料杆式出钢机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘  要  出钢机是加热炉区重要的机械设备之一，它的运转直接影响整套轧机的生产率。目  前广泛应用的出钢机有两种，分别是侧出料出钢机和料杆式出钢机。本文对料杆式出钢  机进行了研究，并根据现场的环境设计了料杆式出钢机。  首先本文讨论了出钢机的发展及主要形式，并阐述了料杆式出钢机的工作原理及工  作过程。在设计过程中，对主要的部件做了合理的选用，例如：传动系统设计中电动机  及减速器的计算和选用、联轴器的选择、出料杆升降机构和移送机构的方案进行的论证  等等，以便达到最佳的经济效益和工作效率。  然后根据原始数据中的出 料杆前进和后退的速度，计算传动轴的转速和电动机至出  料杆的总的机械传动效率等结果，并依据这些结果初选电动机，并对所选电动机做过载  校核，若满足要求则选用，否则重新选用再校核。再选择联轴器、设计减速器并选用。  最后对主要零件进行强度校核，包括出料杆、压辊和传动轴进行强度校核，联轴器  的强度校核，减速器中齿轮、轴和轴承的强度校核，传动轴上键的强度校核。  关键  词 ：出料杆  ，移送机构，压辊  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    is a  of of a is to a of in of a of In of a    in to on fr om on to a  on is if it is to to  of   文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    目  录   1 概  述 . 1 . 计的目的、意义及相关设备的发展情况  1 业设计的目的和意义 . 国内外相关设备发展情况 . 1 计方案的评述 . 出钢机的形式 . 出钢机的结构及工作原理 . 4 钢机主要装置形式的选择及原因 . 5 2  传动系统的设计计算 .传动装置设计方案的确定 .动机的选择 . 出钢机主动电机的功率及转速计算 . 7 定电动机的型号 . 电机过载能力的验算 .速器的计算 . 确定传动装置的总传动比和分配传动比 . 9 定第一级传动的中心距 . 11 定第二级传动的中心距 . 减速器的润滑及密封 .轴器的选择 . 联接电机与减速器的联轴器选择 . 联接减速器与传感器的联轴器选择 . 联接减速器与主令控制器的联轴器选择 .  主要零件强度计算 .速器中齿轮强度计算 . 齿根弯曲疲劳强度计算 . 齿面接触疲劳强度计算 .速器低速轴的设计计算 .动轴承的选择和寿命验算 .联接强度计算 .轴器的强度计算 . 联接电机与减速器的联轴器强度计算 . 联接减速器与传感器的联轴器强度计算 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    接减速器与主令控制器的联轴器强度计算 .轮齿条强度校核计算 . 按接触疲劳强度计算 . 按弯曲疲劳强度计算 .动轴的键联接强度计算 .料杆的强度校核 .语 . 34 致谢 . 35 参考文献 . 36 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第  V 页  1 概  述  计的目的、意义及相关设备的发展情况  业设计的目的和意义  毕业设计是一个综合的专业教学环节，其目的是通过一定工程实践工作，将前面所  学的理论知识与工程实践相结合，培养学生综合应用能力、独立思考能力和解决工程问  题能力。在毕业设计中，通过查阅资料、方案设计、参数确定、理论分析、设计计算 ，  从而提高分析及 解决问题的能力，达到高级工程技术人员的基本要求。  内外相关设备发展情况  世界上主要工业国家的钢产量中，有四分之三要经过轧制，其中板、带钢产量占钢  材总产量的一半以上。加热是轧制作业线的初始工序，钢料轧制前的加热广泛应用各种  不同炉型结构的连续加热炉。出钢机是加热炉区重要的机械设备之一，它的运转直接影  响整套轧机的生产率   。  在以前广泛的应用有一种简单的出钢方式，它的工作原理是，加热炉端出料时，推  钢机将钢料推到出料端的斜坡上，靠钢料的自重滑出炉外。这种方式不需出料机械，结  构简单，但缺点是尺 寸较大、重量较重的板坯对出料辊道的冲击力很大；有时板坯偏斜  后又滑不到辊道上；板坯表面还容易划伤，产生翘皮、结疤等现象。