自保溫復(fù)合砌塊移動(dòng)式自動(dòng)裝卸裝置畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄 </b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)背景1</p><p>　　

2、1.2 設(shè)計(jì)目的及意義2</p><p>　　第2章 總體方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 任務(wù)分析3</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)方案3</p><p>　　2.3 方案比較確定4</p><p>　　第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)6<

3、/p><p>　　3.1.1電動(dòng)機(jī)的選型要素6</p><p>　　3.1.2 減速機(jī)的選擇7</p><p>　　3.1.3傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1.4傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)8 </p><p>　　3.1.5軸的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1.6附件設(shè)計(jì)11</p

4、><p>　　3.2 往返系統(tǒng)設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.2.1 減速機(jī)的選擇12</p><p>　　3.2.2 傳動(dòng)鏈與軸的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.2.3 行走軌道設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.3 抓取與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.3.1 減速機(jī)的選擇

5、14</p><p>　　3.3.2 軸的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.3.3 其他附件設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.4 其他設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.4.1 其他部件的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.4.2 運(yùn)行時(shí)間19</p><p>　　第4章 軸的校核20

6、</p><p>　　第5章 結(jié)束語(yǔ)22</p><p><b>　　致謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定的發(fā)展，建筑及住宅行業(yè)

7、也駛?cè)肓孙w速發(fā)展的快車(chē)道，為了我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針的實(shí)施，墻體材料的革新已經(jīng)成為建筑及住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的突破口。新型墻體材料是近年來(lái)重點(diǎn)研發(fā)的墻體材料，他具有輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱、造價(jià)低等優(yōu)良性能，具有良好的市場(chǎng)前景。</p><p>　　新型復(fù)合砌塊自動(dòng)化生產(chǎn)線是專(zhuān)門(mén)為生產(chǎn)新型墻體設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線，兼具高效、高質(zhì)量、低成本及大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。本次設(shè)計(jì)的部分是自保溫復(fù)合砌塊移動(dòng)式自動(dòng)裝卸裝置，是為了實(shí)現(xiàn)砌塊模具的升降，

8、移動(dòng)與翻轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，通過(guò)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模具的自動(dòng)裝卸。本次設(shè)計(jì)包括升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)，往返系統(tǒng)設(shè)計(jì)，翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，升降系統(tǒng)由電機(jī)，鏈傳動(dòng)，行走架組成，往返系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)由電機(jī)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。本文包括機(jī)架設(shè)計(jì)，軌道設(shè)計(jì)，電機(jī)與減速機(jī)選型，鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)等。本裝置通過(guò)PLC控制實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：自保溫復(fù)合砌塊；升降系統(tǒng)；往返系統(tǒng)；翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)；鏈傳動(dòng)</p><p

9、><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the rapid and stable development of China's national economy,construction and housing industry rolled into the rapid development of the fast lane.In order

10、to the sustainable development of China Strategic Approach,wall materials innovation has become a breakthrough in the construction and modernization of housing industry.The new wall materials is the most important resear

11、ch in recent years,it has a lightweight, high strength, thermal insulation, low cost and with good market prospects.</p><p>　　The automated production line for new composite block is designed for new wall,bo

12、th efficient, high-quality, low-cost and large-scale production advantages.The design part is from thermal insulation composite block mobile automatic loading and unloading device to block mold lift, move and flip the sy

13、stem, through the system to achieve the automatic loading and unloading of the mold.The design includes lift system design, and from the system design, the flip system design, lifting system consists</p><p>

14、　　Keywords: self-insulation composite block; lifting system; from the system; flip system; chain drive</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)背景</b></p><p>

15、;　　隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量的提高，能源消耗越來(lái)越高，世界正處于能源的危機(jī)，為了我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針的實(shí)施，建設(shè)部已經(jīng)將墻體材料革新作為建筑及住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的突破口，建筑及住宅產(chǎn)業(yè)的革新、節(jié)能建筑的全面實(shí)施為我國(guó)新型墻體材料的發(fā)展提供了千載難逢的良機(jī)。</p><p>　　砌塊具有節(jié)地、節(jié)能、利廢、原材料豐富，可充分利用地方資源，資源消耗少、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，且符合傳統(tǒng)砌筑習(xí)慣等優(yōu)點(diǎn)，成為最具有發(fā)展前途的新型

16、墻體材料之一。隨著節(jié)能減排和建筑節(jié)能及墻改工作的推進(jìn)，各地對(duì)國(guó)家淘汰實(shí)心黏土磚強(qiáng)制性政策貫徹力度的加強(qiáng)，砌塊在建筑中推廣應(yīng)用的比重會(huì)不斷增加，產(chǎn)品應(yīng)用范圍、普及率會(huì)大幅增加，砌塊將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。</p><p>　　YDF輕質(zhì)復(fù)合自保溫砌塊是以水泥﹑粉煤灰、河沙為主要材料，摻入一定比例的植物纖維等多種外加劑，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笈涑傻母男曰炷翞槊鎸?，并以泡沫混凝土作為芯層，?jīng)強(qiáng)壓、強(qiáng)震，現(xiàn)澆夾心復(fù)合而成的一種輕

17、質(zhì)復(fù)合砌塊，其三層結(jié)構(gòu)，二種材質(zhì)，經(jīng)蒸汽養(yǎng)護(hù)后一次成型。</p><p>　　YDF適用于框架結(jié)構(gòu)填充墻和工業(yè)與民用建筑中的非承重內(nèi)、外墻。本產(chǎn)品的創(chuàng)新點(diǎn)在于其墻體砌筑、保溫“二合一” ，無(wú)需再做外墻內(nèi)、外保溫。其較為突出的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)為：</p><p>　?、?、墻體砌筑、保溫“二合一”。產(chǎn)品砌筑好后，可同時(shí)滿(mǎn)足非承重墻體砌筑要求與國(guó)家對(duì)建筑外墻保溫要求，無(wú)需再做外墻內(nèi)、外保溫。</

18、p><p>　?、凇⒈馗魺嵝阅芎?。產(chǎn)品蕊層由12～19cm泡沫混凝土構(gòu)成，導(dǎo)熱系數(shù)為0.0622w/(m.k)，蓄熱系數(shù)為4.32 w/(m2.k)。由于產(chǎn)品優(yōu)異的導(dǎo)熱系數(shù)指標(biāo)，可提高建筑物整體節(jié)能效果。</p><p>　?、?、吸音，隔音性較強(qiáng)。產(chǎn)品面層強(qiáng)度高，具有良好的隔音效果。中間蕊層中蜂窩狀結(jié)構(gòu)具有良好的吸音效果，整體隔聲性能可達(dá)到46.1分貝。</p><p&g

19、t;　?、堋⒎浪?、抗?jié)B性較好。由于產(chǎn)品面層改性纖維混凝土中加入了防水材料，砌塊防水抗?jié)B性能優(yōu)異。</p><p>　?、?、復(fù)合砌塊面層改性纖維混凝土強(qiáng)度高，可在戶(hù)外墻上貼瓷磚。</p><p>　?、?、墻體內(nèi)墻面可打膨脹螺絲，對(duì)房屋裝修、使用提供了便利。</p><p>　?、?、預(yù)埋管線方便。用切割機(jī)依據(jù)需要切割，預(yù)埋好后用水泥砂漿填實(shí)即可。</p>

