小型家庭太阳能供电系统-毕业论文.docx

人才培养模式改革和开放教育试点专科机械制造及其自动化专业毕业论文(设计)分类号 UDC本单位编号 密级题名和副题名 小型家庭太阳能供电系统作者姓名 学号 工作单位 联系电话 所在电大 九 江 电 大 指导教师姓名 职称 XX工作单位 九 江 电 大 联系电话 答辩委员会主席评 阅 人 2017年9月5日摘要：锤片式粉碎机是目前使用最广的一种粉碎机，度电产品量较高，通用性好，有的锤片与转子是较接的、金属异物进入粉碎机后，只是击破筛片，不会发生重大事故，但粉碎物粒度不均匀，粉末较多，其结构由喂入机构、粉碎室（转子、锤片、筛片、齿板）、排料部分（风机、集料筒、集尘布袋）三部分组成，工作时，饲料从喂入机构进入粉碎室，在高速回转的锤片的打击下飞向齿板，与齿板碰撞弹回后再次受到锤片的打击，同时在筛面与锤片间，饲料又受到强烈的磨擦，在反复的打击碰撞和磨擦作用下，饲料逐渐被粉碎，不带风机的粉碎机，由粉碎室内的气流使粉碎物通过筛孔排出。带风机的粉碎机，将粉碎物从筛孔抽出后，尚需通过集粉装置（如集料筒、集尘布袋等）将混合气流中的空气与粉碎分离。 关键词：锤片；主轴；带传动；目 录第1章 引 言11.1概述 11.2锤片粉碎机的原理31.2.1 锤片粉碎机的运动形式31.3锤片粉碎机的发展趋势5第2章 方案的论证及确定62.1 方案的论证62.1.1方案1双辊锤片粉碎机62.1.2方案2 锤片粉碎机7 2.1.3 方案3锤片粉碎机8 2.2 方案的确定82.3本章小结8 第3章 传动和动力设计 9 3.1传动方案的分析 9 3.1.1 齿轮传动 93.1.2皮带传动10 3.2.1 主传动系统的确定10 3.2.2副传动系统的确定 10 3.3主电机的选择和计算11 3.3.1 上下辊的参数选择计算11 3.3.2 主电机的功率确定 123.4 上辊的设计计算校核 18 3.4.1上辊结构设计及受力图183.4.2 刚度校核193.4.3 上辊强度校核193.4.4 疲劳强度安全强度校核203.4.5 上辊在卸料时的校核213.5 本章小结 21第四章 零件的设计224.1切刀的设计 224.2 进给机构的设计284.3 机架的设计284.4注油管 284.5 密封装置的选择29第五章 结论30参 考 文 献31致 谢32第1章 引 言1.1概述机械加工行业在我国有着举足轻重的地位，它是国家的国民经济命脉。作为整个工业的基础和重要组成部分的机械制造业，任务就是为国民经济的各个行业提供先进的机械装备和零件。它的规模和水平是反映国家的经济实力和科学技术水平的重要标志，因此非常值得重视和研究。锤片粉碎机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其它形状工件的通用设备。根据三点成圆的原理，利用工件相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形，以获得预定形状的工件。该产品广泛用于锅炉、造船、石油、木工、金属结构及其它机械制造行业。锤片粉碎机作为一个特殊的机器，它在工业基础加工中占有重要的地位。凡是钢材成型为圆柱型，几乎都用锤片粉碎机辊制。其在汽车，军工等各个方面都有应用。根据不同的要求，它可以辊制出符合要求的钢柱，是一种相当实用的器械。在国外一般以工作辊的配置方式来划分。国内普遍以工作辊数量及调整形式等为标准实行混合分类，一般分为：1、锤片粉碎机：包括对称式锤片粉碎机、非对称式锤片粉碎机、水平下调式锤片粉碎机、倾斜下调式锤片粉碎机、弧形下调式锤片粉碎机和垂直下调式锤片粉碎机等。