【正文】 最后，我還是得感謝劉老師在此次設計中給予我充分的 指導，他的耐心 給與我們更多機會充分的探究自己所設計的課題 ， 他 嚴謹?shù)?作風讓 我們 學會了設計工作不得有半點馬虎 ， 他用那淵博的知識為我們解決設計中遇到的各類疑難問題；在這里我也感謝所有培養(yǎng)我們，給予我們知識，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！ 。 在設計的過程中，要感謝幾個對于我設計給予幫助的同學，張浩東同學在我沒有數(shù)據(jù)的情況下，給我出主意，做運動分析；張仲起和我一起研究集卷器的運動情況；劉偉同學在我設計作圖和修改的過程中，給我講解不少 CAD 作圖的快捷方法；涂淑榮同學在我選擇擺動油缸的時候，給予我指導。其中《機械設計》的知識在設計中占有很大一部分比例， 而液壓擺動油缸是我在翻閱幾次《機械設計手冊》之后，最終確定下來的，再設計過程中《機械設計手冊》第五版也給予我很內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 38 大的幫助，通過這樣的設計，我 發(fā)現(xiàn) 自學 和探究的樂趣，很大程度的提及了自己對機械設計的熱愛 。期間涉及到的知識來源于我們先前所學的課本有：《機械設計》、《理論力學》、《材料力學》、《機械原理》、《機械制圖》等。由 這幾 次 的失誤我更加了解到機械行業(yè)設計的嚴謹性，它不容有半點粗心大意，這也為我以后工作作了一次重要性的提示。還有的彎矩計算時，簡化處理時，處理的不得當，導致后面的計算出現(xiàn)錯誤。在劉云峰老師的耐心的指導下，我、張仲起和張浩東同學按時完成了這次集卷 設備 的設計工作，其中集卷 設備 的升降部分張仲起設計， 芯棒 旋轉(zhuǎn)部分 由我設計，集卷小車由張浩 東設計 。 以上是此次設計的全部具體內(nèi)容，將設計結(jié)果分別歸類如下： （ 1）芯棒：非標準件，卷筒內(nèi)徑 1500mm，卷筒高度 3351mm （ 2）主軸（見零件圖）：材料為 45 鋼 （ 3）主電機：功率 15Kw （ 4）擺動油缸： UBFZS160 型的法蘭式軸輸出雙齒條擺動油缸 （ 5）鍵： C 型鍵 bhL=4022180, bhL=4525200。因此，在集圈站的設計中應根據(jù)工藝要求相應地增設一些輔助設施。隨著高速線材軋機的發(fā)展，對集卷 設備 時要求也越 來越高。當 “芯棒內(nèi)芯軸下位 ”發(fā)出信號時，快速下降被切除，提升機構以慢速降速直至停止。 當下降時，提升機構起動以慢速下降，直到 “芯棒內(nèi)芯軸上位 ”的信號消除。然后，提升機構會以慢速繼續(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。 當內(nèi)心軸完全升起時，內(nèi)心軸將鼻錐從支撐分離爪上托起。提升機構是固定的 (不旋轉(zhuǎn) )，動作時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)，避免造成雙芯棒運行時的抖動，以及避免到達末端 時對機械擋塊的沖擊。 1176。,14176。由于雙芯棒的轉(zhuǎn)動慣量較大，在調(diào)試過程當中，雙芯棒存在運行抖動和沖擊行程末端機械擋塊的問題，所以在程序設計當中，在雙芯棒旋轉(zhuǎn)過程當中采用四個階段分別給出旋轉(zhuǎn)速度，并且每個階段的行程各不相同，分別為 3176。旋轉(zhuǎn)機構由一電液比例換向閥來控制 。 芯棒臂的 180176。該信號用于在線 卷尾部進集卷筒之前將線卷托板降到集卷筒以下。當檢測線卷尾部的光電管給出 “風冷線檢測到線卷尾部 ”信號時，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，則起動線卷托板升降傳動，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，使托板以 3 Hz的慢速 下降 6s。高度控制是基于光電管對筒內(nèi)線卷頂部所到位置的檢測來 進行的，集卷筒內(nèi)沿垂直位置從上到下共裝設了三個光電管以檢測線卷頂部所到達的不同高度，以實現(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 雜，且不是此次設計的主要部分， 這里僅僅 介紹重點控制程序。 根據(jù)以上工藝要求，集卷 設備 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)，它是一種先進的可編程邏輯控制器。 