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液压夹紧卡轴箱旋切机设计.doc
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1、济南大学毕业设计第三章 主传动系统设计1 前言1.1 选题背景随着世界经济的发展,特别是建筑、家庭装修、包装业的发展,整个世界对木材的需求量越来越大,而木材的生长速度远远赶不上这一发展的要求。与此同时,新材料、新工艺、新技术、新的设计设计与理论方法的不断出现,木材作为被广泛使用的材料,越来越受到人们的重视,而木工设备也随之不断的发展。木材是家具和建材行业不可或缺的材料,但现实告诉我们,由于先前人们对资源的浪费,全球的原木资源正处在匮乏的阶段。所以,合理利用有限的资源,走可持续发展的道路迫在眉睫。要实现资源的有效利用,就要提高我们的技术和设备,实现木材加工的高效生产、低能耗、节约生产成本等。近些
2、年来,我国的木材设备虽然得到了高速发展,但是我们不得不面对现状:我国设备产品水品低、性能差、可靠性不高、不适应现代农林科技、家具业发展的需要;科技基础薄弱,自主开发能立差;私营小企业较多,仿制现象较严重,科技人员少,严重制约了木工企业的科技发展;企业装备陈旧,工艺落后,自动化程度低;产品设计只停留在以经验和模拟为主的传统设计,现代设计理论方法很少在设计中体现。而改变这一切的关键在于在木工设备中使用现代设计方法。减小木芯直径, 提高生产效率和单板质量一直是木单板加工行业追求的目标, 同时也是单板加工设备制造业努力的方向。在80年代初期, 芬兰、美国、意大利、加拿大、日本等国就开始了这方面的潜心研
3、究, 并先后在美国考埃公司、意大利克里蒙娜公司、芬兰劳特公司、日本名南公司相继推出了适用于小径木旋切的新设备和新工艺。这些公司新采取的关键措施大致是: 改进旋切机刀架结构及采用旋刀角度自动调整系统; 改进单板厚度控制系统,包括采用滚柱压尺和引入计算机控制; 改变旋切驱动形式, 采用外圆驱动, 辊筒驱动等。如芬兰劳特公司采取新的措施后, 已取得了令人满意的效果, 推出的新旋切机每分钟可旋8根木段, 木芯直径小到65mm, 旋切速度达到300m/min。目前,世界各国都在不断的引进、选用、开发新技术和新设备,努力改善对木材资源的合理利用,中国是资源大国,更要加强对资源的节约利用观念,使我国的加工水
4、平提高,这样不但能保护环境,降低木工机械的加工成本,节约成本,还能够把节约来的大量资金运用到技术开发和科研中去,使企业不断的达到世界领先水平。随着我国加入WTO ,国外的先进技术和设备会不断涌入,我国卡轴式旋切机与国外的差距越来越小。对我国而言,挑战与机会共存。目前,我国的旋切机已能满足现阶段大部分单板等材料的生产需要,一部分高档旋切机技术参数可达到:工作精度:单板厚2MM时,厚度公差0.05mm。机床精度:两卡轴轴线的同轴度 0.2/12501600;装压尺面与两卡轴公共轴线的平行度0.2/12501600。自动化程度:应用液压电子技术,易于操作,维修方便。工作安全可靠,连续2年无重大机械电
5、器故障。主轴转速200转/分。面对当前全球资源严重枯竭的现状,我们每一个人都有责任为我们的家园尽一份力量,我们要不断的努力,学习,研究,勇于创新,创造出更优秀的产品来造福人类。1.2 研究课题的必要性和意义我的设计题目是:液压夹紧卡轴箱旋切机设计。这个题目涉及到了我大学四年所学的所有专业知识,包含了齿轮、齿条、轴、轴承、箱体和导轨等很多方面的知识,我要设计的旋切机和传统旋切机不同,传统旋切机大多是无卡轴旋切机(辊子压紧)和机械夹紧旋切机。近年来,随着人民生活水平和生活质量的不断提高,对居住环境提出了更高的要求,促进了我国胶合板工业的发展。胶合板的产量和品种日益增多,需求量越来越大,因而为单板的
