鋼坯火焰清理機氧化皮、裂紋清理裝置設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,說明書+CAD+SOLIDWORKS,鋼坯火焰清理機氧化皮、裂紋清理裝置設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,鋼坯,火焰,清理,清算,氧化,裂紋,裝置,設計,說明書,仿單,cad,solidworks 湘潭大學機械工程學院畢業(yè)設計工作中期檢查表 系 機電系 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 07興湘機一班 姓 名 朱宏球 學 號 2007964227 指導教師 胡自化 指導教師職稱 教授 題目名稱 鋼坯火焰清理機氧化皮、裂紋清理裝置設計 題目來源 ■科研 企業(yè) 其它 課題名稱 超環(huán)面行星蝸桿傳動數(shù)控轉臺的設計-機械部分 題目性質 工程設計 ■ 理論研究 科學實驗 軟件開發(fā) 綜合應用 其它 資料情況 1、選題是否有變化 有 ■否 2、設計任務書 ■有 否 3、文獻綜述是否完成 ■完成 未完成 4、外文翻譯 ■完成 未完成 由 學 生 填 寫 目前研究設計到何階段、進度狀況： 通過對資料的查詢，已經確定了鋼坯火焰清理機初步設計方案?，F(xiàn)階段著力對各個構件外形設計和計算。與此同時還通過對一些復雜的裝配圖形的裝配和仿真熟悉和了解三維制圖軟件 最主要的還是了解了火焰清理機氧化皮、裂紋清理裝置的設計 由 老 師 填 寫 工作進度預測（按照任務書中時間計劃） 提前完成 按計劃完成 拖后完成 無法完成 工作態(tài)度（學生對畢業(yè)論文的認真程度、紀律及出勤情況）： 認真 較認真 一般 不認真 質量評價（學生前期已完成的工作的質量情況） 優(yōu) 良 中 差 指導教師（簽名）： 年 月 日 建議檢查結果： 通過 限期整改 緩答辯 系意見： 簽名： 年 月 日 注：1、該表由指導教師和學生填寫。 2、此表作為附件裝入畢業(yè)設計（論文）資料袋存檔。 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)設計任務書 設計題目： 鋼坯火焰清理機氧化皮、裂紋清理裝置設計 學號： 姓名： 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師： 系主任： 一、主要內容及基本要求 1、熟悉和掌握火焰清理機的工作原理； 2、熟悉和掌握火焰清理機傳動的結構參數(shù)； 3、總結和撰寫設計說明書一份（附光盤）； 4、CAD制圖； 5、翻譯相關外文資料一份； 二、重點研究的問題 1、熟悉和掌握火焰清理機清理機氧化皮、裂紋的清理 2、熟悉和理解火焰清理機的各部位參數(shù) 三、進度安排 序號 各階段完成的內容 完成時間 1 熟悉課題及基礎資料 第一周 2 調研及收集資料 第二周 3 方案設計與討論 第三～四周 4 初步方案可行性論述 第五～八周 5 CAD軟件的學習 第九周 6 CAD制圖 第十周 7 撰寫說明書 第十一周 8 英文文獻翻譯，答辯 第十二周 四、應收集的資料及主要參考文獻 ［1］吳宗澤、羅勝國.機械設計課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社,2006.5 ［2］濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京:高等教育出版社，2002. ［3］羅學科.數(shù)控機床[M].北京:中央廣播電視大學出版社,2008. ［4］胡宗武等. 非標準機械設備設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005. ［5］楊賀來.數(shù)控機床[M].北京:清華大學出版社,2009. ［6］關慧貞、馮辛安，機械制造裝備設計[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2010.3 ［7］秦大同．機械傳動科學與技術[M]．北京：清華大學出版社，2003． ［8］齒輪手冊編委會．齒輪手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1990. ［9］付則紹．新型蝸桿傳動[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1992. ［10］方建軍，劉仕良.機械動態(tài)仿真與工程分析[M].北京:化學工業(yè)出版社,2004 ［11］鄧星鐘.機電傳動控制[M].武漢:華中科技大學出版社,2007. ［12］羅迎社.材料力學[M].武漢:武漢理工大學出版社,2000 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)設計說明書 題 目：鋼坯火焰清理機氧化皮、裂紋清理裝置設計 學 院： 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 學 號： 姓 名： 指導教師： 完成日期： 2011年6月6號 湘 潭 大 學 興湘學院 本科畢業(yè)設計開題報告 題 目 鋼坯火焰清理機氧化皮、裂紋清理裝置設計 姓 名 學號 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 興湘學院機械一班 指導教師 職稱 填寫時間 2011年6月7 日 2011年6月  說 明 1．