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五吨单头液压放料机的设计【开题+实习】【12张图纸】【优秀】

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五吨单头液压放料机的设计【开题+实习】【12张图纸】【优秀】.rar

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空心主轴.dwg---(点击预览)

涨板，涨杆，支撑杆焊接图.dwg---(点击预览)

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关键词：: 五吨单头液压放料机设计开题实习五吨单头图纸液压放料机

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五吨单头液压放料机设计

50页，15000字数+说明书+实习报告+开题报告+12张CAD图纸【详情如下】

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五吨单头液压放料机的设计开题报告.doc

五吨单头液压放料机的设计说明书.doc

优秀机械专业实习报告.doc

外卡护料板.dwg

大链轮.dwg

小链轮.dwg

放料小车总图.dwg

放料机主机.dwg

机构示意图.dwg

机架组件.dwg

涨板，涨杆，支撑杆焊接图.dwg

空心主轴.dwg

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QQ截图20140210163726.gif

QQ截图20140210163832.gif

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外卡护料板.gif

五吨单头液压放料机的设计.gif

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小链轮.gif

涨板，涨杆，支撑杆焊接图.gif

前言………………………………………………………………3

绪论………………………………………………………………6

摘要………………………………………………………………8

一、放料机主机设计……………………………………………10

放料机的总体设计………………………………………..10

放料机的设计步骤……………………………………………....10

调查研究…………………………………………………….11

方案拟订…………………………………………………….12

工作图设计………………………………………………….12

样机试制和鉴定…………………………………………….12

1.2放料机机组概论…………………………………………12

1.2.1放料机机组概述…………………………………………12

1.2.2机组技术参数………………………………………12

1.2.3放料机机组设备组成……………………………………12

1.2.4工艺流程…………………………………………………13

1.2.5机组的生产操作过程……………………………………13

1.2.6放料机设计基本参数……………………………………14

1.2.7设备用途………………………………………………14

1.2.8放料机的传动系统与电气系统………………………15

1.3放料机的总体结构…………………………………………15

2 放料机主体参数的设计 ………………………………16

2.1空心主轴的设计计算………………………………………………………16

2.1.1空心主轴的直径计算…………………………………………………16

2.1.2空心主轴的校核计算…………………………………………………20

2.2 芯轴的设计计算…………………………………………………………..24

2.3 轴承选用及寿命计算……………………………………………………..25

2.4电机选用……………………………………………………………………26

3 放料主机其他配件的设计………………………………………………………27

3.1 链轮…………………………………………………………………………27

3.2滑动套……………………………………………………………………….28

3.3 涨板…………………………………………………………………………29

4 放料主机的机架…………………………………………………………………32

二、放料小车…………………………………………………………………………34

1. 小车的行程计算…………………………………………………………………34

2. 小车上下支架管计算……………………………………………………………34

3. 小车的内外转臂的计算…………………………………………………………38

4. 油缸支撑杆………………………………………………………………………40

三、液压系统……………………………………………………………………….41

1. 液压系统的设计要求……………………………………………………………42

2. 液压系统方案设计………………………………………………………………42

3. 液压系统原理图设计……………………………………………………………43

结束语………………………………………………………………………………….44

致谢……………………………………………………………………………………45

参考文献………………………………………………………………………………46

中文翻译………………………………………………………………………………46

附：英文资料…………………………………………………………………………49

前言

光阴似箭，岁月如梭。四年的大学生活即将接近尾声，进行了为期近两个月的毕业设计。大家都知道毕业设计是对大学四年来我们所学到的基础知识和专业知识的一次系统性的总结与综合运用，同时也是培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个重要环节。因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味着我们能否顺利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意义。另外，毕业设计还可以培养我们独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对今后踏入社会以后能否尽快地适应社会也有很大的帮助。

通过这一环节的训练，提高了以下能力：

放料机设备设计的基本参数

参数尺寸

　　　　　钢卷重量　　　Max.5Ton

　　　　　旋转体中心高　　　1050mm

　　　　　放料钢卷内径 Max. 500mm, Min. 490mm

　　　　　放料钢卷外径　　　Max. 1500mm

　　　　　放料钢卷板宽　　　Max. 600mm

1.2.7设备的用途及性能特点

　　　本机用于送放成卷的彩色镀锌钢板,镀锌钢板,钢板等。

1.2.8 设备的传动系统与电气系统

本机采用液压传动系统涨紧、放松钢卷内径。钢卷内孔对准后，按下涨紧；待钢卷转动2至3圈后，托住钢卷进行第二次涨紧。在整个放料过程中，若发现钢卷内孔涨紧装置有所松动，可再按下涨紧按钮进行涨紧补尝。

　　安装在液压缸上拉杆能左右运动，主要是带动四爪涨紧钢卷内径。钢卷内径涨紧后，压紧送料轮带动钢卷旋转放料，牵引料头进入主机第一道轧辊；至此，即可松开并关闭压紧送料装置。启动主机，钢板进入辊轮成型。然后钢板拖动钢卷转动，从而钢板从放料架上连续放出。

