步進梁式再加熱爐設(shè)計【含圖紙】

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步進梁式再加熱爐是為連軋生產(chǎn)線提供鋼管再加熱在線?；ㄒ环N熱處理方式）所用。它是依靠專用的步進機械使工件在爐內(nèi)移動的一種機械化爐。步進爐底的結(jié)構(gòu)和傳動方式要根據(jù)出料的頻率和爐子的生產(chǎn)能力掛鉤，它不僅要考慮爐內(nèi)的溫度、還要考慮被加工工件的尺寸參數(shù)和工地方面的實用性。所以必須嚴(yán)格計算其內(nèi)部參數(shù)，保證爐子的生產(chǎn)和安全。爐底機械采用雙輪斜軌式機構(gòu)。步進梁的升降和平移動作采用液壓缸驅(qū)動。步進梁支柱穿爐底的孔洞采用干式“拖板”密封。裝出料端社、設(shè)有撥料機，固定梁最末一個料位檢測有料后，出料撥料機上升將鋼管拖起后，出料撥桿立即下降將鋼管撥送到出料懸臂軌道上，使鋼管能夠馬上出爐，出料周期最快20s,可以滿足125根/h的操作頻率。關(guān)鍵詞：步進梁式再加熱爐 步進梁 雙輪斜軌式機構(gòu) 有效爐底長度梁距 齒距目 錄序言1（一）課題簡介2（二）再加熱爐機械設(shè)備設(shè)計5（三）加熱爐區(qū)域內(nèi)工藝流程簡述17（四）爐區(qū)機械設(shè)備控制操作19（五）爐區(qū)機械設(shè)備的檢查驗收和試車21（六）、謝 詞22（七）、參考文獻23圖紙有：裝配圖，零件圖參數(shù)：1、再加熱爐加熱鋼管規(guī)格及產(chǎn)量： 外徑：148 mm、164 mm 、256 mm 、281mm 壁厚： 4.525/32 mm 長度： 800032000mm 產(chǎn)量： 125t/h 1.2最高爐溫： 10501.21鋼管入爐溫度：7208701.22鋼管出爐溫度：9009501.3爐型和爐子的基本尺寸 爐型： 步進梁式爐裝出料軌道中心距：16000mm爐子內(nèi)長： 15300mm爐子內(nèi)寬： 34000 mm有效爐底面積： 約542m固定梁頂面標(biāo)高： +66441.4爐型概述 爐子從裝料至出料沿爐長方向分為爐子預(yù)熱段，加熱段和均熱段。裝料端爐頂壓底，以防止入爐鋼管驟然受到強大熱沖擊產(chǎn)生變形。 提高加熱傳熱效率和保證鋼管加熱的均勻是爐子結(jié)構(gòu)與燒嘴選型合理配置的前提。設(shè)計以天然氣為燃料，步進梁式再加熱爐加熱段和均熱段的供熱全部采用端部亞高速燒嘴，其優(yōu)點是傳熱效率高，溫度分布均勻：同時加熱段和均熱段沿爐寬方向，分別分為4個溫度控制段，以保證鋼管長度方向的溫度均勻性。 鋼管再加熱是用耐熱鑄剛梁支托鋼管的步進梁式爐?；顒恿汉凸潭旱捻斆媸菐Щ⌒偷凝X型，使鋼管在爐內(nèi)等間距放置。在每一次步進時鋼管都能轉(zhuǎn)動一個角度，從而保證鋼管的加熱溫度更加均勻并防止鋼管在爐內(nèi)彎曲變形。步進梁用支柱支撐高出爐底，使?fàn)t氣能圍繞鋼管形成良好循環(huán)，均勻加熱。 鋼管再加熱爐采用爐內(nèi)懸臂輥道側(cè)進料和側(cè)出料；爐內(nèi)懸臂輥道由交流變頻電機驅(qū)動和調(diào)速，并與爐外輥道速度相匹配。路底機械采用雙輪斜軌式機構(gòu)。步進梁的升降和平移動作采用液壓缸驅(qū)動。步進梁支柱穿爐底的孔洞采用干式“拖板”密封。裝出料端社、設(shè)有撥料機，固定梁最末一個料位檢測有料后，出料撥料機上升將鋼管拖起后，出料撥桿立即下降將鋼管撥送到出料懸臂軌道上，使鋼管能夠馬上出爐，出料周期最快20s,可以滿足125根/h的操作頻率。 所有爐子的機械運動均采用PLC自動控制，裝出料端都設(shè)有工業(yè)電視，用于監(jiān)視爐內(nèi)鋼管裝，出料的操作。 爐區(qū)的主要設(shè)備有：爐內(nèi)裝料懸臂軌道、裝料撥料機、爐內(nèi)緩沖擋板、步進梁式加熱爐本體、爐內(nèi)出料懸臂輥道、出料撥料機、以及煤氣管道和助燃空氣管道系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)以及爐區(qū)操作平臺等。 再加熱路分八段溫度與燃燒控制，即：均熱段一、均熱段二、均熱段三、均熱段四、熱段一、加熱段二、加熱段三、加熱段四。每個溫度控制段均配備8支亞高速天然氣燒嘴進行供熱。 實習(xí)小結(jié)實習(xí)，顧名思義：在實踐中學(xué)習(xí)。在經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)之后，我們需要了解自己的所學(xué)應(yīng)該如何應(yīng)用在實踐中，因為任何知識都源于實踐，歸于實踐，所以要將所學(xué)的知識在實踐中來檢驗。實習(xí)期間，在單位領(lǐng)導(dǎo)的精心培育和教導(dǎo)下，通過自身的不斷努力，無論是思想上，學(xué)習(xí)上還是工作上，都取得了長足的發(fā)展和巨大的收獲，現(xiàn)將工作總結(jié)如下：1 思想上。我懂得了團結(jié)協(xié)作的精神，在實訓(xùn)中，我們每兩個人一組進行工作，目標(biāo)一致，分工明確，這也培訓(xùn)了我們的協(xié)作精神，我們都是團隊中的一員。