畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題 目 陶瓷拋光機旋風(fēng)磨頭機構(gòu)的設(shè)計學(xué)生姓名 班級學(xué)號 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化1. 結(jié)合課題任務(wù)情況，查閱文獻資料，撰寫 2000 字以上的文獻綜述。隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平的持續(xù)提升，中國老百姓對陶瓷墻地磚的消費也產(chǎn)生了多樣化的需求，拋光磚的產(chǎn)銷量仍然保持強勁增長之外，釉面磚的需求不知不覺間悄然興起，近兩年以來愈來愈紅火的“復(fù)古磚”現(xiàn)象就是這種需求的具體表現(xiàn)。而陶瓷磚的生產(chǎn)是由建筑陶瓷機械來完成的。改革開放以前，我國建材機械工業(yè)十分弱小，附屬于幾個產(chǎn)瓷區(qū)的陶機廠是在修理廠的基礎(chǔ)發(fā)展起來的國有企業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備落后，產(chǎn)品質(zhì)量低、產(chǎn)量小。近十幾年來，由于建材行業(yè)的高速發(fā)展，建材機械工業(yè)亦得到了極其迅猛的發(fā)展。特別是經(jīng)過“九五” 、“十五”的項目攻關(guān)開發(fā)、研究，在原有引進、消化、吸收的基礎(chǔ)上，建筑陶瓷國產(chǎn)生產(chǎn)線裝備的生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高，包括原料制備裝備、成形設(shè)備、干燥施釉裝飾設(shè)備、燒成設(shè)備、拋光裝備等已基本實現(xiàn)了建筑陶瓷生產(chǎn)的整線國產(chǎn)化。截止 2000 年底，在我國現(xiàn)在仍生產(chǎn)的 2900 條建筑陶瓷生產(chǎn)線中，瓷質(zhì)磚拋光線共有 580 條，其中進口線約占 30％，大多進口線為 97 年以前引進，其余 70%為 95 年開始投放市場的國產(chǎn)線。在廣東地區(qū) 984 條建筑陶瓷生產(chǎn)線中，瓷質(zhì)磚拋光線有 387 條，約占全國瓷質(zhì)磚拋光線總量的 70％左右。1992 年中國第一臺陶瓷磨邊機、1994 年中國第一臺陶瓷刮平定厚機、1995 年中國第一臺陶瓷拋光機誕生。96 年開始，由以上產(chǎn)品組成的具有國際先進技術(shù)水平的國產(chǎn)陶瓷拋光線開始大量替代進口產(chǎn)品，并以其良好的價格性能比優(yōu)勢，開始小批量出口南美、中東、東南亞等國家。瓷質(zhì)磚拋光設(shè)備的國產(chǎn)化，極大推動了我國建陶拋光磚市場的極大發(fā)展。據(jù)對我國瓷質(zhì)磚生產(chǎn)廠家新建、技改的需求統(tǒng)計分析。我國建筑陶瓷企業(yè) 1999 年對瓷質(zhì)磚拋光線的總需求量約 110 條，2000 年總需求量為 125 條。目前，我國建筑陶瓷企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要方向是向高檔有釉磚或中高檔拋光磚調(diào)整，廠家對拋光線設(shè)備和高水平釉線設(shè)備的需求保持著穩(wěn)定增長的態(tài)勢。國家“十一五”期間將繼續(xù)扶持機電一體化機械裝備的研發(fā)與生產(chǎn)，大力振興裝備制造業(yè)，進行重點技術(shù)改造，提高設(shè)計與制造水平，推進機電一體化，為各行業(yè)提供先進和成套的技術(shù)裝備。陶瓷行業(yè)未來的發(fā)展方向是“總量控制，結(jié)構(gòu)調(diào)整” 。產(chǎn)業(yè)政策和市場環(huán)境促使我國陶瓷行業(yè)從數(shù)量價格競爭轉(zhuǎn)向技術(shù)和質(zhì)量的競爭，陶瓷企業(yè)出路的一個重要方面在于技術(shù)設(shè)備改造和產(chǎn)業(yè)升級，然而建陶產(chǎn)業(yè)的升級，客觀上需要上游產(chǎn)業(yè)建陶制造裝備技術(shù)進步的支持，這就為一些科技含量高、新產(chǎn)品開發(fā)能力強的陶機生產(chǎn)企業(yè)提供了巨大的市場機會，同時客觀上要求他們加大技改和研發(fā)投資，面對來自國內(nèi)和國際的競爭。