　　　放料机的具体操作规程如下：

合上配电板中的微型断路器(QF1)以使放料机通电，控制面板上的电源灯(HL1)亮，此时可

按下按钮油泵开(SB2)，则油泵灯(HL2)亮，油泵电机(M)开始运转（注意要使油泵按规定方向运行）。

通过分别点击按钮涨紧（SB3）和按钮松开（SB4）控制叶片活动，使钢卷内孔张紧或松开。

按下按钮急停(SB1)，则油泵电机停止运转。

内容简介：: 本科毕业设计（论文）开题报告题目名称五吨单头液压放料机设计学生姓名专业班级学号一、选题的目的和意义放料机为配合各种型号的辊压成型主机使用的放料装置，它与成型主机、成型剪一起组成一条完整的自动生产线。做该选题的设计很有现实意义，目前我公司年生产5T放料机约为200台（套）左右，而此前公司缺少系统而准确地设计说明和比较完整、规范的图纸。做该选题的设计，以期能够弥补这一缺陷。二、国内外研究综述辊压成型设备与放料机装置同步开发，其生产和应用在国内起步较晚，从80年代后期开始，才有了较为成熟的，可有效用于生产实际的设计。较之日本、美国、台湾晚了2030年，其产品结构上不如上述国家的产品轻巧，在精度控制及自动化程度方面也较为落后，但近年来也有了较大的提高。三、毕业设计所用的方法设计过程是在导师和公司技术人员的悉心指导下，自我独立设计四、主要参考文献与资料获得情况参考文献：机械设计基础国防工业出版社机械设计手册第15卷机械工业出版社材料力学、工程力学资料获得：参考公司现有的放料机相关资料及自我整理收集材料五、指导教师审批意见指导教师：（签名）年月日河南理大学本科毕业设计（论文）目录前言3绪论6摘要8一、放料机主机设计101 放料机的总体设计.101.1 放料机的设计步骤.101.1.1 调查研究.111.1.2 方案拟订.121.1.3 工作图设计.121.1.4 样机试制和鉴定.12 1.2放料机机组概论12 1.2.1放料机机组概述12 1.2.2机组技术参数12 1.2.3放料机机组设备组成12 1.2.4工艺流程13 1.2.5机组的生产操作过程13 1.2.6放料机设计基本参数14 1.2.7设备用途14 1.2.8放料机的传动系统与电气系统15 1.3放料机的总体结构15 2 放料机主体参数的设计 162.1空心主轴的设计计算162.1.1空心主轴的直径计算162.1.2空心主轴的校核计算20 2.2 芯轴的设计计算.242.3 轴承选用及寿命计算.25 2.4电机选用26 3 放料主机其他配件的设计273.1 链轮273.2滑动套.283.3 涨板29 4 放料主机的机架32二、放料小车341. 小车的行程计算342. 小车上下支架管计算34 3. 小车的内外转臂的计算38 4. 油缸支撑杆40三、液压系统.411. 液压系统的设计要求422. 液压系统方案设计42 3. 液压系统原理图设计43结束语.44致谢45参考文献46中文翻译46附：英文资料49前言光阴似箭，岁月如梭。四年的大学生活即将接近尾声，进行了为期近两个月的毕业设计。大家都知道毕业设计是对大学四年来我们所学到的基础知识和专业知识的一次系统性的总结与综合运用，同时也是培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个重要环节。因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味着我们能否顺利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意义。另外，毕业设计还可以培养我们独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对今后踏入社会以后能否尽快地适应社会也有很大的帮助。通过这一环节的训练，提高了以下能力：1、综合运用所学知识和技能，独立分析和解决实际问题的能力；2、综合运用基本技能，包括绘图、计算机应用、翻译、查阅及阅读文献等的能力；3、调动实验研究的积极性，技术经济分析和组织协作工作的能力，学习撰写科技论文和技术报告，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力；4、学会收集加工各种信息的能力，以及获取新知识的能力；5、培养创新意识和严肃认真的科学作风。、6、培养我们综合运用和巩固扩展所学知识，提高理论联系实际的能力；7、培养我们收集、阅读、分析和运用各种资料，手册等科技文献的能力；8、培养学生调查研究、正确熟练运用国家标准、规范、手册等工具书的能力；9、使我们更加熟练的运用AUTOCAD、Word 等计算机办公软件，提高计算机辅助设计的能力；10、训练和提高机械设计的基本理论和技能；11, 培养我们的团队合作意识。本次毕业设计的课题是5吨放料机的设计。5吨放料机是用来配套成型主机使用的，具有结构轻巧，使用方便，自动化程度高，与各种形式的成型主机，成型剪，电脑控制柜一起组成一条完整的自动化生产线。为了更好的完成本次毕业设计，从三月底开始，就不间断的结合自己的毕业设计进行了毕业实习。根据所选的课题，有重点的选择了实习工厂厦门正黎明冶金机械有限公司，在工厂里我们重点了解了5吨放料机的基本结构和基本工作原理，以及其重要部件放料小车的工作原理。从而对放料机有了一个更直接、更感性的认识，对此次毕业设计有很大的帮助。