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前言
本機(jī)的設(shè)計(jì)綜合了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)磨粉機(jī)的優(yōu)點(diǎn),并對(duì)某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),使其更加完善,可以說(shuō)使一臺(tái)先進(jìn)的磨粉機(jī)。本機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,實(shí)用性強(qiáng),裝、拆、檢修方便,而且各個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸都比較小。本機(jī)磨輥內(nèi)平置,其喂料性能好;喂料流可直接進(jìn)入粉碎區(qū), 并便于操作人員觀(guān)察和調(diào)整喂料情況;粉碎后的物料對(duì)下磨門(mén)無(wú)噴粉情況,拆換磨輥方便。磨輥軸上的大皮帶輪和同步帶輪均采用彈性換聯(lián)結(jié),裝拆方便。磨輥傳動(dòng)采用源弧形雙面同步齒形帶,而且把改向輪和張緊輪合為一個(gè)改向張緊輪,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,趕得上國(guó)際先進(jìn)水平。喂料輥離合器采用了摩擦片離合器(氣動(dòng)離合),料門(mén)的啟閉采用伺服電機(jī),喂料輥的動(dòng)力來(lái)源于慢輥,這些都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。本機(jī)的第一級(jí)傳動(dòng)——電機(jī)到大皮帶輪,采用窄形(SPA)三角帶,;兩個(gè)喂料輥間采用單面同步齒形帶,軋距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用止推塊,啟動(dòng)離合閘,而且保安裝置就是利用本氣缸,這些在國(guó)內(nèi)是不常見(jiàn)的,所以說(shuō)本機(jī)是一臺(tái)先進(jìn)的磨粉機(jī)。
第一章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的依據(jù)、用途和適用范圍
1.1 依據(jù)
本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是根據(jù)XXXX學(xué)院機(jī)電工程系200XXXXX屆畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求,在已學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行的實(shí)踐。按照指導(dǎo)教師的要求,本設(shè)計(jì)給定的要求是:磨輥規(guī)格為Φ250×1000;磨輥排列方式為平置;按照目前磨粉機(jī)的結(jié)構(gòu),快慢輥間采用加長(zhǎng)齒輪減速箱傳動(dòng);自動(dòng)調(diào)節(jié)料門(mén);機(jī)械浮子傳感;手動(dòng)合閘、自動(dòng)松閘、氣壓控制松合閘的半自動(dòng)氣壓輥式磨粉機(jī)。主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵是:傳感機(jī)構(gòu);喂料輥傳動(dòng);料門(mén)控制機(jī)構(gòu)和快、慢輥傳動(dòng)。
1.2 用途及使用范圍
本產(chǎn)品適用于大中型面粉廠(chǎng),可從前道皮磨用到心磨。
第二章 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作
在正式開(kāi)始畢業(yè)設(shè)計(jì)之前,隨隊(duì)到無(wú)錫XXXXX械制造有限公司、XXX機(jī)械(蘇州)有限公司進(jìn)行了為期4天的參觀(guān)調(diào)研,了解了一些國(guó)外先進(jìn)磨粉機(jī)的機(jī)構(gòu)、工作原理,獲得了部分參考資料,了解了畢業(yè)設(shè)計(jì)的途徑和方法。
第三章 設(shè)計(jì)方案的確定和關(guān)鍵技術(shù)的解決方法
3.1 總體結(jié)構(gòu)與主要工作構(gòu)件
3.1.1 機(jī)架
目前國(guó)內(nèi)外磨粉機(jī)的機(jī)架制造方式有三種:即整體鑄造、墻板拼裝和焊接墻板機(jī)架。
整體鑄造機(jī)架:其整體性和剛性好,節(jié)省切削加工工時(shí),而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,可以說(shuō)百年不壞。但是,機(jī)架鑄造困難,而且鑄造技術(shù)要求高,成本高,不利于磨粉機(jī)的系列化。
墻板拼裝式機(jī)架:鑄件體積小,尺寸小,便于制造,成本低,便于安排其他零部件, 便于實(shí)現(xiàn)全封閉, 而且有利于磨粉機(jī)的系列化。但是, 機(jī)架剛度差,容易變形, 切削加工的工作量大。
焊接式機(jī)架:其生產(chǎn)周期短, 重量輕,成品率高。但是, 焊接技術(shù)要求高, 焊接后產(chǎn)生變形及應(yīng)力及中, 必須進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力及中。
綜合考慮以上各種機(jī)架的優(yōu)缺點(diǎn), 本機(jī)采用墻板拼裝式機(jī)架。
3.1.2 外形
目前, 磨粉機(jī)的外形有:敞開(kāi)式,半封閉式,全封閉式三種。本機(jī)采用全封閉式外形,所謂全封閉是指整個(gè)磨粉機(jī)除快輥皮帶輪外,均布置在密封罩內(nèi),它的優(yōu)越性在于避免敞開(kāi)式和半封閉式的缺點(diǎn), 使零、部件得到良好的保護(hù),而且操作安全可靠,機(jī)器美觀(guān), 車(chē)間衛(wèi)生清潔,改善了工人的工作環(huán)境。
本人完成的磨粉機(jī)外形圖如下圖3-1所示:
圖3-1
3.1.3 與機(jī)架有關(guān)的部分
料筒:本機(jī)料筒采用有機(jī)玻璃,可以觀(guān)察進(jìn)料情況,而且質(zhì)輕美觀(guān)。
上磨門(mén):本機(jī)采用有機(jī)玻璃,這樣可以觀(guān)察到喂料輥轉(zhuǎn)動(dòng)及料流等情況。
下磨門(mén):本機(jī)采用A3鋼板制造,下磨門(mén)和下?lián)螕跤勉q支軸連接,與上撐擋用磁鐵吸住。此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,實(shí)用性強(qiáng),而且便于開(kāi)啟、關(guān)閉。
罩殼:本機(jī)罩殼采用A3鋼板沖壓、焊接制成。側(cè)面罩殼分為上、下、左、右四塊,此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,拆裝方便。當(dāng)僅需觀(guān)察傳動(dòng)情況時(shí),只要向上打開(kāi)上罩殼即可,不必把它卸掉。
3.1.4 磨輥及其支承、清理、冷卻與調(diào)平
磨輥(見(jiàn)3-2):
輥體是空心的,外層為冷硬鑄鐵,內(nèi)層為普通灰口鑄鐵,采用離心兩次澆筑成型。輥軸采用碳鋼——45鋼。輥體和輥軸二者過(guò)盈配合,加工配合面后用壓力機(jī)將輥軸壓入輥體,然后再進(jìn)行機(jī)加工。
圖3-2
支承:
