1.前言
蜂窝煤在我国城镇广泛使用。蜂窝煤长期以来在我国城镇乡村中广泛使用，现虽然基本上人家都在用电了，但是还是有很多人家离不开烧煤！而现在已发明环保节能型蜂窝煤，燃烧无毒、无味、无黑烟。所以市场上对这种既环保又节能的蜂窝煤的需求量日趋加大很大。
质量高的蜂窝煤有抗压性强、外观平整光滑、薄厚一致、孔距分布合理、燃烧充分良好的特点，这就对蜂窝煤成型机提出了要求。
由于现今社会中人们对能源的利用还很有限，而且现今人民的环保意识也有所加强；但浪费能源的现象却仍然很普遍，而煤炭又属不可再生资源，故加强对煤炭资源的充分利用已迫在眉睫。
故本文着重改进蜂窝煤成型机的冲压成型和工位转换，务求以高效、方便为中心来进行。
2.蜂窝煤成型机设计要求和功能分析
2.1. 蜂窝煤成型机设计要求和设计参数
（1）蜂窝煤成型机的生产能力：30次/min；
（2）驱动电机：Y180L－8、功率N=11 kw、转速n＝730 r/min；
（3）如图2-1所示位冲头3、脱模盘5、扫屑刷4、模筒转盘1的相互位置情况。实际上冲头与脱模盘
都与上下移动的滑梁2连成一体，当滑梁下冲时冲头将煤粉压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模。在滑梁上升过程中扫屑刷将刷除冲头和脱模盘上粘附的煤粉。模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇运动使加料后的模筒进入加压位置、成型后的模筒进入脱模位置、空的模筒进入加料位置；
（4）为改善蜂窝煤成型机的质量，希望在冲压后有一短暂的保压时间；
（5）由于同时冲两只煤饼时的冲头压力较大，最大可达50000N，其压力变化近似认为在冲程的一半进
入冲压，压力呈线性变化，由零值至最大值。因此，希望冲压机构具有增力功能，以减小机器的速度波动和减小原动机的功率； （6）机械运动方案应力求简单。
图2-1 运动简图
1
2.2蜂窝煤成型机功能分解
为实现蜂窝煤成形，该机应具有下列功能：输入煤粉、煤粉成形、清除煤屑、型煤起模、输出成品。
首先进行原理方案设计，蜂窝煤成型机的技术原理见如下图2-2； 功能 输入煤粉 煤粉成形 清除煤屑 型煤起模 输出成品 原理方案1 物理方法 冲压成形 机械清屑 机械起模 传送带运煤 原理方案2 机械加入 挤出成形 风力清屑 人工起模 人工搬运 原理方案3 人工加入 — 人工清屑 — — 图2-2 蜂窝煤成型机技术原理选择
由于该机主要在城镇农村使用，应力求结构简单、操作方便、成本低廉，为了提高工作效率，故采用原理方案1：利用重力自动加料—→冲压成形—→机械清屑—→机械起模—→传送带输送型煤。
由此进一步确定煤粉成型机实现的工艺动作为： （1）冲压成形 冲压机构作直线往复运动。
（2）机械起模 起模机构做直线往复运动，可考虑将它与冲压机构固连在一起运动。 （3）机械清屑 在冲头、起模盘上下移动的过程中，清屑机构完成左右方向的往复运动。
（4）工位转换 为了提高工作效率，拟采用多工位工作方式，将加料、冲压、起模三个工步同时
在转盘工作台上实现。由此需要实现工作台的停歇转动。
（5）成品输送 将起模后的型煤落在输送带上输出。
由于成形和起模可用同一个机构完成，因此该机主要由三个机构组成：冲压和起模往复运动机构、刷帚扫屑机构、模筒转盘停歇分度机构。
3.蜂窝煤成型机运动循环图
对于冲压式蜂窝煤成型机运动循环图主要是确定冲压和脱模盘、扫屑刷、模筒转盘三个执行构件的先后顺序、相位，以利对各执行机构的设计、装配和调试。
冲压式蜂窝煤成型机的冲压机构为主机构，以它的主动件的零位角为横坐标的起点，纵坐标表示各执行构件的位移起止位置。
图3-1表示冲压式蜂窝煤成型机三个执行机构的运动循环图。冲头和脱模盘都由工作行程和回程两部分组成。模筒转盘的工作行程在冲头的回程后半段和工作行程的前半段完成，使间歇转动在冲压以前完成。扫屑刷要求在冲头回程后半段至工作行程的前半段完成扫屑运动。
2
图3-1 运动循环图
4.蜂窝煤成型机机构的选用。
根据设计目录进行机构选型，见下图4-1； 功能 冲压成形 机械起模 机械清屑 工位转换 执行构件 冲头 起模盘 刷帚 工作台 工艺动作 直线上下往复运动 曲柄滑块机构 执行机构 六杆增压机构 — 固定移动凸轮机构 不完全齿轮机构 凸轮机构 凸轮机构 齿轮机构 凸轮停歇机构 曲柄滑块机构直线上下往复运动 （与冲压成形机构同体） 直线左右往复运动 间歇分度转动 曲柄摇杆机构 槽轮机构 图4-1 机构选型图 仅对表的基本机构进行组合，就可以得到3×2×3×3=54种运动方案。初步筛选出机构简单又较为可行的方案为：冲压成形采用凸轮机构，脱模采用六杆增压机构，清屑采用曲柄摇杆机构，工位转换采用槽轮机构，如图4-2
其中，图示（b）为固定移动凸轮利用滑架1的上下移动，使带有刷帚的移动从动件顶出，扫除冲头2和起模盘的粉煤屑。图示(c)所示为附加滑块摇杆机构利用滑架1的上下移动，使摇杆OB上的刷帚摆动，扫除冲头2和起模盘的粉煤屑。
3
（a）曲柄滑块机构 （b）固定移动凸轮机构
（c）附加滑块摇杆机构 （d）槽轮机构
图4-2 蜂窝煤成形机的机构组合
5.传动方案设计
设计方案(一)：如下图5-1所示 该机械系统的输入为电动机连续转动，冲头、起模盘与传动轴主轴连为一体。当传动主轴连续回转的前半个周期，冲头将煤屑冲压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模；后半个周期扫屑刷将冲头和脱模盘上粘着的煤粉扫除。工作台上均布的六个膜筒由槽轮机构实现间歇转动，在同一时刻，加料模进入冲压模位置，成型模进入脱模位置，空模筒进入加料位置。
4
图5-1 设计方案(一)
设计方案（二）：如图5-2所示 该设计方案的特点是偏置曲柄滑块机构执行煤粉冲压成型动作，由另一曲柄滑块机构的演变机构将成品顶出。由凸轮机构把送入的煤粉和输出成品合并为一个动作，在把成品推出工作台的同时将下一个工作循环的煤粉送至模筒
。
图5-2设计方案（二）
5
蜂窝煤成型机设计方案(一类毕业设计课题参考)
