機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-Φ325鋼管矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（全套圖紙）

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-Φ325鋼管矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（全套圖紙）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-Φ325鋼管矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（全套圖紙）（51頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）　　　　第 V 頁 Φ325鋼管矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 在市場行情日益緊張的今天，鋼管行業(yè)供需矛盾進(jìn)一步惡化，無縫鋼管廠庫存創(chuàng)新高，個(gè)別民營鋼廠因連續(xù)虧損出現(xiàn)停產(chǎn)現(xiàn)象。為了在競爭中取得優(yōu)勢(shì)，只有靠質(zhì)量取勝。目前，國內(nèi)無縫鋼管的生產(chǎn)主要還是依靠熱軋技術(shù)，而在熱軋的過程中，鋼管會(huì)存在縱向彎曲和圓度誤差,這些缺陷是通過矯直工藝來予以消除的。 因此,矯直工藝決定了無縫鋼管的幾何形狀,同時(shí)也影響其力學(xué)性能。在矯直過程中,如果矯直機(jī)調(diào)整合適,可以消除無縫鋼管的縱向彎曲和圓度誤差,并能適當(dāng)提高其力學(xué)性能。目前，國內(nèi)外的矯直技術(shù)飛快發(fā)展，其中以多輥矯直機(jī)應(yīng)用最為廣泛

2、。本次設(shè)計(jì)的主要目的是進(jìn)一步掌握矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)，并對(duì)主其要部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算校核。在查閱大量文獻(xiàn)和了解相關(guān)知識(shí)，并且到鞍山鋼鐵集團(tuán)公司無縫鋼管廠?219、?159和PQF三條國內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)習(xí)調(diào)研，掌握現(xiàn)代軋管機(jī)的發(fā)展及設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)狀況后，確定了兩臺(tái)電機(jī)通過萬向接軸直接帶動(dòng)工作輥工作的總體傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案。通過對(duì)矯直機(jī)的主要力能參數(shù)的計(jì)算，合理選擇電機(jī)，聯(lián)軸器、減速器主要零件以及萬向聯(lián)軸器和連接軸，并進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和校核。同時(shí)，確定潤滑方式，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)的分析。 關(guān)鍵詞：矯直機(jī)，鋼管，傳動(dòng)裝置，力能參數(shù) 全套圖紙，加153893706 The Main

3、 Driving System Design Of Φ325Roll Tube Straightener Abstract In today's increasingly tight market conditions, supply and demand further deterioration of the steel industry, high inventory seamless steel pipe plant, individual private steel mills shut down due to continuous losses occur phenomenon

4、. In order to gain advantage in the competition, only by the quality to win. At present, the domestic production of seamless steel tubes mainly rely on hot rolling, and in the course of hot rolling, steel buckling and there will roundness error, these defects are to be eliminated by the straightenin

5、g process. Thus, the straightening process determines the seamless steel pipe geometry, and also affects its mechanical properties. In the straightening process, if appropriate adjustment leveler, eliminate buckling and roundness error of seamless steel tubes, and properly improve its mechanical pro

6、perties. At present, domestic and foreign straightening technology fast development, in which mufti-roll leveler most widely used. The main purpose of this design is to further understand the main drive system, and its main components should be designed and calculated check. After a review of the ex

7、tensive literature and understand the relevant knowledge, and Anshan Iron and Steel Group Seamless Steel Tube Plant ?219, ?159 and PQF three advanced production lines internship research, development and equipment to master the structural features of the modern condition of the pipe rolling mill, id

8、entified by two direct drive spindle motor drive overall design of the work rolls by a universal work. By calculation leveler main mechanical parameters, a reasonable choice of motor, coupling, reducer and universal coupling and the main parts of the connecting shaft, and strength calculation and ch

9、eck. Also, be sure lubrication, and analyze the economic and environmental protection. Key Words:Straightening machines, steel, gears, force and energy tetrameters 目錄 1緒論 1 1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題背景及目的 1 1.2矯直技術(shù)的發(fā)展 1 1.2.1國內(nèi)矯直技術(shù)的發(fā)展情況 1 1.2.2國外矯直技術(shù)的發(fā)展 3 1.3課題的研究方法及研究內(nèi)容 3 1.3.1傳動(dòng)總體方案的設(shè)計(jì)內(nèi)容： 4 1.3.2

10、設(shè)計(jì)的方法： 4 2主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定 4 2.1矯直機(jī)的分類及特點(diǎn) 4 2.1.1反復(fù)彎曲式矯直機(jī) 5 2.1.2旋轉(zhuǎn)彎曲式矯直機(jī) 5 2.1.3拉伸矯直機(jī) 5 2.1.4拉彎矯直機(jī) 5 2.1.5拉坯矯直設(shè)備 5 2.2矯直方案選擇 5 3 鋼管矯直機(jī)力參數(shù)計(jì)算 8 3.1 原始數(shù)據(jù) 8 3.2輥式矯直機(jī)的基本參數(shù) 8 3.2.1輥徑和輥長的確定 8 3.2.2輥端圓角和輥距的確定 9 3.3矯直機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算 10 3.3.1矯直質(zhì)量要求 10 3.3.2 矯直力的計(jì)算 10 3.4矯直功率的計(jì)算 14 3.4.1.軸承摩擦功率 14 3.4.

11、2.輥面與工件的滑動(dòng)摩擦功率 15 3.4.3.工件在滾面上的滾動(dòng)摩擦功率 16 3.4.4.矯直變形功率 16 4矯直機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的確定 18 4.1 電機(jī)的選擇 18 4.2減速器傳動(dòng)比分配 18 4.2.1減速器的輸出轉(zhuǎn)數(shù) 18 4.2.2傳動(dòng)比及其分配 19 4.3減速器一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 19 4.3.1選擇精度等級(jí)，材料及齒數(shù) 19 4.3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 20 4.3.3按齒根彎曲強(qiáng)度校核 23 4.3.4 幾何尺寸的計(jì)算 26 4.4減速器二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 27 4.5減速器三級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 27 5聯(lián)軸器、軸承及萬向接軸的選擇 28 5.1聯(lián)

12、軸器的選擇 28 5.2矯直輥的軸承選擇與校核 29 5.2.1矯直輥軸承的選擇 29 5.2.2矯直輥軸承的校核 30 5.3萬向聯(lián)軸器的選擇 31 5.3.1萬向聯(lián)軸器的功能特點(diǎn)及其選擇方法 31 6傳動(dòng)系統(tǒng)主要零件設(shè)計(jì) 33 6.1矯直輥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 33 6.2矯直輥的輥軸校核 33 6.2.1輥系的受力分析 33 6.2.2 中下輥的校核計(jì)算 34 7傳動(dòng)系統(tǒng)的潤滑 39 7.1潤滑方法: 39 7.2潤滑的分類 39 7.4潤滑系統(tǒng)的選擇原則 39 7.5潤滑件的選擇 40 7.6潤滑劑的選擇 40 8設(shè)備的環(huán)保、可靠性和經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià) 41 8.1

13、設(shè)備的環(huán)保措施 41 8.2設(shè)備的可靠性 42 8.3設(shè)備的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 44 8.4設(shè)備合理的更新期 46 結(jié)論 48 結(jié)束語 48 致謝 49 參考文獻(xiàn) 50 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）　　　　　　　　第 46 頁 Φ325鋼管矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1緒論 1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題背景及目的 短暫的大學(xué)生活即將結(jié)束，我們迎來了每個(gè)本科生都會(huì)經(jīng)歷的畢業(yè)設(shè)計(jì)，這是對(duì)我們能否將理論知識(shí)化為實(shí)踐能力的一次檢測(cè)。學(xué)校學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、老師悉心為我們聯(lián)系鞍山鋼鐵集團(tuán)公司的無縫鋼管廠的相關(guān)負(fù)責(zé)人，才使我們有機(jī)會(huì)看到了自動(dòng)軋管機(jī)、連軋