加之板坯在下滑过  程中对辊道的撞击，影响了辊道的使用寿命。  所以为了适应大坯料生产的要求 ,加快了生产的节奏 ,保证了高附加值钢板的轧制，  目前广泛应用的出钢机有两种，分别是侧出料出钢机和料杆式出钢机。这两种出钢机都  有生产效率高的特点，所以大量的应用在连接加热炉区和连轧作业区之间，具有提高钢  板表面质量和经济效益重要意义。  5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    计方案的评述  钢机的形式  (1)侧出料出钢机  推钢机将加热好的钢料推到出料位置后，炉头侧面的出钢机推杆伸入炉内，将钢料  推到炉外辊道或料台上。为了使机构简单并能保证机械安全运转，一般出钢机推杆采用  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    原料验收  加  热  火焰切割  开  连  坯  轧  火焰切割  定尺锯切  标  志  冷  却  清  理  探  伤  检  验  喷  标  检  查  包  装  入  库  发  出  图  艺流程   摩擦辊传动的方式。推力较大时上下摩擦辊同时传动，推力小时只用下辊传动。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    有的小型钢坯加热炉，钢坯轧制周期短，为了配合推钢机满足轧制周期的要求，将  出钢机整个放在一个小车上，并能在轨道上移动。当推钢机将一批钢坯（例如  38 根 ）  推到出钢位置后，靠整个出钢机移动，可依次将钢坯逐根推出炉外。也有的使出钢机支  座绕尾部回转轴转动一个很小的角度而能同样起到上述作用   。如图  2) 料杆式出钢机  1234图  车结构  料杆式出钢机出料是靠出料杆伸入炉内后升起，将加热好的板坯托起移出炉外，然  后出料杆下降，将板坯放在送料辊道上，它的优点是机械传动效率高、出钢速度比较快 、  工作可靠。因此目前大型板坯的出炉，一般都采用料杆式出钢机出料。  为了适应大坯料生产的要求，提高连轧作业区的生产效率，所以，选用料杆式出钢  机。  钢机的结构及工作原理  (1)出钢机的结构：  出钢机设备由两大部分组成，一是传动装置，二是升降移送机构。 主要包括主电机 、  减速器、出料杆、活动架、升降机构、压辊装置、支承装置、液压缸、横移传动装置等  机构组成。  (2)出钢机的工作原理：  出钢机的初始位置和状态是，升降机构处于下位，移送机构处于后位（即炉后辊道 ）  5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    的轧制中心线上。  出钢工艺过程是周期性的，出钢机由初始位置向加热炉方向（正向）运行取钢时升  降机构处于下位。此时移送机构以高速运行，接近炉门时减至中速，接近板坯时减至低  速。当出钢机出料杆端头插入到板坯下底面  3/4 宽度的深度时停车，以确 保板坯重心落  在出料杆内，同时又不误碰相邻的板坯。出钢时，首先升降机构升起到上位，出料杆托  起板坯，使板坯底面高于炉内滑轨面和炉后辊道面。然后移送机构反向运行，从炉出口  侧向炉后辊道轧制中心线移送。因为带有负载，不用高速级，先低速运行。当板坯露出  炉门时升至中速，到达轧制中心线时停车。然后升降机构降至下位，使板坯落在炉后辊  道面上，由后者运输，经高压水除鳞后送往主轧机或粗轧机轧制。  钢机主要装置形式的选择及原因  (1)出钢机头重脚轻，出料杆滚轮始终处于受压状态，出钢时，如果滚轮上承受了远  大于 设计极限的正压力，造成滚轮轴承损坏严重。此外 ,如果采用链传动，滚轮与传动链  轮之间有一受力臂，又长时间承受较大的正压力，造成出钢机受力臂后部产生塑性变形 ，  最终导致链条打滑。所以，针对出钢机链条打滑现象，采用了齿轮齿条式结构，保证了  传动精度的可靠。  (2) 出料杆通过行走轮压在工作台上，出料杆重心偏高 ,承受负荷时，出料杆与所托  重物为一体，则重心继续上移，造成出料杆行走过程中失稳，严重影响定位精度。针对  出料杆变形失稳的情况，将出料杆设计为整体铸钢结构。  (3)出料杆头部为焊接式箱型结构，在使用中出料杆与 钢坯直接接触，在高温作用下 ，  箱型出料杆焊缝受热产生应力，最终导致焊缝开裂而引发出料杆变形，严重时造成出料  杆托钢位置不正，出现钢坯掉道现象。