【正文】 1 9 30Z 10 940? ? ? ??? 危險(xiǎn)截面安全系數(shù) S 1amSSK1351. 630 0. 21 00. 93 0. 62. 7?????????? ? ? ??????? ??? ? ????? ?? SSp =(Sp為許用安全系數(shù) ) 故軸的強(qiáng)度足夠 截面 AA 處的鍵槽和截面 CC 處的鍵槽尺寸一致，以便統(tǒng)一加工刀具。 (5)軸的疲勞強(qiáng)度校核 確定危險(xiǎn)截面 根據(jù)載荷分布及應(yīng)力集中部位，取軸上四個(gè)截面（ Ⅰ Ⅳ ）進(jìn)行分析。 圖 1 軸的草圖 （ 4）計(jì)算支承反力、彎矩及扭矩 軸 的受力簡(jiǎn)圖、水平面及垂直面受力簡(jiǎn)圖 （見(jiàn)下圖） 因?yàn)檩S的上端由托架支撐，故無(wú)支承反力，也無(wú)彎矩 33P 1 5d = A 1 1 0 1 7 5 m m60n 16??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 ） 21 圖 1 軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和扭矩圖 芯棒加速時(shí)的轉(zhuǎn)矩為 33219N 考慮到軸端有鍵槽，且需要乘以一定的安全系數(shù)，取 d=180mm （ 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 取軸頸處為取軸頸處為 180mm，與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器 GY12 孔徑相同。 主 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 Td33TW33214N m 10 m??????? 軸的材料選用 45 鋼，其許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 [τr]=140MPa τT[τr],故其扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度足夠滿足條件。因?yàn)檗D(zhuǎn)軸工作時(shí)，受彎距和轉(zhuǎn)距聯(lián)合作用，而彎距又與軸上的載荷大小及軸上零件相互位置有關(guān)，所以當(dāng)軸的結(jié)構(gòu)尺寸未確定前，無(wú)法求出軸所受的彎距。 對(duì)于機(jī)器的一般轉(zhuǎn)軸，主要應(yīng)滿足強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的要求；對(duì)于剛度要求高的軸（如機(jī)床主軸），主要應(yīng)滿足剛度要求；對(duì)于一些高速機(jī)械的軸（如機(jī)床主軸），主要應(yīng)滿足剛度的要求；對(duì)于一些高速機(jī)械的軸（如高速磨床主軸、氣輪機(jī)主軸等），要考慮滿足穩(wěn)定性的要求。合金鋼在常溫下的彈性模量和碳素鋼差不多，故當(dāng)其他條件相同時(shí)，用合金鋼代替碳素鋼不能提高軸的剛度。碳素鋼比合金鋼價(jià)格低廉，對(duì)應(yīng)力集中敏感性小，可進(jìn)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 ） 19 行熱處理改變其綜合性能，且加工工藝性好，故應(yīng)用最廣。 選擇軸的材料，應(yīng)考慮下列因素：（ 1）軸的強(qiáng)度，剛度及耐磨性要求；（ 2）熱處理方法；（ 3）材料來(lái)源；（ 4）材料加工工藝性；（ 5）材料價(jià)格等，一般常用的有以下幾種： 優(yōu)質(zhì)中碳鋼，如 35， 45， 50 鋼，其中 45 鋼用得最多。一切回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)零件（如：齒輪、蝸輪、帶輪、鏈輪、聯(lián)軸器等），都必須安裝在軸上才能傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。m/3105=170MPa 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱機(jī)） 1， 315 查的 [σ]=375MPa， σ1=170MPa[σ]=375MPa 所以芯棒滿足強(qiáng)度要求 ,并有很大的安全儲(chǔ)備。㎜ 從圖中知， 11 面是危險(xiǎn)截面。㎜ G2=1890Kg，由 G1產(chǎn)生的力矩 MG2= G2l MG2=3166695 ㎏ 卷筒長(zhǎng)度為 L=3351mm，線卷長(zhǎng)度為 l=2021mm。