14、管機(jī)、三輥軋管機(jī)，并在現(xiàn)場工程師的帶領(lǐng)下參觀了?219、?159和?177tQF三條國內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)線，對(duì)整個(gè)軋管工藝流程和具體的設(shè)備有了一定的認(rèn)識(shí)。在現(xiàn)代社會(huì)中，鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量是衡量一個(gè)國家國力的重要指標(biāo)，隨著工業(yè)水平的不斷提高，要求工業(yè)生產(chǎn)全面自動(dòng)化，矯直技術(shù)也要跟上時(shí)代的潮流。因此力爭在矯直機(jī)設(shè)計(jì)，制造，矯直過程分析、矯直參數(shù)設(shè)定及矯直質(zhì)量預(yù)測(cè)等方面搞好軟件開發(fā)；其次要進(jìn)行數(shù)字化矯直設(shè)備的研制和使用，擴(kuò)充矯直技術(shù)的發(fā)展，使矯直技術(shù)的發(fā)展走上現(xiàn)代化的道路。鋼管作為鋼鐵軋制品在工業(yè)生產(chǎn)和日常建設(shè)中起到舉足輕重的作用。矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)是由機(jī)械、電氣以及控制多個(gè)部分組成，系統(tǒng)龐大，它的設(shè)計(jì)的優(yōu)良直

15、接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，即可看出軋管機(jī)主傳動(dòng)設(shè)計(jì)的重要性。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是通過所學(xué)的理論知識(shí)以及相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)一臺(tái)鋼管矯直機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)，并在現(xiàn)有的條件下對(duì)設(shè)計(jì)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行校核，以驗(yàn)證其符合設(shè)計(jì)要求。 1.2矯直技術(shù)的發(fā)展 1.2.1國內(nèi)矯直技術(shù)的發(fā)展情況 20世紀(jì)30～40年代國外技術(shù)發(fā)達(dá)國家的型材矯正機(jī)及板材矯正機(jī)得到迅速發(fā)展，而且相繼進(jìn)入到中國的鋼鐵工業(yè)及金屬制品業(yè)，新中國成立前在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工廠里可以見到德、英、日等國家制造的矯正機(jī)。我國科技界一直在努力提高自己的科研設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。從20世紀(jì)50年代起就有劉天明提出的雙曲線輥形設(shè)計(jì)的精確計(jì)算法及文

16、獻(xiàn)提出的矯正曲率方程式。60～80年代在輟輥形理論方面有許多學(xué)者進(jìn)行了深人的研究并取得了十分可喜的成果還召開了全國性的輥形理論討論會(huì)；產(chǎn)生了等曲率反彎輥形計(jì)算法。與此同時(shí)，以西安重型機(jī)械研究所為代表的科研單位和以太原重塑機(jī)器廠為代表的設(shè)計(jì)制造部門完成了大量的矯正機(jī)設(shè)計(jì)研制工作。不僅為我國生產(chǎn)提供了設(shè)備保證，還培養(yǎng)了一大批設(shè)計(jì)研究人員。進(jìn)人99年代我國在趕超世界先進(jìn)水平方面又邁出了一大步，一些新研制的矯正機(jī)獲得了國家的發(fā)明專利；一些新成果獲得了市、省及部級(jí)科技成果進(jìn)步獎(jiǎng);有的獲得了國家發(fā)明獎(jiǎng)。近年來我國在反彎輥形七斜輥矯正機(jī)，多斜輥薄壁管矯正機(jī)、3斜輥薄銅管矯正機(jī)、雙向反彎輥形2輥矯正機(jī)、復(fù)合轉(zhuǎn)

17、轂式矯正機(jī)，平行輥異輥距矯正機(jī)及矯正液壓自動(dòng)切料機(jī)等研制方面相繼取得成功。在矯正高強(qiáng)度合金鋼方面也已獲得很好的矯正質(zhì)量。其矯后的殘留撓度為0.2～0.5mm/m。此外，從20世紀(jì)60年代以后拉伸與拉彎矯正設(shè)備得到很大發(fā)展，對(duì)帶材生產(chǎn)起到重要作用。 20世紀(jì)以來，矯直技術(shù)得到了很大的發(fā)展。但在快速發(fā)展的矯直理論背后，矯直技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用卻非常滯后。矯直理論總體來說還很粗糙，因?yàn)槌C直機(jī)的許多參數(shù)還需要依靠經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來決定，矯直機(jī)矯直輥負(fù)輥距的破壞作用的機(jī)理直到20世紀(jì)80年代才被闡明，落后于實(shí)際30多年。輥數(shù)、輥距、壓彎量、輥徑、矯直速度等許多數(shù)據(jù)還沒有權(quán)威的理論公式。直到20世紀(jì)

18、80年代，矯直理論才逐步走向完善，現(xiàn)已開發(fā)出萬能矯直機(jī)、行星矯直機(jī)、旋轉(zhuǎn)反彎矯直機(jī)、輥距改變的9+1輥矯直機(jī)，并且矯直機(jī)實(shí)現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制。隨著矯直技術(shù)的發(fā)展四種矯直技術(shù)逐步發(fā)展成熟，它們是彎曲矯正技術(shù)、拉伸矯正技術(shù)、拉彎矯正技術(shù)和扭轉(zhuǎn)矯正技術(shù)。隨之而來的還有平動(dòng)矯直技術(shù)，行星矯直技術(shù)、全長矯直技術(shù)、變凸度及變輥距矯直技術(shù)等。 隨著我國工業(yè)水平的不斷發(fā)展，矯直技術(shù)也得到了不斷地提高和發(fā)展，在矯直過程的變形機(jī)理方面取得了一定得成就：如拉力對(duì)矯直的作用，在斜輥矯直機(jī)上壓緊力對(duì)矯直的作用，殘留應(yīng)力對(duì)矯直尺寸精度的影響等；在解決高難度矯直技術(shù)方面，如高強(qiáng)度薄板帶的液壓拉彎矯直、高強(qiáng)度易

19、裂紋耐熱合金鋼幫的旋轉(zhuǎn)矯直、薄板的行星矯直及扎拉矯直等；在新產(chǎn)品和新要求方面，如石油鉆挺管的矯直，邊斷面板材的矯直，變機(jī)械性能和變厚度方鋼的矯直等；在改善矯直工藝及改善矯直設(shè)備方面，如采用壓下方案，采用恒功率工作制度，用振動(dòng)矯直代替旋轉(zhuǎn)矯直等；在改革矯直過程的控制方法方面，由人工控制向計(jì)算機(jī)控制過度，有單機(jī)計(jì)算機(jī)控制箱全線計(jì)算機(jī)控制發(fā)展；在矯直結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，正向精密化，大型化發(fā)展，老設(shè)備也將日漸被淘汰和改造。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，鋼管矯直機(jī)的技術(shù)水平將會(huì)不斷提高。結(jié)構(gòu)更加合理、可靠，功能更加完善.以滿足各種工藝要求。 1.2.2國外矯直技術(shù)的發(fā)展 無縫鋼管的生產(chǎn)在世界上已

