1、電動鉛錠剝皮機的設計學生畢業設計（論文）的原創性聲明本人鄭重聲明：提交的畢業設計（論文）是設計（研究）作品和導師指導下取得的成果，設計（論文）中引用了他（她）人的文獻、數據和圖紙。 ，且材料已標注清楚，論文中的結論和結果由本人完成，不包括他人取得的成果以及使用其材料獲得科學技術研究所或其他教育機構的學位或證書.與我一起工作的同志對這個設計（研究）的任何貢獻都已在論文中明確說明和表達。畢業設計（論文）作者（署名）：年月日概括在電鉛冶煉行業，鉛錠質量應符合GBT469鉛錠標準。在鑄造過程中，在鑄模中的鉛液表面漂浮著一層氧化皮。如果鉛液表面的浮渣在冷卻凝固前不清除，將嚴重影響鉛錠的外觀和質量，達不到

2、鉛錠標準。要求。國電鉛冶煉企業通常采用人工的方法將其一一清除。由于鉛是一種重金屬，在鑄造現場有鉛蒸氣從高溫鑄模逸出。如果人工去除，對人體健康是非常有害的。本文針對除渣作業的自動化，系統地研究了全自動鉛錠除渣機的研制。首先，制定了去皮機的總體設計方案，提出了用扁鋼網過濾和舀鉛渣的方法。通過單缸驅動，鏟網邊緣水平掃過液面，鏟面傾斜進出。由于去皮機要求穩定性好，出渣質量輕，采用氣動系統和聯動機構的動力學模型。綜上所述，需要完成整臺電鉛錠剝皮機的三維設計，并通過計算選擇相應的機械標準件。然后進行撈渣機氣動系統示意圖的設計，并進行氣動元件的計算和選型。關鍵詞：電解鉛剝皮機連桿系統氣動系統摘 要電鉛冶煉行

3、業的鉛錠質量鉛錠。應符合GBT469標準。在鑄造過程中，鑄造鉛液在表面浮起一層氧化皮，如在鉛冷卻凝固前，其表面浮渣去除，將嚴重影響外觀和質量鉛錠的鉛錠，不符合標準要求。國內的電鉛冶煉企業通常采用人工捕撈方式除鉛。由于鉛屬于重金屬，現場澆注時會從高溫模具中鉛蒸氣逸出。如果手工提取物，對人體健康危害極大。以排渣自動化作業為目標，對自動扒渣機的開發進行了較為系統的研究。首先研制剝皮機總體方案，提出了扁鋼網過濾撈鉛渣的方式，通過單缸驅動實現網邊水平掃表面鏟面傾斜以平出鉛渣的方式。由于剝皮機穩定且出渣重量輕，所以采用氣動系統動力學和動力學模型的聯動機構。這些要求來完成電動鉛錠剝皮機設計，并通過相應機械標

4、準件的計算和選型。然后設計扒渣機氣動系統圖，并對氣動元件進行計算和選型。關鍵詞：電解鉛剝皮機聯動系統氣動系統目錄摘要 摘要 TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc3603 1 簡介 PAGEREF _Toc3603 1 HYPERLINK l _Toc5937 1.1 電鉛鑄造生產工藝分析 PAGEREF _Toc5937 1 HYPERLINK l _Toc24921 1.2 我國電鉛行業剝皮現狀及研究意義 PAGEREF _Toc24921 2 HYPERLINK l _Toc3081 1.3 國外現狀分析 PAGEREF _Toc3081 3 HYPERLINK l

5、 _Toc880 1.3.1 鐵水刮渣機 PAGEREF _Toc880 3 HYPERLINK l _Toc15876 1.3.2 鋁鑄機刮渣機 PAGEREF _Toc15876 3 HYPERLINK l _Toc22111 1.4 氣動傳動技術概述 PAGEREF _Toc22111 5 HYPERLINK l _Toc30133 1.4.1 氣動技術的優缺點 PAGEREF _Toc30133 5 HYPERLINK l _Toc23664 1.4.2 PAGEREF _Toc23664 氣動系統設計步驟6 HYPERLINK l _Toc8251 2 電動鑄鉛剝皮機機械機構設計 P

6、AGEREF _Toc8251 7 HYPERLINK l _Toc23125 2.1 鉛錠剝皮機主要機構設計 PAGEREF _Toc23125 7 HYPERLINK l _Toc4937 2.1.1 除渣動作執行方式的制定 PAGEREF _Toc4937 7 HYPERLINK l _Toc2966 2.1.3 排渣機構設計 PAGEREF _Toc2966 9 HYPERLINK l _Toc28253 2.2 驅動方式的選擇 PAGEREF _Toc28253 10 HYPERLINK l _Toc881 2.3 部件的設計計算和選型 PAGEREF _Toc881 11 HYPE

7、RLINK l _Toc27308 2.3.1 導槽設計 PAGEREF _Toc27308 11 HYPERLINK l _Toc25987 2.3.2 軸承選項 PAGEREF _Toc25987 12 HYPERLINK l _Toc14234 2.3.3 直線導軌的選擇 PAGEREF _Toc14234 13 HYPERLINK l _Toc15606 3 氣動系統電路設計 PAGEREF _Toc15606 16 HYPERLINK l _Toc12205 3.1 系統動作順序，工作流程圖 PAGEREF _Toc12205 16 HYPERLINK l _Toc11798 3.2

8、 位移 - 步驟圖 PAGEREF _Toc11798 17 HYPERLINK l _Toc21086 3.3 繪制氣動系統示意圖 PAGEREF _Toc21086 18 HYPERLINK l _Toc23917 3.3.1 氣動電路圖介紹 PAGEREF _Toc23917 18 HYPERLINK l _Toc4410 3.3.2 氣動回路圖 PAGEREF _Toc4410 18 HYPERLINK l _Toc215 3.4 確定圓柱計算選項的主要參數 PAGEREF _Toc215 18 HYPERLINK l _Toc13094 3.4.1 氣動噴嘴氣缸的計算和選型 PAGE

