机械原理冲压式蜂窝煤成型机设计

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1、机械原理课程设计－冲压式成型机设计设计成员：刘晨鹤张磊刘晓茂蜂窝煤成员分工机械0404刘晓茂机械0401张磊机械0402刘晨鹤设计及建模:由三人共同完成总装配及仿真分析：张磊刘晨鹤设计说明书及PPT：刘晓茂蜂窝煤蜂窝煤长期以来在我国城镇乡村广泛使用，现已发明环保节能型蜂窝煤，燃烧无毒、无味、无黑烟。所以市场上对蜂窝煤的需求量很大。质量高的蜂窝煤有抗压性强、外观平整光滑、厚薄一致、孔距分布合理、燃烧良好的特点，这就对蜂窝煤成型机提出了要求。设计要求和参数生产能力：30次/分电机：Y180L-8，N=11kw，n=730r/min如图所示

2、，冲头3、脱模盘4、扫屑刷4、模筒转盘1都与上下移动的滑梁2连成一体。当滑梁上下冲时，冲头将粉煤冲压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模。在滑梁上升过程中，扫屑刷将冲头和脱模盘上粘着的粉煤刷掉。模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇运动时使加料的模筒进入冲压位置，成型的模筒进入脱模位置，空模筒进入加料位置。为改善冲压质量，冲压后应有一段保压时间。为增大冲头压力，减小原动机功率，冲压机应具有增压功能。冲压式蜂窝煤成型机典型冲压式蜂窝煤成形机机构运动简图为更好的了解冲压式蜂窝煤成型机的工作原理以及机构组成，我们查找了许多相关资料，从中对蜂窝煤成

3、型有了个大概的了解，并萌发出一些自己的想法，为接下来的设计与建模做好了准备。工艺动作分解蜂窝煤成型冲压成型机械起模机械清屑工位转换成品输出冲压机构作直线反复运动起模机构作直线反复运动清屑机构完成左右方向的反复运动槽轮实现工作台的停歇转动将起模后的型煤落在输送带上输出该机主要由四个机构组成：冲压、脱模往复运动机构、扫屑刷扫屑机构、工作台间歇分度机构。设计方案一如图所示，该机械系统的输入为电动机连续转动，冲头、起模盘与传动轴主轴连成一体。当传动主轴连续回转的前半个周期，冲头将粉煤冲压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模。后半个周期扫屑刷将

4、冲头和脱模盘上粘着的粉煤刷除。工作台上均布六个模筒，由槽轮机构实现间歇转动。在同一时刻，加料模进入冲压模位置，成型模进入脱模位置，空模筒进入加料位置。冲头脱模盘扫屑刷设计方案二该设计方案的特点是偏置曲柄滑块机构执行粉煤冲压成型动作，由另一曲柄滑块机构的演变机构将成品顶出。由凸轮机构把送入煤粉和输出成品合并为一个动作，在把成品推出工作台的同时将下一工作循环的粉煤送至模筒。设计方案三该方案的特点是由双轴伸发动机带动两侧蜗杆涡轮传动，通过两组凸轮配合将粉煤挤压成蜂窝煤。在煤饼上模，左右模脱开的时候，平行四边形两曲柄上接的两推板运行到工作台表

5、面，同时分别将成型煤饼和煤料送到位。方案比较由于该机主要在城镇农村使用，应力求结构简单、操作方便、成本低廉，为了提高工作效率，拟采用多工位工作方式，使加料、冲压、起模三个工步同时在转盘工作台上实现，由此需要实现工作台的间歇转动。上述蜂窝煤三个设计方案，方案一采用凸轮机构，用凸轮远休轮廓来实现保压时间。为考虑冲压成型的质量，冲压后应有保压时间。为增大冲头压力，减小原动机的功率，冲压机构有增压功能。故采用设计方案一。最终选定方案设计方案一冲压成型采用凸轮机构脱模采用六杆增压机构清屑采用曲柄摇杆机构工位转换采用槽轮机构创新点：[1]一次冲压

6、两个蜂窝煤，提高生产效益和效率。[2]采用蜗杆涡轮取代带轮传动，减速效果明显。[3]将滑梁替换成连续回转的传动主轴，舍去曲柄带动滑梁这一机构。[4]扫屑刷由滑梁驱动转变为随工作台转动的曲柄滑块机构，取代了机架上的盘形凸轮机构，节省了空间，使结构更紧凑。[5]冲头与脱模盘的运动相互独立。最终方案机构运动简图机构选用蜗杆涡轮机构实现较大传动比，将电机输出转速转换成工作转速传动比24:1凸轮机构（冲压机构）0°～90°近休80mm90°～180°修正正弦180°～240°远休191mm240°～360°等加速曲线凸轮偏置e=50mm冲头凸轮

7、调整方便，可获得任意运动规律，可精确控制，但受力特性较差。保压时间明显，并可有急回特性。六杆增压机构（脱模机构）具有急回特性与增压效果压时间可较长，增力较强，但计算复杂。槽轮机构实现工作台的间歇转动转动比3:1结构比较简单，工作可靠啮入和啮出比较的平稳，有柔性冲击；多用于转动运动，每次槽轮转角不小于45度。机构应用的也比较的广泛。输送带连续运动冲头向下冲头停工作转工停刷停扫屑0°90°180°270°运动循环图执行系统协调设计冲头向上冲头停台动作台扫屑刷扫屑建模电机凸轮机构六杆增压机构蜗杆涡轮机构槽轮机构装配体爆炸动画仿真分析蜂窝煤冲

8、头位移仿真分析蜂窝煤冲头蜂窝煤冲头速度仿真分析蜂窝煤脱模盘加速度仿真分析槽轮角速度仿真分析槽轮角加速度仿真分析机构三维仿真动画参考资料裘建新主编《机械原理课程设计指导书》北京高等教育出版社2005孙恒、陈作模主编机械原理