冷軋機(jī)換輥臺(tái)車設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD】
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譯文軋制過(guò)程中的熱傳遞一 熱帶軋制的溫度變化板坯再加熱到所要求的溫度后進(jìn)行軋制。一個(gè)典型的熱帶軋制工藝包括以下幾個(gè)主要步驟:(1) 板坯軋制前用高壓水除鱗系統(tǒng)除鱗,有時(shí)采用立輥軋機(jī)同時(shí)除鱗。(2) 粗軋成1940mm后的中間料。粗軋過(guò)程通常伴隨立輥和道次間的除鱗操作。(3) 將中間料從粗軋機(jī)運(yùn)至安裝在精軋機(jī)前的飛剪處。飛剪用來(lái)剪切料頭和料尾。(4) 中間料在進(jìn)精軋機(jī)組前的除鱗。(5) 精軋至所要求的厚度。機(jī)架間可能進(jìn)行除鱗,有時(shí)也可能進(jìn)行帶鋼冷卻。(6) 軋材在輸出輥道上的空冷和水冷。(7) 軋材的卷取。在軋制工藝過(guò)程中,軋件向其周圍物質(zhì)進(jìn)行各種熱傳遞。一些損失的熱量由軋件變形所產(chǎn)生的熱予以彌補(bǔ)。熱帶軋制過(guò)程中,軋件溫度降低和升高的主要因素通??梢詤^(qū)分如下:(1) 熱輻射引起的溫降。(2) 熱對(duì)流引起的溫降。(3) 水冷引起的溫降。(4) 向工作輥和輥道熱傳遞導(dǎo)引起的溫降。(5) 力學(xué)加工和摩擦引起的溫升。 關(guān)于這些因素的分析簡(jiǎn)述如下。二 熱輻射引起的溫降 采用兩種方法進(jìn)行熱輻射引起的溫降公式的推導(dǎo)。第一種方法忽略了材料內(nèi)部的溫度提督,利用斯蒂芬-玻爾茲曼定律計(jì)算輻射到環(huán)境中的熱量為:q=S 式中 輻射體的表面積,m2; q從物體輻射的熱量,J; S斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù); T軋件在t時(shí)刻的溫度,K; Ta環(huán)境溫度,K; t時(shí)間,s; 輻射系數(shù)。 物體損失的熱量由下式給定: q= 式中 c軋件質(zhì)量熱容,J/(kgK); Vr輻射體的體積,m3 軋件的密度,kg/m3。 考慮到熱平衡條件q=q及式1-1和式1-2,可以計(jì)算出溫降速度ar: ar= 通常假設(shè)TaT,并簡(jiǎn)化某些方程以達(dá)到協(xié)調(diào)形式,得出輻射溫度差速度公式,總結(jié)見(jiàn)表1-1所示。在推導(dǎo)這些公式時(shí),未考慮溫度對(duì)參數(shù)S、及c的影響。不過(guò)實(shí)際上這些常數(shù)隨溫度的變化可能都是很大的,所以,式1-3的最終形式將取決于這些常熟選擇的平均值。 輻射時(shí)間tr內(nèi)的溫降可以通過(guò)對(duì)微分方程幾分進(jìn)行計(jì)算: = 第二種計(jì)算輻射引起溫降的方法考慮到沿材料厚度方向上的熱傳遞。若z是物體內(nèi)部至其表面的距離,則從傅里葉公式可得: 式中 a軋件的熱擴(kuò)散率,m2/s。微分方程1-5可以利用有限差分法進(jìn)行數(shù)值求解。這些計(jì)算的目的是要建立一個(gè)影響軋制過(guò)程軋件平均溫度T和可測(cè)量的軋件表面溫度T之間的關(guān)系。三 熱對(duì)流引起的溫降熱帶軋制時(shí)的對(duì)流傳熱與軋件周圍空氣的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。這種運(yùn)動(dòng)不斷地帶入新的空氣粒子與軋件接觸。取決于該內(nèi)部運(yùn)動(dòng)是強(qiáng)制的,還是自然的,將熱傳遞區(qū)分為強(qiáng)制對(duì)流和自然對(duì)流。在熱帶軋制中通常出現(xiàn)后一種情形。在計(jì)算對(duì)流引起溫降時(shí)的一個(gè)重要方面是確定傳熱系數(shù)。該系數(shù)取決于材料溫度、環(huán)境溫度、材料質(zhì)量熱融合密度以及空氣流的動(dòng)態(tài)粘度及其特性,即自然、強(qiáng)制層流或紊流等情況。對(duì)于此關(guān)系所得出的數(shù)學(xué)描述有很大爭(zhēng)議,實(shí)際計(jì)算不宜采用。部分研究人員一致認(rèn)為,對(duì)流引起的溫降應(yīng)當(dāng)表示為輻射引起溫降的莫以分?jǐn)?shù):=() 這里,是對(duì)流和輻射引起溫降間的比率,根據(jù)不同的研究結(jié)果,其值在0.010.22之間變化。四 水冷引起溫降若假定在軋件向冷卻水傳熱石傳導(dǎo)起著重要作用,就可以計(jì)算出水冷引起的溫降。因此,當(dāng)冷卻沿軋件款度方向連續(xù)地接觸其一側(cè)表面時(shí),通過(guò)軋件表面所傳遞的熱量就可以用公式表示為: 式中 k表層導(dǎo)熱系數(shù),W/(mK); 通過(guò)軋件外表面所傳遞的熱量,J; b冷卻水接觸長(zhǎng)度,m; 軋件寬度,m; Tw冷卻水溫度,K; tw冷卻水接觸時(shí)間,s。 由軋件釋放的熱量由下式給定: 式中 V冷卻水所冷卻的軋件體積,m3;水冷引起的溫降,K。根據(jù)熱平衡條件 ,式1-7和式1-8,并考慮到: tw= 式中 v軋件速度,m/s。和另一條件: 我們得到水冷引起的溫降為: = 冷卻水所吸收的熱量可以表示為: = 式中 水的密度,kg/m3; 水的質(zhì)量熱容,J/(kgK); Vw水的吸熱體積,m3; 水的溫升,K。根據(jù)熱平衡條件=,式1-8、式1-11和式1-12,并考慮到: 式中 d帶鋼單位寬度上的水流量,m3/(ms)。我們得到下列冷卻水溫升公式:= 式1-11并沒(méi)有明確地給出溫降與冷卻水流速和壓力的關(guān)系。然而,冷卻水的流速和壓力卻大大地影響著隔開(kāi)軋件于冷水的表面成的導(dǎo)熱系數(shù)k。事實(shí)上,表面層中包含有充當(dāng)屏障作用的氧化鐵皮和沸騰水。隨著冷卻水流速和壓力的提高,該屏障作用將在很大程度上被削弱。五 因工作輥熱傳到引起的溫降如果假設(shè)兩個(gè)初始穩(wěn)定溫度分別為T(mén)和Tr的物體相互擠壓,并假設(shè)平面的界面處在又有氧化層的阻力,則可以計(jì)算出因工作輥熱傳導(dǎo)引起的溫降。在作出上述這些假設(shè)之后,則可以用以下的熱平衡方程進(jìn)行過(guò)程的描述。根據(jù)沙科的研究,通過(guò)鋼板的兩個(gè)最晚層的總熱量可以根據(jù)下式計(jì)算: 式中 Ac軋件和工作輥的接觸面積,m2; k軋件氧化成的導(dǎo)熱系數(shù),W/(mK); 由于熱傳遞工作輥所獲的熱量或軋件所失去的熱量,J; Tr軋輥溫度,K; a軋件的熱擴(kuò)散率,m2/s。輥縫處軋件損失的熱量由下式給定: 式中 軋件與工作輥接觸而產(chǎn)生的溫降,K。根據(jù)熱平衡條件=,式1-15和式1-16,并考慮到: 及 式中 R軋輥半徑,m; 軋件平均厚度,m。我們得出下列因工作輥熱傳導(dǎo)引起的溫降公式: = 通過(guò)簡(jiǎn)化某些方程以達(dá)到協(xié)調(diào)形式,得出與輥接觸引起的溫降公式,總結(jié)見(jiàn)表1-2,繪制成曲線如圖1-3 所示。不同的溫降計(jì)算公式之間的顯著差異主要是由于在預(yù)測(cè)導(dǎo)熱系數(shù)k時(shí)的誤差造成的,該系數(shù)之取決于軋輥和軋件件氧化層接觸阻力的大小。原文Heat Transfer During the Rolling Process1.1WORKPIECE TEMPERATURE CHANGE IN HOT STRIP MILLAfter reheating a slab to a desired temperature, it is subjected to rolling. A rolling cycle in a typical hot strip mill includes the following main steps: 1.Descaling of the slab prior to flat rolling by using high-pressure water descaling system in combination, in some cases, with edging.2.Rough rolling to a transfer bar thickness which may vary from 19 to 40 mm. The rough rolling is usually accompanied by edging and inter pass descaling.3.Transfer of the transfer bar from roughing mill to a flying shear installed ahesd of