傳統(tǒng)磨粉機(jī)中,磨輥的支承多采用滑動(dòng)軸承。滑動(dòng)軸承承受磨輥振動(dòng)和沖擊載荷的能力強(qiáng),壽命長(zhǎng),滑動(dòng)軸承的徑向尺寸小,周向尺寸長(zhǎng),正適合在磨粉機(jī)墻板上安排,滑動(dòng)軸承對(duì)拆裝磨輥方便,而且易于實(shí)現(xiàn)自位。但是滑動(dòng)軸承也有它的不足之處,其摩擦嚴(yán)重,帶來(lái)的后果是磨粉機(jī)的消耗功率大,軸承發(fā)熱嚴(yán)重,甚至發(fā)生燒壞軸承的事故,滑動(dòng)軸承精度低, 難以保證輥間軋距的穩(wěn)定性,因此后道磨粉機(jī)上(軋距僅百分之幾毫米)會(huì)產(chǎn)生空輥打擊事故,軸瓦磨損后有徑向間隙,更不利于定心,磨輥運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生徑向跳動(dòng)?;瑒?dòng)軸承需要稀油潤(rùn)滑,容易污染面粉,不符合衛(wèi)生要求, 而且要用寶貴的有色金屬?,F(xiàn)代磨粉機(jī)幾乎全部采用滾動(dòng)軸承, 其摩擦損失小,發(fā)熱小,對(duì)減少磨粉機(jī)的功率消耗有很大的作用。滾動(dòng)軸承的回轉(zhuǎn)精度高, 可保持快、慢輥間有穩(wěn)定的軋距。滾動(dòng)軸承供應(yīng)充足,可節(jié)約稀有金屬。滾動(dòng)軸承采用黃油脂潤(rùn)滑, 基本上不存在污染問(wèn)題。但是滾動(dòng)軸承也有缺點(diǎn),其承受磨輥振動(dòng)和沖擊載荷的能力較差,壽命短。滾動(dòng)軸承的徑向尺寸大,在磨粉機(jī)上安排較困難,而且對(duì)拆裝磨輥較為困難。綜合考慮上述兩種軸承,本機(jī)選用雙列向心球面滾子軸承。此軸承有自位性能,而且承受載荷較大。為了便于裝拆磨輥, 在軸承內(nèi)圈和磨輥之間加了緊釘錐套。軸承座為整體式,慢輥軸承座固定在牛腿上, 快輥軸承座固定在墻板上。
清理方法:
本機(jī)采用刷帚清理粘在磨輥上的物料。
冷卻問(wèn)題:
本機(jī)沒(méi)有設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的冷卻裝置,而是利用空氣自行冷卻。目前, 國(guó)外先進(jìn)磨粉機(jī)都不采用專(zhuān)門(mén)的冷卻裝置, 而是靠空冷。
調(diào)平問(wèn)題:
本機(jī)采用牛腿鉸支軸加偏心套以調(diào)上下不平,利用雙面單調(diào)來(lái)調(diào)水平面不平。
3.1.5 磨輥與軸系零件的連接
絕大多數(shù)磨粉機(jī)上,磨輥與軸系零件——大帶輪及同步輪的連接采用鍵。雖然鍵連接具有簡(jiǎn)單、緊湊、可靠、成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是,鍵槽減少了被連件的承載面積,特別是會(huì)引起高度的應(yīng)力集中,被連件也難以獲得精確的定心, 而且裝拆也不方便。本機(jī)采用彈性環(huán)連接。彈性環(huán)連接的定心性好,輪轂可以相對(duì)于軸緊固在任意軸向位置上, 裝拆方便, 只要把緊固螺釘松開(kāi),彈性環(huán)連接避免軸因鍵槽等原因而削弱, 承載能力高,可獲得緊密的連接,而且有安全保護(hù)作用。只要過(guò)載,內(nèi)、外環(huán)就會(huì)打滑,形成相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),避免零件損懷。磨軸與軸承通過(guò)緊定套連接,這樣有利于裝拆軸承。慢輥與喂料輥三角帶輪的連接用螺釘,也便于裝拆。
3.1.6 喂料輥及其有關(guān)尺寸參數(shù)的確定
輥體材料及其制造方法:
本機(jī)喂料輥(見(jiàn)圖3-3)采用20號(hào)無(wú)縫鋼管制成。
輥徑的確定:
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù), 定量輥直徑為88mm,分流輥直徑為70~90mm,初定一輥徑,再通過(guò)理論計(jì)算,得出亮輥徑都為90mm。
圖3-3
齒形的確定:
齒形根據(jù)廠(chǎng)家的不同工藝要求,具體確定不同的皮磨機(jī)心磨的齒形。如果物料的散落性不好,應(yīng)將上輥(定量輥)改為鉸龍。
喂料軌跡及轉(zhuǎn)速的確定方法:
在考慮空氣阻力的條件下,對(duì)物料顆粒進(jìn)行受力分析,并根據(jù)達(dá)·朗伯原理列出方程組。通過(guò)計(jì)算機(jī)解在同一時(shí)刻微分方程組的X、Y值。 在坐標(biāo)紙上作出喂料軌跡,在保證喂料軌跡不變的條件下,對(duì)于不同的物料, 采用不同的分流輥轉(zhuǎn)速,可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行試算獲得。本設(shè)計(jì)計(jì)算出了后道皮磨,心磨及一皮磨分流輥的極限轉(zhuǎn)速,定量輥的轉(zhuǎn)速為分流輥的三分之一。
3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)
3.2.1 快輥拖動(dòng)
快輥是由電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)的,快輥的轉(zhuǎn)速要求在450~600rpm,確定快輥的轉(zhuǎn)速要綜合考慮動(dòng)耗、產(chǎn)量和大帶輪直徑。 如果轉(zhuǎn)速過(guò)大,大帶輪直徑相對(duì)減小,產(chǎn)量增大,但動(dòng)耗也增大; 如轉(zhuǎn)速過(guò)小,雖然動(dòng)耗減小,但產(chǎn)量也減小,而且大帶輪直徑增大,影響整機(jī)的尺寸。若轉(zhuǎn)速變化范圍不太大,對(duì)產(chǎn)量的影響很小。所以綜合考慮上述情況,把轉(zhuǎn)速定在550rpm左右。
3.2.2 輥間傳動(dòng)
功能要求:
磨粉機(jī)快、慢輥間傳動(dòng)裝置必須保證快、慢輥有較為準(zhǔn)確的傳動(dòng)比,能適應(yīng)磨輥輥徑的變化及軋距調(diào)節(jié)所引起的快、慢輥中心的變化,有一定的使用壽命,而且噪音要小,傳動(dòng)件在磨輥軸上應(yīng)便于安裝拆卸,為了適應(yīng)研磨不同的物料,快慢輥間應(yīng)有不同的速比。本機(jī)設(shè)計(jì)三種速比,即2.5、2、1.5。
磨粉機(jī)的輥間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在空載時(shí)起傳動(dòng)作用;在負(fù)載時(shí), 由于封閉功率的存在,其定速作用。負(fù)載時(shí), 存在封閉功率,使輥間傳動(dòng)帶(或鏈)的松緊邊對(duì)調(diào)轉(zhuǎn)化,帶輪齒的非嚙合面磨損,磨粉機(jī)傳動(dòng)件的壽命降低,所以封閉循環(huán)功率是傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)依據(jù)。
傳動(dòng)方式的比較確定:
目前,國(guó)內(nèi)外磨粉機(jī)輥間傳動(dòng)方式有:皮帶傳動(dòng),齒輪傳動(dòng),連傳動(dòng),扭矩臂差動(dòng)傳動(dòng)及雙面同步齒形帶傳動(dòng)。
皮帶傳動(dòng):
皮帶傳動(dòng)的動(dòng)力大,磨粉機(jī)的粉碎能力大,產(chǎn)量大, 不需要潤(rùn)滑,減小了污染性,對(duì)主、從動(dòng)輪中心距變化的適應(yīng)能力強(qiáng),松和閘對(duì)皮帶的傳動(dòng)性能影響較小,工作中的噪音小。但是,皮帶傳動(dòng)的速比不準(zhǔn)確,傳動(dòng)效率低, 而且結(jié)構(gòu)齒寸大,還不安全。所以使得它在磨粉機(jī)上的使用越來(lái)越少,已逐漸被淘汰。
齒輪傳動(dòng):
齒輪傳動(dòng)的功率大, 傳動(dòng)比準(zhǔn)確, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊, 便于密封,操作安全。 但是, 齒輪傳動(dòng)對(duì)中心距的要求嚴(yán)格,因此松合閘對(duì)傳動(dòng)性能的影響較大,噪音大, 壽命低,需要系由潤(rùn)滑, 而且因?yàn)橛旋X輪箱密封, 所以顯得笨重。對(duì)于一臺(tái)磨粉機(jī), 要適應(yīng)不同的輥徑, 必須要有幾套齒輪備用。 對(duì)于磨粉機(jī)傳動(dòng)的齒輪還有特殊的要求:合閘時(shí), 齒輪處于是最佳工作狀態(tài)的中心距工作, 為了減小松合閘時(shí)齒輪因中心距偏大所產(chǎn)生的噪音, 必須用加長(zhǎng)齒齒輪。
