机械原理课程设计蜂窝煤成型机.docVIP

一、冲压式蜂窝煤成型机的功能和设计要求 1、蜂窝煤的用途 蜂窝煤主要用于家庭生火、取暖，用无烟煤制成的蜂窝状的圆柱形煤球。由原煤、碳化锯木屑、石灰、红（黄）泥、木炭粉等混合物基料和由硝酸盐、高锰酸钾等组成的易燃助燃剂所组成。用上述材料制成直径100mm的易燃蜂窝煤试烧，其着火快、火苗高达140mm以上，燃烧时间长达1小时，无烟无味，燃烧完全。 蜂窝煤原料广泛、成本低廉、使用方便、制作简单、达到省料省时节能节资的目的，有着很好的开发前景。 秸秆生产蜂窝煤技术：本品是以秸秆粉和劣质煤相配合为基本原料，再添加脱硫剂消石灰，成形后再经以石蜡和重油配制成的表面处理剂进行表面处理而制得 冲压式蜂窝煤成型机是我国城镇蜂窝煤（通常又称煤饼，在圆柱形饼状煤中冲出若干通孔）生产厂的主要生产设备，它将煤粉加入转盘上的模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤。 2、功能 冲压式蜂窝煤成型机是我国城镇蜂窝煤（通常又称煤饼，在圆柱形饼状煤中冲出若干通孔）生产厂的主要生产设备，它将煤粉加入转盘上的模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤。 为了实现蜂窝煤冲压成型，冲压式蜂窝煤成型机必须完成以下几个动作： 煤粉加料； 冲头将蜂窝煤压制成型； 清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动； 将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模； 将冲压成型的蜂窝煤输送装箱。 3、原始数据及设计要求 1）蜂窝煤成型机的生产能力：30次/min； 2）驱动电机：Y180L－8、功率N＝11 kW、转速n＝710 r/min； 3）如图1所示位冲头3、脱模盘5、扫屑刷4、模筒转盘1的相互位置情况。实际上冲头与脱模盘都与上下移动的滑梁2连成一体，当滑梁下冲时冲头将煤粉压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模。在滑梁上升过程中扫屑刷将刷除冲头和脱模盘上粘附的煤粉。模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇运动使加料后的模筒进入加压位置、成型后的模筒进入脱模位置、空的模筒进入加料位置； 4）为改善蜂窝煤成型机的质量，希望在冲压后有一短暂的保压时间； 5）由于同时冲两只煤饼时的冲头压力较大，最大可达100000N，其压力变化近似认为在冲程的一半进入冲压，压力呈线性变化，由零值至最大值。因此，希望冲压机构具有增力功能，以减小机器的速度波动和减小原动机的功率。 6）机械运动方案应力求简单。 二、工作原理和工艺动作分解 为实现蜂窝煤成型，该机器应该具有下列功能：输入煤粉、煤粉成型、清除煤屑、型煤起模、输出成品。 首先进行原理方案设计，蜂窝煤成型机的技术原理见下表。 功能 原理方案1 原理方案2 原理方案3 输入煤粉 物理方法 机械加入 人工加入 煤粉成型 冲压成型 挤出成型 ------------- 清除煤屑 机械清屑 风力清屑 人工清屑 型煤起模 机械起模 人工起模 ------------- 输出成品 传送带运煤 人工搬运 ------------- 根据上述分析，冲压式蜂窝煤成型机要求完成的工艺动作有以下五个动作： 1）加料：这一动作可利用煤粉的重力打开料斗自动加料； 2）冲压成型：要求冲头上下往复运动，在冲头行程的二分之一进行冲压成型； 3）扫屑：要求在冲头、脱模盘向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除； 4）脱模：要求脱模盘上下往复移动，将已冲压成型的煤饼压下去而脱离模筒。一般可以将它与冲头固结在上下往复移动的滑梁上； 5）输送：将成型的煤饼脱模后落在输送带上送出成品，以便装箱待用。 以上五个动作，加料和输送的动作比较简单，暂时不予考虑，脱模和冲压可以用一个机构完成。但是应该注意的是，要考虑模筒转模间歇运动即以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换。因此，冲压式蜂窝煤成型机运动方案设计重点考虑冲压和脱模机构、扫屑机构和模筒转盘间歇转动机构这三个机构的选型和设计问题。 三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 对于冲压式蜂窝煤成型机运动循环图主要是确定冲压和脱模盘、扫屑刷、模筒转盘三个执行构件的先后顺序、相位，以利对各执行机构的设计、装配和调试。 冲压式蜂窝煤成型机的冲压机构为主机构，以它的主动件的零位角为横坐标的起点，纵坐标表示各执行构件的位移起止位置。 上图表示冲压式蜂窝煤成型机三个执行机构的运动循环图。冲头和脱模盘都由工作行程和回程两部分组成。模筒转盘的工作行程在冲头的回程后半段和工作行程的前半段完成，使间歇转动在冲压以前完成。 扫屑刷要求在冲头回程后半段至工作行程的前半段完成扫屑运动。 四、执行机构的选型 机构选型应遵循以下原则： 表1 选用执行机构的原则与方法 机械运动方案的评价 　　对上述执行机构，做其形态学矩阵，可得到为数众多的方案。 机械运动方案的拟定，最终要求通过分析比较提供最佳方案。一个方案的优劣只有通过系统综合评价来确定。从机构和机械运动方案的选择和评价要求看，主要应满足五个方面的性能指标