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机械毕业设计

稻草板封端机送料部分设计

时间:2017-04-19 00:47:30   作者:iw168   来源:iw168.cn   阅读:250   评论:0

摘 要

    稻草板是一种建筑板材,是一种重要的新型墙体材料,也是我国家重点开发的节能利废建筑材料。本文所设计的送料装置是稻草板封端机的一部分,送料装置依靠辊子旋转实现稻草板向前移动,辊子上安装有双联链轮,辊子由双联链轮一个接一个往下传动。送料装置机架由方钢和角钢焊接而成。在设计过程中,采用Pro/E软件进行建模和虚拟装配,可以提高设计效率,适时进行干涉检查,进行结构优化。用本文设计的稻草板封端机送料装置结构简单,传动可靠,生产制造成本低。

关键词:稻草板封端机,送料装置,双联链轮,三维建模

Abstract

Rice straw board is a kind of building material, it is a kind of important new wall material, and it is also a kind of energy saving and waste building material which is developed by our country. The send feeding device is straw board capping machine part, the feeding device on roller rotation realize straw board moves forward, roller is installed on the double chain wheel, roller by double combined sprocket a connected one down the drive. Feeding device frame is welded by angle steel and steel and. In the design process, the Pro/E software is used for modeling and virtual assembly, which can improve the design efficiency, carry out the interference check in time, and optimize the structure. In this paper, the design of the rice straw board sealing machine feeding device is simple in structure, reliable transmission, low cost of production and manufacturing.

Key words: rice straw board sealing machine, feeding device, double chain wheel, 3D modeling

目 录

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摘 要

Abstract

目 录

一、绪论

1.1课题研究意义

1.2 Pro/E软件介绍

1.3送料机行业的发展现状

二、原理方案设计

2.1稻草板生产线封端机的组成

2.2稻草板生产线封端机的送料部分原理

三、传动设计

3.1 原始参数

3.2 辊子间距的确定

3.3 电机选取

3.5 链传动计算

四、结构设计

4.1滚子链结构设计

4.2链轮结构设计

4.3机架设计

五、三维建模及仿真

5.1零件建模

5.1.1辊子建模

5.1.2 链轮建模

5.1.3 轴承座建模

5.1.4 机架建模

5.2 虚拟装配

5.3 仿真

5.3.1机构运动与仿真简介

5.3.2机构运动与仿真的过程与基本术语

5.3.3 机构运动与仿真

结论

参考文献

致谢

一、绪论

1.1课题研究意义

    稻草板是在第一次世界大战期间首先从瑞典发展起来的一种建筑板材。现已普及到英国、美国、澳大利亚、前苏联、法国、比利时、荷兰、巴西、泰国、委内瑞拉等许多国家。这种板材使用植物秸秆-稻草或麦草作原料,不添加粘结剂,不需切割粉碎,直接在成型机内以加热挤压的方式形成板材,并在表面粘上一层"护面纸"而成。由于它的这种结构和成型特点,决定了它的生态优势:其主要原料稻、麦草是取之不尽的一年生可再生资源;它在生产制造过程中不产生对环境的污染物;它自身不含有害的物质,而且当它完成使用目的而被拆除时,仍可还它本来的面目稻草、麦草而回归大自然。稻草板是不折不扣的生态建材。美国的一家稻草板企业把它的产品名称定为"ENVIROPANEL"(环保板),得到主管部门的认同,在社会上很有感召力。这是很有道理的。迄今为止,建材工业使用的原料仍以矿产品为主,如石灰石、粘土、长石、石英砂、石膏等等。矿产品虽然在理论上也是可再生资源,但其再生的周期以地质年代计,需千百万年或更久,而且有赖于地壳的变动,在人类短促的生命周期内是见不到这种资源的再生的,无法加以利用。因而实际上可认为是不可再生资源。像煤炭、石油那样,过度开采,便致枯竭。今后对矿产品的使用,应是努力提高使用率,如降低料耗,使用劣质原料,综合利用废渣等等;要以最少的原料产生最多的产品,从而力求减少矿产品的开采量,保护自然资源和生态环境。

