梳棉機裝配線承載裝置及傳動機構設計

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畢業(yè)設計（論文） 說明書 題目名稱：梳棉機裝配線承載裝置及傳動機構設計 院系名稱： 機電學院 班 級： 機自 學 號： 學生姓名： 指導教師： 2011 年 6 月 梳棉機裝配線承載裝置及 傳動機構設計 Special Machine Tools design on end-grind processing of small scaled bearing inner-outer circle 題目名稱：梳棉機裝配線承載裝置及傳動機構設計 院系名稱： 機電學院 班 級： 機自 學 號： 學生姓名： 指導教師： 2011 年 6 月 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 I 摘 要 目前，大多數(shù)梳棉機生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)梳棉機時，基本上采用普通裝配，精度較 低，效率比較低下，輔助時間長。為了減少工人的勞動量和縮短時間定額，實現(xiàn)自 動裝配與人工裝配相結合，從而引出本次畢業(yè)設計的課題——梳棉機裝配線承載裝 置、梳棉機的裝配線有關主要部件的傳動機構設計，為大批量而且高效率生產(chǎn)優(yōu)質(zhì) 梳棉機服務。 本次設計的重點是梳棉機的承載裝置及輸送方式，傳動機構，主要裝配工藝方 案設計，以及部裝流程設計的確定，就此本文主要進行了總體方案論證和主要構件 設計。經(jīng)過方案論證，最終確定采用間歇式鏈傳動裝配線。它與同樣實現(xiàn)產(chǎn)品的出 現(xiàn)的普裝相比，無論是裝配精度，還是效率（普通裝配兩天裝一臺機器，而本次設 計的裝配線可在一天 8 個工時裝 6-7 臺產(chǎn)品，而且可實現(xiàn)試車調(diào)試）,都遠遠優(yōu)化 了傳統(tǒng)的結構。主要構件包括承載裝置和傳動機構，其中傳動通過無電機與減速器 的帶傳動和各級鏈傳動組合，實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速進給的功能，速度為 0～30MM /s。 關鍵詞：主要傳動機構；承載裝置；裝配工藝。 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 II Abstract At present, most bearing manufacturers load and unload workpiece manually during grinding bearing inner-outer circle double endings, and auxiliary time is long. In order to reduce the amount of labor, shorten the time fixed and realize automation,lead to the subject of this graduation project: Special purpose Machine Tools design on small scaled bearing inner-outer circle end-grind processing, and the main purpose of the design is servicing for high-volume production of quality of bearing inner-outer circle. The design focuses on carding machine carrying devices and transmission, transmission mechanism, the main assembly process design, process design and install the determination of the Department, this paper mainly to the overall scheme analysis and design of the main components.After the program demonstration, ultimately determine the use of intermittent chain drive assembly.It is the appearance of their products with the same equipment than the universal, whether it is assembly accuracy, or efficiency (two- day general assembly installed on one machine, but this design of assembly line workers at the day 8 6-7 sets fashion products, andenables test debug), optimized far the traditional structure.Major components including bearing devices and transmission, which drive motor and the reducer through the non-belt drive and chain drive at all levels combined, low-speed function of feed speed is 0 ~ 30MM / s Keywords: The main transmission mechanism; bearing device; assembly process 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 III 目 錄 1 引 言 .........................................................................................................................1 2 裝配線裝配工藝總體設計 ...........................................................................................2 2.1 用途分析 ............................................................................................................3 2.2 裝配線特點及裝配工藝分析與制定 ..................................................................3 2.2.1 裝配線的特點 .................................................................................................3 2.2.2 裝配線的工藝制定原則 .................................................................................5 2.2.3 裝配線的工藝分析及設計 .............................................................................6 2.2.4 工序集中與分散................................................................................................7 3 裝配最佳部裝流程設計..............................................................................................8 3.1 承載裝置確定.....................................................................................................8 3.2.對工位的編排......................................................................................................9 4 裝配線的保證精度設計............................................................................................10 4.1 隔距的設計..........................................................................................................10 42 工位等待時間設計...............................................................................................11 4.3 節(jié)拍的選擇..........................................................................................................12 5 裝配的傳動設計.........................................................................................................12 5.1 有關傳動機構的設計制定原則.......................................................................... 13 5.2 帶傳動的設計計算 ..............................................................................................26 5.3. 鏈傳動的設計計算 .............................................................................................26 5.4 減速器的設計計算..............................................................................................25 6 承載裝置設計 ..............................................................................................................27 7 總 結 .....................................................................................................................28 參考文獻 ............................................................................................................................31 致 謝 ..............................................................................................................................32 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 1 1 引 言 制造業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，在整個國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位，它 是我國比較優(yōu)勢的業(yè)，是勞動密集及智力密集型產(chǎn)業(yè)。而制造業(yè)的主體和基礎 是機床行業(yè)；2002 年中國機床一躍成為世界最大的消費國和全球最大的機床進 口國。同時加入 WTO 以后，全球經(jīng)濟貿(mào)易的一體化，這對我國制造業(yè)的要求不 斷提高，各種技術壁壘已經(jīng)阻礙了我國機床行業(yè)走向國際化。如何刷新今天的 被動局面，積極的應對挑戰(zhàn)、抓住機遇、贏得發(fā)展的契機，成為裝配線行業(yè)普 遍面臨的問題。在國外，機床改造已有較長的歷史，在美國已有 50 多年的歷史。 由于各國的政治、經(jīng)濟、科學技術的差異，機床的種類、性能、結構的繁雜多 樣，使機床的改造內(nèi)涵更加豐富多彩，出現(xiàn)了機床的翻修、改進、改裝、改造、 再生、再造。