【正文】 缸并不是國標的，而是私人公司生產的，升降氣缸型號為 QGBKF400X130中間耳軸，缸徑為φ 400mm，桿徑為φ 90mm，行程 130mm，工作壓力 ． 夾緊氣缸型號 QGBKF250X235尾部耳軸 [14]，缸徑為φ 140mm，桿徑為φ 60mm，行程 235mm，工作壓力 。 鉗桿 的直徑 由于此設備是往加熱爐里送 取 料，而加熱爐的溫度可達到 1000 多攝氏度，所以伸進爐體的鉗桿必須要冷卻，這里采用的是水冷，就是鉗桿采用空心管，管里面可注入水 ． 但由于我的設計要求沒有這個部分，所以在我的設計過程中并沒有體現這個，不過在這要設計鉗桿的直徑就必須說明這點 。 (3) 與小車的連接 與小車的連接部分有 兩點，一是升降氣缸處，升降氣缸的上方要與小車相 連，下方則與鉗桿相連 ． 二是為了平衡和支撐鉗桿，設置一處鉗桿與 小車的相連處，此處相連處在進行鉗桿的校核時可看作支點 。 然而要想 把 整個機構設計出來，就必須從鉗桿開始著手設計計算 。 夾鉗由一對夾鉗稈、 鉗 手 開合裝置及鉗 手 擺動裝置組成 （即夾緊 氣 缸） ， 鉗桿被吊掛于行走小車下部的橫梁上，兩夾鉗在杠桿式的夾鉗開合裝置推動下繞其支承點轉動，以閉合或松開鉗口 ． 也 可以隨同橫梁在升降氣 缸驅動下繞吊掛點轉動以使 鉗 桿 提升或放 下 [13]。 機 架上部為 焊接 架結構，以增加橋架 鋼 度， 橋架兩個梁板上有小車前后輪導軌 ． 后輪設計了 后下輪與機架導軌的下沿接觸，而后輪與機架導軌的上沿相接觸，兩對輪子分別將機架導軌夾在中間，從而利用導軌 來限制了小車的上下自由度 。 6 根立柱的作用自然就是支撐 裝取 料機整體結構，承載小車、橫梁以及鉗桿和料 。 由于右橫梁在安裝齒條時，會多出齒條與橫梁相連接的部分，而后下輪正好是與那部分鋼板相連接的，但是由于左橫梁沒有 安裝齒條，所以后下輪的左輪與左橫梁就會空出那部分的余量，為了使小車在運行時保持平穩(wěn)我們就在左橫梁上焊接一根鋼條，來填補左橫梁上的那個空余量，使小車的左下輪也可以和左橫梁相接觸如圖 所示 。 無錫太湖學院學士學位論文 12 圖 緩沖器 為了要讓小車連接鉗桿支點部 ，所以在小車前部用螺栓連接長筋板，使其與吊板相連接，這樣小車通過升降氣缸、長筋板和兩塊吊板與鉗桿連接，就可以帶動鉗桿做平動 。 我們?yōu)樾≤嚪謩e設計了前輪和后輪，這兩對輪子的主要是起支撐車體和減小小車移動時所產生的摩擦力的作用，在后輪下面我們還設計了一對后下輪，后下輪與機架導軌的下沿接觸，而后輪與機架導軌的上沿相接觸，兩對輪子分別將機架導軌夾在中間，從而利用導軌來限制了小車的上下自由度，當然后下輪采用的還是滾動摩擦，目的還是為了減小摩擦所帶來的阻力，在車身的一旁，我們還設計了兩對導 向輪，兩對導向輪分別與導軌左右兩端接觸，將導軌夾在當中，自然是為了限制小車左右的自由度，讓小車可以沿著軌道進行直線運動，不會出現搖晃和偏出軌道等事故，采用輪子而非滑塊自然也是考慮到了摩擦力問題 。 由于鉗桿要在高溫條件下連續(xù)進行工作，即使使用再好的耐熱材料也是會由于溫度太高達到極限值而發(fā)生鉗桿軟化變形等一系列的問題，所以對鉗桿的冷卻在這里就非常重要了，我們在這里采用的是水冷，就是利用冷水的流動來對鉗桿進行冷卻，由于鉗桿是空心的，我們在鉗桿的中心部安裝了水冷管，水冷管的設計是按照相類似產品的水冷管設計 來完成的，在鉗桿后雙軸承座左右，也就是與升降氣缸相連接部分的鉗桿左右分別鉆空，用來安裝進出水管 ． 但是由于我的設計不包括這個部分，所以只是在這交代一下 。 無錫太湖學院學士學位論文 10 帶動鉗桿做抬起、降下運動的是裝配在鉗桿末端的升降氣缸，由氣缸控制的鉗桿位置我們可以將其看成是一個點，當鉗桿只有一個端 點 在運動時是不能帶動另一個端點做抬起、降下運動的，所以我們在鉗桿 上為其設置一個支點，讓鉗桿可以圍繞這個支點做轉動，這樣當鉗桿的一頭被抬起時，鉗桿的另一頭就會被降下，相反的如果一頭被降下，另一頭就會被抬起 ． 為了讓鉗桿要跟著小車前進和后退，所以我們把升降氣缸和支點都裝配在小車上，因為支點是裝配在小車上的，所以鉗桿是被支點在上面吊著的而不是在下面頂著的，然后將升降氣缸和支點的另一端與吊架連接，在連接過程中，由于鉗桿要圍繞支點做轉動，而且當氣缸去頂拉鉗桿時，鉗桿也會產生傾斜，所以我們這里與吊架連接采用的是軸連接，這 樣就不會對鉗桿的轉動產生影響 。 