畢業(yè)設計(論文)開題報告 題 目 陶瓷拋光機旋風磨頭機構的設計學生姓名 班級學號 專業(yè) 機械設計制造及其自動化1. 結合課題任務情況，查閱文獻資料，撰寫 2000 字以上的文獻綜述。隨著中國經濟的快速發(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生了多樣化的需求，拋光磚的產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“復古磚”現象就是這種需求的具體表現。而陶瓷磚的生產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，附屬于幾個產瓷區(qū)的陶機廠是在修理廠的基礎發(fā)展起來的國有企業(yè)，生產設備落后，產品質量低、產量小。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。特別是經過“九五” 、“十五”的項目攻關開發(fā)、研究，在原有引進、消化、吸收的基礎上，建筑陶瓷國產生產線裝備的生產技術水平有了很大的提高，包括原料制備裝備、成形設備、干燥施釉裝飾設備、燒成設備、拋光裝備等已基本實現了建筑陶瓷生產的整線國產化。截止 2000 年底，在我國現在仍生產的 2900 條建筑陶瓷生產線中，瓷質磚拋光線共有 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線。在廣東地區(qū) 984 條建筑陶瓷生產線中，瓷質磚拋光線有 387 條，約占全國瓷質磚拋光線總量的 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，由以上產品組成的具有國際先進技術水平的國產陶瓷拋光線開始大量替代進口產品，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。瓷質磚拋光設備的國產化，極大推動了我國建陶拋光磚市場的極大發(fā)展。據對我國瓷質磚生產廠家新建、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)產品結構調整的主要方向是向高檔有釉磚或中高檔拋光磚調整，廠家對拋光線設備和高水平釉線設備的需求保持著穩(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，大力振興裝備制造業(yè)，進行重點技術改造，提高設計與制造水平，推進機電一體化，為各行業(yè)提供先進和成套的技術裝備。陶瓷行業(yè)未來的發(fā)展方向是“總量控制，結構調整” 。產業(yè)政策和市場環(huán)境促使我國陶瓷行業(yè)從數量價格競爭轉向技術和質量的競爭，陶瓷企業(yè)出路的一個重要方面在于技術設備改造和產業(yè)升級，然而建陶產業(yè)的升級，客觀上需要上游產業(yè)建陶制造裝備技術進步的支持，這就為一些科技含量高、新產品開發(fā)能力強的陶機生產企業(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，面對來自國內和國際的競爭。陶瓷拋光磚在國內市場風行以來，各種利用機械加工瓷磚以提高產品檔次的方法不斷涌現，如水刀切割、圓弧拋光、線條拋光等等。深加工已經成為陶瓷產品錦上添花的主要手段之一，在提高產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，近年來在國內外的需求呈現急劇上升的勢頭。拋光機是瓷磚深加工，也就是生產拋光磚的關鍵生產設備，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，但機器結構及工作原理完全相同。其結構主要由機架、橫梁、磨頭、導軌、調節(jié)機構及輸送系統(tǒng)等組成。拋光過程是：瓷磚由主傳動皮帶送到機內,有磚檢測裝置檢出有磚進入,磨頭上的氣缸動作,使旋轉的磨頭緩慢下降,磨輪對瓷磚表面進行磨削拋光,瓷磚經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、加工表面質量好、破損率少等優(yōu)點，經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，陶瓷產品要提高檔次，必定離不開深加工技術。深加工，其實是對陶瓷產品起了錦上添花的作用，有助于企業(yè)增加產品附加值和提高經濟效益。如佛山某企業(yè)今年的最新產品線條拋光機，就是根據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，不僅提高了產品檔次，還產生了富貴華麗，蓬蓽增輝的藝術效果。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、主要研究內容、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、石材等建材產品精磨、拋光的生產設備，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。因此要求其關鍵部分——磨頭驅動部分必須有良好的動態(tài)性能。磨頭驅動部分是瓷質拋光機的關鍵設備，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/分鐘的速度旋轉，同時擺腳以 50～80/分鐘的頻率左右往復擺動，以實現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/分鐘的速度旋轉，圓筒形磨具以 50～80/分鐘的速度繞自身軸線旋轉。這種磨頭與擺動式磨頭相比較，生產效率可以提高 10%以上，主要用于粗磨階段。3. 旋風磨頭，它的結構特點是向外伸展出 8 根軸，每根軸上各安裝一個圓筒形金剛磨輪，磨頭由 2 根電機驅動產生兩個動作，一是每根軸上的金剛磨輪自身的高速自轉（轉速高達 2700 轉/分鐘） ，二是整個磨頭帶動八個金剛磨輪的低速公轉（轉速為 70 轉/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，并由兩個電機驅動，自轉高速，公轉低速；而后者則是使用普通磨料磨具，僅由一個電機驅動，自轉低速，公轉高速。旋風磨頭可取代原來的刮平磨頭，適用于刮平階段和粗磨階段。本設計所研究的是陶瓷拋光機的旋風磨頭機構。旋風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的金剛石砂輪對瓷質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，降低生產成本，提高了生產效率。設計的主要研究就是從運動學理論、空間機構學理論拋光機磨頭旋風傳動機構，因為旋風磨頭的傳動機構是一個高速、增速機構。這必將引起高溫、噪聲等問題，所以傘齒輪組潤滑、密封、降溫等是本機構的設計要點。希望可以通過本設計的研究以求得一個性能良好且從動件振動小的設計方案，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.傘齒輪組在旋風磨頭中，傘齒輪組是用于實現金剛磨輪的自轉，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，設計時著重考慮了機構的強度、壽命和噪聲問題。主要的解決方案為采用大模數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.磨頭的公轉由于磨輪的轉速很高，如果采用同一個動力源的話那減速機構會比較龐大，因此采用雙電機的形式。磨頭的公轉采用一個公轉電機再加上螺桿減速機構就可以實現磨頭的公轉問題。3.潤滑在傘齒輪嚙合處由于轉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鍵，因為這里轉速度高，溫度高，很容易就產生泄漏，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生高溫，可以采用大流量壓力水源來對著磨頭噴水。旋風磨頭的設計參數為：磨頭轉速：50～80 轉/分鐘，公轉阻力矩：300～320 牛·米； 磨輪轉速：2500～2800 轉/分鐘，自轉阻力矩：7～10 ?！っ?；磨頭直徑：500～600mm設計時，在確定了方案的基礎上，進行總體設計和詳細設計，繪制拋光機磨頭總圖和主要零部件圖，要求結構合理，操作方便。圖紙要求符合國家有關標準規(guī)定，圖面清晰，投影正確。并且撰寫畢業(yè)設計說明書。3.工作進度及具體安排。第7學期 14～20周：收集資料，文獻綜述、開題報告第8學期 1～4周：畢業(yè)實習第8學期 5～7周：總體結構方案設計、外文翻譯第8學期 8～12周：磨頭主要零部件設計，撰寫畢業(yè)設計說明書第8學期 13～14周：設計修改完善第8學期 14～15周：畢業(yè)設計評閱指導教師批閱意見指導教師(簽名) ： 年 月 日