機床改造在汽車、機床、內(nèi)燃機、航空等行業(yè)廣泛應用，并批量 投入生產(chǎn)。 大批量工業(yè)產(chǎn)品的裝配作業(yè)中，一直沿用著 20 世紀初期美國亨利·福特發(fā) 明的同步式流水裝配線。近 30 年來，非同步裝配線在企業(yè)生產(chǎn)中的應用越來越 廣。非同步裝配線在國內(nèi)的應用還只有 20 年的時間，很多企業(yè)對它的認識還很 有限，在同步／非同步裝配工藝的選擇上還有很多誤區(qū)。如何正確、合理地選 擇同步／非同步裝配線，如何使傳統(tǒng)的同步裝配線能滿足越來越多的自動裝配 的要求，文章對同步和非同步裝配線的基本特點進行了對比分析，可供用戶在 選擇裝配線時參考。還提出了步進式同步裝配線的改進設計方法，這使其在現(xiàn) 代工業(yè)生產(chǎn)中，能滿足用戶越來越多的自動化裝配的要求。最后論述了步進式 同步裝配線的發(fā)展方向。作為整個工業(yè)基礎的機械制造業(yè)，正在朝著高精度、 高效率、智能化和柔性化的方向發(fā)展。磨削、超精研加工（簡稱“磨超加工” ） 往往是機械產(chǎn)品的終極加工環(huán)節(jié)，其機械加工的好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和 性能。 國外軸承工業(yè)，60 年代已形成一個穩(wěn)定的套圈磨超加工工藝流程及基本方 法，即：雙端面磨削——無心外圓磨削——滾道切入無心磨削——滾道超精研 加工。除了結構特殊的軸承，需要附加若干工序外，大量生產(chǎn)的套圈均是按這 一流程加工的。幾十年來，工藝流程未出現(xiàn)根本性的變化，但是這并不意味著 軸承制造技術沒有發(fā)展。簡要地說，60 年代只是建立和發(fā)展“雙端面——無心 外圓——切入磨——超精研”這一工藝流程，并相應誕生了成系列的切入無心 磨床和超精研機床，零件加工精度達到 3～5μm，單件加工時間 13～18s（中小 型尺寸） 。70 年代則主要是以應用 60m/s 高速磨削、控制力磨削技術及控制力 磨床大量采用，以集成電路為特征的電子控制技術的數(shù)字控制技術被大量采用， 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 2 從而提高了磨床及工藝的穩(wěn)定性，零件加工精度達到 1～3um，零件加工時間 10～12s。80 年代以來，工藝及設備的加工精度已不是問題，主要發(fā)展方向是 在穩(wěn)定質(zhì)量的前提下，追求更高的效率，{Today Hot}調(diào)整更方便以及制造系統(tǒng) 的數(shù)控化和自動化。 在軸承生產(chǎn)中，磨削加工勞動量約占總勞動量的 60%，所用磨床數(shù)量也占 全部金屬切削機床的 60%左右，磨削加工的成本占整個軸承成本的 15%以上。對 于高精度軸承，磨削加工的這些比例更大。另外，磨削加工又是整個加工過程 中最復雜，對其了解至今仍是最不充分的一個環(huán)節(jié)。這個復雜性表現(xiàn)在：所要 求的性能指標更多、精度更高；加工成形機理更復雜，影響加工精度的因素眾 多；加工參數(shù)在線檢測困難。因此，對于軸承生產(chǎn)中關鍵工序之一的磨削加工， 如何采用新工藝，新技術，以高精度、高效率、低成本地完成磨削過程，便是 磨削加工的主要任務。 對我國軸承行業(yè)來說，利用 CBN 進行套圈磨削加工是種新的加工技術，應 用前景非常廣闊，但需要研究解決下列技術：CBN 砂輪的制造技術、修整技術、 專用軸承磨床和磨削冷卻液等。 由于 CBN 砂輪具有良好的加工特點，利用 CBN 砂輪進行軸承套圈磨削國外 早已進行了研制并應用于生產(chǎn)中，并稱其為“生產(chǎn)加工技術的一場大革命” 。從 1982 年以來，CBN 砂輪在日本已大批應用，并且高速增長。 本人這次畢業(yè)設計所設計的梳棉機裝配線是由為大批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)梳棉機服 務。該機床可適用于 8 工時為 6-7 臺的的批量生產(chǎn)，為了保證加工零件的質(zhì)量、 產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本，在設計該專用生產(chǎn)線時，首先應該制定合理的工藝方案， 然后按照工藝方案的要求，確定機床的配置形式，選擇合理的傳動方式、送料 方式，設計專用零部件。 設計課題涉及到課題的分析、資料的查詢、資料摘錄，整理收集的資料。 然后深入洛陽市軸承廠生產(chǎn)一線向使用者、設計者學習，從而了解所設計的產(chǎn) 品的成本、生產(chǎn)效率、特殊用途、設計理念、以及產(chǎn)品的市場競爭力。具體的 了解梳棉機裝配線的大致結構，并記錄了如何有所改進，最后確定設計的方案。 以及箱體的結構圖，并進行相關零件的選型計算。此種流水線的構造設計要求 我們具備相當強的實踐知識和經(jīng)濟意識因此考慮到：動力裝置、電機的選用， 優(yōu)化的配置企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有各種資源，真正做到資源最小化，提高產(chǎn)品精度，實 現(xiàn)了經(jīng)濟效益最大化的要求，更好的服務于生產(chǎn)和經(jīng)濟建設。 本課題就是從培養(yǎng)我們的工程實踐意識、經(jīng)濟意識，樹立正確的生產(chǎn)觀出 發(fā)，并結合機床廠的多年實踐總結，該課題的設計由本人單獨完成，設計任務 由指導老師作了明確指配。 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 3 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 4 2 裝配線裝配工藝總體設計 2.1 用途分析 現(xiàn)代機械加工生產(chǎn)都朝向高精度、高度自動化方向前進。裝配線作為機械 批量化，高精度的生產(chǎn)提供了快速的渠道，在工業(yè)化高度發(fā)達的國家，大規(guī)模 的流水線已成為主導生產(chǎn)因素。因此，其梳棉機加工自動化、高精度化也是時 代所需。為此，設計一臺梳棉機生產(chǎn)專用流水線為大批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)梳提供服務。 2.2 梳棉機裝配線的特點及裝配工藝分析與制定 2.2.1 裝配線的特點 1.裝配線，是人和機器的有效組合，最充分體現(xiàn)設備的靈活性，它將輸送 系統(tǒng)、隨行夾具和在線專機、檢測設備有機的組合，以滿足多品種產(chǎn)品的 裝配要求。