蜂窝煤机设计

课程设计说明书

系别机电工程系

专业机械设计制造及其自动化

方向数控

课程名称《机械设计（二）课程设计》

学号 06080213

姓名许招辉

指导教师刘渭博

题目名称冲压式蜂窝煤成型机

设计时间 2010年10-12月

2010 年 11 月 22 日

目录

（一）冲压式蜂窝煤成型机的功能和设计要求 (1)

（二）工作原理和工艺动作分解 (1)

（三）机构选用 (2)

（四）机械运动方案的选定和评价 (3)

（五）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 (4)

（六）传动方案设计 (5)

（七）运动协调设计 (8)

（八）示意图 (8)

（九）方案特点详解 (11)

（十）感想 (11)

（十一）参考资料 (12)

（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： 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。

（2）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、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

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；

图1

（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）机构选用

（1）冲压和脱模机构

题目要求用一台电动机作为原动机，冲压机构应考虑如何将原动机的转动转化为冲头和脱模盘的直线运动。可采用曲柄滑块机构、凸轮机构机构或者它们的变形机构。如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（如图2）或其它串并联机构（如图3）。

（2）扫屑机构

扫屑是要求在冲头、脱模盘向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除。考虑到一个动力输出，因此在设计扫屑机构时将其运动与冲头的运动并联起来。可采用附加滑块摇杆机构、固定移动凸轮－移动从动件机构。（如图4-a b）.

⑶转盘间歇转动机构

模筒转模间歇运动用以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换。可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。（如图5）

图2 图3

图4 图5

（四）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

根据给定条件、各机构的相容性和尽量使机构简单等等要求来选择方案。由此可选定三种结构比较简单的方案。

方案一：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。

方案二：冲压机构为六杆冲压机构、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。

方案三：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。

方案评估

根据评估优选，最后选择方案3为冲压式蜂窝煤

成型机的机械运动方案。

整体结构方案如左图所示

（五）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图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。

图4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。

图6