φ1300滾輪滑座式熱鋸機的設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

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購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 ? 1300 熱鋸機 摘要 從分析不同熱鋸機的優(yōu)缺點著手，借鑒國內外先進的經驗，并結合中國國情以及實際工作狀況，設計了 ? 1300 滾輪滑座式熱鋸機。 該熱鋸機結構簡單、新穎、緊湊，傳動受力合理。運轉準確可靠，制造成本低，備件費用低，安裝維修方便，各部位潤滑良好、密封結構完善，裝備工藝性好，并總結了熱鋸機床在軋件生產中的作用及提出可能出現(xiàn)的問題，并介紹了該熱鋸機的設計思路及具體的設計步驟，并在參照了部分鋼廠現(xiàn)行的熱鋸 機的結構基礎上，做了有效而實際性的改進。該滾輪滑座式熱鋸機的鋸片是由電動機通過皮帶傳動的。由皮帶帶動鋸片轉動能夠有效緩解振動，并且能夠使電動機遠離軋件，減小高溫軋件對電機的熱輻射，同時也起到過載保護作用。本文詳細介紹了滾輪滑座式熱鋸機的結構特點及工作原理，精心選擇了熱鋸機的結構參數(shù)和力能參數(shù)，并對熱鋸機各部分的選擇進行了有理有據(jù)的分析并進行了校核，使的整個熱鋸機的設計達到了畢業(yè)設計的要求。 關鍵詞 ： 熱鋸機 ；滾輪滑座式； 機構參數(shù) ；力能參數(shù) 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 ? 1300 of on of of a ? 1300 is of of is is of of is is up in of to to to of s of of of 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 目 錄 1 緒論 ......................................................................................................................................................... 1 切機的分類 .............................................................................................................................. 1 鋸切時鋼材處于靜止或運動狀態(tài)分為 ................................................................ 1 鋸座能否移動分 為 ..................................................................................................... 1 鋸片的進鋸方式分為 ................................................................................................ 1 案選擇 ....................................................................................................................................... 2 計給定條件 .................................................................................................................. 3 2 總體方案設計 .................................................................................................................................... 4 鋸機的主傳動機構方案設計 .............................................................................................. 4 鋸機的進鋸機構方案設計 .................................................................................................. 4 鋸機的橫移機構方案設計 .................................................................................................. 4 3 熱鋸 機的參數(shù)設計 ......................................................................................................................... 5 鋸機結構參數(shù)設計 ................................................................................................................ 5 片直徑 ........................................................................................................................... 5 片厚度及加盤直徑 ..................................................................................................... 5 軸高度及鋸片行程 ..................................................................................................... 5 鋸機主要工藝參數(shù)設計 ....................................................................................................... 6 片圓周速度 .................................................................................................................. 6 鋸速度 ........................................................................................................................... 6 4 熱鋸 機鋸切功率的計算及電機的選擇 ............................................................................... 7 切作用力的計算 .................................................................................................................... 