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轧钢厂钢坯提升机设计含开题及12张CAD图,文本
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中文摘要轧钢厂钢坯提升机设计中文摘要链条提升机是链条输送机的一类，主要用于垂直提升货物的连续式输送机，在特殊工况下也有采用倾斜输送。与其他的输送机相比，在实现向高处搬运货物时提升机占用的场地面积最小。链条提升机在水泥、冶金、和粮食储运部门尤其是在仓库中得到广泛运用。本设计研究分析了轧钢厂钢坯提升机的原理、构造等特点，并分析了国内外提升机的现状及未来的发展趋势，设计的钢坯提升机具有操作简单，工作可靠，安全系数高等优点。冶金行业中的钢坯提升机在传统的链条提升机基础上做了一定的改进，但基本的结构原理都是一样，都采用输送链的链传动，在链条上安装托架，由于钢坯具有一定的长度和重量，所以钢坯提升机采用多根输送链同时提升，为保证每根链条的受力均匀，避免其中一根链条过度受力致使链条断裂，需要将每根链条上的托架布置在同一水平，在托架的两侧安装滚轮，并在滚轮的上下安装导轨，保证提升过程的平稳，防止提升过程中因为钢坯太重而使托架倾翻。：链条提升机 链传动 输送链 设计 英文摘要AbstractChain hoist chain conveyor is a category of goods is mainly used to enhance the continuous vertical conveyor, in the special conditions also favor the use of transport. Conveyor and other than in achieving upward hoist handling cargo space occupied by the smallest. Chain hoist in the cement, metallurgy, and food storage and transportation sector particularly in the warehouse has been widely used.The research analyzed the hoist steel rolling mill of the principle, structure and other characteristics, and analyzed the current situation at home and abroad hoist and future development trends, the design of steel hoist is simple, reliable, high safety factor.Billets in the metallurgical industry hoist the traditional basis of the chain hoist to do a certain amount of improvement, but the basic structure is the same principle, using the chain drive chain, the chain is installed in the bracket, as the steel has a certain length and weight, so the use of steel hoist at the same time enhance the multi-chain, in order to ensure the chain of each of our uniform, to avoid a chain which led to over-stress the chain was broken and the chain needs to be each arranged in the bracket the same level, in the bracket is installed on both sides of the wheel, and install upper and lower guide rollers ensure a smooth upgrade process to prevent the upgrade process because of heavy steel tipping brackets.Keywords: chain hoist；Chain Drive；conveyor