第二章滤棒成型设备传动系统分析

20第二章滤棒成型设备传动系统分析第一节主传动分析一、KDF2传动系统和传动器件简解（一）传动系统简介本机由机座、主变速箱、刀头、喇叭嘴、磨刀装置、换纸、倒纸装置、布带系统、辅助传动机构等部件组成，将经开松的醋酸纤维丝束卷制成棒，包上成型纸并切割成一定长度的滤棒。本机由直流电机通过皮带轮带动主轴(蜗杆轴)传动，通过蜗轮把动力传递到滤棒输出传动箱；通过偏心轮带动刀头喇叭嘴往复运动；通过螺旋锥齿轮带动刀头传动；通过齿轮传递带动布带轮转动；通过同步齿形带把动力传递到AF2开松上胶机。本机的切断部件具有自动进刀机构：一根推杆同时作用两组杠杆组件，使两个棘轮同时旋转，分别带动两套蜗杆、蜗轮传动、使两把刀片同时向前运动，以补偿切割过程中因砂轮磨削刀刃而产生的磨损。KDF2滤棒成型机的传动比较复杂，运动件的数量较多，各运动件都要求准确的同步速度，而且运动速度和运动精度要求都很高。本机还采用了机电联合控制方式，使每个运动部分连成有机的整体，既满足了各执行系统的功能，又简化了整机的传动链，所以KDF2成型机传动系统是比较先进的。（二）传动器件简介1．主电机KDF2滤棒成型机主传动采用直流电动机，并由调速装置加以控制，各系统在起动后都能获得一个缓慢、柔和的启动过程，然后逐步进入高速运转。并且起动状态可分为手动控制和自动控制起动，以适应多种状态下工作。同时电机在降速下才完成自动接纸的过程。主电机速度2200～2900rpm，功率为9.3kw，安装机座可调整，以保证换带和带的张紧。2．齿轮传动系统KDF2滤棒成型机广泛地采用齿轮传动，它具有速比精确，速度范围广等特点。在不同的场合分别采用蜗轮蜗杆，直齿、斜齿圆柱齿轮、圆锥螺旋齿轮等传动。刀盘管支架的运动、送纸布带传动的平稳性直接影响着滤棒的长度偏差。因此齿轮、蜗轮蜗杆等的传动是精确度较高的运动。它精确的瞬时传动比可保证获得稳定的瞬时速度，因而能有效地控制滤棒的长度偏差，从而保证生产合格滤棒。KDF2滤棒成型机的传动属中速轻载，工作平稳。同时是一种固定式的传动装置。因此主副传动系统和输出系统基本都采用软齿面形式。3．电磁离合器电磁离合器具有动作快，离合迅速，便于电气系统实现机电联动控制。离合器中的线圈通电、外壳接触面被磁化，起传递电磁吸力的作用。由此获得动力，起着两轴相互联动作用。二、KDF2传动路线分析KDF2主传动系统直流电动机M1（如图2-1）通过皮带轮(交换件)和皮带轮ф180mm带动PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion轴Ⅰ转动。主传动系统直流电动机M1上的皮带轮，随着滤棒的长度而变换。当滤棒L=66～116mm时，采用ф基=258mm；当滤棒L=117～150mm时，采用ф变=214mm。主传动系统直流电动机M1：Nmax=2900rpm；Nmin=2200rpm，要求轴Ⅰ转速为：4000rpm，M1最佳转速为：2790rpm。现将各传动及其执行机构的关系分述如下：(以生产100mm为基本型)(一)轴Ⅰ传动路线：1．40L50R35L带轮Z22——→——→——→通过——————→传Ⅱ轴80R35L50R带轮Z22皮带轮φ63→通过——————→传Ⅲ轴皮带轮φ6350R16R→——→——→布带轮转动50L56L2．通过蜗杆Z=1L→蜗轮Z=31L→传Ⅳ轴18R26R3．通过圆锥齿轮———→————→传刀头（两把刀工作）39L24L4．轴Ⅰ转动通过刀头喇叭嘴机构(带偏心)使喇叭嘴往复移动(二)轴Ⅱ传动路线：1．Z19LZ45Z45Z45Z45——→——→——→——→——→传Ⅴ轴Z45RZ126Z126Z126Z126→当双联齿轮（9）（10）转动带动Ⅵ轴Z41（11轮）2．轴Ⅱ转动——————→送纸辊（φ63.7）转动Z41（12轮）带轮Z20→通过—————→传Ⅶ轴带轮Z20PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion(三)轴Ⅲ传动路线：Z24L皮带轮φ64——→——————→使两加速轮对转Z24R皮带轮φ32(四)轴Ⅳ传动路线：Z51Z62Z25——→——→——→分烟轮Z51Z22Z100Z22Z32Z55→——→——→——→转向轮Z32Z55Z56Z77Z48Z28→——→——→——→中间轮Z48Z28Z99Z99→——→输出轮Z99Z18→——→通过Z18电磁离合器，使输出辊φ45转动，滤棒通过输送带传到HCF80装盘机上(五)轴Ⅴ传动路线：当电磁离合器Y7合上时，带轮Z32Z24——————→————→通过尼龙管将热熔胶输送到喷嘴体内带轮Z28Z24(六)轴Ⅵ传动路线：当电磁离合器Y7.1合上时，带轮Z24Z24——————→————→通过尼龙管将冷胶（白胶）输送到喷嘴体内带轮Z28Z24(七)轴Ⅶ传动路线：当电磁离合器Y9合上时，带轮Z20Z60——————→————→加速辊（φ85）转动带轮Z20Z87(八)刀头罩壳上行程电磁铁Y4→杠杆摆动→推杆向前移动Z221棘爪作用棘轮——→———R→两φ16外圆紧靠刀片，推送刀片前进Z1930PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion三、传动计算（一）相关主轴的转速情况KDF2滤棒成型机名义生产能力是400m/min，当滤棒长度为100mm时，以主电动机最佳转速2790.7rpm进行计算。速比的计算公式：主动齿轮齿数（Z主动）n从动=n主动×————————————从动齿轮齿数（Z从动）1．