【文章內(nèi)容簡介】 連桿式工作效率低，行程和推力較小，一般用于小型加熱爐，新上加熱爐一般很少采用。液壓式推鋼機由液壓缸直接推動推桿工作，結構簡單，推力大， 自重輕，速度、行程易控制，但行程不宜太大，且液壓系統(tǒng)制作、維護較困難。根據(jù)鋼車間使用的經(jīng)驗，一般采用齒條式推鋼機較適宜。因為齒條式推鋼機傳動效率高，使用可靠，這是螺旋式推鋼機無法比擬的。 齒式推鋼機的結構齒輪齒條式推鋼機主要包括電機、減速機、聯(lián)軸器、齒輪軸、齒條、推桿、機架等。機架一般為一個多層箱體，箱體間用螺栓聯(lián)接。齒輪軸位于箱體底層的稱為下置式，齒輪軸位于箱體上層的稱為上置式。無論采用下置式還是上置式，都存在更換零部件困難的現(xiàn)象，尤其是更換下部零件時，需要把箱體層層拆分開。 設計中應注意的幾點事項 推力、推速、行程是推鋼機的主要技術參數(shù)，尤其是最大推力。推力計算的正確與否關系著推鋼機的經(jīng)濟性和使用壽命。推力計算公式為： （11）1。FGgfK?式中：G為鋼坯質(zhì)量，單位是kg；g為重力加速度，一般來說 ；為考慮到加熱爐軌道不平，受熱變形等因素的影響系數(shù)， =～。1K 1K 6 f為滑動摩擦系數(shù)，f=～1；摩擦系數(shù)的大小對推力產(chǎn)生直接的影響，而摩擦系數(shù)的大小主要取決于鋼坯溫度，鋼坯溫度對摩擦系數(shù)的影響為：常溫時，f=；300176。C時，f=； 400176。C一500176。C時， f=—； 600176。C一800176。C時，f=—；大于800176。C時，f=?？梢?，鋼坯溫度越高，摩擦系數(shù)愈大。一般來說，加熱爐分為預熱段、加熱段和均熱段，各段溫度不盡相同，應根據(jù)每段溫度、鋼坯質(zhì)量計算出各段所需推力，最后相加。對于有些加熱爐來說，爐底是傾斜的，這時還應考慮到鋼坯重力的分力對推力的影響。 推鋼機屬于低速重載，繁忙使用，齒輪齒條屬于重點零件。要通過計算，選擇合理的模數(shù)和材質(zhì)，進行合理的熱處理，結構設計要優(yōu)化，避免出現(xiàn)膠合、點蝕，甚至斷齒等現(xiàn)象。推桿工作中會受到齒條推力、鋼板阻力、壓輪壓力等復雜力系的作用，強度、剛度要高，結構要可靠，一般采用箱型梁鋼板焊接結構。 一般來說，影響推鋼機生產(chǎn)率的主要因素是推桿返回時的空載時間。為了提高生產(chǎn)率，推鋼機的返回速度可以取得比推速大，一般返回速度比推速大 50%至數(shù)倍。實際使用表明，返回速度比推速大一倍左右比較合適。有的推鋼機設有慢速推鋼電動機和快速返回電動機，用以調(diào)節(jié)速度。采用液壓推鋼機，可以方便地調(diào)節(jié)推鋼速度。 推鋼機行程一般為 ,這取決與所推爐料的尺寸及爐臺寬度。用吊車上料時，行程應大于每次填料總寬度，并大于輥道的寬度；用輥道上料時，除了考慮大于輥道寬度外，還應根據(jù)檢修要求（要求推頭能退到輥道外側）所需長度來確定。 理論和實踐表明，雙機架推鋼機機架剛度要給予高度重視，其剛度一定要滿足推力、推速要求，避免出現(xiàn)顫抖現(xiàn)象。壓板部位受力非常大，壓板結構要滿足高強度要求。 7 第二章 傳動方案的分析與擬定 傳動方案的分析 常用的傳動類型及其特點：帶傳動傳遞的功率不大（可用于中小功率） ，機構尺寸比其他傳動類型大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖吸收沖擊振動。由于摩擦產(chǎn)生靜電，不適用于有瓦斯及煤塵等爆炸危險的場合，常用于高速級傳動中。：鏈傳動的瞬時傳動比是變化的，且具有沖擊振動，故不適用于高速傳動和傳動比要求準確的場合，一般多用于低速級傳動及傳動比要求不太嚴格的場合。：齒輪傳動瞬時傳動比不變，且效率高，體積小，是在傳動中使用最多的一種傳動件。直齒圓柱齒輪的設計加工容易，但速度高時有噪音，故多用于減速器低速級中，亦可用于高速級但噪音大。斜齒圓柱齒輪傳遞運動平穩(wěn)，噪音小，承載能力高，故多用在減速器中高速級上，低速級上也可以使用。人字齒輪基本上與斜齒輪相同，它對軸承不產(chǎn)生軸向力，多用于大型減速器。錐齒輪將較困難，特別是模數(shù)，直徑大時受到機床的限制，故一般在改變軸的方向等情況下才使用，使用時應盡量使模數(shù)直徑小些，以利于加工。錐齒輪常用于高速級上，如用弧齒錐齒輪時噪音小，工作平穩(wěn)，故速度可高些。開式齒輪較閉式齒輪磨損大，多用于低速級。：蝸桿傳動傳動速比大，傳遞運動平穩(wěn)，但效率低，消耗有色金屬。