鏈傳動(dòng):
鏈傳動(dòng)對(duì)于松合閘引起的磨輥中心的變化對(duì)鏈傳動(dòng)性能的影響不大,能適應(yīng)不同直徑磨輥的使用(緊需調(diào)節(jié)張緊輪的位置), 其傳動(dòng)比準(zhǔn)確,缺點(diǎn)為:傳動(dòng)鏈的承載能力不大,鏈傳動(dòng)對(duì)于主、從鏈輪的不同面度較為敏感, 因此, 兩磨輥的軸向竄動(dòng)將影響傳動(dòng)性能,所以傳動(dòng)鏈的壽命較低,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸較大, 鏈傳動(dòng)需用稀油潤(rùn)滑,,鏈輪箱必須有可靠的密封,以防止污染,鏈輪的裝拆也不方便。
扭矩臂差動(dòng)傳動(dòng):
優(yōu)點(diǎn):磨輥的松合閘不影響機(jī)構(gòu)中齒輪副的中心距,并能保證齒形帶輪中心距基本不變,傳動(dòng)性能好,噪音小, 齒輪箱的密封性能好,齒形帶不需有潤(rùn)滑,門(mén)有潤(rùn)滑油的污染問(wèn)題,機(jī)構(gòu)的尺寸小,便于封閉。但是,它也存在缺點(diǎn):軸承臂的位置調(diào)節(jié)需繞其慢輥軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 因此,當(dāng)磨輥直徑減小后,軸承臂上移所引起的齒形帶輪中心的變化,不能完全由從動(dòng)輪軸心和軸承臂鉸支抵消, 所以松合閘對(duì)齒形帶輪中心距仍有一定影響, 機(jī)構(gòu)中的齒輪減速箱重量較大(56公斤左右), 沒(méi)有把手, 裝拆不方便。
雙面同步齒形帶傳動(dòng):
雙面同步齒形帶傳動(dòng)集齒輪傳動(dòng)合帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)于一身。其傳動(dòng)效率高,節(jié)能效果高, 經(jīng)濟(jì)效益好,帶與齒形輪之間往返間隙小,嚴(yán)格同步,不打滑,傳動(dòng)比準(zhǔn)確,角速度恒定,不需潤(rùn)滑油, 既節(jié)省油又不會(huì)產(chǎn)生污染,使用壽命長(zhǎng)而且不需維修保養(yǎng), 使用速度范圍大,因其輕而離心力小,所以可高速傳動(dòng),也可低速高扭矩傳動(dòng)。 帶的使用伸長(zhǎng)非常小, 初張力也很小,帶的運(yùn)轉(zhuǎn)生熱小,還可以延長(zhǎng)電機(jī)和軸承的使用壽命,由于是圓弧齒, 所以嚙合圓滑, 傳動(dòng)平穩(wěn), 有一定的吸振作用,噪音小。 負(fù)載容量范圍大, 整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸也較小。 由于目前皆采用四個(gè)輪子傳動(dòng),所以結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)而言較大, 而改成三個(gè)輪子(把改向輪和張緊輪合為一個(gè)輪子——改向張緊輪),結(jié)構(gòu)尺寸更小,更為緊湊,在整機(jī)上更便于安排。 我國(guó)青島橡膠工業(yè)研究所從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的制造橡膠同步齒形帶的技術(shù)和設(shè)備,所以采用同步帶的來(lái)源有了充分的保障。
綜上所述, 本機(jī)輥間傳動(dòng)采用齒輪減速箱傳動(dòng)。
3.2.3 喂料輥傳動(dòng)
動(dòng)力來(lái)源:
傳統(tǒng)的磨粉機(jī)的動(dòng)力來(lái)源都從快輥傳遞,由于快輥轉(zhuǎn)速較高, 而分流輥的轉(zhuǎn)速較低,所以必須配置減速箱,它不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 而且安裝也復(fù)雜,增加了成本。本機(jī)的動(dòng)力來(lái)源于慢輥, 由于慢輥由磨輥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)減速了一級(jí), 傳到分流輥再減速一級(jí), 就不用減速箱了, 所以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。
張緊問(wèn)題:
目前, 國(guó)內(nèi)外的磨粉機(jī)喂料輥傳動(dòng)皆有張緊輪張緊, 而本機(jī)利用巧妙的結(jié)構(gòu)安排解決了張緊問(wèn)題, 并不需要用專(zhuān)門(mén)的張緊裝置, 所以結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化。
離合器:
磨粉機(jī)多采用牙嵌式離合器, 它靠一套杠桿進(jìn)行工作, 其靈敏度存在一些問(wèn)題, 而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。本機(jī)采用摩擦片氣動(dòng)離合器, 由膜片氣缸控制, 本機(jī)本來(lái)就是氣壓磨粉機(jī),所以氣源充足, 而且其靈敏度高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。
前后輥傳動(dòng)方式:
本機(jī)喂料輥前后輥傳動(dòng)采用單面同步齒形帶傳動(dòng), 同步齒形帶的優(yōu)點(diǎn)在前已述, 這里就不多筆了。
3.3 控制系統(tǒng)
3.3.1 傳感機(jī)構(gòu)
目前, 國(guó)內(nèi)外傳感機(jī)構(gòu)基本上有以下幾種:
電極板傳感機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 動(dòng)作靈敏。缺點(diǎn):后道磨粉機(jī)的極板易被面粉粘上,以至失效, 效果不好。
杠桿組及“噴射式”射流元件組成的傳感機(jī)構(gòu),該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于:結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單, 動(dòng)作靈敏。 缺點(diǎn):使用壽命短。
光電傳感機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于:動(dòng)作靈敏度高, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn):光電管易被面粉粘上, 以至失效, 所以使用效果不好。
杠桿組傳感機(jī)構(gòu),優(yōu)點(diǎn):使用壽命長(zhǎng)。 缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)較復(fù)雜, 靈敏度不高。
杠桿組及電傳感機(jī)構(gòu),優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 靈敏度高,使用壽命長(zhǎng)。 缺點(diǎn):易造成離合閘動(dòng)作頻繁。
浮子可分為:枝狀浮子、盤(pán)狀浮子和傘狀浮子。枝狀浮子不存物料, 但其靈敏度差而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 盤(pán)狀浮子動(dòng)作靈敏, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 但其易存物料(物料落在盤(pán)上不易掉下來(lái))。傘狀浮子兼有枝狀浮子和盤(pán)狀浮子的優(yōu)點(diǎn), 動(dòng)作靈敏, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 不存物料。