20、<p>　?、?、縮短工程工期、節(jié)約設(shè)備租賃費(fèi)用及管理成本。由于可省去建筑物外墻做內(nèi)、外保溫工序，可節(jié)約施工周期約1～2個(gè)月。</p><p>　?、帷a(chǎn)品施工方法與其它砌塊施工方法一致。如控制灰縫在3～5mm，則外墻內(nèi)側(cè)只需勾縫，無(wú)需再做粉灰，還可減少墻體熱橋。</p><p>　　同時(shí)YDF輕質(zhì)復(fù)合自保溫小型砌塊的生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，產(chǎn)品用全自動(dòng)化生產(chǎn)線配合鋼模進(jìn)行制作，由蒸氣養(yǎng)

21、護(hù)，產(chǎn)品規(guī)范，質(zhì)量穩(wěn)定，具有大面積推廣的潛力。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)目的及意義</p><p>　　新型復(fù)合砌塊由于具備諸多的優(yōu)點(diǎn)，所以受到眾多公司的青睞，對(duì)新型復(fù)合砌塊生產(chǎn)設(shè)備的研究也應(yīng)運(yùn)而生。目前國(guó)內(nèi)的新型復(fù)合砌塊的自動(dòng)化生產(chǎn)線還不夠成熟，本次設(shè)計(jì)的目的，就是設(shè)計(jì)一條有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)化砌塊生產(chǎn)線，使這種新型的復(fù)合砌塊能夠在更大的范圍內(nèi)得到推廣。</p>

22、<p>　　本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)化生產(chǎn)線的工藝流程如下</p><p>　　圖2.1 自保溫復(fù)合砌塊生產(chǎn)流程</p><p>　　整個(gè)生產(chǎn)線由PLC控制，生長(zhǎng)線呈U字型排布，減少了空間占用和模具的搬運(yùn)過(guò)程，節(jié)省資源和空間。</p><p>　　我們可以看到，這個(gè)生產(chǎn)線包括攪拌系統(tǒng)，切割系統(tǒng)，下料，成型，以及養(yǎng)護(hù)脫模幾個(gè)部分，生產(chǎn)線的前幾個(gè)部分都是由其他專(zhuān)業(yè)人員

23、設(shè)計(jì)，我這次設(shè)計(jì)的主要目的是實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)后的脫模過(guò)程。模具到達(dá)指定位置以后，傳感器將信號(hào)傳給動(dòng)力小車(chē)系統(tǒng)，升降架抓起模具，翻轉(zhuǎn)模具，然后將其送到第二條生產(chǎn)線的預(yù)定位置同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫模，最后返回。重復(fù)這一系列動(dòng)作，將后一次模具疊加在前一次上，直到三層模具之后將其運(yùn)至下一生產(chǎn)線，工件則運(yùn)走到倉(cāng)庫(kù)保存。</p><p>　　通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)，可以減輕工人的工作量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的全自動(dòng)化，提高生產(chǎn)率，適用于大批量的生產(chǎn)，所以本文的設(shè)計(jì)

24、內(nèi)容具有一定的實(shí)際意義。</p><p>　　第2章 總體方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 任務(wù)分析</b></p><p>　　本次任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)自保溫復(fù)合砌塊移動(dòng)式自動(dòng)裝卸裝置，模具的大小為1200X900X140組合式復(fù)合砌塊， 每次裝卸模具一付，裝卸頻率1min/每模，復(fù)合砌塊密度 712 Kg/m3，整個(gè)模具的重量為175

25、Kg-200Kg。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)模具的升降運(yùn)動(dòng)，往返運(yùn)動(dòng)以及翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中翻轉(zhuǎn)時(shí)要保證沒(méi)有劇烈的振動(dòng)，往返運(yùn)動(dòng)與升降運(yùn)動(dòng)要保證運(yùn)動(dòng)的精度以及運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)完成三個(gè)動(dòng)作，模具的升降運(yùn)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，往返運(yùn)動(dòng)，其中運(yùn)動(dòng)時(shí)要保證平穩(wěn)，翻轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速較小以

26、保證模具能平穩(wěn)的翻轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)的初期對(duì)整個(gè)方案進(jìn)行了很多的設(shè)想，最終選擇三種可行的方案進(jìn)行比較。</p><p>　　方案一是采用圓盤(pán)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)模具的翻轉(zhuǎn)，通過(guò)帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)模具的運(yùn)輸，采用電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置。設(shè)計(jì)時(shí)模具從生產(chǎn)線運(yùn)輸過(guò)來(lái)，進(jìn)入裝卸裝置，然后通過(guò)傳送帶向前運(yùn)送，傳送帶將模具運(yùn)送至翻轉(zhuǎn)圓盤(pán)時(shí)即時(shí)停止，通過(guò)隨行的氣缸將模具推至翻轉(zhuǎn)盤(pán)上。翻轉(zhuǎn)圓盤(pán)豎直放置，在圓盤(pán)上設(shè)置四個(gè)工作臺(tái)，每個(gè)工作臺(tái)上均設(shè)置有夾持機(jī)

27、構(gòu)，模具被推上工作臺(tái)之后通過(guò)控制系統(tǒng)控制夾緊模具，然后啟動(dòng)翻轉(zhuǎn)盤(pán)的電機(jī)，讓翻轉(zhuǎn)圓盤(pán)實(shí)現(xiàn)180度的旋轉(zhuǎn)，此時(shí)模具隨著圓盤(pán)也實(shí)現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)到預(yù)定位置之后電機(jī)停止，控制夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)，然后通過(guò)氣缸將模具推至另一端的傳送帶上，運(yùn)至下一工位。到達(dá)位置以后，將模具上面的插銷(xiāo)打開(kāi)，此時(shí)再用一個(gè)機(jī)械手將模具與工件取走，就完成了整個(gè)裝卸過(guò)程。</p><p>　　方案二將裝卸過(guò)程分為升降運(yùn)動(dòng)、往返運(yùn)動(dòng)與翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)方式選用鏈傳動(dòng)

28、，以電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置，采用PLC控制整個(gè)動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)。模具經(jīng)過(guò)生產(chǎn)線運(yùn)輸至工作位置后，首先用轉(zhuǎn)架與轉(zhuǎn)架梁通過(guò)銷(xiāo)聯(lián)接的方式固定模具，然后電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)鏈傳動(dòng)與升降架實(shí)現(xiàn)模具的升降，往返運(yùn)動(dòng)則由動(dòng)力小車(chē)實(shí)現(xiàn)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)在軌道上運(yùn)動(dòng)，往返軌道、動(dòng)力小車(chē)均由立梁支撐，升降驅(qū)動(dòng)裝置由立柱支撐。在提升模具之后下一步就是完成模具的翻轉(zhuǎn)，模具的翻轉(zhuǎn)裝置固定在轉(zhuǎn)架上，通過(guò)轉(zhuǎn)架軸聯(lián)接，由輕質(zhì)的減速機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)架軸旋轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)模具的翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)完成之后只需

