码坯机升降机构设计

码坯机升降机构设计

1 绪论

1.1 砖瓦工业的现状

砖瓦作为房屋建筑最基本、最古老的材料在我国房屋建筑中有着非常重要的历史。众所周知，我国是世界上砖瓦生产第一大国，进入21世纪以来，每年砖瓦产量8100亿块，其中粘土实心砖4800亿块以上，空心砖和多孔砖1700亿块以上，煤矸石、粉煤灰等多种废渣砖1600亿块以上。砖瓦生产的第一大国，必然在砖瓦生产能耗上也是第一大国。

当前我国正处在全面建设小康社会的重要时期，城市化步伐不断加快，建筑业和房地产业成为拉动国民经济增长的主要源动力之一。建筑业的持续增长，特别是新农村建设促使广大农村建筑需求的增长，将继续为砖瓦工业的发展提供广阔的市场空间。在农村住房消费方面，“十一五”规划提出了新农村建设的重大战略任务和目标。毫无疑问，随着新农村建设不断发展，农村房屋建设无论是数量，还是结构、功能、质量，都将出现新的变化，对砖瓦和其他墙体屋面材料需求的拉动力将非常巨大。

因此，完全可以相信，在未来相当长一个时期，随着城乡建筑业的发展，砖瓦工业仍然有着巨大的市场发展空间。

1.2 码坯机在国内的发展现状

随着我国墙体改革政策，国家对墙材有了一些新的革新要求，国内许多砖材生产厂家，吸收引进了国内外最先进的生产技术，研发生产出国内外一流水平的成套制砖

设备，为旧砖厂改造成为先进的自动化砖厂提供了可靠的技术保障。

从上世纪八十年代我国引进国外技术开始，我国制砖行业的技术装备得到了快速的发展，例如热工设备——中断面、大断面平顶隧道窑的出现改善了过去轮窑、小窑的操作环境和操作水平；成型设备使产品质量产量都得到了极大的提高，取代了非真空挤出机，在烧结砖厂得到了普遍的推广和应用，而码坯设备——自动码坯机也是运行可靠、技术先进的设备，目前在很多新建砖厂中应用，但还没有达到普遍使用。随着我国经济的快速发展，企业对改善劳动环境，提高科技含量的观念也在逐渐增强，而人们生活水平提高后，对自己所从事工作的环境要求也越来越高，逐渐的由体力劳动向非体力劳动或轻体力劳动转变。这就对砖厂的码坯和卸坯工段用人多且劳动繁重提出了一个课题，用自动码坯机替代人工码坯势在必行，是将来发展的必然趋势。1.3 码坯机的概述

码坯机码坯机主要由切条机、切坯机、分坯机、夹盘机构、行走机构、升降机构、旋转机构和电气系统等组成。码坯机的工作流程：切条机将坯切条，切坯机把切好的砖坯推到分坯机上后分坯，分坯完成后的砖坯送至码坯机夹盘机构正下方。当夹盘到达预定夹坯位置后，夹盘夹具工作，夹起砖坯，接着由升降机构上升至预定高度，行走机构驱动机体行走至窑车正上方，旋转装置完成转向90，然后升降机构下降至预定放坯高度进行码坯，码坯机码放一层，旋转一层，形成十字交叉，经过上述动作循环，即可完成窑车的全部码坯过程。

2 机构工作原理与方案的确定

2.1 机构的工作原理

升降采用滚子链，使其运动准确，避免打滑现象，同时利用四个导向柱，增加设备的稳定性。滚子链由大小链轮带动，共四组，布于四周，通过摆线针轮减速机通过齿轮箱带动两根轴实现同步上升。最后在车架两端加上配重，通过钢丝绳与夹盘机构连接，这样可以减轻滚子链受力，减小功率。行走机构通过另一摆线针轮减速机带动行走轴实现行走。

2.2 机构方案的确定

设计方案见图1

图1

3 运动与动力参数的计算

3.1 机构传动简图

图2

1.行走轮

2.行走轴

3.行走摆线针轮减速机

4.行走从动齿轮

5.行走主动齿轮

6.小链轮轴

7.小链轮

8.大链轮

9.升降轴

10.升降从动齿轮11.升降摆线针轮减速机12.升降主动齿轮

3.2 减速器及电机的选择

本设计选用B系列摆线针轮减速机，因为摆线针轮减速机具有高速比和高效率。单级传动，就能达到1：87的减速比，效率在90％以上，结构紧凑体积小。运转平稳噪声低，使用可靠、经久耐用寿命长，设计合理，维修方便。B系列摆线针轮减速机减速机适用于24小时连续作制，并允许正反向运转。

型号的表示方法:

图3

B系列摆线针轮减速机选型表见图4

图4

根据本地地质状况和土质资源进行研制，适合于国家标准砖体240×115×53mm，一次性码坯数量为27X9块,加上夹盘机构框架总重量约1.5t总重约2.4t。配重设计为两个，每个600Kg,因此本设计选用

升降摆线针轮减速机：BWDC15-30-35 输出转速43r/min

输出转矩2343N.m 电压380v

行走摆线针轮减速机：BWDC5.5-22-23输出转速65r/min

输出转矩6460N.m电压380v

减速机外形见图5

图5

3.3 传动比分配 升降齿轮传动比i 1=

23

40

=1.74 行走齿轮传动比i 2=1 链轮传动比i 3=

135

292

=2.16 3.4 各轴的转速计算 升降轴n 1=43x

40

23

=24.7r/min 行走轴n 2=65x1=65r/min 3.5各轴输入扭矩计算 齿轮传动效率查表取η1=0.9

齿轮轴T 1=Tη1=2343N.mx0.9=2108.7N.m 行走轴T 2=Tη1=6460N.mx0.9=5814N.m

4 齿轮传动的设计计算

4.1 升降机构齿轮设计计算

使用要求：预期使用寿命10年，每年360个工作日,每日24小时。传动尺寸无严格限制，无严重过载。传动比i=1.74。

因传动尺寸无严格限制，故小齿轮用45Cr ，采用锻件加工，锻打后正火HB170-210，粗加工后调质处理HB210-230，平均取220HB 。大齿轮用40Cr ，调质处理，硬度241HB ～286HB ，平均取为260HB 。主要失效形式是弯曲疲劳折断和磨粒磨损，磨损尚无完善的计算方法，故只进行弯曲疲劳强度计算。计算步骤(参照机械设计课本）如下：

齿面接触疲劳强度计算： （1）初步计算：

转矩： N.m 23421055.91

6

1=⨯=n P

T

齿宽系数： 1

d b

d =

ψ 表12.13[]8，取1=ψd