裝配流水線的傳輸方式有同步傳輸?shù)?（強制式）也可以是非同 步傳輸/（柔性式） ，根據(jù)配置的選擇，實現(xiàn)手工裝配或半自動裝配。裝配 線在企業(yè)的批量生產(chǎn)中不可或缺。 2.裝配線平衡問題是一個與設施規(guī)劃相牽連的問題。一個工作站要完成的工 作總量與分配到該工作站的基本工作單元總數(shù)是一致的。裝配線平衡問題 就是將所有基本工作單元分派到各個工作站，以使每個工作站在節(jié)拍（即 相鄰兩產(chǎn)品通過裝配線尾端的間隔時間）內(nèi)都處于繁忙狀態(tài)，完成最多的 操作量，從而使各工作站的未工作時間（閑置時間）最少。 裝配線的平衡是裝配線的設計與管理中的一個很重要的問題，因為裝配線 的平衡與否直接影響到制造系統(tǒng)的生產(chǎn)率。在過去的幾十年里，人們對裝 配線的平衡問題進行了大量的研究，已得到了大量的理論成果。 3.裝配線節(jié)拍： 所謂裝配線節(jié)拍，是指流水線上連續(xù)出產(chǎn)兩件相同產(chǎn)品的時間間隔。 裝配線總體布局草圖 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 5 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 6 2.2.2 裝配線的工藝制定原則 為了有效地完成裝配，必須做到： (1)裝配結構及裝配要求將產(chǎn)品進行逐層分解，使產(chǎn)品逐層分解為能夠獨立進 行裝配的構件，直到不能分解為止； (2)研究確定同一層各零部件的裝配順序； (3)研究確定各個單元內(nèi)部各構件的裝配順序。 裝配順序的經(jīng)濟性原則： (1)裝配層次，先低層后高層進行裝配； (2)裝配層多的先裝； (3)裝配復雜、精度高、時間長的最先裝 要按“需求”的方式組織生產(chǎn)，就必須弄清楚整個裝配過程中的“需求” 是什么？即什么時間、需要什么物料，數(shù)量多少。這樣才能進一步推導出什么 時間加工、什么時間制造毛坯等等。而裝配過程中的物料需求正是裝配工藝設 計的主要內(nèi)容之一?？梢?，一個復雜產(chǎn)品的裝配不但要有嚴格的工藝要求，而 且與企業(yè)的生產(chǎn)組織、裝配工藝裝備、工人的技術水平等有關，否則不能保證 裝配的質(zhì)量和按期完成產(chǎn)品的裝配。從裝配周期分析，較復雜的產(chǎn)品裝配需要 一個月到幾個月、一年甚至更多的時間才能完成，所以其裝配過程中的零部件 等(物料)的需求也是陸續(xù)的，應按照裝配工藝的要求提供，否則不是停工待料， 就是物料積壓。所以改善當前拖拉的生產(chǎn)現(xiàn)狀，應先從總裝配開始安排生產(chǎn)計 劃，從下道工序向上道工序發(fā)出需求指令(看板管理的形式)，形成“拉動”的 生產(chǎn)方式。分析這一拉動過程，就是研究生產(chǎn)過程中的物料需求，這一需求正 是首先由裝配工藝設計確定?？梢姼母铿F(xiàn)行的裝配工藝文件與設計的內(nèi)容，成 了改革計劃管理、使我所由粗放型發(fā)展到集約型的一個重要環(huán)節(jié)，也是使先進 的工藝設計發(fā)揮作用，獲得應有效益的關鍵。 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 7 通常裝配工藝由零件裝入、以各種方式連接、各級部件裝配、總裝配等等 一系列工序和操作組成。 經(jīng)加工合格的零件，必要時在投入裝配前需做好各種準備工作。在裝配過程中 和裝配之后，要通過檢測和調(diào)整以保證零部件的尺寸、形狀和位置關系。為保 證這一切在裝配過程中應分層次、分單元進行，尤其是穩(wěn)定平臺這樣的復雜產(chǎn) 品。另外，不但要有嚴格的工藝技術要求，還要有工藝順序要求。工藝的技術 要求和裝配順序由裝配工藝過程卡提供 2.2.3 裝配線的工藝分析及設計 該裝配線的工位可以自由靈活的調(diào)整，所以裝配工藝的改變發(fā)揮的空 間很大，根據(jù)梳棉機本身部件的詳細情況，輕重選擇?；ハ嘀g的聯(lián)系。等作 為參考： ·三羅拉剝棉 ·增加刺輥分梳板 ·增加前三后二固定蓋板 ·道夫快速剎車 ·采用新型罩片電磁離全器 ·新型圈條器 ·左右封閉式安全罩 ·優(yōu)質(zhì)的金屬針布 適用范圍： 本機適用于純棉及化纖的純紡或混紡以棉卷喂入 棉條定量： 3.5-6ktex 產(chǎn)量： 最高 35 kg 工作寬度： 1000 mm 附加梳理部件： 刺輥分梳板一組 二根后固定蓋板 三根前固定蓋板 道夫工作速度： 21.3×38.2 轉(zhuǎn)/分 適用棉條筒( 直徑 × 高 ): Φ600×900 mm Φ600×1100 mm 除塵： 錫林、道夫三角區(qū)、刺輥蓋罩、車肚簾子輸入三處吸塵點 連續(xù)吸風量： 1300m3/h 風壓 ： 500 -600Pa 裝機總公率： 8.1 kW 主電動機： 7.5kw 道夫傳動電動機： 1.1kw（變頻，數(shù)顯用戶可選用） 吹風電動機： 0.06kw 占地面積（長 × 寬） ： 3089×2092 mm 全機重量 ： 約 900kg 除此之外，再加上鋸齒整體錫林 ，整體頂梳， 鉗板結合件， 梳棉 錫林固定分梳板， 梳棉刺輥預分梳板 ，梳棉鋁合金回轉(zhuǎn)蓋板 等 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 8 明確一下幾點 1 。在裝配線上有幾個工位，不同工位的內(nèi)容，以及各個工位是否 可以調(diào)整 2. 在每個工位上如何保證裝配精度，以及與普通裝配相比工序是集 中，還是分散 3。 每個工位上人員的分配，以及裝配單元的時間與總裝時間的協(xié) 調(diào)，進而影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和效率 4。通過對傳動裝置的了解，明確傳動圖，了解傳動電機的功率，產(chǎn) 品的重量，體積，傳動鏈的速度，等參數(shù)，從而進行相應的設計計算，如最大 牽引力，鏈輪齒數(shù)，傳動比，鏈輪中心距，節(jié)拍等 5。畫出相應的傳動裝置裝配圖，以及個別零件圖 6.計算出大概節(jié)拍，對各個工位的裝配時間分配，了解一天能裝多少臺， 一臺需要多長時間？從而合理的處理等待時間 明確一下幾點 1 。在裝配線上有幾個工位，不同工位的內(nèi)容，以及各個工位是否 可以調(diào)整 2. 在每個工位上如何保證裝配精度，以及與普通裝配相比工序是集 中，還是分散 3。 每個工位上人員的分配，以及裝配單元的時間與總裝時間的協(xié) 調(diào)，進而影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和效率 4。