锯片张力检测机说明书.doc

河北联合理工大学轻工学院COLLEGE OF LIGHT INDUSTRY, HEBEI UNITED UNIVERSITY毕业设计说明书设计题目：锯片张力检测、调整机学生姓名：李伟伟学 号：200715150529专业班级：07机械5班学 部：工程教育部指导教师：吴丽娟 讲师 2011年05月29日摘要金属切削圆锯片是工业生产中常用的一种切断刀具，它可以用来锯切金属、石材等，用于各种石料、钢铁连轧钢坯、型材生产等各种行业。张力检测设备是用来对锯片的偏摆、张力值进行检测的一种行业专用设备。本文借鉴各国的产品特点取长补短，根据自己的产品需求，研制了适合自己使用的张力检测设备。它的构成是由：焊接框架；激光传感检测、采集、显示、存储部分；液压为驱动力的调整张力辊压部件的进退、锯片夹紧、辊压轮行进、检测活塞液压缸加力部分；辊碾的实现是靠电机通过皮带带动减速机依靠十字联轴器将旋转动作传递到辊碾轮，组成机械旋转辊碾部分；电器控制部分组成。关键词：偏摆、张力、激光传感、液压、减速机、联轴器AbstractMetal cutting circular saw blades are commonly used in industrial production of a cutting tool, which can be used to cutting metal, stone, etc., for a variety of stone, steel and rolling billet, profile production and other industries. Tension testing equipment is used to saw blade deflection, tension testing of an industry-specific equipment. This product features the countries reference each other, according to their demand for products, developed for their own use of tension testing equipment. Its composition is: welded frame; laser sensor detection, acquisition, display, storage section; hydraulic-driven adjustment of the tension roll components of advance and retreat, the saw blade clamping, rolling round the road, testing hydraulic cylinder piston Afterburner part; roll grinding implementation is belt driven by motor through reducer rotating action will depend on the cross coupling is passed to the grinding wheel roller to form rotating roller grinding machine parts; electrical control components. KeyWords：deflection, tension, laser sensing, hydraulic, reducer, coupling 目录摘要IAbstractII1 综述12 检侧原理简介23 总体设计方案44 各部分计算参数55 机械部分结构方案65.1 床身部分65.2 辊碾部分75.2.1 滚碾轴的各部分计算75.2.2 辊碾轮的结构选型95.2.3 辊碾支撑轴承的选择95.2.4联轴器135.2.5减速机155.2.6 辊碾上、下面板235.3 锯片支承、检测架部分245.3.1检测、支撑部分245.3.2 锯片检测架部分266 液压部分286.1液压的动力元件的选择286.2控制元件选择306.3 执行元件的选择316.3.1316.3.2326.3.3336.3.4346.4 辅助元件346.4.1 液压管件选择346.4.2 过滤器357 检测部分368 电气部分方案38结 论40参考文献41致 谢42附录A主要部件、零件、及总装图431 综述锯片张力检测、调整机在上世纪80年代我国就在锯片行业开始引进使用，开始是检测和辊压调整分开的，并且检测一直使用百分表，然后根据读数值对照预先计算好的数值进行比较，这种检测、调整方法既费事、又要求操作工有一定的经验。