钢坯火焰清理机的设计排屑装置.docx

1、钢坯火焰清理机的设计排屑装置摘要本文设计了钢坯火焰清理机排屑系统，该排屑系统适用于大中型钢坯火焰清理的排屑，该排屑系统由两大部分组成，即动力系统部分和排屑系统部分，该设备采用了简单高效的刮板式排屑方式，本设备相比其余排屑机构最大的优点是能在比较恶劣的生产环境中工作，能够排屑各种状态，何种形状和温度的杂志，包括高温的铁屑，液体等等，性能稳定，制作成本效低。该设备先通过漏斗状的容器把废屑收集起来然后通过由动力带动的运动的刮板把收集到的废屑排放到指定地点，此过程完全由设备自动完成，无需任何人力。该设备的投产大大提高了排屑的能力和生产的自动化程度，更重要的是能够提高企业的生产效率和管理水平。关键词：数

2、控装置 排屑系统 数控机床目录摘要1ABSTRACT21 绪论1.1 本课题研究的目的与意义41.2 本课题国内外发展情况41.3 本排屑系统的特点42 系统总体方案的确定6 2.1 设计思想6 2.2 初选电机减速器系统方案6 2.3 输送外传动系统的确定7 2.4 系统总体方案的确定73 电动机的选择9 3.1 电动机的类型选择9 3.2 电动机功率的选择9 3.3 确定电动机型号94 V带设计计算11 4.1 传动比的分配11 4.2 各轴的转速、功率和转矩11 4.3 带传动方案的确定11 4.4 带传动设计计算12 4.5 带轮的结构设计135 减速器设计136 链传动设计的计算14

3、 6.1 链传动方案确定14 6.2 链传动设计计算14 6.3 链轮的结构设计15 6.3.1 主、从动轮设计157 排屑装置的保养与维护18 7.1 排屑装置的保养18 7.2 排屑装置的维护19结论19参考文献10致谢21绪论1.1 本课题研究目的与意义 自动排屑装置的主要作用是将铁屑从加工区域排出到指定区域，另外，铁屑中往往混合着各种加工杂物，排屑装置要对各种形态的废屑进行自动排出，所以，自动排屑装置组要应用于高效率的机械。1.2 本课题国内外发展概况自动排屑装置，是随着机加工的发展而发展的。但是长期以来，重主机，轻配套的状况使得自动排屑装置处理技术及设备发展迟缓。80年代开始，重主机

4、，轻配套的状况引起了各行业的注意，促使自动排屑装置处理技术及设备在此后的20多年里得到长足的发展。现在常见的排屑装置有以下几种：1、 平板链式排屑装置平板链式排屑装置以滚动链轮牵引钢制平板在封闭箱中运转，切屑用链带带出。这种装置在数控车床使用时要与机床冷却箱合为一体，以简化机床结构。2、 刮板式排屑装置刮板式排屑装置的传动原理与平板链式排屑装置基本相同，只是链板不同，带有刮板链板。这种装置常用于输送各种材质的短小切屑，排屑能力较强。3、 螺旋式排屑装置 该装置是采用电动机经减速装置驱动安装在沟槽中的一根长螺旋杆进行驱动的。数控机床螺旋杆转动时，沟槽中的切屑即由螺旋杆推动连续向前运动，最终排人切

5、屑收集箱。螺旋杆有两种形式，一种是用扁型钢条卷成螺旋弹簧状，另一种是在轴上焊上螺旋形钢板。它主要用于输送金属、非金属材料的粉末状、颗粒状和较短的切屑。这种装置占据空间小，安装使用方便，传动环节少，故障率极低，尤其适于排屑空隙狭小的场合。螺旋式排屑装置结构简单，排屑性能良好，但只适合沿水平或小角度倾斜直线方向排屑摇臂钻床，不能用于大角度倾斜、提升或转向排屑。1.3 本排屑装置的特点 本文设计了钢坯火焰清理机排屑系统，该排屑系统适用于大中型钢坯火焰清理的排屑，该排屑系统由两大部分组成，即动力系统部分和排屑系统部分，该设备采用了简单高效的刮板式排屑方式，本设备相比其余排屑机构最大的优点是能在比较恶劣

