平行輸送裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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1、 平行輸送裝置的設(shè)計(jì) Parallel connveyer 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：平行輸送裝置。首先對(duì)輸送機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述，接著，簡(jiǎn)單的介紹了輸送機(jī)的工作原理；根據(jù)現(xiàn)有的了解選擇、計(jì)算出合適的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)電機(jī)選擇軸和軸承及其潤(rùn)滑方式并對(duì)他們進(jìn)行校核。最后選擇合適的液壓與氣壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。普通型帶式輸送機(jī)由：傳動(dòng)裝置，機(jī)尾（或者導(dǎo)回裝置），中部機(jī)架，拉緊裝置以及膠帶這幾個(gè)主要部件組成。目前，輸送機(jī)的運(yùn)輸距離會(huì)變長(zhǎng)，速度會(huì)變高，摩擦?xí)档?。在帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用方面，目前我國(guó)仍然存在這許多問(wèn)題。 關(guān)鍵詞：平行輸送裝置 帶式輸送機(jī) 液壓與氣壓控制系統(tǒng)

2、 電氣控制系統(tǒng) Abstract The title of this graduation design is: parallel conveying device. Firstly, the paper makes a brief overview of the conveyor, then briefly introduces the working principle of the conveyor. Choose and calculate the suitable motor according to the existing unde

3、rstanding. Select the shaft and bearings and their lubrication methods according to the motor and check them. Finally, select the appropriate hydraulic and air pressure system and electrical control system. The ordinary belt conveyor consists of several main components: transmission device, tail(or

4、guide device), middle frame, tension device and duct tape. At present, the transport distance of the conveyor will become longer, the speed will become higher, and the friction will be reduced. In the design, manufacture and application of belt conveyor, there are still many problems in China. Ke

5、y words: Parallel conveyer Belt conveyor Hydraulic and pneumatic control systems Electrical control system 目 錄 摘要................................................................I Abstract...........................................................II

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12、 引言................................................................1 第1章 帶式輸送機(jī)的概述.............................................2 1.1 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用............................................2 1.2 帶式輸送機(jī)的分類及特點(diǎn)......................................3 第2章 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理.....

13、..................................4 2.1 帶式輸送機(jī)的工作原理........................................4 2.2 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)............................................4 2.3 平行輸送機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案....................................5 第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇................................................6 3.1確定電動(dòng)機(jī)的總功率..................

14、........................6 3.2確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速............................................6 3.3確定計(jì)算功率................................................6 3.4選擇V帶型號(hào)................................................6 第4章 軸的設(shè)計(jì).....................................................8 4.1軸的材料選取和結(jié)構(gòu)圖..................

15、......................8 4.2初定軸的最小直徑............................................8 第5章 軸承的設(shè)計(jì)...................................................9 5.1軸承參數(shù)的設(shè)計(jì) .............................................9 5.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑..............................................9 5.3潤(rùn)滑油的選擇...........................

16、.....................9 5.4密封方法的選取.............................................10 第6章 液壓與氣壓控制系統(tǒng)..........................................11 6.1氣壓控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介...........................................11 6.2選擇氣缸...................................................11 6.3活塞桿的設(shè)計(jì).............................

17、..................12 6.3.1活塞桿的直徑.........................................12 6.3.2氣缸筒的壁厚計(jì)算.....................................13 6.3.3氣缸排氣口直徑.......................................14 6.3.4活塞桿的校核.........................................14 6.4導(dǎo)軌設(shè)計(jì)..................................................

18、.16 第7章 電氣系統(tǒng)控制圖.............................................17 7.1電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ..........................................17 7.2氣壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)控制圖...................................17 總結(jié)...............................................................19 致謝..................................................

19、.............20 參考文獻(xiàn)...........................................................21 IV 引言 帶式輸送機(jī) 又稱膠帶輸送機(jī)，廣泛應(yīng)用于家電、電子、電器、機(jī)械、煙草、注塑、郵電、印刷、食品等各行各業(yè)，物件的組裝、檢測(cè)、調(diào)試、包裝及運(yùn)輸?shù)取? 線體輸送可根據(jù)工藝要求選用 :普通連續(xù)運(yùn)行、節(jié)拍運(yùn)行、變速運(yùn)行等多種控制方式;線體因地制宜選用:直線、彎道、斜坡等線體形式 輸送設(shè)備包括:皮帶輸送機(jī)也叫帶式輸送機(jī)或膠帶輸送機(jī)等，是組成有節(jié)奏的流水作業(yè)線所不可缺少的經(jīng)濟(jì)型物流

