鋼鐵出料機(jī)畢業(yè)設(shè)計說明書

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　在冶金行業(yè)中，加熱的裝取是個難點，為了解決這個問題，改變現(xiàn)有設(shè)備狀況，特設(shè)計了該出料機(jī)，它的作用就是將鋼料送入高溫區(qū)(約1200℃)加熱到所需溫度。然后取出進(jìn)行鍛造或二次及多次軋斷。使鋼料成為所需的各種型材。</p><p>　　軋鋼技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中占據(jù)極其重要的地位，軋鋼一般分為初軋、熱軋和冷軋。熱軋寬

2、帶鋼產(chǎn)品主要以鋼卷狀態(tài)供給冷軋機(jī)作原料，同時也直接向用戶和市場銷售熱軋鋼卷和精加工產(chǎn)品。而銷售的產(chǎn)品的質(zhì)量很大程度上取決于由連鑄車間及初軋?zhí)组g運來的板坯的質(zhì)量和尺寸。初軋過程為：鋼坯由行車裝上傳送輥道，將鋼坯運送到爐口處，由推鋼機(jī)將鋼坯推入爐內(nèi)，加熱爐將鋼坯加熱到1200℃左右，由出鋼機(jī)將鋼坯裝上傳送輥道，將鋼坯運送至初軋機(jī)，從而完成軋制的工藝過程。</p><p>　　該出料機(jī)的設(shè)計主要用于搬運鋼坯，而且是在一

3、定的范圍內(nèi)往復(fù)循環(huán)工作，即只需要在人為的控制下將鋼坯從爐口的固定梁搬運到傳送輥道上，設(shè)計為小型起重運輸設(shè)備。</p><p>　　出料機(jī)是為冶煉、鍛造行業(yè)設(shè)計制造的專用設(shè)備，它具有操作簡便、可靠的特點，人性化的設(shè)計為操作者創(chuàng)造了一個舒適的操作環(huán)境，使繁重的工作變得輕松簡單，也為冶金行業(yè)的發(fā)展提供了價廉物美的配套設(shè)備。</p><p><b>　　第一章 概述</b>&

4、lt;/p><p><b>　　1.1 文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　1.運輸設(shè)備</b></p><p>　　液體和氣體的運輸不屬于起重運輸技術(shù)，但是這兩種材料在氣力和液力起重運輸設(shè)備中作為承載介質(zhì)使用。</p><p>　　起重運輸設(shè)備是從事搬運、轉(zhuǎn)載、存儲作業(yè)的機(jī)械，其工作在一定的

5、范圍內(nèi)，可以連續(xù)的搬運物品，也可以不連續(xù)的搬運物品。</p><p>　　根據(jù)工作方式繁榮不同分類，該出料機(jī)應(yīng)采用不連續(xù)的起重運輸設(shè)備，不連續(xù)的起重運輸機(jī)械以單個的工作循環(huán)工作，其通常在負(fù)載運動之后接著沿返程方向做空載運動。</p><p>　　2.起重運輸設(shè)備的優(yōu)點</p><p>　　起重運輸設(shè)備應(yīng)用于整個工業(yè)或經(jīng)濟(jì)部門的各個企業(yè)起重運輸設(shè)備的使用及其在工廠、車

6、間的配備，能最大限度的適用生產(chǎn)工藝過程的要求，在不同的企業(yè)部門的工廠費用中，運輸費用所占比例的多少是極不同的。例如：在單件生產(chǎn)的機(jī)械制造工廠中平均約占8%，在成批的生產(chǎn)機(jī)械制造工廠中約占15%，通過使運輸合理化，使生產(chǎn)得到更大提高。我們應(yīng)當(dāng)通過機(jī)械化，程序化，地址化，以及自動化來努力消除運輸過程中的手工操作。但是，至今手工操作部分，特別是在貨物轉(zhuǎn)運量小的情況下，份占相當(dāng)大的比例。</p><p>　　3.起重運輸

7、設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性</p><p>　　起重運輸設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性與所選用的設(shè)計方案相關(guān)，經(jīng)濟(jì)性的計算主要以運輸設(shè)備的購買費用和所期望的壽命為依據(jù)，起重運輸設(shè)備的自重極大影響到有關(guān)的運行軌道，基礎(chǔ)及其他建筑的投資，此外起重運輸設(shè)備本身的經(jīng)濟(jì)性之內(nèi)。</p><p><b>　　1.2摘要</b></p><p>　　該出料機(jī)是一種小型的不連續(xù)的起重運輸設(shè)備

8、，其傳動系統(tǒng)分為液壓系統(tǒng)鋼坯的起重是由升降缸和支臂產(chǎn)生扭矩。通過轉(zhuǎn)軸帶動兩支臂將其拖起來的。鋼坯的運輸是由進(jìn)退鋼驅(qū)動小車移動來實現(xiàn)的。各動作的自動循環(huán)由行程控制方式和壓力方式配合來實現(xiàn)的，動作的可靠性高，可降低成本，使用方便，安全性好。</p><p>　　關(guān)鍵詞；出料機(jī) 液壓缸 支臂 鋼坯</p><p><b>　　Abstract</b>

9、</p><p>　　The tapping－machine is a small－sized lifting block which is not continuous .It is transmission system is hydraulic system The billet’s derrick through elevated axle drive the left and right sides s

10、upporting arm hold up .The billet’s transport through advance and retreat vat drive the car, Each moment’s voluntarily circulate through travel control way and pressure control concert realize .The moment’s reliable is v

11、ery high .This way reduce the production costs .This equipment is easy to operate a</p><p>　　Key－word: tapping－machine hydraulic supporting－arm billet</p><p>　　第二章 方案比較確定</p><p>

