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題目： 碼坯機(jī)提升行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 工 學(xué) 院? ?
姓 名： ??
學(xué) 號(hào)： ??
專 業(yè)：?機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
指導(dǎo)教師： 職稱：?
二0一三 年 五 月
目 錄
摘 要 I
abstract II
第一章 緒 論 1
1.1 中國(guó)磚瓦工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析 1
1.1.1 磚瓦工業(yè)現(xiàn)狀 1
1.1.2 磚瓦工業(yè)發(fā)展形勢(shì) 1
1.2 中國(guó)磚瓦機(jī)械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景 2
1.2.1 磚瓦機(jī)械市場(chǎng) 2
1.2.2 自動(dòng)碼坯機(jī)取代人工碼坯的必然性 3
1.2.3 自動(dòng)碼坯系統(tǒng)的特點(diǎn) 4
1.2.4 自動(dòng)碼坯系統(tǒng)遇到的挑戰(zhàn) 4
1.2.5 自動(dòng)碼坯系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 4
1.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 5
第二章 碼坯機(jī)的總體設(shè)計(jì) 6
2.1 自動(dòng)碼坯系統(tǒng)介紹 6
2.1.1 自動(dòng)碼坯機(jī)結(jié)構(gòu)組成 6
2.1.2 自動(dòng)碼坯系統(tǒng)流程 6
2.2 提升行走機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 7
2.3 碼坯系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定 8
2.3.1 行走減速機(jī)及電機(jī)的選用參數(shù)： 9
2.3.2提升減速機(jī)及電機(jī)的選用參數(shù)： 9
第三章 提升行走系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11
3.1 提升行走系統(tǒng)的工作原理 11
3.2 提升行走系統(tǒng)的組成部分 11
3.3升降動(dòng)力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 12
3.3.1 升降動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成 12
3.3.2 減速機(jī)及電機(jī)的選用 13
3.3.3 升降齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)及校核 13
3.3.4 升降軸1的設(shè)計(jì) 16
3.3.5 軸承的選用 20
3.4 行走輪組件設(shè)計(jì) 24
3.4.1減速機(jī)及電機(jī)的選用 24
3.4.2行走齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 25
3.4.3 行走驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 28
3.4.4行走輪的設(shè)計(jì) 29
3.5機(jī)架設(shè)計(jì) 31
3.6 導(dǎo)向桿的設(shè)計(jì)說(shuō)明 32
3.7配重塊及保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明 32
第四章 設(shè)計(jì)總結(jié) 34
參考文獻(xiàn) 35
致謝 36
摘 要
在人力成本不斷上升和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀下，借助自動(dòng)化設(shè)備代替人力工作的方式日益受到現(xiàn)代制磚企業(yè)的青睞。傳統(tǒng)的制磚企業(yè)通過(guò)人力將成型的磚坯從切坯機(jī)搬運(yùn)并碼放到窯車上。因磚坯生產(chǎn)線剛生產(chǎn)出得磚坯濕度大、磚坯重，單位時(shí)間磚坯產(chǎn)量高，需要搬運(yùn)并碼放到位，導(dǎo)致工人勞動(dòng)負(fù)荷大、磚坯碼放質(zhì)量不一、企業(yè)人力成本高。
對(duì)于大部分磚瓦制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，在原料處理設(shè)備和制坯生產(chǎn)設(shè)備都能滿足的前提下，瓶頸制約因素就是磚坯在窯車上的人工碼垛。
全自動(dòng)碼坯機(jī)是應(yīng)用在磚坯生產(chǎn)線的磚坯碼放設(shè)備。與人工碼坯方式相比，具有生產(chǎn)效率高、磚坯碼放質(zhì)量好、程序可控等優(yōu)點(diǎn)。
本課題在介紹碼坯機(jī)的工作原理基礎(chǔ)上，針對(duì)年產(chǎn)量6000萬(wàn)磚瓦制造企業(yè)進(jìn)行了碼坯機(jī)的總體設(shè)計(jì)，并就碼坯機(jī)的提升行走系統(tǒng)做了詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明。
關(guān)鍵詞：全自動(dòng)；碼坯機(jī)；提升；行走 磚瓦
abstract
Under the present situation of rising labor costs and the development of science and technology, more and more modern brick-making enterprises replace human work using automation equipment. Brick of traditional enterprise in the shape of the tiles from the cutting machine handling and code into the kiln car through the human. Brick production line has just out of adobe、 Adobe heavy humidity, Adobe high yield per unit time, The needs of handling and code in place, Lead to high labor intensity of the workers, not a brick laying quality, corporate human cost is high.
For the most part brick manufacturing enterprises, in the premise of material handling equipment and billet production equipment can meet the bottleneck restricting factors, is green on the kiln car manual palletizing.
Automatic laying adobe machine is used in the brick production line. Compared with the manual setting mode, it has the advantages of high production efficiency, good quality, brick laying program controllable.
The principle of automatic setting machine is introduced,the annual output of 60,000,000 brick manufacturing enterprises in the overall design of the automatic setting machine, and made a detailed design description the lifting and walking system.
