真空抬包设计大速比倾包系统设计【7张图/10600字】【优秀机械毕业设计论文】

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A1-上箱体.dwg

A1-下箱体.dwg

A2-蜗轮 (2).dwg

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关键词：: 真空设计速比系统优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，28页。10600字。
文献翻译一份。

图纸共7张，如下所示
A0-减速机装配图.dwg
A0-真空抬包装配图.dwg
A1-上箱体 (2).dwg
A1-上箱体.dwg
A1-下箱体.dwg
A2-蜗轮 (2).dwg

摘要
真空抬包是电解铝冶炼过程中的一个重要设备，其主要功能是将电解槽中的电解铝液吸出并倒运至混合炉，是转运铝水的重要设备。真空抬包能够将电解槽中的电解铝液吸出并倒运到混合炉后浇铸成铝锭。该设备维护费用低、安全性高、工人劳动强度低等特点，一次可吸取几个电解槽内的铝液并直接送至混合炉，无需中途转浇包倒运，铝液热量损失小。该抬包采用正压喷射吸铝，改变了传统的负压直接吸铝，消除了负压吸铝对真空系统的危害，由于其可与电解槽共用一个气源，可省去整套真空系统，减少岗位配置，降低设备维护、检修费用，节约运行中的电费开支。
真空抬包采用茶壶式浇包的结构形式，铝液从包底浇出，熔渣被挡在包内，撇渣效果好。减速机是抬包的倾转机构，采用3级蜗轮蜗杆减速机。由于抬包容积的增大，自重及盛铝量均增大，抬包的倾转力矩增大，手动倾转费力、效率低而且不安全，该减速机在结构形式设计为手动与电动均可，正常操作为电动，手动为检修和突发事故时用，手动与电动的切换采用爪式离合器，切换迅速方便，安全可靠。该减速机电动为三级蜗轮蜗杆减速，手动为两级蜗轮蜗杆减速，减速比大。
关键词：真空抬包、减速机、蜗轮、蜗杆

Abstract
Vacuum Ladle electrolytic aluminum smelting process is important for the equipment, Its main function is to the electrolytic aluminum electrolytic cell fluid aspirated and unlucky to mixed stoves, aluminum water transit is important equipment. Ladle vacuum can be electrolyzer the smelter was sucked out of the mix and unlucky after casting furnace into ingots. The equipment maintenance costs low, safe, low labor intensity characteristics, Several lessons can be a cell of molten aluminum and directly sent mixed furnace without the halfway turn Ladle unlucky. Al small liquid heat loss. Ladle the use of suction pressure spray of aluminum, changed the traditional vacuum suction direct aluminum, Elimination of aluminum suction vacuum system for the harm, because of their shared cell with a gas source. package can be saved vacuum system to reduce the allocation of posts, reducing equipment maintenance, repair costs, saving operation of the electricity bill.
Ladle using vacuum-pouring teapot packet structure, aluminum liquid poured from the underwrite that was blocking the slag ladle, skims good effect. Reducer is Ladle dip turn, used three worm-drive. Ladle volume due to the increase of self-respect and all aluminum volume increased, ladle the tilting torque increases, manual dumping switch effort, inefficient and unsafe, the slowdown in aircraft structure design of the manual and electric may, the normal operation of electric, Manual for Maintenance and use of emergency, manual and electrical switch using a claw-type clutch, switching speedy and convenient, safe and reliable. The electric drive for three worm-slow manual for the two worm-deceleration than decelerating.