2 學(xué)習(xí)上。自從參加工作以來，我從沒有放棄學(xué)習(xí)理論知識，由于我學(xué)習(xí)勤奮刻苦，成績優(yōu)良，學(xué)習(xí)中受到老師的充分肯定，目前正在積極準(zhǔn)備論文答辯。3 工作上。我工作中取得的一點成績，這與單位領(lǐng)導(dǎo)和同事們的幫助是分不開的。我始終堅信一句話“一根火柴再亮，也只有豆大的光。但倘若用一根火柴去點燃一堆火柴，則會熊熊燃燒”。我希望用我亮麗的青春，去點燃周圍每個人的激情，感召激勵著同事們一起為我們的事業(yè)奉獻，進取，建功，立業(yè)。沒有實踐就沒有發(fā)言權(quán)。實習(xí)之前覺得這一個月太短，也學(xué)不到什么實質(zhì)性的東西。但當(dāng)我真正著手處理時，就不能有絲毫小瞧的意思了。一切的一切都需要我們用心去領(lǐng)悟并結(jié)合所學(xué)知識去操作。當(dāng)然，機械制造業(yè)的四個發(fā)展趨勢是不單獨的，它們是有機的結(jié)合在一起的，是互相依賴，互相促進的，同時由于科學(xué)技術(shù)的不斷進步，也將會使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機械制造行業(yè)其自身的發(fā)展。然而，作為社會發(fā)展的一個部分，它將和其它的行業(yè)有更廣泛的結(jié)合。21世紀(jì)機械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化，網(wǎng)絡(luò)化，虛擬化，智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算，分析等腦力勞動中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，智能化促進柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷力與適應(yīng)能力。當(dāng)然這一切還需要我們大家進一步的努力。一個月的實習(xí)短暫，但卻給我們以后的道路指出一條明路，那就是思考著做事，事半功倍。更重要的是做事的心態(tài)，也可以得到磨練，可以改善很多不良的習(xí)慣，實習(xí)雖然很累，但它讓我更充實，更豐富，但愿有更多的收獲伴著我，走向未知的將來。 答辯提綱尊敬的各位老師上午（下午）好：我是機械系的學(xué)生。我做的畢業(yè)課題是再加熱爐的設(shè)計總體設(shè)計。在生產(chǎn)中，利用燃料產(chǎn)生的熱量，或者將電能轉(zhuǎn)化成熱量對工件或物料進行加熱的設(shè)備，稱為工業(yè)爐。鍋爐也是工業(yè)爐的一種，機械工業(yè)應(yīng)用的工業(yè)爐有多種類型，在鑄造車間有熔煉金屬的平爐、沖天爐、感應(yīng)爐、電阻爐、真空爐等；在 鍛壓車間有對鋼錠或鋼坯進行煅前加熱的各種加熱爐和消除應(yīng)力的熱處理爐；在熱處理車間，有改善工件力學(xué)性能的各種退火、正火、淬火和回火的熱處理爐；在焊接車間有壓制前的鋼板加熱爐和焊后熱處理爐；在粉末冶金車間還有燒結(jié)金屬的加熱爐等。 步進梁式再加熱爐是為連軋生產(chǎn)線提供鋼管再加熱在線?；ㄒ环N熱處理方式）所用。它是依靠專用的步進機械使工件在爐內(nèi)移動的一種機械化爐。爐區(qū)的主要設(shè)備有：爐內(nèi)裝料懸臂軌道、裝料撥料機、爐內(nèi)緩沖擋板、步進梁式加熱爐本體、爐內(nèi)出料懸臂輥道、出料撥料機、以及煤氣管道和助燃空氣管道系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)以及爐區(qū)操作平臺等。步進梁式再加熱爐的工作原理：鋼管由一種機構(gòu)傳輸?shù)竭M料輥道的上方,爐子另一端有緩沖擋板控制其位置,防止沖出爐墻.鋼管靜止處于處于出料輥道上時,再由液壓系統(tǒng)控制進料撥料機,它將鋼管撥至齒行步進機構(gòu),在齒行步進機構(gòu)中齒行梁的每一次步進鋼管都能轉(zhuǎn)動一個角度，從而保證鋼管的加熱溫度更加均勻并防止鋼管在爐內(nèi)彎曲變形。齒行步進機構(gòu)由液壓系統(tǒng)控制,實現(xiàn)升降,平移步進行程,鋼管由步進機構(gòu)一步一步通過再加熱爐的四個加熱階段和四個溫?zé)岫?通過加熱過程之后,鋼管被送到出料端口,出料端 設(shè)有出料撥料機構(gòu),出料機根據(jù)其工作原理,將鋼管撥至出料輥道上,由電動機帶動的出料輥道將鋼管送至爐子外部,即完成一次鋼管的再加熱. 畢 業(yè) 設(shè) 計設(shè)計題目： 再加熱爐的設(shè)計總體設(shè)計系 別: 專 業(yè): 班 級: 姓 名: 學(xué) 號: 指導(dǎo)老師: 完成時間: 2006年5月序言畢業(yè)設(shè)計，它是一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一種理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練踏實我們完成本專業(yè)教學(xué)計劃的最后一個極為重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是我們綜合運用所學(xué)過的基本理論基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進行的一次基本訓(xùn)練，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。