chain重庆科技学院本科生毕业设计 5 钢坯提升记得使用和维护要点设计 目录目 录中文摘要英文摘要1绪 论11.1 链条输送机的发展及现状11.1.1 链条输送机发展过程11.1.2 我国链条输送机行业现状21.1.3 链条输送机在国民经济中的作用31.1.4 发展方向31.2 链条提升机基本简介41.2.1 链条提升机基本结构41.2.2 链条提升机基本工作原理61.3 本课题的意义62钢坯提升机传动系统设计72.1 钢坯提升机传动方式研究72.2传动系统分析82.2.1 传动方案简介82.2.2 方案的优缺点分析82.3传动系统的设计计算92.3.1链条链轮计算选择和设计92.3.2电机功率分析计算和选择102.3.3轴的设计计算112.3.4减速器与制动器的选择122.3.5 轴承与联轴器的选择133 钢坯提升机提升系统研究设计153.1 提升方式的分析设计153.2 提升机构的分析选择153.2.1 托架的设计153.2.2 导轨的设计安装173.3 钢坯提升机提升过程分析174 轴受力分析与校核194.1轴的受力分析194.2轴的强度校验计算194.3轴的刚度校验计算205钢坯提升机的使用和维护225.1 钢坯提升机的操作使用225.2 钢坯提升机的维护与保养22总 结24参考文献25致 谢26设计 绪论1 绪论1.1 链条输送机的发展及现状1.1.1 链条输送机的发展过程链条输送机的出现同链条产品一样，可以追溯到一千多年以前，图1.1的水车，在我国农村使用了1700多年，视其结构，就是一台刮板式链条输送机。图1-2的水车，亦已出现了1300多年，无疑，它就是一台链斗式提升机。类似的链式输水机械，无论在我国，还是在世界上其他一些文明古国，在一千多年前都有记载。图1.1 图1.2公元1500年，伟大的画家、发明家达芬奇提出了现代链条结构的构思，此后，随着现代链条的发展，链条输送机也同步得到发展。19世纪末，链条输送机已经开始在军工、钢铁等行业得到了应用。所以，链条输送机是机械化输送领域中历史悠久、使用时间长、结构品种多因而占有重要地位的一个部类。现代链条输送机在发展初期，由于受到当时的社会整体水平与链条性能的制约，发展速度比较缓慢。直到20世纪初，一方面社会上各种工业机械的大生产对机械化输送提出了强烈要求。另一方面，汉斯.雷诺于1800年发明的套筒滚子链也得到了大量生产，这为链条输送机的发展藏早了极为有利的条件。玉石，各种形式的链条输送机陆续问世，生产输送机的专业厂不断建立，象著名的制造输送机的美国WEBB公司，就是1919年成立。到今天，先进的工业国家几乎都有制造链条输送机的大公司，如：美国的WEBB、ASI;日本的NKC、大福；德国的多尔；英国的海顿和法国的西塔姆、威利等。链条输送机的产品也已从早期的结构粗大、外观笨重、功能单一、可靠性差和维护不便等低水平阶段发展到现在已是功能完善、调速精度高、可靠性好、有较高技术含量的机械产品。在链条输送机发展的里程中，除了链条产品的发展与新材料的出现，增强了链条输送机的功能，改善了整机的强度和刚度外，可编程控制器与计算机的出现，对链条输送机的发展也是一种巨大的推动力。链条输送机的电气控制系统中配上了高精度、高灵敏度、高可靠性的速度控制、信号采集、新号传递、逻辑执行元器件，使链条输送机的电气控制水平有着突飞猛进的变化，使有些复杂的带逻辑网络功能的自动化输送线有可能实现。当前，高性能的链条输送机已具备有故障自诊断，故障等级判别及模糊智能控制等先进功能。最新出的全数字化链条输送机正得到链条输送机行业的重视。1.1.2 我国链条输送机的现状我国的链条工业是解放后才开始正式建立的，机械化输送业在中国的发展也只有几十年的历史。所以，我国的链条输送机行业是一个年轻的行业。我国链条输送机的生产时对国外同类设备进行测绘和仿制开始的，早期，专业生产厂很少，即使有，规模也不大，链条输送机大都是一些专业厂作为非标准产品来生产的，因此，生产效率低，技术不配套，发展非常缓慢。进入80年代，尤其是改革开放以来，为了满足大规模的机械化生产要求，一个个新兴的以链条输送机为主的专业生产厂家如雨后春笋般涌现出来。这些新兴的生产厂家，凡能在激烈竞争中存下来并迅速发展的，往往都具有知识密集、人才密集、资金密集与信息密集等特点。到80年代末、90年代初，中国的链条输送机械进入了飞速发展时期，随着中国经济的进一步腾飞，汽车、摩托车、加点、轻工、化工、钢铁等行业引进了许多国外成套进口设备。其中，有不少是链条输送设备。这些链条输送设备的配套国产化工作，既为链条输送机制造厂提供了市场，又为我国链条输送机行业提供了向先进工业国家学习的机会，促进了我国链条输送机行业的发展。应该说，我国输送机械工业由于底子薄、发展晚、同国外差距大，目前的整体水平仅相当于国外七、八十年代的水平。至于链条输送机行业更为薄弱。