Keywords : vacuum ladle, reduction gears, worm gears, Worm

目录
前言……………………………………………………………………………………1
1 项目分析……………………………………………………………………………3
1.1 真空抬包系统现有情况………………………………………………………3
1.2 本次设计改进所要解决的问题………………………………………………3
2 真空抬包总体设计方案……………………………………………………………5
3 大速比倾包系统设计………………………………………………………………6
3.1 倾转力矩的分析………………………………………………………………6
3.1.1 空包包体的倾转力矩 …………………………………………………6
3.1.2 余留铝液的倾转力矩 …………………………………………………7
3.1.3 摩擦力矩 ………………………………………………………………9
3.1.4 结论分析 ………………………………………………………………9
3.2 减速机构的分析………………………………………………………………9
3.2.1 蜗轮蜗杆减速机介绍 …………………………………………………9
3.2.2 传动比的分配…………………………………………………………11
3.2.3 电动机的选择…………………………………………………………11
3.2.4 蜗轮蜗杆设计…………………………………………………………11
4 真空抬包工艺参数 ………………………………………………………………21
5 主要部分的设计计算与校核 ……………………………………………………22
5.1 吊钩处………………………………………………………………………22
5.2 吊臂处………………………………………………………………………22
5.3 吊臂与包体连接处…………………………………………………………23
6 经济性分析 ………………………………………………………………………24
总结 …………………………………………………………………………………25
致谢 …………………………………………………………………………………27
参考文献 ……………………………………………………………………………28

真空抬包设计大速比倾包系统设计

内容简介：: 中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) I 摘要真空抬包是电解铝冶炼过程中的一个重要设备，其主要功能是将电解槽中的电解铝液吸出并倒运至混合炉，是转运铝水的重要设备。真空抬包能够将电解槽中的电解铝液吸出并倒运到混合炉后浇铸成铝锭。该设备维护费用低、安全性高、工人劳动强度低等特点，一次可吸取几个电解槽内的铝液并直接送至混合炉，无需中途转浇包倒运，铝液热量损失小。该抬包采用正压喷射吸铝，改变了传统的负压直接吸铝，消除了负压吸铝对真空系统的危害，由于其可与电解槽共用一个气源，可省去整套真空系统，减少岗位配置，降低设备维护、检修费用，节约运行中的电费开支。真空抬包采用茶壶式浇包的结构形式，铝液从包底浇出，熔渣被挡在包内，撇渣效果好。减速机是抬包的倾转机构，采用 3 级蜗轮蜗杆减速机。由于抬包容积的增大，自重及盛铝量均增大，抬包的倾转力矩增大，手动倾转费力、效率低而且不安全，该减速机在结构形式设计为手动与电动均可，正常操作为电动，手动为检修和突发事故时用，手动与电动的切换采用爪式离合器，切换迅速方便，安全可靠。该减速机电动为三级蜗轮蜗杆减速，手动为两级蜗轮蜗杆减速，减速比大。关键词：真空抬包、减速机、蜗轮、蜗杆中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) is is to to is be of be a of Al of of of of a be to of of to of in of of of a 原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 录前言 1 1 项目分析 3 空抬包系统现有情况 3 次设计改进所要解决的问题 3 2 真空抬包总体设计方案 5 3 大速比倾包系统设计 6 转力矩的分析 6 空包包体的倾转力矩 6 余留铝液的倾转力矩 7 摩擦力矩 9 结论分析 9 速机构的分析 9 蜗轮蜗杆减速机介绍 9 传动比的分配 11 电动机的选择 11 蜗轮蜗杆设计 11 4 真空抬包工艺参数 21 5 主要部分的设计计算与校核 22 吊钩处 22 吊臂处 22 吊臂与包体连接处 23 6 经济性分析 24 总结 25 致谢 27 参考文献 28 14. a to a be of to a - C - - pr in on on in of to be C - C - - - - I - - - by a to of be a of - - in a C on or C a to - C to to in to be on C no of of to in of a to NC to a of A is to C - a to C C - am is so it is be at on to MS - C NC NC to as to C - - - - is a is to a of of is no as of C as C by C a or - to as a - a a to C no - a a as a NC to C as if - a NC NC as it to a C NC in of NC - a to a of - on to - at - C - NC be be to MS of IM C A 0s - - to to C a 1970 - NC 0s - NC of of in NC - of of be by a to on of - a be in in a - be to to of in al F C be C 0 is a of in 8mm 28 0002mm 2 0 130 0 7 - - - on/ - it a it on a 6. in 0 ( is by a is a be to be be .1 5 to as as if to of O as be So on in a in a to be in to to a of to an 00 t to A is on of on N/n: on To on on On is is on re To on An co me up it lo to is on SC go by is by to up be by If t go is a to be of is a of 3 is by be to as A on is of X = 0 be of As is a in is in is is of of in is to in is to is by mo is in it do it I f t or t is of be is 1 to a is be is is of is (do is is 12 to 3 to F5 to 3 to F4 5 a of 3 to 4 a of If 3 。 is 3 4 up 6 be at 5 is is is 3 4 on t is to a he if be a t, to a f or If 1, by to an s on of in S as - 1 - 3 7 - 11 - to on on a - be be - be be RN be on/ on be in on 4 - Z OG or RF - Z OG or - X OG or RF - X OG or RF - RF 计算机数控机床使用一台计算机引导一个可能需要手工完成的过程字化控制使用数字数据驱动机器进行的加工过程如下 - 折弯数控系统的基本组成部分最适合于开发数控程序的方法包括手工和计算机辅助方法采用各种数控编程语言 2 - - 扩展子集 - 这些语言是通过一部分编程人员定义切削刀具的动作来使用的这些语言可以进行预处理，然后为一系列不同的控制类型所使用，例如自动化方法与控条带数控程序在计算机上进行预处理，并在纸条或胶带上打孔简单的数控机床可以使用条带带阅读器来指挥机器相关问题输，手动装载脏，从而导致误读且可能在复杂零件上产生滞留标记加了所需的时间）条带的结束是两种发展相互竞争的结果这些在大多数情况下被计算机数控所取代然一段时间内计算机数控被用来加强条带性能，但计算机数控最终被允许使用其他存储介质，并且目前不需要程序传输介质算机数字控制一个电脑控制器是用来直接驱动数控机床的特点是输入 /检索数控的优势， - 程序只输入到内存中一次，所以它更可靠 - 该程序可以在机器测试和修改 - 在本地计算机上增加了控制选项增强了灵活性 - 易于集成到柔性制造系统相关背景且本地计算机被添做能读取条带一次并可以让数控机床无限回放的的条带阅读器盘之类的存储器旁白：除了一台远程计算机用来控制许多机器之外，直接数控与计算机数控很相似。这给出了更强大的计算机功能的优势。由于电脑成本下降抵消了任何优势，这种方法不再流行。有些公司使用专用的数控语言，例如最近展示的德纳铣削数控代码这些机器经常冲电脑上下载数控代码编程，或手工对控制器电脑进行编程。未来走向涉及 - 根据不同的金属切削速率自动调整进给速度以提高加工速度 - 刀具磨损检测接 /分布式数控（使用了以下几种方法能存储）的本地电脑。从主计算机数控主机上下载程序，然后本地控制器像从纸带上读取程序一样把程序提供给数控机床称作直接数字控制）由于计算机技术的发展的比在数控机床旁放置计算机实用并且现代的很大的存储容量）来存储大量的零件程序有能力 - 显示和编辑零件程序 - 传送机床上需要的操作指令和其他数据 - 收集和处理用来操纵机床的状态信息优点 - 不再需要数控条带（优点是显而易见的） - 即时的设计变更 - 数控程序编辑快速 - 可以用来支持 - 提高了单个机床的效率 - 比单个机床有更多的工厂运行时间 - 简化成组技术，计算机辅助工艺规划和其他计算机集成制造内容的实施 - 减少使用数控纸带的额外花费历史概述 , 60年代中期 - 辛辛那提米拉克龙概念和 - 电话链接用来从大型计算机向硬件连接的数控机床发送指令，这从根本上取代了读带器 1970 - 几个商业的布 70年代中期 - 航天公司因为他们工厂里有大量的分布式机床而使用前）基于 - 计算机软件因为维护调度控制和数据收集而受限制 - 通常需要一台备份计算机 - 在下载部分程序的基础上很难调整下载程序时，有两种流行的观点 - 一个程序只能被部分下载 , 这在现实环境中很容易改变原先的工程设计 - 许多程序被下载到本地控制器来提供保护以应对系统故障 ,并消除在。