根據(jù)湘潭大學《畢業(yè)設計(論文)工作管理規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設計（論文）開題報告》，由指導教師簽署意見，系主任批準后實施。 2．開題報告是畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學生應當在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，開題報告不合格者不得參加答辯。 3．畢業(yè)設計(論文)開題報告各項內容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．本報告中，由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應不少于2000字。 5．開題報告檢查原則上在第2～4周完成，各系完成畢業(yè)設計開題檢查后，應寫一份開題情況總結報告。 6. 填寫說明： (1) 課題性質：可填寫A．工程設計；B．論文；C. 工程技術研究；E.其它。 (2) 課題來源：可填寫A．自然科學基金與部、省、市級以上科研課題；B．企、事業(yè)單位委托課題；C．校級基金課題；D．自擬課題。 (3) 除自擬課題外，其它課題必須要填寫課題的名稱。 (4) 參考文獻不能少于10篇。 (5) 填寫內容的字體大小為小四，表格所留空不夠可增頁。 本科畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名 朱宏球 學 號 20079664227 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 胡自化 職 稱 教授 所在系 機電系 課題來源 科研 課題性質 工程技術研究 課題名稱 鋼坯火焰清理機氧化皮、裂紋清理裝置設計 一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內外基本研究情況 所謂鋼坯火焰清理就是利用高溫火焰的氣割和熔除作用將鋼坯表面缺陷燒除的工序。該工序能有效提高鋼材的軋制質量，為了生產高質量的優(yōu)質鋼材提供了必要的保證。鋼坯火焰清理按工作溫度分為熱鋼坯火焰清理和冷鋼坯火焰清理；鋼坯火焰清理按操作方式分為手工作業(yè)和機械作業(yè)方式。其中實現(xiàn)機械作業(yè)的裝置稱火焰清理機，他是通過專門燒嘴將氧氣和煉焦煤氣進行混合，燃燒火焰預熱連鑄鋼坯，然后利用高壓純氧流與鋼坯表面產生氧化反應，對鋼坯火焰清理機需要采取機械作業(yè)方式，冷鋼坯火焰清理機即可采用手工作業(yè)方式，又可采用機械作業(yè)方式。冷鋼坯火焰清理即可采用手工作業(yè)方式，又可采用計息作業(yè)方式，但由于我國目前非常缺乏專門的火焰清理機的設計、制造研發(fā)能力，國內鋼坯火焰清理主要采用手工作業(yè)冷鋼坯清理方式。 鋼坯火焰清理技術起源于美國，成熟于韓國，是全球冶金行業(yè)率先進行批量化檢驗板坯皮下缺陷的先進手段，目前正風靡于世界冶金業(yè)。而隨著我國鋼鐵工業(yè)對鋼種質量的需求進一步提高，鋼坯的火焰表面清理技術顯得越來越重要，實踐證明利用火焰清理鋼坯缺陷，能有效地提高鋼材的軋制質量。近幾年來國內高度重視鋼坯火焰清理技術在國內冶金業(yè)的應用，如2006年寶鋼分公司煉鋼廠4號連鑄機工程配套改造項目：二煉剛火焰清理機技改工程熱負荷試車一次成功，順利投入運行。改造后，二煉鋼火焰清理機清理鑄坯的最大寬度可從1450毫米增至1750毫米，年清理能力也將由60萬噸擴大到120萬噸。又如2010年遷鋼公司板坯火焰清理機熱試成功，設計年處理板坯190萬噸，為該公司低成本生產高端高效產品，尤其是高品質汽車板、加點板提供了技術保證，遷鋼成為國內繼寶鋼之后第二家投入火焰清理機的企業(yè)。但該板坯火焰清理機主體設備均由日本KBK公司和美國L-TEC公司聯(lián)合設計制作?？梢姡瑖怃撆骰鹧媲謇砑夹g現(xiàn)處于極度保密的狀態(tài)，國內需要花費巨大的外匯來進口國外的鋼坯火焰清理機的整機和關鍵核心部件，而且維修服務費用昂貴。 基于我國目前火焰清理機研發(fā)十分落后的局面，注定我國民族冶金企業(yè)必須走自主創(chuàng)新、產學研相結合的道路，通過對鋼坯火焰清理機研發(fā)中的整體方案設計、結構分析、制造與裝配等關鍵技術進行校企聯(lián)合公關，我國才能夠較快較全面掌握鋼坯火焰清理技術，為我國冶金企業(yè)長期發(fā)展注入強勁的活力。因此，鋼坯火焰清理機的設計項目具有十分深遠的現(xiàn)實意義和工程應用價值 二、研究內容、預計達到的目標、關鍵理論和技術、技術指標、完成課題的方案和主要措施 三、主要特色及工作進度 主要特色： 利用計算機輔助設計技術，基于UG、等軟件對理論設計的進行參數(shù)化建模，動態(tài)仿真。 工作進度： 收集查閱了有關超環(huán)面行星蝸桿傳動設計資料，現(xiàn)已經對它的傳動比計算，傳動中各傳動輪齒數(shù)與喉徑螺旋升角的關系，傳動的裝配關系，行星蝸輪與中心蝸桿之間的力關系以及廓面方程有了足夠的理解，現(xiàn)已能過對其進行設計分析，并制定了設計提綱方案和計劃。 四、主要參考文獻（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出） ［1］吳宗澤、羅勝國.