筒倉(cāng)成型機(jī)設(shè)計(jì)
筒倉(cāng)成型機(jī)設(shè)計(jì),筒倉(cāng)成型機(jī)設(shè)計(jì),筒倉(cāng),成型,設(shè)計(jì)
黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 25 頁(yè)
1緒論
1.1 我國(guó)糧食鋼板筒倉(cāng)的應(yīng)用發(fā)展概況
我國(guó)糧食鋼板筒倉(cāng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展起步較晚,大致經(jīng)歷了4 個(gè)時(shí)期: 1979 ～1981年為應(yīng)用嘗試期,主要作為糧食中轉(zhuǎn)和暫存的小型鋼板筒倉(cāng)使用;1982～1984年為應(yīng)用技術(shù)引進(jìn)期,引進(jìn)美國(guó)鍍鋅波紋板裝配式鋼板筒倉(cāng)(簡(jiǎn)稱裝配倉(cāng)) ,屬于農(nóng)用鋼板筒倉(cāng)。之后輕工部門(mén)又引進(jìn)了加拿大的商用糧食鋼板筒倉(cāng),主要作為原料倉(cāng)或港口碼頭的中轉(zhuǎn)倉(cāng); 1983年開(kāi)始至90年代初為應(yīng)用技術(shù)消化、吸收、提升期,1983年我國(guó)引進(jìn)了利浦技術(shù)和SM型專用卷倉(cāng)設(shè)備,開(kāi)始生產(chǎn)制作利浦式鋼板筒倉(cāng)(簡(jiǎn)稱螺旋倉(cāng)) 。后又引進(jìn)了國(guó)外裝配式鋼板筒倉(cāng)的全套技術(shù)和生產(chǎn)線,在消化和吸收國(guó)外建造技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)鋼板筒倉(cāng)建造技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新和發(fā)展; 1995 年后為發(fā)展期,我國(guó)鋼板筒倉(cāng)的建造和應(yīng)用取得了較大發(fā)展,開(kāi)始大批量生產(chǎn)、制作、安裝鋼板筒倉(cāng),使鋼板筒倉(cāng)在強(qiáng)度、性能、安全方面的可靠性有了一定的保證,并將其作為一種產(chǎn)品大量出口。我國(guó)糧食鋼板筒倉(cāng)的建造和使用僅經(jīng)歷了20多年時(shí)間,目前在糧食加工業(yè)被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié),成為“四散”儲(chǔ)糧的現(xiàn)代化標(biāo)志之一。目前建造及引進(jìn)的糧食鋼板筒倉(cāng)大部分作為中轉(zhuǎn)倉(cāng)、暫存?zhèn)}、原料倉(cāng)、成品倉(cāng)、儲(chǔ)備倉(cāng)等使用[1]
1.2 鋼板筒倉(cāng)的類(lèi)型
1.2.1 糧食螺旋鋼板筒倉(cāng)
1968年德國(guó)人利浦發(fā)明了用SM型專用設(shè)備建造螺旋鋼板筒倉(cāng)(簡(jiǎn)稱利浦倉(cāng),也叫螺旋倉(cāng)) 。1969年在德國(guó)建成第一個(gè)螺旋鋼板筒倉(cāng)。我國(guó)于1985年4月建成了國(guó)內(nèi)第一個(gè)螺旋鋼板筒倉(cāng)[ 2 ] 。目前,螺旋鋼板筒倉(cāng)直徑可以在3～25 m之間選擇,高徑比最大可達(dá)5. 75,直筒高度最大可達(dá)31. 5 m,倉(cāng)容最大可達(dá)6 000 t。施工時(shí)將495 mm寬的卷板由開(kāi)卷機(jī)送入成型機(jī)軋制成所需的幾何形狀,再通過(guò)彎折機(jī)折彎、咬口(5層) ,圍繞著筒倉(cāng)外側(cè)形成30～40 mm寬的連續(xù)環(huán)繞的螺旋凸條,在結(jié)構(gòu)上起到加強(qiáng)筒倉(cāng)強(qiáng)度的作用。
