【正文】 ............................................................................................ 3 課題提供的資料 ............................................................................................. 3 課題提出的設(shè)計(jì)要求 ..................................................................................... 4 總體方案的確定 ....................................................................................................... 4 第 3 章 機(jī)械臂及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................. 6 機(jī)械臂的設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 6 機(jī)械臂設(shè)計(jì)的依據(jù) ......................................................................................... 6 機(jī)械臂尺寸的確定 ......................................................................................... 7 機(jī)械臂的受力分析 ......................................................................................... 9 機(jī)械臂的強(qiáng)度校核 ........................................................................................11 剛度校核 ....................................................................................................... 13 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 14 液壓缸部分 ................................................................................................... 15 泵及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 ................................................................................... 21 第 4 章 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 23 電動(dòng)機(jī)的選取 ......................................................................................................... 23 選擇電動(dòng)機(jī)系列 ........................................................................................... 23 減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 25 確定總傳動(dòng)比 ............................................................................................... 25 減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................... 25 第 5 章 行走機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 31 行走機(jī)構(gòu)介紹 ......................................................................................................... 31 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及減速系統(tǒng)的選擇 ............................................................................. 31 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) ................................................................................................... 31 鋁電解槽用打殼機(jī)的設(shè)計(jì)過程 IV 減速機(jī)構(gòu) 與車輪 ........................................................................................... 32 第 6 章 結(jié)論 ........................................................................................................................... 34 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................................................................................... 35 致 謝 ................................................................................................................................. 36 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 1 第 1 章 引言 目前國內(nèi)鋁行業(yè)發(fā)展如雨后春筍般突飛猛進(jìn)，老企業(yè)也不斷地改造擴(kuò)大 生產(chǎn)能 力 ，特別是大型預(yù)焙電解槽的出現(xiàn)，對鋁電解多功能機(jī)組的要求也越來越高，各企業(yè)都視先進(jìn)的設(shè)備為第一生產(chǎn)力，作為企業(yè)發(fā)展競爭的首要優(yōu)勢。其在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生殘?jiān)?，需要定時(shí)進(jìn)行清除。 主要 以調(diào)整沖擊器位置的機(jī)械臂部分以及為機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力的液壓系統(tǒng)為核心展開設(shè)計(jì) 。 [1] 預(yù)焙槽在電解車間的配置方式有橫向配置和縱向配置兩種，預(yù)焙槽按進(jìn)電方式可分為兩點(diǎn)進(jìn)電槽和大面多點(diǎn)進(jìn)電槽。 打殼機(jī)構(gòu)目前國內(nèi)大部分鋁廠使用的打殼機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率高，但本世紀(jì)初在云南、焦作鋁廠使用的打殼機(jī)構(gòu)為全液壓結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)力量大，頻率低，但對低位天車來說不易采用，對回轉(zhuǎn)和擊頭懸掛主架破壞性較大。這就給鋁電解多功能機(jī)組發(fā)展起到推動(dòng)作用。 課題提出的設(shè)計(jì)要求 機(jī)頭壓緊力： 10～ 15KN。 在結(jié)構(gòu)草圖 22 中，沒有體現(xiàn)出機(jī)械臂部分、液壓系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力部分，其中機(jī)械臂及液壓系統(tǒng)布置在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上方，行 走機(jī)構(gòu)布置于車身底座下部，具體布置方法將在設(shè)計(jì)過程中確定，體現(xiàn)在裝配圖中。 機(jī)械臂處于最低位置時(shí)，不能與回轉(zhuǎn)平臺(tái)發(fā)生碰撞（平臺(tái)寬度初定為） 。 至 此 ， 機(jī)械臂的長度尺 寸以全部確定。其位置坐標(biāo) P(x,y)經(jīng)計(jì)算為： 212211212211mmymymymmxmxmx?????? （ 32） 其 中 ： 1m 為 L1 段機(jī)械臂的質(zhì)量 ， 461?m kg； 2m 為 L2 段機(jī)械臂的質(zhì)量 ， 682 ?m kg； )(),( 2211 yxyx 為 L1 與 L2 重心位置 ， 3951?x 、 14902 ?x 、4211?y 、 8422 ?y 。改進(jìn)方法：在 圖 32 中 3點(diǎn)裝 加 厚圓盤，厚度均為 55mm。 液壓系統(tǒng)的作用主要表現(xiàn)在以下方面： （ 1）舉升 缸：用來控制機(jī)械臂在垂直方向的升降，以帶動(dòng)機(jī)頭沖擊器 完成 清理電解槽底部殘?jiān)墓ぷ鳌? 2) 機(jī)頭壓力缸壁厚 ? 的確定 液壓缸缸筒的計(jì)算與驗(yàn)算方法有以下的公式 ： [7] 當(dāng) ?? D? 即 154 ??? 時(shí) 66 36m a x?????? ?????? ?PDPpm z x?? （ 38） 其 中 ： maxP 為 最高允許壓力， M PaPP a x ?? ； P? 為 缸筒材料的許沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 16 用應(yīng)力 ， 選安全系數(shù) ?n 計(jì)算出 M Pansp 136?? ??。 4) 活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算 當(dāng)活塞桿端和負(fù)載的連接點(diǎn)到液壓缸的支承點(diǎn)間的距離 10(?BL ～ d)15時(shí)，活塞桿須進(jìn)行彎曲穩(wěn)定性驗(yàn)算，其公式如下： 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 17 222BK LKEJF ?? （ 310） 其 中： E 為 活塞桿材料彈性模數(shù) ； J 為 活塞桿橫截面慣性矩 。 2） 機(jī)頭變幅缸行程的確定 mmS 44720xx00 221 ??? mmS o s20xx00220xx00 222 ??????? 行程 mmSSS 12412 ??? 。 3) 舉升缸壁厚δ的確定 m a xm a x PPpD?? ?? mmPPpD 101 66 36m a xm a x ?????? ?????? ??? 取 mm8?? 。 2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選擇 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定的，在確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，一般需考慮減速裝置傳動(dòng)比，兩者相互配合，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)全面比較才能確定，但對一些不需調(diào)速的高、中速機(jī)械可以選用相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)不需機(jī)械減速裝置而直接傳動(dòng) 。 HVRx MMMMM ???? （ 42） 其 中 ： RM 為 徑向軸承中的摩擦阻力矩 ； VM 為 止推軸承中的摩擦阻力矩 ； HM 為 水平滾輪支承的摩擦阻力矩 。 根據(jù)傳動(dòng)比的分配方法，并綜合考慮本機(jī)構(gòu)的具體情況，確定圖 41 中各齒輪的齒數(shù) 。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得 M P aF 2500][ ?????? M P aM P a FF 363714][ ??? ?? 所以該齒輪滿足使用要求。 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 31 第 5 章 行走機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 行走機(jī)構(gòu) 介紹 在此打殼機(jī)中，行走機(jī)構(gòu)是車體運(yùn)行必不可少的部分，主要作用是帶動(dòng)打殼機(jī)整體在槽面 導(dǎo)軌上運(yùn)行，帶動(dòng)沖擊器，使機(jī)頭沖擊器能夠全面徹底地清理槽底 殘?jiān)?，如圖 51 所示。 車輪 ： 車輪使用 SL 型雙輪緣車輪，選用 D=200mm 的車輪。 另外，本次設(shè)計(jì)是以機(jī)械臂來完成打殼作業(yè)，代替了人工打殼作業(yè)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低了勞