1、IUNIVERSITY本 科 毕 业 设 计题目: 码坯机夹盘机构设计 目录目录 .I摘要 .IIAbstract .III1 绪论 .11.1 砖的主要特点及功用 .11.2 码坯机在国内外的发展现状 .11.3 码坯机的概述 .21.3.1 码坯机工作原理及运动流程 .21.3.2 码坯机未来发展的影响因素 .32 码坯机夹盘机构设计 .32.1 夹盘机构总体设计方案 .32.1.1 夹盘机构设计要求 .42.1.2 夹盘各功能板块 .43 转动机构的设计 .53.1 轴的校核计算 .53.1.2 轴承的校核 .63.2 大小齿轮的校核计算和选用 .73.2.1 选精度等级、材料及齿数材料
2、及热处理 .83.2.2 初步设计齿轮传动的主要尺寸 .83.2.3 按齿根弯曲强度设计 .103.2.4 几何尺寸计算 .11II3.2.5 轴上键连接的选择及校核 .124 气压传动机构的选用 .124.1 横向气压装置的选用 .124.2 纵向气压装置的选用 .135 夹板机构的设计 .135.1 夹板的整体设计 .135.1.1 挂板轴的校核和设计 .146 挂轮的设计 .176.1 挂轮的整体设计 .176.1.1 挂轮轴的校核和设计 .176.1.2 轴承的选用 .196.1.3 挂轮筒的设计 .197 框架及各焊接件的作用和选用 .208 电机和减速器的选用 .20参考文献 .2
3、2致谢 .23摘要目前，常见码坯机夹盘机构有自动夹坯机构、先进机械手机构以及半自动半手动夹坯机构等多种形式。一般多采用半自动半手动机构设计，当坯条由切坯机切出并有传送带运送至夹盘正下方，夹盘在手动按钮的控制下，开始下降，到达一定高度后停止下降，并在电机传动和气缸传动控制下，横向气缸装置向中心推动，带动夹板加紧，同时纵向气缸装置向竖直方向推动，由焊接在下方的方管推动两侧的角铁从而同时将夹板加紧，达到夹坯的效果，然后由升降机构将夹盘提起并移送至烘烧轨道，依次循环。整个夹盘机构由夹板，纵横气缸装置，中心旋转轴架装置，夹板挂架装置，电动气动装置以及其他焊件装置构成。夹板两侧为直线导轨引导的侧板方管，承
4、受压力大，并且直线性能好，摩擦力小，平稳性能好，有利于夹坯。纵向气缸装置也为加紧机构增加横向作用力，更大程度上有利于砖坯的夹紧。本文就是通过各方面考虑，综合对比传统的夹坯机构，获取整机各零件的参数，并且通过计算，论证了该设计方案的可行性。关键词：码坯机；夹盘；夹坯原理IIIAbstractAt present, a common code base machine chuck mechanism has automatic blank clamping mechanism, advanced mechanical hand mechanism and a semi-automatic manu
5、al blank clamping mechanism and so on many kinds of forms. The general use of semi automatic and manual mechanism design, when the strip by cutting machine cut out and the conveyor to the chuck is below, chuck in the manual button control, began to decline, reaches a certain height to halt the decli
6、ne, and in motor drive and a cylinder driving control, horizontal cylinder device to the center push, drive the splint intensified, while a longitudinal cylinder device to a vertical drive, at the bottom of the tube driven by welding on both sides of the angle iron and at the same time to reach the
7、splint, blank clamping effect, and then by the lifting mechanism to chuck up and transferred to bake track, followed by cycle. The clamp mechanism consists of a splint, vertical and horizontal cylinder device, a center rotating shaft frame device, clamping plate rack device, electric pneumatic devic