20、有一百多年的歷史。首先是由德國曼內(nèi)斯曼兄弟于1885年發(fā)明了斜軋穿孔工藝，從而開創(chuàng)了無縫鋼管生產(chǎn)發(fā)展的歷史。之后，他們繼續(xù)不懈地探索，尋求軋長、減薄穿孔厚壁毛管的方法，終于在1892年采用周期軋管工藝由實(shí)心坯軋出世界上第一支無縫鋼管，完成了由實(shí)心管坯軋制無縫管的“曼內(nèi)斯曼軋管工藝”。隨后，多種軋管工藝相繼出現(xiàn).隨著鋼材的產(chǎn)量比重的增加，到19世紀(jì)末時(shí)，這時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了鍛造機(jī)械、軋鋼機(jī)械和矯直機(jī)械。進(jìn)人20世紀(jì)，以電力驅(qū)動(dòng)代替蒸汽動(dòng)力為標(biāo)志，推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。英國在1905年制造的輥式板材矯正機(jī)大概是我國見到的最早的1臺(tái)矯正機(jī)。20世紀(jì)初已經(jīng)有矯正圓材的二輥式矯正機(jī)。到1914年英國發(fā)明了21

21、2型五輥式矯正機(jī)(阿布拉姆遜式-Abramsen），解決了鋼管矯正間題，同時(shí)提高了棒材矯正速度。20世紀(jì)20年代日本已能制造多斜輥矯正機(jī)。20世紀(jì)30年代中期發(fā)明了222型六輥式矯正機(jī)，顯著提高了管材矯正質(zhì)量。20世紀(jì)60年代中期，為了解決大直徑管材的矯正問題，美國薩頓（Sutton）公司研制成功313型七輥式矯正機(jī)(KTF型矯正機(jī))。 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，工業(yè)水平的不斷提高，自動(dòng)化程度不斷地更新，這使國內(nèi)外的矯直技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，矯直機(jī)的自動(dòng)化程度越來越高，逐漸形成一體化，精密化，智能化的矯直機(jī)械。 1.3課題的研究方法及研究內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)對(duì)象是Φ325鋼管矯直機(jī)主

22、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括矯直功率的計(jì)算，矯直力的計(jì)算，主傳動(dòng)系統(tǒng)中減速器各級(jí)齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，電機(jī)功率的計(jì)算和電機(jī)的選擇，萬向聯(lián)軸器的校核與選擇，聯(lián)軸器的計(jì)算選擇，輥型的設(shè)計(jì)，及矯直輥的校核等。 1.3.1傳動(dòng)總體方案的設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、計(jì)算Φ325鋼管矯直機(jī)的力能參數(shù)。根據(jù)計(jì)算的參數(shù)選擇合適的電機(jī)并校核。 2、根據(jù)已有的數(shù)據(jù)選擇合適的聯(lián)軸器、對(duì)減速器主要零件的強(qiáng)度計(jì)算和校核及萬向聯(lián)軸的選擇。 3、根據(jù)以上的機(jī)構(gòu)參數(shù)繪制1張總圖、1張局部裝配圖、3張零件圖。 1.3.2設(shè)計(jì)的方法： 首先，進(jìn)入鞍鋼參觀實(shí)習(xí)。在感官上認(rèn)識(shí)這次所要設(shè)計(jì)的物體。我們到了鞍鋼無縫鋼管廠。在那里我們通過參

23、觀和工程師的認(rèn)真講解，對(duì)設(shè)計(jì)的軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)有了初步的了解。熟悉了矯直機(jī)的工作情況及主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式。 然后，通過查閱材料選擇最佳的傳動(dòng)方式。最后，選擇最佳傳動(dòng)方案，計(jì)算軋制力及軋制力矩，根據(jù)計(jì)算在手冊(cè)上選擇電機(jī)、聯(lián)軸器、鍵、矯直輥等部件并校核。完成圖紙繪制及說明書的編輯。 2主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定 2.1矯直機(jī)的分類及特點(diǎn) 隨著技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)產(chǎn)品的要求越來越高，矯直不同規(guī)格品種的鋼管需要使用不同的矯直機(jī)。按照矯直機(jī)的規(guī)格和工作原理的不同，矯直機(jī)可分為以下幾類： 2.1.1反復(fù)彎曲式矯直機(jī) 它們是靠壓頭或輥?zhàn)釉谕黄矫鎯?nèi)對(duì)上件進(jìn)行反復(fù)壓彎并

24、逐漸減.小壓彎量，直到壓彎量與彈復(fù)量相等而變直。如壓力矯直機(jī)及輥式矯直機(jī)。 2.1.2旋轉(zhuǎn)彎曲式矯直機(jī) 旋轉(zhuǎn)彎曲式矯直機(jī)是指工件在塑性彎曲狀態(tài)下以旋轉(zhuǎn)變形方一式從大的等彎矩區(qū)向小的等彎矩萬過渡，在走出塑性區(qū)時(shí)彈復(fù)變直。旋轉(zhuǎn)者可以是工件，可以是矯直工具，也可以是變形方位。 2.1.3拉伸矯直機(jī) 拉伸矯直機(jī)是依靠拉伸變形把原來長短不一的縱向纖維拉成等長度并進(jìn)入 拉彎矯直機(jī)是把拉伸與彎曲塑性變形后經(jīng)卸載及彈復(fù)而變直，如鉗式拉伸矯直機(jī)及連續(xù)拉伸矯直機(jī)。 2.1.4拉彎矯直機(jī) 變形合成起來使工件兩個(gè)表層的較大拉伸及全截面的拉伸變形三者不在同一時(shí)間發(fā)生，全斷面各層纖維的彈復(fù)變形也不是同時(shí)

25、發(fā)生的。既防止了板帶的斷裂，又提高了矯直質(zhì)量。 2.1.5拉坯矯直設(shè)備 拉坯矯直設(shè)備是在拉動(dòng)連鑄坯下行的同時(shí)使鑄坯的弧形彎曲漸伸變直，其拉力主要用于克服外部阻力，而鑄坯本身在高溫狀態(tài)下所需的矯直拉力是較小的。 2.2矯直方案選擇 根據(jù)現(xiàn)場實(shí)習(xí)了解，可以選擇本次設(shè)計(jì)的矯直機(jī)采用斜輥矯直機(jī)，斜輥矯直機(jī)具有矯直質(zhì)量高，矯直規(guī)格大的優(yōu)點(diǎn)。 斜輥矯直機(jī)有四種基本形式：二輥式，多輥交叉式，六輥式，和七輥式。上述矯直機(jī)有各自的優(yōu)點(diǎn)。為了能正確的選擇，必須根據(jù)管材的平直度和表面光直度和矯直熟讀來考慮。 方案一：采用兩個(gè)矯直輥。如下圖2.1 圖2.1 方案二:采用七個(gè)矯直輥。如下圖2.2

26、 圖2.2 方案三：采用六個(gè)矯直輥。如下圖2.3 圖2.3 方案確定: 方案一：優(yōu)點(diǎn)：使工件得到全場矯直，解決了工件頭尾兩端在一般矯直機(jī)上不能矯直的難題；使矯直質(zhì)量得到很明顯的提高。對(duì)園才的外徑有較強(qiáng)的元整作用，很明顯的減少了橢圓度；可以有效的消除矯直后的圓材縮徑現(xiàn)象；缺點(diǎn):矯直的速度較低；導(dǎo)板的消耗量大；對(duì)管材的矯直容易造成縮徑。 方案二：優(yōu)點(diǎn)：在多輥矯直機(jī)上工件一次通過矯直，克服了過去需要多次反復(fù)矯直的缺點(diǎn)；矯直使不需衛(wèi)梁的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是：造成了機(jī)器結(jié)構(gòu)龐大，面積龐大，動(dòng)力消耗增加；矯直時(shí)產(chǎn)生大的單位壓力切兩端不能被矯直。 方案三：優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)槌C直輥是成對(duì)的，所以矯直使矯直