备实例可以商用的数控机床数目数以千计 C 0 这是一台能车削金属零件的小型台式机床基本物理技术规格是 , 切削用量径向进给 28大余量径向 30轴向 300次 12大刀具尺寸直径最大 80盘转速 130r/轴削速度 0mm/给速度 600N 以下 500mm/给力 100/110/2300力为 840 , 695, 345/这种机床的基本操作流程是 1. 解装组件 . 2. 将设备连接到电源，气源并附加接口电缆 . 3. 在 4. 安装软件 5. 测试基础系统 (已经安装在上面 ). 6. 使用软件启动并初始化机床和电脑 7. 设置新的工作工具，找到坐标零点 /偏移量，并输入到控制中心 8. 装载数控代码 9. 程序仿真运行程序，如果加工新的工件则转到步骤 7 这是一台能车削金属零件的小型台式机床基本物理技术规格是切削用量最大余量最大刀具尺寸主轴转速 200r/m 切削速度进给速度进给力功率 50x,y 0z 尺寸规格重量控制器制接口序编制 os 轴 1 这种机床的基本操作流程是 , 1. 解装组件 . 2. 将设备连接到电源，气源并附加接口电缆 3. 安装软件 4. 测试基础系统 (已经安装在上面 ). 5. 使用软件启动并初始化机床和电脑 6. 设置新的工作工具，找到坐标零点 /偏移量 7. 装载数控代码 8. 程序仿真 9. 在机床上运行程序 10. 如果切削相似的工件则转到步骤 7，如果加工新的工件则转到步骤 6. 0 用指南车床是与用来模拟制造现场界面的软件一起发货的。我们没有标准键盘，所以我们需要使用计算机键盘上的特殊击键顺序。步骤 : 5到 75 50保车床用算机卡在第二个接口（这是一个空接口）上有一个终止器。打开电脑和车床。行幕上就可能出现警告。如果按叫教员。样做先要按 7？个小下键盘数字行的 4车床在着按下键盘上的 8，车床在所有动作停止后车床被校正好，并被设置在手动手动进给模式。 4 向左移动底座 6 向右移动底座 2 移出刀架 8 移入刀架 7 主轴开 6 主轴关 2 打开 /关闭切屑清洁机 1 转动刀具转台 +/- - 增大 /减小进给量 1然后按机床置于开车门并停留片刻，车门将保持打开状态。使用卡盘会松开和夹紧。安装工件然后关闭车门。 6. 把计算机置于编程模式 C 0 机床文件资料教程 : ( ) 设定 : 车床是由计算机通过一些可以连接一个设备到另一个设备的悠闲的数据总线。控制用计算机必须运行 5 与接口卡不兼容并且软件拒绝与机应尽可能减少外围设备；如果某个设备像以要删除声卡，额外的接口卡，等。接器，一个插上车床线缆另一个插上终端器。在控制软件 )。有两个磁盘：初始化盘和车床数据盘。车床需要插上插头连接到电脑 , 电源插座 (显然的 ), 和气压在 50于 50将没有足够的压力打开车门）的气源。压力表在机床左侧，所有的插口等分布在右侧电源开关 : 打开电源 : 打开计算机和机床。按下机床右边的键以启动机床。如果必要在计算机上打开操作系统。一旦运行窗口操作系统就会启动启动前确保数字锁定键是打开的。然后关闭电源 : 要想仅切断机床而非计算机的电源，只要按下车床上的键就行了。一个指示丢失担心，当稍后车床返回时，点击将二者全部关闭，需先按下后简单关掉机床和计算机电源即可。 . 操作 : 注释 : 件以对人们拥有反直觉，非自然，信息隐藏，和未知接口。许多可用的技术参考资料都是用德语所著。这款软件因大大小小的错误而周期性的弹出出错信息。可以按下果它们没消失，那就需要调查这一问题。在屏幕的底部是一组选项菜单，你可以通过被能键列表”，并自此以后被称作“菜单”。关于坐标轴的注释 : X = 0 应是旋转中心。只要。 (沿回转轴方向 )。沿向机床向左）移动。沿向机床向右）移动。模式 : 软件是靠不同模式控制机床的。软件实在是什么模式下决定着它能做什么和显示什么。如果某些操作不工作或看起来不正确，就核对一下它是处在什么模式。记着工作模式的设置与显示模式无关。工作模式可以编辑但程序直到视图模式被设置为之亦然。按下式用于刀具位置回零。这是打开机床后首先要做的事。式用来手动控制车床。式用来更换刀具，松开卡盘等 (实际上你可以用。式用来编辑，装载和搜索程序。式用来运行程序。得到显示模式 : 注释 :当你更换视图模式时，菜单也改变。默认的是显示操作员信息和警告的式。按下中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 1 前言众所周知，铝资源是铝业乃至国家铝工业的生存之基本和发展之本。是中国铝业如何实现铝矿资源持续稳定供应，是中围铝工业在市场竞争中求得生存并实现可持续发展必须要解决的重大课题。我国氧化铝工业的产量山的 146 1 万吨增至 2004 年的 700 万吨，午均增幅为 27 08。