文档包括:
说明书一份，48页，15100字左右。
开题报告一份。
图纸共2张，如下所示
A0-导辊除锈装配图.dwg
A0-导辊除锈床身图.dwg
摘 要
随着机械工艺技术的不断创新，机械装备更是日新月异，各类运输机械和轧机上的滑动导轨装置逐渐被滚动导轨——导辊所代替。导辊的工作条件十分恶劣，易受到输送物件的强冲击；工作时与接触物件产生的摩擦磨损与疲劳磨损；以及冷热刺激等，这些都会使导辊的表面发生锈蚀现象。长时间的锈蚀会影响导辊的表面强度，如不及时清理，会影响设备的正常工作。导辊除锈机可以对导辊表面的锈迹进行及时彻底的清理，从而保证输送机械工作的正常进行。
除锈机的种类很多，其中使用范围最广的是抛丸机和酸洗机。前者机身大，结构复杂适用于大件型材。后者使用经济方便，但除锈剂为酸基物质，难以清除油脂和污垢，废液处理难，除锈效果差。
本设计的主要内容是设计一台结构合理，功能完整且精度满足要求的导辊除锈机。该除锈机可以对不同长度和直径的导辊完成表面除锈。除锈机床主要部件如床身，主轴箱等参照外圆磨床，主要除锈原理是使用电机带动钢丝刷对导辊表面进行打磨，来去除松动或翘起的氧化皮、铁锈、焊渣等。
关键词：导辊；除锈机床
Abstract
With the machinery and technology innovation, mechanical equipment is change rapidly, all types of transport machinery and mill on a slide rail device has been replaced by the rolling guide -- Guide roller. Guide roll very poor working conditions, subject to the strong impact of transporting objects; object when working with contact friction and wear and fatigue wear; hot and cold stimulation. Will make the roller surface rusting phenomenon. Long time corrosion can affect the guide roller surface strength, if not clear in time, will affect the normal operation of equipment, derusting machine guide roller of roller surface rust are timely and thorough cleaning, so as to ensure the normal working of conveying machinery.
Rust cleaning machine of many kinds, the most widely used is the shot blasting machine and pickling machine. The fuselage, complex structure suitable for large section. The latter uses economic convenience, but rust remover for acid-base material, it is difficult to remove grease and dirt, waste water treatment, cleaning effect is poor.
The main contents of this design is to design a reasonable structure, complete function and accuracy can meet the requirements of the guide roller descaling machine. The rust removing machine can be of different lengths and diameters of the guide roller surface derusting. Derusting machine tools main components such as bed, spindle box of horizontal lathe main reference, using tools such as wire brush on the surface of the guide roller grinding, can be removed by loosening or tilt of the oxide scale, rust, welding slag.
