【正文】 定心輥采用杠桿液壓缸式結(jié)構(gòu)。 按經(jīng)驗取軸 徑為： 100?d ㎜ 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 28 選擇軸承類型的依據(jù)：安裝軸承處的最小直徑和軸承所受負荷的大小、方向及性質(zhì)；軸向固定形式；調(diào)心性能要求；剛度要求；轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境等。 計算軸承當(dāng)量動載荷 P1和 P2： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 eFF ra ??? (520) eFF ra ??? 0 1 9 9 0 222 (521) 查表得 X1=1, Y1=0； X2=, Y2= 因軸承運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，查表得 fp=。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 31 第六章 液壓元件及其附件的設(shè)計 液壓馬達的選擇 液壓馬達的功率計算 爐底機械的驅(qū)動系統(tǒng)功率的計算是設(shè)計主驅(qū)動系統(tǒng)和選擇 馬達 的必備參數(shù)，所以對爐底機械的受力分析和驅(qū)動功率的計算對設(shè)計爐底機械至關(guān)重要 . 靜力 矩 的計算： 1M = RfKdD Q )..2.( ??? ?? () （ 61） 式中 ?Q 為支承輥或定心輥承受的總負荷； D為支承輥輥子的直徑（ mm） d 為支承輥定心輥滾動軸承內(nèi)徑軸徑（㎜）； ? 為滾動軸承摩擦系數(shù)； f為滾動摩擦系數(shù)；K 為輥子不旋轉(zhuǎn)影響系數(shù)； R 為支承輥或定心輥軌道半徑； ? 為水封、碰爐墻等因素系數(shù)； 液壓馬達所需轉(zhuǎn)矩 為： 21 TTT MMM ?? （ 62） （ 1）支承輥的靜阻力矩的計算： 根據(jù)公式（ 61） 1M = RfKdD Q )..2.( ??? ?? () （ 63） 1?Q=, 查表得 ? ? ～ .25 取 ? =。 平均每臺液 壓馬達所需轉(zhuǎn)矩為 mNM .84332531 ?? （ 67） 液壓馬達的選擇 根據(jù)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，查機械設(shè)計手冊得以下液壓馬達型號： 表 61 型號 工作轉(zhuǎn)速 r/min 額定扭矩 工作壓力 MPa 排量 r/l 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 33 A2F125W3S3 790 900 15 125 BMS125 600 798 16 75 NJMG46 700 840 18 48 根據(jù)以上對比認為選 A2F125W3S3 型斜軸式軸向定量柱馬達。如果其中一臺比例泵或液 壓馬達損壞，可以在線維修，而環(huán)形加熱爐仍能正常運轉(zhuǎn)；其缺點是：液壓系統(tǒng)比較大，裝備比 較復(fù)雜，造價高，同時由于閉式回路的清潔度和散熱不易控制，還需要專門的補油回路，所以整個液壓設(shè)備維護量大。按其軸在空間的相互配置可分為臥式和立式等．通用減速器的選型包括提出原始條件、選擇類型、確定規(guī)格等步驟。設(shè) 2 兩 輪的節(jié)圓處切于節(jié)點 P。下面討論 B點上的一點，就其絕對運動軌跡來說，即為與該圓圓周重合的一圓??；而就其相對于輪 1的運動軌跡來說，則為一外擺線 bb’ 。 考慮到本次設(shè)計的末級減速為銷齒傳動，減速器的輸出軸的速度不能太高。