SJ146铸铁机设计【6张CAD图纸和说明书】

摘要

毕业设计作为大学学习最后阶段的教学环节，是对我们四年来理论和实践学习的一次全面、整体、深刻的校验，也是我首次系统地将理论知识应用到工程实际中的一次考验。

机械工业担负着装备国民经济各个部门的重任。在改革开放过程中，机械工业又将要发挥重要的作用，为此提高机械工业的产品质量、提高经济效益迫在眉睫。

本设计说明书中所涉及的是铸铁机一种——滚轮移动式铸铁机。主要内容有铸铁机的工作原理，主要零件的设计，铸铁机链带受力分析。

铁水从高炉中出来后，为了解决运输及储存问题而使用的一个将液态铁水铸成小块铸铁块的机械。

在设计过程中，实地考察了实习工厂的设备，并借阅了大量的工厂的实际图纸，也参阅了大量的关于矫直机的资料，进行了反复的比较，取长补短，从而完成了自己的毕业设计。
 
进行大规模的整机的设计，对我个人来说，尚属首次，加之经验不足，知识缺乏，所以在设计中难免会出现错误和考虑不到的地方，我衷心的恳请各位老师给予批评和指正。谢谢。

Конспект
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目  录
摘  要 Ⅰ
Конспект Ⅱ
第一章 概述 1
1.1铸铁机前的铁水运输 1
1.2工艺要求和设备选型 2
1.3铸铁机的发展 5
第二章 铸铁机生产能力确定及链带受力分析 16
2.1铸铁机生产能力的确定 17
2.2铸铁机每条链带的电动机功率的确定 17
2.3电动机功率的确定 21
2.4电机及其减速器的选择 21
第三章  铸铁机的零件设计 22
3.1主动链轮轴的设计 22
3.1.1 选择轴的材料 22
3.1.2初步估算轴径 22
3.1.3轴的结构设计 23
3.1.4轴的强度验算 26
3.2从动轮轴的设计 29
3.2.1选择轴的材料 30
3.2.2初步估算轴径 30
3.2.3轴的强度验算 30
3.2.4轴的结构设计 33
第四章 链带及铸铁模的设计 36
4.1铸铁模 36
4.2链带 36
第五章  铸铁机的辅助装置设计 38
5.1张紧装置 38
5.2铸铁块的冷却系统 38
5.3铸铁模喷浆装置 39
5.4前方支柱 39
第六章 铸铁机室的布置 40
6.1铸铁机室的布置形式 41
6.2铁路布置 41
6.3铸铁机中心距的确定 41
6.4操作室，前方支柱及机前机后操作人员的操作台 41
第七章 创新设计 43
7.1采用双电机驱动 43
7.2 采用挡板防滚轮卡死 43
结束语 45
参考文献 46

