【正文】 最后，我還是得感謝劉老師在此次設(shè)計(jì)中給予我充分的 指導(dǎo)，他的耐心 給與我們更多機(jī)會(huì)充分的探究自己所設(shè)計(jì)的課題 ， 他 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?作風(fēng)讓 我們 學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)工作不得有半點(diǎn)馬虎 ， 他用那淵博的知識(shí)為我們解決設(shè)計(jì)中遇到的各類疑難問(wèn)題；在這里我也感謝所有培養(yǎng)我們，給予我們知識(shí)，在人生道路上給予我們指引方向的老師們，你們辛苦了，再次道一聲謝謝各位老師！ 。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要感謝幾個(gè)對(duì)于我設(shè)計(jì)給予幫助的同學(xué)，張浩東同學(xué)在我沒(méi)有數(shù)據(jù)的情況下，給我出主意，做運(yùn)動(dòng)分析；張仲起和我一起研究集卷器的運(yùn)動(dòng)情況；劉偉同學(xué)在我設(shè)計(jì)作圖和修改的過(guò)程中，給我講解不少 CAD 作圖的快捷方法；涂淑榮同學(xué)在我選擇擺動(dòng)油缸的時(shí)候，給予我指導(dǎo)。其中《機(jī)械設(shè)計(jì)》的知識(shí)在設(shè)計(jì)中占有很大一部分比例， 而液壓擺動(dòng)油缸是我在翻閱幾次《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》之后，最終確定下來(lái)的，再設(shè)計(jì)過(guò)程中《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五版也給予我很內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 38 大的幫助，通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，我 發(fā)現(xiàn) 自學(xué) 和探究的樂(lè)趣，很大程度的提及了自己對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的熱愛(ài) 。期間涉及到的知識(shí)來(lái)源于我們先前所學(xué)的課本有：《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械制圖》等。由 這幾 次 的失誤我更加了解到機(jī)械行業(yè)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，它不容有半點(diǎn)粗心大意，這也為我以后工作作了一次重要性的提示。還有的彎矩計(jì)算時(shí)，簡(jiǎn)化處理時(shí)，處理的不得當(dāng)，導(dǎo)致后面的計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤。在劉云峰老師的耐心的指導(dǎo)下，我、張仲起和張浩東同學(xué)按時(shí)完成了這次集卷 設(shè)備 的設(shè)計(jì)工作，其中集卷 設(shè)備 的升降部分張仲起設(shè)計(jì)， 芯棒 旋轉(zhuǎn)部分 由我設(shè)計(jì)，集卷小車由張浩 東設(shè)計(jì) 。 以上是此次設(shè)計(jì)的全部具體內(nèi)容，將設(shè)計(jì)結(jié)果分別歸類如下： （ 1）芯棒：非標(biāo)準(zhǔn)件，卷筒內(nèi)徑 1500mm，卷筒高度 3351mm （ 2）主軸（見(jiàn)零件圖）：材料為 45 鋼 （ 3）主電機(jī)：功率 15Kw （ 4）擺動(dòng)油缸： UBFZS160 型的法蘭式軸輸出雙齒條擺動(dòng)油缸 （ 5）鍵： C 型鍵 bhL=4022180, bhL=4525200。因此，在集圈站的設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工藝要求相應(yīng)地增設(shè)一些輔助設(shè)施。隨著高速線材軋機(jī)的發(fā)展，對(duì)集卷 設(shè)備 時(shí)要求也越 來(lái)越高。當(dāng) “芯棒內(nèi)芯軸下位 ”發(fā)出信號(hào)時(shí)，快速下降被切除，提升機(jī)構(gòu)以慢速降速直至停止。 當(dāng)下降時(shí)，提升機(jī)構(gòu)起動(dòng)以慢速下降，直到 “芯棒內(nèi)芯軸上位 ”的信號(hào)消除。然后，提升機(jī)構(gòu)會(huì)以慢速繼續(xù)完成提升行程。該閥既作為方向控制閥又作為比例流量控制閥。 當(dāng)內(nèi)心軸完全升起時(shí)，內(nèi)心軸將鼻錐從支撐分離爪上托起。提升機(jī)構(gòu)是固定的 (不旋轉(zhuǎn) )，動(dòng)作時(shí)將位于集卷筒處垂直位置的芯棒臂的內(nèi)芯軸升起，提升行程為 325 mm。