滌綸短纖后處理設(shè)備七輥牽伸機(jī)的牽伸輥設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　1 概述2</b></p><p>　　1.1 拉伸的目的和作用2</p><p>　　1.2 牽伸機(jī)組原理2</p><p>　

2、　2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定4</p><p>　　2.1 年產(chǎn)2萬噸滌綸短纖后處理工藝流程4</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4</p><p>　　2.3確定牽伸旦數(shù)D5</p><p>　　3 牽伸機(jī)構(gòu)受力分析5</p><p>　　4 第三牽伸機(jī)功率估算6</p><p>　　5

3、 七輥牽伸機(jī)的整體分析8</p><p>　　5.1 第一牽伸機(jī)設(shè)計(jì)8</p><p>　　5.2 第二牽伸機(jī)設(shè)計(jì)9</p><p>　　5.3 第三牽伸機(jī)設(shè)計(jì)10</p><p>　　6 牽伸輥受力分析11</p><p>　　7 牽伸輥筒的設(shè)計(jì)16</p><p>　　8 法蘭聯(lián)

4、接螺釘性能等級(jí)和材料確定18</p><p>　　9 通水牽伸軸設(shè)計(jì)20</p><p>　　10 牽伸輥的校核計(jì)算25</p><p>　　10.1 強(qiáng)度計(jì)算25</p><p>　　10.2 撓度計(jì)算26</p><p>　　11 潤滑方式與密封裝置28</p><p><

5、b>　　總結(jié)30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　致謝32</b></p><p><b>　　附表133</b></p><p><b>　　附表234</b></p

6、><p><b>　　附表335</b></p><p><b>　　內(nèi)容提要</b></p><p>　　滌綸短纖維后處理設(shè)備七輥牽伸機(jī)牽伸輥屬于牽伸機(jī)的工作部分，合理設(shè)計(jì)將提高七輥牽伸機(jī)的性能。牽伸機(jī)是紡絲后處理的主要設(shè)備之一，根據(jù)紡絲的工藝要求來確定牽伸機(jī)的數(shù)量和功率。本次設(shè)計(jì)的七輥牽伸機(jī)主要是為了提高年產(chǎn)量，從牽伸機(jī)

7、組的整體設(shè)計(jì)出發(fā)，按照總牽伸倍數(shù)合理布局各級(jí)牽伸倍數(shù)，按照年產(chǎn)量計(jì)算最大牽伸旦數(shù)，最大牽伸力；按照牽伸力求出第三牽伸機(jī)輥筒的受力情況，依據(jù)最大輥筒受力來對(duì)輥筒進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核，及其螺釘?shù)男：恕?lt;/p><p>　　根據(jù)受力情況對(duì)牽伸輥和牽伸軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、經(jīng)濟(jì)可行。牽伸輥的聯(lián)接的方式采用法蘭聯(lián)接，比內(nèi)夾套聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便。合理設(shè)計(jì)通水牽伸輥部件，利用分配板使進(jìn)水和出水流量均勻，充分

8、帶走熱量。參照現(xiàn)有的七輥牽伸機(jī)設(shè)備，設(shè)計(jì)出滿足工作要求的牽伸輥，以達(dá)到大容量生產(chǎn)滌綸短纖維的目的，滿足現(xiàn)代高速紡織機(jī)械的發(fā)展。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Polyester staple aftertreatment equipment 7-roller drawing machine’s rollers are wor

9、k part of the drawing machine. And the performance of 7-roller drawing machine will be improved if it’s correctly designed. The drawing machine is one of the main equipments in the filature aftertreatment. According to t

10、he filature processing requirement we can decide the number and power of the drawing machine. This 7-roller drawing machine design is to enhance the annual output. Taking the drawing machine group</p><p>　　O

11、n the basis of the roller’s force designing the frames of the drawing rollers and drawing shafts, which require simple frames, convenient manufacturing, economical and feasible. The link method of the drawing roller adop

12、ts flanges, which compares with the inner sleeve link has simple structure, convenient assemblage. Correctly designing the watering drawing roller parts, using the distributing board making the in water and out water equ

13、ably flowing, and taking out the heat. Consulting the exist</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著我國紡織工業(yè)的不斷進(jìn)步，以前小容量的滌綸紡絲設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代高速紡織機(jī)械的發(fā)展。就化纖機(jī)械產(chǎn)品而言，需要從單一的數(shù)量型轉(zhuǎn)向高新技術(shù)型，從化纖的單一品種轉(zhuǎn)向相對(duì)的精細(xì)加工，從傳統(tǒng)

14、機(jī)械技術(shù)轉(zhuǎn)向高新電子信息控制技術(shù)，不能再走產(chǎn)品趨同、技術(shù)向下的路了。這是化纖機(jī)械必須適應(yīng)的轉(zhuǎn)折，轉(zhuǎn)折的目的是服務(wù)于化纖產(chǎn)品的發(fā)展。 科學(xué)在發(fā)展，技術(shù)在進(jìn)步，化纖機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的具體任務(wù)，首先是立足于現(xiàn)實(shí)，提高傳統(tǒng)化纖機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，提高技術(shù)水平，提高產(chǎn)品的可靠性，贏得用戶的信譽(yù)。在此基礎(chǔ)上，跟蹤新的纖維領(lǐng)域，為發(fā)展民用舒適型纖維生產(chǎn)，為發(fā)展產(chǎn)業(yè)用纖維生產(chǎn)，為發(fā)展軍用、警用纖維生產(chǎn)提供技術(shù)裝備。需要研制、開發(fā)和生產(chǎn)年產(chǎn)60萬噸及以上的新型

15、PTA成套裝置。連續(xù)研制新一代、大容量、連續(xù)化、高速度、自動(dòng)化的滌綸長絲、短絲紡絲和后處理設(shè)備，以及成套設(shè)備的信息控制技術(shù)。</p><p>　　牽伸機(jī)目前紡織原料已向混纖、混色、異截面、異收縮等多種復(fù)合加工方向發(fā)展，為了適應(yīng)這一要求，提高牽伸機(jī)的產(chǎn)品開發(fā)能力，增加雙喂入、雙牽伸單絲卷繞功能，以滿足不同規(guī)格、不同原料的絲復(fù)合牽伸加工；增加上油裝置，滿足不同品種的需求；增加卷裝重量，使卷重達(dá)9㎏～10㎏,以進(jìn)一步減

16、少停車生產(chǎn)（接頭）時(shí)間，滿足后選用戶需求。</p><p>　　“十一五”重點(diǎn)化纖機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)有：重點(diǎn)開發(fā)200～250噸/日滌綸短纖維生產(chǎn)線；研制年產(chǎn)60萬噸PTA成套國產(chǎn)化技術(shù)與設(shè)備。完善國產(chǎn)長絲復(fù)合紡絲機(jī)，開發(fā)短絲復(fù)合紡絲設(shè)備。開發(fā)滌綸0.3dpf超細(xì)纖維紡絲設(shè)備。開發(fā)可紡制滌綸高強(qiáng)和高模低縮纖維的成套設(shè)備。研發(fā)年產(chǎn)6萬噸粘膠短纖維生產(chǎn)線。腈綸纖維、芳綸1414要進(jìn)一步提升，研究開發(fā)碳纖維、導(dǎo)

