畢業(yè)設(shè)計(jì)板坯型材橫移機(jī)橫移裝置

1、重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題 目 連鑄機(jī)板坯橫移裝置設(shè)計(jì) 院 （系） 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 設(shè)維2009級(jí)-02 學(xué)生姓名 李亞龍 學(xué)號(hào) 2009630653 指導(dǎo)教師 何正春 職稱 工程師 （任務(wù)起止日期 2012年3月21 日至 2012年6 月3日）2012 年 5 月 4 日 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明 本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和結(jié)果為獨(dú)立完成,不包含他人成果。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中

2、作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）： 年 月 日目 錄摘要3關(guān)鍵詞31 概述32 幾種橫移設(shè)備的比較及方案確定32. 1 移送臺(tái)車42. 2 轉(zhuǎn)盤拉鋼機(jī)42. 3 橫移機(jī)42. 4 傳動(dòng)方案選擇43 主要設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容43. 1 技術(shù)參數(shù)53. 2 工作原理53. 3 結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)53. 4 主要計(jì)算93. 4. 1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算93. 4. 2 升降機(jī)構(gòu)計(jì)算104 軸系零部件124. 1 軸的選擇124.1.1 軸的用途及分類124.1.2 軸的材料134.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144. 2 軸承的選擇154.2.1 概述154.2.2 滾動(dòng)軸承的類型164.2.3 軸

3、承的選擇164.2.4 帶座軸承的特點(diǎn)174.3 鍵的選擇184.4 聯(lián)軸器的選擇19結(jié) 論20參考文獻(xiàn)21致 謝22板坯橫移裝置設(shè)計(jì)及研究摘要: 本文主要介紹了連鑄連軋工程關(guān)鍵設(shè)備板坯橫移機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)計(jì)算，并對(duì)其工作原理及設(shè)備上所采用的新工藝、新技術(shù)、新材料做了簡(jiǎn)要論述。對(duì)同類設(shè)備的設(shè)計(jì)與研究有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞: 板坯; 橫移機(jī); 橫移距離 Design and research of slab transverse moving machineAbstract: This paper introduced the design features and correlation

4、calculation of the slab transverse moving machine，the key equipment in continuous casting and rolling production line and briefly discussted its working principle and new process，new technology and new material used on the machine It has certain reference significance for design and research of simi

5、lar equipmentsKey words: slab; transverse moving machine; transverse moving distance1 概述在板坯的生產(chǎn)流水線上，板坯經(jīng)火焰切割機(jī)切割分離并由軌道輸送到位后，需要通過(guò)橫移輸送機(jī)械將產(chǎn)品橫向送到矯直軌道上，以便對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行矯直、檢驗(yàn)等。在板坯輸送過(guò)程中，其同步機(jī)構(gòu)、橫移機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)的不協(xié)調(diào)工作會(huì)致使升降及橫移過(guò)程中出現(xiàn)機(jī)架變形、導(dǎo)向筒磨損嚴(yán)重、造成受力不均使橫移梁變形、橫向移動(dòng)齒輪齒條脫齒，以致不能正常工作，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因而及時(shí)掌握新型輸送機(jī)械設(shè)備的性能，熟練掌握新的操作技術(shù)，是滿足當(dāng)前生產(chǎn)流水線上

6、現(xiàn)有各種工件轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵。工廠連鑄機(jī)種類較多，此次板坯橫移裝置針對(duì)單機(jī)雙流設(shè)計(jì)。2 幾種橫移設(shè)備的比較及方案確定鑄坯橫移設(shè)備主要有移送臺(tái)車、轉(zhuǎn)盤拉鋼機(jī)、推鋼機(jī)及橫移機(jī)等，都能用來(lái)橫向移動(dòng)鑄坯，完成工藝要求。2. 1 移送臺(tái)車移送臺(tái)車將切成定尺的鑄坯直接輸送到臺(tái)車的輥道上，臺(tái)車橫移，將其輥道與精整設(shè)備的受料輥道對(duì)齊，然后臺(tái)車上輥道轉(zhuǎn)動(dòng)，把坯子輸送到受料輥道上。這種方式各流間干擾較大，必須嚴(yán)格控制臺(tái)車的工作節(jié)奏，否則會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)混亂。移送臺(tái)車由輥道、車體、走行裝置、軌道、滑線接電裝置等組成。2. 2 轉(zhuǎn)盤拉鋼機(jī)轉(zhuǎn)盤拉鋼機(jī)的工作原理是將切割成定尺的鑄坯經(jīng)出坯輥道輸送到轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)90°將鑄

