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矿热炉
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矿热炉出铁口开口机设计,矿热炉,出铁,开口,启齿,设计
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I 本科毕业设计（论文） 题目： 矿热炉出铁口开口机设计 热炉出铁口开口机设计 摘 要 随着我国工业水平的不断发展，矿热炉冶炼技术日趋强化，矿热炉生产效率得到很大的提升。这使得矿热炉的工作更加繁重，对工作性能及其环境要求更高。 开铁口机是炉前四大设备之一，本次介绍了国内外的一些开铁口机的现状及发展前景。通过在先前的开铁口机的基础上，研究与设计出新的开铁口机。 本设计是关于矿热炉出铁口开铁口机的总体设计，对开铁口机的工作机理进行研究，确定研究方案，对凿岩机及液压缸等驱动机构进行 选型。分别对 开口机的钻孔机构、连杆、悬挂机构、回转机构等进行计算和详细设计。 关键词： 开铁口机；凿岩机；液压缸；驱动机构；钻孔 s is of at By on of a is on to of on of as 要符号表 D 钻头直径 i 长径比 l 钻头长度 j 断面比： d 钻尾直径： B 齿轮宽度 车轮最大轮压 推进速度 P 功率 n 转速 T 转矩 K 载荷系数 M 扭矩 不均匀系数 工作段圆弧中心角 R 曲率半径 抗弯截面模量 车轮强度 I 目 录 1 绪论 . 1 1 毕业设计（论文）综述 . 1 目背景、研究意义 . 1 内外开铁口机相关研究情况 . 1 课题研究的主要内容 . 9 究方案 . 9 口机研究的类型及方案 . 9 究方法或实施方案 . 11 2 设计计算 . 12 头设计 . 12 头设计 . 12 岩机的选择和送进马达 的校核 . 13 及链轮 . 15 . 15 轮主要几何尺寸计算 . 15 车的校核计算 . 18 轮最大轮压 . 18 行阻力计算 . 19 的校核 . 20 3 结构设计分析 . 23 体机构 . 23 孔机构 . 24 转机构 . 24 4 结论 . 27 致谢 . 28 参考文献 . 29 毕业设计（论文）知识产权声明 . 错误 !未定义书签。 毕业设计（论文）独创性声明 . 错误 !未定义书签。 1 1 绪论 1 毕业设计（论文）综述 目背景、研究意义 矿热炉出铁口经常经受着高温铁水和 熔渣的冲刷和浸蚀作用 ,因此对出铁口的正确维护是十分重要的。否则 ,不仅会严重影响正常生产 ,还可能引起事故 ,危害炉前工人和设备的安全。随着矿热炉冶炼的强化、炉容不断扩大和各种新技术在矿热炉生产中的应用 ,矿热炉的生产能力有了大幅度的增长 , 正确维护出铁口就显得更为重要。要求炮泥非常坚固 ,因此无水炮泥等坚硬耐火泥料在国内外矿热炉上获得了广泛的应用。此时 ,出铁口的强度提高了 ,但同时增加了打开出铁口的难度 , 这相应地提高了对出铁口开口机的要求。所以大力提高打开出铁口操作的机械化水平及研制新型的高效能开口机具有重要的意义 1。 开铁口机是矿热炉炉前关键设备之一 , 其运行效果直接影响到矿热炉安全生产。随着矿热炉强化冶炼工艺技术的进步 , 矿热炉利用系数、产量大幅度提高 ,铁口维护工作日益重要。而保持适宜的铁口角度 ,使炉缸具有适当的死铁层 ,有利于保护炉底 ； 渣铁较易出净 ,泥包比较坚固 ,铁口深度波动较小 ,有利于维护铁口2。 