7 切力計算 ....................................................................................................................... 7 壓力計算 ....................................................................................................................... 7 鋸阻力的計算 .............................................................................................................. 8 切功率的計算 ......................................................................................................................... 8 塑性變形和形成鋸屑的功率的計算 ....................................................................... 9 屬鋸槽側壁摩擦功率的計算 .................................................................................. 9 它功率的計算 ............................................................................................................ 10 鋸機進鋸電機的選擇 ......................................................................................................... 10 型選擇 ......................................................................................................................... 10 殼結構形式選擇 ....................................................................................................... 10 機電壓和轉速選擇 ................................................................................................... 10 機容量選擇 ................................................................................................................ 10 5 帶傳動設計 ....................................................................................................................................... 11 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 定計算功率 ............................................................................................................................ 11 型的選擇 ................................................................................................................................. 11 定帶輪的基準直徑 .............................................................................................................. 11 選小帶輪的基準直徑 .............................................................................................. 11 算皮帶的速度 ............................................................................................................ 12 計大帶輪直徑 ............................................................................................................ 12 確定中心距并選擇帶的基本長度 .......................................................................... 12 算主動輪的包角 .................................................................................................................. 14 定傳動帶的根數(shù) .................................................................................................... 14 定傳動帶的預緊力 ................................................................................................ 15 算帶傳動的壓軸力 .............................................................................................................. 16 6 進鋸機構齒輪設計 ....................................................................................................................... 17 齒根彎曲強度設計 .............................................................................................................. 17 定公式內的各計算數(shù)值 ........................................................................................... 17 輪幾何尺寸計算 ........................................................................................................ 18 條長度確定 ............................................................................................................................. 