第一章概述

1.1 铸铁机前的铁水运输
铸铁机是为了将铁水连续铸造成铁块而设置的。在高炉车间出铁场上由铁水罐车或混铁车贮存的铁水经铁路运到铸铁机前的前方支柱旁以备浇注。
国内高炉铁水的运输设备大部分采用铁水罐车，它是由梨形的铁水罐和承载车二部分组成。它的走行是靠机车头的牵引，它的吊装与倾翻是由专用的起重机来操作的。国内常用的有65吨铁水罐车、ZT—100—1型铁水罐车、ZT—140—1型铁水罐车。
65吨铁水罐车的铁水罐容量为65吨．椭载时罐体总重86吨，罐体中之耐火砖重10吨，车架总重17．5吨。ZT—100—1型铁水罐车队铁水罐容量为100吨，满载时罐体总重128吨，罐体中之耐火砖重14．3吨，车架总重22吨。ZT—140—l型铁水罐车的铁水罐容量140吨，满载时罐体总重171吨，罐体中之耐火砖重16.5吨，车架总重28.5吨。这三种铁水罐车负载时的最大运行速度为20千米／小时，在道岔处允许最大运行速度10千米／小时，铁道轨距1435毫米。
在现代化的大型高炉车间里，生产的铁水量很大，铁水罐已不能满足运输的要求，因而改用混铁车来完成运输和贮藏铁水的工作。它较之铁水罐车有以下优点：1)容量大，使运输和周转减少，注入和倾出铁水方便，可提高生产率；2)铁水在罐中的保温性能好，使铁水的保温时间得到延长，利于调度；3)减少了罐口结瘤、结壳的铁水损耗，也减少了罐子的清理和维修的工作量；4)对铁水还起到了调配混匀的作用。
国内最新采用的320吨混铁车。
320吨混铁车它是由雪茄式混铁罐、承载车和倾翻机构三大部分组成的。雪茄式混铁罐是由二边对称的截头圆锥与中间圆柱体组成的锥简形罐体，可绕中心偏上70毫米的回转轴转动，这是为了使罐体与铁水的合成重心落在回转中心的下方。它保证了罐体的稳定，不会发生自行倾翻的事故，即使在倾翻时发生停电事故，重心也可使罐体自行复位。承载车由16组轮对组成，每四组轮对组成一个小回转架，每八组轮对组成—个大回转架，弓形大车架就支承在二个大回转架上，承载车全长25．8米。倾翻机构有二种速度，在铸铁时采用低速倾翻，倾翻速度为0.015一0.0015转／分；在炼钢车间倾倒铁水时采用高速倾翻，倾翻速度为0.15转／分。它的传动方式采用双电机行星齿轮减速器，低速时采用直流电机可调速驱动，高速时采用直流、交流双电机同时驱动。由于混铁车的回转中心与空罐或满罐时的合成重心相接近，故它的倾翻力矩大大低于铁水罐车，它的倾翻力矩为55吨力米，倾翻电机功率低速时为1．5千瓦，高速时为11千亿。它的供电方式为插销式，插座设在车端部，插销设在翻罐操作处。该车新罐时可装320吨铁水，后期罐可装370吨铁水，空车自重260吨，车辆的走行由机车头牵引，走行速度为8—15千米／小时，轨距为1435毫米，钢轨为60公斤／米，混铁车轮轴的承载为40吨／轴。
1.2  工艺要求和设备选型
    铸铁机是为了将铁水连续铸造成铁块而设置的。当铁水内铁水罐车经铁路运至铸铁机前的前方支柱旁时，这时由铁水罐翻罐卷扬的吊钩将铁水罐的下部吊耳吊起，并使其支爪搭在前方支柱的支承轴上，此时吊钩提升渐渐倾翻铁水罐，铁水经流铁槽流入铸铁机的二排铸铁模内。当铁水由混铁车经铁路运至铸铁机前时，则不需要前方支柱，可直接驱动混铁车的倾翻机构，使罐内铁水徐徐注入到流铁槽内，再经流铁槽流入铸铁机的二排铸铁模内。铸铁模内铁块随着传动链的运行而逐渐被冷却，直至到链带的终端，这时凝固的铸铁块翻落在卸料槽中，沿槽壁沿入收集车内。当传动链返回时，在铸铁机的下部设有喷灰装置，可将石灰浆喷洒在铸铁模上，以防铸造时铁水与模子发生粘连，每台铸铁机均设有二条传动链，同时运转工作。
对铸铁机的设计要求有：
1)在浇铸过程中应尽量减少铁水的飞溅损失和防止铁水从铸铁模中溢出的损失，高铁水收得率，并应保证铸铁块的质量。
2)加强铁水在铸铁模中的冷却速度，缩短铸铁块的冷却时间，可以提高铸铁机生产率，并降低设备重量。
3)提高铸铁机设备的零件寿命，减少设备故障，选择经济有效的设备结构形式。
4)减轻设备重员，提高机械化程度，尽力降低铸造每吨生铁所消耗的备件重量，并应降低单位重量备件所需的加工台时值。
为了减少铁水在浇铸时的飞溅损失，在铁水罐的浇注口下设有流铁槽。为了减低铁水流的落差，流铁槽的底面坡度一般为3%，  流铁槽的出口和铸铁模之间的落差应尽量小，一般都不超过50毫米，铁水流应呈薄而宽的瀑布状注入铁模，这样可减少铁水的飞溅损失和铁流对铸铁模的冲刷。