2、锤片粉碎机：分为侧辊倾斜调整式锤片粉碎机和侧辊圆弧调整式锤片粉碎机。3、特殊用途锤片粉碎机：有立式锤片粉碎机、船用锤片粉碎机、双辊锤片粉碎机、锥体锤片粉碎机、多辊锤片粉碎机和多用途锤片粉碎机等。锤片粉碎机采用机械传动已有几十年的历史，由于结构简单，性能可靠，造价低廉，至今在中、小型锤片粉碎机中仍广泛应用。在低速大扭矩的锤片粉碎机上，因传动系统体积庞大，电动机功率大，起动时电网波动也较大，所以越来越多地采用液压传动。近年来，有以液压马达作为源控制工作辊移动但主驱动仍为机械传动的机液混合传动的锤片粉碎机，也有同时采用液压马达作为工作辊旋转动力源的全液压式锤片粉碎机。锤片粉碎机的工作能力是指板材在冷态下，按规定的屈服极限卷制最大板材厚度与宽度时最小卷筒直径的能力。国内外采用冷卷方法较多。冷卷精度较高，操作工艺简便，成本低廉，但对板材的质量要求较高（如不允许有缺口、裂纹等缺陷），金相组织一致性要好。当卷制板厚较大或弯曲半径较小并超过设备工作能力时，在设备允许的前提下可采用热卷的方法。有些不允许冷卷的板材，热卷刚性太差，则采用温卷的方法。1.2锤片粉碎机的原理1.2.1 锤片粉碎机的运动形式锤片粉碎机的运动形式可以分为主运动和辅运动两种形式的运动。主运动是指构成锤片粉碎机的上辊和下辊对加工板材的旋转、弯折等运动，主运动完成锤片粉碎机的加工任务。辅运动是锤片粉碎机在卷板过程中的装料、下料及上辊的升降、翘起以及倒头架的翻转等形式的运动。该机构形式为三辊对称式,上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动,通过丝杆丝母蜗杆传动而获得,两下辊作旋转运动,通过减速机的输出齿轮与下辊齿轮啮合,为卷制板材提供扭矩。 图1-1 锤片粉碎机工作原理图由图1-1：主运动指上辊绕O1，下辊分别绕O2、O3作顺时针或逆时针旋转。辅运动指上辊的上升或下降运动，以及上辊在O1垂直平面的上翘、翻边运动等。1.2.2弯曲成型的加工方式在钢结构制作中弯制成型的加工主要是卷板（滚圆）、弯曲（煨弯）、折边和模具压制等几种加工方法。弯制成型的加工工序是由热加工或冷加工来完成的。滚圆是在外力的作用下，使钢板的外层纤维伸长，内层纤维缩短而产生弯曲变形（中层纤维不变）。当圆筒半径较大时，可在常温状态下卷圆，如半径较小和钢板较厚时，应将钢板加热后卷圆。在常温状态下进行滚圆钢板的方法有：机械滚圆、胎模压制和手工制作三种加工方法。机械滚圆是在锤片粉碎机（又叫滚板机、轧圆机）上进行的。在锤片粉碎机上进行板材的弯曲是通过上滚轴向下移动时所产生的压力来达到的。它们滚圆工作原理如图1-2所示。 a） b） c）图1-2滚圆机原理图a）对称式锤片粉碎机 b）不对称式锤片粉碎机 c）锤片粉碎机用三辊弯（卷）板机弯板，其板的两端需要进行预弯，预弯长度为0.5L（3050）mm(L为下辊中心距）。预弯可采用压力机模压预弯或用托板在滚圆图1-3钢板预弯示意图 a）用压力机模压预弯 b）用托板在滚圆机内预弯1.3锤片粉碎机的发展趋势加入WTO后我国锤片粉碎机工业正在步入一个高速发展的快道，并成为国民经济的重要产业，对国民经济的贡献和提高人民生活质量的作用也越来越大。预计“十五”期末中国的锤片粉碎机总需求量为600万辆，相关装备的需求预计超过1000亿元。到2010年，中国的锤片粉碎机生产量和消费量可能位居世界第二位，仅次于美国。