其優(yōu)點(diǎn)為自重輕、強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、工期短、費(fèi)用低、氣密性好、用途廣泛、適應(yīng)性強(qiáng)、用料廣泛。缺點(diǎn)為受倉(cāng)容限制(目前直徑不超過(guò)25 m,倉(cāng)容不超過(guò)6 000 t) ,不可拆卸。
1.2.2 螺栓裝配式鍍鋅波紋板鋼板筒倉(cāng)
1982年3月黑龍江省洪河農(nóng)場(chǎng)引進(jìn)美國(guó)理德公司螺栓裝配式鍍鋅波紋板鋼板筒倉(cāng),國(guó)內(nèi)的慶安、迎春、齊齊哈爾等鋼板筒倉(cāng)公司迅速消化吸收并開(kāi)發(fā)出我國(guó)第一批螺栓裝配式波紋鋼板筒倉(cāng)。裝配式鋼板筒倉(cāng)的墻體主要由壓型鋼板和Z型鋼立筋組成,小倉(cāng)、矮倉(cāng)可以不設(shè)立筋或只設(shè)單筋(每塊墻板對(duì)應(yīng)1根立筋) ,大倉(cāng)、高倉(cāng)必須設(shè)置雙筋且立筋壁厚要逐次加厚。壓型鋼板以卷板為原料采用輥壓法在工廠預(yù)制完成,逐道輥壓一次成型,波紋形成后再經(jīng)過(guò)沖孔、彎弧和鍍鋅等工序完成預(yù)制墻板,包裝后運(yùn)往倉(cāng)庫(kù)或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝[ 3 ] 。進(jìn)入21世紀(jì),江蘇牧羊集團(tuán)引進(jìn)了美國(guó)裝配式鋼板筒倉(cāng)全套技術(shù)及專用設(shè)備生產(chǎn)線,按照國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)計(jì)軟件、制作標(biāo)準(zhǔn),在消化和吸收的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了創(chuàng)新和發(fā)展,開(kāi)始大批量生產(chǎn)、制作和安裝。鋼板筒倉(cāng)的直徑最大可達(dá)32 m,倉(cāng)容最大可達(dá)15 000 t (2003年由牧羊集團(tuán)在山東三維油脂股份有限公司制造,直徑32 m,高度達(dá)32. 08 m,單倉(cāng)倉(cāng)容15 000 t) ,說(shuō)明我國(guó)鋼板筒倉(cāng)生產(chǎn)、制作、安裝已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際水平。
其優(yōu)點(diǎn)為自重輕、對(duì)基礎(chǔ)要求低;標(biāo)準(zhǔn)化程度高,可以在工廠預(yù)制生產(chǎn); 裝配簡(jiǎn)單,機(jī)動(dòng)性強(qiáng),可拆卸;壽命較長(zhǎng);倉(cāng)容適用范圍大,造價(jià)較低。缺點(diǎn)是密封性略遜于螺旋鋼板筒倉(cāng),維護(hù)成本較高。
1.2.3 焊接倉(cāng)
焊接倉(cāng)是采用鋼板對(duì)接焊制而成的倉(cāng),制作時(shí)要求上下、左右焊縫必須錯(cuò)開(kāi)。優(yōu)點(diǎn)是氣密性好、倉(cāng)壁鋼板厚、強(qiáng)度高、儲(chǔ)糧高度較高、使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)是費(fèi)工費(fèi)料、施工難度大、施工周期長(zhǎng)。
1.3 鋼板筒倉(cāng)的結(jié)構(gòu)組成和儲(chǔ)糧特性
1.3.1 結(jié)構(gòu)組成
鋼板筒倉(cāng)是由倉(cāng)上建筑、倉(cāng)頂、倉(cāng)壁、倉(cāng)底、倉(cāng)下支撐結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)6個(gè)部分組成的[ 4 ]
1.3.2 儲(chǔ)糧特性
