120215;120连铸方坯定尺火焰切割机.doc

学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日 摘要 摘要火焰切割机是利用各种燃气的燃烧和氧气来切割钢坯,火焰切割机的主要特点是:投资少，切割设备的外形较小，切缝比较平整，并不受铸坯温度和断面大小的限制，特别是大断面的铸坯其优越性明显，但切割时间长，切缝宽，切口处的金属损耗严重，污染严重。切割机构是火焰切割装置的关键部分。它主要由切割枪和关键部分组成。同步机构是指切割小车与连铸坯同步运行的机构。切割小车与铸坯无相对运动的的条件下切割钢坯。返回机构是指采用普通小车运行机构。定尺机构是由气缸推动测量辊，使之顶在铸坯的下面，靠摩擦力使之转动。利用脉冲器发出脉冲信号。关键词：火焰切割机 切割机构 同步机构 返回机构 定尺机构 ABSTRACT ABSTRACTFlame cutting machine is using various gas combustion and oxygen to cut billet, the main characteristics of flame cutting machine is: less investment, cutting equipment appearance is lesser, cut compares level, not by the seam billet temperature and section size restrictions, especially large cross-section of the slab of its advantages, but obviously cutting time long, and the wide, incision seam in loss of metal serious, serious pollution.Cutting mechanism is a key part of the flame cutting device. It mainly consists of cutting gun and key parts. Synchronous institutions refer cutting the trolley and continuous casting slab synchronization operation institution. Cutting the trolley and slab no relative motion conditions cutting billet. Return to institutions refer USES ordinary car operation organization. Scale agency is measured by cylinder roller, to push in the next top slab ? 目录 目录摘要ABSTRACT 1绪 论11.1 连铸钢的概念11.2连铸比的概念11.3 国内外连铸技术的发展11.4 今后我国连铸发展要求21.5 连铸机的组成21.6 弧形连铸机的生产流程31.7切割设备的技术要求31.8切割设备的类型及特点42.同步机构方案论证53.火焰切割机机构设计及计算63.1火焰切割主要参数的确定63.2火焰切割机的机构83.2.1切割机构83.2.2电机的选择93.2.3螺旋传动的设计93.2.4同步机构113.2.5返回机构143.2.6 自动定尺装置174火焰切割机的安装与维修194.1设备的安装194.1.1设备就位和找正调平194.1.2设备安装准备194.1.3零、部件的清洗与装配194.1.4机械设备试运转阶段204.1.5竣工验收204.2日常检查与维护204.3火焰切割机的常见故障204.4火焰切割机检修21设计心得23参考文献24重庆科技学院专科生毕业设计 绪论 1 绪 论1.1 连续铸钢的概念连续铸钢是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺，它具有节省工序、缩短流程，提高金属收得率，降低能量消耗，生产过程机械化和自动化程度高，钢种扩大，产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。