我们所引进的设备是针对引进国家的产品而设计的，很多地方不适合我国的锯片使用，因此我们一直着手改进此类设备，我根据我我国现有产品结构特点，从经济、实用、储存等角度出发设计了一种集检测、辊压、为一体的锯片张力机，并且随着激光传感技术的推广应用，我们也将激光传感器运用到了检测中来，它能够快速的完成锯片的偏摆、张力的同时检测和调整工作，并对操作工的技术经验水平要求降低了许多，也比以往显性了，从而简化了流程，提高了工作效率。2 检侧原理简介锯片使用必须经过热处理，锯片的直径与厚度比太大，在锯机上安装是依靠中心夹持盘固定在旋转轴上，因此锯片只有依靠本身的刚性来保持稳定性。另外，在锯切过程中会因锯片与被切件相互摩擦产生切削热，片体强度不够会产生片体受热外圆部位热涨变形，从而使锯片形成波浪形，严重影响锯切效果，甚至不能完成锯切工作而报废。热处理本身通过晶粒细化保证了锯片片体的应有的基本刚性，但板材进入到了弹性平衡状态，锯片因为是圆形，并且内部圆心处有安装孔，孔的直径又很小，因此接近中心孔处应力的挠性也就越大。因此需要对锯片片体张力进行检测、控制和调整，这样能提高片体横向刚度。经过辊压的片体在整个片体上分布的应力值会发生变化，辊压后的应力会随辊压部位而向所想象的方向发展，由于辊压带的塑性变形，辊压带的外部会呈现拉应力，辊压带靠近片体中心孔的部分会呈现压应力。在锯片的检测中就成为了用端跳和偏摆两个方式体现出来的。端跳就是锯片中心轴线与片体外圆的不同轴度；偏摆就是锯片在铅垂面上出现的不垂直度的大小，我们就是在360上分割成360个点检测各个点的变形差值。整个过程就是用激光传感器、旋转编码器和一些辅助的单元通过采集板卡，将锯片的端跳和偏摆数值收集到计算机中，然后以图形和数字形式直观的展现出整个锯片的变化值。张力检测、调整机工作原理图（双点化线为锯片）3 总体设计方案锯片张力检测、调整机需要覆盖锯片直径从600mm到2200mm，所以锯片或是辊碾部分必须可以移动，监测点、张力调整加力点也需要移动，并且辊碾、监测、张力调整加力这三个部分覆盖范围也必须在700mm到2000mm才能满足使用需要，所以激光传感器的水平移动、张力加力油缸的垂直移动，要灵活方便；为了保证锯片的平稳和精度不受移动的影响，采用辊碾部分移动，辊碾部分移动要平稳、可靠，没有冲击和振动。为了满足这些要求，整个移动部位均采用直线导轨结构。辊碾部分的辊碾轮旋转采用电机带动减速机，之间连接采用皮带传动，辊碾输出轴与减速机连接采用机械万向联轴器传递扭矩。锯片安装卡紧部分，采用轴向拉紧杆带动压盘锁紧，动作的往返运动采用液压缸的换向来实现；辊碾部分的左右移动采用油缸的伸缩来实现；张力调整加力部分的上下移动依靠手动搬动机械偏心轮锁紧、松开移动，加力的伸缩依靠油缸的前后移动实现；激光传感器的左右移动依靠手动机械偏心轮锁紧直线导轨来固定检测位置，松开偏心轮可以收到移动到需要检查位置，锯片的旋转需要手动转动旋转手柄来实现；整个系统的自动部分全部依靠液压系统来实现。为了节省空间，液压站放置在床身内部，电器控制部分挂在床身上，显示、操作台放置在床身侧面。4 各部分计算参数锯片的直径范围是7002000mm；小基体片的片体硬度范围HRC4246,小硬质合金锯片的片体硬度范围HRC4044，金属热切锯片硬度范围在HRC38-42，材料一般为45Mn2V、65Mn、8CrV等弹簧钢材料，片体强度很高，辊压压力在3MPa-5MPa，辊碾瞬时压力为4吨左右，因此辊碾轮选用材料为CrWMn或9CrSi，整体调质后硬度在HRC60-64；在辊压时辊碾轴承受的弯矩也很大，采用40Cr锻件经过粗加工后调质到HB=240-260以增加其强度；因其辊压部分相对运动空间狭小，轴承采用承载能力较大的滚针轴承；液压系统压力为10MPa，因辊碾部分左右行进要求平稳的前提下尽可能移动速度快，所以设计移动速度为50mm/s-100mm/s可调节；在加力时，为了减少对片体的冲击所产生的共振加力油缸移动速度为0mm/s-10mm/s可调，压力为0-2.5MPa；锯片锁紧油缸移动速度为20mm/s，辊碾轮转速为82转/分。5 机械部分结构方案5.1 床身部分根据锯片的检测最大直径为2200和最大锯片的重量为0.45吨，床身承载主要是辊碾部分总成，辊碾部分总成重量在0.6吨左右，根据锯片适用范围，辊碾总成行程为600mm，所以设计床身外廓尺寸为2000mmX1100mmX800mm，根据碳素机构钢的力学性能参数表查找，选用材料为8mm 厚的Q235A钢板焊接成框架结构，Q235A钢板的抗拉强度为375-500MPa,屈服点为235MPa,弯曲疲劳极限为最小161MPa，此结构件主要承受压力和少量的抗弯强度，并且材料的抗压强度远远大于抗拉强度一般抗压强度是抗拉强度的2-5倍，抗压强度最小按2倍计算也在700MPa以上，因此能满足此张力机的拉压、弯曲性能。因为液压部分的油箱放置在床身内部，所以油箱部分采用手工弧焊整体角焊接，其余各部框架结构采用每隔200mm的断续角焊接，经过查结构钢焊缝许用应力表，角焊缝抗拉、抗压、抗剪应力值Q235A的应力值手工焊接为118MPa/cm2,所以此种焊接形式能满足需要。（床身具体结构见附录：床身焊接图） 床身示意图5.2 辊碾部分辊碾部分由减速机、万向联轴器、联轴器、辊碾轴、辊碾支撑轴承、辊碾轮、辊碾加力油缸组成。