finishing mill. The shear is usually designed to cut both head and tail ends of the bar.4.Descaling of the transfer bar prior to entering the finishing mill.5.Finish rolling to a desired thickness with a possible use of interstand descaling and strip cooling.6.Air and water cooling of the rolled product on run-out table.7.Cliling of the rolled product.Various types of heat transfer from the rolled workpiece to its surrounding matter occur during the rolling cycle. Some of the lost heat is recovered by generating heat inside the workpiece during its deformation.The main components of the workpiece temperature loss and gain in hot strip mill are usually identified as follows:1.loss due to heat radiation,2.loss due to heat convection,3.loss due to water cooling,4.loss due to heat conduction to the work rolls and table rolls,5.gain due to mechanical work and friction.The analytical aspects of these components are briefly described below.1.2TEMPERATURE LOSS DUE TO TADIATIONTwo methods have been employed to derive equations for temperature loss due to radiation.In the first method, the temperature gradient within the material is assumed to be negligible. The amount of heat radiated to the environment is then calculated using the Stefan-Boltzmann law:q=S Where surface area of body subjected to radiation, m2; qamount of heat radiated by a body,J; SStefan-Boltzmann constant; Ttemperature of rolled material at time,K; Taambient temperature,K; ttime,s; emissivity.The amount of heat lost by a body q is give by: q= Where cspecific heart of rolled material, J/(kgK); Vrvolume of body subjected to radiation, m3 density of rolled material, kg/m3。The rate of temperature loss ar can be calculated by considering the heat balance condition q=q, and Eqs.1-1 and 1-2: ar= Equations for the rate of temperature loss due to radiation which have been obtained by reducing some of the known equations to a compatible form with an assumption that TaT are summarized in Table 1-1. In the derivation of these equations, the dependency of the parameters S、 and c on temperature is not taken into account. However, the variations of these constants with temperature may be significant and,therefore, the final from of 1-3 will depend on the average values selected for these constants.The temperature loss during radiation time tr can be calculate by intergrating the differential equation: = The second method of calculating temperature loss due to radiation takes into account the heat transfer along the thickness of the material. If z is the distance from the center of the body toward its surface, then from a Fourier equation we obtain: Where athermal diffusivity of rolled material ,m2/sThe differential equation 1-5 can be solved numerically by the method of finite differences.The goal of these calculations is to establish a relationship between the average temperature of the material Tave which would affect the rolling deformation process and the material surface temperature Tsurface which could be measured.1.3TEMPERTURE LOSS DUE TO CONVECTIONIn the hot strip mill, heat transfer by convection is related to the motion of air surrounding a workpiece. This motion continuously brings new particles of air into contact with the workpiece. Depending upon whether this internal motion is forced, or free, the heat transfer is referred to as either forced or free convection. The latter is a usual case in the hot strip mills.A key factor in the calculation of temperature losses due to convection is to determine the heat transfer coefficient, which depends on the material temperature, ambient temperature, material specific heat and density, and the dynamic viscosity of the air flow and its characteristic, i.e., free, enforced laminar, turbulent, etc. The known mathematical interpretations of this relationship are too controversial to be recommended for practical calculation. A consensus among some research workers is that the temperature loss due to