【導(dǎo)讀】機(jī)刀輥的轉(zhuǎn)速和刀刃的線速度,達(dá)到準(zhǔn)確的定長剪刀目的。能卻超出了機(jī)械式橫切機(jī)。在全面了解傳統(tǒng)橫切機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理后，發(fā)現(xiàn)其存在的問題。該電腦橫切機(jī)主要有以下四個重點(diǎn)：一、設(shè)計中數(shù)控螺旋。無鍵聯(lián)接方式調(diào)整刀輥與傳動齒輪的周向相位；四、利用電腦控制橫切機(jī)的傳動。究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容。外，本論文（設(shè)計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。作了明確說明并表示謝意。電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允。許論文（設(shè)計）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。全部或部分內(nèi)容。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。類論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

　　

【正文】 動齒輪與其軸之 間增加了一個過度零件 異形套筒。這種聯(lián)接方式能滿足周向定位的特殊要求，但占據(jù)空間大，中間環(huán)節(jié)多，安裝精度不易保證。異形套筒與軸之間為裝拆方便一般采用間隙配合，異形套筒和齒輪之間為調(diào)整方便也多采用間隙配合，這樣直接影響齒輪的裝配精度，影響橫切機(jī)上下輪刀的切紙性能。 本文所設(shè)計的瓦楞紙板橫切機(jī)采用脹緊聯(lián)接套這種無鍵聯(lián)接方式 , 從而能很好地解決上下輪刀周向相位協(xié)調(diào)的要求，且裝拆更方便，周向和軸向調(diào)整更方便，更節(jié)省空間。脹緊聯(lián)接套借助于錐面的增力作用和自定心作用對中，降低對零件的配合精度要求，提高齒輪的安裝精度，使 齒輪傳動更平穩(wěn)，從而保證橫切機(jī)的切紙精度。 無鍵聯(lián)接是指不采用傳統(tǒng)的鍵、銷等進(jìn)行機(jī)械的扭矩傳遞和運(yùn)動傳遞的聯(lián)接。無鍵聯(lián)接的基本原理是在軸與輪轂之間采用帶有錐面的彈性環(huán)套類零件，通過施加一定的軸向力 ,使錐型結(jié)合面產(chǎn)生壓力 ,從而靠由此壓力產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭矩。 圖 脹緊套聯(lián)接 如圖 25a，主動齒輪空套在輪刀軸上 ,通過脹緊聯(lián)接套聯(lián)接。脹緊聯(lián)接結(jié)構(gòu) ,見上圖 25b由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、前錐形環(huán)、后 錐形環(huán)及高強(qiáng)度螺栓組成。內(nèi)環(huán)、外環(huán)由彈簧鋼經(jīng)嚴(yán)格熱處理和磨光加工制成，每個環(huán)上都有一個縱向開口。內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間有 2個錐形環(huán)，即前錐形環(huán)和后錐形環(huán)，前錐形環(huán)的螺孔沒有絲扣為光孔，后錐形環(huán)的螺栓孔全部有絲扣用于擰緊高強(qiáng)度螺栓，當(dāng)高強(qiáng)度螺栓 (一般環(huán)向布置若干個 )擰緊時，前后錐形環(huán)互相拉緊，使內(nèi)外環(huán)產(chǎn)生徑向壓力，利用摩擦力鎖緊，實現(xiàn)扭距和軸向力的傳遞。以下是受力分析與計算 : 先把脹緊聯(lián)接套當(dāng)一個整體，設(shè)有 n個聯(lián)接螺栓，每個聯(lián)接螺栓均施加預(yù)緊力 ，則給前、后錐形環(huán)施加的總軸向力 : 1F= n F 在力 F的作用下，內(nèi)、外彈性環(huán)對軸和輪轂分別產(chǎn)生擠壓力 1V,再對前后錐形環(huán)和內(nèi)外環(huán)單獨(dú)進(jìn)行受力分析。