因为辊碾轮在碾压锯片时所产生的压力达到400MPa左右，使用2.2KW，四级电机，总传动比为1：8，辊碾部分的强度计算为：5.2.1 滚碾轴的各部分计算dC 3P/N=98*32.2/82=29.1mm计入键槽的影响 d=1.03*29.1=29.97mm因此取标准直径 d=30mm1.1、轴受辊压载荷按52500N计算 FAH=26250N MCH=26250*72=18.9X105N MDH=26250*30=7.88X105N1.2、辊碾轮直径为102mm T=F*d/2=52500=52500*102/2=32.03X105N dC3MCH/0.1-1w=318.9X105/0.1X70=64.6mm计入键槽的影响dC=1.04X64.6=67.1 mm 选择整数直径值dC=70mm dD3MDH/0.1-1w=37.88X105/0.1X70=48.3mm选择整数直径值dD=50mm辊压、旋转轴设计图辊碾部分结构示意图5.2.2 辊碾轮的结构选型因为所辊碾的材料刚性大，并且经过调质处理，硬度都在HRC38-46之间，因此辊碾轮的材料必须能承载很大的压力，并且抗磨性能、抗疲劳强度要高，所以，根据金属材料表进行查找，最后选用冷作模具钢-CrWMn做为辊碾轮材料，这种材料具有较高的淬透性，高硬度，高耐磨和韧性好、变形小。为了增强辊碾轮的内部组织，采用锻造CrWMn，经过半精加工完成后进行热处理，达到整体硬度HRC62，然后对内孔进行精磨达到最终尺寸。辊碾轮外圆做成圆弧形状，提高与锯片片体辊压时的单位压强，并且在辊压时避免因两辊碾轮轴心线不重合，造成的片体受力不均所产生的片体变形，辊碾轮辊碾部分外圆表面粗糙度尽可能小，以减少辊压时辊碾轮与片体间的相互摩擦，从而减少辊碾时的摩擦热和片体的挫伤。辊碾轮示意图5.2.3 辊碾支撑轴承的选择轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据，我们这里由于空间的限制，而又载荷相对很大，辊碾又是这种设备关键的部位，轴承的选择的好坏，直接影响设备的辊碾效果和寿命。因此这个部位轴承的选择是一个很关键的问题。3.1 根据载荷的大小选择轴承类型由于滚子轴承中主要元件间是线接触，宜用于承受较大的载荷，承载后的变形也较小。而球轴承中则主要为点接触，宜用于承受较轻的或中等的载荷，故在此辊碾部分的接近辊碾轮的负荷较大，宜选用滚子类轴承，后轴承可选用球类或圆锥滚子类轴承。3.2根据载荷的方向选择轴承类型对于纯轴向载荷，一般选用推力轴承。较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承；较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。当轴承在承受径向载荷R的同时，还有不大的轴向载荷A时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承；当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷，我们这里的前轴承（接近辊碾轮的轴承）因主要承受的载荷是径向力，最大需要承受40KN的径向力，但空间又很小，所以根据实际情况应选择圆柱或滚针轴承，后轴承可选用角接触球轴承或深沟球轴承。3.3轴承的转速在一般转速下，转速的高低对类型的选择影响不是很大，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。机械设计手册中轴承部分列入了各种类型、各种尺寸轴承的极限转速nlim值。这个转速是指载荷不太大（P0.1C，C为基本额定动载荷），冷却条件正常，且为0级公差轴承时的最大允许转速，我们这里辊碾轴的转速只有82转/分钟，所以给我们选用轴承留有了很大的空间，可以选用低速的轴承，这样的轴承可选用的范围大大提高。3.4滚动轴承的基本结构以滑动轴承为基础发展起来的滚动轴承，其工作原理是以滚动摩擦代替滑动摩擦，一般由两个套圈，一组滚动体和一个保持架所组成的通用性很强、标准化、系列化程度很高的机械基础件。由于各种机械有着不同的工作条件，对滚动轴承在负荷能力、结构和使用性能等方面都提出了各种不同要求。为此，滚动轴承需有各式各样的结构。但是，最基本的结构是由内圈、外圈、滚动体和保持架所组成。各种零件在轴承中的作用分别是：对于向心轴承，内圈通常与轴紧配合，并与轴一起运转，外圈通常与轴承座或机械壳体孔成过渡配合，起支承作用。但是，在某些场合下，也有外圈运转，内圈固定起支承作用或者内圈、外圈都同时运转的。对于推力轴承，与轴紧配合并一起运动的称轴圈，与轴承座或机械壳体孔成过渡配合并起支承作用的称座圈。滚动体（钢球、滚子或滚针）在轴承内通常借助保持架均匀地排列在两个套圈之间作滚动运动，它的形状、大小和数量直接影响轴承的负荷能力和使用性能。保持架除能将滚动体均匀地分隔开以外，还能起引导滚动体旋转及改善轴承内部润滑性能等作用。