convection should be expressed as a certain percentage of the temperature loss due to radiation:=() Here is the ratio between the temperature loss due to convection and radiation and varies between 0.01 and 0.22 according to different studies.1.4TEMPERATURE LOSS DUE TO WTER COOLINGThe temperature loss due to water cooling can be calculated by assuming that conduction plays a major role in heat transfer from a workpiece to water. Therefore, when water contacts one side of the workpiece continuously across its width, the amount of heat passing through the outer surface of the workpiece may be expressed by the formula: Where kthermal conductivity of the surface layer, W/(mK); amount of heat passing through outer surface of the workpiece,J; bwater contact length, m; wworkpiece width, m; Twwater temperature, K; twwater contact time,s.The amount of heat released by a workpiece is given by: Where vvolume of workpiece cooled by the water,m3; temperature loss due to water cooling, K.From the heat balance condition =,Eqs.1-7 and 1-8, and taking into account that tw= where Vworkpiece velocity, m/sand We obtain that the temperature loss due to water cooling is equal to = The amount of heat absorbed by cooling water may be expressed as:= Where density of water ,kg/m3; specific heat of water,J/(kgK); Vwvolume of water absorbing heat,m3;From hert balance =, Eqs.1-8, 1-11, and 1-12, and also taking into account that Where dwater flow per unit of strip width, m3/(ms).We obtain the following formula for the temperature rise of water:= Equation 1-11 does not show an explicit dependence of the temperature loss on the flow rate and pressure of cooling water. The flow rate and pressure, however, may substantially affect the thermal conductivity k of the surface layer that separates the body of workpiece from cooling water. Indeed, the surface layer consists of scale and boiled water, which work as a thermal barrier. This barrier will be weakened to a greater degree with increase of both the flow rate and pressure of cooling water.1.5TEMPERATURE LOSS DUE TO CONDUCTION TO WORK ROLLSTemperature loss due to heat conduction to the work roll can be calculated if it is assumed that two bodies of uniform unitial temperature T and Tr are pressed against each other and that, at the interface, considered to be plane, there is contact resistance formed by oxide layer.Under these assumptions, the process can be described with the following heat balance equations. According to Schack, the total amount of heat passing through two outer surfaces of the plate may be calculated from the formula Where Accontact area between rolled material and work rolls,m2; kthermal conductivity of the workpiece oxide layer,W/(mK); heat gained by work roll or heat lost by body due to thermal conduction,J; Trroll temperature,K; athermal diffusivity of workpiece,m2/s。The amount of heat lost by the rolled metal in the roll bite is given by: Where temperature loss by rolled material due to contact with work rolls,K。From the heat balance condition =,Eqs 1-15 and 1-16, and also taking into account that and where Rwork roll radius, m. haaverage workpiece thickness, m.we obtain the following formula for the temperature loss due to conduction to work rolls:= Equation for temperature loss due to contact with rolls which have been obtained by reducing some of the known equations to a compatible form are summarized in the Table 1.2 and are plotted in Fig.1.3. The substantial discrepancies in temperature losses calculated from different equations are due mainly to the uncertainty in estimating thermal conductivity k which depends on the contact resistance resistance of the oxide layer between the roll and the rolled material.外文翻譯資料(譯文.原文)班 級(jí):機(jī)設(shè)02.3班 姓 名:高鑫指導(dǎo)老師:王德春遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 本文敘述了鞍鋼 2150 冷軋板帶鋼生產(chǎn)線精軋機(jī)換輥小車的設(shè)計(jì)情況,輥系小車的 驅(qū)動(dòng)方式原為鏈條拖動(dòng)和液壓缸驅(qū)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)共同作用,步驟煩瑣,換輥時(shí)間長(zhǎng),改 為動(dòng)力小車直接驅(qū)動(dòng)后,縮短了換輥時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。 