机械固体燃料切断机设计【全套图纸】.doc

引 言 目前，切断机已经在各个行业得到了广泛的应用，有关系到民生建设的钢筋材料的切断，也有与人们日常生活相关的水果、蔬菜的切削。 这次我所设计的是固体燃料切断机，该设计是通过刀具的纵向往复运动，达到对材料的切断、剖切、切条的加工。本机器结构简单，操作方便，易保养、维修。这次所设计机器的主要特点是：刀具的运动是由液压系统控制，能够保证良好的切削力，同时也能实现刀具的快速运动，具有良好的调速、调压功能；工作台的进给是通过滚珠丝杠由步进电机所控制，能够达到很高的切断精度。由于所设计的切断机具有自动进给功能，能够使人在安全的距离内操作，使人身安全得到了很好的保证。目前切断机发展的方向是： （1）提高效率，降低能耗； （2）提高切削精度； （3）提高设备的安全性； （4）结构合理，操作方便，自动化程度高。 第1章 概述 1.1固体燃料的概念及特点 固体燃料是燃料的一大类。能产生热能或动力的固态可燃物质。大都含有碳或碳氢化合物。天然的有木材、泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、油页岩等。经过加工而成的有木炭、焦炭、煤砖、煤球等。此外，还有一些特殊品种，如固体酒精、固体火箭燃料。与液体燃料或气体燃料相比，一般固体燃料燃烧较难控制，效率较低，灰分较多。可直接用作燃料，也可用作制造液体燃料和气体燃料的原料或化工产品的原料。 固体燃料是一种新型燃料，它用一根火柴便可点燃，能加热食品，引燃蜂窝煤，携带方便，很受人们欢迎。随着旅游业的日益发展，人们生活水平的不断提高，固体燃料无疑会有很大的市场。 图1.1 毛坯的切断、剖切、切条 14国内外切断机的比较 1)国外切断机偏心轴的偏心距较大，如日本立式切断机偏心距24mm，而国内一般为17mm．看似省料、齿轮结构偏小些，但给用户带来麻烦，不易管理．因为在由切大料到切小料时，不是换刀垫就是换刀片，有时还需要转换角度。 2)国外切断机的机架都是钢板焊接结构，零部件加工精度、粗糙度尤其热处理工艺过硬，使切断机在承受过载荷、疲劳失效、磨损等方面都超过国产机器． 3)国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄，40型和50型刀片厚度均为17mm；而国外都是双螺栓固定，25～27mm厚，因此国外刀片在受力及寿命等综合性能方面都较国内优良。 4)国内切断机每分钟切断次数少．国内一般为28～31次，国外要高出15～20次，最高高出30次，工作效率较高。 5)国外机型一般采用半开式结构，齿轮、轴承用油脂润滑，曲轴轴径、连杆瓦、冲切刀座、转体处用手工加稀油润滑．国内机型结构有全开、全闭、半开半闭3种，润滑方式有集中稀油润滑和飞溅润滑2种。 6)国内切断机外观质量、整机性能不尽人意；国外厂家一般都是规模生产，在技术设备上舍得投入，自动化生产水平较高，形成一套完整的质量保证加工体系。尤其对外观质量更是精益求精，外罩一次性冲压成型，油漆经烤漆喷涂处理，色泽搭配科学合理，外观看不到哪儿有焊缝、毛刺、尖角，整机光洁美观。而国内一些一些厂家虽然生产历史较长，但没有一家形成规模，加之设备老化，加工过程拼体力、经验，生产工艺几十年一贯制，所以外观质量粗糙、观感较差。表2. 按负载选执行文件的工作压力 负载/N ＜5000 500～10000 10000～20000 20000～30000 30000～50000 ＞50000 工作压力/MPa ≤0.8～1 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 ＞5 表2. 按机械类型选执行文件的工作压力 机械类型 机 床 农业机械 工程机械 磨床 组合机床 龙门刨床 拉床 工作压力/MPa a≤2 3～5 ≤8 8～10 10～16 20～32 pa,活塞杆所承受的负载为4000N。 2.2.1液压缸的设计计算 图2.2 液压缸受力图 本机构采用的是单活塞杆液压缸，由液压缸的缸筒内径计算公式： F——液压缸的理论推力，N P——供油压力，Mpa 故： 液压缸活塞往复运动时的速度之比： 其速比的 取值范围如下表： 表2.4 公称压力/Map 10 12.5~20 20 1.33 1.46、2 2 则活塞杆直径 根据文献【４】对活塞缸直径及活塞杆直径取整后得：D=50mm，d=25mm。 由此求得液压缸的实际有效面积为： 初定液压缸快速空程时速度=0.03m/s，液压缸切断时速度=0.01m/s，液压缸回程时速度=0.06m/s。 液压缸快速空程时流量 液压缸切断时的流量 液压缸回程时的流量 活塞杆强度的校核： 活塞杆在稳定的情工况下，只受轴向推力或拉力，可以近似地用直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式进行计算： ——材料的许用应力，无缝钢管=100~110Mpa，中碳钢（调质）=400Mpa 即 由上式计算可得，活塞杆的强度