流水线设计毕业论文.doc

1、毕 业 设 计（论 文）设计（论文）题目：汽车摩擦片缺陷检测流水线设计 学 院 名 称： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制 姓 名： 学 号 指 导 教 师： 职 称 定稿日期： 年 月 日中文摘要摘 要由于目前面临很高的通胀压力，企业越来越多的选择提高生产效率降低生产成本使自己的商品更加拥有市场竞争力。设计了一种自动汽车摩擦片缺陷检测流水线，主要由上料装置、缺陷检测装置、分拣装置组成。设计过程包括流水线机械结构设计计算、各重要机械结构设计计算和标准件的选用。最后进行了实际试验的可行性验证，证明了方案的可行性和合理性。关键词：汽车摩擦片；流水线；缺陷检测；英文摘要

2、ABSTRACTTo make their products more competitive in the market, faced with the high inflationary pressure, enterprises are more likely to improve production efficiency to reduce production cost.A flaw inspection production line for car brake pad is design, mainly composed of a feeding unit, a flaw in

3、spection unit and a sorting unit. The whole designing procedure include structure design calculation of the flaw inspection production line, structure design calculation of each important unit and choosing of the standard component. At last, a series of experiments are carried out, the feasibility o

4、f this machine is proved.Key Words：car brake pad；production line；flaw inspection；目录目 录1 引 言11.1 流水线的概念及分类11.2 目前流水线发展的现状11.3 本设计的目的和意义11.4 本设计主要解决的问题22 系统设计32.1 设计任务32.2 总体方案确定32.2.1系统的驱动32.2.2 分拣机构32.3设计方案的比较33 主体机械结构设计43.1 流水线整体尺寸估算43.2 主要构件的设计选择43.2.1 滚筒选择43.2.2 电机选择43.2.3 链轮设计43.2.5 链条选择63.2.4 键

5、的选择73.2.5 轴承的选用73.2.6 皮带的选用83.2.7 型材的选用94 分拣机构设计104.1 凸轮的设计104.1.1 周期中运动的分配104.1.2 曲线方程的设计114.2电机的选择124.2.1 步进电机扭矩估算124.2.2 型号选择124.3 联轴器选择124.4 步进电机的控制134.4.1 分析系统，确定I/O点数134.4.2 分配I/O地址134.4.3 外部接线图144.4.4 PLC程序设计145.料桶设计155.1 材料选择155.2 结构设计155.2.1 桶径计算155.2.2 底部设计16结 论17致 谢18参考文献191 引言1 引 言1.1 流水

6、线的概念及分类生产流水线是在一定的线路上连续输送货物搬运机械，又称输送线或者输送机。按照输送系列产品大体可以分为：皮带流水线、板链线、倍数链线、插件线、网带线、悬挂线及滚筒流水线这七类流水线。一般包括牵引件、承载构件、驱动装置、张紧装置、改向装置和支承件等。流水线输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。1.2 目前流水线发展的现状我国流水线设备技术起步晚，市场上低端产品很多而且存在不良竞争，但经过不断的发展已经达到了很高的水平。未来三年，全球流水线设备市场的发展潜力依然很大。据中国电子元件行业协会信息中心预测，到2010年，流水线设备产量将达到468亿只，市

7、场规模将达到515亿元，年均增长率将分别为17%和15%。可见，即使在金融危机的阴影笼罩下，流水线设备市场依然有着强大的发展潜力。中国在全球流水线设备市场中的份额将加继续大。市调机构BishopandAssociates的报告称，2007年中国流水线设备市场就以16.8%的增长率位列全球第一，远超过全球流水线设备市场的平均增长率7.2%。而近两年国外市场的持续低迷，也使国外流水线设备厂商加紧在中国的布局，从而加速中国流水线设备市场的发展。随着我国的各个行业的不断发展，我国对流水线设备的技术要求也是非常高的，面对流水线设备的市场和技术变化，中国流水线设备厂商应逐步摆脱在中低端产品类型的同质化竞争

8、，积极跟踪流水线设备的前沿技术，学习流水线设备的新技术新工艺，不断研发出新产品，拓展高端产品线。随着我国的各个行业的不断发展，我国对流水线设备的技术要求也是非常高的，面对流水线设备的市场和技术变化，中国流水线设备厂商应逐步摆脱在中低端产品类型的同质化竞争，积极跟踪流水线设备的前沿技术，学习流水线设备的新技术新工艺，不断研发出新产品，拓展高端产品线。1.3 本设计的目的和意义目前中小企业生产成本上升幅度较大。从2007年初开始，国家确定了以“两防”（防过热、防通胀）为主导的宏观调控政策走向，使产品市场逐步萎缩，价格逐步下降。而包括能源在内的原材料，则呈上升趋势。加之人民币汇率上升，以及劳动合同法