自从20世纪50年代连续铸钢技术进入工业性应用阶段后，不同类型、不同规格的连铸机及其成套设备应运而生。20世纪70年代以后，连铸技术发展迅猛，特别是板、方坯连铸机的发展对加速连铸技术替代传统的模铸技术起到了决定性作用。1.2 连铸比的概念连铸坯的吨数与总铸坯(锭)的吨数之比叫做连铸比，它是衡量一个国家或一个钢铁工厂生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。1.3 国内外连铸技术的发展1.3.1 国外连铸技术的发展概况20世纪50年代，连铸开始用于钢铁工业生产。连铸坯产量仅有110万t左右，连铸比约为0.34%20世纪60年代，弧型连铸机问世，连铸进入了稳步发展时期。年产铸坯能力达4000万t以上，连铸比达5.6%。20世纪70年代，世界范围的两次能源危机促进了连铸技术大发展，连铸进入了迅猛发展时期。铸坯产量已逾2亿t，连铸比上升为25。8%。20世纪80年代，连铸进入完全成熟的全盛时期。世界连铸比由1981年的33。8%上升到1990年的64。1%。连铸技术的进步主要表现在对铸坯质量设计和质量控制方面达到了一个新水平。20世纪90年代以来，近终形连铸受到了实际各过的普遍关注，近终形薄板坯连铸与连扎相结合，形成紧凑式短流程，其发展速度之快，非人们所料及。1.3.2 我国连铸发展概况 近几年,我国连铸发展很快。除海南、西藏和宁夏，都有了连铸。2000年，连铸坯产量达到11450万吨，突破一亿吨，位居各国之首。连铸比88.08%,超过了世界连铸比的平均数87.2%。从19962000年的五年，连铸坯的产量增加7017万吨，平均年增1403万吨，连铸比比1995（46.48%）增长41.6个百分点 ,平均年增8.32个百分点.这个增速在世界上也是罕见的.2000年,全连铸单位达到130个占有连铸单位的总数165个的78.8%(没有连铸的单位仅12个);高效和较高效连铸机占连铸机总数339台的约50%.在品种质量方面,可以说除个别品种外都能生产并满足质量要求。进入新世纪,连铸生产发展更快.2001年连铸坯产量达13820万吨,连铸比达92.8%,比2000年猛增2370万吨,增长21%,连铸比增长4.72个百分点。2002年预计将产连铸坯16500万吨连铸比将达94%左右,全连铸单位将达157个,占当前有连铸的单位总数175的89.7%.2002年预计将新增连铸机60台200流,产能3500万吨以上.到2002年在线连铸机将达444台,产能共19450万吨.预计到2005年连铸机产能将达23500万吨,产量将达21000万吨,连铸比将达97%.现在新建的钢长起步都是全连铸,新建的连铸机基本上都是高效的,而且达产很快。1.4 今后我国连铸发展要求1.提高品质.国内市场所需的品种应能自己生产并保证质量,充分满足市场要求,并有利于扩大出口。2.提高效率.还有近半数的连铸机需要进行高效化改造,已改造的效率需进一步提高,新建连铸机必须高效化且一 步到位,提高近终型连铸的比率,进一步提高效率。3.提高连铸比.尤其是提高特钢连铸比,进一步发展全连铸.目前,影响我国连铸比的主要是几个大的钢铁企业和一批老的特钢企业，包钢和攀钢可望于2003或2004年实现全连铸,宝钢可望于2006年实现全连铸,太钢也正在努力。 4.流程最佳化炉外精炼、铸坯热装、连轧成材，连铸是中间环节和中心环节，力求匹配、衔接最佳化，使之充分发挥炼钢及轧钢的能力，缩短工艺流程，降低各项消耗，提高劳动生产率，增加经济效益。1.5 连铸机的组成连铸机主要由钢包运载装置、中间包、中间包运载装置、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却装置、拉坯矫直机、引锭装置、切割装置和铸坯运出装置等部分组成。 图1.1 弧形连铸机1-钢包转台; 2-中间罐; 3-结晶器; 4-二次冷却及导向装置; 5-结晶器振动装置6-拉矫机; 7-引锭存放装置; 8-切割装置; 9-铸坯运出装置1.6 弧形连铸机的生产流程连续浇注时，钢水罐中的钢液经过中间罐注入水冷铜板结晶器内，结晶器的底部由引锭头承托，使引锭头与结晶器壁密封后便可开始浇注。