一种带钢自动送料装置设计

本科毕业设计（论文） 题 目:一种带钢自动送料装置的设计 学 院：_ 专 业：_姓 名：_学 号：_指导教师：_2016年5月16日 摘要 带钢自动送料装置作为加工板材的加工设备的一种，随着机械公司的逐步增多，带钢自动送料装置的应用越来越普遍。在经济全球化背景下，现代机械产品向着高精度、高自动化和高可靠性发展、具有机电结合和多学科技术结合的特点，纯机械的产品越来越少，而且更新换代速度越来越快。机械工业是一个国家的重要产业，机械工业的发展无时不刻都在影响着国家经济的发展，人类的进步离不开机械工业的发展。生产带钢自动送料装置的企业，必须充分考虑到在带钢自动送料装置运行中可能出现的问题，尽量使带钢自动送料装置的自动化程度越高越好，从而减少人工搬运工具的时间，国内带钢自动送料装置的研发及制造要与全球号召的高效经济、安全稳定主题保持一致。带钢自动送料装置的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。 本次设计的题目是带钢自动送料装置的设计，主要由机架、上下托辊组件、张紧装置等组成，目前，国内带钢自动送料装置的研发也在朝着运行高速化、功能复合化、控制智能化的方向发展，廉价，简单，方便成为了国内外带钢自动送料装置的发展的主题。关键词：带钢自动送料装置；托辊；装置；主题 AbstractThe environment of global economic development, China industries affected by other countries advanced technology at the same time, foreign enterprises and brand spread to more and more Chinese has become an opportunity. Cap pressing machine in industry through a variety of ways have been working with the relevant technology, and constantly improve their own strength and core competitiveness, and narrow the gap with developed countries. In the new market demand, update the sleeve pressing machine is a pressing matter of the moment. The production of pipe pressing machine equipment manufacturing enterprises to fully tap the potential of the market, vigorously develop the sleeves of large low cost pressing special machinery and equipment, plays a positive role in the evolution of automatic assembly, the assembly of mechanical equipment. There is a large pipe equipment on equipment safety index has strict requirements of production. With the development of science and technology, interdisciplinary mutual infiltration, mutual exchanges between the various industry, extensive use of new structure, new materials, new technology, the sleeve pressing machine is large, efficient,reliable,energysaving.Keywords： pneumatic