但是，由于国家的大力扶植，大部分新兴的链条输送机企业，通过广泛地同有关高校联合，共同各承担工程、联合开发，有些还与国外的同行进行长期的合作，与国外先进企业联合设计与生产新型的链条输送机，并努力与国际接轨。通过这些途径，在很短的时间内，是我国的链条输送机制造厂快速的提高了自身的技术水平，个别先进企业已将链条输送机产品出口到了国外，我国的链条输送机械业正逐步走向世界。1.1.3链条输送机在国民经济中的作用人类生活与物料搬运时分不开的，随着社会文明进步，运输作为手段也不断发展。在所有的运输设备中，机械式连续输送机获得广泛的应用，这是生活当代社会的每一个人都会强烈感受到的。在机械式连续输送机中，人们最为熟悉要数皮带输送机。但是，皮带输送机不能在高温或低温环境下工作，也不能低速运行，以及在水平面内循环与徒坡度的条件下搬运货物。而这些工况，链条输送机均可很好的工作。正由于链条输送机广泛的适用性，因此，近年来得到长足的发展。链条输送机作为一种性能良好的连续性输送机，可以在一定的范围内按照物料运输的技术要求，从最初的供料到最终的卸料能稳定的形成物料的运输过程。所以链条输送机运送物料与其他间歇动作的运输 机械相比有如下特点：可以不停地在同一方向内运输物料，装卸无需停车，可以在高速度进行运输，因而具有很高的生产率。由于链条输送机供料均匀与运行速度稳定，工作过程中所消耗的功率变化不大，因而，驱动装置功率较小。由于同样原因，链条输送机的最大载荷与平均载荷的差别很小，因而设计的计算载荷小。所以这些优点使链条输送机在众多装卸搬运机械中占有重要地位。除此之外，在现代化的各种工业企业中，链条输送机械式生产过程中组成有节奏的流水作业运输线与自动化生产线不可缺少的组成部分。此时的链条输送机已不是单纯的物料运输及。它已是与工业企业生产流程中的工艺过程结合在一起，因而已是成套生产设备中的一个有机组成单元。对于像宝钢、一汽等现代化大型企业，一旦链条输送线出现故障，会导致整个企业生产停顿的严重后果。所以链条输送机械是国民经济发展中不可缺少的机械产品。1.1.4 发展方向在21世纪的今天，无论汽车产业，还是钢铁、轻工、家电、粮食等大规模的生产领域，都将会对链条输送机，特别是对高性能的链条输送机有更大的需求，链条输送机的发展可归纳以下几点：1.继续向大型化发展。大型化包括大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几个方面。水力输送装置的长度已达 440公里以上。链式输送机的单机长度已近15公里，并已出现由若干台组成联系甲乙两地的链式输送道。不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料的更完善的输送机结构。2.扩大链式输送机的使用范围。发展能在高温、低温条件下、有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性的物料的链式输送机。3.使链式输送机的构造满足物料搬运系统自动化控制对单机提出的要求。如邮局所用的自动分拣包裹的小车式输送机应能满足分拣动作的要求等。4.降低能量消耗以节约能源，已成为链式输送技术领域内科研工作的一个重要方面。已将1吨物料输送1公里所消耗的能量作为链式输送机选型的重要指标之一。5.减少各种链式输送机在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。1.2 链条提升机的基本简介1.2.1 链条提升机基本结构 链条提升机是用于垂直提升货物的连续输送机，在特殊工况下也采用倾斜式的特殊输送方式，与其他输送机相比，在实现向高处搬运货物时输送机所占用的场地面积最小。链条提升机在水泥、冶金、和粮食储运部门得到广泛的使用，链条提升机的有点是：1 横断面上的外型尺寸小，可使输送系统布置紧凑；2 提升高度大；3 有良好密封性。但也有一定缺点：对于输送货物过载的敏感性大，料斗和链条较易损坏。不过近年来由于链条制造质量提高，使寿命已得到延长。链条提升机提升货物的高度可达30米，一般常用范围为12至20米，输送能力在300吨/小时以下。链条提升机视输送货物容器的结构分为：链斗式提升机、链托盘式提升机、链托架式提升机和链板式提升机四类。链斗式链条提升机的结构特征是提升机安装有料斗，料斗固定在链条上，图1.3所示。链托盘式练托盘式提升机一般为开式结构。有两根或一根链条围绕于上、下链轮上，组成闭合环路。承载托盘与链条铰接，所以在运输过程中托盘总是在悬挂在铰接点的下方。图1.4所示。链托架式链托架式提升机与练托盘式提升机类似，与链托盘式提式机不同的是按照被运输物品几何外形设计的悬臂式，托架在输送链条上。图1.5所示。链板式链板式提升机是专门用来提升箱装货物的，这类提升机的结构特征除了有垂直提升段外还有水平移动段，图1.6所示。 