運卷小車升 /降和高度控制 。 內(nèi)芯棒升 /降和 高度控制。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 32 集卷室門開 /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 /閉合控制 。全線通過配備三級自動化網(wǎng)絡，相互通信、資源共享、并行運算、形成集中管理分散控制的自動化系統(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)，用于傳輸人機接口 (HMI)的監(jiān)控操作信息，并可通過該網(wǎng)進行 PLC 編程監(jiān)控。 PLC 機型采用 GE Fanuc 9070。這兩種驅(qū)動的控制方式也大不相同。芯軸轉(zhuǎn)換、運卷小 車行走、盤卷筐、壓板則由液壓比例閥控制。打開擋板、壓板，盤卷筐降到低位，準備下次循環(huán)。芯軸旋轉(zhuǎn)到位后，內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 31 若承卷平臺己升到最高位，則放下鼻錐，合攏承卷平臺。與此同時，承卷平臺快速下降，鼻錐抬起。當集卷簡中的盤卷再次達到指定高度時，承 卷平臺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輸來的散卷收集成盤卷，并使之掛在 PF 線的 C 型勾上。這 里 重點介紹高速線材廠單體最復雜的設備集卷站的控制。 高線設備存在機列多、輥道長，通過以上分析可以看出，集中潤滑對其具有很好的實用性，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長設備壽命，減少工作強度都有一定益處。③ 集中潤滑比手工加油節(jié)約油脂 60%70%；① 減少設備的磨損，軸承壽命可延長 4 倍 10 倍 。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 30 圖 1集卷筒潤滑形式 雙線干油集中潤滑的優(yōu)點是 :① 壓力高、流量大、油脂輸送距離遠同時實現(xiàn)多點供油 。雙線分配器用于雙線式集中潤滑系統(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活塞排油，完成向各個潤滑點定量分配油脂的功能。操作人員的勞動強度也增大。內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 從圖 圖 3 可知潤滑點共有 18 點，由于 集卷筒動作周期短，動作頻繁，且集卷溫度最高達 600℃ ，各動作回轉(zhuǎn)點需要及時潤滑，且集卷筒的機組布置中處 在地平面以下，實際連續(xù)生產(chǎn)過程中，操作人員根本沒法接近設備，更無法定期給各潤滑點注油。為保證軸承的使用，圖 3 需要均勻引出留個潤喝點。這樣可以大大改善了工作狀況，確保運轉(zhuǎn)正常及延長預期的壽命。 具體到本次設計的集卷器，芯棒的托盤和支撐架之間要有相對摩擦，因此就要發(fā)生磨損，在中間加入潤滑劑，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 滑必不可少綜合各種因素，潤滑方式采用噴油潤滑。 FUTAN濾芯是國內(nèi)針對精軋機潤滑系統(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 ,能有效解決上述問題。為保證軋機的可靠運行，我們選用精軋機專用 FUTAN濾芯和新型過濾工藝技術，以確保油液清潔度。精軋機潤滑系統(tǒng)油液黏度高，流量大，污染物多，又有冷卻水隨時可能浸入，導致潤滑油污染度增加，這種工況在我國傳統(tǒng)冶金軋制領域中是不多見的。劣化的形式有使用劣化、自然劣化、偶然劣化三種。液壓潤滑設備的劣化會使其技術性能下降，精度降低及壽命縮短。軋機各部位液壓潤滑系統(tǒng)應做好開機前的檢查工作和運行期間的巡回檢查。 一、建立科學的潤滑管理體系 高速線材軋鋼生產(chǎn)線潤滑設備是技術含量很高的現(xiàn)代潤滑 控制系統(tǒng)，其正常運行是軋鋼生產(chǎn)線正常運行的重要保證。生產(chǎn)線由加熱爐、 初軋、中軋、預精軋、精軋、吐絲機、打包機等組成。 所以關于便于拆、裝的改進有待研究。 5)傾翻裝置裝、拆困難，同時必須注意所有聯(lián)結(jié)螺栓的防 松問題。 