步進(jìn)式推鋼機(jī)設(shè)計(jì)
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減速器裝配圖.dwg
減速器輸入軸.dwg
減速器齒輪.dwg
大齒輪.dwg
小齒輪.dwg
總裝配圖.dwg
推桿.dwg
步進(jìn)式推鋼機(jī)設(shè)計(jì)說明書.doc
齒條.dwg
齒輪軸.dwg
步進(jìn)式推鋼機(jī)設(shè)計(jì)
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
前言 - 1 -
第一章 概述 - 3 -
1.1軋制工藝過程簡介 - 3 -
1.1.1軋制工藝過程 - 3 -
1.1.2軋制工藝過程的設(shè)計(jì)與實(shí)施 - 4 -
1.1.3軋制工藝過程的自動(dòng)控制 - 4 -
1.2推鋼機(jī)的簡介 - 6 -
1.2.1推鋼機(jī)的種類 - 6 -
1.2.2推鋼機(jī)的結(jié)構(gòu) - 6 -
1.2.3設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng) - 6 -
第二章 傳動(dòng)方案的分析與擬定 - 8 -
2.1傳動(dòng)方案的分析 - 8 -
2.1.1常用的傳動(dòng)類型及其特點(diǎn) - 8 -
2.1.2機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) - 8 -
2.2傳動(dòng)方案的擬訂 - 9 -
第三章 減速器電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 - 10 -
3.1概述 - 10 -
3.1.1常用電動(dòng)機(jī)的種類 - 10 -
3.1.2電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)的注意事項(xiàng) - 11 -
3.2電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 - 11 -
3.2.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型和機(jī)構(gòu)型式 - 11 -
3.2.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量 - 11 -
3.2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 - 12 -
3.2.4選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和參數(shù) - 12 -
第四章 減速器傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 13 -
第五章 減速器軸的設(shè)計(jì)及校核 - 15 -
第六章．傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 17 -
6.1傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 - 17 -
6.1.1傳動(dòng)的特點(diǎn) - 17 -
6.1.2傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 18 -
6.2傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 23 -
6.2.1傳動(dòng)的特點(diǎn) - 23 -
6.2.2傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 23 -
第七章 軸系零部件 - 28 -
7.1軸的設(shè)計(jì) - 28 -
7.1.1概述 - 28 -
7.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 29 -
7.1.3軸的強(qiáng)度計(jì)算 - 31 -
7.2軸承的選擇與計(jì)算 - 34 -
7.2.1概述 - 34 -
7.2.2滾動(dòng)軸承的類型和選擇 - 35 -
7.2.3滾動(dòng)軸承的受載情況和失效形式 - 36 -
7.2.4滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 - 37 -
7.3鍵的設(shè)計(jì)與校核 - 39 -
7.4聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 42 -
結(jié) 束 語 - 45 -
參考文獻(xiàn) - 46 -
摘要
推鋼機(jī)是軋鋼車間上料區(qū)主要設(shè)備之一，其作用是將加熱爐前輥道上的鋼坯或爐前上料臺(tái)架上的鋼坯推入加熱爐進(jìn)行二次加熱過程。本設(shè)計(jì)選用了機(jī)械式推鋼機(jī)，在推鋼機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上主要采用的結(jié)構(gòu)形式。該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，整體尺寸適中，傳動(dòng)效率高，維修方便，造價(jià)較低的優(yōu)點(diǎn)。在本設(shè)計(jì)中主要對(duì)推鋼機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論計(jì)算，并著重對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)做了詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞： 推鋼機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；理論計(jì)算
Design of 120 T pusher-machine for Baotou Steel Bars factory
Abstract
Pushing steel-rolling workshop is based on one of the main equipments─Pusher-machine, and its role is to push the billet material which lies on the Roller or the bench before the furnace into the furnace for reheating process. The design chooses a mechanical pusher- machine,while the structure designed primarily for the use of the gear and rack structure. The advantages of the structure exists that the body is simple in structure, the overall size of moderate, high transmission efficiency, easy maintenance, the lower cost.The main content of the pusheer-design includes the structure design and theoretical calculations and focus on the transmission mechanism to do a detailed analysis and design.