多數(shù)人認(rèn)為鋼板筒倉(cāng)儲(chǔ)糧存在倉(cāng)壁太薄、溫差大、結(jié)露等現(xiàn)象,會(huì)損壞大豆。但實(shí)踐證明只要注意控制進(jìn)糧水分(一般不超過(guò)1215% ) ,增加其他有效措施,可以彌補(bǔ)薄壁倉(cāng)的上述缺陷。
鋼板筒倉(cāng)雖然倉(cāng)壁薄,受外界影響溫差很大,容易結(jié)露,但大豆是很好的絕熱體,只有靠近倉(cāng)壁40cm以內(nèi)的糧溫變化明顯;鋼板筒倉(cāng)吸熱快,散熱也快。倉(cāng)內(nèi)由于配備測(cè)溫裝置,在控制室就可以進(jìn)行極為方便的檢測(cè),一旦糧溫有變化,可根據(jù)變化情況進(jìn)行處理。因此,在倉(cāng)頂設(shè)排氣管道和安裝軸流風(fēng)機(jī)是非常必要的;并應(yīng)在倉(cāng)底設(shè)機(jī)械通風(fēng)裝置,鋪設(shè)通風(fēng)管道;用離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)是安全儲(chǔ)糧的有效措施;此外,還可用移動(dòng)式冷卻通風(fēng)裝置使糧食處于低溫(5～15 ℃)下保管。除通風(fēng)外,清掃、篩選、分級(jí)、除塵以及管理上成熟和完善的辦法,例如倒倉(cāng)、啟動(dòng)倉(cāng)內(nèi)翻糧系統(tǒng)等,使大豆鋼板筒倉(cāng)的安全儲(chǔ)糧有了可靠保障[ 5 ] 。
1.4 鋼板筒倉(cāng)的使用壽命
人們一般只考慮糧倉(cāng)的物理壽命,而忽略了其技術(shù)壽命。自從引進(jìn)新技術(shù)后,人們認(rèn)識(shí)到糧倉(cāng)使用周期應(yīng)縮短,倉(cāng)庫(kù)的壽命根據(jù)用途、地點(diǎn)和需要不同一般考慮20～50年,糧食鋼板筒倉(cāng)工作壽命則不小于25年[ 4 ] 。螺栓裝配式鋼板筒倉(cāng)具有拆遷方便的優(yōu)越性,適應(yīng)糧倉(cāng)變遷的要求。通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐證明,采用標(biāo)準(zhǔn)材料并對(duì)鋼板表面進(jìn)行雙面鍍鋅熱處理或其他涂層處理,可滿足糧倉(cāng)使用年限的要求。此外,將鍍鋅鋼板壓成波紋形狀,可大大增強(qiáng)其強(qiáng)度,牢固耐用。影響鋼板倉(cāng)使用壽命的因素很多,而使用、維護(hù)的好壞是關(guān)鍵因素。我國(guó)1982年建造的第一批裝配式波紋鋼板筒倉(cāng),從目前的狀況分析,其使用壽命不止25年。
1.5 鋼板筒倉(cāng)所用的材料
隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展,鋼材的產(chǎn)量、質(zhì)量和品種等問(wèn)題均能滿足建倉(cāng)的要求。當(dāng)前鋼板筒倉(cāng)采用的原材料有黑鋼板、鍍鋅鋼板、鋁板、鋁- 鎳復(fù)合鋼板、涂塑鋼板、玻璃涂層板、搪瓷鋼板、不銹鋼板等。常見(jiàn)的主要是鍍鋅鋼板。
1.6 鋼板筒倉(cāng)完善的技術(shù)
鋼板筒倉(cāng)除筒倉(cāng)本體外還應(yīng)有相應(yīng)完善的配套設(shè)備及技術(shù)。例如機(jī)械設(shè)備、電器設(shè)備、自控系統(tǒng)、檢測(cè)裝置、監(jiān)控裝置和技術(shù)服務(wù)等。
機(jī)械設(shè)備包括:輸送裝卸機(jī)械,稱重機(jī)械,清理機(jī)械,通風(fēng)機(jī)械,保管器械。在控制室里將各種控制信號(hào)集中在控制面板或電腦上,可直觀地顯示出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),操作簡(jiǎn)單,快速安全,工作可靠,操作人員只需在控制室內(nèi)操作,就可以管理整個(gè)筒倉(cāng),提高了效率。檢測(cè)裝置應(yīng)配置齊全,常用的檢測(cè)裝置包括原糧品質(zhì)快速化驗(yàn)裝置、測(cè)溫裝置、料位裝置等。監(jiān)控裝置主要是設(shè)備安全運(yùn)行裝置等。另外,應(yīng)在管理上做好技術(shù)服務(wù)工作,高質(zhì)量的服務(wù)讓用戶對(duì)糧食鋼板筒倉(cāng)的使用無(wú)后顧之憂[ 6 ] 。
