【正文】 。由 這幾 次 的失誤我更加了解到機(jī)械行業(yè)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，它不容有半點(diǎn)粗心大意，這也為我以后工作作了一次重要性的提示。其中《機(jī)械設(shè)計(jì)》的知識(shí)在設(shè)計(jì)中占有很大一部分比例， 而液壓擺動(dòng)油缸是我在翻閱幾次《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》之后，最終確定下來的，再設(shè)計(jì)過程中《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第五版也給予我很內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 38 大的幫助，通過這樣的設(shè)計(jì)，我 發(fā)現(xiàn) 自學(xué) 和探究的樂趣，很大程度的提及了自己對機(jī)械設(shè)計(jì)的熱愛 。 最后，我還是得感謝劉老師在此次設(shè)計(jì)中給予我充分的 指導(dǎo)，他的耐心 給與我們更多機(jī)會(huì)充分的探究自己所設(shè)計(jì)的課題 ， 他 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?作風(fēng)讓 我們 學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)工作不得有半點(diǎn)馬虎 ， 他用那淵博的知識(shí)為我們解決設(shè)計(jì)中遇到的各類疑難問題；在這里我也感謝所有培養(yǎng)我們，給予我們知識(shí)，在人生道路上給予我們指引方向的老師們，你們辛苦了，再次道一聲謝謝各位老師！ 。 在設(shè)計(jì)的過程中，要感謝幾個(gè)對于我設(shè)計(jì)給予幫助的同學(xué)，張浩東同學(xué)在我沒有數(shù)據(jù)的情況下，給我出主意，做運(yùn)動(dòng)分析；張仲起和我一起研究集卷器的運(yùn)動(dòng)情況；劉偉同學(xué)在我設(shè)計(jì)作圖和修改的過程中，給我講解不少 CAD 作圖的快捷方法；涂淑榮同學(xué)在我選擇擺動(dòng)油缸的時(shí)候，給予我指導(dǎo)。期間涉及到的知識(shí)來源于我們先前所學(xué)的課本有：《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械制圖》等。還有的彎矩計(jì)算時(shí)，簡化處理時(shí)，處理的不得當(dāng)，導(dǎo)致后面的計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤。 以上是此次設(shè)計(jì)的全部具體內(nèi)容，將設(shè)計(jì)結(jié)果分別歸類如下： （ 1）芯棒：非標(biāo)準(zhǔn)件，卷筒內(nèi)徑 1500mm，卷筒高度 3351mm （ 2）主軸（見零件圖）：材料為 45 鋼 （ 3）主電機(jī)：功率 15Kw （ 4）擺動(dòng)油缸： UBFZS160 型的法蘭式軸輸出雙齒條擺動(dòng)油缸 （ 5）鍵： C 型鍵 bhL=4022180, bhL=4525200。隨著高速線材軋機(jī)的發(fā)展，對集卷 設(shè)備 時(shí)要求也越 來越高。 當(dāng)下降時(shí)，提升機(jī)構(gòu)起動(dòng)以慢速下降，直到 “芯棒內(nèi)芯軸上位 ”的信號(hào)消除。該閥既作為方向控制閥又作為比例流量控制閥。提升機(jī)構(gòu)是固定的 (不旋轉(zhuǎn) )，動(dòng)作時(shí)將位于集卷筒處垂直位置的芯棒臂的內(nèi)芯軸升起，提升行程為 325 mm。 1176。由于雙芯棒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，在調(diào)試過程當(dāng)中，雙芯棒存在運(yùn)行抖動(dòng)和沖擊行程末端機(jī)械擋塊的問題，所以在程序設(shè)計(jì)當(dāng)中，在雙芯棒旋轉(zhuǎn)過程當(dāng)中采用四個(gè)階段分別給出旋轉(zhuǎn)速度，并且每個(gè)階段的行程各不相同，分別為 3176。 芯棒臂的 180176。當(dāng)檢測線卷尾部的光電管給出 “風(fēng)冷線檢測到線卷尾部 ”信號(hào)時(shí)，線卷托板將被降到底線位置。