這樣的控制能夠使得雙芯棒以比較平穩(wěn)的速度旋轉(zhuǎn)，避免造成雙芯棒運(yùn)行時(shí)的抖動(dòng)，以及避免到達(dá)末端 時(shí)對(duì)機(jī)械擋塊的沖擊。 1176。,14176。由于雙芯棒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，在調(diào)試過(guò)程當(dāng)中，雙芯棒存在運(yùn)行抖動(dòng)和沖擊行程末端機(jī)械擋塊的問(wèn)題，所以在程序設(shè)計(jì)當(dāng)中，在雙芯棒旋轉(zhuǎn)過(guò)程當(dāng)中采用四個(gè)階段分別給出旋轉(zhuǎn)速度，并且每個(gè)階段的行程各不相同，分別為 3176。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由一電液比例換向閥來(lái)控制 。 芯棒臂的 180176。該信號(hào)用于在線 卷尾部進(jìn)集卷筒之前將線卷托板降到集卷筒以下。當(dāng)檢測(cè)線卷尾部的光電管給出 “風(fēng)冷線檢測(cè)到線卷尾部 ”信號(hào)時(shí)，線卷托板將被降到底線位置。若分離爪此前已處于縮回位置，則起動(dòng)線卷托板升降傳動(dòng)，使線卷托板以 3 Hz的慢速下降 6s，并在此后該光電管每發(fā)一次信號(hào)，使托板以 3 Hz的慢速 下降 6s。高度控制是基于光電管對(duì)筒內(nèi)線卷頂部所到位置的檢測(cè)來(lái) 進(jìn)行的，集卷筒內(nèi)沿垂直位置從上到下共裝設(shè)了三個(gè)光電管以檢測(cè)線卷頂部所到達(dá)的不同高度，以實(shí)現(xiàn)集卷筒內(nèi)線卷收集的控制。 由于集卷的 PLC 控制系統(tǒng)較為復(fù) 雜，且不是此次設(shè)計(jì)的主要部分， 這里僅僅 介紹重點(diǎn)控制程序。 根據(jù)以上工藝要求，集卷 設(shè)備 的控制系統(tǒng)選用了西門子公司高性能的 S7400PLC 可編程控 制系統(tǒng)，它是一種先進(jìn)的可編程邏輯控制器。 運(yùn)卷小車升 /降和高度控制 。 內(nèi)芯棒升 /降和 高度控制。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 32 集卷室門開(kāi) /閉控制。 空氣吹掃裝置控制。 從工藝流程可以看出，集卷站的控制主要是邏輯聯(lián)鎖和順序控制，主要包括 : 1)集卷筒 隔板裝置的打開(kāi) /閉合控制 。全線通過(guò)配備三級(jí)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，相互通信、資源共享、并行運(yùn)算、形成集中管理分散控制的自動(dòng)化系統(tǒng)。監(jiān)控網(wǎng)采用通用以太網(wǎng)，連接 PLC 與各 HMI 操作站系統(tǒng)，用于傳輸人機(jī)接口 (HMI)的監(jiān)控操作信息，并可通過(guò)該網(wǎng)進(jìn)行 PLC 編程監(jiān)控。 PLC 機(jī)型采用 GE Fanuc 9070。這兩種驅(qū)動(dòng)的控制方式也大不相同。芯軸轉(zhuǎn)換、運(yùn)卷小 車行走、盤卷筐、壓板則由液壓比例閥控制。打開(kāi)擋板、壓板，盤卷筐降到低位，準(zhǔn)備下次循環(huán)。芯軸旋轉(zhuǎn)到位后，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 31 若承卷平臺(tái)己升到最高位，則放下鼻錐，合攏承卷平臺(tái)。與此同時(shí)，承卷平臺(tái)快速下降，鼻錐抬起。當(dāng)集卷簡(jiǎn)中的盤卷再次達(dá)到指定高度時(shí)，承 卷平臺(tái)慢速下降一段距離后停止。集卷站的卞要作用是將斯太爾摩輥道運(yùn)輸來(lái)的散卷收集成盤卷，并使之掛在 PF 線的 C 型勾上。這 里 重點(diǎn)介紹高速線材廠單體最復(fù)雜的設(shè)備集卷站的控制。 高線設(shè)備存在機(jī)列多、輥道長(zhǎng)，通過(guò)以上分析可以看出，集中潤(rùn)滑對(duì)其具有很好的實(shí)用性，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，減少工作強(qiáng)度都有一定益處。③ 集中潤(rùn)滑比手工加油節(jié)約油脂 60%70%；① 減少設(shè)備的磨損，軸承壽命可延長(zhǎng) 4 倍 10 倍 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 30 圖 1集卷筒潤(rùn)滑形式 雙線干油集中潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是 :① 壓力高、流量大、油脂輸送距離遠(yuǎn)同時(shí)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)供油 。