皮帶助卷機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)及仿真含SW三維.zip
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附錄 1：外文翻譯
帶式包裝機(jī)卷取過(guò)程計(jì)算模型的開(kāi)發(fā)
摘要
本研究介紹了卷帶機(jī)的卷繞機(jī)構(gòu)，以研究卷繞成功的平衡力。通過(guò)建立有限元（FE）模型，通過(guò)套管上的皮帶包裹物將條帶纏繞 2 至 3 圈而不纏繞張力 T， 然后將 T 施加至靠近壓緊輥的條帶的相對(duì)側(cè)，并且將包裹物同時(shí)從條形線圈中取出。另外，對(duì)應(yīng)于有限元模型的分析模型由厚和薄圓柱定理定義以量化卷繞機(jī)構(gòu)。對(duì)這些變量如何相互影響，轉(zhuǎn)換成壓力 P [N/m2]和 P 是否分別檢查皮帶包裝
物 E [N/m2]的彈性，卷取機(jī)張力 T [N/m2]和摩擦系數(shù)μ用于計(jì)算帶狀線圈何時(shí)解開(kāi)。例如，當(dāng) E 為低于1 × 109對(duì)應(yīng)于(?? ?????????????? ???? ?????????????? ???? ????? ???????? ?????????????? ????,???????? =
???????????????? ???? ?????????????????? ???? ????? ???????????? ????,????????????
0.877)時(shí)，帶卷被解開(kāi)。最后，根據(jù) E 將最外面的套筒??r,o,???????????? [N / m2]上的徑向應(yīng)力與先前的帶槽接頭的卷繞方法進(jìn)行比較，以了解這些方法為什么不同?；谶@些結(jié)果，本文提出了卷繞標(biāo)準(zhǔn)以避免包裝機(jī)的卷繞失敗。
關(guān)鍵詞：接觸壓力 徑向應(yīng)力 接觸層 徑向變形 靜摩擦力
帶卷由一根芯軸，夾送輥，帶槽接頭，皮帶包裝機(jī)和電動(dòng)機(jī)卷繞而成，其卷取量和類型由鋼鐵行業(yè)的客戶或工程需求決定。卷繞方法可以根據(jù)鋼帶的端部如何與轉(zhuǎn)子連接來(lái)分類，但由于卷繞張力 T 的壓力積聚，卷材的內(nèi)部通常比卷材的外部承受更大的壓力。如果卷取層超過(guò)其極限，則線圈的套筒和內(nèi)部將首先變形。即使卷繞過(guò)程使用溝槽接頭將帶材的端部直接固定在轉(zhuǎn)子上，已經(jīng)對(duì)套管進(jìn)行了應(yīng)力分布，不銹鋼的殘余應(yīng)力，線圈塌陷，和卷取張力控制的研究，但卷繞過(guò)程使用皮帶包裝在之前已經(jīng)研究過(guò)。由于該項(xiàng)目需要使用有限元方法計(jì)算帶鋼卷材的滑動(dòng)，并且計(jì)算模型很難定義橡膠和接觸層的非線性行為，因此經(jīng)驗(yàn)手冊(cè)在實(shí)際卷取操作中非常有效。
為了詳細(xì)了解卷取機(jī)構(gòu)，本文建立了卷取過(guò)程的有限元（FE）模型和分析模型，該卷取過(guò)程使用一種稱為條帶頭端定位在自由張緊卷軸上的帶式包裝并且已經(jīng)進(jìn)行了研究，并給出了物理方法通過(guò)比較壓力和應(yīng)力分布。有限元模型包括幾個(gè)卷取階段：（1）用卷繞包裝紙卷取帶材上的帶材而不卷取張力 T，（2）在沒(méi)有帶包裝紙的情況下在帶材的相對(duì)側(cè)上施加 T，以及（3）旋轉(zhuǎn)套筒和通過(guò)使用兩種模型，建議根據(jù)皮帶包皮 E 的彈性和套筒最外側(cè)的摩擦力比較來(lái)分配壓力， 以解釋帶狀線圈如何結(jié)合。最后，比較了與皮帶纏繞物纏繞并且與溝槽接合處纏繞以顯示應(yīng)力分布趨勢(shì)的套筒上的徑向應(yīng)力。
卷繞過(guò)程由套筒，條帶和皮帶包裝（圖 1）組成。該過(guò)程分為三個(gè)階段。首先，將帶材纏繞在套筒上，并從帶包裝物壓縮。條帶是自由的，沒(méi)有卷繞張力 T。
通常，套筒轉(zhuǎn)動(dòng)兩到三圈以在接觸層之間產(chǎn)生摩擦力。在這個(gè)模型中，套筒旋轉(zhuǎn)了大約 2.125 圈。接觸層之間可以施加的摩擦隨著旋轉(zhuǎn)次數(shù)的增加而增加。當(dāng)套筒停止時(shí)，將 T 施加到帶材的相對(duì)側(cè)，并且將帶材包裝物同時(shí)從帶材卷材移除。由于去除了皮帶包裝，接觸層之間的接觸壓力瞬間下降，但是 T 抓住了帶狀線圈并且停止了壓降。最后，套筒和帶狀線圈由馬達(dá)帶 T 旋轉(zhuǎn)。在此階段，由于帶狀層壓導(dǎo)致接觸壓力增加。
圖 1 用皮帶包裝機(jī)卷取過(guò)程
基于卷繞機(jī)制，我們使用 ABAQUS 建立有限元（FE）模型（圖 2）。在第一卷取階段，鋼帶以套筒的角速度??1盤繞，并且所有部件由于使用摩擦系數(shù)μ的接觸定義而彼此接觸。在第二卷取階段，將 T 施加到帶的右側(cè)，并且套筒停止， 助卷機(jī)被移除，并且轉(zhuǎn)動(dòng) 2.125 轉(zhuǎn)的套筒和帶卷以??3旋轉(zhuǎn)。該模型由許多元素和節(jié)點(diǎn)組成，因此為了給出物理意義，應(yīng)該選擇特定元素和節(jié)點(diǎn)。在本文中，選擇套筒的最里面和最外面以及皮帶包皮來(lái)分析接觸壓力 P，徑向位移????和徑向應(yīng)力
????之間的關(guān)系。
圖 2 FE 多卷繞過(guò)程的動(dòng)態(tài)模型
通過(guò)與有限元模型進(jìn)行比較，開(kāi)發(fā)了一種分析模型來(lái)量化卷繞過(guò)程。該分析模型基于前面的定理，并且在 MATLAB 中定義了兩個(gè)工程問(wèn)題：（1）套筒旋轉(zhuǎn)兩次時(shí)的 P 分布和（2）第三卷繞階段的摩擦比較。
在應(yīng)用 T 之前，帶材的端部，套筒，帶材卷材和帶式包裝材料相互壓縮（圖3），螺旋形帶材的變形難以量化，因此我們假定帶材的變形線圈并將變形與 FE結(jié)果進(jìn)行比較以驗(yàn)證它。
圖 3 套筒和帶狀線圈旋轉(zhuǎn) 2 圈的示意圖
最初，即使帶狀線圈實(shí)際上卷繞在有限元模型中的套筒上，帶狀線圈也會(huì)受到帶狀包層的壓縮，因此帶狀線圈的厚度較薄且?guī)罹€圈的長(zhǎng)度較短。盡管開(kāi)發(fā)了 FE 和分析模型來(lái)比較第二卷取階段結(jié)束時(shí)的物理現(xiàn)象，但應(yīng)該修改分析模型的初始條件。即使 FE 模型實(shí)時(shí)復(fù)制卷繞過(guò)程，分析模型也會(huì)顯示我們想要調(diào)查的結(jié)果。如果假定條形線圈初始層疊在套筒上，則分析模型的條形線圈的長(zhǎng)度將比第二卷繞階段結(jié)束時(shí)的 FE 的長(zhǎng)度長(zhǎng)得多。這一事實(shí)表明，帶狀線圈應(yīng)具有不同的初始半徑來(lái)復(fù)制卷繞機(jī)構(gòu)（圖 4）。帶狀線圈結(jié)構(gòu)在套管和皮帶包皮之間的外部和內(nèi)部壓力下與薄壁圓筒相同，因此我們將δ線圈 1 定義為線圈 1 r??,????????，
線圈1 的最內(nèi)半徑。在這個(gè)問(wèn)題中，我們有五個(gè)未知數(shù)---- P??,????????????，r??,????????????，r??,????????， r????????，r??,????????和五個(gè)邊界條件的代數(shù)方程（方程[1]到[5]）。帶狀線圈很薄，因此假 設(shè)它在相同的彈性應(yīng)變下變形，而與半徑無(wú)關(guān)。用 5 個(gè)代數(shù)方程和 5 個(gè)未知數(shù)，
用不同的δ線圈 1 求解代數(shù)方程，并且通過(guò) MATLAB 循環(huán)重復(fù)選擇最佳擬合δ 線圈 1。
圖 4 分析模型的圖表
（1）套筒最里面的徑向變形為零：
1 ?????????????? ??????????????(??2 × ????,???????????? ??2 × ????,????????????)????,????????????
)
????,??,???????????? =
× (
??????????????
??,????????????
??,????????????
??2 ??2