7、坯輸送到過(guò)渡輥道上，然后由拉鋼機(jī)將鑄坯移送到精整設(shè)備的受料輥道上。這種銜接方式，各流間相互干擾較少，控制比較簡(jiǎn)單，但設(shè)備重量約為移送臺(tái)車式的兩倍。2. 3 橫移機(jī)橫移機(jī)多用于較長(zhǎng)距離鑄坯的橫向搬運(yùn)，如換線及往其他設(shè)備上輸送等。與轉(zhuǎn)盤拉鋼機(jī)相比，橫移機(jī)具有運(yùn)行阻力小、磨損小、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活等特點(diǎn)。橫移機(jī)主要由小車牽引裝置、小車、升降框架及升降用油缸、滾輪支承等構(gòu)成。其工作原理是小車運(yùn)送到鑄坯接受位置后，油缸使升降框架上升，由升降框架上的小車接受鑄坯，然后小車牽引裝置驅(qū)動(dòng)小車走行到鑄坯輸出位置停止，升降框架下降，使鑄坯落在受料位置上，小車再返回到接受位置。2. 4 傳動(dòng)方案選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，橫移距離較長(zhǎng)

8、，而且在出鋼輸送過(guò)程中要求工作平穩(wěn)，不能有大的沖擊。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)的連續(xù)性，且所需的物量很大，鋼坯橫移裝置需滿足大量鋼坯的橫向移動(dòng)。通過(guò)以上幾種橫移設(shè)備的比較，考慮運(yùn)輸距離長(zhǎng)、升降軌道梁鋼結(jié)構(gòu)跨度不易過(guò)大等因素，選用橫移機(jī)這種結(jié)構(gòu)型式。3 主要設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容3. 1 技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)型式 升降軌道小車托運(yùn)式設(shè)計(jì)能力 用于運(yùn)輸Max. 240mm ×1400mm×7000mm板坯小車數(shù)2臺(tái)運(yùn)行速度 60 m/min最大橫移距離 7 m小車驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)集中傳動(dòng)升降行程 以輥道面為中心± 75 mm3. 2 工作原理板坯橫移機(jī)的工作原理: 鑄機(jī)側(cè)軌道梁降到最低點(diǎn)，

9、使在其上的托運(yùn)小車上表面降到鑄機(jī)的輸出輥道面以下進(jìn)入輥道間，軌道梁升起，托起運(yùn)送的板坯，2臺(tái)小車同時(shí)在卷?yè)P(yáng)的驅(qū)動(dòng)下把板坯運(yùn)到輸出輥道臺(tái)架上方，軌道梁下降，把板坯放在鑄機(jī)的輸出輥道上，完成一個(gè)工作周期。3. 3 結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)以鑄機(jī)側(cè)板坯橫移機(jī)為例，其結(jié)構(gòu)主要由卷?yè)P(yáng)裝配、升降框架、小車、升降裝置、滾輪支承、自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成。根據(jù)鑄坯的長(zhǎng)度和重量，既要使較短鑄坯能由兩臺(tái)小車支承，又要保證各小車的受力比較均勻。因此確定小車數(shù)量為2 個(gè) ，則軌道梁也相應(yīng)為2 個(gè)。每個(gè)軌道梁長(zhǎng)7 m，由兩段梁鉚接組成，每段梁由工字鋼等焊接而成，軌道通過(guò)螺栓連接在梁上。軌道梁通過(guò)前后、中間的連接梁連接而成