1.7 鋼板筒倉(cāng)工藝布置及配套工藝設(shè)備
鋼板筒倉(cāng)的平面及豎向布置應(yīng)根據(jù)工藝、地形、工程地質(zhì)及施工條件等,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。主要要求:筒倉(cāng)的尺寸、平面組合形式應(yīng)滿足使用、生產(chǎn)工藝和設(shè)備合理布置的要求;門(mén)窗的大小和位置應(yīng)滿足出入方便、維修方便、疏散安全、通風(fēng)與采光的要求;選型應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置合理,施工方便,并有利于筒倉(cāng)平面組合。鋼板筒倉(cāng)倉(cāng)群宜選用單排或多排行列式平面布置。鋼板筒倉(cāng)平面組合形式有行列式和錯(cuò)列式兩種。在特殊情況下,為了增加現(xiàn)有群倉(cāng)的容量,允許采用錯(cuò)列式。無(wú)論哪種倉(cāng)型,在施工時(shí)都需要施工機(jī)具及操作必須的工作面,因此單倉(cāng)之間應(yīng)留有間距;另外鋼板筒倉(cāng)群倉(cāng)的單倉(cāng)之間要滿足使用過(guò)程中維修通道要求,凈距不應(yīng)小于500 mm。當(dāng)鋼板筒倉(cāng)采用獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí),間距應(yīng)滿足基礎(chǔ)寬度的要求。落地式平地鋼板筒倉(cāng)一般由中部地道出糧,需要用大型機(jī)械清倉(cāng)設(shè)備入倉(cāng)作業(yè)。清倉(cāng)設(shè)備入倉(cāng)時(shí)需要足夠的間隙或轉(zhuǎn)彎半徑。不同的設(shè)備入倉(cāng)所需的空間距離不同,倉(cāng)間凈距應(yīng)滿足所采用的清倉(cāng)設(shè)備操作要求。對(duì)有防雷要求的地區(qū),鋼板筒倉(cāng)應(yīng)考慮防雷措施。
1.8 鋼板筒倉(cāng)的優(yōu)點(diǎn)
鋼板筒倉(cāng)以其土地利用率高,自動(dòng)化程度高,建造容易、施工周期短,工藝配置靈活,易于管理等優(yōu)勢(shì)而日益成為糧食加工企業(yè)原糧暫存的首選倉(cāng)型。隨著應(yīng)用及研究的深入,相信對(duì)鋼板筒倉(cāng)本身的技術(shù)特性將更加明晰,從而進(jìn)一步為我國(guó)糧食加工業(yè)日常生產(chǎn)、糧食儲(chǔ)存安全提供有力的保障。
2筒倉(cāng)成型機(jī)的工藝設(shè)計(jì)
如下圖所示為筒倉(cāng)成型機(jī)設(shè)備
2.1 幾何尺寸
板厚s=4mm 板寬L=510mm
2.2 工藝過(guò)程
該設(shè)備是彎曲成型機(jī)，將材料彎曲并初步成型，同時(shí)把材料材料彎成筒倉(cāng)直徑所要求的弧度，考慮到彎曲變形形狀復(fù)雜、不對(duì)稱性及整體性，復(fù)合模一次成型很難達(dá)到要求，即使能一部成型，但成本較高等因素，所以我們采用滾壓式、分部成型法。要加工出如圖下所示的形狀。需要六步成型及六個(gè)工序。
工序號(hào)
圖示
工序內(nèi)容
工序一
下料
厚s=4m寬L=510mm
工序二
將鋼板的上部和中下部彎折成45°
工序三
將鋼板上部在工序一的基礎(chǔ)上再?gòu)澱?5°達(dá)到90
工序四
將鋼板中下部在工序一的基礎(chǔ)上再?gòu)澱?5°達(dá)到90°
工序五
工序三的基礎(chǔ)上將鋼板上部水平部分繞其中點(diǎn)再?gòu)澱? 90°
工序六
在工序三的基礎(chǔ)上將鋼板下部垂直段繞中點(diǎn)再?gòu)澱?0°
3彎曲力計(jì)算
該說(shuō)明書(shū)涉及的計(jì)算為筒倉(cāng)成型機(jī)第一部分，所完成的工序?yàn)楣ば蛉?