??,???????????? ??,????????????
1 + vsleeve
Esleeve(Pi,sleeve Po,sleeve) × r2 × r2
+ (
Esleeve
i,sleeve
(r2 r2 )ri,sleeve
o,sleeve) = 0
o,sleeve
（2）皮帶外包裝的徑向變形為零：
i,sleeve
1 ?????????? ??????????(??2 × ????,???????? ??2 × ????,????????)????,????????
)
????,??,???????? =
× (
??????????
??,????????
??,????????
??2 ??2
??,???????? ??,????????
1 + ?????????? ??????????(????,???????? ????,????????) × ??2 × ??2
+ (
??????????
??,????????
(??2 ??2 )????,????????
??,????????) = 0
??,???????? ??,????????
（3 到 5）接觸層之間的每個(gè)邊界半徑應(yīng)該是相同的（r??,????????????
= r??,????????1 =
r0,????????1
r??,????????2 = r ）：
r??,????????2
??,????????????
r??,???????????? + ??r??,???????????? r??,coil,renew = 0 r??,????????,?????????? r??,????????2,?????????? = 0
r??,????????2,?????????? r??,???????? ur??,???????? = 0
ri,coil1 = r??,???????????? + δ????????1 ， r??,????????1 = r??,????????1 + ?? ， r??,????????2 = r??,coil1 ，
r??,coil2 = r??,????????2 + t，
其中u??,i [m]和u??,o [m]是最內(nèi)層和最外層的徑向位移，υ是泊松比，E [N /??2]是彈性，ri [m]和ro [m]是半徑最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)分別是P?? [N / ??2]和P?? [N / ??2] 分別是最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)的壓力，t [m]是條的厚度，σ?? [N / ??2 ]，σ?? [N / ??2] 和σ?? [N / ??2]分別為徑向，圓周和縱向應(yīng)力，ε??，ε??和ε??分別為徑向，圓周和縱向應(yīng)變。
除E????????外，所有設(shè)計(jì)變量和操作條件都是固定的。分析模型包含這些變量部分是因?yàn)樗w了特定時(shí)刻的工程問(wèn)題。
我們進(jìn)行參數(shù)分析來(lái)量化卷繞過(guò)程。首先，將 FE 模擬為在不同的E????????處進(jìn)行模擬，然后獲得P??,????????????，P??,????????????，P??,????????，P??,????????以比較分析模型中的那些以量化卷繞期間的壓力分布。所有的結(jié)果都是在套管和帶狀線圈轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈而沒(méi)有 T 時(shí)獲得的，并且通過(guò)觀察線圈松開(kāi)時(shí)的壓力分布如何變化來(lái)檢查。
當(dāng)卷繞過(guò)程成功時(shí)，我們使用有限元模型對(duì)帶鋼進(jìn)行卷繞，并使用足夠的E????????。線圈內(nèi)部的接觸壓力應(yīng)該檢查，以防止在卷繞過(guò)程之后將芯軸從套筒內(nèi)部移除后其大的變形。當(dāng) T 太高或帶卷過(guò)多時(shí)會(huì)發(fā)生這種變形。我們預(yù)計(jì)套筒最外側(cè)的徑向應(yīng)力σ??,??,???????????? 會(huì)隨著 E 帶的增加而增加。我們根據(jù)E???????? 檢查力σ??,??,????????????，將這些值與帶溝槽接頭的卷繞過(guò)程進(jìn)行比較，并分析卷繞方式如何影響應(yīng)力分布。
滑動(dòng)區(qū)和無(wú)滑動(dòng)區(qū)分別定義為表示具有 2.125 轉(zhuǎn)的帶狀線圈是否完全結(jié)合， 盡管在卷繞過(guò)程中接觸層總是滑動(dòng)。套筒的內(nèi)部和外部壓力以及皮帶包皮分布根據(jù)E????????而變化（圖 5）。 ln（P）與 ln（E????????）之間的關(guān)系大部分是線性的，當(dāng) ln（E????????）<22.7 時(shí)，其中P??,????????????> P??,???????? > P??,????????????> P??,????????，當(dāng) ln（E????????）>?22.7 時(shí)， P??,????????????>P??,????????> P??,????????????> P??,????????。然而，這種趨勢(shì)并不重要，因?yàn)闊o(wú)論這些壓力變化如何E????????都足夠大。在 ln（E????????）≤20.50 時(shí)，卷繞過(guò)程由于帶卷滑移而失敗。為了避免卷繞失敗，帶包裝應(yīng)該提供足夠的壓力，其對(duì)應(yīng)于 ln（E????????）> 20.5，即E???????? = ??20.5 = 8 × 108 Pa。
圖 5 壓力 vs E????????。1 區(qū)：滑動(dòng)區(qū)域（卷繞失?。?； 2 區(qū)：防滑區(qū)（卷繞成
功）
P??,????????/P??,????????????隨E????????變化（圖 6）。 在E????????<1GPa 時(shí)，分析模型無(wú)法預(yù)測(cè) P??,????????/P??,????????????，但在E????????> 2.5GPa 時(shí)，P??,????????/P??,????????????不斷減小，而P??,????????/P??,????????????的最大值 ，1Pa≤E????????≤2.5GPa 時(shí)，P??,????????/P??,????????????成功卷繞的成功率約為 87.7％。在此間隔中，帶鋼卷的最內(nèi)層滑動(dòng)幾圈，直到通過(guò)額外的卷取提供足夠的壓力。這一觀察結(jié)果意味著，如果不需要帶鋼卷的最內(nèi)層， 那么卷取過(guò)程可以在P??,????????<0.877·P??,????????????的情況下運(yùn)行。 建議的有限元模型和分析模型就線圈松動(dòng)的條件達(dá)成一致，所以即使先前的工作完全依賴于技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，它們也可以通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)變量和運(yùn)行條件應(yīng)用于卷繞過(guò)程。
圖 6 根據(jù)E????????，P??,sleeve與P??,????????之間的關(guān)系。 區(qū)域 1：滑動(dòng)區(qū)域（卷繞失
?。? 2 區(qū)：部分滑移區(qū)（卷繞成功）; 區(qū)域 3：防滑區(qū)域（卷繞成功 E）
如果不允許在接觸層之間滑動(dòng)，T 的切向力總是σ??,??,????????????,??????????????的變化情況不同（圖 7）。 為了卷繞鋼帶，σ??,??,????????????應(yīng)該>σ??,??,????????????,??????????????。
其中A??,????????????是套筒的曲面面積，E（）是平均值。
圖 7 與不同E????????的徑向應(yīng)力比較。（a）：E????????= 0.5GPa;（b）：E????????= 150GPa;
實(shí)線：σ??,??,????????????; 虛線：σ??,??,????????????,??????????????
