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正文內(nèi)容

[工學(xué)]河南理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課件張小明第四章機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)用化設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-11-12 18:37 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 交替地耙礦 , 其動(dòng)作可看成是連續(xù)的 , 故在裝巖機(jī)的高度和寬度不很大的條件下有較高的生產(chǎn)率 。 其行走機(jī)構(gòu)采用履帶式 , 有較高的機(jī)動(dòng)性 。 裝巖機(jī)本身帶有轉(zhuǎn)載運(yùn)輪機(jī) , 可與大容量的礦車(chē)配合 , 使準(zhǔn)備 、 調(diào)車(chē)等輔助性作業(yè)時(shí)間減小 , 機(jī)器的操作簡(jiǎn)單方便 。 40 41 C)裝載機(jī)的種類: ( 1)按所裝物料的性質(zhì)分為裝煤機(jī)和裝巖機(jī)。 ( 2)按工作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)可分為鏟斗裝載機(jī)、耙斗裝載機(jī)、蟹爪裝載機(jī)和立爪裝載機(jī)。常見(jiàn)的是前三種。 ( 3)按所用動(dòng)力分為電動(dòng)裝載機(jī)、氣動(dòng)裝載機(jī)、液動(dòng)裝載機(jī)。目前我國(guó)多用電動(dòng)裝載機(jī)。 ( 4)按行走方式可分為軌輪式裝載機(jī)、履帶式裝載機(jī)、輪胎式裝載機(jī)。 42 D)蟹爪裝載機(jī) 主要優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)裝載,生產(chǎn)率高,工作高度很低,適合在較矮的巷道中使用。早期生產(chǎn)的蟹爪裝載機(jī),因結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的原因只能用于裝煤或軟巖。近年來(lái)由于采用了合理的結(jié)構(gòu)和優(yōu)質(zhì)材料,蟹爪裝載機(jī)亦可裝中硬以上的巖石。 43 E)總體參數(shù)計(jì)算如下: 1)總體性能參數(shù) 裝載機(jī)的總體性能參數(shù)主要包括生產(chǎn)率、重量和功率等。 (1)理論生產(chǎn)率 Q 理論生產(chǎn)率是指裝載機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,即耙爪滿載情況下,將物料從鏟板上裝入運(yùn)輸機(jī)的能力,以每小時(shí)裝載物料體積計(jì)算,其表達(dá)式為: Q=60znV 44 (2)機(jī)器重量 蟹爪式裝載機(jī)的重量,主要根據(jù)作業(yè)時(shí)所需的牽引力來(lái)確定,同時(shí)必須滿足地面附著條件和作業(yè)、行走穩(wěn)定性要求,否則機(jī)器行走時(shí)將產(chǎn)生打滑或傾翻。 機(jī)器提供的最大牽引力必須克服鏟板與蟹爪插入阻力和總的行走阻力,其表達(dá)式為: kr45 (3)原動(dòng)機(jī)功率 裝載機(jī)的總功率由 蟹 爪機(jī)構(gòu)功率 P運(yùn)輸機(jī)構(gòu)功率 P行走機(jī)構(gòu)功率 P3和液壓功率 P4組成,即 P= P1+P2+P3+P4 各部分功率計(jì)算由相應(yīng)的力、速度、效率等因素決定。 46 4.總體結(jié)構(gòu)參數(shù) 總體結(jié)構(gòu)參數(shù)包括主要結(jié)構(gòu)尺寸和作業(yè)位置尺寸。主要結(jié)構(gòu)尺寸是由整機(jī)外形尺寸和主要組成部分的外形尺寸綜合而成。作業(yè)位置尺寸是機(jī)器在作業(yè)過(guò)程中為了適應(yīng)工作條件要求所需尺寸。例如,礦用 蟹 爪式裝載機(jī)總體尺寸,要考慮機(jī)器工作條件 (巷道尺寸、配套車(chē)輛尺寸等 )。 總體參數(shù)確定,除上面一般理論分分析計(jì)算外,還有參數(shù)優(yōu)化計(jì)算。例如蟹瓜式裝載機(jī)總體參數(shù)優(yōu)化: 在滿足生產(chǎn)率、工作條件、物料塊度等要求的前提下,建立目標(biāo)函數(shù),使總功率消耗最小。也就是建立性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)與功率消耗之間的函數(shù)關(guān)系,以便求解出消耗功率最小的總體參數(shù)。 47 二、經(jīng)驗(yàn)公式法 對(duì)同類產(chǎn)品參數(shù)按概率統(tǒng)計(jì),歸納得出經(jīng)驗(yàn)公式,然后求解總體參數(shù)。在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,利用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)來(lái)確定總體參數(shù),有如下優(yōu)點(diǎn): 便于比較現(xiàn)有產(chǎn)品的各種參數(shù),從而提出最優(yōu)數(shù)據(jù); 有利于老產(chǎn)品更新?lián)Q代和發(fā)展新系列; 為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件。 48 下面以液壓挖掘機(jī)為例,說(shuō)明經(jīng)驗(yàn)公式法。 液壓挖掘機(jī)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),一般以斗容量、發(fā)動(dòng)機(jī)功率和機(jī)重三者之一作為主參數(shù),并依此決定其它參數(shù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者都習(xí)慣以機(jī)重 G為主參數(shù)。