雙線分配器用于雙線式集中潤(rùn)滑系統(tǒng)中，在兩條供油管交替的供油壓力作用下，并且直接由供油的壓力推動(dòng)活塞排油，完成向各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)定量分配油脂的功能。操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也增大。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 29 從圖 圖 3 可知潤(rùn)滑點(diǎn)共有 18 點(diǎn)，由于 集卷筒動(dòng)作周期短，動(dòng)作頻繁，且集卷溫度最高達(dá) 600℃ ，各動(dòng)作回轉(zhuǎn)點(diǎn)需要及時(shí)潤(rùn)滑，且集卷筒的機(jī)組布置中處 在地平面以下，實(shí)際連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，操作人員根本沒(méi)法接近設(shè)備，更無(wú)法定期給各潤(rùn)滑點(diǎn)注油。為保證軸承的使用，圖 3 需要均勻引出留個(gè)潤(rùn)喝點(diǎn)。這樣可以大大改善了工作狀況，確保運(yùn)轉(zhuǎn)正常及延長(zhǎng)預(yù)期的壽命。 具體到本次設(shè)計(jì)的集卷器，芯棒的托盤和支撐架之間要有相對(duì)摩擦，因此就要發(fā)生磨損，在中間加入潤(rùn)滑劑，可以避免金屬直接接觸，減少摩擦磨損，還可以減少熱量的產(chǎn)生和零件生銹，因此潤(rùn) 滑必不可少綜合各種因素，潤(rùn)滑方式采用噴油潤(rùn)滑。 FUTAN濾芯是國(guó)內(nèi)針對(duì)精軋機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)特殊工況研制出的專用濾芯 ,用現(xiàn)代高分子材料制作而成 ,能有效解決上述問(wèn)題。為保證軋機(jī)的可靠運(yùn)行，我們選用精軋機(jī)專用 FUTAN濾芯和新型過(guò)濾工藝技術(shù)，以確保油液清潔度。精軋機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)油液黏度高，流量大，污染物多，又有冷卻水隨時(shí)可能浸入，導(dǎo)致潤(rùn)滑油污染度增加，這種工況在我國(guó)傳統(tǒng)冶金軋制領(lǐng)域中是不多見(jiàn)的。劣化的形式有使用劣化、自然劣化、偶然劣化三種。液壓潤(rùn)滑設(shè)備的劣化會(huì)使其技術(shù)性能下降，精度降低及壽命縮短。軋機(jī)各部位液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)應(yīng)做好開(kāi)機(jī)前的檢查工作和運(yùn)行期間的巡回檢查。 一、建立科學(xué)的潤(rùn)滑管理體系 高速線材軋鋼生產(chǎn)線潤(rùn)滑設(shè)備是技術(shù)含量很高的現(xiàn)代潤(rùn)滑 控制系統(tǒng)，其正常運(yùn)行是軋鋼生產(chǎn)線正常運(yùn)行的重要保證。生產(chǎn)線由加熱爐、 初軋、中軋、預(yù)精軋、精軋、吐絲機(jī)、打包機(jī)等組成。 所以關(guān)于便于拆、裝的改進(jìn)有待研究。 5)傾翻裝置裝、拆困難，同時(shí)必須注意所有聯(lián)結(jié)螺栓的防 松問(wèn)題。 為了使傳動(dòng)軸與擺動(dòng)油缸好裝、拆，設(shè)計(jì)了帶矩形花鍵的傳動(dòng)軸，采用此軸，必須把與軸相配的擺動(dòng)油缸上直徑 140mm孔也改成同類矩形花鍵結(jié)構(gòu)。如將其分成軸和圓盤兩體分別鍛造和熱處理，局部加工之后熱裝成一體，再精加工，這樣其鍛造和加工都很方便。 3)傳動(dòng)軸是雙芯棒回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的中樞元件，該軸所有的改進(jìn)都為了便于拆裝、維修和內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 27 使用方便，對(duì)這一重要傳動(dòng)元件 的合理改進(jìn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。把芯棒的 260mm 尺寸改成固定的310mn,使用證明效果很好。原來(lái)芯棒在垂直位置張開(kāi)是為接卷時(shí)把線卷?yè)伍_(kāi) 。但是由于轉(zhuǎn)架內(nèi)部空間位置太緊湊，布置這兩套機(jī)構(gòu)以及裝、拆都很困難，而目這 些機(jī)構(gòu)不好用，常出問(wèn)題影響生產(chǎn)。 原雙芯棒在旋轉(zhuǎn) 180176。選擇合理尺寸將其改成固定芯棒，既簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)減輕了重量又減小了擺動(dòng)油缸的工作負(fù)荷。 