图8-2 叶片泵外形图
表8-1 YB型叶片泵的主要参数
型号 理论流量(ml/r) 额定压力(Mpa) 输出流量(L/min) 转速r/min 驱动功油口尺寸 率 Kw 进口 出口 YB-A9B 9.1 7 6.9 600-2000 1.3
8.2 电动机的选择
研磨液供给系统中电机的作用是为研磨液系统提供动力,故研磨液系统所用电机功率需大于叶片泵所需功率才能保证能连续供给研磨液,考虑到要把悬浮在储液箱中的磨料均匀搅拌,需要增加额外功率,初步选用Y系列三相异步电动机,Y系列三相异步电动机是一般用途低压三相鼠笼型异步电动机基本系列。该系列可以满足国内外一般用途的需要,机座范围80-315,是全国统一设计的系列产品。Y系列电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪声低、寿命长、可靠性高、维护方便、起动转矩大等优点。安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准。采用B级绝缘、外壳防护等级为IP44,冷却方式IC411。Y系列电动机,额定电压为380V,额定频率为50Hz,3kW及以下为“Y”接法,4kW及以上为“Δ”接法。 Y系列电动机应用于一般无特殊要求的机械设备、如农业机械、食品机械、风机、
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水泵、机床、拌搅机、空气压缩机等。由于搅拌研磨液中磨料的所需功率很小,我选择电机功率为2.2Kw,电动机型号为Y90L-2,具体参数见下表8-2。
表8-2 电动机参数表
电机型号 Y90L-2 额定功率 2.2KW 满载转速 2840 额定转矩 2.2 最大转矩 2.3 质量 22 8.3 带传动设计
在此研磨液供给系统中,我采用电机轴上的小带轮通过带带动水泵上的大带轮转动形成连续的离心力把储存在储液箱中的研磨液送到工作机床中。考虑到叶片泵的转速我初步选定采用传动比为2的带轮传动。
1.设计V带
1)确定V带型号;查《机械设计》 P156表8-7得:KA=1.0, 则,PC=1.0x2.2kw=2.2kw。
2)根据PC=2.2KW,
n0=2880r/min,由《机械设计》P152图8-11,选择A型V
带。3)根据V带的带型,参考《机械设计》P155表8-6和P157表8-8取d1?80。
满足有≥,验算带速v根据式 因为5m/s<v<
30m/s,故带速合适。由i=2,查课本P157表8-8取d2?160 4)确定V带的中心距a和基准长度
0.7?dd1?dd2??a0?2?dd1?dd2?;根据
168mm<a0<480mm,初定中心距为
Ld?L0?258.8,取2250mm,由式L0=2a。+π(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4a。)=882.4mm,查《机械设计》P146表8-2取Ld?900。计算实际中心距:a?a0?中心距为260mm,中心距的变化范围为255-285.8
5)验算小带轮包角?:由《机械设计》P195页式13-1得:
??180??d2?d1?57.3??162.3??120?。 aZ?6)求V带根数Z:由P204页式13-15得:
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Pc?P0??P0?K?KL
查《机械设计》P152插值法得P。=1.21,△P。=0.34。 查《机械设计》P146表8-2得Kl=0.87。则 Z?取Z?2根。
7)求作用在带轮轴上的压力
FQPc? =1.7,考虑到要增加一根搅拌轴,
P0??P0K?KL??:查《机械设计》P201表13-1得q=0.10kg/m,
FQ故由《机械设计》P197页式13-7得单根V带的初拉力:
作用在轴上压力:Fc =343N。
=86.8N
V带传动一段时间会因带的塑性变形和磨损松弛,设置一张紧轮,同时把张紧轮固定在一根定轴上,轴的下端安装搅拌叶片,在机器运转时带动叶片搅拌把沉淀在储液箱底的磨料搅拌起来悬浮在研磨液中。
8.3.1 带轮的结构设计
带轮材料选用HT200,安装在电机上的带轮采用实心式结构,安装在水泵上的带轮选用腹板式结构,张紧轮选用实心式结构。根据《机械设计》P161设计带轮,基本参数如下表8-3。
