冲压式蜂窝煤成型机设计

机械原理课程设计-冲压式 成型机设计

设计成员：刘晨鹤

张磊

刘晓茂

成员分工机械0404 刘晓茂 机械0401 张磊 机械0402 刘晨鹤

设计及建模 :

由三人共同完成

总装配及仿真分析： 张磊 刘晨鹤 设计说明书及PPT: 刘晓茂

蜂窝煤蜂窝煤长期以来在我国城镇乡 村广泛使用，现已发明环保节能型 蜂窝煤，燃烧无毒、无味、无黑烟。 所以市场上对蜂窝煤的需求量很大。 质量高的蜂窝煤有抗压性强、 外观平整光滑、厚薄一致、孔距分 布合理、燃烧良好的特点，这就对 蜂窝煤成型机提出了要求。

设计要求和参数

生产能力：30次/分 电机：Y180L-8,N=11kw,n=730r/min 如图所示，冲头3、脱模盘4、扫屑刷4、模筒转盘1都 与上下移动的滑梁2连成一体。当滑梁上下冲时，冲 头将粉煤冲压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱 模。在滑梁上升过程中，扫屑刷将冲头和脱模盘上粘 着的粉煤刷掉。模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇 运动时使加料的模筒进入冲压位置，成型的模筒进入 脱模位置，空模筒进入加料位置。 为改善冲压质量，冲压后应有一段保压时间。 为增大冲头压力，减小原动机功率，冲压机应具有增 压功能。

冲压式蜂窝煤成型机为更好的了解冲压式蜂窝煤成 型机的工作原理以及机构组成，我 们查找了许多相关资料，从中对蜂 窝煤成型有了个大概的了解，并萌 发出一些自己的想法，为接下来的 设计与建模做好了准备。

典型冲压式蜂窝煤成形机机构运动简图

工艺动作分解冲压成型 机械起模冲压机构作直线反复运动

起模机构作直线反复运动

蜂窝煤成型

机械清屑工位转换 成品输出

清屑机构完成左右方向的反复运动 槽轮实现工作台的停歇转动 将起模后的型煤落在输送带上输出

该机主要由四个机构组成：冲压、脱模往复运动机构、

扫屑刷扫屑机构、工作台间歇分度机构。

设计方案一

如图所示，该机械系统 的输入为电动机连续转动， 冲头、起模盘与传动轴主轴 连成一体。当传动主轴连续 回转的前半个周期，冲头将 粉煤冲压成蜂窝煤，脱模盘 将已压成的蜂窝煤脱模。后 半个周期扫屑刷将冲头和脱 模盘上粘着的粉煤刷除。工 作台上均布六个模筒，由槽 轮机构实现间歇转动。在同 一时刻，加料模进入冲压模 位臵，成型模进入脱模位臵， 空模筒进入加料位臵。

脱模盘 扫屑刷

冲头

设计方案二

该设计方案的 特点是偏臵曲柄滑 块机构执行粉煤冲 压成型动作，由另 一曲柄滑块机构的 演变机构将成品顶 出。由凸轮机构把 送入煤粉和输出成 品合并为一个动作， 在把成品推出工作 台的同时将

下一工 作循环的粉煤送至 模筒。

设计方案三该方案的特点 是由双轴伸发动机 带动两侧蜗杆涡轮 传动，通过两组凸 轮配合将粉煤挤压 成蜂窝煤。在煤饼 上模，左右模脱开 的时候，平行四边 形两曲柄上接的两 推板运行到工作台 表面，同时分别将 成型煤饼和煤料送 到位。

方案比较由于该机主要在城镇农村使用，应力求结构简单、操作方 便、成本低廉，为了提高工作效率，拟采用多工位工作方 式，使加料、冲压、起模三个工步同时在转盘工作台上实 现，由此需要实现工作台的间歇转动。上述蜂窝煤三个设计方案，方案一采用凸轮机构，用凸轮远休轮 廓来实现保压时间。为考虑冲压成型的质量，冲压后应有保压时间。 为增大冲头压力，减小原动机的功率，冲压机构有增压功能。 故采用设计方案一。

最终选定方案

设计方案一冲压成型采用凸轮机构 脱模采用六杆增压机构 清屑采用曲柄摇杆机构 工位转换采用槽轮机构

创新点： [1]一次冲压两个蜂窝煤，提高生产效益和效率。 [2]采用蜗杆涡轮取代带轮传动，减速效果明显。 [3]将滑梁替换成连续回转的传动主轴，舍去曲柄 带动滑梁这一机构。 [4]扫屑刷由滑梁驱动转变为随工作台转动的曲 柄滑块机构，取代了机架上的盘形凸轮机构，节省 了空间，使结构更紧凑。 [5]冲头与脱模盘的运动相互独立。

最终方案机构运动简图

机构选用

蜗杆涡轮机构实现较大传动比，将电机

输出转速转换成工作转速

传动比 24 : 1

凸轮机构 (冲压机构)

0° ~ 90° 近休 80mm 90° ~ 180° 修正正弦 180°~ 240° 远休 191mm 240° ~ 360° 等加速曲线凸轮偏置 e=50mm凸轮调整方便，可获得任意运动规律， 可精确控制，但受力特性较差。保压时间明 显，并可有急回特性。 冲头

六杆增压机构 (脱模机构)具有急回特性与增压效果压时间可较长，增力

较强，但计算复杂。

槽轮机构实现工作台的间歇转动

转动比 3 : 1结构比较简单，工作可靠 啮入和啮出比较的平稳，有柔 性冲击；多用于转动运动，每 次槽轮转角不小于45度。机构 应用的也比较的广泛。

执行系统协调设计运动循环图屑 作 头 冲 工 下 180° 扫 向 头 冲 冲 工 扫 作 头 台 刷 转 扫 停 动 屑 输 连 带 停 续 运 冲 台 90°

刷

头 动向 停 上 停 0°

送

屑

270°

建模

电机 槽轮机构 蜗 杆 涡 轮 机 构 凸轮机构

六杆增压机构

装配体