非晶鐵芯裁剪機(jī)送料裝置的設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　非晶鐵芯裁剪機(jī)送料裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化 </p>

2、<p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　非晶合

3、金材料是2O世紀(jì)7O年代問世的一種新型合金材料，是一種各向同性的軟磁性材料，由于其單位鐵損低(僅為冷軋硅鋼片的70％～80％)，渦流損耗小，所以作為變壓器鐵芯具有極低的空載損耗。隨著節(jié)能降耗、落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的各項(xiàng)政策出臺，非晶合金變壓器作為一種性能優(yōu)異的節(jié)能產(chǎn)品而被業(yè)界看好。非晶鐵芯裁剪機(jī)是生產(chǎn)非晶合金變壓器鐵芯的專用生產(chǎn)設(shè)備，可以根據(jù)產(chǎn)品的工藝參數(shù)進(jìn)行裁剪和堆疊。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)針對非晶鐵芯裁

4、剪機(jī)的送料裝置進(jìn)行方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對電動機(jī)、蝸輪蝸桿減速器及工作轉(zhuǎn)軸進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核，采用三維軟件UG畫出送料裝置的三維模型并將其轉(zhuǎn)化為二維圖形，最后用AUTOCAD繪制出圖紙。</p><p>　　關(guān)鍵詞：非晶合金變壓器，非晶鐵芯裁剪機(jī)，送料裝置</p><p>　　The design of feed unit of amorphous iron core cutting m

5、achine</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Amorphous alloy material is a new alloy material from the seventies of last century and is an isotropic soft magnetic materials due to its un

6、it metal loss low (only 70% ~ 80% of cold rolled silicon-steel sheet), the small of eddy current consumption, and very low no-load loss as the transformer core. With these policies such as saving energy and reducing cons

7、umption, and the concept of scientific development being enacted, amorphous alloy transformer as an energy-saving products is prospective. </p><p>　　The graduation project aimed at designing the scheme and s

8、tructure of feed unit, calculating and checking the motor, worm reducer and work axis. In the gruduation project process, the author used UG to finish a three-dimensional model of feed unit and transformed the 3D drawin

9、gs into 2D drawings which can be applied in engineering.</p><p>　　Keywords: Amorphous alloy transformer, Amorphous iron core cutting machine, Feed unit</p><p><b>　　目錄</b></p>

10、<p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractIII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1非晶合金變壓器及裁剪機(jī)的背景1</p><p>　　1.2非晶合金變壓器及裁剪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀2</p><

11、p>　　1.2.1 非晶合金變壓器的發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.2 裁剪機(jī)介紹及其發(fā)展現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3課題研究的主要內(nèi)容4</p><p>　　2裁剪機(jī)送料裝置方案設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1裁剪機(jī)組成5</p><p>　　2.2裁剪機(jī)生產(chǎn)流程5</p>

12、;<p>　　2.3送料裝置方案設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.3.1 送料裝置組成6</p><p>　　2.3.2 傳動機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.3.3 卷放機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.3.4 導(dǎo)槽方案設(shè)計(jì)8</p><p>　　3裁剪機(jī)送料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9<

13、;/p><p>　　3.1 傳動機(jī)構(gòu)的選擇9</p><p>　　3.2卷放機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.3 底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.4 導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11</p><p>　　4設(shè)計(jì)計(jì)算和校核13</p><p>　　4.1送料裝置動力系統(tǒng)計(jì)算和校核13<

14、/p><p>　　4.1.1電動機(jī)功率計(jì)算及選擇13</p><p>　　4.2 送料裝置傳動系統(tǒng)的計(jì)算與校核14</p><p>　　4.2.1 蝸輪齒面的疲勞強(qiáng)度計(jì)算15</p><p>　　4.2.2 蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算16</p><p>　　4.2.3蝸桿的剛度校核17</p>&l

15、t;p>　　4.3送料裝置主軸的設(shè)計(jì)與校核18</p><p>　　4.3.1工作轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)與校核18</p><p><b>　　5結(jié)束語20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p&g

16、t;<b>　　附錄24</b></p><p>　　附錄圖1底座模型24</p><p>　　附錄圖2導(dǎo)槽模型24</p><p>　　附錄圖3卷放機(jī)模型25</p><p>　　附錄圖4送料裝置整體模型25</p><p>　　附錄圖5底座二維圖26</p><

17、p>　　附錄圖6導(dǎo)槽二維圖26</p><p>　　附錄圖7卷放機(jī)二維圖27</p><p>　　附錄圖8送料裝置整體二維圖27</p><p>　　附錄圖9支架6二維圖28</p><p>　　附錄圖10底板二維圖28</p><p>　　附錄圖11豎板二維圖29</p><p&

