蜂窝煤国内外背景

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题。

一、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。

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，料斗对模筒填料一次，冲头对模筒冲压一次，出模一次，扫刷一次。如此不断循环，

自动地加料、成型、扫刷、出模。因此，各部分的结构必须完整，各部分的配合必须协调。

（一）机身部分

机身部分主要由底座、顶盖、立柱、扶杆等零件组成。

（二）传动部分

主要由电机、皮带轮、减速装置、联轴器、主动轴、偏心轴、主动齿轮、偏心对轮等零

件组成。

（三）转盘部分

由固定盘、转盘齿轮、模筒、模底、上盘、中心周、套管、锁紧螺母、螺杆等零部件组

成。转盘受拨转部分控制，蜂窝煤由此成型。

（四）拨转部分

由伞齿轮、拨转立轴、拨转齿轮、凸轮、扇形此轮、定位把钩、主动撞块、从动撞块、

拉簧等零件组成。

1.3 课题设计的基本思路和关键技术

本课题所研究的整个装置要求从驱动传动机构开始设计，电动机驱动带传动以后带动第一根轴转动，从而带动第一级齿轮的运动，同时使飞轮和驱动滚筒的带轮也运动起来；齿轮的转动再驱动第二根轴运动，由第二根轴带动锥齿轮和冲压机构；锥齿轮的运动使分度槽轮机构运动，再带动转盘运动从而实现和转盘同轴的模盘和扫屑机构转动；而此时转盘也带动和料盘同轴的槽轮运动，这个槽轮的运动将使料盘的搅料棒转动而使得原料不断流入模盘，最终实现冲压蜂窝煤的目的。具体运动如图1.1所示。

毕业设计（论文）开题报告题目名称：多功能蜂窝煤成型机设计院系名称：机电学院班级：机自072 学号：200700314211 学生姓名：陈俊刚指导教师：张雪松2011 年3 月中原工学院2011

届毕业设计(论文)---开题报告- 1 - 1 课题来源及研究的目的和意义在我国充足的能源有力的支撑了整个国民经济的快速发展，但在能源的生产和消费中也存在不少问题，特别是在农村更为突出。表现为煤炭生产、利用、消费方式落后，技术水平低，设备陈旧资源浪费严重。长期以来，由于燃烧方式的落后，许多城镇乡村仍采用散烧原煤，热能利用率低，能源浪费过多，而其造成环境污染。改变这种状况的有效措施之一就是燃用型煤。实践证明，在城镇、农村推广蜂窝煤可使热能利用率由原来的10%左右提高到30%至50%，一氧化碳减少70%至80%，二氧化硫减少40%，是节约能源、改善环境的有效措施之一。本设计是为了解决现有蜂窝煤成型机存在的技术问题，提供一种结构简单紧凑，制造成本底、生产效率高、使用寿命长、操作简单和易损件少的一种新型蜂窝煤成型机。同时提高综合运用本专业所学课程的理论、生产实际知识的能力，掌握产品开发设计的方法和步骤，提高查阅设计手册和资料的能力，熟悉机械产品的设计标准和规范。中原工学院2011 届毕业设计(论文)---开题报告- 2 - 2 本课题所涉及的内容国内(外)研究现状综述在国外，三十年代荷兰、挪威等国已开始生产蜂窝煤机，其后，日本、西德也相应发展并后来居上，其型式由单冲头发展到多冲头，冲压次数由每分钟42次提高到60次，正向高速高效方向发展。我国对蜂窝煤机的研究起步较晚，五十年代中期，由北京大学设计成功了我国第一台蜂窝煤机，但到六十年代才形成小批生产的能力。到八十年代初，蜂窝煤机的研究设计基本上停留在六十年代的水平，品种式样单调，差异不大，普遍存在能耗高、效率低、维护保养费用高，型煤冷强度低等问题。八十年代以来，为适应市场的需要，国内部分厂家对产品进行了不同程度的修改设计，提高了机器的使用可靠性，但未能较大幅度降低能耗及解决型煤质量不稳定的问题。为此，1983 年，原煤炭工业部从日本引进了两台具有八十年代先进水平的RM-8 0 型上燃式蜂窝煤机。85 年，国家计委下达了民用型煤新型机械设备的研制的科研任务(85 节能12 号)，委托中国矿业大学对引进样机进行测绘、调试和分析研究。

86 年，中国矿业大学与湖南省武冈蜂窝煤机厂协商决定共同消化、吸收日本RM～80 型煤机的先进技术，联合开发具有八十年代先进水平、且适合我国国情的FJ 一12C 型高效节能蜂窝煤机。该项目86～87 年列入湖南省科研计划，在厂、院双方科研人员的努力下，样机于87 年研制成功。并申请了国家