高度控制是基于光電管對筒內(nèi)線卷頂部所到位置的檢測來 進(jìn)行的，集卷筒內(nèi)沿垂直位置從上到下共裝設(shè)了三個(gè)光電管以檢測線卷頂部所到達(dá)的不同高度，以實(shí)現(xiàn)集卷筒內(nèi)線卷收集的控制。 根據(jù)以上工藝要求，集卷 設(shè)備 的控制系統(tǒng)選用了西門子公司高性能的 S7400PLC 可編程控 制系統(tǒng)，它是一種先進(jìn)的可編程邏輯控制器。 內(nèi)芯棒升 /降和 高度控制。 空氣吹掃裝置控制。全線通過配備三級(jí)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，相互通信、資源共享、并行運(yùn)算、形成集中管理分散控制的自動(dòng)化系統(tǒng)。 PLC 機(jī)型采用 GE Fanuc 9070。芯軸轉(zhuǎn)換、運(yùn)卷小 車行走、盤卷筐、壓板則由液壓比例閥控制。芯軸旋轉(zhuǎn)到位后，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 31 若承卷平臺(tái)己升到最高位，則放下鼻錐，合攏承卷平臺(tái)。當(dāng)集卷簡中的盤卷再次達(dá)到指定高度時(shí)，承 卷平臺(tái)慢速下降一段距離后停止。這 里 重點(diǎn)介紹高速線材廠單體最復(fù)雜的設(shè)備集卷站的控制。③ 集中潤滑比手工加油節(jié)約油脂 60%70%；① 減少設(shè)備的磨損，軸承壽命可延長 4 倍 10 倍 。雙線分配器用于雙線式集中潤滑系統(tǒng)中，在兩條供油管交替的供油壓力作用下，并且直接由供油的壓力推動(dòng)活塞排油，完成向各個(gè)潤滑點(diǎn)定量分配油脂的功能。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 從圖 圖 3 可知潤滑點(diǎn)共有 18 點(diǎn)，由于 集卷筒動(dòng)作周期短，動(dòng)作頻繁，且集卷溫度最高達(dá) 600℃ ，各動(dòng)作回轉(zhuǎn)點(diǎn)需要及時(shí)潤滑，且集卷筒的機(jī)組布置中處 在地平面以下，實(shí)際連續(xù)生產(chǎn)過程中，操作人員根本沒法接近設(shè)備，更無法定期給各潤滑點(diǎn)注油。這樣可以大大改善了工作狀況，確保運(yùn)轉(zhuǎn)正常及延長預(yù)期的壽命。 FUTAN濾芯是國內(nèi)針對精軋機(jī)潤滑系統(tǒng)特殊工況研制出的專用濾芯 ,用現(xiàn)代高分子材料制作而成 ,能有效解決上述問題。精軋機(jī)潤滑系統(tǒng)油液黏度高，流量大，污染物多，又有冷卻水隨時(shí)可能浸入，導(dǎo)致潤滑油污染度增加，這種工況在我國傳統(tǒng)冶金軋制領(lǐng)域中是不多見的。液壓潤滑設(shè)備的劣化會(huì)使其技術(shù)性能下降，精度降低及壽命縮短。 一、建立科學(xué)的潤滑管理體系 高速線材軋鋼生產(chǎn)線潤滑設(shè)備是技術(shù)含量很高的現(xiàn)代潤滑 控制系統(tǒng)，其正常運(yùn)行是軋鋼生產(chǎn)線正常運(yùn)行的重要保證。 所以關(guān)于便于拆、裝的改進(jìn)有待研究。 為了使傳動(dòng)軸與擺動(dòng)油缸好裝、拆，設(shè)計(jì)了帶矩形花鍵的傳動(dòng)軸，采用此軸，必須把與軸相配的擺動(dòng)油缸上直徑 140mm孔也改成同類矩形花鍵結(jié)構(gòu)。 3)傳動(dòng)軸是雙芯棒回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的中樞元件，該軸所有的改進(jìn)都為了便于拆裝、維修和內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 27 使用方便，對這一重要傳動(dòng)元件 的合理改進(jìn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。原來芯棒在垂直位置張開是為接卷時(shí)把線卷撐開 。 原雙芯棒在旋轉(zhuǎn) 180176。 雙芯棒集卷 器 存在的主要問題及改進(jìn) 1)在雙芯棒集卷 器 中，鼻錐晃動(dòng)是影響生產(chǎn)的常見問題之一，其產(chǎn)生的原因須從結(jié)構(gòu)、制造、安裝、使用等多方 面分析并針對性的采取改進(jìn)措施，徹底解決問題。隨著高速線材軋機(jī)的發(fā)展，對集卷 器 時(shí)要求也越來越高。