9、REF _Toc13094 19 HYPERLINK l _Toc29234 3.4.2 上升機構油缸的計算與選型 PAGEREF _Toc29234 23 HYPERLINK l _Toc26322 3.5 換向閥的選擇 PAGEREF _Toc26322 24 HYPERLINK l _Toc6294 3.5.1 電磁閥簡介 PAGEREF _Toc6294 24 HYPERLINK l _Toc9619 3.5.2 電磁閥計算與選型 PAGEREF _Toc9619 24 HYPERLINK l _Toc25651 3.6 單向節流閥的計算與選型 PAGEREF _Toc25651 25

10、 HYPERLINK l _Toc21052 3.6.1 單向節流閥介紹 PAGEREF _Toc21052 25 HYPERLINK l _Toc14927 3.6.2 單向節流閥的功能及選型依據 PAGEREF _Toc14927 25 HYPERLINK l _Toc7100 3.7 三件套選擇 PAGEREF _Toc7100 26 HYPERLINK l _Toc23029 3.8 系統配管確定 PAGEREF _Toc23029 26 HYPERLINK l _Toc10618 3.9 管道計算與選擇 PAGEREF _Toc10618 27 HYPERLINK l _Toc182

11、57 3.10 確定氣源裝置和空壓機的選型 PAGEREF _Toc18257 27 HYPERLINK l _Toc1993 3.10.1 氣源裝置 PAGEREF _Toc1993 27 HYPERLINK l _Toc31448 3.10.2 空壓機的選擇 PAGEREF _Toc31448 27 HYPERLINK l _Toc15609 結語 PAGEREF _Toc15609 29 HYPERLINK l _Toc15007 參考文獻 PAGEREF _Toc15007 30 HYPERLINK l _Toc29630 至 PAGEREF _Toc29630 311 簡介除渣是電鉛

12、鑄模生產中的重要工序，也是工況最惡劣的工序之一。多年來，國外一直致力于實現除渣機械化，并進行了大量的研究工作和嘗試。下面將介紹相關背景。對現狀進行了詳細的介紹和分析。1.1 電鉛鑄造生產工藝分析電鉛生產的主要工序有：燒結焙燒高爐冶煉煙氣爐吹煉粗鉛火法精煉電解精煉電鉛鑄造。電解精煉后的鉛液通過鑄造生產線鑄造成鉛錠。下面以國內某冶煉廠的電鑄鉛機為例，介紹目前的電鑄鉛設備。該生產線是1970年代從日本引進的，也是國電鉛鑄機同類設備中自動化程度較高的設備之一。其結構和布局如圖 1-1 所示。鑄鉛機機體為鏈傳動結構。鑄模安裝在鏈帶4的鏈板上，隨鏈帶運行。圖 1.1 電動鉛鑄機示意圖1 電機 2 二級減速

13、機 3 鏈輪 4 鏈條 5 導模6碼堆垛臺7輸送機8熔鉛罐9鉛泵10保溫箱11收錠臺12人工拔渣位鑄造生產過程：鉛泵將熔化的鉛和鉛液從熔爐中抽入培養箱中，為鑄造做準備，多余的鉛液從培養箱的溢流口流回熔池。驅動電機驅動初級減速機-二級減速機-鏈輪-鏈條。導模按圖 1-1 中的箭頭方向勻速移動。當導模處于正確位置時，拉起澆注缸活塞桿開始澆注。鑄模液面以上的鉛渣由工人手動清除。生產線其他工序均實現自動化，除渣工作仍需人工操作。鑄好的鉛錠被送到接料臺，電磁錘使鑄模內的鉛錠振動，落到接料臺下。同層填滿5片后，堆垛臺上升，接住鉛錠，推動堆錠裝置取出鉛。錠被推到傳送帶上，從而完成一束電引線的生產。電動鑄鉛機

14、主要技術參數如下：車身線速度 (m/min)鑄造周期（秒）施法時間（秒/2 塊）生產能力（噸/小時）1.58915.87到922.3表1-1 澆注機技術參數1.2 我國電鉛行業剝皮現狀及研究意義在電鉛冶煉行業，鉛錠質量應符合GBT469鉛錠標準。其中，Pb99.994級的規定對表面質量有以下要求：1）鉛錠表面不得有渣粒狀氧化物、夾雜物和外來污染。2）鉛錠不得有保冷，不得有大于10mm的毛刺（允許修邊）。鑄造過程中，鑄模鉛液表面浮起一層氧化渣。如果鉛液表面的浮渣在冷卻凝固前不清除，將嚴重影響鉛錠的外觀和質量，達不到鉛錠標準。要求。為了保證鋼錠的表面質量，國電鉛冶煉企業通常采用人工的方法，將其一一

15、剔除。隨著電鉛冶煉生產線的引進，電鉛生產過程中最勞動密集型的操作，如鑄錠、堆垛、排板、生產等，早已被先進設備所取代，部分配套設備早已被先進的設備所取代。除渣、沉鉛處理等裝備水平仍有待提高。人工除渣的缺點：首先是鉛蒸氣的危害。由于鉛是重金屬，熔點低（熔點327.5，沸點1740），在澆鑄現場高溫鑄模內有鉛蒸氣逸出。清渣工人長期接近鉛液，鉛蒸氣通過呼吸道和皮膚進入人體，是鉛中毒職業病的罪魁禍首之一。冶煉工人每年都需要定期放假養傷，并使用藥物解毒。此外，該工藝的工作條件非常惡劣，表現為：（1）環境溫度高，鑄模上部高達500，煙塵重； (2)鉛液遇水蒸氣易發生爆炸、飛濺，可能對造渣工造成灼傷。危險的;