此次设计的主要内容有：问题的提出、总体方案的构思、可行性设计、结构设计以及对未知问题的探索和解决方案的初步设计，装配图、零件图等一系列图纸的设计与绘制，最后包括毕业设计说明书的完成。这次毕业设计是在焦锋老师的带领和指导下完成的。在做毕业设计的期间，自己遇到了诸多的问题，很多时候都是向老师请教，这样必然会给老师带来很多麻烦，势必会影响老师的工作，但是老师还是抽出时间来给我们辅导，一步步指导毕业设计有序如期的进行下去。在毕业设计的整个过程当中，老师都给我们作了明确的计划，有安排地去完成，而不至于在设计过程中没有目标，如果那样会使设计很盲目。设计每进行一步，焦锋老师都要认真的检查，耐心细致的指出设计中出现的错误和不恰当的地方，并指导我们修改和完善。每次辅导对学生提出的问题都认真的解答。陈老师为我们的设计付出了巨大的心血，在此，我向焦锋老师表示由衷的谢意！本次毕业设计的题目是5吨放料机的设计，设计放料机应该满足的基本要求有以下几点：（1）适用范围。放料机的适用范围是指配合成型主机的类型，以及所放料的彩板的重量、类型、材料和尺寸范围等。（2）辅机设备运转控制精度。（3）生产率。放料机所配合使用的成型主机的生产率通常指单位时间内成型主机所能成型的彩板数量。（4）自动化程度。（5）操作安全方便和工作可靠。（6）效率，使用期限和成本等等。设计时还应该注意使放料机体积小，重量轻，占地面积小，外形美观以及注意防止环境污染，如减少噪音，防止漏油等等。对于上述所提到的各项技术经济指标，在设计放料机的时候应该综合考虑。因为我做的主要是5吨放料机机械部分的设计，所以还要兼顾其他方面，这是个挑战又是个机会，锻炼了自己在设计时要综合考虑问题，认真的分析机构工作原理的能力。具体将在下面的章节中进行详细的叙述。绪论机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。这是因为工业、农业、国防和科学技术的现代化程度，都会通过机械工业的发展程度反映出来。人们之所以要广泛使用机器，是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品的质量，特别是能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。所以通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器，就能大大加强和促进国民经济发展的力度，加速我国的社会主义现代化建设。制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。成型主机是机械制造业中的冷弯成型设备。随着社会需求和科学技术的发展，对成型主机设计要求越来越高，相应地也对辅机设备放料机提出了更高的要求。尤其是微电脑控制的出现，使主机向自动化控制、运行平稳、高精度的方向发展。因此，对辅机的精度和自动化控制等各方面的要求也就越来越高。“工欲善其事，必先利其器”。为了得到更高的产品质量（包括产品的尺寸精度、板面状况、板形、强度、耐疲劳强度等各项技术指标）以及数量上的要求，满足生产、生活和科学技术发展的需要，进而适应社会的发展和生产力水平的提高，加速社会主义现代化建设，我们必须不断的对国民经济发展的重要支柱进行改造和提高，才能够为其它的行业的发展提供更多的基础设施和良好的发展环境、条件。这就要求我们机械制造专业的工人及科研人员要对机械设备进行适应生产力发展的改造，创新以及发明。我们这些即将大学毕业的机械制造专业的学生，要进行对本专业所学习的知识进行综合的运用和掌握，为此我们要进行毕业设计，要自己动手进行设计，为社会主义现代化建设的发展贡献力量，也要从此迈出展现自己价值的第一步。本次设计是本公司生产实际的需要，设计配合各种成型主机（角驰760/950，、yx28-410-820成型机，Q900A型机，yx66-470型机等）使用的5吨放料机，其型号为5T x 1250mm,它与成型主机，成型剪，电脑控制柜一起组成一条独立完整的自动化生产线。本次设计力图使设备运转更加的平稳，节约劳动力，保证精度的要求，提高生产的效率。但由于本人的水平有限，结合生产实际应用设备的能力有限，故没有能够做到很详细的设计，而且还有许多地方有待改进，望导师给以指导和批评。摘要本次放料机的设计是5吨 x 1250mm放料机，是用来配套成型主机使用的，它与各种形式的成型主机，成型剪，电脑控制柜一起组成一条完整的自动化生产线。放料机整机主要有三大部分，即放料机主机，放料小车，整机液压和电气系统。三者互相配合，缺一不可，共同组成统一的整体，完成整体特定的功能。第一部分介绍放料机主机设计，从放料机主体结构设计，放料机主要参数的确定，到放料机传动系统，以及放料机其他主要配件的设计。第二部分是放料小车的设计，具体是确定小车的行程，小车的内外转臂，小车各支撑杆，使其完成一个钢卷放上小车并送上放料主机的功能。第三部分是液压系统，包括放料机主机芯轴推动的油压系统以及放料小车撑杆的液压系统。. 