10、為一個(gè)整體升降框架。前后的連接梁帶有導(dǎo)向滑輪，用于鋼繩的導(dǎo)向; 中間的連接梁與兩個(gè)升降缸連接。小車由卷?yè)P(yáng)裝配來(lái)驅(qū)動(dòng)。卷?yè)P(yáng)裝配如圖3 所示，由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、卷筒軸和卷筒、軸承座等組成，由鋼絲繩牽引小車沿軌道梁上的軌道來(lái)回走行。特別指出的是本設(shè)計(jì)中考慮受力技術(shù)先進(jìn)方面的特點(diǎn)選用三環(huán)減速機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為方便設(shè)計(jì)后面用普通二級(jí)減速器替代。三環(huán)減速機(jī)機(jī)由于其設(shè)計(jì)上諸多特點(diǎn)，較普通減速器有很多優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)保留其設(shè)計(jì)概念，但不做詳細(xì)設(shè)計(jì)研究。傳動(dòng)為集中傳動(dòng)，減速機(jī)的雙出軸通過(guò)聯(lián)軸器直接與卷筒軸連接。卷筒軸由三段組成，中間用聯(lián)軸器連接，組成一個(gè)大長(zhǎng)軸，其上均布裝有 2 個(gè)卷筒。每段軸由兩個(gè)軸承

11、座支承，軸承為SKF 雙列調(diào)心輥?zhàn)虞S承，承載能力大、壽命長(zhǎng)。卷筒為焊接結(jié)構(gòu)，通過(guò)鍵和可拆卸擋塊固定在卷筒軸上，鋼絲繩壓板為新型的弧形壓板，壓緊力大、不滑傷鋼繩。小車如圖4 所示，由車體、車輪、鋼繩壓板等組成。車體為焊接結(jié)構(gòu)，與板坯接觸處按一定間隔焊有支撐塊，支撐塊材質(zhì)為耐熱鋼，每個(gè)支撐塊帶有凹槽便于散熱。車輪的材質(zhì)為45 號(hào)鋼，軸承為SKF 雙列調(diào)心輥?zhàn)虞S承。鋼繩壓板為蛇形布置，壓緊力大。小車帶有“雨搭”形防護(hù)板，以防止氧化鐵皮等雜物落下?lián)p壞鋼繩和軌道。升降裝置及滾輪支承如圖5 所示，由升降缸、鉸支座、滾輪支承、底座等組成。升降框架的每個(gè)軌道梁下連接有斜楔，斜楔落在相應(yīng)的滾輪支承上，通過(guò)升降缸

12、的水平運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)整個(gè)升降框架及斜楔沿滾輪支承水平運(yùn)動(dòng)，由于斜楔的斜導(dǎo)軌作用，整個(gè)升降框架同時(shí)也就完成了升降運(yùn)動(dòng)。升降缸為頭部鉸接、尾部耳軸式水平安裝。底座為焊接鋼結(jié)構(gòu)，帶有擋塊防止連接螺栓受剪。滾輪支承為心軸滑動(dòng)軸承式。中間軌道梁下的一排滾輪支承的滾輪帶有輪緣，防止升降框架左右擺動(dòng)。 圖3 卷?yè)P(yáng)裝配1. 軸承座2. 卷筒軸3. 卷筒4. 減速機(jī)5. 聯(lián)軸器 斜楔如圖6 所示，由底板、斜塊、止動(dòng)塊等焊接而成。底板上帶有螺栓孔，用于與軌道梁的連接。斜塊本身分為兩段斜率，斜率緩的主要用于帶負(fù)荷上升，斜率陡的主要用于空載下降。止動(dòng)擋塊用于下降時(shí)與滾輪支承的支座接觸而止動(dòng)。斜塊和滾輪經(jīng)熱處理以增加表面的耐