綜合考慮上述各種傳感機(jī)構(gòu), 本機(jī)采用傘狀浮子杠桿組及電傳感機(jī)構(gòu)??朔朔N傳感器缺點(diǎn)的措施是利用繼電器來(lái)解決回差問(wèn)題。
3.3.2 料門(mén)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
料門(mén)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有以下幾種:
1.手動(dòng)料門(mén)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu):
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但不能根據(jù)進(jìn)機(jī)物料量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)料門(mén)的開(kāi)啟度, 以至喂料量不均勻, 如果突然斷料就會(huì)造成磨輥相碰。
2.氣、液壓連動(dòng)料門(mén)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu):
其靈敏度高,能隨進(jìn)機(jī)物料量的大小而改變料門(mén)的開(kāi)啟度, 但是,對(duì)氣、液壓元件的質(zhì)量要求高。
3.電控制料門(mén)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu):
其靈敏度高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 能實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)。 但是增加了動(dòng)耗。
綜合考慮以上幾種機(jī)構(gòu),本機(jī)選用電控制料門(mén)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu), 即用伺服電機(jī)。其工作原理:當(dāng)進(jìn)機(jī)物料量達(dá)到一定值時(shí),傘狀浮子下沉, 通過(guò)杠桿組傳感機(jī)構(gòu)傳給伺服電機(jī),伺服電機(jī)啟動(dòng), 帶動(dòng)扇形齒輪傳動(dòng),從而使料門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)料門(mén)的開(kāi)啟。 當(dāng)進(jìn)機(jī)物料量繼續(xù)增大時(shí),伺服電機(jī)帶動(dòng)扇形齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn),料門(mén)開(kāi)啟度增大。 當(dāng)進(jìn)機(jī)物料減小時(shí), 伺服電機(jī)帶動(dòng)扇形齒輪反轉(zhuǎn), 以致使料門(mén)開(kāi)啟度減小,當(dāng)進(jìn)機(jī)物料減小到一定程度時(shí),傘狀浮子上升到原來(lái)位置, 杠桿組傳感給伺服電機(jī), 電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng), 料門(mén)關(guān)閉。調(diào)節(jié)臂如下圖3-4所示。
圖3-4
3.3.3 離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)
功能要求:
對(duì)離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)的功能要求是:使磨輥在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)定軋距; 完成松和閘動(dòng)作;能滿(mǎn)足新輥及舊輥的使用;機(jī)構(gòu)能簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)兩磨輥的平行度, 使兩磨輥不平行度不大于0.01mm ;能簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)軋距大小, 且在調(diào)節(jié)后仍保持兩輥的平行度;機(jī)構(gòu)設(shè)有磨粉機(jī)的過(guò)載安全保護(hù)裝置;對(duì)于自動(dòng)控制松合閘的磨粉機(jī), 必須另設(shè)手控松合閘機(jī)構(gòu), 以免在自動(dòng)控制系統(tǒng)失靈時(shí)能維持生產(chǎn); 機(jī)構(gòu)應(yīng)便于拆換磨輥, 且在拆換的過(guò)程中盡可能少的拆換其他零件;機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)操作簡(jiǎn)單可靠;機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單可靠。
設(shè)計(jì)原則:
本機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則是能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能要求, 而且要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、換輥方便。
離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)的比較確定:
手動(dòng)離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu):離合軋靠偏心縱軸的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 軋調(diào)靠手輪或手柄帶動(dòng)牛腿動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn), 而且還安有保安彈簧。 此種機(jī)構(gòu)龐大,笨重, 結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 換輥也不太方便。
自動(dòng)離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu):離合閘靠氣、液缸推動(dòng)牛腿運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 軋調(diào)機(jī)構(gòu)與手動(dòng)離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)的軋調(diào)機(jī)構(gòu)相似, 而且還裝有保安彈簧。此種機(jī)構(gòu)也比較復(fù)雜, 換輥不方便, 但其操作比手動(dòng)離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)方便。
K型磨粉機(jī)的自動(dòng)離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu):此種機(jī)構(gòu)取消了磨粉機(jī)的兩個(gè)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)——偏心縱軸和慢輥支承彈簧。其松合閘靠氣缸推動(dòng)牛腿運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 軋調(diào)只有單調(diào)機(jī)構(gòu), 而沒(méi)有總調(diào)機(jī)構(gòu),而且其只是旋轉(zhuǎn)手輪改變止推塊的位置, 而不是改變牛腿的位置。此種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,旋轉(zhuǎn)軋調(diào)手輪所需的力比較小,而且松合閘的行程是可以變化的(采用偏心縱軸的傳統(tǒng)磨粉機(jī), 其松合閘行程是固定的),拆換磨輥也比較方便。 氣缸不僅是松合閘的執(zhí)行元件, 而且代替了彈簧來(lái)支承慢輥軸承臂,這不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu), 而且充分離用氣壓系統(tǒng)的彈性好,動(dòng)作靈敏的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)磨粉機(jī)的過(guò)載保護(hù)。 其用氣缸而不用液壓鋼的另一個(gè)原因是氣體沒(méi)有污染現(xiàn)象。 取消了偏心縱軸就出現(xiàn)了兩個(gè)氣缸的同步問(wèn)題, 此問(wèn)題可以從氣路中來(lái)解決或允許軸承有良好的自位性能。