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外百余種液壓挖掘機(jī)的機(jī)重統(tǒng)計(jì)分析提出了液壓挖掘機(jī)各種參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式,其中 K值為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 49 50 三 、 相似類比法 采用相似類比法確定總體參數(shù)時(shí) , 是以相似理論為基礎(chǔ) , 選用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)名牌產(chǎn)品為典型樣機(jī) , 或國(guó)內(nèi)外有關(guān)該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) , 求出相似系數(shù) (級(jí)差系數(shù) ), 然后再確定其它主要參數(shù) 。 但應(yīng)注意相似類比法只適用于同類型產(chǎn)品 . 即結(jié)構(gòu)型式 、 工作對(duì)象 、環(huán)境條件基本相同者 。 相似類比法有以下優(yōu)點(diǎn):如果樣機(jī)的性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)是優(yōu)選的 , 則可得到一個(gè)優(yōu)化的系列產(chǎn)品 ,它簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)計(jì)算 , 加快了設(shè)計(jì)進(jìn)度 , 可以迅速研制出新產(chǎn)品 。 這是仿制性能優(yōu)良產(chǎn)品的一種有效方法 。 51 第六節(jié) 機(jī)械總體布置設(shè)計(jì) 機(jī)器的總體布置,關(guān)系到整機(jī)的性能、質(zhì)量和整機(jī)的合理性。也關(guān)系到操作方便、工作安全和工作效率。因此,總體布置是總體設(shè)計(jì)中極為重要的內(nèi)容。 總體布置的任務(wù)是合理布置各部件、零件在整機(jī)上的位置,按照簡(jiǎn)單、合理和安全的原則,使其實(shí)現(xiàn)工作要求;確定機(jī)器的重心坐標(biāo),確定總體尺寸。 52 一、總體布置的基本要求 1.保證產(chǎn)品整機(jī)的平衡和穩(wěn)定性能; 2.在滿足強(qiáng)度、剛度要求的前提下,盡量做到結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、重量輕; 3.動(dòng)力傳遞路線力求簡(jiǎn)短、直接,做到傳動(dòng)效率高; 4.各部件或零件在裝配和使用中,其位置調(diào)整、拆裝和維修等,力求簡(jiǎn)單、方便、互鎖,保護(hù)要安全可靠; 司機(jī)室的布置,要求操作安全、方便、司機(jī)視野開(kāi)闊、空氣凈化、溫度宜人, 6.電氣線路、氣路、液壓管路的布置,要整齊、清楚、醒目, 7.機(jī)器外形平整、美觀、大方、緊湊、色澤調(diào)和。 53 二、總體布置型式 總體布置視其機(jī)器用途不同,布置型式是多種多樣的。但從眾多的型式中進(jìn)行分析和研究,根據(jù)順序、位置、數(shù)量、形狀、大小等五要素綜合考慮,總體布置的型式大致分為如下幾類: (1)按照發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)架的相對(duì)位置,如大客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)可分為前置式、中置式、后置式和偏置式; (2)按照主要作業(yè)裝置軸線方向,如礦用鉆機(jī)有水平式、垂直式和傾斜式 (3)按照機(jī)器主軸的運(yùn)動(dòng)軌跡,可分為回轉(zhuǎn)式、直線式和振動(dòng)式; 54 (4)按機(jī)架型式,可分為整體式、剖分式和組合式; (5)按動(dòng)力傳遞路線,可分為開(kāi)式、閉式; (6)按工作機(jī)構(gòu)布置方向,可分為平面和空間式; (7)按照傳動(dòng)方式,可分為單發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)、多發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。 55 三、機(jī)械化生產(chǎn)線的布置 機(jī)械化生產(chǎn)線 (參見(jiàn)圖 5— 9)是按產(chǎn)品工藝過(guò)程,把主要機(jī)械設(shè)備和輔助設(shè)備用運(yùn)輸和中間存貯設(shè)備等連接起來(lái),組成獨(dú)立控制和連續(xù)生產(chǎn)的系統(tǒng)。 56 機(jī)械化生產(chǎn)線由機(jī)械設(shè)備組成,根據(jù)其在生產(chǎn)上的作用及工作特點(diǎn),機(jī)械設(shè)備歸納起來(lái)可分為下列幾種類型: 57 在機(jī)械化工藝流程中,存在各種分散的作業(yè),需要解決協(xié)調(diào)聯(lián)接的問(wèn)題。一般說(shuō)來(lái),機(jī)械是以循環(huán)的移動(dòng)作業(yè)動(dòng)作來(lái)處理工件的,可以采用連續(xù)工藝方法進(jìn)行作業(yè),如連續(xù)軋制、連續(xù)澆鑄、化工過(guò)程等 (參見(jiàn)圖 5— 10)。 58 作業(yè)動(dòng)作是在工件連續(xù)運(yùn)行中進(jìn)行的,如飛剪、飛鋸等,參見(jiàn)圖 5— 11。 59 過(guò)程:當(dāng)鋼筋通過(guò)平移式下切刀臺(tái)進(jìn)入承料架并觸動(dòng)定長(zhǎng)開(kāi)關(guān)后,電磁鐵帶動(dòng)轉(zhuǎn)鍵離合器使飛輪軸與曲柄軸聯(lián)接,曲柄上的連桿推動(dòng)平移式下切刀臺(tái)在四連桿機(jī)構(gòu)的作用下前進(jìn)。擺動(dòng)式上切刀片的一端固定在機(jī)架上,另一端刃口緊貼在平移式下切刀臺(tái)的刃口處,當(dāng)平移式下切刀臺(tái)沿圓弧軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí),兩刀片刃口相對(duì)運(yùn)動(dòng),切斷鋼筋,曲柄使刀臺(tái)復(fù)位,等待下一次剪切。 分析:該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙,通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)可使下切刀臺(tái)自身平行地且繞擺桿做擺動(dòng),是一種飛剪。 上下移動(dòng)式剪切: 該系統(tǒng)主要由承
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