空心砖设备的研发与改造毕业论文

前  言
目前国内制砖设备基本是基于一个原理，挤压式制砖机，其结构复杂，能耗大，无形中消耗了大量的人力物力，从而制约了制砖行业的发展，生产出的泥坯还需专门的场所进行晒泥坯，增加了制砖的周期。现在市场上普遍的一套制砖设备需要几十万，大大的制约了制砖行业的发展，也给目前我国建筑行业主要原材料的生产带了诸多不便，即使有了设备，实际生产中高耗能等问题也制约了制砖行业的发展。
本设计主要是针对现有制砖设备及蜂窝煤机的工作原理进行分析后，结合经营者提出的问题，确定设计方案，以减速箱为主体进行详细的设计计算、校核，绘制详细零部件及装配图，并对重要零部件的选用进行简单说明。对方案一中的液压部分，在能够达到预期目的的前提下进行改造改为弹簧机构，大大的简化了制砖机方案一的结构，同时也降低了制成本。并对弹簧材料选用、强度设计，行程的计算进行详细的说明。
















2 课 题 来 源
本设计是根据实际生产中发现的问题，特别是砖厂经营者对现有设备问题的提出：成本高，能耗大，占地广，需要消耗大量人力物力，以解决这些客观而现实的问题为宗旨，结合目前市场用的制砖机和蜂窝煤机的工作原理，进行的创新设计。本设备一旦试制成功，投入市场，制砖机械行业将出现崭新的一页，有着广阔的市场前景。
暑假期间，老师带领我们对地方制砖设备的考察、并根据砖厂经营者对目前设备的不满，结合蜂窝煤机与目前市场常用挤压式制砖机的工作原理进行分析，提出的创新设计，研发一种新型制砖设备，之后对设计成型的制砖设备进行模拟生产，并对生产出来的砖进行试验分析，解决不合理部分，结合冲床冲压原理，对方案一中液压部分改造为弹簧，并进行详细的设计计算。


















3 总体方案的确定
目前国内制砖设备基本是基于一个原理，挤压式制砖机，其结构复杂，能耗大，无形中消耗了大量的人力物力，从而制约了制砖行业的发展，生产出的泥坯还需专门的场所进行晒泥坯，增加了制砖的周期。现在市场上普遍的一套制砖设备需要几十万，大大的制约了制砖行业的发展，也给目前我国建筑行业主要原材料的生产带了诸多不便，即使有了设备，实际生产中高耗能等问题也制约了制砖行业的发展。
本设计主要是针对现有制砖设备及蜂窝煤机的工作原理进行分析后，结合经营者提出的问题，确定设计方案，以减速箱为主体进行详细的设计计算、校核，绘制详细零部件及装配图，并对重要零部件的选用进行简单说明。对方案一中的液压部分，在能够达到预期目的的前提下进行改造，改为弹簧机构，大大的简化了制砖机方案一的结构，同时也降低了制成本。并对弹簧材料选用、强度设计，行程等进行详细的的计算。
该设备分为三部分：①减速箱 ②立柱及冲压部分(工作机部分) ③送料部分
工作原理：采用减速箱对输入信息进行速度调整，再通过偏心轴带动曲柄，引起冲压部分将坯料在模合中冲压成形，最后采用偏心轴与液压部分相结合，将成形砖送出。





4 选择电动机与传动比的分配
4.1 电动机的选用
电动机是常用的原动机，具有结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。由在皮带轮中获得的条件，按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。
查机械设计手册选用Y160L-4三相异步电动机，功率为P=15KW。在推荐的合理
故电动机的转速范围为：
= i  = (16～160)×52.55 r/min = 840.80～8408 r/min
4.2 计算总传动比并分配各级传动比
电动机确定后，根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。
（1）        计算总传动比：
i = /  =490/25=19.6
（2）        分配各级传动比：
=4.7， =4.25
（3）        计算各轴转速：
Ι轴   :  nΙ= nm /i0=1470/3=490r/min                 
П轴   :  nП=nΙ/i1=490/4.7=104.26r/min
Ш轴   :　nШ= nП/ i2=104.26/4.7=25r/min
（4）各轴的功率和转矩：
电动机轴输出功率和转矩 ：
=   /η
  = FxV/（1000 ）
所以：   = FxV/（1000ηx ）
由电动机至工作机之间传动装置的总效率为：
η=  . . .  
式中 、 、 、 、　分别为带传动、轴承传动、齿轮传动、铜套、工作机的效率。
取  = 0.96、 = 0.99、  =0.97、  = 0.98、  = 0.98
则：   
     η=0.96×0.99×0.972×0.982= 0.87
＝9.5kw
＝9550× N•m＝9550× ＝ 2.935×105N•m
轴1的输入功率和转矩：
=  •   = 15×0.96=14.4kw
＝ × × N•m＝2.935×105N•m×3×0.96＝8.5 ×105N•m
轴2的输入功率和转矩：
=  • •  =14.4×0.99×0.97=14.256kw
＝ × × × N•m＝845280×4.7×0.99×0.97＝1.60×106 N•m
轴3的输入功率和转矩：
=  • • =14.256×0.99×0.97=13.69kw
＝ × × ×  N•m＝1.60×106×4.25×0.99×0.972＝6.3×106 N•m

4.3 各轴的转速、功率及转矩：如下表：


参数        轴      名
        电   动
机   轴        1轴        2 轴        3轴
转 速        1470        490        104        25
功 率        15        14.4        14.255        13.69
转 矩        2.2×104        8.5 ×105        1.60×106        6.3×106
传动比        3        4.7        4.25

5 普通V带传动的设计计算
5.1 带传动以及带的分类
带传动是利用张紧在带轮上的带，借助它们间的摩擦或者啮合，在两轴间（或者多轴间）进行运动或动力传递。带传动具有结构简单，传动平稳，价格低廉，不需润滑，维护简单方便以及缓冲吸振等特点，因此在近代机械设计行业中得到了广泛应用。
    V带是机械设计中最常用的带传动之一，V带有普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带等多种类型，其中普通V带应用最广，窄V带的使用也日见广泛。
普通V带由顶胶、抗拉体（承载层）、底胶和包布组成，如图11.9所示。抗拉体由帘布或线绳组成，是承受负载拉力的主体。其上下的顶胶和底胶分别承受弯曲时的拉伸和压缩变形。线绳结构普通V带具有柔韧性好的特点，适用于带轮直径较小，转速较高的场合。
窄V带采用合成纤维绳或钢丝绳作承载层，与普通V带相比，当高度相同时，其宽度比普通V带小约３０％。窄V带传递功率的能力比普通V带大，允许速度和挠曲次数高，传动中心距小。适用于大功率且结构要求紧凑的传动。
   普通V带有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，窄V带有SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号。各种型号带的截面尺寸及带轮沟槽尺寸见《机械设计》中表11.1和表11.2。

5.2 带传动的失效形式和设计准则
5.2.1带传动的失效形式
打滑：带在带轮上打滑，不能传递动力。磨损：带的工作面磨损
疲劳折断 ：带由于疲劳产生脱层，撕裂和拉端。
带传动的主要失效形式表现为打滑和带的疲劳折断，打滑使得主动轮与被动轮之间不存在确定的相对运动关系（无法确定传动比），失去传动的基本功能，是必须避免的（避免带传动在承受正常载荷时打滑），为使带传动不发生打滑现象，就必须使初拉力达到足够的值，而初拉力会直接影响带的拉应力，为此带既不发生打滑，也不过早损坏，必须要带传动的参数满足一定的条件，这就是设计的任务。