Φ1800四连杆式热锯机设计【含6张CAD图纸】
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Φ1800四连杆式热锯机设计【含6张CAD图纸】,含6张CAD图纸,1800,连杆,锯机,设计,CAD,图纸
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燕山大学本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称: 1800四连杆式热锯机 院系 : 里仁学院 年级专业: 09机设3班 学生姓名: 李春明 指导老师: 闫艳红 完成日期: 一 热锯机发展现状热锯机是广泛用于冶金厂型钢，尤其是异型断面型钢轧制生产线上的一种切断设备，一般被安装在轧机后面的生产线上。它的主要作用是将轧机轧制出来的轧件切头、切尾和切定尺。与其他切断设备比较，热锯机具有设备简单、重量轻、生产效率高的优点。在很多情况下，整个轧钢车间的生产量常因热锯机生产能力的限制而受到影响。轧钢技术起源于西方发达国家，这些国家研制生产轧钢历史长，实践生产经验多，科学技术雄厚，故其在轧钢机械设备的研制方面具有优势。在上世纪大部分时间里，因为国家经济实力强，市场需求大，他们一直追求轧钢生产的高速化、大型化。但由于经历了二次石油危机，发达国家轧钢技术的发展已经着眼于节能、新产品开发、提高质量和成材率、降低成本和减少基建投资，不再追求高速和大型化。欧美和日本近10年来关闭、转卖和淘汰了一大批落后设备，改造了一批有改造价值的旧设备。国外对改造现有设备很重视，认为这是经济而收效很快的好办法，新建轧机很少，热锯机的生产也很少。但发达国家在热锯机以及整个轧钢机械设备方面的研发能力一直保持世界先进地位，近年来提出了不少设计新概念，并拥有许多先进的核心技术。而在国内虽然各钢铁公司使用的热锯机在设备数量上不少，但大部分是由外商技术负责提供相关设计图纸，然后在国内制造厂进行转化设计后配套制造。国内的研究能力不足，核心技术少，与国外先进水平差距还是比较大的。早期的热锯机是固定式的，既无横移机构也无送进机构，锯切时用气动小车将轧件送往锯片.但在送进过程中常将轧件推弯，从而使锯切后的切口和轧件轴线不垂直，影响产品质量，所以固定式热锯机逐渐被移动式热锯机所代替.随着轧钢车间产量和轧件断面的增大，工作行程较长和生产效率较高的滑座式热锯机，在大型及中型轧钢车间得到广泛应用.早期的滑座送进是沿着滑到滑动前行的，因滑道磨损快，需要经常更换滑道衬板，维护不便；此外，当滑道磨损后，滑座不能保持平直的向前滑行，从而增加了送进和锯切功率的消耗，还增加了锯切时热锯机的振动幅度.因此，现在我国多用滚轮代替滑道送进.二 四连杆式热锯机的主要结构组成AbstractThe Analysis and Improvement of Hot SawingMachineHot sawing machine is an important and auxiliary equipment in hot rolling mill, the design of hot sawing machine will affect directly steel products quality. Main equipments had already reached an international advanced level after Heavy Section Mill Plant of Anshan Iron and Steel Company was reformed, we must make improvements for the hot sawing machine in order to match with these advanced equipments and improve the quality of the products. The most important parts are saw blade and the coveying mechanism in hot sawing machine with four-bar linkage mechanism, these two parts are the mostcomplicated, use too most frequent，cut to saw quality of the steel influence even most heavy. So, there have very important meanings to research of saw blade and the coveying mechanism for the hot sawing machine. At first, this subject adopts the method that the theoretical research combines with productive experiment, studies the actual method that reducing