通過對傳動裝置的了解，明確傳動圖，了解傳動電機的功率，產(chǎn) 品的重量，體積，傳動鏈的速度，等參數(shù)，從而進行相應的設計計算，如最大 牽引力，鏈輪齒數(shù)，傳動比，鏈輪中心距，節(jié)拍等 5。畫出相應的傳動裝置裝配圖，以及個別零件圖 6.計算出大概節(jié)拍，對各個工位的裝配時間分配，了解一天能裝多少臺， 一臺需要多長時間？從而合理的處理等待時間 2.2.4 工序集中與分散 在確定工藝過程的工序數(shù)時，可采用工序集中或工序分散的原則 工序分散的特點是： （1）機床、刀具、夾具等結構簡單、調(diào)整方便； （2）生產(chǎn)準備工作量小，改變生產(chǎn)對象容易，生產(chǎn)適應性好； （3）可以選用最有利的切削用量； （4）工序數(shù)目多，設備數(shù)量多，相應地增加了操作工人的人數(shù)和生產(chǎn)面積。 工藝路線長，每一工序加工內(nèi)容少。 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 9 工序集中的特點是： （1）有利于采用高效專用機床和工藝裝備，生產(chǎn)效率高； （2）使工序數(shù)目減少，簡化了生產(chǎn)計劃工作和生產(chǎn)組織工作； （3）設備數(shù)量減少，相應地減少了操作工人的人數(shù)和生產(chǎn)面積； （4）減少了工件裝夾次數(shù)，這不僅縮短了輔助時間，而且由于在一次裝夾 中能加工較多的表面，故有利于保證各表面間的相互位置精度； （5）專用設備、工藝設備的投資大，調(diào)整和維修較費時，生產(chǎn)準備工作量 大，改變生產(chǎn)對象也比較困難。 3 裝配線的最佳部裝流程設計 3.1 承載裝置確定 梳棉機裝配線”主輸送線上有14個工位，工位間距4．Om，軌道全長 56．Om，軌距1．14m，軌道低于地面0．6m，鋼軌選用43kg重軌。在兩根軌道之 間的地溝內(nèi)裝有輸送鏈，用以牽引工裝小車移動，移動速度不大于1m／min。工 裝小車自重2．5t，梳棉機最大自重5．Ot，裝配人員和工具總重小于0．5t，主 線軌道上每工位合計最大載重量約8．0t。每工位單側軌道承載約4．0t，軌道 上的均布載荷q=4000kg／4m=1000kg／m。 2主要設計難點分析 要滿足軌道在工作條件下高水平精度的要求，在設計過程中遇到了一些困 難：首先作為支撐軌道的基礎必須具有足夠的剛性以承擔主輸送線上每工位的 載荷變化另外，除需要對軌道進行必要的加工以達到規(guī)定的精度外，軌道的結 構形式還要滿足連接牢固可靠、不易變形松動、以利于安裝調(diào)整及維護、便于 測量檢查等多項功能；再有，針對此類特殊軌道基礎的土建施工，其施工方法 和精度要求也不同于普通的基礎施工，需要進行專門研究。 3軌道地基的確定 按照一般的基礎設計理論，基礎下面的地基通常是指老土層面，以此為依 據(jù)，再根據(jù)基礎上所受載荷及基礎的長度、寬度進行設計，故像此類的軌道基 礎施工需要挖很深的溝，澆注大量的混凝土，以構成足以抵抗微小變形的剛性 梁。按此設計進行的施工首先受到周圍環(huán)境的限制不易開展(主要由于深挖土層)， 其次工程成本過高也難以實現(xiàn)。后經(jīng)過實地勘察并與廠方協(xié)商，最終將軌道基 礎的地基選在廠內(nèi)一處屬于巖石地質(zhì)的丘陵坡地位置上。經(jīng)過這樣改動，基礎 混凝土可直接澆筑在巖石層上，借用巖石自身的剛性，減少了過深的土層開挖 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 10 和過量的混凝土澆筑，既解決了軌道基礎的剛性問題，也降低了工程成本。4軌 道結構形式的確定一般軌道的安裝方式是先在軌道基礎內(nèi)預埋地腳螺栓或在基 礎上鉆孔安裝膨脹螺栓，軌道與基礎之間用墊片充填以調(diào)節(jié)軌面標高，再用壓 板和螺母固定。這種方式對于未加工的鋼軌、安裝精度要求高的場合完全適用。 但是，對于鋼軌上表面經(jīng)過加工、安裝精度要求在水平面兩個方向均要小于 0．1mm／m的場合便會遇到如下問題難以解決： (1)采用墊片充填的方式無法任意調(diào)節(jié)軌面升降和下面間隙，由于鋼軌自身 的剛性使得在安裝時下面的一些墊片不能被完全壓實，因此出現(xiàn)虛壓點，長期 使用后便會產(chǎn)生松動； (2)鋼軌上表面經(jīng)加工后原有的弧面成為平面，在安裝時對軌面橫向的水平 度進行調(diào)節(jié)時采用墊片充填的方式無法有效調(diào)節(jié)鋼軌橫向的扭轉(zhuǎn)； (3)在軌道基礎上預埋大量的地腳螺栓如沒有特殊的措施是無法保證尺寸精 度的。而采用先澆筑基礎后劃線鉆孔安裝膨脹螺栓的方式，除工作量大之外， 基礎內(nèi)的鋼筋影響鉆孔、膨脹螺栓自身強度較低、僅用螺母與壓板固定軌道的 方式無法對鋼軌的橫向水平位置進行有效的約束和調(diào)節(jié)，也都會影響軌道的安 裝和質(zhì)量。 3.2 對工位的編排 一。一共九個工位，工序相對集中，這樣能保證產(chǎn)品的裝配精度， 提高生產(chǎn)效率 二。要根據(jù)以下原則來安排工位及其他內(nèi)容 1。各個工位數(shù)目的調(diào)整時靈活多變的，比如人多的時候可以安排十個工位， 人少的時候可以安排四~五個工位 2,。各個工位的內(nèi)容是可以做一些變動，比如電機可以在第一個工位裝， 亦可以在中間的工位裝，其他各部件也可改變裝配順序，這樣的好處能跟好的 去適應的生產(chǎn)實際情況 3?；旧鲜亲駨拇笱b小配的原則 4。流水線上要沒人必到位，否則要要把一些工位的內(nèi)容均分到其他工位， 所以人員必須得合理安排 三．具體工位內(nèi)容 在第一工位前，錫林與兩邊支撐板就已經(jīng)安裝 一工位：裝三個主要傳動電機，打出廠牌 二工位：裝基本機架，固定，其裝配精度要注意平行度 三工位：裝前后支撐，它的作用是支撐活動帶板，注意結合部位的 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 11 平 面度 四工位：裝棉網(wǎng)清潔器 五工位：裝減速箱后齒輪及其他相應的帶輪，保證直線度 六工位：裝刺輥，一定要注意清潔器與刺輥之間的隔距，蓋板與刺 輥之間的隔距等 七工位：裝道夫，注意結合部位的平面度 八工位：裝絲錐 九工位：調(diào)車，試車。 注意：一定要把隔距的精度放在第一位，這是梳棉機的最重要精度參 數(shù)，在各個工位中都有隔距的裝配。 