【正文】 錄 摘 要 ............................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 此機型包括了整體 機架，小車，鉗桿這三部分 。 三 、接受任務(wù)學生： 機械 92 班 姓名 童春陽 五、開始及完成日期： 自 2020 年 11 月 7 日 至 2020 年 5 月 25 日 六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教研室主任 〔 學科組組長研究所所長 〕 簽名 系主任 簽名 2020 年 11 月 7 日 III 摘 要 進入新世紀后隨著工業(yè)的高速發(fā)展 ，鋼鐵企業(yè) 的 生產(chǎn)能力 得到了 不斷地提升，環(huán)形加熱爐技術(shù) 也在 不斷 的 成熟， 而 傳統(tǒng)的推鋼式進出料機已經(jīng)不適合在環(huán)形加熱爐中使用，為了適應(yīng)環(huán)形加熱爐的進出料特點，在此專門為加熱爐量身定做了環(huán)形加熱爐裝取料機 。 Finite element analysis。 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 。 采用自然排煙的方式 。 圖 示意圖 由上述我們可以畫出示意圖 。 裝 取 料機的工作特點： (1) 裝 取 料機是坯料裝爐，出爐以及運料到鍛壓設(shè)備上的一種機械裝置 。 該裝取 料機與操作機配合使用效果更佳，它可以方便的將從加熱爐中取出 的料件直接 送到操作機鉗口中，中間不需要任何過渡，大大減少 料件的運送時間，在提高生產(chǎn)效率的同時，還減少加熱火次，降低能源消耗 ，提高鍛造質(zhì)量和精度 ． 該機 的配用不僅可提高生產(chǎn)效率，還大大節(jié)約了加熱爐的維修費用 。 然后取出進行鍛造或二次及多次軋斷 ． 使鋼料成為所需的各種型材 [5]。 而環(huán)形爐進出料機利用的就是遠程控制，通過電腦將程序?qū)懭?PLC 中，然后通過 PLC 控制電路來實現(xiàn)對進出料的控制，這樣的話，就只需要一個控制人員在一旁的控制室內(nèi)對 裝取 料機進行遠程控制，這樣不僅可以使操作人員遠離爐口從而改善工作環(huán)境，避免由于不規(guī)范的操作而導(dǎo)致的人員傷亡，而且對操作工人的身體健康沒有危害；并且從長遠利益來講，這樣也就等于降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了勞動力；提高了勞動生產(chǎn)率；況且，遠程自動化操作也是當今社會的一個發(fā)展趨勢，即節(jié)省人力又節(jié)約時間，而且改善了工作環(huán) 境 。 根據(jù)所需的夾緊力和要裝夾的胚料的最大和最小規(guī)格來選定夾緊氣缸的規(guī)格，然后根據(jù)夾緊氣缸的初始總長度、行程，夾鉗所需的最大張口和最小裝夾坯料來進行擺臂的設(shè)計、安裝和焊接 。 小 車的主要作用就是帶動鉗桿做進給運動，同時裝配在小車上的升降氣缸 給鉗桿提供一個升降運動 。 裝取 料裝置的機架主要是由 2 根橫梁， 4 根連接梁和 6 根立柱裝配而成的，其中 2 根橫梁是工字型鋼板，在橫梁 上分別焊接兩條導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與小車的前輪和后輪直接接觸，在提供小車 支撐點和運行方向的同時還與小車的導(dǎo)向輪相配合，限制了小車左右的自由度 。 在計算強度允許的前提下，我們考慮了材料的節(jié)約，所以我們使用兩根槽鋼當中用鋼板焊接在一起的結(jié)構(gòu)來構(gòu)成立柱，立柱的上下部分別在焊接帶孔方型鋼板，以便 于立柱與橫梁和地面進行螺栓連接，周圍再分別焊接鋼板對連接板進行加固 。 因為鉗頭和 坯 料要進入爐子內(nèi)部，所以 做的不是很大，在加上他們頻繁的出入高溫爐膛，夾持高溫的坯料，溫度 升的非?？