【正文】 缸并不是國標(biāo)的，而是私人公司生產(chǎn)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(shè)備是往加熱爐里送 取 料，而加熱爐的溫度可達(dá)到 1000 多攝氏度，所以伸進(jìn)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(shè)計(jì)要求沒有這個部分，所以在我的設(shè)計(jì)過程中并沒有體現(xiàn)這個，不過在這要設(shè)計(jì)鉗桿的直徑就必須說明這點(diǎn) 。 (3) 與小車的連接 與小車的連接部分有 兩點(diǎn)，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(shè)置一處鉗桿與 小車的相連處，此處相連處在進(jìn)行鉗桿的校核時可看作支點(diǎn) 。 然而要想 把 整個機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出來，就必須從鉗桿開始著手設(shè)計(jì)計(jì)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(diǎn)轉(zhuǎn)動，以閉合或松開鉗口 ． 也 可以隨同橫梁在升降氣 缸驅(qū)動下繞吊掛點(diǎn)轉(zhuǎn)動以使 鉗 桿 提升或放 下 [13]。 機(jī) 架上部為 焊接 架結(jié)構(gòu)，以增加橋架 鋼 度， 橋架兩個梁板上有小車前后輪導(dǎo)軌 ． 后輪設(shè)計(jì)了 后下輪與機(jī)架導(dǎo)軌的下沿接觸，而后輪與機(jī)架導(dǎo)軌的上沿相接觸，兩對輪子分別將機(jī)架導(dǎo)軌夾在中間，從而利用導(dǎo)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(jī)整體結(jié)構(gòu)，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(yùn)行時保持平穩(wěn)我們就在左橫梁上焊接一根鋼條，來填補(bǔ)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(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 圖 緩沖器 為了要讓小車連接鉗桿支點(diǎn)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(shè)計(jì)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(chǎn)生的摩擦力的作用，在后輪下面我們還設(shè)計(jì)了一對后下輪，后下輪與機(jī)架導(dǎo)軌的下沿接觸，而后輪與機(jī)架導(dǎo)軌的上沿相接觸，兩對輪子分別將機(jī)架導(dǎo)軌夾在中間，從而利用導(dǎo)軌來限制了小車的上下自由度，當(dāng)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(shè)計(jì)了兩對導(dǎo) 向輪，兩對導(dǎo)向輪分別與導(dǎo)軌左右兩端接觸，將導(dǎo)軌夾在當(dāng)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(jìn)行直線運(yùn)動，不會出現(xiàn)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(jìn)行工作，即使使用再好的耐熱材料也是會由于溫度太高達(dá)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(jìn)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(shè)計(jì)是按照相類似產(chǎn)品的水冷管設(shè)計(jì) 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(jìn)出水管 ． 但是由于我的設(shè)計(jì)不包括這個部分，所以只是在這交代一下 。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 帶動鉗桿做抬起、降下運(yùn)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(diǎn)，當(dāng)鉗桿只有一個端 點(diǎn) 在運(yùn)動時是不能帶動另一個端點(diǎn)做抬起、降下運(yùn)動的，所以我們在鉗桿 上為其設(shè)置一個支點(diǎn)，讓鉗桿可以圍繞這個支點(diǎn)做轉(zhuǎn)動，這樣當(dāng)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(jìn)和后退，所以我們把升降氣缸和支點(diǎn)都裝配在小車上，因?yàn)橹c(diǎn)是裝配在小車上的，所以鉗桿是被支點(diǎn)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(diǎn)的另一端與吊架連接，在連接過程中，由于鉗桿要圍繞支點(diǎn)做轉(zhuǎn)動，而且當(dāng)氣缸去頂拉鉗桿時，鉗桿也會產(chǎn)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(zhuǎn)動產(chǎn)生影響 。 3坯料 圖 結(jié)構(gòu)圖 環(huán)形加熱爐的設(shè)計(jì)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(jìn)行連接，這樣可以保證當(dāng)活塞在進(jìn)行往返運(yùn)動時，左右擺臂可以根據(jù)各自 的連接軸繞軸做轉(zhuǎn)動運(yùn)動，左右擺臂的另一端焊接在鉗桿上，當(dāng)擺臂在做繞軸的轉(zhuǎn)動運(yùn)動時，擺臂的另一端就會帶動鉗桿轉(zhuǎn)動，由于夾鉗是焊接在鉗桿上的，所以當(dāng)鉗桿在轉(zhuǎn)動時，夾鉗也就跟著張開和閉合，從而達(dá)到夾緊和松開的目的 [3]。 以下是 3 張國內(nèi)的裝出料機(jī)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(jìn)行操作，特別是爐口的裝 取 料機(jī)的操作人員，一旦爐內(nèi)壓力沒有控制好的話很可能引起爐火外竄，而使?fàn)t口溫度急劇上升，可能還有燙傷操作人員的危險(xiǎn)，但是又因?yàn)楫?dāng)今國內(nèi)外的技術(shù)力的限制，很難去完全控制住加熱爐的爐壓，所以裝 取 料機(jī)的遠(yuǎn)程操控和自動化控制便是當(dāng)今發(fā)展的一個主要方向 ． 我在實(shí)習(xí)的時候去工廠參觀，在我看到的企業(yè)中，無無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 論好壞的企業(yè)，均 沒有用電腦操作的 裝取料機(jī)，均是有人進(jìn)行裝取 料的 。 國產(chǎn)無軌裝取料機(jī)目前以叉車改造形式為主，即以標(biāo)準(zhǔn)叉車為基體，去除前部料叉，安裝裝取料 機(jī)專用機(jī)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(zhuǎn)彎、鉗頭夾緊、鉗頭旋轉(zhuǎn)、鉗頭擺動、鉗頭平行升降、鉗頭俯仰升降 。 