专利(专利号：87213613)。首批样机经湖南湘潭、江西临川煤炭公司试用，反映良好。同年9 月，参

加了在山东济南举行的中国型煤机械展览会。会上获得了与会专家的一致好评。1988 年5 月，经能源部在江苏徐州市组织了对FJ 一12C 型高效节能堞机的技术鉴定，鉴定结果认为：该机主要技术指标处国内先进水平，部分性能指标处于国内领先地位。1989 年，该项目先后获邵阳市科技成果二等奖和湖南省科技成果三等奖。采用效率高、噪音小，易损件寿命长的蜂窝煤机，可提高生产率10% ，降低噪音，节约维修钢材，每吨成型煤维护费用降低0．2 元，根据国家物质部门预测，蜂窝煤产量将由87 年的2300 万吨，发展到5200 万吨左右，每年将有5000 台老煤机淘汰。国际市场动态：中美洲已从我国购进蜂窝煤机，东南亚一些国家试图通过香港从我国进口。由于FJ 一12C 型煤机技术指标先进，可与日本产品媲美，造价又低于日本、是南朝鲜同类产品国际市场售价的1/4～1/6，因此具有较强的国际市场竞争力。一旦进入国际市场，必将赢得国际市场信誉。中原工学院2011 届毕业设计(论文)---开题报告- 3 - 3 本课题有待解决的关键问题经过将近一个月的毕业调研和查阅资料，我对本课题的主要意图还是有了一定的了解，大致了解了要完成的设计任务，综合起来，我认为最需解决的主要问题有：（1）要生产不同型号的蜂窝煤，须更换不同尺寸系列的模套转盘体和冲模芯杆。因此模套转盘体要便于更换。（2）加工蜂窝煤过程中模套转盘体要转动到特定位置，在机身内装置分度机构以实现准确定位。并且防止裸露在煤尘之中时间长而失灵。（3）在冲压过程中遇到异物，冲压力增大超过额定值时，必须有自动保护装置阻断力的传递。保证机器的使用安全。（4）模套转盘体的转动当阻力过大时也需要有过载保护装置。4.对课题要求及预期目标的可行性分析(包括解决关键问题技术和所需条件两方面) 本设计是一种民用生活，饮食服务行业和工业用蜂窝煤的加工装置。现市场上出售的蜂窝煤机，大都受现结构的限制，适应性较差。一台机器只能生产1～2 种直径的蜂窝煤。不能满足民用和工业用各种尺寸用煤的需求。而且，传动过载保护装置大都设在主传动轴上，因冲煤模处在不同的位置，传动轴对冲模压力变化很大，很难起到安全保护作用，闷车损坏现象经常发生。其分度机构大都裸露在煤尘之中，失灵损坏机器现象时有发生。本设计的目的是设计一种安全可靠，能生产直径为10～25 厘米的各种规格用煤的新型多功能蜂窝煤成型机。它由传动、冲压、分度、运输等部件组成，特点是：（1）位于机身上部平面装有可更换的两组不同孔径系列和孔数的模套转盘体，大号模套转盘体内有四个孔位，用来安装直径大于18 厘米各种尺寸系列的蜂窝煤套，每冲压一次出一个蜂窝煤。小号模套转盘体内有8 个孔位，用来安装直径小于18 厘米各尺寸系列的蜂窝煤套，每冲压一次，出两个蜂窝煤。（2）在机身内设置下平面已削去一段距离而能使摇杆轴能通过的立式球面槽轮分度机构作为模套转盘体分度机构。槽数四个一组，一般切削25～40 毫米距离，模套转盘体于立式球面槽轮之间用花键连接。这种机构转位平稳，结构简单，且不受煤尘污染。（3）活动衡量下面装有大小两种型号冲模芯杆，他下面于不同直径系列的冲煤模联接，每个冲模芯杆上部装有数个蝶形弹簧组成的弹性活动支撑。（4）在冲模芯杆上设置了行程开关和碰铁。（5）在飞轮轴下面装有牵引电磁铁，飞轮轴上装有固定盘，盘内装有三个锥套与飞轮上的3 个活动锥杆等零件，锥套和锥杆的锥角为30°～120°。当冲制蜂窝中原工学院2011 届毕业设计(论文)---开题报告- 4 - 煤遇到异物时，冲压力就会大幅增加，超过额定值时，冲模芯杆上部弹性支承被压缩而位移，使冲模芯杆上的碰铁碰到行程开关切断电机电源，接通安装在飞轮下面的牵引电磁铁，拖动旋转顶杆，使飞轮与传动轴失去传递扭矩功能，飞轮变为空转，即保证了机器的使用安全。（6）在传动轴上设置了3 个受弹簧压力控制的活动长锥杆，它与内锥套联接，3 个活动长锥杆尾端与控制圆盘联接，通过圆盘移动直接碰撞行程开关，活动长锥杆和内锥套的锥角为30°～120°。中原工学院2011 届毕业设计(论文)---开题报告- 5 - 图1 蜂窝煤成型机结构件图图2 皮带轮轴装配草图中原工学院2011 届毕业设计(论文)---开题报告- 6 - 图1 描述了本设计的传动原理，有电动机（1）经皮带轮带动飞轮（4），经锥杆离合器中的活动锥杆（33）插入锥套（35），带动固定盘（34），传动轴（5），联轴器（37）（3）将扭矩传至轴（2），该轴上装有四对传动齿轮分为三路进行扭矩传递。第一路：由轴（2）上的左、右齿轮带动大齿轮（24）和传动轴（6）旋转，通过大齿轮（24）上的曲拐（7），拉杆（12）带动活动横梁（13）做上下运动。第二路：由轴（2）中间的一对锥齿轮带动搅拌轴（26）作旋转落料运动，将煤均匀的投入到模套中待压。第三路：由轴（2）上的偏右的一对齿轮带动送煤轮轴（25），将成品蜂窝煤和煤芯料运出。图 3 双冲模芯杆及过载保护装置图3 描述了冲模杆的过载保护装置。两个冲模芯杆（18）通过平衡杆（47）与联接板（53）