13、磨性。 圖6 斜楔1. 止動(dòng)塊2. 斜塊3. 底板自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)由車行程編碼器、走行極限和升降極限、中間交接位接地開關(guān)、PLC控制柜等組成。車行程編碼器安裝在傳動(dòng)電機(jī)上，傳動(dòng)電機(jī)同時(shí)自帶制動(dòng)器、單獨(dú)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、限溫元件。走行極限3 個(gè)，其中包括1 個(gè)同步極限用于調(diào)行程零位; 升降極限2 個(gè)，用于檢測(cè)軌道梁升降框架的上下標(biāo)高。中間交接位接地開關(guān)用于檢測(cè)中間交接位存放臺(tái)架上有無(wú)板坯。潤(rùn)滑系統(tǒng)采用集中干油潤(rùn)滑。小車的軸承及導(dǎo)向滑輪等運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑采用定期注油潤(rùn)滑。3. 4 主要計(jì)算3. 4. 1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算 已知參數(shù): 最大板坯重22 t，運(yùn)行速度60 m/min，每臺(tái)小車自重1. 2 t，車輪直

14、徑D =300，小車軸承內(nèi)徑d = 140 mm 。1) 最大運(yùn)行阻力 根據(jù)工況要求，最大運(yùn)行阻力即為 2 臺(tái)小車運(yùn)輸最大板坯時(shí)的摩擦阻力: 式中，Q 為最大載荷N; G 為 2 個(gè)小車自重，N;為滾動(dòng)摩擦系數(shù)，mm，由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)查取; 為車輪軸承摩擦系數(shù)，由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)查取; 為摩擦阻力系數(shù)，由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)查取。2) 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的功率:式中，v 為運(yùn)行速度，m/s; 為機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，取 = 0. 85; m 為電機(jī)個(gè)數(shù)。根據(jù)計(jì)算并考慮實(shí)際使用情況選電機(jī)為: Y系列電機(jī) ，型號(hào) Y132S-4 ,N = 5.5 KW , n = 1 440 r /min 。3) 減速機(jī)的選擇

15、由于運(yùn)行速度v = 60 m/min，卷筒直徑為0. 8 m，則卷筒轉(zhuǎn)數(shù)為:則減速機(jī)速比為: 根據(jù)電機(jī)功率和速比選減速機(jī)為: 三環(huán)減速機(jī)，型號(hào)TRCI40062.3120a，i= 62.3，a = 120 mm。則實(shí)際卷筒轉(zhuǎn)數(shù)為: 實(shí)際運(yùn)行速度為:v = Dn = 3.14 × 0.8 × 23.659.3 r/min，滿足要求。3. 4. 2 升降機(jī)構(gòu)計(jì)算 升降框架的升降采用2 個(gè)液壓缸水平推動(dòng)與升降框架連在一起的斜楔沿滾輪支承運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于一個(gè)水平力推動(dòng)滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)，因此可簡(jiǎn)化為滑塊斜面式受力模型。 由于斜楔由兩段斜率組成，因此升降過(guò)程分為四種情況。如圖2 和圖6 所示

16、，無(wú)負(fù)荷快速上升( 斜率大時(shí)) 、有負(fù)荷慢速上升( 斜率小時(shí)) 、有負(fù)荷慢速下降( 斜率小時(shí)) 、無(wú)負(fù)荷快速下降( 斜率大時(shí)) 。當(dāng)滾輪支承處在兩段斜率的交點(diǎn)處時(shí)，升降框架處在整個(gè)升降行程150 mm的中點(diǎn)( 零位) ，也就是有、無(wú)負(fù)荷的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。同樣對(duì)應(yīng)升降行程± 75 mm液壓缸的行程400 mm也分為232 mm和168 mm兩段。 根據(jù)以上分析選擇兩種情況進(jìn)行計(jì)算，一是有負(fù)荷慢速上升，此時(shí)所需液壓缸推力為最大，行程232 mm; 二是無(wú)負(fù)荷快速下降，此時(shí)需要驗(yàn)算一下液壓缸是否需要拉力。1) 有負(fù)荷慢速上升時(shí)的受力分析已知最大垂直負(fù)荷為244 000 N、升降框架自重為300 0

