BSG2213寬帶砂光機設計畢業論文

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1、 BSG2213寬帶砂光機 The Graduation Design for Bachelor's Degree BSG2213 Wide Belt Sander 摘 要 砂光機是利用磨具對各種板類，木制品構件進行砂削加工的設備。砂光機在人造板和家具行業中使用面廣，需要量大，品種較多，近年來發展速度較快。砂光機的特點是適應性強，能提高工作的尺寸精度，也能降低工件的表面粗糙度，是木材加工的重要機床之一。 綜合了以上考慮之后，我將本次設計的題目定為BSG2213型單面雙砂架上

2、砂式寬帶砂光機，履帶送料，輥式砂架定厚，壓磨式砂架精磨的組合。壓磨式砂架由接觸輥，壓磨器，導向輥和張緊輥組成。 為了防止重心過高引起整機振動，設計中將主電機置于下方，并通過皮帶傳動帶動驅動輥旋轉，使整機重心下降，有效增強了整機的穩定性。 關鍵詞：寬帶；砂光機；壓磨式砂架；壓磨器；輥式砂架 ABSTRACT Belt Sander is the equipment utilizing attrition tool for machining to every kind of board and woodwork component. The belt sander

3、is widely applicated in the wood-based plate and furniture trade, the requirement is very large. The belt sander have lots of variety and develop fast in recent years.The sander have the characteristic of good adaptability, so it can improve the size precision of the work, take from the surface roug

4、hness of the work piece, becoming one of the important lathes of wood working. After integrate the consideration of above decided to design a machine named BSG2213. It has two sand belt shelves which locate on the up part of the sander, feed with track, and have the two kinds of sand shelves.

5、 To avoid too big vibrating from the gravity if it was located high, and the electrical engineer drives the roller with leather belt. This design attaches a good stability. Key words: Wide Belt; Sander; Press Abrading Grinding Shelf ; Pressing Block; Rolling Grinding shelf I 目

6、 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 緒 論 1 1.1 課題背景和研究意義 1 1.2 砂光機的發展趨勢 2 1.3 國內外寬帶砂光機的發展動態 3 1.4 本課題的立題依據 4 1.5 本課題研究的內容 5 第2章 總體方案擬定 6 2.1 設計的總體原則 6 2.2 砂架的型式 6 2.3 機架的設計 9 2.4 升降系統 10 2.5 吸塵系統 10 2.6 清潔系統 10 2.7 驅動系統 10 2.8 接觸輥、張緊輥的具體設計 10 2.9工作原理 12 2.10本章小結 12 第3章 機床的結構及工作原理 13

7、 3.1機床的總體結構 13 3.1.1機床的布局 13 3.1.2機床的總體結構 14 3.2 機床的工作原理 15 3.3 設計計算 16 3.3.1電機的選擇 16 3.3.2 帶輪的選擇 17 3.3.3 軸承的選擇 18 3.3.4 氣缸選擇 19 3.4 砂光機的安全防護和潤滑 19 3.5本章小結 21 第四章 主要的設計計算 22 4.1概述 22 4.2切削速度及接觸輥直徑的確定 22 4.3電機功率的確定 23 4.4軸強度校核 24 4.5 軸承的校核與計算 29 4.6電動機的校核計算 31 4.7本章小結 31 第5章 本機的機構

8、特點和技術經濟指標 32 5.1 本機的結構特點 32 5.2 本機的技術經濟指標 33 5.3本章小結 34 結 論 35 參考文獻 36 致 謝 38 第1章 緒 論 1.1 課題背景和研究意義 砂光機是利用磨具對各種板類，木制品構件進行砂削（或稱磨削）加工的設備。砂光機在人造板和家具行業中使用面廣，需要量大，品種較多，近年來發展速度較快。 砂光機的特點是適應性強，能提高工作的尺寸精度，也能提高工件的表面粗糙度；能加工寬度較大的工件，也能加工窄的工件；能加工各種平面，也能加工各種曲面；能用于大量生產，也能用于小批生產。目前，國外的

9、砂光機越來越多的代替刨床加工。砂光不僅可以大大的減少刨刀造成的木材撕裂，節疤撕裂和表面損壞現象，也可以減少坯料尺寸5-10%，而且克服了刨床不安全，噪聲大等缺點。如將其和銑床，車床等組合，可連續完成成型和砂光加工。因此，砂光機成為木材加工的重要機床之一。 砂光機的主要特點有： 1.具有“快削法”之稱。由于粘滿尖銳磨粒的磨具是一種多刀多刃的特殊切削工具，砂粒均為精選的針狀磨粒，其長寬比大于1.5，粒度均布，磨粒等高性好，可使全部磨粒同時參加磨削，對工件的砂削效率很高，帶式磨削的效率可達銑削的十倍左右。 2.具有“冷態磨削”之稱。由于現在的砂帶，砂紙大都采用靜電植砂工藝，所以

10、磨粒均直立于基底且鋒刃向上，定向整齊排列，磨粒間容屑空間大，磨粒與工件的接觸面積小，磨削熱產生少。尤其帶式砂光，磨粒散熱時間間隔長。磨削后的工件表面殘余應力和表面硬化層的深度均大大低于砂輪磨削和輥式磨削，減少了工件的變形和燒傷。 3.具有“彈性磨削”之稱。砂光機在砂削過程中與工件的接觸大都為柔性接觸，有較好的跑合和拋光作用，且靜電植砂后的磨粒具有較小的負前角和較大的后角，即使對木紋較亂的木材表面進行加工也能得到好的表面粗糙度，不致于像刨切和銑削一 樣將木材纖維撕裂或留下刨銑壓痕。 4.輔助時間少。對于寬帶式砂光機而言，工件在一次定位以后，可多次方便地更換砂帶；對于多個砂光