关键词：放料机、放料小车、成型主机AbstractIt was five ton X 1250mm discharge machine，be intended to mating moulding mainframe used，it alongside with multiform moulding mainframe，moulding cut，computercontrolled tank compose item rounded automatic production line that that of these degree discharge machine DESign.The discharge machine complete machine mostly has three in a great measure，namely discharge machine mainframe，discharge bogie，complete machine hydraulic pressure and electrical system. three soprano interwork， hard up one incoagulable，together compose unify whole，finish whole specific function with into.The DESign of the the first part introduce discharge machine mainframe DESign，from discharge machine major structure DESign，discharge machine major parameter forsooth book， till discharge machine transmission agent，as well as discharge machine rest mostly appurtenance.It was discharge bogie DESign，concretion yes ascertain bogie journey，bogie inside and outside tumbler，bogie each buttress，lead thereof finish one coil of strip radiating matter upper bogie combine deliver upper discharge mainframe function with to up that second part.It was hydraulics，include discharge machine mainframe pivot impel oil hydraulic system and discharge bogie stay bar hydraulics as well to that third part.Keyword：discharge machine, discharge bogie, moulding mainframe一.放料机主机设计1. 放料机的总体设计放料机设计，是设计人员根据成型辅机使用功能的要求和制造部门的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性的劳动。随着生产的发展，使用部门对成型辅助设备的要求也在不断的提高，而科学技术的发展和工艺水平的提高，又为制造部门创造了实现使用要求的条件，从而使放料机的设计与制造获得了迅速的发展。尤其是微电脑控制的出现，成型辅机逐步向自动化、智能、高实用性的方向发展。因此，对放料机的精度、生产效率、可靠性等各方面的要求也越来越高。于是，又相继出现了一些设计放料机时必须考虑的问题，如放料机的自停性、精度、刚度、抗震性、低速运动平稳性、热变形、噪声和磨损等。1.1 放料机的设计步骤放料机的设计是由低级向高级发展的，在设计的初级阶段，主要由电机带动，手动控制机器运转。出现微电脑控制以后，通过光电传感器的配合以及液压系统的使用，实现良好的自停效果及合理控制，很好地配合成型主机的工作。对放料机的运动精度、刚度、抗振性、低速运动平稳性、热变形、噪声和磨损及刀具的选择等综合性能的设计，这大部分需要通过放料机性能试验进行，有些可以通过理论性分析，做出可行性判断。1.1.1 调查研究调查研究的内容一般包括有：（1）学习有关的放料机设计的工作原理，了解使用功能，明确设计要求：（2）调查了解本单位对新放料机的要求；（3）详细了解本公司的设备条件、技术能力和生产经验；（4）收集国内外同类型机床的技术文献和图纸资料，注意了解新技术在同类辅机设备上的应用情况；（5）对于新采用的工艺和结构，必须先经科学实验，通过实验取得足够的数据后，才能应用与设计。1.1.2 方案拟订在调查研究和科学实验的基础上，通常可以拟订出几个方案进行分析比较。每个方案包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、电器系统、主要部件的结构草图、实验结果及技术经济效果分析等。在生产中用机械加工方法直接改变毛坯的形状，尺寸和材料性能，使之成为零件的过程，叫做机械加工工艺过程。设计时，工艺方案的拟定是否合理，对生产效率和产品质量有着极大的影响。制定工艺方案时，应首先分析生产类型。生产类型是衡量生产规模的标志。生产类型不同，生产组织，生产管理，车间布置以及毛坯、设备、工具、加工方法和工人熟练程度等方面的要求程度均有所不同。