【正文】 N=250233 = 根據(jù)電機(jī)功率選電機(jī)型號J03801 傳動軸設(shè)計傳動軸是爐門提升機(jī)構(gòu)的最重要動力傳遞部件, 其尺寸小承重大, 承受著很大的彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的破壞, 是機(jī)構(gòu)損壞的危險點。所以前腿長L1=2500mm/tan5176。l—橫梁長(mm ) 。由圖中可知, 左右兩支承點一般落在鋼支柱上, 因而無需對兩支承點橫梁作過多計算, 僅需對三支點橫梁需作強(qiáng)度校核設(shè)計即可, 且最大彎矩在橫梁中心。支承架橫梁跨度和承重較大,其長度由爐體寬度決定, 其結(jié)構(gòu)形式本文采用兩支承點和三支承點方式, 當(dāng)爐體寬于1. 5m 時采用三支承形式, 一般采用兩支承點形式。 7—傳動軸。 5—提升輪。 3—鋼絲繩。圖32 爐門提升機(jī)構(gòu)1—電動卷揚(yáng)機(jī)。重錘的懸掛方式通常有雙邊重錘方式和單邊重錘方式。 上述結(jié)構(gòu)形式其使用性、通用性和經(jīng)濟(jì)性較好, 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定, 因而被廣泛使用。經(jīng)綜合分析選用第三種方案, 即整個爐門提升機(jī)構(gòu)由傳動軸、支承架、電動卷揚(yáng)機(jī)、提升輪、支承座及牽引鋼絲繩和爐門等組成, 爐門與提升輪及卷揚(yáng)機(jī)分別用鋼絲繩鏈接, 實際上是一個簡化了二卷筒結(jié)構(gòu)[17]。 ②鋼絲繩加滑輪方式。爐門上端由筑有兩個吊耳用于連接上端滑輪。 =63700 kg，爐門框金屬重量查《熱處理設(shè)備及設(shè)計》表48 得爐門金屬重量135kg。耐火材料重量為49000mm179。C，體積密度 179。因此對于耐火材料的要求應(yīng)是：耐熱，乃極冷極熱，致密，體積穩(wěn)定并有一定的強(qiáng)度[16]。還有爐渣，金屬爐氣的化學(xué)侵蝕。爐門的密封方式，利用斜面靠爐門自重壓緊，斜面角度為5186。爐門框架內(nèi)填充的耐火材料必須牢固，因爐門厚度不大，所以材料必須有較好的保溫性，宜采用超輕質(zhì)耐火材料，并精心砌筑。爐門由于經(jīng)常啟閉，所以在保證機(jī)械強(qiáng)度的條件下，重量越輕越好。 爐門與爐體架的設(shè)計 爐門除了遮蔽爐門口的輻射外，還有保持爐膛密封的作用。鍵的工作長度=L b = 56 mm，鍵與輪彀槽的接觸高度k= = 7 mm。s速度：V=所以該軸承符合條件。 軸承的校核 在設(shè)計中我選用單列圓錐滾子軸承，所選型號為：7210，查設(shè)計手冊表1523知：7210型軸承的C = 33350kN，C= 30410 kN。因，經(jīng)插值后可查得 軸的材料的敏性系數(shù)為 故有效集中應(yīng)力系數(shù)為 (222) (223)尺寸系數(shù) 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為 (224)查得碳鋼的特性系數(shù)，取，取于是，計算安全系數(shù)值，得故可知其安全。4）截面I左側(cè)抗彎截面系數(shù) (220)抗扭截面系數(shù) (221)截面I左側(cè)的彎矩M為截面I上的扭矩 =960000截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面I處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載的情況來看，截面I上的應(yīng)力最大，且不受扭矩作用，同時軸頸也較大，故不必做強(qiáng)度校核。 所以，徑向力Fr=Fttan30186。 則:dA = dB = [1+ (10 20) 224。 ～20224。 對脆料材料: [S]=(0. 8 1. 0) [R])W T —抗扭截面模量, 對于實心圓軸W T =Pd 3/16綜上所述, 由對軸的彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力分析分別求得兩個最小軸直徑d3m in和d3 3m in , 取其最大者。R — 提升輪的有效半徑(mm ) 。 對園形截面其最大的正應(yīng)力Rm ax 和最小的軸徑dm in有:Rm ax =M m axW z=32M m axPd 3≤[R] （217）式中: W z—橫截面的抗彎截面模量(對園形截面取Pd 3/32) 。R A = 0. 4G+ l2G/2 ( l1+ l2) 。 （213）(9)確定三角帶根數(shù)根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》式822得 (214)傳動比查表85c，85d 得= ,= 查表88，=；查表82，=所以取根(10)計算預(yù)緊力查《機(jī)械設(shè)計》表84，q= (215) 傳動裝置的校核 軸的校核 選定前端懸伸量C，參考《機(jī)械裝備設(shè)計》P121，根據(jù)主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺寸，這里選定C=120mm.主軸支承跨距L的確定：一般最佳跨距 ，考慮到結(jié)構(gòu)以及支承剛度因磨損會不斷降低，應(yīng)取跨距L比最佳支承跨距大一些，再考慮到結(jié)構(gòu)需要，這里取L=1000mm。(3)確定三角帶速度按公式 (4)初定中心距帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。?根據(jù)經(jīng)驗公式 取，取=600mm. (5)三角帶的計算基準(zhǔn)長度 （210）由《機(jī)械設(shè)計》表82，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計算長度 (6)驗算三角帶的撓曲次數(shù), 符合要求。由公式 （29）式中：小帶輪轉(zhuǎn)速，大帶輪轉(zhuǎn)速，帶的滑動系數(shù)。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑不宜過小，即。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動[14]。 三角帶傳動中，軸間距A可以加大。 傳動方式選取加料機(jī)構(gòu)功率傳遞采用帶傳動，其具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，造價低廉以及緩沖吸振等特點，在近代機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。視加工情況，取Ff=(3∽20%)F理 Fa 慣性負(fù)載力(Fa=ma) (N) Fr 壓縮彈簧的反作用力[Fr=c(L+σ)] L 活塞行程(m) σ 彈簧的預(yù)壓縮量(m) c 彈簧剛度(c=) G 彈簧材料的抗剪模數(shù)(Pa) d 彈簧鋼絲直徑(m) n 彈簧的工作圈數(shù)，(n=), 其中n1為彈簧總?cè)?shù)。汽缸的輸出力和缸徑的計算，通常，壓縮空氣作用在汽缸活塞上的力并不等于活塞桿的理論輸出力F理，因為在活塞上還作用有方向相反的摩擦阻力，彈簧力以及負(fù)載的慣性力[13]。上端用于固定軸承座的一面依據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》軸承座國標(biāo)鉆孔。為保證支架上端面與小車面平行，上端面也做成傾斜8176。采用承載能力強(qiáng)的槽鋼，參照《鑄造設(shè)備》沖天爐加料機(jī)構(gòu)部分內(nèi)容粗定翻斗結(jié)構(gòu)形式如下： 支架垂直高度為925mm,下端兩腿距離為800mm，上端為300mm,支架橫截面為正方形 LB=80mm80mm 支架下端焊接在小車，并盡量接近小車一端，以節(jié)省小車面板空間，便于驅(qū)動裝置的安裝。 支架為介于小車與翻斗之間，其支撐翻斗和保持運(yùn)動平衡的作用。翻斗圓弧后端有一個鉸鏈結(jié)構(gòu)，用來連接擺動汽缸以實現(xiàn)翻斗繞短軸旋轉(zhuǎn)的動作。在保證最大截面的情況下，取圓弧半徑為R500mm，斜面邊線與圓弧相切，考慮翻斗容量，翻斗壁厚不易過大，經(jīng)查閱，依據(jù)前人經(jīng)驗壁厚B=50mm，支撐短軸處的翻斗孔不應(yīng)過高，否則加料過程不靈活，易出現(xiàn)卡斗現(xiàn)象。初定翻斗總長1450mm，依據(jù)重心低的原則翻斗后端圓弧越大越好，中心越接近地面，而且重心為與支撐軸的中心線最為理想。2)截面重心(即翻斗)高低；以運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)要求，截面重心最好低一點，而且接近翻斗旋轉(zhuǎn)中心(即軸心)以致重合為好。 翻斗的設(shè)計 可以說，翻斗是自動加料機(jī)構(gòu)最重要的部件之一，而翻斗的幾何形狀則是翻斗功能的決定性要素，因而不能忽視。 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計》教材表152，取軸端倒角為245176。 安裝帶輪處的軸段直徑為65mm,其左端與右端均用套筒定位，套筒由軸肩定位，查《機(jī)械設(shè)計》P156頁，帶輪寬度：為80mm，為了使套筒端面可靠的壓緊帶輪，此軸段應(yīng)略小于套筒間的軸段。