20、輸送設(shè)備。皮帶機(jī)按其輸送能力可分為重型皮帶機(jī)如礦用皮帶輸送機(jī)，輕型皮帶機(jī)如用在電子塑料，食品輕工，化工醫(yī)藥等行業(yè)。 皮帶輸送機(jī)具有輸送能力強(qiáng)，輸送距離遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于維護(hù)，能方便地實(shí)行程序化控制和自動(dòng)化操作。運(yùn)用輸送帶的連續(xù)或間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送100KG以下的物品或粉狀、顆狀物品，其運(yùn)行高速、平穩(wěn)，噪音低，并可以上下坡傳送。 第1章 帶式輸送機(jī)的概述 1.1帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 帶式輸送機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是固定式或運(yùn)移式起重運(yùn)輸機(jī)中主要類型中的一種其運(yùn)輸特點(diǎn)是能夠形成裝載點(diǎn)到另一

21、個(gè)裝載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，依靠物料流所組成的整體運(yùn)動(dòng)來(lái)完成物料從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各企業(yè)中,連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過(guò)程中組成有規(guī)律的流水作業(yè)運(yùn)輸線必不可少的組成部分。 輸送機(jī)的共同特點(diǎn)是，運(yùn)載能力強(qiáng)(可達(dá)30000t/h)，廣泛使用于許多方面(可運(yùn)送礦石,煤炭,巖石和各種粉狀物料,某些情況下也可以運(yùn)人),安全可靠，自動(dòng)化程度高，易于設(shè)備維護(hù)和檢修。爬坡能力大(角度可達(dá)16）經(jīng)營(yíng)費(fèi)用不高，由于縮短運(yùn)輸距離可節(jié)省基礎(chǔ)建設(shè)的投資。 直到目前為止,帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向:增大運(yùn)輸能力，加大帶寬，加大傾角，增加單機(jī)長(zhǎng)度，水平轉(zhuǎn)彎，都達(dá)到可以有效地使用膠帶張力,降低物料輸送能耗清理

22、膠帶的最佳方法等。 鋼繩芯帶式輸送機(jī)的適用范圍： (1)適用于環(huán)境溫度一般為-40~40C;在寒冷地區(qū)驅(qū)動(dòng)站應(yīng)有采暖設(shè)施。 (2)可做水平運(yùn)輸,傾斜向上不超過(guò)(16)和向下(10~12)運(yùn)輸不超過(guò)15。也可以轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸;,單機(jī)輸送最多可達(dá)15km。 (3)可露天鋪設(shè),運(yùn)輸線可設(shè)防護(hù)罩或設(shè)通廊。 (4)輸送帶伸長(zhǎng)率為普通帶的1/5左右，其使用壽命比普通膠帶長(zhǎng)，其成槽性好，運(yùn)輸距離大。 1.2帶式輸送機(jī)的分類及特點(diǎn) 運(yùn)輸物料的輸送帶,可分成以下兩類結(jié)構(gòu)。一類是,普通型帶式輸送機(jī)在其運(yùn)輸物料的過(guò)程中上帶呈槽形下帶呈平形，而且,輸送帶有托輥托起輸送帶外表幾何形狀

23、都呈平面。另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)各有各的輸送優(yōu)、缺點(diǎn)。其簡(jiǎn)介如下: (1).QD80輕型固定式帶輸送機(jī) 將它與TDⅡ型相比,其帶較薄、故而能承載的貨物也較輕...運(yùn)距一般不超過(guò)100m,電機(jī)容量不超過(guò)22kw. (2).DX型鋼繩芯帶式輸送機(jī) 其帶具有很高強(qiáng)度...因?yàn)槠涞膸局?有若干平行的細(xì)鋼繩，一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距可達(dá)幾公里到幾十公里. (3).U形帶式輸送機(jī) 它還可以叫做,槽形帶式輸送機(jī),將普通帶式輸送機(jī)的槽形托輥角,由原來(lái)的30~45,直接提高到90,使輸送帶成U形.這樣一來(lái)輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓...導(dǎo)致物料和膠帶的摩擦力增大,輸送機(jī)的運(yùn)輸傾角可達(dá)25. (4). 管形帶