17、電纖維、光導(dǎo)纖維、超大分子量的聚乙烯纖維、中空膜纖維等高新技術(shù)纖維與設(shè)備。</p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　1.1 拉伸的目的和作用</p><p>　　拉伸是滌綸纖維制造過程中必不可少的重要工序，常被稱為滌綸纖維成形的第二階段，或稱為二次成形。它不僅是使纖維的物理和機(jī)械性能提高的必要手段，而且是檢驗(yàn)其以前各道

18、工序進(jìn)行得好壞的關(guān)口。在拉伸過程中，大分子或聚集態(tài)結(jié)構(gòu)單元發(fā)生舒展并沿纖維軸取向排列。在取向的同時(shí)[1]，通常伴著相態(tài)的變化，以及其它機(jī)構(gòu)特征的變化。</p><p>　　由于拉伸過程中纖維內(nèi)的大分子沿纖維軸取向，形成并增加了氫鍵、偶極鍵、以及其它類型的分子間力，纖維承受外加張力的分子鏈數(shù)目增加了，從而使纖維的斷裂強(qiáng)度顯著提高，延伸度下降，耐摩性和對(duì)各種不同類型形變的疲勞強(qiáng)度亦明顯提高。</p>&

19、lt;p>　　1.2 牽伸機(jī)組原理</p><p>　　絲束牽伸的主要目的是提高分子鏈的取向度，使之具有一定的強(qiáng)力和伸長。牽伸是在兩道牽伸機(jī)構(gòu)之間產(chǎn)生的。前后兩道牽伸機(jī)構(gòu)之間的絲束，因牽伸輥表面速度的差異而被拉伸。兩道牽伸機(jī)構(gòu)的拉伸輥表面速度之比稱為拉伸倍數(shù)。實(shí)際上絲束在牽伸輥表面存在打滑現(xiàn)象，實(shí)際牽伸倍數(shù)將比它的理論值低。因絲束的總旦數(shù)很大，可達(dá)100～200萬旦，甚至更高，所需的牽伸力也很大，幫牽伸機(jī)構(gòu)

20、必須做得十分結(jié)實(shí)。</p><p>　　牽伸機(jī)的主要作用是在一定的條件下在絲束軸向施以外力，把絲束中的單纖維拉細(xì)，提高取向度，使單纖維由低強(qiáng)、高伸的塑性狀態(tài)變?yōu)楦邚?qiáng)、低伸的彈性狀態(tài)。拉伸是利用各道牽伸機(jī)的滾筒表面的線速度的增加來實(shí)現(xiàn)的，因此，理論拉伸倍數(shù)可由各道牽伸機(jī)滾筒表面的線速度之比求得：第一級(jí)拉伸倍數(shù)[2]為=/；第二級(jí)拉伸倍數(shù)為=/；總拉伸倍數(shù)為== /；式中、、分別表示第一、二、三道牽伸機(jī)滾筒表面的線速

21、度（m/min）。一般情況下，機(jī)器的總拉伸倍數(shù)為3～6，第一級(jí)拉伸倍數(shù)約為總拉伸倍數(shù)的80%～90%[3]，第二級(jí)拉伸倍數(shù)僅占10%～20%。</p><p>　　根據(jù)熱牽伸的要求，在第一道牽伸機(jī)和第二道牽伸機(jī)之間設(shè)置水浴牽伸槽，而在第二和第三牽伸機(jī)之間裝有蒸氣加熱器。</p><p>　　緊張熱定型機(jī)的目的是在于消除絲束在拉伸之后的內(nèi)應(yīng)力，降低熱收縮率。緊張熱定型機(jī)各輥筒的表面線速度，如

22、果比第三道牽伸機(jī)輥筒的表面線速度低纖維將產(chǎn)生回縮，回縮比=1-/=(-)/ </p><p>　　式中：----緊張熱定型機(jī)各輥筒的表面線速度。</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)按理論拉伸倍數(shù)計(jì)算，而在實(shí)際生產(chǎn)中，由于存在打滑現(xiàn)象，實(shí)際拉伸倍數(shù)略低于理論值。七輥牽伸機(jī)的打滑系數(shù)約為3%。</p><p>　　拉伸倍數(shù)應(yīng)能作微量的調(diào)節(jié)，所以在牽伸機(jī)組的傳動(dòng)系統(tǒng)中，往往沒有齒

23、鏈?zhǔn)綗o級(jí)變速器或齒輪式變速箱。如果聯(lián)合機(jī)生產(chǎn)的纖維品種調(diào)換不多，也可以采用調(diào)換變換齒輪來改變拉伸倍數(shù)。</p><p>　　聯(lián)合機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度由第三道牽伸機(jī)輥筒表面線速度代表，而聯(lián)合機(jī)的加工能力是指成品纖維的總旦數(shù)。</p><p>　　一臺(tái)牽伸機(jī)通常由五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)或九個(gè)牽伸輥組成一組。它們的直徑相同、轉(zhuǎn)速相同，它們與另一臺(tái)的牽伸機(jī)的一組牽伸輥速度不同，靠這個(gè)速度差，牽伸機(jī)完成拉伸。因此

24、提高牽伸輥對(duì)絲束的握持力，防止打滑保證拉伸倍數(shù)的穩(wěn)定[4]。</p><p>　　增加握持力的途徑是：</p><p>　?。?）絲束進(jìn)料牽伸機(jī)以前具有一定的予張力；</p><p>　?。?）增加絲束在輥筒上的包角或增加輥筒與絲束間的摩擦阻力，但是過多地增加包角，也會(huì)增加絲束纏輥的機(jī)會(huì)，對(duì)操作不利；</p><p>　?。?）增加輥筒數(shù)目，

25、目前大多采用七輥和九輥，五輥和六輥牽伸機(jī)已很少制造；</p><p>　?。?）在牽伸輥的上方或下方增加壓輥，防止絲束打滑，提高牽伸能力。</p><p>　　七輥牽伸機(jī)構(gòu)的第一和第七個(gè)牽伸輥筒的下部，常設(shè)有壓輥。壓輥表面包有橡膠，以增加摩擦系數(shù)，更有效地握持絲束。壓輥可用氣缸加壓或油缸加壓的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)簡單操作方便且不會(huì)污染環(huán)境。一般用兩個(gè)氣缸加壓，也可用一個(gè)氣缸通過連桿機(jī)構(gòu)來加壓。<