機械設計課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社,2006.5 ［2］濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京:高等教育出版社，2002. ［3］羅學科.數(shù)控機床[M].北京:中央廣播電視大學出版社,2008. ［4］胡宗武等. 非標準機械設備設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005. ［5］楊賀來.數(shù)控機床[M].北京:清華大學出版社,2009. ［6］關慧貞、馮辛安，機械制造裝備設計[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2010.3 ［7］秦大同．機械傳動科學與技術[M]．北京：清華大學出版社，2003． ［8］齒輪手冊編委會．齒輪手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1990. ［9］付則紹．新型蝸桿傳動[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1992. ［10］方建軍，劉仕良.機械動態(tài)仿真與工程分析[M].北京:化學工業(yè)出版社,2004 指導教師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 系意見 系主任簽名： 年 月 日 院意見 教學院長簽名： 年 月 日 目 錄 摘要···································································································1 Abstract·························································································2 第一章 引言·····················································································3 1.1 概述···························································································3 1.2 火焰清理機的發(fā)展概況·····························································3 1.3 火焰清理機的特點····································································3 1.4 火焰清理機清理裝置的主要結構和功能···································4 第二章 門式車架改造······································································5 2.1 誤差校驗·······················································································5 2.2 強度校核·······················································································6 第三章 升降系統(tǒng)及溜板改造····························································8 3.1 絲杠選取·······················································································8 3.1.1 計算額定動載荷Ca’······························································8 3.1.2 根據(jù)額定動載荷選擇滾珠絲杠副的相應參數(shù)···························9 3.1.3 驗算穩(wěn)定性·········································································9 3.1.4 驗算剛度············································································9 3.1.5 驗算效率···········································································10 3.2 傳動系統(tǒng)改造及分析·······································································10 3.2.1縱橫向齒輪箱設計及分析························································10 