the thickness of saw blade to apply production, then it finds that thin saw blade applying production have superiority in many aspects and produce actual meanings. Secondly, it develops the computational and analytic program of the sawing power for rail steel and channel steel with Visual, Basic language, it will offer correctly reference for us when we choose power of saw blade motor. At last, in order to prove the dependability of the intensity on the theory after the thickness of the saw blade is reduced, at the same time in order to offer basis on which people dispel misgivings, it uses ANSYS software to carry on finite element analysis for the saw blades before and after reducing the thickness of the saw blades; in order to find out the law of stress distribution in the saw blades, it uses MATLAB software to carry on polynomial regression of the von Mises stress along the radial direction of circular saw blades, then it gets the different stress curves after regression. It is a exploratory research in this aspect because the research that saw blade is thinned is relatively little.Key words: Hot Sawing Machine; Saw Blade;Finite Element;主要结构 四连杆式热锯机式一种比较新型的热锯机，它的主要特点是锯片的送进采用四连杆机构。这种热锯机多使用在大型轨、梁车间。 根据锯片的送进方式，热锯机可分为：摆式热锯机，杠杆式热锯机，滑座式热锯机，四连杆式 4.2.2.1摆式热锯机 摆式热锯机(见图4-20)，这种锯占地面积小。但因为是摆动进锯，故锯切行程有限，且刚度差、振动大，现在已不再制造。 4.2.2.2杠杆式热锯机 杠杆式热锯机（见图4-21），这种锯结构简单。其缺点是从切口中出屑困难，又不易用水从锯齿中冲掉切屑。故仅适用于生产率低的小型车间，或专用于小端面轧件的取样。 4.2.2.3滑座式热锯机 滑座式热锯机的主要特点是(见图4-22)：装有锯片7的上滑台4，可沿装于下滑座3上的滑动一导轨或滚轮向辊道方向移动。与摆式锯、杠杆式锯比较，滑座式锯锯片横向振动小、高效率、行程大而工艺性能好，并且结构比较完善，得到广泛地应用。 在滑座式热锯机中又分为具有横移机构的移动式热锯机和没有横移机构的固定式热锯机。 4.2.2.4四连杆式热锯机四连杆式热锯机(见图4-23)，这是一种比较新式的锯切机。它的锯片送进方式是采用四连杆式送进机构进行的，由于送进机构的特点，可以保证锯片基本水平送进，因而具有行程大、摩擦小、平稳可靠的优点，它是一个值得推荐的锯切机类型。 （图为大型厂用1800四连杆热锯机现场照片）热锯机主要由主传动、进给运动和横移运动三部分组成。其中主传动采用交流电机直接驱动锯片；进给运动直流电机直接驱动并采用四连杆式；横移运动采用夹轨器横移机构。主传动机构主传动方案主要有两种方式：电动机直接传动和间接传动。用电机直接传动因其传动效率高，空载能耗少，大型热锯机都用这种方式。但是为了防止电动机工作时受热态轧件的热辐射影响，所以必须加设水冷保护罩等防护措施，而采用皮带传动，由于电动机受热轧件较远，受热轧件的热辐射影响较小，不用采用专门的防护措施。进锯机构为了保证锯口质量，应要求进锯平稳，速度能够调整，锯切压力变化不大，轨迹是直线纯平动锯切，并且锯切不能使轧件发生弯曲，不能有摆动等影响锯切质量的动作产生。典型的送进传动方式有曲柄摇杆式和齿轮齿条式两种。前者解决锯切是锯片震动和滑道磨檫的问题，而且锯切质量好，生产效率高，工作性能好，所以这里采用四连杆式送进机构。横移机构热锯机的横向定尺方式有导轨滑板式和滚轮走行式两种。滑板式由于齿条是敞开的，极易被油泥、铁屑塞满，不易被清除，造成横移困难。