16、 (3)動態強度高。如果是人工清渣，操作人員會彎腰在鑄模旁邊工作，一塊一塊地清渣，動作頻繁。因為在鑄造生產線中，鉛模是以工藝要求的速度輸送的。為保證除渣效率，工人需要每8秒完成一次除渣、除渣、鏟清、返回的循環。迄今為止，國外尚未開發出技術成熟、效果理想的自動除渣設備。在我國的電鉛生產行業，工人還在不良的生產現場進行人工除渣，嚴重損害了工人的身體健康。因此，實施機械化、自動除渣是電鉛生產行業亟待解決的技術問題。1.3 國外現狀分析刮渣機是冶金工業中常用的去除熔融金屬表面浮渣的專用設備。目前，在各種冶煉廠中，刮渣機廣泛應用于鋼鐵冶煉行業，主要用于熔爐或鋼包的刮渣。在有色冶金行業，鋁、鉛、鋅等金屬量

17、大的產品，通常采用連鑄機鑄錠，需要在線除渣。苛刻的要求。目前技術難以滿足生產要求，各企業仍采用人工除渣。許多除渣機在開發和試用工作中取得了一些進展，但尚未得到推廣應用。下面對國外相關的刮渣機進行一一介紹，供鉛錠刮渣機的設計參考。1.3.1 鐵水刮渣機現在我國鋼鐵冶煉行業，刮渣機已得到廣泛應用。因為對于冶煉低硫鋼種鐵水并實現低渣冶煉作業的鋼廠，需要在鐵水預處理后增加除渣工序，以除去鐵水表面的渣。其中，典型的鐵水扒渣機有以下幾種，全氣動小車行走扒渣機、液壓小車行走扒渣機、液壓伸縮臂扒渣機。1）全氣動小車行走扒渣機全氣動小車行走扒渣機是國內最早使用的鐵水槽除渣設備。它以壓縮空氣為動力源，在刮渣上裝有

18、刮渣臂上下擺動裝置、刮渣板位置微調裝置、刮渣臂夾緊裝置和刮渣臂旋轉裝置手推車。刮渣機的行走、旋轉、刮渣等動作均由氣缸完成。特點是工作速度快，但面積大，除渣力小，結構較薄。2）液壓小車行走扒渣機液壓小車行走刮渣機與氣動小車行走刮渣機的形式相似，但由液壓驅動。該設備包括：液壓站、小車行走裝置、刮渣臂上下擺動裝置、刮渣器左右擺動裝置、刮渣器初始位置微調裝置、電氣控制系統等部分。其特點是結構比氣動刮渣機堅固，工作穩定可靠，刮渣力大，但占地面積也較大，對液壓設備要求高。3）液壓伸縮臂式扒渣機液壓伸縮臂式刮渣機通過刮渣臂的運動、刮渣臂的轉動和刮渣臂的升降協調完成刮渣任務。由液壓站、操作站、刮渣臂伸縮驅動裝

19、置、機身整體回轉裝置、刮渣臂整體升降裝置、刮渣臂上下擺動裝置、機座、液壓管路、電氣控制等組成。系統和其他部分。其特點是占地面積小于液壓小車行走刮渣機，工作平穩可靠，刮渣力大，但伸縮臂結構復雜，對液壓設備要求高。總之。鐵水刮渣機主要適用于鋼包的刮渣，其工作方式與鋼錠生產線上的在線刮渣有較大區別。1.3.2 鋁鑄機刮渣器鋁錠連鑄的生產過程與電鉛鑄造類似，所以該行業使用的刮渣機對這個課題有很多借鑒意義。電解鋁熔體從電解槽中抽出進行鑄造。由于保溫爐巾中的除渣量少和流槽內形成的氧化物，當通過分配器倒入模具時，鋁液表面會形成一層浮渣。為保證鋁錠的表面質量要求，在高溫鋁液在模具中冷卻凝結之前，必須將鋁錠表面

20、的熔渣清除。1）國內某國同本進口鋁液刮渣機采用氣動傳動，可完成小車與澆注機同步行走、刮渣臂升降、扒渣鏟伸縮伸縮，以及沖渣。該設備的同步機構采用鑄機傳動鏈從動輪帶動刮渣小車的方式，實現兩者的同步運動，使刮渣與鑄模對齊。其工作過程如下：首先，在同步機構的帶動下，刮渣小車與澆鑄機同步驅動，然后刮渣臂在提升油缸的作用下下降，渣鏟伸出液面以下，再由刮渣缸推動刮渣鏟平移移動，將刮渣清除。排渣完成后，提升油缸推動排渣臂上升，沖渣油缸移動將錨渣從鏟上沖出，完成一個工作循環。在實際應用中，該方案的除渣效果并不理想。由于采用單鏟取渣，鏟面向下傾斜，導致渣不干凈，鋁渣易掉落。另外，同步機構采用多級變速機構，形式復雜

21、，同步定位精度低。2） 1999年，中南大學機電工程學院研制出與電解鋁行業相同的自動刮渣機。鋁渣刮板機根據鋁渣易附著、重量輕的特點，采用動鏟和定鏟的方式刮渣，再通過氣缸驅動的沖渣機構進行清渣。它由底座、調整臺、小車、同步機構、刮渣機構、沖渣機構、刮渣臂、鏟提升機構和排渣機構組成。工作過程如下：在初始位置，刮渣臂抬起，動鏟收回，小車返回左端；第一步，小車在同步擺桿限速下與鑄模同步移動，同時鏟渣與鑄模對正。第二步是放下鏟子。在小型等邊四桿升降機構的帶動下，刮渣臂使動鏟和定鏟同時落入鑄模兩端；將模具浮渣從一端刮到另一端，并用固定鏟將其封閉。同時，渣斗完成倒渣和復位動作，將最后一個循環的渣斗留下的鋁渣

22、清空。第四步，起鏟除渣。鏟斗和定鏟將收集到的鋁渣取出并提升到渣斗頂部；第五步，沖渣。沖渣缸通過齒輪齒條機構帶動沖頭往復運動，將沖渣沖入渣斗；第六步，復位，小車和鏟車返回，等待下一個循環。該機采用獨特的動鏟和定鏟除渣方式，推力同步擺桿機構，不等量四連桿鏟除渣機構，油缸后置沖渣機構，實現可靠的鏟模對位和同步運動。 ，除渣干凈、除渣快、鏟干凈、使用維修方便等工業生產要求。可自動完成在線逐模除渣作業，除渣死區小，除渣質量符合國家重熔鋁錠外觀質量標準要求。由于鉛渣和鋁渣的性質不同，鋁渣密度低，易粘，而鉛渣不易粘。因此，如果在鉛渣刮刀上采用這種雙鏟機構，很容易清除鉛渣。落下。3）日本千島冶煉廠鉛渣刮板刮渣