利用 4.1 節(jié)的分析模型，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以用來(lái)計(jì)算合適的 T。例如，通過(guò)使用解析模型計(jì)算套管和線圈的 P 和σ之后，可以通過(guò)將所有變量代入方程式來(lái)計(jì)算T。當(dāng)真實(shí)卷取張力T????????> T 時(shí)，可以預(yù)計(jì)卷材的滑動(dòng)。
σ??,??,????????????在纏繞過(guò)程中與皮帶包皮或帶溝槽接頭一起顯示，以查看這些應(yīng)力分布趨勢(shì)。隨著卷材數(shù)量的增加，套筒隨著皮帶包裝和溝槽接頭線性減少（圖 8）。這些線具有不同的數(shù)據(jù)范圍，因?yàn)榘煌珽belt的有限元模型花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)計(jì)算數(shù)值解，并且在收斂數(shù)值解的步驟之間具有不同的數(shù)值迭代增量，但是這些分
布不會(huì)影響卷繞機(jī)構(gòu)的調(diào)查。有時(shí)候，σ??,??,????????????帶包皮的套筒高于σ??,??,????????????，開(kāi) 始卷繞時(shí)帶有凹槽接頭的套筒， 但這種趨勢(shì)并沒(méi)有持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。在許多σ??,??,????????????分布中，如果E????????相對(duì)較高，σ??,??,????????????帶包皮的套筒接近σ??,??,????????????帶有 凹槽接頭。這些結(jié)果意味著我們可以減少σ??,??,????????????，并且可以通過(guò)減少皮帶包裹物的壓縮來(lái)增加線圈的數(shù)量。
圖 8 徑向應(yīng)力分布。線條：卷繞使用皮帶包裝; 字段圈：卷繞使用溝槽接頭，
↑表示增加
本文使用有限元卷曲模型和分析模型來(lái)研究使用皮帶包裝機(jī)的卷繞系統(tǒng);它將條形卷材壓在套管的最外表面上，然后量化套管和條形卷材之間的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)如何受卷繞操作條件的影響。當(dāng)皮帶包皮的彈性E????????高于臨界值時(shí)，皮帶包皮的最外表面和套筒的最內(nèi)表面之間的壓力速率隨E????????增加而線性減小。帶卷和套筒之間的滑動(dòng)發(fā)生在套筒上的徑向應(yīng)力高于套筒上的實(shí)際徑向應(yīng)力時(shí)發(fā)生。與先前帶槽接縫的卷繞過(guò)程相比，當(dāng)帶卷不發(fā)生塑性變形時(shí)，套筒和帶卷的應(yīng)力分布相同或更低。因?yàn)閼?yīng)力分布是滑動(dòng)機(jī)構(gòu)和套筒和帶卷的塑性變形的重要決定因素，所以有限元模型和分析模型對(duì)于精確地使用帶包皮的卷繞過(guò)程是有用的。
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附錄 2：外文原文
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任務(wù)書(shū)
論文(設(shè)計(jì))題目：皮帶助卷機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)及仿真
工作日期：2017年12月18日 ~ 2018年05月25日
1.選題依據(jù):
皮帶助卷器是冷軋及精整線上必不可缺的重要設(shè)備，該題目主要是對(duì)帶鋼彎曲力矩和皮帶張力進(jìn)行計(jì)算；對(duì)張緊油缸和擺動(dòng)油缸進(jìn)行型號(hào)選取和推力校核；另需要Solid Works軟件構(gòu)建助卷器三維模型，模擬助卷工作過(guò)程；借助Solid Works Simulation工具對(duì)懸臂支撐軸進(jìn)行有限元分析，使其滿足所需強(qiáng)度和剛度要求。該題目屬于機(jī)械設(shè)計(jì)范疇
，適合做機(jī)制專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)使用。
2.論文要求(設(shè)計(jì)參數(shù)):
皮帶助卷器使帶鋼產(chǎn)生彎曲的前提是帶鋼的彎曲力矩必須小于于皮帶的張力力矩
，對(duì)皮帶助卷器功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)力矩分析計(jì)算及油缸校核，對(duì)懸臂軸進(jìn)行有限元分析，使其滿足工作強(qiáng)度和剛度使用要求。
1.助卷器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.帶鋼彎曲力矩及皮帶張力計(jì)算
3.帶鋼咬入條件和助卷退出條件分析
4.張緊油缸、擺動(dòng)油缸的選取和校核
5.懸臂軸的有限元分析
6. 用Solidworks軟件構(gòu)建皮帶助卷器三維模型，其中必須有一個(gè)系統(tǒng)的3D設(shè)計(jì)圖，并作爆炸視圖和動(dòng)畫(huà)演示。
7.繪制或者生成主要零部件的二維工程圖。
8.撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，字?jǐn)?shù)不少于6000字。
3.個(gè)人工作重點(diǎn):
1.確定皮帶張力及皮帶類型，同時(shí)對(duì)張緊油缸和擺動(dòng)油缸進(jìn)行計(jì)算和校核。
2.對(duì)支撐懸臂進(jìn)行有限元分析，并針對(duì)實(shí)際工作過(guò)程中常出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和改善
，如延長(zhǎng)皮帶使用壽命、提高生產(chǎn)效率、提高卷取質(zhì)量和卷取穩(wěn)定性等。 3.利用Solidworks軟件繪制零件圖及裝配圖，仿真模擬皮帶助卷器工作過(guò)程。
4.時(shí)間安排及應(yīng)完成的工作:
第1周：一：了解題目研究的主要內(nèi)容和理論意義及應(yīng)用價(jià)值，查閱有關(guān)文獻(xiàn)。 第2周：二：查閱文獻(xiàn)、閱讀文獻(xiàn)，了解研究的內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線
第3周：三：撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述并完成開(kāi)題報(bào)告
第4周：四 ：修改開(kāi)題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述準(zhǔn)備開(kāi)題答辯。第5周：五：皮帶助卷器機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制草圖第6周：六．皮帶助卷器設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制草圖
第7周：七：皮帶助卷器的校核及皮帶跑偏問(wèn)題的解決 第8周：八：皮帶助卷器的三維建模
第9周：九：皮帶助卷器主要零部件的二維工程圖的設(shè)計(jì)。 第10周：十：懸臂軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核
第11周：十一：懸臂軸的有限元分析及仿真
第12周：十二：修改并完成皮帶助卷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)總工程圖。 第13周：十三：撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
第14周：十四：提交論文、圖紙、查重報(bào)告，準(zhǔn)備答辯
5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn):
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12.尹京.皮帶助卷器的理論計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[J].一重技術(shù)，2012(5):9-13.