27、力平衡的且比七輥的單位壓力小，產(chǎn)生的加工硬傷最??；矯直速度高；矯直精度高；可以矯直表面光潔的管子，不產(chǎn)生損傷。 方案確定：六輥斜輥矯直機(jī) 布置形式：2-2-2矯直輥使驅(qū)動(dòng)的，六個(gè)輥?zhàn)臃譃樯舷聝膳沤徊嫘敝?，即被矯直管子原理中心線成一定角度，上面三個(gè)輥?zhàn)?，下面三個(gè)輥?zhàn)印? 3 鋼管矯直機(jī)力參數(shù)計(jì)算 3.1 原始數(shù)據(jù) 矯直鋼管的設(shè)計(jì)參數(shù)： 鋼管外徑：D=（120～325）mm， 壁厚：δ=(2.5～22)mm 取δ=22mm 軋件的屈服極限： ==(539～834)MPa， 矯直速度：ν=1m/s 矯直輥n：上矯直輥3個(gè)，下矯直輥3個(gè) 3.2輥式矯直機(jī)的基本參

28、數(shù) 輥式矯直機(jī)的基本參數(shù)包括： 輥徑、 輥長L 輥身圓角R 輥距t、 輥數(shù)n、 矯直速度V 3.2.1輥徑和輥長的確定 1.輥徑的確定： 根據(jù)對(duì)九種規(guī)格斜輥矯直機(jī)的統(tǒng)計(jì)得知=（1.8～4.3）d，這說明有一些特大規(guī)格的矯直機(jī)須盡量縮小結(jié)構(gòu)尺寸；而一些特小規(guī)格的矯直機(jī)須適當(dāng)加大結(jié)構(gòu)尺寸。此外對(duì)于管材矯直機(jī)，由于矯直力減小而采用=（1.2～4）d。這也是適應(yīng)特粗和特細(xì)管材而采用的計(jì)算式。 由于本設(shè)計(jì)中d=325mm 屬于粗管材故： =（1.2～4）d =（1.2～4）×325mm =（390～1300）mm取=500mm 2.輥

29、長的確定： 輥?zhàn)娱L度主要應(yīng)考慮輥面與工件之間要有一定的接觸長度和較大的包角以保證矯直和運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。一般情況下包角越大，工作越穩(wěn)定。包角與圓材的直徑有關(guān)，因此輥?zhàn)娱L度也由圓材的直徑有關(guān)。輥身的長度可由下面的關(guān)系式確定： ， ， 因?yàn)椋? 故： (1.2～2.5)×500 (600～1250) mm ?。? 3.2.2輥端圓角和輥距的確定 1.輥端圓角R的確定 輥端圓角R是斜輥矯直機(jī)的一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，從改善咬入條件和保證管材的表面質(zhì)量方面來說，輥角R應(yīng)該大些，但是從減小機(jī)器的結(jié)構(gòu)尺寸來說，R的選值又不可以太大，故一般?。? =（82.5～66）mm

30、 選取R=75mm 2.輥距的確定 斜輥的輥距為同側(cè)2輥間的距離。在此間距內(nèi)要容納輥?zhàn)又Ъ?、輥?zhàn)?、調(diào)角與鎖緊機(jī)構(gòu)等。在減小機(jī)器受力，保證輥?zhàn)D(zhuǎn)角方便來說，輥距要大些；從建校結(jié)構(gòu)尺寸，減小壓下量來說，輥距又不宜過大。但為了擺正輥?zhàn)D(zhuǎn)動(dòng)的條件，一般選?。? 為了減小結(jié)構(gòu)尺寸及改善咬入條件，t值要盡量采用較小的值 選?。簆=1400mm 3.3矯直機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算 采用六輥全驅(qū)動(dòng)方式，輥系的輥距p=1200mm,輥腰直徑=500mm，輥全長L=660mm,輥?zhàn)有苯恰?，矯直速度ν=1m/s； 3.3.1矯直質(zhì)量要求 （1） 矯直前鋼管允許的最大

31、強(qiáng)度應(yīng)小于30mm/m;全長小于80mm。 （2） 矯直后鋼管允許的最大彎度應(yīng)小于1mm/1500mm,管端1m管內(nèi)為0.8mm。 3.3.2 矯直力的計(jì)算 此矯直輥系特點(diǎn)在于六個(gè)矯直輥全部為長輥，輥?zhàn)尤砍蓪?duì)配置，輥?zhàn)尤繛轵?qū)動(dòng)輥。輥系中三對(duì)輥?zhàn)拥母魃陷伨缮嫡{(diào)整，中間部分的下輥也可升降調(diào)整，各輥斜角可調(diào)。當(dāng)輥?zhàn)有苯禽^小并將工件抱緊時(shí)，在中間一對(duì)輥?zhàn)酉蛏咸鸷蠊ぜ?nèi)可產(chǎn)生如圖彎矩，此時(shí)的力學(xué)模型類似固端梁的彎矩圖。當(dāng)棍子斜角較大對(duì)工件抱得不緊時(shí)，便可能產(chǎn)生所示的彎矩圖。為了達(dá)到矯直目的，這兩種彎曲的等彎矩區(qū)都不應(yīng)小于一個(gè)螺旋導(dǎo)程。輥系的受力模型如下所示： 圖3.1 輥系受力模型

32、 輥?zhàn)尤LL=660mm，去掉圓角部分，輥?zhàn)拥墓ぷ鏖L度約為=620mm。為了滿足壓扁矯直的需要，最大管材的螺旋導(dǎo)程不應(yīng)超過620mm，因此，其相應(yīng)的斜角為: （3.1） 內(nèi)外徑之比： 故其 （3.2） 式中： 規(guī)定： 由文獻(xiàn)[1，表1-6]， 管材斷面時(shí)典型值對(duì)應(yīng)的值 1 0.95 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 1 1.03 1.093 1.185 1.279 1.371 1.46 無實(shí)際意義 故可知： ； 由此可知管材最大矯直彎矩為： （3.

33、3） 按圖3.1計(jì)算矯直力： （3.4） 第一組及第三組輥間壓扁力不必過大且有利于咬入，故按一般壓緊力計(jì)算： 第一組及第三組輥的上輥壓力為： 于是按輥系對(duì)稱性可以寫出： ；； ； 再按文獻(xiàn)[1,式4-73]算得中央二輥的壓扁力： （3.5） 由圖3.1的彎矩圖可知，與（或）形成力偶（力偶距作用在即段內(nèi)），故=（或）。于是上輥受力分別為、及，下輥受力分別為、及。而： ； （3.6） ； （3.7） ； （3.8） 因此上下輥受力總和為：

34、（3.9） 最大矯直力在中下輥，其受力為： （3.10） 其軸承受力為 ?？捎晌墨I(xiàn)[2,式4-39]即可求出： （3.11） 此式中為輥面法向壓力角。 因此，單側(cè)軸承受力為： （3.12） 由此可知各輥軸承壓力總和為： （3.13） 3.4矯直功率的計(jì)算 3.4.1.軸承摩擦功率 選用軸承摩擦系數(shù) ： 軸頸直徑 ： 輥面速度 ： 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)數(shù) ： 于是摩擦功率為： （3.14