因而其優(yōu)點是：液壓系統(tǒng)比較小，裝備簡單，造價低，維護量也小。它與斜盤式軸向柱塞泵相比，具有柱塞側(cè)向力小、缸體擺角較大、配油盤分布圓直徑小、轉(zhuǎn)速高、自吸能力強，耐沖擊性能好、效率高、易于實現(xiàn)多種變量方式等優(yōu)點。f=。4310626 1 5 106010 hh LhPCnL ?????????????????????? (524) 故所選軸承滿足壽命要求。故選取圓錐滾子軸承。 P －活塞桿的作用力 .單位 : N 。 支承輥的強度計算 圖 53 集度 ： MNLFq /1013 01018 0 63 ????? ? （ 55） 慣性矩 431244441 )(64480)1(64 mdI ?? ???????? ??? （ 56） 式中： ? 為輥子內(nèi)外徑比，取 。 支承輥按輪壓設(shè)計，計算支承輥輪壓應(yīng)按最不利工況，及沒權(quán)支承輥全部離開下環(huán)懸掛的鋼軌軌道，外圈支承輥也有 70％在工作，由此來選擇支承輥的輥徑、軸徑、滾動軸承。其缺點是耗費鋼材，加工難度大，整機笨重，支承輥轉(zhuǎn)動困難。 傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。 傳動帶、鏈在使用過程中有被拉長的缺點，并容易被酸、堿、油腐蝕，傳動帶和帶輪之間摩擦放電，有時會產(chǎn)生火花，在和汽油蒸汽或糧食粉塵接觸時，應(yīng)特別當(dāng)心引起火災(zāi)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 由以上分析液壓傳動在大型加熱爐的驅(qū)動中有機械傳動所不具有的優(yōu)點，所以本次設(shè)計驅(qū)動裝置選用液壓馬達傳動。 機械傳動的是設(shè)備重量大，齒圈制作安裝要求高，機械傳動裝置要有安全裝置和安全銷等，以免因爐底卡住時損壞傳動機構(gòu)。 4. 坯料在爐底上相互間隔放置，三面受熱，加熱時間短，溫度均勻，沒有水冷“黑印”，加熱質(zhì)量較好。 （ 3） 外形不太規(guī)整和厚薄不同的鋼坯在裝爐時不受限制。爐子有固定爐底和步進爐底，或者有固定梁和步進梁。 （ 3）加熱爐一經(jīng)建成，改建困難。 傳動機構(gòu)的設(shè)計 機械傳動時用圓錐小齒輪和齒輪傳動，傳動裝置有的為 1— 3臺，但設(shè)計時按只有其中一臺傳動的情況設(shè)計。 支承輥的結(jié)構(gòu)形式如圖 2 23 所示?；〗前鍝踝t底上環(huán)上的耐火磚不塌落，其材質(zhì)一般采 用耐熱鑄鐵。定心輥在子內(nèi)環(huán)，傳動裝置在爐子外環(huán)，因此傳動裝置、支撐輥、定心輥及它們的軌道均布置在爐底內(nèi)外兩側(cè)，有利于設(shè)備的更換和維護。爐底機械涉及力學(xué)，機械學(xué)，電氣液壓技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)． 在工業(yè)生產(chǎn)自動化的發(fā)展中 , 為把坯料加熱到規(guī)定溫度和更好的節(jié)約能源，學(xué)習(xí)掌握有關(guān)爐底機械方面的基礎(chǔ)知識和理論是十分必要的 .為此 ,以下將著重介紹爐底機械有關(guān)的基本知識 . 爐底機械的主要技術(shù)要求 爐底機械的技術(shù)要求很多 ，下面主要介紹一些和本次設(shè)計有關(guān)的要求。并由吊車吊入倉庫中。擠壓后要脫管定徑。淬火中常用的淬火劑有：水、油、堿水 和鹽類溶液等 。 鋼管加熱的目的 將鋼加熱到一定溫度并保溫一段時間，然后使它慢慢冷卻，稱為退火。提高整個工業(yè)爐的溫度水平后，也會使?fàn)t襯的蓄熱和散熱熱損失的增加，這些結(jié)果都會使燃耗增加，這就與低消耗產(chǎn)生了矛盾。 