18、gt;　　附錄圖12橫板二維圖29</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1非晶合金變壓器及裁剪機(jī)的背景</p><p>　　我國經(jīng)濟(jì)正從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，同時(shí)隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源、資源型原材料消耗大，環(huán)境污染日益嚴(yán)重。為此，國家積極提倡采用非晶合金變壓器等節(jié)能型電力設(shè)備和無功補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)降低電網(wǎng)損耗，

19、以達(dá)到“十一五”規(guī)劃中提出的“單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20％左右”目標(biāo)[1] 。</p><p>　　非晶合金變壓器的鐵芯采用非晶合金材料制成，其特點(diǎn)：</p><p>　　(1)非晶合金變壓器空載損耗及電流比S9型變壓器降低75％，年損耗電量平均比S9型變壓器降低38.16％。其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，降低損耗效果顯著，且在配網(wǎng)中運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠。</p><p&g

20、t;　　(2)通過運(yùn)行成本分析可以看出，非晶合金變壓器與配網(wǎng)中大量應(yīng)用的S9型變壓器相比，年運(yùn)行成本平均降低30.2％，是名副其實(shí)的節(jié)能產(chǎn)品。</p><p>　　(3)從投資回收期分析來看，非晶合金變壓器僅通過節(jié)約電費(fèi)，就可以用5年的時(shí)間收回投資差值。之后，用戶可長期受惠[2-6]。</p><p>　　目前，電能的電壓等級從發(fā)電站到用戶至少經(jīng)過5級變壓器，方可輸送到低壓用電設(shè)備。雖然變

21、壓器本身效率很高，但因其數(shù)量多，容量大，總損耗仍是很大的。據(jù)估計(jì)，我國變壓器總損耗占發(fā)電量的10％左右，如損耗降低1％，每年可節(jié)約上百億千瓦時(shí)電能，因此降低變壓器損耗是勢在必行的節(jié)能措施。降低變壓器損耗主要是控制鐵心損耗，即鐵損，它主要發(fā)生在變壓器鐵心內(nèi)，因交變的磁力線通過鐵心產(chǎn)生磁滯及渦流而帶來的損耗。假設(shè)非晶變壓器的市場份額受政策推動逐年上升，在極限情況下，非晶合金變壓器完全替代目前的硅鋼配電變壓器，其年均節(jié)電量達(dá)到了18億kwh，

22、相當(dāng)于目前國網(wǎng)與南網(wǎng)年均節(jié)電能力翻了一番，年均減少煤耗約76萬噸，年均減少二氧化碳排放量達(dá)到4萬噸，環(huán)保的績效將非常顯著，符合我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向。以前非晶合金變壓器占配電市場的份額僅6％，在節(jié)能減排政策持續(xù)推進(jìn)的背景下，非晶合金變壓器的市場份額在2010年達(dá)到12％，即市場容量將提高到每年近3O億元。比較發(fā)達(dá)國家，目前美國非晶合金變壓器占比最高，近30％，日本次之，約占20％，因此我國非晶合金變壓器市場仍有較大的增量空間，預(yù)計(jì)到

23、2O15年非晶合金變壓器的市場容量將</p><p>　　正由于這良好的發(fā)展勢頭帶動了一系列相關(guān)產(chǎn)業(yè)，其中專門用來裁剪非晶變壓器中合金鐵芯材料的非晶裁剪機(jī)也就在這時(shí)誕生了。非晶鐵芯裁剪機(jī)是生產(chǎn)非晶合金變壓器鐵芯的專用生產(chǎn)設(shè)備，可以根據(jù)產(chǎn)品的工藝參數(shù)進(jìn)行裁剪、堆疊，是非晶合金變壓器鐵芯生產(chǎn)高效生產(chǎn)設(shè)備。</p><p>　　1.2非晶合金變壓器及裁剪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀</p><

24、p>　　1.2.1 非晶合金變壓器的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　隨著時(shí)間的推移，非晶合金變壓器市場推廣的一些有利因素已經(jīng)凸顯，市場啟動跡象明顯，大家對于非晶合金變壓器的未來依然看好。</p><p>　?。?）與硅鋼鐵心變壓器的價(jià)格比不斷下降</p><p>　　近年來硅鋼片價(jià)格不斷攀升，而非晶合金帶材的價(jià)格相對穩(wěn)定(目前非晶合金價(jià)格為每公斤38元左右，硅鋼

25、片價(jià)格為48元左右)。非晶合金變壓器的材料成本與硅鋼鐵心變壓器比較，差價(jià)已經(jīng)下降到1.3倍以內(nèi)(在1.2倍左右)。根據(jù)原國家計(jì)委節(jié)能局在1983年頒布實(shí)施的《關(guān)于節(jié)約能源基本建設(shè)項(xiàng)目可行性研究的暫行規(guī)定》中指出:計(jì)算投資回收年限一般不應(yīng)超過5年，最長不超過7年，作為權(quán)衡投資與節(jié)能效益的政策規(guī)定。經(jīng)測算，硅鋼鐵芯變壓器與非晶合金變壓器的價(jià)格比接近1.3:1后，價(jià)差能夠在5年內(nèi)收回，從第6年起，可享受非晶變壓器的超低損耗所帶來的收益。所以行