3坯料 圖 結構圖 環(huán)形加熱爐的設計與仿真 9 圖 夾鉗 夾鉗要裝夾坯料就必須獲得一個夾緊力，由這個夾緊力來夾緊坯料，提供這個夾緊力的正是裝配在鉗桿上的夾緊氣缸，氣缸活塞桿的端頭部分與氣缸的另一端分別與左右擺臂用軸進行連接，這樣可以保證當活塞在進行往返運動時，左右擺臂可以根據各自 的連接軸繞軸做轉動運動，左右擺臂的另一端焊接在鉗桿上，當擺臂在做繞軸的轉動運動時，擺臂的另一端就會帶動鉗桿轉動，由于夾鉗是焊接在鉗桿上的，所以當鉗桿在轉動時，夾鉗也就跟著張開和閉合，從而達到夾緊和松開的目的 [3]。 以下是 3 張國內的裝出料機的圖片，可以看出都是由人工來操作的，這與我在工廠看到的是一樣的 。 工作人員一般很難長時間在那里進行操作，特別是爐口的裝 取 料機的操作人員，一旦爐內壓力沒有控制好的話很可能引起爐火外竄，而使爐口溫度急劇上升，可能還有燙傷操作人員的危險，但是又因為當今國內外的技術力的限制，很難去完全控制住加熱爐的爐壓，所以裝 取 料機的遠程操控和自動化控制便是當今發(fā)展的一個主要方向 ． 我在實習的時候去工廠參觀，在我看到的企業(yè)中，無無錫太湖學院學士學位論文 6 論好壞的企業(yè)，均 沒有用電腦操作的 裝取料機，均是有人進行裝取 料的 。 國產無軌裝取料機目前以叉車改造形式為主，即以標準叉車為基體，去除前部料叉，安裝裝取料 機專用機械手及執(zhí)行系統(tǒng)，使其能完成 以 下七個動作：整體行走、轉彎、鉗頭夾緊、鉗頭旋轉、鉗頭擺動、鉗頭平行升降、鉗頭俯仰升降 。 本課題的裝取料機又稱裝取 料機械手，是由簡單的機械手結構構成的，是根據環(huán)形加熱爐封閉圓不能將坯料推進推出的結構特點，只能運用的是將坯料拿進去拿出來的理念而進行設計的， 在冶金行業(yè)中，加熱的裝取是個難點，為了解決這個問題 ，改變現有設備狀況 ，特設計了該機械手，它的作用就是將鋼料送入裝料 區(qū) ， 加熱到所需溫度 。 同時，該機一人操作就能完成所有工藝要求，減少勞動力 。 在工作時可以做各種輔助工作 。 以上幾點也是裝 取 料機生產廠的設計原則 。 它具有操作簡單、可靠 性高 的特點，人性化的設計為操作者創(chuàng)造了一個舒適的工作環(huán)境，使繁重的工作變得簡單輕松，也為冶金行業(yè)的發(fā)展提供了物美價廉的配套設備 。 最重要的是 極大地影響了工作效率，在取料的同時不能進行其他裝料等工作，與先進高效的環(huán)形加熱爐工作效率不相匹配 。 176。 在這里我取最常見的一種加熱爐的規(guī)格，也是應用最廣的一種型號的加熱爐 。其中 五 個區(qū)段有供熱，各段的供熱可以單獨調節(jié)，實現自動控制，燒嘴安裝在內外環(huán)側墻和爐頂上，加熱爐采用平焰燒嘴和側向可調焰燒嘴 [1]。 目前大量的從事各種工業(yè)爐窯的節(jié)能環(huán)保、專用設備、計算機控制等技術的研究的企業(yè)都對 裝取 料設備進行設計，希望設計出高效 、 穩(wěn)定 、 安全的 裝取 料設備， 在這里 通過該設計可以培養(yǎng) 我們 獨立進行科學研究和綜合分析思考的能力 。 在各行各業(yè)中，人們沒有間斷過對鋼管的使用，不管是建筑業(yè)中用于搭建外架的鋼管，還是各種汽車的框架結構，或者是在機械廠中用于支撐的支撐架和體育器材里的安裝部件，都出現了鋼管的身影 。 1 緒論 ............................................................................................................................................. 1 課題來源及意義 ................................................................................................................... 1 環(huán)形加熱爐的簡單介紹 ....................................................................................................... 