圖 11環(huán)形加熱爐的布料圖 鋼鋼加熱爐的發(fā)展趨勢 目前國內(nèi)已有數(shù)以百計的工業(yè)加熱爐實現(xiàn)了計算機控制，取得了高產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)，低耗和少污染的效果。由于環(huán)型加熱爐是高溫連續(xù)加熱爐，因此出爐溫度較高，為節(jié)約能源，一般在煙道內(nèi)裝有空氣和煤氣預(yù)熱裝置。爐底和爐墻之間的環(huán)縫采用 水封以防止熱量和煙氣散出。 環(huán)形爐一般用于要求加熱溫度比較均勻的坯料和無法在其他機械化爐底加熱的異形坯，如扎管車間管坯加熱；車輪和輪箍坯的加熱與處理；模段前異形坯加熱等。這種爐子適于加熱不能用推鋼和步進方式運送的物料，如圓坯、車輪和輪箍坯、模鍛前的異形坯以及品種多和長短不一的料坯等。 下半部分詳細細闡了爐底機械的傳動系統(tǒng)的設(shè)計。 前半部分主要是傳動系統(tǒng)的選型及爐底的中心定位，該加熱爐的加熱形式主要是通過爐底的轉(zhuǎn)動對鋼坯進行分段加熱。 stress analysis。根據(jù)爐底形狀，轉(zhuǎn)底式爐可分為環(huán)形爐與盤形爐兩種。這種爐子爐內(nèi)各處溫度相差不大，相當(dāng)于一個能連續(xù)裝出料的室內(nèi)爐。 二加熱段：是供熱的主要段，也是提高質(zhì)量的主要段。 環(huán)型加熱爐的工作過程 環(huán)型加熱爐的管坯料為圓柱狀，一般沿徑向布置如圖 11。數(shù)學(xué)模型可以用理論方法確立，也可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)或生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)學(xué)處理得到。這些矛盾都產(chǎn)生于目前工業(yè)加熱爐采用的是：連續(xù)式加熱爐的低溫預(yù)熱短（對間歇爐為 低溫預(yù)熱期）實行慢速加熱，或者用煙氣的余熱來慢速加熱（連續(xù)式加熱爐）。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內(nèi)應(yīng)力，又為后續(xù)工序作好準(zhǔn)備，故退火是屬于半成品熱處理，又稱預(yù)先熱處理。鋼坯被送入熔爐內(nèi)加熱，溫度大約為 1200 攝氏度。鋼管經(jīng)定徑后，進入冷卻塔中，通過噴水冷卻，鋼管經(jīng)冷卻后，就要被矯直。 圖 12 鋼管的生產(chǎn)工藝 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 7 本次設(shè)計的專題部分 本次設(shè)計是針對無縫廠的Φ 35m 加熱爐爐底機械的專項設(shè)計 Φ 35m 環(huán)形加熱爐是包鋼集團無縫鋼管廠 生產(chǎn)工藝流程中的一個重要設(shè)備，無縫鋼管廠主要生產(chǎn)工藝路線 :管坯鋸 — 管坯加熱 — 穿孔機 — 連軋機 — 脫管機 — 再加熱爐 — 定徑機 — 冷床 — 管排鋸 — 矯直機 — 控傷 — 倒棱 — 熱處理 — 包裝發(fā)行 :管坯鋸斷以后，再將斷坯送入至加熱爐，即裝料，然后在加熱爐里加熱至合適溫度，使得管坯比較適合穿孔的情況下出料，本次設(shè)計就是針對其爐底結(jié)構(gòu)進行的一個專項設(shè)計 。大型加熱爐的直徑一般選用 25 米到 40米。 爐底機械是環(huán)形加熱爐最主要 的設(shè)備，用以支撐并帶動由裝料機送入爐內(nèi)的冷坯并使其在爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周加熱到要求的溫度。 毫米；上下表面水平公差為177。圖 23的支撐輥和定心輥共用一個整體支座，支撐輥不能上下移動。爐底需要倒轉(zhuǎn)時只 要電機倒轉(zhuǎn)即可。 