6、的生产环境中工作，能够排屑各种状态，何种形状和温度的杂志，包括高温的铁屑，液体等等，性能稳定，制作成本效低。该设备先通过漏斗状的容器把废屑收集起来然后通过由动力带动的运动的刮板把收集到的废屑排放到指定地点，此过程完全由设备自动完成，无需任何人力。该设备的投产大大提高了排屑的能力和生产的自动化程度，更重要的是能够提高企业的生产效率和管理水平。 2 系统总体方案确定2.1 设计思想本课题是以及其经济性好，人性化设计，可靠性高，寿命长，结构简单，易于维修等为设计思想2.2 初选电机减速器系统反感（a）为带转动涡轮-涡杆减速器系统 （b）为带传动-二级圆柱圆锥减速器系统 （c）为联轴器-二级圆柱斜齿轮

7、减速器系统 （d）为带传动-二级圆柱斜齿轮减速器系 图2.1 电机减速器系统方案方案评价：（a） 方案为整体布局最小，传动平稳，而且可以实现较大的传动比，但是由于涡轮涡杆效率低，功率损失大，很不经济。（b）方案布局比较小，但是圆锥齿轮加工较困难，特别是大直径，大模数的锥轮，所以一般不采用。（c）方案中减速器选择合理，但本设计是用于自动排屑系统装置，工作速度很低，使用联轴器不利于减速，会增加减速器的成本，不够经济。最终确定方案为（d）方案。该方案的优缺点：该工作机有轻微震动，由于V带有缓冲吸震能力，采用V带传动能减小震动带来的影响，而且利于减速，还能起过载保护的作用，并且该工作机属于小功率，载荷

8、变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅度降低成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种，齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度，高速及齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀现象。电动机部分为Y系列三相交流，异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，使用工作条件，工作可靠，此外还结构简单，成本低，传动效率高。2.3输送外传动系统的确定（a）带传动（b）履带传动（c）链传动方案评价：（a）方案成本较低，但是防腐蚀性不强。（b）履带主要用在坦克等触地设备，在此处用履带传动很不经济。（

9、c）方案中链传动选择合理。最终确定方案为（c）方案该方案的优缺点：链传动的传动比精确，传动效率高，链传动对轴的作用力较小，链传动尺寸较紧凑，链传动对环境的使用能力较强，链条的磨损伸长比较缓慢，张紧调节量较小。2.4总体方案的确定方案为：电动机带传动减速器链传动如下图：图2.2 系统总体方案3 电动机型号的选择3.1 电动机类型选择 根据动力源和工作条件，选用交流电机，Y系列三项异步电动机3.2电动机功率的选择 根据链传输机结构的布置由已知条件链传动机构承受的铁屑质量为为此排屑的质量，即为2.28（最大板宽度）4（最大版长度）0.01（平均每次清理厚度）7.851000（普通刚的的密度）=716

10、kg的铁屑，即7016N（取G=9.8），取3000， 链的传动速度为（烧嘴速度为V=8M/MIN,每次清理宽度为100mm，所以清理一面的时间为（2.28104）/8=11.4min，取12min，搜所以每12分钟便有2806.72N铁屑排出，假设一次清理的铁屑分连词排出，算的6min/次，总行程为3.6M，3.6/6=0.6m/min，由于传动机构还受链条摩擦力f和刮板的重力分量F1。由上述可知总的载荷为F=f+F1+3000设所选链型号为56B，P=76.2mm,单排质量Q=22.6kg/m，总长度为10m，刮板尺寸为500mm300mm10,选用普通碳素钢密度为7.85，相邻刮板之间的