   尽管秸秆人造板的生产中还存在许多问题,但秸秆人造板的发展前景还是相当广阔的。首先,用秸秆制造人造板,可以节约木材资源,缓解我国木材资源短缺的矛盾。如果仅利用秸秆原料中的6%,即有4,200万吨,就可以生产大约3,000万立方米人造板。按每立方米的人造板相当于2.5~3.5立方米的原木计算,3,000万立方米的稻草人造板至少相当于7,500万立方米原木,这对缓解我国木材资源严重短缺的矛盾是非常有意义的。因此,充分利用农作物秸秆资源将有利于实现我国人造板工业的可持续发展和对天然林保护工程产生积极的推动作用,而且可以增加农民收入,具有“经济效益+生态效益”的双重意义。

    其次,对于发展农作物秸秆人造板的研究,国家政府给予了高度的重视和支持。“十五”期间,国家科技部将秸秆人造板的研究列入了“863国家高技术研究研究发展计划”,立项为《木材/农业剩余物纤维复合材料制造技术》,由南京林业大学和中国林科院木材工业研究所共同承担,重点对麦秸和稻草人造板生产工艺进行研究,目前已经取得了可喜的成果。其中南京林业大学的“稻草人造板”项目获得了湖北省的科技进步奖,中国林科院木材工业研究所的“麦秸MDF制造工艺技术”通过了国家林业局科技司主持的成果鉴定。科技部还将秸秆的利用列入了“973国家重点基础研究发展计划”中的《秸秆资源生态高值化关键过程的基础研究》项目,由中国科学院牵头,中国林科院、中国农科院等单位共同进行项目申报,2004年己经获得批准实施。国家发展改革委员会也批准了多项秸秆人造板产业化项目。2006年4月24日,中共政协主席贾庆林同志到江苏南京林业大学的速生木材和农作物秸秆研究工程中心考察,并鼓励尽快把现有的秸秆成果产业化。显示了政府对发展农作物秸秆人造板工作的重视。

    可见,在政府的高度重视和支持、科研工作者的努力和广大农民的支持下,秸秆人造板的发展将在中国迎来一个新的高潮,发展前景将是不可限量的。而科研工作者的任务就是在秸秆人造板的生产工艺上找到一条切实可行的道路。从而使得设计出一条可行的生产线成为重要的实施途径。

本课题主要是设计机构用于传送稻草板,实现自动送料,消除积累误差,把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来,极大地提高劳动生产率。此次设计意义不仅是对实际生产生活提供快捷方便,更实际的意义是对自己来说也是一次很好的锻炼,巩固了很多旧知识,也了解学习更多的新知识,能把平时学到的知识有效的结合,我想通过这次设计,对以后的学习工作会有很多的帮助。

1.2 Pro/E软件介绍

    Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。    Pro/Engineer软件以参数化著称,是参数化技术的最早应用者,在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一,特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

    Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。    Pro/Engineer软件以参数化著称,是参数化技术的最早应用者,在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一,特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

1)Pro/Engineer

    Pro/Engineer是软件包,并非模块,它是该系统的基本部分,其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型,三维上色,实体或线框造型,完整工程图的产生及不同视图展示(三维造型还可移动,放大或缩小和旋转)。Pro/Engineer是一个功能定义系统,即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现,其中包括:筋(Ribs)、槽(Slots)、倒角(Chamfers)和抽壳(Shells)等,采用这种手段来建立形体,对于工程师来说是更自然,更直观,无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸,不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体,这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系,任何一个参数改变,其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示,还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件,诸如有限元分析及后置处理等,这都是通过标准数据交换格式来实现,用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程,以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力,组装能力(运动分析、人机工程分析)和工程制图能力(不包括ANSI, ISO, DIN或 JIS标准),并且支持符合工业标准的绘图仪(HP,HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer功能如下:

1.特征驱动(例如:凸台、槽、倒角、腔、壳等);

2.参数化(参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等);

3.通过零件的特征值之间,载荷/边界条件与特征参数之间(如表面积等)的关系来进行设计。

4.支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件,交替排列,Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等)。

5.贯穿所有应用的完全相关性(任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动)。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro/ENGINEER的基本功能。

2)Pro/E机构运动仿真

    工程师无需等待物理原型就能测试产品的动力行为。利用 Pro/ENGINEER 机构动力学仿真,您可以虚拟地仿真包含运动元件的系统中的作用力和加速度。而且,您可以综合考虑诸如弹簧、电动机、摩擦力和重力等动力影响,相应地调整产品性能。改善检验和认证过程并最大程度地提高设计信心,而无需承受制造昂贵原型的负担。