13.成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第5版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2010(1):3-5.
14.濮貴良，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第8版.北京:高等教育出版社，2006(5):3332-336. 15.陳永當(dāng)，任慧娟，武欣竹.. 基于Solid Works Simulation的有限元分析方法[J].
CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2011(9).
指導(dǎo)教師簽字：
XX
教研室主任意見(jiàn)：
同意
簽字：XX 2017年12月14日
教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)意見(jiàn)：
同意
簽字：XX 2017年12月15日 學(xué)院公章
進(jìn)度檢查表
第
-4
周
工作進(jìn)展情況
初步了解所設(shè)計(jì)的皮帶助卷機(jī)構(gòu)的作用，適用場(chǎng)合。與老師進(jìn)一步討論設(shè)計(jì)步驟及開(kāi)題報(bào)告寫(xiě)法，根據(jù)題目查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，深入了解皮帶助卷機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀，為開(kāi)題報(bào)告的撰寫(xiě)做準(zhǔn)備。
2018年01月11日
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
講解設(shè)計(jì)題目要求和理論意義及應(yīng)用價(jià)值。講解開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容及寫(xiě)作方法，講解文獻(xiàn)資料的查閱及文獻(xiàn)綜述的寫(xiě)作要求。充分領(lǐng)會(huì)選題的內(nèi)容及意義。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年01月11日
第
-1
周
工作進(jìn)展情況
根據(jù)所查文獻(xiàn)，初步撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，在老師的多次教導(dǎo)之后，完成了開(kāi)題報(bào)告。并進(jìn)行了開(kāi)題報(bào)告的答辯，提交了開(kāi)題報(bào)告。為后續(xù)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)
。
2018年01月11日
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
該生工作認(rèn)真刻苦，開(kāi)題報(bào)告中的工作時(shí)間安排合理，技術(shù)路線規(guī)劃切實(shí)可行。文獻(xiàn)資料查閱比較充，文獻(xiàn)綜述格式正確，內(nèi)容詳實(shí)。
該生能較好地完成開(kāi)題報(bào)告，及開(kāi)題答辯。同意開(kāi)題。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年01月11日
第 5
周
工作進(jìn)展情況
本階段，主要對(duì)皮帶助卷器機(jī)構(gòu)進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制相關(guān)草圖，并對(duì)皮帶助卷器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，以及對(duì)皮帶助卷器的校核及對(duì)皮帶跑偏問(wèn)題進(jìn)行了解決，在老師的指導(dǎo)下，對(duì)皮帶助卷器進(jìn)行了初步的三維建模。
2018年04月07日
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
工作進(jìn)度整體合理，但在跑偏問(wèn)題上設(shè)計(jì)進(jìn)度較慢，后續(xù)攆上。目前各部分的設(shè)計(jì)計(jì)算基本正確，校核計(jì)算較為可信。三維設(shè)計(jì)工作量很大，一些細(xì)節(jié)需要進(jìn)一步完善，需要檢查各部分的裝配干涉問(wèn)題及機(jī)械配合、高級(jí)配合問(wèn)題。二維圖紙需要注全技術(shù)要求，后期補(bǔ)上。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年04月07日
第 10
周
工作進(jìn)展情況
本階段，完善了零部件的二維圖的設(shè)計(jì)，檢查了三維圖各部分的裝配干涉問(wèn)題及機(jī)械配合、高級(jí)配合問(wèn)題，完善了相關(guān)細(xì)節(jié)。對(duì)懸臂軸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并校核，在老師的指導(dǎo)下，對(duì)其進(jìn)行了有限元分析及仿真，修改完成了皮帶助卷機(jī)的設(shè)計(jì)總工程圖，最后，撰寫(xiě)了的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
2018年05月10日
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
總體設(shè)計(jì)進(jìn)度按要求完成。需要注意幾個(gè)問(wèn)題：三維圖生成二維圖紙過(guò)程中，一些不合理的尺寸需要?jiǎng)h掉和修改。二維圖紙上的技術(shù)要求要標(biāo)注全
，部分地方的表達(dá)需要改進(jìn)。三維爆炸視圖基本合理，懸臂軸的有限元分析合理可靠。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)格式尚有錯(cuò)誤，需要進(jìn)一步修改。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月12日
過(guò)程管理評(píng)價(jià)表
評(píng)價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評(píng)分
工作態(tài)度
態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)
3
3
遵守紀(jì)律
自覺(jué)遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo)
3
3
開(kāi)題報(bào)告
內(nèi)容詳實(shí)，符合規(guī)范要求
5
5
任務(wù)完成
按時(shí)、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù)
4
4
過(guò)程管理評(píng)分合計(jì)
15
過(guò)程管 理評(píng)語(yǔ)
該同學(xué)工作態(tài)度非常認(rèn)真，刻苦踏實(shí)，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)習(xí)態(tài)度端正，能多次主動(dòng)聯(lián)系老師，虛心接受指導(dǎo)。
該生能自覺(jué)遵守校規(guī)校紀(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段一直在專心做設(shè)計(jì)
，雖然復(fù)習(xí)考研占據(jù)了一定的時(shí)間，但是該生在考研結(jié)束后能奮起直追，在很短時(shí)間內(nèi)攆上前期稍微滯后的設(shè)計(jì)任務(wù)，很好的完成了各擬定的設(shè)計(jì)階段的各項(xiàng)工作。
該生有較強(qiáng)的文獻(xiàn)資料檢索能力，占有資料較為全面，開(kāi)題報(bào)告的撰寫(xiě)內(nèi)容詳實(shí)，格式正確符規(guī)范要求，文獻(xiàn)綜述較為全面，外文翻譯正確可信。
