玻璃磨边机的设计论文文档格式.docx
《玻璃磨边机的设计论文文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《玻璃磨边机的设计论文文档格式.docx（48页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
其次它的定货周期、购买备品备件的周期长，对正常生产造成一定的影响，特别是设备的控制软件部分，由于保密性强而无从深入了解，功能扩展性差，一旦出现问题就必须等国外的专家来维护和调试，对正常生产有很大的影响，故研制和开发国产的智能玻璃磨边机的重要性是显而易见的，不仅能够提高玻璃加工技术水平和市场竞争力，而且随着玻璃深加工行业的迅猛发展，该设备的应用前景也是很广阔的。
我国从2001年以后又进一步研发玻璃磨边机设备，目前存在的主要是玻璃的对角线误差、玻璃加工尺寸精度问题从调研情况来看磨边机设备目前仍以进口设备为主，国产机上处于研制开发阶段，其性能与进口设备相比仍有较大差距。
随着我国数控技术的发展，数控机床的应用，我国的设备完全可以替代进口设备，开发出能够满足国内建筑市场需求的设备。
1.3玻玻磨边机的主要种类及特点
玻璃磨边机是玻璃深加工设备中产生最早且用量最大的机械设备之一。
近些年来，随着玻璃深加工产业的不断发展和壮大，玻璃磨边机的种类和规格也越来越多，并且技术越来越先进，功能越来越全面。
目前国内玻璃深加工企业使用较多的几种玻璃磨边机如下：
（l）单臂异形磨边机（简称异形机或单臂机）
异形机的最大特点是用途广泛，异形机既可以磨直边，也可磨圆边、鸭嘴边，还可磨斜边;
既可以磨圆形工件，也可磨椭圆及异形工件。
在独立吸盘上装上靠模，用异形机可以磨一些形状不规则的工件。
异形机结构简单，制造成本相对较低，所以价格也比较便宜。
（2）直线磨边机
直线磨边机的特点有三个:
一是用途比较单一，只能磨各类直线边;
二是可连续性磨削，生产效率较高:
三是可磨削尺寸较大的平板玻璃。
直线磨边机是各类磨边机中品种、规格最多的磨边机，按能磨削的直线边的不同，它又可分为如下三种:
1）直线磨边机（简称直边机）
直边机只能磨削玻璃的平底边及两棱角，按磨头数分，有三、五、八、九、十、十三、十四磨头等数种机型。
一般来说，磨头数越多，则磨削精度和生产效率越高，相应地机器的价格也越高。
而电脑控制的直边机（一般磨头数都在十或十以上）价格更高。
近些年来，国内市场上又出现一种既可磨平底边，又可磨45度底边的两用直边机，用量也比较多。
另外还有可磨一组或两组互成角度底边的磨边机，叫多级磨边机。
这种机型磨头较多，一般为计算机控制。
2）直线圆（简称圆边机）
圆边机可以磨削玻璃的圆边、鸭嘴边等，在家具、玻璃的加工中用的较多。
圆边机也有三、五、六、七、八、九磨头等数种机型。
3）直线斜边机（简称斜边机）
斜边机一般用于磨削玻璃3-20度的斜边。
现在，有的斜边机也可磨削45度的斜边。
斜边机按磨头数分，也有七、八、九、十、十一、十四磨头等机型。
近些年来又出现一种能在玻璃斜边上磨出各种波浪花纹的斜边机，叫波浪斜边机。
（3）靠模磨边机（简称靠模机仿形机）
靠模机利用模板准确定位，可精确磨削圆形或异形玻璃的直边、圆边、鸭嘴边、斜边等，这种磨边机磨出的玻璃形状准确，尺寸统一，生产效率较高。
使用靠模磨边机需要制作专门的模板，当生产品种较多时，不但制作模板费用较高，而且管理、更换模板也较麻烦，因此这种机型适用于生产品种不多，但生产批量很大的玻璃加工。
（4）内圆磨边机（简称内圆机）
内圆机的特点是结构简单，价格低廉，但用途比较单一，主要适于加工圆周边（可以是正圆，也可是椭圆或异形圆）。
现国内有些厂生产的内圆机，摆臂较长，使磨头的摆动范围加大。