29、取下模具上的插銷(xiāo)就可以卸下工件，實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　方案三的升降與往返設(shè)計(jì)與方案二一致，只是翻轉(zhuǎn)部分采用在工位上運(yùn)用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，多出一個(gè)工位，使用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的機(jī)械手實(shí)現(xiàn)模具的翻轉(zhuǎn)，步驟較為復(fù)雜。</p><p>　　2.3 方案比較確定</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要部分是為了實(shí)現(xiàn)模具的翻轉(zhuǎn)，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)是對(duì)已經(jīng)存在的生產(chǎn)線進(jìn)行改進(jìn)，改變脫

30、模的人工操作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程的自動(dòng)化，所以在方案比較的時(shí)候要重點(diǎn)考慮翻轉(zhuǎn)部分的合理性。</p><p>　　我們可以分析得到方案一的設(shè)計(jì)尺寸很大，占用空間較大，同時(shí)在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中不能保證模具的固定，翻轉(zhuǎn)之后也不能直接卸下模具，雖然這個(gè)方案能夠?qū)崿F(xiàn)整套動(dòng)作，但是不論是從空間占用還是簡(jiǎn)潔性上都不是第一選擇；方案二雖然小車(chē)的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，同時(shí)縱向尺寸可能比較大，但是整個(gè)動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)，模具的翻轉(zhuǎn)通過(guò)減速機(jī)實(shí)現(xiàn)也更為簡(jiǎn)潔

31、合理；方案三的翻轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)更為嚴(yán)謹(jǐn)，能夠精確的實(shí)現(xiàn)動(dòng)作并且避免振動(dòng)等外界因素，但是考慮到經(jīng)濟(jì)性舍棄這個(gè)方案。最終，在考慮經(jīng)濟(jì)性，可行性，空間占用的前提下確定最終方案為方案二。</p><p>　　方案確定后選定動(dòng)力源及傳動(dòng)方式，本次設(shè)計(jì)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)電機(jī)與工作件所需的轉(zhuǎn)速選擇減速機(jī)，共使用三種減速機(jī)，wc渦輪減速機(jī)，無(wú)級(jí)調(diào)速減速機(jī)，帶調(diào)速器渦輪減速機(jī)。本次設(shè)計(jì)采用短節(jié)距精密滾子鏈傳動(dòng)，采用滾子鏈可以減少?lài)Ш蠒r(shí)的摩

32、擦和磨損，并可以緩和沖擊。與摩擦型帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，有利于準(zhǔn)確的將模具疊放在一起；傳動(dòng)效率較高；同樣使用情況下，結(jié)構(gòu)尺寸更為緊湊；鏈條對(duì)軸的拉力小，并且能在惡劣環(huán)境條件下工作。</p><p>　　要保證整個(gè)過(guò)程行程能定位準(zhǔn)確，需用光電傳感器進(jìn)行檢測(cè)模具的運(yùn)動(dòng)位置并把運(yùn)動(dòng)位置信息反饋給相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制器。上下升降驅(qū)動(dòng)裝置，翻轉(zhuǎn)裝置與往返行程裝置的起?？刹捎肞LC電氣控制。</p>&

33、lt;p>　　具體的裝置的外形圖2.2所示。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用活動(dòng)架的高度將整個(gè)裝置放在動(dòng)力小車(chē)之上，節(jié)省設(shè)備占用的空間。圖中升降部分由1、2、3、4、11完成，1為升降驅(qū)動(dòng)裝置，由WC渦輪減速機(jī)帶動(dòng)2鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪減速機(jī)具有減速比較大、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便的特點(diǎn)，而且其重量較輕，鏈輪傳動(dòng)平穩(wěn)而且比帶傳動(dòng)精確，所以使用鏈條帶動(dòng)活動(dòng)架升降。3、4、11是升降裝置的附件，分別為活動(dòng)架，導(dǎo)向裝置與立

34、柱，活動(dòng)架和導(dǎo)向裝置使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，其中導(dǎo)向裝置包括導(dǎo)軌與導(dǎo)向輪，立柱起支撐的作用，具體設(shè)計(jì)時(shí)立柱設(shè)計(jì)為中空的結(jié)構(gòu)，既可以提高其強(qiáng)度，也可以減輕重量。往返部分由5、11組成，往返驅(qū)動(dòng)裝置為無(wú)極調(diào)速減速機(jī)，選擇此類(lèi)減速機(jī)主要是考慮他可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速的功能，減速機(jī)輸出軸帶動(dòng)鏈輪與主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，使動(dòng)力小車(chē)在導(dǎo)軌上實(shí)現(xiàn)往返的運(yùn)動(dòng)。翻轉(zhuǎn)部分由7、8、9組成，其中7為轉(zhuǎn)架梁，轉(zhuǎn)架梁起支撐模具與翻轉(zhuǎn)部分的作用，8為轉(zhuǎn)架與轉(zhuǎn)架軸，轉(zhuǎn)架用于固定模具，具體設(shè)計(jì)時(shí)

35、可以設(shè)計(jì)插銷(xiāo)，通過(guò)插銷(xiāo)固定模具，轉(zhuǎn)架軸通過(guò)與減速機(jī)聯(lián)接，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)180度的運(yùn)動(dòng)，這里設(shè)計(jì)時(shí)由電機(jī)直接帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)主要是考慮到軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的打滑可防止電機(jī)燒壞，而且此處減速機(jī)9選擇的是帶調(diào)速器渦輪減速機(jī)，運(yùn)用到渦輪</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)為一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)，整個(gè)動(dòng)作的完成通過(guò)傳感器感應(yīng)，由PLC控制電機(jī)啟動(dòng)停止。具體的步驟為當(dāng)模具由生產(chǎn)線送入指定位置時(shí)，光電傳感器感應(yīng)到模具，傳感器將信號(hào)傳遞給PLC控

36、制系統(tǒng),PLC控制系統(tǒng)使電機(jī)10啟動(dòng)，小車(chē)根據(jù)設(shè)定好的程序向左移動(dòng)一定距離到輸送車(chē)上方，夾起模具；模具夾起之后電機(jī)10停止，PLC控制電機(jī)1啟動(dòng)，電機(jī)1帶動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)，由鏈條帶動(dòng)模具上升；模具上升至設(shè)定高度后傳感器感應(yīng)到位置，然后傳送信號(hào)給PLC，電機(jī)1停止，同時(shí)控制電機(jī)9啟動(dòng)，電機(jī)9帶動(dòng)轉(zhuǎn)架軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)模具的翻轉(zhuǎn)；翻轉(zhuǎn)完成之后控制電機(jī)9停止，然后啟動(dòng)電機(jī)10將模具運(yùn)至指定位置；到達(dá)位置之后電機(jī)10停止，啟動(dòng)電機(jī)1，放下模具，打開(kāi)插銷(xiāo)然后

37、取走模具；完成上訴步驟之后啟動(dòng)電機(jī)10，將小車(chē)退回原位。當(dāng)收到模具到的信號(hào)之后，整個(gè)系統(tǒng)重復(fù)之前的過(guò)程；整個(gè)運(yùn)動(dòng)是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，同時(shí)將下一個(gè)模具放在前一個(gè)模具之上，直到堆至三層后運(yùn)出，如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)即能實(shí)現(xiàn)模具的自動(dòng)裝卸。在打開(kāi)插銷(xiāo)后，工件會(huì)自動(dòng)掉下來(lái)，這時(shí)候可以將模具堆到指定的位置，同時(shí)將工件取走，也可以通過(guò)傳輸線的方式完成這步動(dòng)作。</p><p>　　圖 2.2 自保溫復(fù)合砌塊裝卸裝置示意圖</p&g