17、00 N，即圖8 中P = 244 000 N + 300 000 N = 544 000 N，上升時(shí)傾斜角為 = 18°。 圖8 有負(fù)荷慢速上升時(shí)受力所需液壓缸的總推力F 可按下列平衡方程組求解。X = 0，F(xiàn)cos Psin = 0 ( 2 )Y = 0，N Fsin Pcos = 0 ( 3 ) = N ( 4 ) = 0.5三式聯(lián)立，可解得 N每個(gè)液壓缸的推力為268 579 N。2) 無(wú)負(fù)荷快速下降時(shí)的受力分析已知垂直力為升降框架自重G = 300 000 N，下降時(shí)傾斜角為 = 27. 5°，如圖9 所示。 設(shè)液壓缸產(chǎn)生拉力F。列平衡方程組:X = 0，F(xiàn)f G

18、sin Fcos = 0 ( 5 )Y = 0，N + Fsin Gcos = 0 ( 6 )Ff = N ( 7 ) =0.5三式聯(lián)立，可解得: F = 4 018 N圖9 無(wú)負(fù)荷快速下降時(shí)的受力得負(fù)值說(shuō)明: 在無(wú)負(fù)荷快速下降時(shí)，液壓缸也不需要產(chǎn)生拉力，反而需要推力，此推力大小為4 018 N，可靠液壓缸的背壓實(shí)現(xiàn)。因此在上述四種情況下，液壓缸均需產(chǎn)生推力，需要每個(gè)液壓缸產(chǎn)生的最大推力為268 579 N。故選液壓缸為: 力士樂(lè)產(chǎn)品型號(hào)CD251B160 /100 400A1X102CHDMA，其推力為502. 50 kN =502 500 N 268 579 N。4 軸系零部件4. 1 軸

19、的選擇 軸的用途及分類軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如齒輪、蝸輪等），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。根據(jù)受載情況，軸可分為三類。轉(zhuǎn)軸 工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸。如圖5.1所示的齒輪軸。心軸 工作中只承受彎矩而不承受扭矩的軸。如圖5.2所示的自行車前輪軸及火車車輪軸。傳動(dòng)軸 工作中只承受扭矩而不承受彎矩（或彎矩很小）的軸。如圖5.3所示的汽車的傳動(dòng)軸。4.1.2 軸的材料軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用

20、熱處理或化學(xué)熱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，其中最常用的是45鋼。但是合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求在減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。必須指出：在一般工作溫度下（低于200），各種碳鋼和合金鋼的彈性棤均相差不多，因此在選擇鋼各類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所熱氣的是強(qiáng)度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)風(fēng)剛度。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時(shí)也可選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來(lái)提高軸的剛度。同時(shí)，各種熱處理以及表面強(qiáng)化處理，對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效

21、果。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)為了便于裝拆，一般的轉(zhuǎn)軸均為中間大、兩端小的階梯軸。軸與軸承配合處的軸段稱為軸頸，安裝輪轂的軸段稱為軸頭，軸頭與軸頸間的軸段稱為軸身。階梯軸上截面尺寸變化的部位，稱為軸肩和軸環(huán)。軸肩和軸環(huán)常用于軸上零件的定位。齒輪由右方裝入，依靠軸環(huán)限定軸向位置，右端的聯(lián)軸器和左端的軸承靠軸肩定位。為了固定軸上的零件，軸上還設(shè)有其他相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，如右端制有安裝軸端擋圈用的螺紋孔；軸上開有鍵槽，通過(guò)鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)齒輪的周向固定。為便于加工和裝配，軸上還常設(shè)有倒角、中心孔和退刀槽等工藝結(jié)構(gòu)。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)時(shí)，還不知道軸上支反力的作用點(diǎn)，故不

22、能按軸的彎矩計(jì)算軸徑。通常按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)初步估算軸的最小直徑，求得最小直徑后可按擬訂的裝配方案，從最小直徑起逐一確定各段軸的直徑和長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮各軸徑應(yīng)與裝配在該軸段上的傳動(dòng)件、標(biāo)準(zhǔn)件的孔相匹配。軸的各段長(zhǎng)度可根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸確定。為保證軸向定位可靠，軸頭長(zhǎng)一般比與之配合的輪轂長(zhǎng)縮短23mm。軸上零件的定位軸上零件的軸向定位及固定的方式常用軸肩、軸環(huán)、鎖緊擋圈、套筒、圓螺母和止動(dòng)墊圈、彈性擋圈、軸端擋圈等。而周向定位賞常用的周向定位零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘以及過(guò)盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力不大之處。周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。提高軸的強(qiáng)度的常用措施1