23、機作為電鉛冶煉生產線的輔助設備，尚未投入使用，技術成熟。國外冶煉企業大多根據自身生產情況制定了相關設計方案。刮渣機設置在電動鉛錠澆注機的定量澆注機上，刮渣機的部件安裝在臺車上，集渣斗和渣斗設置在電動鉛錠鑄造機的旁邊。刮渣臺車與連鑄機錠模同步運行。兩個刮渣機械手在氣缸的作用下打開，同時下降到鉛液中。當模具返回時，刮渣機械手在氣缸的作用下橫向移動到集渣斗頂部，鉛渣落入集渣斗。該設備采用關閉兩個刮渣機的方式清渣，生產應用及工作情況暫無報告。該方案難以實現刮渣機械手的合閘運動，且由于機構復雜，使得扒渣機械手的合閘精度和工作可靠性難以得到保證。1.4 氣動傳動技術概述氣動技術，全稱氣動傳動與控制技術，是

24、生產過程自動化、機械化最有效的手段之一。具有速度快、效率高、清潔、安全、成本低、維修方便等優點。包裝和生產過程也發揮著越來越重要的作用。1.4.1 氣動技術的優缺點氣動技術的優勢：1）氣動裝置結構簡單，重量輕，安裝維護簡單。壓力水平低，因此使用安全。2）工作介質為取之不盡的空氣，空氣本身不花錢。廢氣處理簡單，不污染環境，成本低。2）輸出力很容易隨工作速度調整。油缸的動作速度一般為50500mm/s，比液壓和電動方式的動作速度要快。4）可靠性高，使用壽命長。電器元件的有效動作次數約為100萬次，而SMC的一般電磁閥的壽命在3000萬次以上，小型閥門的壽命在2億次以上。5）利用空氣的可壓縮性，可以

25、儲存能量，實現集中供氣。能量在短時間內釋放，以實現間歇運動中的高速響應。緩沖是可能的。對沖擊載荷和過載的適應性強。在一定條件下，氣動裝置可以具有自保持能力。6）全氣動控制，具有防火、防爆、防潮的能力。與液壓方法相比，氣動方法可用于高溫應用。7）由于氣流損失小，壓縮空氣可集中供氣，遠距離輸送。氣動技術的缺點：1）由于空氣的可壓縮性，氣缸的運行速度很容易因負載的變化而改變。采用氣液聯動可以克服這一缺陷。2）油缸低速運動時，由于推力中的摩擦力比重較大，油缸的低速穩定性不如液壓缸。3）雖然油缸的輸出力可以滿足很多應用場合的工作要求，但它的輸出力卻比液壓缸小。1.4.2 氣動系統設計步驟1）氣動系統工況

26、分析2）繪制氣動系統示意圖3）氣動系統的計算和氣動元件的選型4）檢查氣動系統5)繪制正式工作圖并準備技術文件設計的最后一步是整理所有圖紙和技術文件。2 電動鉛鑄剝皮機的機械機構設計根據設計要求，主要是剝皮機與電動鉛錠鑄造機配套的整體設計流程。首先根據去皮機的工藝條件和要求，提出去皮機的設計目標和技術要求，完成去皮機的去皮機構設計。2.1 鉛錠剝皮機主要機構設計2.1.1 排渣動作執行方式的制定根據實際生產，鉛液表面的氧化膜密度大，不團結，流動性高，漂浮在鉛液表面。從圖2.1可以看出，在實際使用中，是用比較密的鐵絲網鏟來撈出的，但是這種方法是用人工提取的。由于人工提取的危險性，設計主要是設計一套

27、人工Motion軌跡剝離器。模擬漁網伸入液面約10-15mm，漁網邊緣水平掃過液面，運動范圍覆蓋鑄模整個寬度。鉛渣清除方案最終確定了扁鋼網過濾鉛渣的方案，并將鏟網的行程設計為與鑄模長度相等。圖 2.1 實際生產中的人工剝皮方法2.1.2 傳動機構設計剝皮作用方式和排渣鏟形式確定后，傳動機構設計必須滿足以下運動學性能要求：剝皮為平面運動，鏟面運動方式為：渣漁網邊緣沿水平直線運動，鏟面同時旋轉。旋轉運動為：網面與水平面的夾角由60度轉為0度。根據以上要求，可以設計鏟網配合支架的導軌運動，在驅動下完成撈渣網邊緣的直線運動和網平面的旋轉運動。導軌。導槽的槽型是根據渣網支點到網店的距離確定的，這樣當渣網

28、移動到任意位置時，網面與液面的相對位置保持不變不變。渣網和支架導向的簡單示意圖如圖2.2所示：圖2.2 剝皮機簡單3D示意圖2.1.3 排渣機構設計由于鉛的附著以及鏟網不能自動清除鉛渣，整個系統不得不設計一種裝置將鉛渣鏟在網上，因為鏟面完成后鏟面是傾斜的。在這種情況下很難清除鉛渣，因此考慮將支架改為活動支架。剝離過程完成后，支架垂直移動，將鏟網提升到水平位置。最后在主支架上安裝氣動吸嘴，這樣就可以清除鏟網上的鉛渣。氣動吸嘴的安裝位置如圖 2.3 所示。圖 2.3 氣動噴嘴安裝示意圖2.2 驅動方式的選擇在選擇驅動方式時，主要考慮的是系統的穩定性、可靠性和經濟性。還要考慮本機的特點：所需驅動力小