38、t;<p><b>　　第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1.1電動(dòng)機(jī)的選型要素</p><p>　　電動(dòng)機(jī)選擇的一般步驟：</p><p>　　1.根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的性能要求，選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型；</p>

39、<p>　　2.根據(jù)電動(dòng)機(jī)以及機(jī)器安裝位置和場(chǎng)所環(huán)境，選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和防護(hù)型式；</p><p>　　3.根據(jù)電源的情況選擇電動(dòng)機(jī)的額定電壓；</p><p>　　4.根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所要求的轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)設(shè)備的情況，選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速；</p><p>　　5.根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，速度變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制，過(guò)載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)

40、的功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。所選電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)保留有余量，負(fù)荷率一般取0.8～0.9；</p><p>　　6.綜合以上的各個(gè)因素，根據(jù)制造廠家的產(chǎn)品目錄，選擇合適的電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　除此之外，選擇電動(dòng)機(jī)還需要符合節(jié)能要求，考慮到運(yùn)行的可靠性，設(shè)備供貨情況，通用性，安裝檢修的難易度，生產(chǎn)過(guò)程中電動(dòng)機(jī)功率變化情況等各項(xiàng)因素。</p><p>　　3.1.2

41、減速機(jī)的選擇</p><p>　　本次設(shè)計(jì)要求升降過(guò)程速度慢，平穩(wěn)，能承受載荷，頻繁啟動(dòng)換向，同時(shí)要間斷操作。根據(jù)要求，動(dòng)力部分使用渦輪減速機(jī)，渦輪減速機(jī)具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1.機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊、體積外形輕巧、小型高效；</p><p>　　2.熱交換性能好、散熱快；</p><p>　　3.安裝簡(jiǎn)易、靈活輕捷、性能優(yōu)越、易于維護(hù)

42、檢修；</p><p>　　4.減速比較大，輸入與輸出不在同一水平面內(nèi)，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)、軸承及配件配套使用時(shí)，可保證正反轉(zhuǎn)輸出扭矩大小相同，無(wú)正反轉(zhuǎn)限制；</p><p>　　5.運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小、經(jīng)久耐用,使用性強(qiáng)、安全可靠性大；</p><p>　　本次設(shè)計(jì)電機(jī)所需的功率可按下式計(jì)算：</p><p>　　Pd=Pw / η

43、 （3.1）</p><p>　　式中：Pw-----------------工作所需功率；</p><p>　　η------------傳動(dòng)裝置效率，本次設(shè)計(jì)考慮蝸桿傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)以及軸承的傳動(dòng)效率，取η=0.5。</p><p><b>　　工作時(shí)需要的有效</b></p><p>

44、;　　Pw=FV/1000 (3.2)</p><p>　　式中：F------------工作時(shí)的阻力；</p><p>　　V------------模具上升的速度。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)模具與砌塊的重量為200-300Kg，抓取機(jī)構(gòu)和機(jī)架多采用中空設(shè)計(jì)或者是輕質(zhì)鋼架，其重量可忽略。模具的運(yùn)動(dòng)為豎

45、直方向運(yùn)動(dòng)，綜合以上重量因素，可去F=3000N，上升速度取每分鐘上升4m，V=0.066m/s。</p><p>　　得Pd=2x3000x0.066=0.396Kw</p><p>　　根據(jù)功率查表選用蝸輪減速機(jī)，型號(hào)為NRV110—80—Y1.5可滿(mǎn)足要求，他的電機(jī)額定功率為1.5Kw，輸出轉(zhuǎn)速為17.5m/min,輸出扭矩為548N.m,傳動(dòng)比為80。</p><

46、;p>　　3.1.3傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)</p><p>　　傳動(dòng)部分由滾子鏈和軸組成，電機(jī)輸出軸后第一級(jí)為單排滾子鏈傳動(dòng)，第二級(jí)為雙排滾子鏈傳動(dòng)。分配第一級(jí)的傳動(dòng)比為i1=2,第二級(jí)i2=1。電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速n=17.5m/min,則傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速</p><p>　　V=n/2=8.75m/min ；&

47、lt;/p><p>　　電機(jī)輸出軸為軸一，傳動(dòng)軸為軸二，兩個(gè)軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩如下：</p><p>　　V1=17.5m/min ； V2=8.75m/min；</p><p>　　P1=Pdη1η2η4=0.396x0.99x0.70x0.98=0.3Kw；</p><p>　　P2=P1η3η4=0.3x0.92x0.98=0.27Kw

48、；</p><p>　　T1=9550P1/n1=9550x0.3/17.5=162.8N.m；</p><p>　　T2=9550P2/n2=9550x0.27/8.75=294.6N.m.</p><p>　　初算軸的直徑，=30.08mm；</p><p><b>　　=36.35mm</b></p>

49、<p>　　修正后的軸徑d1=d2=38mm；</p><p>　　軸一與軸二均采用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，軸上均開(kāi)有鍵槽能夠連接鏈輪。</p><p>　　3.1.4 傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)</p><p>　　鏈傳動(dòng)是以鏈條為中間撓性件的嚙合傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)兼有齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的特點(diǎn)，傳動(dòng)鏈的鏈節(jié)距小，不需要導(dǎo)軌支撐即可完成傳動(dòng)。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)較易安裝，遠(yuǎn)距離傳動(dòng)

50、時(shí)比齒輪傳動(dòng)輕便的多，而且鏈傳動(dòng)平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率高，需要的張緊力小，壓軸力也小，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，能在低速重載下較好的工作，同時(shí)適合惡劣的環(huán)境。綜合鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)部分均采用鏈傳動(dòng)，功率小時(shí)使用單排滾子鏈即可完成傳動(dòng)，功率大時(shí)可采用雙排滾子鏈。</p><p><b>　　確定鏈輪齒數(shù)</b></p><p>　　鏈輪齒數(shù)的多少對(duì)傳動(dòng)平穩(wěn)性和使用壽命有

51、很大影響，小鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)多或過(guò)少，當(dāng)小鏈輪齒數(shù)太少時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度的不均勻性和動(dòng)載荷會(huì)很大；鏈節(jié)在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，相對(duì)轉(zhuǎn)角增大，銷(xiāo)軸和套筒的磨損增加，鏈和鏈輪的沖擊能量，鏈的拉力都相應(yīng)地提高，因而傳動(dòng)的功率損耗也會(huì)增加，因而一般選擇小鏈輪的最小齒數(shù)Zmin≥9.</p><p>　　但是鏈輪齒數(shù)也不能太多，太多的情況下傳動(dòng)的尺寸和重量也隨之增大，同時(shí)可能產(chǎn)生跳齒和脫鏈，因此控制Zmax≤120.</p>