23、） 合理布置軸上零件以減小軸的載荷。2） 改進(jìn)軸上無(wú)所措手足結(jié)構(gòu)以減小軸的栽荷。3） 改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響。4） 改進(jìn)軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強(qiáng)度軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和裝配。如為了便于切削加工，一根軸上的圓角應(yīng)盡可能取相同半徑；退刀槽或砂輪越程槽盡可能取相同寬度；一根軸的各軸段上的鍵槽應(yīng)開在同一母線上。為了便于裝配，軸端應(yīng)加工倒角。4. 2 軸承的選擇4.2.1 概述軸承是支承軸的部件，并承受其載荷，而根據(jù)軸承工作的摩擦性質(zhì)不同，可分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩大類。一般情況下，滾動(dòng)摩擦小于滑動(dòng)摩擦，因此滾動(dòng)軸承應(yīng)用很廣泛，而且絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小

24、，功率消耗少，走起動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)?；瑒?dòng)軸承具有工作平穩(wěn)、無(wú)噪聲、耐沖擊、回轉(zhuǎn)精度高和承載能力大等優(yōu)點(diǎn)。滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈1、外圈2、滾動(dòng)體3和保持架4等四部分組成，如圖6.1所示。內(nèi)、外圈分別與軸頸、軸承座孔裝配在一起。當(dāng)內(nèi)、外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滾動(dòng)體即在內(nèi)外圈的滾道間滾動(dòng)。保持架使?jié)L動(dòng)體分布均勻，減少滾動(dòng)體的摩擦和磨損。圖5.6 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈和滾動(dòng)體一般由軸承鋼制造，工作表面經(jīng)過(guò)磨削和拋光，其硬度不低于60HRC。4.2.2 滾動(dòng)軸承的類型按軸承用于承受的外載荷不同來(lái)分類，滾動(dòng)軸承可以概括的分為向心軸承、推力軸承和向心推力軸承三大類。主要承受徑向載荷的軸承叫做向心軸承；只能承受軸向

25、載荷的軸承叫做推力軸承；而能同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷的軸承叫做向心推力軸承。按滾動(dòng)體形狀，滾動(dòng)軸承又可分為球軸承與滾子軸承兩大類。4.2.3 軸承的選擇在本課題中，由于所用的軸長(zhǎng)度相當(dāng)長(zhǎng)，而且其裝配是在幾塊焊接而成的鋼板上，并沒(méi)有專門的軸承座，因而在此我就必須選擇一種自帶軸承座的軸承。帶軸承座的軸承是由由兩面帶密封的外球面球軸承和鑄造（或鋼板沖壓的）軸承座組成。外球面球軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)與深溝球軸 承相同，但此種軸承的外圈具有截球形外表面，與軸承座的凹球面相配能自動(dòng)調(diào)心通常此種軸承用頂絲、偏心套或緊定套將軸承內(nèi)圈固定在軸上，并隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)帶座軸承結(jié)構(gòu)緊湊、裝拆方便,適用于簡(jiǎn)單支承，常用于采礦、冶金

26、、農(nóng)業(yè)、化工、輸送等機(jī)械上。圖5.7 帶菱形座頂絲外球面球軸承圖5.7 帶菱形座頂絲外球面球軸承而該種軸承按其不同的軸承座形狀分為：帶立式座軸承；帶方形座軸承；帶菱形座軸承；帶圓形座軸承；帶滑塊座軸承；帶環(huán)形座軸承；帶懸掛式座軸承；帶懸吊式座軸承；帶三角形座軸承。在本課題中，由于其安裝位置的局限性，所以選擇用帶菱形座頂絲外球面球軸承，如圖5.7所示。4.2.4 帶座軸承的特點(diǎn)具有自動(dòng)調(diào)心功能 軸承的外徑與軸承座內(nèi)徑為球面配合，兩者之間具有自動(dòng)調(diào)心功能。 負(fù)荷能力大 由于外球面球軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與6200及6300系列深溝球軸承相同，因而帶座外球面球軸承不僅能承受徑向負(fù)荷，而且能承受較大的軸向負(fù)荷