26、業(yè)內(nèi)認(rèn)為非晶合金變壓器與硅鋼鐵心變壓器的價(jià)格比達(dá)到1.3倍以內(nèi)，將是非晶合金變壓器替代硅鋼鐵心變壓器的重要條件，現(xiàn)在這個(gè)條件已經(jīng)具備。同時(shí)由于能源價(jià)格上漲的趨勢已不可遏制，使用節(jié)能產(chǎn)品收益也將隨之放大，這無疑會推動非晶合金變壓器不斷擴(kuò)大市場份額。</p><p>　?。?）國內(nèi)非晶合金變壓器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝日趨完善，已通過了運(yùn)行考驗(yàn)</p><p>　　目前國內(nèi)包括特變電工、上海置信等知名

27、廠家的非晶合金變壓器都已通過國家變壓器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的突發(fā)短路試驗(yàn)，國內(nèi)制造最大非晶合金干式變壓器的容量已到了2000kVA。制造容量的擴(kuò)大，增大了非晶合金變壓器的適用范圍。從電力用戶運(yùn)行反饋看，非晶合金變壓器的運(yùn)行安全性比起硅鋼鐵芯變壓器并無明顯差異。其噪音問題，依據(jù)特變電工的制造經(jīng)驗(yàn)，如果在設(shè)計(jì)上磁密選取合適，工藝方法得當(dāng)，非晶合金變壓器的噪音是可以穩(wěn)定控制的。</p><p>　?。?）各地政府和電力部門

28、對于非晶合金變壓器市場和產(chǎn)業(yè)的推動力度逐漸增強(qiáng)</p><p>　　據(jù)2006年6月13日《解放日報(bào)》登載文章，在江蘇省政府支持下，江蘇電力擬拿出20億元采購非晶合金變壓器，預(yù)計(jì)在江蘇省全面推廣后每年可節(jié)約3.5億度電。在2007年，江蘇地區(qū)非晶合金變壓器銷量比2006年增加了一倍，上海置信電器也與江蘇省電力公司簽訂了1.2萬臺非晶合金變壓器的合同。2008年天津市特變電工變壓器有限公司的“節(jié)能型干式非晶合金開發(fā)

29、及產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)”被列為天津市二十項(xiàng)重大產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，并將給予政策支持，推動非晶合金變壓器產(chǎn)業(yè)發(fā)展。各地政府和電力部門對于非晶合金變壓器進(jìn)入市場的推動增加了非晶合金變壓器市場銷售量，但更重要的在于其良好的示范作用。非晶合金變壓器現(xiàn)階段的市場主要在東部和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，在廣大欠發(fā)達(dá)和中西部地區(qū)，用戶對于非晶合金變壓器的了解較少。非晶合金變壓器在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的大規(guī)模使用，可以使他們了解非晶合金變壓器的節(jié)能和運(yùn)行性能，具有示范推廣作用。<

30、;/p><p>　?。?）原材料的壟斷格局被打破</p><p>　　2006年，鋼鐵研究總院控股的安泰科技股份有限公司(以下簡稱安泰科技)千噸級非晶帶材生產(chǎn)線成功噴出了220毫米寬帶材，標(biāo)志著我國非晶合金帶材的壟斷格局被打破。估計(jì)安泰科技2008年非晶合金帶材的產(chǎn)量約為3000-4000噸。至2009年年底，非晶合金帶材的產(chǎn)能達(dá)到4萬噸。非晶合金帶材壟斷格局的打破對于我國非晶合金變壓器市場具

31、有非同尋常的意義。國內(nèi)希望進(jìn)入和已經(jīng)進(jìn)入非晶合金變壓器領(lǐng)域的企業(yè)，對于非晶合金變壓器領(lǐng)域的投資信心和銷售意愿會大大增強(qiáng)。</p><p>　　1.2.2 裁剪機(jī)介紹及其發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　裁剪機(jī)是利用各種操作方法來對鍛件進(jìn)行切割，主要對板材、棒料剪斷分離的加工設(shè)備。它基本上可分為七大類：（1）高速裁剪機(jī)：分散乳化的效果是物料到達(dá)剪切區(qū)域的速度和定轉(zhuǎn)子的綜合機(jī)械能所決定，使不相容或