12、<b>　　2.1 方案一</b></p><p>　　1. 工作原理：鋼坯由活動梁不斷的傳送到水平固定梁的末端，即斜坡梁的上端，鋼坯靠自重從斜面滑到傳送輥道上如下圖</p><p>　　其加熱爐采用步進(jìn)梁式加熱爐，它是靠專門的步進(jìn)機(jī)構(gòu)使步進(jìn)梁在爐內(nèi)做矩形運動來移送鋼坯，鋼坯之間可以留出間隙不會產(chǎn)生粘結(jié)，爐子長度不受推鋼比限制，鋼坯和步進(jìn)梁之間沒有摩擦。出爐鋼坯通過出

13、鋼機(jī)托出裝置出爐，完全消除了滑道的摩擦，步進(jìn)梁加熱爐在性能方面明顯優(yōu)與推鋼式加熱爐。</p><p>　　固定梁的主要作用是支撐鋼坯。</p><p>　　活動梁的主要作用是通過矩形運動將鋼坯從固定梁上的一個位置搬到另一個位置。</p><p><b>　　2.特點：</b></p><p>　　1）結(jié)構(gòu)及工作原理簡單&

14、lt;/p><p>　　2）由于傳送軌道在爐內(nèi)，所以不需要用耐高溫不銹鋼材料漆筒及其轉(zhuǎn)軸的成本較高。</p><p>　　3）固定梁的滑道需加工精度較高，使其表面光滑，鋼坯才能從固定梁上滑到傳送輥道上。</p><p>　　4）雖然固定梁的滑道表面較無滑，但由于長期處于高溫狀態(tài)下，并且鋼坯不斷的在滑道表面產(chǎn)生劃痕，使得表面變得粗糙，鋼坯易停留在斜面上，要一個專門的工人來

15、看護(hù)鋼爐，增加動力并且生產(chǎn)效率不高。</p><p><b>　　2.2 方案二</b></p><p>　　1.工作原理：就是把毛坯放在固定梁上，然后用一種特制的結(jié)構(gòu)螺桿+螺母式結(jié)構(gòu)把坯料從爐尾推到爐頭，然后放到輥道上：如圖</p><p><b>　　2特點：</b></p><p><b

16、>　　1）容易造成堆鋼。</b></p><p>　　2）不利于提高生產(chǎn)率</p><p>　　3）提高了工人的勞動強(qiáng)度。</p><p><b>　　2.3 方案三</b></p><p>　　1. 工作原理：利用機(jī)械支臂將鋼坯從固定梁上放到傳送輥道上。</p><p>　　支

17、臂動作順序：前進(jìn)到鋼坯下面--------將鋼坯托起來------退回到傳送輥道上方-----將鋼坯放到傳送輥道上------上升到水平位置。</p><p><b>　　2.特點</b></p><p>　　1）傳送輥道在爐外并且距離爐子較遠(yuǎn)，傳送輥道工作溫度不是很高，對輥道的材料要求不太高，不需耐高溫。</p><p>　　2）工作準(zhǔn)確，可

18、以實現(xiàn)自動化，減少勞動強(qiáng)度。</p><p>　　3）需要保證其準(zhǔn)確順序動作驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，還需要保持機(jī)械支臂不便型的冷卻系統(tǒng)。</p><p>　　4）基本上就實現(xiàn)了機(jī)械化，提高了勞動生產(chǎn)率。把工人從惡劣的工作環(huán)境中解脫出來。</p><p>　　2.3 傳動方案的確定</p><p>　　2.3.1 機(jī)械傳動</p>&

19、lt;p>　　1.機(jī)械傳動在機(jī)械學(xué)科中的地位</p><p>　　機(jī)械傳動裝置是機(jī)器的重要組成部分，用于將原動機(jī)的運動和動力傳遞給工作機(jī)，并改變原動機(jī)運動的速度和形式，力或力矩的大小和方向，使之適應(yīng)工作機(jī)的要求。</p><p>　　由于原動機(jī)運動的單一性，簡單性與工作機(jī)運動的要求多樣性、復(fù)雜性之間的矛盾，機(jī)器一般都包括機(jī)械運動裝置，很多機(jī)器的工作性能使用壽命，能源消耗，振動噪聲，在

20、很大程度上取決于機(jī)械傳動的質(zhì)量，因此選擇好的機(jī)械傳動，對提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量具有及其重要的意義。</p><p>　　由于機(jī)械傳動是恒功率輸出，效率高，并且節(jié)約能源，相對液體傳動和電傳動而言，其成本較低，但在多數(shù)機(jī)器中仍然是重要的傳動形式，而難于為其他傳動所代替，但機(jī)械傳動是剛性的，當(dāng)負(fù)載加大是，傳動裝置容易損壞需經(jīng)常維修，增加維修時間。</p><p>　　2.機(jī)械傳動的發(fā)展趨勢</

21、p><p>　　1）承載能力大，振動噪聲小，節(jié)能高效，體積小，重量輕，以及能在調(diào)整重載條件下工作的傳動。</p><p>　　2）改變傳統(tǒng)的設(shè)計方法，廣泛采用新理論新技術(shù)新方法，使傳動既有較高的效率又降低成本。</p><p>　　3）轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)趨向無極化，自適應(yīng)化，微機(jī)化和智能化。</p><p>　　4）將齒輪傳動等機(jī)械傳動與液體傳動，

22、電傳動結(jié)合起來，組成復(fù)合傳動。</p><p>　　2.3.2 液壓傳動</p><p>　　液壓傳動是指液體作為工作介質(zhì)，借助于液體的壓力能進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動形式，利用各種元件組成不同功能的基本控制回路，若干基本控制回路再經(jīng)有機(jī)組合，形成了具有一定控制功能的液壓傳動系統(tǒng)。</p><p><b>　　液壓傳動的工作特性</b><