蜗杆轴（Ⅰ）转速φ258nI=2790.7×————=4000rpmφ180刀头喇叭嘴以每分钟4000次进行往复摆动。2．辅助传动主轴（Ⅱ）转速40503522nⅡ=4000×——×——×——×——=2000rpm803550223．加速器轴（Ⅲ）转速405035φ53nⅢ=4000×——×——×——×——=2000rpm803550φ634．蜗轮轴（Ⅳ）转速1nⅣ=4000×——=129.3rpm315．辅助传动小轴（Ⅴ）转速1945454545nⅤ=2000×—×——×——×——×——=11.45rpm541261261261266．辅助传动离合器轴（Ⅵ）转速1945454545nⅥ=2000（nⅡ）×—×——×——×——×——=11.45rpm541261261261267．飞轮轴（Ⅶ）转速4120nⅦ=2000（nⅡ）×—×—=2000rpm4120（二）主要执行机构传动速度计算PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion．刀盘（刀头）转速1826n刀盘=4000（nI）×—×—=2000rpm39242．布带轮的转速和线速度4050355015n布=4000（nI）×—×—×—×—×—=571.43rpm8035505050223πV布=571.43×———=400.33m/min≈400m/min10003．送纸辊速度41φ63.7πV送=2000（nⅡ）×—×———=400m/min4110004．加速轮的速度24φ64πφ65πV加=2000（nⅢ）×—×———×———=565.2m/min24φ32π1000加速轮转速：4000rpm,以1.413倍的速度进入分烟槽5．接纸时纸加速速度41206085πV接=2000（nⅡ）×—×—×—×——=368.3m/min39208710006．分烟轮转速和滤棒输出速度516225n分=129.032（nⅣ）×—×—×——=90.9rpm5162100分烟轮上有44个槽输出支数44×90.9=4000支/min7．输出轮的转速和滤棒输出速度5122325577624828n输出轮=129.032（nⅣ）×—×—×—×—×—×—×—×—=111.1rpm5132555648224899输出滤棒（输出轮有36槽）36×111.1=4000支/min184.5π输出速度V输出带=————×111.1=64.36m/min10008．热胶泵转速PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion热泵=11.45（nⅤ）×—=13.085≈13.1rpm289．冷胶泵转速24n冷泵=11.45（nⅥ）×—=9.8rpm2810．传送到AF2减速器输入轴的转速19nAF2＝2000（nⅡ）×—=1583.3rpm24PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion第二节基本传动分析一、AF2传动系统（一）传动原理本机的动力是从KDF2滤棒成型机传来的。经过同步齿形带轮和齿轮的减速传动，带动第一级无级变速器的进轴，该变速器有两根出轴。出轴Ⅰ经过同步齿形带轮的升速传动，带动球面圆盘传动装置，然后通过齿轮传动和电磁离合器，带动计量泵输送三醋酸甘油酯。滤棒生产速度确定以后，从KDF2成型机输出的转速是一定的，成型机机速改变，泵速也随之改变，即可保持上胶量不变。球面圆盘传动装置有调整控制电机，改变它的输出转速即可改变计量泵的转速，使上胶量增加或减少。出轴Ⅱ通过同步齿形带轮传动，带动输出辊，并连接第二级无级变速器的进轴。第二级无级变速器的出轴通过同步齿形带轮带动前螺纹辊对中的螺纹辊（辊对中的橡胶辊作被动转动）并与第三级无级变速器的进轴相连接。第三级无级变速器的出轴通过同步齿形带轮带动后螺纹辊。综合调节三只无级变速器的调整手轮，可改变输出辊、前后螺纹辊的转速比。（二）辊速计算本机操作控制板上显示的是输出辊、后、前螺纹辊的转速，因此要把各辊的线速度换算成相应的转速。传动系统图见图2-2。本机选用的无级变速器的调速范围R=3，滤棒成型机的最大输出转速为2000rpm。1．第一级无级变速器的进轴转速、输出轴允许的最大、最小转速：n1进=2000×i1×i2=2000×19/24×32/76=666.52rpm式中：i1代表同步齿形带轮的传动比；i2代表齿轮的传动比。n1出max=n1进×31/2=666.52×1.732=1154rpmn1出min=n1进÷31/2=666.52÷1.732=385rpm。2．输出辊的转速：n输出辊=ν/πD=420/3.14×0.145=922rpm式中：D代表输出辊的直径。ν代表输出辊最大线速度为420m/min此时第一级无级变速器的输出转速为：n1出=n输出辊×i3=922×26/30=800rpm式中：i3代表同步齿形带的传动比。该输出转速小于第一级无级变速器输出轴允许的最大转速，可以满足要求。3．第二级无级变速器的进轴、出轴转速：n2进=n1出×i×i=800×26/30×30/26=800rpmn2出=n前螺纹辊=772rpm4．螺纹辊的转速：n前螺纹辊=ν/πD=400/3.14×0.165=772rpmPDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion式中：D代表前螺纹辊的直径；ν代表前螺纹辊的线速度为400m/min5．第三级无级变速器的进轴、出轴转速：n3进＝n前螺纹辊×i＝772×22/24＝708rpmn3出＝n3进×31/2＝708×1.732＝1