㎡ 角加速度 ε為 0t??? ?? ω為勻速運(yùn)動(dòng)的角速度 ω0為初始角速度 ε≈2rad/s2 主軸受到的扭轉(zhuǎn)力為 1 1 12 2 2F m r 6 3 5 8 NF m r 1 2 6 8 9 N? ? ?? ? ? 計(jì)算扭轉(zhuǎn)力矩 主軸所承受的扭矩 Md d 1 2M J (J J? ? ? ?+ ） =（ 6035+10571） 2 =33214(N 所以求得轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J J2 21 11J mr? =6035 ㎏ 因?yàn)榧铀贂r(shí)間極短， 設(shè) 為 ，可當(dāng)做勻速運(yùn)動(dòng)圖 受力分析圖 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 ） 13 8s。 具體方案如下： 由擺動(dòng)油缸采用聯(lián)軸器帶傳動(dòng)軸，通過(guò)主軸將運(yùn)動(dòng)和力矩傳遞給芯棒，從而達(dá)到芯棒旋轉(zhuǎn)運(yùn)輸線圈的目的。盤(pán)卷筐由升降機(jī)構(gòu)抬起或降下，使盤(pán)卷能更好地脫離芯棒和掛上 C型鉤，擋板和壓板保證盤(pán)卷從脫離芯棒到掛上 C型鉤的過(guò)程中不致于散卷。運(yùn)卷小車(chē)由行走小車(chē)，盤(pán)卷筐升降機(jī)構(gòu)，擋板和壓板組成。承器平臺(tái)上的盤(pán)卷完全落在芯棒上時(shí) ， 承卷平臺(tái)由液壓缸驅(qū)動(dòng)向兩側(cè)張開(kāi)，以便芯棒回轉(zhuǎn)。 承卷平臺(tái)由鏈傳動(dòng)升降，線圈順集卷筒落下時(shí)，先落在承卷平臺(tái)上。由運(yùn)卷小車(chē)將盤(pán)卷卸下，一個(gè)周期結(jié)束后，兩根芯棒旋轉(zhuǎn) 180176。角，回轉(zhuǎn)角度為 180176。 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 ） 11 圖 垂直雙芯棒集卷 器 雙臂芯棒位于集卷筒下部，由兩根相互垂直的芯棒和底部的回轉(zhuǎn)液壓缸傳動(dòng)裝置組成。 集卷筒的作用是使線圈形成以芯棒為中心的盤(pán)卷。因此，設(shè)備能夠運(yùn)行平穩(wěn)、準(zhǔn)確，無(wú)沖擊。 目前，新建高線廠多用垂直式雙芯棒集卷器，因?yàn)檫@種集卷器是有雙芯棒交替工作，因此，集卷站可以一邊集卷一邊卸卷，工作過(guò)程有很大的重疊量，生產(chǎn)節(jié)奏加快了，因此，更能適應(yīng)高速線材軋機(jī)的發(fā)展，且 該設(shè)備的動(dòng)力全為液壓系統(tǒng)。雙芯棒集卷 器 而過(guò)去單芯棒集卷 器 曲基礎(chǔ)很深，即使是高架廠房，其基礎(chǔ)也很深 (約 7． Om)。誤差的積累，使旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的兩芯棒連線不可能總是經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的中心。 從集卷工序上可知，風(fēng)冷線運(yùn)卷輥道輥面到旋轉(zhuǎn)平臺(tái)有 3m多的落差，而旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的傳動(dòng)為多級(jí)裝配。往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。齒輪安裝 在液壓馬達(dá)的傳動(dòng)軸上，通過(guò)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。 水平 180176。在旋轉(zhuǎn)集卷 器 中又有兩個(gè)垂直芯棒的集卷 器 ，和水平 180176。收集過(guò)程中采用了 “光柵 ”高度控制裝置，以使操作工可以選擇適宜的成卷位置。 )它使集好的卷順利的落到雙臂芯軸上的最底位置。它是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)，帶動(dòng)小齒輪 1，驅(qū)動(dòng)帶外齒的大直徑球軸承的外圈 2，該外圈支撐著布卷器葉片 3，布卷器旋轉(zhuǎn)速度為 45rpm。 圖 分離爪動(dòng)作原理圖 分離爪 中心筒 氣缸 同時(shí)，設(shè)計(jì)增加了 布卷器，其功能是使線材以減小成卷高度的方法盤(pán)成卷，也使盤(pán)圈在拉絲廠有很好的松卷特性。此時(shí)線圈收集板打開(kāi)，雙臂芯軸旋轉(zhuǎn)，使線圈由垂直位置轉(zhuǎn)成水平位置，由運(yùn)卷小車(chē)將卷運(yùn)走。