35、） 式中：—各輥軸承壓力總和 3.4.2.輥面與工件的滑動(dòng)摩擦功率 由于管材在中央輥縫內(nèi)呈彎曲狀態(tài)，必有一輥腰和另一輥端接觸。而輥徑為，端徑約為，即可求出中央二輥滾面的法向壓力為 （3.15） 設(shè)滑動(dòng)摩擦系數(shù)為：，則滑動(dòng)功率為： （3.16） 式中： —輥端直徑，單位：m —輥腰直徑，單位：m 3.4.3.工件在滾面上的滾動(dòng)摩擦功率 工件在6個(gè)輥面上滾動(dòng)，全部壓力為，設(shè)滾動(dòng)摩擦系數(shù)（因?yàn)楣懿谋粔罕鈺r(shí)值偏大），計(jì)算輥?zhàn)悠骄睆?，管材外徑，因此滾動(dòng)功率為：

36、 （3.17） 式中: —平均直徑，單位：mm —各輥軸承壓力總和，單位：KN —輥?zhàn)愚D(zhuǎn)數(shù)，單位 ： 3.4.4.矯直變形功率 工件在矯直過程中的塑性變形及殘余變形所耗功率按平均來考慮，由文獻(xiàn)[2，1-47]查知其旋轉(zhuǎn)矯直耗能比，以此計(jì)算直徑圓材的彈性極限變形為： （3.18） 式中： E—彈性模量，取， R—管材半徑， 因此矯直變形功率為： （3.19） 矯直機(jī)的傳動(dòng)功率按計(jì)算，則矯直機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率為： （3.20） 　　　　　　　　 4矯直機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的

37、確定 4.1 電機(jī)的選擇 六輥驅(qū)動(dòng)的鋼管矯直機(jī)易采用柔性驅(qū)動(dòng)，以適應(yīng)各輥轉(zhuǎn)速的差異。矯直機(jī)總的驅(qū)動(dòng)功率為375.9KW。為了使矯直輥的轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，上下兩排矯直輥的矯直參數(shù)一致，采用兩個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)分配箱，通過它將由減速器輸出端得到的總矯直力矩按各矯直輥所需分配到每一根矯直輥上， 根據(jù)文獻(xiàn)[4，90～92]可選擇兩個(gè)Z4-280-31型電動(dòng)機(jī)； 其單機(jī)功率為220KW， 其額定轉(zhuǎn)速：n=(1000～2000), 效率。 總?cè)萘繛镵W， 完全可以滿足矯直機(jī)的正常工作。并且電機(jī)容量大概有14.6%左右的余量，以滿足應(yīng)對(duì)磨損等額外能量的消耗。 4.2減速器傳動(dòng)比分配 4.2.1

38、減速器的輸出轉(zhuǎn)數(shù) 減速機(jī)的輸出轉(zhuǎn)數(shù)即為矯直機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù)文獻(xiàn)[2，450-456]有： （4.1） 式中：—矯直輥輥面速度， —輥腰直徑， 將數(shù)據(jù)代入（4.1）求得： 4.2.2傳動(dòng)比及其分配 （4.2） 式中 —減速器的輸入轉(zhuǎn)數(shù)， —矯直輥的速度， 將數(shù)據(jù)代入公式即可求得傳動(dòng)比： 由參考文獻(xiàn)[3.7-8]可知傳動(dòng)比的分配原則為： （4.3） （～） （4.4） 式中： —減速器的一級(jí)傳動(dòng)比 —減速器的二級(jí)傳動(dòng)比 —減速器的三級(jí)傳動(dòng)比 取傳動(dòng)比：， 由公式（4.3），（4.4）可知： 傳動(dòng)比分配為：，， 4.3減速器一級(jí)齒輪傳

39、動(dòng)設(shè)計(jì) 4.3.1選擇精度等級(jí)，材料及齒數(shù) 1. 根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的需要，選擇7級(jí)精度 2. 根據(jù)文獻(xiàn)[3，表10-1]選擇齒輪軸的材料（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料的硬度差為40HBS。 3. 選擇齒輪軸齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取 4. 初選螺旋角： 5. 交涉電機(jī)壽命15年，全日制工作 4.3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由文獻(xiàn)[3，218～219]可知齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式： （4.5） 1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值： （1） 試選 （2） 由文獻(xiàn)[3，圖10-30]選取區(qū)域系數(shù) （3） 由文獻(xiàn)[3，圖10-26]

40、查得， 由公式： （4.6） 得： 2.計(jì)算許用接觸應(yīng)力： 根據(jù)文獻(xiàn)[3，表10-7]選取齒寬系數(shù)： 根據(jù)文獻(xiàn)[3，表10-6]查得材料的彈性影響系數(shù)： 根據(jù)文獻(xiàn)[3，圖10-21d]按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：。 根據(jù)文獻(xiàn)[3，式10-13]計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： （4.7） 式中： n—齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)（單位為） j—齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)，取 —齒輪的工作壽命（單位為） 將數(shù)據(jù)代入： （4.8） 根據(jù)文獻(xiàn)[3，圖10-19]取接觸疲勞壽命系數(shù)： ， 選取安全系數(shù)，計(jì)算

41、接觸疲勞需用應(yīng)力： （4.9） （4.10） 則許用應(yīng)力為： （4.11） 3.計(jì)算齒輪各部分參數(shù) (1)試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式（4.5）得： （4.12） 選取 ： （2）計(jì)算圓周速度： （4.13） （3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)： （4.14） （4.15） （4.16） （4.17） （4）計(jì)算縱向重合度： （4.18） （5）計(jì)算載荷系數(shù)K： 已知使用系數(shù)： 根據(jù)，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)[3，圖10-8]查得動(dòng)載荷系數(shù) 根據(jù)文獻(xiàn)[3，表10-4]查得： 根據(jù)文獻(xiàn)[3，圖10-13]查得：

42、根據(jù)文獻(xiàn)[3，表10-3]查得： 故載荷系數(shù)： （4.19） （6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑： 根據(jù)文獻(xiàn)[3，式10-10a]得： 232323232323232323232323232323（4.20） （7）計(jì)算模數(shù) （4.21） ?。? 4.3.3按齒根彎曲強(qiáng)度校核 根據(jù)文獻(xiàn)[3，式10-16]得斜齒輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度公式為： （4.22） 式中： —法向載荷在圓周方向的分力 —載荷系數(shù) —斜齒輪的齒形系數(shù) —斜齒輪的應(yīng)力校正系數(shù) —螺旋角影響系數(shù) —斜齒輪傳動(dòng)的斷面重合度 1.確定計(jì)算參數(shù) (1）計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3

43、，216頁]可知: （4.23） （2） 確定法向載荷在圓周方向的分力： 根據(jù)文獻(xiàn)[3，式10-14]可知： （4.24） （3）參數(shù)與的確定： （4.25） 由文獻(xiàn)[3，表10-5]查得取齒形系數(shù)： ， 由文獻(xiàn)[3，表10-5]查得應(yīng)力校正系數(shù)： ， （4）確定螺旋角影響系數(shù)： 斜齒輪的縱向重合度可按下面的公式確定： （4.26） 由得： 由得： 根據(jù)文獻(xiàn) [3，圖10-28]查得： (5）斜齒輪傳動(dòng)的斷面重合度的確定: 由公式(4.6)可知： 由公式（4.22）得斜齒輪輪齒的