29、，轉速小。并且必須滿足結構簡單、維修方便的原則。因此，以下是液壓和氣壓的特性來比較選擇合適的驅動方式。1）液壓驅動方式液壓驅動方式的特點是：傳動功率大、轉速低、穩定性好；過載保護能力；靈活的傳輸安排。但剝皮機的傳動功率要求小，如果采用液壓驅動方式，會浪費成本，而且液壓傳動系統龐大，安裝維修非常困難。因此，液壓驅動方式不適合剝皮。2）氣動驅動方式氣動傳動技術是一種以壓縮空氣為介質，氣源為動力，不污染環境的能量傳動技術。而且，氣動驅動的工作環境具有很好的適應性。由于剝皮機在高溫下工作，氣動驅動方式完全滿足使用環境的需要，氣動技術工作可靠性高，使用壽命長。氣動技術還具有結構簡單、成本低、維護和使用簡

30、單等特點。綜上所述，氣動驅動完全滿足剝皮機的使用，所以驅動方式為氣動驅動。2.3 設計計算和元件選型2.3.1 導槽設計導槽的參數決定了渣網的運行軌跡。我們要求的是渣網的水平位置相對于液位保持不變，所以我們要設計導槽的形狀。圖2.4 導軌設計示意圖為了滿足渣網的運動條件，在設計導槽軌跡時，我們找了幾個點來設計導槽。滿足點的條件是保持渣網邊緣的垂直位置不變。如圖所示，我們首先需要確定的就是初始位置，然后在中間位置取幾個點的平均值。所有的點都確定然后用一條平滑的曲線連接起來，這條曲線就是鐵軌的形狀。然后要考慮導軌的寬度，導軌的寬度由渣網確定。必須保證渣網能平穩移動，不能太大使移動不穩定。導槽的形狀

31、確定后，就選擇了用于它的材料。考慮到要提升導向槽，應選用較輕的材料。因為是在高溫下工作，所以還要考慮材料的耐熱性。綜上所述，導向槽的材料應重量輕、硬度高、耐熱性好。分析選用的材料是鋁合金。鋁合金密度低，但強度較高，接近或超過優質鋼，形狀好，可加工成各種 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/738159.htm 型材，具有優良的 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/1496619.htm 導電性、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.

32、baidu%20%20%20%20/view/914929.htm 導熱性和耐腐蝕性， HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/10102.htm 在工業上應用廣泛，用量為僅次于鋼鐵。2.3.2 軸承選項因為軸承的使用涉及到機械設計部分，軸承依靠其主要部件之間的滾動接觸來支撐轉動或擺動的部件，而相對運動表面之間的摩擦為滾動摩擦。由于滾動軸承多為標準化外購件，在機械設計中，在設計滾動軸承部件時，只需： 1）正確選用能滿足約束條件的滾動軸承，包括：合理選用軸承，檢查選用的軸承是否能滿足滿足力量、速度、經濟等方面的約束； 2 ）滾動軸

33、承部件的組合設計滾動軸承的選擇包括：軸承類型、尺寸系列、直徑、等級、特殊結構等公差的合理選擇。測出實際鉛模尺寸為115mm，鏟網設計寬度也為115mm。鏟網的設計，桿的直徑為50mm，考慮到剝皮機的速度不快，但工作環境是高溫環境，軸承型號根據尺寸為UCP201。 UCP201結構如圖所示。UCP201軸承尺寸參數：類型：公制插入式球形枕座直徑：12mm外徑：30.2mm高度：127mm重量：0.69公斤圖 2.4 ucp201 示例圖軸承基本額定壽命計算1基本概念：1)軸承壽命：軸承中的任何元件在出現疲勞剝落擴展跡象之前的總轉數或以一定速度運行的小時數。對于大批量生產的部件，由于材料的不均勻性

34、，軸承的壽命有很大的離散性，最長壽命和最短壽命可達幾十倍，必須采用統計方法處理。2)基本額定壽命：指90%的可靠性、常用材料和加工質量，以及在正常工作條件下的壽命，用符號L10(r)或L10h(h)表示。3）基本額定動載荷（C）：基本額定壽命為一百萬轉（106）時軸承所能承受的恒定載荷。即在基本額定動載荷的作用下，軸承可工作106轉而無點蝕失效，其可靠性為90%。基本額定動載荷大，抗疲勞能力相應強。4）基本額定靜載荷（徑向C0r、軸向C0a）：指在軸承最大載荷滾動體與滾道的接觸中心產生以下接觸應力時的等效假徑向載荷或中心軸向靜載荷。滾動軸承設計中常用的三個基本參數：滿足一定疲勞壽命要求的基本額

35、定動載荷Cr（徑向）或Ca（軸向），滿足一定靜強度要求（徑向）的基本額定靜強度C0r（徑向）或C0a（軸向）和限制速度 N0 以控制軸承磨損。各種軸承性能指標值C、C0、N0等可參見相關手冊。2 滾動軸承的比較與檢查剝皮機最高工作速度v=0.5m/s，導槽長度可測得l=615mm和0.615m。那么完成一次剝皮動作的時間：t=l/vt=0.615/0.5=1.23s剝皮是一種平面運動。鏟面的運動方式為：鏟邊沿水平直線運動，同時鏟面旋轉。旋轉運動為：鏟面與水平面的夾角由60度轉為0度。從鏟面的運動規律可以看出，當一個剝離動作完成時，滾動軸承轉動1/6圈。由此可以計算出滾動軸承的轉速約為n=9r/

36、min。由于UCP201是標準件，可以查出極限轉速為2800r/min，所以剝皮機的轉速遠小于UCP201的最大公差。發現UCP201的額定動載荷Cr為19.75（KN），額定靜載荷Cor=15.30（KN）。所設計的剝皮機載荷僅為5KG，因此滾動軸承的載荷要求遠大于剝皮機。綜上所述，UCP201的使用壽命和強度完全滿足使用要求。2.3.3 直線導軌的選擇直線導軌可分為滾柱直線導軌和滾珠直線導軌兩種。前者速度快，精度略低，而后者速度較慢，精度更高。根據剝皮機的要求，選用速度慢、精度高的滾珠直線導軌。滾珠直線導軌的優點：1）定位精度高直線滾動導軌可以將摩擦系數降低到滑動導軌的1/50。由于動摩擦