32、不易容的液體,固體及粉狀添加劑等,在瞬間均勻精細(xì)分散乳化,因此在某種意義上講,可代替均質(zhì)機(jī)和膠體磨；（2）液壓裁剪機(jī)：大屏幕液晶觸摸屏人機(jī)界面，操作人員可輕松完成切片數(shù)量、長度、沖孔數(shù)量、速度等參數(shù)修正、查看，一鍵式完成自動啟動、暫停、停止等操作功能；（3）鋼筋裁剪機(jī)：針對各種大、中、小鋼所設(shè)制的筋裁剪機(jī)；（4）自動裁剪機(jī)：人工輸入程序版設(shè)定好，機(jī)器自動剪切；（5）棒料裁剪機(jī)：棒料精密剪斷機(jī)主要用于軸承、汽拖、冶金等行業(yè)的棒料精密剪切；

33、（6）手動裁剪機(jī)：結(jié)構(gòu)合理，式樣輕巧，可剪、截兩用等特點(diǎn)，便于攜帶。適用于建筑業(yè)、小五金、機(jī)修等行業(yè)；（7）金屬裁剪機(jī)：主要用于金屬回收加工廠，報(bào)廢汽車拆解場，冶煉鑄造行業(yè)，對各種形狀的型鋼及各種金屬結(jié)構(gòu)件進(jìn)行冷態(tài)剪斷，加工成合格爐料。</p><p>　　我國液壓裁剪機(jī)的研制應(yīng)用起步于20世紀(jì)80年代中期，主要是作為廢舊金屬加工設(shè)備。原國家計(jì)委在發(fā)展中國鋼鐵工業(yè)中把廢鋼鐵回收加工列入節(jié)能項(xiàng)目, 宏觀政策上鼓勵(lì)發(fā)

34、展。當(dāng)時(shí)由商業(yè)部和國家物資局從捷克、日本、美國、西德等國家引進(jìn)了部分廢鋼裁剪機(jī)，首先武裝京、津、滬等大中城市，然后通過技術(shù)引進(jìn)、技術(shù)合作, 逐步形成了我國廢金屬加工設(shè)備生產(chǎn)體系[11,12]。</p><p>　　近幾年的市場上，江蘇華宏科技股份有限公司依然是占據(jù)我國液壓裁剪機(jī)的龍頭地位，以其30%的份額雄踞榜首，而湖北力帝機(jī)械股份有限公司、常熟市鍛壓機(jī)床有限公司等一些企業(yè)也具有一定的市場份額，雖然與江蘇華宏科技

35、股份有限公司相比差距很大，但在國內(nèi)市場上也頗有知名度。而其他一些數(shù)量上百家的小型企業(yè)雖然也具有一定的生產(chǎn)能力，但因其規(guī)模和其他原因限制了其發(fā)展速度，發(fā)展并不快，市場占有都相當(dāng)?shù)牡汀?lt;/p><p>　　我國裁剪機(jī)行業(yè)(研制設(shè)計(jì)、生產(chǎn))的發(fā)展與國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，特別是與冶金工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。我國“十一五”期間的GDP年均增長率約在7％～8％，2010年我國粗鋼產(chǎn)量將超過5.3億噸，國內(nèi)鋼材需求總量將達(dá)到4.8億

36、噸以上，屆時(shí)年需廢鋼將達(dá)8000～9000萬噸[13]，這些現(xiàn)象都無不顯示著我國裁剪機(jī)所隱藏著的巨大發(fā)展?jié)摿Α?lt;/p><p>　　1.3課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：首先了解非晶鐵芯裁剪機(jī)的主要功能，掌握送料裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)并提出送料裝置的總體設(shè)計(jì)方案，對送料裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對主要零部件進(jìn)行必要參數(shù)計(jì)算和校核，并用繪圖軟件畫出機(jī)械裝配圖和主要零部件圖。&

37、lt;/p><p>　　2裁剪機(jī)送料裝置方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1裁剪機(jī)組成</b></p><p>　　非晶鐵芯裁剪機(jī)一般由卷放機(jī)、導(dǎo)料槽、剪切段送料機(jī)構(gòu)、堆棧承料機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)五大部分組成。卷放機(jī)用于裝載材卷與放料。導(dǎo)料槽用于材卷的整平和遠(yuǎn)距離的定向輸送。剪切段送料裝置主要負(fù)責(zé)材卷的定長剪切和剪切后成品的位置擺放。承料機(jī)構(gòu)起堆

38、棧定位作用，即設(shè)定所需位置與高度的承料平臺?？刂葡到y(tǒng)采用PLC控制，人機(jī)接口設(shè)定所有操作按鈕包含:手動、自動、設(shè)定、調(diào)整、參數(shù)監(jiān)視及顯示各種運(yùn)作狀況畫面，以便監(jiān)控[14,15]。這五大部分實(shí)現(xiàn)了卷材從輸送、定量剪切到堆棧的全自動化加工。另外，為了安全起見在裁剪機(jī)的兩側(cè)設(shè)有紅外傳感器，當(dāng)在生產(chǎn)過程中有人傾身進(jìn)入設(shè)備的任何部分，傳感器就會將信號傳到控制部分，PLC開關(guān)斷開，設(shè)備停止工作，以防止人受到傷害。</p><p&