欤词褂心蜔徜撝圃?，也應(yīng)該考慮冷卻問題 。 鉗桿的長 度 鉗桿的長度的確定是根據(jù)安裝現(xiàn)場以及環(huán)形加熱爐爐體深度而定的，待加熱的物料是管狀坯料，直徑是φ 180mm—— φ 350mm，長度是 1700—— 5400mm，最大重量是 1500Kg。 鉗桿校核 環(huán)形加熱爐的設(shè)計與仿真 17 圖 鉗桿 1） 選材 考慮到此材料要有較高的強度和足夠的耐熱度，故選 35 鋼正火處理， 由MPab 590?? 2） 鉗桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計 如上 圖 3） 鉗桿的強度計算 鉗桿的受力簡圖如下 圖 圖 受力圖 彎矩簡圖如下 圖： 圖 彎矩圖 所以強度校核 無錫太湖學院學士學位論文 18 M P aWM 492 4 2 1 5 2 7 5 63 ????? （ ） 得 MPa551 ??? 故強度足夠 4） 鉗桿的疲勞強度校核 （ 1） 斷危險截面 根據(jù)鉗桿的受力情況可以判斷出所受的彎矩最大的地方就是其危險截面 。 因此小車作用主要是帶動鉗桿運動 ． 由于這個移動小車只是針對這個機構(gòu)也就是環(huán)形加熱爐的送 取 料機構(gòu)而設(shè)計的， 并不是批量生產(chǎn)，所以在強度允許的情況下大多采用焊接的形式來完成， 這樣節(jié)省勞動 力 。 工況要求小車的車體上的零部件要能順利運行，車體的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致有阻礙運行件運行的突起 。 可以在中間加入幾個 22 號工字鋼，而與鉗桿相連接的地方則采用吊架，吊架并沒有標準形式，所以在強度安全的條件下可以自由設(shè)計 。 因此這個輪軸的設(shè)計是根據(jù)老師傅的經(jīng)驗得來的方鋼 的邊長以及輪軸兩端的圓柱的直徑的大小，當然這個經(jīng)驗值并不是十分的貼切，但是這也將是在強度等綜合因素考慮的前提下所得到的較為合理的數(shù)值了 。 綜合眾多因素，后下輪的設(shè)計如圖所示圖 。 在進行鉆孔時要去應(yīng)力之后進行 。 立柱的設(shè)計 立柱如圖 無錫太湖學院學士學位論文 30 圖 立柱 立柱的外形大多都是焊接構(gòu)成的，而焊接柱按外形分為實腹柱和格構(gòu)柱，現(xiàn)在設(shè)計的立柱就是采用實腹柱，是型鋼實腹柱 ． 采用這種設(shè)計的優(yōu)點是焊縫少 。 484 00 mmcmI ??? y=150mm 則： 87555342 1 5 0 6 . 2 0217000000M y M P aI? ? ? ? ? 二是 小車在橫梁的左中間時，由于在右中間和在左中間情況是相同的，所以在這只計算一種情況即可 。 這樣， 整體機架 的組成主要有兩部分，一 是橫梁，二是立柱，三是連接梁三個都是焊接件 。 后下輪的設(shè)計計算 圖 后下輪 后下輪并沒有起到支撐或承載的作用，它最主要的目的就是用來安裝緩振裝置，所以在進行設(shè)計時不需要考慮它所受的載荷是多少，只要能使它可安裝在移動小車的車體上并環(huán)形加熱爐的設(shè)計與仿真 27 可以將四個減震器安裝上發(fā)揮其作用即可 ． 而進行這個設(shè)計時，要盡量 的減輕重量，當然要在其強度等因素安全的前提下，重量減輕可以使小車的負載減輕 。 在設(shè)計中，也是要在滿足強度、承受載荷能力的前提下節(jié)約材料，減輕重量，要易于安裝在小車的車體上 。 小車的車體主要啟支撐作用，所以從強度、承載力方面考慮，小車車體的基本框架可以用工字鋼來組合 。 在上面已經(jīng)闡述了移動小車的作用以及它的動力源，所以現(xiàn)在主要就是要分幾部分來入手以構(gòu)成整個小車機構(gòu) 。 齒輪校核 環(huán)形加熱爐的設(shè)計與仿真 19 圖 齒輪 圖 齒輪 1） 選定齒輪材料和熱處理方式 兩齒輪均用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 240HBS． 