9、的颁发布实施，更增加了成本上升的幅度。其中后两项属于硬成本，企业是不能消化的。这就大大增加了企业控制成本的难度。更严重的是，中小企业生产成本上升，完全达到了侵蚀利润的程度，由此造成大批中小企业亏损，导致部分外资企业外移的同时，丢掉了一些产品的国际市场。同时由于自身资金和技术水平所限，基础薄弱的中小企业只能有选择地进入门槛较低的行业，其产品还主要集中在中低端，而且越是低端产品，厂商越多。由于进入行业过于集中，行业之间产品同质性明显，且都属于竞争性行业，故相互之间竞争异常激烈。在这样的大环境下，中小企业想在市场上占领一席之地必须使自己的产品具有竞争力。本次设计是为一家中小企业设计刹车片缺陷检验流水

10、线，之前的检验都是由人工完成的，不仅速度慢容易存在检验的疏漏，同时花费大量的财力导致生产成本提高，使产品本身的竞争力下降。1.4 本设计主要解决的问题（1）流水线如何准确实现刹车片在流水线上的等距传送；（2）流水线如何准确实现刹车片的分拣。12 系统设计2 系统设计2.1 设计任务完成汽车刹车片缺陷检验流水线结构设计，要求能完成大小不同的刹车片是否存在缺陷的检验。设计参数：流水线长3m；检测零件直径210470mm；检测速度：3s/个。2.2 总体方案确定2.2.1系统的驱动流水线是长时间持续工作的系统但其功率不是很大，故运动通过一个两项交流电机驱动，电机的调速通过一变频器控制输入交流电频率实

11、现。2.2.2 分拣机构由于刹车片太薄，而且要求检测速度为3s/个，用气缸分拣整个过程耗时过长，同时气缸与皮带表面距离很小容易刮伤皮带表面。故设计了机械分拣装置，该装置采用机构按凸轮曲线做周期运动的原理实现，经分析，理论上能很好的满足需求。2.3设计方案的比较方案优点缺点气缸分拣结构简单、好控制可靠性低、易划伤皮带机械分拣机构可靠性高机构复杂通过两种方案的比较，选择了可靠性高的机械分拣机构。23 主体机械结构设计3 主体机械结构设计3.1 流水线整体尺寸估算长：根据要求，流水线总长3000mm。宽：由于刹车片最大直径为470mm，故，流水线宽度选择550mm。高：按照现有流水线高度，流水线台面

12、高度设计为750mm。3.2 主要构件的设计选择3.2.1 滚筒选择一般情况下滚筒长度采用“输送物+50mm”即，470+50=520，圆整为550mm驱动辊：根据经验选择140mm从动滚筒：选择60mm3.2.2 电机选择目前流水线使用的都是单相220V减速电机，功率选择方面：由于整个机构运动比较平稳，故按电机的静功率计算，故有：P=0.2479kw （3.1）M为滚筒的计算转矩：M=F*R=70N/m （3.2）F为皮带传输时主动滚筒受到的切向力根据经验估值为1000N。(其中包括约重8kg的产品)，R0.07m。n为滚筒的转速：n=30v带/（r）=22.74r/min为效率：=齿轮*链

13、轮*轴承*滚筒=0.6724齿轮：八级精度的一般传动0.97（减速电机的两级齿轮）链轮：0.96（一对）轴承：0.99（共5对）滚筒：0.96（共5个）综上，选择了NHY-28减速电机。有关参数如下：电机型号额定电压（V）额定电流(A)额定功率(KW)满载转速(R/Min)传动比NCH282202.130.417201:503.2.3 链轮设计1.链条类型的确定传动链可分为短节距精密滚子链、齿形链等类型。其中滚子链常用于传动系统的低速级，一般传递的功率在100kW以下，链速不超过15m/s，推荐使用传动比imax=8。齿形链应用较少。故本设计使用滚子链，又因传动功率较小用单排链即可。2.链轮材料的选择链轮轮齿要具有足够的耐磨性和强度。由于大小链轮的齿数一样，故选择的材料也一样，选择了采用的材料40#，经淬火和回火热处理，热处理后硬度4050HRC。3.链轮的结构小直径的链轮可制成整体式如下图所示：图 3.14.设计计算由于电机的输出轴径为28mm，所以设计链轮轴径也为28mm。电机额定功率为