26、;/p><p>　　壓輥設(shè)計(jì)壓輥表面應(yīng)耐磨，且不與絲束上的油劑發(fā)生作用。壓輥有兩種型式：自緊式壓輥有兩種加壓方式，一種是靠壓輥的自重對(duì)絲束進(jìn)行加壓，壓輥對(duì)絲束的壓力隨著絲束張力的變化而變化。另一種除壓輥的自重外，又用汽缸對(duì)絲束的握持可靠，絲束與壓輥之間不容易打滑。加載式壓輥是根據(jù)壓輥與牽伸輥的相對(duì)位置不同，可分為上壓輥和下壓輥。前者多用于牽伸輥長度較短的小型拉伸機(jī)構(gòu)，采用單氣缸加壓，總壓力為氣缸和壓輥?zhàn)灾刂?。下壓?/p>

27、則用于大型牽伸機(jī)構(gòu)中，此時(shí)；總壓力為氣缸壓力與壓輥重量之差，氣缸的加壓作用可部分抵消牽伸輥懸臂端的形變。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)參數(shù)的確定</b></p><p>　　2.1 年產(chǎn)2萬噸滌綸短纖后處理工藝流程[1]</p><p>　　（絲束從紡絲段來）→集束架→上導(dǎo)絲架→下導(dǎo)絲架→油劑浴槽→八輥導(dǎo)絲機(jī)→第一牽伸機(jī)→水浴牽伸槽→第

28、二牽伸機(jī)→蒸汽牽伸箱→第三牽伸機(jī)→疊絲機(jī)→張力架→卷曲機(jī)→鋪絲機(jī)（含噴油水裝置）→緊張熱定形機(jī)→捕結(jié)器→曳引張力機(jī)→切斷機(jī)→打包機(jī)</p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)</b></p><p>　　年生產(chǎn)能力[5]： =2× t/a</p><p>　　每天工作時(shí)間：t=18 h</p><p>　　工

29、藝速度：V =250 m/min</p><p>　　機(jī)前絲束張力為：294N/ktex （3g/d）</p><p>　　機(jī)后絲束張力為：9.8 N/ktex （0.1g/d）</p><p>　　緊張熱定形機(jī)進(jìn)絲張力為：120N/ktex （1.2g/d）</p><p>　　總牽伸倍數(shù)：3倍（其中一道2.5倍，二道1.2倍）</p

30、><p>　　使用壓縮空氣壓力：0.6Mpa</p><p>　　壓輥?zhàn)畲蠊ぷ骶€壓力：170N/cm</p><p>　　牽伸輥長度：1250mm</p><p>　　牽伸輥直徑：Φ 400mm</p><p>　　牽伸輥排列：上三下四（共七根）</p><p>　　橡膠壓輥長度：1225 mm&l

31、t;/p><p>　　橡膠壓輥直徑：Φ400mm</p><p>　　絲片進(jìn)出高度：970 mm</p><p>　　2.3 確定牽伸旦數(shù)D[6]</p><p>　　依據(jù)年生產(chǎn)能力可以計(jì)算出日生產(chǎn)能力</p><p>　　=/ N （2.1）</p>

32、<p>　　式中 N------------------ 年開車天數(shù)，取N=300</p><p>　　=/ N=2.0×104/300≈70 t/d</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]計(jì)算日生產(chǎn)能力公式 </p><p><b>　　（2.2）</b></p><p>　　式中 v-------

33、----------- 工藝速度：v=250m/min</p><p>　　d------------------ 牽伸旦數(shù)</p><p>　　----------------- 機(jī)臺(tái)開車率，取=75%</p><p>　　----------------- 纖維收縮率，取=5%</p><p>　　T----------------- 每

34、天工作時(shí)間，T=18 h</p><p>　　所以 d=≈2.56×106dtex</p><p>　　3 牽伸機(jī)構(gòu)受力分析[7]</p><p>　　在最初幾個(gè)牽伸輥上，絲束在牽伸輥表面打滑，隨著牽伸輥數(shù)的增加，打滑逐漸減少，最后絲束將以牽伸輥的表面速度前進(jìn)。</p><p>　　圖3.1為第三道七輥牽伸機(jī)構(gòu)的受力圖。絲束繞第

35、一牽伸輥后，張力由逐漸減小到，繞經(jīng)第二輥后，張力減為……機(jī)構(gòu)中前面兩個(gè)牽伸輥受力較大。絲束與輥筒表面間伴有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。絲束的張力可用下列公式進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　圖 3.1 七輥牽伸機(jī)構(gòu)的受力圖</p><p><b>　　由已知條件可知：</b></p><p>　　第三牽伸機(jī)的進(jìn)絲張力 =256ktex×294 N

36、/ktex =75264N</p><p>　　第三牽伸機(jī)的出絲張力 =256ktex×9.8 N/ktex =2508.8N</p><p>　　擬設(shè)計(jì)包角 ==/2</p><p><b>　　=====</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]歐拉公式 ： </p><p

37、>　　= （3.1）</p><p>　　式中 ----------------------第一牽伸輥前的絲束張力</p><p>　　----------------------第七牽伸輥后的絲束張力</p><p>　　-----------------------自然對(duì)數(shù)的底（e=2.718）</p>

38、;<p>　　f-----------------------絲束與拉伸輥間的磨擦系數(shù)</p><p>　　----------------------包角</p><p>　　=++++++=/2×2+4×=6</p><p>　　所以= 即75264=2508.8 解得 f≈0.18</p><p>

39、　　==3328.58 N</p><p>　　==5859.33 N</p><p>　　==10314.19 N</p><p>　　==18677.18 N</p><p>　　==31960.30 N</p><p>　　==56259.85 N</p><p><b>　　4

40、 功率估算</b></p><p>　　分析計(jì)算牽伸機(jī)的功率首先必須知道絲束進(jìn)出機(jī)器的張力差和絲束的運(yùn)行速度，按下式求出所需的理論拉伸功率：</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]公式 </p><p>　　(kw) （4.1）</p><p>　　式中： 、---------------

41、-----進(jìn)出機(jī)器的絲束張力（kg）</p><p>　　v----------------------------絲束的輸送速度（m/min），v=250 m/min</p><p>　　=75264 /9.8=7680 kg</p><p>　　=2508.8/9.8=256 kg</p><p>　　由于第三牽伸機(jī)的后面還有一臺(tái)緊張熱定

42、形機(jī)，拖動(dòng)絲束運(yùn)動(dòng)，絲束張力為T</p><p>　　T=120×294/9.8=3134.7 kg</p><p>　　所以第三牽伸機(jī)的牽伸理論功率</p><p><b>　　==175 kw </b></p><p>　　一臺(tái)牽伸機(jī)所需的功率，隨絲束進(jìn)出機(jī)器的張力差而變化，且與絲束的輸送速度成正比，計(jì)算時(shí)

43、應(yīng)取機(jī)組的最高輸送速度。如果絲束張力差為負(fù)值，則機(jī)器將產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)牽伸機(jī)組正常工作時(shí)，第一道和第二道牽伸機(jī)就在做負(fù)功，即對(duì)絲束產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　計(jì)算機(jī)器的輸入功率時(shí)，尚需考慮傳動(dòng)部分的機(jī)械效率。因此，機(jī)器的理論負(fù)載功率為[8]：</p><p><b>　　當(dāng)為正值時(shí)公式：</b></p><p><b>　?。?/p>