注入结晶器的钢水受到水冷铜模的强烈冷却，迅速成为具有一定厚度坯壳的铸坯。当钢液浇至规定高度时，开动拉矫机，拉锟夹住引锭杆以一定速度把铸坯连续拉出结晶器。为了防止铸坯坯壳被拉断，并减少结晶器内的拉坯阻力，在浇注过程中，结晶器始终要进行往复振动。铸坯拉出结晶器以后，进入二次喷水冷却区，直到完全凝固。当铸坯拉出拉矫机后，脱去引锭装置，铸坯经过矫直，再经过割机切成定尺长度，由输送锟道运走，这一整个过程是连续进行的。铸坯切割装置处于整个连铸装置的末端，也是整个连铸流程的结尾部分，负责把连铸坯按照轧钢机的要求切割成定尺或倍尺长度。铸坯是在连续运行中完成切割，因此切割装置必须与铸坯同步运动。1.7切割设备的技术要求1把被矫直的铸坯，按要求切割成一定长度。2铸坯切口应与铸坯长度方向垂直，切面平整，切头不应有大于原铸坯断面的变形。3切割能力应适应铸坯温度的变化。1.8切割设备的类型及特点1.8.1 种类小方坯连铸机采用的切割设备种类较多，有电动机械剪，液压剪，火焰切割机等。1.8.2火焰切割机原理火焰切割机是利用燃气和氧气将铸坯快速燃烧，达到切断铸坯的目的，其优点是在线设备轻，一次性投资省，适应铸坯的温度宽；缺点是切割渣不易处理，金属损耗大，但当铸坯定尺较长时，金属损耗则较少，因而目前有些中、小企业又趋向建火焰切割机。1.8.3 火焰切割机的种类火焰切割机用于小方坯铸机的机型目前有三种：其一自动化程度较高，投资也较大的为全自动化的火焰切割机，切割枪的摆动，切割小车的随动及返回，以及自动计数定尺，都由微机控制。电动或气压做动力源。另两种近来较流行的经济型的火焰切割机：一种称无动力型火焰切割机，另一种称夹坯型火焰切割机。（1）无动力型火焰切割机这种火焰切割机不同于全自动的火焰切割机，除切割小车返回使用液压缸外，其余全无动力源，是靠铸坯带动产生各种动作，当撞头落在锟道线上，铸坯运行一个定尺长度至撞头处，则顶动撞头并带着切割小车前进，切割小车上装切割枪，切割枪的摆动运动来源于摆动机构上有一个导轮，当切割小车被铸坯带动前进时，此导轮将沿着一个固定的靠模曲线前进，因曲线的起伏使导轮带动切割枪，产生切割摆动运动。定尺撞头的上部装在定尺导杆上，由于定尺不同，撞头在定尺导杆上的位置可以通过调节装置进行调节，导杆的末端有释放导模，当撞头走到导杆末端时，完成尺切割后，撞头将因导模的作用，自动释放抬起。则被切断的铸坯经锟道送出。撞头及切割小车又被液压缸带动返回原处，而撞头落下成等待位置，全部切割过程结束。该切割机的动力来源是铸坯，铸坯不顶到撞头，则切割小车不会行走，切割枪不会摆动，无法进行切割，显然该机不能进行非定尺的切割，如切头、切尾，或事故切割，这是该机的最大弱点。（2）夹坯型火焰切割机为了克服上述切割机的缺点，一种新型的切割机对随动运动作了改进，不用被动的顶坯方式，而改为主动的夹坯随动方式，并用汽缸作动力，解决了不能切头、切尾的问题。夹坯型火焰切割机，切割机前设置里夹坯锟，夹坯夹头，火焰切割枪的摆动仍是由摆动机构和靠模完成，切割小车返回用液压缸或用气动马达，夹坯夹头杠杆通过转轴，靠汽缸传动，产生夹紧或放松的动作，而气缸的进排气则由工人遥控，或由定尺装置发出信号，显然该机应另配备定尺发信号装置。目前小方坯连铸机采用这种带有主动夹坯机构的火焰切割机日渐增多。连续浇注出的铸坯若不切割的话会给后道工序带来一系列的问题，如运输、存放、轧制时的加热等。为此可根据成品的规格及后道工序的要求，将连铸坯切成定尺长度，因而，在连铸机的末端设置切割装置。重庆科技学院专科生毕业设计 2同步机构方案的论证2同步机构方案的论证 (1)夹钳式同步机构 是一种可调式同步机构，它适用于板坯连铸机上。当运行的连铸坯碰到自动定尺装置后，行程开关发出信号，电磁阀控制气缸动作，推动夹头架，夹住铸坯，使小车与铸坯同步运行，同时开始切割。铸坯切断后，松开夹头，小车返回原位。优点：在夹头上镶有耐热铁块，磨损后可予替换。夹头架的俩钳可用螺旋传动调节，以适应不同的板坯 （2）钩式同步机构 在一机多流或铸坯断面变化频繁的连铸机中，如铸坯的定尺机构不大时，课采用钩式同步机构。在切割小车上有一个用电磁铁控制的钩式挡板，需要切坯时放下挡板，连铸坯5的端部顶着挡板并带动切割小车同步运行进行切坯。