Key words:automatic; Setting machine;lifting;walking；brock
36
第一章 緒 論
1.1 中國(guó)磚瓦工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析
1.1.1 磚瓦工業(yè)現(xiàn)狀
結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快。隨著國(guó)家墻體材料革新與建筑節(jié)能工作的推進(jìn)，磚瓦產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，由粘土實(shí)心磚改產(chǎn)粘土、頁(yè)巖多孔磚、空心磚和空心砌塊，各種利廢制品（煤矸石磚、粉煤灰磚、摻工業(yè)固體廢料在30%以上的各種廢渣磚）、蒸壓灰砂（粉煤灰）制品總量呈上升趨勢(shì)。目前磚瓦產(chǎn)品總量10000億塊/年，其中粘土實(shí)心磚總量由“十一五”期間的4800億塊/年下降到3800億塊/年；燒結(jié)空心制品、摻廢渣（不含煤矸石、粉煤灰）30％以上的各種廢渣磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、灰砂磚迅速上升，由于墻改力度的加大，各種新型墻材產(chǎn)品總量增加，磚瓦產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正發(fā)生著質(zhì)的變化?！笆晃濉逼陂g共累計(jì)年節(jié)土3.63億t，年節(jié)約能源3200萬(wàn)t標(biāo)煤，年利用廢渣3.5億t，取得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
生產(chǎn)規(guī)模發(fā)生變化。到目前為止我國(guó)有7萬(wàn)多家磚瓦企業(yè)，其中年產(chǎn)5000萬(wàn)塊標(biāo)準(zhǔn)磚以上者占3%，年產(chǎn)3000～5000萬(wàn)塊標(biāo)準(zhǔn)磚的企業(yè)占7%左右，年產(chǎn)1000～3000萬(wàn)塊標(biāo)準(zhǔn)磚占20%～30%，年產(chǎn)1000萬(wàn)塊標(biāo)準(zhǔn)磚以下占60%～70%。新建燒結(jié)利廢產(chǎn)品生產(chǎn)線規(guī)模一般在年產(chǎn)3000萬(wàn)塊以上，最大單線規(guī)模達(dá)到了年產(chǎn)1.3億塊，且多為采用摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)燒結(jié)制品。國(guó)有經(jīng)濟(jì)的大型生產(chǎn)企業(yè)在逐年增加。
1.1.2 磚瓦工業(yè)發(fā)展形勢(shì)
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，節(jié)約土地資源、節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境是我國(guó)基本國(guó)策。加快墻體材料革新步伐，節(jié)約和保護(hù)土地資源，節(jié)約能源，資源綜合利用，是磚瓦行業(yè)生產(chǎn)今后必須遵循的原則。我國(guó)磚瓦行業(yè)的轉(zhuǎn)型期已經(jīng)到來(lái)，企業(yè)整合，技術(shù)進(jìn)步及生產(chǎn)高利廢、高強(qiáng)度、同時(shí)具有多功能及符合建筑節(jié)能要求的輕質(zhì)、高強(qiáng)的產(chǎn)品一定將成為今后一階段我們行業(yè)發(fā)展的必然之路。
我國(guó)磚瓦行業(yè)進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，每年總產(chǎn)量約10000億塊，基本上全部銷售和應(yīng)用到各類建筑，我國(guó)目前有7萬(wàn)多家企業(yè)，平均每家企業(yè)年產(chǎn)量1400萬(wàn)塊，現(xiàn)實(shí)狀況我國(guó)磚瓦行業(yè)大部分企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)工藝、設(shè)備、技術(shù)落后面貌沒(méi)有改變。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高和發(fā)展趨勢(shì)，目前磚瓦行業(yè)落后的低素質(zhì)勞動(dòng)密集型生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)改造的步伐必然會(huì)加快。
前面我們談過(guò)三個(gè)數(shù)字年總產(chǎn)量約10000億塊，7萬(wàn)多家企業(yè)，平均每家企業(yè)產(chǎn)量1400萬(wàn)塊，基本上單打獨(dú)斗的企業(yè)，這就是我們的行業(yè)。國(guó)外磚瓦行業(yè)二戰(zhàn)以后，與我國(guó)完全一樣，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展整合。目前通常企業(yè)規(guī)模在8000萬(wàn)塊/年—22000萬(wàn)塊/年，基本上是以企業(yè)集團(tuán)成為一個(gè)大企業(yè)，每個(gè)企業(yè)集團(tuán)都有幾十家至幾百家企業(yè)，如奧地利維也納·山公司，在全球擁有280多家規(guī)模在年產(chǎn)8000萬(wàn)塊/年—22000萬(wàn)塊高質(zhì)量產(chǎn)品的現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家磚瓦行業(yè)發(fā)展的目前狀況。非常類似我國(guó)的情況，隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，人口素質(zhì)的提高，目前我國(guó)低素質(zhì)勞動(dòng)密集型磚瓦行業(yè)必然會(huì)被全自動(dòng)化現(xiàn)代化新型磚瓦企業(yè)所代替，目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家磚瓦行業(yè)現(xiàn)況也就是我國(guó)磚瓦行業(yè)的今后一階段的未來(lái)。
從我國(guó)建設(shè)規(guī)?？创u瓦行業(yè)年總產(chǎn)量10000億塊每年基本產(chǎn)銷平衡，而我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)目前只達(dá)到20%與發(fā)達(dá)國(guó)家40%比還有很大空間，隨著我國(guó)人民生活水平的逐步提高，我國(guó)的基本建設(shè)已經(jīng)向改善廣大人民生活方向轉(zhuǎn)變，特別是國(guó)務(wù)院每年的一號(hào)文件，加強(qiáng)惠農(nóng)和農(nóng)村基本建設(shè)必將成為今后的我國(guó)基本建設(shè)的重點(diǎn)，我國(guó)的新農(nóng)村、小城鎮(zhèn)、保障房和安居房建設(shè)必將會(huì)成為我國(guó)的城鎮(zhèn)建設(shè)的最重要的方面，近些年磚瓦價(jià)格持續(xù)走高，就反應(yīng)上述建設(shè)效應(yīng)，總的看我國(guó)磚瓦行業(yè)年總產(chǎn)量10000億塊5到10年不會(huì)下降，那么行業(yè)如果要達(dá)到年10000億塊的總產(chǎn)量，就需現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)——即8000萬(wàn)塊/年左右規(guī)模的現(xiàn)代化企業(yè)12000家以上才能滿足，而目前行業(yè)能夠基本達(dá)到規(guī)?；脱b備基本自動(dòng)化的生產(chǎn)企業(yè)，不足2000家，行業(yè)基本上沒(méi)有企業(yè)集團(tuán)和上市公司，行業(yè)發(fā)展面臨多重壓力，企業(yè)整合，技術(shù)進(jìn)步及節(jié)能環(huán)保必然成為行業(yè)發(fā)展的重中之重。
