【文章內(nèi)容簡介】 占一半。 與焊管相比，無縫管具有橫截面性能均勻，張度高，承載能力大等特點(diǎn)，所以地質(zhì)鉆探、石油開發(fā)，鍋爐制造、機(jī)械、建筑等行業(yè)大量采用無縫管，在原子能、航天等?，F(xiàn)在化科技工業(yè)中，無縫管也占有相當(dāng)重要的地位，具有工業(yè)面管之稱。 隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步。用戶對無 縫管的品種、質(zhì)量提出了更高要求。例如：外徑范圍大薄壁、高精度、成分性能波動(dòng)范圍窄，可靠性高等，因此，無縫生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，采用先進(jìn)生產(chǎn)手段為國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展提供品種、規(guī)格對路，品質(zhì)優(yōu)良的無縫管，從而取得良好的社會(huì)效益和企業(yè)效益。 前面我們提到了機(jī)組老化的問題，所以對機(jī)組改造、提高其生產(chǎn)力是現(xiàn)今無縫鋼管廠的首要問題。所以今后無縫管的發(fā)展將由擴(kuò)大生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)為繼續(xù)采用先進(jìn)技術(shù)擴(kuò)大品種，提供實(shí)物質(zhì)量和降低成本。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 三、冷床類型及其概述 在開坯、型鋼及鋼管軋機(jī)上，冷床用來冷卻熱軋后的軋件。在冷床上，軋件是在緩慢的橫向移動(dòng)過 程中逐漸冷卻的。因此，實(shí)際上冷床和橫列式軋機(jī)前后的拉鋼機(jī)一樣，從其完成機(jī)械的動(dòng)作來看是相同的，都是屬于橫向移送軋件的運(yùn)輸設(shè)備。 在線材軋機(jī)上，盤卷的運(yùn)輸與冷卻設(shè)備主要有鏈?zhǔn)剑ɑ虬迨剑┻\(yùn)輸帶和鉤式冷卻運(yùn)輸機(jī)或兩種組合運(yùn)送冷卻方式。為了提高線材的質(zhì)量，自六十年代以來，對線材采取控制冷卻工藝，目前已發(fā)展成為采取強(qiáng)制水冷與散卷冷卻相結(jié)合的較完善的冷卻方式。 冷床的類型： 冷床按其用途分：型鋼冷床、方坯冷床、鋼板冷床、圓鋼（或管坯）冷床及鋼管冷床。 型鋼冷床 型鋼冷床用以冷卻除定尺短坯以外的各種坯料及型鋼。型鋼冷 床按其床面固定或運(yùn)動(dòng)分作兩大類： 在中型以上的型鋼車間中，冷床臺(tái)架通常是固定不動(dòng)的，軋件在冷床上的橫向移動(dòng)，一般是通過多爪齒條式推鋼機(jī)、多爪曲柄連桿式推鋼機(jī)、帶拔爪的繩式或鏈?zhǔn)嚼摍C(jī)進(jìn)行運(yùn)送的。 在機(jī)械化程度較高的小型車間中，為了保證斷面小而長度較長的軋件在橫移過程中不被彎曲、扭轉(zhuǎn)和表面擦傷，往往采用步進(jìn)式鋸齒形冷床，斜輥式冷床或搖擺式冷床，軋件在上述幾種冷床上的橫向移動(dòng)，是通過冷床床面本身的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)的。 目前，在中小型型鋼車間得到普遍采用的冷床有：多爪式冷步進(jìn)式鋸齒形冷床；斜輥式冷 床；小車多爪式冷床；小車潛行式冷床；搖擺式冷床等六種型式。 方坯冷床 方坯冷床用以冷卻經(jīng)剪切成定尺的方坯。 鋼板冷床 多用于中板車間，鋼板在床面上的移動(dòng)是由鋼繩小車式拉鋼機(jī)拖動(dòng)的。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 圓鋼（管坯）及鋼管冷床 這種冷床的床面沿軋件前進(jìn)方向帶有 2%的上坡度，一般多用鏈?zhǔn)蕉嘧摍C(jī)移送軋件，用于冷卻圓鋼、管坯及熱軋無縫鋼管。在近代的鋼管車間中多采用螺旋式冷床。 近年來，由于軋鋼工藝趨向無扭軋制，采用緊湊的平立輥軋機(jī)，先進(jìn)活套、計(jì)算機(jī)控制等手段，使軋制速度迅速提高。這樣一來，就對扎 線后部冷床工序提出了新的發(fā)展課題。冷床上料系統(tǒng)作為冷床的咽喉設(shè)備，其作用就是將軋件從輸入輥道運(yùn)送到矯直梁上，并在矯直梁上校直。 