铸坯切断后，抬起挡板，小车快速返回原位置，钩杆的长度是可调的，以适应不同定尺长度的需要。优点：简单轻便，不占用流的面积，对铸坯断面的改变和流数变化适应性强，所切定尺长度比较准确。缺点：铸坯的断面不太平整时，工作可靠性差，若铸坯未被切断，则将无法继续进行切割操作。（3）坐骑式同步机构切割车上有车位信号发生器，发出脉冲表示切割车的所处位置，还装有切割枪小车横梁引导的装置和横梁装置。交流电动机通过传动轴同时传动两套蜗杆、丝杆提升装置。横梁上装有四台切割枪小车，切割枪高度测量装置及同步压杆。当规定的切割长度时，车位信号发生器发出脉冲信号，横梁下降，使同步压杆压在铸坯上，并将切割小车驱动轮抬起，此时切割小车与铸坯同步运行。同时高度测量装置发出切割枪下降到位信号，两切割枪小车开始快速相向运动。当板坯侧面检测器测出边缘位置后，发出信号开启预热氧气，进而开启切割氧气进行切割，这是切割枪小车也从快速转为切割速度。铸坯切断后，横梁回升，切割枪升起同步压杆离开铸坯，切割小车驱动轮仍落到轨道上，这时刻开动驱动装置快速返回原位，准备下一次切割。切割区的窜动辊道可避免切割火焰切坏辊道，当切割枪接近辊道时，辊道可以快速回避。重庆科技学院专科生毕业设计 3火焰切割机3火焰切割机火焰切割机是用氧气和各种燃气的燃烧火焰来切割铸坯。火焰切割的主要特点是：投资少，切割设备的外形尺寸较小，切缝比较平整，并不受铸坯温度和断面大小的限制，特别是大断面的铸坯其优越性越明显，适合多流连铸机。但切割时间长、切割时间长、切缝宽，切口处的金属损耗严重，污染严重。切割时产生的烟雾和熔渣污染环境，需要繁重的清渣工作。金属损失大，约为铸坯重量的1%5%；在切割时产生氧化铁、废气和热量，需要繁重的清渣设备和除尘设施；当切割断定尺寸时，需要增加二次切割，消耗大量的氧气和燃气火焰切割原则上可以用于切割各种断面和温度的铸坯，但是就经济性而言，铸坯越厚，相应成本费用越低。因此，目前火焰切割广泛用于切割大断面铸坯。通常对坯厚在200mm以上的铸坯，几乎都采用火焰切割法切割。生产中多用煤气。切割不锈钢或某些高合金铸坯时，还需向火焰中喷入铁粉、铝粉或镁粉等材料，使之氧化形成高温，以利于切割。连铸坯氢氧切割技术。自1997年我国第一台用水电解氢气、氧气作燃气的切割车在河南济源钢铁公司小方坯连铸机投产使用至今，连铸坯氢氧焰切割技术已逐步走向成熟，并在国内二十几家钢铁企业连铸机上得到推广应用，获得良好的经济和社会效益。通过6年的应用实践，氢氧焰在连铸生产应用中有以下优点：设备简单，操作方便；切割质量好；挂渣少；在目前国内企业常用燃气中使用成本最低；燃烧不冒黑烟，无异味，符合环保要求；无需储存、运输气体，使用压力低，符合安全要求。113.1火焰切割主要参数的确定 火焰切割的主要参数是指气体压力、气体消耗量、切割速度及最小切割长度等，可参照下列计算结合实际作适当修正后选用。 铸坯厚度：H=120mm 定尺寸长度：9.7m 拉矫速度=4.0m/min =0.067m/s 定尺拉坯时间：T=（9.7/4）60=145.5s1. 气体压力（切割操作台前） 切割氧 0.6 1MPa； 预热氧 0.2 0.6MPa； 乙 炔 49 98kPa； 天然气 98 196kPa2.气体消耗量（按一个切割枪）（1）切割氧的消耗量 （3.1）式中 温度系数（见表2.1） 切割温度系数 表3.1温度系数铸坯温度40060080010000.70.550.450.3521.51.514004505005800.0040.00320.00250.0022因为铸坯温度为800:，所以=0.45, =1.5，=500，=0.0025 =0.4512010=64 （2）预热乙炔消耗量 (3.2) =1.50.0075120=2.4 （3）预热氧消耗量 =（2.4 3.2） (3.3) =（2.4 3.2）2.4=（5.76 7.68）3.预热时间 (min) (3.4) =0.0025（120+40）=0.4min=24s4切割速度 (mm/min) (3.5) 500120=380mm/min6.3mm/s5.切割时间 =120/6.3=18.9s6.