本题目来自工程实际，具有很高的实用价值，涉及到机械、液压和结构设计方面的知识，通过本课题， 对现有开口机存在的问题进行改良设计，优化开口机的现有结构，设计出适用、可靠的新型开口机。 延长了开口机的使用寿命。通过对 上述部分结构改良， 并对具体工程项目的设计过程能有更进一步的了解，为以后的工作打下基础。 内外开铁口机相关研究情况 在我国的矿热炉上 ， 目前广泛使用的是吊挂型电动式开口机 ,它是 50 年代设 计的产品。 它一般由 9部分组成，如图 为一工字钢 ， 它的一端沿水平方向铰接在固定的座子 1 上 , 此座子固定在矿热炉炉皮上 。 转臂 2的另一端装有送进机构 3,借助于该传动机构和钢丝绳 4 拖动小车 5 在工字钢的下翼缘上移动 。 钻机本体通过可调吊杆 6 悬在小车上 ,它由电机 7、 减速机 8 和钻杆 5 组成 。 钻杆可装 在减速机的输出轴上 ,能随时拆装 3。 2 此类开口机的结构简单 , 易制造、安装和调整 ,送进机构 3 还可以放在地面上以减轻转臂负荷 但机械化程度不高 , 在操作上仍需人工辅助对正后才能开钻 , 更换钻杆也需人工操作 这类开口机 ,在钻开铁口的过程中 ,其钻杆的中线与水平面间的夹角随钻进深度的增大而加大 , 钻头前端在出铁口内形成弧形运动轨迹如图 孔质量低以这种设备开铁口 , 劳动强度大 , 速度慢 , 且不安全 , 曾多次出现人员伤亡和生产事故 。 所以 , 这种开口机与现代化矿热炉生产发展水平是非常不 相适应的 3。 123456789图 吊挂型电动开铁口机 3 123456图 钻头轨迹示意图 多 年来 , 三峡工业设计研究院一直从事开口机国产化的研究与开发。 2006年 2月三峡工业设计研究院与水钢、鄂钢就降低铁口污染 ,降低钻头、钻杆、油料消耗 ,提高正点率、开口率、出铁率、出铁均匀率 , 共同联合研制了“低耗 、环保、高效”开口机 , 并于 4月 19日成功用于水钢 3号矿热炉 (1350, 取得了良好效 果 4。 十几年来 , 三峡工业设计研究院设计改造了适合中国炉况具有独立自主知识产权的电动、全气动、液气结合式、全液压等四大系列、十二种机型的开口机 , 被炼铁界称为“开口机的世界”。 1) 20世纪 80年代末期 ,国内引进 于湘钢 3用矮柱双轨式 ,在同一行走梁上并排挂两台开口机 ,集冲钻为一体 ,广泛应用于国内 1000 2) 20世纪 90年代初期 ,代开口机 (武钢 3采用冲钻分离式 ,此机与 转速提高了 25 ,扭矩提高了 30 ,冲击功提高了 40 。 3) 1998年 12月 ,昆钢 6开口机转臂为低柱斜座式 ,此结构稳定性强 ,离地面空间小 ,便于设备检修及备件拆换。此外 ,该机还根据国外开口工艺增设了逆打装置 ,1999年 10月三峡工业设计研究院将其国产化 , 并迅速在国内 1000000 4) 20世纪末 ,组建为 21世纪初 ,该公司生产的 全液压开口机 , 随着炉前设备的引人 ,先后在武钢 67钢新区 12韶钢 6太钢 5钢 6785。自 2004年 ,包钢矿热炉开口机气改液技术改造工程完成后 , 该系统一直运行平稳 , 安全可靠 , 完全满 足了炼铁生产工艺的要求 6。 这一新技术的应用 ,对提高中国 4 炉前设备自动化水平起到了积极的推动作用 , 但也出现诸多问题。比如 : 蓄能器氮气泄露问题 ,蓄能器皮碗易破损问题 , 旋转齿轮箱润滑问题 , 吹 扫管尾部雾化水泄露对旋转齿轮浸湿问题 , 以及振打杆与钻杆连接处工作状态下外泄露水的问题等 5。 为适应矿热炉强化冶炼的需要 , 国内各大钢铁公司相继应用了新型现代化开铁口机。