板料折彎力計(jì)算公式：
(=235N/mm2) K≈1.4
F-彎折力 （KN）
S-板厚 （mm） S=4mm
L-板寬 （m） L=510mm=0.51m
V-下模模寬 （mm）
則 F≈6.0KN
工作機(jī)的工作阻力大于折彎力取F=6.0KN
常敏感，下止點(diǎn)位置的微小變化將引起校正彎曲力的急劇變化。同時(shí)，板料厚度的波動(dòng)和校正力也有很大的關(guān)系。所以，為保險(xiǎn)起見(jiàn)，可取壓力機(jī)的壓力為F壓力應(yīng)大于或等于(1.5~2)F總。
取F=30KN
4電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算
4.1 電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型選擇
選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型主要根據(jù)工作機(jī)械的工作載荷特性，有無(wú)沖擊過(guò)載情況，調(diào)速范圍，起動(dòng)制動(dòng)的頻繁程度以及電網(wǎng)供電情況等。
對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性的機(jī)械，應(yīng)選用機(jī)械特性為硬特性的電動(dòng)機(jī)；對(duì)恒功率負(fù)載特性的機(jī)械，應(yīng)選用變速直流電動(dòng)機(jī)或帶機(jī)械變速的交流異步電動(dòng)機(jī)。常用的是三相異步電動(dòng)機(jī)。
4.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇
4.2.1 工作機(jī)所需要功率的計(jì)算
PW=FV/1000ηw
試中F=30KN，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件，選取成型設(shè)備線速度為3m/min，工作效率ηW=η大鏈輪η軸承。
η大鏈輪=0.96 η軸承=0.99 代入上式得=0.95
工作需要的功率：
1.57KW
4.2.2 確定電動(dòng)機(jī)的額定功率
電動(dòng)機(jī)所需功率Pd按下式計(jì)算Pd=Pw/η總
減速器的傳動(dòng)效率（?。│?=90%.
小鏈輪傳動(dòng)效率 η2=95%
鏈傳動(dòng)的效率 η3=97%
η總= η1 η2 η3=82%
電動(dòng)機(jī)所需的功率：
所以確定電動(dòng)機(jī)額定功率Pm（KW），查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1，取Pm=2.2KW。
4.2.3 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
同一功率的電動(dòng)機(jī)通常有幾種轉(zhuǎn)速可供選擇，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高磁極越少，尺寸重量越小，價(jià)格也越低；但傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比要增大，傳動(dòng)級(jí)數(shù)增大，尺寸及重量增大，從而使成本增加。低轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)則相反。
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件，選取成型設(shè)備線速度為3m/min。
主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為
ηw=60x1000xVw/Πx90=63.68r/min
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-8推薦的各類(lèi)比的取值范圍，取聯(lián)軸器的傳動(dòng)比i聯(lián)軸器=3~4，鏈的傳動(dòng)比i鏈=2~6，齒輪的傳動(dòng)比i齒輪=3~5，所以傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i總=18~120，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可取范圍為
ηm=i總Xηw=（18~120）x63.89=1150.02~7666.8r/min
符合要求的同步轉(zhuǎn)速有1500r/min,3000r/min兩種。
由于該剛材料是Q235，在生產(chǎn)以及運(yùn)用中會(huì)有所改變，因此實(shí)際選取的電動(dòng)機(jī)的額定功率要大于計(jì)算功率。電動(dòng)機(jī)根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)1500r/min。
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)所以選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率為2.2Kw
電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y100L1—4
