型钢堆垛机的设计

[13]图4.2.5链轮润滑示意图4.3轴的结构工艺性在计量分析时,应当尽量从形状上简化,并具有良好工艺和先进装配工艺的性能,以降低工作量,增加产率与减少应力的集中为主。分析计算时应充分考率下面几点:1.轴的孔径对应与轴线倒角的水平孔,孔段的倒角。2.其结构尺寸都应满足需求。3.连续台阶需符合轴肩的规格。4.在同轴上的键槽、半径大小和位置,中心孔的相同大小。当必要时,还应增加砂轮和后刃槽之间的沟槽,这是便于研磨或剪切的槽沟。4.3.1轴的材料根据要求可知为传动轴。轴的材质大多为低碳纲的合金钢材质。绝大多数为钢轴的毛坯车轮,还有一部分为直接车轮。合金钢也有较大的热力学性能,较碳钢淬火性好,但价格昂贵。所以,为了大功率的输出,以减小的尺寸和质量,增加抗磨损性能的杂志,以及在高或低压下的轴,都必须采用合金钢。需要说明的是:在正常温度下(低于210°),碳钢与合金钢之间的热弹性模量差异不大,所以在选择钢材的品种和正确的钢材热加工方式时,是基于硬度与耐磨性,而不是转轴弯矩或扭矩的刚度。由此轴选45钢。4.3.2轴上的力分析（1）已知条件:发电机的额定输出功率P=6千瓦、工作速度n=951r/min、通过减速机的比i=34.117轴,与发电机连在一起。=1\*GB2⑴求四轴的P4、n4和T4。减速器、联轴器的机械效率分别是：η1=0.97轴上的输出功率为：P轴的转速为：n轴上传递的最大转矩为：T=9550000=2\*GB2⑵轴最小直径的确定轴一般采用45钢通过调质处理，得到硬度HB为217～255的钢材。经过查阅资料，取A0d0因为孔径相互配合所以需进行联轴器的选取。㈠与电动机相连的联轴器的选择⒈类型选择选用弹性套柱销联轴器可以隔离振动与冲击。=2\*GB1⒉载荷计算公称转矩：T=9.55×1查资料得KA=1.5。Tca=K得计算转矩：T⒊联轴器型号的选择查阅资料，弹性套柱销联轴器的许用转矩一般为115Nm最大转速为4610r/min，轴径在25—35mm。㈡与减速器相连的联轴器的选择计算联轴器的转矩：T根据实际，选取KA=1.5由此，选取弹性注销联轴器。查资料LX5（弹性注销）联轴器。公称扭矩为3105N.m，轴孔直径d=65mm，长度L=287mm，孔长度L=142mm。4.3.3轴的校核算画出轴的计算简图，如图所示，该轴有一个危险截面轴力图计算轴的弯矩此机构用四条链来承受载荷，所以每根轴上所承受的压轴力Fp：Fp=F'F计算支反力由F=0M得F1F式中，Fp=6341.91N，l1=2300mm，l计算得：F1F⒉建立弯矩方程：M=F⒊画弯矩图，如图2-3所示。.计算轴的扭矩：T由于有四个链轮与电动机的输出扭矩相抵消，所以：T2⒉作出轴的扭矩图，如图所示。弯矩图和扭矩图=1\*GB2⑴按弯扭组合应力校核轴的强度链轴器与链轮之间是轴最危险截面，是因为这段所受的扭矩最大且还受一点弯矩。则，计算应力：σca通常应力σ是对称循环变应力，扭转切应力τ不是对称循环变应力。考虑两者的不同，引入折合系数α，则计算应力：σca=σ2+4(ατ)2直径为d的轴其弯曲应力是σ=MW，扭转切应力τ=T2W，将σca则轴的弯扭合成强度条件为:σca式中：σcaM——轴所受的弯矩，T——轴所受的扭矩，W——轴的抗弯截面系数我们一般只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据σca=M=1460267.3040.1×7轴是45钢，查资料得σ−1=60MP=2\*GB2⑵精确校核轴的疲劳强度eq\o\ac(○,1)危险节面的判断，已确定安全。eq\o\ac(○,2)危险节面右侧抗弯截面系数：W=0.1抗扭截面系数：W截面右侧的弯矩：M=723292.5×扭矩：T弯曲应力：σb扭转应力：τ由表2—2得：σB=640MPa，因rd=2.0查资料得：ασ=1.98轴的材料敏性系数为：

常用材料及其主要力学性能表2.2材料牌号热处理毛坯直径/mm硬度/HBS抗拉强度极限σ屈屈服强度极限σS弯曲疲劳极限σ-1剪切疲劳极限τ-1许用弯曲应力[σ-1]备注MPa45正火<100170-21759029525514055应用最广泛回火>100-300162-217570285245135调质<200217-25564035527515560故有效应力集中系数：kσkτ尺寸系数εσ=0.66；扭转尺寸系数βσ轴表面没有强化处理，即βqKσKτ碳钢的特性系数：φσ=0.1~0.2φτ=0.05~0.1，取计算安全系数ScaSσSτSca由轴向力引起的压缩力因其值很小，故忽略不记，计为，下同。故可知其安全。eq\o\ac(○,3)截面左侧抗弯截面系数W：W=0.1抗扭截面系数：WT弯矩M：M=723292.5×弯曲应力σb：过盈配合处的kσεσkσε轴按磨削加工，得表面质量系数：β故可得综合系数：KK所以轴在截面左侧的安全系数：SSS故该轴在截面左侧的强度也足够的。

结论型钢堆垛机是轧钢工厂众多生产平台中的最后一个生产平台。在该设计中针对20槽钢详细的阐述了型钢堆垛机的总体设计、拨钢机构的结构设计和型钢堆垛机翻转机构的设计。这次型钢堆垛机的设计主要是为了提高以前人工堆垛时堆垛效率低下、堆垛质量一般与堆垛生产成本较高等不足而设计的，同时还改善了型钢堆垛机中某些部分联接情况不稳定等不足。本次设计的型钢堆垛机可按照设定的操作程序进行规定的方式堆垛，还可以确定每次堆垛完都是最简单快捷的堆垛。除此之外，本次设计的堆垛机还优化了型钢的堆垛方式，即使进行再多的堆垛作业，都能保证堆垛的完整度。因为堆垛机的工作形式一般是流水线，所以很高程度上提高了型钢打捆堆垛的效率。本次设计的堆垛机大大改善了这些不足之处，提高了整个工厂的收益和型钢生产的效率。虽然型钢堆垛机有很多优点但也也有不足之处，不过型钢堆垛机还是对许多轧钢企业有着举足轻重的作用。通过这次课程设计，我第一次将理论知识运用到实践中，对机械产品设计有了深入的了解，这对我以后的学习和工作起到了很好的作用。但是在设计上还有很多不足和错误，我充分意识到需要进一步加强理论学习和思维能力。

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