图1.3 图1.4图1.5 图1.61.2.2 链条提升机基本工作原理本课题的钢坯提升机的工作原理十分简单，首先传动方式采用机械的链传动，驱动装置为电动机，提升装置为托架。工作过程为电机带动链轮链条向上提升，同时链条上的托架带动钢坯向上提升。这是典型的托架式提升机，工作原理图跟1-5一样，只不过大多数情况下采用倾斜布置更为多见。托架式的提升机输送速度一般在20m/min以下，托话是提升机均为是双链结构，多采用带凸缘滚子的输送链。提升机设置有导轨，链条在导轨上运行。托架的结构按钢坯的形状进行设计，托架按装在各自链条上，也可用横梁将两挂链条连在一起，托架在横梁上。本课题的设计的是钢坯的提升，都采用输送链的链传动，在链条上安装托架，由于钢坯具有一定的长度和重量，所以钢坯提升机采用六根输送链同时提升，为保证每根链条的受力均匀，避免其中一根链条过度受力致使链条断裂，需要将每根链条上的托架布置在同一水平，在托架的两侧安装滚轮，并在滚轮的上下安装导轨，保证提升过程的平稳，防止提升过程中因为钢坯太重而使托架倾翻。1.3 本课题的意义轧钢厂钢坯提升机的工作是将输送轨道（地面）上的钢坯提升到到加热炉的入口的附近（距地面6米左右），在提升过程中需要将钢坯平稳快速（相对）地将钢坯提升到加热炉的高度，在提升过程中尽量避免出现停机等现象，以免影响加热炉的工作，甚至影响到整个轧钢生产线的生产。起重机械在冶金行业广泛运用，在冶金行业占有很重要的位置。轧钢厂的钢坯提升机是轧钢厂生产线起重的设备，它能快速的将钢坯从地面提升到加热炉的工作面，具有保证生产的正常进行，提高生产效率，如果钢坯提升机一旦出现故障，将会直接影响轧钢厂的正常生产。为保证正常生产，研究钢坯提升机的提升工作（安全有效的工作）具有重要意义。28重庆科技学院本科生毕业设计 钢坯提升机传动系统研究设计2 钢坯提升机传动系统设计已知参数：提升坯料：1501509700mm；提升重量：1.71t； 提升速度：0.32m/s； 提升高度：6m; 钢坯温度：700。2.1钢坯提升机传动方式研究 传动一般分为机械传动、液体传动和电气传动三类，但其中机械传动在传动装置中应用最为广泛。根据工作的原理不同，机械传动可分为：摩擦传动摩擦轮传动，摩擦式无级变速器；挠性摩擦传动V带及平行带传动、钢丝绳传动；啮合传动齿轮传动：圆柱、圆锥、非圆、行星、章动齿轮、谐波齿轮等传动；蜗杆传动：圆柱、圆弧面、锥蜗杆等传动；螺旋传动：滑动、滚动、静压螺旋等传动；挠性啮合传动： 滚子链、齿形链等传动、同步带传动、链式无级变速器。本设计的传动属于输送传动，可做输送传动的多选机械或液体（液压传动）机械传动是一种技术成熟，质量可靠的传动方式，但体积庞大，制造成本低，维修困难，动作反应迟钝。产品升级自动化控制难度大，在机械设计中有很多死角及不能完成的科目。液压传动是在机械传动的基础上诞生的一种新型的传动方式，它是以液体为工作介质，通过动力元件（液压泵）将原动机的机械能转换为液体的压力能，然后通过管道控制元件，借助执行元件（液压缸或液压马达）将液体的压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动。其特点以体积小，传动平稳，性能可靠，能轻松实现很多机械传动不能完成的动作，是现代工业自动化控制系统的最佳选择，但制造成本比机械传动高，而其最大缺点是缺点是普遍存在泄露。考虑本设计传动的需求，传动方式可以采用机械或液压传动，但由于钢坯提升机的环境等因素，在此课题方案中才用机械传动，在机械传动中分别考虑以下几个几种传动：带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动。分别对这四种传动的特点作出比较：1 带传动 优点：中心变化范围大，可用于较远距离的传动，传动平稳，噪声小，能缓冲吸振，有过载保护作用，结构简单。成本低，安装要求不高。 缺点：有滑动，传动比不能保持恒定，外廓尺寸大，带的寿命较短，通常3500到500小时，由于带的摩擦起电不宜用于易燃易爆的地方，轴和轴承作用力大。链传动优点：中心距变化范围大，可用于较远距离的传动，在高温、油、酸等恶劣条件下能可靠工作，轴和轴承上的作用力小；缺点：虽然平均速比恒定，但运转时瞬时速度不均匀，有冲击、振动和噪音，寿命较低（一般为5000h15000h）。齿轮传动优点：外廓尺寸小，效率高，传动比恒定，圆周速度及功率范围广，应用最广； 缺点：制造和安装精度要求较高，不能缓冲，无过载保护作用，有噪音。蜗杆传动优点：结构紧凑，外廓尺寸小，传动比大，传动比恒定，传动平稳，无噪音，可做成自锁机构；缺点：效率低，传递功率不宜过大，中高速需用价贵的青铜，制造精度要求高，刀具费用高。