19 7 進鋸機構功率的計算及電機選擇 ....................................................................................... 20 鋸機構靜力矩計算 .............................................................................................................. 20 算進鋸機構移動時產生的摩擦力矩 ................................................................... 20 算鋸切時產生的負荷力矩 ..................................................................................... 21 鋸靜力矩計算 ............................................................................................................ 21 動力矩計算 ............................................................................................................................ 21 動時靜力矩的計算 ................................................................................................... 22 動時需克服的動力矩計算 ..................................................................................... 22 鋸機構功率的計算及電機的選擇 ................................................................................... 23 8 鋸切機構主軸的設計及校核 .................................................................................................. 24 軸設計 ..................................................................................................................................... 24 的結構設計 ................................................................................................................ 25 軸受力分析計算 .................................................................................................................. 26 算 H 面內的力 ........................................................................................................... 27 算 V 面內的力 ........................................................................................................... 28 軸的彎矩及扭矩計算 ......................................................................................................... 29 H 面內的彎、扭矩計算 ........................................................................................ 29 V 面內的彎、扭矩計算 ........................................................................................ 29 成彎矩及扭矩計算 ................................................................................................... 30 軸校核 ..................................................................................................................................... 30 上載荷的計算 ............................................................................................................ 30 彎扭合成應力校核主軸強度 ................................................................................ 31 的疲勞強度校核 ....................................................................................................... 32 9 主軸軸承校核計算 ....................................................................................................................... 37 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 的主要參數(shù)承 ....................................................................................................................... 37 承的附加軸向力計算 .............................................................................................. 37 承軸向載荷及當量動載荷的計算 ....................................................................... 38 承壽命 的計算 ....................................................................................................................... 38 速器的選擇 ......................................................................................................................... 