小车返回时间 小车质量M=200kg 滚动摩擦因数u=0.007 重锤质量m=10kg取重力加速度g=9.8N/kg 小车摩擦力f=0.0072009.8=13.72N mgf=（M+m）a (3.6) 109.813.72（200+10）a a=0.41m/ (+ )= (3.7) 0.067（24+18.9）=0.50.41 返回时间 =3.7s 定尺拉坯时间T=145.5S + + =24+18.9+3.7=46.6S 因此定尺拉坯时间远大于预热时间、切割时间、返回时间总和。3.2火焰切割机的机构 火焰切割机通常由切割机构、同步机构、返回机构、断面检测器、定尺机构及氧、乙炔管路系统等部分组成。切割机一般都做成小车型式，故也有称之为切割小车。前四部分通常都布置在小车上，只有定尺机构是在铸坯下面辊道中间，而输送电、气和水的管道则是通过软管导入小车中。在切割铸坯时，同步机构夹住铸坯，铸坯带动切割小车同步运行并切割铸坯。切割完毕，夹持器松开，返回机构使下车快速返回。切割速度随铸坯温度及厚度而调整。3.2.1切割机构 切割机构是火焰切割装置的关键部分，它主要由切割枪及其传动机构组成。要实现横向切割铸坯，切割枪必须能沿整个铸坯宽度方向移动以切断铸坯。为切割不同厚度的铸坯，需调整切割枪的切割嘴与铸坯表面的垂直距离，故切割枪还应能做垂直方向的运动。（1）切割枪 切割枪切割时先把铸坯预热到熔点，再用高速氧气流把熔化的金属吹去，形成切缝。切割枪是火焰切割装置的主体部件，它直接影响切缝质量、切割速度和操作的稳定与可靠性。切割枪由枪体和切割嘴两部分组成，且关键是切割嘴。切割嘴依预热氧及预热燃气混合位置的不同，大致可分为以下三种型式： 1）枪内混合式：预热氧气和燃气在切割枪内混合，喷出后燃烧。 2）内混式：预热氧气和燃气在切割枪端的切割嘴内混合，喷出后燃烧。 3）外混式：预热氧气和燃气分别经单独孔道喷出切割嘴后在大气中混合燃烧。 前两种切割枪的火焰内有短的白色火焰，只有充分接近铸坯时才能切割。外混式切割枪其火焰的焰心为白色长线状，一般切割嘴距铸件50mm即可切割。这种切割枪长时间使用割嘴不会过热；切缝小而且切割表面平整，金属损耗小；因预热洋气和燃气喷出后在空气中混合燃烧，不会产生回火、灭火，工作安全可靠，并且长时间使用切割嘴不会产生过热。常用于切割1001200厚的铸坯。本次设计采用的外混式。外混式切割枪，它形成的火焰焰心为白色长线状，切割嘴可距铸坯50100mm内切割；外混式切割枪具有铸坯热清理效率高，切缝小，切割枪寿命长等优点。切割枪是用铜合金制造，并通水冷却。一般当铸坯宽度小于600mm时，用单枪切割；宽度大于600mm的铸坯，用双枪切割。但要求两支切割枪在同一条直线上移动，以防切缝不齐。切割时割枪应能横向运动和升降运动。当铸坯宽大于300mm时，切割枪可以平移，见图a，当坯宽小于300mm时，割枪可做平移或扇形运动，见图b，割枪的扇形运动的一个优点是切割先从铸坯角部开始，使角部得到预热有利于缩短切割时间，同时在板坯切割时先做约 5的扇形运动，割枪转到垂直位置后，再做快速平移运动，见图C。 图3.1割枪运动（2）切割枪的传动 切割时，切割枪应作与铸坯运动方向垂直的横向运动。为了实现这种横向运动，可采用齿条传动、螺旋传动、链传动或液压传动等。可此设计采用螺旋传动。113.2.2电机的选择由于切割速度主要随铸坯的温度和厚度而变化，故以选用直流电动机为宜，一般都采用低速进行切割，切断后切割枪高速返回。从理论上计算的电动机功率通常都在0.30.7kw，而在具体选用时，往往都选用0.7kw左右的电动机，以防因工作条件恶劣一旦发生意外情况影响切割。电动机型号：Z41001.额定功率P=1.4KW. 额定转速860r/min。减速器的选择电动机转速 传动比：i=12.5选择减速器 中心距a=63mm，型号：cw20025IF3.2.3螺旋传动的设计螺旋传动由螺杆和螺母组成，主要将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力，也可用于调整零件的相对位置螺旋传动按用途不同，可分为三类：1） 传力螺旋2） 传导螺旋3） 调整螺旋1. 滑动螺旋传动的材料螺杆选用Q235 螺母选用zCuSn10P1，材料耐磨性好，适用于一般传动。2.