44、4.2）</b></p><p>　　式中：——機(jī)械效率（取=0.9）</p><p>　　——空車運(yùn)轉(zhuǎn)消耗的功率（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取=2.44KW）</p><p>　　=+2.44=197 KW</p><p>　　選取的電機(jī)功率200 KW</p><p>　　從理論拉伸功率，負(fù)載功率和起動(dòng)功率中選取最大值，

45、作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，然后，根據(jù)傳動(dòng)路線確定各傳動(dòng)箱的功率，計(jì)入適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)后，就可著手對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)各主要零部件進(jìn)行分析計(jì)算。</p><p>　　目前，絲束的張力、機(jī)械效率、空車運(yùn)轉(zhuǎn)功率和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等都只能采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，或者對(duì)現(xiàn)有機(jī)組進(jìn)行測(cè)定以獲得所需的數(shù)據(jù)。</p><p>　　5 七輥牽伸機(jī)組的整體設(shè)計(jì)</p><p>　　本機(jī)組總共由三臺(tái)牽伸機(jī)組成，根據(jù)紡絲工藝要求

46、，每臺(tái)牽伸機(jī)也不完全相同。牽伸機(jī)主要由牽伸箱部件、牽伸輥部件、牽伸輥傳動(dòng)裝置、氣動(dòng)控制部件、壓輥部件、外置潤滑系統(tǒng)、傳動(dòng)部件等組成。牽伸箱為鑄鐵結(jié)構(gòu)，用于支撐牽伸輥。箱體內(nèi)裝有潤滑管路，以油滑箱體內(nèi)傳動(dòng)齒輪及滾動(dòng)軸承。在箱體操作側(cè)的牽伸輥軸上裝有七根牽伸輥。牽伸輥表面鍍?nèi)趸t，輥筒與牽伸輥軸通過法蘭聯(lián)接，輥筒隨軸回轉(zhuǎn)。</p><p>　　橡膠壓輥為外包丁腈橡膠，能對(duì)牽伸輥均勻加壓。壓輥顏色為乳白色，硬度為（

47、邵爾A型）75～80度[9]。</p><p>　　5.1 第一牽伸機(jī)設(shè)計(jì)</p><p>　　電機(jī)→聯(lián)軸器→減速器→聯(lián)軸器→進(jìn)軸→牽伸軸。牽伸機(jī)的七個(gè)輥筒排列方式上三下四(共七輥)，第六、七輥通冷水；壓輥放在進(jìn)絲端（如圖 5.1）。</p><p>　　圖 5.1 第一牽伸機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　在第一道牽伸機(jī)的幾個(gè)牽伸輥上，絲束慢

48、慢被張緊，即沿絲束前進(jìn)方向形成一張力梯度，當(dāng)其張力達(dá)到纖維的屈服應(yīng)力的大小時(shí)，則出現(xiàn)細(xì)頸。因此，拉伸點(diǎn)（通常把拉伸過程中出現(xiàn)細(xì)頸的位置叫做拉伸點(diǎn)）在第一道牽伸的最后一個(gè)輥上或最后二輥之間。要將絲束拉伸區(qū)移至第一、二道牽伸機(jī)之間，則必須降低第一道牽伸機(jī)最后一輥或數(shù)輥的溫度，使的絲束的溫度降低，其屈服應(yīng)力增大，則不會(huì)在此處產(chǎn)生細(xì)頸，拉伸點(diǎn)可移出至一、二牽伸機(jī)之間。所以設(shè)計(jì)第六、七輥通冷水，正是此目的。</p><p>

49、;　　在進(jìn)絲端設(shè)有橡膠壓輥，其作用如下[10]：</p><p>　?。?）擠出經(jīng)過油槽的絲束多余的水分，保持穩(wěn)定的含油率，便于絲束在第三牽伸機(jī)升溫快、定型效果好。</p><p>　?。?）增加牽伸輥與絲束的摩擦力，減少絲束打滑，確保拉伸倍數(shù)穩(wěn)定，有效控制拉伸點(diǎn)，提高拉伸質(zhì)量。</p><p>　?。?）增加絲片寬度，促進(jìn)纖維間的密合，使絲片厚薄均勻，有利用拉伸、

50、定型和卷曲。</p><p>　　5.2 第二牽伸機(jī)設(shè)計(jì)</p><p>　　電機(jī)→聯(lián)軸器→減速器→聯(lián)軸器→進(jìn)軸→牽伸軸。牽伸機(jī)的七個(gè)輥筒排列方式上三下四(共七輥)，所有牽伸輥有毛刷，所有牽伸輥通熱水；壓輥放在進(jìn)絲端（如圖5.2）。</p><p>　　圖 5.2 第二牽伸機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　5.3 第三牽伸機(jī)設(shè)計(jì)</p&g

51、t;<p>　　電機(jī)→聯(lián)軸器→減速器→聯(lián)軸器→進(jìn)軸→牽伸軸。牽伸機(jī)的七個(gè)輥筒排列方式上三下四(共七輥)，所有牽伸輥有毛刷，所有牽伸輥通冷水；壓輥放在出絲端（如圖5.3）。</p><p>　　圖 5.3 第三牽伸機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖</p><p><b>　　6 牽伸輥受力分析</b></p><p>　　此牽伸機(jī)組在第三牽伸輥第一輥進(jìn)絲

52、端的絲束的張力是最大的，所以對(duì)第三牽伸機(jī)的進(jìn)行受力分析，牽伸輥筒可以看作為懸臂梁，受到兩個(gè)張力和牽伸輥外伸部分的重量G。</p><p>　　牽伸輥的體積V=L×π（）/4</p><p>　　=1335×3.14×（）/4=46530090</p><p>　　牽伸輥的質(zhì)量m =ρV=7.85××46530090=

53、365.3㎏</p><p>　　牽伸輥的重量G =mg=365.3×9.8=3579.9 N</p><p>　　牽伸輥的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J =</p><p>　　=365.3×（）/2=50324560㎏</p><p>　　對(duì)每個(gè)輥筒的受力進(jìn)行分析如下：</p><p>　?。?）對(duì)1＃輥筒受力如

54、圖，對(duì)1＃輥筒受力向O點(diǎn)簡化（如圖6.1）。</p><p>　　圖 6.1 1＃輥筒受力及簡化圖</p><p>　　=D=75264×400×=30105.5 N m</p><p>　　=D=56259.85×400×=22503.9 N m</p><p>　　合力F===91868.6 N&

55、lt;/p><p>　　轉(zhuǎn)矩M=-=30105.5-22503.9=7601.6 N m</p><p>　　（2）對(duì)2＃輥筒受力如圖，對(duì)2＃輥筒受力向O點(diǎn)簡化（如圖6.2）。</p><p>　　圖 6.2 2＃輥筒受力及簡化圖</p><p>　　=D=56259.85×400×=22503.9 N m</p>