中期檢查按時(shí)達(dá)到計(jì)劃進(jìn)度的設(shè)計(jì)任務(wù)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)全程基本按照計(jì)劃圓滿完成各階段的任務(wù)。最后的論文設(shè)計(jì)圖紙等按時(shí)提交。
指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2018-05-23
指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)表
評(píng)價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評(píng)分
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
5
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語(yǔ)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
5
5
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫(xiě)格式、圖表等符合基本規(guī)
10
9
指導(dǎo)教師評(píng)分合計(jì)
19
指導(dǎo)教 師評(píng)語(yǔ)
該題目來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)范疇，符合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，有一定的實(shí)踐意義，該題目難度
、深度適宜，繪圖量較大，尤其是基于三維繪圖的設(shè)計(jì)，工作量很飽滿。
該生有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和較高科研方法運(yùn)用能力。有較高的中文外文表達(dá)能力，文獻(xiàn)資料檢索能力很強(qiáng)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力尤其是三維繪圖能力較強(qiáng)。
該設(shè)計(jì)文題相符，概念準(zhǔn)確，分析計(jì)算校核正確合理，結(jié)論明確可信。論文結(jié)構(gòu)、格式、圖、表等符合基本規(guī)范要求。
同意參加答辯
指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2018-05-23
評(píng)閱人評(píng)價(jià)表
評(píng)價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評(píng)分
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的
開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
4
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表
達(dá)與外語(yǔ)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
5
4
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確
合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫(xiě)格式、圖表等符合基本規(guī)
10
8
評(píng)閱人評(píng)分合計(jì)
16
評(píng)閱人 評(píng)語(yǔ)
在生產(chǎn)成卷成品冷軋帶鋼時(shí)，卷取機(jī)扮演了重要角色。以其相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為題，符合本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，難度和工作量適中。XX同學(xué)完成了相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，繪制了相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，并進(jìn)行了相關(guān)的有限元分析，并完成了三維模型的建立，工作內(nèi)容較為完整、豐富。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容較為完整、層次基本清晰、格式符合基本規(guī)范、公式引用及計(jì)算合理。提交的設(shè)計(jì)資料能反映出該生具備較好的知識(shí)綜合應(yīng)用能力
、文字表達(dá)能力和使用工程軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力。
評(píng)閱人簽字：秦力舒 評(píng)閱人工作單位：機(jī)械工程學(xué)院日期：null
答辯紀(jì)錄
學(xué)生姓名：XX 專業(yè)班級(jí)：XX
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目： 皮帶助卷機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)及仿真
答辯時(shí)間：2018年05月 日 時(shí) 分 ~ 時(shí) 分
答辯委員會(huì)(答
主任委員(組長(zhǎng))： XX
辯小組)成員
委 員(組 員)： XX XX
答辯委員會(huì)(答辯小組)提出的問(wèn)題和答辯情況
問(wèn)題1：本結(jié)構(gòu)有何不足？
回 答： 本結(jié)構(gòu)是懸臂軸式的，結(jié)構(gòu)輕巧。問(wèn)題2：卷后如何切？
回 答： 無(wú)本設(shè)計(jì)。
問(wèn)題3：機(jī)構(gòu)的作用？為什么不用齒輪助卷？
回 答： 用皮帶助卷鋼帶；考慮到皮帶的傳動(dòng)特點(diǎn)，傳動(dòng)比不高，安全。
問(wèn)題4：卷好的鋼放在何處？如何保證不跑偏？ 回 答： 在凸棍處；用凸臺(tái)和機(jī)械限位。
問(wèn)題5：鋼帶規(guī)格？最大卷多大？
回 答： 厚0.3-2.3mm，寬700-1630mm，能卷2米多，1700毫米。問(wèn)題6：仿真的軟件？仿真結(jié)果的可信度？
回 答： solidworks;用solidworks驗(yàn)證計(jì)算的準(zhǔn)確性。
記錄人： 2018年05月24日
答辯委員會(huì)評(píng)價(jià)表
評(píng)價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評(píng)分
自述總結(jié)
思路清晰,語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,分析歸納合理
10
10
答辯過(guò)程
能夠正確回答所提出的問(wèn)題,基本概念清楚,有理論根據(jù)
10
8
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的
開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
5
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確
合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫(xiě)格式、圖表等符合基本規(guī)
10
8
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表
達(dá)與外語(yǔ)應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
10
8
答辯委員會(huì)評(píng)分合計(jì)
39
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)
XX同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作期間，工作努力，態(tài)度認(rèn)真，能遵守各項(xiàng)紀(jì)律