四、本文設(shè)計(jì)內(nèi)容 本文設(shè)計(jì)內(nèi)容為：生產(chǎn)中 180中 432mm，無縫鋼管設(shè)備上料裝置，鋼管的最大重量為 2500kg。鋼管長度為 616m. 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 第一章 方案確定 冷床一般由輸入輥道，上料裝置及冷床床身三部分組成，其中上料裝置是冷床的關(guān)鍵設(shè)備。在軋鋼車間里，冷床上料裝置的作用是將成形熱軋鋼材在高速狀態(tài)下制動(dòng)，并將其從冷床輸入輥道抬舉滑至冷床床身。冷床上料裝 置的型式有：斜塊輥輪式、平移搖桿式、扭轉(zhuǎn)升降式、曲柄擺桿式、旋轉(zhuǎn)杠桿式等。由于本文設(shè)計(jì)的為無縫鋼管冷床上料裝置。故首選曲柄擺桿式和旋轉(zhuǎn)杠桿式兩種上料裝置。下面就曲柄擺桿式上料裝置和旋轉(zhuǎn)杠桿式上料裝置做一比較，選取其一作為設(shè)計(jì)方案。 曲柄擺桿式冷床上料，與其他上料機(jī)構(gòu)相比，由于拉桿和各制動(dòng)板為杠桿平衡機(jī)構(gòu)，使其形成自平衡力系，故該上料機(jī)構(gòu)設(shè)備重量輕，驅(qū)動(dòng)功率小，但由于其支承擺桿較細(xì)。故其作為包鋼無縫冷床上料裝置不合適。因?yàn)橛捎谇鷶[桿支承的重量不大，故在冷床上要安放多個(gè)冷床上料裝置（安放數(shù)量大于 5 個(gè)），故其曲 柄擺桿式冷床上料在包鋼無縫廠有限的冷床空間內(nèi)不能安放這么多的上料裝置。而旋轉(zhuǎn)杠桿式冷床上料裝置，其旋轉(zhuǎn)臂與后面的平衡鐵相互平衡，故構(gòu)成自平衡杠桿體系。電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的質(zhì)量中不包括旋轉(zhuǎn)杠桿的質(zhì)量。即驅(qū)動(dòng)功率只用在鋼管上面又由于支承上料口的軸較粗。故抬同樣質(zhì)量的鋼管。其所需上料裝置較少。根據(jù)包鋼無縫鋼管的冷床空間，選取旋轉(zhuǎn)杠桿式冷床上料系統(tǒng)是較合適的。 此次方案確定為：設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)杠桿式冷床上料裝置。其簡圖如下： 旋轉(zhuǎn)杠桿冷床上料簡圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 第二章 傳動(dòng)部件的選擇 由于冷床上料裝置的工 作原理與起重機(jī)相似，故初步選定為起重冶金用繞線轉(zhuǎn)于異步電動(dòng)機(jī)。其新產(chǎn)品代號(hào)為： YZR。代號(hào)漢字意義：異重繞。老產(chǎn)品代號(hào)：JZR。 電動(dòng)機(jī)靜功率計(jì)算： 冷床上料機(jī)構(gòu)的靜功率為： Qamp。V。 1000hFP? 式中 QF—— 起升載荷 N amp。V —— 物品起升速度 m/s h —— 機(jī)構(gòu)總效率 QF =G=mg=2500 10=25000N ∵鋼管移送一次時(shí)間為 12s，旋轉(zhuǎn)杠桿廠 。 ∴角速度 w=212π =6π Vq=w r=6π =由于機(jī)構(gòu)為滑動(dòng)軸承，所以機(jī)構(gòu)總效率 h 查表 可選 h= ∴ 。 ? = 又∵ Pn? Hm? P。 其中 Pn —— 基準(zhǔn)按電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定功率 m? —— 基準(zhǔn)按電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)；取 m? = H —— 系數(shù)；洗線型異步電動(dòng)機(jī)取 H= P； —— 凈功率 Pn? Hm? P。= = 起重及冶金用異步電動(dòng)機(jī)（ YZ）（ JZ）性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：斷續(xù)定額，封閉自扇內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 冷式。采用高電阻鋁合金澆鑄的籠型轉(zhuǎn)子。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大能頻繁起動(dòng)。 （ 1） YZR，系列電動(dòng)機(jī)具有較大的過載能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度。