52、;<p>　　滾子鏈傳動(dòng)小鏈輪齒數(shù)Z1可根據(jù)鏈速按下表選取</p><p>　　表3.1 小鏈輪齒數(shù)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)選擇Z1=17，Z2=i2xZ1=34，鏈輪齒數(shù)通常取奇數(shù)以使磨損均勻，故Z2=31.</p><p>　　選擇型號(hào)，確定鏈節(jié)距和排數(shù)</p><p>　　鏈節(jié)距的大小直接決定了鏈的尺寸，重量和承載能

53、力，而且也影響鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性。由式</p><p>　　P0=PKzKA （3.3） </p><p>　　式中：P0----在特定條件下單排鏈的額定功率；</p><p>　　P-----鏈傳動(dòng)的輸入功率；</p><p&g

54、t;　　KA----工作情況系數(shù)；</p><p>　　Kz----主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)。</p><p>　　查表，取KA=1.1，Kz=1.3，P=0.3，得P0=0.4Kw，n=17.5r/min，根據(jù)P0和n查滾子鏈的額定功率曲線，得鏈的型號(hào)為單排10A，鏈節(jié)距為15.875。</p><p><b>　　確定中心距和鏈節(jié)數(shù)</b><

55、/p><p>　　中心距的大小對(duì)傳動(dòng)影響很大，中心距較小的時(shí)候，鏈節(jié)數(shù)較少，鏈的疲勞與磨損增加；中心距較大時(shí)，鏈節(jié)數(shù)增多，吸震能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，但容易發(fā)生鏈邊松的顫抖現(xiàn)象，平穩(wěn)性降低。</p><p>　　當(dāng)i≤3時(shí)， （3.4）</p><p>　　考慮到結(jié)構(gòu)緊湊性等因素，初取a=206mm。</p><p

56、>　　鏈節(jié)數(shù)Lp由下式計(jì)算</p><p><b>　　（3.5）</b></p><p>　　查表f1=7.320，同時(shí)鏈節(jié)數(shù)應(yīng)取整數(shù)，得Lp=50</p><p>　　主動(dòng)鏈輪1的尺寸最終確定如下</p><p>　　圖3.1主動(dòng)鏈輪1尺寸</p><p>　?。?）雙排滾子鏈的型號(hào)和尺

57、寸可按上述方法計(jì)算，P0=0.23Kw,n=8.75r/min,查得型號(hào)為雙排滾子鏈10A，鏈節(jié)距為15.875。雙排滾子鏈的參數(shù)尺寸如下所示：</p><p>　　圖3.2雙排滾子鏈尺寸</p><p>　?。?）鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑和張緊</p><p>　　良好的潤(rùn)滑有利于減少鉸鏈磨損，提高傳動(dòng)效率，緩和沖擊，延長(zhǎng)鏈條壽命。本次設(shè)計(jì)采用人工定期給油潤(rùn)滑，采用粘度較高的

58、潤(rùn)滑油。</p><p>　　鏈傳動(dòng)張緊的目的是為了避免鏈的垂度過(guò)大，嚙合時(shí)鏈條上下顫抖。本次設(shè)計(jì)使用附加張緊裝置的方式實(shí)現(xiàn)張緊，并有人定期調(diào)整中心距。</p><p><b>　　3.1.5軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　軸是機(jī)器中重要的支承零件，本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)軸是重要的傳力零件，只有通過(guò)軸才能傳遞運(yùn)動(dòng)和力。軸按軸線形狀分為直軸和曲軸，

59、按承載情況分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸，本次設(shè)計(jì)的是階梯直軸，也是傳動(dòng)軸。</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)采用按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑的方法，由扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件的軸徑估算式</p><p><b>　　（3.6）</b></p><p>　　式中P為軸所傳遞的功率，n為軸的轉(zhuǎn)速，C是由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。本次設(shè)計(jì)軸的材料使用45號(hào)鋼，同時(shí)彎矩相對(duì)轉(zhuǎn)矩較小

60、，所以經(jīng)查取C=106，軸傳遞的功率P=0.27Kw，軸的轉(zhuǎn)速取8.75r/min，計(jì)算得d≥31.8mm。</p><p>　　由于軸上開(kāi)有鍵槽，鍵槽會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，所以d值應(yīng)該至少增加10%，最后將軸徑修正為標(biāo)準(zhǔn)值，取軸外伸端最小直徑為38mm。</p><p>　　傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)圖如3.3所示</p><p>　　圖3.3 軸的結(jié)構(gòu)示意圖</p>

61、<p><b>　　3.1.6附件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　軸承是支承軸的部件，軸承可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類(lèi)，滾動(dòng)軸承已標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)一般選用滾動(dòng)軸承作為支承件。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有下列有點(diǎn)：1）摩擦系數(shù)小，起動(dòng)力矩小，效率高；2）軸向尺寸較??；3）某些滾動(dòng)軸承能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，因而可使機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，緊湊；4）徑向間隙小，還可以用預(yù)緊方法消除間隙，

62、因此運(yùn)轉(zhuǎn)精度高；5）潤(rùn)滑簡(jiǎn)單，耗油量少，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便；6）他是標(biāo)準(zhǔn)件，易于互換。他的缺點(diǎn)是抗沖擊能力較差，壽命不及滑動(dòng)軸承長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)綜合比較，本次設(shè)計(jì)采用滾動(dòng)軸承。</p><p>　　選擇軸承類(lèi)別時(shí)，必須先了解軸承所受工作載荷的大小，方向和性質(zhì)，轉(zhuǎn)速的高低，調(diào)心性能的要求，裝拆方便及經(jīng)濟(jì)性等要求，具體選擇時(shí)有以下原則：</p><p>　　轉(zhuǎn)速較高、載荷較小或要求旋轉(zhuǎn)精度較高時(shí)，選用球軸承

63、；</p><p>　　轉(zhuǎn)速較低、載荷較大或有沖擊載荷時(shí)，選用滾子軸承；</p><p>　　純徑向載荷可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承及滾針軸承；</p><p>　　純軸向載荷可選用推力軸承；</p><p>　　徑向載荷和軸向載荷聯(lián)合作用時(shí)選用角接觸球軸承和圓錐滾子軸承；</p><p>　　徑向載荷很大而軸向載荷

64、較小時(shí)，可采用深溝球軸承；</p><p>　　軸向載荷很大，徑向載荷較小時(shí)，可用推力調(diào)心滾子軸承或深溝球軸承與推力軸承組合的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)考慮到轉(zhuǎn)速不高，旋轉(zhuǎn)精度要求較高，而且球軸承的價(jià)格較低廉，所以選用UCP208型帶座外球面球軸承，他具有可調(diào)心、密封、容易安裝和拆卸、互換性好的特點(diǎn) 。</p><p>　　3.2 往返系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p

65、><p>　　3.2.1 減速機(jī)的選擇</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，往返裝置的驅(qū)動(dòng)要實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速，能夠頻繁換向，而且減速機(jī)設(shè)計(jì)為底座連接的安裝方式。本次設(shè)計(jì)要求小車(chē)能夠穩(wěn)定的左右往返運(yùn)行，準(zhǔn)確的到達(dá)預(yù)定的位置，所以選擇恒功率特性的無(wú)極減速機(jī)，恒功率減速機(jī)的特點(diǎn)是傳動(dòng)的過(guò)程中輸出功率總是保持不變，輸出轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)雙曲線關(guān)系，載荷變化對(duì)轉(zhuǎn)速的影響較小，運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性好。</p&g