所以，为了保证齿轮齿条的充分啮合，将出料杆  头部滚轮置于齿轮上方，同时，将滚轮位置确定在出料杆自由状态时的中部，有效地减  小了滚轮使用过程中承受的正压力，同时改善了出料杆的局部受力情况。  (4)出料杆在承受负荷时，产生较大的弹性变形，出料杆弹性变形为“”形，进而  引起机体晃动，不能完成出钢动作。出料杆升降装置采用偏心轮装置 ， 当出料杆升起时 , 偏心轮的锁定完全依靠电机 的抱闸 ,而抱闸的抱紧力矩随着出料杆的负载变化而变化 ,升  降可靠性较低。  针对出钢机升降机构可靠性低的情况，采用四连杆曲柄摆杆机构，由液压缸带动曲  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第  X 页  柄四连杆装置，再由连杆带动摆杆托轮，托轮直接支承在出料杆下部，从而增加了出料  杆受力时的稳定性。同时，将托轮设计为滚动轴承形式，以减少出料杆行走时的摩擦阻  力。此升降机构可以通过摆杆角度的变化得到不同的起升速度。同时 ,适当地增加摆杆的  回转半径，可以减小对电机启动力矩的要求。此机构依靠四连杆本身的自锁性， 加上电  机抱闸的抱紧力矩，有效地提高了升降的可靠性。  (5)出料杆的行程：  出钢机的出钢节奏要满足轧制节奏，出钢机的出料杆行程主要取决于被加热的钢坯  长度和炉子宽度，由这些因素来确定两种坯料的前进、后退最大行程  3190280380） ；  前进、后退最大行程  3140280280）  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    2 传动系统的设计计算  原始数据：  最大负荷：  7.9 t  前进、后退最大行程：  前进、后退最大行程，  3190（ 280380） 140（ 280280） 前进速度：  后退速度：  上升速度：  下降速度：  36 m/2 m/ m/ m/出料杆前进上升量：  出料杆前进下降量：  出料杆后退上升量：  出料杆后退下降量：  100 00 00 00 液压缸直径：  液压缸行程：  20020 液压缸最大工作压：  齿条出料杆：  3 14    齿条出料杆间距：  齿条出料杆宽度：  2000 00 传动装置设计方案的确定  由于现场的环境、要求出料杆快速和平稳的工作，所以选用二级圆柱斜齿轮减速器 。  这种减速器的特点是承载能力和速度范围大、传动比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效  率高、寿命长。工作过程是电机通过减速器使出钢机工作。如图  动机的选择  钢机主动电机的功率及转速计算  由文献 5中公式  30出钢机电动机的功率计算：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    N 120 790036 612055式中：  1234图  传动设计方案  P 最大载荷，  kg 由电动机至出料杆的总的机械传动效率。影响 值的因素很多，在一般情况下 ，  齿条式出钢机                   动比  i 8 40，则总传动比合理范围为  8 40，故电动机转速的可选范围为  m m                      m '                                     ' '    ' n  i (8 40) 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技 学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    定电动机的型号  n 1000v D 100072 900 r 根据以上的参数由文献 4选出电机，其型号为 6 。  此电机的主要性能如表 (2      r/   A       %      数  起动转矩  额定转矩  最大转矩  额定转矩  5 980 104 92 . . . 