44、彎曲疲勞強(qiáng)度： ， 2. 許用彎曲疲勞強(qiáng)度的確定： 根據(jù)文獻(xiàn) [3，式10-12]可知，其計(jì)算公式如下： （4.27） 式中: —疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)。取 。 —考慮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)影響的系數(shù)，稱為壽命系數(shù)。 —齒輪的疲勞極限。 （1）壽命系數(shù)的確定 齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)按下式計(jì)算： 根據(jù)文獻(xiàn) [3，圖10-18]可知： ， （2）齒輪疲勞極限的確定： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，齒輪疲勞極限達(dá)到材料材質(zhì)品質(zhì)和熱處理質(zhì)量達(dá)到中等要求即可。由文獻(xiàn)

45、[3，圖10-20]查得 ， 由文獻(xiàn) [3，206頁]可知： ， 由公式（4.27）經(jīng)計(jì)算解得： ， 按式（4.22）進(jìn)行比較： 經(jīng)比較可知所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)滿足條件。 4.3.4 幾何尺寸的計(jì)算 （1）計(jì)算中心距： （4.28） 將中心距圓整為： （2）按圓整后的中心距修正螺旋角： （4.29） 因值改變的不多，故參數(shù)、、等不必修正。 （3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 （4.30） （4）計(jì)算齒輪寬度 （4.31） 圓整為標(biāo)準(zhǔn)齒寬，由文獻(xiàn) [3，205頁

46、]可知： 齒輪軸的齒寬為： 大齒輪的齒寬為： 4.4減速器二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 三級(jí)齒輪設(shè)計(jì)同一級(jí)齒輪設(shè)計(jì)的步驟相同，經(jīng)計(jì)算求得二級(jí)傳動(dòng)的各個(gè)參數(shù)如下所示: 表4.1 二級(jí)齒輪傳動(dòng)參數(shù) Z1 Z2 Mn a/mm 34 93 12°19′58″ 8 500 4.5減速器三級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 同理，經(jīng)計(jì)算求得三級(jí)傳動(dòng)的各個(gè)參數(shù)如下所示: 表4.2 三級(jí)齒輪傳動(dòng)參數(shù) Z1 Z2 Mn 41 83 10°44′50″ 8 560 5聯(lián)軸器、軸承及萬向接軸的選擇 5.1聯(lián)軸器的選擇 絕大多數(shù)的聯(lián)軸器均已標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化，一般設(shè)計(jì)者的任務(wù)是選

47、用。 1.選擇一種合用的聯(lián)軸器類型可考慮以下幾點(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)數(shù)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。 （6）使用有非金屬彈性元件的聯(lián)軸器時(shí)，還應(yīng)注意聯(lián)軸器所在部位的工作溫度不要超過該彈性元件材料允許的最高溫度。 2.計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩： 由于傳動(dòng)軸系載荷變化性質(zhì)不同以及聯(lián)軸器本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)的不同，聯(lián)軸器實(shí)際傳遞的轉(zhuǎn)矩不等于傳動(dòng)軸系理論上需傳遞的轉(zhuǎn)矩T。 根據(jù)文獻(xiàn)[5，t5-54，式（5-2-1）]可知聯(lián)軸器的

48、計(jì)算轉(zhuǎn)矩： （5.1） 式中： — 理論轉(zhuǎn)矩，（有制動(dòng)器的傳動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)制動(dòng)器的理論轉(zhuǎn)矩大于動(dòng)力機(jī)的理論轉(zhuǎn)矩時(shí)，按前者計(jì)算聯(lián)軸器） — 公稱轉(zhuǎn)矩， — 工況系數(shù) — 啟動(dòng)系數(shù) — 溫度系數(shù) —?jiǎng)恿C(jī)系數(shù) —驅(qū)動(dòng)功率， —工作轉(zhuǎn)數(shù)， 根據(jù)文獻(xiàn)[5，表（5-2-2）]查得， 根據(jù)文獻(xiàn)[5，表（5-2-3）]查得， ， 代入公式（5.1）得： 3.型號(hào)選擇： 電機(jī)輸入軸軸端直徑，聯(lián)軸器輸入軸軸端直徑，為了滿足上訴要求可以選擇梅花彈性聯(lián)軸器，彈性件型號(hào)；公稱轉(zhuǎn)矩；許用轉(zhuǎn)數(shù)；軸孔直徑，。 5.2矯直輥的軸承選擇

49、與校核 5.2.1矯直輥軸承的選擇 鋼管矯直機(jī)軸承的選取一般有三類：深溝球軸承、圓柱滾子軸承、和調(diào)心滾子軸承三種。在本次φ325鋼管矯直機(jī)的設(shè)計(jì)中，由于考慮到對(duì)對(duì)心性能要求較高，并且矯直輥主要承受來自徑向的載荷，同時(shí)承受來在軸向的小部分軸向載荷。因此選用調(diào)心滾子軸承。 由第3章的計(jì)算可知軸承所受的徑向力，初選軸承的型號(hào)為40537， 其基本參數(shù)如下表所示 表5.140537軸承的基本參數(shù) 軸承型號(hào) 外形尺寸（mm） 額定載荷（KN） 動(dòng)載荷 靜載荷 d D B Fw r r1 Cr C0r 40537 220 370 150 260 2.1

50、 2.1 1850 3490 5.2.2矯直輥軸承的校核 矯直輥軸承的校核主要是對(duì)軸承壽命的計(jì)算。根據(jù)文獻(xiàn)[3，式（13-19）]可知其計(jì)算公式如下: （5.2） 式中： — 以小時(shí)計(jì)的軸承額定壽命，； — 軸承的轉(zhuǎn)速，；； — 溫度系數(shù)，這里取； — 額定動(dòng)負(fù)荷，；其值由軸承樣本查得，； — 壽命指數(shù)，對(duì)于調(diào)心輥?zhàn)虞S承； — 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，。 計(jì)算調(diào)心滾子軸承時(shí)，軸承軸向負(fù)荷很小，可以忽略不計(jì)。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算公式為： （5.3） 式中： —負(fù)荷系數(shù)，由于工作中的振動(dòng)、沖擊和軸承負(fù)荷不均等許多因素的影響，

51、軸承實(shí)際負(fù)荷要比計(jì)算負(fù)荷大，根據(jù)工作情況以符合系數(shù)表示。矯直機(jī)，取。 —軸承承受的徑向載荷。 —軸承承受的軸向載荷。 —徑向動(dòng)載荷系數(shù)。 —軸向動(dòng)載荷系數(shù)。 由前面的分析及經(jīng)由文獻(xiàn)[3，表13-5]查得；。 經(jīng)計(jì)算解得： 將計(jì)算所得的及各參數(shù)數(shù)值代入式（5.2），則： 軸承壽命驗(yàn)算：，所以軸承壽命校核通過。 5.3萬向聯(lián)軸器的選擇 5.3.1萬向聯(lián)軸器的功能特點(diǎn)及其選擇方法 聯(lián)軸器的功能是用來把兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離，只有機(jī)器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。聯(lián)軸器的選擇主要考慮所需傳遞軸轉(zhuǎn)速的高低、載荷的大小、被聯(lián)接兩部件的安裝精度等、回

52、轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性、價(jià)格等，參考各類聯(lián)軸器的特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)因素： 1. 當(dāng)工作過程中兩軸產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。 2．聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。對(duì)于高速傳動(dòng)軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器。 3. 聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。在滿足便用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡單、成本低的聯(lián)軸器。 4. 考慮聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。 圖5.1萬向接軸 6傳動(dòng)系統(tǒng)主要零件設(shè)計(jì) 6.1矯直輥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 管材矯直機(jī)的矯直輥是矯直機(jī)中的主要零件，其作用是使管材在矯直過程中變形。矯直輥