39 速器校核 .............................................................................................................................. 39 功率校核 .................................................................................................................. 39 11 潤滑方式 .......................................................................................................................................... 41 12 經濟分析及環(huán)境保護 ............................................................................................................... 42 濟分析 .................................................................................................................................. 42 境保護 .................................................................................................................................. 43 12 廢水治理 ...................................................................................................................... 43 體廢物處理和綜合利用 ....................................................................................... 43 聲處理 ....................................................................................................................... 43 結 論 ......................................................................................................................................................... 44 致 謝 ......................................................................................................................................................... 45 參考文獻 ................................................................................................................................................. 46 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 1 頁 1 緒論 根據(jù)據(jù)切時軋件溫度的不同，鋸切機可分為熱鋸機機和冷鋸切機兩種形式。對于各種復雜斷面的型鋼在軋制后高溫情況下如用剪切機剪切定尺，切口要產生明顯的壓扁和彎曲，超出所要求的公差變動范圍。如果在冷壓狀態(tài)下用成型刀片剪切也不能保證剪切質量。在這隨著軋制品種的改變，需要經常更換刀片，很不方便，因此，切斷面復雜的高溫鋼材，如重軌、鋼軌薄管坯等通常采用鋸切機 。 鋸切機是用于切段各種復雜斷面的型鋼的重要的輔助設備之一。在很多情況下，整個軋鋼車間的生產量往往因為鋸切機的能力限制而受到影響。普通鋸切機是帶有能分離切屑的尖齒圓鋸盤。根據(jù)結構不同，又分為如下各種情況： 切機的分類 鋸切時鋼材處于靜止或運動狀態(tài)分為 ： 普通熱鋸機和飛鋸。 鋸座能否移動分為 ： 移動鋸和固定鋸。 鋸片的進鋸方式分為： 擺式鋸：占據(jù)面積小，但鋸切行程受到限制。缺點：剛性差，振動大。進鋸方式：手動或電動。鋸片傳動方式：皮帶傳動 。 杠桿式鋸：結構簡單 。缺點： 不易用高壓水沖刷掉屑，出屑困難，適用于生產效率低的小型車間或專門為取樣。進鋸方式：皮帶傳動。 風動送料固定 鋸 ：結構簡單，重量輕，事故少。單機生產效率高。缺點：鋸切質量上存在較嚴重的斜頭、扁頭、彎頭等質量問題，同時不能用于多臺鋸切機聯(lián)合鋸切，所以生產質量高時，裝置兩臺軋機又較困難，只能另置一條生產線。進料方式：氣 缸 送料。傳動方式： V 帶傳動。 滑座鋸分為滑板式滑座據(jù)和滑輪式滑座鋸。前種的上滑臺、滑座通常是燕尾槽形滑板加工精度高，進鋸機構往往采用曲柄搖桿式。這種結構給鋸切機帶來一系列 缺點： 1） 由于上下滑動，滑板表面潤滑不良，加上鋸屑易濺入滑動導軌面板極易損壞 。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 2 頁 2） 曲柄式搖桿機構進鋸系統(tǒng)的鋸片行程小不能變速，生產率低，進鋸機構受到較大阻力時不能自動減速，因此鋸片易磨損。 由于上述缺點，這種鋸切機的事故較多，而且滑板消耗較大，更換頻繁。因此不適用于中小軋機生產發(fā)展的需要。滾輪式滑座鋸由于滾輪代替了上滑板，摩擦力減小不易磨損，所以它逐漸淘汰了滑板式滑鋸。 四連桿式熱鋸機優(yōu)點：工作行程大，工藝性能好，生產率高。隨著軋鋼生產的發(fā)展對連鑄及軋鋼生產線的熱鋸機的生產率和鋸切斷面質量提出了越來越 高的要求，但是現(xiàn)有的滑板式和四連桿式熱鋸機的生產率相比之下不高 且 鋸切質量也不宜滿足要求，且鋸片壽命短。 回轉鋸它是國外研制出的一種新式高效生產率的熱鋸機。優(yōu)點：鋸切時間短，質量好，鋸切壽命長，能耗少，能鋸切大及特大的鋼坯，且鋸切期間的噪聲作用時間短，有較大的經濟效果。 案選擇 經過對上述六種熱鋸機的結構分析及優(yōu)缺點比較，并結合 實際 情況，查閱了 國 內外有關熱鋸機特別是滾輪滑座式熱鋸機的有關資料， 故對 《 ? 1300 熱鋸機》 進行了滾動滑座式方案設計及計算。 本熱鋸機具有以下幾個特點： (1)鋸片由電動機 通過皮帶帶動鋸片轉動 ，通過滾輪實現(xiàn)熱鋸機的送進操作。 (2)通過滾輪實現(xiàn)熱鋸機的送進操作。為使 上 滑臺在下滑座上滾動，下滑座上裝有支撐輥，支撐輥滾軸的兩端做成方形，并裝配在下滑座上的方槽中。 (3)送進機構通過送進電動機，送進齒輪和送進齒條實現(xiàn)，使上滑臺往復運動。 (4)軋件定尺長度改變后，必須通過橫移機構調整熱鋸機之間的距離因此采用車輪式橫移機構。 (5)橫移機構電動機經齒輪、蝸輪減速機、圓錐齒輪傳動輪軸，在輪軸的兩端裝有兩個主動車輪，然后和另一側的被動行走輪共同使熱鋸機橫移。為使橫 移時行走平穩(wěn)，前面的兩個車輪具有凸緣，后面的兩個車輪為平輪。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 3 頁 計給定條件 （ 1） 鋸片的直徑： ? 