这种机型不但可磨内圆，也可兼磨外圆，又称为内外圆磨边机。
（5）直线双边磨边机（简称双边磨机）
双边磨机的特点是可同时磨削玻璃的两条对边，加工精度好，生产效率高，适用于大批量的玻璃磨边生产。
双边磨机按使用性能分有双直边磨边机和双圆边磨边机两种，其中双直边磨边机用的较多。
双边磨机按磨削玻璃宽度的不同可分为中小型和大型两种。
最大磨削宽度在两米以下的称为中、小型双边磨机，磨头配置有四、六、八、十二磨头等。
最大磨削宽度在两米及两米以上的称为大型双边磨机，磨头配置有十六、二十、二十二磨头等。
大型双边磨机一般为电脑控制，自动化程度较高，适于磨削大尺寸平板玻璃，但是，这种设备的价格比较昂贵。
（6）其他磨边机及专用磨边机
除以上介绍的磨边机以外，还有一些结构简单、用途单一的磨边机，如倒角机、小圆片机、抛光机等。
另外还有一些专门加工某种产品的专用磨边机，如汽车后视镜磨边机、洗手盆磨边机等。
２ 本机结构简介及主要工作原理
2.1本机的结构简介
玻璃磨边机的外形如图所示：
图2.1 玻璃磨边机外形
玻璃磨边机主要结构：
（1）主传动机构；
（2）玻璃夹紧机构弹性夹持机构；
（3）上下料机构和皮带输送机构；
（4）角度调整调整机构；
（5）横梁进给机构；
（6）磨头电机进给机构；
（7）磨头电机的结构；
（8）端面磨头调整机构；
（9）底座和靠架；
（10）机的电控及机器的辅助设备；
玻璃磨边机的作用是根据需要玻璃边部磨削成特定的形状。
其机械结构主要由磨削进给系统和加工工作台两部分构成。
加工工作台上放置被加工的玻璃，玻璃靠普通交流电机驱动在加工工作台上移动，磨削砂轮的转动和磨削进给系统亦由电机驱动，用以控制磨削砂轮的运动轨迹，从而将玻璃边部磨削成不同的形状。
磨削砂轮的转动也由普通交流电机驱动。
主传动机构是由交流异步驱动电机、联轴器和蜗轮蜗杆减速器组成；
玻璃夹紧机构由齿轮、皮带和弹性衬板等组成;
上下料机构和皮带输送机构由皮带轮、皮带、齿轮、链条等组成。
角度调整调整机构变频调速电机、滚珠丝杠、锥齿轮、链轮、链条等结构组成；
磨头电机进给机构是通过锥齿轮和燕尾槽钢导轨组成，通过锥齿轮的变向功能，使磨头电机在钢导轨内前后移动；
端面磨头调整机构是通过螺栓、弹簧和铰链之间的相互关系的改变而实现的。
本台玻璃磨边机是一台集以上所述粗磨、精磨及抛光为一体的具有现代化水平的大型玻璃深加工设备。
本机采用电机驱动，电机为变频调速电机，取代了以往的所用的机械无级变速器。
首先由送料机构将玻璃自动输送到夹持机构入口位置处，夹持机构采用特殊弹性夹持装置夹持玻璃，并夹持玻璃前进；
使玻璃分别经过粗磨、精磨、端磨、抛光等工序一次即可完成玻璃单边的全部磨抛工作，然后由接料机构接住并送出。
本机共设有3个粗磨轮、3个精磨轮、1个端磨轮、3个抛光毡轮，其进给的调整可通过丝杠，导轨机构来完成。
2.2 本机的工作原理
玻璃的磨削本身包括两个加工阶段：
粗磨与精磨，与其密切相关的是抛光工艺，抛光能最终使制品磨削表面平整并恢复玻璃表面的透明和光亮。
玻璃表面相互作用产生水解现象而生成覆盖表面的薄膜，此薄膜主要是胶态硅氧组成，由于研磨或抛光的作用而使薄膜破坏，并露出新鲜的表面，新的表面与水继续作用而生成新的保护膜覆盖表面，上述过程如此不断的重复进行，直至最终达到研磨和抛光。
2.3 主要技术参数
玻璃直线双边磨边机控制系统的基本要求
玻璃直线磨边机是玻璃深加工的设备中最先进的设备之一，其要求磨削质量好、加
工精度高、生产效率高、操作简便，适用于磨削不同尺寸和厚度的平板玻璃。
其系统设
计的基本原则是安全、可靠、高效率、低成本。
具体要求如下:
1.能保证系统长期稳定运行。
2.实用性:
直边的粗磨、半精磨、精磨;
粗抛、半精抛、精抛、倒角精磨、抛光
等工序一次完成。
3.操作性:
控制系统的人机界面便于操作，画面直观，全部过程采用中文显示，
实时监控生产过程。
4.维护功能:
系统具有自我诊断、报警功能，维护方便。
5.价格:
系统投资合理，成本低，便于推广使用。
6.主要技术指标:
（l）速度范围:
0一Slnjmin
（2）单边最大磨削量:
4mm
（3）加工玻璃宽度:
300一400Omm
（4）加工玻璃厚度:
3~2smm
（5）总功率:
50kw
（6）电压/频率:
380V/50Hz
（7）倒角角度:
45“士3“
夹持胶带运行速度：
V=0.4-2.7m/min
许用玻璃厚度：
δ=3–20mm
可磨玻璃之尺寸范围：
150×
150–2000x2000mm
斜边角度范围：
5°
-45°
斜边宽度：
B≤30mm
2.4 本机的基本设计方案、传动系统及特点要求
本机的基本设计方案
（1）主传动采用变频器调速，使电机获得各种所需转速；
（2）玻璃的夹紧方式采用两条橡塑带弹性夹持；
（3）玻璃取立位安放；
（4）手工上下料，同步齿形带输送；
（5）角度调整为电动，面板上有相应的数字显示；
（6）宽度进给即可电动也可手动，面板上置有数字显示装置；
（7）各磨头电机均有相应的电流表显示工作电流大小。
方案确定的依据及其特点
主动机构
本设计要求：
1、双带夹持玻璃；
2、怠速N=0.3-2.7变频调速；
3、适用玻璃厚度δ=3–20mm。
为此，本设计方案采用的传动方式如图所示：
图2.2主传动系统
减速器3前带5
传动顺序：
主电机1主电机2
减速器4后带6
主电机采用普通电机，以电机的变频调速代替机械的无级调速。
其主要目的是:
变频调速电机价格适中，与机械无级调速成本相差较小且提高了本机的数字化程度。
减速器3.4速度比相同，转向相反，以保证带速一致，且带的夹紧侧运行方向相同。
考虑到安装与调整，两带之间，主动辊与减速器之间以万向联轴结相连接。
为适应玻璃厚度变化之需要，后带的支撑架置于滑动导轨之上，可用相应的手轮调整其与前带的距离。
夹紧方式与特点
本方案如图2.3所示采用两条橡胶带夹持玻璃，后带夹紧侧后面有一刚性支撑板，后带夹紧，侧后面有一刚性的支撑板，玻璃通过夹持带靠在支撑板上，依此在Y向定位，前带夹紧侧的后面则以弹性辊图3支撑，这样刚性定位，弹性夹持，既能保持定位的精度又能减低玻璃的破损率，橡胶带轮轴向采用外球面轴承支撑，使主动、被动带轮的传动得以保证。
如图2.4。
图2.3胶辊 图2.4
玻璃安放位置选择
玻璃安放位置取位为立式、斜置，相对垂直面后倾5°
，这样选取的主要目的是充分利用加工车间的有效空间而减小占地面积。
玻璃后倾5°
，理由是本机磨削角度范围为5°
，当它后倾5°
时，各磨头轴线正好处于水平位置，这样便于设计与校核。
4上下料方式的确定
由于本机上下料不是自动，且玻璃的规格及形状各异，所以设计方案中采用手工上下料，输送则由两条同步齿形带来完成。
齿形带的带速与夹持带的带速基本相同，以保证上下料的连续性。
为保证上下料及运输过程中玻璃的稳定性，除玻璃后倾5°
外，还有有靠架加以支撑。
角度的调整
由于磨削角度为5°
-45°
，因此有角度调整机构。
角度的调整见图2.5。
图中C为横梁摆动的支撑点，B铰链处为动力输入轴。
A点处为螺旋副，螺母铰接于横梁上（可以绕铰接点转动）。
图2.5 转角机构
转角机构工作原理：
ABC组成一个三角形，BC=a,AC=b,两条线的长度保持不变。
边AB=c，由丝杠传动，它的长度可调。
由于AB的长度c的变化，引起角α的改变，因b杆与横梁刚性连接，这横梁以及其上面的磨头也作相应的角度改变，以此来达到调整角度的目的。
它的计算公式，即为余弦定理:
c2=a2+b2-2bccosα………………………2.1
式中a、b不变，c变化时α角也变化，依据此公式即可制定出相应的表格供使用。