1.2 中國(guó)磚瓦機(jī)械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景
1.2.1 磚瓦機(jī)械市場(chǎng)
眾所周知，改革開(kāi)放30年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)生了重大變化，取得了輝煌的成就。在這30年的發(fā)展過(guò)程中，中國(guó)磚瓦工業(yè)也發(fā)生了巨大變化，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的指導(dǎo)下，磚瓦行業(yè)是從一個(gè)手工作坊式和半機(jī)械化生產(chǎn)發(fā)展到現(xiàn)在有人工控制、自動(dòng)化生產(chǎn)，從單一粘土實(shí)心磚產(chǎn)品發(fā)展到多品種、多功能具節(jié)能、節(jié)地、利廢、環(huán)保的新型墻體材料，磚瓦產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大調(diào)整，多孔磚、空心磚、空心砌塊、墻體裝飾板、清水墻裝飾磚、地磚等等，滿足了各類建筑的需求。磚瓦機(jī)械的總體水平也在快速提升，不僅滿足國(guó)內(nèi)城鄉(xiāng)基本建設(shè)市場(chǎng)的需求，同時(shí)走出國(guó)門，服務(wù)于不同的國(guó)家和地區(qū)。30年的發(fā)展，中國(guó)磚瓦工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺失的一個(gè)工業(yè)門類，在新世紀(jì)里將更加顯現(xiàn)出新的活力。特別是在推動(dòng)農(nóng)村城市化、住宅產(chǎn)業(yè)化、建筑節(jié)能化、環(huán)境綠色化的發(fā)展進(jìn)程中，在建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、生活小康型社會(huì)和當(dāng)前拉動(dòng)內(nèi)需的建設(shè)中發(fā)揮著重要的生力軍作用。 磚瓦發(fā)展，裝備是要素是基礎(chǔ)，在每一個(gè)重大的發(fā)展階段，磚瓦機(jī)械都起到了先行軍的重要作用，推動(dòng)著磚瓦行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
從上世紀(jì)八十年代我國(guó)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)開(kāi)始，隨著我國(guó)墻改政策和墻材政策的不斷革新和發(fā)展，我國(guó)制磚設(shè)備的一些廠家或是通過(guò)引進(jìn)消化吸收國(guó)外技術(shù)，或是自主創(chuàng)新，使制磚設(shè)備更新?lián)Q代，我國(guó)制磚行業(yè)的技術(shù)裝備得到了快速的發(fā)展。例如熱工設(shè)備-中斷面、大斷面平頂隧道窯的出現(xiàn)就改善了過(guò)去輪窯、小窯的操作環(huán)境和操作水平；成型設(shè)備-雙極真空擠出機(jī)（軟塑、半硬塑、硬塑）使產(chǎn)品質(zhì)量得到了極大的提高，取代了非真空擠出機(jī)，在燒結(jié)磚廠得到了普遍的推廣和使用。與此同時(shí)，另一項(xiàng)運(yùn)行可靠、技術(shù)先進(jìn)的碼坯設(shè)備-自動(dòng)碼坯機(jī)。它目前也在很多新建磚廠中應(yīng)用，但沒(méi)有達(dá)到普遍應(yīng)用。
1.2.2 自動(dòng)碼坯機(jī)取代人工碼坯的必然性
在加快城鄉(xiāng)建設(shè)一體化和棚戶區(qū)改造的新形勢(shì)下，在節(jié)能環(huán)保、推廣使用新型墻體材料的大環(huán)境下，我國(guó)磚瓦行業(yè)的生產(chǎn)也加快了發(fā)展步伐。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，生產(chǎn)力水平不斷提高，磚瓦生產(chǎn)企業(yè)正朝著出磚產(chǎn)量高、自動(dòng)化程度高、管理水平高的方向發(fā)展。對(duì)于年產(chǎn)量為六千萬(wàn)塊（拆標(biāo)磚）以上的磚瓦企業(yè)來(lái)說(shuō)，在原料處理設(shè)備和制坯生產(chǎn)設(shè)備都能滿足的前提下，瓶頸制約因素就是磚坯在窯車（或干燥車）上的人工碼垛。無(wú)論是一次碼燒還是二次碼燒工藝，年產(chǎn)量在六千萬(wàn)塊（拆標(biāo)磚）以上，磚坯碼垛每班需要配備8人至12人。在當(dāng)前勞動(dòng)力日漸緊張、人員工資日漸提升的背景下，磚瓦生產(chǎn)企業(yè)的管理難度越來(lái)越大。因此，在磚瓦生產(chǎn)企業(yè)推廣使用自動(dòng)碼坯系統(tǒng)是解決上述瓶頸因素的良策。
使用人工碼坯受人的影響非常大，一旦碼坯工人人數(shù)不夠，必然會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量的降低，而使用碼坯機(jī)則不會(huì)有這樣的影響；此外，每個(gè)工人在碼坯過(guò)程中拿坯的力量、方式及碼垛時(shí)的位置都不可能完全一致，對(duì)坯體質(zhì)量也會(huì)有影響，而且在坯垛從向上磚坯之間的縫隙很難保證一致是通縫，這樣入窯后在窯的斷面上增大了通風(fēng)的阻力，影響通風(fēng)，燒結(jié)過(guò)程對(duì)磚的外觀質(zhì)量有一定影響。應(yīng)用碼坯機(jī)會(huì)減小破損率和提高磚的質(zhì)量。因此，用自動(dòng)碼坯機(jī)代替人工碼坯勢(shì)在必行，是將來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
1.2.3 自動(dòng)碼坯系統(tǒng)的特點(diǎn)
自動(dòng)碼坯系統(tǒng)是集機(jī)械、氣動(dòng)、電控于一體的高科技新產(chǎn)品。該系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中能表現(xiàn)出：碼坯產(chǎn)量高、適應(yīng)能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠穩(wěn)定、操作維護(hù)方便等特點(diǎn)，取代人工碼放碼磚的作業(yè)，極大改善生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)管理環(huán)境，適合我國(guó)真空擠出磚坯碼放生產(chǎn)的現(xiàn)狀，是值得應(yīng)用推廣的碼坯碼放生產(chǎn)設(shè)備。具體來(lái)說(shuō)，自動(dòng)碼坯系統(tǒng)處理磚坯年產(chǎn)6000萬(wàn)塊（標(biāo)磚）以上，正常生產(chǎn)中可以取消原有的碼坯人員，值守人員需3名左右。如果再選配國(guó)內(nèi)品質(zhì)好的電器控制元件，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠、抗干擾能力強(qiáng)。操作過(guò)程采用觸摸屏顯示，實(shí)現(xiàn)人機(jī)會(huì)話，使控制和調(diào)整簡(jiǎn)單易行。因此，性價(jià)比高，投資回報(bào)率高。
1.2.4 自動(dòng)碼坯系統(tǒng)遇到的挑戰(zhàn)
根據(jù)市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)調(diào)查結(jié)果顯示，自動(dòng)碼坯系統(tǒng)一般會(huì)遇到以下幾個(gè)問(wèn)題：
1、客戶的個(gè)性化需求，如老磚廠改造中布局的變化，配套的設(shè)備，長(zhǎng)方形窯車中磚坯的碼放等。
2、碼放坯垛的穩(wěn)定性；
3、夾碼的磚型的多樣性。