早在 20世纪 80年代初宝钢 1号矿热炉从日本引进了全气动的悬挂式开铁口机 ； 90年代初鞍钢 11号矿热炉从德国 立柱 )开铁口机 ； 90年代中期上钢一厂引进了英国 些先进技术不同的典型范例 , 对我国开发研制新型现代化开铁口机影响较大 7。 目前国内应用的新型现代化开铁口机类型较杂 ,2000全液压或气液复合传动 )类型的开铁口机居多 ,2000们共同的特点是都具有导向轨梁和送进机构 , 钻机沿着一定角度的倾斜轨道行进 , 开出的铁口孔道和这个角度相同的圆孔 ,为能够适应坚硬炮泥 , 钻机都具有冲打功能。有的还具有特殊功能 :如正、反钻削 , 正、逆向冲打等 7。 韶钢 7号 矿热炉炉前使用的开铁口机全部都是由德国 主要由液压缸驱动大臂旋转、液压马达驱动小车进给 、液压马达驱动旋转机构和液压换向阀控制双向振打机构的全液压开铁口机。它集旋转、双向振打、吹扫为一体，钻杆、钻头、水雾化为一体。具有功率大、效率高、消耗低、故障少、安全环保等特点。在其辅助设施上，配有先进的水气雾冷却系统和油雾润滑系统。水气雾冷却系统产生的水雾细腻均匀、压力高、流量大、使用方便、安全可靠，在钻进过程中给予钻头良好的冷却，有助于形成规则的细长孔道，一般情况下可确保一个钻头完成开铁口，便于铁口维护，显著提高开铁口效率，降低炉前消耗；同时排渣也比较顺畅，有良好的除尘效果。油雾润滑系统大大降低高速旋转 的活塞与缸体之间的磨损，也对换向振打的部位起到保护作用；良好的润滑效果保证了开铁口机钻进和振打力度，进一步确保一次性完成开铁口的成功率 8。 攀钢炼铁厂、攀钢设计院与中南液压气动设计研究院共同开发研制了全气动高立 气动开铁口机结构组成 : 旋转机构 转臂通过气缸、齿条传动 ； 折叠与倾动机构 0； 导向轨梁与送进机构 上有钻冲小车的行走轨道 , 以保证钻杆的直线运动 ； 钻冲机构 具有钻削、正向冲打的 功能 ； 操作系统 5 图 矮身全液压开铁口机 由于设备停放位置影响炉前安全作业等问题 ,通过加长转臂 , 旋转气缸改油缸 , 取消折叠气马达等改进 , 于 2000年 3月在 4号矿热炉南铁口安装使用 ,一次开铁口成功 , 同时矿热炉应用了无水炮泥 , 与简易电动开铁口机比较使用效果较好 , 但存在气源净化不好和压力波动大 , 气动元件易损坏 ,仍然显得钻进力小。使用 3年多更新为矮式全液压开铁口机 7。 2001年 7月在 4号矿热炉北铁口安装使用 , 由于钻进力大 , 打开坚硬无水炮泥的铁口 时间性短、规则 , 且能直接打开铁口 , 设备可靠性高等优点 , 很快在其它矿热炉推广应用 ,至 2004年底全厂 4座矿热炉全部使用了 型全液压开铁口机。其缺点是回转角度小 ,停放位置距主铁沟近 , 致使铁口周围操作空间小 7。 攀钢新 3号矿热炉有效容积 2000有 3个铁口 ,要求泥炮、开铁口机同侧布置 ,从而留出炉前作业的空间 , 型矮式全液压开铁口机不能满足泥炮、开铁口机同侧布置的要求 , 在新 3号矿热炉研究应用了 机能够与液压泥炮紧凑布置在炉前主铁沟的同一侧。其结构 合理、工作可靠 , 操作、维护简单方便 , 能够适应矿热炉炉前高温多尘的恶劣环境 7。 同时， 安钢也在矿热炉出铁口设备上进行改造。自 2011年 6月对 6号、 7号矿热炉液压开口机进行以上改进以来，开口机倾动机构运行状况良好，零部件没有损坏失效现象，也彻底告别了人工调整开口机钻孔倾角的繁重工作，开口机轨梁绕转心轴至今也未发生一起断裂事故。以上改进简单易行，节省了大量备品备件费用和检修时间，为矿热炉正常出铁提供了保障 9。 天钢 2000 采用液压驱动大臂的转动 ,因为液压工作压力高、运行平稳 、功率大 , 可较好地防止钻孔过程中转臂的后移 , 能够保证 6 整机的稳定性、准确性。