2.2传动系统分析2.2.1传动方案简介轧钢厂钢坯提升机的工作是将输送轨道（地面）上的钢坯提升到到加热炉的入口的附近（距地面6米左右），在提升过程中需要将钢坯平稳快速（相对）地将钢坯提升到加热炉的高度，在提升过程中尽量避免出现停机等现象，以免影响加热炉的工作，升值影响到整个轧钢生产线的生产。根据以上要求和对机械传动、液压传动的特点，在本课题的传动方案选用链传动，链传动具有传动中心距变化范围大，能够在高温、灰尘、等恶劣的的环境下工作，非常符合轧钢厂的生产环境。因此在钢坯提升机的传动方案采用电机作为驱动，链条链轮作为传动，因钢坯长近10米，故采用6跟链条提升，这样保证钢坯提升过程的平稳性。2.2.2方案的优缺点分析 此方案的特点结构简单成本低，可靠性高，便于操作维护，传动效率高、传动功率大，占地面积小，能够传动较长的传动力，并且能够在高温、油、酸等恶劣条件下能可靠工作，轴和轴承上的作用力小。 缺点是有轻微冲击、振动和噪音，链条寿命较低（一般为5000h15000h），不过过钢坯提升机的正常工作影响很小，随着科技的进步，链条的寿命也也有了较的提高。2.3传动系统的设计计算2.3.1链条链轮计算选择和设计 已知钢坯重量1.71吨，在考虑链条极限受力的情况，即使使用6跟链条提升，其中受力最大的链条也接近钢坯重量，故在选用链条中要注意链条的极限拉伸载荷。根据链条受力分析，选取GB/T8350-2003标准的输送链，试取链号M160的链条，其主要参数节距P：160mm，极限拉伸载荷160KN，链条单位长度重量约7.75Kg/m,链条上的托架是链条总长的1/2.取链轮的齿数Z=9，则链轮直径d = (21)=467.836 取d = 510mm链长 L =托架间的间距是链长的1/2，托架间距为13.787/2 = 6.894，链条的链节数为6.894/0.160=43.08，可微调链轮间距，取链节为44个，即0.16。所以链长 L=7.042m.链轮设计计算链轮的基本参数与尺寸已知链轮配用的链条参数节距p=160mm,套筒外径=25mm,则分度圆直径 d = =467.836 （22） 取d = 510mm齿根圆直径 =510-25=485mm （23）齿顶园直径 =510+25 =535 （24）为满足齿轮工作表面要求=540量柱直径 =25mm （25） 跨柱测量距 =502+25=527mm （26） 齿则凸缘直径 （27）链板高度 =51mm齿侧凸缘圆角半径 =0.15=0.1551=7.65mm= 413mm 齿根圆直径以上的齿高 =27.5 （28）齿槽形状齿槽中心分离量 S=0.04p=6.4mm （29）齿沟圆弧半径=12.5 （210）齿沟角 =（211）= （212）压力角 齿槽工作面为两个滚子与齿面接触线之间的区域，一个滚子的中心线位于分度圆上，另一个滚子中心线在直径等于的圆周直径上，齿形按GB8350-87标准。轴向齿廓齿宽 对于带边滚子=24.66mm （213）其中和为链条的内链节内宽和边缘宽度。，最小倒圆半径 =59.2 （214）倒角宽 （215）齿根宽 =7.62mm （216）齿侧凸缘角半径 （217）链轮公差链轮齿根直径的极限偏差按GB/T6414-1999铸件尺寸公差与机械加工余量的规定，链轮孔的极限偏差不低于H9，链轮齿根圆径向跳动和齿根圆处端面圆跳动为或1.5mm中的大值。2.3.2电机功率分析计算和选择 考虑到钢坯提升机工况，在选用电机的过程中，必须有电机运行周期短，频繁启动和制动，有轻微的振动和冲击，根据这些要求故选用冶金起重专用绕线式交流感应电动机，起重YZR型的电动机还具有转子转动惯量小，限制起动电流并具有足够大的转矩。计算电动机的功率驱动功率 N = 2()K/61200 （218）其中 =（）（）+（N）（219）链条每米重量（N/m） =77.5N/m W =167 （N/m）（220）Q 提升机的输送量(t/h) 取Q=90t/h提升速度（m/min） =0.32m/s=19.2m/minW = 167=782.813(N/m) （221）H 钢坯提升的高度 H=6m=4DD链轮直径=4 m （222）=6916.917+ （223）链条每米重量（N/m） =77.5N/mH 钢坯提升的高度 H=6m KK为常数，取1.2 传动部分机械效率，取=0.8(KW)选用JB3229-83标准的YZR160L型电动机，电动机转速为750r/min,功率为11KW。2.3.3轴的设计计算根据钢坯的长度，钢坯提升机有四根轴，两根轴链接成一根（长约10米），为便于轴的备存维修等特点，每根轴长度和轴段的轴径大小都一样。图2.3轴的结构示意图1.轴的材料选择考虑到钢坯提升机的轴受力（只受径向力）和经济性 选用45号钢，调质处理。得； ；2.