56、;<p>　　=D=31960.3×400×=12784.12 N m</p><p>　　合力F=G++=3579.9+56259.85+31960.3=91800.05 N</p><p>　　轉(zhuǎn)矩M=-=22503.9-12784.12 =9719.78 N m</p><p>　?。?）對(duì)3＃輥筒受力，對(duì)3＃輥筒受力向O點(diǎn)簡

57、化（如圖6.3）。</p><p>　　圖 6.3 3＃輥筒受力及簡化圖</p><p>　　=D=31960.3×400×=12784.12 N m</p><p>　　=D=18677.18×400×=7470.87N m</p><p>　　合力F=+-G=18677.18+31960.3-35

58、79.9=47057.58 N</p><p>　　轉(zhuǎn)矩M=-=12784.12 -7470.87=5313.25 N m</p><p>　　（4）對(duì)4＃輥筒受力，對(duì)4＃輥筒受力向O點(diǎn)簡化（如圖6.4）。</p><p>　　圖 6.4 4＃輥筒受力及簡化圖</p><p>　　=D=18677.18×400×=747

59、0.87N m</p><p>　　=D=10314.19×400×=4125.68 N m</p><p>　　合力F=G++=3579.9+18677.18+10314.19=32571.27 N</p><p>　　轉(zhuǎn)矩M=-=7470.87-4125.68 =3345.19N m</p><p>　?。?）對(duì)5＃輥

60、筒受力，對(duì)5＃輥筒受力向O點(diǎn)簡化（如圖 6.5）。</p><p>　　圖 6.5 5＃輥筒受力及簡化圖</p><p>　　=D=10314.19×400×=4125.68 N m</p><p>　　=D=5859.33×400×=2343.73 N m</p><p>　　合力F=G--=357

61、9.9-10314.19-5859.33=-12593.62 N</p><p>　　轉(zhuǎn)矩M=-=4125.68-2343.73 =1781.95 N m</p><p>　?。?）對(duì)6＃輥筒受力，并對(duì)6＃輥筒受力向O點(diǎn)簡化（如圖 6.6）。</p><p>　　圖 6.6 6＃輥筒受力及簡化圖</p><p>　　=D=5859.33&#

62、215;400×=2343.73 N m</p><p>　　=D=3328.58×400×=1331.43N m</p><p>　　合力F=G++=3579.9+5859.33+3328.58=12767.81 N</p><p>　　轉(zhuǎn)矩M=-=2343.73 -1331.43=1012.3N m</p><p

63、>　?。?）對(duì)7＃輥筒受力，并對(duì)7＃輥筒受力向O點(diǎn)簡化（如圖 6.7）。</p><p>　　圖 6.7 7＃輥筒受力及簡化圖</p><p>　　=D=3328.58×400×=1331.43N m</p><p>　　=D=2508.8×400×=1003.52N m</p><p>　　合

64、力F===2521.36 N</p><p>　　轉(zhuǎn)矩M=-=1331.43-1003.52=327.91 N m</p><p>　　由以上計(jì)算可知1＃牽伸輥的合力最大為：</p><p>　　合力 F=91868.6 N</p><p>　　2＃牽伸輥的合力矩最大為：</p><p>　　轉(zhuǎn)矩M=9719.78

65、N m</p><p>　　把1＃牽伸輥的最大受力，可以把牽伸輥看作是載荷均布的懸臂梁（如圖6.7）。</p><p>　　圖 6.7 最大受力牽伸輥受力情況</p><p>　　q=F/L=91868.6 /1335=68.8 N/ mm</p><p>　　=qL=68.8×1335=91868.6 N</p>&

66、lt;p>　　傾覆力矩=-=-= -61308540 N mm</p><p>　　剪力=-qX =- qL =-68.8×1335=-91868.6 N</p><p>　　彎矩=- =-=-= -61308540 N mm</p><p>　　7 牽伸輥筒的設(shè)計(jì)[11]</p><p>　　牽伸輥的結(jié)構(gòu)有三

67、種：內(nèi)部不通水、內(nèi)部通冷水、內(nèi)部通蒸汽。第一種是內(nèi)部不通加熱介質(zhì)的牽伸輥，無縫鋼管制作，借助兩端法蘭焊接在輥軸上。第二種是內(nèi)部通冷卻水的牽伸輥，它所配用的牽伸輥是一空心軸，內(nèi)裝一根無縫不銹鋼管，管內(nèi)進(jìn)水，經(jīng)過牽伸輥內(nèi)腔，然后至牽伸軸內(nèi)孔與無縫不銹鋼之間出水，有的還在牽伸輥內(nèi)焊有呈螺旋線狀流動(dòng)，加長冷卻水與牽伸輥的接觸時(shí)間，使熱交換充分。由于輥軸回轉(zhuǎn)，故在軸端進(jìn)出水接頭處采用單端面機(jī)械密封。本次設(shè)計(jì)中，由于輥筒的長度和直徑都是已知的，所以

68、在這里只進(jìn)行輥筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。牽伸機(jī)組中的牽伸輥筒有內(nèi)部不通水、內(nèi)部通冷水、內(nèi)部通熱水三種。根據(jù)紡絲的工藝要求，設(shè)計(jì)第一臺(tái)牽伸機(jī)內(nèi)部不通水的牽伸輥五根和內(nèi)部通冷水的牽伸輥二根，設(shè)計(jì)第二臺(tái)牽伸機(jī)內(nèi)部不通熱水的牽伸輥七根，設(shè)計(jì)第二臺(tái)牽伸機(jī)內(nèi)部不通熱水的牽伸輥七根。</p><p>　　牽伸輥與牽伸輥軸的聯(lián)接方式有內(nèi)夾套螺栓聯(lián)接、輥筒與法蘭焊接再用螺栓聯(lián)接和法蘭螺栓聯(lián)接，前兩者結(jié)構(gòu)復(fù)雜難于加工和裝配，后者結(jié)構(gòu)簡單，易于加

69、工和裝配，經(jīng)濟(jì)性好。牽伸機(jī)組中所有牽伸輥和牽伸軸均采用法蘭螺釘聯(lián)接。內(nèi)部不通水的牽伸輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖 7.1）。</p><p>　　圖 7.1 牽伸輥結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　設(shè)計(jì)要素有如下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）選用材料為20的鋼管（Φ500mm×1335mm）。</p><p>　　（2）輥筒要封閉所以在左端

70、加工一個(gè)凹槽臺(tái)階，鉆6個(gè)M16-6H深15的孔，以便和蓋子裝配。</p><p>　?。?）車外圓到Φ400mm×1250mm，表面鍍 三氧化二鉻厚度0.2～0.3后拋光，表面粗糙度達(dá)0.8。</p><p>　?。?）為了避免尺寸突變而引起的應(yīng)力集中，所以階梯軸采用倒圓角過渡。</p><p>　?。?）為了輥筒和軸聯(lián)接，在輥筒Φ450mm的圓周上鉆24