6、加工利用开拓了新的领域。我要设计的旋切机借用液压系统来设计卡轴箱,不仅具有摩擦力小、噪音小、耗电量小等优点,而且切削精度高,对木材的利用率也高。当前世界的木材处在极度短缺的阶段,充分利用每一段木材,都将对环境有着极大的意义。另外,我也喜欢这个课题,希望通过这次设计能够提升自己对所学知识的的利用能力。2 旋切机的工作原理与结构旋切机原理图如下:1.木段 2.压尺 3.旋刀 4.刀床 5.进给丝杠 6.手轮 7.刀床快速进给电机 8.锥齿轮副 9.进给丝杠 10.刀床 11.链传动 12.进给箱 13.液压缸 14.电动机 15.卡轴 16.液压泵整机的工作过程如上图所示: 当木段1被送到旋切机定
7、好中心后, 左、右卡轴15即可在液压缸13的作用下伸出并卡紧木段1, 进而在主电动机的驱动下由慢到快地带动木段1旋转, 带有旋刀3和压尺2的刀床4向木段1作进给运动,从而旋切出连续的单板。刀床4的进给丝杠5由右卡轴通过链传动11、进给箱12和两对锥齿轮8传动,单板的厚度决定于卡轴15每转的刀床进给量。改变进给箱12中齿轮传动的传动比,即可获得不同厚度的单板。为保证旋切过程中单板厚度均与一致,卡轴与刀床之间不应采用摩擦传动副,如皮带传动、摩擦轮传动等。现代化的旋切机其基本工作原理虽未改变,但在结构上进行了大量改进,从而提高旋切效率、改进旋切质量和提高出板率。新型旋切机的最高转速已提高到300rm
8、in,比老式旋切机转速约高10倍,并且实现了恒线速旋切。现在旋切一根径级约30cm的木段不到20秒钟,为了充分发挥高速旋切机的效率,还须相应地缩短木段定心、上木、换刀、后角调整、压榨力调整和单板厚度调节等等辅助时间。因此,新型旋切机大都配有各种型式的自动定心、上木机构,木芯和碎单板、小规格板运输装置,单板自动卷板或贮存装置以及整机实现半自动或自动化。新型旋切机普遍采用液压双卡轴和防止木芯弯曲的压辊装置,以减少旋切后木芯的直径,提高出板率。目前,木芯直径可旋至。在旋切用于层压胶合木的特厚单板的旋切机上已采用旋转的辊柱压尺代替传统的平压尺,可以降低旋切功率,防止单板开裂,提高旋切质量。由于厚单板旋
9、切时阻力矩较大,这种旋切机也有的采用一个或三个附加驱动辊子,既可防止木芯的弯曲,又增加驱动木段的力矩。对于旋切微薄单板的精密旋切机已用滚珠丝杆替代普遍的进刀丝杆,保证走刀精度。还有一种安装两把旋刀的旋切机,首先由底部的旋刀将木段旋圆,然后由主旋刀旋出单板带。采用两把旋刀可以减少主旋刀的油刀次数,还可避免由于主旋刀细小的崩刃而影响板面的质量。旋切机的其它改进,如喷气压尺,振动旋刀旋切以及机上加热软化木段进行旋切等等,尚处于试验性阶段。旋切机主要有:主传动系统、进给箱及传动系统、左右卡轴箱、刀床等,除此之外,现代旋切机还有:木段定心系统、上木机构、防弯(驱动)机构、卷板机构、木芯及碎单板输送机构等
10、。3 主传动系统设计被旋切的木段产生连续的旋转运动就是旋切机的主传动系统。它包括主卡轴箱、传动系统、进刀座、刀床以及进给箱。主传动系统一般包括离合器、主电动机、卡轴和中间传动机构的链轮或驱动齿轮,主传动系统可以说是旋切机的心脏部分,没有它的存在,旋切机也就不复存在了。随着旋切机的工作,木断会随之变细,直径变小,这时,如果旋切机只采用一种转速,那么切削的速度也就会随之发生变化。一旦旋切机的旋切速度下降,旋切机的生产效率将会随之下降,影响了经济效益。所以旋切的主传动系统的速度不应该是保持不变的,而是处在不断的变化当中,也就是说是一种变速传动。变速传动一般存在以下几种:异步电动机、多速异步电动机和齿
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