23、;/p><p>　　液壓系統(tǒng)工作時，外界負(fù)載越大，所需油液壓越大，反之亦然</p><p>　　因此液壓系統(tǒng)的油壓力取決于外界負(fù)載，活塞或工作臺的移動速度取決于單位時間內(nèi)進(jìn)入液壓缸中油液的體積即流量，流量越大，系統(tǒng)的速度越快。</p><p>　　液壓傳動因為具備很多其他傳動方式所沒有的優(yōu)點，所以得到廣泛的應(yīng)用，電液系統(tǒng)利用電信號易處理的特點。</p>&

24、lt;p><b>　　液壓傳動的優(yōu)點</b></p><p>　　液壓傳動的各種元件，可根據(jù)需要方便、靈活的來布置；</p><p>　　重量輕、體積小、運動慣性小、反映速度快；</p><p>　　操縱控制方便，可實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)2000：1）；</p><p>　　可自動實現(xiàn)過載保護(hù)；</

25、p><p>　　一般采用礦物油為工作介質(zhì)，相對運動面可自行潤滑，使用壽命長；</p><p>　　很容易實現(xiàn)直線運動；</p><p>　　容易實現(xiàn)機(jī)器的自動化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實現(xiàn)更高程度的自動控制過程，而且可以實現(xiàn)遙控。</p><p><b>　　液壓傳動的缺點</b></p><p&g

26、t;　　由于流體流動的阻力損失和泄漏較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄漏不僅污染場地，而且還可引起火災(zāi)和爆炸事故。</p><p>　　工作性能易受溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。</p><p>　　液壓元件的制造精度要求較高，因而價格較貴。</p><p>　　由于液體介質(zhì)的泄漏及可壓縮性影響，不能得到嚴(yán)格的定比傳動。</p>

27、<p>　　液壓傳動出故障時不易找出原因；使用和維修要求具有較高的技術(shù)水平。</p><p><b>　　2.4 方案確定</b></p><p>　　綜上所術(shù)，在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和生產(chǎn)率不斷提高的今天，我們選擇方案三。</p><p>　　就方案三所需要的動作來看，利用液壓傳動是很容易實現(xiàn)的。保證支臂順序動作的控制系統(tǒng)用行程開關(guān)來

28、控制實現(xiàn)，而其冷卻系統(tǒng)只需要一個泵和一些水管即可實現(xiàn)。所有這些設(shè)備較低也易于買到。出料機(jī)是為冶金、鍛造行業(yè)設(shè)計制造的專用設(shè)備，它具有操作簡單、可靠的特點、人性化的設(shè)計為操作者創(chuàng)造了一個舒適的操作環(huán)境，使繁重的工作變的輕松簡單，也為冶金行業(yè)的發(fā)展提供了物美價廉配套設(shè)備。</p><p>　　機(jī)械傳動剛性大，成本高，易磨損，使用壽命短，液壓傳動好且成本低。</p><p>　　第三章 出料機(jī)

29、的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　已知：</b></p><p>　　爐內(nèi)規(guī)定梁內(nèi)側(cè)距 1100mm</p><p>　　爐內(nèi)活動梁外側(cè)距 700cm</p><p>　　爐外輸送輥道中心線與爐內(nèi)活動梁最前端距離 1120mm</p><p>　　梁上表面距輸送輥道上輥面

30、 300mm</p><p>　　地輥上表面距基礎(chǔ)地面 800mm</p><p>　　坯料最大斷面1400cm×140mm</p><p>　　取支臂前端寬100mm</p><p>　　取支臂長為200cm</p><p><b>　　支臂及其基本尺寸</b></p>

31、<p>　　2由于出料機(jī)的支臂反復(fù)與鋼坯接觸，在反復(fù)的高溫情況下，</p><p>　　支臂的強(qiáng)度會降低，且易于變形，為防止支臂變形，在左右支臂內(nèi)設(shè)置冷卻系統(tǒng)，幫助支臂的結(jié)構(gòu)采用鋼板焊接而成。</p><p>　　鋼板的材料選用Q235，鋼板厚度取20cm</p><p>　　支臂與出料車轉(zhuǎn)軸連接處選用鋼材料鍛造成入如圖形狀后，與前端焊接，通孔用鏜床加

32、工，并用銑床加工鍵槽。</p><p>　　3.由于該支臂主要用來承載鋼坯，是靠其轉(zhuǎn)動倆提升和放下鋼坯，并且要使支臂前端不會與梁發(fā)生接觸，因此支臂設(shè)計成前小后大。</p><p><b>　　3.2轉(zhuǎn)軸的設(shè)計</b></p><p>　　軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運動的傳動零件（例如齒輪、蝸輪等），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運動及其動

33、力的傳遞。因此軸的主要作用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運動和動力。按照承受載荷的不同，軸可分為：轉(zhuǎn)軸、心軸、和傳動軸。工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。這類軸在各種機(jī)器中最常見，根據(jù)課題的設(shè)計需要，我們選擇了轉(zhuǎn)軸。</p><p>　　轉(zhuǎn)軸的設(shè)計也和其他零件的設(shè)計相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。</p><p>　　轉(zhuǎn)軸所受力及所傳遞的轉(zhuǎn)矩和扭矩</p><

34、p><b>　　鋼坯的重量計算：</b></p><p>　　m=pv=7800×2×0.14×0.14=305.76Kg</p><p><b>　　G約取3000N</b></p><p>　　計算每個支臂的重量與每個鋼坯的重量相同，重心于2/3L中心處。</p>&l