本文概述了換輥小車的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況及其發(fā)展方向。主要進(jìn)行 PC 軋機(jī)換輥小 車的設(shè)計(jì)。利用電機(jī)提供動(dòng)力,使減速器輸出軸上的鏈輪在固定鏈條上滾動(dòng),從而使 小車在軌道上運(yùn)動(dòng)。利用液壓缸使拉出鉤繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行掛鉤或推鉤,從而使工作 輥拉出或推進(jìn)。最終實(shí)現(xiàn)換輥工作。在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行了換輥小車的傳動(dòng)方案、工作 原理、潤(rùn)滑及環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性分析,重點(diǎn)進(jìn)行換輥小車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作參數(shù)的選擇、 電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算,設(shè)計(jì)中主要零部件的計(jì)算及校核。 在參閱相關(guān)資料并借鑒前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)換輥小車的設(shè)計(jì)及分析,各項(xiàng) 技術(shù)均滿足要求,本設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞:換輥;輥系小車;鏈條;棘輪機(jī)構(gòu);動(dòng)力小車 ABSTRACT In this paper, the rolling car design of finishing mill on Anshan steel 2150 hot-rolled strip steel plate production line was presented. According original designed, roll changing car was moved by a chain system and a ratchet system. The process was too complicated and it spends a lot of time on roller changing. After it was redesigned, roller changing time was shortened and efficiency was highly improved. 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II This paper outlines the development of domestic and international situation of the rolling car and its development direction. I mainly designed rolling car for PC main roller mill. It used motor to provide electrical power so that sprocket on the output shaft of reducer can roll on the sprocket fixed chain. So rolling car could move along the orbit. It uses hydraulic cylinders to pull hook around the pin rotation, or push or pull hook, so that pulled out or push in the work roll. Rollers changed work could be eventually realized. In the process of designing a car, the driven scheme design, working principle statement, lubrication and environmental protection and economic analysis have been done. The paper mainly focuses on the structural design of car, the choice of motor and working parameters, the calculation and verification of the main components. On the basis of consulting the relevant materials and using forefathers experience for reference, through the design and analysis of rolling car, every indicators reaches the demands, this design has a certain value in actual using. KEYWORDS:Roll changing;Car of roll set ;Chain;Ratchet system;Driving car 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 0 目 錄 摘 要 .I ABSTRACT.II 第 1 章 緒論 .1 1.1 換輥小車的概述 .1 1.1.1 換輥小車的用途 .1 1.1.2 換輥小車的類型 .1 1.1.3 換輥小車的動(dòng)力結(jié)構(gòu) .2 1.2 國(guó)內(nèi)外對(duì)換輥小車的研究 .3 1.3 課題的背景及意義 .5 1.4 本文主要研究工作 .6 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì)與選擇 .8 2.1 換輥小車的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與選擇 .8 2.1.1 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) .8 2.1.2 電機(jī)的選擇 .9 2.2 鏈輪與液壓缸的選擇 .9 2.2.1 鏈輪的選擇 .9 2.2.2 液壓缸的選擇 .9 2.3 本章小結(jié) .10 第 3 章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .11 3.1 原始數(shù)據(jù) .11 3.2 換輥小車所需驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 .11 3.3 電機(jī)的選擇 .12 3.3.1 選擇電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式 .12 3.3.2 選擇電機(jī)的容量 .12 3.3.3 電機(jī)的校核 .13 3.4 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 .14 3.4.1 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 .14 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 3.4.2 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比 .14 3.4.3 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .14 3.5 本章小結(jié) .15 第 4 章 主要零部件的選擇、設(shè)計(jì)和校核 .16 4.1 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)與校核 .16 4.1.1 選擇蝸桿傳動(dòng)類型 .16 4.1.2 選擇材料 .16 4.1.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) .16 4.1.4 蝸桿與蝸輪主要幾何尺寸計(jì)算 .18 4.2 齒輪的設(shè)計(jì)與校核(一) .20 4.