11、頭組合而成的寬帶式砂光機，工件可以在一次送料中通過各個砂光頭上不同粒度砂帶的連續砂削而得到精美的表面質量，提高了生產效率。 砂光機主要包括以下幾大類： 1.窄帶式砂光機：主要用于家具行業中砂光家具板件，成型板件等； 2.寬帶式砂光機（砂帶寬度大于600mm）:主要用于人造板行業和家具行業中定厚砂光和精細砂光如膠合板，刨花板，中密度纖維板，實木板，門窗框，家具板件等。或精光單板鑲板，貼面板，油漆面等； 3.盤式砂光機：主要用于木材廠和家具廠加工各種板件的平面和斜面； 4.輥式（包括軸式）砂光機：主要用于木材廠和家具廠砂光各種板件（輥式砂光機主要用于加工平面或曲面，式砂光機可加工

12、較小的平面，端面，斜面，內曲面和外曲面）； 5.手提式砂光機：主要用于砂光或拋光板件的平面。 1.2 砂光機的發展趨勢 1.向高精度發展。為提高加工精度，各國都采取了許多措施：如提高接觸輥的制造精度和調整精度；提高輸送帶式工作臺的平度；接觸輥等回轉件都經動平衡矯正；采用厚度微調機構，加工厚度采用數字儀式或經放大顯示；有的砂光機已能加工0.4mm厚的單板。 2.向低粗糙度發展。砂帶橫向擺動方式趨于普遍應用。許多砂光機上采用了電子控制砂帶的橫向擺動，氣墊式壓帶器，電子控制分段式壓帶器，采用大直徑地硬度接觸輥，附設精光輥等措施。 3.向高加工能力發展。為了提高砂光效率,有的砂光機上采用大功

13、率電機,高砂削速度(達40m/s),高進給速度(達75m/min),為提高加工短工件和油漆面的能力,許多砂光機上采用真空輸送帶式工作臺,采用橡膠輸送帶,采用特制的進料壓管,壓板,壓靴式組合式進料裝置,采用各種軟質壓帶器等。加工工件最短為100mm, 最薄可至2mm,厚度為3mm的一組工件也可同時加工。 4.向高自動化程度發展。如工件自動定厚；實現定厚——精砂自動轉換，采用電子程序控制壓帶器；砂帶和輸送帶自動對中等，近年又出現了微機控制的仿型砂光機。 5.向安全和無粉塵方向發展。在各種砂光機上普遍采用高效的集塵除塵裝置，改善工作環境衛生條件，保持工件表面的清潔。 隨著中國改革開放帶來的信息

14、技術，中國的木工機械廠家也開始研制自己的砂光機。國內最早地木工寬帶砂光機研制廠家是牡丹江木工機械廠，從一九八二年起參照日本菊川之技術生產出了BSG系列砂光機；然后青島木工機械制造總公司從一九八七年引進意大利DMC整套技術取得了成功，并逐步拓展成多規格和功能的系列化產品；其次蘇州林機廠引進德國BION之技術生產出重型砂光機，主要用于人造板生產線，隨后其精細類寬帶砂光機也應運而生。 就砂光機的生產起步來說，我國同國外先進國家相比約落后四十多年；就技術水品而言，由于起點較高，約落后十五年左右。 在中國，砂光機的市場還是很大的，但面對國際市場的沖擊，還有價格低，功能全的中國臺灣木工砂光機的沖擊，使

15、得國內大陸砂光機的生產廠家變得較為嚴峻，而且我國砂光機的研制廠家都在紛紛上馬，使得砂光機市場競爭變的更加激烈。 隨著木材工業的迅猛發展，砂光機已成為木材加工和家具行業廣泛應用的設備，砂光機的功能是：一、進行精確的幾何尺寸加工。即對人造板和各種實木板材進行定厚加工使厚度尺寸誤差減小到最小限度。二、對木制品零部件的裝飾表面進行修整加工，以獲得平整光潔的裝飾面和最佳的裝飾效果。前者一般采用定厚磨削的加工方式，后者一般采用定量磨削的加工方式。 經過廣泛的市場調研及實地考察，本次設計綜合考慮了產品性價比、應用范圍、工藝性、國內生產現狀及個人能力，以下對立題過程進行簡要的分析。 與窄帶式砂光機相比寬

16、帶砂光機的砂帶寬度大于工件的寬度，且允許以較高的速度進給，其生產率高于窄帶式砂光機；此外，寬帶砂光機的砂帶比輥式砂光機的砂帶要長的多，因此砂帶易于冷卻，且砂帶上磨粒之間的空隙不易被磨屑堵塞，故寬帶砂光機的磨削用量可比輥式砂光機。所以在平面磨削中寬帶砂光機幾乎替代了其他結構的砂光機。 寬帶砂光機的砂架的結構有：一、接觸輥式砂架（如圖1.1圖a）；二、砂光墊式砂架（如圖1.1圖b）；三、組合式砂架（如圖1.1圖c）；四、壓帶式砂架（如圖1.1圖d）；五、橫向砂架（如圖1.1圖e）。后兩種的原理都是輥式和壓磨式的改進。輥式砂架的砂帶與工件之間是線接觸，砂削力大，一定程度上代替了刨的功能，但砂削質量

17、粗糙，只適合板材二次加工中的定厚及粗砂；壓磨式砂架的砂帶與工件之間是面接觸，接觸面大，砂削力小，適合于精砂光。此兩者的作用相輔相成。 綜合了以上的考慮之后，我將本次設計的題目定為單面上砂式雙砂架砂光機，其形式為輥壓組合式，履帶進給。 為了砂帶的偏移問題，設計使用了糾偏裝置。為了減小整機振動，將主電機置于工件能下方，利用皮帶傳動帶動驅動輥旋轉。 綜上所述，本機在設計過程中進行了充分的立題論證，從理論到實踐都符合設計的基本要求，因此依據客觀充分，使整機在性能和經濟性方面符合客觀要求。 1.3 國內外寬帶砂光機的發展動態 寬帶砂光機作為一種先進的技術手段，特別是其高生產率和完美的加工質量深