因此普通圓柱面蝸桿傳動適用于中小功率，由于其效率低，不適用于連續(xù)工作，故多用于間歇工作的場合。 機械傳動系統(tǒng)設計時應注意的事項，應盡量使機構的數(shù)目減少，使傳動鏈短，這樣可以提高機械效率，減低生產(chǎn)成本。，應合理分配各傳動機構的傳動比。傳動比的分配原則時使總的體積小和發(fā)揮各類傳動機構本身的優(yōu)勢。當總傳動比 時，要考慮多級傳動。如有帶傳動時，8?一般將帶傳動放置在高速級；如采用不同類型的齒輪機構組合，圓錐齒輪傳動和蝸桿 8 傳動一般放置在高速級；鏈傳動一般不宜放在高速級。，應盡量采用平面?zhèn)鲃訖C構，使制造，組裝，維修更加方便。，可采用行星輪系機構。 傳動方案的擬訂根據(jù)設計要求，推鋼機的最大推力為 F=120T,推鋼速度為 ，返回速度為 m/s，工作行程為 1000m，檢修行程為 1800m，可見推鋼機整體尺寸不大，且在低速狀態(tài)下工作。綜合考慮以上傳動類型的特點和推鋼機的設計要求，現(xiàn)選用齒輪齒條傳動和開式齒輪傳動，并采用減速器與電動機相連接。綜合以上方案的優(yōu)點，具體傳動方案如下圖所示：電動機經(jīng)減速器和齒輪機構減速后，由齒輪齒條機構將軸的轉動轉化為推桿的往復運動，將鋼坯以額定速度 =。1V 9 第三章 電動機的選擇計算 概述 電機是指依據(jù)電磁感應定律實現(xiàn)電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。 常用電動機的種類1．按工作電源分類 根據(jù)電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。 2．按結構及工作原理分類 電動機按結構及工作原理可分為直流電動機，異步電動機和同步電動機。同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同布電動機。異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。 直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。 3．按起動與運行方式分類 電動機按起動與運行方式可分為電容起動式單相異步電動機、電容運轉式單相異步電動機、電容起動運轉式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。 4．按用途分類 電動機按用途可分為驅(qū)動用電動機和控制用電動機。 驅(qū)動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。 控制用電動機又分為步進電動機和伺服電動機等。 5．按轉子的結構分類 電動機按轉子的結構可分為籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉子感應電動機（舊標準稱為繞線型異步電動機）。 6．按運轉速度分類 電動機按運轉速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動 10 機、調(diào)速電動機。低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。 調(diào)速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無級變速電動機外，還可分為電磁調(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、PWM變頻調(diào)速電動機和開關磁阻調(diào)速電動機。 電動機選擇時的注意事項，就會出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象，造成電動機長期過載，使其絕緣因發(fā)熱而損壞，甚至電動機被燒壞。，就會出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，其輸出機械功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高，不但對用戶和電網(wǎng)不利，而且還會造成電能浪費。 電動機的選擇計算 選擇電動機的類型和機構型式在交流電動機中，三相異步電動機在工業(yè)中廣泛應用。常用的 Y 系列三相異步電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，其結構簡單，工作可靠，啟動性能好，價格低廉，維護方便，適用于非易燃易爆，無腐蝕性和無特殊要求的機械上，也適用于某些對啟動轉矩有較高要求的機械，如壓縮機等。