縱觀整個裝配工藝過程，從熟悉產(chǎn)品的用途、性能、要求入手，到裝配系 統(tǒng)圖的設計，然后根據(jù)裝配系統(tǒng)圖描述各裝配單元的組成和相互之間的關系， 確定裝配方法、劃分裝配工序、規(guī)定工序計劃、設計工藝過程文件、計算勞動 量(工時定額)，從而進行生產(chǎn)指導，使設計人員的目的要求最終以裝配工藝技 術來保證。整個過程不突出重點，而是從小處著手，消除積累誤差，一切為了 保證裝配精度，一切為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，突出整體裝配工藝技術的重點及其重 要性。在產(chǎn)品逐級裝配這一復雜的過程中，要把質(zhì)量第一的思想貫徹始終。 4 裝配線的保證精度設計 4.3.1 隔距的設計 加裝分梳板總體上有利于生條質(zhì)量的提高。但當工藝參數(shù)不當時，加裝分梳板 反而不利于生條質(zhì)量的提高。分梳板隔距的大小應與梳棉機的產(chǎn)量、刺輥速度、 清棉開松質(zhì)量等因素結合起來加以選擇，分梳板隔距范圍在0．3 mm 一1．5 mm 之間，一般應選擇0．5mm 一1．5 mm 之間為宜。對于傳統(tǒng) A186、FA201型梳棉 機等建議以0．5 mm 一1 ．5 mm 為宜，而現(xiàn)代高產(chǎn)梳棉機 (所配清棉較好)應以 0.5 mm—1．0 mm 為宜。 一．確定刺輥與分梳板隔距應與刺輥速度相適應。 刺輥與分梳板隔距要與刺輥速度相適應，一般條件下，刺輥速度大，刺輥分梳 板隔距應大些。刺輥速度小，刺輥分梳板隔距應小些。 二．原棉的長度和成熟度在一定程度上會影響刺輥與分梳板隔距的選擇。 原棉長度長，此隔距可以大些掌握，如 C51型梳棉機紡長絨棉(22．5 g／5 m)， 其第一分梳板隔距為0．9mm。如果纖維的成熟度好，分梳板隔距可以小些，纖 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 12 維成熟度差，分梳板隔距可以大些 三． 最佳分梳板隔距并不是一個固定的值，結合相關試驗研究和有關生產(chǎn)實 踐數(shù)據(jù)可以看出，刺輥與分梳板隔距范圍為 O．3 mm 一1.5 mm，一般選擇0．5 mm～1．5 mm 為宜。對于傳統(tǒng) A186、FA201等梳棉機建議以0。5 mill —1．5 mm 為宜，而現(xiàn)代高產(chǎn)梳棉機(所配清棉較好條件下)應以 O．5 mm～1．0 mm 為宜。 (1)加裝分梳板總體上是有利于生條質(zhì)量的提高，但當分梳板工藝不當時， 加裝分梳板反而不利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。 (2)分梳板隔距的確定要考慮分梳板的定向作用、分梳作用和均勻作用， 同時還要考慮梳棉機產(chǎn)量、清棉條件、刺輥速度和纖維長度及成熟度條件。 (3)梳棉機分梳板隔距并沒有一個固定的值，合理的分梳板隔距是一個范 圍，其范圍是0．3mm 一1．5 mm，一般可在0．5 mm —1．5 mm 之間選擇。 4.3.2 工位等待時間的設計 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 13 工位等待時間的組成：由于裝配線各工位作業(yè)負荷不均勻，導致各工位節(jié)拍時 間不一致，操作工如按本工位的節(jié)拍周期進行連續(xù)作業(yè)，上、下工位間的在制 品量被超前消化后，將產(chǎn)生人為的等待，該等待時間可分為兩部分，合理的等 待時間與不合理的等待時間。 合理解決方法：優(yōu)化工藝、削峰填谷 我們從裝配工藝分析入手，針對“瓶頸”工位展開削峰填谷，調(diào)優(yōu)工位節(jié)拍, 使每道工序都按節(jié)拍進行生產(chǎn)。 例如：運用山積表（山積表為裝配線各個工位的節(jié)拍周期，按工位順序列在一 張圖表上，看哪個工位的節(jié)拍周期最長，最長的就是要改進的，通過消降最長 節(jié)拍，提高整線生產(chǎn)節(jié)拍）對裝配線 S230-S270工位標準作業(yè)進行改善，對工 位進行作業(yè)負荷平衡。通過改善使工位節(jié)拍時間均衡化，大大縮短了等待時間， 達到了4個操作者的工作負荷量相對均衡,提高了工位的小時均衡率 4.3.3 節(jié)拍的選擇 所 謂 裝 配 線 節(jié) 拍 ， 是 指 流 水 線 上 連 續(xù) 出 產(chǎn) 兩 件 相 同 產(chǎn) 品 的 時 間 間 隔 。 因為鄭紡機的在裝配線流水線上一共可以由十臺機器，一天的產(chǎn)量為 8 到 10 臺，工時為八個小時。普裝一臺的話是一臺成品要兩天的時間。 如果人為地將上下工位之間的在制量超前消化了，該工位從第 N+1 個節(jié)拍 起，將產(chǎn)生等待時間。 5.裝配線的傳動機構設計 5.1 有關傳動的制定原則 本次設計的關鍵傳動的實現(xiàn)部分有以下傳動：帶傳動，電機鏈傳動，承 載裝置鏈傳動（有中間支撐板） ，減速器傳動。 機械傳動的分類 （ 1 ）了解各種常見機械傳動形式的主要性能和特點； （ 2 ）了解設計機械傳動方案的原則、掌握機械傳動簡圖的繪制方法。 2 ．掌握機械傳動基本參數(shù)的計算。 帶傳動 1 ．帶傳動的主要類型、特點和應用 （ 1 ）了解平帶和 V 帶的傳動特點； 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 14 （ 2 ）掌握 V 帶的結構、型號和規(guī)格； V 帶的基準長度概念； （ 3 ）掌握帶傳動的基本幾何尺寸計算。 2 ．帶傳動的工作情況分析 （ 1 ）了解帶傳動的工作原理，掌握帶傳動中各力的關系，最大有效拉力 和打滑概念； （ 2 ）了解帶傳動中彈性滑動現(xiàn)象，滑動率概念； （ 3 ）掌握帶傳動中帶的應力分布規(guī)律，發(fā)生最大應里的位置； （ 4 ）掌握帶傳動的失效形式。 3 ． V 帶傳動的設計計算 （ 1 ）掌握帶帶傳動的設計準則，了解 V 帶工作能力的確定方法； （ 2 ）了解 V 帶傳動的設計內(nèi)容，掌握設計計算的一般步驟； （ 3 ）能合理選擇 V 帶傳動的設計參數(shù)，參照有關資料完成設計步驟。 4 ． V 帶傳動的結構設計 （ 1 ）掌握帶輪材料的選用原則，能夠參照經(jīng)驗公式和設計資料確定 V 帶帶輪結構尺寸和輪槽尺寸； （ 2 ）了解 V 帶傳動張緊裝置的結構和應用。 鏈傳動 1 ．鏈傳動的主要類型、特點和應用 （ 1 ）了解滾子鏈和齒形鏈的傳動特點； （ 2 ）了解滾子鏈鏈條結構與規(guī)格型號；鏈輪齒形、結構與材料。 2 ．鏈傳動的工作情況 （ 1 ）了解鏈傳動中鏈速不均勻性和動載荷； （ 2 ）了解鏈傳動的受力分析。 3 ．滾子鏈傳動的設計計算 （ 1 ）了解滾子鏈傳動的主要失效形式、極限功率曲線和額定功率曲線； （ 2 ）了解滾子鏈傳動的設計內(nèi)容和一般設計步驟，能夠合理選擇設計參 數(shù)，參照公式進行設計計算。 