Key words:Guide roller; derusting machine
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
CONTENTS V
第1章 绪论 - 1 -
1.1课题目的及意义 - 1 -
1.2国内外钢管除锈技术发展概况 - 2 -
1.2.1目前国内外除锈技术分析 - 2 -
1.2.2 国内外现有的除锈设备 - 6 -
1.2.3国外除锈设备的新发展 - 7 -
1.3本课题的任务及技术要求 - 10 -
1.3.1 课题任务 - 10 -
1.3.2主要技术要求? - 10 -
第2章 导辊除锈机床原理及方案设计 - 11 -
2.1导辊除锈机床的原理 - 11 -
2.2导辊除锈机床的方案设计 - 11 -
2.2.1导辊除锈机床的结构设计方案 - 12 -
2.2.2机床主要部件及其运动方式的选定 - 12 -
2.3本章小结 - 14 -
第3章 结构设计 - 15 -
3.1主轴箱结构设计 - 15 -
3.2刀架结构 - 17 -
3.3尾座结构设计 - 18 -
3.4溜板箱结构设计 - 18 -
3.5床身结构设计 - 19 -
3.6本章小结 - 20 -
第4章 设计校核 - 21 -
4.1主轴V带设计 - 21 -
4.2钢丝刷的计算 - 23 -
4.3蜗轮、蜗杆的设计 - 25 -
4.4主轴的设计与校核 - 28 -
4.5轴承的设计计算 - 33 -
4.6滚珠丝杠副选择与校核 - 34 -
4.6.1 滚珠丝杠副简介 - 34 -
4.6.2滚珠丝杠副的选择及校核 - 35 -
4.7本章小结 - 38 -
结 论 - 39 -
致 谢 - 40 -
参考文献 - 41 -
黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告
题 目 导辊除锈机床设计 来源 工程实际
1、 研究目的和意义：
1.1研究的目的
本次毕业设计将设计一台结构合理，功能完整且精度满足要求的导辊除锈机。通过设计过程，使学生了解导辊除锈机的基本工作原理，掌握对导辊除锈机各组成部件的结构尺寸的计算、强度校核、验算过程，驱动系统的选择等，了解和熟悉常规工程设计过程。通过对该设备的设计，可以提高学生对书本理论知识的认识，增强实际的工程应用能力，为将来从事工程设计工作打下基础。
1.2研究的意义
运输机械会用到各式各样的导辊，导辊的表面会因为接触输送的物料或长时间暴露在恶劣的工作环境中，在其表面会产生锈蚀现象，长时间的锈蚀会影响导辊的的表面强度，如不及时清理，会影响设备的正常工作，导辊除锈机可以对导辊表面的锈迹进行及时彻底清理，以保证输送机械的工作正常进行。
2、国内外发展情况(文献综述)：
2.1国内外除锈技术分析
在工业发达国家，每年因锈蚀所造成的直接经济损失约占国民经济生产总值的1%-4%，远远超过每年因地质等灾害所造成的损失。因此，金属表面除锈的意义重大。
除锈的方法很多，对于不同种类的金属材料，其表面的锈是不同的，因此其除锈的方法也各不相同。另一方面，不同的表面工程技术，如电镀、涂装等，对于表面除锈的要求也是不同的。因此，实际选择除锈方法的时候，要根据金属材料的种类及具体表面工程的要求选择合适的除锈方法及工艺。常用的表面除锈方法有化学浸泡法、超声波法、电化学除锈法、机械法以及手工除锈法等[1][4][8]。
2.1.1手工除锈
这是一种最简单的除锈方法。用刮刀、手锤、钢刷、砂布（纸）、砂轮等工具，进行敲、铲、磨、刮等除掉锈污。这种访求的优点是简单易行、成本低；缺点是劳动强度大、工作效率低、质量不稳定、劳动环境差[5]。
2.1.2机械除锈
这种访求是当前应用比较广泛的一种除锈方法，其原理是利用冲击和摩擦作用有效地除掉锈蚀及其污物。这种方法常用的工具有手提式电动砂轮、电动刷、风动刷、除锈枪等。该法的优点是除锈质量、效率都较高，但缺点是这些工具还需要人工操作，劳动强度较大，对几何形状复杂及精密零件不太适用，也不适合大规模除锈的需要。故当前应用较广泛的还是喷射和抛丸两种处理锈污的方法。
（1）喷射处理 这种方法主要是喷砂、喷丸、真空喷砂、高压水砂以及高压水等。
（2）抛丸处理 这是一种利用高速旋转抛丸器的叶轮抛出的高速铁丸（或其他材料的弹丸）的冲击，与被清理零件表面相互摩擦而达到除锈的目的[10]。
2.1.3 化学除锈
化学处理法也称作酸洗法，其原理就是利用酸液与被清理金属表面的锈污（氧化物）发生化学反应，使之溶解在酸液内，另外酸与金属作用产生的氢气又使氧化皮机械脱落[2]。
下面主要介绍黑色金属的酸洗处理方法：
（1）浸渍法 浸渍酸洗是当前广泛用来酸洗黑色金属的一种处理方法。浸渍酸洗的工艺流程：酸洗除锈→清水冲洗→碱液中和→清冷水冲洗→热水冲洗（或继续进行磷化处理）。