1.2.5 自動(dòng)碼坯系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
自動(dòng)碼坯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈活準(zhǔn)確，工藝順暢，既可實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化控制，也可以實(shí)現(xiàn)人工控制，生產(chǎn)效率高，維護(hù)使用方便，價(jià)格適中，可大幅度降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
自動(dòng)碼坯系統(tǒng)還具有完善的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電、氣控制系統(tǒng)，確保了碼坯的穩(wěn)定性和可靠性。
總之，自動(dòng)碼坯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，生產(chǎn)工藝先進(jìn)，夾運(yùn)磚坯力度合適、移動(dòng)平穩(wěn)、落位準(zhǔn)確，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力大，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著市場(chǎng)認(rèn)知度的提高，市場(chǎng)推廣應(yīng)用前景廣闊。
1.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
碼坯機(jī)系統(tǒng)包括編組部分、碼坯機(jī)架、行走及提升架、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、碼坯夾盤、氣動(dòng)系統(tǒng)和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。
本論文主要針對(duì)碼坯系統(tǒng)中提升行走系統(tǒng)展開(kāi)設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容：
1、 介紹碼坯機(jī)系統(tǒng)的工作原理。
2、 針對(duì)年產(chǎn)6000萬(wàn)磚廠使用碼坯系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。
3、 對(duì)提升行走系統(tǒng)進(jìn)行整體詳細(xì)設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行受力、和結(jié)構(gòu)分析及校驗(yàn)。
第二章 碼坯機(jī)的總體設(shè)計(jì)
2.1 自動(dòng)碼坯系統(tǒng)介紹
自動(dòng)碼坯系統(tǒng)是通過(guò)可編程序控制器，自動(dòng)執(zhí)行所編制的運(yùn)行程序來(lái)完成成型磚坯由夾坯、分坯、碼垛于一體的全過(guò)程。它主要適用于一次、二次碼燒隧道窯中的磚坯自動(dòng)碼放，一般采用較先進(jìn)的PLC集中控制，行走旋轉(zhuǎn)采用變頻控制、升降夾坯采用液壓控制、分坯運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，具有高效節(jié)能、維修簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)，全自動(dòng)碼坯系統(tǒng)代表著目前國(guó)際先進(jìn)水平。
2.1.1 自動(dòng)碼坯機(jī)結(jié)構(gòu)組成
碼坯機(jī)系統(tǒng)主要由編組部分、碼坯機(jī)架、行走及提升架、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、碼坯夾盤、氣動(dòng)系統(tǒng)和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。
2.1.2 自動(dòng)碼坯系統(tǒng)流程
成型泥條從真空擠出機(jī)擠出后，經(jīng)切條機(jī)自動(dòng)將其分割成一段一段的泥條送往切坯機(jī)。由切坯機(jī)推坯板推送泥條，泥條經(jīng)過(guò)斜拉的鋼絲切成成型磚坯。整條成型磚坯落在接坯機(jī)上往前送，而兩側(cè)的泥頭分別落到回坯帶上,并在其運(yùn)送過(guò)程中自動(dòng)完成編組、使磚坯排列整齊至皮帶機(jī)上。按照陣列編組要求自動(dòng)完成磚坯排布，供自動(dòng)碼坯機(jī)來(lái)夾取。
圖2-1 碼坯系統(tǒng)
碼坯機(jī)依照編制好的程序自動(dòng)執(zhí)行夾、運(yùn)、碼等工作。將夾取的磚坯運(yùn)送至窯車（或干燥車）的放坯位進(jìn)行逐層的自動(dòng)碼垛，直到一輛窯車（或干燥車）碼滿為止，這樣就完成了自動(dòng)碼坯系統(tǒng)的整個(gè)工藝流程：切坯機(jī)把切好的磚坯推到步進(jìn)機(jī)上，待整個(gè)步進(jìn)編組完成后，夾盤到達(dá)預(yù)定夾坯位置，夾盤夾具工作，夾起磚坯，接著由電機(jī)提升夾盤至預(yù)定高度，分坯系統(tǒng)工作，分坯缸伸出，對(duì)磚坯進(jìn)行分縫動(dòng)作，磚坯分縫完成后，行走裝置驅(qū)動(dòng)碼坯機(jī)行走至窯車正上方，然后夾盤下降至預(yù)定放坯高度，夾盤夾具張開(kāi)把磚坯碼放在窯車上，碼坯機(jī)完成一次自動(dòng)碼放磚坯的過(guò)程，第二次碼放旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)完成轉(zhuǎn)向90°，形成十字交叉。經(jīng)過(guò)上述動(dòng)作循環(huán)，即完成窯車的全部碼坯工作。
2.2 提升行走機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
碼坯機(jī)用于搬送磚坯到窯車上，由于窯車上磚的碼放總共有14層，即每一個(gè)工作周期內(nèi)其提升下降行程不一樣。在編組機(jī)構(gòu)和窯車之間碼坯機(jī)的兩個(gè)工作位置必須與窯車軌道保持垂直，即碼坯機(jī)行走軌道與窯車軌道垂直。
為實(shí)現(xiàn)搬送和層層碼放的功能，設(shè)計(jì)如下提升行走機(jī)構(gòu)：
1-行走減速電機(jī) 2-行走主動(dòng)齒輪 3-行走軸 4-行走從動(dòng)齒輪 5-鏈輪 6-升降軸
7-提升傳動(dòng)齒輪 8-提升鏈輪 9-提升減速電機(jī) 10-機(jī)架 11-行走輪
圖2-2 行走、升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2.3 碼坯系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定
碼坯系統(tǒng)工作效率直接影響著制磚成本的高低，其工作效率越高，其磚坯單位數(shù)量能耗越低，反之，其工作效率越低，其磚坯單位數(shù)量能耗越高?，F(xiàn)以年產(chǎn)量為6000萬(wàn)塊磚的工廠設(shè)定：
按照建材生產(chǎn)企業(yè)每年工作11個(gè)月、碼坯系統(tǒng)及配套磚坯生產(chǎn)系統(tǒng)每天工作8小時(shí)為準(zhǔn)，其每小時(shí)產(chǎn)量應(yīng)為
塊/小時(shí)
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)磚體尺寸： 240×115×53mm3
碼坯機(jī)一層碼坯數(shù)量： 27×9=243塊
完成一次碼坯，碼坯機(jī)所耗時(shí)間：
碼坯機(jī)完成一次碼坯其動(dòng)作流程如圖2-3：
下降
夾坯
上升
行走
下降
放坯
原點(diǎn)
上升
行走
下降
圖2-3 碼坯機(jī)工作流程
完成一次碼坯，所耗時(shí)間包括：碼坯機(jī)分坯以及夾、放坯時(shí)間等。所以設(shè)定碼坯提升和行走消耗時(shí)間為31.6s