與此同時(shí)，也提高了線材生產(chǎn)的安全線水平。因此選用《機(jī)設(shè) 手冊 》 2 表 6231 的 JM I 16 型聯(lián)軸器， 其公稱轉(zhuǎn)矩 nT? 40000N 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 25 適應(yīng)高溫（ 80+300）和 惡劣環(huán)境中工作，并能在有沖擊、振動(dòng)條件下安全動(dòng)行。m） l— 鍵的接觸尺度（ mm）此處 l =Lb 鍵連接強(qiáng)度滿足要求。 選用 C型鍵，（ GB/T 10962021） ,與下端聯(lián)軸器連接處的鍵的尺寸 bhL=4022180,與上端聯(lián)軸器連接處的鍵的尺寸為 bhL=4525200。鍵的尺寸（鍵寬b,鍵高 h）按軸的直徑 d 由標(biāo)準(zhǔn)中選 定；鍵的長度 L 可根據(jù)輪轂長度來確定，輪轂長度一般?。?~2） d，鍵長等于或略小于輪轂長度，導(dǎo)鍵按輪轂長度及其華東距離而定。在 p=16MPa 時(shí)，其轉(zhuǎn)矩為 59496N旋轉(zhuǎn)，故選用擺動(dòng)油缸可以實(shí)現(xiàn)這樣的運(yùn)動(dòng)。 (5)軸的疲勞強(qiáng)度校核 確定危險(xiǎn)截面 根據(jù)載荷分布及應(yīng)力集中部位，取軸上四個(gè)截面（ Ⅰ Ⅳ ）進(jìn)行分析。 考慮到軸端有鍵槽，且需要乘以一定的安全系數(shù)，取 d=180mm （ 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 取軸頸處為取軸頸處為 180mm，與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器 GY12 孔徑相同。因?yàn)檗D(zhuǎn)軸工作時(shí)，受彎距和轉(zhuǎn)距聯(lián)合作用，而彎距又與軸上的載荷大小及軸上零件相互位置有關(guān)，所以當(dāng)軸的結(jié)構(gòu)尺寸未確定前，無法求出軸所受的彎距。合金鋼在常溫下的彈性模量和碳素鋼差不多，故當(dāng)其他條件相同時(shí)，用合金鋼代替碳素鋼不能提高軸的剛度。 選擇軸的材料，應(yīng)考慮下列因素：（ 1）軸的強(qiáng)度，剛度及耐磨性要求；（ 2）熱處理方法；（ 3）材料來源；（ 4）材料加工工藝性；（ 5）材料價(jià)格等，一般常用的有以下幾種： 優(yōu)質(zhì)中碳鋼，如 35， 45， 50 鋼，其中 45 鋼用得最多。m/3105=170MPa 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（以下簡稱機(jī)） 1， 315 查的 [σ]=375MPa， σ1=170MPa[σ]=375MPa 所以芯棒滿足強(qiáng)度要求 ,并有很大的安全儲(chǔ)備。㎜ G2=1890Kg，由 G1產(chǎn)生的力矩 MG2= G2l MG2=3166695 ㎏ ㎡ 角加速度 ε為 0t??? ?? ω為勻速運(yùn)動(dòng)的角速度 ω0為初始角速度 ε≈2rad/s2 主軸受到的扭轉(zhuǎn)力為 1 1 12 2 2F m r 6 3 5 8 NF m r 1 2 6 8 9 N? ? ?? ? ? 計(jì)算扭轉(zhuǎn)力矩 主軸所承受的扭矩 Md d 1 2M J (J J? ? ? ?+ ） =（ 6035+10571） 2 =33214(N因?yàn)榧铀贂r(shí)間極短， 設(shè) 為 ，可當(dāng)做勻速運(yùn)動(dòng)圖 受力分析圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 13 8s。盤卷筐由升降機(jī)構(gòu)抬起或降下，使盤卷能更好地脫離芯棒和掛上 C型鉤，擋板和壓板保證盤卷從脫離芯棒到掛上 C型鉤的過程中不致于散卷。承器平臺(tái)上的盤卷完全落在芯棒上時(shí) ， 承卷平臺(tái)由液壓缸驅(qū)動(dòng)向兩側(cè)張開，以便芯棒回轉(zhuǎn)。由運(yùn)卷小車將盤卷卸下，一個(gè)周期結(jié)束后，兩根芯棒旋轉(zhuǎn) 180176。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 11 圖 垂直雙芯棒集卷 器 雙臂芯棒位于集卷筒下部，由兩根相互垂直的芯棒和底部的回轉(zhuǎn)液壓缸傳動(dòng)裝置組成。