66、t;<p>　　經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)機(jī)械無(wú)極變速器生產(chǎn)廠家的資料，最終我選擇JWB-X-0.75-6.5D無(wú)極減速機(jī)，他的輸入功率為0.75Kw，輸出轉(zhuǎn)速為6.5-32.5r/min，經(jīng)過(guò)計(jì)算可知可以滿(mǎn)足小車(chē)的速度在0.2m/s，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的左右往返運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　我所選用的減速機(jī)的性能特點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，采用嚙合效率高的內(nèi)嚙合齒輪副的力分流結(jié)構(gòu)，通過(guò)高承載能力滾動(dòng)星輪連續(xù)純滾動(dòng)地傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，因

67、而具有效率高的特點(diǎn)，同時(shí)具有高強(qiáng)度，調(diào)速精度高且性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　3.2.2 傳動(dòng)鏈與軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　通過(guò)選取的減速機(jī)可知其輸出軸的轉(zhuǎn)速為6.5-32.5r/min，電機(jī)輸出軸通過(guò)主從動(dòng)鏈輪與主動(dòng)軸聯(lián)系，傳遞轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)車(chē)輪沿軌道運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)小車(chē)的往返驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比為i=1，小車(chē)初步設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速為

68、2m/s，可知電機(jī)的轉(zhuǎn)速約為30r/min，在減速機(jī)輸出軸的范圍之內(nèi)，所以可以滿(mǎn)足小車(chē)預(yù)定的往返速度。</p><p>　　根據(jù)升降系統(tǒng)的傳動(dòng)鏈輪的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)往返驅(qū)動(dòng)與升降系統(tǒng)具有相同的參數(shù)，可知往返傳動(dòng)鏈輪可取相同鏈輪，則往返系統(tǒng)傳動(dòng)鏈輪取單排滾子鏈10A，鏈節(jié)距為15.875。其具體參數(shù)如圖3.4。</p><p>　　圖3.4 主動(dòng)鏈輪2參數(shù)</p><p&g

69、t;　　從動(dòng)鏈輪2通過(guò)平鍵與主動(dòng)軸聯(lián)接，軸的兩端通過(guò)螺母與螺紋的配合固定車(chē)輪，階梯軸的軸末端采用鍵槽與車(chē)輪聯(lián)接，傳遞轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)車(chē)輪旋轉(zhuǎn)。從動(dòng)軸與主動(dòng)軸設(shè)計(jì)尺寸相同，但是沒(méi)有用于聯(lián)接鏈輪的鍵槽。具體參數(shù)見(jiàn)圖3.5.</p><p>　　圖3.5 主動(dòng)軸參數(shù)</p><p>　　往返系統(tǒng)的軸承與升降系統(tǒng)軸承選擇標(biāo)準(zhǔn)與使用要求相同，所以軸承仍選用UCP208型帶座外球面球軸承。</p>

70、;<p>　　3.2.3 行走軌道設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)小車(chē)在行走軌道上面運(yùn)動(dòng)，行走軌道分為重型鋼軌與輕型鋼軌，為了盡可能減少重量，本次設(shè)計(jì)采用輕軌，為了和車(chē)輪的尺寸相匹配，本次設(shè)計(jì)采用18Kg/m的輕軌，其材質(zhì)為Q235，輕軌的基本尺寸可查閱設(shè)計(jì)軟件的零件庫(kù)即可得到。輕軌焊接在鋼管之上，鋼管則通過(guò)螺栓與立梁聯(lián)接。</p><p>　　整個(gè)裝置在工作的過(guò)程中，車(chē)架

71、與模具的重量超過(guò)200kg，為了使軌道能夠承載足夠的力，同時(shí)又能保證運(yùn)行的平穩(wěn)性，所以設(shè)計(jì)時(shí)采用工字型鋼軌，其頂部和底部均由一定厚度，此類(lèi)鋼軌強(qiáng)度較高，能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　行走軌道的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3.6.</p><p>　　圖3.6 行走軌道示意圖</p><p>　　本次設(shè)計(jì)通過(guò)車(chē)輪在軌道上行走帶動(dòng)車(chē)架左右運(yùn)動(dòng)，車(chē)輪的主參數(shù)外徑D可通過(guò)軸的轉(zhuǎn)速

72、和小車(chē)的速度得出，此處選取D=120mm，車(chē)輪內(nèi)徑由軸徑選取d=35mm。同時(shí)，車(chē)輪上開(kāi)有鍵槽，通過(guò)平鍵與主動(dòng)軸聯(lián)接。</p><p>　　3.3 抓取與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 減速機(jī)的選擇</p><p>　　本次設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)需要用到減速機(jī)，設(shè)計(jì)時(shí)減速機(jī)通過(guò)法蘭固定在轉(zhuǎn)架梁上，當(dāng)模具被抓取并上升之后啟動(dòng)電機(jī)使轉(zhuǎn)架軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)模具的翻轉(zhuǎn)

73、。通過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)所需實(shí)現(xiàn)的功能以及工作的環(huán)境，我們可以知道，減速機(jī)要固定在轉(zhuǎn)架梁上并且不影響模具的上下運(yùn)動(dòng)，則減速機(jī)必須十分輕巧，同時(shí)能夠用法蘭安裝，根據(jù)減速機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速要較低，而且足夠平穩(wěn)，我優(yōu)先選擇渦輪減速機(jī)。</p><p>　　渦輪減速機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊，輕巧、小型而且高效，而且他的熱交換性能好，散熱較快，同時(shí)安裝簡(jiǎn)易，方便維護(hù)和檢修，最后他的減速比較大，也沒(méi)有正反轉(zhuǎn)的限制，經(jīng)久耐用,安全可靠性大。</

74、p><p>　　根據(jù)電機(jī)輸出軸所需的功率我最終選擇了帶調(diào)速器渦輪減速機(jī)，這類(lèi)減速機(jī)結(jié)構(gòu)十分輕巧，同時(shí)可以實(shí)用法蘭安裝，安裝緊湊，體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，是最合適翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的減速機(jī)，該減速機(jī)可輸出0.1-7.5Kw的功率，最終我選擇了型號(hào)為NMRV-90-100-Y-0.75的減速機(jī)，其輸出功率為0.75Kw。該減速機(jī)初始運(yùn)行400小時(shí)后應(yīng)更換潤(rùn)滑油，其后的換油周期為4000小時(shí)，箱體內(nèi)應(yīng)保持足夠的潤(rùn)滑油量，并定期檢查

75、。</p><p>　　3.3.2 軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　轉(zhuǎn)架軸2左端與減速器聯(lián)接，右端與轉(zhuǎn)架用螺栓聯(lián)接，軸主要承受轉(zhuǎn)矩，但同時(shí)也承受彎矩，同時(shí)為了便于零件的裝配，將軸設(shè)計(jì)為階梯軸。轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)由于不能精確計(jì)算確定軸的截面尺寸，所以只能按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或經(jīng)驗(yàn)公式估算軸的直徑，然后對(duì)軸進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)采用按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑的方法。</p><p>　　滿(mǎn)足扭