而滑动式的下部安有四个滚轮，远离锯片的两个走行轮是主动轮，由电动机经减速机驱动。为防止进锯时锯机在轨道上窜动，靠近轨道侧的两个行走轮设有外缘，远离轨道的两个行走轮为平轮，以便于进锯机受热膨胀后，用来减少轮子窜动四连杆式热锯机主要有以下几个部分组成：锯座部分该部分为热锯机的主要部分，有锯座，曲柄和弹簧缓冲器等部件组成，在锯座前面有两个曲柄的安装孔，锯座后面有两个摇杆的安装孔。在锯座的另一侧还有安装锯片轴稀油润滑系统和送进电机的位置。摇杆部分该部分主要有摇杆和流槽组成，均采用焊接结构。摇杆是一个大的板型结构，其两端分别和锯座，锯架相铰接。流槽的作用是防止冷却水和锯屑向其他位置飞溅，并起导引作用。锯架部分该部分主要由锯架，锯片，锯片罩，水幕等部分组成。锯架部分前后和曲柄，摇杆相连，从而通过曲柄传递给锯架运动。锯片罩盖在锯片上，以防止锯切中大量的铁屑飞溅，同时对锯片本身也有一个保护左右。进锯传动部分该部分主要由电机，联轴器，减速器和行程控制器组成。在锯切过程中，最大工作行程及复位是通过行程控制器来实现的。锯片轴部分该部分是热锯机的核心，它位于锯架的前端，是通过连轴器与电机相连直接传动的。锯片轴稀油润滑系统该部分主要由润滑电机，进油管，出油管等组成。它位于摇杆的后面的锯座上，其作用是对锯片轴承进行润滑。干油润滑系统它用于除锯片轴外，其他轴承的润滑，如曲柄和锯架铰接处的轴承，摇杆两端的轴承等。水冷却系统该部分位于摇杆的前面，冷却水形成水幕，起到冷却的作用，还可以冲掉非见到锯座下面的锯屑。安全连轴器部分该部分主要由连轴器组成，起到连接轴的作用。三 研究步骤，方法及措施1.总体布局的设计（1）功能合理 以实现功能要求为基本原则，保证各部分功能及易于实现总功能，不论在其内部还是外观设计上均采用与功能目标相适应的方案；（2）保证工艺过程的连续和流畅 在结构设计时，应保证前后动作的连续和个部件的运动不发生干涉；（3）保证设计的刚度和强度；（4）充分考虑产品系列化和标准化以及发展要求，并考虑机器操作、调整、维修的方便性；（5）结构紧凑、层次分明、比例协调、造型美观。2.具体机构的设计研究步骤（1） 四连杆机构的设计及主要参数计算四连杆式热锯主要用于钢铁生产部门，其功能是在热状态下锯切轧制后的钢材，进行定尺分段。四连杆式热锯机的钜片轴的运动，是通过四连杆机构实现的。该四连杆机构为曲柄摇杆机构，通过曲柄在一定角度范围内的转动以实现钜片轴中心做类似直线的运动。四连杆式热锯设计的关键是能找到一轨迹或接近理想轨迹的四杆机构。 四连杆的运动分析 图4-1 四连杆机构图中是一个铰链四杆机构。在图示坐标系xoy中，原点与铰链点A重合，X轴与机架重合。建立动态坐标系uBv用以确定连杆A点的位置。（2）锯切力的计算及锯片轴的设计锯片的进给速度：锯片的进给速度取决于生产率和轧件的高度 u=F/h式中：F锯切生产力 h锯切轧件的高度锯切时的圆周力 式中： 锯口宽度即锯片厚度，mmu 进锯速度，mm/sh 被锯轧件断面的高度, mmv 锯片的圆周速度，m/sp 锯切轧件时的单位锯切力，N/mm2.（3）校核各个参数四.研究工作进度14周查阅资料及参考文献，确定热锯机的整体方案设计及参数分析，绘制总体设计草图，作ppt汇报58周整体参数计算与系数查询，各主要零部件的参数设计与校核，总体设计和主要零部件设计，使用caxa绘制整体装配图912周使用caxa做零部件图纸设计，中期ppt汇报和中期答辩1316周使用Pro/e做整体三维图设计与零部件图的三维图设计1718周 撰写本次毕业设计论文、准备和答辩五 主要参考文献李振中 赵文才编. 轧钢设备及工艺. 东北重型机械学院安子军主编. 机械原理教程. 机械工业出版社哈尔滨工业大学理论力学教研组. 理论力学. 高等教育出版社白象忠. 材料力学. 中国建材工业出版社贲宏艳. 机构设计. 燕山大学出版社韩雨等. 锯机四杆机构的轨迹解析计算. 机械工程师 03年第9期郗安民等. 热锯机及其变频控制. 冶金设备 99年6月第3期单继俊等. 热锯机主轴轴承润滑方式改进 通用机械 2001年底期杨厚基, 高峰. 四杆机构的空间模型和性能图谱. 机械工业出版社刘葆旗, 黄荣. 四连杆直线导向机构的设计与轨迹图谱. 北京理工大学出版社.王先逵. 机械制造工艺学. 机械工业出版社.王伯平. 互换性与测量技术基础. 机械工业出版社.龚景安，许立忠. 机械设计. 机械工业出版社.韩小娟. 机械设计课程设计. 机械工业出版社.Lubek Joshua.Journal of oral and maxillofacial surgery : official journal of the American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons, 2011, Vol.70 (4), pp.992-6Ramirez Issa A.Journal of rehabilitation research and development, 2010, Vol.46 (8), pp.
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