而其在装备工业上的投入力度将会大大加强，市场的竞争也愈演愈烈，产品的更换也要求锤片粉碎机装备工业不断在技术和工艺上取得更大的优势：1.从国家计委立项的情况看，锤片粉碎机工业1000万以上投入的项目达近百项；2.锤片粉碎机工业已建项目的二期改造也将会产生一个很大的用户群；3.由于锤片粉碎机的高利润，促使各地政府都纷纷投资（国家投资、外资和民间资本）锤片粉碎机制造。其次，跨国公司都开始将最新的车型投放到中国市场，并计划在中国加大投资力度，扩大产能，以争取中国更大的市场份额。民营企业的崛起以及机制的敏锐使其成为锤片粉碎机工业的新宠，民营企业已开始成为锤片粉碎机装备市场一个新的亮点。锤片粉碎机制造业作为机床模具产业最大的买方市场，其中进口设备70%用于锤片粉碎机，同时也带动了焊接、涂装、检测、材料应用等各个行业的快速发展。锤片粉碎机制造业的技术革命，将引起装备市场的结构变化：数控技术推动了锤片粉碎机制造企业的历史性的革命，数控机床有着高精度、高效率、高可靠性的特点，引进数控设备在增强企业的应变能力、提高产品质量等方面起到了很好的作用，促进了我国机械工业的发展。因此，至2010年，锤片粉碎机工业对制造装备的需求与现在比将增长12%左右，据预测，锤片粉碎机制造业：对数控机床需求将增长26%；对压铸设备的需求将增长16%；对纤维复合材料压制设备的需求增长15%；对工作压力较高的挤或冲压设备需求增长12%；对液压成形设备需求增长8%；对模具的需求增长36%；对加工中心需求增长6%；对硬车削和硬铣消机床的需求增长18%；对切割机床的需求增长30%；对精密加工设备的需求增长34%；对特种及专用加工设备需求增长23%；对机器人和制造自动化装置的需求增长13%；对焊接系统设备增长36%；对涂装设备的需求增长8%，对质检验与测试设备的需求增长16%。在今后的工业生产中，锤片粉碎机会一直得到很好的利用。它能节约大量的人力物力用以弯曲钢板。可以说是不可缺少的高效机械。时代在发展，科技在进步，国民经济的高速发展将对这个机械品种提出越来越高的要求，将促使这个设计行业的迅速发展。第四章 零件的设计 4.1切刀的设计一、切刀材料 一般采用经过热处理的T9碳素工具钢或锰钢。在此选T9工具钢 二、对切刀的要求 良好的切刀（或称切碎器）应满足下列要求： 切割质量高，耗用动力小，结构紧凑，工作平稳，安全可靠，便于刃磨，使用维修方便。三、选用或设计刀片时应满足的要求刀片在设计和选用时应满足下列三个方面的要求，即 钳住物料，保证切割； 切割功率要小； 切割阻力矩均匀。四、 刀片刃口几何形状及常用刀片形状切刀的刀刃有直线型与曲线型几何形状，如图4-1所示。图 4-1 各几何形状刀刃在本次设计中选用（c）外曲线刃口刀 进行滑切。五、刀的滑切与正切分析切割机械工作时，功耗的大小与切刀的工作方式以及刀片的特性参数有关，切刀的工作方式有滑切与正切之分。当按滑切工作时，切割阻力小，容易切割，切割时省力，功率消耗也小。当切刀按正切方式工作时，切割阻力大，切割困难，功率消耗也大。下面仅讨论本刀具用到的滑切原理。图4-2为切刀滑切示意图。图 4-2 切刀滑切示意图图中BC为回转曲线刃口刀的刀刃，O为刃口曲线的圆心，A点为切割工作点，切刀的回转半径为r。当切刀在传动系统作用下绕刀轴中心P以一定角速度做定轴回转切割运动时，刀刃上工作点A的切割速度为V，显然，VOA，将V分解为过点A切线和法线方向的两个分速度，则称为滑切速度，称为正切（砍切）速度。与V之间的夹角及为滑切角。当滑切速度不为零时的切割及称为有滑切的切割，简称滑切；当滑切速度为零的切割称为正切或砍切。