24、式輸送機(jī) 是將U形帶式輸送帶槽形托輥角進(jìn)一步加大形成一個(gè)圓管狀的皮帶,即為,管形帶式輸送機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)閉密輸送物料,對(duì)環(huán)境的污染小,并且可以實(shí)現(xiàn)改變方向。 (5).氣墊式帶輸送機(jī) 其輸送帶是在空氣膜(氣墊)上運(yùn)行,沒有托輥,改使用不動(dòng),帶有氣孔,氣室盤形槽和氣室取代了,運(yùn)行的托輥.質(zhì)量減少,阻力減小,效率提高,并且能夠平穩(wěn)運(yùn)行,可提高帶速，但一般其運(yùn)送物料的塊度不超過(guò)300mm. （6）.壓帶式帶輸送機(jī) 它是用一條輔助帶對(duì)物料施加壓力.這種輸送機(jī)具有輸送物料的最大傾角,可達(dá)90,運(yùn)行速度,可達(dá)v=6m/s,輸送能力不受傾角影響,可實(shí)現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送等優(yōu)點(diǎn).其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、

25、輸送帶的磨損大和效率不高。 (7).鋼繩牽引帶式輸送機(jī) 它是由無(wú)際繩運(yùn)輸,與帶式運(yùn)輸,兩者相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有鋼繩的高強(qiáng)度、牽引靈活,又具有帶式運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)、柔性等優(yōu)點(diǎn)。 第2章 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 2.1 帶式輸送機(jī)的工作原理 輸送帶繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒和機(jī)尾換向滾筒形成一個(gè)無(wú)極的環(huán)形帶輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上拉緊裝置給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時(shí),傳動(dòng)滾筒通過(guò)它和輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。 提高傳動(dòng)裝置的牽引力可以從以下三個(gè)方面考慮： （1）增大拉緊力 由于在運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)輸帶伸長(zhǎng)，從而使?fàn)恳ο陆?，可以利用拉緊裝置,適當(dāng)?shù)卦?/p>

26、大初張力，傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力S1從而增大，以提高牽引力。 （2）增加圍包角 例如運(yùn)載鋼材對(duì)需要較大牽引力的場(chǎng)合，可采用雙滾筒傳動(dòng)，以增大圍包角。 （3）增大摩擦系數(shù) 其可在傳動(dòng)滾筒上,覆蓋摩擦系數(shù),較大的襯墊增加摩擦系數(shù)。 總結(jié)上述，增大牽引力通常采用增大圍包角，故在傳動(dòng)中通常采用這種方法。 2.2 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu) 輸送帶是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件它是和帶上的物料隨輸送帶一起運(yùn)行，物料可根據(jù)使用者的需要選擇在輸送機(jī)的端部，或者中間部位卸下輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐，運(yùn)行阻力小。帶式輸送機(jī)可沿水平或傾斜線路布置，使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時(shí)，不同物料的最大運(yùn)輸傾角是不同的。

27、 帶式輸送機(jī)具有主要優(yōu)良性能：承載能力大，效率高，為刮板輸送機(jī)的1/3--1/5；由于物料同輸送機(jī)一起移動(dòng)同刮板輸送機(jī)比較，物料破碎率小。 輸送機(jī)年工作時(shí)間一般取4500~5500小時(shí)。當(dāng)工作制度為二班制，輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多時(shí)，宜取4500h；但是，當(dāng)為三班制時(shí)。輸送礦石，并有儲(chǔ)倉(cāng)時(shí)，應(yīng)該取5500h。 2.3 平行輸送機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案 該機(jī)構(gòu)需要先設(shè)計(jì)出重要的基本運(yùn)動(dòng)部件：電動(dòng)機(jī)，根據(jù)其算出軸、軸承、聯(lián)軸器和皮帶輪和一些零部件和潤(rùn)滑方式等等；這還需要?dú)鈮号c液壓控制系統(tǒng)，由于需要這個(gè)控制比較簡(jiǎn)單，只需要控制平臺(tái)前進(jìn)和后退即可。相比較可知，氣缸一般就伸出和縮回兩個(gè)

28、動(dòng)作，動(dòng)力較小，負(fù)載較小?？梢詽M足我們所需要的條件，所以我們選擇氣壓傳動(dòng)。 最后，需要電氣控制系統(tǒng)，可選擇的有時(shí)間繼電器和紅外線控制，由于使用時(shí)間繼電器需要限制主工作電路的速度和路程，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較麻煩，故而不選擇這種控制；而紅外線和行程開關(guān)組成的控制系統(tǒng)，比較方便，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，所以選擇這種電氣控制。 第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇 工作條件：使用年限10年，每年按300天計(jì)算，兩班制，載荷平穩(wěn)。 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力100N，直徑10mm，帶速0.05m/s。 根據(jù)上面數(shù)據(jù)，選擇