为简化机构，本方案中的转角机构采用单独的电机驱动。
由于采用单独的电机驱动，用机械显示角度大小不便，所以本设计决定采用数码显示以及比较装置，并将其安装于面板上，以便观察与调整。
为保证转角精度，转角电机设有断电制动装置。
为安装起见，在5°
、45°
两个极限位置，设有限位开关。
3夹持机构设计
3.1夹持带主要参数的选择与计算
主驱动系统（如图2.2）
图3.1 夹持原理
设计要求:
带速V=0.4－2.7m/min变频调速变速
电机功率的选择确定
理论上本机的主电机功率为1.5kw，考虑到相关因素，使用系数取为2.0，因此选用电机的功率N=1.5×
2.0=3kw
型号的确定
Y132s－6型电机有恒扭矩与恒功率两种，根据我们的使用条件，首选应当保证在不同速度条件下，扭矩应当是没有太大变化，功率是次要的。
因此我们选择恒扭矩调速电机。
夹持带厚及辊子直径的选取
带厚δ=10mm，夹持带主动辊直径选为380mm。
减速器总速比及分配
已知：
带速Vmax=2.7m/min
辊子直径D=Ф380mm
带厚δ=10mm
调速机nmax=1000rpm
所以总减速比I=π（D+2δ）nmax/Vmax=465.2,参照减速器样本，选取适当的减 速器比分配速度比。
公用减速器：
型号：
WSJ－120Ⅰ型杆式减速器，速度比：
i=15.5。
后夹持带用减速器：
WSJ－150型（左旋），速度比：
i=30。
前夹持带用减速器：
WSJ－150型（右旋）,速度比：
校核夹持带实际速度
最大线速度:
Vmax=π（D+2δ）nmax/I…………………………………………………3.1
式中D=Ф380mm,δ=10mm,nmax=1000rpm
当I=15.5×
30=465时,计算则得
Vmax=2.7m/min。
最小线速度：
Vmin=π（D+2δ）nmin/I……………………………………………3.2
式中nmin=165rpm,
则速度
Vmin=0.45m/min。
结论：
夹持带的线速度符合设计要求，因此，减速器的选择及速度比分配合理。
3.2带的设计
带的要求
在本设计中，带是很重要的，所以对带的要求也很高：
（1）要有足够的拉伸强度和弹性模量,以达到在所要求的距离内输送材料所需要的传输功率以及在负载状态下允许最低装载所产生的运转伸长率。
（2）有良好的负载支撑及足够的宽度，以满足运输物料所需要的类型和体积。
（3）要有柔性，目的在于在长方向上能围绕滚筒弯曲，如果需要的话，希望在横向形成槽形。
（4）要有尺寸稳定性，使输送带平稳。
（5）承载面的覆盖要经受得起承载物体的负载冲击，并且能帮助恢复弹性，传动时覆盖胶能与滚筒有足够的摩擦力。
（6）组分之间有良好的粘合力，避免脱层。
（7）耐撕裂性能好，耐损伤。
（8）能联接成环形。
带的材料及带的组成分析
带一般由三个部分组成：
1.覆盖层－上覆盖层和下覆盖层
2.带芯－单层和多层
3.隔离层－带芯的粘结介质
负荷骤然升高，环境温度，湿度及物料的特性也会对输送带产生腐蚀作用，造成输送带的强度降低。
因此，在计算带强度时必须有一定的储备系数（安全系数）.带的伸长包括弹性伸长和永久伸长。
中轻负载输送带伸长量可取4％。
一般公认的输送带的弹性伸长量为：
输送带
材料
棉帆布
尼龙帆布
涤纶帆布
整体编
织芯
钢绳芯
芳纶织布
伸长量
1.5％
1.2％
0.8％
2.0％
0.2％
表3.1
钢绳芯输送带的初始伸长很小，在周期循环张力作用下伸长上。
尼龙输送带在周期的运行中永久伸长很大。
涤棉带于尼龙比较，在最大额定工作载荷下的伸长为：
涤纶带1％，尼龙带2.5％。
运行24小时后，涤棉带为1.5％，棉纶带达到4.6％。
因而，在要求拉紧行程小的地方，选择涤纶或涤棉带是必要的。