71、個(gè)Φ26深孔Φ40，這樣可以將螺釘頭隱藏起來。</p><p>　?。?）輥筒和軸聯(lián)接，為了阻礙輥筒下滑，在輥筒和軸加工出有一定精度相配合的定位止口。</p><p>　　內(nèi)部通冷水的牽伸輥繼承了內(nèi)部不通水結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，只是在一個(gè) 局部做了一點(diǎn)修改，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖 7.2）。</p><p>　　在內(nèi)部不通水的牽伸輥結(jié)構(gòu)上內(nèi)孔加工一個(gè)臺(tái)階，以配合裝通水的分配板。&

72、lt;/p><p>　　圖 7.2 通水牽伸輥結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　8 法蘭聯(lián)接螺釘性能等級(jí)和材料確定[12]</p><p>　　牽伸棍和牽伸輥是法蘭螺釘聯(lián)接，為了防止出現(xiàn)螺栓斷裂的情況，必須進(jìn)行分析。</p><p>　　首先，分析輥筒的受力。單個(gè)輥筒的受力情況，、 為絲束的張力，它們對(duì)牽伸輥產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩 ，及傾覆力矩 的作用，其大小與絲

73、束作用力及絲束對(duì)輥的包角有關(guān)。分析各個(gè)輥筒的受力情況，確定受力最大者牽伸輥，輥筒與軸通過24只高強(qiáng)螺釘相連。D為輥筒與法蘭聯(lián)結(jié)螺釘所在圓的直徑，為法蘭外徑，為接觸面的內(nèi)徑。、之間的面積為輥筒與法蘭的有效接觸面積。</p><p>　　根據(jù)前面的計(jì)算出來的結(jié)果，可知1＃牽伸輥的合力最大：合力 F=91868.6 N</p><p>　　2＃牽伸輥的轉(zhuǎn)矩最大：轉(zhuǎn)矩M=9719.78 N m。

74、綜合考慮輥筒的最大合力和最大轉(zhuǎn)矩，假設(shè)2＃輥筒所到合力 F=91868.6 N、轉(zhuǎn)矩M=9719.78 N m。</p><p>　　其次，確定受傾覆力矩最大的輥筒。 </p><p>　　=F×0.5 L=91868.6×0.5×1250×=57417.875 N m</p><p>　　聯(lián)接螺栓強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)轉(zhuǎn)矩M 計(jì)算

75、預(yù)緊力。</p><p>　　采用螺栓時(shí)，靠聯(lián)接預(yù)緊后在接結(jié)合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩，假設(shè)各螺栓的預(yù)緊程度相同，根據(jù)力矩平衡條件得</p><p>　　f+ f+ f+……+ f =KM （8.1）</p><p>　　式中 K ------------- 防滑系數(shù)</p><p>　　z-----------

76、-----螺栓數(shù)目</p><p>　　--------------第z個(gè)螺栓到接合面中心的距離</p><p>　　f--------------接合面的摩擦因數(shù)</p><p>　　由于大小相同，為0.5D，故=</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[12]取 K=1.2 f=0.15</p><p>　　==

77、 =14399.67 N</p><p>　　根據(jù)傾覆力矩計(jì)算預(yù)緊力。</p><p>　　預(yù)緊力應(yīng)確保輥?zhàn)映惺軆A覆力矩后，受壓最小處不出現(xiàn)間隙，根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]有</p><p>　　= （8.2）</p><p>　　式中 A ------------- 有效接觸面積</

78、p><p>　　z----------------螺栓數(shù)目</p><p>　　w---------------接合面有效抗彎剖面模量</p><p>　　A=π（）=π（-）=70650=0.7</p><p><b>　　W==1.54×</b></p><p><b>　　=

79、==1.08×N</b></p><p>　　故預(yù)緊力==1.08×N</p><p>　　計(jì)算螺栓承受最大工作載荷。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[7]有：</p><p>　　= （8.3）</p><p>　　式中，代表第

80、i個(gè)螺栓軸線到接合面中心軸線的距離；</p><p>　　代表最大值為=0.5D 。圖 8.1為輥筒與軸聯(lián)接螺栓分布圖，24個(gè)螺栓均布，所以有兩個(gè)最大值，有兩個(gè)為0。其余20只螺栓中可分均成4組，每組的對(duì)應(yīng)相同，= cosl5º、= cos30º、= cos45º、= cos60º</p><p><b>　　= cos75º&l

81、t;/b></p><p>　　圖 8.1 輥筒與軸聯(lián)接螺栓分布圖</p><p>　　=(57417.875 ×450×)／[4（ + + + +）+2] =10589.4N</p><p>　　計(jì)算螺栓承受的總拉力 F</p><p>　　F=+C （8.4）&

82、lt;/p><p>　　其中C為螺栓的相對(duì)剛度，根據(jù)參考文獻(xiàn)[15]取C=0.4，</p><p>　　所以 F=+C=1.08×+0.4×1.06×=1.08×N</p><p>　　計(jì)算螺栓危險(xiǎn)剖面的拉伸強(qiáng)度</p><p>　　=1.5F/（0.25） （8.

83、5）</p><p>　　式中，d為螺栓的危險(xiǎn)剖面的直徑</p><p>　　所以 =1.5×1.08×/（0.25×）</p><p>　　=358.28 MPa</p><p>　　查文獻(xiàn)[16]表11-6，選用性能級(jí)別為8.8，材料為35即可滿足要求。</p><p><b&g

84、t;　　9 通水牽伸軸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　（1） 選擇軸的材料確定許用應(yīng)力</p><p>　　此軸屬于載荷較大而無很大沖擊的重要軸，中間要通水是中空軸內(nèi)徑Φ130mm，而且還要和牽伸輥相聯(lián)接，最大直徑和牽伸輥的最大直徑一樣，所以軸的直徑比較大。選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查文獻(xiàn)[12]表2-5，取=685 MPa。</p><p>　?。?）

85、 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初估軸的最小直徑</p><p>　　由文獻(xiàn)[17]表2-6查得C=100， =40 Mpa 按軸的設(shè)計(jì)公式</p><p>　　實(shí)心軸≥C=66.7mm</p><p>　　空心軸≥66.7+130=196.7 mm</p><p>　　由于鍵槽的存在,應(yīng)增大軸頸以考慮其對(duì)軸強(qiáng)度的影響,雙鍵應(yīng)增大7%，所以，取d=200mm&

86、lt;/p><p>　?。?） 軸的初步設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點(diǎn)，該軸上主要有兩個(gè)軸承和一個(gè)齒輪。右邊的軸承用鎖緊螺母和鎖緊墊圈進(jìn)行軸向固定，所以必須要開一個(gè)槽。齒輪和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，即在軸上要開一個(gè)槽?？紤]到斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，選用角接觸球軸承，采用螺栓聯(lián)接式軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸兩端單向固定，依靠普通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定，大齒輪的軸向固定采用軸肩與套筒相配合實(shí)現(xiàn)，軸采用階梯軸的結(jié)構(gòu)來