這對學(xué)生即將從事的有關(guān)技術(shù)工作和未來事業(yè)的開拓有一定意義。畢業(yè)設(shè)計的主要目的：1 培養(yǎng)我們綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨立工作能力，拓寬和深化學(xué)過的知識。2培養(yǎng)我們樹立正確的設(shè)計思想，設(shè)計構(gòu)思和創(chuàng)新思維。掌握工程設(shè)計的一般程序，規(guī)范和方法。3 培養(yǎng)我們正確使用技術(shù)資料，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊，圖冊等工具書進行設(shè)計計算，數(shù)據(jù)處理。編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。4 培養(yǎng)我們進行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法。5 就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練。叢中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于個人能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處。懇切各位老師給予指導(dǎo)。課題簡介摘要： 步進梁式再加熱爐是為連軋生產(chǎn)線提供鋼管再加熱在線?；ㄒ环N熱處理方式）所用。它是依靠專用的步進機械使工件在爐內(nèi)移動的一種機械化爐。步進爐底的結(jié)構(gòu)和傳動方式要根據(jù)出料的頻率和爐子的生產(chǎn)能力決定，它不僅要考慮爐內(nèi)的溫度、還要考慮被加工工件的尺寸參數(shù)和工地方面的實用性。所以必須嚴(yán)格計算其內(nèi)部參數(shù)，保證爐子的生產(chǎn)和安全。爐底機械采用雙輪斜軌式機構(gòu)。步進梁的升降和平移動作采用液壓缸驅(qū)動。步進梁支柱穿爐底的孔洞采用干式“拖板”密封。裝出料端設(shè)有撥料機，固定梁最末一個料位檢測有料后，出料撥料機上升將鋼管拖起后，出料撥桿立即下降將鋼管撥送到出料懸臂軌道上，使鋼管能夠馬上出爐，出料周期最快20s,可以滿足125根/h的操作頻率。關(guān)鍵詞：步進梁式再加熱爐 步進梁 雙輪斜軌式機構(gòu) 有效爐底長度梁距 齒距在生產(chǎn)中，利用燃料產(chǎn)生的熱量，或者將電能轉(zhuǎn)化成熱量對工件或物料進行加熱的設(shè)備，稱為工業(yè)爐。鍋爐也是工業(yè)爐的一種，機械工業(yè)應(yīng)用的工業(yè)爐有多種類型，在鑄造車間有熔煉金屬的平爐、沖天爐、感應(yīng)爐、電阻爐、真空爐等；在 鍛壓車間有對鋼錠或鋼坯進行煅前加熱的各種加熱爐和消除應(yīng)力的熱處理爐；在熱處理車間，有改善工件力學(xué)性能的各種退火、正火、淬火和回火的熱處理爐；在焊接車間有壓制前的鋼板加熱爐和焊后熱處理爐；在粉末冶金車間還有燒結(jié)金屬的加熱爐等。步進梁式再加熱爐是為連軋生產(chǎn)線提供鋼管再加熱在線常化（一種熱處理方式）所用。它是依靠專用的步進機械使工件在爐內(nèi)移動的一種機械化爐。參數(shù)：1、再加熱爐加熱鋼管規(guī)格及產(chǎn)量： 外徑：148 mm、164 mm 、256 mm 、281mm 壁厚： 4.525/32 mm 長度： 800032000mm 產(chǎn)量： 125t/h 1.2最高爐溫： 10501.21鋼管入爐溫度：7208701.22鋼管出爐溫度：9009501.3爐型和爐子的基本尺寸 爐型： 步進梁式爐裝出料軌道中心距：16000mm爐子內(nèi)長： 15300mm爐子內(nèi)寬： 34000 mm有效爐底面積： 約542m固定梁頂面標(biāo)高： +66441.4爐型概述 爐子從裝料至出料沿爐長方向分為爐子預(yù)熱段，加熱段和均熱段。裝料端爐頂壓底，以防止入爐鋼管驟然受到強大熱沖擊產(chǎn)生變形。 提高加熱傳熱效率和保證鋼管加熱的均勻是爐子結(jié)構(gòu)與燒嘴選型合理配置的前提。設(shè)計以天然氣為燃料，步進梁式再加熱爐加熱段和均熱段的供熱全部采用端部亞高速燒嘴，其優(yōu)點是傳熱效率高，溫度分布均勻：同時加熱段和均熱段沿爐寬方向，分別分為4個溫度控制段，以保證鋼管長度方向的溫度均勻性。 鋼管再加熱是用耐熱鑄剛梁支托鋼管的步進梁式爐?；顒恿汉凸潭旱捻斆媸菐Щ⌒偷凝X型，使鋼管在爐內(nèi)等間距放置。在每一次步進時鋼管都能轉(zhuǎn)動一個角度，從而保證鋼管的加熱溫度更加均勻并防止鋼管在爐內(nèi)彎曲變形。