在大量生产下，每个工序任务比较稳定，因此，有条件采用高效率专用机床和工夹具，劳动效率可大大提高，产品成本也可降低。但产量小的情况下，如果仍使用高效率的专用机床和工夹具，由于加工对象经常改变，势必造成机床调整的复杂化，降低机床利用率，提高加工成本。所以制定的工艺过程应与生产类型相适应，以取得合理的经济效果。由本公司放料机生产使用要求，可知设备生产类型是中批生产，因此可以由此来进行方案的拟订。1.1.3 工作图设计首先，绘制放料机总图和各部件装配图，确定其结构：其次，绘制放料机的全部零件图：然后，整理放料机机有关部件与主要零件的设计计算说明书，编制各类零件明细表，编写机床说明书等技术文件；最后，对有关图纸进行工艺审查和标准化审查。 1.1.4 样机试制和鉴定对样机要进行试制和鉴定，合格后再进行小批试制以考验工艺。在试制、试验和鉴定的过程中，根据暴露出来的问题，对图纸进行修改，直到产品达到使用要求为止。这时，设计工作就基本完成了。1.2 放料机机组概论1.2.1概述本机组系根据客户需要专业设计的C型钢檩条机，设计合理、技术先进、使用安全可靠，生产率高、经济效益好。机组主要工作过程是：将成卷的原料板通过放料机开卷后直接送入辊压设备中，经若干道辊压后成为C型板材，而后，按所需长度进行冲孔、切割。本机组辊压出的型板广泛用作屋梁及墙梁，板形大方、强度高、安装方便、使用寿命长。1.2.2 机组技术参数参数尺寸工作高度（即钢板运行时高度）725mm最大工作宽度Max. 1200mm外形尺寸( 长宽高)2400021501750mm工作速度APPROX. 15m/min机组总重量APPROX. 11Ton1.2.3机组设备组成本机组由下列各机台所组成：（参见“机组工艺流程图”）液压放料机（C/Z型钢檩条机专用）；成型主机；液压成型剪；成品托架；电脑控制柜；机组各组成部分可独立工作，互不受制约。1.2.4 工艺流程成型并自动引送电动放料流程框图如下：成型主机限宽液压放料机上料行车（5Ton）成卷钢板成品托架定长剪切成型剪人工卸料1.2.5机组的生产操作过程（参见“机组工艺流程图”及“流框程图”）1 用行车将成卷的原料板吊装到液压放料机上，通电启动液压放料机，按下按纽涨紧叶片夹紧钢卷。 2 手牵着料头至成型主机，根据进料宽度调好限宽后，开动主机，主机自动将原板辊压成C型檩条并引送到成品托架上进行冲孔剪切。3 当成型板达到用户所需长度时，主机停止工作，成型剪进行剪切。4 剪切后人工将成品搬卸到指定位置。这样，机组一个工作周期结束。1.2.6放料机设备设计的基本参数参数尺寸钢卷重量Max.5Ton旋转体中心高1050mm放料钢卷内径 Max. 500mm, Min. 490mm放料钢卷外径Max. 1500mm放料钢卷板宽Max. 600mm1.2.7设备的用途及性能特点本机用于送放成卷的彩色镀锌钢板,镀锌钢板,钢板等。1.2.8 设备的传动系统与电气系统本机采用液压传动系统涨紧、放松钢卷内径。钢卷内孔对准后，按下涨紧；待钢卷转动2至3圈后，托住钢卷进行第二次涨紧。在整个放料过程中，若发现钢卷内孔涨紧装置有所松动，可再按下涨紧按钮进行涨紧补尝。安装在液压缸上拉杆能左右运动，主要是带动四爪涨紧钢卷内径。钢卷内径涨紧后，压紧送料轮带动钢卷旋转放料，牵引料头进入主机第一道轧辊；至此，即可松开并关闭压紧送料装置。启动主机，钢板进入辊轮成型。然后钢板拖动钢卷转动，从而钢板从放料架上连续放出。放料机的具体操作规程如下：1. 合上配电板中的微型断路器(QF1)以使放料机通电，控制面板上的电源灯(HL1)亮，此时可2. 按下按钮油泵开(SB2)，则油泵灯(HL2)亮，油泵电机(M)开始运转（注意要使油泵按规定方向运行）。3. 通过分别点击按钮涨紧（SB3）和按钮松开（SB4）控制叶片活动，使钢卷内孔张紧或松开。4. 按下按钮急停(SB1)，则油泵电机停止运转。1.3 放料机总体结构设计放料机分为放料主机及放料小车两大部分，钢卷的转动由点及带动，结合放料机的功能要求，可大体确定放料机完整的机构示意如下所示：其中： 01油缸 02主轴 03涨板 04放料小车 05机架 06电机2 放料机主体参数的设计计算说明及过程计算结果2.1 空心主轴的设计计算钢卷的预定宽度为1200mm,为使放料机放上机架后能有足够的宽度，应适当增加主轴伸出部分的长度，取主轴伸出部分的长度为La=1280mm,在放料机的机架中间放置电机及减速器，所以应留有足够的空间，一般圆柱减速电机其横向长度为700mm,取Lb=800mm,则空心主轴长度为L=L1+L2=2080mm。钢卷放上机架，在涨板撑紧后，钢卷对涨板的作用为均布载荷，为达到这一要求，可使空心主轴上两个支撑点（P1、P2）的位置尽量合理化，可使L1=L3,L2=2*L1。