滑动螺旋传动的设计计算选取螺杆承受的最大载荷为F=30kn，螺杆为单头梯形螺纹，大径d=40mm，中径=37mm小径=33mm，螺距p=6mm 整体式，螺母高度H=90mm1） 螺杆的耐磨性验算螺纹工作表面上的压强为P= MPa （3.8） 式中 h=0.5p=0.56=3mm，z=H/p=90/6=15，代入上式得 P=5.74MPa由于螺杆的横移速度为380mm/min，为低速，并且不是连续工作，由表2.2查得，许用压强取P=20MPa 所以PP 表3.2 滑动螺旋传动的许用压强P螺纹副材料滑动速度m/min许用压强MPa钢对青铜低速151825111871012钢对耐磨铸铁612682） 螺纹的强度校核根据螺母的材料查表，取=35N/mm，=50N/螺纹的剪切强度由公式进行验算，式中b=0.65p=0.656=3.9mm = （3.9）螺纹的弯曲应力由公式得 （3.10） 验算结果PP, , ,螺纹强度足够。3） 螺杆的强度校核螺杆工作时，受有压力（或拉力）F和转矩T的联合作用，因此，螺杆危险截面上既有压缩（或拉伸）应力，又有扭转切应力，故其危险截面上的最大应力即相当应力应按第四强度理论求出，其强度条件为 （3.11） = T=9550 （3.12）因为 电动机转速 传动比：i=12.5所以n=860/12.5=68.8 = （3.13）因此 所以螺杆强度够 3.2.4同步机构 同步机构系指实现切割小车与连铸坯同步运行的机构。也就是说切割小车应在与铸坯无相对运动的条件下切断铸坯。目前在生产上使用的同步装置都属于机械夹坯同步机构，其结构比较简单，工作可靠，应用广泛。它大致可分以下三种型式：（1） 夹钳式同步机构 （2） 钩式同步机构（3） 坐骑式同步机构本次设计选用（1）夹头式同步机构。 图3.2夹头式同步机构 上图是一种可调的夹钳同步机构，它适用于板坯连铸机上。当运行的连铸坯碰到自动定尺装置后，行程开关发出信号，电磁阀控制气缸2动作，推动夹头架3，夹住铸坯4，使小车与铸坯同步运行，同时开始切割。铸坯切断后，松开夹头，小车返回原位。在夹头上镶有耐热铁块，磨损后可予更换。夹头架3的两钳距离，可用螺旋传动装置1来调节，以适应宽度不同的板坯。11（1） 夹紧气缸的设计：1） 根据查参考文献14得钢与钢的ug为0.4，设滚轮直径为120mm。 （3.14）所以轨道与车轮间的摩擦因数为0.0072） 初步估取小车系统总重量为200Kg，则小车重力为2000N。3） 采用单作用气缸1. 气缸的输出力为 =139.65N（图式） （3.15）F由于摩擦阻力较难计算，通常视为的20%。因此 所以求得 图3.3夹钳臂受力图2. 气缸的直径确定当气缸以推力作功时，缸径的大小根据公式 （3.16）气缸公称压力系列（GB79381987） 选择Ps = 1.5MPa 根据查参考文献15选取 气缸内径为D=40mm活塞杆直径d与气缸内径D比查参考文献15 取0.2 0.3 得到 d = 10mm可认只按强度条件计算活塞直径d （3.17） 为金属的抗拉强度 45钢的=100MPa所以 强度满足，活塞杆选择45钢，调质处理。3. 耗气量计算 双作用气缸 （3.18） 查表得 L气缸行程长度 n每分钟往复次数；所以得到L=50cm 4. 钢筒壁厚的计算 （3.19） Pt=1.5P = D气缸内径 材料许用应力 P气缸工作压力1.0MPa 材料抗拉强度 s安全系数为：6 8 根据查参考文献15 取 气缸厚壁为3mm。3.2.5返回机构 返回机构主要任务是在切断铸坯后，使切割小车快速返回原始工作位置，以备下一次切割铸坯。切割小车的返回机构一般是采用普通的小车运行机构来完成，并配备有自动变速装置。在小车运行的终点处设有缓冲装置，待小车停稳后，再由气缸把小车推到原始位置实行自动定位。对某些小型连铸机则常常是由重锤通过钢绳经滑轮把小车拉回到原始工作位子。11本次设计用重锤式返回机构。1） 返程装置 图3.4火焰切割机示意图在火焰切割机尾部机架下部与上部各加一个绳轮部件，配制重量合适的重锤，通过钢丝绳绕在绳轮上一头连接配重、一头连接在小车尾部中间，利用重锤的自重通过钢丝绳将切割机小车拉回原位形成重力返程装置。实现了无动力驱动返回，减少了备件和能源的消耗，消除了切割小车走斜掉到和车轮啃道现象。