冲压式蜂窝煤成型机

冲压式蜂窝煤成型机的运动方案设计冲压式蜂窝煤机，主要由机身、传动、转盘、拨转、冲头、滑梁、料斗、扫刷、输送等部分组成。各部分互相配合，协调运转，形成一个整体。机身有四根立柱，沿梁由偏心齿轮带动，在立柱间上下运行。沿梁下用装有冲头、出煤盘和扫刷装置，机身中间有五孔等分转盘。转盘由拨转部分控制，每拨动一次，转盘转动一等分，料斗对模筒添料一次，冲头对模筒冲压一次，出模一次，扫刷一次。如此不断循环，自动地加科、成型、扫刷、出模。因此，各部分的结构必须完整，各部件的配合必须协调。否则，不仅影响自动循环，而且损坏机件，造成事故。(一)机身部分机身部分主要由底座、顶盖、立柱、抉杆等零件组成。它是固定和支撑全部机件的架体。四根立柱垂直于底座和顶盖之间，，形成滑梁运动轨道。立锭两端有螺纹。用螺母将立柱与底座、顶盖固定。扶杆支撑两旁，上端车有螺纹，用螺母与顶盖固定，下端打成扁头、用螺丝与底座固定。底座用四颗地脚螺丝与基础连接，形成坚定稳固的机身。底座面要求平整，一对轴孔的同心度，两对轴孔的平行度，台面与轴孔的平行度，都必须符合要求，才能保持机身稳固，为机密的正常运转创造必要的条件。(二)传动部分传动部分主要由电机、皮带轮、减速装置、联轴器(包括安全装置)、主动轴、偏心轴、主动齿轮、偏心对轮等零件组成。它的作用是传递功率，使机器正常运转。电机的三角带轮通过四根三角带与减速箱的三角带轮相连接，减速箱的三角带轮轴上铣有主动斜齿轮，由它带动箱内被动轴上的大斜齿轮，通过箱外弹性联轴节(包括安全装置)使主动轴旋转。主动轴的两端装有一对主动齿轮，与偏心轴上的偏心对轮相啮合，偏心对轮的拐轴通过连杆使滑梁上下运动，为冲压成型和出模传递功率。滑梁还带动扫刷部分作前后往返摆动；在主轴上装有对开伞齿轮，与料斗大伞齿轮啮合，使料斗轴旋转，为进料传递功率。在偏心轴上装有伞齿轮，与扭转伞齿轮啮合，使拨转轴旋转，带动转盘作间歇性圆周运动，为转盘传递功率。偏心轴上还装有皮带滚筒，为成品输出传递功率。电机通过三角带和减速箱连接；电机的三角带轮小，减速箱的三角带轮大，形成第一次减速。电机轨道上装有调整螺丝，用来调整三角带的松紧。各种型号的冲压式蜂窝煤机的传动部分大体相同，只是减速形式不同，如042型用两级皮带轮减速，7071型用蜗轮蜗杆减速，文6型、70型和144型用皮带和齿轮减速，统一型用皮带和减速箱减速。(三)转盘部分转盘部分由固定盘、转盘齿轮、模筒、模底、上盘、中心轴、套管、锁紧螺母、螺杆等零部件组成。转盘受拨转部分控制，蜂窝煤由此定量成型。固定盘是生铁铸成，有模底孔、出煤孔，两孔相距72°，中心有轴孔。模底有十二个小孔，排成“井”字形，紧固在固定盘的模底孔上。转盘齿轮用铸钢件加工铣齿。上盘用钢板加工后，沿外圆铣五等分方形槽(供拨转定位用)。两者的中心孔到外圆之间有五个相等分的模孔。模筒用较好的铸铁制成，装在两者之间，两端的子口套在两者的五个模孔上。模孔之间各有一个螺孔，用五根螺拄连接拧固。中心用锁紧螺母和套管连接，形成一组，平放在固定盘上。中心轴插入套管中间，穿越固定盘与底座拧固，使转盘作间歇性运转。转盘齿轮，模筒、上盘在双冲头蜂窝煤机上为十孔。(四)拨转部分拨转部分主要由伞齿轮、拨转立轴、拨转齿轮、凸轮、扇形齿轮、定位把钩、主动撞块、从动撞块、拉簧等零件组成。它主要控制转盘作间歇动作，与其它部位运动相配合。当冲头向下进入模筒时，转盘停止运转，等待压煤成型。冲头上升离开模筒时，转盘开始运转。这样相互配合，自动循环，完成加料、成型、出煤等动作。它们的动力来源是靠偏心轴上的伞齿轮旋转面产生的。偏心轴上的主动伞齿轮与拨转立轴下端的伞齿轮相啮合，使拨转立轴运转。立轴的上端有扇形齿轮与主动撞块紧固在一起，立轴的顶部有凸轮。拨转齿轮在扇形齿轮和转盘齿轮之间，与转盘齿轮啮合，它与扇形齿轮啮合是时断时续的。