，表現(xiàn)良好。
能按時(shí)、全面、獨(dú)立地完成與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的各環(huán)節(jié)工作，具有一定的綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
論文立論正確，理論分析得當(dāng)，解決問(wèn)題方案實(shí)用，結(jié)論正確。
論文使用的概念正確，語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，條理清楚。
論文中使用的圖表，設(shè)計(jì)中的圖紙?jiān)跁?shū)寫(xiě)和制作時(shí)，能夠執(zhí)行國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范化較好。
具有一定的獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及外語(yǔ)應(yīng)用能力，原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，實(shí)驗(yàn)或計(jì)算結(jié)論準(zhǔn)確。
答辯過(guò)程中，能夠簡(jiǎn)明和正確地闡述論文的主要內(nèi)容，思路清晰，論點(diǎn)基本正確；回答問(wèn)題準(zhǔn)確，有應(yīng)變力；有較好的語(yǔ)言表達(dá)能力。
答辯成績(jī)： 39 答辯委員會(huì)主任： XX 2018年05月30日
成績(jī)?cè)u(píng)定
項(xiàng)目分類
成績(jī)?cè)u(píng)定
過(guò)程管理評(píng)分
15
指導(dǎo)教師評(píng)分
19
評(píng)閱人評(píng)分
16
答辯委員會(huì)評(píng)分
39
總分
89
成績(jī)等級(jí)
B
成績(jī)等級(jí)按“A、B、C、D、F”記載
成績(jī)審核人簽章： XX
學(xué)院審核人簽章： XX
一、選題依據(jù)
1、研究領(lǐng)域
機(jī)械設(shè)計(jì)
2、論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值理論意義：
通常，對(duì)于厚度＞1mm 的帶鋼可利用卷取機(jī)卷筒的鉗口夾住其頭部進(jìn)行卷取， 而對(duì)于薄帶鋼（厚度＜1mm），由于帶鋼頭部不易進(jìn)入卷取機(jī)卷筒鉗口，所以采用有鉗口卷筒卷取機(jī)對(duì)薄帶鋼進(jìn)行自動(dòng)引入的可靠性較差，另外，目前的許多彩涂帶鋼板成品卷根據(jù)需求，要在內(nèi)圈增加紙板保護(hù)套筒，根本無(wú)法采用帶有鉗口的卷筒，此時(shí)就需要配備助卷機(jī)進(jìn)行輔助卷取。因此，皮帶助卷機(jī)是冷軋及精整線上不可或缺的重要設(shè)備。
應(yīng)用價(jià)值：
卷取機(jī)是將熱軋或冷軋帶鋼卷取成卷筒狀的軋鋼車間輔助設(shè)備，冷、熱帶鋼、線材由于產(chǎn)品斷面形狀的特點(diǎn)，在軋制后可立即用卷取機(jī)將鋼材彎曲成卷，從而為增大原材料重量、提高軋制速度、減小軋件頭、尾溫差提供了有力的條件，由此導(dǎo)致了產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量的提高，此外，成卷的軋材便于運(yùn)送，因此卷取機(jī)在整條機(jī)組中起著至關(guān)重要的作用，而皮帶助卷器又是保證卷取機(jī)順利卷取帶鋼的輔助裝置。因此，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
皮帶助卷器是冷軋及精整線上必不可缺的重要設(shè)備，廣泛用于鋼鐵、鋁材、銅材等冶金行業(yè)。在對(duì)薄帶鋼進(jìn)行冷軋或精整的生產(chǎn)過(guò)程中，需要借助皮帶助卷器將最初的 2~3 圈帶鋼纏繞到卷取機(jī)卷筒上，使其建立起所需的初始張力，然后才可以進(jìn)行張力軋制和卷取，皮帶助卷器已經(jīng)成為生產(chǎn)線上不可或缺的一部分。
自 2002 年我國(guó)設(shè)計(jì)的第一臺(tái)助卷機(jī)投入使用后，又根據(jù)不同技術(shù)參數(shù)要求，陸續(xù)開(kāi)發(fā)出一系列小車水平移動(dòng)式、地面固定擺動(dòng)式和懸掛擺動(dòng)式助卷機(jī)。其中既有上卷取式，也有下卷取式，入料角度近 20 余種，有一些產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上采用了雙皮帶張緊輥，減小整機(jī)外廓尺寸，使用效果良好。隨著第一臺(tái)皮帶助卷機(jī)成功開(kāi)發(fā)后，由于各用戶生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)條件的不同，對(duì)助卷機(jī)的要求必然存在差異，因此，不同參數(shù)要求的皮帶助卷機(jī) （圖紙代號(hào) CD0222、CD0304、CD0305、CD0312、CD0416、
CD0417、CD0455、CD0530、CD0532、CD0543、CD0550、CD0603、CD0605、CD0794、
CD0796、CD0817、CD0834、CD0839、CD0847、CD0850） 陸續(xù)被開(kāi)發(fā)。這個(gè)系列產(chǎn)品已先后為北京機(jī)械自動(dòng)化研究所、武漢山力板帶技術(shù)工程有限公司、北京星河眾工設(shè)備技術(shù)有限公司、北京鋼鐵研究院新冶工程公司等單位設(shè)計(jì)并總承包的鍍鋅機(jī)組、彩涂機(jī)組配套累計(jì)生產(chǎn)百余臺(tái)，部分產(chǎn)品還隨同機(jī)組出口到越南、約旦和烏茲別
11
克斯坦，為企業(yè)創(chuàng)造產(chǎn)值近 800 多萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
綜上所述，我國(guó)在皮帶助卷機(jī)的研究方面取得了重要的進(jìn)展，其使用效果大大改進(jìn)，具體在以下方面：
① 皮帶的使用壽命提高，降低了對(duì)皮帶助卷器的維護(hù)成本；
② 軋制效率提高，提高了帶材產(chǎn)量；
③ 具有良好的抗油性,可抗多種溶劑,弱酸,弱堿及鹽類；
④ 表面層有良好的耐切割性,可適應(yīng)艱苦的工作環(huán)境；
⑤ 良好的摩擦性,鋼板能更緊密被包覆；
⑥ 輸送帶速度于滾筒速度配合公差精密,可高速運(yùn)行。
但，在科技的推動(dòng)下,整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造提出更高要求。在現(xiàn)代化生產(chǎn)模式下,傳統(tǒng)機(jī)械合計(jì)彰顯不適應(yīng)性。立足新時(shí)期,以機(jī)電一體化、智能化、自動(dòng)化為特征的設(shè)計(jì)備受關(guān)注,成為機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和方向。而助卷器存在的主要問(wèn)題有以下幾方面:
①卷取時(shí)助卷器發(fā)生劇烈振動(dòng)及噪音;
②助卷器皮帶輥?zhàn)虞S承易燒毀;
③助卷皮帶消耗量過(guò)大。
所以，解決以上問(wèn)題為主要目的。皮帶助卷機(jī)構(gòu)也將向更加模塊化、微型化、綠色環(huán)保型發(fā)展。
二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容
1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題
本課題主要通過(guò)對(duì)帶鋼彎曲力矩進(jìn)行計(jì)算，來(lái)確定皮帶張力及皮帶類型，同時(shí)對(duì)張緊油缸和擺動(dòng)油缸進(jìn)行計(jì)算和校核，對(duì)支撐懸臂進(jìn)行有限元分析，并針對(duì)以往工作過(guò)程中常出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和改善，如延長(zhǎng)皮帶使用壽命、提高生產(chǎn)效率、提高卷取質(zhì)量和卷取穩(wěn)定性等。