陶瓷拋光磚在國內(nèi)市場風(fēng)行以來，各種利用機械加工瓷磚以提高產(chǎn)品檔次的方法不斷涌現(xiàn)，如水刀切割、圓弧拋光、線條拋光等等。深加工已經(jīng)成為陶瓷產(chǎn)品錦上添花的主要手段之一，在提高產(chǎn)品附加值方面大有可為。為陶瓷深加工專門制作的深加工機械是陶瓷機械行業(yè)中的后起之秀，近年來在國內(nèi)外的需求呈現(xiàn)急劇上升的勢頭。拋光機是瓷磚深加工，也就是生產(chǎn)拋光磚的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，拋光加工由兩臺的拋光機完成，第一臺進行精磨、粗拋，第二臺進行半精拋、精拋。根據(jù)拋光磨頭所用磨料的粗細，按工藝將拋光機分為粗拋機和精拋機，但機器結(jié)構(gòu)及工作原理完全相同。其結(jié)構(gòu)主要由機架、橫梁、磨頭、導(dǎo)軌、調(diào)節(jié)機構(gòu)及輸送系統(tǒng)等組成。拋光過程是：瓷磚由主傳動皮帶送到機內(nèi),有磚檢測裝置檢出有磚進入,磨頭上的氣缸動作,使旋轉(zhuǎn)的磨頭緩慢下降,磨輪對瓷磚表面進行磨削拋光,瓷磚經(jīng)過若干個個磨頭的拋光后由人工取料。連續(xù)進磚,磨頭便對瓷磚連續(xù)磨削。采用先進的磨頭對陶瓷墻地磚表面進粗磨拋光的，有效率高、加工表面質(zhì)量好、破損率少等優(yōu)點，經(jīng)拋光機加工的瓷磚表面可達鏡面光度。談到陶瓷深加工的前景，個人認為，陶瓷產(chǎn)品要提高檔次，必定離不開深加工技術(shù)。深加工，其實是對陶瓷產(chǎn)品起了錦上添花的作用，有助于企業(yè)增加產(chǎn)品附加值和提高經(jīng)濟效益。如佛山某企業(yè)今年的最新產(chǎn)品線條拋光機，就是根據(jù)客戶的要求將陶瓷深加工成木線的形狀和效果，與拋光磚搭配使用，不僅提高了產(chǎn)品檔次，還產(chǎn)生了富貴華麗，蓬蓽增輝的藝術(shù)效果。而這一切都是建筑陶瓷機械的功勞。這是一個很有前途的行業(yè)和機械，隨著人們對居住環(huán)境藝術(shù)性要求的提高，陶瓷深加工行業(yè)和機械的前景將會更好。2.選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容、研究思路及方案。本課題所涉及的拋光機是廣泛用于陶瓷地磚、石材等建材產(chǎn)品精磨、拋光的生產(chǎn)設(shè)備，其特點是對脆性材料進行磨削，要求加工后的表面平整、無劃痕，達到鏡面光亮而且破損率低。因此要求其關(guān)鍵部分——磨頭驅(qū)動部分必須有良好的動態(tài)性能。磨頭驅(qū)動部分是瓷質(zhì)拋光機的關(guān)鍵設(shè)備，目前，瓷磚拋光機所使用的磨頭種類大致有三種： 1. 擺動式磨頭，即磨頭伸展出 6 個或 7 個擺腳，工作時磨頭以 420～500 轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)，同時擺腳以 50～80/分鐘的頻率左右往復(fù)擺動，以實現(xiàn)磨削時磨塊對磚坯是線接觸而非面接觸。這種磨頭使用最廣泛，適合于粗磨和精磨階段。2. 滾動式磨頭，即磨頭向外伸展出 6 根軸，每根軸上各安裝一個圓筒形砂輪磨具，工作時磨頭以 420～500 轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)，圓筒形磨具以 50～80/分鐘的速度繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。這種磨頭與擺動式磨頭相比較，生產(chǎn)效率可以提高 10%以上，主要用于粗磨階段。3. 旋風(fēng)磨頭，它的結(jié)構(gòu)特點是向外伸展出 8 根軸，每根軸上各安裝一個圓筒形金剛磨輪，磨頭由 2 根電機驅(qū)動產(chǎn)生兩個動作，一是每根軸上的金剛磨輪自身的高速自轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速高達 2700 轉(zhuǎn)/分鐘） ，二是整個磨頭帶動八個金剛磨輪的低速公轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速為 70 轉(zhuǎn)/分鐘） 。