碼坯機(jī)提升高度（按最高點(diǎn)計(jì)算）：14×115=1610mm=1.6m
碼坯機(jī)行走路程長(zhǎng)度：3m
由于考慮到碼坯機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的定位誤差和重復(fù)定位誤差，最終估算設(shè)定：碼坯機(jī)行走速度為1m/s,升降速度為0.25m/s
[（1.6×4÷0.25）+（3×2÷1）]=31.6s （2-1）
設(shè)定碼坯機(jī)定位誤差和重復(fù)定位誤差：3000±3mm
由每塊磚濕坯時(shí)重量3.5kg，則一層磚坯重量為：243×3.5=850.5kg，考慮夾盤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3t，配重設(shè)計(jì)1t。
總重量設(shè)為10t
2.3.1 行走減速機(jī)及電機(jī)的選用參數(shù)：
設(shè)定行走輪直徑為250mm
行走工作所需轉(zhuǎn)速：
(2-2)
大概傳動(dòng)比（齒輪傳動(dòng)比設(shè)為1）：
(2-3)
(2-4)
(2-5)
(查資料鋼輪和鋼軌滾動(dòng)摩擦系數(shù)為0.016—0.02，在此取0.018）
(2-6)
2.3.2提升減速機(jī)及電機(jī)的選用參數(shù)：
設(shè)定升降輪直徑為190mm
升降工作所需轉(zhuǎn)速：
(2-7)
升降減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速（齒輪傳動(dòng)比設(shè)1）：
大概傳動(dòng)比：
升降機(jī)構(gòu)：
(2-8)
第三章 提升行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 提升行走系統(tǒng)的工作原理
在搬運(yùn)磚坯的過(guò)程中，采用行走減速電機(jī)帶動(dòng)齒輪嚙合，傳動(dòng)至整個(gè)行走小車使得碼坯機(jī)得以左右行走。到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，通過(guò)電磁制動(dòng)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使小車精確落位。
提升機(jī)構(gòu)的作用使整個(gè)夾盤上升下降，其工作原理如下：減速電機(jī)帶動(dòng)提升軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)提升軸上的嚙合齒輪作用，使得兩根提升軸做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)軸端提升鏈輪帶動(dòng)鏈條，鏈條一頭連接夾盤，一頭連接配重塊。通過(guò)減速電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，使夾盤的上下升降得以實(shí)現(xiàn)。
3.2 提升行走系統(tǒng)的組成部分
提升行走系統(tǒng)主要由提升機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、車架、導(dǎo)向桿、鏈條、配重塊、保護(hù)裝置組成。如圖（3-1）：
圖3-1 提升行走系統(tǒng)
3.3 升降動(dòng)力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
升降動(dòng)力機(jī)構(gòu)是用來(lái)給夾盤提供一個(gè)穩(wěn)定的上下運(yùn)動(dòng)的一個(gè)機(jī)構(gòu)。是碼坯系統(tǒng)中最主要的一部分。
圖3-2 提升系統(tǒng)三維示意圖
3.3.1 升降動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成
圖3-3 升降動(dòng)力機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
圖3-3為升降動(dòng)力機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，包括減速電機(jī)，提升軸、提升鏈輪、齒輪、軸承座、鏈輪組件等。
3.3.2 減速機(jī)及電機(jī)的選用
根據(jù)式（2-7）、（2-9）得出減速機(jī)的輸出扭矩為：
查找相應(yīng)資料，確定選用7.5KW電磁式三相異步制動(dòng)電機(jī)，減速機(jī)選用K系列斜齒-螺旋錐齒輪減速機(jī)，傳動(dòng)比為55.5。
減速機(jī)型號(hào)為:KW107-56.37-YEJ7.5-B31-90-4P。
K系列斜齒-螺旋錐齒輪減速機(jī)具有體積小，重量輕，傳遞轉(zhuǎn)矩大，性能優(yōu)越等特點(diǎn)，是一種新穎減速傳動(dòng)裝置。高剛性箱體，優(yōu)質(zhì)合金鋼的齒輪與齒輪表面經(jīng)滲碳淬火，齒面經(jīng)高精度磨齒加工，傳動(dòng)平穩(wěn)噪音低，承載能力大，耗能低，傳動(dòng)效率高，溫升低，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
圖3-4 K系列斜齒減速機(jī)結(jié)構(gòu)
其主要外形尺寸及安裝尺寸如下：
3.3.3 升降齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)及校核
傳動(dòng)裝置預(yù)期使命8年，單班制，傳動(dòng)尺寸無(wú)嚴(yán)格限制，無(wú)嚴(yán)重過(guò)載。
設(shè)定升降機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比i=1，則兩齒輪結(jié)構(gòu)材料完全相同。采用7級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)。齒輪材料選用45鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)230~250HB，齒面粗糙度6.3。
接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：
（3-1）
式中：
齒數(shù)比；
齒寬系數(shù)；
載荷系數(shù)：；
工況系數(shù)，動(dòng)載系數(shù)；
齒向載荷分布系數(shù)，
載荷分配系數(shù)，初值
齒輪轉(zhuǎn)矩：
（3-2）
材料彈性系數(shù)
重合度系數(shù)
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 螺旋角系數(shù)
許用接觸疲勞應(yīng)力 齒輪接觸壽命系數(shù)
可得，許用接觸疲勞應(yīng)力：
（3-3）
將上述所有參數(shù)值代入式（3-1），得，取，模數(shù)，中心距，齒寬
1、 相關(guān)參數(shù)的修正
齒輪圓周速度：
（3-4）
與初估0.5m/s相符，Z=40未變。故值無(wú)需修正。K及其他參數(shù)均未變，無(wú)需修正；直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸及參數(shù)保持不變。
2、 彎曲疲勞強(qiáng)度校核
（3-5）
式中：
齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù)
重合度系數(shù)：
（3-6）
螺旋角參數(shù)：
（3-7）
許用彎曲疲勞應(yīng)力：
（3-8）
將上述參數(shù)值代入式（3-5），得：
滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。
3、 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
齒輪結(jié)構(gòu)如下圖所示：（具體尺寸見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙）
圖3-5 升降傳動(dòng)齒輪