29、直流電動(dòng)機(jī)。 3.1確定電動(dòng)機(jī)的總功率 （1） 傳動(dòng)裝置的總效率： η總=η帶*η聯(lián)軸器*η滾筒 =0.96x0.99x0.95 =0.90 （2） 電機(jī)所需的功率：Pd=FV/η總=100x0.05/0.90=5.56w 3.2確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 滾筒的軸的工作速度 Nw=60x1000V/πD =60x1000x0.05/π*10 =95.5r/min 根據(jù)合理的傳動(dòng)比范圍。取V帶的傳動(dòng)比Iv=2~4，故選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n=（2~4）x95.5r/min=（191~382）r/min 選用GB37-555-1236 減速比為10

30、 額定轉(zhuǎn)速為320r/min 額定轉(zhuǎn)矩1.6 D型軸 軸徑 Φ=6mm l=5.5mm 軸長(zhǎng) L=15mm 3.3確定計(jì)算功率 由已知條件可知KA=1.2 Pc=KA*P=6.672w 3.4選擇V帶型號(hào) 初選普通V型帶的C型號(hào) 減速比為1 即d1=d2=200~315mm由書上表5-10可知取d=224mm v=πdn/60x1000=3.75m/s 確定中心距a和帶長(zhǎng)Ld 0.7x2d≤a0≤2x2d 313.6≤a0≤896mm 取a0=500mm Lc≈2a0+πd=1703mm 取Ld=1800mm a≈

31、500+1800-1703=597mm 確定包角 α1=180 確定V帶根數(shù) z≥Pc/[P0]=2.77 取z=3 確定初拉力 q=0.3 F0=500PC（2.5-Kα/Kα）/z*v+qv2=449N 計(jì)算帶對(duì)軸的壓力FQ FQ≈2zF0sinα/2=2694N 第4章 軸的設(shè)計(jì) 4.1軸的材料選取和結(jié)構(gòu)圖 選取軸的材料為經(jīng)調(diào)質(zhì)處理45號(hào)鋼?？紤]到軸上零件的安裝,定位,軸的制

32、造工藝，其結(jié)構(gòu)圖為: 圖 1 軸的結(jié)構(gòu)圖 4.2初定軸的最小直徑 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)估算直徑，公式如下： 在上式里，C作為根據(jù)軸的構(gòu)成材料,受力情況選用的運(yùn)算系數(shù)。按照相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)（第二版）上表8-4。45號(hào)鋼，C=118--107，這與受力軸承受的力矩大小還有比較遠(yuǎn)，因此選用C=107 在這時(shí)，n選用最小值，n=95.5m/s，及得dmin=41.5mm 由于有三根v帶，所以最小直徑為48mm B=82mm s=（0.2~0.3）*B=16.4~24.6mm取s=2

33、0mm 故軸徑d1-2=d7-8=55mm 半聯(lián)軸長(zhǎng)度L=50mm h>0.07d d2-3=d6-7=62mm L=40mm考慮到軸直徑的作用，所以為滑動(dòng)型軸承，其大小為16x10x70，因此，d3-4=d5-6=70mm ，d4-5=80mm 按照軸承的拆卸、安裝以及方便添加潤(rùn)滑油的實(shí)際需求，設(shè)置 L2-3=28mm L6-7=30mm，根據(jù)其整體設(shè)計(jì)可得L4-5=35mm。 第5章 軸承的設(shè)計(jì) 5.1軸承參數(shù)的設(shè)計(jì) 由B/d=2.1≈2即： 表1 軸承的承載系數(shù) B/d x 0.3 0.4 0.5 0.6 0.65 0.7

34、 0.75 0.8 0.85 0.9 0.925 0.95 0.975 0.99 載量系數(shù) 2 0.763 1.091 1.48 2.07 2.45 2.98 3.671 4.78 6.545 10.09 14.34 20.97 43.11 110.79 先初選深溝球軸承，其內(nèi)部直徑為30mm，寬度為16mm，因?yàn)辇X輪端面和齒輪內(nèi)壁。軸承端面和箱體內(nèi)壁之間存在沒有拼接好的空隙所以，取套筒長(zhǎng)度為20mm。該段長(zhǎng)36mm，輪轂寬度為2mm。 5.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 如果減速器用的是滾動(dòng)軸承，則軸承的潤(rùn)滑方法可按照齒輪或蝸桿的圓周速度來(lái)決