2 爐形結構 : ....................................................................................................................... 2 裝取料口距離計算 : ....................................................................................................... 3 裝取料機的簡單介紹 ........................................................................................................... 4 國內外的發(fā)展情況 ............................................................................................................... 5 2 裝取料機的設計說明及工作原理 ............................................................................................. 8 裝取料機的設計說明及工作原理 ....................................................................................... 9 3 裝取料機的機械結構及設計計算 ............................................................. 錯誤 !未定義書簽。 Pack feeding。 小車是用電動機驅動的，當電動機運行時，帶動安裝在電動機上的齒輪轉動，我們在右橫梁上裝配了與小車齒輪可以嚙合的齒條來實現小車在機架導軌上的運動 。 課題來源于企業(yè)需求，裝取料設備是加熱爐的一個重要組成部分．目前大量的從事各種工業(yè)爐窯的節(jié)能環(huán)保、專用設備、計算機控制等技術的研究的企業(yè)都對裝取料設備進行設計，希望設計出高效、穩(wěn)定、安全的裝取料設備。 班 級： 機械 92 學 號： 0923052 作者姓名： 2020 年 5 月 25 日 I 無錫 太湖學院 信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書 一、題目及專題： 題目 環(huán)形加熱爐的設計與仿真 專 題 二、課題來源及選題依據 隨著科學技術和經濟的快速發(fā)展以及全球一體化進程的不斷加快，人們對鋼鐵制品的質量和需求量又上升到了一個更高的臺階．在各行各業(yè)中，人們沒有間斷過對鋼管的使用，不管是建筑業(yè)中用于搭建外架的鋼管，還是各種汽車的框架結構，或者是在機械廠中用于支撐的支撐架和體育器材里的安裝部件，都出現了鋼管的身影．然而，要使鋼管成型就必須先對鋼管坯進行加熱，然后才能通過成型機械使鋼管成型．由于鋼管坯的加熱不同于其 它鋼坯的加熱，對加熱的精度要求很高，要求鋼管坯的各部分受熱均勻，這樣才可以防止在打孔和拉直過程中出現斷裂、變形、鋼管粗細分布不均勻等情況，所以不能使用傳統(tǒng)的推鋼式加熱爐對其進行加熱，因為傳統(tǒng)的推鋼式加熱爐的加熱不是很均勻，如果是兩頭噴火式的話那就是兩頭受熱多，如果中間噴火式的話那就是中間受熱多，所以只能使用環(huán)形加熱爐來對其坯料來進行加熱，因為環(huán)形加熱爐可以對鋼管坯的兩頭和中間都進行均 II 勻的加熱，但是又因為環(huán)形加熱爐是一個圓的封閉結構，不能用推鋼機將坯料從另一頭推出去，所以傳統(tǒng)的推鋼式進出料機就不適合在環(huán)形加熱 爐中使用，為了適應環(huán)形加熱爐的進出料特點。 運用夾緊氣缸和升降氣缸來實現鉗桿對鋼料的夾取和升降運動，同時鉗桿裝載在小車上，小車可以在機架的導軌上進退運動 。 關鍵詞： 環(huán)形加熱爐 ； 裝取料 ； 有限元分析 ； 高效 IV ABSTRACT In order to adapt to the rapid development in the new century, industrial steel enterprise prod