18、受用戶歡迎。七十年代后期，隨著我國經濟發展和對外開放政策實施，國內許多廠家通過各種渠道引進國外多種型式的砂光機。88年之前引進了來自日本、意大利、德國、美國、英國、荷蘭、芬蘭等七個國家18個廠商超過200臺砂光機；89年以后，隨三 （a） (b) (c) (d) (e) 圖1.1 砂架結構 資企業的興

19、起，臺灣、香港等地的砂光機紛紛進入大陸。這些砂光機均能起到滿意效果，對我國木材加工行業進步起推動作用。 而我國砂光機制造起步較晚，是在85年以后國內先后有六家工廠在引進制造技術，參考進口樣機基礎上，試制成功多種型號寬帶砂光機，填補我國砂帶磨削機械生產上的空白。這些砂光機已被廣泛用于家具、木制品、膠合板、刨花板、中密度纖維板、竹材人造板、貼面裝飾材料和新型材料等工廠的生產。 可見我國木材和人造板行業對砂光機應用已達到相當規?！，F在國產砂光機與國外同類產品的差距已經不是很大，例如蘇福馬股份有限公司、青島千川木業設備有限公司等廠家，他們的產品已經達到了很高的水平。隨近幾年國內幾家鄉鎮木工機械企業

20、的蓬勃發展，對我國木工機械行業的進步做出一定貢獻。 寬帶砂光機作為一種技術要求較高，生產工藝復雜的木工機械在中國的發展，還須全體同仁共同努力，開創我木工行業的新紀元。 1.4 本課題的立題依據 砂光機是現代木材加工生產中廣泛應用的設備之一，用于各種人造板材、木制品構件和木制零件的精加工，以提高其尺寸精度，表面平直度和光潔度，為木制零件的油漆或板材的二次加工獲得良好的基面。 砂光機的形式多種多樣，近來興起的一種新型帶式砂光機------寬帶砂光機已獲得廣泛應用。寬帶砂光機的砂帶寬度大于工件的寬度，一般砂帶寬度為630—2250mm，因此對板材的平面砂磨，只須工件作進給運動即可，且允許有

21、較高的進給速度，故生產率高。此外，寬帶砂光機的砂帶比輥式砂光機的砂帶要長得多，因此砂帶易冷卻，且砂帶上磨粒之間的空隙不易被磨屑堵塞，故寬帶砂光機的磨削用量可比輥式砂光機大。寬帶砂光機每次最大磨削用量可達1.27mm，進料速度可達18—60m/min。寬帶砂光機使用壽命大，砂帶的更換較方便、省時。由于種種優點，在平面磨削中，寬帶砂光機幾乎代替了其他結構形式的砂光機。 綜上所述，選擇“單面上砂式雙砂架砂光機”這個題目，這個砂光機主要用于板式家具生產線的定厚砂光和表面精磨光。 1.5 本課題研究的內容 設計BSG2213單面上砂式雙砂架砂光機，主要用于板式家具表面精磨光。 該砂光機可與每年1

22、-20萬立方米人造板生產線配套。 主要技術參數： 最大加工寬度 mm 工件厚度范圍 mm 加工精度 mm 進料速度 m/min 砂帶尺寸（長×寬） mm 砂帶線速度 m/s左右 吸塵風速 m/min 主電機功率

23、 18.5kw 除塵裝置風量 9800m3/h 壓縮空氣工作壓力 0.6MPa 外型尺寸（長×寬×高） mm 凈重量 4500kg 第2章 總體方案擬定 2.1 設計的總體原則 (1) 應考慮木材砂削工藝方面的各種因素，以適合于不同工件加工的工藝靈活性，保證較高的加工精度和穩定的加工質量。 (2) 操作方便舒適，易于維護、修理和調整。 (3) 最大限度地降低

24、振動、粉塵和噪聲，提高機床的整體強度，保證其可靠性和安全性。模具畢業設計工作室——專業定做模具設計,包括模具畢業設計和課程設計,同時有大量的現成的設計出售。QQ：1296369724?，手機：15515619641。 其他機械畢業設計： 因為真誠，所以信任！因為專注，所以專業！因為專業，所以信賴！? 淘寶店鋪： (4) 降低成本，經濟實惠，耐用、電能、壓縮空氣消耗適中。 (5) 結構布局及色調要和諧，保證其外觀質量。 (6) 整個機床的幾何精度、工作精度、制造與驗收條件、安全防護等均應符合國家規定的寬帶砂光機的標準。 2.2 砂架的型式 根據砂削部分的結構不同，砂光機有三種

25、基本型式的砂架： 輥式砂架（如圖2.1所示）、壓磨式砂架（如圖2.2所示）和組合式砂架（如圖2.3所示）。砂光機砂架設計主要應保證剛度及抗震性能，砂架與機架結合應緊密，使之與機架成一牢固整體。只有滿足上述兩個條件才能保證砂光機工作過程的穩定性和較強的砂削力。 相應的，砂帶磨削方式也有三種：接觸輥式、壓磨墊式和組合式。 接觸輥磨削：從理論上講，砂帶與工件的接觸是線接觸，接觸面小，分配到單個磨料上的壓力非常大，因此有利于去處大的砂光余量，用于對板材進行厚度方向的幾何尺寸的精確校準加工，以獲得所需的均勻一致的板材厚度，是用于定厚磨削工序。相應的砂光頭上需安裝粗粒度的砂帶。 壓磨墊磨削：工作區

