磨边机设计正文.docx

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磨边机设计正文

1绪论

1.1课题背景

随着中国建筑业的发展，尤其是八十年代以后，墙地砖行业得到蓬勃发展，产品的质量、数量以及品种不断提高，同时墙地砖的竞争也越来越激烈。

各墙地砖生产厂家不断采用新工艺、新技术、新装备来提高自己产品的质量及品种，以增强产品的时常竞争力。

因此怎么样提高强地砖的质量成了生产厂家和消费者共同关注的问题。

九十年代以来，就地砖而言，瓷质砖所占的比例越来越大，已成为地砖市场的主导产品之一。

与此同时，瓷质砖的深加工设备——瓷质砖抛光自动生产线（包括刮平机，粗、精抛光机，磨边倒角机等）相继出现。

在传统墙地砖生产中易出现各种缺陷，其中变形和大小头缺陷是主要的，而且它们受到从泥料配方到成型干燥及烧成等各个工艺环节的影响，从而使产品的质量难以得到保障。

通过机械加工的方法使墙地砖的尺寸得到控制，成为一种可靠和经济的途径。

磨边机作为墙地砖的深加工设备之一，正是适应了这种发展方向的产品。

1.2课题现状及发展趋势

瓷质墙地砖磨边倒角机生产线是瓷质墙地砖深加工使用的主要设备，它能消除或改善瓷质墙地砖因压制工艺造成的四边阶和因模具质量、坯体密度及烧成过程等因素造成的四边的直线度误差（波浪边）、相对边的平行度误差（大小头）

相邻边的垂直度误差（对角线不等长）以及崩边、崩角等缺陷，从而提高瓷砖的几何精度，使瓷砖上档次，以满足人们生活质量日益提高的要求。

八十年代中期以来，我国先后从意大利进口了大量的磨边机生产线。

意大利各公司的产品各有特色，但品种规格、技术水平相差不大，且近年来也在不断改进。

近年来国内也有不少厂家通过对进口产品的消化吸收，研发了一些好饿磨边机生产线。

目前国内使用的磨边机从加工方法上分两种：

单边顺序磨边和对边同时磨边。

前者已被淘汰，很少见到。

现在国内外磨边机的生产厂家也比较多，国外主要以贝德利尼、百利通、格里哥利、安格拉、西美等为代表，国内则以科达、力泰、星光等为代表。

国内厂家生产的设备质量和加工性能均可以与国外同行媲美，同时价格却比进口机械设备低很多，国内设备以其质优价廉迅速占领市场，成被众多陶瓷生产企业选购的目标

1.3研究内容

虽然磨磨边机做为一种较理想的瓷砖磨边设备得到普遍的应用，但对磨磨边机的设计时应保证以下几个方面的性能要求：

1、主机传输带必须有足够的同步性；

2、砖在运行过程中与传送带无相对移动；

3、保持两砖之间一定距离，避免相互影响；

4、磨边轮应有足够的切削力，并且尽量保证两边的切削量相同。

否则，磨削出的产品无论是邻边垂直度还是边的直线度以及产量均达不到生产要求。

磨边机的磨削分两次进行，第一次磨削后，砖转90o进行第二次磨削。

砖磨削前有形状误差，以500mm×500mm的砖邻边长度差为例，在对中良好的情况下，前磨削两对边的磨削深度变化的差值不大于3mm，在压带的作用下，砖在磨削过程中不会偏转，出砖时，边对边保持平行，砖转向90o后，进入第二阶段磨削，以下两种情况下，均可能导致磨削缺陷的产生：

1、磨削边未与磨边机中心线垂直，此时后磨边机的磨削定位基准发生偏移，必然导致砖的对角线不等长缺陷；

2、在磨削过程中，砖发生了向一边偏移，这种情况是由于两边磨削量差值大，造成受力失去平衡，以致砖发生侧滑。

解决该问题的方法有三种途径：

1、从磨边机本身结构入手，增加磨头刚度，提高磨头抗变形能力，加大磨头阻尼系数，提高磨头的阻尼比；增加上带与砖之间有足够的摩擦力，防止砖发生偏移。

但这两种方法都有一定的局限。

2、改变磨削工艺。

首先，适当增加磨头数量，适当分配各组磨头磨削量，使各组磨头的磨削量达到最小值。

其次，适当提高皮带线速度，砖的纵向进给速度提高可以使磨削变形降低到最小化。

3、保证砖在磨削中的定位精度。

事实上，磨头的磨削深度不一致，主要是因为砖的中心线与磨边机的中心线存在一定偏差，如果在磨削前调整好砖的姿态（提高对中精度），则可以减小出现磨削深度不同造成的砖的侧滑。