但是，随着国内新建氧化铝企业生产能力的不断释放，市场竞争同趋激烈。自中国加入世界贸易组织后，逐渐实现了贸易白由化，进口氧化铝随着关税的逐步降低，配额等数量限制措施的消除都导致我国氧化铝企业受到国外氧化铝企业的冲击。随着氧化铝生产能力的提高，铝土矿一氧化铝一电解铝产业链中的瓶颈逐渐向铝土矿转移。在氧化铝的产量规模方面，我国一直遵循稳步提高的原则。但近几年来，我国氧化铝的增长速度明显加快。20002004 年，氧化铝产量从 432 万吨增长到 700 万吨，年均增幅为 12 3，但是仍然难以满足铝业的要求，因此，从 2001 年开始，我围氧化铝进口量每年都以 100万吨的速度递增。 2004 年我国共进口 587 万吨氧化铝，达到当年同内氧化销产茸的83，是当年国内氧化铝需求的 45，比 2000 年我国进口氧化铝 188 万吨增张 399万吨，累计增加 2但是随着我国氧化铝产量的逐渐提高，氧化铝进口增幅正在下降。 2006 年前 5 个月我国氧化铝产量吨，同比增长 49 33，其中非中铝公司，产量为 98 8 万吨，同比增长 67 8。同期氧化铝进口量 278 万吨，同比下降 8 52，特别自 3 月份以来，连续 3 个月出现口氧化铝负增长。与此同时，中国氧化铝的出口量在不断增加。有报告显示，中围将在 2008 年成为氧化铝的纯出口国。真空抬包是电解铝冶炼过程中的一个重要设备，主要功能是将铝电解槽中的电解铝液吸出并倒运至混合炉，本抬包适用于铝铸造行业，既可直接采用负压吸铝，也可通过喷射器利用压缩空气抽真空吸铝，抬包减速机为手动、电动两种操作均可，并可采用爪式离合器进行切换，抬包包衬采用重质浇注料整体浇注，强度高，使用寿命长。包体上焊接固定有喷嘴、吸铝管和出铝口，吊装总成连接机架，机架上装有传动机构，包盖上锁紧装置采用肘节式压紧，包盖侧板与连接板一端铰接，连接板另一端与肘节式把手铰接，肘节式把手前端与 T 型导杆横边一端固定连接，导杆横边另一端与侧板铰接，导杆坚边装有螺栓，包盖上与螺栓对应处固定有凸台。真空抬包系统，结构简单，性能好，容积大，大大提高生产率，降低成本，非常适用于电解铝生产线。本次毕业设计对中原铝业河南分公司机械制造分公司的真空抬包系统，在原有的基础之上及厂里工程技术人员和老师的指导下进行改进和优化设计，得到现在的中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 2 设计成果。以降低产品成本，最大的发挥原有产品的效能，提高产品的竞争力，提高经济效益，以适应竞争日益激烈的市场，为企业创造效益。也使我们的设计水平得到提高，提高了动手及创造的能力，是理论与实践的结合，使大家明确设自己设计目的和设计原则，为日后的工作打下一个良好的基础。编者 2011年 6 月中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 3 1 1 真空抬包系统现有情况：真空抬包是电解铝冶炼过程中的一个重要设备，其主要功能是将电解槽中的电解铝液吸出并倒运至混合炉，是转运铝水的重要设备。真空抬包能够将电解槽中的电解铝液吸出并倒运到混合炉后浇铸成铝锭。该设备维护费用低、安全性高、工人劳动强度低等特点，一次可吸取几个电解槽内的铝液并直接送至混合炉，无需中途转浇包倒运，铝液热量损失小。该抬包采用正压喷射吸铝，改变了传统的负压直接吸铝，消除了负压吸铝对真空系统的危害，由于其可与电解槽共用一个气源，可省去整套真空系统，减少岗位配置，降低设备维护、检修费用，节约运行中的电费开支。中国铝业河南分公司电解厂原电解槽为 60焙槽，年产铝量为 3 万吨，采用容重为 2 吨的真空抬包来吸铝，并配合 5 吨的敞口包来倒运即可满足生产的需要。随着电解技改扩建项目的完成，电解槽变为 85焙槽，电解厂年产铝量为 5 万吨，为解决铝液抽吸运转效率低下、铝液热量损失大的问题，需要研发容重为 46 吨无需中转浇包倒运的真空抬包。随着国内一些大型预焙电解槽的研发成功，电流已陆续提高至解槽产铝量大增，小型吸铝真空抬包已不能满足生产的需要。 1 2 本次设计改进所要解决的问题：吸铝真空抬包在外形上一般为普通倾注式锥桶形真空抬包，在结构上可分为包体、人孔、吊架、吸铝管、减速机及真空管等几部分，减速机可以手动操作。真空抬包主要用于电解铝厂，工作时直接采用负压吸铝，需要单独配置一套真空系统，由于吸入空气温度较高，真空泵一般采用水环真空泵，设备配置价高。抬包的清渣、检修及砌包衬均通过人孔进行，极为不便。为提高使用效率，使用时往往需要大型敞口浇包配合使用，这样会带来铝液热量的损失。而需解决这些问题所采用的方法是：包盖与包体的密封及防变形措施。对于大型吸铝真空抬包，包体直径较大，包盖与包体法兰采用凸凹止口密封，密封件为石棉盘根。由于包盖与包体受热不均以及包体在起吊时的受力不均，容易导致包盖与包体法兰止口错位，从而引起密封不严。对于这个问题，一方面要加强包体与包盖强度，包体与包盖均需加筋，采用厚法兰。另一方面要采用合理的密封方式，可将包盖法兰嵌入至包体法兰内，形成双中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 4 重止口密封，一旦小止口密封失效，可启用大止口密封。