這就允許軋 機(jī)以正常生產(chǎn)節(jié)奏軋制。 圖 集卷筒的結(jié)構(gòu)及工作原理圖（以垂直式雙芯棒為例） 線圈經(jīng)鼻錐落到集卷筒上的的過(guò)程 集卷筒功能是將散布在移動(dòng)的運(yùn)輸鏈上的線材集成盤(pán)卷，以便于運(yùn)輸。延時(shí)的目的是為了支撐線卷的端部 C 型鉤能支撐到線卷端部為止 。 集卷器動(dòng)作順序 線卷從芯棒移送到型鉤上的正常自動(dòng)順序 , 后擋卷板閉合 , 壓卷臂前進(jìn) C 型鉤方向行走 C 型鉤送卷小車(chē)升降機(jī)構(gòu)降下 6 步啟動(dòng)并經(jīng)一可調(diào)的時(shí)間延時(shí)后 ,后擋卷板打開(kāi) , 壓卷臂回退。 卷重： 2140Kg 托盤(pán)行程： 3100mm 受卷站 : 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 ） 6 接收板行程： 3100mm 集卷最大高度： 3070mm（螺紋盤(pán)條） 翻轉(zhuǎn)掛卷站： 翻轉(zhuǎn)角度： 90176。 集卷 設(shè)備 的主要技術(shù)參數(shù) 型式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 雙臂芯軸升降，旋轉(zhuǎn)式，帶有線圈分配器 傳動(dòng)方式：托盤(pán)電動(dòng)鏈傳動(dòng) 集卷筒內(nèi)徑： 1500mm 定位錐豎直行程： 50mm 形成盤(pán)卷： 盤(pán)卷外徑： 1250mm。當(dāng)一卷己收集好的線卷被卸下時(shí)， 提供一個(gè)緩沖空間。 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 ） 5 第二章 主要零部件設(shè)計(jì) 集卷 設(shè)備 的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 集卷 設(shè)備 工作原理 集卷 設(shè)備 的組成： 由集卷筒、線卷盤(pán)、雙臂芯棒和線卷運(yùn)輸小車(chē)組成，并設(shè)有線圈分配器（有叫布卷器），以保證盤(pán)卷最佳高度及線頭位置。 通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)將大學(xué)期間學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合進(jìn)行綜合應(yīng)用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力，熟悉機(jī)械裝置設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程。 而隨著高速線材軋制技術(shù)和軋制速度的不斷提升，其配套設(shè)備也面臨著革新，集卷 站 是高線生產(chǎn)鏈中一個(gè)重要的 環(huán)節(jié) ， 集卷器就是線圈收集這一環(huán)節(jié)的主要設(shè)備， 其狀況的好壞對(duì)生產(chǎn)有著重要的影響。 由此，我們可以勾畫(huà)出線材生產(chǎn)線的前景：首先，連鑄坯源源不斷地由煉鋼車(chē)間連鑄機(jī)送出來(lái)，經(jīng)過(guò)在線連續(xù)探傷儀檢驗(yàn)鋼坯缺陷，用在線火焰清理機(jī)進(jìn)行表面火焰清理，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 ） 4 并自動(dòng)分選鋼坯，進(jìn)入中間保溫爐；鋼坯在大壓下軋機(jī)上一次軋成線材軋機(jī)所需要的小鋼坯；此后，在 送入帶自動(dòng)控制尺寸和最小張力控制的單線無(wú)扭高速線材軋機(jī)，線材尺寸公差可達(dá)到 ? 毫米；線材以 100 米每秒以上的速度離開(kāi)精軋機(jī)組，經(jīng)過(guò)自動(dòng)控制水量的間歇水冷套管預(yù)冷后在高速飛剪上切頭；然后進(jìn)入圈器，經(jīng)過(guò)有效的散拳控制冷卻處理后集成 3 噸以上重的盤(pán)卷；再經(jīng)高效率的運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)至自動(dòng)檢驗(yàn)站和自動(dòng)打捆機(jī)，進(jìn)行打捆，包裝和掛標(biāo)簽，過(guò)磅，最后再運(yùn)往自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都由電子計(jì)算機(jī)控制和管理，并通過(guò)彩色電視并在各個(gè)中心控制站顯示。