3.2.2減速機選取···········································································10 第四章 課題總結與望···································································12 第五章 參考文獻···········································································13 致謝······························································································.14 附錄一：英文翻譯·········································································15 附錄二: 英文翻譯原文·································································21 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)設計評閱表 學號 姓名 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目： 鋼坯火焰清理機氧化皮、裂紋清理裝置設計 評價項目 評 價 內 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的； 2.難度、份量是否適當； 3.是否與生產、科研、社會等實際相結合。 能力 1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運用知識的能力； 3.是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力； 4.是否具備一定的外文與計算機應用能力； 5.工科是否有經濟分析能力。 論文 （設計）質量 1.立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價值或實際應用價值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 評閱人： 2011年6月 日 摘 要 鋼坯清理廠目前所用的設備為老式的清理機，它是上世紀九十年代產品，設備老化，維修困難，加工零件精度低，加工范圍小，功能已很難適應新的工藝及船用工件，所以改造時主要從以上幾方面考慮。經過與工廠協(xié)商，在改造中主要解決這些問題，改裝割炬升降裝置，進而適應鋼坯廠大型鋼坯的加工。改造后應達到通用性好，可進行直線及任意曲線的清理，可配置任何形式的割炬。精度高，改造后的數(shù)控火焰清理機運行精度、定位精度及轉角處精度均要得到保證。清理質量好，清理機運行平穩(wěn)，定位精度高。自動化程度高，切割全過程自動控制。數(shù)控系統(tǒng)功能齊全。 本論文的工作重點是數(shù)控火焰清理機機械本體的改造，通過對機械本體的不合理地方重新設計和計算機數(shù)字控制技術應用，完成了數(shù)控火焰清理機的改造，并且在實際中進行了運行和調試．本論文的工作及貢獻 主要有下面幾個方面； 1．進行了機械方案設計、計算與分析，其主要內容包括機械本體，傳動 系統(tǒng)及加裝的自動調高，和割炬升降裝置改裝等。。 2．對改造后的數(shù)控火焰切割機進行了調試和運行，參數(shù)設置，診斷分析 以及精度檢測?！? 關鍵詞：數(shù)控火焰清理機、改造、機械本體、電氣控制 加工 ABSTRACT Billet cleaning plant equipment currently used to clean up the old machine, it is the nineties of last century products, equipment aging, maintenance difficulties, low precision machining parts, machining range of small, function has been difficult to adapt to the new technology and marine artifacts, so transformation of the above areas is a major consideration. After consultation with the factory, in the transformation Mainly to solve these problems, the modified torch lifter, and then adapt to large-scale billet steel billet plant processing. After transformation, should reach common good, can be straight and clean up any curves that can be configured to any form of cutting torch. High precision CNC flame transformed cleaning machine running accuracy, positioning accuracy and