表 8-3 带轮基本参数表 名称 小带轮 大带轮 张紧轮 带轮宽度mm 38 38 38 D(孔径)mm 24 22 25 (基准直径) 80 160 68 mm 86 166 74 8.4 传动轴的结构设计
传动轴设计过程和机床主轴相似,根据电机功率和叶片泵消耗功率,轴承载的最大功率为0.9kw,轴分为三段,第一段轴用来安装滚动轴承,轴的长度要小于轴承宽,故此段尺寸为Φ20313.8mm,接着是安装带轮的一段,设计尺寸为Φ25346.5mm,轴肩高度为2mm,安装带轮段开一834328mm的键槽,轴右端设置一轴肩,高度为5mm,倒圆角为1.5mm,长度为5mm,接着是一过渡段,长度为Φ25378mm,然后是安装轴承段尺寸为Φ20313.8mm,接着是一过渡段,尺寸为
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Φ18334mm,然后是一伸出段,尺寸是Φ16384mm,下面是一有锥度的轴,锥度为1:10,长度和半径按国家标准圆锥轴的长系列设计。由于传动轴下端是一叶片,功率不大且不需要太高精度,校核同上。
8.5 滚动轴承的选择
滚动轴承选择同上主轴中滚动轴承选择相同,根据轴的结构设计,我选择圆锥滚子轴承,圆锥滚子轴承既能承受轴向力,又能承受径向力,我选择型号为30204。.同时根据《机械设计》中要求设计轴承盖,详见装配图。
8.6 箱体设计
考虑到泵和电动机安装的要求以及结构的影响,以及材料的影响,我把箱体采用Q235钢板加工,由于它含碳适中,综合性能较好,强度、塑性和焊接等性能得到较好配合,用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢,中厚钢板。箱体主要作用是支撑和存储研磨液,由于焊接结构较之铸造结构具有强度和刚度高重量轻生产周期短以及施工方便,结构设计灵活,壁厚可以相差很大,并且可以根据工况需要不同部位选用不同性能的材料,适宜单件小批量生产。箱体和箱盖分开加工,待加工完成后,把电机和叶片泵装在箱盖上,同时把叶片和传动轴以及轴承安装起来,并进行试运行,运行无误后,和储液箱安装在一起。
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设计总结
机床的设计应当在满足使用要求的前提下,机器的结构应尽量简单,工艺性好,容易制造和装配,维修方便等。机器的系列化、零部件的通用化和标准化,对机床的结构、制造与维修有直接的影响。机床的系列化可以用最少的品种满足各种不同的需要,又可以使同类机床结构典型化,以减少设计的劳动量。部件的通用化和零件的标准化既可以缩短新机床的设计周期和制造成本通用化和标准化程度的提高,使得使用厂容易买到易损件,维修时就可以不制造或少制造备件。设计时应注意机床体积小、重量轻、占地面积小、外形美观以及注意防止污染环境,例如减少噪音、防止漏油、消雾等。机床成本的高低,表示了它在经济上是否合理,同时也反映了管理水平的高低。必须十分重视和努力降低机床的成本。
ZY400齿圈式单面研磨机属慢速研磨机,研磨盘直径为400mm,研磨盘最高转速60r/min,工件最高转速为16r/min,研磨机主要有电机,减速器,传动系统,箱体,研磨液供给系统组成,电机采用调频电机,电机功率为0.55KW,主要使用转速为0-1500r/min,减速器采用锥面蜗杆减速器,减速器的传动比为25,减速器最高转速为1500r/min,电机和减速器之间才用膜片联轴器联接,减速器和工作机主轴采用非弹性联轴器,可定期更换弹性元件,保证主轴传动精度,主轴上嵌套研磨盘和工作台中的中心齿轮,中心齿轮带动工作台中的游星轮既做自传运动,同时做绕齿圈的的公转运动,齿圈固定,游星轮最高转速为16r/min,游星轮内开7个Φ13的孔用来安放工件和夹具,夹具上方放置重物对工件施加压力,最高加压能力为0.06Mpa。在研磨过程中不断对工件添加研磨液,研磨液中含有磨粒,研磨机主要依靠磨粒的锐度对工件精加工,但由于研磨过程中磨粒的相互作用,研磨盘会磨损,采用离散磨料可以减少磨具对工件的影响,但使用一段时间后还要对研磨盘修整,以保证加工精度。
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