步進梁用支柱支撐高出爐底，使?fàn)t氣能圍繞鋼管形成良好循環(huán)，均勻加熱。 鋼管再加熱爐采用爐內(nèi)懸臂輥道側(cè)進料和側(cè)出料；爐內(nèi)懸臂輥道由交流變頻電機驅(qū)動和調(diào)速，并與爐外輥道速度相匹配。路底機械采用雙輪斜軌式機構(gòu)。步進梁的升降和平移動作采用液壓缸驅(qū)動。步進梁支柱穿爐底的孔洞采用干式“拖板”密封。裝出料端社、設(shè)有撥料機，固定梁最末一個料位檢測有料后，出料撥料機上升將鋼管拖起后，出料撥桿立即下降將鋼管撥送到出料懸臂軌道上，使鋼管能夠馬上出爐，出料周期最快20s,可以滿足125根/h的操作頻率。 所有爐子的機械運動均采用PLC自動控制，裝出料端都設(shè)有工業(yè)電視，用于監(jiān)視爐內(nèi)鋼管裝，出料的操作。 爐區(qū)的主要設(shè)備有：爐內(nèi)裝料懸臂軌道、裝料撥料機、爐內(nèi)緩沖擋板、步進梁式加熱爐本體、爐內(nèi)出料懸臂輥道、出料撥料機、以及煤氣管道和助燃空氣管道系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)以及爐區(qū)操作平臺等。 再加熱路分八段溫度與燃燒控制，即：均熱段一、均熱段二、均熱段三、均熱段四、熱段一、加熱段二、加熱段三、加熱段四。每個溫度控制段均配備8支亞高速天然氣燒嘴進行供熱。二、再加熱爐機械設(shè)備設(shè)計 2.1再加熱爐技術(shù)性能序號項 目單 位規(guī) 格1爐 型步進梁式2用 途鋼管再加熱3鋼管規(guī)格外徑壁厚長度mm148 164 256 2814.525/328000320004加熱鋼種低合金鋼合金鋼5鋼管入爐溫度7208706鋼管出爐溫度9009507鋼管加熱后溫差58爐子能力產(chǎn)量出料頻率t/h根/h最大125最大1809燃料種類天然氣10燃料發(fā)熱值KJ/Nm3469411天然氣耗量（最大）Nm/h253012空氣耗量（最大）Nm/h3400013空氣預(yù)熱溫度45014冷卻水耗量T/h10015壓縮空氣耗量m/h180（最大）16電器設(shè)備安裝功率KW17爐底機械傳動方式液壓18步進行程升降平移mm18031019步進周期秒最快2020煙囪高度出口內(nèi)徑m251.522.1步進梁式加熱爐底方案設(shè)計：步進式爐是依靠專用的步進機械使工件在爐內(nèi)移動的一種機械化爐。該爐內(nèi)機械傳動有多種方式，如：齒條式、鏈條牽引式因為爐子下方粉塵較大，影響傳動因數(shù)，不宜使用。 摩擦推桿式摩擦系數(shù)較大，使用壽命相比之下較低。機械杠桿托升機構(gòu)受力較大，所需要支撐力也較大，比較瑣煩。四桿機構(gòu)升降式由于該步進機構(gòu)處于梁式再加熱爐的下方，所用空間有限，而機械能控制的四桿機構(gòu)需較大的空間，而且當(dāng)需要對其進行維護和修復(fù)時較為困難。 但考慮到功率損耗和設(shè)備的使用周期，故：步進爐的步進機械傳動方式采用液壓傳動和雙輪斜軌機構(gòu)，該機構(gòu)應(yīng)設(shè)有兩層框架（升降框架和水平框架），升降和水平運動都要設(shè)有定心裝置，用以保證使?fàn)t底步進機械沿爐子中心線正常運行，減少鋼管在爐內(nèi)的跑偏，使鋼管被順利的輸送到出料端據(jù)資料顯示它的運行的可靠性高，安裝調(diào)試方便，利于設(shè)備維修。升降定心裝置應(yīng)安裝于升降框架和爐基礎(chǔ)上，水平定心裝置安裝于升降框架和水平框架上。2.2爐子主要尺寸計算有效爐底長度有效爐底長度是指爐子總長度中工件在爐內(nèi)受熱的一段長度。裝料端用懸臂輥由爐側(cè)裝入，以輥道中心線為起點。出料端用懸臂輥由爐側(cè)出料，以輥道中心線為終點。計入工件間隔后，有效爐底長度為：L=15998.5式中K修正系數(shù)；修正系數(shù)K包括爐型系數(shù)C1，鋼種系數(shù)C2，形狀系數(shù)C3，燃料系數(shù)C4。根據(jù)工業(yè)爐設(shè)計手冊得：C1=1.0，C2=0.7，C3=1.0，C4=1.0。 G要求達到的爐子生產(chǎn)能力 s工件直徑 b工件寬度 e工件間隔 L工件長度 f工件截面積 n裝料列數(shù) 7.85合金鋼的密度 1.10安全系數(shù)最終有效爐底長度還要取決于節(jié)能的觀點和裝出料機的操作節(jié)奏以及步進機械的輸送能力協(xié)調(diào)，根據(jù)該爐設(shè)計要求根據(jù)設(shè)計要求，出料滾道中心距即為有效爐底長度。有效爐長L=16000爐底寬度根據(jù)爐底長度L和工件在爐內(nèi)的列數(shù)N決定，工件兩端之間和工件端頭與側(cè)墻之間的距離取0.20.5，當(dāng)爐底特別長時，考慮到工件在運行中的跑偏量爐寬應(yīng)適應(yīng)放大。確定爐寬時應(yīng)計入步進爐底和固定爐底之間的間隙，間隙過小，會產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，過大時容易損失爐內(nèi)熱量和使?fàn)t底金屬件產(chǎn)生彎曲變形。