precision of the corner have to be guaranteed. Clean-up of good quality, clean machine running smoothly, high positioning accuracy. High degree of automation, automatic control of the whole process of cutting. Numerical control system fully functional. Focus of this paper is the numerical control flame cleaning machine mechanical body transformation, by mechanical body to re-design and unreasonable where technology computer numerical control, CNC flame cleaning machine to complete the transformation, and carried out in practice running and debugging . Work and contribution of this paper There are the following aspects; 1. For the mechanical design, calculation and analysis, which mainly include mechanical body, transmission System and the installation of the automatic increase, and other torch lifter conversion. . 2. After the transformation of CNC flame cutting machine debugging and running, parameter settings, diagnostic analysis And the accuracy. ' Key words: CNC flame cleaning machine, transformation, mechanical body, the electrical control processing 引言 1.1概述 所謂鋼坯火焰清理就是利用高溫火焰的氣割和熔除作用將鋼坯表面缺陷燒除的工序。該工序能有效提高鋼材的軋制質量。為了生產高質量的優(yōu)質鋼材提供了必要的保證。鋼坯火焰清理按工作溫度分為熱鋼坯火焰清理和冷鋼坯火焰清理；鋼坯火焰清理按操作方式分為手工作業(yè)和機械作業(yè)方式。其中實現(xiàn)機械作業(yè)的裝置稱火焰清理機，他是通過專門燒嘴將氧氣和煉焦煤氣進行混合，燃燒火焰預熱連鑄鋼坯，然后利用高壓純氧流與鋼坯表面產生氧化反應，對鋼坯火焰清理機需要采取機械作業(yè)方式，冷鋼坯火焰清理機即可采用手工作業(yè)方式，又可采用機械作業(yè)方式。冷鋼坯火焰清理即可采用手工作業(yè)方式，又可采用計息作業(yè)方式，但由于我國目前非常缺乏專門的火焰清理機的設計、制造研發(fā)能力，國內鋼坯火焰清理主要采用手工作業(yè)冷鋼坯清理方式。 1.2 火焰清理機的發(fā)展概況 鋼坯火焰清理技術起源于美國，成熟于韓國，是全球冶金行業(yè)率先進行批量化檢驗板坯皮下缺陷的先進手段，目前正風靡于世界冶金業(yè)。而隨著我國鋼鐵工業(yè)對鋼種質量的需求進一步提高，鋼坯的火焰表面清理技術顯得越來越重要，實踐證明利用火焰清理鋼坯缺陷，能有效地提高鋼材的軋制質量。近幾年來國內高度重視鋼坯火焰清理技術在國內冶金業(yè)的應用，如2006年寶鋼分公司煉鋼廠4號連鑄機工程配套改造項目：二煉剛火焰清理機技改工程熱負荷試車一次成功，順利投入運行。改造后，二煉鋼火焰清理機清理鑄坯的最大寬度可從1450毫米增至1750毫米，年清理能力也將由60萬噸擴大到120萬噸。又如2010年遷鋼公司板坯火焰清理機熱試成功，設計年處理板坯190萬噸，為該公司低成本生產高端高效產品，尤其是高品質汽車板、加點板提供了技術保證，遷鋼成為國內繼寶鋼之后第二家投入火焰清理機的企業(yè)。但該板坯火焰清理機主體設備均由日本KBK公司和美國L-TEC公司聯(lián)合設計制作?？梢?，國外鋼坯火焰清理技術現(xiàn)處于極度保密的狀態(tài)，國內需要花費巨大的外匯來進口國外的鋼坯火焰清理機的整機和關鍵核心部件，而且維修服務費用昂貴。 基于我國目前火焰清理機研發(fā)十分落后的局面，注定我國民族冶金企業(yè)必須走自主創(chuàng)新、產學研相結合的道路，通過對鋼坯火焰清理機研發(fā)中的整體方案設計、結構分析、制造與裝配等關鍵技術進行校企聯(lián)合公關，我國才能夠較快較全面掌握鋼坯火焰清理技術，為我國冶金企業(yè)長期發(fā)展注入強勁的活力。因此，鋼坯火焰清理機的設計項目具有十分深遠的現(xiàn)實意義和工程應用價值 1.3 火焰清理機的特點 .1、能清理厚度大的鋼塊，最大可達1000mm。煉鋼廠產生的鋼坯鋼塊大小不等，清理鋼坯的方法也有很多種，例如人工清理勞動強度大、效率低，國產的人工清理工具——直簡式手動清理機在質量及效率上對大厚度的鋼坯塊還不能勝任，鋼坯液壓清理效率雖高，但設備龐大，投資亦大，且對大件的鋼坯國內外均無法采用手工清理，所以本文所論及的自動火焰清理機是目前國內解決大厚度鋼坯清理的唯一途徑。 