11、距离为五个节距88.96=533.4mm，F1约为2193N，f约为5880NF=5880+2193+7016=15089则工作机有效功率为P=FV=150890.01=0.151KW由已知条件得电动机有效功率为Pd=P/，式中为系统总的传动效率电动机到链传动总的传动效率为=1223645式中：1为V带传动效率，2为闭式齿轮的传动效率，3为圆锥滚子轴承的传动效率，4为联轴器的传动效率，5为链传动效率查表：1=0.95 2=0.97 3=0.98 4=0.99 5=0.96 代入上式：=0.723 所以电动机的有效功率Pd=p/=0.209KW所选电动机的额定功率必须满足PePd3.3确认电动机

12、型号根据已知条件本排屑装置的输送速度为：Nw=V601000/Z1P=11.04 选取电动机型号为Y2-90S-8,同步转速为750r/min,对应额定功率为0.37KW，外伸轴直径24mm 方案电机机型号额定功率(KW)同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比i1Y2-90S-80.37750700654、V带的设计计算4.1 传动比的分配4.1.1、计算总的传动比：i=Nm/Nw=715/11=654.1.2、传动比的分配：i1=3,i2i3=i/i1=21.664.1.3、双极斜齿圆柱齿轮减速器高速级的传动比为54.1.4、低速级传动比：i3=4.334.2 各轴的转速，功率

13、和转矩转速：N1=715/3=238.33R/MIN功率：P1=Pd4=0.2090.95=0.199KW扭矩：T1=9550P1/N1=95500.199/238.33=7.97N。M转速：N2=238.33/5=47.67R/MIN功率：P2=P123=0.1990.970.98=0.189KW扭矩：T2=9550P2/N2=95500.189/47.67=37.86N.M转速：N3=47.67/4.33=11.01R/MIN功率：P3=P223=0.1890.970.98=0.180KW扭矩：T3=9550P3/N3=95500.180/11.01=156.13N.M转速：N4=N3=1

14、1.01R/MIN功率：P4=P315=0.1800.990.96=0.17KW扭矩：T4=9550P4/N4=95500.17/11.01=147.46N.M表1.1各轴的运动与动力参数轴号转速（r/min）功率（KW）扭矩（N.M）1238.330.1997.97247.670.18937.86311.010.180156.13411.010.17147.464.3 带传动方案的确定外传动带选为普通V带传动4.3.1、 确定计算功率：Pc a(1)查文献得工作情况系数Ka=1.2（2）Pca=KaP=1.20.151=0.18124.3.2、选择V带型号选A形V带4.4带传动设计计算4.4

15、.1、确定带轮尺寸d1,d2（1）根据带轮要求去小带轮尺寸为d1=160mm d 1/2H=82.5(电机中心高符合要求)（2）验算带速 求得：V=n1d1/(601000)=7153.14160/60000=5.99m/s（3）从动带轮尺寸 d 2=id1=160=480mmplease contact Q 3053703061 give you more perfect drawings结论至此，排屑装置的设计成功，它是针对市场的需求而设计的，从而能有效的满足当今市场上对排屑装置的需求，它具有如下的优点；传动平稳，传动效率高，生产效率高，劳动强度低，产品质量好，经济性好，人性化等优点。本设

16、计中，主要完成了以下方面的内容：（1）对现有的排屑装置进行分析，系统方案进行比较，选出最优，最合理的方案。（2）完成电机的选择，带传动设计，减速器的设计，链传动等结构的设计。（3）进行机械系统部分计算及选取相关的机械零件（4）画出排屑装置的总体结构图，及相关零件图。 当然，任何产品刚设计出来都不会是完善的，毫无缺陷的，必须在实践之中发现它的不足，再进行改进，如此反复，才能最终达到满意的效果，经过客观的分析后，本设计以经济性为第一设计思想，可能存在如下不足，如减速器整体结构稍大，造成整个排屑机头的布置占用空间大；设计过程在人性化的考虑还不够等等。这些问题只有在实践中采取相应的措施才能不断完善。参

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