35、定: 當(dāng)圓周速度在v≥2m/s--3m/s時(shí)，可以采用飛濺潤(rùn)滑把飛濺到箱蓋上的油匯集到箱體剖分面上的油溝中。然后流進(jìn)軸承,進(jìn)行潤(rùn)滑飛濺潤(rùn)滑最簡(jiǎn)單，在減速器中應(yīng)用最廣。這時(shí)箱內(nèi)的潤(rùn)滑油粘度完全由齒輪傳動(dòng)決定。 反之。圓周速度v≤2m/s--3m/s時(shí)，由于飛濺的油量達(dá)不到軸承潤(rùn)滑的需要。所以最好采用刮油潤(rùn)滑或者根據(jù)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)座圈速度的大小選用脂潤(rùn)滑或滴油潤(rùn)滑。刮油潤(rùn)滑充分刮板刮下齒輪蝸輪端面的油將其導(dǎo)入油溝,流入軸從而達(dá)到潤(rùn)滑。 5.3潤(rùn)滑油的選擇 采用脂潤(rùn)滑時(shí)，為了不讓油池中的油混入軸承稀釋潤(rùn)滑脂應(yīng)在軸承內(nèi)側(cè)之間使用擋油環(huán)或其他內(nèi)部密封裝置滴油潤(rùn)滑:有間歇滴油潤(rùn)滑；連續(xù)滴油潤(rùn)

36、滑兩種方式。最好在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置一圓缺形擋板，這可以使軸承能積存少量的油，可盡量保證機(jī)器起動(dòng)時(shí)，軸承能得到一定量的潤(rùn)滑油擋板高度不超過(guò)最低滾珠(柱)的中心經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)的減速器不一定要設(shè)這種擋板，轉(zhuǎn)速很高的軸承需要采用壓力噴油潤(rùn)滑。 5.4密封方法的選取 選用易于調(diào)整凸緣式端蓋使用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈來(lái)保證其密封性。 密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為，軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。 第6章 液壓與氣壓控制系統(tǒng) 6.1氣缸簡(jiǎn)介 氣壓傳動(dòng)主要是指以

37、壓縮空氣。做為動(dòng)力源來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制各種機(jī)械設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化和自動(dòng)化的一種技術(shù)。它和液壓傳動(dòng)很相似就是介質(zhì)不一樣。 (1)氣源裝置。 在整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)中有十分重要的作用，如果沒有一個(gè)可靠的氣源裝置。就不能將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能為系統(tǒng)提供壓縮空氣，氣源裝置主要是三種：空氣壓縮機(jī)，儲(chǔ)氣罐，氣源凈化裝置等設(shè)備組成。 (2)執(zhí)行元件 執(zhí)行元件在系統(tǒng)中，將空氣（介質(zhì)）的壓力能轉(zhuǎn)化為使用者所需要機(jī)械能。它的主要形式三種：有氣缸輸出直線往復(fù)式機(jī)械能；擺動(dòng)氣缸輸出回轉(zhuǎn)擺動(dòng)式；氣馬達(dá)輸出旋轉(zhuǎn)式的機(jī)械能對(duì)于以真空壓力為動(dòng)力源的系統(tǒng)。采用真空吸盤以完成各種吸吊作業(yè)。 (3)控制元件 控制元件在

38、系統(tǒng)中起到了調(diào)節(jié)控制空氣介質(zhì)的壓力流量，與流動(dòng)方向的元件。使系統(tǒng)能夠完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用者所需要的的程序和功能。根據(jù)完成功能不同控制元件種類可以有很多種，流量，壓力，方向和邏輯等四大類控制元件。 (4)輔助元件 其主要作用是元件內(nèi)部的潤(rùn)滑、降低噪音、元件的連接以及信號(hào)轉(zhuǎn)變、顯示、放大、檢測(cè)等。 6.2選擇氣缸 氣缸類型和結(jié)構(gòu)形式。 按工作要求和工作條件，選擇橫向氣缸。 氣缸負(fù)載。 表2 速度與慣性負(fù)載的關(guān)系 運(yùn)動(dòng)速度v=3m/min=50mm/s，取β=0.60。 所以實(shí)際液壓缸的負(fù)載大小為：F=F0/β=1633.3N 選擇氣缸內(nèi)徑大小 表3 缸徑的計(jì)算公式

39、 D=1.27=1.27 =66.26mm F—?dú)飧椎妮敵隼?N； P —?dú)飧椎墓ぷ鲏毫a 按照GB/T2348-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取D=80 mm 氣缸缸徑大小的確定 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 （220） 250 320 400 500 630 表4 缸徑的標(biāo)準(zhǔn)值 6.3 活塞桿的設(shè)計(jì) 6.3.1活塞桿的直徑 （缸筒長(zhǎng)度S=L+B+30） L為活塞行程；B為活塞厚度 活塞厚度B=(0.61.