26、的面積比較大，為平面磨削，參與磨削的磨料較多，單個磨料受到的壓力較小，有很多磨料同時參與工作，適用于磨削量小、需要增加光潔度的拋光工序，用于去除粗砂砂痕和砂光波痕，以獲得手感細膩光滑的砂光表面。相應砂光頭上需安裝細粒度的砂帶。 組合磨削：接觸輥與壓磨墊的組合，兼有定厚和精砂的功能。定厚輥和壓磨器可以分別單獨調整。當定厚砂削是將接觸輥調整到工作位置，此時定厚輥作為過渡導向輥使用。這種砂削方式的靈活性好，常設置在定厚磨削之后，拋光磨削之前，解除輥和壓磨墊磨削量不同的比率根據具體情況進行設置。 圖2.1 輥式砂架 2.3 機架的

27、設計 (1) 對振動、噪聲、剛度、可靠性等因素要著重考慮，如有的砂光機整個焊接機架里面注滿了水泥沙石，這種結構堅實，抗震的鋼框架結構保證了定厚砂光的精度。 (2) 應考慮整個機床的吊裝、運輸、校平與固定的問題。 2.4 升降系統 一般砂光機的升降行程為3-150mm,為了保證不同厚度工件的砂光質量，采用電機帶動絲杠升降，上機架在升降過程中的不同位置的平行度必須符合砂光機的幾何精度標準。 升降系統采用電控。升降系統設計有精密厚度顯示器。保證工件的厚度公差在0.05mm之內。 圖2.2 壓磨式砂架 圖2.3 組合式砂架 2.5 吸塵系統 工件在磨削制造過程中要產生

28、大量的粉塵，因此在砂光處都要裝有吸塵裝置。 吸塵裝置與集塵器的接口管徑的大小視機床的磨削寬度和砂削功率的大小而定。設計吸塵裝置時要保證集塵器與吸塵裝置接口處的真空度。吸塵管內的平均氣流速度及吸塵風量，要保證吸塵罩的設計以及接近砂帶磨削區除塵點的配置能耗低而且除塵效率高，還可在吸塵管的中心管道處安裝空氣流量控制器，并加置控制器吸塵流量進行調節。 2.6 清潔系統 砂帶在砂削工件過程中，會有一些木粉粘在砂帶表面，如果不及時清除，砂粒將被堵塞，砂帶將丟失應有的磨削作用，若用一定的壓縮空氣噴射砂帶，使砂帶無論什么時候都保持清潔和鋒利的砂粒刃口，以保證砂帶砂削量的可靠和長的使用壽命。另外，砂帶的高

29、速切削必然產生大量的熱量，這些這種吸風系統會使砂帶快速冷卻。 2.7 驅動系統 在確定砂光機的驅動功率時，應考慮以下因素：工件的硬度、砂削量、進給速度、砂削工件的最大寬度、接觸輥直徑等。 本機床采用皮帶進給、前輥筒主要起驅動作用，電動機經蝸輪蝸桿減速器帶動前進給輥，后進給輥從動。輥筒直徑為130mm,進給速度在6-30m/min之間進行無級調速。支承輥筒的工作臺必須堅固可靠，以免除因振動帶來的不良砂光效果。 各送料滾筒精度高，轉動靈活。 2.8 接觸輥、張緊輥的具體設計 接觸輥是用來砂光工件的砂帶驅動器，張緊輥是用來張緊砂帶的輥子。 各輥子由于在砂光過程中轉速較高，所以要求各輥子

30、及支承各輥子的軸承座的加工精度要高，各輥子的配套軸承精度也要嚴格。只有滿足了以上條件，才能減輕振動和由振動和由振動帶來的波紋狀的加工痕跡。 為了增加各輥子的剛度及抗震性能，本機床接觸輥內部設置了加強肋，接觸輥外通常包一層橡膠，以獲得較大的耐磨性。接觸輥表面開有螺旋溝槽，以起散熱和疏通砂帶內表面粉塵的作用。接觸輥設計成上下可調，并裝有顯示輥子精準位置，借以改變砂削壓力和砂削量，以達到不同砂削工藝的需求。 1.最大加工寬度和砂帶寬度 最大加工寬度為寬帶式砂光機的主參數。國家標準規定的主參數為630mm，800mm，1000mm，1250（1300）mm,1600mm等6種規格。 砂帶的寬度

31、主要根據最大加工寬度確定?？紤]到進板時的對中誤差和歪斜誤差，砂帶的寬度應按最大加工寬度上加上40mm-60mm選取。 2.砂削板厚范圍 一般用途的的寬帶式砂光機，最小加工厚度應不大于3mm，最大加工厚度應不小于120mm。通常砂削板材的厚度范圍為3-200mm。 3.砂帶速度 提高砂帶速度可以提高工件表面光潔度和砂光機的生產率，但砂帶的速度過大，易使砂粒變鈍或脫落，也易使砂帶堵塞，木材表面燒焦。砂削木質材料時的砂帶速度：輥式砂架應取20m/s-30m/s；壓磨式砂架應取15m/s-25m/s；組合式砂架應取18m/s-25m/s。柔光涂漆表面時的砂帶速度：瓷漆表面3m/s-7m/s；聚

32、脂漆表面8m/s-10m/s。 4.進給速度 進給速度影響砂光的表面質量，生產率和動力消耗；進給速度大，砂削生產率高但表面質量會下降，砂削功率增加。進給速度應與砂帶速度，砂削量，工件的寬度其材料的硬度等相匹配。國產的用于砂削木質材料的砂光機進給速度通常16m/min-70m/min；用于刨花板，中密度纖維板砂削的最大進給速度為24m/min-36m/min，國外最大可達70m/min。柔光涂漆表面的進給速度通常為5-10m/min。 5.砂削壓力 增大砂削壓力，可使砂削深度增加，砂削量增大；但也使表面質量下降，對濕材的影響更為顯著，砂削壓力過大，易使砂削表面起毛，木紋浮起，砂帶易被堵塞