39、gt;　　圖2-1裁剪機(jī)總體結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　2.2裁剪機(jī)生產(chǎn)流程</p><p>　　先在控制系統(tǒng)中設(shè)定產(chǎn)品需要裁減的長度，啟動生產(chǎn)設(shè)備，然后對從導(dǎo)槽中送來的材料卷進(jìn)行整平，由氣壓位移送料機(jī)構(gòu)系統(tǒng)送出一段材料，再由夾爪夾住產(chǎn)品后抽移至設(shè)定長度，啟動油壓模具切刀切斷，再抽移至所設(shè)定堆棧位置擺放。切刀退回原處準(zhǔn)備下一次材料的裁剪，如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)裁剪機(jī)根據(jù)產(chǎn)品的工藝參數(shù)進(jìn)行裁剪和

40、堆疊。</p><p>　　圖2-2裁剪機(jī)生產(chǎn)流程圖</p><p>　　2.3送料裝置方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.1 送料裝置組成</p><p>　　本次課題針對裁剪機(jī)的送料裝置進(jìn)行探究和設(shè)計(jì)，送料裝置從大體上可分成傳動機(jī)構(gòu)、卷放機(jī)、底座和導(dǎo)槽四大部分。傳動機(jī)構(gòu)帶動卷放機(jī)轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)按一定速度的放料功能，導(dǎo)槽主要用來實(shí)現(xiàn)材料的遠(yuǎn)

41、距離定向輸送，底座起承載跟固定載荷作用。</p><p>　　2.3.2 傳動機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　傳動機(jī)構(gòu)(如圖2-3所示)是使材料卷轉(zhuǎn)動放料的部分，電動機(jī)通過滾子聯(lián)軸器將轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩傳遞給蝸輪蝸桿，蝸輪再通過滾子鏈傳動帶動工作轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，繼而帶動材料卷轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)放料功能。</p><p>　　圖2-3卷放機(jī)傳動機(jī)構(gòu)簡圖</p><

42、p>　　2.3.3 卷放機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　在這里還有一點(diǎn)需要注意的就是材料卷放在工作轉(zhuǎn)軸上必須夾緊，否則材料卷根本不會隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，所以在卷放機(jī)中還應(yīng)有夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊機(jī)構(gòu)由圖2-3中的5液壓缸和6四連桿夾緊機(jī)構(gòu)組成，液壓缸推桿前后來回運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)的伸張和收縮，需要注明的是液壓缸推桿和工作轉(zhuǎn)軸為同一根桿。 </p><p>　　圖2-4四連桿夾緊機(jī)

43、構(gòu)</p><p>　　四連桿夾緊機(jī)構(gòu)的動力源是靠液壓傳動來提供的，圖2-5所示為該系統(tǒng)的液壓基本回路圖。溢流閥是通過閥口的溢流，使被控系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。因?yàn)閵A緊機(jī)構(gòu)所需的動力源不是很高，故回路中選用適合在低壓下使用的直動型溢流閥。</p><p>　　圖2-5所示為使用液控單向閥的瑣緊回路。鎖緊回路的功用是使液壓缸能在任意位置上停留，且停留后不會因外力作

44、用而移動位置。當(dāng)換向閥左位接入時(shí)，壓力油經(jīng)左邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過控制口打開右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回油可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向右運(yùn)動。反之，活塞向左運(yùn)動。到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥為Y型三位四通換向閥，所以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊?；芈分杏捎谝嚎貑蜗蜷y的密封性好，泄漏極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏[16]。</p><p>　　圖2-

45、5液壓基本回路</p><p>　　2.3.4 導(dǎo)槽方案設(shè)計(jì)</p><p>　　電容式傳感器是將被測物理量轉(zhuǎn)化成電容量變化的一種結(jié)構(gòu)型傳感器，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇因極距改變而引起電容量變化的變極距型電容式傳感器[17]。在每層導(dǎo)槽的三個(gè)不同位置安裝3個(gè)電容式傳感器，當(dāng)槽里還有材料，此時(shí)傳感器跟材料就保持一定的距離，此時(shí)電容量不發(fā)生變化，也就沒有電信號反饋給控制系統(tǒng)，控制回路開關(guān)斷開，卷放機(jī)不

46、工作；當(dāng)槽中材料不夠被拉起脫離槽的邊緣，傳感器跟材料的間距發(fā)生變化時(shí)，此時(shí)電容量發(fā)生了變化，電信號反饋給控制系統(tǒng)，直到三個(gè)傳感器都把信號傳給控制系統(tǒng)時(shí)，控制回路開關(guān)才接通，卷放機(jī)按一定的轉(zhuǎn)速放料10秒。</p><p>　　3裁剪機(jī)送料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 傳動機(jī)構(gòu)的選擇</p><p>　　聯(lián)軸器的選擇：滾子聯(lián)軸器特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，質(zhì)量小

