钢坯火焰清理机设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘 要 钢坯火焰清理 (of 用高温火焰的 气割 和熔除 作用 将 钢坯 表面缺陷 烧除。在钠坯 生产 中，它是 保证 钢坯 质量 的重要工序。 火焰清理 是一种生产率高、 成本 低的 表面 清理方法。用火焰清理 1t 钢坯的成本比用 风铲清理 便宜一半以上，为 砂轮 磨削 的十分之一。清理 速度 比风铲高 10 15 倍，广泛用于 碳钢 、 低合金钢 及 部分 合金钢 的清理。火焰清理有人工清理和 机械 清理，可进行在线热清理及 钢坯冷却 后的补充清理。 人工火焰清理通常用作钢坯的冷清理，但对于一些导热性差的 高碳钢 及合金钢钢坯，一般不适用于常温清理，通常在钢坯未冷却到 150300 (人工火焰清理的工具为带引火器的火焰枪，清理时喷嘴在钢坯表面上 移动速度为 69m/ 机械火焰清理为改善钢坯表面质量和减轻繁重的手工 操作 ，在初 轧机 和大剪机之间的生产线上安装 火焰清理机 (又称在线火焰清理机 )，将轧后的钢坯在热状态下同时进行四面 (方坯 )或两面 (板坯 )的在线火焰清理。一般一次清理深度为 理速度是可调的。经在线热清理的钢坯表面仍有 10%40%的清理量要在钢坯库进行补充冷清理，其中中碳钢约占 10%，合金钢约占 40%。 关键词： 钢坯表面 火焰清理 改善 质量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 of in to In it is to of is a of t 0 15 in of as of to at 50 300 C (on of 9m/ in be in or a 4.2 up is 0% 40% in 0% 0%. 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第一章 引言 述 所谓钢坯火焰清理（ 是利用高温火焰的气割和熔除作用将钢坯表面缺陷烧除的工序。该工序能有效提高钢材的轧制质量，为热钢坯火焰清理和冷钢坯火焰清理；钢坯火焰清理按操作方式分为手工作业和机械作业两种方式。其中实现机械作业的装置称火焰清理机。它是通过专门烧嘴将氧气和炼焦煤气进行混合，燃烧火焰预热连铸钢坯，然后利用高压的纯氧流与钢坯表面产生氧化反应，对钢坯的一个顶面、一个底面和两个侧面的表面缺陷进行火焰清理作业。热钢坯火焰清理需要采取机械作业的方式。冷钢坯 火焰清理既可采用手工作业方式，又可采用机械作业方式。但由于我国目前非常缺乏专门的火焰清机的设计、制造研发能力，国内钢坯火焰清理主要采用手工作业冷钢坯火焰清理方式。 坯火焰清理机的重要性 钢坯火焰清理技术起源于美国，成熟于韩国，是全球冶金行业率先进行批量化检验板坯皮下缺陷的先进手段，目前正风靡于世界冶金业。而随着我国钢铁工业对钢种质量的需求进一步提高，钢坯的火焰表面清理技术显得越来越重要，实践证明利用火焰清理钢坯缺陷，能有效地提高钢材的轧制质量。近几年来国内高度重视钢坯火焰清理技术在国内冶金业的应用 ，如 2006年宝钢分公司炼钢厂 4号连铸机工程配套改造项目：二炼刚火焰清理机技改工程热负荷试车一次成功，顺利投入运行。改造后，二炼钢火焰清理机清理铸坯的最大宽度可从 1450毫米增至1750毫米，年清理能力也将由 60万吨扩大到 120万吨。又如 2010年迁钢公司板坯火焰清理机热试成功，设计年处理板坯 190万吨，为该公司低成本生产高端高效产品，尤其是高品质汽车板、加点板提供了技术保证，迁钢成为国内继宝钢之后第二家投入火焰清理机的企业。但该板坯火焰清理机主体设备均由日本 见 ，国外钢坯火焰清理技术现处于极度保密的状态，国内需要花费巨大的外汇来进口国外的钢坯火焰清理机的整机和关键核心部件，而且维修服务费用昂贵。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 基于我国目前火焰清理机研发十分落后的局面，注定我国民族冶金企业必须走自主创新、产学研相结合的道路，通过对钢坯火焰清理机研发中的整体方案设计、结构分析、制造与装配等关键技术进行校企联合公关，我国才能够较快较全面掌握钢坯火焰清理技术，为我国冶金企业长期发展注入强劲的活力。因此，钢坯火焰清理机的设计项目具有十分深远的现实意义和工程应用价值 。 