拨转齿轮上端紧固从动按块。主动撞块拨动从动撞块，使齿轮啮合。定位把钩和摇臂安装在拨转齿轮轴顶端，与上盘、凸轮配合工作。当滑梁上行时，冲头离开转盘，主动撞块和从动撞块先接触，扇形齿轮第一齿和拨转齿轮开始啮合，这时凸轮最高点碰上摇臂，使定位把钩脱离上盘的定位槽；转盘开始运转。当沿粱下行时，扇形齿轮走完最后一齿，凸轮最高点已经过击，低点到来，定位把钧通过定位弹簧的拉力，进入士盘定位槽(已转72°)。转盘停止运行，冲头进入模简，压煤成型。如此循环运转，完成拨转动作。双冲头蜂窝煤机的拨转部分，只是扇形齿轮与转盘齿轮啮合，没有拨转齿轮。其它结构与单冲头的相同。上述结构如调整不当，配合不准，会破坏整部机器的自动蹈环，不能正常生产，甚至造成重大事故。(五)冲头部分冲头部分主要由冲针、冲头管、冲针座、冲杆、冲头盖、法兰盘、弹簧、弹簧压帽、出煤杆、出煤盘等零件组成。它随滑梁上下运动，进入模筒压煤成型和出煤。与转盘部分、拨转部分互相配合，协调运转，要求准确无误。冲头的构造是：冲杆、冲针座、冲针三者紧固在一起。冲头管套在冲针座上，冲头盖套在冲杆上，两者用螺丝连接，可在冲杆上来回活动。弹簧套在冲头盖和弹簧压帽之间。冲杆通过法兰盘与滑梁固定。(六)滑梁部分沿梁部分主要由滑梁、滑瓦、滑瓦座、衬套、衬套座、连杆等零件组成。它由偏心对轮的拐轴通过连杆带动，作直线上下运动，传递动力，使冲头压煤成型，成品出模，刷子前后摆动。(七)进料部分进料部分主要由料斗轴、伞齿轮、料斗圈、料斗底、料口圈、搅拌翅、搅拌座、搅拌棒等零件组成。它由主动轴上的对开伞齿轮与进料轴上的大伞齿轮啮合，使料斗轴旋转而均匀进料。(八)扫刷部分扫刷部分主要由上连杆、上连杆轴承座、上销轴、下销轴、刷子座、通轴吊架、通铀、通轴轴承座、下连杆等零件组成。它由滑梁带动，来回扫刷冲头和出煤盘底面的积煤。(九)输出部分成品输出部分主要由主动滚筒、托辊、皮带、张紧架、张紧滚筒、滚筒轴、滑块、滑道、拉紧螺杆等零件组成。它的动力是靠安装在偏心轴上的滚筒旋转而产生的。主动滚筒通过皮带、托辊与张紧滚筒相连，将成型煤输出。一、冲压式蜂窝煤成型机的功能和设计要求1、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：6）煤粉加料；7）冲头将蜂窝煤压制成型；8）清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动；9）将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模；10）将冲压成型的蜂窝煤输送装箱。2、原是数据及设计要求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＝11kW、转速n＝730r/min；二、工作原理和工艺动作分解根据上述分析，冲压式蜂窝煤成型机要求完成的工艺动作有以下六个动作：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）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；4）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；5）模筒转模间歇运动：以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换；6）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。以上六个动作，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。