梁距和齒距的確定： 步進爐底的數(shù)量和寬度、固定爐底的寬度、工件的懸臂長度、厚度及其加工溫度有關(guān)。懸臂過長或支點距離過大，工件下垂到超過爐底升降行程時就會碰到爐底而發(fā)生故障。查工業(yè)爐設(shè)計手冊得：工件允許的懸臂長度是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)，250mm250mm的合金鋼懸臂長度取1800mm,然而當(dāng)加熱溫度超過1000時，結(jié)果因下垂過多而無法生產(chǎn)，當(dāng)懸臂長度為1200mm時可以正常生產(chǎn)。實踐證明：不同的被加工材料在爐子中所處的梁距是不相同的，低合金鋼與合金鋼在爐中被加熱時，梁距（活動梁與活動梁之間的距離或固定梁與固定梁之間的跨距），根據(jù)工業(yè)爐設(shè)計手冊得:跨距B的計算公式為:B=（1.51.76）l=1.51200=1800mm式中 l為懸臂長度， 步進梁安裝在爐底下部的整體框架上，由步進機構(gòu)使之運動。固定梁則被固定在爐底鋼結(jié)構(gòu)上，梁的頂面是根據(jù)加熱圓鋼的規(guī)格裝爐量做出齒形凸槽，梁數(shù)：N=34000/1800=18.9（排）通過實踐和理論方面驗證，考慮到工地的實際情況和爐子的設(shè)計寬度， 將爐內(nèi)梁數(shù)設(shè)為十九排較為合適。在此取梁距1720，根據(jù)工地的實際大小，和爐子的具體尺寸。 齒距通常是工件外徑的1.32.0倍，步距則比齒距小2050。行程約為200，周期時間為1530s，只有這樣才可保證與爐子裝料機構(gòu)相匹配以保證爐子的生產(chǎn)能力。查工業(yè)爐設(shè)計手冊，通過對此爐子的設(shè)計要求： 因此，取被加工圓鋼的最大直徑為：281，由于被加工件時普通鋼材，取1.3為參數(shù)。故齒距為：2811.3=265.3因為鋼材為普通鋼材，鋼材在被加工過程中會會剝落外部雜質(zhì)，導(dǎo)致圓鋼外徑減小，加之圓整，所以:齒距取350為宜可以保證爐子正常工作。步距則比齒距小2050，這樣設(shè)計是由于能讓圓鋼更好的全面地受熱，保證再加熱爐的生產(chǎn)質(zhì)量。因此根據(jù)參考資料和工地實際情況取步距為310，查手冊，再加熱爐的步距即本加熱爐的活動梁的平移距離.故此該加熱爐的水平行程為310，其差值40mmm，為鋼管在齒形槽內(nèi)轉(zhuǎn)動的距離?；顒恿褐е┻^爐底的孔洞應(yīng)采用雙層“托板”密封，這樣第一保證了爐內(nèi)溫度不會有較大量的外泄損失，其二，可以保證爐內(nèi)被加工圓鋼所脫落的雜質(zhì)能順利的完全的被清除出爐外。下層托板用1Cr18Ni9鋼板襯以耐火隔熱澆注料制成，爐內(nèi)托板用耐熱鑄鋼制作。在加熱過程中，步進機構(gòu)的每一步運動都是由步進梁的升降（或平移）運動來帶動的。步進梁的運動可以有多種機械或液壓機構(gòu)帶動或控制它，機械方面可以由機械能帶動四桿機構(gòu)對其的運動方式進行控制，但由于該步進機構(gòu)處于梁式再加熱爐的下方，所用空間有限，而機械能控制的四桿機構(gòu)需較大的空間，而且當(dāng)需要對其進行維護和修復(fù)時較為困難，在加熱爐爐底難免會有粉塵和氧化物，對于裸露在外的四桿機構(gòu)影響較大，所以無論是經(jīng)濟性、實用性，還是對于操作人員的安全性都有甚多不合理之處，所以不能采用，應(yīng)打消此方案。所以考慮第二方案：采取液壓傳動的方式來控制步進梁的升降（或平移）運動，之所以選擇液壓系統(tǒng)其原因如下：液壓傳動能方便的實現(xiàn)無級變速，調(diào)速范圍大。在相同功率情況下，液壓傳動能量轉(zhuǎn)換元件的體積較小，重量較輕。工作比較平穩(wěn)，換向沖擊比較小，便于實現(xiàn) 頻繁換向。便于實現(xiàn)過載保護，便于實現(xiàn)自動化。特別適合電氣控制聯(lián)合使用時，易于實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)。通過上述的比較分析，決定在帶動爐子的步進工作循環(huán)中，采用液壓系統(tǒng)來控制較為合適。采用液壓系統(tǒng)來控制整個爐子的進出料裝置和步進梁的升降運動，它們均是通過液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)換成機械能，進出料裝置是通過兩對液壓缸來實現(xiàn)運動的；步進梁的升降運動是通過四個升降液壓缸來實現(xiàn)的。升降液壓缸推動帶上下輪組的升降框架，下輪組在斜軌上面作上下運動，通過上下輪組帶動水平框架作升降運動。在此過程中，水平運動液壓缸被鎖定。步進梁的進、退運動（即平移運動）是通過2個液壓缸來實現(xiàn)的。它直接作用于平移框架上，使之在升降框架的上輪組上作平移運動。在此過程中，升降運動的液壓缸被鎖定。升降和平移框架的定心倒像是借助于安裝在框架中心線升降定心導(dǎo)向輪和水平導(dǎo)向輪來實現(xiàn)的。步進梁運動循環(huán)圖： 在斜軌座軌道下端部設(shè)安全止當(dāng)。升降缸的設(shè)計是超行程的，在檢修時可使框架降低到斜軌座的止擋上，從而使液壓缸處于無負(fù)荷狀態(tài)，易于拆裝檢修。 