4、 潤(rùn)滑
選擇工業(yè)齒輪油N320。
3.3.4 升降軸1的設(shè)計(jì)
設(shè)升降齒輪傳動(dòng)比為
升降軸=26r/min×1=26r/min
1、材料的選擇
設(shè)計(jì)行走軸為實(shí)心軸，材料選擇為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)。查資料得：
2、軸徑概略計(jì)算
按轉(zhuǎn)矩T來(lái)計(jì)算，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 []予以降低，以補(bǔ)償彎矩的影響。對(duì)于實(shí)心軸，其強(qiáng)度條件式為：
（3-9）
改寫成計(jì)算軸的直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算公式則為：
（3-10）
式中：
T—工作扭矩；
—軸的抗扭截面系數(shù)；
P—軸傳遞的功率（KW)；
n—軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；
C—許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力有關(guān)的系數(shù)。
對(duì)于45號(hào)鋼，C=107-108。在此取=35，可得到d69.4mm。
由上圖可知，考慮軸上減速機(jī)的安裝：軸伸尺寸，以及便于軸系零件的裝拆，采用階梯軸結(jié)構(gòu)，各軸段的直徑和長(zhǎng)度等如下確定。（參看結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）
3、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
各軸段直徑設(shè)計(jì):（如圖，從右往左）
圖3-6 升降軸1
最小安裝在聯(lián)軸器上
鏈輪安裝軸段
齒輪安裝軸段
減速機(jī)安裝軸段
鏈輪安裝軸段
聯(lián)軸器安裝軸段
各軸段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)：
，
4、 強(qiáng)度校核
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu),彎矩圖如下所示：根據(jù)合成彎矩:
（3-11）
扭矩：
（3-12）
當(dāng)量彎矩：
（3-13）
圖3-7 升降軸1剪力、彎矩圖
按彎扭組合作用，驗(yàn)算軸的強(qiáng)度：
（3-14）
滿足強(qiáng)度要求。
④升降Ⅱ軸的設(shè)計(jì)
同Ⅰ 軸。并為了提高強(qiáng)度，將減速器軸段直徑加大，設(shè)為。如圖所示：（具體尺寸見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙）
圖3-8 升降軸2
3.3.5 軸承的選用
1、 軸承類型的選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)的相應(yīng)條件要求，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)： GB/T281-1994，選擇調(diào)心球軸承1314。
調(diào)心球滾動(dòng)軸承，主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受少量的雙向軸向載荷，外圈滾道為球面，具有自動(dòng)調(diào)心功能。運(yùn)用于彎曲剛度小的軸。
當(dāng)量動(dòng)載荷：
（3-15）
當(dāng)量靜載荷：
（3-16）
2、軸承工作能力的校核
由公式可求得，軸承當(dāng)量動(dòng)載荷：
所以按考慮。且當(dāng)量動(dòng)載荷為：28315.9，當(dāng)量靜載荷：
（3-17）
合格。
3、軸承壽命校核
由公式：
（3-18）
滿足要求，合格。
3.3.6 鏈輪組件設(shè)計(jì)
①軸的設(shè)計(jì)
1、材料的選擇
設(shè)計(jì)行走軸為實(shí)心軸，材料選擇為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)。查資料，得：
2、軸徑概略計(jì)算
按轉(zhuǎn)矩T來(lái)計(jì)算，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 []予以降低，以補(bǔ)償彎矩的影響。對(duì)于實(shí)心軸，其強(qiáng)度條件式為：
（3-19）
改寫成計(jì)算軸的直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算公式則為：
（3-20）
式中：
T為工作扭矩（N.mm）；為軸的抗扭截面系數(shù)（mm3）；P為軸傳遞的功率（Kw)；n為軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；C為許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力有關(guān)的系數(shù)。
對(duì)于45號(hào)剛，C=107-108;。在此取
在此T為47000?？汕蟮?。
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（具體尺寸見(jiàn)圖紙）
圖3-9 鏈輪軸
2、強(qiáng)度、剛度校核
鏈輪組件軸強(qiáng)度、剛度校核步驟同升降軸，在此就不文字說(shuō)明，校核結(jié)果合格。
②鏈輪的設(shè)計(jì)
1、 材料的選擇
選擇45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)HB235。
2、輪徑概略計(jì)算
因鏈條選擇為滾子鏈16A（標(biāo)準(zhǔn)件），節(jié)距，滾子外徑，排距,內(nèi)鏈板高度。則鏈輪齒數(shù)。
所以可求得：分度圓直徑：
（3-21）
齒頂圓直徑:
（3-22）
（3-23）
齒根圓直徑：
（3-24）
分度圓弦齒高：
（3-25）
（3-26）
最大齒根距離，偶數(shù)齒：
（3-27）
齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑：
（3-28）
2、鏈輪結(jié)構(gòu)
鏈輪結(jié)構(gòu)如下圖所示：（具體尺寸見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙）
圖3-10 鏈輪齒輪
③軸承座的選用
鏈輪組件中，軸承的選用步驟同升降系統(tǒng)的軸承選用一樣。最終確定選用帶座球軸承UCP208。
④平鍵的設(shè)計(jì)
根據(jù)前面鏈輪組件軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用平鍵。。具體結(jié)構(gòu)參看圖紙。
則健的工作長(zhǎng)度：
（3-29）
轉(zhuǎn)矩，查表，取平鍵連接許用擠壓應(yīng)力。
（3-30）
滿足擠壓強(qiáng)度。
3.4 行走輪組件設(shè)計(jì)
行走輪組件是用來(lái)提供小車行走的動(dòng)力的裝置，其由電機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)減速機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)齒輪，與傳動(dòng)齒輪嚙合，帶動(dòng)行走軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖3-11 行走輪組件三維示意圖
3.4.1減速機(jī)及電機(jī)的選用
根據(jù)式（2-3）、（2-6），
P=2KW，i=18.82。
選擇擺線針輪減速機(jī)：BWD2-17-2.2
根據(jù)使用場(chǎng)所及應(yīng)用特點(diǎn)，電機(jī)選用2.2KW電磁式三相異步制動(dòng)電機(jī)：YEJ100L2-4-2.2