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。四、执行机构的选型根据冲头和脱模盘、模筒转盘、扫屑刷这三个执行构件动作要求和结构特点，可以选择表1的常用机构，这一表格又称为执行机构的形态学矩阵。表1三执行机构的形态学矩阵冲头和脱模盘机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构六杆冲压机构扫屑刷机构附加滑块摇杆机构固定移动凸轮移动从动件机构模筒转盘间歇运动机构槽轮机构不完全齿轮机构凸轮式间歇运动机构五、机械运动方案的选定和评价根据表1所示的三个执行机构形态学矩阵，可以求出冲压式蜂窝煤成型机的机械运动方案数为：N=3×2×3＝18现在，我们可以给定条件、各机构的相容性和尽量使机构简单等等要求来选择方案。由此可选定两个结构比较简单的方案。方案Ⅰ：冲压机构为对心曲柄滑块机构、模筒转盘为槽轮机构、扫屑机构为固定凸轮移动从动件机构。方案Ⅱ：冲压机构为偏置曲柄滑块机构、模筒转盘为不完全齿轮机构、扫屑机构为附加滑块摇杆机构。两个方案我们可以用模糊综合评价方法来进行评估优选，这里从略。最后选择方案Ⅰ为冲压式蜂窝煤成型机的机械运动方案。六、机械传动系统的传动比和变速机构根据选定的驱动电机转速和冲压式蜂窝煤成型机的生产能力。它们的机械传动系统的总传动比为：机械传动系统的第一级采用带传动，其传动比为4.866，第二级采用齿轮传动，其传动比为5。七、画出机械运动方案简图按已选定的三个执行机构的型式及机械传动系统，画出冲压式蜂窝煤成型机的机械运动示意图。其中三个执行机构部分也可以称为机械运动方案示意简图。如图4所示，其中包括了机械传动系统、三个执行机构的组合。如果再加上加料机构和输送机构，那就可以完整地表示整台机器的机械运动方案图。有了机械运动方案图，就可以进行机构的运动尺寸设计计算和机器的总体设计。八、对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算为了实现具体的移动要求，必须对带传动、齿轮传动、曲柄滑块机构（冲压机构）、槽轮机构（模筒转盘间歇运动机构）和扫屑凸轮机构进行运动学计算，必要时还要进行动力学计算。1、带传动计算（略，机械设计中有专门讲解）。2、齿轮传动计算取Z1=22，Z2＝i×22＝5×22＝110。按钢制齿轮计算，取模数m=5mm.。则d1＝Z1m＝110mm.d2＝Z2m＝550mm.其余尺寸，按齿轮机构相关计算表格求出。3、曲柄滑块机构计算已知冲压式蜂窝煤成型机的滑梁行程s=300mm，曲柄与连杆长度比，即连杆系数为λ＝0.175，则曲柄半径为：mmsR15021连杆长度为：mmRL41.955因此，不难求出曲柄滑块机构中滑梁（滑块）的速度和加速度变化。4、槽轮机构计算1）槽数z按工位要求选定为6。2）中心距a按结构情况确定mma300。3）圆销半径r按结构情况确定mmr30。4）槽轮每次转位时主动件的转角2120)21(1802z5）槽间角2603602z6）主动件圆销中心半径1RmmaR150sin17）1R与a的比值5.0sin1aR8）槽轮外圆半径2RmmraR262)cos(2229）槽轮槽深hmmrah8.79)1cos(取mmh80。10）运动系数k3122zzk（为圆销数nn,1）5、扫屑凸轮机构计算固定凸轮采用斜面形状，其上下方向的长度应大于滑梁的行程s，其左右方向的高度应能使扫屑刷满足扫除粉煤的活动范围。具体按结构情况来设计。九、冲压式蜂窝煤成型机的飞轮设计由于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，因此必须进行飞轮设计，以便达到功能要求。具体设计过程略。