機械原理沖壓式蜂窩煤成型機沖壓式蜂窩煤成型機簡介

沖壓式蜂窩煤成型機是我國城鎮(zhèn)蜂窩煤生產廠的主要生產設備。這種設備具有結構合理，質量可靠，成型性能好，經久耐用，維修方便等優(yōu)點。目前國內生產的蜂窩煤成型機結構基本一致，原理基本相同。蜂窩煤機主要技術參數(shù)：成型高度，沖壓次數(shù)，料斗數(shù)，整機重量，電機功率，成型煤規(guī)格。我們所設計的蜂窩煤成型機的參數(shù)：沖壓次數(shù)：30次/分料斗數(shù)：1個電機功率：11KW沖壓式蜂窩煤成型機簡介成型煤規(guī)格煤餅直徑：120mm煤餅高度：75mm孔數(shù)：12孔孔徑：16mm工作原理及工藝動作過程

沖壓式蜂窩煤成型機是我國城鎮(zhèn)蜂窩煤生產廠的主要生產設備。它將煤粉加入轉盤上的模筒中，經沖頭沖壓成蜂窩煤。為了實現(xiàn)蜂窩煤的沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機必須完成五個動作：1）

粉煤加料2）

沖頭將蜂窩煤壓制成型3）

清除沖頭和出煤盤積屑的掃屑運動4）

將在模筒內的沖壓后的蜂窩煤脫模5）

將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖。2）進行沖壓脫模機構、掃屑刷機構、模筒轉盤間歇運動機構的選型。3）機械運動方案的評定和選擇。4）進行飛輪設計。5）按選定的電動機和執(zhí)行機構運動參數(shù)擬定機械傳動方案。6）畫出機械運動方案簡圖。7）傳動機構和執(zhí)行機構進行運動尺寸計算。沖壓式蜂窩煤成型機的六個工藝動作

（1）

加料：利用粉煤重力打開料斗自動加料，加料過程需要設計料斗的開關控制機構，以控制加料的量；（2）

沖壓成型：沖頭上下往復運動，在沖頭行程的后三分之一進行沖壓成型；（3）

脫模：脫模盤上下往復運動，將已沖壓成型的蜂窩煤壓下去而脫離模筒；（4）

掃屑：在沖頭、脫模盤向上移動的過程中用掃屑刷將煤粉掃除；

（5）

模筒轉模間歇轉動：完成沖壓、脫模、加料三個工位的轉換；（6）

輸送：將成型的蜂窩煤脫模后落在傳送帶上送出成品。機構選型

根據(jù)蜂窩煤沖壓機的幾個基本動作，轉盤間歇機構，沖壓成形，掃屑，分別有轉盤間歇機構，沖壓機構和掃屑機構機構。這三種機構有多種機構形式可供選用。其形態(tài)學矩陣如下：三執(zhí)行機構的形態(tài)學矩陣沖壓機構對心曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構六桿沖壓機構掃屑機構附加滑塊搖桿機構固定凸輪從動件機構模筒轉盤間歇運動機構槽輪機構不完全齒輪機構凸輪式間歇機構由形態(tài)學矩陣可，可以求出沖壓機的機械運動方案數(shù)為N=3*2*3=18

機構選型和方案比較

模筒轉盤間歇運動機構

槽輪機構能將主動構件的等速連續(xù)運動，轉換為從動件的間歇運動。槽輪機構常用于步進。轉位，分度轉動中，是一種較普遍的機構。（1）槽輪機構（2）不完全齒輪機構不完全齒輪機構是由齒輪演變過來的，又稱為間歇齒輪機構及欠齒輪機構。它也能將主動輪的等速連續(xù)轉動轉換為從動輪的間歇運動。

當圓柱形凸輪做等速回轉運動時，從動盤作單向間歇回轉。這種機構稱為凸輪式間歇運動機構。（3）凸輪式間歇機構

三者比較，凸輪式間歇機構要求凸輪的加工精度很高，在一定程度上也提高了成本。所以將其排除。槽輪機構與不完全齒輪相比，兩者的機構都比較簡單，而且工作可靠。雖然不完全齒輪的從動輪停歇的次數(shù)和每次停歇的時間，以及每次轉動的轉角等的選擇范圍相對槽輪來說比較大，但是其在從動輪開始和終止運動時角速度有突變，沖擊角大；而槽輪在設計合理的前提下，撥銷進入和退出嚙合時，運動較為平穩(wěn)。綜上所述，決定選用槽輪機構作為間歇機構。