8、e and other welding device. Two sides of the splint is a linear guide rail guide plates of the square tube, large bearing pressure, and the straight line performance, small friction force, stable performance, is conducive to the blank clamping. Longitudinal cylinder device for clamping mechanism to
9、increase the transverse force, more conducive to the clamping tile. This paper is through the aspects to consider, comprehensive comparison of traditional blank clamping mechanism, acquiring the various parameters of parts, and through calculation, it proves the feasibility of design scheme. IVKey w
10、ords :Setting machine ； Chuck mechanism ；Principle of Folder blank11 绪论1.1 砖的主要特点及功用砖体是砌墙用的一种长方体石料，用泥巴烧制而成，多为红色，俗称“红砖” ，也有青色“青砖” 。中国标准粘土砖的尺寸为 24011553mm，这一尺寸的目的是为了保证砖的长宽高之比为 4:2:1（包括 10mm 的灰缝宽度） 。砖墙的厚度多以砖的倍数称呼，由于砖的长度为 240mm，因此厚度为一砖的墙又称“二四”墙，厚度为一砖半的墙又称“三七”墙，厚度为半砖的墙又称“一二”墙。 砖一般分为通体砖，假面砖，釉面砖，抛光砖，陶瓷砖等。我
11、们通常用的都是常见的通体砖。烧结页岩砖作为一种新型建筑节能墙体材料，既可用于砌筑承重墙，又具有良好的热工性能，符合施工建筑模数，减少施工过程中的损耗，损高工作效率。因此常将贝岩作为砖的常用材料。1.2 码坯机在国内外的发展现状随着我国墙体改革政策，国家对墙材有了一些新的革新要求，国内许多砖材生产厂家，吸收引进了国内外最先进的生产技术，研发生产出国内外一流水平的成套制砖设备，为旧砖厂改造成为先进的自动化砖厂提供了可靠的技术保障。从上世纪八十年代我国引进国外技术开始，我国制砖行业的技术装备得到了快速的发展，例如热工设备 中断面、大断面平顶隧道窑的出现改善了过去轮窑、小窑的操作环境和操作水平；成型设
12、备使产品质量产量都得到了极大的提高，取代了非真空挤出机，在烧结砖厂得到了普遍的推广和应用，而码坯设备 自动码坯机也是运行可靠、技术先进的设备，目前在很多新建砖厂中应用，但还没有达到普遍使用。随着我国经济的快速发展，企业对改善劳动环境，提高科技含量的观念也在逐渐增强，而人们生活水平提高后，对自己所从事工作的环境要求也越来越高，逐渐的由体力劳动向非体力劳动或轻体力劳动转变。这就对砖厂的码坯和卸坯工段用人多且劳动繁重提出了一个课题，用自动码坯机替代人工码坯势在必行，是将来发展的必然趋势。 许多砖材机械厂经过长期的实践和摸索，研制生产的全自动码坯机，设计大胆独特，功能先进，解决了很多生产应用中的难题，
13、自动码坯机的组成主要由行走小车、2夹盘、分坯台、升降导杆、钢轨、液压系统与电器系统等。主要用于将砖坯编组分缝后自动码放到窑车上，码坯形式可按用户要求确定。工作过程由 PLC 自动控制，适用于一次码烧隧道窑和二次码烧隧道窑的自动化生产。特点：定位准确、夹坯力度可调、运行稳定、减少劳动强度、提高生产效率。自动码坯机设备是真空制砖机系列砖瓦自动化生产线中的主要设备。全自动码坯机可以将编组好的砖坯，按工艺要求的码放形式，将砖坯整齐、快捷地码放到窑车上。全自动码坯机适用一次码烧或二次码烧工艺。传统的人工码坯，不仅成本高，利润薄，投资回报小，而且在生产的过程中，人工码坯受人的影响较大，一旦码坯工人数不够，
