【正文】 按公式計算出的壁厚通常都很薄，加工比較困難，實際設(shè)計過程中一般都需按照加工工藝要求適當(dāng)增加壁厚，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)鋼管或鋁合金管 [2]。 氣缸缸筒承受壓縮空氣的壓力，其壁厚可按薄壁筒公式計算 2 PPDp? ?? (24) 式中 δ 缸筒壁厚， m pp試驗?zāi)蛪毫Γ?Pa，取 pp= σ p缸筒材料許用應(yīng)力， Pa，其計算公式為 bp n??? （ 25） σ b缸筒材料抗拉強(qiáng)度， Pa 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 19 n安全系數(shù)，一般取 6~8 材料取 Q235 鋼 ，由機(jī)《械設(shè)計手冊》查得：σ b=375~500MPa。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 18 氣缸內(nèi)徑的確定 表 22 氣缸的 理論輸出力計算公式 形式 雙作用氣缸 單作用氣缸 預(yù)縮型 預(yù)伸型 拉力 24Dp? 2 24 tD p F? ? 1tF 推理 22()4 D d p? ? 1tF 22 2()4 tD d p F? ?? 由表 21 可算得氣缸的內(nèi)徑： 04FD p?? （ 23） 4 ??? ? ? 式中 F0氣缸的輸出拉力 ， N p氣缸的工作壓力， 取 p= 按照 GB/T23481993 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取 D=40 mm。由《機(jī)械設(shè)計手冊》查得呢絨與鋼的摩擦系數(shù) μ=。在研究氣缸性能和確定氣缸缸徑時，常用到負(fù)載率 β： 。速度為 15 米 /分鐘。所以在 16 秒時間內(nèi)只要能夠放置兩摞蠟塊就可以。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 17 這段皮帶的長度和速度是由 16 秒的上袋時間來控制的。即緩沖段的長度是 4米。 已知每 秒由疊摞工位傳送一摞蠟塊，可以推出在一分鐘之內(nèi)由疊摞工位推出的蠟塊摞數(shù)： 60247。正好滿足設(shè)計要求。 裝一袋蠟塊共用時 15秒。 推出相 關(guān)參數(shù)的計算 具體操作流程是： 人工上袋 撐口機(jī)夾緊袋 推出機(jī)構(gòu)第一次推出蠟塊 推出機(jī)構(gòu)返回 推出機(jī)構(gòu)第二次推出蠟塊 推出機(jī)構(gòu) 返回 撐口機(jī)放松蠟袋被推出。 其缺點是噪音較大，總輸出力不超過 40KN，但用于推動的力足夠了。 方案三，選用氣壓傳動。利用機(jī)械手抓取可以實現(xiàn)靈活性高的優(yōu)點，自動化程度高。其缺點是液壓元件制造要求精度高，油液受溫度的影響容易污染影響性能，發(fā)生故障 也不容易發(fā)現(xiàn)和排V 1V推出機(jī)構(gòu) 2 皮帶 2 輥子 皮帶 1 推出機(jī)構(gòu) 1 撐口機(jī) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 16 查。 推出機(jī)構(gòu)的動力推動裝置的選擇有以下三種方案可選擇： 方案一， 選用液壓傳動。 石蠟包裝線的流程圖如圖 18： 疊摞機(jī) 推動機(jī)構(gòu) 撐口機(jī) 縫口機(jī) 爬升工位 編組機(jī) 托盤庫 升降臺 鑄蠟機(jī) 125005 0 04 0 0 0 1 0 0 04006302 0 0 0 2 5 0 012001 2 0 01 5 0 0內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 14 圖 1— 8 石蠟包裝流 程圖鑄蠟機(jī)出口 傳送 疊摞 傳送 裝袋 縫口 傳送 編組 碼垛 托盤 出垛傳送 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 15 第 二 章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計及計算 推出機(jī)構(gòu)的整體方案 確定 在設(shè)計 推出機(jī)構(gòu)的過程中需要考慮撐口機(jī)及裝袋人員的 位置，設(shè)計如下圖 (21)所示 ， 圖 21 推出機(jī)構(gòu)簡圖 其工作過程如下： 當(dāng)蠟塊由 V 速度的皮帶傳送到輥子處后，此前在撐口機(jī)處已經(jīng)由人工加好了蠟袋，并由撐口機(jī)將其撐開，然后有推出機(jī)構(gòu)的推板將到位的蠟塊第一次推出，此時，速度為 V的皮帶繼續(xù)在傳送蠟塊，推板將蠟塊第一次推出后返回，輥子繼續(xù)在旋轉(zhuǎn)，之后由速度為 V的皮帶再傳送一摞蠟塊 ，蠟塊到位后推出機(jī)構(gòu)由電氣開關(guān)控制啟動，推板第二次推出，此時，兩摞蠟塊都被推入蠟袋，然后推板返回，在這個過程中，輥子沒有停止過。