37、系數與靜摩擦系數相差小，運動靈活，驅動力矩可降低90%。因此，機床的定位精度可以設置到超微米級。2）降低機床成本，大大節約用電采用直線滾動導軌的機床，由于其摩擦阻力小，特別適用于反復啟停往復運動，可以使所需動力源和動力傳動機構小型化，減輕重量，使機床所需功率降低90 %。具有很大的節能效果。3）可以提高機床的運動速度由于直線滾動導軌摩擦阻力小，發熱小，可實現機床的高速運動，提高機床工作效率20-30%。4）機床的高精度可長期保持對于滑軌表面的流體潤滑，由于油膜的浮動，運動精度的誤差在所難免。在絕大多數情況下，流體潤滑僅限于邊界區域，由于金屬接觸而產生的直接摩擦是不可避免的，其中大量的能量作為摩

38、擦損失而浪費掉。相反，滾動接觸由于摩擦而消耗更少的能量。滾動面的摩擦損失也相應減少，因此直線滾動導軌系統可以長期保持在高精度狀態。同時，由于使用的潤滑油非常少，大多數情況下只需脂潤滑就足夠了，這使得機床的潤滑系統的設計和維護非常容易。選型主要考慮導軌的壽命和所承受的載荷。由此可以得到滾珠直線導軌副的額定行程壽命L：式中： L額定壽命；C額定動載荷；P計算負荷；ft =1.00 溫度小于 100fc =1.00 只有一張幻燈片fa =0.9 精度 4, 5fw =1.2 速度小于15m/min當行程長度固定時，滾珠直線導軌副的額定時間壽命Lh為：其中：l為工作單次行程長度（m）； n 是每分鐘的

39、往復次數； L 為額定行程壽命（Km） 。式中：Pc為導軌副的計算載荷；Wo 是外部負載；Co 為額定靜載荷；M 為外負載轉矩；Mt 為額定扭矩。根據計算和行程選擇：SVR24-280。3 氣動系統電路設計氣動傳動是一種以壓縮氣體為工作介質，通過氣體的壓力傳遞動力或信息的流體傳動裝置。動力傳動系統是將壓縮氣體通過管道和控制閥輸送給氣動執行器，并將壓縮氣體的壓力能轉化為機械能做功；信息傳輸系統采用氣動邏輯元件或噴射元件實現邏輯運算等功能。 ，又稱氣動控制系統。氣動系統的優點：1）以空氣為工作介質，取之不盡，用之不竭，操作方便。使用后直接排入大氣，不會污染環境，可少設或不設回油管路。2）空氣的粘度

40、很小，僅為液壓油的千分之一，流動阻力小，便于集中供氣和中長途運輸。3）氣動控制，動作快，反應快；維護簡單，工作介質清潔，無介質變質和更換等問題。4）對工作環境的適應性好。無論是在易燃、易爆、粉塵、輻射、強磁、振動、沖擊等惡劣環境下，氣動傳動系統都能安全可靠地工作。4）氣動元件結構簡單，制造容易，使用壽命長，可靠性高。氣壓系統的缺點：由于空氣的可壓縮性大，氣動傳動系統的速度穩定性較差，對系統的速度和位置控制精度影響很大。2）氣動傳動系統噪音大，特別是排氣時，需要加消音器。3.1 系統動作順序、工作流程圖工作流程圖是通過適當的符號記錄所有工作項來描述工作過程。一個工作流程圖由一個起點、一個終點和幾

41、個中間環節組成。中間環節的每個分支也有明確的分支判斷條件。因此，繪制系統的工作流程圖對于整個系統回路的設計具有重要意義。圖 3.1 工作流程圖3.2 位移-階梯圖3.3 繪制氣動系統示意圖3.3.1 氣動電路圖介紹氣動系統應按控制流程圖畫出回路圖。環路圖中的信號流是從下到上的。在控制系統中，電源很重要，應該包含在回路圖中。供氣系統所需元件應繪制在電路圖下方，所有元件均使用簡化符號或繪圖符號。可以在不考慮系統每個元件的實際位置的情況下布置電路圖。建議圖中所有油缸和換向閥水平放置，油缸運動方向為從左到右。3.3.2 氣動回路圖圖 3.3 氣動回路圖氣缸的計算選項氣缸是氣動傳動中的主要執行機構之一，

42、是引導活塞進行直線往復運動的圓柱形金屬零件。工作流體在發動機氣缸內過度膨脹，將熱能轉化為機械能；氣體被壓縮機氣缸中的活塞壓縮以增加壓力。渦輪機、旋轉活塞發動機等的外殼也通常稱為“氣缸”。氣缸有往復直線運動和往復擺動兩種。往復直線運動氣缸可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊式四種。本次設計的氣缸為單作用作往復直線運動的氣缸，其形式如下：雙作用氣缸是可以在活塞的兩側施加力以控制其主動運動并可以雙向作用的氣缸。它被稱為雙作用氣缸。結構如圖 2.2 所示。現代內燃機的氣缸是單作用的，因為只有活塞頂部有進氣和排氣系統。當活塞向上時，它不能輸出到外界。雙作用似乎更節省空間和結構材料，但事實并非如此。因為它必

43、須保持活塞桿和氣缸平行，這導致了異常龐大和復雜的結構。所以在蒸汽機時代之后，這種機制就不再用于發電廠了。對于執行器，雙向作用可以在兩個方向上施加力，推動和拉動，這具有真正的好處。例如，現代液壓機上的主缸通常是雙向的。同時，由于回程活塞的橫截面被活塞桿占據，輸出力小于活塞頂部，這也帶來了一定的好處：回程速度大大加快。圖 3.4 單桿雙作用氣缸機構圖氣缸的設計流程圖如圖3.5所示：圖 3.5 氣缸設計流程圖3.4.1 氣動噴嘴氣缸的計算和選型由設計任務可知，要驅動的負載大小為5Kg 。考慮油缸空載時的實際輸出力，受油缸活塞與缸筒的摩擦力，活塞桿與前缸的摩擦力的影響。影響，考慮到鏟網的質量。在研究氣