35、t;p><b>　　扭矩計算：</b></p><p>　　T=2×300×（2－0.24/2－0.3/2）+2×300×（2×1/3）=1438N.M</p><p>　　根據(jù)力矩平衡，小臂拉力F為：</p><p>　　F×0.6=14380 F=23967N</p

36、><p>　　軸所受力及扭矩如下圖所示：</p><p>　　軸材料的選擇，確定許用應(yīng)力</p><p>　　軸的材料主要是碳鋼和合金鋼，鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。</p><p>　　由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常

37、見的是45鋼。</p><p>　　軸的常用材料及其機(jī)械性能：</p><p>　　所以軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)【q－1b】=60Mpa</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合

38、理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件的裝配的困難。因此軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計中的重要內(nèi)容。</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　軸支撐結(jié)構(gòu)是機(jī)械結(jié)構(gòu)中常見結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)運動的軸，必須由至少相距一定距離的滾動（或滑動）軸承來支撐，旋轉(zhuǎn)軸的運行性能和其支撐狀況及質(zhì)量密度相關(guān)。</p><

39、p>　　對軸的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行設(shè)計。</p><p>　　軸的危險截面位于正中與小臂連接處。</p><p>　　因軸為對稱結(jié)構(gòu)，所以（預(yù)計軸長1200mm）</p><p>　　M/2=（F/2）×（1200/2）=719000N.M</p><p>　　T/2=（F×0.6）/2=7190N.M</p>

40、<p><b>　　軸徑的確定：</b></p><p>　　轉(zhuǎn)軸不發(fā)生疲勞破壞的安全系：</p><p>　　條件許用彎曲應(yīng)力：=</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：d>=111.8</p><p>　　由于軸上有鍵槽，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱，對于直徑d>100的軸,有一個鍵槽時,

41、軸徑增大3%,所以為安全起見,選用軸徑為:125</p><p>　　中間小臂鍵槽處 軸徑為135</p><p><b>　　軸結(jié)構(gòu)如下圖所示:</b></p><p>　　4軸承及其端蓋的選擇和計算</p><p>　　軸承所承受載荷的大小,方向和性質(zhì)是選擇軸承的主要依據(jù),根據(jù)載荷的大小選擇軸承類型時,由于滾子軸

42、承中主要元件間是線宜用與承受較大的載荷承載后的變形也較小,而球軸承中則主要為點接觸,宜用于承受較輕的或中等的載荷,所以在載荷較小時,應(yīng)選用球軸承.根據(jù)課題需要,我們選擇深溝型軸承: 型號:6020</p><p>　　d=100 D=150 B=24</p><p><b>　　軸承端蓋的計算:</b></p><p>　　螺釘直

43、徑d3=12 個數(shù)為6個</p><p>　　D=150 e=1.2d3=14.4</p><p>　　D0=D+2.5d3=180</p><p>　　D2=D0+2.5d3=210</p><p><b>　　3.3 小臂的設(shè)計</b></p><p>　　小臂的上端與升降缸的活塞桿采用銷軸

44、聯(lián)結(jié).</p><p>　　小臂傳遞的扭矩較大,與轉(zhuǎn)軸聯(lián)結(jié)采用鍵聯(lián)結(jié).</p><p>　　小臂設(shè)計圖形如下圖:</p><p><b>　　3.4出料車的設(shè)計</b></p><p>　　1.鋼板厚度的校核選用:</p><p><b>　　危險截面在拐角處:</b><

45、;/p><p><b>　　F合=</b></p><p>　　M=/2=(27806.68×0.24×1.414)/2=4718.95N.M</p><p><b>　　根據(jù)材料力學(xué)公式:</b></p><p>　　取=140 n=2 </p><p&

46、gt;　　代入數(shù)據(jù)得：b>=11</p><p>　　取公稱尺寸b=12(GB709-88)</p><p><b>　　選用碳素結(jié)構(gòu)鋼</b></p><p><b>　　2 車軸的設(shè)計</b></p><p>　　車身上安裝車輪兩軸受力分析：</p><p><

47、;b>　　轉(zhuǎn)軸的重量：</b></p><p><b>　　=mg=</b></p><p><b>　　小臂的重量：</b></p><p><b>　　=mg=1000N</b></p><p>　　以后輪為支點，由力及力矩平衡求得：</p>

48、<p><b>　　=28947.4N</b></p><p><b>　　設(shè)計輪軸，取=90</b></p><p>　　為安全起見，及結(jié)構(gòu)設(shè)計協(xié)調(diào)取d=60。</p><p>　　軸承選用 6212</p><p>　　d=60 D=100 B=22</p>

49、<p><b>　　3 車體的設(shè)計</b></p><p>　　出料車車身采用箱體設(shè)計，內(nèi)部加肋板，鋼板厚度d=12</p><p>　　小車長1940 寬1140 厚200</p><p><b>　　車體重量計算：</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：M=570.96</

50、p><p><b>　　后軸重量：M=</b></p><p><b>　　升降缸重量約30</b></p><p><b>　　力矩平衡：</b></p><p>　　以后論為支點力矩平衡，求得： </p><p>　　即需配重應(yīng)大于：805.2</

51、p><p>　　第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　4.1 工作要求及參數(shù)</p><p><b>　　1.工作要求</b></p><p>　　出鋼時要求小車工作平穩(wěn),速度適宜,動作可靠.</p><p><b>　　2.設(shè)計參數(shù)</b></p><