53、是在大的動(dòng)載荷和大的相對(duì)滑動(dòng)速度連續(xù)研磨的條件下進(jìn)行工作的。被矯軋件的表面氧化皮，能加深矯直輥的磨損。為了保證工作表面磨損均勻和較好的矯直質(zhì)量，矯直輥應(yīng)準(zhǔn)確地相對(duì)被矯管材的軸線進(jìn)行布置。 對(duì)矯直輥質(zhì)量要求很高，因?yàn)槌C直輥決定著矯直機(jī)的正常工作，生產(chǎn)率和矯直精度。輥?zhàn)拥牟牧媳仨殘?jiān)固耐磨。因此管材矯直機(jī)矯直輥的材質(zhì)為鑄鐵、鋼或硬質(zhì)合金。在鋼管矯直機(jī)中，大多采用鑄鐵輥。因?yàn)檫@種矯直輥耐磨，而且制造也較簡單。一般這種矯直輥都是裝配輥。 圖6.1裝配的矯直輥 6.2矯直輥的輥軸校核 6.2.1輥系的受力分析 通過第三章對(duì)矯直機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算可知輥系的受力模型如下所示： 圖6.2矯直

54、輥的輥軸受力 如圖可知，在矯直過程中，中下輥的受力最大；因此只需對(duì)中下輥進(jìn)行校核計(jì)算即可。 6.2.2 中下輥的校核計(jì)算 1.受力分析： 中下輥的受力分析如圖6.4所示： 圖6.4中下輥受力分析圖 靜力平衡方程如下所示： （6.1） （6.2） 將數(shù)據(jù)代入式（6.1）、（6.2）得： 2.計(jì)算彎矩： 1） 計(jì)算處的彎矩： （6.2） 2） 計(jì)算處的彎矩：

55、 （6.4） 根據(jù)彎矩圖判斷處的彎矩最大。根據(jù)對(duì)矯直輥的整體分析可知此處便是最危險(xiǎn)的界面，因此對(duì)此處進(jìn)行校核即可。 3.計(jì)算扭矩 （6.5） 式中： —矯直輥的矯直功率 ； —矯直輥的矯直轉(zhuǎn)數(shù) ； 由第三章力能參數(shù)的計(jì)算可知： ， 將數(shù)據(jù)代入公式（6.5）得： 4.校核 抗彎界面系數(shù)： （6.6） 抗扭截面系數(shù)： （6.7） 則軸的計(jì)算應(yīng)力為： （6.8） 式中： — 軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為， ； — 軸所受的彎矩，單位為， ； —

56、 軸所受的扭矩，單位為， ； — 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為， ； — 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為， ； — 折合系數(shù)，式中扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 將各數(shù)據(jù)代入公式（6.8）得： 根據(jù)選定軸的材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，按文獻(xiàn)查得 。 因此： ，經(jīng)校核安全。 7傳動(dòng)系統(tǒng)的潤滑 為了減少功率損失，減少矯直機(jī)的摩擦和發(fā)熱量，需要對(duì)矯直機(jī)的各有關(guān)部位進(jìn)行潤滑。本矯直機(jī)的主要潤滑部位是上下輥軸承處，壓下機(jī)構(gòu)螺紋副配合處以及各接手，聯(lián)軸器等轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)。對(duì)于上下矯直輥軸承，由于受到很大的沖擊，振蕩載荷

57、，宜采用間歇干油潤滑方式；對(duì)于壓下機(jī)構(gòu)中的軸承，齒輪副等摩擦副，由于承載不太大，速度不太高，宜采用低壓力油潤滑方式；其它潤滑點(diǎn)，如接手，聯(lián)軸器等有摩擦的動(dòng)點(diǎn)，由工人檢修時(shí)抹上足量A干油即可 7.1潤滑方法: 常用的潤滑方法有：手工加脂潤滑、集中壓力供紙潤滑、手工加油潤滑、滴油潤滑、油杯油盤潤滑、油霧潤滑、循環(huán)潤滑等。 7.2潤滑的分類 1.無潤滑：是指在具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面間完全沒有任何潤滑介質(zhì)純?cè)?，處于干摩擦狀態(tài)。由于干摩擦系數(shù)可以高達(dá)0.5以上，因此使接觸面間產(chǎn)生劇烈的摩擦和磨損。這種狀態(tài)除機(jī)械的制動(dòng)外，一般應(yīng)是盡量避免的。潤滑系統(tǒng)的故障、潤滑劑失效或流失也會(huì)出現(xiàn)這種狀態(tài)，從而造成

58、機(jī)械設(shè)備的損壞。 2.邊界潤滑：介于有潤滑和無潤滑之間的一種臨界狀態(tài)的潤滑形式。在此摩擦狀態(tài)下，摩擦副之間的局部直接接觸不可避免，摩擦系數(shù)一般在0.03～0.1之間。 3.流體潤滑：流體狀態(tài)的潤滑劑在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩摩擦表面之間形成一層足夠厚的潤滑膜把兩摩擦表面完全隔開，這是一種理想的潤滑狀態(tài)，摩擦系數(shù)一般在0.001～0.01之間或更低。 4.流體潤滑與半干潤滑：在流體潤滑狀態(tài)下，若流體膜遭受破壞的比例不大，則屬于流體潤滑與邊界潤滑之間的一種潤滑狀態(tài)。半干潤滑是指邊界膜遭到破壞的程度不太嚴(yán)重就出現(xiàn)邊界與干摩擦之間的一種潤滑狀態(tài)。 7.4潤滑系統(tǒng)的選擇原則 在設(shè)計(jì)潤滑系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)

59、備各部分的潤滑要求作全面的分析，確定所使用潤滑劑的品種，盡量減少潤滑劑和潤滑裝置的類別．在保證主要總值件的良好潤滑條件下，綜合考慮其他潤滑點(diǎn)的潤滑，要保證潤滑質(zhì)量． 應(yīng)使?jié)櫥到y(tǒng)既滿足設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)潤滑的需要，又應(yīng)與設(shè)備的工況條件和使用環(huán)境相適應(yīng)，以免產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)哪Σ?、溫度、噪聲及過早的失效。 應(yīng)使?jié)櫥到y(tǒng)供送的油保持清潔，防止外界塵屑等的侵入造成污染、損傷摩擦表面，提高使用中的可靠性。 復(fù)雜潤滑系統(tǒng)的主要元件如泵、分配閥、過濾器等應(yīng)適當(dāng)?shù)亟M合在一起并盡可能標(biāo)準(zhǔn)化，便于接近進(jìn)行維護(hù)、清洗，降低設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)與維修、保養(yǎng)費(fèi)用，防止發(fā)生人身、設(shè)備安全事故。 ? ? 在選擇潤滑系統(tǒng)時(shí)，要注意該系統(tǒng)自動(dòng)化

60、程度和可靠性，注意裝設(shè)指示、報(bào)警和工況監(jiān)控裝置，預(yù)測(cè)和防止早期潤滑故障，以提高設(shè)備開動(dòng)率和使用壽命。 7.5潤滑件的選擇 1、對(duì)于上排矯直輥軸軸承，由于輥需要上下調(diào)節(jié)，不利于接油管，而采用油槍定期將潤滑油加入各潤滑點(diǎn)。潤滑油是通過加工在軸承座中的油孔而加到軸承處的。在每個(gè)油孔外端盡頭都存在M10的螺紋，裝有直通或壓注油杯，利用爪式壓桿或油槍或A型油嘴的手推式油槍加潤滑油脂。 2、下排輥?zhàn)虞S軸承的潤滑是通過手動(dòng)手動(dòng)干油站把潤滑油送入油管和加工在軸承座中的油孔而達(dá)到各摩擦副表面的。 3、對(duì)于壓下機(jī)構(gòu)的潤滑，由于液壓站將有一定壓力的液壓油經(jīng)過油管和加工在套筒，機(jī)架內(nèi)壁的油孔而達(dá)到各摩擦副表面