爐底有關(guān)設(shè)備的軸承和部件必須定期加注潤滑油脂（包括軌道表面也要涂以黃油進行潤滑。綜上所述：該爐底步進機械主要由以下幾部分構(gòu)成：斜軌裝置、滾輪組、升降框架、水平框架、步進梁、上定心裝置、下定心裝置、水平缸、升降缸等機構(gòu)的配合動作方能完成規(guī)定的工作步驟。2.5爐區(qū)附屬機械設(shè)備設(shè)計：2.3天然氣燒嘴： 燒嘴 在爐子不同部位，依據(jù)不同的加熱制度要求，配置了二種不同型式的天然氣燒嘴。2.4爐兩側(cè)設(shè)備 在爐體兩側(cè)安裝有裝，出料爐門、采用氣動升降機械、與裝、出料輥道進行連鎖、完成鋼管的入爐，出爐。同時，還設(shè)有4個側(cè)開爐門，用于日常觀察和操作。在加熱段的兩側(cè)各設(shè)有兩個檢修爐門，供檢修時出入爐子和運送材料。2.5.裝料系統(tǒng)設(shè)備：2.5.1.爐門升降機械 爐門升降機械性能： 爐門最大行程 500mm爐門最大重量 400kg工作壓力 0.6pa 爐門最大重量 400kg 爐門數(shù)量：1（裝料爐門）+2（出料爐門） 裝料爐門的升降必須與爐子上料輥道連鎖，即必須先升起爐門到位后才能允許上料輥道運轉(zhuǎn)鋼或倒料退鋼。 該爐門既可單獨手動操作也可以完全自動控制。出料爐門也必須與出料懸臂輥道運動連鎖，當(dāng)出鋼時，該爐門必須先升到位后才能允許出料輥道運轉(zhuǎn)出鋼，并且兩爐門能手動控制升，降，停。2.5.11爐內(nèi)懸臂輥道作用: 通過電動機帶動懸臂輥道旋轉(zhuǎn),以此將工件傳輸?shù)轿? 爐內(nèi)懸臂輥道輥道性能： 輥形及傳動方式：V型的懸臂輥，電機傳動 輥軸冷卻方式：水冷卻 懸臂輥個數(shù)：裝料輥道19個，出料輥道20個2.5.1.3裝出料機裝料機出料機裝料機二組，出料機二組，便于爐內(nèi)進行單排料或雙排料。2.5.1.4爐內(nèi)緩沖擋板彈性擋板 為防止入爐坯料因失控而撞壞爐墻，在裝料爐門對面?zhèn)葔?nèi)設(shè)有彈性擋板。爐內(nèi)緩沖擋板技術(shù)參數(shù)設(shè)計： 主彈簧直徑：30mm 冷卻方式：軸心水冷。2.6液壓系統(tǒng)設(shè)備：2.6.1液壓系統(tǒng)的功能根據(jù)對步進梁式再加熱爐中升降液壓系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)和工況分析，該步進梁式再加熱爐是由多缸控制的工作回路，因此多缸工作控制是該加熱爐要解決的主要問題，速度、壓力的調(diào)節(jié)、換向、平衡、順序動作是該加熱爐液壓系統(tǒng)設(shè)計的核心。2.6.2液壓系統(tǒng)的性能工作壓力 25MPa 工作油泵 P=31.5MPa Q=207.2L/min工作油泵電動機 110KW 1480r/min AC：380循環(huán)冷卻過濾油泵 Pmax=1MPa Q=415L/min循環(huán)冷卻油泵電動機5.5KW 1440r/min AC：380油箱容積 8000L電加熱器 4KW AC：380冷卻液 冷卻面積50P=1.5MPa 水消耗量45m3/h工作介質(zhì) L-HM46 液壓油工作油溫 30-50過濾器 Q=1000L/min 20u2.7.3液壓泵的最高工作壓力： 工作壓力：Ppp1+p1式中 Pp系統(tǒng)的最大工作壓力 p1工作壓力p1壓力損失 由于該系統(tǒng)元件較多，所以壓力損失也比較多。查液壓系統(tǒng)設(shè)計手冊，取p1=1.5Mpa.所以：Ppp1+p1 =25Mpa+1.5Mpa =26.5Mpa又因為該系統(tǒng)的應(yīng)用場合所須的壓力較大，從安全角度出發(fā)，取系統(tǒng)的最大壓力為31.5Mpa. 安全壓力：綜上所述，液壓系統(tǒng)得安全工作壓力取31.5Mpa.在液壓系統(tǒng)控制下，升降液壓缸和平移液壓缸均有動作，步進梁的升降運動是通過四個升降液壓缸來實現(xiàn)的。升降液壓缸推動帶上下輪組的升降框架，下輪組在斜軌上面作上下運動，通過上下輪組帶動水平框架作升降運動。在此過程中，水平運動液壓缸被鎖定。步進梁的進、退運動（即平移運動）是通過2個液壓缸來實現(xiàn)的。它直接作用于平移框架上，使之在升降框架的上輪組上作平移運動。在此過程中，升降運動的液壓缸被鎖定。升降和平移框架的定心倒像是借助于安裝在框架中心線升降定心導(dǎo)向輪和水平導(dǎo)向輪來實現(xiàn)的。2.7.4干油潤滑系統(tǒng)： 所有軸承潤滑都采用1號極壓鋰基潤滑脂。使用干油集中潤滑裝、出料輥道及爐底機械。此系統(tǒng)使用1套電動終端式干油集中潤滑系統(tǒng)。三、加熱爐區(qū)域內(nèi)工藝流程簡述3.1裝料控制： 當(dāng)爐內(nèi)裝料輥道上無料，并且上料區(qū)提供了坯料待裝信號及其坯料長度數(shù)據(jù)時，開啟1#裝料爐門至上位。而后向上料區(qū)發(fā)出裝料啟動信號。 當(dāng)坯料前端遮蔽裝料爐門外的光電開關(guān)至尾端開止，通過編碼器的計數(shù)實現(xiàn)動態(tài)測長，同時向上料區(qū)發(fā)出裝料結(jié)束信號。