和和的关系为 /=tan由图4-2分析可知，滑切角显然不为零，最大为，能实现滑切。下面用一直刃切刀来进一步阐述滑切省力原理，如图4-3所示。图 4-3 滑切省力原理图若切刀的楔角为，则正切时，切割速度V就在A点的法线方向，即V垂直于刀刃，切刀正好是以角的楔子楔入物料。滑切时，因切割速度V偏离了刀刃的法线方向，与法线方向产生了一个滑切角，这时切刀的楔入角度由减小到。从上图的几何关系可知 tan=BC/AB tan= tancos即滑切角越大时，刀刃切入物料的实际楔入角就越小（即实际切割时只是刀刃口在切割），这是大小，切刀受到的法向阻力越小，易于切入，切割省力。因此，要使切割省力，除保证刃口锋利以降低刃口比压（比压为刃口单位面积的压力，与刀刃锋利程度有关）外，还须使切割为滑切，这正是利用了滑切省力的原理。此外，刀刃口的表面即使看起来光滑，但由于刀片在加工时的精度问题，在显微镜下观察，刃口也呈现锯齿状的“微观齿”。滑切时，这些尖锐的“微观齿”就像锯子一样将物料纤维切断，这是滑切较正切省力的另一原因。六、钳住物料的条件分析滑切也可以分为有滑移的滑切和无滑移的滑切两种。切割时当动刀片与静刀片之间的夹角达一定值时，物料就会产生沿刃口向外推移的现象，这叫有滑移的滑切。出现这种情况对稳定切割是不利的，所以应当尽可能的避免此种情况的出现。 下面以两种不同钳住角切割物料的受力情况来分析钳住物料，保证稳定的切割条件。下图4-4表示了不同钳住角切割物料时物料的受力情况。图 4-4 不同钳住角的物料受力分析图图4-4中AB为动刀片刃口，CD为定刀片刃口，夹角为动、定刀片对物料的钳住角，也称推挤角。假定以两种钳住角切割时的摩擦角均为。AB为动刀片刃口；CD为定刀片刃口；为动、定刀片对物料的钳住角，又称推挤角；为动刀片对物料产生的正压力；为定刀片（或支撑面）对物料产生的正压力；、为动、静刀片与物料在切割点处的摩擦力；为两种钳住角切割时物料与动、静刀片间的摩擦角。由图4-4(a)知，由于此时>,两个支撑反力的合力的合力F将把被切物料沿刃口向外推出，即在切割时产生滑移，不能保证稳定切割。由图4-4(b)知，由于此时<。的合力F指向刃口里面，即切割时合力F将把被切物料沿刃口向里面推，切割时不会产生滑移，能保证稳定切割，提高效率。由此可知，保证钳住物料稳定切割的条件是：钳住角须小于物料与定刀片之间摩擦角之和，<在本设计中刀与料的相对位置图如图4-5所示，进行钳住物料条件的分析图 4-5 刀与料的相对位置图由图4-5可知，切刀在旋转过程中，的最大值为，同时由经验可知，通常，所以只要小于就可以了。七、 刀的安装曲线动刀片A、B通过螺栓1、2、3、4安装在刀盘P上，通过调节螺栓1、2、3、4来调整动刀片与定刀片的间隙。具体如下图4-6所示。 1、4六角螺栓 2、3。 沉头螺栓4.2 进给机构的设计本设计中采用辊压轮对藤蔓类物料进行进给，辊压轮的外缘直径为，转速由前面的总体设计计算可知 V128.2mm/s在本设计中，采用双槽重叠设计，外面钢槽由3mm厚的钢板焊成，在槽的两侧用厚钢板加厚，然后镗孔，轴、穿过孔而被支撑，轴、与辊压轮用平键连接。在钢槽内再插一个薄壁进料槽，槽的底面与水平面成10°倾斜。便于送料。详细见图4-7。 图 4-7 进料槽及其进给辊压轮1 外钢槽 2.辊压轮 3.薄壁插槽 4.定刀片4.3 机架的设计在机架设计中，主体采用40×40×3的等边对角钢，均通过用手工电弧焊将其连接。在机架上表面放置一块10mm厚的铁板以便固定各零件，在机架的4个角上各加焊一块40×40×10的厚铁板，以便获得足够的强度来安装运动轮。