2)按齒面接觸強度設(shè)計 ? ?3 211 ???????????HEdZZuuKTd ?? ? （ ） （ 1） 試選載荷系數(shù) K= （ 2） 計算齒輪轉(zhuǎn)距 1T （由已知夾鉗最大夾緊力為 29KN） 故 mm3 5 5 2 5 0 0 9 0 0 01 ????? FLT （ ） 無錫太湖學院學士學位論文 20 （ 3） 確定齒寬系數(shù) d? d? = （ 4） 確定材料彈性系數(shù) EZ MPaZE ? （ 5） 確定重合度系數(shù) ?Z 試取 ??? ，則 3 ????? ?? ?Z （ 6） 確定齒數(shù)比 u 1?u （ 7） 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 ? ?H? ，初估齒輪分度圓直徑 1d 已知夾鉗開閉所用時間為 6s，變化的角度是 ?o 所以其轉(zhuǎn)速 6 ?? ???? ??n （ ） MPaH 5901lim ?? ， MPaH 4102lim ?? ， HS = 則得 ? ? 711 ?????????? hktnN （ ） 7712 ????? uNN （ ） , 21 ?? NN ZZ ，即 ? ? M P aS ZH NHH ?? ?? （ ） ? ? M P aS ZH NHH 2022l i m2 ?? ?? （ ） 代入較小值得 ? ? ???????????? 3211 HEdZZuuKTd ?? ? 3 2 ??????? ???????? ??? （ 8） 確定齒輪和齒輪其他參數(shù) 現(xiàn)取 Z=30， m= ?zd ,m 選標準值，取 m=10mm，則 1d =mz=10? 30=300mm （ ） u=1,所以 2d = 1d =300mm 齒寬 mmdb d ???? ? , （ ） 所以取 2d = 1d =300mm 環(huán)形加熱爐的設(shè)計與仿真 21 3） 驗算輪齒彎曲強度 ? ?FSFdF YYYmzKT aa ??? ? ?? 32 12 （ ） （ 1） 確定載荷系數(shù) K ??KKKKK vA? （ ） ?AK 齒輪圓周速度為 smdnv / 0 0 060 263 0 01 0 0 060 ?? ????? ?? （ ） ?vK （按 8 級精度初算） ． ??K 由圖 716， ??K ． 則 ?????? ?? KKKKK vA （ 2） 確定齒形系數(shù) , 21 ?? aa FF YY （ ） （ 3） 確定齒根應(yīng)力集中系數(shù) , 21 ?? aa sS YY （ ） （ 4） 確定重合度系數(shù) ??????? ?????????? ???? zz?? （ ） ????Y （ 5） 計算齒根彎曲強度 10301 3 5 5 2 5 0 321132 11 ?????? ???? ??? YYYmzKT aa SFdF Mpa （ ） M P aYYYY aaaa SFSF FF 12 ?????? ?? （ ） （ 6） 計算齒輪許用彎曲應(yīng)力 M P aM P a FF 320,340 2l i m1l i m ?? ?? （ ） 1?FS , 21 ?? NN YY ． 則 ? ?? ? MPaS YMPaS YFNFFFNFF3 0 41 2 03 0 61 4 022l i m211l i m1???????????? （ ） ? ? ? ?2211 , FFFF ???? ?? 故安全 。 由待加熱的管坯的直徑?jīng)Q定鉗手的形狀及張開最大最小時的狀況，這樣也多少的給鉗桿的直徑的確定帶來的一些限制 。夾鉗 是 由一對夾鉗稈、 鉗手 開合擺動裝 置組成 夾鉗桿被吊掛于 下部的橫梁上，兩夾鉗 在夾緊 氣 缸 裝置推動下繞其支承點轉(zhuǎn)動，以閉 合或 張開 鉗口 ， 也可以隨同橫梁在升降氣缸 使 鉗