估算轴的直径 （224） P电机功率 P = 11KW n轴的转速 已知钢坯提升速度0.32米，链轮直径=510mm n=11.9r/min 对于45号钢，C=107118，取118 取轴端直径d = 120mm.3.拟定轴的结构考虑轴上零件的固定及便于轴系零件的装拆，采用阶梯轴结构，轴上的装配方案是：链轮1和轴承1依次从轴的左端向右端安装，链轮2、轴承2、链轮3、半联轴器依次从轴的右端向左安装。其中连接电机的轴为九段阶梯轴1：左起第一段轴径120mm， 轴长140，用联轴器与减速器连接。左起第二段轴安装轴承，轴径130mm，轴长120mm。左起第三段轴径136mm，长度80mm。左起第四段轴安装链轮，轴径140mm，轴长50mm，链轮左端用卡环轴向定位，右端为轴环。左起第五段为光轴轴径150mm，轴长1845mm。左起第六段安装链轮，轴径140mm，轴长50mm，链轮左端为轴环定位，右端用卡环轴向定位。左起第七段为光轴，轴径136mm，轴长1635mm。左起第八段安装轴承，轴径130mm，轴长120mm。左起第九段轴径116mm，轴长80mm。第十段安装链轮，轴径110mm，轴长50mm，轴的左端为轴肩，右端用卡环轴向定位。左起第十一段为光轴，轴径106mm，轴长690mm，最右端安装联轴器，轴径100mm轴长210mm。光轴右端用联轴器起其他轴链接。以电机对应的轴2的结构为八段阶梯轴为：左起第一段轴安装轴承，轴径130mm，轴长120mm。左起第二段为光轴，轴径136mm轴长80mm。左起第三段轴安装链轮，轴径140mm，轴长50mm，链轮左端用卡环轴向定位，右端为轴环。左起第四段轴为光轴。轴径150mm，轴长1845mm。左起第五段轴安装链轮，链轮左端为轴环定位，右端用卡环轴向定位。左起轴的第六段为光轴，轴径140mm，轴长1650mm 。左起轴的第六段轴安装轴承，轴径136mm，轴长120mm。左起第七段安装链轮，轴径120mm，轴长50mm，轴的左端为轴肩，右端用卡环轴向定位。左起轴的第八段为光轴，轴径106mm，轴长690mm。最右端轴径100mm,轴长210mm。两轴跟轴2的结构一样，只是在安装时与轴2的安装方向相反。轴与轴的连接采用凸缘式联轴器，其中与减速器相连的轴，轴的左端段长为340mm，与减速器连接也采用凸缘式联轴器。2.3.4减速器与制动器的选择1 减速器已知链轮直径d =510mm， 链速0.32m/s，则链轮的转速 = 11.9r/min。又因为电机转速为 =750 r/min。则i = =63。减速机的输出转矩为。（225）根据以上条件选用起重机专用减速器,该减速器的中心距为335mm，标称传动比为63。2 制动器 制动器是用于机构或机器减速使其停止的装置。有时也用作于调节或限制机构或机器的运动速度。它使保证机构或机器正常安全工作的重要部件。本设计的制动器选用标准制动器，主要作用是提升机减速并停止，有时由用于停电时防止提升机逆转的作用。已知电机转速 =750r/min,功率为P =11 KW，则电机转矩。由于本课题的钢坯提升机启动频繁，所以选用外抱块式制动器，该类制动器的特点是：构造简单可靠，散热好。瓦块有充分和较均匀的退距，调整间歇方便。对于直形制动臂，制动转矩大小与转向无关，制动轮轴不受弯曲作用力。应用较广，适于工作频繁及空间较大的场合。 根据上述条件要求选用YW200-180-2 JB/T6406-1992型的制动器，该制动器的制动轮直径200mm，制动器规格为200-300，额定制动转矩180/N.m。2.3.5 轴承与联轴器的选择1 轴承本设计的钢坯提升机轴承主要承受的使径向力，低速重载，所以选用外径较大滚子轴承。滚子轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，滚动轴承使标准件，它摩擦力小、结构紧凑。已知轴承径向极限载荷=17000N，轴向载荷忽略不计，轴承转速n =11.9r/min,运转时有轻微冲击，预期计算寿命为=10000h。求比值e。计算当量动载荷 P= 取=1.8则P = 。 3）求轴承应有的基本额定动载荷值 （226）查看设计手册选用带底座的轴承型号为UCP324，此轴承的基本额定载荷=175000N。验算该轴承的寿命 （227）代入得 即高于预期计算寿命。所有轴承合格。所以选用GB/T7810-1995 UCP324型号的带底座轴承。重庆科技学院本科生毕业设计 钢坯提升机提升系统研究设计3 钢坯提升机提升系统研究设计3.1 提升方式的分析设计常用的传统提升装置有吊钩、抓斗、夹钳和电磁吸盘等，现代的提升机特别是链条提升机通常都是在链条上安装去取物装置，这种取物装置是单循环的运动方式，跟传动的取物装置往返运动比节约时间，提高生产效率。