此台设备的轴承所在位置和结构只适应润滑脂润滑，并且一次性润滑后能在轴承使用寿命时间内不用重复注油的轴承，并且为了便于装配、维修的拆装，内套或外套与滚动体能够分离的轴承，后轴承因为方便拆装，可选范围很大。3.5滚动轴承的分类1）按滚动轴承结构类型分类轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同，分为：向心轴承-主要用于承受径向载荷的滚动轴承，其公称接触角从0到45。按公称接触角不同，又分为：径向接触轴承-公称接触角为0的向心轴承：向心角接触轴承-公称接触角大于0到45的向心轴承。 推力轴承-主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，其公称接触角大于45到90。按公称接触角不同又分为： 轴向接触轴承-公称接触角为90的推力轴承：推力角接触轴承-公称接触角大于45但小于90的推力轴承。3.6 轴承按其滚动体的种类1) 球轴承-滚动体为球：2) 滚子轴承-滚动体为滚子。滚子轴承按滚子种类，又分为： 圆柱滚子轴承-滚动体是圆柱滚子的轴承，圆柱滚子的长度与直径之比小于或等于3 ；滚针轴承-滚动体是滚针的轴承，滚针的长度与直径之比大于3，但直径小于或等于5mm; 圆锥滚子轴承-滚动体是圆锥滚子的轴承; 调心滚子轴承一一滚动体是球面滚子的轴承。 3)可分离轴承-具有可分离部件的轴承； 4)不可分离轴承-轴承在最终配套后,套圈均不能任意自由分离的轴承。3.7轴承的选择各类轴承的特点是选择轴承的基础，而轴承在工作中所受载荷的大小、方向和性质是选择轴承的主要依据。1、根据载荷的大小选择轴承1）载荷冲击大的选用滚子轴承。2）较轻或中等载荷时，选用球轴承。2、根据载荷方向1）纯轴向载荷，较小载荷时，选推力球轴承较大载荷时，选推力滚子轴承。2）纯径向载荷，较大载荷时选滚子轴承、滚针轴承，一般载荷时，选深沟球轴承。3）同时承受径向和轴向载荷，选角接触类轴承，以径向主时，选用圆锥滚于轴承，且一般成对使用。轴向载荷很大时，选组合轴承。3、根据轴的转速1)高速时应优先选用球轴承,直径系列：宜选超轻、特轻、轻系列。2) 速度较低时，应选用滚子轴承,低速重载，宜选重、特重系列。3) 推力轴承只适用于低速高速时，采用向心推力轴承。4) 每种型号的轴承都规定了极限转速,它受温升限制,适当加大轴承径向间隙,采取冷却措施。4、 经济性要求,球轴承比滚子轴承价格低,但取决精度等级。5、外型尺寸,径向尺寸受限制，用轻系列；轴向尺寸受限制，用窄系列。3.8轴承的校核试选圆柱滚子轴承NU1010圆柱滚子轴承，查表GB/T283可得轴承的性能参数为： C=25000N，C=27500N，nlim=6300r/min（脂润滑）在基本额定载荷中可以看出，NU1010承载能力不能满足40000N的需要所有选此轴承不可以。试选滚针轴承4074110，查表GB/T7918可得轴承的性能参数为C=55700N，C=166000N，nlim=2500r/min（脂润滑）可以看出这种轴承能够满足载荷需要a)寿命计算求当量动载荷,由式Fp=fp（XFp+YFA）其中FP=52500NFp=fp（XFp+YFA）1.1*55700=61270N计算轴承寿命，由式Lh10=106/60n（C/FP） 其中=10/3，所以Lh10=106/60(166000/61270）10/3=5389.3h设计寿命为4380h，并且辊碾轴的转速为82转/分，所以选此轴承寿命足够长能满足辊碾使用要求。5.2.4联轴器为了节省应力机的整体结构空间和制造中的经济性，辊碾部分的减速机输出轴与辊碾轴的垂直平面内中心线并不重合，而是错开2角度的，如果将两个不再同一中心线上的两根轴连接起来，并且传递一定的扭矩，就需要一种联轴器。1）万向联轴器的特点万向联轴器的特点是角向补偿量较大，不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一般5-45之间。万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线，存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和运动。万向联轴器最大的特点是具有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高。2）万向联轴器的选择联轴器的选择主要考虑所需传递轴转速的高低、载荷的大小、被联接两部件的安装精度等、回转的平稳性、价格等，参考各类联轴器的特性。具体选择时可考虑以下几点：(1)由于制造、安装、受载变形和温度变化等原因，当安装调整后，难以保持两轴严格精确对中。存在一定程度的x、Y方向位移和偏斜角CI。当径向位移较大时，可选滑块联轴器，角位移较大或相交两轴的联接可选用万向联轴器等。当工作过程中两轴产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。