52、;p>　　1)升降缸 最大提升力:F=23967N 有效行程:S=100</p><p>　　2)進(jìn)退缸 最大負(fù)載:F=6000N 有效行程:S=1120</p><p>　　4.2 初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　擬定液壓系統(tǒng)原理圖是整個設(shè)計工作紅最主要的步驟,它對系統(tǒng)的性能以及設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性,合理性具有決定性的影響,這一步驟涉

53、及的知識面比較廣泛,需要合理運用所學(xué)知識.其一般方法是:根據(jù)動作和性能的要求先分別選擇和擬定基本回路,然后將各個回路組合成一個完整的系統(tǒng).</p><p>　　擬定液壓系統(tǒng)原理圖的步驟</p><p>　　4.2.1液壓系統(tǒng)的分類</p><p>　　液壓系統(tǒng)按傳統(tǒng)工作方式的不同可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。</p><p><b>　

54、　1）開式系統(tǒng)</b></p><p>　　開式系統(tǒng)是指主油泵從油箱吸人液壓油，經(jīng)過一個循環(huán)后又回到油箱。其優(yōu)點是:油路系統(tǒng)簡單、成熟、產(chǎn)生的熱量小且由于油箱本身可以散熱，散熱性能好;其缺點是:功率損失大，流量控制困難，換向沖擊大，且需安裝大容量的油箱。適且于中、小型系統(tǒng)。</p><p><b>　　2）閉式系統(tǒng)</b></p><p

55、>　　閉式系統(tǒng)是指液壓油在油路中循環(huán)，回油不流人油箱，而直接接入主油泵吸油口進(jìn)人下一個循環(huán)。其優(yōu)點是效率高、油箱小、流量大且方向變換平衡，適用于大功率系統(tǒng)。其主要的缺點為系統(tǒng)需增加補(bǔ)油系統(tǒng)，且產(chǎn)生的熱量大，散熱困難。</p><p>　　在閉式回路系統(tǒng)中，也有閥控和泵控之分，閉式閥控系統(tǒng)局部改善開式系統(tǒng)的缺點，降低安裝空間和成本，方向閥換向時，和開式系統(tǒng)一樣還有較大的沖擊，一般安裝有蓄能器。閉式泵控系統(tǒng)有效

56、克服了開式回路的固有局限性，換向沖擊小，實現(xiàn)了流量的連續(xù)調(diào)節(jié)</p><p><b>　　。</b></p><p>　　4.2.2確定系統(tǒng)方案</p><p><b>　　1）選擇調(diào)速回路</b></p><p>　　采用容積調(diào)速和變量泵，通過調(diào)節(jié)泵的輸出流量來實現(xiàn)執(zhí)行器的速度控制。由于泵僅輸出所

57、需的流量，既沒有多余的流量經(jīng)溢流閥的損失，也沒有工作流量流過流量控制閥的節(jié)流損失，所以，這種調(diào)速方法的回路效率高。</p><p><b>　　2）換向回路的選擇</b></p><p>　　本系統(tǒng)只要求液壓缸有兩個動作，因而可采用二位四通換向閥，考慮到電液換向閥裝有換向時間調(diào)節(jié)器，切換時壓力沖擊小，所以選用它。為了使系統(tǒng)保持0.3MPa的壓力，供控制油路使用，在換向

58、閥前面設(shè)置一個單向閥。</p><p>　　3）壓力控制回路的選擇</p><p><b>　?、龠x擇卸荷回路</b></p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)只需要輸出少量功率或不需輸出功率的時候，為了減少系統(tǒng)功率損失和噪聲，需要讓液壓泵停止運轉(zhuǎn)或者在很低的壓差下運轉(zhuǎn)。但是如果頻繁地啟動和關(guān)閉液壓泵的驅(qū)動電機(jī)，就會降低它的使用壽命。因此，在系統(tǒng)中增加卸荷回

59、路，使液壓泵在接近零壓的情況下運轉(zhuǎn)，而驅(qū)動電機(jī)不停止轉(zhuǎn)動。這樣既減少了系統(tǒng)的功率損失和發(fā)熱量，又延長了泵和電機(jī)的使用壽命。 </p><p><b>　?、谠O(shè)計調(diào)壓回路</b></p><p>　　調(diào)壓回路的功用在于調(diào)定或限制液壓源的最高工作壓力。這種回路有多種結(jié)構(gòu)方案，選擇時要注意考慮液壓源工作壓力級以及壓力在調(diào)節(jié)、控制或切換方式上的差異。 </p>

60、<p>　　在液壓系統(tǒng)中，一般用溢流閥來調(diào)定泵的工作壓力。溢流閥的調(diào)定壓力必須大于液壓缸的最大工作壓力和管路上各種壓力損失的總和。根據(jù)溢流閥的壓力特性，在不同溢流量時，壓力調(diào)定值是稍微有波動的。</p><p>　　4.2.3執(zhí)行元件的選擇</p><p>　　執(zhí)行元件的類型可以根據(jù)主機(jī)工作部件所要求的運動形式來確定,根據(jù)工作部件的性能要求,充分發(fā)揮執(zhí)行元件的特點,采用執(zhí)行元件搭

61、配適當(dāng)機(jī)構(gòu)的方法,以得到所需運動形式,前面已確定執(zhí)行元件為:中間絞軸擺式液壓缸.</p><p>　　4.2.4選擇液壓基本回路</p><p>　　液壓原理的核心是調(diào)速回路,它對其他回路的選擇往往具有決定性的作用.一般來說,機(jī)器的液壓系統(tǒng)都以調(diào)速為其主要性能參數(shù),因而速度的調(diào)節(jié)成為這些系統(tǒng)的核心問題,通常調(diào)整回路一旦確定,其他回路的形式基本確定,因此選擇基本回路應(yīng)從調(diào)整回路開始.<