根據(jù)坯料長度及對中布料的要求，計算出所裝坯料還需運行的距離。待坯料運行距目標(biāo)為1.5mm時，爐內(nèi)裝料輥道由高速減至低速，繼續(xù)運行到目標(biāo)位停止。同時關(guān)閉1#裝料爐門至下位。 當(dāng)需要倒料時，先向上料區(qū)發(fā)出倒料啟動信號。并將1#裝料爐門打開到上限位，同時爐內(nèi)裝料輥道與爐外上料輥道同步反向慢速運轉(zhuǎn)至到了結(jié)束信號（當(dāng)坯料尾端離開光電開關(guān)時）發(fā)出停止信號。3.2步進移鋼過程： 裝料機將懸臂輥道上鋼管拖上固定梁后，步進梁由原點進行一次正循環(huán)運動（升、進、降、退）。將鋼管向前移送一個齒距，直至出料位等待出料。3.3出料控制： 當(dāng)爐內(nèi)最后料位有料時，向軋線區(qū)發(fā)出等待出剛信號。 當(dāng)軋線區(qū)發(fā)出要鋼信號時，出料機由原位上升，出料機上升到位后延時0.5s（可調(diào)）下降到位，出料輥道加速啟動至高速正向運轉(zhuǎn)出料，并且隨時根據(jù)軋線區(qū)要求出料速度變化的具體數(shù)據(jù)，進行爐內(nèi)除料輥道速度隨動控制至軋線區(qū)出鋼結(jié)束信號（坯料尾端通過處料爐門外金屬檢測器）發(fā)出信號為止。而爐內(nèi)除料輥道恢復(fù)低速空轉(zhuǎn)。 當(dāng)事故倒料時，軋線區(qū)發(fā)出事故倒料信號。爐區(qū)解除連鎖約束后，反饋允許信號，同時爐內(nèi)出料輥道與出料爐門外輥道同步反向慢運轉(zhuǎn)至手動操作停止。3.4坯料直通控制： 當(dāng)軋線區(qū)發(fā)出坯料直通等待信號，且爐內(nèi)出料輥道上無料時，開啟2#裝料爐門及出料爐門至上位。爐內(nèi)出料輥道由低速空轉(zhuǎn)加速啟動至高速正向運轉(zhuǎn)出料，并且隨時根據(jù)軋線區(qū)要求出料速度變化的具體數(shù)據(jù)，進行爐內(nèi)出料輥道速度隨動控制至軋線區(qū)出鋼結(jié)束信號（坯料尾端通過出料爐門外熱金屬檢測器）發(fā)出停止信號。同時關(guān)閉出料爐門至下位，而爐內(nèi)出料輥道恢復(fù)低速空轉(zhuǎn)。3.5爐區(qū)等待： 當(dāng)軋線區(qū)因客觀情況暫時無法要料時，爐區(qū)可進行原地踏步操作，步進梁由原位點（后下位）開始逆循環(huán)（水平40mm），直至下一個出鋼動作開始回位。四、 爐區(qū)機械設(shè)備控制操作根據(jù)生產(chǎn)和維修（或調(diào)試）的不同需要有下列不同的操作方式：自動：由PLC按照預(yù)定的程序和時序執(zhí)行，進行自動生產(chǎn)。半自動：由人工按照生產(chǎn)的要求，用操作臺上的開關(guān)，按照設(shè)備功能分區(qū)或通過PLC按照預(yù)定的程序和時序，進行生產(chǎn)。手動：由人工按照生產(chǎn)的要求，用操作臺上的開關(guān)，通過PLC對爐區(qū)單體設(shè)備進行操作生產(chǎn)。機旁檢修手動：人工在設(shè)備旁或設(shè)備附近的操作點，用操作開關(guān)進行檢修操作。 爐區(qū)機械設(shè)有主操作臺，若干機旁操作箱：4.2步進梁機旁操作箱 步進梁機旁手動操作箱的操作和顯示-步進梁升、進、降退四個按鈕及點動/單動轉(zhuǎn)換開關(guān)（點動-按鈕壓下及以低速運行至按鈕松開時停止。單動-按鈕按下一次即完成一次工藝運行。）；正常/調(diào)試轉(zhuǎn)換開關(guān)（正常-系統(tǒng)接受PLC動作指令，封閉手動操作；調(diào)試-僅客站外機旁手動操作箱操作，封閉其他處操作。）允許機旁操作顯示燈；升、進、降、腿按鈕相互連鎖。（五）爐區(qū)機械設(shè)備的檢查驗收和試車爐區(qū)裝料懸臂輥道、爐子步進機械及其液壓系統(tǒng)、爐內(nèi)出料懸臂輥道、撥料機、割爐門升降裝置，各種限位開關(guān)等檢測與控制元件，工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)等，必須按照國家有關(guān)規(guī)定或設(shè)計文件提出的技術(shù)要求，逐項進行檢查驗收合格簽字確認(rèn)后，方可進行單機試車和聯(lián)動試車。5.1試車前的檢測項目所有爐子的機械運動均采用PLC自動控制，裝出料端都設(shè)有工業(yè)電視，用于監(jiān)視爐內(nèi)鋼管裝，出料的操作。試車的質(zhì)量直接影響控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，應(yīng)給于注重。檢查項目如下：（1）檢查并確認(rèn)步進梁立柱與爐底開孔之間有無雜物。（2）檢查步進框架（包括框架或步進梁立柱）即步進機械活動部分是否與周圍固定的不間有相碰撞的可能。（3）檢查爐內(nèi)懸臂輥道和爐內(nèi)緩沖擋板的滾軸與爐墻開孔之間有無雜物，并將雜物清除干凈。軸滾與爐墻開孔之間密封良好，檢查確認(rèn)合格。（4）檢查步進框架下面的平軌道是否干凈，并將清理干凈后，涂上黃油。（5）檢查液壓管道和液壓缸的連接是否正確，密封狀況合格。