76、轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件的軸徑估算式為</p><p><b>　　（3.7）</b></p><p>　　式中，P為軸所傳遞的功率，此處即是減速機(jī)輸出的功率；n為軸的轉(zhuǎn)速，此處即是減速機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速；C為軸的材料和承載情況確定的常數(shù)，本次設(shè)計(jì)軸采用45號(hào)鋼，選擇C值為106.</p><p>　　減速機(jī)型號(hào)為NMRV型，其輸出功率為0.75Kw，輸出轉(zhuǎn)速為3

77、0r/min，經(jīng)計(jì)算dmin≥30.99mm，軸的左端要開(kāi)鍵槽，所以軸徑至少要增大5%，最終選取標(biāo)準(zhǔn)值取左端軸徑最小值為35mm。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)架軸通過(guò)帶方形座軸承支承，型號(hào)為UCFU212，所以設(shè)計(jì)階梯軸的第二部分用于軸承的軸向定位。軸的右端設(shè)計(jì)一個(gè)底座通過(guò)螺栓與轉(zhuǎn)架聯(lián)接，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)軸與模具的旋轉(zhuǎn)。軸的具體參數(shù)及結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.7。</p><p>　　轉(zhuǎn)架軸2的作用是

78、聯(lián)接轉(zhuǎn)架和轉(zhuǎn)架梁，設(shè)計(jì)時(shí)與軸1類(lèi)似，但是沒(méi)有左端聯(lián)接減速器的那段軸，其他部分基本相同。具體參數(shù)及結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.8。</p><p>　　圖3.7 轉(zhuǎn)架軸2的參數(shù)及結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖3.8 轉(zhuǎn)架軸1的參數(shù)及結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.3.3 其他附件設(shè)計(jì)</p><p>　　整個(gè)翻轉(zhuǎn)裝置通過(guò)轉(zhuǎn)架梁與機(jī)架和升降機(jī)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)架梁的作用就是

79、連接和支承的作用，其中，軸通過(guò)軸承與轉(zhuǎn)架梁連接，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)架梁的時(shí)候，要考慮轉(zhuǎn)架梁的結(jié)構(gòu)能夠適合整個(gè)裝置。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)考慮到模具重量為200Kg，整個(gè)裝置并不是特別重，所以使用單個(gè)的梁連接，即轉(zhuǎn)架梁1與2都是單根梁。梁的一端有安裝板，通過(guò)螺栓與升降機(jī)構(gòu)連接，梁的另一端也設(shè)計(jì)有安裝板，便于軸承的安裝，同時(shí)設(shè)計(jì)通孔結(jié)構(gòu)，用于聯(lián)接軸。轉(zhuǎn)架梁的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.9與3.10。</p>&l

80、t;p>　　圖3.9 轉(zhuǎn)架梁1結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖3.10 轉(zhuǎn)架梁2結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　翻轉(zhuǎn)時(shí)由轉(zhuǎn)架帶動(dòng)模具實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)架設(shè)計(jì)成方形，使用Q235鑄造而成，為了提高轉(zhuǎn)架的抗彎抗扭強(qiáng)度使用方管的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)架通過(guò)螺栓與轉(zhuǎn)架軸聯(lián)接，并個(gè)設(shè)置兩個(gè)通孔，用于使用插銷(xiāo)聯(lián)接模具與轉(zhuǎn)架。轉(zhuǎn)架結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.11。</p><p>　　圖3.11 轉(zhuǎn)架結(jié)構(gòu)圖<

81、/p><p>　　插銷(xiāo)的作用是為了聯(lián)接轉(zhuǎn)架與模具，模具上設(shè)計(jì)有插銷(xiāo)孔，工作時(shí)由人工將插銷(xiāo)插入轉(zhuǎn)架通孔，聯(lián)接轉(zhuǎn)架與模具。插銷(xiāo)材料為45號(hào)鋼，并采用調(diào)質(zhì)處理。插銷(xiāo)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.12。</p><p>　　圖3.12 插銷(xiāo)結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　3.4 其他設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.4.1 其他部件的設(shè)計(jì)&

82、lt;/p><p>　　機(jī)架用于整個(gè)自動(dòng)裝卸裝置的支承，設(shè)計(jì)機(jī)架時(shí)應(yīng)該保證機(jī)架有足夠的強(qiáng)度與剛度，固定合理，有些受力較大的局部部分要有足夠的強(qiáng)度，具體可采用加厚與設(shè)置加強(qiáng)筋的方法實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)時(shí)機(jī)架采用管狀材料，這樣既可以節(jié)省材料同時(shí)還可以提高機(jī)架的強(qiáng)度，機(jī)架采用Q235鑄造得到。機(jī)架整體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和機(jī)架零件圖見(jiàn)3.13與3.14。</p><p>

83、;　　圖3.13 機(jī)架整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　圖3.14 機(jī)架（立梁）結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　立柱是動(dòng)力小車(chē)升降裝置的支承部件，他固定在小車(chē)上，用于安裝升降裝置的導(dǎo)向部件，支承電機(jī)及升降裝置的驅(qū)動(dòng)部分。本次設(shè)計(jì)時(shí)立柱設(shè)計(jì)為中空方管結(jié)構(gòu)，這樣可以使立梁重量減輕，同時(shí)可以節(jié)省材料和提高強(qiáng)度。立柱的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.15。</p><p>　　圖3.15 立柱結(jié)構(gòu)

84、圖</p><p>　　3.4.2 運(yùn)行時(shí)間</p><p>　　整個(gè)裝置設(shè)計(jì)完成，下面我們計(jì)算完成一次裝卸所需的最少時(shí)間。工作時(shí)間分為翻轉(zhuǎn)所需時(shí)間t1，上升所需時(shí)間t2,往返所需時(shí)間t3，以及輔助時(shí)間t0。</p><p>　　根據(jù)前面的設(shè)計(jì)可知，模具上升的速度為0.066m/s，上升距離約為0.6m，所以模具上升用時(shí)為t1=9s；模具翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為30r/min，翻

85、轉(zhuǎn)180度所用時(shí)間為t2=2s；模具往返的速度為0.2m/s，往返行程為2m，所以往返時(shí)間t3=10s；輔助時(shí)間包括開(kāi)啟電機(jī)用時(shí)，工人操作時(shí)間，以及其他時(shí)間，設(shè)t0=10s。則運(yùn)行時(shí)間</p><p><b>　?。?.8） </b></p><p>　　經(jīng)計(jì)算可知t=50s,整個(gè)裝置完成一個(gè)完整的裝卸過(guò)程用時(shí)不超過(guò)1min，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。</p>

86、<p><b>　　第4章 軸的校核</b></p><p>　　此處我們校核往返裝置的從動(dòng)軸，其他軸的校核與之類(lèi)似。</p><p>　　經(jīng)過(guò)分析我們可以知道從動(dòng)軸兩端承受軸承的壓力，并且同時(shí)受軌道對(duì)軸的支撐力，軸承為帶座軸承。從動(dòng)軸的受力圖如4.1。</p><p>　　鏈輪作用在軸上的壓軸力為F，他的計(jì)算公式如下</p&