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) .20 4.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .20 4.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) .23 4.2.4. 幾何尺寸計(jì)算 .24 4.3 齒輪的設(shè)計(jì)與校核(二) .25 4.3.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) .25 4.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .25 4.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) .28 4.3.4. 幾何尺寸計(jì)算 .29 4.4 軸的設(shè)計(jì)及其校核 .30 4.4.1 選擇軸的材料并確定其機(jī)械性能 .30 4.4.2 軸上的功率 ,轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩 見(jiàn)(3.4.3) .304P4n4T 4.4.3 求作用在齒輪上的力 .30 4.4.4 初步確定軸的最小直徑 .31 4.4.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .31 4.4.6 求軸上的載荷 .32 4.4.7 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 .34 4.4.8 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 .35 4.5 滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命計(jì)算 .39 4.5.1 滾動(dòng)軸承的選擇 .39 4.5.2 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 .39 4.5.3 滾動(dòng)軸承裝置的設(shè)計(jì) .41 4.6 聯(lián)接電機(jī)與減速器的聯(lián)軸器選擇 .41 4.6.1 類型選擇 .41 4.6.2 載荷計(jì)算 .42 4.6.3 型號(hào)選擇 .42 4.7 鍵聯(lián)接的選擇及強(qiáng)度校核 .43 4.7.1 鍵聯(lián)接的功能及結(jié)構(gòu)型式 .43 4.7.2 鍵的選擇和鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 .43 4.8 花鍵聯(lián)接的選擇及強(qiáng)度校核 .44 4.8.1 花鍵的選擇 .44 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 4.8.2 校核花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 .44 4.9 鏈輪鏈條的選擇 .45 4.9.1 鏈條的選擇 .45 4.9.2 鏈輪的選擇 .45 4.10 液壓缸選擇 .47 4.10.1 供油壓力 的選擇 .47sp 4.10.2 計(jì)算負(fù)載力 .47 4.10.3 計(jì)算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù) .48 4.11 本章小結(jié) .49 第 5 章 潤(rùn)滑方法的選擇 .50 5.1 潤(rùn)滑 .50 5.1.1 齒輪 .50 5.1.2 軸承 .50 5.1.3 減速器 .50 5.2 添加劑 .50 5.3 潤(rùn)滑方法 .51 5.4 本章小結(jié) .51 結(jié) 論 .57 參考文獻(xiàn) .58 致 謝 .60 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 0 第 1 章 緒論 軋輥磨損后,幾何尺寸和輥型都將發(fā)生變化。為了保證軋材質(zhì)量,必須及時(shí) 更換軋輥。軋制速度的提高,加速了軋輥的磨損,使軋輥的更換次數(shù)愈來(lái)愈頻 繁。一般帶鋼冷連軋機(jī)粗軋機(jī)工作輥每隔 3-7 天需更換一次,支撐輥每隔 15- 30 天更換一次;精軋機(jī)的工作輥大約 3-8 小時(shí)需更換一次,支撐輥 7-15 天更 換一次;帶鋼冷連軋機(jī)的工作輥至少每班要更換一次,支撐輥大約 7-15 天更換 一次。縮短換輥時(shí)間有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量、減少停機(jī)時(shí)間、提高軋機(jī)作業(yè)率、 增加產(chǎn)量和降低成本,因此,近年來(lái)?yè)Q輥裝置有了很大發(fā)展。 1.1 換輥小車的概述 1.1.1 換輥小車的用途 在軋鋼生產(chǎn)中,為了確保軋材的質(zhì)量要求,當(dāng)軋輥被磨損、破壞及產(chǎn)品規(guī) 格品種更換時(shí),都應(yīng)及時(shí)地通過(guò)換輥小車把軋輥更換掉,以滿足軋材的質(zhì)量與 品種規(guī)格要求。根據(jù)不同的工作條件,換輥小車可以分為多種類型。 1.1.2 換輥小車的類型 板帶軋機(jī)所采用的工作輥換輥裝置種類繁多,其中換輥小車可分為推拉式電 動(dòng)換輥小車和液壓式換輥小車等等。 推拉式電動(dòng)換輥小車:冷連軋精軋機(jī)采用的換輥小車由一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)、經(jīng) 離合器、減速器及鏈輪,與固定在兩軌道中間鋪板上的固定鏈條相嚙合,從而 驅(qū)動(dòng)小車在軌道上前后移動(dòng)。小車上裝有氣動(dòng)鎖鉤,用來(lái)鉤掛工作輥軸承座。 并設(shè)有導(dǎo)向輪,起側(cè)面導(dǎo)向作用。 液壓式換輥小車:v 工作輥組的掛鉤和脫鉤裝置包括換輥液壓缸活塞桿前端 的掛鉤和換輥車上的脫鉤裝置兩部分。掛鉤前,活塞桿帶著掛鉤處于中間位置。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 橫移小車帶著新工作輥組橫移到換輥位置,推拉機(jī)構(gòu)活塞桿推著掛鉤前進(jìn),隨 動(dòng)輪與曲臂頂面接觸而使掛鉤頭部抬起。然后,脫鉤裝置的電液推進(jìn)器退回, 曲臂下降,掛鉤頭部下落,構(gòu)住軸承座上的凸塊。脫鉤的過(guò)程與上述掛鉤過(guò)程 相反。 1.1.3 換輥小車的動(dòng)力結(jié)構(gòu) 下面以推拉式換輥小車為例,對(duì)換輥小車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。換輥小 車的結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示,主要由電機(jī)減速器、驅(qū)動(dòng)鏈輪、固定鏈條、車輪軌道 及接頭等幾部分組成。 電機(jī)減速器:它是換輥小車的驅(qū)動(dòng)減速裝置,它由電機(jī)和減速器兩部分組 成。電機(jī)給換輥小車提供動(dòng)力,使換輥小車能夠在鏈條軌道上運(yùn)動(dòng)。減速器控制 換輥小車的運(yùn)行速度,使換輥小車按照換輥的要求運(yùn)動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)鏈輪:該鏈輪安裝在減速器的輸出軸上,通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置使驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn) 動(dòng),使其在固定鏈條上滾動(dòng),從而使換輥小車在軌道上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 固定鏈條:此鏈條固定在兩車輪軌道中間的鋪板上,驅(qū)動(dòng)鏈輪在其上面滾動(dòng),使 換輥小車按照規(guī)定的方向運(yùn)動(dòng)。 圖 1.1 換輥小車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 車輪軌道:換輥小車上的四個(gè)小車輪在此軌道上運(yùn)動(dòng),該軌道承載著小車和 支撐輥的全部重量。 接頭:又稱氣動(dòng)鎖鉤。在液壓裝置的驅(qū)動(dòng)下可以饒著固定軸上下?lián)Q位,來(lái) 推(拉)工作輥軸承座,進(jìn)行換輥。 