4 ．了解鏈傳動的布置、張緊和潤滑。 滑動軸承 1 ．了解摩擦狀態(tài)及特點，磨損的過程及形式；掌握粘度的概念、度量及 換算關系。 2 ．了解滑動軸承的典型結構、常用材料和軸瓦結構。 3 ．掌握非液體摩擦滑動軸承的計算。 4 ．了解一維雷諾方程的常用形式；掌握建立液體動壓潤滑的各項條件。 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 15 5 ．掌握液體動壓潤滑單油楔徑向滑動軸承的計算 軸 1 ．掌握轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動軸的載荷和應力情況。 2 ．掌握軸的結構設計方法和步驟。 3 ．掌握軸的強度計算方法；了解軸的剛度計算、軸的振動概念 螺紋聯(lián)接 1 ．了解螺紋聯(lián)接的主要形式和各種標準聯(lián)接零件；掌握螺紋聯(lián)接的預緊 和放松。 2 ．了解螺紋聯(lián)接的材料、機械性能級別；掌握螺紋聯(lián)接許用應力的確定。 3 ．掌握各種載荷條件下受拉螺栓聯(lián)接和受橫向載荷的鉸制孔用螺栓聯(lián)接 的強度計算。 4 ．了解螺栓組結構設計的一般原則；掌握螺栓組聯(lián)接的受力分析 機架 1 ．了解機架的分類，設計機架應滿足的要求。 2 ．了解機架常用材料及熱處理方法。 3 ．了解機架結構設計中的一般問題。 5.2 帶傳動機構的設計計算 V 帶傳動設計 已知條件：電動機所需輸出功率 Pd=6.25 KW，無級變速器的輸出轉(zhuǎn)速為 850r/min，初定傳動比 iv 帶 =1.4，每天工作 8 小時，工作平穩(wěn)。 ① 確定計算功率 由機械設計教材表 8-6 可查得工況系數(shù) KA=1.1,故 Pca=1.1×0.25×0.897=0.2467 KW。 ② 選取帶型 根據(jù) Pca、n1 由機械設計教材圖 8-8 選取普通 B 型帶。 ③ 確定小帶輪基準直徑 選定小帶輪基準直徑 dd1：由 V 帶輪最小基準直徑表和 V 帶輪基準直徑系 列表選定小帶輪基準直徑 dd1=63mm。 計算從動輪基準直徑 dd2：dd2=i×dd1=360mm 根據(jù) V 帶輪基準直徑系列表，取 dd2=367mm 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 16 驗算帶的速度 v：v= m/s， 故帶速合適。d10×63852.04n?π π 計算 V 帶傳動的實際傳動比 iv 帶 ：???d2V103.263.15i???帶 ε 大袋輪的實際轉(zhuǎn)速 n 大帶輪 ： r/min0V82.973.i大 帶 輪 帶 ④ 確定 V 帶的基準長度和中心距 根據(jù) 0.7（dd1+ dd2）< a0 0.6m/s 情況下 允許傳遞的額定功率 P0。 如圖 1 所示為 A 系列滾子鏈的實用功率曲線圖，它是在 z1=19、 L=100p、 單排鏈、載荷平穩(wěn)、按照推薦的潤滑方式潤滑（見圖 2） 、工作壽命為 15000h、鏈因磨損而引起的伸長率不超過3％的情況下由實驗得到的極限功率曲 線（即在如圖8–13所示的2、3、4曲線基礎上作了一些修正得到的） 。根據(jù)小鏈 輪轉(zhuǎn)速 n1由此圖可查出該情況下各種型號的鏈在鏈速 v>0.6m/s 情況下允許傳遞 的額定功率 P0。 當實際情況不符合實驗規(guī)定的條件時，如圖8–14所示，查得的 P0值應乘以 一系列修正系數(shù)，如小鏈輪齒數(shù)系數(shù) KZ、鏈長系數(shù) KL、多排鏈系數(shù) KP和工作情 況系數(shù) KA等（系數(shù)值見下節(jié)圖表） 。 當不能按如圖 2所示的方式潤滑而使?jié)櫥涣紩r，則磨損加劇。此時，鏈 主要是磨損破壞，額定功率 P0值應降低，當 v≤1.5m/s 且潤滑不良時，為圖值 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 20 的30%~60%；無潤滑時為15％（壽命不能保證15000h） ；當1.5m/s7m/s 且潤滑不良時，該傳動不可靠，不宜 采用 圖1 A 系列滾子鏈實用功率曲線 圖 2 推薦的潤滑方式 Ⅰ—人工定期潤滑 Ⅱ—滴油潤滑 Ⅲ—油浴或飛濺潤滑 Ⅳ—壓力噴油潤滑 鏈傳動主要參數(shù)的選擇 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 21 鏈傳動設計需要確定的主要參數(shù)有：鏈節(jié)距、排數(shù)及鏈輪齒數(shù)、傳動比、 中心距、鏈節(jié)數(shù)等，下面就這些參數(shù)的選擇進行分析。 1．鏈的節(jié)距和排數(shù) 鏈的節(jié)距大小反映了鏈節(jié)和鏈輪齒的各部分尺寸的大小，在一定條件下， 鏈的節(jié)距越大，承載能力越高，但傳動不平穩(wěn)性、動載荷和噪聲越嚴重，傳動 尺寸也增大。因此設計時，在承載能力足夠的條件下，盡量選取較小節(jié)距的單 排鏈，高速重載時可采用小節(jié)距的多排鏈。一般載荷大、中心距小、傳動比大 時，選小節(jié)距多排鏈；中心距大、傳動比小，而速度不太高時，選大節(jié)距單排 鏈。 鏈條所能傳遞的功率 P0可由下式確定 ≥ Pc=KAP 式中 P0–––在特定條件下，單排鏈所能傳遞的功率(kW)（見圖 1） ； Pc––––鏈傳動的計算功率(kW)； KA––––工況系數(shù)（表1） ，若工作情況特別惡劣時， KA值應比表值大得 多； 表1 工況系數(shù) KA 輸 入 動 力 種 類 載荷種類 內(nèi)燃機－液力傳 動 電動機或汽輪機 內(nèi)燃機－機械傳 動 平穩(wěn)載荷 中等沖擊載荷 較大沖擊載荷 1.0 1.2 1.4 1.0 1.3 1.5 1.2 1.4 1.7 KZ–––小鏈輪齒數(shù)系數(shù)（表2） ，當工作在如圖8–14所示的曲線頂點左側 時（鏈板疲勞） ，查表中的 KZ，當工作在右側時（滾子套筒沖擊疲勞） ，查表中 的 K￠Z； KP–––多排鏈系數(shù)（表3） ； KL–––鏈長系數(shù)，鏈板疲勞查曲線1，滾子套筒沖擊疲勞查曲線2。 根據(jù)式求出所需傳遞的功率，再查出合適的鏈號和鏈節(jié)距。 