47、，裝拆方便，維護(hù)容易、廉價(jià)并具有一定的補(bǔ)償性能和緩沖性能，但因鏈條的套筒與其相配件間存在間隙，不宜用于逆向傳動。同時(shí)由于受離心力影響也不宜用于高速傳動。介于本次設(shè)計(jì)為低速傳動，且一般只進(jìn)行單向轉(zhuǎn)動，故這次設(shè)計(jì)選擇滾子聯(lián)軸器。</p><p>　　減速器的選擇：蝸桿傳動常用于兩軸交錯(cuò)、傳動比較大、傳遞功率不太大或間歇工作的場合。其結(jié)構(gòu)緊湊，故占用空間小。最重要的是它能將高轉(zhuǎn)速和小扭矩轉(zhuǎn)化為低轉(zhuǎn)速和大扭矩，蝸桿傳動的

48、這些特點(diǎn)都是本次設(shè)計(jì)所需要的。</p><p>　　機(jī)械傳動的選擇：鏈傳動有許多優(yōu)點(diǎn)，與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準(zhǔn)確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力??；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造和安裝精度要求較低；中心距較大時(shí)其傳動結(jié)構(gòu)簡單。鏈傳動的缺點(diǎn)主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動；成本高，易

49、磨損，易伸長，傳動平穩(wěn)性差，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會產(chǎn)生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中[18]?？紤]到卷放機(jī)只需單向轉(zhuǎn)動和傳動精度不是很高，故在本次設(shè)計(jì)中采用滾子鏈傳動。</p><p>　　3.2卷放機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　卷放機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要及計(jì)算結(jié)果，選取型號為Y802—4電動機(jī)，減速器選取蝸桿在蝸輪之下的圓弧齒蝸桿減速器，型號為WHX 125 20，即中

50、心距為125mm，傳動比為20。查表得電機(jī)和減速器的長寬高及已知的材料卷直徑，設(shè)計(jì)長寬高為11006002000箱體。在箱體后端放置長寬高為90040020的板材，其用六角螺栓固定在支柱上，它的作用是用來承載電機(jī)和減速器還有就是轉(zhuǎn)動螺栓來調(diào)節(jié)傳動鏈的張緊程度。卷放機(jī)上的兩個(gè)圓盤用來夾緊跟固定材料卷用的，整個(gè)箱體用45鋼制造。</p><p><b>　　圖3-1卷放機(jī)模型</b></p

51、><p>　　3.3 底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：考慮到卷放機(jī)的長寬高及需要三臺卷放機(jī)同時(shí)放料，底座的長寬高設(shè)定為45001190140。相比于角鋼和槽鋼，工字鋼更適合于這種距離較長的環(huán)境，因此底座的兩端選用14號工字鋼，而在工字鋼的里面夾有長高厚為109812010的六塊板材用來支撐3臺卷放機(jī)。在這六塊板材的上下面覆蓋著兩塊長方形鋼板，用焊接將它們連接。</p>

52、;<p><b>　　圖3-2底座模型</b></p><p>　　3.4 導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：由于不銹鋼不會產(chǎn)生腐蝕、點(diǎn)蝕、銹蝕跟磨損，所以它能保持長久的完整性，在本次設(shè)計(jì)中導(dǎo)槽就采用不銹鋼制造。支架選用Q235材料，要注意的是最后一個(gè)將材料卷送到剪切部分的支架上設(shè)有滾筒，防止材料卷由于摩擦而受損。</p>&

53、lt;p><b>　　圖3-3導(dǎo)槽模型</b></p><p>　　圖3-4送料裝置整體模型</p><p>　　表3-1送料裝置參數(shù)表</p><p><b>　　4設(shè)計(jì)計(jì)算和校核</b></p><p>　　4.1送料裝置動力系統(tǒng)計(jì)算和校核</p><p>　　4.

54、1.1電動機(jī)功率計(jì)算及選擇</p><p>　　參數(shù)設(shè)定：材料卷重量m=1000kg 內(nèi)徑Φ400mm 外徑Φ1000mm </p><p>　　使鋼卷轉(zhuǎn)動的牽引力F=300N 卷放速度n=30r/min</p><p>　　在時(shí)，則可始終保持有兩對以上的齒嚙合，所以通常規(guī)定大于28。對于動力傳動，一般不大于80，這是由于當(dāng)渦輪直徑不變時(shí)，齒數(shù)越大，模

55、數(shù)就越小，將使輪齒的彎曲強(qiáng)度削弱。</p><p>　　選取普通圓柱蝸桿傳動，當(dāng)蝸桿為主動時(shí)，傳動比取20</p><p>　　鏈傳動的平均傳動比為 （4-1）</p><p>　　式中-------鏈傳動平均傳動比；</p><p>　　--------主動鏈輪轉(zhuǎn)速（r/min）；