利用 Solidworks 軟件繪制零件圖及裝配圖，仿真模擬皮帶助卷器工作過(guò)程。
2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路）
助卷機(jī)主要技術(shù)參數(shù)有：鋼帶厚度、鋼帶寬度、卷取機(jī)卷筒直徑、卷取成品最大直徑、入料角度。所以，從以下幾個(gè)方面入手設(shè)計(jì)：
1) 皮帶助卷器的運(yùn)動(dòng)分析
2) 機(jī)架等主要零部件的材料選擇
3) 動(dòng)力設(shè)計(jì)
4) 帶材彎曲力矩和皮帶張力力矩設(shè)計(jì)
5) 帶材第一圈卷取時(shí)的臨界角
6) 助卷器工作狀態(tài)下帶材允許的張力
7) 皮帶進(jìn)行選取和合理布置
8) 對(duì)張緊油缸和擺動(dòng)油缸進(jìn)行計(jì)算和校核
9) 支撐懸臂進(jìn)行有限元分析
10) 系統(tǒng)的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)
3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果
通過(guò)學(xué)習(xí)及查閱有關(guān)資料掌握皮帶助卷機(jī)的工作原理以及其機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì), 了解現(xiàn)在皮帶助卷機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)、相關(guān)技術(shù)的對(duì)比及市場(chǎng)前景。通過(guò)自主設(shè)計(jì)并選擇最合理的方案設(shè)計(jì)能夠得到以下結(jié)果：
(1)皮帶助卷機(jī)工作原理及總體方案設(shè)計(jì)；
(2)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（裝配圖、零件圖）
(3)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；
(4)與皮帶助卷機(jī)相關(guān)的一篇外文翻譯（2000 字以上）。
三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
a.查閱資料，了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢(shì)；
b.制定出皮帶助卷機(jī)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)；
c.對(duì)皮帶助卷機(jī)構(gòu)的具體部分進(jìn)行理論計(jì)算；
d.進(jìn)行皮帶助卷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
e.利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。
2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周：了解題目研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線，查閱有關(guān)文獻(xiàn)。
第 2 周：查閱文獻(xiàn)、閱讀文獻(xiàn)
第 3 周：閱讀文獻(xiàn)并完成外文文獻(xiàn)翻譯
第 4 周：撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述并完成開(kāi)題報(bào)告
第 5 周：主要零件校核計(jì)算，帶材彎曲力矩和皮帶張力力矩計(jì)算第 6 周： 助卷頭進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)
第 7 周： 皮帶進(jìn)行選取和合理布置第 8 周：設(shè)計(jì)產(chǎn)品
第 9 周：二維零件圖繪制
第 10 周：三維圖的繪制、做三維圖的爆炸視圖和動(dòng)畫(huà)演示
第 12 周：撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
第 13 周：提交論文、圖紙、查重報(bào)告
第 14 周：準(zhǔn)備答辯
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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附：文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述
0 引言
卷取機(jī)是將熱軋或冷軋帶鋼卷取成卷筒狀的軋鋼車間輔助設(shè)備,冷、熱帶鋼、線材由于產(chǎn)品斷面形狀的特點(diǎn),在軋制后可立即用卷取機(jī)將鋼材彎曲成卷,從而為增大原材料重量、提高軋制速度、減小軋件頭、尾溫差提供了有力的條件,由此導(dǎo)致了產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量的提高此外,成卷的軋材便于運(yùn)送,因此卷取機(jī)在整條機(jī)組中起著至關(guān)重要的作用,而皮帶助卷器又是保證卷取機(jī)順利卷取帶鋼的輔助裝置,一般地,冷軋帶鋼在卷取過(guò)程中,帶鋼首先進(jìn)入皮帶助卷器,通過(guò)皮帶助卷器的皮帶繞纏到卷取機(jī)卷筒上,形成張力后助卷器退出,帶鋼則進(jìn)行張力卷取。 [3]
皮帶助卷機(jī)構(gòu)涉及到機(jī)械、液壓、空間運(yùn)動(dòng)建模等一系列領(lǐng)域，因而研究出高水平、高性能的助卷機(jī)構(gòu)，對(duì)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展具有重大意義。而對(duì)皮帶助卷機(jī)構(gòu)的研究有很多方法，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)皮帶助卷機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究，從不同的角度進(jìn)行分析， 本文就對(duì)這些學(xué)者的研究進(jìn)行綜述。
1 皮帶助卷機(jī)構(gòu)的基本原理
助卷器的主要功能是輔助卷筒將帶鋼卷成鋼卷，主要由磁力皮帶裝置、升降裝置、上抱緊裝置、下抱緊裝置、張緊裝置及助卷皮帶組成。在軋制時(shí)，助卷器抬起，助卷皮帶在上、下抱緊裝置和張緊裝置的作用下包住卷筒，做卷取準(zhǔn)備，助卷皮帶為環(huán)形無(wú)頭皮帶，可快速更換皮帶，皮帶的張緊采用液壓缸驅(qū)動(dòng)，油缸活塞腔壓力由電液比例減壓閥來(lái)控制，通過(guò)對(duì)液壓缸壓力的控制來(lái)調(diào)整皮帶張力。[5]
具體為，通過(guò)平移（或擺動(dòng)）液壓缸將助卷裝置移動(dòng)（或擺動(dòng)）到張力卷取機(jī)卷筒位置，液壓缸驅(qū)動(dòng)的擺臂機(jī)構(gòu)動(dòng)作使助卷皮帶環(huán)繞在卷取機(jī)卷筒的圓周表面區(qū)域后，液壓缸或氣缸）驅(qū)動(dòng)的皮帶張緊機(jī)構(gòu)動(dòng)作使環(huán)形助卷皮帶的一部分緊緊的貼敷在卷取機(jī)卷筒約 3/4 的圓周表面上至助卷工作狀態(tài)。此時(shí)，卷取機(jī)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，借助摩擦力的作用使環(huán)形助卷皮帶沿著卷筒表面做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)帶鋼板（或鋁板） 頭部以某一特定的角度，通過(guò)導(dǎo)料板被引入到卷取機(jī)卷筒與助卷皮帶之間后，助卷皮帶迫使帶鋼緊貼卷筒表面進(jìn)行纏繞，待帶鋼在卷取機(jī)卷筒上纏繞 2～3 圈，卷筒上各圈帶鋼之間的摩擦力達(dá)到張力卷取所需張力時(shí)，助卷裝置完成助卷工作，按著進(jìn)入助卷狀態(tài)的逆向步驟退出至預(yù)備工作狀態(tài)。[1]
2 皮帶助卷機(jī)構(gòu)的應(yīng)用