適用于短時(shí)或斷續(xù)周期運(yùn)行頻繁起動(dòng)和制動(dòng)，有過載及顯著振動(dòng)。沖擊的設(shè)備。 （ 2）起重用的 YZR 電動(dòng)機(jī)的絕緣等級為 H 級，適用于環(huán)境溫度。不超過 60℃的場合。 （ 3） YZR 系列電動(dòng)機(jī)的防護(hù)等級，一般場合為 IP44，冶金使用場合為 IP54. （ 4）名牌標(biāo)示的額定數(shù)據(jù)通常 YZR 225M6型號(hào)電動(dòng)機(jī)。 技術(shù)參數(shù)： 額定功率： P=30kw FC=40% 工作方式： S3 6 次 /h 定子電流： 62A 轉(zhuǎn)子電流： 轉(zhuǎn)速： n=962r/min 額定電壓： 380V,50 hz 效率： 88% 重量： 398kg （ 1）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為： n1=962 r/min （ 2）傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 :n2=60/12=5 r/min （ 3）減速器的效率選為 （ 4）減速器的輸入轉(zhuǎn)速為： n139。=962 0%=577 r/min （ 5）傳動(dòng)比： i=577 .92/5=112 比減速器的傳動(dòng)比較大，由 于安裝時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出軸與傳動(dòng)軸垂直，故需要選擇圓錐 圓柱齒輪減速器。又因傳動(dòng)比較大，故選用三級的圓錐 圓柱齒輪減速器。由于大尺寸的圓錐齒輪較難敬請制造。因而總是把圓錐齒輪傳動(dòng)作為圓錐圓錐齒輪減速器的高速級（載荷較?。?，以減小尺寸，便于提高制造精度。 所以減速器選擇為： KSD 545112Ⅱ L 型 制動(dòng)器是用于機(jī)構(gòu)或機(jī)器減速或使其停止的裝置，有時(shí)也用作調(diào)節(jié)或者限制內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 機(jī)構(gòu)或機(jī)器的運(yùn)動(dòng)速度，它是保證機(jī)構(gòu)或機(jī)器安全正常工作的重要部件。 因?yàn)閷τ谄鹬貦C(jī)械和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及車輛等，為了 控制制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小以便準(zhǔn)確停車，則多采用常開式制動(dòng)器。冷床上料機(jī)構(gòu)相當(dāng)于起重機(jī)，它要求機(jī)器能準(zhǔn)確的停在指定的位置，故采用常開式制動(dòng)器。 由于此制動(dòng)器要與電動(dòng)機(jī)直接相連，是對電動(dòng)機(jī)起制動(dòng)作用的。故此制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩只要能大于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩即可。所以此制動(dòng)器按電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩來選。 公稱轉(zhuǎn)矩： T=9550pn=9550 30/962 = m 計(jì)算轉(zhuǎn)矩： T1=KT= = m 其中： K —— 工作情況載荷系數(shù)，查表 K= 查手冊得制動(dòng)器的型號(hào)選為 YWZ5—— 400/50 技術(shù)參數(shù)： 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 450710 N m 制動(dòng)輪直徑為： 400 mm 這種制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩、制動(dòng)時(shí)間的調(diào)整，簡便可靠，摩擦材料更換方便，制動(dòng)過程無粉塵污染，使用壽命長，可達(dá)二千萬次。 ： 聯(lián)軸器的基本功用是連接兩軸（也連接軸和其他回轉(zhuǎn)零件），并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。 