為了使傳動軸與擺動油缸好裝、拆，設計了帶矩形花鍵的傳動軸，采用此軸，必須把與軸相配的擺動油缸上直徑 140mm孔也改成同類矩形花鍵結(jié)構。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)傳動軸是雙芯棒回轉(zhuǎn)機構的中樞元件，該軸所有的改進都為了便于拆裝、維修和內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 27 使用方便，對這一重要傳動元件 的合理改進，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。把芯棒的 260mm 尺寸改成固定的310mn,使用證明效果很好。原來芯棒在垂直位置張開是為接卷時把線卷撐開 。但是由于轉(zhuǎn)架內(nèi)部空間位置太緊湊，布置這兩套機構以及裝、拆都很困難，而目這 些機構不好用，常出問題影響生產(chǎn)。 原雙芯棒在旋轉(zhuǎn) 180176。選擇合理尺寸將其改成固定芯棒，既簡化結(jié)構減輕了重量又減小了擺動油缸的工作負荷。 雙芯棒集卷 器 存在的主要問題及改進 1)在雙芯棒集卷 器 中，鼻錐晃動是影響生產(chǎn)的常見問題之一，其產(chǎn)生的原因須從結(jié)構、制造、安裝、使用等多方 面分析并針對性的采取改進措施，徹底解決問題。因此，在集圈 器 的設計中應根據(jù)工藝要求相應地增設一些輔助設施。隨著高速線材軋機的發(fā)展，對集卷 器 時要求也越來越高。它是緒論的具體化，深入和延伸，以下將對一些日常維護作一些 簡明的敘述。與此同時，也提高了線材生產(chǎn)的安全線水平。 至此，該 集卷站 最關鍵部件的設計計算與校核均已進行完畢，從 擺動油箱、主軸 到芯棒 、聯(lián)軸器以及鍵等的強度均符合要求負載的工作特性，有些部件甚至遠遠大于普通的安全系數(shù)，這其實適用了現(xiàn)代化線材生產(chǎn)多樣化的要求。因此選用《機設 手冊 》 2 表 6231 的 JM I 16 型聯(lián)軸器， 其公稱轉(zhuǎn)矩 nT? 40000N 能準確傳遞轉(zhuǎn)速，運轉(zhuǎn)無轉(zhuǎn)差，可用于精密機械的傳動。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 25 適應高溫（ 80+300）和 惡劣環(huán)境中工作，并能在有沖擊、振動條件下安全動行。 具有明顯的減震作用，無噪聲，無磨損。m） l— 鍵的接觸尺度（ mm）此處 l =Lb 鍵連接強度滿足要求。 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。普通平鍵用語靜連接，靠側(cè)面?zhèn)鬟f運動和轉(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 由標準中選 定；鍵的長度 L 可根據(jù)輪轂長度來確定，輪轂長度一般?。?~2） d，鍵長等于或略小于輪轂長度，導鍵按輪轂長度及其華東距離而定。 UBFZS160 法蘭式擺動油缸其輸出軸直徑為 165mm，輸出軸露在外部的部分長度為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 ? 因為標準聯(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，或是將擺動油箱的輸出軸的尺寸從 165mm加工到 160mm，考慮到方便起見將聯(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，其轉(zhuǎn)矩為 59496N~720176。旋轉(zhuǎn)，故選用擺動油缸可以實現(xiàn)這樣的運動。 校核危險截面安全系數(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)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 22 D d 200 180 4r5r5 d 180?????? , ???? (查表 6132 得 ) 鍵槽 , ???? 鍵槽處應力集中系數(shù) , ?????(查表 6132 得 ) 粗糙度的表面質(zhì)量系數(shù) ?? （查表 6137 得） 絕對尺寸影響系數(shù) , ?????(查表 6135 得 ) 對稱循環(huán)的扭轉(zhuǎn)應力幅 τa和平均應力 τm（查表 6126 得） apmT 33 2