弯曲疲劳强度计算   F K Y F ( 其中   F  齿轮齿跟弯曲应力，单位   齿轮弯曲疲劳许用应力，单位   F   载荷作用于齿顶时的应力校正系数，   齿形系数；  齿轮齿数  Z 12 ；  查文献 3中   载荷系数：    ；  K K A K F K F ( K F 按齿面接触疲劳 强度计算时用的齿间载荷分配系数；  额定功          满  载  时  起动电流  型   号      率        转   速   电流      效率      功率因  额定电流  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    K F 按齿面接触疲劳强度计算时用的齿面载荷分配系数；  K K A K FK F 由公式 ( 齿根弯曲应力：  F  0 4 轮弯曲疲劳许用应力：   F 50  F  公式摘于文献 1中 (10其中  K   弯曲疲劳寿命系数；   齿根弯曲应力：  查文献 1中图 (10    F  弯曲疲劳强度极限值；  查文献 1中图 (10  F 710  F F 故安全。  K F Y K   K   710 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    动轴的键联接强度计算  传动轴的键联接 是用圆头普通平键联接，其主要失效形式是工作面被压溃，因此，  通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算  由文献 1中公式 (6：      235200 式中：  T 传递的转矩，单位为    k 键与轮毂键槽的接触高度，单位为    l 键的工作长度，单位为 圆头平键   l L b 180 40 140这里  L 为键的公称长度，单位为    b 为键的宽度，单位为    d 轴的直径，单位为     p p   p 料杆的强度校核  当出料杆取料时，出料杆受弯矩最大，故验算此时的状态 , 如图  1 79002800 4985 图  料杆受力分析  2 (2800 4985) 2800 A (2800 4985) 2800 据摩擦力原理可知，在  点产生齿轮拉力为：   F f ( 键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为  从文献   N 3                  3 2T 10    20 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    针对出钢杆变形失稳的情况，将出钢杆设计为整体铸钢结构，由图可知  A、 B 点所  受弯矩最大 ,且  A 点较单薄 ,所以对  A 点进行校核。对于  A 点矩形梁 ,宽度  b 500高  度  h 570  根据弯曲虎克定律得：      2             2500570 其中：  Q 为截面上的剪力  Q  论  本文对出钢机的工作原理及工作过程进行了阐述，并依靠所学知识对出钢机的各结  构进行了选择和论证，以便达到最佳的经济效益和工作效率。还对设计的出钢机的主要  零件进行了强度校核。  在毕业设计期间，使我以前学过的机械制图、理论力学、材料力学、机械  原理、机械设计等专业基础课得到复习和巩固，并且使这些理论知识在实际中得到  应用。毕业设计期间，通过查阅资料、进入工厂实际了解设备，这样不仅使我拓宽了知  识面， 而且还提高了设计能力和独立思考的能力。同时，设计期间遇到问题与同组同学  共同查阅资料、共同研究探讨，使我认识到团队精神的重要性，为我以后走上工作岗位  打下良好的基础。还有指导老师的敬业精神和对科学的严谨态度使我身受感染。  在查阅国内外资料时，我深知我国钢铁企业技术水平与国外的差距是很大的，作为  一名即将毕业的大学生，我感到我肩上的重任，同时，我也会把这种压力变为动力，不  断的充实自己，提高自己的创新能力，为国家的富强、东北的振兴出一份力！  总之，这次毕业设计在我的知识上和人生上都具有重要意义，更是对我以后走 向社  3Q E   189      ( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）  第    会的一次难得的历练。  致  谢  在本次毕业设计的过程中，我得到刘老师的大力支持和帮助，为我顺利的完成毕业  实习打下了坚实的基础，而且也对我日后的学习和工作带来了很大的帮助。同时，我也  要感谢机械工程系的各位老师在设计期间对我的指导和帮助。通过此次设计所得到的锻  炼将给我将来走向社会带来极大的帮助。 &nb