(2)联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器，例如膜片联轴器等，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。(3)所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲振动功能的要求。例如，对大功率的重载传动，可选用齿式联轴器。对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动，可选用轮胎式联轴器等。 (4)两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后，难以保持两轴严格精确对中，或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。例如当径向位移较大时，可选滑块联轴器，角位移较大或相交两轴的联接可选用万向联轴器等。(5)联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需润滑的联轴器此较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感，而且容易老化。(6)联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足便用性能的前提下，应选用装拆方便、维护简单、成本低的联轴器。例如刚性联轴器不但结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性大的传动轴。一般的非金属弹性元件联轴器(例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、梅花形弹性联轴器等)，由于具有良好的综合能力，广泛适用于一般的中、小功率传动。 3)万向联轴器的计算转矩：Tc=TKnKhK KaTn(Nm)交变载荷时： TcTf (Nm) 式中 Tn万向联轴器的公称转矩，Nm，（它是在给定条件下的理论计算数值，即联轴器转速，n10r/min。轴承寿命 Ln=5000h、轴线折角 =3、载荷平稳时的数值）；Tf万向联轴器的疲劳转矩，NmT万向联轴器的理论转矩，Nm T=9550 Pw驱动功率，kwN万向联轴器转速，r/minKn万向联轴器的转速修正系数，Kh万向联轴器的轴承寿命修正系数K 万向联轴器的两轴线折角修正系数Ka载荷修正系数。载荷均匀，工作平稳时，Ka=1.0；载荷不均匀，中等冲击时，Ka=1.11.3；较大冲击载荷和频繁正反转时，Ka=1.31.5，特大冲击载荷和频繁正反转时Ka1.5。对于转速高、折角大或其长度超出规定的万向联轴器，除按上述计算处，还必须验算其转动灵活性，转动灵活性用n 表示，一般情况下：n 18000。式中 万向联轴器的轴线折角，()；n万向联轴器的转速，r/min.因受整体空间的限制，联轴器回转轴必须是直径不能超过92mm，长度要有730mm，传递转矩T256.2KN.m，且因设计结构的安装和后期的维修因素必须可伸缩，才能满足使用要求，所以经过查机械设计手册，选中十字轴式万向联轴器简称万向轴。SWC型万向轴是万向轴族种结构最紧凑，承载能力最大，可靠性最高的一种型式,因此在SWC型中对应适合的参数，找到十字轴万向联轴器中的SWC-I75A型的结构形式多数项指标适合此设备的要求， SWC-I75A的具体参数是：回转直径D/mm 75mm公称转矩T/N.m 400N.m 长度L/mm 395mm 伸长量L/mm 40mm这些参数中只有总长度一项不合格，为此我们通过加工同等直径的材质为45#钢调质的空心轴，将原来的轴断开，并将断开的两断面外圆倒5X45坡口，与加工的轴通过做工装找正后进行焊接来补偿长度问题。5.2.5减速机减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果。1）减速机的种类减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速机、蜗杆减速机和行星齿轮减速机；按照传动级数不同可分为单级和多级减速机；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥圆柱齿轮减速机；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速机。以下是常用的减速机分类： 1、摆线减速机 2、硬齿面圆柱齿轮减速器 3、行星齿轮减速机 4、软齿面减速机 5、三环减速机 6、起重机减速机 7、蜗杆减速机 8、轴装式硬齿面减速机 9、无级变速机齿轮减速机是工业上使用时间最长的一种减速机，广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等领域。齿轮减速机适用范围 1、高速轴转不大于1500转/分。