綜合考慮以上幾種機(jī)構(gòu), 本機(jī)采用K型磨封機(jī)的自動(dòng)離合軋——軋調(diào)機(jī)構(gòu)。
3.3.4 程序動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)
當(dāng)進(jìn)機(jī)物料達(dá)到一定值時(shí),傘狀浮子下降到了一定程度, 通過(guò)杠桿組傳到伺服電機(jī),伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)扇形齒輪帶動(dòng)料門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng), 料門(mén)打開(kāi)。 與此同時(shí), 喂料輥離合器的膜片氣缸和離合軋主氣缸充氣,喂料輥轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)喂料, 磨輥合軋, 開(kāi)始正常工作。先喂料后合閘的動(dòng)作順序是利用喂料輥離合的膜片氣缸負(fù)荷小,進(jìn)缸先完成,而離合閘主氣缸負(fù)荷大,進(jìn)缸后完成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 當(dāng)進(jìn)機(jī)物料減小到一定值時(shí)傘狀浮子上升到一定程度, 通過(guò)扇形齒輪帶動(dòng)料門(mén)反向旋轉(zhuǎn),料門(mén)關(guān)閉。 與此同時(shí), 主氣缸有桿腔進(jìn)氣, 無(wú)桿腔快速排氣,實(shí)現(xiàn)離閘; 喂料輥逐漸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。先離閘,后停料的動(dòng)作順序的實(shí)現(xiàn)是傳感器同時(shí)把信號(hào)傳給伺服電機(jī)和氣路執(zhí)行元件, 因主氣缸反方向通氣所以先離閘, 而喂料輥離合器膜片氣缸只是排氣, 而且當(dāng)摩擦片離開(kāi)后,喂料輥靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn), 再者, 料門(mén)關(guān)閉后, 機(jī)內(nèi)還存有一定的物料, 所以物料后斷。程序動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的原則就是:開(kāi)車(chē)時(shí),先喂料后合閘,停車(chē)時(shí),先離閘后斷料。
3.3.5 回差問(wèn)題
當(dāng)進(jìn)機(jī)物料達(dá)到料筒體積的三分之二時(shí), 實(shí)現(xiàn)磨輥的合閘;當(dāng)物料減少到料筒提及的三分之一時(shí),實(shí)現(xiàn)磨輥的離閘,這就是所謂的回差問(wèn)題。 通過(guò)對(duì)回差的控制,就可以解決磨輥離合閘動(dòng)作頻繁的問(wèn)題。
3.3.6 過(guò)載沖擊問(wèn)題
本機(jī)的過(guò)載保護(hù)依靠氣缸。 氣缸支承者慢輥, 當(dāng)膜輥間進(jìn)入金屬異物時(shí),輥間壓力增大, 由于氣缸桿的支承力是一定的,當(dāng)輥間壓力大于氣缸桿支承力時(shí),由于空氣有壓縮性, 氣杠桿往回走,使氣缸中的壓力增大,當(dāng)壓力增大到一定值時(shí), 使快速排氣閥打開(kāi)排氣, 氣缸桿快速往回運(yùn)動(dòng), 使磨輥的輥間間隙增大,直到金屬異物通過(guò)。這時(shí)輥間壓力減小,快速排氣閥關(guān)閉,氣體進(jìn)入氣缸,氣缸桿向前運(yùn)動(dòng), 氣缸中的氣體恢復(fù)到正常工作狀態(tài)和壓力值, 磨輥合軋, 磨粉機(jī)繼續(xù)正常工作。 本機(jī)利用離合閘主氣缸就很好地解決了過(guò)載沖擊問(wèn)題。
3.4 卸料方式
目前磨粉機(jī)的卸料方式就兩種:自流卸料和磨膛吸料。采用自流卸料時(shí), 磨粉機(jī)至少得安裝在二樓,而磨膛吸料可以把磨粉機(jī)安排在一樓。 本機(jī)的卸料方式為:自流卸料兼磨膛吸料,當(dāng)需要磨膛吸料時(shí), 只要裝上料斗的鍋底蓋和吸料管即可。 這樣, 有利于面粉廠(chǎng)的設(shè)備安排,其優(yōu)點(diǎn)不言而喻。
第四章 本機(jī)工作原理與操作方法
4.1 工作原理
本機(jī)的工作原理時(shí)利用一對(duì)平置等徑不等速相向旋轉(zhuǎn)的齒輥(或光輥),以剪切、擠壓、研磨(或擠壓和研磨)的方法將物料粉碎。物料由喂料輥均勻地喂入磨輥的粉碎區(qū)內(nèi),物料在被粉碎前與慢輥相對(duì)靜止,與快輥相對(duì)滑動(dòng)。物料進(jìn)入粉碎區(qū)時(shí),慢輥相當(dāng)于托板,快輥相當(dāng)于刮刀,把物料刮開(kāi),接觸到快輥齒的部分物料胚乳被快輥刮走,快輥齒夠不到的物料其余部分仍與慢輥保持靜止,直到除了粉碎區(qū)而落入料斗, 粘在磨輥上的物料通過(guò)清理機(jī)構(gòu)的清理作用也落入料斗,落入料斗的物料, 通過(guò)自流卸料方式或磨膛吸料方式被排出機(jī)外。
4.2 操作方法
設(shè)備安裝好后, 先讓機(jī)器空載運(yùn)轉(zhuǎn),如發(fā)現(xiàn)有不正常的現(xiàn)象應(yīng)立即停車(chē), 調(diào)整好后再試車(chē)。這樣反復(fù)進(jìn)行調(diào)試, 直到?jīng)]有異?,F(xiàn)象為止。當(dāng)磨粉機(jī)需要進(jìn)行工作時(shí), 首先按照該機(jī)所粉碎的物料,除調(diào)軋距,軋距調(diào)節(jié)好后,鎖緊手柄,然后按啟動(dòng)按鈕,使磨粉機(jī)處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)機(jī)物料達(dá)到一定值時(shí),料門(mén)打開(kāi),喂料輥轉(zhuǎn)動(dòng),磨輥?zhàn)詣?dòng)合閘, 磨粉機(jī)就進(jìn)入了工作狀態(tài)。打開(kāi)下磨門(mén),檢驗(yàn)被粉碎過(guò)的物料是否符合面粉廠(chǎng)生產(chǎn)的工藝要求。如不符合要求,就應(yīng)該松開(kāi)軋距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的鎖緊手柄,轉(zhuǎn)動(dòng)兩邊的軋距調(diào)節(jié)手輪調(diào)節(jié)軋距,直至被粉碎過(guò)的物料符合工藝要求為止,然后旋緊鎖緊手柄,關(guān)上下磨門(mén)。磨粉機(jī)就開(kāi)始正常工作。需要停車(chē)時(shí),按停車(chē)按鈕便可停車(chē)。
第五章 本機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與先進(jìn)性