27、。同時(shí)軸承工作噪音小。 使用壽命長(zhǎng) 帶座外球面球軸承通常使用于諸如泥土、灰塵、潮濕及高溫等惡劣的工作環(huán)境，軸承內(nèi)部的潤(rùn)滑脂在短期內(nèi)會(huì)變質(zhì)。因而，需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔內(nèi)對(duì)帶座外球面球軸承進(jìn)行注脂重新潤(rùn)滑，用新鮮潤(rùn)滑脂代替已變質(zhì)的潤(rùn)滑脂。帶鑄鐵外球面球軸承都帶有油嘴，可重新潤(rùn)滑，保證在任何工作環(huán)境下都具有完美的性能及長(zhǎng)的使用壽命。 密封性能優(yōu)良 外球面球軸承兩面均帶有耐熱、防油橡膠密封圈及鋼板防塵蓋組合密封。防塵蓋裝配在軸承內(nèi)圈外徑上與內(nèi)圈一起旋轉(zhuǎn)，能有效地防止外部異物進(jìn)入軸承內(nèi)部，并能抵抗外部壓力保護(hù)軸承，這種由密封圈和防塵蓋組成的組合密封能阻止泥土、灰塵、水分進(jìn)入軸承內(nèi)部，同時(shí)能阻止軸承內(nèi)部的

28、潤(rùn)滑脂外漏。使軸承在惡劣的工作環(huán)境下也能保持完美的工作性能。 堅(jiān)固的軸承座 鑄鐵座為整體座結(jié)構(gòu)，軸承座剛性極好，防止軸承在裝配時(shí)產(chǎn)生變形，在任何工況下軸承座均持久耐用。 軸承能輕易的鎖緊在軸上 軸承鎖緊在軸上有三種方式，常用的方法是鎖緊內(nèi)圈伸長(zhǎng)端上等兩個(gè)緊定螺釘，也可使用緊定套或偏心套鎖緊。這三種方法都能將軸承輕易鎖緊在軸上。 軸承內(nèi)圈進(jìn)行特殊熱處理 內(nèi)圈溝道及其周圍需要淬硬的部分與經(jīng)過(guò)正常淬火，裝配緊定螺釘?shù)膬?nèi)圈伸長(zhǎng)端則經(jīng)過(guò)高溫局部回火而保持韌性及抗沖擊性。內(nèi)圈螺釘孔周圍經(jīng)局部高溫回火后，軸承獲得更好的性能，可防止螺釘在軸承工作期間宋脫，同時(shí)螺釘擰得很緊也不會(huì)導(dǎo)致內(nèi)圈爆裂。具有防止外圈旋轉(zhuǎn)的

29、獨(dú)特設(shè)計(jì) 軸承外圈裝有一獨(dú)特的止動(dòng)銷(球)，該止動(dòng)銷允許軸承自動(dòng)調(diào)心，又能防止外圈旋轉(zhuǎn)，使軸承使用壽命更長(zhǎng)。軸承與軸承座可完全互換 軸承及軸承座都經(jīng)過(guò)精密加工，軸承與軸承座可完全互換，隨時(shí)都可方便地更換軸承。 安裝簡(jiǎn)便 外球面球軸承已預(yù)先注入足夠的優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑脂，將帶座外球面球軸承直接安裝于軸上即可。因而可避免在安裝軸承單元過(guò)程中有害物質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)部。4.3 鍵的選擇鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。 鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用鍵連接的主要類型有：平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。平鍵連接鍵的兩側(cè)面為工作表面，靠鍵與鍵

