大型H钢翻转提升机构设计【10张CAD图纸和说明书】

  目 录
    1 绪  论 2
1.1课题来源及研究的目的和意义 2
1.2同类设备目前的发展着状况 2
1.3 设计的基本内容和拟解决的主要问题 7
2.1初始参数的拟订 8
2.2机构的选择及各部分形式的确定 8
2.3 H钢翻转过程分析 11
2.4 大型H钢翻转提升机的布置 12
2.5本章小结 12
3.1电动机的选择 13
3.2带传动设计 14
3.3 本章小结 20
4.1链条的选择及链轮的设计计算 21
4.2轴的结构设计及校核 24
4.3 液压缸的设计及计算 28
4.4本章小结 34
5.1液压系统设计 35
5.2电气控制系统设计 38
5.3系统工作过程 42
5.4 本章小结 44
参考文献 45
致谢 46

  第1章 绪  论
1.1课题来源及研究的目的和意义
随着经济的不断发展，大型工业与民用建筑不断的出现，以至使得像大型H钢这样的钢材有着大量的市场需求。2005年推出的《钢铁新政》确立了一个重要的的产业政策是注重钢材的节约使用，发展循环经济，是实现钢铁工业可持续发展的必由之路。同时还明确指出H型钢材是绿色环保产品，要大力推广应用。因此可以说，H钢远期需求依然很大。在H钢的价格方面有利好因素，首先，板材价格持续上涨，自2005年以来，以冷轧为带动，中厚板，热卷以及螺纹等的价格都有不同程度的上涨。尤其宝钢调价以来，板材价格在此带动下持续高涨。钢市场逐步回暖也给H型钢市场形成了一个比较稳定的外部环境。其次，国外H型钢市场行情较好，为我国H型钢出口创造了一个有利环境，日本，美国及欧洲等地H型钢市场逐步回暖，价格均有不同程度的程度的回升，国内市场进口H型钢与国产H型钢价格差距已经消失，对国内市场不再构成威胁，反而有利于国内钢材的出口。大型H钢提升翻转机机构在在这个经济背景下产生。
H钢虽然可以用热轧的方法制造，但只能在端面高度为400~600mm范围内取得最佳经济效果，小于或大于这个范围，用其它焊接方法制造更为有利。同时，在焊接生产加工中，当H钢完成组对并进行一面的焊接后，需要将其翻转，以便焊接另一面。但由于H钢体积大、重量重，人工很难翻转，所以需要专用的设备，尤其是在大批量生产中，就更需要一种翻转提升机构来完成这一操作，以提高生产效率。大型H钢翻转提升机就是应用在这种场合下的设备。
1.2同类设备目前的发展着状况
对于翻转机构，现在已有很多的形式。如有框架式、头尾架式、链式、环式、推举式等。并已在实际生产中用于各种工件的翻转。目前国内还未对各种形式的翻转机制订出系列标准，但国内已有厂家生产头尾架式的翻转机，并成系列。
另外，配合焊接机器人使用的框架式、头尾架式翻转机，国内外均有生产。它们都是点位控制，控制点数以使用要求而定，但多为2点(每隔)、4点（每隔）、8点（每隔）控制，翻转速度以恒速的为多，但也有变速的。翻转机与机器人联机按程序动作，载重量多在20～3000之间。例如我国汽车、摩托车等制造行业使用的弧焊机器人加工中心，已成功地采用了国产头尾架式和框架式的焊接翻转机，由于是恒速翻转，点位控制，并辅以电磁制动和汽缸锥销强制定位，所以多采用交流电动机驱动、普通齿轮副减速，机械传动系统的制造精度比轨迹控制的低1到2级，造价便宜。提升机构主要有机械式和液压式两种，且各种提升设备已形成标准系列。
机械式提升机构通常是以省力的钢丝绳滑轮组作为执行构件的，所以可以有较大的提升范围，滑轮组一般使用定滑轮、定滑轮和动滑轮、双联滑轮组（四分支）、双联滑轮组（八分支）等几种形式。另外在机械式提升机构中，也有采用齿轮和齿条进行提升，但采用这种机构的设备一般只适用于小型货物、轻载情况下的提升作业。
液压式提升机构也是常用提升机构中的一种。它采用液压作为动力源，包括有使用液压马达，其执行提升的机构同机械式。由于液压缸的行程有限，对于较大行程的提升都设计有增加行程的装置，如X形的支架。因此，液压式提升机构多用于升降台、汽车翻斗等不需要很大行程，但却有较大载重的设备中。
考虑液压传动具有在同样的驱动功率下，液压装置的重量更轻、体积更小及耐冲击的特点。选用液压式提升机构作为H钢的提升装置。由于系统不需要较大的提升行程，所以使用液压缸直接推动翻转架进行提升即可，这样做，虽然要使用较多的液压缸，但可以简化提升机构，所有翻转架的液压缸都由一个泵源提供动力，即可保证液压缸的同步动作，也可以减少空间的使用。
我国研制的液压提升机，因具有体积小、结构紧凑、安装灵活、操作简单及良好的防爆性能与容积调速和恒扭矩输出特性等优点，广泛应用于工业生产中，并已在在各种金属、非金属矿山和现代工程施工、建筑等领域作非防爆提升设备也得一定程度的推广应用，并仍有较大市场前景。
    随着技术的发展，在液压提升机的使用市场受到挑战的条件下，对液压提升机动性的动态品质与综合性能提出了更高的要求。现有液压提升机的液压系统为开环加简单的手动操作比例式减压阀控制方式，液压泵为直接反馈排量调节变量控制结构，这很难满足对液压提升机的高品质要求。在现有液压提升机基础上，如何调整液压系统结构、设计控制策略，实现自动控制程度更高、安全可靠性更好、运行效率更高、满足乘坐舒适性要求的高品质液压提升机成了目前液压提升机研究与生产厂家的当务之急。
    液压提升机按传动系统有全液压传动的液压提升机和液压—机械传动两大类。
液压提升机由于采用液压传动，减小了产生电火花的元件，空载直接启动，完全由液压系统实现调速，电气控制设备简单，便于实现防爆，安全可靠性好，液压系统传递动力均匀平稳，而且通过液压变量泵能实现无级变速，起动换向平稳低速动转性能好，电控制提升机在启动和低速提升时电阻器消耗能量，在低速重载下放时靠制动间摩擦来实现调速。而液压提升机调节速时无电阻器消耗电能，且在下放重载时向电网反馈电能。液压提升机不象电控制提升机那样频繁启动电动机，与同功率的电控防爆提升机相比，结构简单，体积小，占用用室小、运输、安装费用低;安全保护设施齐全。