2、齿轮传动圆周速度不大于20米/秒。3、工作环境温度为-40-45 ，如果低于0，启动前润滑油应预热至0以上，齿轮减速机可用于正反两个方向运转。齿轮减速机特点1.齿轮采用高强度低碳合金钢经渗碳淬火而成，齿面硬度达HRC58-62，齿轮均采用数控磨齿工艺，精度 高，接触性好。2.传动率高：单级大于96.5%，双级大于93%，三级大于90%。3.运转平稳，噪音低。4.体积小重量轻，使用寿命长，承载能力高。5.易于拆检，易于安装蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。谐波减速机的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。行星减速机其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。2）齿轮减速机分类1、圆柱齿轮减速机2、大功率齿轮减速机3、斜齿轮减速机4、平行轴斜齿轮减速机5、锥齿轮减速机6、圆锥圆柱齿轮减速机3）减速机型号选择及注意事项1、尽量选用接近理想减速比。2、对减速机的寿命而言,扭力计算非常重要,并且要注意加速度的最大转矩值(TP),是否超过减速机之最大负载扭力.减速机的适用性很高,工作系数都能维持在1.2以上,但在选用上也可以以自己的需要来决定。通用减速机的选型包括提出原始条件、选择类型、确定规格等步骤。相比之下，类型选择比较简单，而准确提供减速器的工况条件，掌握减速器的设计、制造和使用特点是通用减速器正确合理选择规格的关键。规格选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。通用减速器的额定功率一般是按使用（工况）系数KA=1（电动机或汽轮机为原动机，工作机载荷平稳，每天工作310h，每小时启动次数5次，允许启动转矩为工作转矩的2倍），接触强度安全系数SH1、单对齿轮的失效概率1,等条件计算确定的。所选减速器的额定功率应满足PC=P2KAKSKRPN式中PC计算功率（KW）PN减速器的额定功率（ KW）P2工作机功率（KW）KA使用系数 KS启动系数KR可靠度系数目前世界各国所用的使用系数基本相同。虽然许多样本上没有反映出KS KR两个系数，但由于知己（对自身的工况要求清楚）、知彼（对减速器的性能特点清楚），国外选型时一般均留有较大的富裕量，相当于已考虑了KR KS的影响。由于使用场合不同、重要程度不同、损坏后对人身安全及生产造成的损失大小不同、维修难易不同，因而对减速器的可靠度的要求也不相同。系数KR就是实际需要的可靠度对原设计的可靠度进行修正，较重要场合取KR=1.25=1.56左右。4）热平衡校核通用减速器的许用热功率值是在特定工况条件下（一般环境温度20，每小时100,连续运转、功率利用率100），按润滑油允许的最高平衡温度（一般为85）确定的。条件不同时按相应系数（有时综合成一个系数）进行修正。所选减速器应满足PCt=P2KTKWKPPt式中 PCt计算热功率（KW）；KT环境温度系数KW运转周期系数KP功率利用率系数 Pt减速器许用热功率（KW）。圆柱齿轮传动：很好跑合的6级精度和7级精度齿轮传动用稀油润滑。效率在0.980.998。锥齿轮传动：很好跑合的6级精度和7级精度齿轮传动用稀油润滑。效率在0.970.985）齿轮减速机的特点直齿轮的缺点主要在于它们会产生振动。不论是由于设计、制造或形变等方面的原因，在同一时刻沿整个齿面上可能发生渐开线外形的一些变化。这将导致一个有规律的，每齿一次的激励，它常是很强烈的。由此产生的振动既在齿轮上引起大的负载，又引起噪声。还有一个不利点是，在接触时间里有时由两对齿啮合所得到的附加强度并不能加以利用，因为应力是被循环中单齿啮合的状况所限定的。 斜齿轮可看成是由一组薄片宜齿齿轮错位放置成的圆柱齿轮，这样每一片的接触是在齿廓的不同部位，从而产生了补偿每个薄片齿轮误差的作用，这个补偿作用由于轮齿的弹性而非常有效，因而得出这样的结果，误差在10mm以内的轮齿能够使误差起平均作用，因而在有负载情况下，能如误差为1mm内的轮齿那样平稳运行。因为在任何瞬时，大约有一半时间(假定重合度约为1.5)将有两个齿啮合，这就在强度方面带来额外的好处。因此应力可建立在1.5倍齿宽，而不是一个齿宽的基础上。制造和装配一大堆薄片直齿轮是既困难又不经济，因此就制造成连成一体的，轮齿沿螺旋线方向的齿轮。斜齿轮不象直齿轮，它会导致不良的轴向力。但在振动和强度方面带来的好处远胜于由轴向推力和略增的制造成本带来的缺点。因此在减速机制造中选用斜齿轮而非直齿轮.比如四大系列:R系列同轴式斜齿轮减速机、K系列螺旋锥齿轮减速机、S系列斜齿轮蜗轮蜗杆减速机、F系列平行轴斜齿轮减速机锯片张力、调整机的辊碾部分要求减速机输出扭矩为T256.2KN.m，转输出速为82转/分，辊碾时不能有明显的震动，传递速度要均匀准确，动力切断后要有一定的惯性，结构要紧凑，使用寿命长，便于维护。根据以上的要求，综合各种减速机的性能、特点等适用条件，选用斜齿轮减速机作为辊碾转动的减速部件很适合。