推拉式換輥小車的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝和維護(hù)比較方便。正確的選擇固定鏈輪 及固定鏈條,能適當(dāng)延長(zhǎng)鏈輪配合的壽命。因此,推拉式換輥小車得到了比較 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 廣泛的應(yīng)用。 1.2 國(guó)內(nèi)外對(duì)換輥小車的研究 目前,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及考慮到對(duì)能源的節(jié)省利用、對(duì)生產(chǎn)成 本的降低等因素的影響,國(guó)內(nèi)外大部分的鋼鐵公司也正不斷的對(duì)換輥小車的技 術(shù)性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。使其結(jié)構(gòu)更加合理,安裝更加方便,費(fèi)用更加低 廉。 近幾年來(lái),各國(guó)政府對(duì)鋼鐵企業(yè)給予了高度的重視和基金的資助。目前, 國(guó)內(nèi)對(duì)換輥小車所進(jìn)行的研究?jī)H限于對(duì)傳統(tǒng)的行進(jìn)機(jī)構(gòu)的改造,而只有少數(shù)的 企業(yè)對(duì)換輥小車的驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行根本的改造。萊鋼大型型鋼生產(chǎn)線粗軋機(jī)及其 換輥裝置由德國(guó)公司設(shè)計(jì),經(jīng)國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)化于 2005 年 9 月投入生產(chǎn),換輥采用整體 換輥方式。換輥系統(tǒng)的輥系小車驅(qū)動(dòng)裝置由兩部分組成,一是鏈?zhǔn)揭扑脱b置, 二是液壓缸驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)裝置。 換輥過(guò)程是這樣的:新輥系在軋輥跨裝配完成后, 通過(guò)鏈?zhǔn)揭扑脱b置運(yùn)送到軋線跨的橫移平臺(tái)上。停車換輥時(shí),首先由液壓缸驅(qū) 動(dòng)的步進(jìn)裝置將舊輥系從軋機(jī)牌坊中拉出至橫移平臺(tái),這樣橫移平臺(tái)上就有了 一新一舊兩套輥系,然后橫移平臺(tái)橫移,新舊輥系換位, 使新輥系位于軋機(jī)牌 坊的軸向窗口。然后液壓缸再動(dòng)作, 將新輥系一步一步送入軋機(jī)。液壓缸活塞 桿全程伸縮一次,步進(jìn)裝置前進(jìn)一個(gè)步長(zhǎng),輥系進(jìn)出軋機(jī)一次分別要 8 步完成, 手動(dòng)操作約需 45 分鐘。嚴(yán)重滯后于精軋機(jī)的換輥(約 20 分鐘) ,這樣整條生產(chǎn) 線的軋機(jī)換輥時(shí)間就不能實(shí)現(xiàn)同步,有“短板”存在。實(shí)踐證明該設(shè)計(jì)思想落 后,步驟繁瑣,該問(wèn)題成為制約生產(chǎn)的一個(gè)瓶頸。分別見(jiàn)圖 1 和圖 2 所示。 圖 1.2 輥系小車驅(qū)動(dòng)裝置示意圖 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 圖 1.3 步進(jìn)裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 因此需設(shè)計(jì)一種動(dòng)力裝置來(lái)代替現(xiàn)在的鏈?zhǔn)揭扑脱b置,使其能夠越過(guò)橫移 平臺(tái),盡量靠近軋機(jī),減少步進(jìn)小車的動(dòng)作步數(shù),從而從根本上節(jié)省換輥時(shí)間。 最終確定采用動(dòng)力小車形式來(lái)直接推動(dòng)(拉動(dòng))系小車由軋輥準(zhǔn)備間到橫移平 臺(tái)及軋機(jī)牌坊,取消鏈?zhǔn)捷斔脱b置。動(dòng)力小車上的電機(jī)經(jīng)減速機(jī)傳動(dòng),帶動(dòng)小 車輪軸轉(zhuǎn)動(dòng),輪軸上的鏈輪與固定在地面上的鏈條相嚙合,從而產(chǎn)生一個(gè)推力 或拉力,推動(dòng)或拉動(dòng)輥系小車運(yùn)動(dòng)。橫移平臺(tái)上的兩個(gè)輥系小車??课恢靡卜?別安裝上分段鏈條,與前面安裝在地面底板上的鏈條相連接,這樣,動(dòng)力小車 能夠直接到達(dá)橫移平臺(tái)上,從而將輥系小車?yán)^續(xù)向前推進(jìn)一段距離,減少步進(jìn) 小車的動(dòng)作距離,縮短換輥時(shí)間。 然而,國(guó)外對(duì)換輥小車的改造重點(diǎn)是減少人力,提高效率。將原有的動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)改制成液壓驅(qū)動(dòng),并且不斷的對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。1997 年年初,芬蘭的 奧托昆普廠對(duì)其三套 20 輥軋機(jī)中的第一臺(tái) 20 輥軋機(jī)進(jìn)行改造,包括更新全部液 壓設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的主要部分。軋機(jī)壓下、凸度調(diào)整和第一中間輥軸向移動(dòng)全 部軋機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都裝備了直接作用的液壓缸,使用伺服閥在軋制過(guò)程中進(jìn)行快 速而精確的控制。在傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè),所有的軋輥和支撐輥現(xiàn)在都通過(guò)液壓缸 定位。第一中間輥軸向移動(dòng)。第一中間輥軸向移動(dòng)系統(tǒng)位于軋機(jī)的傳動(dòng)側(cè),見(jiàn) 圖 1.4。第一中間輥的調(diào)整桿和連軸器(軸承箱)之間的連接是自動(dòng)的。液壓定 位裝置允許換輥小車的自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)小窗口直接裝輥或抽輥。不再需要人工 操作。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 圖 1.4 第一中間輥軸向移動(dòng)系統(tǒng) 新的換輥小車用于自動(dòng)更換工作輥和第一中間輥。它能裝載 2 套 4 根 1 套 的第一中間輥和 2 套 6 根 1 套的工作輥。軋機(jī)的操作人員的工作只限于將自動(dòng) 控制系統(tǒng)啟動(dòng),而不需 要其他的人為操作。液壓動(dòng)力系統(tǒng)和帶有所有控制模塊 的電氣控制箱都安裝在小車上,電纜繞在線盤(pán)上,因而它成為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng) 。 1.3 課題的背景及意義 在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中鋼鐵企業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。它的發(fā)展 直接關(guān)系到冶金企業(yè)的發(fā)展。因此,近幾年來(lái),鋼鐵企業(yè)的發(fā)展一直是我國(guó)較 關(guān)注的事情之一。自 20 世紀(jì)初,特別是 20 世紀(jì) 50 年代之后冶金工業(yè)的飛速發(fā) 展,對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響?,F(xiàn)今,冶金行業(yè)日益加劇的全球化競(jìng)爭(zhēng)和 兼并,促使了市場(chǎng)對(duì)冶金機(jī)械的性能要求越來(lái)越高。因此,從鋼鐵生產(chǎn)流程的 總體高度上考慮如何提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)時(shí)間、提高鋼鐵產(chǎn)量和質(zhì)量成為人 們關(guān)注的焦點(diǎn)。換輥小車是用來(lái)將工作輥推進(jìn)或拉出機(jī)架的一種冶金機(jī)械輔助 設(shè)備,它的突出優(yōu)點(diǎn)是:可大幅度的降低勞動(dòng)強(qiáng)度;提高人為作業(yè)的工作環(huán)境; 節(jié)省能源消耗;節(jié)約人力;降低勞動(dòng)成本等。