而钻孔机构 ( 开口机 ) 和行走机构则采用气动形式 , 体现了开铁口机体积小、消耗低、安全性能好 , 制造费用低的优势 , 是一种比较成熟的技术 , 已在 2000钢 3200 并配以摇控操作模式 , 有利于炉前泥炮、揭盖机的配置及工艺布置 , 具有技术领先、运行平稳、性能可靠、节能环保、操作便利、功率大等诸多优势 , 因此 ,在 4000是目前世 界上最先进的开铁口机之一 , 是矿热炉炉前设备的发展方向。不足之处就是进口设备造价昂贵 , 一次性投入过高 ,但目前在国内已有厂家可以制造 , 并在宝钢开始应用 ,效果良好 10。 世界各国矿热炉上采用的开铁口机型式是多种多样。矿热炉开铁口机根据动力源可以分为气动、电动、液压三种类型。采用气动可以较方便地实现冲打动作 , 所以气动开铁口机在国外得到了较广泛的应用 11。从改革开铁口机发展趋势来看 ,一般应使用吹、钻、捅三用联合的开口机 ,以提高开铁口的机械化水平。国外应用较普遍的为双杆式和换杆式开口机。钻孔和捅口双用的 换杆式开铁口机 ,在日本的矿热炉上得到了广泛应用 (图 这些开铁口机大都是压气驱动的遥控丸、采用旋转与冲击并用的原理进行钻孔作业 ,并采用换杆机构卸下钻杆 ,换上捅杆完成捅口作业。这种开铁口机结构紧凑 , 可以机械化遥控操作 ,避免了烧损钻头的情况。不足之处是机械换杆装置比较复杂 ,并且在炉前要占一定的面积。 1234图 日制换杆式开口机 西欧和美国的不少矿热炉上 ,广泛采用钻孔与捅口双用的双杆 式开口机 ,资料介绍 ,它具有快速、安全、可靠、经济等特开口机具有两个平行滑座 , 装在可移动的托架上。一个滑座上装有钻杆及其驱动装置 ,另一滑座上装有捅杆及其驱动装置。这种开口机打开大型矿热炉出铁口仅需两分钟。打出的铁口圆滑平直 , 且有规定的倾斜角度。钻杆与捅 7 杆进入铁口的距离由专门仪器指示。全部操作可在安全区由一人远距离进行 12。 1234567图 开铁口机 30号矿热炉于 1990年大修改造时 ,安装了西德 0与 都布置在 出铁口的一侧 13。 124 56789101112图 30开铁口机 300同属 它与泥炮将分别布 置在出铁口的两侧 13。 8 12345679101112图 30开铁口机 ,由英国 于1991年 3月在上钢一厂 750它与泥炮同时引进 ,并与泥炮同布置在炉前出铁口的一侧 。 但布置形式正和 30 即泥炮在上 , 开铁口机在下 。 这种 开铁口机除回转机构采用液压驱动外 , 其余机构都采用气动13。 123456789图 开铁口机 由于矿热炉产量的增加 , 带来的问题是如何处理这些大量的渣铁。 200米以上矿热炉在国内都是两个出铁口 , 在国外 3000米以上矿热炉均为四个出铁口。不管是两个、四个出铁口 , 都需要两个出铁场。为了使渣铁运输调度自由互不干扰 , 在国外其平面布置多为岛式布置。国内的矿热炉 , 绝大部分是一 列布置 , 且出铁场均在矿热炉的一侧 ,位置较窄 ,寻求多出铁场在平面布置上困难较大。因此 ,提矿热炉前机械化水平 ,其意义更为突出 14。 9 课题研究的主要内容 满足现代化炼铁的需要利用液压来控制，从而实现开口机效率高，体积小，重量轻， 功能多，施工方便，劳动强度小，对开铁机的改造和设计，对炼铁具有举足轻重作用。开铁口机是矿热炉炼铁炉前的重要生产设备之一，随着矿热炉冶炼技术的发展 ,现代化大型矿热炉均采用高冶炼强度、高顶压的冶炼方法。以前的电动、气动、气液复合、电气复合、全液压等几种类型的开铁口机 ,已不适应矿 热炉高强度冶炼技术的要求。