機構選型和方案比較

掃屑機構

（１）．附加滑塊搖桿機構附加滑塊搖桿機構是利用在橫梁的上下移動使搖桿上的掃屑刷擺動掃除沖頭和脫模盤上的粉煤屑。（２）．固定移動凸輪移動從動件機構固定移動凸輪移動從動件機構是利用橫梁的上下運動，固定移動凸輪使帶有掃屑刷的移動從動件頂出而掃除沖頭和脫模盤底的粉煤屑。比較兩者，我們決定選用固定移動凸輪移動從動件機構。機構選型和方案比較

沖壓機構

沖壓機構有對心曲柄滑塊機構，偏置曲柄滑塊機構和平面四連桿機構。對心曲柄滑塊機構和偏置曲柄滑塊機構都屬于曲柄滑塊機構。平面四桿機構能夠實現(xiàn)多種運動軌跡曲線和運動規(guī)律，并且低副不易磨損又易于加工，以及能由本身幾何形狀保持接觸等。平面連桿機構在運動的時候有的時候會出現(xiàn)死點現(xiàn)象，通常在曲柄上安裝飛輪借飛輪的慣性闖過死點。根據(jù)上述分析和比較，我們選用對心曲柄滑塊機構。機構選型和方案比較

送料機構

利用粉煤重力打開料斗自動加料。經過考慮，我們決定選用凸輪機構為開關來控制加料的量。由于我們的凸輪機構需要水平放置，當桿件運動到最遠端時，無法利用重力讓其自己下落回來，所以我們決定選用盤形槽凸輪機構。如圖所示，桿件通過一個銷子，嵌在凸輪得槽里面，這樣桿件就可以隨凸輪自如運動了。機械系統(tǒng)的運動循環(huán)圖

沖頭和脫模盤都由工作行程和回程兩部分組成。模筒轉盤的工作行程，在沖頭工作行程的前部和回程的后部，使間歇轉動在沖壓以前得以完成。掃屑要求在沖頭回程后半段至工作行程前半段完成。送料凸輪則要求在轉盤間歇機構運轉時停止運動，轉盤機構停止運動時開始運動。傳動方案設計