換輥小車將給冶金工業(yè)帶來(lái)顯著 的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?;趽Q輥小車的上述優(yōu)點(diǎn),目前各大鋼鐵企業(yè)及科研 單位院校對(duì)換輥小車這一輔助設(shè)備也進(jìn)行了深入的研究和開(kāi)發(fā)。 雖然現(xiàn)在我國(guó)冶金業(yè)的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟,冶金機(jī)械也較以前有了較大的 提高。但是與先進(jìn)水平相比,我國(guó)的技術(shù)改造能力和創(chuàng)新能力都存在著較大的 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 差距。目前,重點(diǎn)應(yīng)該是把從國(guó)外進(jìn)口的冶金設(shè)備進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化,并對(duì)其性能壽 命和可靠度等方面在技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的提高。并在新的形勢(shì)下為提高 我國(guó)冶金機(jī)械的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。 1.4 本文主要研究工作 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題研究的目的是基于鞍鋼三鋼軋廠 2150 精軋機(jī)換輥小車設(shè)計(jì) 研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)和性能的分析進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)一步的對(duì)其進(jìn)行改進(jìn), 從而提高工作效率。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容包括如下,其設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié) 構(gòu)圖如圖 1.5 所示; 1.對(duì)推拉式換輥小車傳動(dòng)方案的擬訂并進(jìn)行優(yōu)化選擇。通過(guò)對(duì)各種方案的 比較選擇一個(gè)最佳的傳動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)選擇,并對(duì)其進(jìn)行校核,確定所選擇的電 動(dòng)機(jī)能滿足特定的工況。 3.對(duì)推拉式換輥小車的零、部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。并對(duì)其中的重要零、部件 進(jìn)行校核計(jì)算。確保換輥小車在工作中安全、可靠。 4.對(duì)所設(shè)計(jì)的推拉式換輥小車進(jìn)行環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的分析。確保所設(shè)計(jì)的 設(shè)備對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較少的污染危害,以較少的投入得到較大的。 圖 1.5 設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì)與選擇 2.1 換輥小車的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與選擇 換輥小車的驅(qū)動(dòng)裝置一般由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部分及固定輪等幾部分組成。傳 動(dòng)部分可以采用皮帶傳動(dòng)或是減速器傳動(dòng)。采用皮帶傳動(dòng)裝置便于制造,并且 成本十分的低廉,但是如果機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比過(guò)大時(shí),則容易造成其外形尺寸較大, 結(jié)構(gòu)不夠緊湊,占地面積較大。因此較少被采用。使用減速器可以采用蝸輪蝸 桿傳動(dòng)或是齒輪傳動(dòng)的減速器。齒輪傳動(dòng)的減速器具有體積小,占地面積小, 重量輕,壽命長(zhǎng),速比大,傳動(dòng)效率高及布置緊湊等特點(diǎn)。蝸輪蝸桿傳動(dòng)的減 速器嚙合齒對(duì)較多,故沖擊載荷小,傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲低。由于本設(shè)計(jì)為了布置 緊湊,把電機(jī)放在減速器上端,需要改變傳遞方向。所以,采用三級(jí)齒輪-蝸桿 減速器。 2.1.1 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)綜合各種傳動(dòng)裝置的特點(diǎn),針對(duì)其設(shè)計(jì)實(shí)際出發(fā),決定采用三級(jí)齒 輪-蝸桿減速器傳動(dòng)的方案。第一級(jí)傳動(dòng)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng),第二、三級(jí)傳動(dòng)采 用斜齒輪傳動(dòng),這樣即改變了傳動(dòng)方向,又使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)布置緊湊且能有 效地提高傳動(dòng)效率。其中對(duì)減速器的各部件進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)和校核。方案圖如 圖 2.1 所示 1.電動(dòng)機(jī) 2.聯(lián)軸器 3. 三級(jí)齒輪-蝸桿減速器 4.驅(qū)動(dòng)鏈輪 圖 2.1 總體方案圖 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 2.1.2 電機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式按其安裝位置的不同可分為臥式與立式兩種。臥式電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)軸是水平安放,立式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸則與地面垂直,二者軸承不同,不能 混用。換滾小車的電動(dòng)機(jī)經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)及反轉(zhuǎn),但過(guò)渡過(guò)程的持續(xù)時(shí)間對(duì)生 產(chǎn)率影響不大。此時(shí)除考慮初期投資外,主要根據(jù)過(guò)渡過(guò)程能量損耗最小的條 件來(lái)選擇傳動(dòng)比及電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。故本設(shè)計(jì)選用能夠經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)及反 轉(zhuǎn)的 YZR 系列電動(dòng)機(jī)為換輥小車提供動(dòng)力。 2.2 鏈輪與液壓缸的選擇 2.2.1 鏈輪的選擇 鏈輪由輪齒、輪緣、輪輻和輪轂組成。鏈輪設(shè)計(jì)主要是確定其結(jié)構(gòu)和尺寸, 選擇材料和冷處理方法。固定鏈條與鏈輪的嚙合屬于非共軛嚙合,其鏈輪齒形 的設(shè)計(jì)比較靈活。在國(guó)標(biāo)中沒(méi)有規(guī)定具體的鏈輪齒形僅僅規(guī)定了最小和最大齒 槽形狀及其極限參數(shù),實(shí)際齒槽形狀取決于加工輪齒的刀具和加工方法,并應(yīng) 使其位于最小和最大齒槽形狀之間。小直徑的鏈輪可制成整體式;中等尺寸的 鏈輪可制成孔板式;大直徑的鏈輪,??蓪X圈用螺栓連接或焊接在輪轂上。 鏈輪的基本參數(shù)是配用鏈條的節(jié)距 p。根據(jù)設(shè)計(jì)需要,本設(shè)計(jì)選用小直徑整體 式鏈輪。 2.2.2 液壓缸的選擇 液壓缸是實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行裝置,按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞式、柱塞 式和組合式三大類;按固定形式的不同可分為缸筒(缸體)固定和活塞桿固定 兩種;按作用方式又可分為單作用和雙作用式兩種。