本机械能够有效的防止蹦釉现象，采用多磨边机进行磨削，保证了陶瓷砖的质量，从而提高的竞争力度。

磨边机以其在生产中的发挥重要作用而具有广阔的市场前景，如何在能在机构刚度等方面提高精度，有待进一步探讨，也是个潜在的商机。

2方案论证和设计

2.1设计要求

1）安全性：

要求操作过程中操作人员的安全和机器设备的相关防护；

2）易维护和维护：

要求结构简单，减少安装等造成的误差对产品的影响；简单的结构便于对机器的维护；

3）易观察；便于在生产的过程中及时发现问题；

4）经济性；在满足使用性能的前提下降低成本。

5）环保性：

保护环境是我国的一项基本国策。

所以要在生产过程中要尽可能的保护环境，尤其在容易产生粉尘的部位采用封闭式和外部集尘器设备，从而达到清洁的目的。

2.2国内外典型厂家产品比较

目前国内外典型的磨边机基本结构相似，但又各有特色，各有优劣，现对国内外典型型号对比分析如下，为选择一个好的方案提供参考：

表2.1

生产厂家

磨边砂轮

倒角磨头运动

加工宽度调节

压砖方式

对中方式

传输方式

工作速度调节

PEDRINI

贝德利尼

M800

电机驱动，蜗轮蜗杆传动

气动，电机和磨头座一起移动，无限位装置

一梁固定，另一梁可动，电机驱动，丝杆传动，光杆导向

双链轨压砖

有气动侧向推砖机构

双链轨传输

电子变频调速

PEDRINI

贝德利尼

M839

电机驱动，蜗轮蜗杆传动

气动，电机和磨头座一起移动，无限位装置

双梁同时运动，电机驱动，同步丝杆传动，光杆导向

弹簧轮压砖

导轨和弹簧轮侧压

双胶带

电子变频调速

BRETOM

百利通

手摇拖板结构，丝杆传动

气动，电机和磨头座一起移动，无限位装置

双梁同时运动，手轮转动，丝杆、齿轮、齿条传动

胶带压砖

气动送砖对中

单胶带

电子变频调速

GREGORI

格里哥利

螺栓拉杆调节

气动，电机和磨头座一起移动，无限位装置

一梁固定，手拖板移动另一侧

弹簧轮压砖

轨道限制方式

双胶带

机械无级变速

ANGORA

安格拉

螺栓拉杆调节

气动，电机和磨头座一起移动，无限位装置

双梁同时运动，电机驱动，丝杆传动，光杆导向

整体性弹性橡胶缓冲压轮

弹簧轮侧压外加导轨限位

同步齿形带

电子变频调速

SIMEC

西美

手摇拖板结构，丝杆传动

气动，电机和磨头座固定，限位装置

双梁同时运动，电机驱动，丝杆传动，光杆导向

弹簧轮压砖

弹簧轮侧压外加导轨限位

双胶带

机械无级变速

KEDA

科达

手动式调节蜗轮蜗杆传动

气动，电机和磨头座固定，限位装置

手轮转动，双梁同时运动，丝杆传动，光杆导向

弹簧轮压砖

弹簧轮侧压外加导轨限位

双胶带

机械无级变速

立本机械

电机驱动，手摇

气动，电机和磨头座固定，无限位装置

手轮转动，双梁同时运动，丝杆传动，光杆导向

双胶带压砖

齿轮齿条对中机构

同步齿形带

机械无级变速

2.3方案论证和设计

2.3.1磨边头方案设计：

磨边头是磨边机的关键部件。

磨边头的机械性能对砖的加工质量有较大影响。

如磨边后的烂砖、边角崩裂、表面裂纹、磨花等缺陷。

但这些不同的缺陷发生在原因和阶段是不同的。

表面裂纹主要是由坯体本身的质量问题造成的，磨花是由于生产中断而造成的，而边角崩裂等则四在磨边时发生。

因此，要解决这些问题，关键在磨边头的设计，提高磨头的刚度、散热性能和平稳性。

图2.1螺杆调节

图2.2蜗轮蜗杆调节

图2.3托板调节

磨边头由电机直接驱动，结构简单。

磨边砂轮的进给调节是在主梁的宽度调定后为精确限制成品砖的尺寸或每个磨头的吃刀量而进行的调节。

现在使用的磨头调节方式主要有三种：

一，螺栓拉杆式（图2.1）,这种结构使用起来较费力，且因螺距的限制不易提高调节精度；二，蜗轮蜗杆式（图2.2）这种调节方式比较省力，传动控制精度很高－但是因为使用丧级使系统结构复杂－揑髙亇维报成术；三，拗板式（图2.3），是介于前两者之间既有较高的精度又具有较高的经济性。