經(jīng)常啟動，制動和反轉的機械設備要求電動機具有較小的轉動慣量和較大的過載能力，應選用起重的冶金用的三相異步電動機電動機，常用 YX 型（籠型）和 YZR 型(繞線型)。由于推鋼機推桿做往復運動，需要頻繁快速啟動和反轉，故選用 YZR 型電動機。 選擇電動機的容量已知推鋼機的最大推力 F=120T,推鋼速度 =，返回速度 =:1V2V推桿的最大作用力:F= 。 （31）???則推鋼機電動機的輸出功率:； （32）1/.dPFV?? 11 式中 總效率；?= ； （33）123n???式中 為傳動系統(tǒng)中每一個傳動副，軸承，聯(lián)軸器等的效率。,查表知： （齒輪齒條傳動（油潤滑） ）=～；1 （開式齒輪傳動（脂潤滑） ）=；2? （一對滾子軸承）=；3 （二級圓柱齒輪減速器）=～；4 （齒式聯(lián)軸器）=；5?則 2221345??= ?=；代入公式（32）得： =1/0wdPFV??????= WK選擇電動機容量時，應保證電動機的額定功率 等于或稍大于工作機所需的電動機edP功率 ，故取 =160 。dPed 確定電動機轉速容量相同的電動機，有幾種不同的轉速可供設計者選擇。電動機的同步轉速越高，磁極對數(shù)越少，其重量越輕。但是電動機轉速與工作機轉速相差過大勢必使總傳動比加大，致使傳動裝置的外廓尺寸與重量增加，價格提高。因此在確定電動機轉速時應進行分析比較，選擇最優(yōu)方案。 選定電動機的型號和參數(shù)綜上，查表選擇 YZR400 型冶金用電動機，額定功率 =160 ，轉速1LedPWK，轉動慣量 ，額定電壓 。587minwr??? 395Vv? 12 第四章 傳動裝置的運動及動力參數(shù)的選擇和計算 傳動比的計算與分配 傳動裝置的總傳動比由選定電動機的滿載轉速 和工作機軸的轉速 可得傳動裝置的總傳動比：mnwn； （41）awi? 總傳動比等于各級傳動比的乘積，即： ； （42）0123aniii?? 已知推桿推鋼速度 =，選定齒輪直徑 D=544mm。V則： （43）???? = ；minr所以總傳動比： =；aw? 分配各級傳動比分配傳動比主要考慮以下幾點：，不得超過最大值。，結構勻稱，避免相互間發(fā)生碰撞或安裝不便。，各級齒輪都應該得到充分潤滑。為了避免因各級大齒輪都能浸到油而使某級大齒輪浸油過深而增加攪油損失，通常使各級大齒輪直徑相近，應使高速級傳動比大于低速級，此時高速級大齒輪能浸到油，低速級大齒輪直徑稍大于高速級大齒輪，浸油稍深而已。根據(jù)以上原則，初步選定齒輪傳動的傳動比 ，則減速器傳動比04i? r/min；? 13 各軸參數(shù)的計算將傳動裝置中各軸從高速軸到低速軸依次編號，定為 0 軸（電機軸） ，1 軸（減速器低速軸） ，2 軸（齒輪軸） ；相鄰兩軸傳動比表示為 ， ；相鄰兩軸的傳動效率為 ，1i2 01?；各軸的輸入功率為 ， ， ；各軸輸入轉矩為 , , 。1?0p12T3Y；電機軸轉速 0587/min。nr?第一軸轉速 。.ri?第二軸轉速 2135/i。ni；電機軸功率 06。pKw?第一軸功率 。p Kw?????第二軸功率 22123?..98? 6.。Kw?； 電機軸扭矩 。587PTNmn???? 第一軸扭矩 511 ..1。4?? 第二軸扭矩 522954965..780。3PTn???? 14 第五章 減速器的選擇計算 減速器概述減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉速和增大轉矩以滿足各種工作機械的需要。在原動機和工作機之間用來提高轉速的獨立的閉式傳動裝置成為增速器。 減速器的作用 減速器的作用主要為：，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機額定扭矩。，慣量的減少為減速比的平方。 減速器的分類減速器的種類很多，按照傳動形式不同可分為齒輪減速器，蝸桿減速器和行星減速器；按照傳動的級數(shù)可分為單級和多級減速器；按照傳動的布置形式又可以分為展開式，分流式和同軸式減速器，常用減速器主要有；主要有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器，和圓錐圓柱齒輪減速器。齒輪減速器特點 1).齒輪采用高強度低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火而成，齒面硬度達 HRC5862，齒輪均采用數(shù)控磨齒工藝，精度高，接觸性好。