manipulator;cylinder;pneumatic loop;value 目 录摘要IAbstractII1引言1 1.1 课题的来源与研究的目的和意义1 1.2 本课题研究的内容2 1.3 三维软件设计5 1.4 带钢自动送料装置的分类72带钢自动送料装置总体结构的设计10 2.1上料部分的设计13 2.2上下托辊组件的设计13 2.3 机械传动部分的设计计算13 2.3.1电机的选型计算14 2.3.2传动轴的设计计算16 2.3.3轴承的选型计算18 2.3.4键的选型计算19 2.3.5压缩弹簧的设计计算193带钢自动送料装置中主要零件的强度校核20 3.1 机架强度的校核计算20 3.2 轴承强度的校核计算214设计总结21结论22致谢23参考文献24 1 绪论1.1 课题的来源与研究的目的和意义 随着五金制造业的迅速发展，设备的不断更新，市场的激烈竞争，产品的多元化,加工工艺简化,品质,成本,效率显得由为重要,为了降低成本，提高效率, 优化劳动力，同时保证品质,必须改变原有设备功能,满足产品的要求,降低新增设备的成本，降低操作员的疲劳,更好的实现自动化。 本项目研制是带钢自动送料装置的设计,满足板材大件机床无法装夹,能提高设备的生产效率,能更好的降低成本,减少不良率,减小操作员的疲劳，同时也满足了产品加工工艺及尺寸要求，市场竞争能力提高。 我国生产的带钢自动送料装置结构简陋，送料效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的带钢自动送料装置的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，带钢自动送料装置的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的带钢自动送料装置势在必行！ 相信此种带钢自动送料装置的出现将会大大提高棒材的送料能力和质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。 五金制造业市场产品的多元化样式越来越多,满足产品的加工能力的设备也越来越多，面对市场的竞争设备费用的昂贵,利润显得渺小,目前我公司已在大力推行更新此类设备，目前我公司在新上的锻件本体类及其它机加件类已开始应用此设备，使我公司的产量提高,设备得到了合理的应用,解决了一般设备无法满足的要求。我公司还同各设备厂家紧密合作，将此设备的加工性能提升到更高一台阶。另外我们相信采用此类为主要加工设备的将在五金行业里应用会越来越广泛,效率会越高。 1.2 本课题研究的内容 本次设计主要针对带钢自动送料装置进行设计，从带钢自动送料装置的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面：（1）到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集各类带钢自动送料装置的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。（2）分析带钢自动送料装置的结构与参数（3）确定设计总体方案（4）确定具体设计方案（5）带钢自动送料装置的三维图的绘制、CAD装配图、零件图的绘制。（6）说明书的整理1.3 三维软件设计 本论文主要研究运用SolidWorks对带钢自动送料装置进行设计。在设计过程中，了解SolidWorks的各种功能。 通过本次设计，再次提出了利用三维软件的水平，并吸收了大量的经验，总结出以下几点。关于图纸的绘制方面，当零件的尺寸已经给出，不考虑图纸尺寸不合适的，基于三维零件图，装配时必须考虑的大小是合适的，因为AutoCAD绘图效果不好，也会引起的尺寸误差，和甚至出现欠定义大小，因此，必须通过在这个时候对零件进行测量，进行修改，直到符合要求。该工具是方便的输入数据映射，通过选择部分的类型，标准件，可以生成，但有时需要在工具集使用部分可能找不到，所以在这个时候随机应变，其他部分而不是通过修改或满足要求增加组件的使用。三维地图应该是灵活的，解决问题的方法总比问题多，当一个方法不能正常映射，试试另一种方法，它不仅可以完成零件的生产，而且还可以开发映射一个更好的主意，并打破了新思想的规则。 