因此，設(shè)備能夠運(yùn)行平穩(wěn)、準(zhǔn)確，無沖擊。雙芯棒集卷 器 而過去單芯棒集卷 器 曲基礎(chǔ)很深，即使是高架廠房，其基礎(chǔ)也很深 (約 7． Om)。 從集卷工序上可知，風(fēng)冷線運(yùn)卷輥道輥面到旋轉(zhuǎn)平臺(tái)有 3m多的落差，而旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的傳動(dòng)為多級(jí)裝配。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。 水平 180176。收集過程中采用了 “光柵 ”高度控制裝置，以使操作工可以選擇適宜的成卷位置。它是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)，帶動(dòng)小齒輪 1，驅(qū)動(dòng)帶外齒的大直徑球軸承的外圈 2，該外圈支撐著布卷器葉片 3，布卷器旋轉(zhuǎn)速度為 45rpm。此時(shí)線圈收集板打開，雙臂芯軸旋轉(zhuǎn)，使線圈由垂直位置轉(zhuǎn)成水平位置，由運(yùn)卷小車將卷運(yùn)走。 圖 集卷筒的結(jié)構(gòu)及工作原理圖（以垂直式雙芯棒為例） 線圈經(jīng)鼻錐落到集卷筒上的的過程 集卷筒功能是將散布在移動(dòng)的運(yùn)輸鏈上的線材集成盤卷，以便于運(yùn)輸。 集卷器動(dòng)作順序 線卷從芯棒移送到型鉤上的正常自動(dòng)順序 , 后擋卷板閉合 , 壓卷臂前進(jìn) C 型鉤方向行走 C 型鉤送卷小車升降機(jī)構(gòu)降下 6 步啟動(dòng)并經(jīng)一可調(diào)的時(shí)間延時(shí)后 ,后擋卷板打開 , 壓卷臂回退。 集卷 設(shè)備 的主要技術(shù)參數(shù) 型式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 雙臂芯軸升降，旋轉(zhuǎn)式，帶有線圈分配器 傳動(dòng)方式：托盤電動(dòng)鏈傳動(dòng) 集卷筒內(nèi)徑： 1500mm 定位錐豎直行程： 50mm 形成盤卷： 盤卷外徑： 1250mm。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 5 第二章 主要零部件設(shè)計(jì) 集卷 設(shè)備 的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 集卷 設(shè)備 工作原理 集卷 設(shè)備 的組成： 由集卷筒、線卷盤、雙臂芯棒和線卷運(yùn)輸小車組成，并設(shè)有線圈分配器（有叫布卷器），以保證盤卷最佳高度及線頭位置。 而隨著高速線材軋制技術(shù)和軋制速度的不斷提升，其配套設(shè)備也面臨著革新，集卷 站 是高線生產(chǎn)鏈中一個(gè)重要的 環(huán)節(jié) ， 集卷器就是線圈收集這一環(huán)節(jié)的主要設(shè)備， 其狀況的好壞對生產(chǎn)有著重要的影響。要實(shí)現(xiàn)線材軋機(jī)的尺寸自動(dòng)控制和最小張力控制，以提高線材質(zhì)量。毫無疑問，隨著軋制速度不斷，增大盤重和加大鋼坯斷面的趨勢必將繼續(xù)下去。線材軋制工程中各部分的溫度差異，以及卷曲成盤卷后冷卻過程中個(gè)部分的差異，都會(huì)使線材沿全尺的金相組織和性能不均勻，這就造成了 線材 生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性。據(jù)測定在普通橫列式軋機(jī)上，最后道次線材頭尾溫差可達(dá)200℃ 以上，線材各部分溫度的差異，導(dǎo)致了線材各部分在軋制時(shí)的變形情況不同和 冷卻到常溫時(shí)的收縮量不同，而形成的各部分?jǐn)嗝娌煌?，這不 但 會(huì)造成線材沿長度方向上內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 3 的端面尺寸的 不均勻性，而且往往導(dǎo)致線材前半部分尺寸合乎精度要求而后半部分超出允許公差范圍，或中部合乎尺寸要求而頭尾超出允許的尺寸公差。 線材雖然是型鋼中尺寸最小的圓鋼，但是由于線材的尺寸精度和機(jī)械性能要求高，軋件速度又非?？欤纳a(chǎn)工藝和設(shè)備相對于普通圓鋼要復(fù)雜的多。例如，經(jīng)過拉拔成為各種鋼絲，再經(jīng)捻制而成為鋼繩，或編制成鋼絲網(wǎng)；經(jīng)過熱鍛