87、實(shí)現(xiàn)零件的軸向固定。此軸要與輥直接相連，因此在上開24個(gè)M24的螺孔，與輥相配合，結(jié)合后述尺寸確定，繪制軸的草圖（如圖9.1）。</p><p>　　圖 9.1 軸結(jié)構(gòu)圖</p><p>　?。?） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　徑向尺寸的確定：</b></p><p>　　圖 9.1所示，從軸段d=200m

88、m選取相鄰軸段的直徑。起定位固定作用的套筒，定位軸肩高度h可在（0.07～0.1）d取值，故≥30×（1+2×0.07）=210.2mm取=220mm。為與大齒輪裝配部分，其直徑應(yīng)與大齒輪的內(nèi)孔直徑相一致，即=240mm。為安裝軸承部分，即 =260 mm，選定軸承為23144CK/W33GB/T288-1994。為了方便裝配水管零件=230mm, 為軸與輥筒的定位止口，=500mm；為鉆螺紋的地方，=450mm；為

89、軸徑，為了和輥筒的最大直徑一致，取 =500mm。</p><p><b>　　軸向尺寸的確定：</b></p><p>　　為螺紋長度與鎖緊螺母相配合，取=40mm；為退刀槽，取=5mm；上裝載軸承，軸承寬度B=120mm，取=178mm；起定位作用，取=148；大齒輪齒寬b2=260 mm,取=335 mm；與裝軸承及箱體厚度, 軸承寬度B=180mm，取軸段長=

90、266mm；為聯(lián)接螺紋的長度，取=80mm；起定位作用，取=10mm。</p><p>　　（5） 確定齒輪和軸承的潤滑</p><p>　　由于輥筒的工藝速度是250m/min，所以齒輪圓周速度V=250m/min</p><p>　　齒輪采用浸油潤滑，軸承采用壓力油潤滑</p><p>　　軸的強(qiáng)度校核，軸的受力（如圖9.2）</p

91、><p>　　圖 9.2 軸受力圖</p><p>　　前面計(jì)算出來的數(shù)據(jù)有：</p><p>　　齒輪的輸出功率 P=182.495KW</p><p>　　軸的轉(zhuǎn)速 n=405.5r/min</p><p>　　齒輪的分度圓直徑 d=609mm</p><p>　　齒輪的圓周力 =

92、22866.77N</p><p>　　齒輪的徑向力 =7525.69 N</p><p>　　齒輪的軸向力 3684.24 N</p><p>　　軸傳遞的最大轉(zhuǎn)矩 T=9719.78 N.m</p><p>　　計(jì)算支承反力及彎矩：</p><p><b>　　① 水平面上</b></

93、p><p>　　===11433.385N</p><p>　　C點(diǎn)彎矩 =×301mm=3441.45Nm</p><p><b>　?、?垂直面上</b></p><p>　　==6135.67 N</p><p>　　=－=1390.2 N</p><p>　　

94、C點(diǎn)彎矩：=×301mm= 1840.7 Nm</p><p><b>　　③ 求合成彎矩</b></p><p>　　==3902.79 Nm</p><p><b>　　C點(diǎn)當(dāng)量彎矩：</b></p><p>　　===7017.3 Nm</p><p><

95、;b>　　校核的強(qiáng)度</b></p><p>　　C截面的當(dāng)量彎曲應(yīng)力</p><p>　　====37.25 MPa </p><p>　　W-------------軸的抗彎截面系數(shù), W=0.1</p><p>　　(因C截面有鍵槽,考慮對(duì)軸強(qiáng)度削弱影響,故d乘以0.95,d為軸擁有材料的直徑)</p>

96、<p><b>　　確定許用彎曲應(yīng)力：</b></p><p>　　=/ （9.1）</p><p>　　式中 ----------------對(duì)材料40，取=333.43MPa</p><p>　　--------------- 表面質(zhì)量系數(shù)，取=0.90</p>

97、;<p>　　-------------- 絕對(duì)尺寸系數(shù)，取=0.89</p><p>　　-------------- 安全系數(shù)，取=1.40</p><p>　　-------------- 受彎矩作用時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)，取=2.53</p><p>　　把以上數(shù)據(jù)代入公式（9.1），得=75.4 MPa</p><p>

98、<b>　?。?） 剛度校核</b></p><p>　　牽伸軸和牽伸輥的結(jié)構(gòu)簡圖（如圖9.3）</p><p>　　圖 9.3 軸輥結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　忽略齒輪的受力和牽伸輥上的摩擦力，有軸的結(jié)構(gòu)可以簡化為雙簡支的外伸梁（如圖9.4）</p><p>　　圖 9.4 輥軸簡支圖</p><p

99、><b>　　計(jì)算轉(zhuǎn)角的公式</b></p><p>　　=p/6EI （9.2）</p><p>　　式中 P---------------拉伸力，取輥?zhàn)畲蠛狭 =91868.6 N</p><p>　　---------------兩軸支座跨距，=666㎜</p><p&

100、gt;　　---------------軸受扭矩作用的長度，=948㎜</p><p>　　E---------------彈性模量，E=2.16×</p><p>　　I--------------- 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，取I=/64=224203850</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)代入公式（9.2）得=0.00125 rad</p><p

101、>　　允許偏轉(zhuǎn)角[12]=0.0025 rad</p><p>　　由計(jì)算可知<, <所以軸的強(qiáng)度、剛度足夠,滿足設(shè)計(jì)要求,則該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無須修改。</p><p><b>　　10 牽伸輥的計(jì)算</b></p><p><b>　　10.1強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　

102、以第三道牽伸機(jī)構(gòu)的第二個(gè)牽伸輥為例，在拉伸輥上作用的力包括：絲束進(jìn)、出牽伸輥時(shí)的張力和牽伸輥外伸部分的重量W 。用分析法或圖解法求出力、和W的合力P 。對(duì)危險(xiǎn)截面C（如圖9.3）進(jìn)行強(qiáng)度校核，其方法如下：</p><p>　　已知=948mm P=91800.05N =56259.85N =31960.3N</p><p>　　C處的彎矩為：=式中：</p><p

103、>　　----------------力P作用點(diǎn)至截面C的距離</p><p>　　==91800.05N×948mm=87026447.4N mm</p><p>　　C處的扭矩為：式中：——牽伸輥直徑</p><p>　　==4859910 N mm</p><p>　　C處的等效彎矩M為：=87094243.86 N m

104、m</p><p>　　C處的等效扭矩T則為：=87162040.32 N mm</p><p>　　C處的彎曲應(yīng)力及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力應(yīng)為：，</p><p>　　式中：——抗彎斷面模量； </p><p><b>　　——抗扭斷面模量。</b></p><p>　　對(duì)于直徑為d的實(shí)心軸來說，應(yīng)力為：；。