包衬及吸铝管使用寿命。对于小型吸铝真空抬包，由于其直径小、高度低，采用耐火砖砌包衬，其强度足可满足其使用寿命，对于大型吸铝真空抬包，由于其容积大，包衬必需采用浇注料整体浇注，其强度才可满足使用寿命。吸铝管属耗损件 ,为提高其使用寿命 ,可采用耐温 900 以上的耐热铁铸造，并需进行热处理，耐热铁材质中防止和电解槽中的氟化盐发生化学反应，影响吸铝管使用寿命。转轴位置的确定及倾转力矩的计算。对于大型吸铝真空抬包，由于采用电动操作，从操作安全的观点出发，转轴位置应高于空包和满包的重心。抬包倾转力矩 M 包括空抬包包体所引起的转矩及在浇注过程中由于铝液不断倾出，余留在抬包内的铝液所引起的转矩外还有转轴与其轴颈的摩擦力矩者均为转角的函数。 M=2+原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 5 2真空抬包总体设计基本方案 1外形为圆柱状，方便制作、节省材料，与同体积锥桶形真空抬包相比，散热面积小，有利于保温。虽然锥桶形抬包比圆柱状抬包更有利于清理熔渣及残余铝液，但对于大容积抬包清除残渣已较为方便。 2采用茶壶式浇包的结构形式，铝液从包底浇出，熔渣被挡在包内，撇渣效果好。抬包带包盖，包盖与包体采用活节螺栓连接，固定方便。包盖与包底封头采用平底封头。抬包大修、清渣、砌包衬均可开盖进行，十分方便。考虑到抬包的少量清渣、日常检修以及解决抬包在使用间歇中自身散热的问题，在包盖上设立了人孔。 3包嘴盖设计成快开的结构形式，包嘴盖与包口管铰接，并采用搭扣来控制包嘴盖的开启与关闭，使用安全方便。 4采用喷射器利用压缩空气抽真空吸铝。考虑到电解槽工作时，打壳下料、母线提升等工序均采用压缩空气工作，因此可与电解槽共用一个气源，减少设备配置。 5喷射器由工作喷嘴、负压室、扩压管、接收室、消声器等组成，压缩空气通过收缩的喷嘴后，在负压室内形成一束高速射流，吸卷负压室内的空气一起进入扩压管，在扩压管内减速扩压后进入接收室，最后在接收内消音后排出至大气。 6减速机是抬包的倾转机构，由于抬包容积的增大，自重及盛铝量均增大，抬包的倾转力矩增大，手动倾转费力、效率低而且不安全，该减速机在结构形式设计为手动与电动均可，正常操作为电动，手动为检修和突发事故时用，手动与电动的切换采用爪式离合器，切换迅速方便，安全可靠。该减速机电动为三级蜗轮蜗杆减速，手动为两级蜗轮蜗杆减速，减速比大。中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 6 3大速比倾包系统设计 3 1 倾转力矩的分析：抬包倾转力矩包括空抬包包体所引起的转矩，以及在浇注过程中由于铝液不断倾出，余留在抬包内的铝液所引起的转矩，此外还有摩擦力矩等。 3 1 1 空包包体的倾转力矩当空包包体绕与其重心不重合的轴由直立位置转过角度后，如图所示，此时空抬包包体的中心对转轴的倾转力矩1 1 ( ) s i g u Y () 图为空包包体的倾转力矩公式中空抬包包体总重量 Kg g 为重力加速度 s u 为包腔底至转轴中心的距离 m 包腔底至空抬包包体重心的距离 m 空抬包包体包括金属壳体和搪衬两部分。为了简化计算，当计算其重量和重心位置时可不考虑转轴、转轴板、以及加强带。因为这几部分基板上与转轴轴心对称，在转动时对倾转力矩影响不大。可将包体分为几个简单几何形体，依次计算各部分的重量及重心座标，再按组合形体求其总重量及总重心。 1 2 3 . G G G 中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 7 1 1 2 2 3 3 . G Y G Y G 3 1 2 余留铝液的倾转力矩抬包在浇注过程中，铝液从抬包中逐渐流出 ,余留铝液的重量不断减少，其重心位置不断变化，因此余留铝液的倾转力矩是按复杂规律而变化的。抬包的浇注状态如图所示。为简化计算，忽略包嘴中铝液对抬包倾转力矩的影响，其浇注状态如图所示。图为余留铝液浇注状态图为简化后余留铝液浇注状态中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 8 抬包中余留铝液对转轴的力矩：2M V 式中力臂 ( ) s i n c o u Y X 则2 ( ) s i n c o s g u y X （ N m）式中 V 为抬包中余留铝液的体积 3m 为铝液密度 3m u 为包腔底至转轮中心的距离 m g 为重力加速度 s / ss m 关于余留铝液的体积及重心坐标计算分两中情况如图所示 A 未现底时： R ( H -R 44 R 22 2 2118()25 R R t g R H t g B 现底后； 3 3( 3 s i n s i n 3 c o s )3t g 中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 9 4 221( s i n 4 7 s i n 2 1 2 s i n 1 5 0 )2 4 4t g 4 ( s i n 4 8 s i n 2 1 2 )48t g 式中 c o s c r H 为包腔底至包浇口的距离 m B 为包腔壁至包浇口的距离 m R 为包腔半径 m 3 1 3 摩擦力矩摩擦力矩主要产生于转轴与其轴颈之间的摩擦，在干摩擦情况下，摩擦力矩33 1 ()2 V g () 式中为抬包中余留金属液的重量 kg g 为重利加速度 s m f 为摩擦系数，干摩擦时 f 约等于润滑时 f 约 1 4 结论分析真空抬包的总倾转力矩为： 1 2 3M M M M 以上为真空抬包倾转力矩的理论计算过程分析，倾转力矩 M 为转角的函数，但计算过程比较复杂，实际设计中根据所得到的最大倾转力矩即可进行抬包倾转装置的设计，设计中可在原有的基础之上对同类设备采用类比的方法得到，理论计算过程可以对类比得到的结果进行验证。 