皮帶助卷機(jī)是鋼鐵冶金行業(yè)中連續(xù)生產(chǎn)機(jī)組末端張力卷取機(jī)的一種輔助裝置，通常應(yīng)用于將厚度小于 3mm 的帶鋼頭部自動(dòng)引入張力卷取機(jī)卷筒，利用卷筒上各圈帶鋼之間的摩擦力形成卷取張力，實(shí)現(xiàn)最終的張力卷取。現(xiàn)在也有皮帶助卷機(jī)應(yīng)用于鋁彩涂板生產(chǎn)線。[1]
一般說(shuō)來(lái)，厚度＞1mm 的帶鋼可利用卷取機(jī)卷筒的鉗口夾住其頭部進(jìn)行卷取，而對(duì)于薄帶鋼（厚度＜1mm），由于帶鋼頭部不易進(jìn)入卷取機(jī)卷筒鉗口，所以采用有鉗口卷筒卷取機(jī)對(duì)薄帶鋼進(jìn)行自動(dòng)引入的可靠性較差，另外，目前的許多彩涂帶鋼板成品卷根據(jù)需求，要在內(nèi)圈增加紙板保護(hù)套筒，根本無(wú)法采用帶有鉗口的卷筒，此時(shí)就需要配備助卷機(jī)進(jìn)行輔助卷取。[9]
3 國(guó)內(nèi)皮帶助卷機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀
自 2002 年我國(guó)設(shè)計(jì)的第一臺(tái)助卷機(jī)投入使用后，又根據(jù)不同技術(shù)參數(shù)要求，陸續(xù)開(kāi)發(fā)出一系列小車水平移動(dòng)式、地面固定擺動(dòng)式和懸掛擺動(dòng)式助卷機(jī)。[1]其中既有上卷取式，也有下卷取式，入料角度近 20 余種，有一些產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上采用了雙皮帶張緊輥，減小整機(jī)外廓尺寸，使用效果良好。隨著第一臺(tái)皮帶助卷機(jī)成功開(kāi)發(fā)后，由于各用戶生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)條件的不同，對(duì)助卷機(jī)的要求必然存在差異，因此，不同參數(shù)要求的皮帶助卷機(jī) （圖紙代號(hào) CD0222、CD0304、CD0305、CD0312、CD0416、CD0417、
CD0455、CD0530、CD0532、CD0543、CD0550、CD0603、CD0605、CD0794、CD0796、CD0817、
CD0834、CD0839、CD0847、CD0850） 陸續(xù)被開(kāi)發(fā)。這個(gè)系列產(chǎn)品已先后為北京機(jī)械自動(dòng)化研究所、武漢山力板帶技術(shù)工程有限公司、北京星河眾工設(shè)備技術(shù)有限公司、北京鋼鐵研究院新冶工程公司等單位設(shè)計(jì)并總承包的鍍鋅機(jī)組、彩涂機(jī)組配套累計(jì)生產(chǎn)百余臺(tái)，部分產(chǎn)品還隨同機(jī)組出口到越南、約旦和烏茲別克斯坦，為企業(yè)創(chuàng)造產(chǎn)值近 800 多萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。[1]
我國(guó)在皮帶助卷機(jī)的研究方面取得了重要的進(jìn)展，其使用效果大大改進(jìn)，具體在以下方面：
1) 皮帶的使用壽命提高，降低了對(duì)皮帶助卷器的維護(hù)成本；
2) 軋制效率提高，提高了帶材產(chǎn)量；
3) 具有良好的抗油性,可抗多種溶劑,弱酸,弱堿及鹽類；
4) 表面層有良好的耐切割性,可適應(yīng)艱苦的工作環(huán)境；
5) 良好的摩擦性,鋼板能更緊密被包覆；
6) 輸送帶速度于滾筒速度配合公差精密,可高速運(yùn)行。[16]
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已有一些科學(xué)家通過(guò)對(duì)皮帶助卷器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和間隙、壓力控制值的合理選擇,很好的提高了皮帶的使用壽命,降低了溢出邊和松卷現(xiàn)象,從而降低了成本。通過(guò)增設(shè)快速更換缸,便于維護(hù)人員及時(shí)安排檢修。[4]
4 國(guó)外皮帶助卷機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展,尤其是冶金工業(yè)發(fā)展的迫切需要,新上或改造的高速帶鋼冷連軋機(jī)組日益增多,卷取機(jī)以其高效、連續(xù)的帶鋼卷取方式,已成為帶鋼冷連軋生產(chǎn)線,尤其是全連續(xù)的冷軋帶鋼生產(chǎn)線的首選卷取設(shè)備。轉(zhuǎn)盤式雙卷筒卷取機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊,可節(jié)省設(shè)備安裝空間,節(jié)省機(jī)組投資。國(guó)外已經(jīng)將其用于改造項(xiàng)目,可將改造量降至最低。它同時(shí)也可適用于生產(chǎn)線入口段的開(kāi)卷操作。[18]
美國(guó)的助卷機(jī)械生產(chǎn)規(guī)模較大，因而其最大特點(diǎn)就是大型。機(jī)械大批量的生產(chǎn)使得美國(guó)的產(chǎn)量和品種位于世界首位，產(chǎn)品也因其自身所具有的精細(xì)、高質(zhì)量等特點(diǎn)遠(yuǎn)銷世界各國(guó)。與此同時(shí)，美國(guó)大力發(fā)展電子信息技術(shù)，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械生產(chǎn)中去，一體化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)效率也大大提高。[18]
5 皮帶助卷機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)
助卷器近年來(lái)，為了提高生產(chǎn)效率，縮短輔助操作時(shí)間，薄帶鋼冷連軋機(jī)組、精整機(jī)組及平整機(jī)組的卷取機(jī)一般不再采用鉗口咬入卷取，而是借助皮帶助卷器將帶材卷繞在套筒上。因此皮帶助卷器已成為冷軋帶鋼生產(chǎn)線上的重要設(shè)備之一。
[6]但國(guó)內(nèi)的皮帶助卷器出現(xiàn)溢松邊現(xiàn)象，和松卷現(xiàn)象，損壞率高，成本高。未來(lái)，
助卷器將繼續(xù)致力提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率[4]。
a) 而助卷器存在的主要問(wèn)題有以下幾方面:
b) 卷取時(shí)助卷器發(fā)生劇烈振動(dòng)及噪音;
c) 皮帶輥?zhàn)虞S承易燒毀;
d) 皮帶消耗量過(guò)大。
未來(lái)，達(dá)到使帶鋼具有良好力學(xué)性能、工藝性能、成品質(zhì)量好、生產(chǎn)成本低、軋制速度快的目的。[19]
6 結(jié)語(yǔ)
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)首先根據(jù)論文的選題背景,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,掌握皮帶助卷機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特征及技術(shù)特點(diǎn)。對(duì)皮帶助卷機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算,得出在不同工況及負(fù)載變化、參數(shù)變化卷取速度、卷取張力等下, 卷取機(jī)主要參數(shù)。擬定產(chǎn)品鋼卷規(guī)格及主要工藝、設(shè)備參數(shù),使用軟件對(duì)皮帶助卷機(jī)主要件進(jìn)行三維實(shí)體建模,然后使用軟件建立有限元模型,對(duì)卷取機(jī)主要件進(jìn)行力學(xué)分析。[15]雞兒
進(jìn)而設(shè)計(jì)出一臺(tái)與生產(chǎn)實(shí)際相適應(yīng)的、可以解決實(shí)際問(wèn)題的皮帶助卷機(jī)。盡量做到保證高速度下卷取機(jī)卷取的效果,得到卷得齊,卷得緊,幾乎沒(méi)有表面劃傷的高質(zhì)量帶卷
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