设1、2点的受力为P1、P2，轴承A、B初的受力为PA、PB,则空心主轴的受力示意图如下：对A、B列弯矩方程：对A点取矩有：对B点取矩有：对2点取矩有：又有：P1= P2=P/2=5/2 x 9.8 x =2.45 N 联立、可得： P1= P2=P/2=2.45 N PA= NPB= N钢卷的内径为490mm500mm,外径为1000mm,重量为5吨，其转动惯量为：成型主机的成型速度为V=15 m/min=0.25 m/s,则角速度：转速n=30/=10 r/min工程实际中，在正常运转下，急停刹车要求主轴能在2 S时间内停下来，则其角加速度应为： = 主轴，撑板部分的重量约为1吨，则主轴的扭矩为： N.m T=M=N.m P=0.98Kw绘制主轴的弯矩图和扭矩图，如下所示：T=937.5N.m 由弯扭组合有：可得：取轴上有键槽，d增大5%，取d=90 mm2.1.2 空心主轴的校核考虑弯扭矩的联合作用，轴的安全系数为：式中： -只考虑弯曲应力时的安全系数 -只考虑扭转剪应力时的安全系数 -分别为对称循环时弯曲与扭转的疲劳极限按下式计算： -分别为零件受弯曲与扭转时所引起的有效应力集中系数（查机械设计基础表6-4，6-5，6-7，6-8）表面质量系数，查表6-8，6-9 -分别为零件受弯曲与扭转时的绝对系数，查表4-10 -分别为材料在弯曲与剪切时平均应力的折算系数，查表6-1 -分别为所考虑的剖面上的弯曲应力幅与平均应力 -分别为所考虑的剖面上的扭转剪切应力和平均应力 n-为许用安全系数截面E，F受弯扭力矩较大，且有键槽造成的应力集中，故为危险截面。由表6-1查出：校核E断面：抗弯曲模量：抗扭转模量：转轴的扭转应力按脉动循环考虑转轴的弯曲应力为非对称循环键槽引起的应力集中： K=2.14 K=2.05 (附表6-6) (附表6-10) =0.9 (附表6-8) n-许用安全系数材料性质均匀，载荷与应力计算精确时，材料不够均匀，计算不够精确时，把数值代入式，把上面的两个数值代入强度满足要求校核F断面：抗扭转模量：抗扭转模量：转轴的扭转应力按脉动循环考虑转轴的弯曲应力为非对称循环键槽引起的应力集中： K=2.14 K=2.05 (附表6-6) (附表6-10) =0.9 (附表6-8) 把数值代入式，把上面的两个数值代入强度满足要求2.2 芯轴的设计计算芯轴的材料为45号钢，5吨重的钢卷内径一般为490mm500mm,假定放料机在撑紧状态时，撑杆为竖直状态，则其在竖直方向的行程为10/2=5mm。考虑到尽量减少液压系统得工作压力，要求尽可能使用较低的油压，同时要使油缸内外径有一个较小的值，所以撑杆在放松状态与竖直方向的夹角应较小，取。要使放料机能够撑紧钢卷，撑杆在竖直方向的行程最少应为5mm,示意图如下所示：设撑杆杆长为L,则： ,取L=150mm空心主轴上两个支撑点1，2的受力为则芯轴受推力预定液压系统额定工作压力为12MPa,相对于油压，大气压力太小，可以忽略，所以有：此条件很容易得到满足，选取r=50mm油缸的最小行程为：,取可选油缸型号为p x L=12MPa x 100mm芯轴在工作过程中所受推力T=2F=13130 N. 芯轴截面积：芯轴半径：所以芯轴的直径要求很容易满足，一般情况下都不会出现芯轴的失效及损坏问题，但为与空心主轴配合使用，可选取较大的直径值，取d3=40mm.同时为减轻芯轴的重量,减少油缸推力的负荷,芯轴采用无缝钢管结构,材料为20#钢.2.3 空心主轴轴承选用空心主轴受轴向力，所以选用单列圆锥滚子轴承，按额定东载荷选择轴承。轴承A所受径向载荷，轴向载荷，转速n=10r/min,寿命预定为9000h(使用年限为二年，每天工作12h)。轴承基本额定动载荷可由下式计算：式中：C基本额定动载荷计算值 P当量动载荷， fh寿命因数 fn速度因数 fm力矩载荷因数，力矩载荷较小时，fm=1.5,力矩载荷较大时，fm=2 fd冲击载荷因数 -温度因数 Cr轴承尺寸及性能表中径向基本额定动载荷 Ca-轴承尺寸及性能表中轴向基本额定静载荷查表7-2-87-2-11（机械工程手册）得： fm =1.5，fh=2.38，fn=1.435，fd=1，=1.0 额定静载荷 -基本额定静载荷计算值-当量静载荷-安全因数查表7-2-14 查表7-2-16得：=1.5 又d=90mm,查表7-2-79 ，选32018型轴承 Cr=170 KN Ca=270 KN 能满足要求对轴承B: n=10r/min,Lh=9000h查表7-2-87-2-11（机械工程手册）得： fm =1.5，fh=2.38，fn=1.435，fd=1.1，=1.0 查表7-2-14，查表7-2-16得：=1.8 且d=90mm,查表7-2-79 ，选32018X2型轴承Cr=122 KN Ca=192 KN 能满足要求2.4 电机选用由前面计算得知，空心主轴传递的功率P=0.98 Kw主轴由电机通过链轮带动，中间又要克服轴承A,B的摩擦作用，所以电机的额定功率P0须大于0.98Kw,取P0=1.5Kw.空心主轴的转速n=10r/min,所以电机主轴必须经过减速器变速，选用圆柱减速电动机可以很好地解决这一问题。经过减速器后其转速为n1=20r/min.3. 放料主机的其他配件设计 3.1 链轮电机经减速器后带动空心主轴转动，其传动比为：=2所以大链轮齿数是小链轮齿数的二倍L=1200mmLa=1280mmLb=800mmL1=L3=320mmP1=2.45NP2=2.45NW1=0.5rad/s=0.25T=937.5 N.mP=0.98KwMmax=31360N.m=0.6Md=31365 N.m=0.5d=90 mmd1=45 mmW=68.3=0.9K=2.14 K=2.05=0.9L=150mmd3=40mm=1.5n=10r/minLh=9000hfm =1.5fh=2.38fn=1.435fd=1.1=1.0=1.832018X2型轴承Cr=122 KNCa=192 KNP0=1.5Kw.n1=20r/min.