61、的。 7.6潤滑劑的選擇 由于脂潤滑部位載荷較大，且摩擦產(chǎn)生的熱量使溫度升高。參考常用潤滑脂的性質(zhì)及用途，選用石墨鈣基潤滑脂（SY1405－65）或復(fù)合成鈣基潤滑脂（SY1415－80）或4號(hào)高溫脂（SY1511－65）。有潤滑采用N150機(jī)械油。因?yàn)閴合聶C(jī)構(gòu)的軸承和螺紋嚙合等摩擦副對(duì)潤滑油的要求不是很高，可選用粘度較大的機(jī)械油。另外，第一對(duì)輥的壓下機(jī)構(gòu)中輥?zhàn)箟K與導(dǎo)向套導(dǎo)向槽之間也需要定期抹涂適量干油潤滑脂。 8設(shè)備的環(huán)保、可靠性和經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià) 8.1設(shè)備的環(huán)保措施 機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性是指機(jī)械設(shè)備在作業(yè)時(shí)保護(hù)環(huán)境的性能。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，很多生產(chǎn)和施工企業(yè)為了獲取更大的

62、經(jīng)濟(jì)效益，機(jī)械設(shè)備連續(xù)不停地運(yùn)作。由此產(chǎn)生的各種噪聲、廢氣、污水和煙塵嚴(yán)重地污染了環(huán)境，破壞了生態(tài)，給人們的身體健康造成了危害。為了整治污染、保護(hù)環(huán)境，國家制定了一系列相關(guān)政策法規(guī)，加大力度對(duì)機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的各種噪聲、廢氣、污水和煙塵進(jìn)行治理。我國先后頒發(fā)了《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348-90)、《建筑施工場界噪聲限值》(12523—90)、《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297—1996)和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)，對(duì)噪聲、廢氣、煙塵和污水等各種污染源的排放值作了限定。 機(jī)械設(shè)備對(duì)周邊環(huán)境的污染有：來自機(jī)械沖擊和振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲；來自機(jī)械焊接切割和拋丸除

63、銹所產(chǎn)生的有害氣體、微粒粉塵；來自電泳和噴漆過程中所產(chǎn)生的污水、廢氣。改善機(jī)械設(shè)備環(huán)保性能的主要方法有：選擇環(huán)保性能較好的機(jī)械設(shè)備對(duì)機(jī)械設(shè)備性能進(jìn)行改造 增加后處理裝置；對(duì)設(shè)備檢測(cè)、維修等方面采取及時(shí)、有效的措施。 除了要滿足生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)效率的需求之外，還要符合環(huán)保的要求。尤其是機(jī)械工業(yè)，在選擇沖床、剪板機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)等機(jī)械設(shè)備時(shí)，要考慮其作業(yè)時(shí)的噪聲是否符合要求 在選擇焊接、切割和拋丸除銹設(shè)備時(shí)，要考慮其作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的煙塵是否符合要求；在選擇涂裝設(shè)備時(shí)，要考慮其漆霧處理和污水排放指標(biāo)是否符合要求。在選用柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，應(yīng)采用低噪聲的中、低速柴油發(fā)電機(jī)組，盡量采用噪聲分貝值低的設(shè)

64、備。 故在本設(shè)計(jì)中均采用了污染小消耗小的電動(dòng)機(jī)已達(dá)到降低污染和消耗的目的。 在機(jī)械設(shè)備中，除了主機(jī)外，各種運(yùn)動(dòng)裝置及行走部件在運(yùn)行時(shí)也會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)。因此，改進(jìn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)減震、降噪、降低污染等目標(biāo)，也是改善機(jī)械設(shè)備環(huán)保性的措施之一。本設(shè)計(jì)中應(yīng)用了緊湊型的減速機(jī)結(jié)構(gòu)，降低了整機(jī)的重量和體積，使得其噪聲有很大程度上的降低，振動(dòng)也有一定程度上的避免。 Φ325鋼管矯直機(jī)的矯直輥采用交錯(cuò)布置，在鋼管矯直的過程中要產(chǎn)生大量摩擦熱，因此需要對(duì)其進(jìn)行冷卻，有多種冷卻劑可對(duì)其進(jìn)行冷卻，由于水無污染,產(chǎn)生的只有大量水蒸汽,只是物態(tài)變化，水價(jià)格低廉,隨處可見等特點(diǎn)，工廠中常采用水冷的方法對(duì)其進(jìn)行冷卻

65、。由于用水量較大，流出的污水盡速過濾水池，經(jīng)過水處理后再用；在矯直機(jī)進(jìn)行工作時(shí)，由于轉(zhuǎn)速較高，通常會(huì)卷入一定的粉塵，影響機(jī)械設(shè)備的潤滑和工作效率，產(chǎn)生一定得磨損，降低設(shè)備的使用壽命，因此需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，定時(shí)的對(duì)其進(jìn)行清掃，除去設(shè)備上的灰塵和油污，使設(shè)備表面光亮，以滿足環(huán)保的要求；而且矯直機(jī)在過程中會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，影響工人的身心健康，因此，在現(xiàn)代話的生產(chǎn)車間中減少噪音污染也是很有必要的。根據(jù)文獻(xiàn)[6]對(duì)其進(jìn)行可靠性能參數(shù)的評(píng)價(jià)。 8.2設(shè)備的可靠性 1.設(shè)備的可靠性定義 可靠性標(biāo)志著機(jī)械設(shè)備在其使用周期內(nèi)保持所需質(zhì)量指標(biāo)的性能，即無故障工作地可能性。設(shè)備的可靠性隨機(jī)變化，因?yàn)楣收蠒r(shí)偶

66、然事件，評(píng)價(jià)可靠性的指標(biāo)都具有概率性質(zhì)，用可靠度作為其定量的尺度。 2.可靠度的計(jì)算 可靠度是指機(jī)械設(shè)備在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 可靠度的函數(shù)為： （8.1） 式中： —失效率，常數(shù)，取： 。 則： 。 設(shè)工作后，則其可靠度為： 其可靠度分布圖8.1所示： 圖8.1可靠度分布圖 3.設(shè)備的平均壽命： 機(jī)械設(shè)備的可靠度的另一個(gè)指標(biāo)使用壽命，即為平均壽命。工作時(shí)間壽命的期望值： （8.2） 式中： —平均壽命； —可靠性函數(shù)，機(jī)械設(shè)備是可修復(fù)系統(tǒng)，即在一次年修的平均工作時(shí)間 若：，則： —失效率，常數(shù)，?。?。 若一次年修期間，預(yù)計(jì)維修15次。則壽命。 4.機(jī)械設(shè)備的有效度 機(jī)械設(shè)備的有效度是指從開始工作到發(fā)生故障（可靠性問題），從發(fā)生故障后進(jìn)行維修（維修性問題）把兩個(gè)階段的可靠度和維修度結(jié)合起來，用一個(gè)統(tǒng)一的尺度，來評(píng)價(jià)全部過程中有效地工作地程度。用字母