2、功能多?；鹧媲謇頇C能在鐵軌上沿清理坑橫向走形及橫向清理，清理割噴嘴在伸臂的頭部，能和伸臂同時縱向移動進行縱向清理，清理割炬還能根據(jù)鋼坯工件大小上下移動。而國內現(xiàn)有的連鑄火焰清理機只能橫向清理和縱向運行。 清理方式也可根據(jù)需要進行電動或手動的切換。 清理速度可根據(jù)工件大小進行調速。采用交流電動機，通過變頻控制方法達到清理速度能調節(jié)的目的 3、國產化。本火焰清理機以引進設備作為基礎，在滿足其結構功能的前提下，所有配件全部國產化。例如清理割炬，點火槍、電動機、各類減速機等標準件、力矩限制聯(lián)軸器、能源控制系統(tǒng)中的各種儀表及閥門等。 1.4火焰清理機清理裝置的主要結構和功能 1橫向驅動裝置。電機通過擺線針輪減速機和渦輪減速機驅動車輪，使整臺小車帶動清理炬橫向走形或橫向清理，電動機通過變頻控制可調節(jié)橫向走形速度，即橫向清理速度。做做離合器手柄，可選擇電動或手動橫向走形方式。手動時用手柄通過錐齒輪‘、減速機、鏈條驅動替代電機驅動車輪。根據(jù)鋼坯厚度的需要，清理機速度最慢可達到30mm/min。傳動裝置減速比很大，i≈3450. 2向驅動裝置是驅動伸臂的裝置，伸臂是由驅動軸，從動軸及導向輪支撐的。電動機經過減速機、齒輪和離合器此輪驅動傳動軸，使伸臂移動。也可操作離合器手柄用手動方式驅動鏈輪傳動驅動軸使伸臂作縱向移動 3臂及割炬上下移動裝置。伸臂的頭部有驅動部分有驅動部分能夾持清理炬，并通過渦輪蝸桿及齒輪齒條傳動裝置使清理炬上線移動。伸臂的候補裝有清理炬上線移動用的電機，經過減速機和力矩限制連軸器及長軸傳給伸臂頭部的清理炬上線驅動裝置。上下移動距離視鋼坯厚度而定，一般清理炬噴嘴到被清理的鋼坯的距離為50mm~80mm 4理機距離和點火槍。清理噴嘴通過預熱焦爐煤氣，預熱氧氣在噴處混合，形成混合氣體火焰，清理用的氧氣通過噴嘴中心噴出進行清理，管體及噴嘴均通水冷卻。為了能使清理炬點火，還裝置了點火槍，點火槍裝在割炬的管體上，通入的焦爐煤氣在混合部吸入空氣，混合氣體從點火槍燒嘴噴出明火，可以點燃清理機的火焰。 第二章 門式車架改造 門式車架要在原有的基礎上改單邊驅動為雙邊驅動，要在導軌上加裝齒輪齒條，車架右端加裝驅動箱，主副基座中各裝有驅動大車架運行的齒輪箱和電機，電機中裝有編碼器以保證兩齒輪箱的同步運行。兩個縱向及橫向驅動齒輪均采用行星減速齒輪以保證運行精度。主副基座中各裝有兩個大滾輪，在前后、左右位置，用以支撐大車架并實現(xiàn)切割機的縱向運動。導向滾輪各裝在裝有操縱臺的主基座中，這樣可以保證大車架沿縱向導軌運行時精度。調整調整螺母，可以改變外滾輪與導軌的接觸點。并且內滾輪安裝在偏心軸上，故可進行調整。這樣，一旦導軌或導向滾輪發(fā)生摩損，可自動補償，故保證了良好的導向精度 大車架構成數(shù)控切割機的整體，它由前后橫梁、中間支撐及主副基座組成，為門式結構，各部分均采用焊接結構。大車架的前后橫梁采用矩形鋼材通過焊接而成形，中間支撐把前后橫梁連接在一起，使整體結構具有很好的剛性，這樣可以保證切割機在裝有重力沖打部件時不會產生大的彈性變形。而且也可以使單割炬及三割炬溜板在沿橫向導軌運行時，不會由于重心的改變而影響精度，從而保證數(shù)控切割機的精度。前后橫梁用螺栓與左副基座連接固定在一起，使整個大車架具有高的穩(wěn)定性。 2.1 誤差校驗 齒條具有加工容易、壽命長、傳動精度高等特點，所以本機縱橫向運動采 用的齒條傳動系統(tǒng)未動，只在縱向導軌處又加裝了一對，嚙合齒輪參數(shù)為模數(shù)m=l。齒數(shù)z=22。原減速器拆掉，選德國行星減速器，減速比為32。電機最大靜轉矩為3．8Nm。割炬縱橫向電機的負荷是不同的，縱向電機負荷大，其最大靜轉矩T近似計算為： 。 T=Wμ d／2i 其中W為切割機總重量，μ為縱向導軌滑動靜摩擦系數(shù)，d為嚙合齒輪直徑 (mm)，i為減速比。將W=5000kg，μ=0.15，d=22mm，i=32代入后。T=25．8kgmm，遠小于320kgmm(查表得到)，這說明電機選擇是合理的。 機械部分均選用標準件可降低設備成本，但該運動執(zhí)行機構的實際脈沖 當量為： =πmZ／360i． 其中代入各數(shù)據(jù)計算可得=5．99×10-3mm，它與機床數(shù)控系統(tǒng)中所提 供的脈沖當量為0.01近似，但有誤差+4．01％。 2.2 強度校核 由于在機械本體改造時，原有的門式結構大車架的橫梁上要加裝從動溜 板、并在橫梁兩端加裝2個鋼帶箱等部件，并改單邊驅動為雙邊驅動，就要 在車架右邊加裝驅動件。改裝前的車架由于采用單邊驅動系統(tǒng)，當使用年限 超過十年以后，部件有些老化，經過校核，就發(fā)現(xiàn)當載荷力超過675000N時， 整個車架的強度就會不足。主驅動部件采用電機驅動，從動部件跟著主驅動 部件在導軌面上運動。 個 最大扭轉切應力τmax=，其中T是扭矩，Wp是抗扭截面系數(shù)， 對于大車架，T=Fr×L，F(xiàn)r=fN=O.2×629×103=125．8×103(N) 橫粱L=6m，則T=Fr×L=125.8×103×6=754．8X103(Nm) 橫梁截面Wp=hb2，其中是系數(shù)，查表取=O．263，b×h=O．25mX0．7m max=754．8×103/(0.263×0．252×O.7)=65．6Mmn/m2 而許用扭轉應力[]=70．5MN/m2，雖未超出，但已很接近，所以強度不足。