105、對(duì)于空心軸，斷面模量等于：；；</p><p>　　式中：——空心軸外圓直徑；——空心軸內(nèi)圓直徑。</p><p>　　此軸為空心軸=400 mm =340mm</p><p>　　==1616854.69</p><p>　　==808427.35</p><p>　　應(yīng)力為： =87094243.86/16168

106、54.69=53.87 MPa</p><p>　　=87162040.32/808427.35=10.782M Pa</p><p>　　通水牽伸輥的材料是，查文獻(xiàn)[3]表2-7，取σ=600 MPa, =95 MPa，</p><p><b>　　=40 MPa。</b></p><p>　　計(jì)算所得的危險(xiǎn)截面應(yīng)力小

107、于所用材料的許用應(yīng)力，表示輥的強(qiáng)度足夠。</p><p><b>　　10.2 撓度計(jì)算</b></p><p>　　牽伸輥外伸端的撓度由下列各部分撓度迭加而成，即</p><p>　?。?） 由于載荷P引起起點(diǎn)D處的撓度等于</p><p>　　= （10.1）</p>&

108、lt;p>　　式中E--------------彈性模量</p><p>　　J---------------慣性矩</p><p>　　X--------------支承A至截面D的距離</p><p>　　-------------兩支承間的距離</p><p>　　查文獻(xiàn)[15]得碳鋼的彈性模量E=196～206×MPa

109、 取E=200×MPa </p><p>　　牽伸輥的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J =</p><p>　　=365.3×（）/2=50324560㎏</p><p>　　支承A至截面D的距離X=989mm</p><p>　　兩支承間的距離=666 mm</p><p>　　==1.01× mm&

110、lt;/p><p>　　（2） 載荷P引起點(diǎn)D處的轉(zhuǎn)角為</p><p>　　= （10.2）</p><p>　　L----------------牽伸輥的長度 L=1250 mm</p><p><b>　　==4.24×</b></p><

111、;p>　　由于轉(zhuǎn)角而使?fàn)可燧佂舛水a(chǎn)生的形變?cè)隽繛?</p><p>　　= L （10.3）</p><p>　　= L=4.24××1250=5.3× mm</p><p>　　（3） 將牽伸輥筒看作一受均勻載荷P/L的懸臂梁，牽伸輥外伸端的撓度為</p>&l

112、t;p>　　= （10.4）</p><p>　　==2.23× mm</p><p>　?。?） 由第二牽伸輥和相鄰各輥筒上的絲束張力差，求出作用在齒輪B上的各周向力。設(shè)周向力在力P方向的總分力為F，則因力F的而在點(diǎn)D產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角等于</p><p>　　=

113、 （10.5）</p><p>　　式中 ----------------齒輪B至前支承的距離 =365 mm</p><p>　　----------------齒輪B至后支承的距離 =301 mm</p><p>　　F-----------------齒輪B的圓周力 F=22866.77N</p><

114、p><b>　　==0.0003×</b></p><p>　　因轉(zhuǎn)角而使?fàn)可燧佂馍於水a(chǎn)生的形變量為</p><p>　　=－（L+X-） （10.6）</p><p>　　= －（L+X-）=－0.38× mm</p><p>　　牽伸輥外伸端的總撓

115、度為 </p><p>　　=+++ （10.7）</p><p>　　=+++=(1.01+5.3+2.23-0.38) ×=8.16×mm</p><p>　　在不計(jì)滾動(dòng)軸承的間隙時(shí)，1米長的牽伸輥外伸端的最大撓度應(yīng)小于1毫米。由于8.16×mm遠(yuǎn)小于1.25mm，則所設(shè)計(jì)的牽伸輥符合要

116、求。</p><p>　　11 潤滑方式與密封裝置</p><p>　　牽伸軸和軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生大量的熱，就必須采取潤滑的裝置，采用集中、連續(xù)、有壓力油潤滑。壓力供油潤滑是用油泵將油壓送到潤滑部位，供油量充分可靠且易于控制，可帶走摩擦熱起冷卻作用。</p><p>　　箱體中齒輪和軸承的潤滑推薦采用N68機(jī)油（GB433-1989），第一次運(yùn)轉(zhuǎn)300小時(shí)后應(yīng)清洗更換

117、新油，以后每運(yùn)轉(zhuǎn)5-6個(gè)月更換一次機(jī)油。油溫溫升不宜超過80Cº，每次換油時(shí)須清理網(wǎng)式濾油器。</p><p>　　在潤滑系統(tǒng)中密封裝置的作用是防止?jié)櫥瑒┑男孤┎⒆柚雇獠侩s質(zhì)、灰塵、空氣和水分等侵入潤滑部位。密封不僅能大量節(jié)約潤滑劑，保證機(jī)器的正常工作，提高機(jī)器壽命。牽伸輥、牽伸軸、箱體相連的地方采用多種密封方式。防止?jié)櫥吐┏龊拖潴w外雜質(zhì)、水及灰塵等侵入軸承室，避免軸承急劇磨損和腐蝕。</p&g

118、t;<p><b>　　（1） O型密封</b></p><p>　　選用O型密封圈265×7G GB3452.1-1992，膠圈安裝在溝槽內(nèi)受到預(yù)壓縮而起密封作用，當(dāng)液體油要向外泄漏時(shí)，密封圈借助流體的壓力擠向溝槽的一側(cè)，在接觸邊緣上壓力增高使密封效果增強(qiáng)，這種隨介質(zhì)壓力升高而提高密封的效果的性能叫“自緊作用”，O型密封圈具有雙向密封能力 。</p>

119、<p><b>　?。?） 唇形密封</b></p><p>　　選用唇形密封圈B200230D GB13871-1992，安裝時(shí)主唇朝內(nèi)，用以防止液體漏出；副唇朝外，用以防塵。</p><p><b>　?。?） 迷宮密封</b></p><p>　　迷宮密封是非接觸式密封中最常用的一種，即轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止部件之

120、間是無接觸的。這種密封不受工作速度的限度，可靠、簡單和材料選擇方便，但允許有一定的泄漏。牽伸軸和箱體采用迷宮密封形式。迷宮密封不但起密封作用還能散熱。其具體組成形式請(qǐng)參照牽伸輥內(nèi)傳動(dòng)裝置裝配圖。</p><p>　?。?） 擋油環(huán)和迷宮密封組合</p><p>　　該密封處選用擋油環(huán)密封，其作用用于油潤滑軸承，防止過多的油、雜質(zhì)進(jìn)入軸承室以內(nèi)以及嚙合處的熱油沖入軸承內(nèi)。擋油環(huán)與軸承座孔之間

121、應(yīng)留有不大的間隙，以便讓一定量的油能濺入軸承室進(jìn)行潤滑。與迷宮密封組合，防止液體漏出，達(dá)到更好的密封效果。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是修完所有大學(xué)課程之后的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用多學(xué)科理論，知識(shí)和技能，以解決較復(fù)雜工程實(shí)際問題的能力，主要包括原理綜述、研究方案的分析論證、方案方法的擬訂及依據(jù)材料的確定