同時選軸承和帶輪因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，所以，選用單列圓錐滾子軸承，參照要求并根據(jù)d2=46mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選用0基本游隙組，DT=50mm90mm,故d2=50mm。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度[11]。因此疲勞強(qiáng)度一般不是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗算軸的強(qiáng)度。所以粗定小車尺寸，參考《鑄造設(shè)備》 圖1233得：小車車身長1600mm 寬1000mm 板厚80mm ,另小車四邊各有帶孔凸臺，臺高120mm寬120mm厚80mm 詳圖如下：圖21 小車結(jié)構(gòu)經(jīng)計算得車輪性能參數(shù)表21表21 車輪性能參數(shù)車輪直徑mm輪 距mm軌 距mm電 源V200800580220/380（ΔH接法） 總功率的確定和電機(jī)，減速器的選擇經(jīng)計算得小車性能規(guī)格參數(shù)得表22 表22 小車性能規(guī)格參數(shù)電動機(jī)減速器型號功率(KW)轉(zhuǎn)速n/min型號速比J038011000W880II 驅(qū)動軸的設(shè)計計算 初估最小軸經(jīng) 傳動軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。2 設(shè)計 車身設(shè)計車身材料選用鑄鐵。該機(jī)構(gòu)原來用于中溫爐,主要原因是支點處須用幾個軸承,受軸承使用溫度的影響,限制了該機(jī)構(gòu)的使用。這種爐門壓緊結(jié)構(gòu)也是一種結(jié)構(gòu)簡單又運(yùn)行安全可靠的機(jī)構(gòu)。　 5)爐門四連桿重力壓緊機(jī)構(gòu)四連桿爐門壓緊機(jī)構(gòu)是從國外引進(jìn)的一種新型爐門壓緊結(jié)構(gòu)。當(dāng)爐門落到此處時,滾輪在30176。爐門兩側(cè)的定位滾輪是沿著立柱上一條固定的軌道上下移動,在爐門到達(dá)最低點位置處,軌道有一段能使?jié)L輪向內(nèi)產(chǎn)生水平位移的30176。斜軌道壓緊機(jī)構(gòu)30176。彈簧壓緊爐門設(shè)計的關(guān)鍵是根據(jù)爐門的大小和重量確定爐門的壓緊力,合理確定彈簧的有關(guān)參數(shù)(最小工作負(fù)荷、最大工作負(fù)荷和工作行程) ,然后通過優(yōu)化設(shè)計確定彈簧的直徑和長度。這時活動軌道退回到原位,即與爐門上端的固定軌道成一條直線,爐門提升到固定軌道上,完成爐門打開。氣缸通過連桿與活動導(dǎo)軌連接,爐門壓緊時,氣缸驅(qū)動軌道帶動爐門兩側(cè)的滾輪將爐門與爐門框壓緊。當(dāng)氣缸松開后爐門上升時,爐門兩側(cè)的滾輪沿著斜凹軌道運(yùn)行,使?fàn)t門產(chǎn)生向外水平位移,爐門與爐門框分離。1) 固定軌道形式,即爐門兩側(cè)的定位滾輪是沿著一條固定的軌道上下移動。爐門是通過其定位滾輪沿著軌道垂直升降。(2)爐門氣缸壓緊機(jī)構(gòu)爐門氣缸壓緊機(jī)構(gòu)是用氣缸驅(qū)動一套連桿機(jī)構(gòu)壓緊爐門。這是用于加熱爐的一種較為理想的壓緊機(jī)構(gòu)。這時環(huán)行鏈條還在向下移動,驅(qū)動連接板以爐門支承軸架的軸為軸心轉(zhuǎn)動,是與環(huán)行鏈條成鈍角方向轉(zhuǎn)動(離開連接板限位塊) ,此前連接板與環(huán)行鏈條成直角姿態(tài)。爐門升起的高度由行程開關(guān)控制,并由減速機(jī)的制動電機(jī)制動鎖住。這時,爐門仍停留在立柱擋鐵裝置。當(dāng)爐門在環(huán)行鏈條驅(qū)動下,上移使?fàn)t門擋鐵離開爐前立柱擋鐵裝置時,爐門先后有兩個動作:第一個動作　爐門向外平移環(huán)行鏈條向上運(yùn)動時,開始爐門在其重量作用下停留在立柱擋鐵裝置,環(huán)行鏈條僅驅(qū)動爐門壓緊結(jié)構(gòu)的連接板以爐門支承軸架的軸為軸心轉(zhuǎn)動,當(dāng)連接板轉(zhuǎn)到與環(huán)行鏈條垂直時止住(碰上連接板限位塊) ,此前連結(jié)板與環(huán)行鏈條成鈍角姿態(tài)。當(dāng)減速機(jī)通過鏈輪、鏈條驅(qū)動環(huán)行鏈條時,爐門就隨著滾輪沿垂直的滾輪軌道作上下移動。爐門是用設(shè)在兩側(cè)支承軸架通過連結(jié)板與滾輪支承拉桿絞接,形成四連桿。幾種機(jī)構(gòu)簡介如下:(1)鏈條動力式壓緊爐門鏈條動力式爐門壓緊機(jī)構(gòu)是本院在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上,研制開發(fā)的一種新型爐