本機(jī)的設(shè)計(jì)綜合了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)磨粉機(jī)的優(yōu)點(diǎn),并對(duì)某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),使其更加完善,可以說(shuō)使一臺(tái)先進(jìn)的磨粉機(jī)。本機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,實(shí)用性強(qiáng),裝、拆、檢修方便,而且各個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸都比較小。本機(jī)磨輥內(nèi)平置,其喂料性能好;喂料流可直接進(jìn)入粉碎區(qū), 并便于操作人員觀(guān)察和調(diào)整喂料情況;粉碎后的物料對(duì)下磨門(mén)無(wú)噴粉情況,拆換磨輥方便。磨輥軸上的大皮帶輪和同步帶輪均采用彈性換聯(lián)結(jié),裝拆方便。磨輥傳動(dòng)采用源弧形雙面同步齒形帶,而且把改向輪和張緊輪合為一個(gè)改向張緊輪,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,趕得上國(guó)際先進(jìn)水平。喂料輥離合器采用了摩擦片離合器(氣動(dòng)離合),料門(mén)的啟閉采用伺服電機(jī),喂料輥的動(dòng)力來(lái)源于慢輥,這些都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。本機(jī)的第一級(jí)傳動(dòng)——電機(jī)到大皮帶輪,采用窄形(SPA)三角帶,;兩個(gè)喂料輥間采用單面同步齒形帶,軋距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用止推塊,啟動(dòng)離合閘,而且保安裝置就是利用本氣缸,這些在國(guó)內(nèi)是不常見(jiàn)的,所以說(shuō)本機(jī)是一臺(tái)先進(jìn)的磨粉機(jī)。
第六章 其他說(shuō)明
6.1 換輥操作步驟
換輥時(shí),打開(kāi)上罩殼,寫(xiě)下下罩殼,放松大帶輪的帶,取下窄形三角帶,擰松同步帶輪張緊螺母,取下同步齒形帶,用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q松帶輪端面的內(nèi)六角螺釘(不必?cái)Q下),取下大帶輪和同步帶輪,擰松慢輥軸上帶動(dòng)喂料輥的小三角帶輪的緊釘螺母(在這之前摘下三角帶),取下它,取下插塊、軸承上端蓋,擰下圓螺母,拆下軸承、軸承座,取出快輥,之后取出中間插塊,取出慢輥。以相反步驟可拆下磨輥。
6.2 關(guān)于噪聲控制與污染問(wèn)題
由于本機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——磨輥傳動(dòng)采用同步齒形帶,兩個(gè)喂料輥之間傳動(dòng)采用同步齒形帶,慢輥到喂料輥之間傳動(dòng)采用三角帶,電機(jī)到快輥傳動(dòng)采用窄形三角帶,所以噪音較小,故沒(méi)有采取專(zhuān)門(mén)措施來(lái)控制噪音。由于本機(jī)是氣壓磨粉機(jī),所以氣缸和氣路接頭處沒(méi)有污染存在;本機(jī)采用滾動(dòng)軸承,用黃油脂潤(rùn)滑,避免了稀油潤(rùn)滑,所以污染性很小,故本機(jī)也沒(méi)有采取專(zhuān)門(mén)措施控制污染。
第七章 本機(jī)的特征
綜上所述,本機(jī)具有以下特征:
1、磨輥水平排列便于物料進(jìn)入磨輥縫隙;
2、磨膛吸風(fēng)可提高光棍的轉(zhuǎn)速,從而提高產(chǎn)量;
3、磨輥傳動(dòng)采用平皮帶或三角皮帶;
4、磨輥傳動(dòng)采用加長(zhǎng)齒斜齒輪傳動(dòng);
5、采用可調(diào)的、標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)調(diào)心滾子軸承,以保證精確的同心回轉(zhuǎn);
6、采用玻璃鋼整體外殼結(jié)構(gòu),密閉性好,噪音小。
第八章 計(jì)算部分
8.1 動(dòng)力計(jì)算、選配電機(jī):
由公式:Nd=
n1:快輥轉(zhuǎn)速,550rpm;
q:單位輥長(zhǎng)上的壓力,以實(shí)驗(yàn)取值為15G103;
b:輥長(zhǎng)度,1m
D:磨輥直徑,250mm;
:物料與快輥的摩擦系數(shù),0.43;
:物料與慢輥間的摩擦系數(shù),0.49
i:快輥與慢輥的速比,2.5;
:軸承效率,0.98;
:齒輪效率,0.98;
:三角帶效率,0.96
Nd :電機(jī)功率。
代入數(shù)值,Nd =28.18kW。
根據(jù)Nd,選Y系列電機(jī)Y200L-4(30kW)
其同步轉(zhuǎn)速為1500rpm,滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為1470轉(zhuǎn)。
8.2 三角帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
依照布勒公司MDDK-250型磨粉機(jī),選取三角帶輪直徑為355mm,四槽。
因工作載荷平穩(wěn),取KA=1.1,
計(jì)算功率:
選帶型號(hào):選SPA型帶
小帶輪計(jì)算直徑:D1G1470=355G550
所以,D1=132.8mm,取小帶輪直徑為130mm
根據(jù)布勒公司MDDK-250,大帶輪直徑為D2=355mm
所以大帶輪轉(zhuǎn)速n2=D1n1/D2=538.3rpm;
驗(yàn)算帶速,v=在5^25m/s的范圍內(nèi)。
初定中心距:
2(D1+D2)
2 (130+355)
取 600mm (276.75~970)
初算帶長(zhǎng):L+2/a
由圖11.4
取 基準(zhǔn)長(zhǎng)度
實(shí)際中心距:
;
小輪包角:° °
求帶根數(shù)
帶速:
傳動(dòng)比:
帶根數(shù):由表11.9
表11.7
表11.12
表11.11 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》227頁(yè)
取
求軸上載荷:
張緊力: <式11.21>
軸上載荷: <式11.23>
8.3 齒輪減速箱設(shè)計(jì)
項(xiàng)目
電機(jī)
快輥
慢輥
功率(kW)
30
28.5
27.36
轉(zhuǎn)速(rpm)
1470
538.3
215.3
轉(zhuǎn)矩(Nm)
194.9
505.6
1213.6
效率
0.95
0.96
選擇齒輪材料:小齒輪-40Cr, 大齒輪-45, (按p234)
(一)、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算:
(1)、初步計(jì)算:
轉(zhuǎn)矩:
齒寬系數(shù): 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表12.13,取
值; 估計(jì),取 , (表12。16)
接觸疲勞極限:由圖12。17c,取,;
初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力:
;
初步計(jì)算的小齒輪直徑:,其中為速比,
?。?
初步齒寬:
(2)、校核計(jì)算:
圓周速度v: ;
精度等級(jí):由表12.6,取為9級(jí)精度。
齒數(shù)z和模數(shù)m:初取
?。?
;
由表12.3,取
取
使用系數(shù): 由表12.9 取;
動(dòng)載系數(shù): 由圖12.9 ?。?
齒間載荷分配系數(shù):由表12.10,先求:
表12.8(分度圓壓力角)
由此得
齒向載荷分布系數(shù):由表12.11,
載荷系數(shù):
彈性系數(shù): 由表12.12
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù): 由圖12.16
重合度系數(shù): 由式12.31,因,取,故
螺旋角系數(shù):
許用接觸應(yīng)力:
驗(yàn)算
計(jì)算結(jié)果表明,接觸疲勞強(qiáng)度足夠!