因此本设计选用拖板式调节方式来调节磨边头砂轮的进给。

2.3.2倒角磨头方案设计

倒角磨头与磨边头结构基本相似。

倒角磨头的结构有三种形式：

整体摆动式、整体往复式和单轴滑键式。

整体摆杆式和敵体往复式结构运动部分而且质量大，惯性就大，若驱动气压太大就会使倒角过大，而当驱动气压太小时，磨头摆动又困难；单轴滑键式结构则避免了这些问题的出现，只需要较小的气压驱动，且有的型还没有定位螺栓，使的倒角砂轮动作稳定，定位准确，因此本设计选择单轴滑键式结构的倒角磨头。

图2.4单轴滑键式（气动调节）倒角磨头简图

2.3.3对中机构方案设计

对中机构是磨边机的一个重要机构，它直接影响加工时的定位，所以在设计中要注意其结构、精度。

目前磨边机主要使用的有两种对中机构，一种是连动盘式对中机构（图2.5），它由气缸、连动盘和连动杆等组成。

连动杆用以保证气缸动作协调一致，完成砖坯的准确对中。

另一种是齿轮齿条对中机构（图2.6），它主要由电动机（或气缸）带动齿轮旋转，促使两条齿条向机架中心线方向同步移动，完成砖坯的准确对中；反之，电动机能通过齿轮促使两齿条背离机架中心线做同步避让移动，实现加工砖坯的送入。

图2.5连动盘式对中机构

图2.6齿轮齿条对中机构

由于齿轮齿条对中机构的对中精度比连动盘对中机构的对中精度要高。

虽然齿轮齿条对中机构结构比较复杂，但它的对中性能好，所以选择它为本设计的对中机构。

2.3.4加工宽度调节方案设计

为了适应不同规格产品的加工，较先进的磨边机机构有一定的宽度调节范围，目前加工宽度的调节较好的就是双梁同时可动，丝杆传动机构。

由于宽度是不需要经常调节，故我们采用手动方式。

导向光杆不用整体形式，采用一边一轴，这样可以降低对材料的要求，并降低成本，但需要提高安装精度。

主梁通过一级蜗轮蜗杆带动左右旋丝杆（两根）旋转时，固定在主梁上的螺母带动两主梁做开合移动，从而实现加工宽度的调节。

这种结构相对其他机构具有动作快、移动平稳等优点。

图示如下：

图2.7加工宽度调节机构

2.3.5其他机构的设计

参照特地陶瓷公司使用的磨边生产线进行设计。

2.4本章小结

本设计借鉴了现有磨边机的一些机构，充分各种同类机构的优势，提出了如下表所示的设计方案。

该方案主要体现在结构简单，经济性高，有效的补充了以往磨边机在崩边上的不足。

所以本机械采用多磨边电动机共同带动砂轮进行磨边磨削，从而有效的补充了以往磨边机在蹦边蹦釉上的不足。

具体机构选择列表如下：

表2.2

磨边砂轮

倒角磨头运动

加工宽度调节

压砖方式

对中方式

传输方式

工作速度调节

电机驱动，手摇拖板调节

气动，电机和磨头座固定，无限位装置

手轮转动，双梁同时运动，丝杆传动，光杆导向

双胶带压砖

齿轮齿条对中机构

同步齿形带

机械无级变速

3主要部件的设计、计算及选择

3.1倒角磨头设计与蝶形磨边头设计

3．1．1倒角电动机的选择

A.电动机类型选择

工作情况有与环境：

负载较平稳；对启动制动无特殊要求；长期运行的机械，小功率。

电动机的特点，用途及使用条件

Y系列三相异步电动机特点与用途：

该系列为一般用途防护式笼型电动机。

符合国际防护等级要求。

能防止手指触及机壳内带电体或转动部分；防止直径大于12mm的小固体异物进入。

Y系列（IP44）三相异步电动机的特点Y系列（IP44）三相异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式笼型异步电动机，它适用于拖动无性能要求的各种机械设备，如鼓风机、空气压缩机、水泵和金属切削机床等。

Y系列（IP44）三相异步电动机具有以下良好性能和结构特点：

（1）效率水平较高。

（2）起动性能较好。

（3）噪声低振动小。

（4）防护性能较好。

（5）运行可靠使用寿命长。

（6）外形美