環(huán)形加熱爐， 爐身固定，爐底轉(zhuǎn)動，放置在爐底上的料坯隨爐底轉(zhuǎn)動由進料口移送到出料口。 推鋼式連續(xù)加熱爐 靠推鋼機完成爐內(nèi)運料任務(wù)的連續(xù)加熱爐。步進梁式爐可對料坯實現(xiàn)上下雙面加熱。 環(huán)形加熱爐與其他兩個爐子比較有下列優(yōu)點： 1. 可以加熱推鋼式連續(xù)加熱爐和步進式爐所不能加熱的異形坯料。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 15 本章小結(jié) 在工業(yè)中選擇一個適合鋼坯加熱條件的加熱爐非常重要，而對于無縫鋼管的加熱一般都用環(huán)形加熱爐。液壓傳動裝置是由低轉(zhuǎn)速大扭矩液壓馬達、減速機、小齒輪、柱銷齒輪等組成，而這個減速機的減速比一般只有 200左右，因而單臺液壓馬達驅(qū)動的轉(zhuǎn)動慣量小，系統(tǒng)響應(yīng)速度高。如圖 所示。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 18 圖 42 1)效率高 。 設(shè)計制造正確合理、使用維護良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可長達一二十年，這也是其它機械傳動所不能比擬的。 ，尺寸減小，傳動緊湊合理。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 22 圖 51 （ 2）受力分析 支承輥所受的壓力為 G= 1G + 2G + 3G （ 51） 式中 1G 為爐盤鋼結(jié)構(gòu)的重量 2G 為耐火磚的總重量 3G 為鋼坯的總重量 由加熱爐設(shè)計手冊可查 1G =280 噸、 2G =600 噸 鋼坯總重量設(shè)計時因該按最大加熱重量設(shè)計： 3G =252? = 噸 所以 G= 1G .g+ 2G g+ 3G g=600+280+= （ 52） 分配承載重量 由于爐子的總負荷太大，必須安裝一定數(shù)目的支承輥。 （ 3）支承輥疲勞強度校核：由于零件尺寸及幾何形狀的變化、加工質(zhì)量及強化因素等的影響，使得零件的疲勞極限要小與材料試件的疲勞極限。 軸的選擇及強度校核 軸是組成機器的主要零件之一，一切作回轉(zhuǎn)運動的零件，都必須安裝軸才能進行運動。 軸承校核 兩軸承受到的徑向載荷 Fr1和 Fr2： NFFF hVr 2221211 ????? (518) NFFF HVr 0 1 222 22 22 ????? （ 519） 對于圓錐滾子軸承，派生軸向力 YFF rd ? ， Y 機械設(shè)計手冊選取 。選用熔渣流動性好、脫渣容易、電弧穩(wěn)定、熔深適中、飛濺少、焊波整齊、價格低廉的 J422 焊條。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 32 ???????? 100)( 31TM （ 2）定心輥的靜阻力距的計算： 2M = RfKdD Q )..2.( ??? ?? () （ 64） 式中 P定心輥對定心軌的壓力總和，按定心輥 液壓 安裝預(yù)定壓力計算， 2r 定心輥輥子半徑， mm 2d 定心輥軸徑， mm mNM .9402 ? （ 65） mNMMM TTT .2 5 3 11 5 9 194021 ????? （ 66） 一般小型環(huán)形加熱爐用兩套驅(qū)動設(shè)備，中型加熱爐用三套驅(qū)動設(shè)備。 下面分析其典型的兩種方式。由于上述原因，液壓馬達制動就只能用液壓抱閘來實現(xiàn)，由于爐底機械慣性太大，實際使用過程中液壓抱閘經(jīng)常有損壞的現(xiàn)象。 v— 物體的最大位移， mm/s。11 76 1 ?? ?? （ 3）選定