33、或損壞。另一方面，隨著砂帶壓力的增加，砂削溫度急劇上升，而降低砂削質量。 6.砂削功率 砂削力和砂削功率主要與被砂削材料，砂削深度，加工寬度，進料速度和砂帶速度等有關。所選用的主電機功率一般是按最大加工寬度，最大砂削深度和中等的進料速度進行計算確定的。 2.9工作原理 該機主要由機座，上機架，砂架，厚度調整裝置，進給機構，控制及除塵裝置等組成。 其工作原理為：被砂削的工件從機器左端進入，在下主動進給輥和和上從動壓緊輥筒的帶動下，首先通過對稱配置的輥式砂架，同時砂削工件的兩面，完成定厚粗砂，砂削量約占其總量的60-70%。然后依次通過錯開配置的下組合式砂架和上組合式砂架，完成兩面精砂。

34、最后通過出料端的一對刷輥，清除砂削表面殘留的粉塵。砂帶的旋轉方向與工件懂得進給方向相反，砂下的木粉經各自的吸塵口被強力氣流吸出。 寬帶砂光機的砂架的結構有：一、接觸輥式砂架（如圖1.1圖a）；二、砂光墊式砂架（如圖1.1圖b）；三、組合式砂架（如圖1.1圖c）；四、壓帶式砂架（如圖1.1圖d）；五、橫向砂架（如圖1.1圖e）。但其原理都是輥式和壓磨式的改進。輥式砂架的砂帶與工件之間是線接觸，砂削力大，一定程度上代替了刨的功能，但砂削質量粗糙，只適合板材二次加工中的定厚及粗砂；壓磨式砂架的砂帶與工件之間是面接觸，接觸面大，砂削力小，適合于精砂光。此兩者的作用相輔相成。 輥式砂架是由接觸輥，張

35、緊輥，支架等組成。砂帶被張緊輥張緊后，接觸輥將砂帶壓緊在工件表面上進行砂光的。由于砂帶與工件的接觸面積小，砂削壓力大，砂帶粒度粗，砂削量大，砂削表面殘留劃痕，故用于粗砂。 壓板是鋁制長條平板，其工作表面經過研磨達到光潔，并包覆一層含石墨的布，用以減少摩擦和熱量。壓板被安裝在可調整的額垂直支架上，壓板使砂帶與工件成較寬的平面接觸，而且砂帶的粒度號較小，所以參與工作的砂粒多而細，單位壓力較低，以較小的磨削用量消除接觸輥砂光時遺留的刮痕，達到精磨的目的。 2.10本章小結 本章主要對BSG2213寬帶砂光機的總體設計進行了初步設想，并對寬帶砂光機的布局做了簡單的設計，包括砂架的型式，機架的設

36、計，升降系統，吸塵系統，清潔系統，驅動系統，接觸輥、張緊輥的設計。 第3章 機床的結構及工作原理 3.1機床的總體結構 3.1.1機床的布局 本機床在布局上采用上砂式雙砂架布局，先粗后精，即按進料順序首先進行粗砂，相應的布局為輥式砂架；然后進行精砂，采用壓磨式砂架。砂架位于工作臺上方，為上砂式，為了平衡整機的重心，主電機位于工作臺的下方，采用皮帶傳動，粗砂時驅動輥為砂光輥，精砂時為導向輥，傳動原理如圖： 圖3.1傳動原理 如圖3.1所示：此圖為砂光機的右視局剖圖，其中1為輥式砂架，砂光輥兼作驅動輥，由電

37、機3驅動；2為壓磨式砂架，由電動機4驅動，驅動輥為兩個導向輥共同單任。既保證了導向輥轉速的同步，又使軸上的轉矩得到平衡，同時共同承擔砂削時的應力，降低了對軸的要求，增加了軸的安全系數。兩電機因工作條件的不同所選型號也不同，驅動輥式砂架1的電機3的型號為y180M-4，功率18.5kw，轉速1470r/min;驅動壓磨式砂架2的電機4型號為y160M-4，功率11kw，轉速1460r/min。 3.1.2機床的總體結構 下面，我們打開機床的外殼，來具體分析一下機床的總體結構和特點。讓大家更清楚的了解本機床的結構組成。 首先在機身的上部裝有三個排氣管，保證機床內外的氣壓平衡。整機分為兩部分，

38、從進給履帶處劃分，以上為上機身，以下為下機身，上機身正面設有上側門，可在停機時檢查內部的情況，上機身內的主要部件為兩個砂架，即前面提到的輥式砂架和壓磨式砂架，輔助元件有砂帶的糾偏裝置，砂帶竄動裝置極其行程控制開關，各種控制氣缸，安全防護裝置等。另外還包括各種控制手柄。在進料口處設有導向輥，保證物料的正確進給方向，在物料進給進程中設有前、中、后三組壓板，用來固定被加工的物料。整機的設計綜合考慮了機床的性能，宜人性，操作的方便性，工作的可靠性等多重因素，以完成設計的預期目標。 3.2 機床的工作原理 本機是在原有砂光機的基礎上，經過創造性設計改造成的一類新型砂光機，它的特點是用砂帶取代了原有的