所以其高度在 8001000 ㎜之間，然后其前后工位的高度由此再適應(yīng)各自的高度，例如，如果鑄蠟機(jī)的高度比較高的話我們可以把疊摞前的皮帶輸送工位做成下坡型的輸送方式，這樣到了裝袋工位就不難使高度調(diào)整到 8001000 ㎜之間了。整條流水線由一人輔助，人的位置在裝袋工位，將蠟袋套上撐口機(jī)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 13 總體方案圖 經(jīng)過以上的總體方案的分析，綜合各工位數(shù)據(jù)，我們可以得出石蠟包裝線 的總體方案圖，如下圖 1— 7： 圖 1— 7 總體方案圖 各工位的長度由以上計算數(shù)據(jù)給出。 到了第五層會有一些不同，其具體流程是： 第一袋蠟塊到位（ 10 秒） 第二袋蠟塊到位 （ 10 秒） 推 板推出同時皮帶 2 停止 （ 秒） 推板返回同時皮帶開始傳送（ 秒） 第三袋蠟塊到位（ 10 秒） 第四袋蠟塊到位（ 10 秒） 推板推出同時皮帶停止傳送（ 秒） 托板對開 （ 2 秒） 升降臺下降到底端（ 5 秒）兩秒之后 推板返回 蠟袋 出垛同時升降臺預(yù)升到上托盤位置處上托盤（共 20 秒） 升降臺上升到位（ 15 秒）。 下面就是第二層直至到了第五層，其中前四層每層的具體動作的時間分配為： 第一袋蠟塊到位用時 10 秒。其中，上面的下降時間 5秒指的是升降臺上已經(jīng)碼好了 5層蠟袋后由此時的位置下降到最底端所用的間圖 1— 6 碼垛方式圖 推板 皮帶 1 第二袋蠟塊 碼垛機(jī)和升降臺 推板機(jī)構(gòu) 第一袋蠟塊 皮帶 2 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 12 在蠟袋傳送的過程中升降臺就可以下降到對應(yīng)的位置了。 5=52 秒 /層。 于是，其余工序所剩下德爾時間為 5 60－ 40=260 秒的時間來完成五層蠟袋的碼垛。在這 5 分鐘之內(nèi)要拋去升降臺的升降時間和上托盤時間及出垛時間。 碼垛工位的設(shè)計 前面已知在編組工位編組時間為 15 秒，也就是說每層垛的碼垛時間至少為 415=60 秒 =1 分鐘。 在這樣的時間下，編組工位的連續(xù)處理能力為： 小時噸 /12100036001550 ??? 為了能夠完成編組及轉(zhuǎn)向，皮帶長度定為 ，時間為 10 秒，則皮帶速度為： V=247。具體時間分配為：每袋蠟袋傳送時間為 8秒，制動耽誤 2秒，推桿往返 間為 3秒，安全延時 2秒共 15秒。前面已知每袋蠟在裝袋工位需要 15 秒的時間，所以到縫口工位和編組工位的蠟袋 也必然是每閣 15 秒傳送到一袋。當(dāng)兩摞蠟塊都裝入袋后，撐口機(jī)松口，然后有另一個推出機(jī)構(gòu)將裝好的蠟袋推出，推到速度為 V1的皮帶上使蠟袋做之后的工序（如縫口）。速度為 15 米 /分鐘。所以在 16 秒時間內(nèi)只要能夠放置兩 摞蠟塊就可以。 圖 1— 4 裝袋方式圖 V 1V推出機(jī)構(gòu) 皮帶 推出機(jī)構(gòu) 撐口機(jī) 輥子 皮帶 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 10 這段皮帶的長度和速度是由 16 秒的上袋時間來控制的。即緩沖段的長度是 4米。這兩段傳送裝置的具體設(shè)計參 數(shù)可由計算得出： 已知每 秒由疊摞工位傳送一摞蠟塊，可以推出在一分鐘之內(nèi)由疊摞工位推出的蠟塊摞數(shù)： 60247。所以 在設(shè)計時按照以上的時間來設(shè)計裝袋前的皮帶的具體長度和結(jié)構(gòu)。連續(xù)處理能力為： x36005015? 由上式計算得出 X=12 噸 /小時。 這些過程具體的分配時間為： 上袋時間 2秒，夾緊 1秒，推出機(jī)構(gòu)第一次推出 秒，推出機(jī)構(gòu)第一次返回 1 秒，蠟塊傳送時間為 4秒，推出機(jī)構(gòu)第二次推出 2秒，推出機(jī)構(gòu)第二次返回 秒，蠟袋小時噸 / 256015 ???內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 9 推出 2秒每袋裝袋時間 16秒。但是如果蠟袋出現(xiàn)短缺就會導(dǎo)致整個包裝線停止，所以還是要人工來供給蠟袋，綜合考慮后就由人工輔助的方式做這道工序。 