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 22 表2 小鏈輪齒數(shù)系數(shù) KZ Z1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 KZ 0.44 6 0.50 0 0.55 4 0.60 9 0.66 4 0.71 9 0.77 5 0.83 1 0.887 K￠Z 0.32 6 0.38 2 0.44 1 0.50 2 0.56 6 0.63 3 0.70 1 0.77 3 0.846 Z1 19 21 23 25 27 29 31 33 35 KZ 1.00 1.11 1.23 1.34 1.46 1.58 1.70 1.82 1.93 K￠Z 1.00 1.16 1.33 1.51 1.69 1.89 2.08 2.29 2.50 表3 多排鏈系數(shù) KP 排數(shù) 1 2 3 4 5 6 KP 1 1.7 2.5 3.3 4.0 4.6 圖3 鏈長系數(shù) 承載裝置的傳動鏈的節(jié)距：P1=76.2 承載裝置主動鏈：單排滾子鏈 傳動裝置的傳動鏈的節(jié)距：P2=36.8 傳動裝置主動鏈：雙排滾子鏈 滾子鏈的優(yōu)點：（一)有效傳輸動力因不會打滑。 速度比固定且絕對速度 比。(二)效率98%在良好潤滑下，任何負載其效率都相當?shù)睾?。在使用壽命限?此效率都能一直持。(三)通用性 在臟、油、混氣等惡劣環(huán)境里仍能有效運轉(zhuǎn)。 單一動力源可同時驅(qū)動多軸輸出可借棘齒輪動大小調(diào)整速度。 （四）吸振動能 力鏈條本身具務彈性，且當油膜存于各部件中，可保護軸、馬達免于沖擊力及 應變。 五）重量輕占空間小寬度較窄，在極小空間亦能安裝，單位傳輸馬力 所占空間較小。 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 23 a) 圖 4 2．傳動比 i 鏈傳動的傳動比一般應小于6，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允許到 10，推薦 i=2~3.5。傳動比過大將使鏈在小鏈輪上的包角過小，因而使同時嚙 合的齒數(shù)少，這將加速鏈條和輪齒的磨損，并使傳動外廓尺寸增大。 3．鏈輪齒數(shù) z 鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少。齒數(shù)太少時，1）增加傳動的不均勻性和動載荷； 2）增加鏈節(jié)間的相對轉(zhuǎn)角，從而增大功率消耗；3）增加鏈的工作拉力（當小 鏈輪轉(zhuǎn)速 n1、轉(zhuǎn)矩 T1和節(jié)距 p 一定時，齒數(shù)少時鏈輪直徑小，鏈的工作拉力增 加） ，從而加速鏈和鏈輪的損壞。但鏈輪的齒數(shù)太多，除增大傳動尺寸和重量外， 還會因磨損而實際節(jié)距增長后發(fā)生跳齒或脫鏈現(xiàn)象機率增加，從而縮短鏈的使 用壽命。通常限定最大齒數(shù) ≤120。 從提高傳動均勻性和減少動載荷考慮，建議在動力傳動中，滾子鏈的小鏈輪齒 數(shù)按表4選取。 表4 滾子鏈小鏈輪齒數(shù) z1 鏈速 v(m/s 0.6~3 3~8 >8 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 24 z1 ≥17 ≥21 ≥25 從限制大鏈輪齒數(shù)和減小傳動尺寸考慮，傳動比大、鏈速較低的鏈傳動建 議選取較少的鏈輪齒數(shù)。滾子鏈最少齒數(shù)為 zmin=9。 大鏈輪齒數(shù) z2=iz1=1.4×21=29，z 2550mm，符合設計要求。 中心距的調(diào)整量一般應大于 2p。 △a≥2p=2×15.875mm=31.75mm 實際安裝中心距 a'=a-△a=(64345.3-21000.75)mm=45455mm 6、求作用在軸上的力 鏈速 工作拉力 F=1000P/v=1000×7.5/6.416=81168.9N 工作平穩(wěn)，取壓軸力系數(shù) KQ=1.2 軸上的壓力 F Q=KQ F=1.2×81168.9N=140202.7N 7、選擇潤滑方式 根據(jù)鏈速 v=30mm/s，鏈節(jié)距 p=76.2，按圖鏈傳動選擇油浴或飛濺潤滑方式。 設計結果：鏈輪齒數(shù) z1=21，z 2=29，中心 a＇=45455mm，壓軸力 FQ=140202.7N。 承載裝置主動鏈：48B-1-1218 GB 1231-1991 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 26 傳動鏈： 24A 2X74 GB 1243 \圖5 傳動鏈輪 圖5 承載裝置主動鏈輪 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 27 由總體方案設計可知，裝配線是間歇慢速。因此，根據(jù)其設計選 ZWE-7.5-106 擺線針部減速器 i=106，電機功率為7.5KW，變速器的輸出轉(zhuǎn)速為0～3200 r/min。擺線針部減速器 的傳動比大，二級傳動范圍20-128。由于在傳動中為 多齒嚙合，所以對過載和沖擊具有將強的承載能力，傳動平穩(wěn)可靠。由于采用 了行星輪擺線傳動結構。所以結構緊湊，體積小，重量輕，在功率相同的情況 下，體積和重量是它的一半，滾動摩擦，壽命長，效率高，下面是擺線針部減 速器的設計過程： 5.3 減速器的設計計算 根據(jù)設計要求，擺線針部減速器，其結構示意圖如圖。 減速器傳動裝置總的傳動比和各級傳動比的分 總的傳動比 n0=970r/min nⅡ =4 r/min 08521.4ni?Σ Ⅱ 傳動比的分配 Vii??Σ 帶 減 速 器 考慮到 V 帶的傳動比一般為 2～4，先取 3， 故 iv 帶 =3， ，圓整后， =701.570.83iiΣ帶 減 速 器 i減 速 器 故： iv 帶 =3 =106 i減 速 器 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 28 圖 6 擺線針部減速器 6 承載裝置設計 圖 7 導軌部件 圖 8 承載梳棉機機架部件 梳棉機裝配線”主輸送線上有14個工位，工位間距4．Om，軌道全長 56．Om，軌距1．14m，軌道低于地面0．6m，鋼軌選用43kg重軌。在兩根軌道之 間的地溝內(nèi)裝有輸送鏈，用以牽引工裝小車移動，移動速度不大于1m／min。工 裝小車自重2．5t，梳棉機最大自重5．Ot，裝配人員和工具總重小于0．5t，主 線軌道上每工位合計最大載重量約8．0t。每工位單側軌道承載約4．0t，軌道 上的均布載荷q=4000kg／4m=1000kg／m。 2主要設計難點分析 要滿足軌道在工作條件下高水平精度的要求，在設計過程中遇到了一些困 難：首先作為支撐軌道的基礎必須具有足夠的剛性以承擔主輸送線上每工位的 中原工學院—畢業(yè)設計（論文）說明書 29 載荷變化另外，除需要對軌道進行必要的加工以達到規(guī)定的精度外，軌道的結 構形式還要滿足連接牢固可靠、不易變形