例如后錐形環(huán)，其兩錐面受正壓力及摩擦力聯(lián)合作用即力 Q，還受到力 F作用，畫出力多邊形，見圖 26，得出 Q與 F的關(guān)系式： 武漢工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 第 20 頁 共 25 頁 圖 26 脹緊套聯(lián)接受力分析 2sin( )FQ ??? ? (1) 式中 :? 為錐面半錐角； ? 為摩擦角，摩擦系數(shù) f tan?? 同理，對內(nèi)外環(huán)進(jìn)行受力分析可得 2 c os( )ta n( )FNQ ?? ??? ? ? ? (2) 從計算得出脹緊聯(lián)接套可以很好的解決以上提出的問題 。 前面已提到過， 刀輥的中心線與水平軸 線交角為 6 0，在實際生產(chǎn)中為了便于安裝 ,以及整條生產(chǎn)線瓦楞紙都在同一 中心線上運(yùn)行 ,采用機(jī)架斜放使刀輥軸處于中心線位置 ,刀輥的布置如圖 27，中心位置以及交角都是由控制部分和機(jī)械設(shè)計部分共同協(xié)商得來的數(shù)值，在本次設(shè)計中，這個參數(shù)由設(shè)計要求給出。 圖 27 刀輥布置圖 動力選擇 此橫切機(jī)涉及到三個動力的選擇： 上下刀輥的動力選擇 上下刀輥是橫切機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由于切紙的力量具體需要多大，很難從實驗中得 武漢工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 第 21 頁 共 25 頁 到結(jié)果，產(chǎn)生的彎矩也是難以測量的，在這種情況下，要選定電動機(jī)可以采取類比法，現(xiàn)在很多的橫切機(jī)制造廠商 ，相同或近似條件下，一般安裝使用的電動機(jī)額定功率在都 2245Kw 之間，所以這次選用的電動機(jī)額定功率為 37Kw。 由給定的裁切長度范圍，可以計算出需要的電動機(jī)轉(zhuǎn)速： m i n/360500 m i n/180m a x rmmrn ??? 裁切的最短長度生產(chǎn)線送料速度 所以，電動機(jī)選擇型號為： Y225S4。主要參數(shù)： 額定功率： 37Kw； 滿載轉(zhuǎn)速： 1480r/min； 滿載電流： 63A； 效 率： %。 電動機(jī)在接電源之前首先接了用于控制轉(zhuǎn)速的變頻器，使得從電動機(jī)傳遞給刀輥的速度在一定范圍內(nèi)可以實現(xiàn)預(yù)定的變化。 進(jìn)紙輥的動力選擇 進(jìn)紙輥在橫切 機(jī)中的功能主要是用于壓著紙板，使刀輥在裁切后面送進(jìn)的紙板不會翹起并可以保證紙板的平穩(wěn)輸送，在進(jìn)紙輥前面還應(yīng)安置一個檢測編碼器，用作對送料速度的檢測，也就是紙板在送到橫切刀裁切時的速度檢測。進(jìn)紙輥由于所受到的作用力不復(fù)雜，數(shù)值也比較小，參照現(xiàn)有的橫切機(jī)進(jìn)紙輥電動機(jī)，本次設(shè)計選擇了Y16018 型電動機(jī)，采用 B35安裝形式（ BWG），其主要技術(shù)參數(shù)為： 額定功率： 4Kw； 滿載轉(zhuǎn)速： 720r/min； 滿載電流： 6A； 效 率： 84%。 齒輪傳動潤滑方案擬定 由于橫切機(jī)的齒輪工作狀況的速度不高，齒輪潤 滑選用油池浸由潤滑 ,由于齒輪選用的是圓柱齒輪則齒輪尺浸入油面 10mm 左右 ,并且設(shè)置油面指示器便于觀察最低油面和最高油面 ,且設(shè)置在油面穩(wěn)定的部位。 武漢工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 第 22 頁 共 25 頁 第三章 相關(guān)設(shè)計計算與校核 彈性聯(lián)軸器的選型 下刀輥與電動機(jī)由聯(lián)軸器連接動力導(dǎo)入動力，再由軸的另一端通過齒輪的一級傳動把動力傳給上刀輥。根據(jù)電機(jī)的類型 Y225S4型 ,其中電動機(jī)的外聯(lián)軸直徑為 60cm,滿載轉(zhuǎn)速為 1470r/min,根據(jù)設(shè)計要求選有彈性薄膜聯(lián)軸器 GB/SJ2127,ML12780型 ,其結(jié)構(gòu)如圖 31 武漢工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 第 23 頁 共 25 頁 圖 31 彈性薄膜聯(lián)軸器 選用參數(shù)為聯(lián)軸器的軸孔直徑 d=80mm，聯(lián)軸器的外直徑 D=127mm,聯(lián)軸器的長度L=35mm。 