B系列擺線針輪減速機(jī)具有高速比和高效率。效率在90%以上，結(jié)構(gòu)緊湊體積小。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪聲低，使用可靠、經(jīng)久耐用壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)合理，維修方便。B系列擺線針輪減速機(jī)適用于24小時(shí)連續(xù)作制，并允許正反向運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.4.2行走齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
同升降齒輪，傳動(dòng)裝置預(yù)期使命8年，單班制，傳動(dòng)尺寸無(wú)嚴(yán)格限制，無(wú)嚴(yán)重過(guò)載。因設(shè)定升降機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比i=1，則兩齒輪結(jié)構(gòu)材料完全相同。采用7級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)。齒輪材料選用45鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)230~250HB，齒面粗糙度6.3。
1、接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：
（3-31）
式中：
齒數(shù)比
齒寬系數(shù)
載荷系數(shù)
工況系數(shù)，動(dòng)載系數(shù)
齒向載荷分布系數(shù)，
載荷分配系數(shù)，初值
齒輪轉(zhuǎn)矩：
（3-32）
材料彈性系數(shù)
重合度系數(shù)：
（3-33）
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 螺旋角系數(shù)
許用接觸疲勞應(yīng)力 齒輪接觸壽命系數(shù)
可得，許用接觸疲勞應(yīng)力：
（3-34）
將上述所有參數(shù)值代入式（3-21），得，取，則模數(shù)，中心距，齒寬 （查表，齒寬系數(shù)?。?
2、 相關(guān)參數(shù)的修正
齒輪圓周速度：
（3-35）
與初估1m/s相符，Z=40未變。故值無(wú)需修正。K及其他參數(shù)均未變，無(wú)需修正；直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸及參數(shù)保持不變。
3、 彎曲疲勞強(qiáng)度校核
（3-36）
式中：
齒形系數(shù)
應(yīng)力修正系數(shù)
重合度系數(shù)：
（3-37）
螺旋角參數(shù)：
（3-38）
許用彎曲疲勞應(yīng)力：
（3-39）
將上述參數(shù)值代入式（3-26），可得：，滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。
4、 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
齒輪結(jié)構(gòu)如下圖所示：（具體尺寸見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙）
圖3-12 行走齒輪
5、 潤(rùn)滑
選擇工業(yè)齒輪油N320。
3.4.3 行走驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)
因?yàn)樾凶啐X輪傳動(dòng)比為1
則行走軸n=88r/min×1=88r/min
1、材料的選擇
設(shè)計(jì)行走軸為實(shí)心軸，材料選擇為45號(hào)鋼。
2、軸徑概略計(jì)算
按轉(zhuǎn)矩T來(lái)計(jì)算，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 []予以降低，以補(bǔ)償彎矩的影響。對(duì)于實(shí)心軸，其強(qiáng)度條件式為：
（3-40）
改寫成計(jì)算軸的直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算公式則為：
（3-41）
式中：T為工作扭矩；
為軸的抗扭截面系數(shù)；
P為軸傳遞的功率（KW）；
n為軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；
C為許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力有關(guān)的系數(shù)。
對(duì)于45號(hào)剛，C=107-108。在此取=35，可得到。
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
各軸段直徑設(shè)計(jì)：（如圖，從右往左）
圖3-13 行走軸
行走輪軸段
襯套、軸承軸段
光軸段
齒輪、襯套、軸承軸段
行走輪軸段
各軸段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)：
4、強(qiáng)度、剛度校核
行走軸的強(qiáng)度剛度校核步驟同前升降軸校核，在此不作文字說(shuō)明。
校核合格。
3.4.4 行走輪的設(shè)計(jì)
行走輪在輕軌上行走，根據(jù)重定位原則在一邊采用U槽形輪，另外一邊采用平面輪。
1、 材料的選擇
查找相關(guān)工程材料資料，決定行走輪材料選用ZG45，調(diào)質(zhì)。其抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，延伸率，沖擊韌性。
2、輪徑概略計(jì)算
由軸設(shè)計(jì)知，軸徑85mm用于行走輪。則設(shè)定輪中心孔直徑85mm，則輪徑設(shè)為280mm。且因?yàn)榛垡蛩?，設(shè)定輪槽深為30mm。
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
行走輪結(jié)構(gòu)如下圖所示：（具體尺寸參看設(shè)計(jì)圖紙）
圖3-14 行走輪
2、 軸承座的選用
根據(jù)行走軸的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，查相關(guān)資料決定選用UCP318帶座球軸承。
3、 平鍵的設(shè)計(jì)選擇
根據(jù)行走輪軸組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，平鍵連接標(biāo)準(zhǔn)尺寸表，選用平鍵：
22×14用于行走輪和軸；25×14用于齒輪和軸的配合。
行走輪和軸：長(zhǎng)L=85 mm,軸t=9 mm, 轂t1=5.4 mm。
齒輪和軸：長(zhǎng)L=55 mm,軸t=9 mm, 轂t1=5.4 mm。
具體結(jié)構(gòu)參看圖紙。
則鍵的工作長(zhǎng)度：
（3-42）
轉(zhuǎn)矩，查表，取平鍵連接許用擠壓應(yīng)力。
（3-43）
滿足擠壓強(qiáng)度。（齒輪和軸的配合平鍵同理）
3.5 機(jī)架設(shè)計(jì)
1、機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
機(jī)架采用框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)又稱架構(gòu)式結(jié)構(gòu)，是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而構(gòu)成的承重體系結(jié)構(gòu)，即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過(guò)程中出現(xiàn)的水平載荷和豎向載荷。它空間分隔靈活，自重輕，節(jié)省材料。可以較靈活的配合較大結(jié)構(gòu)的布置。
2、機(jī)架材料選擇