將輪子的輪緣表面清理干凈。（6）檢查潤滑油管與各潤滑點的連接是否正確，各潤滑點是否已住滿干油，確認(rèn)潤滑站已經(jīng)可正常投入使用。（7）檢查確認(rèn)液壓站各設(shè)備安裝完畢合格。（8）檢查和維護爐子熱工儀表，保證儀表能長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)5.2機械設(shè)備的單機試車 爐區(qū)機械設(shè)備包括油爐內(nèi)裝料懸臂輥道、步進機械、爐內(nèi)出料懸臂輥道、撥料機和爐門升降裝置等，應(yīng)對逐個設(shè)備的應(yīng)具有的功能，應(yīng)達到的技術(shù)參數(shù)，按設(shè)計要求和有關(guān)的規(guī)范規(guī)定進行單機試運轉(zhuǎn)，逐項檢查驗收。單機試車采用手動點動方式，可將運行的全過程，分成幾個環(huán)節(jié)進行，然后再連續(xù)運轉(zhuǎn)，以步進機械為例說明如下：（1） 將步進機械的水平液壓港點動一個往返行程要檢查運行的平穩(wěn)性和最大行程是否達到要求，然后再進行數(shù)次往返運動。（2） 將升降缸點動一個往返行程要檢查運行的平穩(wěn)性和最大行程是否達到要求，然后再進行數(shù)次往返運動。（3） 撥料機手動數(shù)次，調(diào)整后確認(rèn)送鋼行程正常。（4） 啟動爐內(nèi)裝、出懸臂輥道，做正傳、反轉(zhuǎn)、升速、降速、停止操作，確認(rèn)轉(zhuǎn)動靈活，工作可靠為止。（5） 上述試車合格后，在進行半自動試車，作數(shù)次步進陸爐底的正循環(huán)和逆循環(huán)動作，達到運行平穩(wěn)。（6） 聯(lián)動試車 聯(lián)動試車是將上料系統(tǒng)，爐子步進機械、出料系統(tǒng)共同配合進行的連續(xù)動作操作，其目的是檢查各部分運轉(zhuǎn)是否正常，連鎖關(guān)系是否正常，并且在聯(lián)動試車后期應(yīng)采用冷態(tài)有負(fù)荷方式進行。 聯(lián)動試車后應(yīng)調(diào)整各個設(shè)備的運行速度和運行時間，直到相互協(xié)調(diào)滿足設(shè)計要求為止。九、謝 詞四年的大學(xué)學(xué)習(xí)，讓我對機械設(shè)計與制造方面的知識有了一個系統(tǒng)而又全面的認(rèn)識。畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)習(xí)中一個重要的實踐性環(huán)節(jié)，是一個綜合性很強的設(shè)計任務(wù)，它為我們以后從事技術(shù)工作打下了一個良好的基礎(chǔ)，對我們掌握所學(xué)知識情況進行了全面而又直觀的檢測。為了能夠較好的完成這次畢業(yè)設(shè)計，我投入了萬分的精力作了充分的準(zhǔn)備工作。首先，我先針對畢業(yè)課題來考慮，在指導(dǎo)老師的指點和幫助下，對所需的資料進行搜集和整理，根據(jù)設(shè)計的要求，再對資料做一個簡單的歸類。其次，根據(jù)指導(dǎo)老師給出的設(shè)計任務(wù)要求，先制定設(shè)計的總體方案，按照指導(dǎo)老師要求的設(shè)計進度，一步步的完成此次的設(shè)計任務(wù)。畢業(yè)設(shè)計雖已結(jié)束，但想想我在其中所學(xué)到的知識，所遇到的困難，仍記憶猶新。它讓我明白了無論是設(shè)計新產(chǎn)品，還是改造原先的老產(chǎn)品，都是一個復(fù)雜的技術(shù)過程，容不的半點含糊。設(shè)計人員應(yīng)先明白的目的，了解產(chǎn)品的價值和實用性。其次，要對設(shè)計的產(chǎn)品進行構(gòu)思，確定總體方案，查閱資料，最后編寫設(shè)計說明書，進行繪圖。這次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)我獨立設(shè)計思考的和分析解決問題的能力，拓寬了我的知識面，是一次很好的鍛煉機會。我的指導(dǎo)老師是位認(rèn)真、負(fù)責(zé)的人，每次我去問她問題，她都細(xì)心認(rèn)真的講解，不厭其煩。我感謝老師在這次畢業(yè)設(shè)計中給我的莫大幫助，在此我忠心的表示感謝。 十、參考文獻（1）機械制圖 李澄 主編 高等教育出版社（2）機械制造技術(shù) 李華主編 高等教育出版社 （3）機械設(shè)計基礎(chǔ) 隨明陽主編 機械工業(yè)出版社（4）液壓傳動 丁樹模主編 機械工業(yè)出版社（5）畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 李恒全 等 主編 青島海洋大學(xué)出版社（6）實用機械結(jié)構(gòu)圖冊 黃繼昌 等 主編 人民郵電出版社（7）機構(gòu)創(chuàng)新原理 曲繼方 曲志剛 主編 科學(xué)出版社（8）機械設(shè)計圖冊 成大先 主編 化學(xué)工業(yè)出版社(9) 工業(yè)爐設(shè)計手冊 王秉銓 主編 機械工業(yè)出版社（10）金屬材料的選用 楊振華編 化學(xué)工業(yè)出版社23