62、/p><p>　　調(diào)速方案一經(jīng)確定,液壓泵的類型也就基本定了,而系統(tǒng)中換向,卸荷,壓力控制等回路都與泵的類型有關(guān)系,所以這些回路也就大體明確了,例如節(jié)流調(diào)速還采用定量泵,則必須用電磁換向閥換向,用溢流閥定壓，此處采用節(jié)流調(diào)速時用開式循環(huán),帶有較大的油箱.</p><p>　　4.2.5選擇控制方式</p><p>　　選擇控制方式主要根據(jù)主機(jī)工藝要求來確定,如果機(jī)器要求

63、實現(xiàn)一定自動循環(huán),這就涉及到采用行程開關(guān)控制,壓力控制和時間控制等問題,一般來說,行程控制動作可靠,是最通用的方式,合理使用壓力控制方法也是可以的簡化系統(tǒng),但在一個系統(tǒng)內(nèi)不宜多次使用,時間控制不單獨使用,往往與行程或者壓力控制配合使用的,由于其難于準(zhǔn)確控制接換點,故使用較少.</p><p>　　4.2.6液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　根據(jù)選定的個基本回路,配上一些輔助元件或者回路組

64、成液壓系統(tǒng)原理圖:</p><p><b>　　電磁閥通電順序：</b></p><p>　　4.3液壓系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　4.3.1升降缸的設(shè)計</p><p><b>　　1.工況分析</b></p><p>　　工況分析，就是分析主機(jī)在工作過程中各執(zhí)行元件的

65、運動速度和負(fù)載的變化規(guī)律。對于動作較復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，根據(jù)工藝要求，將各執(zhí)行元件在各階段所需克服的負(fù)載用負(fù)載圖表示。將各執(zhí)行元件在各階段的速度用速度圖表示，設(shè)計液壓系統(tǒng)時，這兩種圖可省略不畫。</p><p><b>　　運動分析</b></p><p>　　啟動 加速度 </p><p><b>　　位移</

66、b></p><p>　　制動 加速度-0.5</p><p>　　位移2.5 </p><p>　　反向制動 加速度</p><p><b>　　位移12.5</b></p><p>　　減速 加速度<

67、/p><p><b>　　位移</b></p><p>　　反向制動 加速度</p><p><b>　　位移</b></p><p>　　上升啟動 加速度</p><p><b>　　位移</b></p><p>　　上

68、升制動 加速度</p><p><b>　　位移</b></p><p><b>　　負(fù)載分析</b></p><p>　　工作負(fù)載：=23967N</p><p><b>　　慣性負(fù)載：</b></p><p>　　啟動 =610N

69、 制動 =-610N</p><p>　　反向制動 =122N 反向制動 =-61N</p><p>　　減速 =-61N 上升啟動 =8535N</p><p>　　上升制動 =-85.4N</p><p>　　負(fù)載分析結(jié)果列于下表：</p><p><b>　　2

70、.參數(shù)確定</b></p><p>　　這里是指確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。</p><p>　　執(zhí)行元件的工作壓力，可以根據(jù)負(fù)載圖中的最大負(fù)載來選取（表1），也可以根據(jù)主機(jī)的類型來選取（表2），而最大流量則由執(zhí)行元件速度圖中的最大速度計算出來。這兩者都與執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)（指液壓缸的有效面積A或者液壓馬達(dá)的排量）有關(guān)。一般的做法是，先選定工作壓力p，再按最大負(fù)載和預(yù)

71、估的執(zhí)行元件機(jī)械效率求出A或者，經(jīng)過各種必要的驗算、修整和圓整后定下這些結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后在算出最大流量來。</p><p>　　表1：按載荷選擇工作壓力</p><p>　　表2：各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力</p><p>　　確定液壓缸的工作壓力P，選取工作壓力P=12Mpa.</p><p>　　確定液壓缸的主要參數(shù)</p>

72、<p>　　由于系統(tǒng)有節(jié)流閥，回油路較長，取背壓閥=0.5mPa在相同的供油情況下，快速上升和快速下降的速度關(guān)系，可以求得有桿腔與無桿腔面積比C：</p><p><b>　　C===0.71</b></p><p>　　則A===2319.25</p><p><b>　　D==54</b></p>

73、<p>　　表3 常用液壓缸內(nèi)徑D(mm)</p><p>　　根據(jù)常用液壓缸內(nèi)徑D(mm)：取標(biāo)準(zhǔn)值：63</p><p>　　=C=0.71 代入數(shù)據(jù)得： d=33.9</p><p>　　表4 活塞桿的直徑系列</p><p>　　表4活塞桿的直徑系列: 取標(biāo)準(zhǔn)值：36.</p><p>　　

74、液壓缸實際有效面積：</p><p>　　無桿腔：==3117.67</p><p>　　有桿腔：==2099.6</p><p>　　校核最低穩(wěn)定工作速度：</p><p><b>　　=2000</b></p><p>　　因=3117.672000 缸體合適</p><

75、;p><b>　　缸體臂厚：</b></p><p>　　當(dāng)缸筒臂厚與內(nèi)徑的比值小于0.1時，稱為薄臂缸筒，臂厚按材料力學(xué)圓筒公式：</p><p><b>　　其中=1.5</b></p><p>　　缸體選用45熱軋無縫鋼管,調(diào)質(zhì)處理 =353</p><p>　　取安全系數(shù):

76、 n=4</p><p>　　材料許用應(yīng)力:=88.25</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)值; =10</p><p>　　活塞桿的校核: 強(qiáng)度足夠.</p><p>　　液壓缸各階段的壓力:</p><p>　　啟