雙芯棒集卷 器 存在的主要問(wèn)題及改進(jìn) 1)在雙芯棒集卷 器 中，鼻錐晃動(dòng)是影響生產(chǎn)的常見(jiàn)問(wèn)題之一，其產(chǎn)生的原因須從結(jié)構(gòu)、制造、安裝、使用等多方 面分析并針對(duì)性的采取改進(jìn)措施，徹底解決問(wèn)題。因此，在集圈 器 的設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工藝要求相應(yīng)地增設(shè)一些輔助設(shè)施。隨著高速線材軋機(jī)的發(fā)展，對(duì)集卷 器 時(shí)要求也越來(lái)越高。它是緒論的具體化，深入和延伸，以下將對(duì)一些日常維護(hù)作一些 簡(jiǎn)明的敘述。與此同時(shí)，也提高了線材生產(chǎn)的安全線水平。 至此，該 集卷站 最關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核均已進(jìn)行完畢，從 擺動(dòng)油箱、主軸 到芯棒 、聯(lián)軸器以及鍵等的強(qiáng)度均符合要求負(fù)載的工作特性，有些部件甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通的安全系數(shù)，這其實(shí)適用了現(xiàn)代化線材生產(chǎn)多樣化的要求。因此選用《機(jī)設(shè) 手冊(cè) 》 2 表 6231 的 JM I 16 型聯(lián)軸器， 其公稱轉(zhuǎn)矩 nT? 40000N 能準(zhǔn)確傳遞轉(zhuǎn)速，運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)轉(zhuǎn)差，可用于精密機(jī)械的傳動(dòng)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 25 適應(yīng)高溫（ 80+300）和 惡劣環(huán)境中工作，并能在有沖擊、振動(dòng)條件下安全動(dòng)行。 具有明顯的減震作用，無(wú)噪聲，無(wú)磨損。m） l— 鍵的接觸尺度（ mm）此處 l =Lb 鍵連接強(qiáng)度滿足要求。 下式中 pp 150MPa?? 。 選用 C型鍵，（ GB/T 10962021） ,與下端聯(lián)軸器連接處的鍵的尺寸 bhL=4022180,與上端聯(lián)軸器連接處的鍵的尺寸為 bhL=4525200。普通平鍵用語(yǔ)靜連接，靠側(cè)面?zhèn)鬟f運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)距，倆側(cè)面是工作面，鍵的是行表面和輪轂底面留有間隙。鍵的尺寸（鍵寬b,鍵高 h）按軸的直徑 d 由標(biāo)準(zhǔn)中選 定；鍵的長(zhǎng)度 L 可根據(jù)輪轂長(zhǎng)度來(lái)確定，輪轂長(zhǎng)度一般?。?~2） d，鍵長(zhǎng)等于或略小于輪轂長(zhǎng)度，導(dǎo)鍵按輪轂長(zhǎng)度及其華東距離而定。 UBFZS160 法蘭式擺動(dòng)油缸其輸出軸直徑為 165mm，輸出軸露在外部的部分長(zhǎng)度為220mm，故選用普通 C 型平鍵，尺寸為 bhL=4022180， b=40 極限偏差為 ? ， h=22 極限偏差為 ? 因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的尺寸能與 180 配合的，只有 160、 170、 180，故可以將聯(lián)軸器 160mm的孔加大到 165mm，或是將擺動(dòng)油箱的輸出軸的尺寸從 165mm加工到 160mm，考慮到方便起見(jiàn)將聯(lián)軸器取 160mm的加工為 165mm的孔較為方便，也節(jié)約了加工成本。在 p=16MPa 時(shí)，其轉(zhuǎn)矩為 59496N~720176。旋轉(zhuǎn)，故選用擺動(dòng)油缸可以實(shí)現(xiàn)這樣的運(yùn)動(dòng)。 校核危險(xiǎn)截面安全系數(shù) 截面 Ⅰ MⅠ =MⅣ =33219MPa 33PZ 52 2c m , Z 10 94 c m??（查表 6129 得） 彎曲疲勞極限 σ1=235MPa 扭轉(zhuǎn)疲勞極限 τ1=135MPa、抗拉極限 σb=650MPa（查表611 得） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 22 D d 200 180 4r5r5 d 180?????? , ???? (查表 6132 得 ) 鍵槽 , ???? 鍵槽處應(yīng)力集中系數(shù) , ?????(查表 6132 得 ) 粗糙度的表面質(zhì)量系數(shù) ?? （查表 6137 得） 絕對(duì)尺寸影響系數(shù) , ?????(查表 6135 得 ) 對(duì)稱循環(huán)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅 τa和平均應(yīng)力 τm（查表 6126 得） apmT 33 2