率 取</p><p><b> 根據(jù) </b></p><p> 由圖14.17 選用0.8A滾子鏈 P=12.
103、7mm</p><p> 確定實(shí)際中心距 </p><p><b> 計(jì)算作用軸上的載荷</b></p><p> 鏈速 </p><p> 工作拉力 </p><p> 軸向載荷 </p><p>
104、 定潤(rùn)滑方式 選用人工定期潤(rùn)滑[6]</p><p> 2.2.7 軸的設(shè)計(jì)</p><p> 軸是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件,但也有少部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀,各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。據(jù)軸線形狀的不同,軸可以分為曲軸和直軸兩類。</p&
105、gt;<p> 根據(jù)軸的承載情況,又可分為:</p><p> 1、轉(zhuǎn)軸,工作時(shí)既承受彎矩又承受扭矩,是機(jī)械中最常見(jiàn)的軸,如各種減速器中的軸等。</p><p> 2、心軸,用來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件只承受彎矩而不傳遞扭矩,有些心軸轉(zhuǎn)動(dòng),如鐵路車輛的軸等,有些心軸則不轉(zhuǎn)動(dòng),如支承滑輪的軸等。</p><p> 3、傳動(dòng)軸,主要用來(lái)傳遞扭矩而不承受彎矩,如
106、起重機(jī)移動(dòng)機(jī)構(gòu)中的長(zhǎng)光軸、汽車的驅(qū)動(dòng)軸等。</p><p> 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸,為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式,載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況,軸承的類型與尺寸,軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運(yùn)輸,對(duì)軸的變形等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)者可根據(jù)軸的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì),必要時(shí)可做幾個(gè)方案進(jìn)行比較,以便選出最佳設(shè)計(jì)方案,以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則: </
107、p><p> 1、節(jié)約材料,減輕重量,盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀;</p><p> 2、易于軸上零件精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整;</p><p> 3、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施;</p><p> 4、便于加工制造和保證精度。</p><p> 軸的材料主要采用碳素鋼或
108、合金鋼,也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵等。軸的工作能力一般取決于強(qiáng)度和剛度,轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于振動(dòng)穩(wěn)定性??偤透鞣矫娴闹R(shí),該設(shè)計(jì)所選的軸材料及熱處理方法如下:</p><p> 軸的材料選用5#鋼 ,熱處理為調(diào)質(zhì)處理。</p><p> 按許用切應(yīng)力估的軸的直徑 式(2.11)</p><p><b>
109、 取C=112</b></p><p><b> 軸1 </b></p><p><b> 軸 2 </b></p><p> 2.2.8 聯(lián)軸器與軸承選擇</p><p> 聯(lián)軸器是用來(lái)聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸(主動(dòng)軸和從動(dòng)軸)使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高
110、速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中,有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成,分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接。</p><p> 設(shè)計(jì)人員在選擇聯(lián)軸器時(shí)首先應(yīng)在已經(jīng)制定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及獲國(guó)家專利的聯(lián)軸器中選擇,只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器和專利聯(lián)軸器不能滿足設(shè)計(jì)需要時(shí)才需自己設(shè)計(jì)聯(lián)軸器。選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的具體過(guò)程如下:</p><p>
111、 1、選擇品種、型式 了解聯(lián)軸器(尤其是撓性聯(lián)軸器)在傳動(dòng)系統(tǒng)中的綜合功能,從傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)考慮,選擇聯(lián)軸器品種、型式。根據(jù)原動(dòng)機(jī)類別和工作載荷類別、工作轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)精度、兩軸偏移狀況、溫度、濕度、工作環(huán)境等綜合因素選擇聯(lián)軸器的品種。根據(jù)配套主機(jī)的需要選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)型式,當(dāng)聯(lián)軸器與制動(dòng)器配套使用時(shí),宜選擇帶制動(dòng)輪或制動(dòng)盤型式的聯(lián)軸器;需要過(guò)載保護(hù)時(shí),宜選擇安全聯(lián)軸器;與法蘭聯(lián)接時(shí),宜選擇法蘭式;長(zhǎng)距離傳動(dòng),聯(lián)接的軸向尺寸較大時(shí),宜選
112、擇接中間軸型或接中間套型。</p><p> 2、轉(zhuǎn)矩計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)力機(jī)的功率應(yīng)大于工件機(jī)所需功率。根據(jù)動(dòng)力機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速可計(jì)算得到與動(dòng)力機(jī)相聯(lián)接的高速端的理論短矩T;根據(jù)工況系數(shù)K及其他有關(guān)系數(shù),可計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc,。聯(lián)軸器T與n成反比,因此低速端T大于高速端T。</p><p> 3、初選型號(hào) 根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc,從標(biāo)準(zhǔn)系列中可選定相近似的公稱轉(zhuǎn)矩Tn,選型時(shí)應(yīng)滿足T
113、n≥Tc。初步選定聯(lián)軸器型號(hào)(規(guī)格),從標(biāo)準(zhǔn)中可查得聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速[n]和最大徑向尺寸D、軸向尺寸L0,就滿足聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速n≤[n]。</p><p> 4、調(diào)整型號(hào) 初步選定的聯(lián)軸器聯(lián)接尺寸,即軸孔直徑d和軸孔長(zhǎng)度L,應(yīng)符合主、從動(dòng)端軸徑的要求,否則還要根據(jù)軸徑d調(diào)整聯(lián)軸器的規(guī)格。主、從動(dòng)端軸徑不相同是普通現(xiàn)象,當(dāng)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速相同,主、從動(dòng)端軸徑不相同時(shí),應(yīng)按大軸徑選擇聯(lián)軸器型號(hào)。新設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)中,應(yīng)選擇符
114、合GB/T3852中規(guī)定的七種軸孔型式,推薦采用J1型軸孔型式,以提高通用性和互換性,軸孔長(zhǎng)度按聯(lián)軸器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。</p><p> 5、選擇聯(lián)接型式 聯(lián)軸器聯(lián)接型式的選擇取決于主、從動(dòng)端于軸的聯(lián)接型式,一般采用鍵聯(lián)接,為統(tǒng)一鍵聯(lián)接型式及代號(hào),在GB/T3852中規(guī)定了七種鍵槽型式,四種無(wú)鍵聯(lián)接,用得較多的是A型鍵。</p><p> 6、選定品種、式、規(guī)格(型號(hào)) 根據(jù)動(dòng)力機(jī)
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