44、缸性能和確定缸徑時，經常使用負載率：摘自液氣傳動技術11-1：表 3-1 氣缸運動載荷及載荷比阻性負載（靜負載）慣性負載移動速度v100mm/s100500mm/s500mm/s0.650.50.3已知移動速度v= 0.5m/s，取=0.6 ，所以實際液壓缸載荷為： F=F 0 / = 83 .3N1）確定圓柱的直徑：因為氣缸是雙作用氣缸，氣缸的作用力是拉力。因此，可以得到圓柱直徑的計算公式：F氣缸的輸出張力N；P氣缸的工作壓力Pa。 (P=0.55Pa)所以根據公式可以得到：D=15.87mm。按GB/T2348-1993標準四舍五入，取D=20 mm2）活塞桿直徑的確定：從 d=0.3D

45、d=6 mm 估計活塞桿的直徑表 3-2 活塞桿直徑系列（mm）456810121416182022252832364045505653708090100110125140160180200220250280320360400氣缸長度的確定：筒長S=L+B+30L為活塞行程；B是活塞的厚度。活塞厚度B=(0.6 QUOTE 1.0)D= 0.7 QUOTE 20 = 14 mm由于氣缸行程L = 150mm ，所以S=L+B+30= 194mm導套滑動面長度A：一般導套滑動面長度A ，當D80mm時，可以取A=(0.6 QUOTE 1.0)d ，所以A= 16mm 。最小導軌長度H ：根據經驗

46、，當氣缸最大行程為L ，氣缸直徑為D時，最小導軌長度為：將H QUOTE 代入數據，即最小導軌長度H=L /20+D/2=16活塞桿長度l =L+B+A+ H = 196mm 。4）確定氣缸壁厚：液壓氣動技術手冊中，氣缸壁厚 QUOTE 可按細管計算公式計算： QUOTE 在哪里： QUOTE 缸筒壁厚（ m ）；D缸徑（ m ）；P缸徑的最大工作壓力（ MPa ）； QUOTE 筒體材料的許用應力（ MPa ）；氣缸實際壁厚值：通用氣缸計算值的7倍左右；重型氣缸計算值的約20倍，然后四舍五入到標準管道尺寸。氣缸壁厚強度計算驗證見液氣傳動 QUOTE ,我們的缸體材料是45鋼, QUOTE =

47、600 MPa , QUOTE = QUOTE =120 MPan為安全系數，一般取n=5 ； QUOTE 筒體材料的抗拉強度（Pa）P氣缸所能承受的最大工作壓力（MPa）。工作壓力p16MPa時， P = 1.5p ；當工作壓力p 16 MPa時， P=1.25p由此可見， 0.6 MPa的工作壓力小于16 MPa ， P=1.5p=1.5 0.6=0.9 MPa=0.3mm氣缸筒壁厚取整參考下表： QUOTE =7mm 。表3-3 缸筒壁厚（mm）材料圓柱直徑5080100125160200250320室壁厚度鋼 HT15-1378101012141616銅 A3.455788991112

48、鋁合金ZL3812121414175）氣缸耗氣量計算：最大空氣消耗率：當氣缸活塞以最大速度運動時，單位時間消耗的空氣量（標準大氣壓過低）氣缸最大耗氣量：Q=活塞面積x活塞速度x絕對壓力常用的公式是：Q=0.046Dv(p+0.1)Q標準狀態下氣缸最大耗氣量（L/min）D氣缸內徑（cm）v氣缸最大速度（mm/s）p使用壓力（MPa）Q= 0.046v(p+0.1)=6.44L/min根據計算參數選擇氣缸：由以上計算可知，如果氣缸速度為0.5mm/s，則要驅動的負載為5KG。可以計算出氣缸直徑D為20mm，活塞桿直徑為6mm。由于去皮機所需的行程比較大，所以氣缸活塞桿的計算長度為196mm。通過

49、標準工況下的計算，得出氣缸壁厚為7mm，耗氣量為6.44L/min。由于氣缸是標準件，氣缸的選擇是通過計算數據進行的。因為在SMC的標準件中，氣缸直徑為20mm時，氣缸的行程為150mm、200mm、250mm、300mm。因此，在選擇模型時，我們首先考慮最大的情況。由于行程為150mm，因此在選擇氣缸時，要求氣缸的最大行程至少為200mm。因此，選型時請參考SMC的選件手冊（如圖3.6所示）選擇所需的標準氣缸。圖 3.6 SMC 氣缸選件手冊通過查看SMC氣缸選件手冊，可以確定氣缸型號為：CM2B-20-200K-Y7BW-2。氣缸類型為：CM2標準氣缸；缸徑20mm；行程為200mm；圓筒

50、是耐熱的（因為剝皮機在高溫下工作）。3.4.2 向上機構油缸的計算與選型預選缸徑考慮到上部機構要舉起整個支架，它所承受的載荷約為20kg。已知運動速度v= 0.5m/s，取=0.6 ，則液壓缸的實際載荷為： F=F 0 / = 333.3N。因為是舉升過程，所以油缸的拉力公式為：式中：D為氣缸活塞的直徑；D 為氣缸活塞桿的直徑；P是氣缸的工作壓力。 (P=0.55Pa)由于氣缸為雙作用氣缸，查閱手冊現代實用氣動技術，取d/D=0.30.4，本設計取d=0.3D。根據上式計算出D=21.6mm，圓柱直徑圓整，所以D=25mm。2) 預選氣缸行程預選行程為 120mm，因為油缸必須將導向槽抬高 1

51、15mm。根據油缸直徑和行程，參考SMC油缸選型手冊，油缸可以選擇為：CM2B-25-125K-Y7BW-2氣缸類型為：CM2標準氣缸；缸徑25mm；行程125mm；圓筒是耐熱的（因為剝皮機在高溫下工作）。3.5 換向閥的選擇3.5.1 電磁閥簡介氣動換向閥與液壓換向閥類似，分類方法大致相同。根據氣動換向閥芯結構的不同，可分為：滑閥式、截止式、平面式、旋塞式和隔膜式。其中，截止式換向閥和滑閥式換向閥應用廣泛；根據其控制方式的不同，可分為：電磁換向閥、氣動換向閥、電動換向閥和手動換向閥，其中后三種換向閥的工作原理與相應的換向閥基本相同。液壓換向閥中的閥門；按功能特點可分為：單向調節閥和換向調節閥