文主要研究的内容 火焰清理 机是清除钢坯上、下表面氧化层和表层下裂纹缺陷的重要设备，是轧制加工质量的前期必要保障，因此，为满足火焰清理工序要求和项目技术指标要求，钢坯火焰清理机应具有如下功能： 1、 钢坯柔性支承与定位功能 2、 钢坯自动夹紧与转动翻板功能 3、 氧化皮和裂纹自动去除功能 4、 废屑自动排除功能 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第二章 火焰清理装置龙门架机座 设计 动机的选择 电动机的功率，应该根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意一下两点： 1、 如果电动机功率选得过小，就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载，使其绝缘因发热而损坏。甚至电动机被烧毁。 2、 如果电动机功率选得过大，就会出现“大马拉小车”现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利，而且还会造成电能浪费。 要正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较： P=F*V/1000（ P=计算功率 =所需拉力 N，工作机线速度 M/S） 对于恒定负载连续工作方式，可按下式计算所需电动机功率： P1( P=P/中 传动效率。 齿条具有加工容易、寿 命长、传动精度高等特点，所以本机纵横向运动采用的齿条传动系统未动，只在纵向导轨处又加装了一对，啮合齿轮参数为模数 m=4。齿数 z=32。 选用 用谐波减速器 ，减速比为 40。电机 选用法兰克生产型号为 20的交流伺服电机， 最大静转矩为 炬纵横向电机的负荷是不同的，纵向电机负荷大，其最大静转矩 T=W d 2i T=T末 末 i T=M i=5000*28/(2*40)=m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 其中 为纵向导轨 滑动静摩擦系数， ( W=5000 =d=22i=40代入后。 T=m， 小于 查表得到 )，这说明电机选择是合理的。 设计 齿轮齿条机构 ,就是完成直线运动和转动相互转化的机构。其各部分功用及相互关系如下： a. 齿条 也称作直线齿轮，它与小齿轮相互啮合。 与齿条相互啮合，依靠齿条的直线驱动，齿轮的输出轴做回转运动。 c. 直进与回转的关系 齿条的移动量与齿条的转角，无 论在任何位置都保持一定，所以这是等值直进回转交换机构。当齿条的移动量与齿轮圆周相等时，齿条驱动一次，齿轮转动一周。 计算参数 分度圆直径： d=顶高： ha=ha*m 齿顶高系数 :正常齿： 1 短齿制： 根高： +c*)m 顶隙系数 : c* 正常齿： c* 齿制： c* 齿高： h= ha+2+c*)m 齿顶圆直径： da=d+2z+2m 齿根圆直径： df=2c*)m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 基圆直径： db=法向齿距： pn= db/z= 统一用 标准齿轮： m 、 、 c* 取标准值， 且 e= 备注：齿轮齿条不同齿顶高度系数： 1、啮合齿轮的数据确定 设模数 m=4， z=32， =20，计算如下： d=m z=4 32=128 da=d+228+2 1 4=136 df=284=116 2、齿条的设计 设模数 m=4， z=32， =20，其宽选择 20+10，计算如下： B= d=128*0 P= m=e=P/2=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 参数 代号 数值 模数 齿数 z 32齿形角 a 20齿顶高系数 h 1螺旋角 B 0螺旋方向 直齿径向变位系数 公法线长度 W k 4精度等级 7a 128配对齿轮 图号齿数 32齿圈径向跳动公差 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 钢轨是轨道的主要部件，用于引导机车车辆行驶，并将所承受的荷载 转移 。同时，为车轮的滚动提供阻力最小的接触面。钢轨的工作条件十分复杂。车轮施加于钢轨上的作用力，其大小、方面和位置都具有很大的随机性。这引起都有和机车车辆与轨道的相互作用有关。除轮载外，气候及其他因素对钢轨受力也有影响，例如，轨温的变化 可以使钢轨内部产生很大的温度力，特别是无缝线路上。钢轨是作为一根支承在连续弹性基础或点支承上的无限长梁进行工作的。