39、砂輥，使砂削周期明顯變長，砂削力更均勻，砂削質量更高。根據砂架的形式，或者由壓塊壓緊砂帶進行砂削，或者由壓輥直接壓緊砂帶進行砂削，前者使用壓磨式砂架，主要進行精砂光，后者使用輥式砂架，主要進行定厚及粗砂光，一般，驅動輥為壓緊輥或導向輥，由電機帶動。本機中兩個砂架由不同的電機帶動，以滿足不同的砂削質量及砂削功率的要求。為了使砂帶始終保持足夠的張緊力，砂帶絕大多數是采用氣缸或氣囊張緊，本機采用的是張緊氣缸張緊。大小通過調壓閥調整，由壓力表指示。通過壓力開關控制，當砂帶的張緊力低于調整氣壓時，其驅動電機不能啟動。 （a） （b）

40、 圖3.2砂架：a 輥式砂架 b 壓緊式砂架 當砂帶高速旋轉并沿輥筒往復竄動時，即形成振動砂削。振動砂削時砂帶的每個磨粒在工件表面所劃出的正弦曲線形成互相交錯的網眼，交錯角的大小為正弦曲線對其中軸線的最大傾斜角θ的二倍。若砂帶相對板面的速度為V，砂帶軸向竄動的最大速度為V`,則θ=arctan(V`/V)。在一定范圍內，擺幅和頻率越大，即θ越大，單位面積板面上磨粒的劃痕大，砂削表面質量越好。而且，砂帶竄動提高了砂削速度；反復進行的一周期內兩次方向相反的砂削運動，使砂帶磨粒不斷受到交變載荷的作用，而增加了磨粒的自銳性作用，固提高了砂削效率。砂帶軸向竄動的每一周期內，磨粒間隙的伸縮易使塞進的磨

41、屑被加速甩掉，減少了砂帶的堵塞，從而提高了砂帶的耐用度。但對細粒砂帶效果不明顯。 另外，砂帶兩側邊周長之差，會使砂帶在運行過程中產生向松邊偏斜的運動，最終無法正常工作。因此，當砂帶大于250mm時，砂光機必需設置砂帶的竄動裝置，使砂帶以一定的擺幅和頻率沿輥筒軸往復運動，從而保證砂削工作正常進行。一般，砂帶的擺幅為15—20mm,頻率為20—30次/分。 工件的支承裝置是指工作臺或臺板、承壓輥、承壓板和規尺等。 上砂式砂光機的工作臺分為固定式和浮動式。本機采用的是浮動式工作臺，由氣液浮動缸來實現。本機的升降裝置為絲杠螺母機構。為了保證砂光機砂削不同厚度規格工件的厚度

42、，要求工作臺或機架上升運動時，不同位置的平行度為1000：0.03。為此，絲杠的螺距精度應在8級以上，絲杠最好進行淬火，并經磨削，以有利于保持精度。 承壓板布置在接觸輥或壓磨器的正上方，用以承受砂削時的垂直分力。壓緊裝置布置在砂削機構的前后，砂削時壓緊工件，防止產生顫動，以保證砂削質量。本機為雙砂架上砂式砂光機，砂架布置了前、中、后三個壓板，以滿足壓緊要求。 寬帶式砂光機的進給機構有輥筒式和帶式兩種，前者主要用于人造板生產，后者多用于家具行業，本機采用的是帶式進給。進料帶繞裝在工作臺兩端的輥筒上，它由進給電機經無級變速器通過主動輥帶動，并沿工作臺面運動，其張緊強度通過張緊螺栓改變張

43、緊輥的位置來進行調整。砂架的前、后設有壓緊輥，它們與送料帶相配合，完成工件的進給，在帶式進給機構中，國外有的公司采用真空吸料裝置，以保證短小工件可靠的進給。進給傳遞系統通常采用無級變速，變速方式有機械式、直流電機和交流變頻等無級調速方式，要求獲得較大的變速比，具有較硬的機械特性。機械式無級變速器價格便宜，但變速范圍小，難以實現高質量的閉環控制。直流電機可控硅無級變速，調速性能較好，但維護麻煩，價格昂貴。VVVF無級變速是集當今電子、計算機技術于一體的最新變速方法，具有優良的調整特性和輸出特性，并且有很完善的保護性能，可獲得較大的變速范圍及較高的可靠性。 3.3 設計計算 3.3.1電機的選

44、擇 功率的確定方法有計算法、實驗法和類比法，此處選用類比法初選。 輥式砂架電機 所選型號為Y180M-4 技術參數：p =18.5kw =1470r/min 進給機構電機 所選型號為Y90L-4 技術參數：=1.5kw =1400r/min 切削速度及接觸輥直徑的確定 經多方面查證，寬帶砂光機的砂帶運行速度一般為18—32m/s。 則： (3.1) 其中： V--------砂帶線速度 D--------接觸輥直徑

45、n--------電機轉速 i---------皮帶輪傳動比（i=1.25） 故：=60000 20/(3.14 1470 1.25)=207.98mm 所以取D=210mm 3.3.2 帶輪的選擇 (1).工況系數：=1.2 (2).設計功率： 是工況系數，P是傳遞功率，初定18.5kw，故=22.2kw。 (3). 初選小帶輪直徑 大帶輪直徑 通常帶輪的節圓直徑可看作為基準直徑。 (4).帶速：V= 普通V帶 =25-30，窄V帶=35-40。一般V不低于5m/s，為充分發揮v帶傳動能力，應使v帶速約為20m/s。V=15

46、.39m/s (5).大帶輪轉速 =(1-)=(1-0.01) =1176r/min (3.2) (6).初定軸間距： 0.7（）2（） 所以=600mm (7).所需帶長：=2+（）+=1407.54mm (3.3) (8).基準帶長： =2000mm (9).實際軸間距a+=236.33mm，安裝時需最小軸間距=a-0.015，張緊或補償所需最大軸間距=a+0.03 (10).小帶輪包角：=—=175.57，如果較小，應增大a或用張緊輪。 (11).單根v帶傳遞的額定功率：=5.17kw。是a=，載荷平穩時，特定基準長度的單根v帶的