斜齿轮减速机分：渐开线斜齿轮减速机和斜齿轮蜗轮减速机。根据查找斜齿轮减速机的样本，最终选择：6）F平行轴斜齿轮减速机F平行轴斜齿轮减速机特点：F系列平行轴斜齿轮减速机具有体积小、重量轻、传递扭矩大、起动平稳、低损耗、安装方式多样，输入输出灵活等特点。非常适合在空间受限制的情况下使用。并能与各种减、变速机组合，适用于各种不同条件要求的场所。能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上。振动小，噪音低，节能高，输出转速：0.1752r/min b.输出转矩：高至17000Nm c.电机功率：0.18200Kw d.安装形式多样，可以底脚安装、法兰安装、轴装安装 。根据F平行轴斜齿轮减速机的设计方案和许用转矩参数，结合锯片张力、调整机的各项要求选择其中的：FAF47-Y2.2-4P-17.21型具体参数：输出转速r/min 83 输出扭矩Nm 226 传动比 I 17.21 使用系数f8 1.57 功率kw 2.2这种结构的减速机为法兰空心轴安装形式（见下面示意图），因为减速机安装部位为圆形法兰，所以与辊碾上下面板安装需要一个接盘过度，将圆形转变为矩形才能实现连接，连接法兰盘选用20mm厚Q235板加工而成，并使用四条M16的外六方螺栓与辊碾部分构件连接。减速机要悬挂在辊碾部件的后部，安装时很不方便，因此选用法兰空心轴形式的减速机能够预先在将减速机吊装在连接法兰盘上指定位置用螺栓固定后，再将输出的轴装到减速机空心轴孔上并与传动的万向联轴器用法兰连接，这样既减少安装和拆卸的不便，又便于维修。减速机安装位置示意图5.2.6 辊碾上、下面板面板受力示意图上、下面板是辊碾部分的框架构件，在辊碾时开口处会承受400MPa的力，面板如图所示会产生弯曲，这种弯曲会使材料发生弹性变形，辊碾过程中这种变形会不断重复，因此会产生塑性变形和疲劳裂纹，最终失去应有的工作能力。并且这种弹性变形也会影响加载在锯片上的辊碾力，使测了的数值不准确，从而影响检测精度。因此面板的选材和受力数据就尤为重要。计算面板的截面积尺寸：Mmax=Fa=4X104*0.8=32KN.mWzMmax/=32X103N.m/630X106N.m=50.8X10-6m3设板的宽、高比为h/b=6Wz=bh2/6=b(6b)2/6=6b3/6= b3b350.8X10-6m3b350.8X10-6m3=0.037mh=6b=222mm选用37X222 mm2截面积根据计算结果上图所选尺寸能满足使用要求。并且在40mm槽深底部的直角改为R20mm圆弧，能够减少应力集中所产生的剪切应力。5.3 锯片支承、检测架部分锯片支撑部分包括锯片的支撑轴、锯片安装靠盘、锯片压盘、锯片锁紧拉杆、锯片锁紧油缸、转动编码器传动部件。5.3.1检测、支撑部分 锯片旋转支撑部件示意图锯片重量在30Kg-280Kg之间，锯片内孔直径在50mm-180mm，厚度在4mm-12mm之间，转动速度为20转/分，轴向窜动量0.015mm，径行跳动量0.02mm。根据上面的数据选用轴的形式为： 锯片安装位置直径： 50 轴承选择： 前后轴承均为圆锥滚子轴承 轴材料： 锻件45#钢调质 轴套材料： Q235厚壁钢管或ZG200 锁紧拉杆材料： 45#圆钢调质锯片安装盘材料：45#钢板调质 各部分强度计算：轴承的选择：因锯片悬挂和锁紧，轴承必须承受径向和轴向载荷，锯片检测要求轴向和径向误差允许最大0.02mm，必须有一定的预紧力，转速只有20转/分，安装位置空间较大，并且拆装时要方便，使用寿命要求在26280小时。因此选用圆锥滚子轴承。根据结构和工作条件初选轴承：30212，其基本动载荷为102000N，计算系数为0.4，轴向载荷系数1.5。锁紧油缸的拉力为600N。F=Fr/2y=2800/（2X1.5）=933NF+Fx=933+600=1533NFa/Fr=933/2800=0.33Fp=3733NLh=106/60nX(ftC/fpFp)=1199649h轴承寿命足够使用。由上式中轴承计算可知，轴承选用过于大，如果选用不常用的型号或特殊轴承，能够找到特轻系列的非标轴承，但会造成不必要的经济上的浪费，这种轴承是常用型号，而且价格低廉，生产厂家众多，且还因锯片安装位置直径的限定、总体结构、使用精度和装配特点需要，不能选择更小直径的轴承，因此前、后轴承选择30212圆锥滚子轴承为支持轴承。锯片锁紧拉杆强度计算：锯片锁紧油缸拉力为500N,初设拉杆最细处直接为18mm，使用材料45#钢调质,s=4F/pd2=1.96MPa 查表：静载荷许用应力为s=2.5 MPa此拉杆能够达到强度锯片锁紧压盘采用45#钢制作，因为锯片硬度较高，并且要求压盘最外圆处与锯片支承轴垂直度0.02m，因此压盘必须热处理淬火，并且压盘硬度要高于锯片硬度值，因此压盘淬火硬度为HRC=4548，并且两面粗糙度1.6mm，为了增加压紧力，压盘端面车成环带形。编码器传动部分：是为了带动编码器测量锯片旋转角度的。