（2）综合处理法 这是将金属的除油、除锈、磷化和纯化合并起来处理的一种方法，这种“四合一”处理液配方及工艺见表2-1[6]。
表2-1 “四合一”处理液配方及工艺条件
序号 工序 溶液成分 配比/（g/L） 处理温度/℃ 处理时间/min 备注
1 除油、除锈和氧化物 硫酸
硫脲
烷基磺酸钠 60-65(ml)
5-7(ml)
20-50(ml) 75-85 5-20 处理时间根据油污、锈斑情况定，严重时可增加硫酸量
2 磷化 磷酸
氧化锌
硝酸锌
磷酸二氢铬
硫酸氧基钛
酒石酸或其他盐类
烷基磺酸钠
OP乳化剂 58
15
200
0.3-0.4
0.1-0.3
5
15(ml)
15(ml) 65-75 3-8 工艺条件：
游离酸度8-12
总酸度130-150
3 水洗 温 1-2
4 干燥 电泳涂漆可略
5 涂漆 视需要选择
2.2 国内现有的除锈设备
喷沙机,喷砂机,喷砂设备,前处理设备,除锈机,表面处理机械专业生产除锈设备，喷砂机，自动喷砂机，专用喷砂机，喷砂房，环保型喷砂房，除尘器，喷丸机，喷丸房，除尘设备，袋式除尘器，滤筒式除尘器等除锈设备机械[9][10]。
2.2.1手工除锈方法和设备
手工除锈的工具有榔头、铲刀、刮刀、钢丝刷等，一般厚的锈斑用榔头敲松再用铲刀铲除。劳动强度大，除锈效率低，一般0.2~0.5m2/h，环境恶劣，难以除去氧化皮等污物，除锈效果不佳，难以达到规定的清洁度和粗糙度，已逐步被机械方汉和化学方法所替代。但在修船过程中，特别是对局部缺陷的修补，常采用此方法；对于机械除锈难以达到的部位，如狭小舱室、型钢反面角隅边缘等作业困难区域，也多应用手工除锈[5][7]。
2.2.2机械除锈方法和设备
(1)小型风动或电动除锈。主要以电或压缩空气为动力，装配适当的除锈装置，进行往复运动或旋转运动，以适应各种场合的除锈要求。如角向磨光机、钢丝刷、风动针束除锈器、风动敲锈锤、齿型旋转除锈器等，属于半机械化设备，工具轻巧、机动性大，能较彻底去除锈、旧涂层等，能对涂层进行打毛处理，效率比手工除锈大大提高，可达1~2m2/h，但不能除去氧化皮，表面粗糙度较小，不能达到优质的表面处理质量，工效较喷射处理低。可在任何部位使用，特别在修船过程中得到广泛应用[4]。
(2)高压水磨料除锈。利用高压水射流的冲击作用（加上磨料的磨削作用）和水撬作用破坏锈蚀和涂层对钢板的附着力。其特点是无粉尘污染，不损伤钢板，大大提高除锈效率，可达15m2/h以上，除锈质量好。但除锈后的钢板易返锈，须涂装专门的带湿除锈涂料，对一般性能涂料的涂装有较大影响[3][11]。
(3)抛丸除锈。抛丸除锈是利用高速旋转的叶轮将磨料抛向钢铁表面来达到除锈目的，是一种对船体钢料进行除锈的较为先进的机械处理方法，不仅生产效率高，而且费用低、自动化程度高，可实现流水线操作，环境污染少，但仅在室内操作[10]。
2.2.3干喷砂除锈方法和设备
喷砂是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化。由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。
喷砂除锈。主要以颗粒喷射冲蚀作用构成的以达到表面清洁和适宜的粗糙度，设备包括敞开式喷砂除锈机、密闭式喷砂室、真空喷砂机。敞开式喷砂机应用较为广泛，能较为彻底地清除金属表面所有的杂质，如氧化皮、锈蚀和旧漆膜，除锈效率高4~5m2/h，机械程度高，除锈质量好。但对由于磨料一般不能回收，对其他作业有影响，清理现场麻烦。所以环境污染较重，近来逐渐被限制使用[10]。
2.3 国外除锈设备及技术的发展
2.3.1回收式干喷砂除锈设备
(1)吸入式干喷砂机
a一般组成
一个完整的吸入式干喷砂机一般由六个系统组成，即结构系统、介质动力系统、管路系统、除尘系统、控制系统和辅助系统。
b 工作原理
吸入式干喷砂机是以压缩空气为动力，通过气流的高速运动在喷枪内形成的负压，将磨料通过输砂管。
吸入喷枪并经喷嘴射出，喷射到被加工表面，达到预期的加工目。在吸入式干喷砂机中，压缩空气既是供。
(2)压入式干喷砂机
a一般组成
一个完整的压入式干喷砂机工作单元一般由四个系统组成，即压力罐、介质动力系统、管路系统、控制系统。
b压入式干喷砂机的工作原理。
压入式干喷砂机是以压缩空气为动力，通过压缩空气在压力罐内建立的工作压力，将磨料通过出砂阀。
压入输砂管并经喷嘴射出，喷射到被加工表面达到预期的加工目。在压入式干喷砂机中，压缩空气既是供。
2.3.2湿喷砂除锈设备
液体喷砂机
a一般组成
液体喷砂机相对于干式喷砂机来说，最大的特点就是很好地控制了喷砂加工过程中粉尘污染，改善了喷砂操作的工作环境。 一个完整的液体喷砂机一般由五个系统组成，即结构系统、介质动力系统、管路系统、控制系统和辅助系统。
b工作原理