8.4 磨輥受力分析
8.4.1 磨輥軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
初步計(jì)算磨輥軸的結(jié)構(gòu)尺寸:
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中冊(cè)p763,磨輥軸為實(shí)心軸,按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度:
取;
;
按扭轉(zhuǎn)剛度: 取,得
因軸上有一鍵槽,將求得值放大5%,得
同樣的方法,對(duì)另一軸可得: 。
故取 。
8.4.2 磨輥受力分析
磨輥受力分析時(shí):
1、 略去磨輥齒形及斜度的影響;
2、 略去磨輥支承處的摩擦阻力;
3、 略去三角帶傳動(dòng)的損失;
4、 略去喂料傳動(dòng)中三角帶輪的作用力。
1)、輥壓力 ;
2)、三角帶張力產(chǎn)生的力矩 ;
3)、通過(guò)物料對(duì)快輥的摩擦力(均布輥長(zhǎng)上);
4)、慢輥齒形帶對(duì)快輥齒形帶的拉力(張緊力) ,與z軸夾角;
5)、張緊力產(chǎn)生的扭矩 ;
6)、電機(jī)輸入扭矩 ;
7)、三角帶輪作用在輥軸上的力 ;
8)、磨輥重量 ;
9)、快輥齒形帶輪的重量;
10)、三角帶論重量 ;
11)、快輥齒輪帶上的扭矩 。
快輥受力計(jì)算:
z-x平面:
即
x-y平面:
慢輥受力分析:
1)、輥間壓力 ;
2)、快輥通過(guò)物料對(duì)慢輥的摩擦力 ;
3)、快、慢輥同帶輪相對(duì)拉力(張緊力) ,與z軸夾角為;
4)、張力緊邊力產(chǎn)生的扭矩 ;
5)、磨輥的重量 ;
6)、慢輥上大齒形帶輪重量 ;
D點(diǎn)的力可分解為:
7)、慢輥大帶輪扭矩
。
慢輥受力計(jì)算:
z-x平面:
x-y平面:
8.5 磨輥軸承的選擇計(jì)算
8.5.1 磨輥軸承的選擇
根據(jù)分析,采用雙列向心球面圓柱滾子軸承,因?yàn)槟シ蹤C(jī)沖擊載荷很小,又考慮到間小軸承座的直徑,所以采用輕寬系列的軸承。由于采用了緊定錐套,所以軸承內(nèi)徑,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,外徑,軸承型號(hào)為(GB286-64)的雙列向心球面圓柱滾子軸承。
8.5.2 軸承校核設(shè)計(jì)
快慢輥共有四個(gè)軸承,只要校核受力最大的一個(gè)就可以了。
慢輥:
快輥:
所以對(duì)慢輥A端的軸承進(jìn)行校核。
1)、計(jì)算動(dòng)載荷C:
(對(duì)于向心圓柱滾子軸承)
因無(wú)沖擊,取1.2,e=0.27 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》
雙列向心球面圓柱滾子軸承
因連續(xù)工作,故取最大值。
故所選用的四個(gè)軸承都合格。
2)壽命校核.
, 由〈機(jī)械零件手冊(cè)〉,查
p=12177.84(N)
一年按320天工作,一天工作24小時(shí).
?。辏?
所以四個(gè)軸承全用113518型,非常合理。
8.6 磨輥軸與軸體過(guò)盈量和壓入力的計(jì)算
1)、由公式確定配合所需壓力強(qiáng)度 P:
----------最大扭矩
磨輥傳遞的最大扭矩為,為安全起見(jiàn),取安全系數(shù)為2,f取0.08
: 磨輥體與軸的配合長(zhǎng)度(m);
: 軸的配合段直徑(cm);
: 裝配系數(shù),用壓入法時(shí),取0.08;
2)、由公式確定最小計(jì)算過(guò)盈(有效過(guò)盈) :
由于輥體與軸的材料不同,所以 (《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-8查得:
由查表3-33用插入法得:
3)、由公式確定最小配合過(guò)盈 ,并根據(jù)選配合:
轉(zhuǎn)查
(材料不同)
由公差配合表取優(yōu)選配合
最大過(guò)盈,最小過(guò)盈
4)、由公式計(jì)算最大計(jì)算過(guò)盈:
5)、由公式計(jì)算最大過(guò)盈時(shí)的強(qiáng)度:
6)、由公式驗(yàn)算配合件的強(qiáng)度
被包容件:
包容件:
所以當(dāng)時(shí)包容件產(chǎn)生塑性變形,而實(shí)際上得到最小或最大過(guò)盈的機(jī)會(huì)是很少的。因此,按計(jì)算零件強(qiáng)度時(shí),若產(chǎn)生不大的塑性變形是允許的。
7)、計(jì)算不發(fā)生塑性變形時(shí)的表面極限壓力強(qiáng)度
被包容件:
8)、計(jì)算壓入力 :
因?yàn)?,采用壓入法時(shí),
所以用43.8噸的壓力可將軸壓入。
8.7 慢輥軸的強(qiáng)度、剛度校核.
危險(xiǎn)截面分析:
對(duì)于各段軸來(lái)說(shuō),其截面突變或削弱處都為危險(xiǎn)截面,按理論都必須校核,上面所示的各危險(xiǎn)截面,應(yīng)進(jìn)行校核。
由合成彎距圖看出,右側(cè)所受彎距比左側(cè)各段大,兩側(cè)軸相同,所以只需校核4、5、6段即可。
《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,查表15-2得
根據(jù)公式: M’-當(dāng)量彎距(N*m)
d-軸徑(mm)
對(duì)4截面:M=1678.1N*m, T=918.78N*m
故滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。
對(duì)5截面:
故滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。
對(duì)6截面:M=850N*m, T=882.05N*m
故滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。
軸的剛度校核:
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》782頁(yè),得:
式中:第i段軸所受扭距(公斤*米)
第i段軸的長(zhǎng)度(mm)
:第i段軸徑(mm)
軸受扭距作用部分的長(zhǎng)度(mm)
因?yàn)槁佪S左側(cè)不受扭距,所以不必進(jìn)行剛度校核.
只對(duì)右側(cè)軸進(jìn)行校核.
因?yàn)椤【鶠椋福福?05N*m
所以,
剛度足夠??!
通過(guò)以上計(jì)算、校核、證明慢輥軸的強(qiáng)度、剛度足夠!
8.8 喂料輥動(dòng)力消耗計(jì)算:
喂料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下:
根據(jù)其結(jié)構(gòu),其輸出功率的計(jì)算公式,為:
式中:-消耗于喂料系統(tǒng)喂料運(yùn)動(dòng)的功率.
-傳動(dòng)副的總機(jī)械效率.
可?。?
-系統(tǒng)消耗于空轉(zhuǎn)的率.
對(duì)于雙輥喂料,一般可取2W/cm輥長(zhǎng),則
式中:泵殼內(nèi)各軸的平均直徑,取30cm.
殼內(nèi)所有各軸的.轉(zhuǎn)速之和.
系數(shù),根據(jù)結(jié)構(gòu)差異一般可取3-5.
系數(shù),根據(jù)輥長(zhǎng)及軸承結(jié)構(gòu)不同,一般可取8-10.
潤(rùn)滑油粘度影響系數(shù),取為1.
前后喂料輥的平均直徑.
分流輥轉(zhuǎn)速.
定量輥轉(zhuǎn)速.