傳動機構的選用與比較帶傳動是利用張緊帶輪上的傳動帶，借助帶和輪的摩擦(或嚙合)來傳遞運動和動力的。帶傳動由于具有傳動平穩(wěn)，結構簡單，造價低廉，不需潤滑油和緩沖吸震等優(yōu)點，在機械中被廣泛應用。帶傳動可分為摩擦傳動和嚙合傳動兩大類，摩擦傳動型是利用傳動帶和帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力。結構簡單，傳動平穩(wěn)，過載可打滑。選用摩擦型帶傳動中的V形帶傳動機構。由于機構的轉速較小，如果只用一級帶傳動來減速的話，所需轉輪半徑太大，所以采用兩級傳動。第一級為帶傳動，第二級為齒輪傳動。向槽輪機構傳動時，齒輪的轉動方向發(fā)生變化，需要用一對圓錐齒輪來改變方向?？傮w及各部分方案簡圖加料、沖壓及脫模機構槽輪機構曲柄滑塊機構掃屑機構整體簡圖機構動畫機構尺吉寸計算槽輪的設預計及計算1．槽數(shù)z：六工位式職轉盤，所羨以選擇z=6獨，銷數(shù)選1跌.2.運戲動系數(shù)τ:τ=t巾2/t裝1=[喚pi-（以2pi/成z）]/斧2pi銷=（z-馳2）/2蒼zτ=1/檔3蜂窩煤成恩型機的生箱產能力：僻30次/min披，所以主筆動件撥勺盤的運暫動時間t1為60s/3淹0次=2s，進而得知渣槽輪在一揀個運動循賢環(huán)中的運來動時間t2=催t1借*τ=綿2*1兼/3=輸0.6仗67s盼,停歇時間槍為2s-0活.66差7s=妙1.3肉33s煙.機構尺思寸計算槽輪的設嬌計及計算3.中心距a及圓銷猴半徑r由機構情熟況確定掃取a=30遵0mmr=3笛0m長m4.槽輪每次浴轉位時主梅動件的轉停角2α=1挪20，槽間角酬2β2β=區(qū)360私/z=躍60主動件撥斥盤圓銷的峰中心半徑R1R1=a*s檔inβ=太300*巾sin3倡0=15丸0mm槽輪的扎外圓半胞徑R2R22=（a豬*co膝sβ）2+r2所以R2=26麻2m罰m槽輪的槽留深hh>a(肥λ+c恩osβ-斜1)+r所以h>13違9.8蜂mm取h=1品40冰mm機構尺寸貪計算飛輪的澆設計及青計算在周期性痛變速穩(wěn)定懸運轉的過祥程中，一禍個運轉周姥期內，等險銷驅動力生距作的功毫是等于等芝效阻抗力婦矩作的功叼的。但在面運轉周期轎內的任一排時刻，等你效驅動力珠矩做的功券不等于等位效阻抗力胖矩做的功屬，從而使堤得機械的僅運動速度神發(fā)生波動達。過大的波灑動速度會批影響機械瓣的工作性蝦能。這種華速度波動?？梢酝ㄟ^很在機械中路安裝就有勤較大轉動競慣量的飛真輪來進行閘調節(jié)。飛輪的證轉動慣銹量：J=(E誓max-役Emin天)/δω等效最大牢阻力為5忌0000N，阻力存在顆時可近似澇認為是線獄性變化，召假定驅動存力為常值揚，則驅動吹力P=0姜.5*輕500亂00*巷(0.狗5pi刺)/2孔pi=塌625遙0N50000N6250NπR2πRFs蜂窩煤成型機沖壓變化曲線Emax寬-Emi株n=0.5平*（5腸000忠0-6幣250譽）*（太7/8斧）*（芹pi/志2）*幅0.1季5=4攔509冒.9悟N從減小伐飛輪的探尺寸考泛慮，將馬飛輪安陽裝在高屬速軸上材，則ω=（1繭50*2揚pi/6擴0）=1頸5.7缸rad/嬸sJ=(E哥max-撐Emin發(fā))/δω踏2=4509.伸9/(0站.15*否15.72)=1想21.慶98川kg*喉m2飛輪的形破狀為圓盤閘形，飛輪距為md2=8J取d=10挨00m者m則m=8視J/d2=8*1護21.9撇8/12=97衣5.8留4k定g選用鋼盲作為制霞作飛輪亦的材料它，其密匹度γ=7保800勉kg薪/m3,則寬度b=4莖m/(戀pi*儉d2*γ)餓=4*尿975破.84臥/(p青i*12*780醉0)=1背59.3邁mm所以飛社輪為一紛個直徑機為10特00mm，厚為15鞋9.3mm的圓盤。機構尺寸伏計算凸輪的豎計算[x_]傅:=江Wh院ich熄[0奴<=圍x<嘆2P謝i/3叛,5友0*(漆1-雅Co格s[3凍x/2衰]),沸2P耐i/3蝕<=妨x南<4根Pi/菠3,蝴100犯,4衰Pi/啦3<流=x蘆<枕2Pi縫,5礎0*(鎖1+番Co煎s[3右x/2枕])]Plot撞[s[x民],{枯x,0鞋,2P班i}]用Math紙emat薪ica軟件來笛計算凸態(tài)輪輪廓尖線凸輪位滾移曲線v[x籃_]鬧=D紹[s[舌x],病x]Whic晌h[0淺<=x稱<\遠(2\公\[Pi竟]\)\紋/3,庫150\棚/2\犧Sin[必\(3\喪x\)鏈\/2]債,\(隆2\\習[Pi]搖\)\/急3<=壞x<粘\(4眼\\[獄Pi]\努)\/3蠶,0,伏\(4抬\\[香Pi]\芒)\/3極<=約x<青2\\常[Pi]烘,\(衰-\(1疲50\/旱2\)\殊)\S巷in[\雨(3\劑x\)\稠/2]]Plot專[v[x增],{硬x,0羽,2P翁i}]凸輪速度亮曲線[x_]進=膏D[v刪[x]仁,x口]Whi名ch[幅0<賞=x箭<搜\(2奧\\搖[Pi苗]\)葵\/3表,\源(45判0\熔Cos培[\(滿3\呈x\)畢\/2床]\)括\/2案\^2精,\輔(2\\[Pi捐]\)\霜/3<哄=x膜<\(繩4\\文[Pi]耐\)\/咬3,0彈,\(襖4\\裁[Pi]魄\)\/健3<=饒x<閑2\刑\[Pi劫],\(-\肆(\(4中50\蔑Cos[跟\(3\或x\)迫\/2]粒\)\/