77、動 13.6 勻速慢升 13.29</p><p>　　制動 12.97 反向制動 8.83</p><p>　　勻速下降 8.78 減速 8.76</p><p>　　勻速慢降 8.78 反向制動 8.76</p><p>　　上升啟動 4.28

78、 上升 4.24</p><p>　　制動 4.19</p><p>　　4.3.2進(jìn)退液壓缸</p><p><b>　　1.工況分析.</b></p><p>　　啟動 加速度 </p><p><b>　　位移 </

79、b></p><p>　　制動加速度 =-0.15</p><p><b>　　位移 =3</b></p><p>　　反向啟動 加速度 =0.25</p><p>　　位移 =5</p><p>　　反向制動 加速度 =-0.25

80、</p><p>　　位移 =5</p><p><b>　　負(fù)載分析</b></p><p>　　工作負(fù)載; =6000N</p><p><b>　　慣性負(fù)載:</b></p><p>　　啟動 71.7N 制動 -71.7N

81、</p><p>　　反向啟動 150N 反向制動 -150N</p><p>　　負(fù)載分析結(jié)果列于下表:</p><p><b>　　2 參數(shù)確定</b></p><p>　　1) 確定液壓缸工作壓力P=2Ma</p><p>　　2)確定液壓缸的主要參數(shù)</p&g

82、t;<p>　　由于系統(tǒng)有節(jié)流閥,回油路較長,取背壓閥在相同供油量情況下,快速上升和快速下降的速度關(guān)系,可求得有桿腔與無桿腔的面積比:C</p><p><b>　　C==</b></p><p><b>　　則: A==</b></p><p>　　D==67.76 取標(biāo)準(zhǔn)值 D=80</p>

83、<p>　　求得:d=50.5 取標(biāo)準(zhǔn)值d=50</p><p>　　液壓缸實際有效面積:</p><p>　　無桿腔 : =5024</p><p>　　有桿腔 : =3061.5</p><p>　　校核最低穩(wěn)定工作速度:</p><p><b>　　==1666.67&

84、lt;/b></p><p>　　因=5024>1666.67 缸體合適</p><p>　　缸體選用45熱軋無縫鋼管,調(diào)質(zhì)處理 =353</p><p>　　取安全系數(shù): n=4</p><p>　　材料許用應(yīng)力:=88.25</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得: 取標(biāo)準(zhǔn)值:</p

85、><p>　　活塞桿的校核: 強(qiáng)度足夠.</p><p>　　4.3.1液壓泵的選擇</p><p><b>　　1、選擇液壓泵</b></p><p>　　與齒輪泵和柱塞泵相比，葉片泵具有流量均勻，壓力脈動小，噪聲較低，結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸較小而排量較大，自吸能力強(qiáng)等優(yōu)點，本系統(tǒng)選擇葉片泵為動力源。</p>

86、<p>　　根據(jù)系統(tǒng)的調(diào)速方案，應(yīng)選擇內(nèi)反饋限壓式單作用葉片泵。這種泵的輸出流量可根據(jù)載荷變化自行調(diào)節(jié)，在調(diào)壓彈簧的壓力調(diào)定的情況下，當(dāng)出口的壓力升動一定值后，流量隨壓力的增加而減少，直至為零。由于單作用泵的輸出功率與載荷工作速度和載荷大小相適應(yīng)，故它沒有溢流損失和節(jié)流損失，系統(tǒng)工作效率高，發(fā)熱少，能耗低，結(jié)構(gòu)簡單。</p><p>　　確定泵的最大工作壓力</p><p>　　

87、設(shè)進(jìn)油路壓力損失=1.5，則液壓泵的最高工作壓力為:</p><p><b>　　確定液壓泵的流量</b></p><p><b>　　取K=1.3</b></p><p>　　慢速上升 8.18 快速上升 11.46</p><p>　　快速下降 12.16 慢速下降

88、 6.084</p><p><b>　　選擇液壓泵的規(guī)格</b></p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)確定的方案選擇YB-E型葉片泵，根據(jù)求得的P和值，從«機(jī)械設(shè)計手冊»中選擇限壓式變量葉片泵。它的最大排量是32 /r，壓力16MPa，額定轉(zhuǎn)速為1000 r/min.</p><p><b>　　確定液壓泵驅(qū)動功率&l

89、t;/b></p><p>　　在工作循環(huán)中，液壓泵的壓力和流量比較恒定，所以</p><p><b>　　P=10500W</b></p><p>　　式中 —— 液壓泵的最大工作壓力</p><p><b>　　—— 液壓泵的流量</b></p><p>　　——

90、 液壓泵的總效率，由表6中選取=0.7。</p><p>　　表5 液壓泵的總效率</p><p>　　4.3.4電動機(jī)的選擇</p><p>　　按液壓泵最大功率確定電動機(jī)功率,在升降缸啟動時液壓缸壓力最大,此時,液壓泵的壓力: =15.1</p><p>　　液壓泵的實際流量:0.0321000=32</p><p

91、>　　電動機(jī)的功率: =(1510000032000)/(0.7560)=10.7</p><p>　　選擇電動機(jī):Y160-4 額定功率:15Kw 轉(zhuǎn)速:1460</p><p>　　電流30.3 效率88.5%</p><p>　　由于電動機(jī)容量較大,如直接啟動,啟動時,產(chǎn)生較大的電流,引起電網(wǎng)電壓下降,因此采用降壓啟動電流<

92、/p><p>　　此電動機(jī)采用 Y/降壓啟動,其控制電路如電機(jī)控制圖所示:</p><p>　　電路中各元件型號列于下表:</p><p>　　4.3.液壓控制閥的選擇</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實際通過液壓閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選??；控制閥的流量不實際通過該閥的流量大一些，必要時也要有20%以