在雙作用式液壓缸中,具 有兩個(gè)密封的容積空腔,工作時(shí),壓力油則交替供入液壓缸的兩腔,使缸實(shí)現(xiàn) 正反兩個(gè)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。而在單作用式液壓缸中,只有一個(gè)密封的容積空間, 壓力油只能供入液壓缸的著一個(gè)腔,使缸實(shí)現(xiàn)單方向運(yùn)動(dòng),反方向運(yùn)動(dòng)則依靠 外力(彈簧力、自重或外部載荷等)來(lái)實(shí)現(xiàn)。液壓裝置的工作比較比較平穩(wěn)。 液壓傳動(dòng)以液壓油為工作介質(zhì),油液流動(dòng)過(guò)程中有一定的阻尼作用,因而運(yùn)動(dòng) 平穩(wěn)性好,沖擊小。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。在本設(shè)計(jì)里,由于拉出 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 鉤負(fù)載較小,且直接拖動(dòng)負(fù)載。故選用簡(jiǎn)單的單桿式活塞缸即可。 2.3 本章小結(jié) 本章主要是對(duì)換輥小車驅(qū)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與選擇,包括傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)和電機(jī) 的選擇,鏈輪與液壓缸的選擇。對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,確定傳動(dòng)裝置的總傳 動(dòng)比。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第 3 章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 原始數(shù)據(jù) 換輥小車重量 :12154kg1m 工作輥重量 :16700kg (數(shù)量 2)2 上工作輥軸承座重量(操作側(cè)) :3265kg3m 上工作輥軸承座重量(傳動(dòng)側(cè)) :2920kg4 下工作輥軸承座重量(操作側(cè)) :3055kg5 下工作輥軸承座重量(傳動(dòng)側(cè)) :2920kg6m 換輥小車走行速度 v:300mm/s 重力加速度 g:9.8N/kg 3.2 換輥小車所需驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 123456( )Nmmg =(12154+216700+3265+2920+3055+2920)9.8 (3.1) =545938.4N 查文獻(xiàn)2表 4.2-6,取摩擦系數(shù)(無(wú)潤(rùn)滑劑) 。 0.10.154938.10.76FNN (3.2) 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 3.3 電機(jī)的選擇 3.3.1 選擇電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式 電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源, 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,價(jià)格較高,維護(hù)比較不便,因此無(wú)特殊需要時(shí)不宜采用。 生產(chǎn)單位一般用三相交流電源,因此基本都選用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī) 有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類。異步電動(dòng)機(jī)有籠型和繞線型兩種。我國(guó)新設(shè) 計(jì)的 Y 系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī),其結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便,適用于不易燃爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú) 特殊要求的機(jī)械上。而在經(jīng)常起動(dòng)和制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合,要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量小和過(guò)載能力大,應(yīng)選用起重及冶金用的三相異步電動(dòng)機(jī) YZ(籠型)或 YZR(繞線型) 。根據(jù)電源種類,工作條件(溫度、環(huán)境、空間位置尺寸等) ,載 荷特點(diǎn)(變化性質(zhì)、大小和過(guò)載情況) ,起動(dòng)性能和起動(dòng)、制動(dòng)反轉(zhuǎn)的頻繁程度, 轉(zhuǎn)速高低等等確定電機(jī)首選 YZR 型。因?yàn)?YZR 型號(hào)使用于室內(nèi)外多塵環(huán)境及起 動(dòng),逆轉(zhuǎn)次數(shù)頻繁的起重機(jī)械和冶金設(shè)備等。 3.3.2 選擇電機(jī)的容量 求得工作功率為: /1089.763/245WPFvkw (3.3) 其中:F換輥小車的工作阻力,N; v換輥小車驅(qū)動(dòng)鏈輪的線速度, m/s; 傳動(dòng)裝置的總效率 0123n 其中:滾動(dòng)軸承(每對(duì)) 0.98 鏈輪鏈條(每對(duì)) 0.93 彈性聯(lián)軸器 0.99 斜齒輪(每對(duì)) 0.97 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 蝸輪蝸桿(每對(duì)) 0.75 根據(jù)總裝配圖可知:從電動(dòng)機(jī)到輸出軸共經(jīng)過(guò)一個(gè)聯(lián)軸器,四對(duì)滾動(dòng)軸承, 經(jīng)過(guò)三級(jí)齒輪-蝸輪蝸桿變速,還有一對(duì)鏈輪鏈條的效率損失。 故 240.9750.980.3.6 所以 0WP (3.4) = 6.7524 = 1kw 考慮到過(guò)載情況,故選擇額定功率稍大的電機(jī) 查參考文獻(xiàn)5表 40-18 選 擇電機(jī)額定功率為 ,即電機(jī)型號(hào)為 YZR-250MB-6,其額定轉(zhuǎn)速為45 965r/min,重量 559kg。 3.3.3 電機(jī)的校核 電機(jī)選定后,根據(jù)其工作特點(diǎn),考慮過(guò)載和沖擊,取過(guò)載系數(shù) 為 2 Mmax Me 2 Me=2 9550 nP0 (3.5) =2 95509654 =890.67 Nm Mmax= 總igmd2 = 559 9.8 135 80. (3.6) =16.3 Nm M為重錘質(zhì)量; d為卷筒直徑; g為重力加速度 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 i 為總傳動(dòng)比總 故 Mmax Me 過(guò)載通過(guò),所以合格。 3.4 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 3.4.1 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 驅(qū)動(dòng)鏈輪線速度 300 ,初選鏈輪鏈條傳動(dòng)中鏈輪分度圓直徑 D=802msm (3.7)60.3715in82vrnD 139.i 式中: 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速;0n 工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 3.4.2 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比 查文獻(xiàn)2表 4.2-9 取蝸輪蝸桿傳動(dòng)比 ,則 ;120.4i1326.i 取二級(jí)斜齒輪傳動(dòng)比 ,則 。23i23.5i 3.4.3 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1.各軸轉(zhuǎn)速: 10965minrn (3.8) 1247.31i0.ri235.minni 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
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