学习使用一些可以节省时间的命令，如镜像，阵列，能省则省”。在装配过沉重，曾给了我一个很大的障碍，是要花很多时间去找出为什么。在一个活跃的子组件，虽然活动范围会产生干扰，可以设置该复合物的活动范围，如先进的范围内，和角度范围，即使在这个范围内不影响母配体，不能设置。因为一旦设定的范围内，在父组件将被视为完全定义的组件模型，它将冲突分总成，将无法完成装配。看地图是最重要的任务是理解零件图，图表工具，没有工具是没有法律的零件图，所以不要急着写，想通过零件的结构，并认为通过线图，这是重中之重，映射。部分建模，一般应的特点进行深入分析，找出零件是由几个特点，摆脱所有的形状特点，它们之间的连接相对位置、表面，然后按主次特征造型的关系，按一定的顺序。一个复杂的部分，有许多简单的功能，通过切除或重叠相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，虽然不同的建模过程可以构造出相同的实体部分，但其建模过程和实体结构的稳定性有直接的影响，实体模型可以修改应用程序，可理解性和实体模型。特别是在二维图纸，我们只能看到元器件的布局，并用虚线给说的内部特征，除了部分的相贯线，这条线各特征在路口出现。在选秀过程中零件，必须选择第一个草图平面，这是非常重要的，决定了后续的模型飞机的命令，使用简单的说，一个圆柱形围成一个圈，然后绘制，也可以作为一个长方体旋转，虽然他们的结果都是一样的，但草图平面和命令的使用。如果我们想要一个轴，那么我们应该选择第二个方法以及。 由于该零件的设计不规则零件，用于为拉伸和旋转命令，许多零部件都是对称的，所以为了节省时间，提高效率，通常用于指挥镜特性。一个完整的工程图纸应该包含以下4个方面。一组视图：一组视图（包括视图，剖面，断面，局部视图）是正确的，完整的，对各部分的结构和形状表达清楚。尺寸：尺寸的确定和零件的形状各部分的位置技术要求：表明部分的一些要求必须在制造和检验完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和热处理的方法和指标。标题栏：注明产品名称，材料，数量，拉伸比和拉伸，等。单击新建图标以显示新的文件系统，SolidWorks文件”对话框中，单击“选项”对话框中的组件，你可以进入装配工作模式，进行以后的设计工作。1.4 带钢自动送料装置的分类 带钢自动送料装置是一些轻工行业不可缺少的设备。传统观念，带钢自动送料装置是借助于机器运动的作用力加压于刀模，对材料进行送料加工的机器。近代的带钢自动送料装置发生了一些变化，开始将高压水束、超声波等先进技术用于皮革冲切技术中，但人们仍然将这些设备归纳在带钢自动送料装置类的设备中。 自动化程度高的裁断设备有:由电脑控制的动头式带钢自动送料装置、激光带钢自动送料装置(振荡刀具)、高压水束送料机和电脑带钢自动送料装置等。另外，意大利和英国USM公司生产一种投影带钢自动送料装置，这种设备的下料台上设有振荡型刀具及目视观察装置，用于对皮革进行轮廓扫描，或在皮革上进行投影以引导下料工安排下料样板在皮革上的套排。 目前在中国市场上有各种型号由国内外不同厂家生产的带钢自动送料装置，现根据其产品性能，我们建议您从以下几个方面进行对比选择：一、根据它们的传动方式、结构和用途分类如下： 1、按照传动形式分：A、机械传动带钢自动送料装置：是比较老型的机器。 机械传动式带钢自动送料装置 B、液压传动带钢自动送料装置：是现代比较通用的带钢自动送料装置。C、全自动滚压式带钢自动送料装置：用三文治的方法进行加工整张皮料或者纺织品等。D、电脑控制水束带钢自动送料装置：是现代比较先进的带钢自动送料装置，无须使用刀模，根据输入程序进行裁断。冲切源为高压水束发生器。E、电脑控制超声波带钢自动送料装置：控制形式与水束带钢自动送料装置相似，冲切源为超声波发生器。2按照结构方式分：A、摇臂式带钢自动送料装置：冲切部件为可以摆动的摇臂，适合于天然材料的冲切。B、龙门式带钢自动送料装置：冲切部件为可以沿着横梁左右移动的冲切头，刀模可以固定在冲切头上，也可以放在被加工物上。大型、电脑控制的龙门带钢自动送料装置冲头上安装着可以旋转的刀模架，可以根据程序排版，选择相应的刀具；当然相应需配备自动送料机构。