93、內(nèi)的短時間過流量。</p><p><b>　　第五章 總體安裝</b></p><p>　　在整個設(shè)備安裝之前，先對地基進(jìn)行處理，先進(jìn)行第一次澆注，并且采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，風(fēng)干后鉆孔，然后將地腳螺栓放入孔內(nèi)，尺寸由機(jī)架定，再對地腳螺栓進(jìn)行第二次澆注，材料采用環(huán)氧樹脂。</p><p>　　轉(zhuǎn)軸和接料臂的安裝，采用鍵連接，轉(zhuǎn)軸和出料車的車身連

94、接采用軸承連接，外接軸承端蓋，并用螺釘緊固，軸承與軸采用過度配合。</p><p>　　轉(zhuǎn)軸和小臂的轉(zhuǎn)接采用鍵連接，一端用套筒緊固，軸肩定位。</p><p>　　出料車與機(jī)架的安裝：兩根車軸端部有過盈配合的滑動軸承，由于車架較重，有足夠的強(qiáng)度，所以直接將出料車放在車架上即可。</p><p>　　液壓缸的支架：升降液壓缸的支架，焊接在小車上，進(jìn)退液壓缸焊接在車架上

95、。</p><p>　　軌道直接焊接在車架上即可。</p><p>　　液壓缸安裝時，采用絞軸連接。</p><p>　　在整個安裝過程中，要圍繞著方便安裝，調(diào)整簡單的原理進(jìn)行組裝調(diào)試，整個出料機(jī)安裝完成后，應(yīng)使接鋼臂轉(zhuǎn)動靈活，小車進(jìn)退靈活，接鋼支臂保證完好無泄漏。</p><p><b>　　第六章 總結(jié)</b>&l

96、t;/p><p>　　在出料機(jī)的設(shè)計過程中，通過搜集大量資料，我了解了機(jī)械手的一些設(shè)備，也了解了有關(guān)液壓傳動和氣壓傳動以及電氣控制的一些設(shè)備，同時也對起重機(jī)械部分進(jìn)行了仔細(xì)的研究和探索，特別是在對液壓系統(tǒng)設(shè)計時，使我對以前所學(xué)的知識進(jìn)行了復(fù)習(xí)和進(jìn)一步的了解。在設(shè)計的過程中，不但應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)，還有液壓技術(shù)，焊接技術(shù)，電氣技術(shù)等相關(guān)知識。對機(jī)械制圖也進(jìn)行了有效的復(fù)習(xí)。</p><p>　　正確的

97、利用已有的資料，即可避免許多重復(fù)的動作，加快設(shè)計過程，同時也是創(chuàng)新的基礎(chǔ)和提高設(shè)計質(zhì)量的保證，善于繼承和發(fā)揚(yáng)前人的設(shè)計經(jīng)驗和長處，合理的使用各種技術(shù)資料也是設(shè)計工作能力的體現(xiàn)，即不能把設(shè)計方面理解為單純的理論計算，或者將這些計算結(jié)果看成是不可改變的。也不能簡單的從結(jié)構(gòu)和工藝角度出發(fā)，毫無根據(jù)的隨意尺寸。應(yīng)柑橘設(shè)計對象的具體情況以理論計算為依據(jù)，全面考慮設(shè)計對象的結(jié)構(gòu)，工藝經(jīng)濟(jì)性等要求，確定合理的尺寸。</p><p&

98、gt;　　本畢業(yè)設(shè)計，是在老師的指導(dǎo)下完成的，分析比較方案，確定方案，查閱資料，計算數(shù)據(jù)，繪圖，到最終設(shè)計完成。使設(shè)計工作的基本步驟，基本方法有了全面系統(tǒng)的了解，同時在設(shè)計的過程中，不斷的用到以前的知識，對以前的知識有了進(jìn)一步的鞏固。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計為我以的工作和學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)，特別是本課題設(shè)計的產(chǎn)品作為鋼鐵行業(yè)的傳統(tǒng)設(shè)備，有著廣泛的應(yīng)用。該設(shè)備也是小型起重運輸設(shè)備的典型，該設(shè)備的設(shè)計為實際的

99、設(shè)備研發(fā)、設(shè)計、改造打下了堅實的理論基礎(chǔ)和為實際操作積累了豐富的經(jīng)驗。作為大學(xué)學(xué)習(xí)的最后一課，畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)幾年理論學(xué)習(xí)的回顧和總結(jié)，對即將離校上午畢業(yè)生來說是非常重要的環(huán)節(jié)，也是步入社會的重要過渡。通過本次設(shè)計，無論是理論的總結(jié)還是實踐經(jīng)驗的積累都有了系統(tǒng)的提高。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1王承義.機(jī)械手及其應(yīng)用[M].北

100、京：機(jī)械工業(yè)出版社.1981.</p><p>　　2陸長德.現(xiàn)代設(shè)計法——工業(yè)設(shè)計.西北工業(yè)大學(xué)出版社.1996.</p><p>　　3丁玉蘭.人機(jī)工程學(xué).北京理工大學(xué)出版社.1991.</p><p>　　4劉雪雪.可編程控制器教程[M].北京.高等教育出版社.2000</p><p>　　5黃繼昌等.實用機(jī)械機(jī)構(gòu)圖冊.北京.人民郵電出

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102、;/p><p>　　10胡中.實用機(jī)械設(shè)計手冊（上下）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1994.</p><p>　　11.吳宗澤等.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊 北京：高等教育出版社.2000</p><p>　　12.朱新才等.液壓與氣動技術(shù).重慶：重慶大學(xué)出版社</p><p>　　13.單輝祖.材料力學(xué)（第二版）北京：高等教育出版社.2004</