14、必然会导致产量的降低，而使用码坯机则完全避免了这种情况。所以，从发展的眼光考虑，应该用自动码坯机取代人工码坯。 而国外最先进的自动码坯机、自动码坯机国内外知名品牌、WDJX05 ZMPI 型自动码坯机主要适用于一次码烧隧道窑中的砖坯自动码放，本自动码坯机采用较先进的PLC 集中控制。行走旋转采用变频控制，升降、分坯采用液压控制，具有高效节能，维护简单，成本低廉，运行可靠等特点，全自动码坯系统代表着目前国际最先进水平。自动码坯机主要有专用切条机、切坯机、分坯机、夹坯机、行走系统、升降系统、旋转系统、液压系统和电气系统等组成。 自动码坯机的工作流程：当切坯机把切好的砖坯推到分坯板上后，分坯缸伸出，
15、带动分坯板张开对砖坯进行分缝动作，砖坯分缝完成后升降缸下降。当夹盘到达预定夹坯位置后，夹盘夹具工作，夹起砖坯，接着由升降缸提开夹盘至预定高度，分坯缸伸出张开砖坯间风道，行走装置驱动码坯机行走至窑车正上方，旋转装置完成转向 90，然后开降缸下降至预定放坯高度，夹盘夹具张开把砖坯码放在窑车上，码坯机码放一层，旋转一层，形成十字交叉，经过上述动作循环，即可完成窑车的全部码坯过程。码坯机这些功能均通过较行进的 PLC 变频通过电器集中控制，实现码坯机的自动化。 我厂生产的真空砖机设备具有高效节能、结构紧凑、自动化、维护简单、运行平稳可靠、成本低廉等优点，可同时满足大、中、小型制砖企业的不同需求，是粘土
16、、页岩、煤矸石、粉煤灰等原料的理想制砖设备。 31.3 码坯机的概述1.3.1 码坯机工作原理及运动流程码坯机主要有专用切条机、切坯机、分坯机、夹坯机、行走系统、升降系统、旋转系统、液压系统和电气系统等组成。 码坯机的工作流程：当切坯机把切好的砖坯推到分坯板上后，机械手伸出，带动分坯板张开对砖坯进行分缝动作，分缝完成后的砖坯移送至码坯机夹盘正下方。当夹盘到达预定夹坯位置后，夹盘夹具工作，夹起砖坯，接着由升降机构提开夹盘至预定高度，分坯缸伸出张开砖坯间风道，行走装置驱动码坯机行走至窑车正上方，旋转装置完成转向 90，然后开降缸下降至预定放坯高度，夹盘夹具张开把砖坯码放在窑车上，码坯机码放一层，旋
17、转一层，形成十字交叉，经过上述动作循环，即可完成窑车的全部码坯过程。1.3.2 码坯机未来发展的影响因素码坯机发展的影响因素有许多，主要的有以下几个方面。第一，各组成机构单元的配合精度；第二，各组成环节的效率和流水线能力；第三，码坯机的整体效益和成本之间的对比。对于码坯机的全方面的发展，我们只有多多汲取国外先进技术，融合国内的具体发展状况，根据国情利用国内丰富资源大力改革，努力争取自己的专利。2 码坯机夹盘机构设计2.1 夹盘机构总体设计方案夹盘的总体设计采用现代传统的码坯机夹盘机构形式，根据本地地质状况和土质资源进行研制，适合于国家标准砖体 24011553mm，一次性码坯数量为 27X9
18、块,加上框架总重量约 1.5t。要求尽可能的少掉坯，不掉坯，不会将坯夹坏，夹变形。总装图如下：42.1.1 夹盘机构设计要求夹盘机构是码坯机中很重要的组成部分，主要负责对于砖坯的夹紧和移送，对于生产厂家的工作质量和环境要求较高，对于厂家的效益影响更是很大，因此对于夹盘机构的设计要求较为严格。第一，夹盘的各构件要有足够的承重能力和抗拉能力，尤其是夹板和夹板挂架尤其需要注意。第二，因夹盘大部分为焊接件，因此对于焊件的要求亦要求较高，本设计中焊接件全部为平焊，要求不能有焊缝，连接处要圆滑，对于重要部位的焊接要定位准确，焊接牢固，严格遵守工艺流程进行，不能本末倒置。第三，夹盘中夹板的移动对于砖坯的夹紧
19、尤其重要，因此在选用滑动副方面要求摩擦力小，平稳性能好，便于调节，使用寿命长。第四，气压缸的选用要合适，气压夹紧装置的配合要到位，如：横向气压夹紧和纵向气压夹紧装置要同时到位，以便于砖坯的更好夹紧。第五，气压缸的各进出气管安装要准确。52.1.2 夹盘各功能板块夹盘整体可以分成五个板块：转动机构，气压传动机构，夹板机构，挂轮机构，架体。转动机构由轴架、齿条、齿轮组成；气压传动机构由气压缸、尾座，拉杆座等组成；夹板机构由夹板、挂板、挂板轴，轴承组成；挂轮由挂轮板、挂轮轴、轴承组成；架体是由各种型钢焊接而成。3 转动机构的设计3.1 轴的校核计算中心轴架示意图如下：在定位设计上，采用一根中心轴，连
20、接圆盘和夹坯框架，起到定位旋转作用，同时也受拉力作用。轴承可以选用圆锥滚子轴承30318。机架(约 1.4t)与湿砖(约 1.2t)坯总重约 2.6t，因此，中心轴轴向拉力F=26000N，由于机架的旋转对中心轴的扭矩很小，故可以忽略不计。中心轴只受轴向拉力。6轴材料选用 45 钢调质， =650Mpa， =360Mpa。轴的设计计算步骤如下：计算项目 计算内容 计算结果计算材料许用应力 5.1360Ss Mpa236初算轴径 d 06234Fd取 d=80mmm071.初步计算轴上各段长度 轴承选择圆锥滚子轴承 30318，宽度 B=36mm,两轴承位之间加一轴套，长度 l=30mm轴的初步结构设计：螺纹的校核计算 其中： 是螺纹的计算直径；dcF24c（ 是螺纹小径，H 是螺纹牙型全高）61c1（P 是螺纹螺距为 2）p8.0