但經過改造后，車架均勻受力，橫梁受力簡圖如下，橫梁主要受升降系統(tǒng)靜載荷力Po，若加裝兩個從動溜板，受靜載荷力P1，P2，兩端加裝鋼帶箱，正作用在兩個支點上，所以可以忽略。 由靜力平衡條件計算支反力計算支反力Ra，Rb，己知，Po=6000N，P1= P2=2000N，則Ra×L=(L—L2)×P＋(L—L0)×Po+(L-L1)×P1， RA×6=(6-3．4)×2000+(6-3)×6000+(6—2．6)×2000，RA=5000N 同理RB×L=L2×P2＋L0×P0＋L1×P1代入后艮=5000N 以梁的左端為坐標原點，選坐標系如圖3．4(b)，畫出剪力圖Q-X圖， 計算過程如下： A點：Q=RA=5000N l點：Q= RA –P1=5000—2000=3000N 0點：Q=RA－P1－P0=5000-2000-6000=-3000N 2點：Q=RA－P1－P0－P2=5000-2000-6000-2000=-5000N B點：Q=RA－P1－P0－P2+RB=0 彎矩M(X)=Q(X)X，作出彎矩圖如圖3．4(c)，計算過程如下： A點：M=0 1點：M=RA·Ll=13000Nm 0點：M= RA·Lo－P1(L0－L1)=14200Nm 2點：M= RA·L2,-P1(L2一L1)一P0(L2-L0)=13000Nm B點：M=O 綜上所述，得出最大剪力Qmax=5000N，最大彎矩Mmax=14200Nm 強度校核：最大剪應力max= =42．8KN／m' 最大正應力max==14200/(O.25×0.72/6)=695．5KN／m2 已知許用[]=70．5MN/m2，[]=141MN/m2，所以強度校核合格。 第三章 升降系統(tǒng)及溜板改造 割炬升降系統(tǒng)的絲杠要更換，手動調高要改為自動調高系統(tǒng)，即可保證 在切割鋼板時，鋼板表面到割嘴之間的距離恒定，以保證切割質量，由于所切割的鋼板表面不會完全與水平面平行，而且鋼板表面可能是彎曲的，對于不同厚度的鋼板，鋼板表面到割嘴之間的距離是不同的，因此為了保證切割質量，須改為自動調高。割炬自動調高系統(tǒng)分為：電容式、弧壓式、機械式三種。電容式主要用于火焰和小型等離子系統(tǒng)、弧壓式主要用于較大型和水下等離子系統(tǒng)、機械式主要用于直線三割炬。本系統(tǒng)選擇電容自動調高系統(tǒng)，它的傳感電極被固定在支架上，傳感電極可沿割炬軸線方向上下手動調整，支架安裝在割炬上，電容自動調高工作以前，應根據(jù)所切割鋼板的厚度調整好割嘴到鋼板表面之間的距離，傳感電極為環(huán)形電極，當對工件進行切割時，環(huán)形電極與其割炬割嘴四周的間隙應盡可能均勻。 前橫梁上裝有橫向運動導軌及驅動齒條，在前橫梁左右端還加裝有鋼帶裝置，為了克服鋼帶自身重量，前橫梁中間部分裝有支撐鋼帶用的滾輪，鋼帶位于前橫梁前端。當驅動溜板通過齒輪齒條驅動沿橫梁導軌運行時，其他從動溜板通過對鋼帶的不同夾緊方式實現(xiàn)鏡向及同向運動。 驅動電氣柜裝在后橫梁上，此外中央集氣管路及軟管、電纜的支架也安裝在后橫梁上，各種軟管及電纜線被放置在后橫梁上的保護槽中。 3.1絲杠選取 已知平均工作載荷Fm=2800N，絲杠工作長度L=O．3m，平均轉速na=120r／min，使用壽命La’=14400h，絲杠材料CrWMn鋼，滾道硬度為58～62HRC。 3.1.1 計算額定動載荷Ca’(單位N) Ca’=KPKBKm 查表Kp=1.2，KH =1.0，KA =1．1(數(shù)控切割機的精度等級取E級) Ca’=1．2×1.O×1.1×2800X×≈17352(N) 3.1.2 根據(jù)額定動載荷選擇滾珠絲杠副的相應參數(shù) 依據(jù)Ca≥Ca’的原則，選擇漢江機床廠的滾珠絲杠副FC1B-25×5-5-E2 規(guī)格尺寸為Ca=17456N；Do=25m；p=5mm；v=3o2’；db=3．175mm 計算其余參數(shù)：螺紋滾道半徑R=O．52db=O.52×3.175=1.651mm 偏心距e=(R一)sin45o=0.707×(1.651一)=0.0449mm=4．49x10-2m 絲杠內徑dl=Do+2e--2R=25+2×4.49×10-2-2×1.651=21.79mm 3.1.3 驗算穩(wěn)定性 臨界載荷Fer=（取μ=1） (3—1) 式3-1中：絲杠材料彈性模量E=206X×109P．(絲杠材料為鋼) 絲杠危險截面的軸慣性矩Ia==1.106×10-8m4 Fer=（π2×206×109×1.106×10-8）/（1×0.3）2≈374775N S==134，[s]=2·5～4，所以S>[s]，因此絲杠工作安全 3.1.4 驗算剛度 導程的等米變形量△L=±± (3—2) 式3—2中：絲杠截面積A=≈0.37×l0－3 m2 絲杠切變模量G=83．3×109Po(查表) 轉矩T=Fm(w+)(摩擦系數(shù)取0.0025，=8’40”) T=2800×25/2×10-3 ×tan(302+8’40”)----1．94N·m 絲杠的極慣性矩Jc= 2.212×10-8m4 △L=+≈.7.58×10 查表數(shù)控機床取E級精度，任意300m內導程公差為15μm，每米公差 為50×10-6>△L，所以剛度驗算合格 3.1.4 驗算效率 ==95.4％>90％符合要求。 3.2 傳動系統(tǒng)改造及分析 傳動系統(tǒng)包括：縱向齒輪箱、橫向齒輪箱、單割炬升降齒輪箱等． 3.2.1 縱橫向齒輪箱設計及分析 縱橫向齒輪箱均采用行星減速齒輪以保證運行精度。