趙群

(沈陽(yáng)工程學(xué)院機(jī)械學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)，110136)

摘要：本文以節(jié)能、低成本為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)常溫物料壓實(shí)影響因素及機(jī)理的研究，找出使壓實(shí)效果較好的影響因素的參數(shù)范圍。針對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，進(jìn)行理論分析，提出改進(jìn)方案，設(shè)計(jì)出一種基于振動(dòng)理論的新型物料振動(dòng)壓實(shí)機(jī)。

0引言

壓實(shí)是提高被壓材料強(qiáng)度和穩(wěn)定性的一種有效方法。壓實(shí)的過(guò)程是利用壓實(shí)設(shè)備對(duì)被壓材料加載，將被壓材料固體顆粒間的空氣和水分排出，同時(shí)克服松散材料中固體顆粒間的摩擦力與粘聚力，使固體顆粒重新排列，互相靠近，從而提高密實(shí)度。振動(dòng)壓實(shí)依靠壓實(shí)設(shè)備的激振機(jī)構(gòu)產(chǎn)生接近于被壓材料固有頻率的振動(dòng)，使被壓材料產(chǎn)生共振，此時(shí)被壓材料顆粒間的摩擦力迅速減小，小顆粒會(huì)隨著振動(dòng)填充到大顆粒間的空隙中，材料容積將變得盡量小，其密實(shí)度增加。

1總體設(shè)計(jì)方案

為實(shí)現(xiàn)冷壓縮成型工藝加工物料，確定本次設(shè)計(jì)的成型機(jī)具體傳動(dòng)方案為：一側(cè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)減速器，減速器通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與主軸相連，該主軸與壓輥外套為剛性連接。另一側(cè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶直接與主軸相連，并與傳送導(dǎo)軌相連。首先，通過(guò)調(diào)整電動(dòng)機(jī)所用皮帶輪的大小，可以方便地調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率；其次，通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓輥外廓利用摩擦帶動(dòng)與之相對(duì)應(yīng)的傳送輥，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，且容易保證壓輥與傳送輥線速度相同；最后，通過(guò)兩個(gè)電機(jī)同時(shí)帶動(dòng)壓輥套與壓輥主軸及偏心塊能夠使壓輥擠壓的同時(shí)振動(dòng)，使成品密度更大的同時(shí)減小壓力，有利于提高產(chǎn)量，降低噸電耗。傳動(dòng)示意圖如1所示。

由于結(jié)構(gòu)要求傳送導(dǎo)軌具有較高強(qiáng)度，所以不能選擇輸送帶傳動(dòng)，本設(shè)計(jì)模仿軋鋼設(shè)備，根據(jù)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)右邊兩個(gè)導(dǎo)軌需要有驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)上面待壓生物質(zhì)碎料。與壓輥對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌利用摩擦與導(dǎo)軌同步轉(zhuǎn)動(dòng)。左側(cè)導(dǎo)軌均靠摩擦帶動(dòng)運(yùn)送以成型物料。最終設(shè)計(jì)如圖2。支撐裝置右側(cè)為進(jìn)料口，為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，設(shè)置有多個(gè)筋板。具體的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2壓輥外套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

成型機(jī)在振動(dòng)擠壓的過(guò)程中壓輥與轉(zhuǎn)送棍之間保持一定的間隙，一方面是使物料進(jìn)入，另一方面避免環(huán)模和壓輥直接接觸。該間隙隨物料類型的不同而變，平均一邊保持在0.1m左右，而擠壓過(guò)程中，物料對(duì)壓輥和環(huán)模的磨損恰恰使這一間隙經(jīng)常改變，因此要求壓輥能夠調(diào)整偏心，這樣可以補(bǔ)償磨損。

3偏心軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

物料振動(dòng)成型機(jī)是借助鋼輪的高速震動(dòng)幾靜壓力對(duì)物料進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)的一種壓實(shí)機(jī)械。壓輥的激振由偏心軸的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力而使振動(dòng)輪產(chǎn)生振動(dòng)，偏心軸有幾種形式，有的是一個(gè)長(zhǎng)的軸，有的是軸上兩端各焊一塊偏心塊。

4壓輥驅(qū)動(dòng)軸、軸承和軸承座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

壓輥驅(qū)動(dòng)軸具體結(jié)構(gòu)幾尺寸設(shè)計(jì)。該軸與壓輥鋼套為剛性連接。根據(jù)深溝球軸承外徑及圓錐滾子軸承內(nèi)徑定，其他尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及結(jié)構(gòu)要求而定，由于物料成型機(jī)在工作時(shí)，壓輥、傳送輥與物料互相摩擦和擠壓，產(chǎn)生大量的熱。考慮到加工和安裝機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，本次設(shè)計(jì)的一對(duì)圓錐滾子軸承采用X型布置方式，在配裝時(shí)保證軸承的軸向游隙為0.15mm。如圖4所示。

5結(jié)論

本文設(shè)計(jì)出利用冷成型工藝壓制物料壓實(shí)機(jī)。進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)及其附屬設(shè)備設(shè)計(jì)選擇，對(duì)成型機(jī)的關(guān)鍵件壓輥設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，從物料振動(dòng)壓實(shí)機(jī)的總體傳動(dòng)方案出發(fā)，對(duì)壓輥進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括壓輥的結(jié)構(gòu)及其詳細(xì)裝配方式，又對(duì)偏心塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)與計(jì)算。對(duì)物料振動(dòng)壓實(shí)機(jī)傳送托輥進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了整機(jī)的支撐裝置結(jié)構(gòu)。該設(shè)計(jì)經(jīng)強(qiáng)度校核，滿足使用要求設(shè)計(jì)方法切實(shí)可行，容易實(shí)現(xiàn)，加工制造簡(jiǎn)單。如果考慮物料含水量、溫度等因素后壓實(shí)效果更佳。