趙群

(沈陽工程學(xué)院機械學(xué)院，遼寧沈陽，110136)

摘要：本文以節(jié)能、低成本為出發(fā)點，通過對常溫物料壓實影響因素及機理的研究，找出使壓實效果較好的影響因素的參數(shù)范圍。針對設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題，進行理論分析，提出改進方案，設(shè)計出一種基于振動理論的新型物料振動壓實機。

0引言

壓實是提高被壓材料強度和穩(wěn)定性的一種有效方法。壓實的過程是利用壓實設(shè)備對被壓材料加載，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，從而提高密實度。振動壓實依靠壓實設(shè)備的激振機構(gòu)產(chǎn)生接近于被壓材料固有頻率的振動，使被壓材料產(chǎn)生共振，此時被壓材料顆粒間的摩擦力迅速減小，小顆粒會隨著振動填充到大顆粒間的空隙中，材料容積將變得盡量小，其密實度增加。

1總體設(shè)計方案

為實現(xiàn)冷壓縮成型工藝加工物料，確定本次設(shè)計的成型機具體傳動方案為：一側(cè)電動機通過皮帶帶動減速器，減速器通過聯(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)電動機通過皮帶直接與主軸相連，并與傳送導(dǎo)軌相連。首先，通過調(diào)整電動機所用皮帶輪的大小，可以方便地調(diào)節(jié)振動頻率；其次，通過電動機驅(qū)動壓輥外廓利用摩擦帶動與之相對應(yīng)的傳送輥，結(jié)構(gòu)相對簡單，且容易保證壓輥與傳送輥線速度相同；最后，通過兩個電機同時帶動壓輥套與壓輥主軸及偏心塊能夠使壓輥擠壓的同時振動，使成品密度更大的同時減小壓力，有利于提高產(chǎn)量，降低噸電耗。傳動示意圖如1所示。

由于結(jié)構(gòu)要求傳送導(dǎo)軌具有較高強度，所以不能選擇輸送帶傳動，本設(shè)計模仿軋鋼設(shè)備，根據(jù)傳動方案設(shè)計右邊兩個導(dǎo)軌需要有驅(qū)動，帶動上面待壓生物質(zhì)碎料。與壓輥對應(yīng)的導(dǎo)軌利用摩擦與導(dǎo)軌同步轉(zhuǎn)動。左側(cè)導(dǎo)軌均靠摩擦帶動運送以成型物料。最終設(shè)計如圖2。支撐裝置右側(cè)為進料口，為了加強結(jié)構(gòu)強度，設(shè)置有多個筋板。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

成型機在振動擠壓的過程中壓輥與轉(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，而擠壓過程中，物料對壓輥和環(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，這樣可以補償磨損。

3偏心軸結(jié)構(gòu)設(shè)計

物料振動成型機是借助鋼輪的高速震動幾靜壓力對物料進行壓實作業(yè)的一種壓實機械。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輪產(chǎn)生振動，偏心軸有幾種形式，有的是一個長的軸，有的是軸上兩端各焊一塊偏心塊。

4壓輥驅(qū)動軸、軸承和軸承座結(jié)構(gòu)設(shè)計

壓輥驅(qū)動軸具體結(jié)構(gòu)幾尺寸設(shè)計。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)驗及結(jié)構(gòu)要求而定，由于物料成型機在工作時，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構(gòu)簡單，本次設(shè)計的一對圓錐滾子軸承采用X型布置方式，在配裝時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)計出利用冷成型工藝壓制物料壓實機。進行了總體設(shè)計及其附屬設(shè)備設(shè)計選擇，對成型機的關(guān)鍵件壓輥設(shè)計進行了詳細的闡述，從物料振動壓實機的總體傳動方案出發(fā)，對壓輥進行了詳細設(shè)計，包括壓輥的結(jié)構(gòu)及其詳細裝配方式，又對偏心塊進行了詳細設(shè)計與計算。對物料振動壓實機傳送托輥進行了設(shè)計，并設(shè)計了整機的支撐裝置結(jié)構(gòu)。該設(shè)計經(jīng)強度校核，滿足使用要求設(shè)計方法切實可行，容易實現(xiàn)，加工制造簡單。如果考慮物料含水量、溫度等因素后壓實效果更佳。