但是在需要弯曲拉伸弹性时，尼龙带又是适宜的。
在一些应用中，输送带的使用寿命受磨损的影响较小，而受冲击的影响相当大，常见的冲击破坏，一种是明显的盖胶破损，输送带穿透；
另一种是隐性破坏，覆盖胶无明显的破损，而内部带则已受损，强度降低。
输送带的耐冲击性能主要决定于橡胶盖于层间胶的性能与厚度，并与带芯材料，种类，组织结构及带的刚性密切相关。
因为能量的吸收主要发生在覆盖层内，层间胶对缓冲能力的影响一般小于覆盖胶，层间胶在受冲击时的变形受到织物更多的限制。
故承受全冲击负载的织物芯带覆盖胶厚度应以8－10mm较好。
对冲击载荷及有锐利棱角切划伤和撕裂作用的物料具有最大抵抗力的胶料是合成天然橡胶和天然橡胶。
输送带的刚性增大时，耐冲击性能会有所降低，当输送带的刚度和层间厚度一定时，增加覆盖层的总厚度，抗冲击性能增大。
而当覆盖层厚度一定时输送带的刚度越抵抗冲击性越好。
织物芯输送带的抗纵向撕裂主要与芯层织物纬向纤维种类，强度和密度有关。
抗冲击能力依次为：
棉，混纺线，合成纤维线，其中棉的能力最低。
一般提高纬向的织物强度可以增加输送带的抗冲击和防撕裂性能，同时有利于机械接头，当纬向强度达到经向强度的60％以上时，其机械接头的强度可近似于硫化接头强度。
钢绳芯输送带的抗冲击能力随绳径，间距，上下覆盖层的厚度而变化。
较厚的覆盖层对提高钢绳芯输送带的抗冲击性能时有利的。
钢绳芯输送带由于结构上无横向骨架对抗冲击和撕裂存在先天不足，故提高其抗冲击和抗撕裂性能的有效方法时在其上下覆盖层一面或两面采用横向加强机构，其形式有细钢绳增强式和合成纤维增强式。
其中以两面采用合成纤维横向增强的效果最好，另外，在下覆盖层中置入合成纤维绳可减小输送带运行过程中的压陷人阻力，有利于节省能源。
带的磨损
带的正常寿命取决于输送带的磨损情况，覆盖层的磨损时由于输送带与对象的相对滑动而产生的。
驱动滚筒与输送带下覆盖胶的摩擦：
输送带的下覆盖胶压到驱动滚筒上随着驱动滚筒的运转在运输线上运行，驱动滚筒面和输送带下覆盖胶由摩擦传递动力，如果没有相对滑动输送机就不能运转。
正因为由了这一滑动，使输送带和滚筒之间发生摩擦，由滑动摩擦而出现的故障时有发生，除输送带内表面的局部磨损，滚筒包胶剥离外，甚至也有断带的现象发生，因而必须采用阻燃带并进行相应的检查。
输送带跑偏带边与机架的摩擦磨损。
输送带应该在托辊组的中心线上运行，但由于输送机的制造，安全，使用造成的缺陷，输送带时常要偏离中心线发生跑偏。
一般地，输送带在带宽方向上允许有5％地跑偏量，当跑偏过多时，输送带与托辊支架，机架接触而造成边胶磨损。
裙板造成的输送带磨损。
如前所述，裙板对输送带的磨损是一种特殊的磨损，如对裙板的设计方法改进并注意维护，这种磨损差不多可以防止。
在装载点为了防止撒落装设坚固的刚性橡胶，而且具有很大的压力压向胶带是发生磨损的主要原因。
有时，在安装时仅考虑减小裙板对输送带的压力着手，当裙板磨到一定的程度，物料进入输送带和裙板之间更加加剧了磨损。
托辊的磨损。
输送带的下覆盖胶也要受到调心托辊以及前倾槽形托辊的摩擦，在槽形托辊到滚筒是过渡段和输送机弯曲的凸起处都有磨损产生。
当托辊，滚筒因某种原因转动不好时，也会加剧摩擦输送带的下覆盖胶。
3.3滚筒的设计计算
滚筒的选择
滚筒式带式输送机最最重要的组成部分，按在输送机中所起的作用可分为传动滚筒和该向滚筒两大类。
传统滚筒的作用是将驱动装置的扭矩传到输送带上，改向滚筒包括用于输送机端部的改向，增加传动滚筒包角的导向滚筒，拉紧滚筒和用于拉紧装置的导向滚筒。
滚筒的最主要的参数即直径，选用大直径的滚筒对输送带的传动及使用很有利。
但是，但滚筒直径增大后，驱动滚筒的质量，驱动装置减速器的减速比，减速器的质量和尺寸都需要相应增大。
选择滚筒直径主要考虑
升级会员 