液体喷砂机是以磨液泵作为磨液的供料动力，通过磨液泵将搅拌均匀的磨液（磨料和水的混合液）输送到喷枪内。压缩空气作为磨液的加速动力，通过输气管进入喷枪，在喷枪内，压缩空气对进入喷枪的磨液加速，并经喷嘴射出，喷射到被加工表面达到预期的加工目的。在液体喷砂机中，磨液泵为供料动力，压缩空气为加速动力[10]。
2.3.3高压水除锈设备
SDE-II型移动式高压水除锈设备
高压水除锈的工作压力必须高于175MPa(1750ba)，由此产生的水雾可将钢板表面的锈蚀层及污物除去。高压水除锈可以清除钢板表面的杂质，而不会破坏其表面静向结构，能够彻底清洗钢板表面有凹陷的地方，清除锈蚀和导致喷涂失败的污染物，使喷涂物在钢板的附着力提高4倍。JohnKeily博士指出，污染物（可溶性盐化物和氯化物）是导致喷涂失败的根源，高压水除锈可以清除这些杂质[3][11]。
3、研究/设计的目标：
随着线材机械的发展，导卫装置采用导辊越来越普遍，由于材质以及使用环境等因素，导辊锈蚀过多过快而需频繁更换，对生产造成严重影响。 因此，在对锈蚀原因分析和对国内现有除锈机床了解后，设计一导辊除锈机床。
机床的设计则应在满足基本使用功能的基础上，保证对导辊除锈时的加工精度。尽量优化、简化机床结构，降低生产成本提高劳动生产率。
4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：
(1)根据基本技术参数，给出导辊除锈机床总体结构初步设计方案。
(2)根据工件所要加工的形状及尺寸要求，进行总体设计。
(3)进行磨削力、功率、运动行程等方面的计算，确定各个零部件的具体外形尺寸并进行强度校核。
(4)机座、主轴、轴承的设计及校核。
(5)生产能力、磨削力、传送功率的计算。
(6)完成总装图及部分零件图。
5、方案的可行性分析：
该导辊除锈机床的设计严格按照先收集和研究有关资料，再确机床的结构方案，然后绘制机床总图，最后确定并标注。在设计过程中，了解并掌握除锈知识，对导辊材质进行研究分析，结合现有除锈机床知识，按照相关要求和标准根据给定的技术参数设计该专用于导辊的除锈机床。
综上分析故该方案可行。
6、该设计的创新之处：
（1）加工硬化程度低，结构较简单
（2）适用于多种直径线材，除锈效果好
7、设计产品的主要用途和应用领域：
该设计主要用于导辊的除锈和表面处理。还可以用来消除残余应力，起到矫直作用。
8、时间进程：
2012年2月28日～3月15日 在鸡西煤矿机械有限公司、校图书馆，收集除锈机床的相关资料，了解除锈机床工作原理和结构设计，并完成实习日记和实习报告
2012年3月16日～4月30日 完成开题报告
2012年5月1日～5月31日 方案设计、整体结构的设计；设计计算和校核结构设计，绘制装配图及零件图
2012年6月1日～6月14日 撰写论文、提交图纸、设计说明书，进行审核
2012年6月15日～6月17日 答辩
9、参考文献：
[1] 腐蚀与防护手册 化工部化工机械研究室,研究院主编
[2] 钢结构防腐涂装工艺标准
[3] 薛胜雄,黄汪平,陈正文,等.高压水射流技术应用
[4] “JZ?CXFX-N防锈除锈剂”专利申请文献
[5] Ger offen.DE3.910.042（1990）
[6] 胡林林，姜婷娟.化学酸洗除钢铁氧化皮清洗生产的途径[J]. 电镀与涂施,2004, (2) ：31-35.
[7] 金属表面除锈的作用方法 深圳雷邦磷化液工程部编辑
[8] 美国腐蚀工程师协会（美）. 腐蚀与防护基础[M]. 北京：冶金工业出版社,1983：5-8.
[9] 彭辉. 高级船舶除锈涂装工艺[M]. 哈尔滨：哈尔滨工业出版社,2006：16-19.
[10] 王仁智. 金属表面喷丸强化[M]. 北京：国防工业出版社,1981：25-29.
[11] 机械部通用机械研究所.高压水射流除锈装置的实验研究[J]. 四川简阳试压泵厂,1993,(6)： 8-11.
[12] 张俊义. 中冶集团北京冶金设备研究设计总院. 北京100029
[13] 周良,孙一新. 线材除锈机的结构设计[J]. 中钢集团郑州金属制品研究院450001
[14] Neville Holland. Roller Guide equipment for rod and barmills-Some modem trends[J]. Iron and Steel Engineer,1981,(3)：39-43.
[15] M.V.Deshpande. Development of Guide Roller Material for Steel Wire-Rod Mill, Int[J]. of Metals&Hard Materials,1997,(15)： 151-155.
![导辊除锈机床设计[KT]](/images/A51253/A51253_02.gif)
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