本课题的钢坯提升机提升方式选用托架式提升机，这种提升提升方式是在斗式提升机上的改进，由于都是提升机只能针对散料物品，提升非散料的时候就会不方便，根据钢坯的外观形状，设计由四块钢板组合而成的托架，托架安装在链条上，根据炼钢厂输送钢坯到轧钢厂的运输方式是轨道输送，所以每次钢坯提升机只提升一根钢坯，相应的每根链条上有两个托架。3.2提升机构的分析选择3.2.1托架的设计托架的零件部分由四块钢板焊接而成，然后把托架零件部分和链条用螺栓连接起来图3.1就是托架部分的结构图提升过程中由于钢坯对托架有一定的倾翻力，为了保证钢坯顺利提升上去，在托架所在的链节上安装四个导轮，导轮上下在导轨下顺利的将钢坯提升到指定的高度。图3.1因为在链条的托架两边有导轮，为了保证提升过程托架不倾翻，在链条的两边（导轮的上下）安装导轨（其实就是安装两块钢板就可以了），下导轨由支承撑住，在靠近链条的外侧间隔一定距离就用钢条将上下导轨焊接在一起，这样 上下导轮分别作用于上下导轨的时候，导轨不会因为受力过大而变形，加大链条的变形，这样链条的寿命也会减少。但要注意导轨的支撑不要太靠近链条，因为导轮在联通的两侧，如果支撑导轨的支架太靠近链条会阻挡导轮的运动，所以所有的支撑和上下导轨连接一定要在靠近链条的导轨外侧。导轮部分由于尺寸只有80mm,选用标准件，只能单独设计，参考起重机常用的轨道运行车轮组，在起重机中，为了使车轮制造、安装和维修方便以及系列化，常把车轮、轴和轴承设计制造成车轮组。根据轴的运动情况，车轮组分为转轴式车轮组和定轴式车轮组两种类型。转轴式的车轮组车轮轴既受弯曲又受扭转。具有外伸轴的使主动车轮，主动轮轴于减速器套装或通过联轴器连接。转轴式车轮组一般装在角形轴承箱中，然后用螺栓固定在起重机的结构上。角形轴承箱大多采用自动调心的球面滚子轴承，也可以采用圆锥滚子轴承。这种车轮组分组性好，调整车轮方面，便于装拆和检修。但是由于构造较复杂，零件数量多，重量大，并且角形轴承箱上部受弯剪，要求有足够的高度，增加了起重机的高度。为了克服角形轴承箱的缺点，在一体式的运行机构中采用了将车轮直接安装在端梁上的结构形式。定轴式的车轮组车轮轴固定在其中级的结构上，轴与车轮之间装入轴承，车轮在轴上转动。主动车轮通过固定在车轮上的开式齿轮传动驱动力矩。定轴式车轮组由轴固定，车轮不易调整。但是与转轴式车轮组相比高度小，结构简单，重量轻。分析了转轴式车轮组和定轴式车轮组的结构特点，本设计的车轮采用定轴式的结构原理，首先要先设计一根链条的销轴，销轴的长度比链条的外链节宽长，长出链条外链节宽的部分使为了安装导轮，导轮采用轴承、轮毂和导轮挡板组成，根据链条提升钢坯的极限受力选用6030的轴承，在根据6030的轴承外观形状在轮毂的一侧加工一个6030轴承大小的孔，为了使轴承密封完好，轮毂的宽度大于轴承6030的宽度约3mm，轴承采用过盈配合装入轮毂，为了使轴承另外一边也密封完好，在另外一面采用导轮挡板密封，导轮挡板与轮毂用螺钉连接，需要注意的是轮毂和导轮挡板的孔径需要在轴承外径和轴承滚球以上之间，这样即保证轴承的密封有保证轴承转动时轮毂和导轮挡板与销轴之间不会有摩擦。图3.21 螺钉 2轮毂 3轴承 4导轮挡板图3.2是导轮的结构图，导轮使由轴承、轮毂和导轮挡板组成。3.2.2导轨的设计安装本设计的导轨长度约7米左右，可以不用采用专用轨道，用10mm钢板在导轮的上下各安装一块就可以有导轨的作用，导轨挡板上下分别接地，上面部分搭在加热炉的水平面上，高度与链轮的齿顶对齐，下面的起点应在链轮的中心线以上。中间中3至4个支架支撑，支架与导轨用双头螺栓紧固。3.3 钢坯提升机提升过程分析 本课题的钢坯提升机在提升过程是：先是炼钢厂的输送轨道将钢坯输送到提升机托架的范围内，由于六个托架的间距分为为1900mm，第一个托架和最后一个托架的间距为9500mm，而钢坯总长为9700mm，如果钢坯由输送轨道输送到指定位置由于碰撞的惯性会反弹，这样会导致最边上的托架没有托住钢坯，在提升时就只有五个托架提升，这样的提升是不规范的。为避免钢坯在到达指定位置时反弹，应该在到达指定的位置的前方安装缓冲装置，是钢坯在指定的范围内，钢坯由六个钢坯提升，六个链条的受力均匀。钢坯由炼钢厂输送过来时具有约700度的高温，所以不能有人靠近，防止发生意外事故。提升机运行一段时间后，可能其中某一个托架和其他托架没有在同一水平，所以要定期检查六个托架是否在同时水平，切勿不能为某一托架高于其他托架水平线，这样可能会导致只有其中两个托架受力，这样的提升会有链条断裂的危险，所以一定不能要期中一个或两个托架高出其他托架的位置。重庆科技学院本科生毕业设计 轴的受力分析与校核4 轴的受力分析与校核 本课题的钢坯提升机的四根轴为重要部件，所以要对轴进行受力分析及校核。4.1轴的受力分析图4.1 轴的结构示意图图4.2 轴的受力分析示意图本课题的钢坯提升机只受到径向力，没有轴向力，所以在此致分析轴的弯矩和转矩。