C、平板式带钢自动送料装置：它与龙门式带钢自动送料装置的区别在于横梁直接进行冲切，没有可以移动的冲切头。平板带钢自动送料装置又分为：横梁固定或横梁可前后移动及工作台滑板可前后移动的两大类。D、 四柱式精密带钢自动送料装置 ：双油缸，四立柱自动平衡连杆结构。3、按照加工部件用途分：A、专用带钢自动送料装置：适合于泡罩加工的吸塑带钢自动送料装置。B、卧式带钢自动送料装置：适合于加工轮胎材料。带钢自动送料装置的相关图片如下图1，图2所示： 图1 图22 带钢自动送料装置总体结构的设计2.1上料部分的设计本次设计的带钢自动送料装置主要由机架、上下托辊组件、张紧装置等组成，通过人工将等待送料的带钢放在送料装置的机架上面，然后按下启动按钮，电机启动，在上下托辊的加持力的作用下，带钢被自动送料。由于送料部分有挡铁，所以就对下料的长度定长了。本次设计的带钢自动送料装置的总体方案图如下图3所示： 图32.2上下托辊组件的设计本次设计的上下托辊组件主要由上下托辊，传动轴，轴承，弹簧等组成，其具体结构图纸如下：2.3 机械传动部分的设计计算2.3.1 电机的选型计算已知整个送料装置的总重量150KG,其他重量50KG，我们取总重量为200Kg，带钢的移动速度为12r/min。即：具体的电机设计计算如下:1、确定运行时间本次设计加速时间 负载速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，电机转速 3.负载转矩式中：4.电机转矩启动转矩必须转矩S为安全系数，这里取1.0。根据以上得出数据，我们选用电机型号为160BL-A，此无电机厂家为机电产品。根据电机的特性曲线以及参数表如下： 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号92BL-4030H1-LK-B，电机额定功率为0.37KW，额定转矩为7.62N.m，最大转矩为9N.m。2.3.2 传动轴的设计计算轴作为机器的一个关键组成部分，其为各类传动部件的安装，传动的扭矩和旋转运动围绕轴进行，而且经过轴承和机架连接。为了满足定位轴上的紧固件和容易加工和装配的轴类零件和拆卸，通常轴设计成阶梯轴。轴系的零件是由轴和它上边的零部件构成一个装配体系，研究轴的过程中不仅要研究轴体自己的数据，还要将系统里的全部零碎部件融合在一起。 传动轴是自动送料装置的最关键零件，对于保证自动送料装置正常运转和提高自动送料装置行驶能力有着重要的意义。传动轴设计首先是确定它的受力情况。自动送料装置行驶时，由于制造、安装、检修等原因，常会出现传动轴压在张紧座下口的情况。我们就按传动轴处于最不利的这种情况，作为传动轴受力状态，并且按承受最大扭矩和正常扭矩F两种集中载荷（图4.9）计算传动轴的强度。用图解可以求得和对O点的力矩 将和分解到动锥平面和垂直于进动平面的力矩 式中 偏心套给传动轴的反力与进动平面的夹角，一般=1525。 此外，动锥在进动平面内还作用着旋回力矩和重力矩，故 所以，动锥上各力对O点的总力矩为： 和被传动轴套给传动轴下端的实际反力和对O点的力矩所平衡，所以： 已知或后，把动锥的传动轴看成悬臂梁，则其危险断面上的弯曲应力为 对于强度限为5065MPa的优质钢，=100120MPa；=200240MPa。利用上述方法，可以求得传动轴危险断面bb的直径。然后，根据自动送料装置的进动角、张紧座的结构尺寸大小以及传动轴与张紧座上下口间隙，便可决定传动轴下端直径的值。传动轴上部与动锥内孔相配合部位的轴向的尺寸，可按设计确定的破碎腔椎体部分尺寸并参考实际资料确定。传动轴与椎体内孔相配合部位的直径，可参考实际资料确定。2.3.3 轴承的选型设计 （1）滚动轴承的选择 滚动轴承为深沟球轴承5206，KN，KN，。（2）寿命验算 轴承所受支反力合力 N 对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。 ，N得， ， N 所以根据轴承选型手册可知，选用深沟球轴承6206系列，满足设计要求。2.3.4 键的选型计算 键联结是通过键实现轴和轴上零件的周向固定以传递运动和转矩。其中有类型也可以实现轴向固定和传递轴向力，有些类型并能实现轴向动联结，于在圆锥筛的轴上主要通过键来实现传递转矩和轴向固定所以，只需选用常见的普通平键，键的类型可根据使用要求、工作条件和联结的结构特点选定，键的长度根据轴毂的长度从标准中选取，键的bh根据径来确定。