此部分要求与锯片旋转轴同步转动，并且转动角度要相同。为了节省空间和避免丢转影响旋转角度，还要杜绝因传动时的震动影响检测精度，所以选用同步齿形带作为传递媒体。同步齿形带综合了带、链传动优点的新型传动方式，传动效率高，可达98以上，无滑动，传动比准确，传动平稳，噪声小，使用范围较广，速度可达50ms，速比可达10左右，传递功率由几瓦至数千瓦，维修保养方便，不需要润滑。5.3.2 锯片检测架部分锯片检测架用Q235钢板焊接而成的钢架结构，水平方向放置激光传感器部件，垂直方向放置锯片张力加力油缸部件，两轴线交汇处为锯片支撑轴部件。钢架构件必须保证水平方向和垂直方向的90夹角不能超出30，构件水平、垂直方向直线度为0.05mm/米，采用直线导轨副作为传感器和张力加力油缸的载体。直线导轨是一种滚动导引，它由钢珠在滑块与导轨之间作无限滚动循环，使得负载平台能沿着导轨轻易的以高精度作线性运动，其摩擦系数可降至传统滑动导引的1/50，使之能轻易地达到m级的定位精度。滑块与导轨间的末制单元设计，使得线形导轨可同时承受上下左右等各方向的负荷，滑块移动时平顺且低噪音，实现平稳运动,减小了运动的冲击和振动，容许负荷大 ，所有方向皆具备有高刚性 ，润滑构造简单 ，自动调心能力 ，具有互换性，易安装，体积小、轻量化，特别适合小型化设备、半导体设备、自动化设备、精密量测仪器使用；滑块、导轨材质一般为合金钢，具有高的刚性等特点；，两个方向上分别安装有直线导轨副，激光传感器安装在水平直线导轨副上，张力检测油缸装在垂直导轨副上。激光传感器的传感头重量100多克和加力油缸的重量为700多克，两个方向上直线导轨副承受的载体重量都不是很大，加力气缸给锯片加力时的推力为1.2MPa。选择直线导轨副中普通规格的最小尺寸的就能满足使用，因此我选用“隆创日盛”产的HGH15CA型的导轨副，HGH15CA型导轨副基本额定负载为11.38KN，允许静力矩为0.15KN/m，滑块重量为0.18Kg,滑轨重量为1.45Kg/m.根据这些数据能够满足使用需要。6 液压部分液压原理图液压部分由动力元件、执行元件、控制元件辅助元件工作介质组成。锯片张力、检测机的液压由辊碾轮的加压油缸的往复运动；辊碾部分的前后移动；锯片支撑部分的锯片锁紧、松开；锯片张力检测加压，这几部分组成也是这些液压元件综合产生的。6.1液压的动力元件的选择液压泵的选用液压泵是液压系统中的动力元件。选用适合执行器作功要求的泵，需充分考虑可靠性、寿命、维修性等因素，以便所选的泵能在系统中长期运 液压泵的种类非常多，其特性也有很大差别。 选择液压泵时要考虑的因素有工作压力、流量、转速、定量或变量、变量方式、容积效率、总效率、寿命、原动机的种类、噪声、压力脉动率、自吸能力等，还要考虑与液压油的相容性、尺寸、重量、经济性、维修性、这些因素。 液压泵的输出压力应是执行器所需压力、配管的压力损失、控制阀的压力损失之和。它不得超过样本上的额定压力。强调安全性、可靠性时，还应留有较大的余地。如果每个循环中都发生冲击压力，泵的寿命会显著缩短，甚至泵会损坏。压力越高、转速越低则泵的容积效率越低，变量泵排量调小时容积效率降低。转速恒定时泵的总效率在某个压力下最高，变量泵的总效率在某个排量、某个压力下最高。泵的总效率对液压系统的效率有很大影响，应该选择效率高的泵，并尽量使泵工作在高效工况区。转速关系着泵的寿命、耐久性、气穴、噪声等，泵的自吸能力就计算值来说要留有充分裕量 泵的参数 泵的基本参数是压力、流量、转速、效率。 根据系统地工作压力来选择，一般地说，在固定设备中液压系统的正常工作压力可选择为泵额定压力的70%-80% ，以保证泵的足够的寿命。选择泵的第二个最重要的考虑因素是泵的流量或排量，泵的流量与工况有关，选择的泵的流量须大于液压系统工作时的最大流量。泵的效率值是泵的质量体现，一般来说，应使主机的常用工作参数处在泵效率曲线的高效区域参数范围内，另外，泵的最高压力与最高转速不宜同时使用，以延长泵的使用寿命。 油温和粘度 液压泵的最低工作温度一般根据油液粘度随温度降低而加大来确定。液压泵的最高允许工作温度取决于所用油液和密封的性质。超过允许温度时，油液会变稀，粘度降低，不能维持高载荷部位的正常润滑，引起氧化变质。 使用寿命 所谓使用寿命，通常是指大修周期内泵在额定条件下运转时间的总和。通常车辆用泵和马达大修周期为2000h以上，室内泵的使用大修周期为5000h以上。 价格一般来说，定量泵比变量泵价格低。与其他泵相比，柱塞泵比叶片泵、齿轮泵贵，但性能和寿命要优于它们。 锯片张力、检测机的系统压力需要30-130Kg，选择油泵必须达到140Kg以上，压力等级为中压，泵分齿轮泵、叶片泵、柱塞泵，这几种泵都能满足使用需要，并且不要调压，但选择使用的部件必须遵循经济实用的原则，这几种泵的优缺点是：1、 齿轮泵：体积小，构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。2、 叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积