52、。3.5.2 電磁閥計算與選型換向閥選型步驟1）方向控制閥系列的選擇應根據不同的執行機構選用不同功能系列的閥門。2）方向控制閥規格的選擇選擇閥的通流量應滿足系統的工作要求，即閥門的通徑應根據氣動系統對元件瞬時最大流量的要求來計算。3）控制方式的選擇應根據工作要求和氣缸的動作方式選擇合適的換向閥控制方式。使用電壓的選擇因為去皮機的氣缸涉及到中停，所以我們根據電磁閥的作用來選擇三位五通換向閥，然后計算耗氣量。由于去皮機涉及中止，故選用三位五通中封電磁閥。耗氣量計算式中：L氣缸行程（m）；n每分鐘往返次數；P壓縮空氣壓力（表壓），Pa；P0大氣壓力，Pa。然后根據公式：Qv=9.50L/min。查閱

53、機械設計手冊（P22-584） ，選擇：SY3320-D-M5電磁閥工作壓力：0.20.7有效截面積：3.6重量：65g3.6 單向節流閥的計算和選型3.6.1 單向節流閥介紹在氣動傳動系統中，通過調節壓縮空氣的流量來實現對執行器運動速度和延遲元件延遲時間的控制方法，稱為流量控制。實現流量控制的裝置有很多，大致可以分為兩類：一類是不可調流量控制，一類是可調流量控制。在氣動系統中，流量控制一直是通過流量控制閥來實現的。氣動流量控制閥主要有兩種：一種是設置在回路中，控制通過回路的空氣流量。此類閥包括節流閥、單向節流閥、柔性節流閥和行程節流閥。 ;另一個連接換向閥的排氣口，控制換向閥的排氣量。這種閥

54、門稱為排氣節流閥。節流閥、單向節流閥、行程節流閥的工作原理與同類型閥門中的液壓閥相似。單向節流閥是一種由單向閥和節流閥組成的流量控制閥，是最常用的節流閥之一。由于常用于氣缸調速，故又稱調速閥。3.6.2 單向節流閥的作用及選型依據作用： 1）調整氣缸活塞的運動速度；2）延時換向閥，信號屏蔽長度可調；3）氣體信號傳輸速度的調整；4）油量的調整（如注油器）。依據：1）根據氣動系統或執行器的進排氣口選擇；2）根據調節流圈選擇；3）根據使用條件選擇（如普通氣動控制系統或邏輯控制系統）。查閱機械設計手冊（P22-389），選擇單向節流閥型號：XQ150400。直徑2mm，流量范圍：0115L/min。3

55、.7 三重零件的選擇在氣動技術中，將空氣過濾器、減壓閥和潤滑器三個氣源處理元件組裝在一起，稱為氣動三聯體，用于對進入氣動儀表的氣源進行凈化、過濾和減壓，使其達到額定供應量。樂器。氣源壓力，相當于電路中電源變壓器的作用。空氣濾清器減壓閥設計輕巧，安裝方便。因此與氣動變送器、氣動調節器等產品配套使用。如果把空氣濾清器的減壓閥設計成一個整體，就變成了兩件式。氣源處理三聯體包括氣壓減壓閥、過濾器和潤滑器三部分。減壓閥可以穩定氣源，使氣源保持恒定狀態，可以降低因氣源壓力突然變化而對閥門造成的壓力。或損壞執行器等硬件。過濾器用于清潔氣源，可過濾壓縮空氣中的水分，防止水分隨氣體進入設備。該注油器可潤滑機體的

56、運動部位，對不便加潤滑油的部位進行潤滑，大大延長機體的使用壽命。查閱機械設計手冊（P22-408），選擇三聯型號：QLPY1-06-01-6適用于減壓閥。閥門直徑為：6mm；接口螺紋：G1/8；壓力調節范圍：0.050.63（適合減壓）3.8 系統管道確定管道類型的選擇1）空壓機排氣口至冷卻器、油水分離器、儲氣罐、空氣干燥器的壓縮空氣管路構成空壓站管路；壓縮空氣由空壓機輸出，連接廠區車間。這部分管道構成廠區壓縮空氣輸送管道；從車間到氣動設備的壓縮空氣輸送管道，這三種管道的輸送管道應選用管道中的無縫鋼管。2）硬管適用于高溫、高壓及固定場合。在車間圍護結構內，也可以使用質量可靠的鍍鋅焊管，但必須通

57、過耐壓試驗；銅管價格昂貴，抗振能力弱，但易于彎曲和安裝。 .3）軟管用于工作壓力不太高，溫度低于70的場合。膠管拆裝方便，密封性能好，但易老化，壽命短。適用于氣動系統部件之間的快速接頭連接。氣動工具的操作位置變化很大，可以使用PU軟螺旋管。4）鋼管在使用前可以發黑或鍍鋅。焊接法蘭連接用于直徑超過 80 的管道。根據高溫使用環境，選用硬質管材。3.9 管道計算與選擇當工廠的每臺氣動設備對壓縮空氣的工作壓力有各種要求時，氣源系統的管路必須保證最高的壓力要求。為了避免在管道中流動的壓縮空氣損失過多，必須限制管道的流量。管道速度或最大流量決定了管道直徑的大小。管徑d：（男）（5-11）式中 Q 為管道中壓縮空氣的體積流量， ；V管道內壓縮空氣的流量，一般廠區管道內壓縮空氣的流量為810 ，氣體車間的流量可達1015 。為避免壓力損失過大，將壓縮空氣管的流量限制在25以下。根據要求，本系統中v=10 。則根據公式（5-11）：d=8.45mm，對比選擇d=9mm檢查“機械設計手冊”并選擇PA