12） 返程防撞缓冲装置图3.5返程防撞缓冲装置示意图将火焰切割机小车返程到原始时撞击车轮的挡头拆除，在行走小车车身尾部焊接防撞座、尾部机架焊接防撞支架，并在防撞支架上安装缓冲橡胶构成缓冲装置，对整体火焰切割机起到了有效的保护，延长了火焰切割机各部件的使用寿命。13） 钢丝绳的选择选择公称抗拉强度为1570MPa，镀锌（ZAA）的钢丝制成公称直径为10mm的钢丝绳，右交互捻（ZS），6股绳，每股逐层钢丝数由外部向中心分别为9、9、1，合成纤维芯（ZS）的钢丝绳，其最小破断拉力为51KN.单位长度质量为36Kg/100m。钢丝绳的全称标注为：10 ZAA 6(9+9+1)+SF 1570 ZS 51 36 GB1102884） 滑轮的选择1. 滑轮是由轮缘、轮辐、轮毂三部分组成。2. 滑轮尺寸，根据钢丝绳直径为10mm，选滑轮直径D=2603. 承受载荷不大的小尺寸滑轮（D12.12，所以只要在此范围内都适合要求。我选。 3.2.6 自动定尺装置 为把铸坯切割成规定的定尺长度，在切割小车中装有自动定尺装置。定尺机构是由过程控制计算机进行控制。图 是用于铸坯连铸机的定尺机构。气缸推动测量辊，使之顶在铸坯下面，靠摩擦力使之转动。利用脉冲发生器发出脉冲信号，换算出铸坯长度，达到规定长度时，计数器发出脉冲信号，开始切割铸坯。 图3.7自动定尺装置定尺长度为9.7m 拉矫速度为4m/min所用时间t 一根钢坯经过定尺装置所用时间。 1）测量辊选用直径为d=120mm 钢坯速度：4m/min=0.07m/s 2）万向联轴器选用计算 （3.23）T联轴器传递的理论转矩P联轴器的传递功率（Kw）n转速（r/min） （3.24）联轴器的选用规格 （3.25） 所以选用万向联轴器的型号为：SWCI 75标准回转直径D=75mm 公称转矩Tn=75Nm疲劳转矩Tf=400 Nm 重量为3.8Kg重庆科技学院专科生毕业设计 4火焰切割机的安装与维护 4火焰切割机的安装与维修4.1设备的安装4.1.1设备就位和找正调平1.设备就位在安装设备前，一般已先安装好车间的桥式吊车，再利用桥式吊车来安装其他设备。在吊运设备时，绳索应拴在设备适合受力的位置上，在绳索与设备表面接触部位应垫上保护垫板，以防损坏其油漆表面或已经过加工的表面。如果施工现场受到限制，可以采用滑移就位或采用其它的吊装方法。2 .设备找正和调平（1）设备找正、调平前，应按施工图和有关建筑物的轴线或边缘线及标高线，划定安装的基准线，应按设备的具体要求埋设一般的或永久的中心标板和标高基准点，其材质采用不锈钢制作。（2）设备找正、调平的定位基准面、线或点确定后，找正、调平均应在给定的测量位置上进行检验。复检时不得改变原来测量的位置。当设计及设备技术文件无规定时，宜在下列部位中选择：A、设备的主要工作面；B、部件上加工精度较高的表面；C、零部件的主要结合面；D、支撑滑动部件的导向面；E、设备上应为水平或铅垂的主要轮廓面；F、轴承剖分面、轴颈表面、滚动轴承外圈。4.1.2设备安装准备1.垫铁的设置（1）每个地脚螺栓旁至少应有一组垫铁，且应放置整齐，其块数不宜超过5块；（2）垫铁组在能放稳和不影响灌浆的情况下，应放在靠近地脚螺栓和底座主要受力部位下方，相邻两垫铁组间的距离宜为500-1000mm；（3）每一组垫铁的面积应根据设备重量加在该垫铁组上的负荷和地脚螺栓紧固力决定；（4）设备调平后，每组垫铁均应压紧，对于高速运转、承受冲击负荷和振动较大的设备，应采用0.05mm塞尺检查垫铁之间及垫铁与底座之间的间隙，在垫铁同一断面处以两侧塞入的长度总和不得超过垫铁长度或宽度的1/3。（5）设备调平后，垫铁端面应露出设备底面外缘，平垫铁宜露出10-30mm，斜垫铁宜露出10-50mm，垫铁组伸入设备底座面的长度应超过设备地脚螺栓的中心，设备调平后应将垫铁组相互用定位焊焊牢。4.1.3零、部件的清洗与装配（1）施工人员必须熟悉施工图和有关技术资料，弄清设备的性能、结构和清洗技术要求，清洗设备各零部件加工表面上的油脂、污垢及其他杂物，并使其表面具有防锈能力。设备表面如果有干油可用煤油清洗，若有防锈漆则可用香蕉水或丙酮清洗。设备清洗后，用棉纱擦净并涂以润滑油。设备无油漆的部分均应涂上机油防锈。（2）设备装配时，应先检查零、部件与装配有关的尺寸偏差，形状和位置偏差，符合设备技术文件的要求后，按照装配顺序和标记进行装配。