無鍵聯(lián)接的設(shè)計及計算 脹緊聯(lián)接套的選擇與精度確定 瓦楞紙板橫切機(jī)的基本工作參數(shù) ,如下 : 生產(chǎn)線的走紙速度 180m／ s 上下輪刀中心距 250mm 電機(jī)功率 P 37kW 軸徑 75mm 輪刀轉(zhuǎn)一圈的過程中，不切紙空轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速 是變化的，但負(fù)載工作即切紙時的轉(zhuǎn)速是勻速，刀刃的線速度等于進(jìn)紙的線速度 。 線速度 n 230r/min 軸傳遞的扭矩 T 1796/m 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可選擇采用 Z280／ 120型脹緊聯(lián)接套，聯(lián)接螺栓 10M x25共 14個聯(lián)接螺栓機(jī)械性能等級 12． 9級。 脹緊聯(lián)接套的校核 脹緊聯(lián)接套聯(lián)接能傳遞的扭矩為內(nèi)環(huán)與軸之間、內(nèi)環(huán)與前后錐體之間、外環(huán)與前后錐體之間、外環(huán)與輪轂之間這 4個扭矩中最小者即內(nèi)環(huán)與軸之間能傳遞的扭矩： 11 nf f f2 t a n ( ) 2 t a n ( ) 2DDD FFTN ? ? ? ?? ? ???軸 軸 軸 (1) 式中： f為內(nèi)彈性環(huán)與軸之間的摩擦系數(shù) ,因軸與輪轂的材料均為鋼，所以 f= 對應(yīng)的摩擦角 ?? ,前后錐形環(huán)的錐面半錐角 014?? ,聯(lián)接螺栓個數(shù) n =14,此標(biāo)準(zhǔn)件的材料性能等級 ,材料的屈服極限 2s 1100 / mmN? ? ,螺栓 12M 危險截面的面積 2 2 21 d / 4 x 1 0 .1 0 6 m mA ???? ,螺栓許用拉伸應(yīng)力計算系數(shù)按靜載荷考慮取 , 每個聯(lián)接螺栓能施加給脹緊聯(lián)接套的軸向力即螺栓的預(yù)緊力 : 1 s ?? (2) 代入式 (1)，解得 1 3894 m 1796 mT N N??。 脹緊聯(lián)接套聯(lián)接的承載能力能滿足要求。螺栓的預(yù)緊力靠螺栓的擰緊力矩來實現(xiàn)。安裝時只須按要求的擰緊步驟和擰緊力矩擰緊螺栓即可。 武漢工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 第 24 頁 共 25 頁 參考文獻(xiàn) [1] 車慶浩，孫誠．新型四層瓦楞紙板的性能研究 [J]．包裝工程， 2020， 27(3)：39— 77． [2] 和志強(qiáng)，曾文獻(xiàn)．瓦楞紙板橫切機(jī)控制算法研究 [J]．河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)學(xué)報， 2020，(3)： 75— 77． [3] 趙淮．包裝機(jī)械選用手冊 [M]．上冊．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020． [4] 成大先．機(jī)械設(shè)計手冊 [M]．第 2卷．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1993． [5] 孫誠．包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計 [M]．第二版．北京：中國輕工業(yè)出版社， 2020． [6] 遲建．包裝紙盒 設(shè)計系統(tǒng) [J]．包裝工程， 2020， 26(6)． 96— 98． [7] 康存鋒 ,費(fèi)仁員 . 高速瓦楞紙板橫切機(jī)控制系統(tǒng)的研究 [J ] . 機(jī)械科學(xué)與技術(shù) ,2020 , (7) :25～ 291 [8] QB/ T2498 2020 ,瓦楞紙板生產(chǎn)線 [ S] . 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