30、槽間的擠壓力傳遞扭矩。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間則留有間隙。平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中較好等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。這種鍵連接不能承受軸向力，因而對(duì)軸上的不能起到軸向固定的作用。而根據(jù)用途的不同，平鍵分為普通平鍵、薄型平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵四種。半圓鍵連接半圓鍵工作時(shí)，靠其側(cè)面來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。這種鍵連接的優(yōu)點(diǎn)是工藝性較好，裝配方便，尤其適用于錐形軸端與輪轂的連接。缺點(diǎn)是軸上鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大，故一般只用于輕載靜連接中。楔鍵連接鍵的上下兩面是工作面，鍵的上表面和與它相配合的輪轂鍵槽底面均具有1:100斜度。裝配后，鍵即楔緊在軸和輪轂的鍵槽里。工作時(shí)，靠鍵的楔緊作用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)

31、還可以承受單向的軸向載荷，對(duì)輪轂起到單向的軸向固定作用。當(dāng)轉(zhuǎn)矩過(guò)載時(shí)，鍵的側(cè)面能像平鍵那樣參加工作。因此，楔鍵連接在傳遞有沖擊和振動(dòng)的較大轉(zhuǎn)矩時(shí)，仍能保持連接的可靠性。切向鍵連接切向鍵是一對(duì)斜度為1:100的楔鍵組成。切向鍵的工作面是由一對(duì)楔鍵沿斜面拼合后相互平等的兩個(gè)窄面，被連接的軸和輪轂上都制有相應(yīng)的鍵槽。裝配時(shí)，把一對(duì)楔鍵分別從輪轂兩端打入，拼合而成的切向鍵就沿軸的切線方向楔緊在軸與輪轂之間。工作時(shí)，靠工作面上的擠壓力和軸秘輪轂間的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。用一個(gè)切向鍵時(shí)，只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩；當(dāng)要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)必須用兩個(gè)切向鍵。4.4 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中常用的部件。它主要用來(lái)連接軸與軸

32、（或連接軸與其他回轉(zhuǎn)零件），以傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩；有時(shí)也可用做安全裝置。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。結(jié) 論在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，先對(duì)此種輸送機(jī)構(gòu)進(jìn)行了一個(gè)初步的了解，并且將整個(gè)機(jī)械分為三個(gè)部分進(jìn)行分析。并主要對(duì)橫移機(jī)構(gòu)的進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論計(jì)算，并著重對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析計(jì)算。而且對(duì)于在實(shí)際工作中出現(xiàn)的問(wèn)題提出了解決方案及改進(jìn)方法以。在此種大型的輸送機(jī)械中，同步精度的高低對(duì)于輸送機(jī)的各部分結(jié)構(gòu)都有一定的

33、影響。所以對(duì)于其液壓控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用更加現(xiàn)代化的控制，從而達(dá)到一定的同步精度。而在本設(shè)計(jì)中采用的是小車牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)，使橫移部分能夠擁有更好的傳動(dòng)效率。而且由于設(shè)計(jì)上考慮了諸多環(huán)境因素，如小車頂篷設(shè)計(jì)，能夠更加快速安全的將圓周運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，并且它們具有傳遞功率范圍大、傳動(dòng)效率高、使用壽命長(zhǎng)、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。由于整個(gè)機(jī)構(gòu)工作過(guò)程中分為有載和無(wú)載，所以其傳遞功率范圍大得到很好的體現(xiàn)。此橫移機(jī)構(gòu)吸取國(guó)內(nèi)外一些優(yōu)勢(shì)工程技術(shù)，借鑒其先進(jìn)獨(dú)特的設(shè)計(jì)之處，具備運(yùn)輸量大、橫移距離長(zhǎng)、傳動(dòng)布置緊湊、升降裝置結(jié)構(gòu)新穎、運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)。主要傳動(dòng)部件電機(jī)、液壓缸、軸承等采用進(jìn)口件，增加了使用壽命和安全性。小車與鋼坯接觸處采用耐熱鋼，兩側(cè)帶有防護(hù)板