根据各零件的设计尺寸，总观全局对机架进行设计，最后机架整体尺寸为628×540×437，（详细请见A0机架图纸）。4.4注油管对滑动轴承采用油润滑，须用到注油管。注油管可用两端有螺纹的钢管。一端固定在机盖上，一端用螺母固定在机座上。4.5 密封装置的选择本设计中的密封方式选用毡圈式密封，利用矩形截面的毛毡圈嵌入梯形槽中所产生的对轴的压紧作用、获得防止润滑油漏出和外界杂质、灰尘等侵入轴承室的密封效果。第五章 结论 本次设计总体来说较为成功。在分析目前市场上的各类型的破碎机的结构特点、技术特点以及使用情况后，我们确定了设计一种新型的破碎机的课题，就是将锤式破碎机和反击式破碎机的优点结合起来。在这个指导思想下，设计过程中，我们特别注意吸收各种新的技术，新的设计方法，并将之尽量融入到我们的设计中，使这种新型破碎机的各项性能都能够达到一个较高的水平。同时我们自始至终贯彻机器设计的经济性要求，尽量降低破碎机的生产成本和维护费用等，因此，本设计具有很大的实用性。本设计的主要特点有：a反击式破碎的板锤和转子是刚性联结的，利用整个转子的惯性对物料进行冲击，使其不仅破碎而且可以获得较大的速度和动能。b破碎腔较大，使物料有一定的活动空间，物料受到冲击作用，经过多次反复打击而得到充分破碎。c破碎效率高、能量消耗低。d破碎比大，可达到1520mm左右，这样，可以减少破碎段数，简化生产流程，节省投资、降低生产成本。e设备的构造简单，便于制造，操作维修也较方便。本设计的创新点主要有：a采用新型的转子设计结构（反击式破碎的钢盘结构和锤式破碎的锤盘交错布置结构），有效增强了破碎机的工作性能。b新型锤头结构设计。锤头抛弃传统的整体式结构设计，而采用组合式结构设计，大大提高了锤头的使用寿命，有效降低了生产费用和减少了设备的调整次数。本设计是在结合反击式破碎机和锤式破碎机的优点，并在此基础上再融入了各种新技术、新思想的条件下成型的。因此，设计中也存在一些不足之处，有待进一步的设计改造。总体来说，其存在的主要问题有：a 两级转子的空间位置有待进一步的研究。它们的相互位置如何优化设计，才能更加充分发挥两种破碎方式的优点。b 反击板的安装方式较为繁琐，安装时需花费较多的时间。 c机体的结构设计不够简便，维护调整时的拆装要花费一些时间。 参 考 文 献1 濮良贵,胡综武,邻康机械设计M沈阳：西北工业大学，1992. 2 许林发.建筑材料机械设计M.武汉：武汉工业大学出版社，1997.3 王伯平互换性与测量技术基础M北京：机械工业出版社，2000.4 吴宗泽.机械结构设计M.北京：机械工业出版社，1988.5 洛阳建材工业学校.复鹗式破碎机毕业设计参考手册M.洛阳建材工业学校材机教研室,1988.6 王宗荣.工程图学M北京：机械工业出版社，2001.7 范祖尧现代机械设备设计手册(第3卷) M北京：机械工业出版社，1996.8 陈秀宁，施高义机械设计课程设计M浙江：浙江大学出版社，2001.9 甘永立.几何量公差与检测M上海：上海科学技术出版社，2001.10 成大先.机械设计手册(机械传动) M.北京：化学工业出板社,2004.11 唐敬鳞.破碎与筛分机械设计手册M.北京：化学工业出版，2000.12 徐锦康.机械设计M. 北京:机械工业出版社，2001.致 谢在此,我向对我提供了很大帮助的冯老师表示真挚的谢意!感谢他在此期间对我的精心指导,其他老师也提出了许多宝贵的建议.从他们身上我学到了许多东西,让我受益非浅!同时也感谢给予我许多帮助的同学!他们的帮助，也是我完成这个设计关键！13