轴和带轮的联结，d=70mm, 参考资料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979)选用B2012，B1811和B128的普通A型平键，键长分别为90，70。2.3.5 压缩弹簧的设计计算 弹簧选材的原则是：首先满足功能要求，其次是强度要求，最后才考虑经济性。碳素弹簧钢是弹簧钢中用途广泛，用量最大的钢类。钢中含0.60%0.90%的碳和0.3%1.20%的锰，不再添加其它合金元素，使用成本相对较低。碳素弹簧钢丝经适当的加工或热处理，可以获得很高的抗拉强度，足够的韧性和良好的疲劳寿命。但碳素钢丝的淬透性低，抗松弛性能和耐蚀性能差，弹性模量的温度系数较大(高达30010-6/)，适用于制造截面较小，工作温度较低(120)的弹簧。合金弹簧钢一般含0.45%0.70%的碳和一定量的Si，Mn，Cr，V，W及B等合金元素。合金元素的加入改善弹簧钢的抗松弛性能，提高钢的韧性，同时显著提高钢的淬透性和使用温度，适用于制造较大截面，较高温度下使用的弹簧弹簧钢丝标准、适用范围及工艺特点。我国弹簧钢丝标准是参照ISO和JIS标准，分钢类制定的。现行国家及行业推荐标准包括碳素弹簧钢丝标准6个，合金弹簧钢丝标准4个，标准明细如表2。碳素弹簧钢丝现行国家和行业推荐标准分两种类型：一类是冷变形强化钢丝，又称冷拉弹簧钢丝。冷拉碳素弹簧钢丝首先经铅淬火处理获得索氏体组织，然后表面磷化，以很大减面率拉拔到成品尺寸，钢丝组织呈纤维状，有很高的抗拉强度和弹性极限，良好的弯曲和扭转性能。冷拉弹簧钢丝尺寸精度高，表面光洁，无氧化和脱碳缺陷，疲劳寿命比较稳定，是使用最广泛的弹簧钢丝。根据设计要求，选择弹簧的材料为碳素弹簧钢丝，弹簧的尺寸如下：3 带钢自动送料装置中主要零件的强度校核3.1 机架强度的校核计算 机架的选择根据整条输送带上面的所有滚筒，方钢的重量来定，方钢机架受力分析得出，由分析得出底座在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。见下图： 即板材和输送带滚筒以及轴承等等给的压力为G(输送带滚筒重量)+G（零部件重量）=30000N（15000Kg）+(1000X20N)=40000N; 根据槽钢承载力计算公式：M=Pac/L(M：弯矩，P集中力，a集中力距支座距离，c集中力距另一支座距离，L跨度，L=a+c) （仅用于截面) f=M/W材料的许用应力（弹性抗拉强度/安全系数）。M=Pac/L=11960xL，本次设计初定L为1000mm则M=13456N.M，初定槽钢为60x40x5。计算W得出折算后位270Mpa查的普通碳素结构钢Q235A的抗拉强度为375500Mpa，由于270Mpa远远小于375Mpa，所以初定槽钢满足要求。3.2 轴承强度的校核计算 按轴承B的受力大小验算 h （4.3）h=年由于送料滚筒的运转平稳，必须选择较大寿命的轴承，轴承能达到所计算的寿命。经审核后，此轴承合格。4 设计总结 本次设计的题目是带钢自动送料装置的设计，经过查找各类资料和参考文献，到今天总算完成了，通过本次设计，再次提出了利用绘图软件的水平，并吸收了大量的经验，总结出以下几点。关于图纸的绘制方面，当零件的尺寸已经给出，不考虑图纸尺寸不合适的，基于零件图，装配时必须考虑的大小是合适的，因为AutoCAD绘图效果不好，也会引起的尺寸误差，和甚至出现欠定义大小，因此，必须通过在这个时候对零件进行测量，进行修改，直到符合要求。该工具是方便的输入数据映射，通过选择部分的类型，标准件，可以生成，但有时需要在工具集使用部分可能找不到，所以在这个时候随机应变，其他部分而不是通过修改或满足要求增加组件的使用。地图应该是灵活的，解决问题的方法总比问题多，当一个方法不能正常映射，试试另一种方法，它不仅可以完成零件的生产，而且还可以开发映射一个更好的主意，并打破了新思想的规则。 学习使用一些可以节省时间的命令，如镜像，阵列，能省则省”。在装配过沉重，曾给了我一个很大的障碍，是要花很多时间去找出为什么。在一个活跃的子组件，虽然活动范围会产生干扰，可以设置该复合物的活动范围，如先进的范围内，和角度范围，即使在这个范围内不影响母配体，不能设置。