最新冲压式蜂窝煤成型机(五)

冲压式蜂窝煤成型机
(五)
机械原理课程设计指导书（五）
（设计题目：冲压式蜂窝煤成型机）
1. 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：
1）煤粉加料；
2）冲头将蜂窝煤压制成型；
3）清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动；
4）将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模；
5）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＝11 kW、转速n＝730 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50000N，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
图1
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。

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2. 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。

3. 设计步骤
1）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
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2） 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，具体见表2。

表2 机械运动方案的评价指标
性能指标 具体内容
机构的功能 1）运动规律的型式；2）传动精度高低
机构的工作性能
1）应用范围；2）可调性；3）运转速度；4）承载能力
机构的动力性能
1）加速度峰值；2）噪声；3）耐磨性；4）可靠性 经济性 1）制造难易；2）制造误差敏感度；3）调整方便性；4）能耗大小 结构紧凑
1）尺寸；2）重量；3）结构复杂性
次课程设计中机械运动方案的评价采用定性评价法，由指导教师组织学生集体完成。

3） 机械传动系统的速比和变速机构
机械系统通常由原动机、传动装置、执行机构和控制操作部件组成。

原动机是机械系统中的驱动部分，其类型及规格已选定，执行机构的机构型式通过上述设计过程也已确定，此时应进行传动系统的设计计算。

传动系统是把原动机和执行机构联系起来的装置，冲压式蜂窝煤成型机中，传动系统将驱动电机的运动并列传递到执行机构。

传动类型的选择及传动装置总传动比的分配见参考材料4. 3）。

4）机械传动系统和执行机构的尺度计算
根据机械运动方案示意图，对机械传动系统和执行机构进行尺度计算，具体计算方法见参考材料4. 3）。

5）绘制机械运动方案图
根据已选定的执行机构型式及传动系统的类型，绘制冲压式蜂窝煤成型机机械运动示意图（草图），然后绘制机构运动循环图，有关参数计算完毕后，选取适当的比例用UG绘制机械运动方案三维图。

6）机构运动仿真
用UG运动仿真学对运动机构进行运动分析，绘制从动件位移、速度、加速度曲线图（A3）。

7）编写设计说明书
课程设计说明书是技术说明书的一种，是对课程设计的总结。

主要内容包括：课程设计题目简介（冲压式蜂窝煤成型机的功能及设计要求）、执行机构的选型及评价、机械传动系统的设计计算、机械运动方案简图的绘制、机械运动系统尺度计算、机构运动仿真分析图片、设计感想等。

设计说明书用B5纸张打印，之后按以下顺序纵向装订成册：封面（由指导教师提供统一格式）、课程设计任务书、摘要、目录、正文、参考文献。

4.注意事项
1）每位同学接到课程设计题目后最好准备一个专用笔记本，把在课程设计过程中查阅、摘录的资料，初步的计算以及构思的草图都记录在案，这些材料是整理设计说明书的基本素材。

2）课程设计中所需知识可能超出《机械原理》课程课堂讲述的基本内容，同学应通过自学补充有关知识。

3）推荐参考资料：
（1）.《机械原理课程设计指导书》裘建新主编高等教育出版社。

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（2）.《机械原理课程设计手册》牛鸣岐等主编重庆大学出版社。

（3）.《机械基础综合课程设计》孔凌嘉等主编北京理工大学出版社。

（4）.《机械原理》课本张春林主编高等教育出版社。

（5）.《机械设计》课本谭庆昌赵洪志主编高等教育出版社。

4）建
机械原理课程设计任务书（五）
1.设计题目：冲压式蜂窝煤成型机
2. 工作原理及工艺动作过程
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。

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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：
1）煤粉加料；
2）冲头将蜂窝煤压制成型；
3）清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动；
4）将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模；
5）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＝730 r/min；
3）冲压成型时的生产阻力达到50000N；
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）由于冲头要产生较大压力，希望冲压机构具有增力功能，以增大有效力作用，减小原动机的功率。

4. 设计方案提示
冲压式蜂窝煤成型机应考虑三个机构的选型和设计；冲压和脱模机构、扫屑机构和模筒转盘的间歇运动机构。

冲压和脱模机构可采用对心曲柄滑块机构、偏置曲柄滑块机构、六杆冲压机构；扫屑机构可采用附加滑块摇杆机构、固定移动凸轮－移动从动件机构；模筒转盘间歇运动机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。

为了减小机器的速度波动和选择较小功率的电机，可以附加飞轮。

5. 设计任务
1）按工艺动作要求拟定运动循环图；
2）进行冲压脱模机构、扫屑刷机构、模筒转盘间歇运动机构的选型。

并机械运动方案的评定和选择；
3）进行飞轮设计（选做）；
4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案；
5）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算；
6）画出机械运动方案简图并进行运动仿真；
7）编写设计说明书。

（用B5纸张，封面用标准格式）
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