實(shí)際功率為2.2Kw ,滿載轉(zhuǎn)速1430r/min ，額定轉(zhuǎn)矩為2.2，效率為82%
5傳動(dòng)裝置的功率參數(shù)計(jì)算
鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，由鏈輪條和鏈輪(小鏈輪和大鏈輪)組成。通過(guò)鏈輪與鏈條鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。與摩擦型帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不用像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向力較小，鏈條采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造安裝要求精度要求較低，成本也低，對(duì)中心距的要求不高。
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件，選取成型設(shè)備線速度為3m/min
則 V=ωR （R=80mm） 即 ω=37.5rad/s
n=2πω=235.5r/min
所以 設(shè)計(jì)主動(dòng)軸1轉(zhuǎn)速為235.5r/min
為了符合各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)經(jīng)湊，必須使各級(jí)傳動(dòng)比都在各自的合理范圍內(nèi)，且使各自的傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)合理勻稱，傳動(dòng)裝置總體尺寸緊湊，質(zhì)量最小。
所以綜上所述設(shè)計(jì)雙鏈輪傳動(dòng)比為3
則小鏈輪主軸轉(zhuǎn)速為V=235.5X3=705r/min
因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1430r/min
所以 設(shè)計(jì)減速器的減速比為i=1430/705=2.02
由 推出
鏈輪材料選用45鋼，由雙鏈輪的設(shè)計(jì)傳動(dòng)比為3。
設(shè)計(jì)小鏈輪：z=10，p=12.7 大鏈輪：z=30，p=12.7。
6軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
6.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為便于軸上零件的安裝，把軸設(shè)計(jì)成階梯軸，后端軸的直徑大于前端軸的直徑，從動(dòng)軸的具體設(shè)計(jì)如下
軸端1安裝上滾壓凸模，用鍵周向固定
軸端2高于軸端1形成軸肩，用來(lái)安裝齒輪
軸端3高于軸端2，方便安裝軸承
軸端4高于軸端3，方便安裝墊圈
軸端6高于軸端5形成軸環(huán)，用來(lái)定位齒輪
圖5傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
軸為臺(tái)階軸,擬定軸上端蓋、軸承、齒輪、螺紋、退刀槽、螺紋孔。根據(jù)這些零件以及配合尺寸以及軸上所有零件的定位和固定的要求， 逐步確定各段的直徑和長(zhǎng)度，軸的草圖如圖5所示
軸上零件與軸的同向固定均用平鍵聯(lián)接，軸承與軸的配合采用過(guò)渡配合。
6.2 確定各軸段的尺寸
6.2.1 軸的直徑計(jì)算
(1) 軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。
由公式:
取=（110～120）
=(110～120)×
=44.5～46.5mm 取d=45mm
因?yàn)殒I槽和螺釘孔對(duì)軸的強(qiáng)度影響：
① 鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度影響
所以d1=45.0×(1+5%)=47.3mm 選擇48mm
② 螺釘孔和螺釘對(duì)軸的強(qiáng)度影響
所以d1=58mm
最終選擇d1=58mm
6.2.2 各軸端直徑
軸端2的直徑到d2應(yīng)在d1的基礎(chǔ)之上加上定位軸肩高度。這里取軸肩高度為1mm，考慮到軸端安裝密封圈，故直徑d2的選擇應(yīng)符合密封圈的標(biāo)準(zhǔn)，取d2=60mm
軸端3的直徑d3應(yīng)在d2的基礎(chǔ)之上加上兩倍的定位軸肩高度，但因該軸端應(yīng)安裝滾動(dòng)軸承，故直徑的要與滾動(dòng)軸承內(nèi)徑相符合。這里取d3=70mm
軸端4的直徑d4=d3+h34,h34是定位軸環(huán)的高度，取h34=3mm，即d4=70+2x3=76mm
軸端5上安裝密封墊圈，為方便安裝密封墊圈，取d5=66mm
軸端6的直徑d6應(yīng)根據(jù)所用的軸承類(lèi)型及型號(hào)查軸承標(biāo)準(zhǔn)取得，選用該段用6208軸承，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取d6=80mm
6.2.3 各軸段的長(zhǎng)度
各軸段的長(zhǎng)度如圖紙所示。
6.3 軸的強(qiáng)度校核