要實(shí)現(xiàn)線材軋機(jī)的尺寸自動(dòng)控制和最小張力控制，以提高線材質(zhì)量。 線材生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)全盤(pán)控制和管理也是線材生產(chǎn)的發(fā)展方 向。毫無(wú)疑問(wèn)，隨著軋制速度不斷，增大盤(pán)重和加大鋼坯斷面的趨勢(shì)必將繼續(xù)下去。 21 世紀(jì)的發(fā)展之路 ,是跟蹤世界先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展 ,發(fā)揮現(xiàn)有集卷站的技術(shù)優(yōu)勢(shì) ,滿足金屬制品的需要。線材軋制工程中各部分的溫度差異，以及卷曲成盤(pán)卷后冷卻過(guò)程中個(gè)部分的差異，都會(huì)使線材沿全尺的金相組織和性能不均勻，這就造成了 線材 生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性。這種工藝特點(diǎn)在其他熱軋型鋼生產(chǎn)中不這樣明顯。據(jù)測(cè)定在普通橫列式軋機(jī)上，最后道次線材頭尾溫差可達(dá)200℃ 以上，線材各部分溫度的差異，導(dǎo)致了線材各部分在軋制時(shí)的變形情況不同和 冷卻到常溫時(shí)的收縮量不同，而形成的各部分?jǐn)嗝娌煌@不 但 會(huì)造成線材沿長(zhǎng)度方向上內(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 ） 3 的端面尺寸的 不均勻性，而且往往導(dǎo)致線材前半部分尺寸合乎精度要求而后半部分超出允許公差范圍，或中部合乎尺寸要求而頭尾超出允許的尺寸公差。其原因是線材比圓鋼細(xì)而長(zhǎng)，表面積大，溫降非?？?，在軋制到最后幾道次的的時(shí)候，能保持軋件在熱加工溫度范圍的時(shí)間非常短，這就容易造成由于溫度急劇下降而超出了允許的軋制溫度下限，使整根線材成為廢品。 線材雖然是型鋼中尺寸最小的圓鋼，但是由于線材的尺寸精度和機(jī)械性能要求高，軋件速度又非?？欤纳a(chǎn)工藝和設(shè)備相對(duì)于普通圓鋼要復(fù)雜的多。 軋制后可直接用于鋼筋凝土的配筋和焊接結(jié)構(gòu)件，也可經(jīng)再加工使用。例如，經(jīng)過(guò)拉拔成為各種鋼絲，再經(jīng)捻制而成為鋼繩，或編制成鋼絲網(wǎng)；經(jīng)過(guò)熱鍛或冷鍛成鉚釘；經(jīng)過(guò)冷鍛及滾壓成螺栓；以及經(jīng)過(guò)各種切削加工及熱處理制成機(jī)器零件或工具；經(jīng)過(guò)纏繞成型及熱處理成彈簧 …… 線材的應(yīng)用范圍不僅相當(dāng)廣泛，而且用量也很大。 線材的用途很廣，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)中線材占有重要的地位。 2021 年我國(guó)出口線材 萬(wàn)噸，較內(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 ） 2 上年增加 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) %；進(jìn)口 萬(wàn)噸，較上年減少 萬(wàn)噸。近幾年國(guó)內(nèi)線材產(chǎn)量基本與國(guó)內(nèi)粗鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)速度差不多，保持在 20%左右， 2021 年增速有所減緩，降低至 %，總量則相對(duì) 2021 年增長(zhǎng)了近一倍。按照鋼材分配目錄和用途不同，線材包括普通低碳鋼熱軋圓盤(pán)條、優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤(pán)條、碳素焊條盤(pán)條、調(diào)質(zhì)螺紋盤(pán)條、制鋼絲繩用盤(pán)條、琴鋼絲用盤(pán)條以及不銹鋼盤(pán)條等 。習(xí)慣上 8mm以上列入優(yōu)質(zhì)型材， 8mm以下列入金屬制品。如 08F、 35Mn、50Mn、 6 75Mn等。普通線材主要用于建筑、拉絲、包裝、焊條及制造螺栓、螺帽、鉚 釘?shù)?。按鋼材分配目錄，線材包括普通低碳鋼熱軋盤(pán)條、電焊盤(pán)條、爆破線用盤(pán)條、調(diào)質(zhì)螺紋盤(pán)條、優(yōu)質(zhì)盤(pán)條。線材大多用卷材機(jī)卷成盤(pán)卷供應(yīng)，故又稱為盤(pán)條或盤(pán)圓。 全套圖紙，加 153893706 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)