因开出铁口的孔道不规则，铁口事故多，而且打开坚硬炮泥的铁口较困难，阻碍了炼铁生产的发展，新型开铁口机的研制势在必行。随着矿热炉冶炼技术的发展和冶炼强度的提高，现今开铁口机正逐步向可靠性强、操作安全性 高，控制系统远距离人工操作的全液压新型系统发展。 预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施。 本课题研究的主要内容有： (1) 矿热炉出铁口开口机的设计； (2) 开口机的钻孔机构、连杆、悬挂机构、回转机构等方面选型和计算； (3) 驱动装置设计理论及选择； (4) 完成三维建模并能作 出运行原理动态图，最终形成二维工程图。 究方案 开铁口机是矿热炉炼铁炉前的重要生产设备之一，随着矿热炉冶炼技术的发展 ,现代化大型矿热炉均采用高冶炼强度、自动化程度高的冶炼方法 动、气液复合、电气复合、全液压等几种类型的开铁口机 ,已不适应矿热炉高强度冶炼技术的要求。 开口机研究的类型及方案 开铁口机按其结构形式可分为 6种 : 吊挂式、框架式、斜座式、高架立柱式、矮座式、折叠式 ； 按其钻削原理可分为 4种 :单冲式、单钻式、冲钻联合式、正反冲钻联合式 ； 按动力源可分为 6种 : 电动式 、气动式、液动式、电气结合式、气液结合式、电液结合式 15。 (1) 人工开铁口 早期矿热炉冶炼时，炉前打开铁口采用钎杆和大锤进行人工开铁口，不仅劳动强度大、环境恶劣，而且工人安全完全没有保障。随着开铁口机的出现，这种类似小作坊似的开铁口方式很快就被淘汰了。 (2) 电动开铁口机 电动开铁口机主要由摆动机构、送进机构及旋转机构组成。摆动机构由电机、 10 减速机、钢丝绳及配重等组成，实现开铁口机钻孔时的左右定位；送进机构由电机、减速机、卷筒、钢丝绳及小车等组成，实现开铁口机钻孔时的送进功能；旋转机构由电机、减速机 及钻杆等组成，它和送进机构一起实现开铁口机的钻削功能。这种开铁口机操作简单、成本相对较低，因性能较差，只能满足小矿热炉生产使用。它的不足之处主要体现为： 1) 钻进速度较低，经常因打不开铁口而靠人工用氧气烧开铁口，工人劳动强度大，危险性高； 2) 由于炉前温度高、粉尘大等恶劣环境，类似电机绝缘降低、减速机轴承易损等设备故障率高，维修工作量大； 3) 开口角度自锁能力差，打开的铁口为不规则形状，不仅降低出铁口的强度，甚至会酿成设备损坏等重大事故，所以目前也在逐渐被淘汰。 (3) 气动开铁口机 气动开铁口机主要由工作 机构、倾动（摆动）机构和控制操作机构组成。工作机构由机架、冲击回转开铁口机、行走气动马达、链轮机构等组成，冲击回转开铁口机的送进和退出由行走气动马达通过链条传动实现；倾动机构由卷扬机构、滑轮钢丝绳组成，实现工作机构的前进和后退；控制操作系统由油雾器、调压阀、气动控制阀、压力表等组成，控制气体的压力、流向等。与电动开铁口机相比较，气动开铁口机增加了冲击、吹扫等功能，钻头采用麻花钻，排屑效果好；开口角度自锁性得到提高，钻杆摆动小，不易发生钻孔偏心；而它投资小，占用工作空间小等优点目前仍得到广泛应用。 (4) 液 压开铁口机 液压开铁口机由钻孔主机、送进机构、旋转机构和液压站等组成。钻孔主机安装在行走小车上，由液压马达、蓄能器、换向振打等组成，实现钻削和振打双作用；送进机构主要由液压马达、传动链条和行走小车组成，实现主机的前进和后退；旋转机构由液压油缸带动连杆机构实现开铁口机的旋转。另外还增加了钻杆定位机构、油雾润滑机构。液压开铁口机具有钻削、冲击能量大、钻孔深度大，结构紧凑轻便，液压缸保压性能好，开口角度自锁能力强、钻孔圆柱度好，动作灵敏、控制方便、安全性高等优点；尽管它占用空间大，成本高，仍在大中型矿热炉上获得广 泛地应用。 (6) 气 气 削、进给等采用气动；因旋转机构不能承受较大的冲钻返退力矩，轨梁前端有锚钩，通过轨梁绕固定点的升降摆动来实现挂钩和脱钩。根据设计理念的不同，也有其他气液结合方式的开铁口机，此处不作赘述 9。 本方案采用全液压开铁口机机构，其优点有： 1 回转臂，钻进机构水平可调，钻进机构还可仰俯倾斜可调，因此可方便 11 地调节开口的角度和位置，满足矿热炉生产的变化需求。 2 钻进机构中的液压凿 岩机具有冲钻双动作功能。 3 全液压操作，结构简单紧凑，设备重量轻，制造成本低，定位精确，工作效率高，可收折，占地面积小，方便出铁操作。 4 液压马达安装在钻进机构后部，液压凿岩机通过链轮条及小车实现工作送进及快速后 退。 5 钻进机构进退时采用流体多路回转接头及全钢收放铰系式液压管线，安全可靠，寿命长。 究方法或实施方案 对所选定的方案进行结构设计，传动系统设计及限位系统设计，用三维软件模拟系统的运行。对以下几部分 进行分析： 1 选择恰当的开口机设计参数； 2 开口机运动受力结构的合理性； 3 开口机零件的材料选择，结构合理的布局； 4 装配图完整的表达。 12 2 设计计算 头设计 钻头设计 钻头为硬质合金材料 1) 钻头直径 由铁口直径决定，在我国已经系列化。参照目前国内钻头直径选择钻头直径。 D=80 ( 2) 钻头长度 钻头长度与钻头直径之比为长径比 i=l/D (式中： 长径比 i，一般 i 取 ： i=l/D=.7 l=( D =( 80 = 184216 l=185) 钻尾直径 钻尾直径和钻头直径的比值叫做钻头断面比。 j=D/d (式中： j 值一般取值 ： j=D/d 13 d=D/0/847尾与钻头螺母连接在一起，所以钻尾设计成 螺纹型。 取 d=42 凿岩机的选择和送进马达的校核 1) 钻头 D=80速 n=250r/口深度 用硬质合金钻头。 钻头尺寸如下： 钻头直径： D=80 钻尾直 径： d=42刀片个数： z=2; 铁口碳素料： 钻头推进速度： m/钻头切割深度： h= Vn/nz=2mm/r; 切割面积： s1=hD/z=280/2=80 (钻头角速度： =n/30=50/30=s; (计算结果如下表所示： 表 钻头参数 设主刃外围磨损宽度： 主刃磨损端面积： 1D（ 1： 计端面积： 53 刃磨损端面的压力： 1： 刃磨损端面摩擦力： 2u 刃磨损端面摩擦 力： P2u 切削力： 切削力产生的摩擦力： F= 向总推进力： P=( 2 + )z 切削主力矩： kgm 刃摩擦力矩： 2 z kgm 刃摩擦力矩： z kgm 阻力矩： M kgm 均匀系 数： 动机械效率： 要功率： 由上述的参数可得，所需的扭矩应为 kgm,需要钻孔深度 头直径 80以，根据 所需凿岩机为 ，其技术参数如下： 14 表 凿岩机参数 型号 钎杆回转结构形式 双向外回转可调转数 配气机构形式 无阀 机重 90 气缸直径 125 活塞行程 60 活塞重量 7 使用气压 57 使用水压 46 使 用 冲击频率 19002000 气 压 冲击力 200 为 扭矩 110120 5kg/气量 11 时 钎杆转数 0250 钻孔直径 5080 钻孔深度 30 钻尾规格 4297 气管内径 冲 38 回 25 水管 内径 19 外形尺寸 750355303 2) 送进马达的选择： 送进马达的主要作用是推动钻机向前并使之对压钻体有一定的压靠力。 