40、0)D= 0.780=56mm 由于氣缸的行程L=800mm ,所以S=L+B+30=886 mm 導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A: 一般導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A 在D<80mm時(shí)，可取A=(0.61.0)D；在D>80mm時(shí), 可取A=(0.61.0)d。 所以A=25mm 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H： 由一些經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)氣缸的最大行程為L(zhǎng)，缸筒直徑為D，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為：H≥L/20+D/2代入數(shù)據(jù) 即最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H≥(800/20)+(80/2) =80 mm 活塞桿的長(zhǎng)度I=L+B+A+80=800+56+25+40=961 mm 6.3.2氣缸筒的壁厚計(jì)算 由《液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)》可查氣缸筒的

41、壁厚可根據(jù)薄避筒計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：σ≥P*D/2[σ] 式中 σ—缸筒壁厚（m）； D—缸筒內(nèi)徑（m）； P—缸筒承受的最大工作壓力（MPa）； [σ]—缸筒材料的許用應(yīng)力（MPa）； 根據(jù)實(shí)際缸筒壁厚的取值：對(duì)于一般用途氣缸，通常取計(jì)算值的7倍左右。重型氣缸，取計(jì)算值的20倍左右，再按標(biāo)準(zhǔn)管材尺碼將其取整數(shù)。 參考《液壓與氣壓傳動(dòng)》缸筒壁厚強(qiáng)度計(jì)算及校核 [σ]=σb/n,我們的缸體的材料選擇45鋼，=600 MPa， ==120 MPa n為安全系數(shù) 一般取 n=5； 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa) P—缸筒承受的最大工作壓力（MPa）。 當(dāng)工作壓力p≤16 M

42、Pa時(shí)，P=1.5p。當(dāng)工作壓力p＞16 MPa時(shí)，P=1.25p 由此可知工作壓力0.6 MPa<16 MPa，P=1.5p=1.50.6=0.9 MPa σ≥P*D/2[σ]=0.9x80/2x120=0.3mm 參照下表 氣缸筒的壁厚圓整取 = 7 mm 表5 缸體材料與直徑的關(guān)系 材料 氣缸直徑 50 80 100 125 160 200 250 320 鑄鐵 7 8 10 10 12 14 16 16 銅 5 7 8 8 9 9 11 12 鋁合金 8--12 12--14 14--17 Q =

43、 = ==1.85x10-3g/s 6.3.3氣缸排氣口直徑 v—空氣流經(jīng)進(jìn)、排氣口的速度?？扇=10--15（m/s）。 選取v = 12 m/s 由公式 d0 = 2 代入數(shù)據(jù)得 d0 = 14.014 mm 表6 氣缸內(nèi)徑與進(jìn)、排氣口直徑的關(guān)系 氣缸內(nèi)徑D 進(jìn)、排氣口直徑d0 40 8 50 63 10 80 100 125 15 140 160 180 20 由上表可知，取氣缸進(jìn)、排氣口直徑為15mm 。流經(jīng)進(jìn)排氣口的速度v=10--25m/s選取。 6.3.4活塞桿的校核 由于所選活塞桿的長(zhǎng)度L>10d。

44、不但要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，還要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。綜合考慮活塞桿的材料選擇45鋼。 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本》 由《液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)》穩(wěn)定性校核： FP0 ≤ FK/NK 由公式 FP0=1633N nK一一般取1.5--4，在這里取2. 實(shí)心桿 K=d/4=6.25mm 由于細(xì)、長(zhǎng)桿之比為L(zhǎng):K ≥85√m 即 FK=mEJπ2/L2 末端系數(shù) 選擇 固定---自由 m=0.25 材料彈性模量 E=2.1x1011Pa 實(shí)心圓桿 J=πd4/64 氣缸的安裝長(zhǎng)度和活塞桿的長(zhǎng)度為 L=961mm 代入數(shù)據(jù)得 FK =2.685 N 因?yàn)?/p>

45、 = 1.34 FP0 所以活塞桿的穩(wěn)定性滿足條件； 強(qiáng)度校核： 由公式 d ≥ ，n為安全系數(shù) 一般取 n=5； 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa) 45鋼的抗拉強(qiáng)度，=600 MPa ，= = 120 MPa 則 = 4.16 mm ＜ d ，所以強(qiáng)度滿足要求； 綜上所述：活塞桿的穩(wěn)定性和強(qiáng)度滿足要求。 6.4導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 圖2 滑動(dòng)導(dǎo)軌 圖3中該導(dǎo)軌為滑動(dòng)導(dǎo)軌。其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。剛性很好，摩擦阻力大，但連續(xù)運(yùn)動(dòng)磨損大。制