4.2轴的强度校验计算按扭转强度计算轴的危险截面为轴的链轮1 至链轮左端，所以校核轴的左端强度就可以了。轴的扭转强度条件为 （31）式中： 扭转切应力，单位为MPa; T 轴所受的扭矩，单位为； 轴的抗扭截面系数，单位为mm； n 轴的转速，单位为r/min；n = 11.9r/min； P 轴传递的功率，单位为KW；P =11KW； d 计算截面处轴的直径，单位为mm；d =120mm； 许用扭转切应力，单位MPa；轴的材料为45钢，调质处理。查的45钢的为2545MPa； 则 做出弯矩图简图如图42A；扭矩图简图如图图42B；所以轴的强度是足够安全的。轴的弯扭合成条件为 （32）式中： 轴的计算应力，单位为Pa； M 轴所搜的弯矩，单位为； T 轴所受的扭矩，单位为； W 轴的抗弯截面系数，单位为，； 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，轴的材料为45钢，调质处理。查的=60。=4860。所以轴的弯扭合成条件也符合要求。4.3轴的刚度校验计算轴在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形量超过允许的限度，就会影响轴上的零件的正常工作，甚至会丧失提升机应有的性能。若弯曲刚度不足而导致挠度过大时，将音响链轮的正常啮合，使链轮沿齿宽和齿高方向接触不良，造成载荷在齿面上严重分布不均匀。因此必须队轴的刚度进行校核计算。轴的弯曲刚度校核计算 （33）式中： 阶梯轴第i段长度，单位mm； 阶梯轴第i段直径，单位mm； L 阶梯轴的计算长度，单位为mm； z 阶梯轴计算长度内的轴段数。（34）轴的弯曲刚度条件为： 挠度 偏转角 ；式中： 轴的许用挠度，单位为mm；=0.03 轴的许用偏转角，单位为rad；=0.002；2 轴的扭转刚度校核计算轴的扭转变形用每米长的扭转角来计算，阶梯轴的计算公式为 式中：T 轴所受的扭矩，单位为； G 轴的剪切弹性模量，单位为MPa,，对于钢材，； 轴截面的极惯性矩，单位，对于圆轴L 0阶梯轴受扭矩作用的长度，单位mm； 、 分别为阶梯轴第i 段上所受的扭矩、长度和惯性矩； z 阶梯轴受扭矩作用的轴段数。 （35）轴的扭转刚度条件为 取=0.25 则。 轴的扭转刚度合符要求。重庆科技学院本科生毕业设计 钢坯提升机的使用和维护5钢坯提升机的使用和维护5.1 钢坯提升机的操作使用要点1.钢坯提升机的操作人员必须经过安全技术培训，取得操作证方可独立操作。2.每日作业前，操作人员必须检查链条、托架、导轨挡板、制动器及其他的安全保险装置，确认安全可靠方可进行作业。3.操作人员操作过程中发现安全保险装置失效，导轨挡板、托架、轴、轴承、链条等发生异常现象时，应立即停机检查。4.钢坯提升机提升作业时，严禁任何人员靠近，当提升机在提升过程出现故障停机，需要靠近检查时，必须先用其他工具将高温的钢坯移开到安全角落，防止高温灼伤、烫伤。5.钢坯提升机经过验收合格后方可投入使用，不得擅自使用未经验收或不符合要求的钢坯提升机。6.闭合电源前或作业突然停电时，应把所有开关回零，在重新恢复作业前，应确认提升机动作正常后方可使用。7.操作人员不得在作业时离开岗位或在岗位上做与作业无关的事项。非专业操作人员不得操作提升机，不得进操作室干扰操作人员。5.2 钢坯提升机的维护与保养 钢坯提升机的日常维护需要检查链条、托架、轴承、轴、制动器、导轮挡板的间距等是否正常，润滑是否到位，机架与地基，各零件之间的是否紧固。另外每月进行一次小修，半年进行一次中修，一年进行一次大修。减速器减速器的内油面，应该始终保持在油针指示的油位上。减速器壳体的地脚螺栓以及减速器本身各部分之间的连接件，不得有任何松动。当减速器发生刺耳的噪声及撞击声时，必须检查齿面的工作状况、磨损成都一以及啮合的正确性。每年至少作一次全部的减速器的齿轮工况检查，如果出现下列情况之一则应更换新件：齿根上有疲劳裂纹；齿轮崩裂；齿厚磨损检查，运行机构磨损不应超过原齿厚的20%，起升机构齿厚磨损不应超过原齿厚的15%。制动器制动器要求定期检修，起升机构制动器应每班检查一次，运行机构制动器每三天检查一次，工作繁忙时，应每天检查一次。制动器检查时，应着重下列各项：铰链关节处不得有卡塞现象；制动器各部分应动作灵活；制动瓦衬应很好地贴在制动轮上，松闸时，两侧间歇应相等；制动轮表面应完好，无大于2mm的凹陷或抓痕，否则应重新车制；工作过程制动轮表面温度不应超过200度；应定期清洗制动轮表面，以保持其清洁与光泽制动瓦衬边缘磨损量不应超过其原厚度的1/3，中间部分不应超过原厚度的1/2；车轮车轮半年进行一次全面检查鉴定。车毂边缘
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