Keywords: Pusher-machine; Structural Design; Theoretical calculations
前言
鋼鐵工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，一直是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。我國鋼鐵工業(yè)近年來發(fā)展很快，鋼產(chǎn)量己連續(xù)多年突破億噸大關(guān)，鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量也得到了很大的提高，特別是在軋鋼生產(chǎn)方面。各種高精度軋鋼機(jī)械設(shè)備的引進(jìn)和投產(chǎn)，先進(jìn)的自動(dòng)化控制設(shè)備和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，冷軋不銹鋼帶、硅鋼帶、精密合金鋼帶、稀有合金帶、高精度極薄冷軋?zhí)妓劁搸У雀鞣N高精度高品質(zhì)產(chǎn)品的出產(chǎn)，大大地促進(jìn)了軋鋼生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競爭能力，有力地提升了我國軋鋼生產(chǎn)企業(yè)的形象。但是由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新的設(shè)備和新的技術(shù)以驚人的速度不停地改進(jìn)和更新，產(chǎn)品的技術(shù)含量越來越高，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備和操作技術(shù)的要求也越來越高。因而及時(shí)掌握新型軋鋼機(jī)械設(shè)備的性能，熟練掌握新的操作技術(shù)，全面應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)軋制技術(shù)，是當(dāng)前軋鋼生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低軋鋼生產(chǎn)成本、增強(qiáng)軋鋼生產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)競爭能力的關(guān)鍵所在。
本設(shè)計(jì)包括了軋制工藝過程和自動(dòng)化控制系統(tǒng)及推鋼機(jī)的設(shè)計(jì)，并重點(diǎn)針對(duì)推鋼機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。具體包括軋制工藝過程和自動(dòng)化控制簡介，推鋼機(jī)的分類、結(jié)構(gòu)和工作原理，電動(dòng)機(jī)的選用，減速器的選用，傳動(dòng)方式和傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，軸系零件（包括軸，軸承，聯(lián)軸器，鍵）設(shè)計(jì)，并對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和關(guān)鍵軸進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度校核。
其中傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與擬定是設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，決定了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在綜合比較了各種傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)以及推鋼機(jī)本身的技術(shù)要求后，最后選定齒輪齒條傳動(dòng)作為主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，整體尺寸較小，傳動(dòng)效率高，維修方便，造價(jià)較低的優(yōu)點(diǎn)。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算包括傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。文中分別從齒輪類型，材料，精度選擇，齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度等方面做了詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算。
軸系零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算包括齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核，軸承的選擇，鍵的設(shè)計(jì)和校核，聯(lián)軸器的選擇和最大轉(zhuǎn)速的校核等。
第一章 概述
1.1軋制工藝過程簡介
軋鋼工藝過程是確定軋鋼廠生產(chǎn)系統(tǒng)和機(jī)械設(shè)備的技術(shù)基礎(chǔ)，設(shè)備是實(shí)現(xiàn)軋鋼工藝要求的工具。
軋鋼生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)，是鋼鐵材料的一種重要加工方法。軋鋼車間擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)鋼材的任務(wù)，因此鋼鐵軋制在國家工業(yè)體系中占有舉足輕重的地位。20世紀(jì)90年代以前，我國軋鋼生產(chǎn)的平均水平與世界主要生產(chǎn)國相比，仍存在一定的差距。軋鋼生產(chǎn)以型鋼為主，生產(chǎn)線大、中、小型并存。不同企業(yè)的技術(shù)裝備水平參差不齊，能耗、成本較高。很多企業(yè)還使用20世紀(jì)五六十年代較為陳舊的設(shè)備和工藝，這是限制我國鋼材質(zhì)量，品種和效益進(jìn)一步提升的主要瓶頸。
20世紀(jì)90年代后期，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，尤其是我國加入WTO后，參與國際鋼材市場(chǎng)競爭的需要，各大企業(yè)紛紛采用當(dāng)今世界先進(jìn)的技術(shù)和裝備，進(jìn)行了大規(guī)模的技術(shù)改造，廣泛引進(jìn)新技術(shù)，新設(shè)備，新工藝，使我國軋鋼生產(chǎn)的水平有了長足進(jìn)步，開發(fā)了一批高技術(shù)，高附加值的新品種。目前我國軋鋼技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的方向主要為：通用工藝技術(shù)，綜合節(jié)能與環(huán)保技術(shù)，新品種開發(fā)與鋼材性能優(yōu)化技術(shù)，信息技術(shù)和裝備機(jī)電控制一體化技術(shù)等。
7.4.2選擇聯(lián)軸器類型
選擇一種合用的聯(lián)軸器類型可以考慮以下幾點(diǎn)：
1.所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減震功能的要求。
2.聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力的大小。
3.兩軸相對(duì)位移的大小和方向。
4.聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。
5.聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。
初步選定，GⅡCL9型鼓形齒式聯(lián)軸器（JB/T8854.2-1999），公稱轉(zhuǎn)矩16000 ，許用轉(zhuǎn)速為3000r/min。
7.4.3進(jìn)行必要的校核
由于機(jī)器起動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷和運(yùn)行中可能出現(xiàn)的過載現(xiàn)象，所以應(yīng)該按軸上的最大轉(zhuǎn)矩作為計(jì)算轉(zhuǎn)矩 。
可見GⅡCL9型鼓形齒式聯(lián)軸器（JB/T8854.2-1999），公稱轉(zhuǎn)矩16000 ，完全符合要求。根據(jù)軸徑選擇聯(lián)軸器軸孔直徑 。
結(jié) 束 語
在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，首先要對(duì)推鋼機(jī)的傳動(dòng)方案進(jìn)行分析和擬訂，這是進(jìn)一步分配傳動(dòng)比，選擇電動(dòng)機(jī)和減速器的基礎(chǔ)。然后根據(jù)分配的傳動(dòng)比和功率對(duì)齒輪齒條傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。其中最重要的是對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度的校核。接著是對(duì)軸系零部件，如齒輪軸，軸承，鍵，聯(lián)軸器等進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇，并對(duì)關(guān)鍵軸（齒輪軸）進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核。在設(shè)計(jì)過程中由于知識(shí)遺忘和缺少經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生了許多問題，最后在不斷的摸索和學(xué)習(xí)的過程中逐步得到了解決。
本設(shè)計(jì)中近百個(gè)的零部件，從大的箱體到小的螺釘、彈簧等，無一不凝聚著我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)以及對(duì)CAD軟件的掌握。幾個(gè)月的CAD學(xué)習(xí)時(shí)間是短暫的，但在有限的時(shí)間里，向更為深入的學(xué)習(xí)這一功能強(qiáng)大的軟件，就必須付出多倍的努力。當(dāng)然，設(shè)計(jì)不僅僅只是學(xué)習(xí)軟件，只是將它作為更好的表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的一種工具。還要學(xué)習(xí)軋鋼和推鋼機(jī)這一全新的內(nèi)容，還涉及到諸如機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、CAD設(shè)計(jì)和制圖等多方面內(nèi)容的查取與校核。因此，任務(wù)是繁重的，但重要的是我從中學(xué)到了更多的知識(shí)，真正能夠做到融會(huì)貫通，學(xué)以致用，讓我受益匪淺。
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