【正文】 感謝老師們的精心指導和無私關懷，在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 主要 研究 工作 如下 ： （ 1）根據(jù)設計參數(shù)，對打殼機的總體尺寸，特別是機械的尺寸進行了設計，以保證其能完成打殼作業(yè)。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： KWvFP 1 7 5 ????? ? 綜合考慮到電動機的效率，選取 Y801— 4 型電動機，其轉(zhuǎn)速為min/1390r 。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得 mmdH)][ ( 3 2l i m3?????? ? 2 53 ??? Zdm 取 7?m ，所以 12633 ?? mZd ， 108544 ?? mZd 。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得 1 4 9]1 3 5 0[)( 6 5 2221 ?????? ???d 幾何尺寸計算 分錐角： u1arctan1 ?? （ 47） ???? r c t a n1a r c t a n1 u? ????????? 12 ?? 模數(shù)： 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 27 11Zdm? （ 48） 其 中： 1d 為 分度圓直徑， 1491?d ； 1Z 為 齒數(shù) ， 221?Z 。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： KWN d 7 4 ??? 所以 選取 Y90S4電動機 ?；剞D(zhuǎn) 。 至此，液壓缸部分設計完成 。 5） 活塞桿強度計算 KNLK EJFBK1 081 241 103 22 692222 ?? ?????? ?? NFKNnF KK ???? 所以活塞桿的彎曲穩(wěn)定性經(jīng)驗算滿足穩(wěn)定條件 。 （ 2） 機頭變幅缸設計 機頭變幅缸的設計計算與壓力缸計算方法相同 。 21221 )(D DDP sn ?? ? （ 39） 其 中 ： 1D 為 缸筒外徑 ， mmD 601 ? 。 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 15 液壓缸部分 （ 1） 機頭壓力缸部分 1） 計算公式： [6] mFdDPDP ??4)( 22221 ??? （ 37） 其 中 ： 1P 為 液壓缸工作腔， MPaP 101 ? ； 2P 為 回油腔的壓力 ， 當回油路上無閥類阻力直接進入油箱時， 2P 的范圍為 ～ MPa 取 MPaP ? ；D 為 液壓缸內(nèi)徑 ； d 為 活塞桿直徑 ， 當活塞桿受壓時，應取 d/D=～ ，所以 取 d/D=； F 為 最大外負載 ， KNF 15? ； m? 為 液壓缸機械故障，一般取 ～ 。 另外 NG 680? 、 NF 306252 ? 在 BE段內(nèi) ： xxNM os1 ????? 在 AE 段內(nèi) ： 4 8 95 1 8 110)1 6 3 08 1 5(6 0 0 04 5 8 1 32 ???????? ? xxxM 由彎矩圖 36 可以看出， A點彎矩最大，為危險截面，故應校核 A點的強度。機械臂與回轉(zhuǎn)平臺鉸接位置，即圖 31 中B點 在 機械臂處于最低位置時所受力 NF 275921? 最大，故校核該點的強度。 以下將 分別對機械臂處于最高及最低位置時的情況 進行受力分析 。 （ 1） 為保證機頭沖擊器能夠清理到電解槽底部的殘渣，應 滿足： ??? s i n1 6 0 01 2 0 0)s i n ( 12 ????????? LLLL oo （ 31） 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 8 其 中 ： oL 為 機頭沖擊器 的長度， 1295?oL mm； oL? 為 導軌的長度，700??oL mm。 （ 2）使用該打殼機的鋁電解槽的尺寸為：長 9m、寬 3m、深 ，槽底殘渣的厚度為 300～ 450mm， 所以對機械臂的工作要求為： 機械 臂位于最低位置時，應保證機頭沖擊器能夠擊打到電解槽槽 底 的殘渣，即機頭沖擊器的最低位置應低于電解槽底。 （ 3）回轉(zhuǎn)機構(gòu)：其主要作用是帶動回轉(zhuǎn)平臺及其上的機械臂部分回轉(zhuǎn)。 電解多功能機組的技術發(fā)展方向 為： 輕型化、小型化 ； 功能擴大化 ； 功能機構(gòu)全液壓化 ； 電子化 ； 電氣化 ； 調(diào)速方式采用變頻調(diào)速，調(diào)速性能好 ； 控制方式采用 PLC、 LOGO，可以減少中間繼電器，降低故障率，提高機組的可靠性和運轉(zhuǎn)率 ； 操縱方式采用無線電遙控 ； 設備集中潤滑。由于電解作業(yè)是在高溫、多粉塵、多腐蝕性氣體、強磁場等極為惡劣的環(huán)境下進行打殼、更換陽極、下料、出鋁及計量、陽極母線轉(zhuǎn)接等工作 ,所以必須進行機械化作業(yè)。 電解多功能機組按功能的配備可分為全功能電解多功能機組和簡易電解天車兩大類，其區(qū)別主要在于前者具有全自動更換陽極裝置和自己配備有打殼動力源，而后者只有陽極提升、下降機構(gòu)，同時兼作出鋁用。 關鍵詞：打殼機；機構(gòu)設計；強度校核 鋁電解槽用打殼機的設計過程 II Abstract It is well known, the aluminum alloy has a very important role in people39。目前鋁的生產(chǎn)是用鋁電解槽。 在 設計過程中，根據(jù)查閱的資料， 參照鑿巖車及起重機的機械結(jié)構(gòu) ， 首先初步確定鋁電解槽打殼機的機械結(jié)構(gòu)， 然后進行各個機構(gòu)的設計。合理設計的多點進電槽具有較好的三場分布，生產(chǎn)指標好，因而得到了廣泛應用。 盡管我國在鋁電解生產(chǎn)實踐中研究開發(fā)了一系列專用設備，如多功能聯(lián)合機組、地爬打殼機、筒式下料器等，但與國際先進水平相比，機械化裝備水平尚需進一步提高 。 車間的特殊環(huán)境對電解多功能機組在可靠性及運轉(zhuǎn)率等方面提出了更高要求。 車體移動速度： 8～ 10m/min。 另外，機頭沖擊器及機頭導軌部分將由課題給出不作為設計任務，課題提供的機頭沖擊器參數(shù) 為 ：沖擊器長度 mmL 1295? ； 沖擊器質(zhì)量 kgm 500? 。 機械臂尺寸的確定 在經(jīng)過系統(tǒng)的計算和比較后，選擇機械臂的長度尺寸如 圖 32： mmL 11551 ? 、 mmL 16302 ? 、 ??47? 、 ??8? 、 γ =133176。 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 9 機械臂的受力分析 機械臂的質(zhì)量：機械臂 采用 雙側(cè)板焊接箱形結(jié)構(gòu)，側(cè)板使用厚度為 10mm的鋼板制成，用厚度為 10mm 的鋼板焊接成箱形。 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 10 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： 6 446846 8 42684 21469 746846 1 49 0683 9546?? ?????? ????yx 根據(jù)水平方向受力平衡以及各力對 O 點的彎力矩平衡，列出如下方程組： ????? o s47s in 21 FF 3212 2 8 3 52 0 1 79 7 44 2 7 GGGF ??? 解此方程組 ， 得： NF 183881 ? NF 365252 ? (2)當機械臂處于最低位置時，其受力分析如 圖 35： F 2G 1PG2 G 3yF 1x 圖 35 處于最低位置的機械臂 與（ 1）中的計算方法相似，首先計算出 P′ (x,y)的坐標位置： x=116 y=102。算得 MPabs 42?? ， 滿足其強度的要求。 （ 2） 機頭變幅缸：用來調(diào)整機頭與機械臂間的夾角，一方面保障機頭沖擊器正常完成清理殘渣的工作，另一方面在回轉(zhuǎn)過程中保證機頭沖擊器不會與電解槽槽面發(fā)生碰撞。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： 66 36m a x?????? ?????? ?PDPpm z x?? 