因为一旦设定的范围内，在父组件将被视为完全定义的组件模型，它将冲突分总成，将无法完成装配。看地图是最重要的任务是理解零件图，图表工具，没有工具是没有法律的零件图，所以不要急着写，想通过零件的结构，并认为通过线图，这是重中之重，映射。部分建模，一般应的特点进行深入分析，找出零件是由几个特点，摆脱所有的形状特点，它们之间的连接相对位置、表面，然后按主次特征造型的关系，按一定的顺序。一个复杂的部分，有许多简单的功能，通过切除或重叠相交，可理解性和实体模型。特别是在二维图纸，我们只能看到元器件的布局，并用虚线给说的内部特征，除了部分的相贯线，这条线各特征在路口出现。在选秀过程中零件，必须选择第一个草图平面，这是非常重要的，决定了后续的模型飞机的命令，使用简单的说，一个圆柱形围成一个圈，然后绘制，也可以作为一个长方体旋转，虽然他们的结果都是一样的，但草图平面和命令的使用。如果我们想要一个轴，那么我们应该选择第二个方法以及。 由于该零件的设计不规则零件，用于为拉伸和旋转命令，许多零部件都是对称的，所以为了节省时间，提高效率，通常用于指挥镜特性。一个完整的工程图纸应该包含以下4个方面。一组视图：一组视图（包括视图，剖面，断面，局部视图）是正确的，完整的，对各部分的结构和形状表达清楚。尺寸：尺寸的确定和零件的形状各部分的位置技术要求：表明部分的一些要求必须在制造和检验完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和热处理的方法和指标。标题栏：注明产品名称，材料，数量，拉伸比和拉伸，等。单击新建图标以显示新的文件系统，Solidworks文件”对话框中，单击“选项”对话框中的组件，你可以进入装配工作模式，进行以后的设计工作。 结 论 在此论文完成之际，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多知识和做人的道理，由衷地感谢我亲爱的老师，您不仅在学术上对我精心指导，在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，在我的生命中给予的灵感，所以我才能顺利地完成大学阶段的学业，也学到了很多有用的知识，同时我的生活中的也有了一个明确的目标。知道想要什么，不再是过去的那个爱玩的我了。导师严谨的治学态度，创新的学术风格，认真负责，无私奉献，宽容豁达的教学态度都是我们应该学习和提倡的。通过近半年的设计计算，查找各类带钢自动送料装置的相关资料，论文终于完成了，我感到非常兴奋和高兴。虽然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因为我是怎么想的，这是我付出的汗水获得的成果，是我在大学四年的知识和反映。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重要的是来自老师和同学的潜移默化让我学到很多有用的知识，在这里，谢谢老师以及所有关心我和帮助我的人，谢谢大家。致 谢本次毕业设计的题目是带钢自动送料装置的设计，直到今天，毕业设计总算接近尾声了，通过这次对于带钢自动送料装置的设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是带钢自动送料装置的设计，通过初期的方案的制定，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。谢谢老师以及所有关心我和帮助我的人，谢谢大家。在以后的工作中，我们将继续努力，争取把自己的本职工作做好，直到符合要求。参考文献1 张华 机械设备设计 北京：科学出版社，2004.52 李念 带钢自动送料装置操作系统概述 北京：机械工业出版社，2005.13 张栋 带钢自动送料装置的创新设计.高等教育出版社，2004.34 姜继海，宋锦春，高常识. 带钢自动送料装置工作原理.高等教育出版社，2002.85 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Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space20