=2大链轮的结构和尺寸如下所示：小链轮的结构和尺寸如下所示：3.2 滑动套套起滑动着联接芯轴和空心主轴的作用，油缸的推力通过芯轴作用在滑动套上，又通过滑动套上的拉杆的拉动作用，从而实现涨板的撑紧过程。其结构和尺寸如下所示：3.3 涨板部分钢板的强度较低，为防止钢卷放上机架后变形，放料主机采用四块涨板共同支撑钢卷。涨板截面为圆环，涨板内侧焊接支撑板，通过销轴与撑杆联接。其结构和尺寸如下所示：4.放料机主机机架放料机机架采用20#槽钢焊接而成，主要起支撑作用，要求整个机架要有足够的强度，能够承当5T重的相应重量而不失稳，在不大的额外冲击载荷下仍能正常工作。为增加放料机的可靠稳定性，即有有必要的强度，可以适当增加一些加强筋。又为保持机架整体的美观和节省空间，放料机的电机放在机架中间，其结构示意图如下所示：二. 5吨放料小车1.小车的行程计算小车的上下行程：旋转中心高度为1530mm，小车高度为500mm。钢卷的最大外径为1500mm，计算其与小车表面的高度：则钢卷的最低高度H=788.5mm所以，小车的上下最大行程为1530-（500+788.53）=241.47mm。为保证小车的安全行程，故取小车最大行程为250mm。小车的左右行程：导轨全长为3500mm，小车长度为1610mm。所以，小车的左右行程为3500-1610=1890mm。取长度为1900mm。2.2小车的上下支架管计算对支架管，内外转臂，液压缸及耳环进行受力分析，可分为小车上机架在最低位置和最高位置是的两种受力情况。2.2.1上下支架管的设计分析：在简化支承系统中作出计算简图时，假定：(1).各支承件都是规则的几何形状；(2).其基壁及加入的隔板、筋条的厚度相等，且其间的距离也相等；(3). 支承件是薄壁构件，它们工作条件可看成是铰支梁或在弹性基础上的。支架管结构的刚度：支承件受力后变形如超过允许范围，就会破坏放料机的度。故在支承件设计时，应考虑的问题是如何减少其受力后的变形，而为减少变形最主要的手段是提高支承件本身抵抗变形的能力，即从支承件本身结构着手来提高其刚度。2.2.2支架管的结构形式从受力分析中得知，支承件主要是受扭矩和弯矩，因而产生扭转和弯曲变形。由材料力学可知：空心截面的惯性矩比实心的大。在相同截面积的条件下，加大轮廓尺寸，减少壁厚，可以大大提高刚度。因此，设计支承件时应使壁厚在工艺可能的前提下尽量薄一些。：方形截面的抗弯刚度比圆形的大，此钻床支承件所承受的弯矩大于扭矩，则截面形状以选择方形或矩形为佳。：不封闭的截面比封闭的截面刚度显著下降。因此，在可能条件下，应尽量把支承件的截面做成封闭的框形。所以，正确合理地选择截面形状，是支承件设计的重要任务。采用加大横断面轮廓尺寸而减小壁厚的方法，可提高支承件刚度故一般采用空心截面，并使质量远离形心。在支承件内壁合理地布置加强筋，可有效地提高其刚度。2.上下支架管的设计由支架管所受弯曲力确定直径：假设上下支架管受力相同，则去总受力为10T。上支架两端受相同的力P（垂直向下），则： P=5/4=1.25T。如上图，支架管承受集中力P作用。利用平衡方程求出其反力N。设方向逆时针为正。列出平衡方程：其中P=1.259.8=12.25KN。上下支架管所用材料为45钢，其许用弯曲应力。所以上下支架管的直径可由公式求得。= 小车上机架处于最低位置时，由支架管所受扭矩，弯矩确定直径：对耳环受力分析，它受F，N作用力，两力夹角。由平衡条件F=N，则可求得F= =84.5KN。=N=80.9KN。则支架管的弯扭合成强度条件为式中：支架管的计算应力，单位为M； M 支架管所受的弯矩，单位为； T 支架管所受的扭矩，单位为； W 支架管的抗弯截面系数，单位为，；静应力时支架管的许用弯曲应力，取值为60。计算得d78.15mm，取d=90mm。比较支架管受上机架的弯曲应力和弯扭合成，支架管的直径取值为90mm。小车上机架处于高位置时，由支架管所受扭矩，弯矩确定直径：对耳环受力分析，它受F，N作用力，两力夹角，由平衡条件F=N，则可求得F= =46.4KN，=N=39.3KN。则支架管的弯扭合成强度条件为式中：支架管的计算应力，单位为M； M 支架管所受的弯矩，单位为； T 支架管所受的扭矩，单位为； W 支架管的抗弯截面系数，单位为，；静应力时支架管的许用弯曲应力，取值为60。计算得d65mm。比较两个不同位置，支架管直径取大的值，则支架管直径应取90mm。3.小车内外装臂的计算上机架在最低位置时的受力情况：内外转臂受力如上图，对转臂整体受力分析，它受的合力为5T（方向垂直向下）。以内转臂为研究对象，受力分析如下图：已知=2.5T。对A点，由力矩平衡方程：可得：=55.6KN=32.1KN则 64.2KN上机架在最高位置时的受力情况：已知=2.5T。对A点，由力矩平衡方程：可得：=33.8KN=27.97KN则 43.84KN。比较内转臂各个受力点及在不同位置时所受的力，最大的力为64.2KN。4.油缸支撑杆销轴的计算：油缸支撑杆的销轴选用材料为45钢，销轴所受最大力为64.2KN的扭转力，由强度条件公式：可求得d78.9mm。取销轴直径为90mm。利用销轴的刚度条件较核：代入得：=0.129=1。