47、基本額定功率。 (12).傳動比不為1時的額定功率增量：=0.32kw。 (13).小帶輪包角修正系數：=0.99 (14).帶長修正系數：=0.98 (15).V帶的根數：Z==5 (3.4) (16).v帶每米長的質量：m=0.17kg/m (17).單根v帶的預緊力：N，m是v帶每米長的質量。 (18).作用在軸上的力：=2564.47N (3.5) 3.3.3 軸承的選擇專業定做機械設計,包括機械畢業設計和課程設計,同時有大量的現成的設計出售。

48、QQ：1296369724?，手機：15515619641。 其他機械畢業設計： 因為真誠，所以信任！因為專注，所以專業！因為專業，所以信賴！? 淘寶店鋪： 砂光輥的軸承： （1） 軸左端軸承處直徑40，所選軸承為調心球軸承，代號為1208k。 安裝尺寸：D=80 B=18 （2） 軸右端直徑40，所選軸承為調心球軸承，代號為1208k 安裝尺寸 D=80 B=18 軸承校核：附加軸向力=N =N (3.6) 軸承軸向力 因+ =230+900=1130＞Fs2 軸

49、承2被壓緊，故： N X，Y值 ＜e,查表得=1，=0 ＞e,查表得=0.4, =1.6 沖擊載荷系數=1.5 當量動載荷 =N =N 軸承壽命 因＞,只計算軸承1壽命 ==206807h＞h 所以，所選軸承合格。 3.3.4 氣缸選擇 根據氣動系統和除塵系統需要，所選的氣缸型號為ESC-63×80-S-LB 氣缸特點/FEATURES： （1）采用含油軸承，使活塞桿無需加油潤滑。 （

50、2）除帶固定緩沖外，氣缸終端還帶可調緩沖，使氣缸換向時平穩無沖擊。 （3）多種安裝附件供客戶選擇。 型號命名/PRODUCT CODE SYSTEM： 3.4 砂光機的安全防護和潤滑 1. 安全防護 本機床的安全防護主要是針對以下幾方面: （1）皮帶輪的制動 主運動中，當機床發生故障時，如拖帶或斷裂，需要馬上停機。此時砂帶作用于安全開關上，切斷各臺電動機的電源，同時接觸輥端部的氣壓制動閘立即發生作用，可在2～3s 內夾緊摩擦輪，使接觸輥停止運動，摩擦輪（即制動輪）安裝在皮帶輪旁邊，在正常時，氣缸不動作，摩擦輪隨皮帶一起轉動，當發生故障時，氣缸軸伸出，使虎鉗上的彈簧張緊，帶動虎鉗

51、夾住摩擦輪，使摩擦輪制動。 本機中，摩擦輪上下各一個，其材料是耐磨的鑄鐵。在圖紙上，摩擦輪的制動原理圖并未畫出。由于本次設計資料有限，有關氣動方面的問題，并不在本設計重量之列。故其傳動原理圖不作任何顯示。 （2）整機的防護 整機的防護措施有以下幾方面： 機架及外露部分噴涂深綠漆，防止其受腐蝕而生銹，影響機床外觀及使用壽命。 定期檢查各重要部件，如立柱是否強度剛度保持足夠，摩擦輪是否反應靈敏，各配合處是否仍符合標準。 定期注油或涂油，加強潤滑，防止機床過度磨損。 2. 潤滑 在木工機床中凡是具有相對運動零件表面都會由于摩擦而造成不同程度的磨損，為了控制摩擦，減小磨損，必須加強潤

52、滑。 潤滑的作用有以下幾個方面： （1）控制摩擦 在摩擦表面之間加入潤滑劑，形成油膜，就可以降低摩擦系數，減小摩擦阻力。例如在良好的液體摩擦條件下可以將摩擦系數降低到0.001甚至更低。 （2）減小摩損 只有選用合適的潤滑劑，就能形成良好的潤滑條件，避免油膜的破壞，保持零件配合精度，從而大大減小摩損。 （3）降低溫度 機床運轉時，摩擦消耗的機械能轉化為熱能，引起摩擦部件的溫度升高。使用潤滑油，可以使摩擦表面溫度降低，起到降溫冷卻作用，使機械控制在所要求的溫度范圍內運轉。 （4）防止腐蝕，保護金屬表面 潤滑劑對金屬沒有腐蝕作用，能隔絕空氣中的水分和有害介質的腐蝕，在機械的金屬表

53、面添加潤滑劑使可起到防腐，防銹和保護金屬表面的作用。 （5）密封作用 潤滑劑不僅起到潤滑，減小摩擦作用，而且還有增強密封的作用，防止水濕或其他灰塵，雜質，進入摩擦幅從而起到良好的密封效果。 3.5本章小結 本章對寬帶砂光機進行了總體布局的設計，并對本機的主要功能器件進行了初選，確定了本機的結構形式，并提出了詳細的技術要求。 第四章 主要的設計計算 4.1概述 機床的主運動為驅動輥即接觸輥或兩導向輥的轉動，其中也包括一些輔助運動比如砂帶的軸向串動等。下面將主運動原理表現如下圖（4.1

54、砂光機的主運動原理圖）： 1、 驅動輥（接觸輥或導向輥）2、軸承 3、軸 4、帶輪 5、電動機 6、帶輪 圖4---1砂光機主要運動原理圖 主電機5由皮帶輪6經平皮帶傳動，帶動軸3轉動，將回轉運動傳給接觸輥1，實現砂帶的轉動. 4.2切削速度及接觸輥直徑的確定 經多方面查證，寬帶砂光機的砂帶運行速度一般為18—32m/s。 則： 其中： V--------砂帶線速度 D--------接觸輥直徑 N--------電機轉速 i--------皮帶輪傳動比（i=1.25）