由第一个表得知： 轴向总推力： 0=3697N 在后面得到链轮的直径： d=减速器轴输出的力矩为： MPd/2=m (则： N=Mn/9550= ( 15 查阅相关资料的减速机效率： =需要的马达功率： P=N/= (而所需马达： P=5.8 以符合要求。 及链轮 链 初设链轮直径为 150) 链的运行速度 v v=2rn/i60=s (由于链速 f+ f= =2 B=75侧半径： = 链的尺寸 齿沟圆弧半径： 沟半角： /2=552=50 工作段圆弧中心 标 M=作段圆弧半径： 作段圆弧中心角： =182=工作段圆弧中心 标 W=1.3 z=1.3 z=形半角： /2=172= 17 齿顶圆弧半径： r3=.3 +作段直线部分长度： bc=e 点至齿沟圆弧中心连线的距离： (1+2d)= 三圆弧一直线型链轮 2) 小链轮对应尺寸计算 a. 根据需要选择小链轮齿数 z=9 b. 精确计算小链轮的主要几何尺寸 分度圆 直径 d=d=P/z=顶圆直径 d+d+(z)(z)=根圆直径 侧凸缘： 19 工作级别为中级时，车轮直径 50车轮直径系列，初步选择车轮直径 36) 强度验算 按车轮与轨道为线接触和点接触两种情况验算车轮强度 23=1442N 车轮材料选择 料参数为： k=340b=640接触局部挤压强度 中： 表得 l=40mm 表查得车轮转速 nc=v/D=m 时， 为 别时， c=3864N合要求 4) 点接触局部挤压强度 中： 表得 轮与轨道曲率半径中的大值 r/R 比值所确定的系数， r/R=50/68= m= =轮 合要求。 所选小车轮直径 D=136运行阻力计算 摩擦阻力矩 m=(Q+k+d/2) (式中： 20 由所选轴承型号为 205，轴承内外径平均值 d=（ 25+52)/2=得 k=得 =得 =入公式得： Q+k+d/2)=m 运行摩擦阻力 : =286N 当无载时 Gc(k+d/2)=m =104N 的校核 1) 由于作用在梁上的所有力基本上作用于纵向对称平面内的一条曲线上，所以 我们可把弯曲归结为平面弯曲，以便简化运算。受力情况如下图 示： 图 梁的受力 已知： 800N， 960N，求反力 Y=0，因此 2=2 由 M=0，因此 470010040得774N,986N 则有弯矩图如图 示 图 梁的受力分析 21 2) 强度校核 a. 弯曲校核 弯曲正应力计算公式： =z 式中： 最大弯曲正应力计算 z=M/中： z= z=(6H (式中： B=220=180mm b= h=148 6H=05 最大弯矩点 c 点 264 =M/ b. 剪切校核 剪应力计算公式： =中： 所求应力点到截面边缘间的面积对中性轴 z 的静矩 剪应力在腹板的分布是抛物线分布。如图 示： 上翼梁 下翼梁 图 剪应力 22 最大剪应力仍在截面中性轴上，其值为 = 其中 可从型钢表查出 则当在 B 点时有 Q 最大，在此点时候有最大剪应力。 774N 12=07 =481 =c( a+ c b)。 图 冲打钻杆时的位置。这时筒状滑阀处于最右端位置 , 信号孔 P、 并和回油路接通 , 由于面积 b c,这时筒状滑阀开始向左移动 , 移动到左端位置时 , 冲击活塞的后腔与压力油路断开 , 而与回油路接通 如图 击活塞前腔受压力油作用 , 开始向右移动 , 当移动 到前腔与信号孔 筒状滑阀上的面积 由于( a+ c) b,故筒状滑阀向右移动 , 移动到将冲击活塞前后腔油路接通如图 前腔面积小于后腔面积 , 故冲击活塞向前运动 , 直到撞到钻杆尾部为止。这样连续往复循环 , 便得到了冲击活塞的高频往复运动
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