缸筒材料使用 45鋼，其 MPas 340?? 。6434 103 0 )1032( ?? ?????? dJ ? ； K 為 安全及導向系數(shù) ， 1?K 。 3） 機頭變幅缸壁厚的確定 m a xm a x PDPP ?? ?? mmPDP P 66 6m a xm a x ?????? ????? ?? 取 mm5?? 。 4) 舉升缸 ? 的 驗算 為保證工作的安全 ： 21221 )(D DDP sn ?? ? M P aP n25101 1 6 210)1 0 01 1 6 2(103 4 626226?????????? 為避免缸筒在工作時發(fā)生塑性變形， nP 值應滿足： (?nP ～ PLP) M P aDDP sPL 40100116l o o 61 ?????? ? 。 根據(jù)以上選取方法，綜合考慮泵的轉(zhuǎn)速及驅(qū)動功率，選取 Y180L4 三相異步電動機。 參照起重機械旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的計算，可以求出 mNM ??14952 。 確定齒數(shù)及傳動比： 221?Z ； 462 ?Z ； 183?Z ； 1554 ?Z ； 1221 ?? ZZi ； ?? ZZi ； 1843212 ??? iii 。 2）直齒圓柱齒輪的設計、計算及校核 精度等級及齒輪、材料的選擇 ： 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 29 因為其為一般工作機器，速度不高，故選用 8 級精度。 圖 51 行走機構(gòu) 驅(qū)動電動機及減速系統(tǒng)的選 擇 與車輪 驅(qū)動電動機 （ 1） 選擇電動機系列 按工作要求及工作條件選用三相異步電動機，電壓 380V， Y 系列 。 [10] 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 34 第 6 章 結(jié)論 本論文 以鋁電解槽打殼機機械臂的結(jié)構(gòu)設計和液壓系統(tǒng)設計為主要研究對象。但是，本機械還是需要由人工在場進行操作，工作環(huán)境依然不是很好，所以還需要進一步改進。在這里 ，向參考 文獻資料的作者 們 表示 衷心的 感謝！ 。 （ 4）完成了行走機構(gòu)的設計，進行了電機、減速器及車輪的設計和選擇。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 33 m in/ 9000 rn w ??? 1 39 0 ??? wonni 選用減速比 161?i 的 圓弧圓柱蝸桿減速機，其型號 CW12516VIF JB/79351999 及 112?i 的 擺 線 針 輪 減 速 機 ， 其 型 號 為 JB/T298294，則總傳動比 17621 ??? iii 。 將以上各數(shù)據(jù) 代入上式，得 M P a1 0 5 ][ F ???????? M P aM P a FF 1 0 5 8][9 2 7 ??? ?? 所以滿足使用要求。 將以上各數(shù)據(jù) 代入上式，得 M P a3 6 7 0 1 8 7 6 1F ????????????? Xre lTF m imSTFF YYS Y ??? ??? lim][ （ 413） 其 中 ： limF? 為 齒根彎曲疲勞極限，查 表 得 MPaF 500lim ?? ； FmimS 為 最小安全系數(shù) ， 查 表 得 ?FmimS ； STY 為 修正系數(shù) ， 2?STY ； relTY? 為 壽命系數(shù) ，?relTY? ； XY 為 尺寸系數(shù) ?XY 。 （ 2）齒輪部分的減速比 1812 ??iii 。 在此次設計的打殼機回轉(zhuǎn)機構(gòu)中， fM 和 pM 可以不計算，忽略 。 泵的額定流量： m in/1 4 2 2 4 3cmq ??? 所以油箱容積 ： 328 44 9014 22 452 cmV ??? （ 3） 驅(qū)動電動機的選擇 1）電動機電壓選擇 由于工廠車間內(nèi)有 380V 的供電系統(tǒng)，故選取電動機電壓 V=380V。 mFdDPDP ??4)( 22221 ??? 3 7 9 34])([ 222 ??????? d