已知T=10.4N/m =20°d=90mm F1=F2=F=3.88KN=3880N。軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得=700Mpa。
軸的受力如圖6所示。
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-3
圓周力為：
圖6傳動(dòng)軸受力圖
徑向力為：
法向載荷為：
水平受力如圖7(上）所示：
圖7水平受力圖和水平彎矩圖
水平彎矩：
水平彎矩如圖7(下）所示。
由靜力平衡方程求得：
垂直受力如圖8(上）：
垂直彎矩為:
垂直彎矩圖如圖8（下）所示。
圖8垂直受力圖和垂直彎矩圖
合成彎曲為：
合成彎矩如圖9所示。
已知軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），=700Mpa
查表得：
[]=65Mpa =110Μpa
由合成彎矩圖可知，受載荷最大的面在軸承中間平面處，
則
圖9合成彎矩圖
求得：
=21.5Mpa
即端面強(qiáng)度滿足要求，所以軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合要。
7齒輪的設(shè)計(jì)
由于主、從軸的傳動(dòng)比是1：1，且要求高傳動(dòng)精度和力，因此選用直齒、較大模數(shù)的齒輪材料選用45鋼。
7.1 齒輪傳動(dòng)比的選擇
由于主、從軸的傳動(dòng)比是1：1，且要求高傳動(dòng)精度和力，因此選用直齒、較大模數(shù)的圓柱齒輪,選用7級(jí)精度(GB 10095-88),材料選用45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS。
7.2 齒面強(qiáng)度計(jì)算
由計(jì)算公式(機(jī)械原理10-9a)進(jìn)行試算，即
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
①試選載荷系數(shù)K=1.3
②計(jì)算齒輪的轉(zhuǎn)矩:
③ 由表10-7選取=1。
④ 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。
⑤ 取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN=0.9.
⑥ 計(jì)算疲勞許用應(yīng)力。
取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式
所以軸的直徑：
取分度圓直徑d1：
計(jì)算圓周速度：
7.3 齒輪的參數(shù)
模數(shù)
齒頂高
齒根高
齒全高
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
基圓直徑
齒輪孔徑D=70mm
7.4 齒輪的校核
因?yàn)樗x齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪
由于所選齒輪材料相同，所選比例為1:1，所以
兩齒輪的值分別小于許用接觸應(yīng)力值，故安全。
8上滾壓凸模設(shè)計(jì)
此零件主要是對(duì)鍵槽和鍵的設(shè)計(jì)，根據(jù)58的軸選用鍵16*11（GB/T1096-2003）鍵槽公差按H7
9鍵的選擇及校核
9.1 鍵的選擇
鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。常用的鍵連接類(lèi)型有：平鍵連接、半圓鍵連接、鍥鍵連接、切向鍵連接。平鍵的兩側(cè)是工作平面，工作時(shí)靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面和輪轂的鍵底面間的則留有間隙，平鍵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便，對(duì)中性較好等特點(diǎn)。半圓鍵連接工作時(shí)靠側(cè)面來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，優(yōu)點(diǎn)是工藝性較好，裝配方便，缺點(diǎn)是軸上鍵槽太深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。鍥鍵連接鍵鍥緊后，軸和輪轂的配合產(chǎn)生偏斜和偏心。切向鍵連接工作時(shí)靠工作面上的擠壓力和軸與輪轂間的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，一個(gè)切向鍵只能單向傳遞，雙向傳遞時(shí)必須用兩個(gè)。綜上選擇平鍵連接,牌號(hào)分別為平鍵20×12×65，平鍵22×14×100，平鍵18×11×70。
9.2 校核鍵連接的強(qiáng)度
鍵和軸的材料都是鋼查機(jī)械設(shè)計(jì)查得許用擠壓力[p]=100～200Mpa,取平均值[p]=110Mpa 鍵的工作長(zhǎng)度=65-20=45mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度K=0.5h=6mm，軸的直徑d=70mm。
由公式：
經(jīng)校核鍵的強(qiáng)度能達(dá)到要求。
10軸承的設(shè)計(jì)
滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。按照標(biāo)準(zhǔn)選牌號(hào)分別為6011 6415 6417 6418。
軸承壽命計(jì)算
根據(jù)公式
已知n=37.5r/min p=3.88KN 查表得C=25.5KN
所以軸承的壽命：
11結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
筒倉(cāng)設(shè)備成型機(jī)主要有輔助裝置、送料裝置、彎曲機(jī)組和電氣控制系統(tǒng)等四部分組成。
其中，輔助裝置是由鋼焊接而成，主要材料包括鍛鋼、鋼管和鋼板。對(duì)成型機(jī)起固定和支撐作用。
送料裝置是將鋼板準(zhǔn)確、勻速地送進(jìn)彎曲機(jī)組。
彎曲機(jī)組共有五個(gè)部分組成。每一部分都將鋼板彎曲一定的角度（具體角度和形狀見(jiàn)工藝過(guò)程），為了滿足滾壓輪勻速滾壓，傳動(dòng)系統(tǒng)我們選用加工精度和傳動(dòng)精度比較高的齒輪、雙鏈輪，原動(dòng)力選用Y型三相異步電動(dòng)機(jī)，并經(jīng)減速機(jī)減速。當(dāng)然，可視鋼板厚度和加工情況選擇不同的加工速度。
電氣控制系統(tǒng)要求除有基本的啟停、緊急停機(jī)控制外，還可以隨鋼板厚度和現(xiàn)場(chǎng)情況的需要調(diào)節(jié)不同的加工速度。
結(jié) 論
畢業(yè)業(yè)設(shè)計(jì)是我們走向未來(lái)重要的一步。從最初的選題，開(kāi)題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的一次檢驗(yàn)和運(yùn)用。通過(guò)這次實(shí)踐，我了解了筒倉(cāng)成型機(jī)的用途及工作原理，熟悉了成型機(jī)的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí)，仍有很多課題需要后輩去努力去完善?！ ?
21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化，網(wǎng)絡(luò)化，虛擬化，智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類(lèi)不僅要擺脫繁重的體力勞動(dòng)，而且要從繁瑣的計(jì)算，分析等腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動(dòng)，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷力與適應(yīng)能力。當(dāng)然這一切還需要我們大家進(jìn)一步的努力。
實(shí)踐，是一面很亮的鏡子，能夠通過(guò)它看出我們自身的缺點(diǎn)，能夠通過(guò)它查找出自身缺乏的知識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我明顯感覺(jué)到“書(shū)到用時(shí)方恨少”。在以后的生活中我會(huì)不斷地學(xué)習(xí)充實(shí)自己。
致 謝
本學(xué)期是我在學(xué)校求學(xué)的最后的一個(gè)學(xué)期，也是完成我畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間表，在這最后一個(gè)學(xué)期里面，我學(xué)到了很多知識(shí)，其中有很多是很好使用價(jià)值的，這在以后的工作中有很大幫助，在此我對(duì)我的指導(dǎo)老師康紅偉老師的辛勤教誨表示衷心的感謝，感謝他對(duì)我設(shè)計(jì)的關(guān)心和幫助。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)做的一次總測(cè)驗(yàn)，是鍛煉也是檢驗(yàn)自己四年所學(xué)知識(shí)和掌握,運(yùn)用知識(shí)的能力，是我們高校畢業(yè)生最后的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，也是學(xué)到最多實(shí)際知識(shí)的時(shí)候。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多原來(lái)未曾能學(xué)到的知識(shí)，對(duì)過(guò)去沒(méi)有掌握的知識(shí)得到了更進(jìn)一步的鞏固。獨(dú)立思考，綜合運(yùn)用所掌握理論知識(shí)的能力得到很大的提高，學(xué)會(huì)了從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，針對(duì)實(shí)際課題解決實(shí)際問(wèn)題，掌握了綜合使用各種設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖冊(cè)、資料的方法，也是參加我即將參加工作所做的準(zhǔn)備，打下基礎(chǔ)，更是我們四年機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化知識(shí)的一次綜合。在此對(duì)我給予幫助的老師和同學(xué)表示衷心的感謝！
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