本機(jī)構(gòu)的基準(zhǔn)件為機(jī)架。機(jī)架材料選擇為Q235，矩形空心型鋼管。碳素鋼是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，其強(qiáng)度、韌性、塑形都比鑄鐵高，并能用熱處理等方法來(lái)改善其加工性能和機(jī)械性能。鋼零件的毛坯可用碾軋、鍛造、沖壓、鑄造或焊接等方法獲得。Q235主要用于工程結(jié)構(gòu)。在此選用規(guī)格：高120mm、寬60mm、厚5mm。
其結(jié)構(gòu)形式下圖所示：（具體尺寸見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙）
圖3-15 機(jī) 架
3、機(jī)架制造工藝設(shè)計(jì)
制造工藝選擇焊接。
焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對(duì)于大的機(jī)械產(chǎn)品來(lái)說(shuō)可以減輕自重，節(jié)約能量。焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度高，結(jié)構(gòu)重量輕，成本低，生產(chǎn)周期短，可靠性好，而且施工簡(jiǎn)便。即機(jī)架極大部分都采用焊接。
焊接要求全部為平焊，無(wú)焊縫，無(wú)裂紋，表面平整，垂直度和平行度要求要達(dá)標(biāo)，嚴(yán)格按照工藝流程規(guī)定進(jìn)行焊接。
4、機(jī)架導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明
導(dǎo)向裝置采用自潤(rùn)滑軸承，為減小導(dǎo)桿在導(dǎo)孔中運(yùn)動(dòng)的摩擦。
5、支撐方管的設(shè)計(jì)說(shuō)明
支撐方管材料也選擇Q235圓管，要保證四個(gè)軸心線相互平行，并與機(jī)架底平面垂直。
3.6 導(dǎo)向桿的設(shè)計(jì)說(shuō)明
導(dǎo)向桿是用于夾盤升降的定位裝置，采用四根導(dǎo)向桿在機(jī)架導(dǎo)向裝置中滑動(dòng)、限制了夾盤的5個(gè)自由度，使夾盤在行走機(jī)構(gòu)移動(dòng)的時(shí)候不會(huì)晃動(dòng)。
導(dǎo)向桿采用圓管進(jìn)行加工，底部有法蘭座與轉(zhuǎn)盤連接，須保證導(dǎo)向桿與轉(zhuǎn)盤平面的垂直度。
3.7 配重塊及保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明
圖3-16 提升行走系統(tǒng)二維圖
根據(jù)定滑輪原理，鏈條一頭連接夾盤，另一頭連接配重塊：中間與提升鏈輪相嚙合，配重塊提供的轉(zhuǎn)矩與夾盤提供的轉(zhuǎn)矩相反，大大的減輕了電機(jī)的負(fù)載。
保護(hù)裝置是用鋼絲繩通過(guò)定滑輪將配重塊與夾盤直接連接，當(dāng)鏈條斷裂時(shí)，鋼絲繩能夠起到保護(hù)作用。
第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)
經(jīng)過(guò)盡半年的準(zhǔn)備及相關(guān)資料的收集，本論文完成了對(duì)一種碼坯機(jī)的原理工作流程的介紹，并對(duì)碼坯機(jī)提升行走系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中，體會(huì)到從事機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目工作應(yīng)具備各種豐富的知識(shí)，與實(shí)際相結(jié)合，并且注意各種細(xì)節(jié)，從中培養(yǎng)了自己的理論學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維，提高了實(shí)際動(dòng)手能力，加深了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中的各類要求的理解，這將讓我在今后的工作和學(xué)習(xí)中受益匪淺。
本設(shè)計(jì)主要完成的任務(wù)有：
1、 針對(duì)年產(chǎn)6000萬(wàn)制磚廠碼坯系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。
2、 對(duì)提升行走系統(tǒng)進(jìn)行整體詳細(xì)設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行受力、和結(jié)構(gòu)分析及校驗(yàn)。
3、 完成對(duì)提升行走系統(tǒng)的圖紙的繪制。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的有了更深一層的了解，同時(shí)發(fā)現(xiàn)自己對(duì)許多相關(guān)知識(shí)還不夠了解，對(duì)許多細(xì)節(jié)的認(rèn)識(shí)不夠，在以后的工作生活中將會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)機(jī)械的相關(guān)知識(shí)。
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致謝
經(jīng)過(guò)了兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了我的畢業(yè)論文《碼坯機(jī)的提升、行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》。從開(kāi)始接到論文題目到整體設(shè)計(jì)方案的確定，再到論文文章的修改完善，最后到論文的定稿完成。每一步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大項(xiàng)目。
在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受。在對(duì)碼坯機(jī)一無(wú)所知，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)步驟不很了解，對(duì)機(jī)械制圖朦朦朧朧的狀態(tài)下，我必須大量查看相關(guān)的資料和書(shū)籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰。而每一個(gè)知識(shí)的理解都會(huì)讓我興奮好一段時(shí)間。從中我也充分認(rèn)識(shí)到了基礎(chǔ)知識(shí)的重要性，以及不斷學(xué)習(xí)的必要性。
也許我的論文有很多不足之處，但我可以自豪的說(shuō)，這里面的每一字，都有我的勞動(dòng)。當(dāng)看著自己的論文，一天天落成，一天天完善，心里是無(wú)法言喻的幸福和滿足。就在不經(jīng)意的堅(jiān)持下，收獲了。感謝我的指導(dǎo)老師，他細(xì)心和耐心的講解分析給我?guī)?lái)了很大的幫助，他教會(huì)我要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，以及如何系統(tǒng)的進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)；其次感謝我的師兄對(duì)我論文提出的修改建議，讓我有不斷完善的機(jī)會(huì)。過(guò)程也許辛苦，但我相信其中的酸甜苦辣最終都會(huì)化為甜美的甘泉。
四年的大學(xué)生活就要結(jié)束了，越是逼近，心中越是感慨萬(wàn)千。認(rèn)認(rèn)真真去做好一件事沒(méi)想象那么容易但也并不是萬(wàn)水千山。希望這次的經(jīng)歷能讓我在面對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作，有更多的激情和勇氣去挑戰(zhàn)，去進(jìn)步。長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海！
最后，祝愿老師們身體健康，萬(wàn)事如意！