它主要承受轮载作用下的弯曲应力，但是也必须有能力承担轮轨接触点上的接触应力，以及轨腰与轨头或轨底连接处可能产生的局部应力和温度变化作用下的温度应力。在轮载和温度力的作用下，钢轨产生复杂的变形：压缩、伸长、弯曲、扭转、压溃、磨耗等。为使列车能够安全、平稳和不间断地运行，钢轨除必须充分发挥上述诸功能外，还应保证在轮载和轨温变化作用下，应力和变形均不超过规定的限值。这就要求钢轨具有足够的强度 、韧性和 耐磨性能。机车依靠其动轮与钢轨顶面之间的摩擦作用牵引列车前进，这就要求钢轨顶面粗糙，使车轮与钢轨之间产生足够的摩擦力。但对车辆来说，摩阻力太大会使行车阻力增加，这就又要求钢轨有一个光滑的滚动表面。从这一矛盾的主要方面出发，钢轨仍应维持其光滑的表面，必要时，可用向轨面撒砂的方法提高机车动轮与钢轨之间的粘着力。 钢轨依靠本身的刚度抵抗轮载作用下的弹性弯曲，但是为了减轻车轮对钢轨的动力冲击作用，防止机车车辆步行部分及钢轨的折损，又要求钢轨具有必要的弹性。车轮与钢轨之间接触面积很小，而来自车轮的的压力却十分巨大，为 使钢轨不致被压陷或磨耗太快，钢轨应具有足够的硬度。但硬度太高，钢轨又容易受冲击而折损，因此，要求钢轨具有一定的韧性。 1、 钢轨的材质和机械性能 钢轨的材质和机械性能主要取决于钢轨的化学成分、物理力学性能、金属组织及热处理工艺。 钢轨钢的化学成分除含铁（ ，还含有碳（ C）、锰（ 硅（ 磷（ P）、硫（ S）等元素。碳对钢的性质影响最大。提高钢的含碳量，其抗拉强度、耐磨性及硬度均迅速增加。例如，当含碳量从 加为 可使平买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 炉钢轨的耐磨性能提高 60%。但含碳量过高，也会使钢轨的伸长率、断面收缩率和冲击韧性显著下降。因此，一般含碳量不超过 锰可以提高钢的强度和韧性，去除有害的氧化铁和硫夹杂物， 锰含量超过 称中锰钢，其抗磨性能很高。 硅易与氧化合，故能去除钢中气泡，增加密度，使钢质密实细致。在碳素钢中，硅含量一般为 提高钢的含硅量也能提高钢轨的耐磨性能。 磷与硫在钢中均属有害成分。磷过多（超过 ，使钢轨具有冷脆性，在冬季严寒地区，易突然断裂。硫不溶于铁，不论含量多少均生 成硫化铁，在 985时，呈晶态结晶析出。这种晶体性脆易溶，使金属在 8001200 时发脆，在钢轨轧制或热加工过程中容易出现大量废品。所以磷、硫的含量必须严格加以控制。 表中除 他均为提高锰、硅含量或增加铜含量的中锰、高硅或含铜合金钢。 钢轨钢的物理力学性能包括强度极限 b 、屈服极限 s 、疲劳极限 r 、伸长率 5 、断面收缩率 、冲击韧性 (落锤试验 )h 及硬度等。这些指标对钢轨的承载能力、磨损、压溃、断裂和其他伤损有很大的影响。 钢轨接头处轮轨冲击力很大，为加强接头处钢轨的抗磨能力， 在钢轨两端3070火深度达 8 为提高钢轨耐磨和抗压性能，还应对钢轨进行全长淬火处理。它是采用电感应加热的方法，以局部改变轨头钢的组织，从而提高钢轨的强度和韧性。 综前所述，为适应 车间的生产环境以及符合整个龙门架的要求。选用国产轻轨 22。 2、 22标准 = 11264轨型号 kg/m=22 截面尺寸 轨高 A面尺寸 底宽 B面尺寸头宽 C文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 截面尺寸 头高 D面尺寸 腰高 E0 截面尺寸 底高 F面尺寸 腰厚 t面尺寸 S1面尺寸 S227 截面尺寸 4 截面尺寸 R面尺寸 R1面尺寸 r面面积 =论重量 kg/m=心距离 c心距离 e性矩 I=339 截面系数 Z=转半径 I文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 结论与展望 本文对火焰清理机龙门架机座的一些关键数据进行了研究，获得了一些成果与结论。我们求出了电动机的功率选择和齿轮齿条的数据及轨道的选择要求，现已经能够熟练的操作 时我们对机构的尺寸确定、传动角及各角度的验算、电动机的选取都有了一定的掌握。 随着我国制造业的发展，加工中心的需求也在增加，特别是四轴、五轴联动的加工中心。作为数控机床的主要功能部件，数控转台在整个机床工具行业中的作用越来越重要。这样就对数空转台各方面的性能要求越来越高， 通过本文的研究分析得出的结论我们有理由 相信：在不久的将来我国能够较快较全面掌握钢坯火焰清理技术，为我国冶金企业长期发展注入强劲的活力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 参考文献 1 吴宗泽、罗胜国 M高等教育出版社 , 2 濮良贵，纪名刚 M高等教育出版社， 2002. 