8.9 喂料輥小同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
選擇帶輪和帶長(zhǎng),確定中心距:
( 此計(jì)算參考青島橡膠工業(yè)研究所《橡膠同步帶》)
根據(jù)其傳遞功率,選5M圓弧形齒同步帶,已知傳動(dòng)比為3
選擇小帶輪齒數(shù) ,則
大帶輪齒數(shù)
大帶輪節(jié)圓直徑
小帶輪節(jié)圓直徑
根據(jù)已知的傳動(dòng)條件,選擇中心距
計(jì)算小帶輪包角
帶長(zhǎng)
查表 該長(zhǎng)度在400~450之間,選取430mm
中心距:
計(jì)算帶寬:
根據(jù)小帶輪齒數(shù)和轉(zhuǎn)速,從表27中查出基準(zhǔn)功率傳動(dòng)容量
嚙合齒數(shù): , 查表得 嚙合系數(shù)
帶寬系數(shù):
根據(jù)帶寬系數(shù) 值,查表,得帶寬為20mm
張緊輪示意圖,如圖8-1所示。
圖8-1
8.10 料門(mén)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
開(kāi)啟時(shí)間按設(shè)計(jì)要求,開(kāi)啟時(shí)間 秒,料門(mén)轉(zhuǎn)角: 料門(mén)最大開(kāi)啟度為8~10mm,通過(guò)作圖法可計(jì)算出料門(mén)轉(zhuǎn)角為 左右。為提高靈敏度,起到放大作用,假定使電機(jī)軸旋轉(zhuǎn),所以電機(jī)軸上與傳感軸上齒輪相嚙合的傳動(dòng)比 , 電機(jī)軸上與料門(mén)軸上齒輪及嚙合的齒輪的傳動(dòng)比為,為了使各齒輪不過(guò)大或過(guò)小,取:傳感軸上齒輪直徑為90mm,料門(mén)軸上齒輪直徑為120mm,并且上述兩種齒輪采用扇形齒輪,電機(jī)軸上兩齒輪直徑分別為30mm,20mm。下圖所示的分別為圖8-2進(jìn)料斗,圖8-3集料斗。
圖8-2
圖8-3
8.11 磨膛吸料計(jì)算
(本部分計(jì)算參考《糧食機(jī)械原理》、《氣力輸送原理與計(jì)算》、《通風(fēng)除塵與氣力輸送》)
由于磨粉機(jī)前后道的流量不等,且物料的幾何尺寸,重量,懸浮速度和濃度比等所采用的數(shù)據(jù)不同,所以本設(shè)計(jì)以最大流量(1B)為設(shè)計(jì)依據(jù)。
技術(shù)參數(shù)
1)、輸送物料的氣流速度可由以上參考資料得 ;
2)、輸送濃度可有資料和一般面粉廠(chǎng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),由于物料性質(zhì)不同,其濃度比不同,一般前道物料比后道物料的比重大,因此取一皮,二皮 ,其他皮磨和心磨均取 。
3)、流量,根據(jù)《糧食機(jī)械原理》和面粉廠(chǎng)的參考經(jīng)驗(yàn)取:一皮 ;二皮 ;其他系統(tǒng)流量 ;
4)、每對(duì)磨輥的流量:
5)、計(jì)算吸料管內(nèi)徑 d:
根據(jù)氣力輸送原理 第189~190 頁(yè):吸料管內(nèi)、外筒之間的環(huán)形面積與內(nèi)管有效斷面面積相等,使物料得到有效的加速,以提高輸送能力。
, 取吸管壁厚 ,
帶入數(shù)據(jù)計(jì)算并圓整,??;
每對(duì)磨輥的書(shū)送風(fēng)量:依公式
依次帶入
由上總結(jié):吸料管規(guī)格
系統(tǒng)
風(fēng)速()
風(fēng)量()
流量
濃度比
吸管內(nèi)徑()
有效橫斷面面積()
套管內(nèi)徑()
一皮
18
824.59
3000
3.03
90
130
二皮
18
752.92
2250
2.49
86
125
其余
18
572.92
1500
2.18
75
110
第九章 主要設(shè)計(jì)參數(shù)
磨輥規(guī)格: ;
磨輥適用范圍: ;
喂料輥規(guī)格: ;
快輥轉(zhuǎn)速: 508rpm ;
喂料輥轉(zhuǎn)速: 一皮及心磨 116rpm,后道皮磨140rpm ;
快慢輥速比:2.5、2、1.5;
料門(mén)開(kāi)啟時(shí)間:3秒;
料門(mén)開(kāi)啟度: 8~10mm ;
伺服電機(jī)電壓:220v;
電機(jī)電壓: 380v;
氣缸氣體壓力: ;
磨輥中心距地面高度: 750mm;
軋調(diào)手輪中心距地面高度:665mm;
磨粉機(jī)外形尺寸:
結(jié)論
漫長(zhǎng)而又倍感充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)階段即將結(jié)束,通過(guò)這幾十天的學(xué)習(xí),我覺(jué)得自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力有了很大的提高,對(duì)我走向社會(huì)從事專(zhuān)業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?,F(xiàn)在談?wù)剬?duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。
首先,我感觸最深的就是:實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)中我做了許多重復(fù)性的工作,耽誤了很多的時(shí)間,但是這些重復(fù)性的工作卻增強(qiáng)了我的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力,積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也得到一條經(jīng)驗(yàn),搞設(shè)計(jì)不能只在腦子里想它的結(jié)構(gòu),必須動(dòng)手,即使你想的很完美,但是到實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí),會(huì)遇到許多意不到的問(wèn)題。
其次,我學(xué)會(huì)了查閱資料和獨(dú)立思考。當(dāng)開(kāi)始拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí),心里真的是一點(diǎn)頭緒也沒(méi)有,根本不知道從那里下手。在老師的指導(dǎo)下,我開(kāi)始查閱相關(guān)書(shū)籍,借鑒他人的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合自己的構(gòu)想,再利用自己所學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能,,深入了解了機(jī)械傳動(dòng)原理及機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。把設(shè)計(jì)意圖從構(gòu)想階段變?yōu)榭勺x者付諸生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)階段。我發(fā)現(xiàn)每一個(gè)設(shè)計(jì)都是一個(gè)創(chuàng)新、修改、完善的過(guò)程,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,運(yùn)用自己所掌握的知識(shí),發(fā)揮自己的想象力來(lái)搞好自己的設(shè)計(jì),這個(gè)過(guò)程也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程。這是一個(gè)艱辛的過(guò)程,很幸運(yùn)能在劉杰華老師的指導(dǎo)下,邊學(xué)邊用,才能按時(shí)按量完成規(guī)定的任務(wù)。
設(shè)計(jì)的完成,給了我很大的信心:我完全有能力利用自己所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能完成我并不熟悉的任務(wù)。在設(shè)計(jì)過(guò)程我更深切的體會(huì)到:獨(dú)立自主是關(guān)鍵,互協(xié)作更重要。
致謝
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的最終完成,離不開(kāi)各位老師和同學(xué)們的大力支持和無(wú)私的幫助,特別是指導(dǎo)老師XXXX教授,對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的全過(guò)程都給予了巨大的關(guān)注,為我的論文思路提出了許多具有建設(shè)性的意見(jiàn)。在撰寫(xiě)論文階段,XXXXXXX教授幾次審閱我們的論文,提出了許多寶貴意見(jiàn),沒(méi)有他的指導(dǎo),我們就不能較好的完成課題設(shè)計(jì)的任務(wù)。
另外,我還要感謝在這幾年來(lái)對(duì)我有所教導(dǎo)的老師,他們孜孜不倦的教誨不但讓我學(xué)到了很多知識(shí),而且讓我掌握了學(xué)習(xí)的方法,更教會(huì)了我做人處事的道理,在此表示感謝。
我的同學(xué)們也在整個(gè)寫(xiě)作過(guò)程中給了我及時(shí)而有益的幫助,在此一并感謝。
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