    与设计和分析工具完全集成,从而无需再花费时间、精力和金钱来处理数据转换和关联的错误。

利用Pro/E机构仿真有以下优点:

• 可以创建虚拟样机在桌面计算机中进行测试,从而降低开发成本  模拟赛车悬架所受到的实际作用力。

• 能够更快速和更早地将变更反映在产品中,并从桌面计算机测试中即时获得结果。

• 通过缩短开发时间率先向市场推出更优质的产品。

• 通过对产品寿命进行更准确的估计,从而可降低保修成本。

• 利用具体的动画式生产指令进行装配,可以避免代价高昂的制造错误。

• 通过利用从虚拟测试中所节省的时间来评估更多设计构思,从而可开发出更新颖的产品。

• 在易于学习、直观明了的用户界面中工作。

1.3送料机行业的发展现状

    送料机行业近期评出的全球十强的企业名单中,中国占据了二席,这样的成绩不禁让人眼前一亮,国内送料机行业在世界舞台上将发挥愈来愈重要的作用,未来送料机将向着高端化发展。

关于送料机发展的4个点:

1.降低能量消耗以节约能源,已成为输送技术领域内科研工作的一个重要方面。已将1吨物料输送1公里所消耗的能量作为送料机选型的重要指标之一。

2.减少各种送料机在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。

3.扩大送料机的使用范围。发展能在高温、低温条件下、有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的,以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性的物料的送料机。

4.使送料机的构造满足物料搬运系统自动化控制对单机提出的要求。如邮局所用的自动分拣包裹的小车式送料机应能满足分拣动作的要求等。

    机械行业分析师认为,尽管我国目前已经成为全球最大的送料机市场,最开放式冷水机最大的小吨位送料机产品的出口国,但是超大吨位的竞争力仍然不足,NC数控送料机、三合一送料机以及夹式送料机仍是发展屏障。有关高速、高精度的技术突破则更多寄托于技术实力雄厚的国内大型企业,因为高速的产品是技术导向,中小型企业缺乏技术沉淀与资金支持。滚轮送料机生产企业第一方阵的四家企业已经实现了技术上的突破。

    与国外送料机厂家70年代就起步相比,国内送料机生产企业起步要晚很多,虽然后期发展迅速,但很多技术、经验相比而言有很大的欠缺,使得目前国内整体送料机行业正处在多而不精,大而不强的发展状态,一方面,由于众多国外送料机品牌向国内的迈进,国内企业为了抢占市场,打起了价格战,为了缩小成本,科研、新品送料机开发方面的投入都处于停滞状态,市场存在着综合制造经验不够;另一方面,制造行业不景气,使市场需求有很大的下降,冲压市场上送料机供大于求,很多低端设备累积在仓库。因此,导致国内不少送料机企业属于停滞状态,产品档次不高,质量、安全、技术、效率等方面都不够到位。

    未来国内送料机行业的发展势头将更加猛劲,走自主创新之路由中国制造向中国创造的发展模式是必然。送料机生产厂家需站在新的起点上去审视和解决问题,转变发展关键,增强研发、生产实力,进一步提高加工工艺和精度,以更加完美的外观和更加稳定的精度的制造水平,在市场上稳步前行。

    随着需求的减小和竞争的加剧,送料机等冲压设备行业的整体利润在近三年内都持续下滑,产业发展急剧变缓。作为制造行业的支柱企业,冲压设备的发展态势定会对整个产业链的发展造成影响,要想转变这个颓势冲压企业要真正将最新科技融入设备制造中,加强自身的企业实力调整,加快科学化发展和送料机升级转型。 因此,靠低端、靠追求销售量的粗放经济是目前冲压行业的最大制约,送料机行业需要稳住发展脚步,注重产业结构的调整和设备的升级更新。以免掺杂的冲压设备市场以及设备质量参差不齐等问题对冲压设备长久稳定的发展造成阻碍。送料机设备在提高产品的技术含量时同时应提高其附加值,保持设备在市场上的竞争力,例如目前国内市场上火爆销售的晋志德机械生产的送料机设备,在完善机体性能以外,同时注重了配件与主机同步生产供应,提高设备的性价比,以保持送料机设备在市场中的竞争优势。


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