式中：45钢的剪切模量G=80G，对一般轴许可扭角=1。所以，销轴满足刚度条件。计算内转臂的厚度：由公式=2求得d=15mm。取d=30mm。L=1900mmP=1.25TD=22.8mmF=84.5KN=80.9KNd=90mmF=46.4KN=39.3KNd=30mm三、液压系统1.液压系统的设计要求1. 驱动对象为5T的放料小车及放料主机。2. 其为成批生产，为提高效率，系统应能满足使用方便要求3. 小车行进速度为0.75m/s4 .系统发热量小5 .维修方便2.液压系统方案设计2.1 液压系统方案设计的简述根据主机的工作情况、主机对液压系统的技术要求、液压系统的工作条件和环境环境条件以及成本、经济性、经济性、供货情况等诸多因素，进行全面、综合的设计，从而拟定出一定各方面比较合理的、可实现的液压系统的方案。其内容包括：油路循环方式的分析与选择，油源形式的分析与选择，液压回路的分析、选择与合成，液压系统原理图的拟定、设计与分析。2.2油路循环方式的分析与选择液压系统油路行环方式分为开式和闭式两种，它们各自的特点及其相互比较见下表。表21 两种循环方式的特点开式系统闭式系统油液循环方式开式系统闭式系统散热条件较方便，但油箱较大较复杂、须用辅泵换油冷却抗污染性较差，但可采用压力油箱或呼吸器来改善较好，但油液过滤要求较高系统效率管路压力损失较大。用节流调速时效率低管路压力损失较小，容积调速时，效率较高限速、制动形式用平衡阀进行能耗限速，用制动阀进行能耗制动，引起油液发热液压泵由电动机拖动时限速及制动过程中拖动电机能向电网输电，回收部分能量，即是再生限速（可省去平衡阀）及再生制动其他对泵的自吸性能要求高对主泵的自吸性能要求低油路循环方式的选择主要取决于液压系统的调速方式和散热条件。一般来说，凡备有较大空间可以存放油箱且不需另设散热装置的系统。要求结构尽可能简单的系统，采用节流调速或容积一节济调速的系统，均宜采用开式系统。例如，泵向多个液压执行元件供油且功率较小的机器（如组合机床、磨床等）、内燃机驱动的机器（如铲车、高空作业车、液压汽车起重机，装载机及挖掘机等）以及固定式机械。凡允许采用辅助泵进行补油并通过换油来达到冷却目的的系统，对工作稳定性和效率有较高要求的系统、采用容积调速的系统，都宜采用闭式系统，对工作稳定性大且换向频繁的机构（如一些起重机的旋转、运行机构及龙门刨床，拉床的工作台等）、重力下降机构（如不平衡类型的起升、动臂摆动机构等）、要求结构特别紧凑的运动式机械（如液压汽车平板车、拖拉机、矿车及飞机等）。大型货轮的舵、工程船舶调距桨等系统也常用闭式系统。2.开式系统油路组合方式的分析与选择当系统有多个液压执行元件时，开式系统按油路的不同连接方式，又可分为串联、并联、独联以及它们的组合复联等。（1）串联：串联方式除第一个液压执行元件的进油口和最后一个执行元件的回油口分别与液压泵和油箱连接外，其余压执行元件的进、出口依次相连。这种连接方式的特点是多个液压执行元件同时动作时，其运动速度不随外负载而变，故轻载时可多个液压执行远件同时动作；但液压泵的压力负担重，受原动机功率限制，故重载时不宜多个液压执行元件同时动作。另外，系统的压力损失也较大。串联连接方式适用于中小型工程机械液压系统、单泵供油的工程机械的行走机构，以保证行走的直线性。（2）并联：在并联连接方式中，液压泵与所有液压执行元件的进油口相连，而其回油口都接油箱。这种连接方式的特点是多个液压执行元件同时动作时，负载小的液压执行元件的速度会增大，但液压泵的压力负担轻，为任一液压执行远件的负载压力与其相应回路的压力损失之和。并联连接方式适用于多个液压执行元件不要求同时动作；或要求同时动作但功率较小，或工作时间较短的，如机床、机械手等；也常用于大型工程机械的双液压泵双回路系统。3.液压系统原理图设计本次设计的课题为液压单头放料机，液压系统在整机运转过程中起着至关重要的作用，它能保证机器运转更加平稳，以及必要的精度。主机中芯轴推动涨杆涨紧过程和放料小车行走动作均采用液压驱动。为降低系统对设备的要求和机器成本，系统采用的额定工作压力为12MPa,驱动马达采用齿轮马达，因其价格较低，且对系统工作压力要求较低。液压系统的工作原理如下所示：其中： 1电机 2油泵 3溢流阀 4压力表 5电磁换向阀 6油缸 9滤油器 11液控单向阀结束语俗话说“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”，没有辛勤的耕耘，就不会有大的收获；不经历刻苦勤奋的学习，就不会有优秀的成绩。学习必须要有考核才能证明自己的所学。临近结束，回想这次毕业设计，既是对我们的一次考验，也是对我们的一次锻炼，更能证明我们四年来的所学，自己一个大学生的价值所在。说是考验，因为我们已经在以前做过几次课程设计，对做设计已经是不在陌生，也有了一定的水准。可是刚拿到题目时却是一头的雾水，不知从何下手。从来没有过的不知所措的感觉一下子涌了上来。设计过程中要用到太多的知识，而且是综合性的运用。而自己是知识也都忘记得差不多了，更别说什么综合运用了！一切要从头做起！以自己不足半斤八两的实力去面对如此复杂的毕业设计这本身就是一个很大的考验，但换个角度，也是一种很大的挑战！说是锻炼，很显然，让自

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