裝袋工 位的設(shè)計 裝袋工位也是石蠟包裝線整體中的一個很重要的環(huán)節(jié)，所以它的設(shè)計也就顯的很中要了。其次就是要設(shè)計它的長度了，同樣，它的長度要考慮緩沖時間，那么這段長度內(nèi)的緩沖時間是多少呢？它的緩沖時間是 1 分鐘，因為要是裝袋工位出現(xiàn)故障，完全可以在疊摞前的工位來緩沖控制這 1分鐘的時間。前面已經(jīng)知道疊摞好的蠟塊每 秒傳送一摞，也就是說大約 15 秒傳送一袋的蠟塊。此時滿載時疊摞工位的處理能力為： 51 x???? 計算得出 X=2416 塊 = 噸 /小時大于 12 噸 /小時，滿足設(shè)計要求。 此時，在 米 /分鐘的傳輸速度下，疊摞工位的疊摞時間為： 小時塊 /33005 ?? 3300 塊 /小時 =55 塊 /分鐘 =1 塊 / 秒小于 秒。 所以疊摞前的皮帶長度是 米。鑄蠟機(jī)的鑄蠟速度是 6噸 /小時 =1塊 /3秒，以 ： 假設(shè)皮帶工位的長度為 L米。 的時間內(nèi)所跌落的蠟塊占有的長度，而蠟塊跌落的長度就是鑄蠟機(jī)的處理能力下跌落的第一塊蠟塊所走過的皮帶長度，時間為 6247。在這個處理能力下進(jìn)行新的設(shè)計： 同前，皮帶的最小傳送速度為： m in/ m??? 皮帶的長度也是根據(jù)緩沖長度和運(yùn)載長度計算得出的。 因為 噸 /小時的生產(chǎn)要求大于疊摞前工序的 12 噸 /小時的供給能力，所以我們要返回第一步對疊摞前的工序重新進(jìn)行計算。也就是說要求傳送工位保證每 秒傳送 5 塊蠟。 12 噸 /內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明書 7 小時 =2400 塊 /小時 =40 塊 /分鐘 =1塊 / 秒 =5塊 / 秒。這樣，疊摞工位的方案就確定了。疊摞平臺的高度一般是越小越好，所以我們就初定為四層蠟塊的厚度，即 4 45=180 ㎜。也就是說在皮帶傳送末端加一段輥子傳送，這段輥子傳送的速度可以在安裝之后進(jìn)行調(diào)試，使蠟塊平穩(wěn)的落下。 改進(jìn)方案：在方案二的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行改進(jìn)。 綜上三個方案，我們進(jìn)行比較，其宗旨就是在能保證功能要求的前提下使制造成本最低，方案一的制造成本顯然很高，我們拋棄這個方案。 方案三，疊摞平臺不動，在傳送帶頭端和疊摞平臺之間做一有坡度的緩沖斜坡。這樣設(shè)計就大大簡化了機(jī)構(gòu)，降低了制造成本。 方案二，疊摞處的平臺不動，讓蠟塊自然疊摞，疊摞好五塊后由推出機(jī)構(gòu)推出。這樣設(shè)計的好處就是疊摞精度高，可靠性高，且疊摞好的蠟塊完整不會損壞。 疊摞工位的設(shè)計 疊摞工位是本設(shè)計的一個很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，如何疊摞能提高疊摞精度和疊摞速度就是整個系統(tǒng)設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。 在這個方案下，我們是假設(shè)蠟塊的傳輸方式為： 300 ㎜ v=12m/min 480 ㎜ 圖 1— 2 蠟塊傳送方式 因為這樣傳送是考慮到疊摞工位和裝袋工位的要求。所以整長為 6+6=12米。 20 =6m 而這 6 米的長度需要皮帶傳送 6247。所以設(shè)計最小帶速為： m i n/1260 mv ??? (11) 此時的帶長應(yīng)為 ：緩沖長度加運(yùn)行長度。 疊摞前 因為包裝能力要求至少是 12 噸 /小時，所以在設(shè)計的時候每個工位的處理能力都按照 12 噸 /小時的處理能力來設(shè)計計算。所碼的垛的形狀為： 圖 1— 1 石蠟垛 也就是說每袋蠟的位置都是不同的。 此外，要求蠟袋要碼垛，每 4袋一層， 5層一垛。例如當(dāng)疊摞工位出現(xiàn)故障時，則疊摞前的蠟塊輸送仍能正常工作一分鐘。石蠟包裝線在包裝石蠟的過程中，其流程是這樣的： 已知條件和要求： 蠟塊規(guī)格 480 300 45； ： 10 塊； 級： 50 ㎏； ： 610 490 240（㎜）； ： 6噸 /小時； ： 12 噸 /小時； ，其余過程都要求自動完成； 。本行業(yè)應(yīng)用 CAD 的還不是很多，所以一提新產(chǎn)品，許多企業(yè)往往看好別人已生產(chǎn)的產(chǎn)品，市場不錯，買來圖紙依樣畫葫蘆，結(jié)果并不理想 [4]。再如高壓殺菌設(shè)備，甚至連實驗室階段也未進(jìn)入。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)說明