56、</p><p>　　--------從動鏈輪轉(zhuǎn)速（r/min）；</p><p>　　-------主動鏈輪齒數(shù)；</p><p>　　-------從動鏈輪齒數(shù)。</p><p>　　鏈傳動比過大，鏈條的小鏈輪上的包角就會過小，參與嚙合的齒數(shù)減少，每個(gè)輪齒承受的載荷增大，加速輪齒的磨損，且易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)象。一般鏈傳動的傳動比，常取=2

57、~3.5之間,在這里選取=2.1。</p><p><b>　　卷放機(jī)所需功率</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中--------卷發(fā)機(jī)所需功率；</p><p>　　--------卷放機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（）；</p><p>　　--

58、------卷放機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；</p><p>　　-------使材料卷轉(zhuǎn)動的牽引力；</p><p>　　-------材料卷半徑。</p><p><b>　　電動機(jī)輸出功率</b></p><p>　　傳動效率 （4-3）</p&

59、gt;<p>　　式中-------總傳動效率；</p><p>　　--------滾子鏈傳動效率；</p><p>　　--------蝸輪蝸桿傳動效率；</p><p>　　-------滾子聯(lián)軸器傳動效率。</p><p>　　經(jīng)查閱資料得滾子鏈傳動效率，蝸輪蝸桿傳動效率，滾子聯(lián)軸器傳動效率。</p>&l

60、t;p>　　因載荷平穩(wěn)，電動機(jī)額定功率只需略大于即可, </p><p>　　故選電動機(jī)額定功率為0.75kw</p><p>　　所以輸入工作轉(zhuǎn)軸功率</p><p><b>　　工作轉(zhuǎn)軸輸出轉(zhuǎn)矩 </b></p><p>　　由卷放機(jī)卷放速度n=30r/min，蝸輪蝸桿傳動比=20，滾子鏈傳動比=2.1得<

61、;/p><p><b>　　電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min</b></p><p>　　查[19]表8-184 Y系列封閉式三相異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選取型號為Y802-4電動機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速為1390r/min，反推卷放機(jī)轉(zhuǎn)速r/min</p><p>　　4.2 送料裝置傳動系統(tǒng)的計(jì)算與校核</p><p>　　普通圓柱蝸輪蝸桿參數(shù)設(shè)定

62、：中心距a=125mm，模數(shù)m=5mm，分度圓直徑d1=50mm，蝸桿頭數(shù)z1=2，分度圓導(dǎo)程角γ=11.310，蝸輪齒數(shù)=41，變位系數(shù)x2=-0.500壓力角=200 假定壽命=12000h</p><p>　　根據(jù)GB/T 10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）,考慮到蝸桿傳動功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45~55HRC。蝸

63、輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。</p><p>　　4.2.1 蝸輪齒面的疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　蝸桿轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　蝸輪轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　蝸輪分度圓直

64、徑d2=mz2=541=205mm</p><p><b>　　蝸桿圓周力</b></p><p><b>　　蝸桿軸向力</b></p><p><b>　　蝸桿徑向力</b></p><p><b>　　嚙合齒上的法向載荷</b></p>

65、<p>　　按蝸輪接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)計(jì)算的公式為</p><p><b>　?。?-4） </b></p><p>　　式中：-------蝸桿傳動中心距（mm）；</p><p>　　K--------載荷系數(shù)；</p><p>　　-------蝸輪上的轉(zhuǎn)矩；</p><p>

66、　　------材料的彈性影響系數(shù)（）；</p><p>　　--------圓柱蝸桿傳動的接觸系數(shù)；</p><p>　　-------蝸輪齒面的許用接觸應(yīng)力。</p><p>　　載荷系數(shù)=，查表得使用系數(shù),齒向載荷分布系數(shù),動載系數(shù)。</p><p>　　取材料的彈性影響系數(shù)，查表得圓柱蝸桿傳動的接觸系數(shù)</p><

67、p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù) </b></p><p><b>　　接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)</b></p><p>　　蝸輪齒面的許用接觸應(yīng)力</p><p>　　計(jì)算中心距=72.5mm</p><p>　　故選取的中心距a=125mm滿足要求。</p><p>　　4.