由于采用結構小巧的行星減速齒輪箱，故縱橫向驅動部件結構緊湊，效率高，體積小，結構簡單，可承受較大的軸向及徑向載荷．驅動電機安裝在行星減速齒輪箱的適配板上。驅動齒輪安裝在行星減速齒輪箱的輸出軸上，驅動齒輪與齒條嚙合后便可由電機通過減速齒輪箱最終經輸出齒輪實現(xiàn)縱橫向運行。 縱橫向齒輪箱與箱體及橫向溜板的固定?？v向齒輪箱通過壓縮彈簧與箱體連接。橫向齒輪箱是通過蝶形彈簧與橫向溜板拉緊。這樣，縱橫向齒輪箱輸出齒輪與齒條的嚙合可保證無間隙，并可自動補償齒輪齒條磨損產生的間隙，從而保證整機運行精度。 3.2.2 減速機選取 根據(jù)反向間隙等精度標準選擇減速機的類型為PLE80-32： 適配電動機的的額定輸出扭矩乘上減速機減速比后得出減速機輸出扭矩，該扭矩應小于或等于減速機額定輸出扭矩，則本機額定輸出扭矩為120Nm；即1．3Nm×32=41．6Nm<120Nm。 電機的最高輸入轉速要小于減速機的最大輸入轉速，本機選最大輸入速 度60OOr/min；即5000r/min<6000r/min。 本機選最大徑向和軸向力950N和1200N，重量為2．6kg，轉動慣量為0.39kgcmz，額定輸入速度4500r/min，最大輸入速度4500r/min，滿載效率94％。3．3系統(tǒng)分析 剛度及抗振性分析 數(shù)控機床要在高速和重負荷條件下工作，為了滿足數(shù)控機床加工的高生產率、高速度、高可靠性和高自動化程度的要求，與普通機床相比，數(shù)控機床應具有更高的靜剛度、動剛度和抗振性。 截面慣性矩本機床的重點受力部位為門式車架橫梁和基座，如門式車架橫梁的截面慣性抗彎矩相對值可取3333／4.17(cm4)，截面慣性抗扭矩相對值可取680/0.43(cm4．)；靜態(tài)時抗彎剛度相對值0.85，單位重力剛度相對值0．75，抗彎剛度相對值17，單位重力剮度相對值14．6；動態(tài)時抗彎剛度相對值2．8～3．0，抗扭剛度相對值11．7。 強迫振動機床強迫振動的振源有高速運動部件的動態(tài)不平衡力、 往復運動件的換向沖擊力等，機床結構抵抗強迫振動的能力，可用動剛度Kd或動柔度Sd來表征，如式3-3，機床結構的動態(tài)剛度可以通過激振試驗來確定，并且繪制成復平面上的幅相圖 本設計確定改造后的火焰清理機的機械部分，包括機械本體，傳動系統(tǒng)及加裝的自動調高，自動點火和割炬升降裝置。機械部分大部分未動，只對一些必需件進行改造。機械部分是實現(xiàn)加工的本體，并會直接影響到工件的加工精度。本系統(tǒng)選用的德國NEUGART行星減速器在輸出扭矩、噪音、效率、徑向和軸向受力、壽命和反向間隙等多項關鍵指標均處于領先地位，同時齒輪齒條、滾珠絲杠等部件的選擇亦使整機水平有所提高。 第四章 課題總結與展望 本文設計的自動火焰清理機是用氧氣和符合要求的可燃氣體火焰廢噴射鋼坯表面去除氧化皮的設備。經過幾個月的集體努力，獲得了一些成果和結論。我們求得了曲柄連桿翻版機構中各個桿件載荷和直徑的大小、曲柄翻轉過程角度的變化。輥道傳送得出了齒輪機構傳動具有傳遞功率范圍大、傳動效率高、傳動比準確、使用壽命長、工作可靠等優(yōu)點。清理機中得出刮板可以自由地繞銷軸做順時針旋轉而使下端抬起，從而將切屑留在原地，使得切屑只可以向排屑機前面排出。整體時間和空間上，各部分裝配到一起去的時候應該注意相互之間怎樣配合。 隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，鋼坯的作用越來越大。需要加工鋼坯兩面的地方越來越多。鋼坯火焰清理機的出現(xiàn)使得工作效率提高幾個等級，出現(xiàn)的人身安全事故也成倍的減少。為了滿足生產需求我們小組做此設計來解決清理氧化皮問題，這是為了生產力的提高，為了解決實際問題才結的此題目。鋼坯火焰清理的需求再將來的鋼坯運用中有很大的好處。在不久的將來，此設計所說的方案定會在實習生產中大量的運用。 第五章 參考文獻 ［1］吳宗澤、羅勝國.機械設計課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社,2006.5 ［2］濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京:高等教育出版社，2002. ［3］羅學科.數(shù)控機床[M].北京:中央廣播電視大學出版社,2008. ［4］胡宗武等. 非標準機械設備設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005. ［5］楊賀來.數(shù)控機床[M].北京:清華大學出版社,2009. ［6］關慧貞、馮辛安，機械制造裝備設計[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2010.3 ［7］秦大同．機械傳動科學與技術[M]．北京：清華大學出版社，2003． 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感謝這個畢業(yè)設計給我?guī)椭募胰恕⒗蠋?、同學、學長，是他們無私的幫助讓我的畢業(yè)設計得以順利完成。 在這里我要特別感謝我們的導師胡自化老師對我們的悉心指導，在百忙之中抽出時間來幫我們解決問題。胡老師給我們提供的資料使得我們的畢業(yè)設計更加完善。我覺得通過此次畢業(yè)設計，讓我懂得怎樣設計一個產品，培養(yǎng)了我的一種設計思維，給我以后的工作和學習中提供了一個模板。 13