有時(shí)，聯(lián)軸器也用作安全保險(xiǎn)裝置。聯(lián)軸器所連接的兩軸，只能在運(yùn)行停止后經(jīng)過裝拆 才能彼此接合或分開。應(yīng)用聯(lián)軸器可以方便地將組成機(jī)器的相關(guān)部分（如原功機(jī)部分，傳動(dòng)部分和執(zhí)行部分）連接起來。 聯(lián)軸器選用時(shí)，首先按工作條件選擇合適的類型，再按轉(zhuǎn)矩、軸徑和轉(zhuǎn)速選擇聯(lián)軸器的尺寸；必要時(shí)校核其薄弱的承載能力。 類型選擇： 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)出來的軸是要求制動(dòng)的軸，而且還要有緩沖減振功能，其壽命也不能短，而且電動(dòng)機(jī)帶減速器，所以此軸為高速軸，故選用帶制動(dòng)輪彈性柱銷聯(lián)軸器。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 載荷計(jì)算： T=9550pn=9550 30/962 = m 計(jì)算轉(zhuǎn)矩： T1=KT= = m 其中： K —— 工作情況載荷系數(shù)，查表 K= 型號(hào)選擇 ： 從標(biāo)準(zhǔn)中差得 HL26 型帶制動(dòng)輪彈性柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為 T=2021N m用轉(zhuǎn)速為 1400r/m。 技術(shù)參數(shù)： 許用轉(zhuǎn)矩： T=2021N m 許用轉(zhuǎn)速： n=1400r/min 軸孔直徑： D=75mm 軸孔長度： L=142mm 故其型號(hào)為： HLL6 聯(lián)軸器 YA75x142YA32x84 類型選擇 軸與軸之間需有相互制動(dòng)功能才能使其在適當(dāng)位置同時(shí)停止工作，又因?yàn)樾栌寐?lián)軸器聯(lián)接的軸。為兩水平的同心軸，故選用制動(dòng)輪鼓形齒聯(lián)軸器。 載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩： T=9550pn =9550 30 = m 工作情況載荷系數(shù) ： K= 計(jì)算轉(zhuǎn)矩： Tc=KT = = N m 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 型號(hào)選擇 從標(biāo)準(zhǔn)中查得 NGCL12 型聯(lián)軸器適用 主動(dòng)端： J型軸孔、 B型鍵槽 d=140mm、 L=202mm 從動(dòng)端： J型軸孔、 B型鍵槽 d=150mm、 L=202mm 故其型號(hào)為： NGCL12 140x202150x202JB 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 第 三章 旋轉(zhuǎn)杠桿 的設(shè)計(jì) 由于旋轉(zhuǎn)杠桿做順時(shí)針圓周運(yùn)動(dòng)，為使 V 型架始終保持豎直向上，則 V型架必須做逆時(shí)針圓周運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速要與旋轉(zhuǎn)杠桿圓周運(yùn)動(dòng)的相等。而 V型架的圓周運(yùn)動(dòng)是靠鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，即， n1=n2=5r/。 又因?yàn)樗鶄鬟f的功率較大，故為低速鏈傳動(dòng)，對于這種低速鏈傳動(dòng)，其主要失效形式是鏈條拉斷，故低速鏈應(yīng)按靜強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算。 根據(jù)一些已知條件初選鏈條型號(hào) 因?yàn)殒湕l做的功等于 V 形架上的鋼管做的功。 鏈與鋼管： Al=Ag =mg（ 250+225 2 ） 310? =5000 =2841N m P= At = 2841/3 1000 = 選取雙排鏈，則鏈額定功率 Po為 Po= Z Ka 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 = =