這種磨頭與滾動式磨頭有些相似，但區(qū)別也是很明顯的，前者使用金剛磨具，并由兩個電機驅(qū)動，自轉(zhuǎn)高速，公轉(zhuǎn)低速；而后者則是使用普通磨料磨具，僅由一個電機驅(qū)動，自轉(zhuǎn)低速，公轉(zhuǎn)高速。旋風(fēng)磨頭可取代原來的刮平磨頭，適用于刮平階段和粗磨階段。本設(shè)計所研究的是陶瓷拋光機的旋風(fēng)磨頭機構(gòu)。旋風(fēng)磨頭是粗磨機對瓷磚進行加工的執(zhí)行部件，是比較新式的磨頭，該磨頭是采用八組高速旋轉(zhuǎn)的金剛石砂輪對瓷質(zhì)磚表面進行剛性磨削，對拋光磚進行粗加工，使磚面平整細滑，減小粗拋磨塊的消耗量，降低生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。設(shè)計的主要研究就是從運動學(xué)理論、空間機構(gòu)學(xué)理論拋光機磨頭旋風(fēng)傳動機構(gòu)，因為旋風(fēng)磨頭的傳動機構(gòu)是一個高速、增速機構(gòu)。這必將引起高溫、噪聲等問題，所以傘齒輪組潤滑、密封、降溫等是本機構(gòu)的設(shè)計要點。希望可以通過本設(shè)計的研究以求得一個性能良好且從動件振動小的設(shè)計方案，改善陶瓷拋光機的性能，降低磨頭的振動及故障率，提高瓷地磚的表面質(zhì)量，降低震碎率。主要的研究思路及方案為：1.傘齒輪組在旋風(fēng)磨頭中，傘齒輪組是用于實現(xiàn)金剛磨輪的自轉(zhuǎn)，是一個高速、增速的運動副，并且又是八個的齒輪組，所以是最重要的機構(gòu)，設(shè)計時著重考慮了機構(gòu)的強度、壽命和噪聲問題。主要的解決方案為采用大模數(shù)的格里森制螺旋傘齒輪形式，因為格里森傘齒輪有著比直齒傘齒輪更好的嚙合性能，承載能力高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小。同時，還采取了提高齒輪精度和降低齒面表面粗糙度，合理的齒輪安裝間隙等措施來降噪，取得了明顯的效果。齒輪材料使用 20CrMnTi，并經(jīng)滲碳淬火，提高齒輪的齒面硬度，從而提高齒輪的壽命。2.磨頭的公轉(zhuǎn)由于磨輪的轉(zhuǎn)速很高，如果采用同一個動力源的話那減速機構(gòu)會比較龐大，因此采用雙電機的形式。磨頭的公轉(zhuǎn)采用一個公轉(zhuǎn)電機再加上螺桿減速機構(gòu)就可以實現(xiàn)磨頭的公轉(zhuǎn)問題。3.潤滑在傘齒輪嚙合處由于轉(zhuǎn)速較高且溫度也較高可以采用浸浴的方式并且可以選擇極壓齒輪油。4.密封在磨頭小傘齒輪軸端的密封是一個關(guān)鍵，因為這里轉(zhuǎn)速度高，溫度高，很容易就產(chǎn)生泄漏，可以考慮采用骨架密封圈和密封環(huán)等。5.降溫因為磨頭工作時產(chǎn)生高溫，可以采用大流量壓力水源來對著磨頭噴水。旋風(fēng)磨頭的設(shè)計參數(shù)為：磨頭轉(zhuǎn)速：50～80 轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)阻力矩：300～320 ?！っ祝?磨輪轉(zhuǎn)速：2500～2800 轉(zhuǎn)/分鐘，自轉(zhuǎn)阻力矩：7～10 牛·米；磨頭直徑：500～600mm設(shè)計時，在確定了方案的基礎(chǔ)上，進行總體設(shè)計和詳細設(shè)計，繪制拋光機磨頭總圖和主要零部件圖，要求結(jié)構(gòu)合理，操作方便。圖紙要求符合國家有關(guān)標準規(guī)定，圖面清晰，投影正確。并且撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。3.工作進度及具體安排。第7學(xué)期 14～20周：收集資料，文獻綜述、開題報告第8學(xué)期 1～4周：畢業(yè)實習(xí)第8學(xué)期 5～7周：總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、外文翻譯第8學(xué)期 8～12周：磨頭主要零部件設(shè)計，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書第8學(xué)期 13～14周：設(shè)計修改完善第8學(xué)期 14～15周：畢業(yè)設(shè)計評閱指導(dǎo)教師批閱意見指導(dǎo)教師(簽名) ： 年 月 日