55、 故：=60000 20/(3.14 1470 1.25)=207.98mm 所以取D=210mm 4.3電機功率的確定 功率的確定方法有計算法、實驗法和類比法，此處選用類比法。 根據青島千川木工機械有限公司的SPR130砂光機的設備數據，同類設備主電機功率進行類比確定。見表4.1（設計主參數的類比對照表）。 因為SRP130砂光機由單個電機驅動兩個砂架，因此，在軸的布局，減速箱的設置上影響了它的總功率，加之輸送速度等幾個重要參數，本機與SRP130均有一些差別，所以最終確定本機的電機總功率為31kw，其中兩砂架電機的功率分配為18.5kw和11kw，進給電機分配1.5kw。經功率驗

56、算校核后確定符合標準要求，故確定本機電 機總功率為31kw。 表4.1 設計主參數的的類比對照表 SRP雙砂架砂光機 本機：BSG2113雙砂架 砂光機 加工寬度 50～1300mm 50～1300mm 加工厚度 2.5～120mm 2.5～110mm 組砂架速度 20m/s 18m/s 第二組砂架速度 12m/s 12m/s 輸送速度 6～30m/min 5～25m/min 砂帶尺寸（寬周長） 1330×2200 1330×2785 電機總功率 34kw 31kw 工作氣壓 0.55MP 0.55MP 吸風速度 25～30m/s

57、 25～30m/s 所需吸塵風量 9500/h 9800/h 外型尺寸 2230×2650×2070 2623×2770×2520 重量 3000kg 4500kg 4.4軸強度校核 軸的形式見圖4.2： 圖4.2 軸的形式圖 計算接觸輥的受力情況見圖4.3： 圖4.3接觸輥的受力圖 在水平面上的受力情況見圖4.4： 圖4.4水平面受力圖 在水平面上： Σ=0 ×120=×1

58、2 =45×120/12=450 ΣX=0 ++=0 （4.1） =-132 N 圖4.5為水平面上的彎矩圖： 圖4.5水平面的彎矩圖 圖4.6為垂直面上的受力圖為 圖4.6 垂直面上受力圖 Σ=0 ×120=×12 =18×120/12=180 N ΣY=0 -+=0 （4.2） =52.8 N 圖4.7為垂直面彎

59、矩圖： 圖4.7 垂直面彎矩圖 =×58=34.8×58=2018.4 （4.3） 圖4.8為合成彎矩圖： 圖4.8 合成彎矩圖 M= = =7919.6 N·mm （4.4） 許用應力值 用插入法由查表得： ［σ］=102.5 MPa　 ［σ］=60 MPa 應力校正系數 σ===0.59 扭矩 T=973.6 其中：

60、 ——軸傳遞的功率 n----軸的轉速 n=2800r/min 則 T=973.6=973.6×=0.76 Kg=7000 N·mm （4.5） 圖4.9為扭矩圖： 專業定做機械設計,包括機械畢業設計和課程設計,同時有大量的現成的設計出售。QQ：1296369724?，手機：15515619641。 其他機械畢業設計： 因為真誠，所以信任！因為專注，所以專業！因為專業，所以信賴！? 淘寶店鋪： 圖4.9 扭矩圖 圖4.10為彎扭合成圖：

61、 圖4.10 彎矩合成圖 ===8930N·mm =11.4〈30 （4.6） 所以符合安全要求。 安全系數校核： A為危險截面。軸的材料選用45鋼調質， =650 MPa, =360 MPa 由表所列公式計算疲勞極限： 對稱疲勞極限 =0.44=0.44650=286 MPa =0.30=0.30650=195 MPa （4.7） 脈動疲勞極限 =1.7=1

62、.7286=486 MPa =1.6195=312 MPa （4.8） 等效系數 =0.18 =0.25 （4.9） 彎矩應力幅 =2.93kw （4.10） 彎矩平均應力 =0 扭轉切應力 =1.30 kw （4.11） 扭轉應力幅和平均切應力 =0.65 有效應力集中系數 因在此截面處，軸有直徑變化，過渡圓角半徑r=2

63、 mm,由D/d=30/24=1.25 r/d=2/24=0.083 MPa 從附表中查出 如果一個截面上有多種產生應力集中的結構，則分別求出其有效應力集中系數，從中取最大值。 表面狀態系數 由附表5查得 =0.92 尺寸系數 由附表6查得 =0.91 =0.89 彎曲安全系數 設為無限壽命 =1 =58 （4.12） 扭曲安全系數

64、 （4.13） 復合安全系數 =55.3 S （4.14） 軸的靜強度校核： A截面安全系數校核 （4.15） 其中： ——材料的屈服極限 =36 Kg/mm ——軸上所受的最大彎矩 =7917.6 N·mm ——軸上所受的最大扭矩 =7000 N·mm Z——截面抗彎截面模數 ——截面抗扭截面系數 ==1346

65、 （4.16） 則 （4.17） 所以軸有足夠的靜強度。 專業定做機械設計,包括機械畢業設計和課程設計,同時有大量的現成的設計出售。QQ：1296369724?，手機：15515619641。 其他機械畢業設計： 因為真誠，所以信任！因為專注，所以專業！因為專業，所以信賴！? 淘寶店鋪： 4.5 軸承的校核與計算 算y向絲杠上一對軸承 絲杠轉速 r/min，N,預期壽命15000h，靜載荷安全系數查手冊該軸承N，N，。 計算得軸承組的基本額定動載荷槍和額定靜載荷分別為： N N （4.18） 壽命計算 由手冊可查雙列 當量動載荷 軸承組壽命