46、造中軌面刮研工序的要求也很高。滑動(dòng)導(dǎo)軌的靜摩擦因數(shù)與動(dòng)摩擦因數(shù)差B比較大，因此運(yùn)行速度太小時(shí)，可能引起爬行現(xiàn)象。滑動(dòng)導(dǎo)軌適用于各種機(jī)床的工作臺(tái)或床身導(dǎo)軌。 圖3 滾珠導(dǎo)軌 圖4中這種導(dǎo)軌是滾珠導(dǎo)軌。該導(dǎo)軌摩擦阻力較小，但承載能力差，剛度很低。承受不了太大的力；并且工作的滾珠接觸部位，容易壓出凹坑，使導(dǎo)軌副精度降低。這種導(dǎo)軌適用于載荷不超過(guò)200N的小型部件。 第7章 電氣控制系統(tǒng) 7.1電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 電氣控制系統(tǒng)一般稱為電氣設(shè)備二次控制回路。通常，會(huì)使用弱電控制強(qiáng)電

47、，電壓低的控制電壓高的，而且高壓電氣設(shè)備與低壓電氣設(shè)備的控制方式也不相同。 (1)自動(dòng)控制功能 高壓和大電流開關(guān)設(shè)備的體積是很大的，甚至存在有安全隱患。所以，一般都采用操作系統(tǒng)來(lái)限制被控制元件的運(yùn)行。特別是當(dāng)設(shè)備出了故障（例如：短路、漏電）時(shí)，需要自動(dòng)切斷電路，要有一套能夠自動(dòng)控制的電氣設(shè)備對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，這樣可以更加安全。 (2)保護(hù)功能 電氣設(shè)備與線路在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生故障，電流(或電壓)會(huì)超過(guò)設(shè)備與線路允許工作的范圍與限度。這就需要一套檢測(cè)這些故障信號(hào)并對(duì)設(shè)備線路進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整(斷開、切換等)的保護(hù)設(shè)備。（例如我們熟悉的空氣開關(guān)） (3)監(jiān)視功能 電是我們看不見的

48、，無(wú)法辨別一臺(tái)設(shè)備是否帶電或斷電。應(yīng)該設(shè)置各種視聽信號(hào)如燈光（筆記本電腦、電視機(jī)待機(jī)時(shí)，都會(huì)有燈亮著）和音響等，對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行電氣監(jiān)視。 (4)測(cè)量功能 僅僅只靠燈光和音響信號(hào)，只能定性地表明設(shè)備的工作狀態(tài)(有電或斷電)如果想知道電氣設(shè)備具體的工作情況，還需要有各種儀表測(cè)量設(shè)備的輔佐。測(cè)量線路的各種參數(shù)，如電壓、電流、頻率和功率的大小等。（例如：電壓表、電流表、萬(wàn)能表等） 我們這次需要的電氣控制系統(tǒng)，只需要紅外線感應(yīng)系統(tǒng)和行程開關(guān)一起配合使用，控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)即可。 7.2氣壓系統(tǒng)及其電氣控制系統(tǒng)圖 利用一個(gè)氣缸帶動(dòng)滑臺(tái)左右移動(dòng)，兩邊都有限位的行程開關(guān)，行程開關(guān)有

49、兩個(gè)作用：一個(gè)是控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止；另一個(gè)是通過(guò)控制電磁換向閥來(lái)控制氣缸的伸出和縮回的動(dòng)作。 如圖所示： 圖 4液壓控制系統(tǒng)圖 該圖主要是控制氣缸的伸出和縮回的功能。 圖 5 電氣系統(tǒng)控制圖 上圖左邊SQ1和SQ2是在導(dǎo)軌上的最左邊和最右邊兩個(gè)行程開關(guān)，可以使電機(jī)只有在這兩個(gè)點(diǎn)才會(huì)通電轉(zhuǎn)動(dòng)。 上圖右邊KA1線圈和KM1開關(guān)形成自鎖SQ1和SQ2形成互鎖。 總 結(jié) 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我不僅把一些重要的知識(shí)。全部又重新地梳理了一遍，而且提升了我自學(xué)能力。同時(shí)在查找資料的過(guò)程中也了解了許多課外知識(shí)。開拓了視野。認(rèn)識(shí)了將來(lái)機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)。使自己在專

50、業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面都有了質(zhì)的飛躍。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們作為學(xué)生完成的最后一次作業(yè)，它既能對(duì)這些年來(lái)在學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用又為我們今后走向社會(huì)實(shí)際操作和應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力；從老師的角度來(lái)說(shuō)，指導(dǎo)做畢業(yè)設(shè)計(jì)是老師對(duì)學(xué)生所做的最后一次指導(dǎo)和教學(xué)；其次，畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)是老師檢驗(yàn)其教學(xué)效果，從而提高教學(xué)質(zhì)量的好機(jī)會(huì)。 隨著畢業(yè)的時(shí)間一天一天的到來(lái)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。在不斷的努力下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前，我認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的大概總結(jié)，但是真的面對(duì)畢業(yè)

