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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