1300 2） 鋸片的最大行程： 1000 3） 鋸片厚度： 6 4） 進給速度（前進 /后退）： 20s （ 5） 鋸片的圓周速度： 90s （ 6） 鋸切機構采用皮帶傳動；進鋸機構采用齒輪齒條傳動； 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 4 頁 2 總體方案設計 鋸機的主傳動機構方案設計 滾輪滑座式熱鋸機的鋸片是由電 動 機 通過皮帶傳動的。由皮帶帶動鋸片轉動能夠有效緩解振動， 并且能夠使電動機遠離軋件，減小高溫軋件對電機的熱輻射，同時也起到過載保護作用。 鋸機的進鋸機構方案設計 送進運動是通過送進電機，經送進減速器，送進齒輪和齒條實現(xiàn)的，這將使上滑臺往復運動。通過滾輪實現(xiàn)熱鋸機的送進操作。為使上滑臺在下滑座上滾動，在下滑座上裝有支撐軌，每個支撐軌內部裝有軸承。在上滑臺的地面裝有滑板，通過它們使整個上滑臺被支撐在下滑座的滾輪上。滾輪 呈 ?120 的 V 形槽狀，與其接觸的滑板也做成 ?120 的V 形，以防止上滑臺在送進時產生側向移動。因為直流減速機結構緊湊、體積小、承受過載能力強、能耗低性能優(yōu)越且保護性能好等特點，故采用直流電動機。 鋸機的橫移機構方案設計 軋件定尺長度改變后，必須通過橫移機構調整熱鋸機之間的距離此種熱鋸機采用車輪式橫移機構。橫移機構電動機，經齒輪、蝸輪減速機、圓錐齒輪傳動輪軸，在輪軸兩端裝有兩個主動車輪具有凸緣，后面兩個車輪為平輪。采用車輪式橫移機構，必須裝有將熱鋸機夾緊在軌道上的夾持器，以防止熱鋸機在工作時因行走輪移動而改變軋材的定尺長度。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 5 頁 3 熱鋸機的參數(shù)設計 鋸機結構參數(shù)設計 熱鋸機結構參數(shù)包括鋸片直徑 D 、鋸片厚度 δ、加盤直徑 1D 、鋸軸高度 H、鋸片最大行程 L 等。 片直徑 鋸片直徑 D 是熱鋸機最主要的結構參數(shù)。鋸片直徑 D 決定于被鋸切軋件的斷面尺寸，要保證鋸切最大高度軋件時，鋸軸上滑臺和夾盤能在軋件上自由通過。同時，為使被鋸切斷面能夠被完全鋸斷，鋸片下緣應比軌道表面最少低 40鋸片可達100鋸片直徑允許重磨量 5%本課題鋸片直徑 D=? 1300。 D=10A+300 式中 A=100 片厚度及加盤直徑 鋸片厚度 δ過大將增加鋸切功率損耗，鋸片厚度 δ過小會降低鋸片強度，并增加鋸切時鋸片的變形，一般情況下以經驗公式選擇 δ=（ D 本課題 D=1300? (課題中 δ? （ 6， 9），所以選取 δ= 鋸片用夾盤和螺栓加緊裝在鋸軸上。當鋸片直徑一定時，夾盤直徑 1D 過大，鋸片能鋸切的軋件最大高度減小；夾盤直徑 1D 過小，據(jù)切時鋸片變形和軸向振動加大，導致鋸片壽命降低。由經驗公式： 1D =（ D，即 1D ? （ 455， 650），選取 1D =550。 軸高度及鋸片行程 鋸軸高度 H 為鋸軸軸心到軌道上表面的高度。滾輪滑座式熱鋸機軋件不動，熱鋸機遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 6 頁 向被切軋件移動 ， 為此 H 不能太小，否則會在熱鋸機送進鋸切過程中將被切件推開而不能進行鋸切；同時當鋸片直徑 1D 一定時鋸軸高度 H 又不能過大，否則會無法保證鋸片重磨后的最小直徑下緣應低于軌道上表面的要求。由經驗公式 H= ）（ 120~452 ?D，即 H? （ 530， 605），選取 H=550 鋸片行程 L 由被鋸切軋件的最大寬度和并排鋸切的最多根數(shù)而定。本課題中L=1000 鋸機主要工藝參數(shù)設計 熱鋸機主要工藝參數(shù)包括鋸片圓周速度 V、進鋸速度 U 等。 片圓周速度 提高鋸片圓周速度 V 可以在同樣送進速度 U 的條件下，減少每個鋸齒所鋸切的切屑厚度，從而減少每齒的受力。換言之，如果每齒所能承受的載荷一定，則提高 V 可為提高 U 創(chuàng)造條件， 也可提高生產率。但隨著 V 的增加，由于離心力而引起的徑向拉應力也將增加，從而降低了鋸齒所能承受的鋸切能力。因此，一般應用的鋸片圓周速度 00s 以下 ，140m/s。課題中圓周速度 V=90s，選取鋸片圓周速度 V=100m/s。 鋸速度 進鋸速度 U 根據(jù)被切軋件斷面的大小，進鋸速度 U 也應做相應調整，一般取U=30s。 由經驗公式 U=中 f=4000s，由經驗公式得 U=1005000=50 2s 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 7 頁 4 熱鋸機鋸切功率的計算及電機的選擇 切作用力的計算 鋸片傳動功率在鋸切軋件時，軋件作用在鋸片上的力有： 作用在鋸片上的合力；??S ? ?；的水平分力進鋸阻力 ?x ? ?；的垂直分力上抬力 ?? 正壓力；??R 圓周力；??切力計算 由 [1]得鋸切圓周力 000? 式中； kg/，當鋸切溫度為 800時 , P=（ b?; 于鋸片厚度， δ= U=50mm/s； h=100V=100m/s; 代入公式得： ? ? ? ?????????壓力計算 由 [1]得 R=（ 15 ? ?t 33 4 ??? 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 8 頁 鋸阻力的計算 由受力分析圖得 ： ? ?D 2s 1 ?? ?? ； 代入公式得 ： ? ? ???? ? 5 0 . 2 8 51300 21005502s 1； 則 有： ?? ?? ； 代入公式 進鋸阻力的水平分力為： 8 92 8 i 3x ??????? 上抬力 ： ?? co ss i n y ?? ； 代入公式得 ： 6 1 . 1 6 12 8 i 3x ??????? 由此得作用在鋸片上的合力 S 有 ： 22 ? ； 代入得 ： 1 . 1 6 14 0 9 . 7 8 622 ??? ;與水平方向呈 。 切功率的計算 由 文獻 [1]知鋸片的傳動功率由三部分組成： 321 ?? 式中： 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 9 頁 括機械傳動效率、鋸屑甩出所消耗的功率及空氣阻力等； 塑性變形和形成鋸屑的功率的計算 由 文獻 [1,11 ： ? ?020001 ? ； 式中 ： ??f 鋸機生產率， f=5000s; ；鋸片厚度， ???? ? ??p 鋸切時單位鋸切力（ kg/,當鋸切溫度為 800時 ? ? ????p s; 代入數(shù)據(jù)有： ? ? ? ?2. 4 94102 00 0 1670. 325. 5750001 ??????? 屬鋸槽側壁摩擦 功率 的計算 由 文獻 [1,11 ： ? ?022 ??； 式中 ： -? 軋件與鋸片側面摩 擦系數(shù) ,取 ； 片圓周速度（ m/s); ??Q 軋件對鋸片側面的直壓力， Q= ? ? 鋸片直徑與鋸切生產率決定，由 文獻 [1,表 11得 f= 文獻 [1， 11知 c=則 ： 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 10 頁 ? ? 1. 4 7 11 020 . 01 6 1 001 . 40 . 62 ?? ??? ； 它功率 的計算 影響 3N 的因素很多，一般來講鋸機消耗于傳動件的功率和軸承摩擦、空氣阻力、把鋸屑甩出等所消耗的功率與總功率是成比例增加的。所以 3N 可以按以下公式計算。 ? ?213 ? ； 計算時 k=(取 k= 帶入數(shù)據(jù)得 ： 3N == 故綜上所述 321 ?? ； 即 ： N=鋸機進鋸電機的選擇 型選擇 由于工作條件所限，本熱鋸機的鋸片要求負載基本平衡，對啟動制動無特殊條件要求，且要求長期運行。因此選擇了 Y 系列三相異步電動機作為鋸片軸部分的電機 。 殼結構形式選擇 該熱鋸機所處的生產車間內空氣中有 較多 的灰塵等，因此采用封閉式電動機。 機電壓和轉速選擇 根據(jù)使用要求和現(xiàn)場條件選用 依據(jù)文獻 [4，表 9擇 電動機電壓為 380V， 轉速n=1480r/ 機容量選擇 由前面的計算得鋸片功率傳動中