4.1.4机械设备试运转阶段试运转的目的是进一步检查设备存在的缺陷并进行使用前最后的修理和调整，使设备的运行特性符合生产的需要。试运转的步骤是：先空载，后负荷；先单机，后联动。必须在上一步骤检查合格后，才能进行下一步骤的运转。试运转中应注意以下几点(1)设备正常运转时声音是均匀、平稳的，反之会发出各种杂音。(2)需要测量的温度主要有摩擦部位的温度及油温、冷却水温，滚动轴承的温度一般应 70，温升 40。(3)在考核设备运转情况的同时，更要注意考核系统的整体效果。机械设备的动作、行程、速度及联锁控制等均应符合设计功能要求。4.1.5竣工验收（1）竣工验收的主要依据有：施工单位与建设单位签订的合同或协议书；设计文件；机械设备安装工程施工及验收规范；进口设备应按合同的规定及国外厂家提供的文件进行验收。（2）施工单位应提供的资料主要包括：竣工图或注明修改部分的施工图；主要材料的出厂合格证及检验报告；设备资料(说明书、合格证等)；隐蔽工程记录和各工序的检验记录；重要部位的焊接记录；设备试运转记录等，并办理竣工验收证明书。（3）机械设备安装工程作为一个分部工程既可以与管道、电气、通风等相关工程组成一个单位工程进行竣工验收，也可以单独进行竣工验收。4.2 日常检查和维护（1）每班应作如下项目的检查、调整或处理： 1）检查能源介质泄漏情况，如有泄漏应及时处理；检查压力与流量是否正常，并检查电气程序控制元件的工作情况。 2）检查小车走行情况，若有卡住、受阻现象，及时调整走行轮和导向轮，或检修。 3）检查切割枪升降机构、同步机构的大夹臂和夹头的工作情况及火焰是否正常。（2）对润滑部位，如小车走行减速器、车轮轴承、切割枪升降减速器、横向移动减速器、导向轮、齿轮齿条等，应定期、定量、按规定的润滑剂进行润滑（加油或换油）。（3）对设备的某些部位，如走行车轮、导向轮、切割枪升降导向轮的位置和间隙以及能源介质的压力与流量等，进行定期测试或调整。（4）按规定的时间对设备进行清扫。如每周清扫一次积灰和油污，清除杂物，做到设备见本色；每次大修彻底清扫，除锈涂漆。4.3火焰切割机的常见故障 （1）小车运行受阻。 主要原因有：小车轨道变形错位使车轮受卡，减速器损坏或电气故障等。 （2）同步机构夹头与铸坯间打滑。主要原因有：轨道错位使小车运行受阻；缸或管道漏气或换向阀失灵，使缸不能控制大夹。 （3）切割枪横向移动受阻。主要原因有：走行轮的轴承损坏；走行轨道上有异物，轨道变形；减速器损坏，离合器损坏或打滑不能带动后面传动件运动；电气故障。 （4）切割枪垂直移动（升降）不灵或不稳。主要原因有：减速器损坏；升降夹紧轮损坏或受阻；螺旋传动机构的螺母和丝杆间隙太大，或松脱；联轴器连接部分松脱。以上主要是机械部分的常见故障。另外切割机的水冷却系统会发生无冷却水的故障，这应从进出水管是否有堵，阀门有无损坏等方面去查找原因；还会有钢坯切割不断的问题则应从切割枪的位置、火焰的长度、氧气量等方面去查找原因。4.4火焰切割机检修A 大修切割机拆除顺序（1）切断切割机的电源，拆掉电缆线。（2）关闭能源介质的总开关，放散能源箱内残余的各种气体，应特别注意防火及人身安全事项。（3）拆卸能源箱各介质输入管道接头后拆卸管道大托链（支撑软管的可伸卷的链带状装置）与能源箱的连接螺栓，脱开大托链。（4）拆卸切割机出坯方向挡板及内侧挡热板。（5）松开小车夹紧装置。（6）拆卸切割机脉冲发生器部件。（7）将切割机移出切割区，用吊车吊往检修场地，放置在专门的支架上，再进行分解、拆卸、检修。B 切割机的分解拆卸 （1）拆卸切割枪的垂直升降装置：先拆切割枪有关能源管及固定装置，把切割枪取下放置于合适的地方。再拆升降装置的夹紧机构及螺旋机构中与减速器的连接部分。最后拆卸升降装置本体、减速器和电动机。对各部分进行清洗、检查或更换工作。 （2）拆卸切割枪的横移装置：首先脱开输送能源介质胶管与配管盘的连接，卸下配管盘。第二，卸支撑管道的小托链装置。第三，卸横移控制装置、传动减速器、导向轴承；吊下横移装置支架。最后，拆卸走行部分的有关零部件。（3）拆卸能源介质箱：首先拆卸介质箱的各个介质输出管道，再用吊车吊住介质箱，把介质箱与固定支架的连接拆离。把能源介质箱吊往宽敞处放置后着手清洗、检查或更换箱内的阀、管道及仪表等。（4）拆卸切