68、2.2 蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　查[18]得蝸輪輪齒按彎曲疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)的公式為</p><p><b>　?。?-5） </b></p><p>　　式中：-------蝸輪蝸桿模數(shù)（mm）；</p><p>　　K--------載荷系數(shù)；</p><p>　　----

69、---蝸輪上的轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　--------螺旋角影響系數(shù)；</p><p>　　-------蝸輪的許用彎曲應(yīng)力；</p><p>　　----蝸輪齒形系數(shù)；</p><p>　　-----蝸輪齒數(shù)；</p><p>　　=蝸桿分度圓直徑（mm）。</p><p>　　蝸輪的許用

70、彎曲應(yīng)力,查表得</p><p><b>　　壽命系數(shù)</b></p><p>　　查表得蝸輪齒形系數(shù)，螺旋角影響系數(shù)</p><p>　　，故設(shè)計(jì)的蝸輪符合要求。</p><p>　　4.2.3蝸桿的剛度校核</p><p>　　蝸桿最大撓度y（mm）可按下式作近似計(jì)算，并得其剛度條件為<

71、/p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中： y-------蝸桿彎曲最大撓度（mm）；</p><p>　　-------蝸桿所受的圓周力（N)；</p><p>　　-------蝸桿所受的徑向力（N)；</p><p>　　-------蝸桿材料的彈性模量；</

72、p><p>　　----蝸輪危險(xiǎn)截面的慣性矩；</p><p>　　-----蝸桿兩端支承間的跨距（mm）；</p><p>　　----蝸桿彎曲許用最大撓度（mm）。</p><p>　　查資料得蝸桿材料即碳鋼的彈性模量</p><p>　　蝸桿危險(xiǎn)截面的慣性矩，蝸桿兩端支撐間的跨距</p><p&g

73、t;<b>　　許用最大撓度</b></p><p>　　故設(shè)計(jì)的蝸桿剛度符合要求。</p><p>　　4.3送料裝置主軸的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　4.3.1工作轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)與校核</p><p><b>　　由靜平衡方程得</b></p><p><b>

74、　　，即</b></p><p>　　由該方程組解得 ， </p><p>　　由剪力圖和彎矩圖可知,在B點(diǎn)處的彎矩最大</p><p>　　工作轉(zhuǎn)軸在扭轉(zhuǎn)與彎曲組合變形下的強(qiáng)度條件為</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中：------抗彎截面系數(shù)；

75、</p><p>　　------截面彎矩；</p><p>　　------截面扭矩；</p><p>　　-----材料許用應(yīng)力。</p><p>　　查[20]得45鋼許用應(yīng)力，抗彎截面系數(shù)</p><p>　　得，取d=100mm。</p><p>　　圖4-1工作轉(zhuǎn)軸剪力圖、彎矩圖、扭

76、矩圖</p><p><b>　　5結(jié)束語</b></p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，本人對非晶合金變壓器有了一定的認(rèn)識，也了解了非晶鐵芯裁剪機(jī)的主要功能，掌握了送料裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)并提出送料裝置的總體設(shè)計(jì)方案，對其結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)，并對主要零部件進(jìn)行必要參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核。根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案、零部件的參數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，采用三維軟件UG畫出送料裝置的三維模型并將其

77、轉(zhuǎn)化為二維圖形，最后用AUTOCAD繪制出裁剪機(jī)的裝配圖和主要零部件圖。 本次設(shè)計(jì)的裁剪機(jī)送料裝置結(jié)構(gòu)緊湊，層次分明；操作、維修、調(diào)整方便。還有就是采用PLC控制，運(yùn)用電容式傳感器作為傳感與檢測裝置，用電能驅(qū)動電機(jī)，也有夾緊機(jī)構(gòu)、鏈傳動及蝸輪減速器作為傳動機(jī)構(gòu)，再加上卷放機(jī)作為機(jī)械本體，所以這套裝置是機(jī)電一體化產(chǎn)品。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中也存在著一些不足，比如滾子鏈傳動成本高，易磨損，易伸長，

78、傳動平穩(wěn)性差，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會產(chǎn)生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。但考慮到卷放機(jī)只需單向轉(zhuǎn)動并且傳動精度不是很高，故在本次設(shè)計(jì)中采用滾子鏈傳動。蝸桿傳動效率也不是很高，一般在0.7~0.9之間，因此也存在著一定的功率損失。但因其傳動比較大且結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，又能將高轉(zhuǎn)速和小扭矩轉(zhuǎn)化為低轉(zhuǎn)速和較大扭矩等特點(diǎn)，故在本次設(shè)計(jì)中采用蝸桿減速器。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</

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88、></p><p><b>　　附錄圖2導(dǎo)槽模型</b></p><p><b>　　附錄圖3卷放機(jī)模型</b></p><p>　　附錄圖4送料裝置整體模型</p><p><b>　　附錄圖5底座二維圖</b></p><p><b>

89、;　　附錄圖6導(dǎo)槽二維圖</b></p><p>　　附錄圖7卷放機(jī)二維圖</p><p>　　附錄圖8送料裝置整體二維圖</p><p>　　附錄圖9支架6二維圖</p><p>　　附錄圖10底板二維圖</p><p>　　附錄圖11豎板二維圖</p><p>　　附錄圖12橫板