87、gt;<p>　　F=1.2F1 （4.1）</p><p>　　F1=1000P/v （4.2）</p><p>　　由無(wú)極減速機(jī)的輸出功率及軸的轉(zhuǎn)速可計(jì)算得F=3750N，F(xiàn)qx=1282.5N,Fqy=3523.8N。</p><

88、p>　　車(chē)輪對(duì)軸的支反力為F1=F2=2000N，軌道的動(dòng)摩擦因素約為0.08，所以軌道對(duì)軸的摩擦力f1=f2=160N。</p><p>　　下面計(jì)算C點(diǎn)的彎矩與轉(zhuǎn)矩，其他點(diǎn)的計(jì)算與C點(diǎn)類(lèi)似。</p><p>　　計(jì)算軸承的支反力 由∑MA x=0 與∑Fx=0，得FAx=1335.2N,FBX=267.3N;</p><p>　　由∑MA y=0 與∑F

89、y=0，得FAY=2295N,FBY=5228.8N。</p><p>　　水平面上的彎矩=-706.150Nm;</p><p>　　豎直面上的彎矩=0.093Nm；</p><p>　　合成彎矩 =706.150Nm；</p><p>　　轉(zhuǎn)矩 T=9550P/n=238.750Nm;</p><p>　　運(yùn)動(dòng)時(shí)視

90、轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，</p><p>　　則計(jì)算彎矩為M==720.533Nm。</p><p>　　分析危險(xiǎn)截面，由圖明顯可知C處的當(dāng)量彎矩較大，所以C處為危險(xiǎn)截面，C處軸的直徑為50mm。查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得[σ-1b]=60Mpa，C處</p><p>　　=57.6<60Mpa</p><p><b>　　所以強(qiáng)度符合要求。

91、</b></p><p>　　圖 4.1 軸的彎矩圖</p><p><b>　　第5章 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　機(jī)械工業(yè)是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著科技的不斷發(fā)展，我國(guó)的機(jī)械水平正在飛速提高，目前正在向高精度，高效率，低成本的方向發(fā)展。新型自保溫復(fù)合砌塊是我國(guó)21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保必然會(huì)大力推廣的建筑材料，其應(yīng)用前景與價(jià)值

92、都是十分可觀的。</p><p>　　本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐，是基于自保溫復(fù)合砌塊的自動(dòng)化生產(chǎn)線所完成的一次設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的初衷是改變砌塊裝卸人工操作的不合理性，達(dá)到生產(chǎn)自動(dòng)化以及提高生產(chǎn)力。通過(guò)長(zhǎng)達(dá)十多周的努力，再加上實(shí)地考察以及老師的幫助，我終于完成了整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)。</p><p>　　自保溫復(fù)合砌塊裝卸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，不僅通過(guò)機(jī)械的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)PLC控制整個(gè)系

93、統(tǒng)，相對(duì)以前的裝卸機(jī)構(gòu)這是一個(gè)很大的改進(jìn)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，維修和制造都十分方便，而且整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活，裝夾定位準(zhǔn)確可靠，能夠準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展非常迅速，通過(guò)查詢(xún)機(jī)械手冊(cè)，查閱產(chǎn)品的技術(shù)要求可以清楚的明晰自己設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工藝性和能達(dá)到的效果，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須對(duì)不同的設(shè)計(jì)進(jìn)行反復(fù)的比較，最后得到一個(gè)最合理的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)完成之后，要將所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品用于

94、實(shí)際生產(chǎn)之中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的最終目的就是為了提高生產(chǎn)力，而此次設(shè)計(jì)的自保溫復(fù)合砌塊裝卸裝置預(yù)計(jì)會(huì)在不久后進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用，接受實(shí)踐的檢驗(yàn)。</p><p>　　新型節(jié)能自保溫復(fù)合砌塊材料是建材行業(yè)新興的一種建筑材料，目前它的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用還在初級(jí)階段，特別是自動(dòng)化生產(chǎn)線方面與國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)相比我們?nèi)匀淮嬖诤艽蟮牟罹?，因此我們需要付出更多的努力，推?dòng)我們的技術(shù)得到更快的發(fā)展，使我國(guó)建材業(yè)的生產(chǎn)水平達(dá)到更高的高度。<

95、/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的時(shí)候突然感到整個(gè)人都累了，但看到自己辛苦做出來(lái)的東西頓時(shí)就覺(jué)得欣慰了，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對(duì)自己對(duì)知識(shí)的了解運(yùn)用能力有了進(jìn)一步的了解，是對(duì)我大學(xué)生涯的一個(gè)完美的結(jié)束，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力有了明顯的提升，在畢設(shè)中，我得到了很大的提高。</p><p>　

96、　完成畢設(shè)的每一步都是在*老師的悉心指導(dǎo)和耐心教導(dǎo)下完成的，從選題到方案到設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，每一個(gè)成果都離不開(kāi)*老師的指導(dǎo)，在此我要特別感謝黃老師，感謝*老師的辛勤指導(dǎo)。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)這十多周里，我們小組始終團(tuán)結(jié)在一起，大家總是能夠一起討論問(wèn)題，解決問(wèn)題，很多次在我面對(duì)困難的時(shí)候，我們小組給了我極大的幫助，在這里，我也要感謝每一位的小組成員，感謝各位的幫助與關(guān)心。</p><p>

97、;　　不積跬步何以至千里，我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)也離不開(kāi)我們學(xué)院各位老師平時(shí)悉心的指導(dǎo)，各位任課老師辛勞的教學(xué)，讓我能夠理解運(yùn)用更多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并且在這次的畢設(shè)中得到了體現(xiàn)。在此我向武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院的全體老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來(lái)的辛勤栽培。</p><p>　　畢設(shè)期間我們小組還到**的新廠參觀，在那里看到了砌塊的生產(chǎn)線，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)有了更深刻的了解，對(duì)我的畢設(shè)完成提供了巨大的幫助，我要對(duì)接待我

98、們的毛經(jīng)理和彭廠長(zhǎng)表示深深的謝意。</p><p>　　腳踏實(shí)地、認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是、堅(jiān)持不懈以及吃苦耐勞是我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中最大的收獲。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)我相信會(huì)對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　尚濤．機(jī)電控制系統(tǒng).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.</p>&

99、lt;p>　　褚瑞卿.建材通用機(jī)械與設(shè)備.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　吳宗澤.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，1988.</p><p>　　汝元功，唐照明.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).高等教育出版社，1995.</p><p>　　孔人英.混凝土制品工藝與設(shè)備.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1995.</p><p&g

100、t;　　陳方定.現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000.</p><p>　　任明章.機(jī)械振動(dòng)的分析與控制及計(jì)算方法.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.</p><p>　　彭文生，李志明，黃華梁.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社，2008.</p><p>　　唐增寶，常建娥.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000.</p>&l

101、t;p>　　聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　黎明發(fā)，張開(kāi)銀，黃莉.材料力學(xué).北京：科學(xué)出版社，2007.</p><p>　　劉迎春，葉湘濱.傳感器原理設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京：國(guó)防科技大學(xué)出版社，2006.</p><p>　　鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000.</p><p&g