3 2 减速机构的分析 3 2 1 蜗轮蜗杆减速机介绍：蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为 90。这种传动由于具有结构紧凑、传动比大、传动平稳以及在一定的条件下具有可靠的自锁性等优点，它广泛应用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械及其它机器或设备中。蜗杆蜗轮传动是由交错轴斜齿圆柱齿中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 10 轮的轮齿分度圆柱面上缠绕一周以上，这样的小齿轮称为蜗轮。为了改善啮合状况，将蜗轮分度圆柱面的母线改为圆弧形，使之将蜗杆部分地包住，并用与蜗杆形状和参数相同的滚刀范成加工蜗轮，这样齿廓间为线接触，可传递较大的动力。蜗杆蜗轮传动的特征：其一，它是一种特殊的交错轴斜齿轮其二，它具有螺旋传动的某些特点，蜗杆相当于螺杆，蜗轮相当于螺母，蜗轮部分地包容蜗杆。蜗杆传动的类型按蜗杆形状的不同可分： 1 圆柱蜗杆传动基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆、锥面包络蜗杆）和圆弧蜗杆。 2 环面蜗杆传动 3 锥蜗杆传动锥蜗杆动蜗轮蜗杆减速机构具有以下优势性能： 1、机械结构紧凑、体积外形轻巧、小型高效； 2、热交换性能好，散热快； 3、安装简易、灵活轻捷、性能优越、易于维护检修； 4、运行平稳、噪音小，经久耐用； 5、适用性强、安全可靠性大。本产品目前已广泛应用于各类行业生产工艺装备的机械减速装置，是目前现代工业装备实现大扭矩，大速比低噪音、高稳定机械减速传动控制装置的最佳选择。蜗杆传动是在空间交错的两根轴间传递运动和动力的一种传动机构，两轴线交错的夹角可为任意值，常用的为 90 度。这种传动具有以下特点，故使用非常广泛。（ 1）当使用单头蜗杆时，蜗杆旋转一周，蜗轮只转国一个齿距，因而能实现大的传动比。在动力传动中，一般传动比 i=580;在分度机构或手动机构的传动中，传动比可以达到 300；若只传递运动，传动比可以达到 1000。由于传动比大，零件数目又少，因而结构很紧凑。（ 2）在蜗杆传动中，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。（ 3）当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时蜗杆传动具有自锁性。（ 4）当蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似，在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生较严重的摩擦一磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化。因此摩擦损失较大，效率低；当传动具有自锁性时，效率仅为右。同时由于摩擦与磨损严重，常需耗用有色金属制造蜗轮，以便与钢制蜗杆配对组成摩擦性能良好的滑动摩擦副。由于蜗杆蜗轮传动具有以上特点，故常用于两轴交错、传动比较大、传递功率不太大或间歇工作的场合。当要求传递较大功率时，为提高传动效率，常取 2外，由于当 1较小时传动具有自锁性，故常用在卷扬机等起重机械中，起安全保护作用。它还广泛应用在机床、汽车、仪器、冶金机械及其它机器或设备中；利用蜗杆传动传动比大省力的特点，以及它的自锁性能，在起重机械中广泛应用。中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 11 3 2 2 传动比的分配：根据实际生产中的应用及原有产品的情况，减速机采用 3 级蜗轮蜗杆传动，可以实现手动和电动两档变换。共有 3 对蜗轮蜗杆，第一对蜗杆头数为 3 蜗轮齿数为45：第二对蜗杆头树为 1 蜗轮齿数为 40；第三对蜗杆头数为 2 蜗轮齿数为 31。电动档减速比为 9300，手动档减速比为 620。手动档时，第一对蜗轮蜗杆没有工作，只有二三对蜗轮蜗杆在工作。