51、設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯(cuò)誤的。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種回顧和梳理總結(jié)，而且還能夠提高自己的自主學(xué)習(xí)能力還能改善考慮問(wèn)題的方式和方法。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)過(guò)于書面化了，自以為自己已經(jīng)理解了，但是在面對(duì)課題感覺很迷茫，毫無(wú)頭緒，還是老師告訴我；不要想著怎么樣一步登天，要從最基本的慢慢來(lái)，再?gòu)?fù)雜的機(jī)械也是最基本的原理一步步疊加而成的。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白解決問(wèn)題應(yīng)該一步步進(jìn)行，不要總想著一口吃個(gè)大胖子。 總之，真是萬(wàn)事開頭難，開始不知道如何入手。最后做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論:知識(shí)需要學(xué)會(huì)運(yùn)用。有些東西以為學(xué)會(huì)了、掌握了，但真正到用的

52、時(shí)候才發(fā)現(xiàn)和自己預(yù)期不一樣，所以我更重要的是需要將所學(xué)習(xí)的東西給表達(dá)和應(yīng)用。 致 謝 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我的幫助，時(shí)不時(shí)的幫助我解決可能需要想很久才能想出來(lái)的問(wèn)題。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我通過(guò)去學(xué)校圖書館查閱有關(guān)資料。和同學(xué)一起討論還有自己學(xué)習(xí)、思考。最后還有向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)。雖然也經(jīng)歷了不少坎坷，但同時(shí)也受益良多。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立資助的學(xué)習(xí)能力，樹立了對(duì)自己的信心，還學(xué)會(huì)了遇到不懂的問(wèn)題應(yīng)該虛心向別人請(qǐng)請(qǐng)教。相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)、工作和生活都有非常重要的影響。使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中，探索的

53、艱難和成功時(shí)的喜悅，在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，這都今后的生活和工作都具有深遠(yuǎn)的影響。 畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的完成與指導(dǎo)老師的指導(dǎo)是分不開的，遇到的問(wèn)題和自己不能設(shè)計(jì)的步驟，都是在指導(dǎo)老師的講解下得到滿意的答案，從而加快了自己設(shè)計(jì)的進(jìn)度和設(shè)計(jì)的正確性、嚴(yán)謹(jǐn)性。 時(shí)間就這樣，悄悄在我們完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中慢慢的流逝?，F(xiàn)在回想起來(lái)，這幾周的時(shí)間雖然很忙碌，但是也非常充實(shí)，到最后看到自己設(shè)計(jì)的題目完成后心情是非常喜悅的。因?yàn)檫@凝結(jié)了自己辛苦的勞動(dòng)和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，就像耕作了許久終于豐收了一般。 最后在對(duì)陳老師感激的同時(shí)，也要對(duì)在百忙中認(rèn)真評(píng)閱設(shè)計(jì)的老師們表示

54、感謝，你們豐富的專業(yè)知識(shí)，能給我們提出很多可行的方案，所以我由衷的表示謝意! 參考文獻(xiàn) [1] 漆漢宏，PLC電氣控制技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社，2015； [2] 王為，汪建曉，吳昌林，機(jī)械設(shè)計(jì)(第二版).華中科技大學(xué)出版社,2011； [3] 楊黎明,機(jī)械零件簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).兵器工業(yè)出版社,1992； [4] 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第4版）華中科技大學(xué)出版社,2012; [5] 唐大放,馮曉寧.楊現(xiàn)卿.機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué).徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001； [6] 機(jī)械電子工業(yè)部編.機(jī)械產(chǎn)品目錄8.機(jī)械工業(yè)出版社,1991； [7] 中國(guó)紡織大學(xué)工程圖學(xué)教研室.畫法幾何及工程制圖.上?？萍汲錾?2000； [8] 焦作礦業(yè)學(xué)院，煤礦機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)，煤炭工業(yè)出版社，1979； [9] 候志學(xué)，礦山運(yùn)輸機(jī)械，冶金工業(yè)出版社，1996； [10] 紀(jì)名貴，機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社，2004。 [11]張春宜,郝廣平,劉敏編著.減速器設(shè)計(jì)實(shí)例精解.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010. [12]運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)編輯委會(huì)編.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)(上，下).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999. 21