本課題的裝取料機(jī)又稱裝取 料機(jī)械手，是由簡單的機(jī)械手結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，是根據(jù)環(huán)形加熱爐封閉圓不能將坯料推進(jìn)推出的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，只能運(yùn)用的是將坯料拿進(jìn)去拿出來的理念而進(jìn)行設(shè)計(jì)的， 在冶金行業(yè)中，加熱的裝取是個難點(diǎn)，為了解決這個問題 ，改變現(xiàn)有設(shè)備狀況 ，特設(shè)計(jì)了該機(jī)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(jī)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(diǎn)也是裝 取 料機(jī)生產(chǎn)廠的設(shè)計(jì)原則 。 它具有操作簡單、可靠 性高 的特點(diǎn)，人性化的設(shè)計(jì)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(jià)廉的配套設(shè)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(jìn)行其他裝料等工作，與先進(jìn)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(yīng)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(dú)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動控制，燒嘴安裝在內(nèi)外環(huán)側(cè)墻和爐頂上，加熱爐采用平焰燒嘴和側(cè)向可調(diào)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(shè)備、計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)的研究的企業(yè)都對 裝取 料設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，希望設(shè)計(jì)出高效 、 穩(wěn)定 、 安全的 裝取 料設(shè)備， 在這里 通過該設(shè)計(jì)可以培養(yǎng) 我們 獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)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(jié)構(gòu)，或者是在機(jī)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(xiàn)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(jié)構(gòu) : ....................................................................................................................... 2 裝取料口距離計(jì)算 : ....................................................................................................... 3 裝取料機(jī)的簡單介紹 ........................................................................................................... 4 國內(nèi)外的發(fā)展情況 ............................................................................................................... 5 2 裝取料機(jī)的設(shè)計(jì)說明及工作原理 ............................................................................................. 8 裝取料機(jī)的設(shè)計(jì)說明及工作原理 ....................................................................................... 9 3 裝取料機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................. 錯誤 !未定義書簽。 Pack feeding。 小車是用電動機(jī)驅(qū)動的，當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行時，帶動安裝在電動機(jī)上的齒輪轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)小車在機(jī)架導(dǎo)軌上的運(yùn)動 。 課題來源于企業(yè)需求，裝取料設(shè)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(shè)備、計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)的研究的企業(yè)都對裝取料設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，希望設(shè)計(jì)出高效、穩(wěn)定、安全的裝取料設(shè)備。 班 級： 機(jī)械 92 學(xué) 號： 0923052 作者姓名： 2020 年 5 月 25 日 I 無錫 太湖學(xué)院 信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 題目 環(huán)形加熱爐的設(shè)計(jì)與仿真 專 題 二、課題來源及選題依據(jù) 隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及全球一體化進(jìn)程的不斷加快，人們對鋼鐵制品的質(zhì)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(jié)構(gòu)，或者是在機(jī)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(xiàn)了鋼管的身影．然而，要使鋼管成型就必須先對鋼管坯進(jìn)行加熱，然后才能通過成型機(jī)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(xiàn)斷裂、變形、鋼管粗細(xì)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(jìn)行加熱，因?yàn)閭鹘y(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(jìn)行加熱，因?yàn)榄h(huán)形加熱爐可以對鋼管坯的兩頭和中間都進(jìn)行均 II 勻的加熱，但是又因?yàn)榄h(huán)形加熱爐是一個圓的封閉結(jié)構(gòu)，不能用推鋼機(jī)將坯料從另一頭推出去，所以傳統(tǒng)的推鋼式進(jìn)出料機(jī)就不適合在環(huán)形加熱 爐中使用，為了適應(yīng)環(huán)形加熱爐的進(jìn)出料特點(diǎn)。 運(yùn)用夾緊氣缸和升降氣缸來實(shí)現(xiàn)鉗桿對鋼料的夾取和升降運(yùn)動，同時鉗桿裝載在小車上，小車可以在機(jī)架的導(dǎo)軌上進(jìn)退運(yùn)動 。 關(guān)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