3 罗学科 M中央广播电视大学出版社 ,2008. 4胡宗武等 . 非标准机械设备设计手册 M机械工业出版社 ,2005. 5 杨贺来 M清华大学出版社 ,2009. 6 关慧贞、冯辛安，机械制造装备设计 M，北京：机械工业出版社， 7秦大同机械传动科学与技术 M北京：清华大学出版社， 2003 8齿轮手册编委会齿轮手册 M北京：机械工业出版社， 1990. 9付则绍新型蜗杆传动 M北京：石油工业出版社， 1992. 10 方建军，刘仕良 M化学工业出版社 ,2004 11 邓星钟 M华中科技大学 出版社 ,2007. 12 罗迎社 M武汉理工大 学 出版社 ,2000 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 致 谢 毕业前我们顺利地完成了 钢坯火焰清理机 的毕业设计课题。面对自己的设计成果，既是激动也是感动，这是因为完成了毕业设计的全过程，在整个过程中学到了不少的东西，受益匪浅。 毕业前，当 我们布置毕业设计任务时，未曾想到， 机械 毕业设计提出的要求并非所想那么容易，要求我们从 一个一无所有开始 ，并要求我们按 企业生产的实际 要求，把 设备 设计计算出来 。全过程式的毕业设计既有难度，又激起了我们的兴趣。我们尽心尽力地去做，掌握了设计的整个思路、步骤、方法 ，进一步强化了制造软件的应用，更强化了我们 的独立思维能力和整体协调能力 。现在，我们在 授 的帮助下，将自己毕业设计的成品展示出来，表明我们全过程式毕业设计成功和学校培养应用型人才的体现。 实践是检验真理的标准，这话的确意味深长，知识必须通过应用才能体现它内在的价值，这次的毕业设计，我们自己 为实现它的价值迈进了一大步 。 在此，我们衷心感谢学院能为我们提供这次毕业设计实践机会与条件，同时，感谢 悉心指导 。在整个设计中我们学到很多，提高很多，更培养了我们独立工作能力，增加了对毕业后自己工作 能力的信心。限于经验不足，我们设计中虽仍存在很多不足，但经过这次实践，却使我们明确了今后的努力方向。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 附录一： 板坯表面清理跟踪试验报告 王莹冰 提要 本文叙述丁我厂连铸板坯表面清理的跟踪试验情况携 表面清理后的钢坯，轧制 后钢板上的裂纹及其他缺陷的出现率均减少钢板质量提高。 关键词 板坯 表面清理 钢板质量 我厂连铸板坯清理工序于 1992年 了弄清清理效果和正确掌握清理后的验收标准 1992年 12月成立丁由质管处、技术处、转炉分厂、中板分厂参 加的跟踪试验组。现将跟踪试验情况总结如下。 1 试验方案 (1)在半成品检验站挑选 5炉表面缺陷多的板坯进行火焰清理，并详细记录表面缺陷的名称、分布及清理情况，然后按炉发往中板切割，再根据清理面的大小，从大到小编上序号，并记录每块小板上的清理情况最后按序号进炉 (清理面大的先进炉 )进行跟踪轧制。 (2)选 5炉表面缺陷多的板坯 (因临近春节，只选到 4炉 )，不经清理，按炉轧制然后与经清理的坯进行比较。 2 板坯表面概况 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 (1)清理过的 5炉 (用火焰枪清理，清理宽度为 00情况见表 1。 (2)未清理的板坯表面质量情况见表 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 3、 钢板表面缺陷 钢板表面缺陷情况见表 3。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 4、 结论与建议 从跟踪轧制的记录统计分析看出： (1)板坯上肉眼可见的缺陷主要是裂纹 (以纵裂纹为主，且多出现在连铸机外弧面上 )，其次是结疤、翻皮。 (2)火焰清理后的表面不太理想，有的地方吹得过深 (达 0边缘不够平滑，使钢板上出现鳞层、凹坑缺陷。如 2 1 43炉第五块上表面吹后有深度大于 坑，轧后板上仍有凹坑，因此必须提高清理技术水平，力求处理后的表面平滑无棱角，最大深度不超过 (3)表面清理对提高钢板质量、减少表面缺陷是有效的，经清理的钢坯轧制后钢板上的裂纹出现率为 8 ，而未经清理的达 4O 38 ，其它缺陷的出现率也有减少 清理后的 5炉钢坯，轧成钢板裂纹出现率由 84降