国内现在采用的铸铁机共有二种型式，滚轮移动式和滚轮固定式。
 这两种型式的铸铁机都采用铸铁模平行排列、相互塔接方式，模子二端与两边的链条联结，组成一条封闭循环的运输带。链带的前部为浇铸部分，有的设有5米长并与水平组成10一14倾角的浇铸链带，这样在较大倾角的链带上，铁水能更好地越过各铸铁模的搭接口均匀充满各模子，链带的其余部分倾角为6一10左右，这样可防止运行时铁水从模子中溢出．造成损耗。在链带的前部还设有可调节链带张紧的装置，当链带销孔磨损时可调节张紧力；当链节需要更换时，应放松张紧装置。在链带的后部，还设有铸铁块的抛卸装置。它用锤子不断敲击端部模子里的铁块，使其脱落铸铁模落入溜槽内。
铸铁机的产量，取决于单位时间内铸造出的铁块量。因此铸铁机的产量与链带的运行速度成正比。当提高了链带速度时，往往可使铸铁块在脱莫时还不能很好地冷却下来。其解决办法处采用加长链带的长度或采取喷水强迫冷却等措施。喷水冷却装置都设在链带的中后部，喷水量应先小后入，逐步增加。以免会影响铸铁块的表面质量。当铸铁机链带长度与冷却条件固定时，铸铁机的产量实际上决定于铸铁块在该条件下凝团所需的时间，并且可依凝固所需的时间计算出最高产量时的链带速度值。
实际生产证明：滚轮移动式和滚轮固定式的铸铁机都能满足生产要求。它们各有优缺点，滚轮移动式因滚轮随链带移动，由于滚轮与链带加工较粗糙，滚轮在工作肘往往容易掉道，并且在轮轴处温度变化很大。当注入铁水时，铁水温度为1250—1300c，卸料时铁块温度为500一600c。因此滚轮轴承与链条的轴销处在高温辐射下，润滑困难，磨损很快，许多厂矿都采用人工注油，每班一次。为了改善滚轮的工作条件，设计了滚轮固定式的结构，由于将滚轮固定在基础两上，滚轮可采用滚动轴承干油集中润滑，滚轮的工作条件得以改善，链条则支承在滚轮上移动，链片的底面成为工作面，因此链片的上下两面都必需加工平整，这样就增加了链片的加工量。为了适当减少支承链带的滚轮数量，链带的节距也比滚轮移动式增加了一倍。滚轮移动式为每个链节设了一个铸铁模。滚轮固定式为每个链节设二个铸铁模，这样链板的外形尺寸和重量都较滚轮移动式增大了。由于两个铸铁模都固定在一个链节上，工作时受热应力和变形的影响，滚轮固定式链片与铸铁模的连接处容易破坏，铸铁模的使用寿命也较滚轮移动式为低，此外滚轮固定式设备重量大，零件的加工量较多，但是使用中滚轮固定式的维修工作量少，使用周期长，事故也较少，当更换备品时所需的加工量较大。
国内各厂滚轮移动式和滚轮固定式都有采用，工艺流程的布置大致相同。
国内各铸铁机的链带首尾链轮的距离为30一60米长，链带运行速度为6—12米／分，最高可达15米／分。上部工作部分链带倾斜角为6一10左右。链轮的节圆直径滚轮移动式为1000一1200毫米，滚轮固定式为1500一2000毫米。相邻两铁模间的小心距为280一305毫米。铸铁块的重量为25—35公斤左右。链带轨道中心距为870—l000毫米。
最近国内许多厂都开始生产小块铸铁块，颇受用户欢迎。它的优点是：  1)小块铁在再熔化时可较大块铁节省焦炭约5%以上；2)搬运、装卸方便，使用时不需要再破碎。这是一种新的发展趋势。过去由于铸铁块块度大，冷却成型需要校长的时间，因此铸铁机一般都设计得很长，产量较大的铸铁机最长可达60米以上，设备重量也很大。如果采用小块铸铁，铁块的厚度减小。在同样产量时，冷却面积将大大增加，因此成型需要的时间可大为缩短。这样当产量不变，链带速度相同时，所需的链带长度将可大大缩短。当链长不变时，可大大提高链带的运行进度。
小块铁用的铸铁模。它是每模六小块，每小块重3．5—4．5公斤，铁模材料用HT25—47制造，每次铁模内浇铸铁水2l一27公斤。
当采用小块铁铸铁模生产时由于小块铁散热面大，冷却快．并且铸铁模的周转周期短，相应的铸模温度比大块铁模要高。在相同的冷却条件下，大块铁模在回程时的温度约为100c，而小块铁模温度可达200c，因而必须加强小块铁模的冷却措施。
为了提高小块铁模的使用寿命，一般都选用厚度大的铸铁模或铸钢模。为了能保证顺利脱模，应适当增加喷浆的浓度。
根据使用单位介绍，以小块铁为原料的化铁炉，可获得以下有利条件：1)铁水温度可提高40c，最高可达1400C左右；2)熔铁时间可缩短，可提高日产量20%左右；3)可节省焦炭5%左右；4)由于铁水温度提高，合金元素Si，Mn烧损可大为减小；5)由于铁水温度提高，铸件废品率可降低30％左右。