蜗杆头数： 3 1 2 联轴器轴承效率： 2 3 电动机的选择：根据工厂原有设备的工作情况，以及我们在实习过程中所收集的数据以及工厂的经验，在工程技术人员的指导下，我们采用类比的方法初步选电动机型号为定功率为为 4载转速为 1440r/动转矩额定转矩为 W 最大转矩额定转矩为电动机校核：电动机带动时，减速比为 i=9300 倾包转速 w=2 n/60i=2 1440 60 9300=s) 设备总转矩1 2 3M M M M 1 ( ) s i g u Y 4900 2 ( ) s i n c o s g u y X 5000 3 1 ()2 V g (4900+5000) 所以 M 估算 =1 2 3M M M M 设备总效率 Y= 电机估算 =M 估算 w Y=起动载荷小较大大 1 1 15 1 2 齿向载荷分析系数当蜗杆在平稳载荷下工作时，当蜗杆在载荷变化较大时，动载系数对精确制造，且蜗轮圆周速度 m/s 时， m/s 时，弹性影响系数对青铜或铸铁蜗轮与钢蜗杆配对，中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 15 图：圆柱蜗杆传动接触系数蜗轮齿面许用接触应力 H 当蜗轮材料为灰铸铁或高强度青铜（ B300时，蜗杆传动的承载能力主要取决于齿面胶合强度。但因目前尚无完善的胶合强度计算公式，故采用接触强度计算是一种条件性计算，在查取蜗轮齿面的许用接触应力时，要考虑相对滑动速度的大小。由于胶合不属于疲劳失效， H 的值与应力循环次数而可直接从下表中查出许用接触应力的值。若蜗轮材料为强度极限 B 300锡青铜，因蜗轮主要为接触疲劳失效，故应先从下表中查出蜗轮的基本许用接触应力 H ，再按 H H 算出许用接触应力的值。上面中，应力循环次数 N 60处蜗轮转速， r h； j 为蜗轮每转一转，每个轮齿啮合的次数。灰铸铁及铸铝铁青铜蜗轮的许用接触应力 H （材料滑动速度 vs(m/s) 蜗杆蜗轮 45铸锡磷青铜沙模铸造 150 180 金属模铸造 220 268 中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 16 铸锌锌铅青铜沙漠铸造 113 135 金属模铸造 128 140 注 :锡青铜的基本许用接触应力循环次数 N=10,000,000 时之值 ,当 N10,000,000时 ,需将表中数值乘以寿命系数 N2500,000,取 N=2500,000;当N= 倾转角度： =75C；压缩空气消耗量： 4 压缩空气压力：真空度：电机功率： 4 减速比：电动 9300；包衬寿命： =1500 包次 ; 吸铝管寿命： =300 包次。中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 22 5主要部分的设计计算与校核 5 1 吊钩处已知空包体重约 5t，若盛放 4总重为 9t,于是有： 1F=9 10 10N=9 410 N 2F=1F/2=410 N d=86中1受的实际拉力。3220由此可知 75是可得：3F=410 N ,又 S=(43 310- )m=310- m 可得： P=3F/S=48 10/310- b=598知约为其 75 倍，符合安全条件。 5 2 吊臂处由于两端直接盛重，为总重的一半，即 F=45 10N，中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 23 而面积为： S=(50 310- )m=310- m 可得： P=F/S=45 10/310- b=598合 105 倍，符合安全条件。 5 3 吊臂与包体连接处：已知 F=45 10N,而此处为对剪切部分的校核，故 S=310- m, 可得： P=F/S=45 10/310- s=300约合 53 倍，符合安全条件。中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 24 6经济性分析设计某一零件的机械加工工艺规程时，一般可以拟订出几种不同的方案，它们都能达到零件图上规定的各项技术要求，但其生产成本却不尽相同。对工艺过程方案进行技术经济分析，就是要选出既能符合技术标准要求，又具有较好技术经济效果的最佳工艺方案。另外材料的选择也很重要，本次设计中为提高性能使用了铸锡磷青铜比较贵重的材料，提高了经济成本，但又不能过分追求成本而牺牲产品的质量，这就需要设计时权衡好其中的利弊，材料使用做到适量，在保证质量的前提下降低成本。中原工学院毕业设计说明书 (论文 ) 25 总结通过近四个月的毕业实习和毕业设计，让我学到了很多东西，它使我以往所学的知识进行了一个大的汇总和贯穿，把零碎的知识进行了整合，进一步丰富了我的专业知识和专业技能。在这四个月中，也可以说是对我个人的独立思考问题、独立解决问题能力的一个考验。因为毕业设计不同于以往的课程设计，它是我进入社会离开大学的最后一门课程，因此它的重要性和重要意义就非见一般。毕业设计是一个大的题目，它关系到以往所学知识的贯穿与汇总，并熟练应用，否则难以完成，这也只是一个因素，并不是主要因素。因为学好了课本知识不一定回做好毕业设计的题目，因为它包含了许多东西，它还需要我们上网查阅资料，利用工具书手册查阅资料，需要我们多读、多看、多研究才能出来的结果。毕业设计不同以往设计，它是对我们个人独立能力的考

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