【正文】 材質(zhì)實(shí)心輥 ,輥?zhàn)颖砻鎳娝鋮s從 而辟免了輥?zhàn)幼冃?,底座采用整體焊接下部采用防滑筋與基礎(chǔ)澆灌一體 ,使整套設(shè)備堅(jiān)固穩(wěn)定。底座上部裝有格柵架位于脫錠輥前后以用于支承引錠頭。脫錠行程通過液壓缸設(shè)計(jì)行程及脫錠架下方的兩個(gè)接近開關(guān)來控制。 圖 拉矯機(jī)脫錠示意圖 1鑄坯 2拉輥 3下矯直輥 4上矯直輥 5引錠鏈 圖 四連桿液壓脫錠機(jī)構(gòu)原理圖 1引錠桿本體 2引錠桿頭 3板坯 4頂頭 5脫離液壓缸 6后退液壓缸 武漢科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 第 15 頁 其他脫引錠裝置 如下圖所示分別為單液壓缸四連桿脫引錠裝置和單液壓缸脫引錠裝置： 由設(shè)計(jì)參數(shù)可知，脫引錠裝置的工作要求是對(duì)大截面高拉坯速度的引錠桿進(jìn)行脫錠動(dòng)作，所需要的脫引錠力較大，需要結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的短鏈節(jié)脫錠裝置，參考以上個(gè)方案，可選取圖所示的機(jī)構(gòu)類型。 圖 短鏈節(jié)在線脫錠結(jié)構(gòu) 1脫錠架 2底座 3脫錠輥裝配 4支座 5格柵架 6脫錠液壓缸 圖 四連桿脫引錠裝置 圖 單液壓缸脫引錠裝置 1引錠頭 2鑄坯 3頂頭 4液壓缸 5拉坯 6輸送輥道 武漢科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 第 16 頁 五 設(shè)計(jì)內(nèi)容 脫引錠裝置設(shè)計(jì) 脫引錠力的計(jì)算 非傳動(dòng)輥沖擊鑄坯的過程分析： 初始狀態(tài)下：鑄坯在水平方向上移動(dòng) min/3mv? ，非傳動(dòng)輥與鑄坯相接處轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)棍子在豎直方向上速度為零； ：在液壓缸的施加力下，非傳動(dòng)輥加速向上移動(dòng)，其上方的鑄坯也因此獲得豎直方向的速度。輥?zhàn)拥倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律在前半段加速上升，后半段減速上升，近似認(rèn)為前后兩端行程相等，用時(shí)相同，加速度絕對(duì)值也相同。這一過程中輥?zhàn)邮┘咏o鑄坯的力包括鑄坯的重力加上使其加速向上的力 ，由于引錠頭和鑄坯的接觸面間的連接強(qiáng)度無法使引錠頭獲得同樣的上升加速度，故引錠頭與鑄坯瞬間分開； ：鑄坯被非傳動(dòng)輥抬升至距原水平面數(shù)值高度 mm192的位置，速度加速度均降為 0 ，非傳動(dòng)輥與鑄坯間受力為鑄坯的重力。由于整個(gè)分離過程持續(xù)時(shí)間很短（ ~ ? ，故可忽略整個(gè)過程中 鑄坯水平方向的運(yùn)動(dòng)。 1） 計(jì)算輥?zhàn)拥募铀俣?La ??? ： 即計(jì)算輥?zhàn)永@支座（一）旋轉(zhuǎn)的角加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律為： ?? ???? 2t212 ； 其中 )(arctan 0Lh?? 為提升高度所對(duì)應(yīng)的圓心角，其角加速度為 ? ； 2202 /)2 0 0 0/1 9 2a r c t a n (t)a r c t a n (t 2 sr a dLh???? ?? ； 2)計(jì)算輥?zhàn)优c鑄坯之間的作用力 F ： 鑄坯脫錠中，在重心處受到重力 mg ，在鑄坯與輥?zhàn)咏佑|處受到接觸力 F ，合力矩作用使鑄坯以角加速度 ? 旋轉(zhuǎn)。 武漢科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 第 17 頁 兩輥間鑄坯質(zhì)量為： ?? ?????? dblvm . 33 ??????? 脫錠的動(dòng)力學(xué)方程： ????? 23121F mLLmgL 其中 L 為兩輥?zhàn)又g的距離 mm2020L? ， m 為兩輥?zhàn)又g的鋼坯的重量， 計(jì)算可得： mgL 21m31F ??? ? 433 ??????????? 3） 單側(cè)框架所承擔(dān)的作用力 0F ： 非傳動(dòng)輥與鑄坯間的作用力 F 分別由左右兩框架平均承擔(dān)： 440 ??????? 運(yùn)動(dòng)位置的坐標(biāo) 分別計(jì)算在初態(tài)（非傳動(dòng)輥輥心位于豎直坐標(biāo)零點(diǎn)）、末態(tài)（輥心位于豎直坐標(biāo) 192mm 情況下）各受力點(diǎn)之間的相對(duì)位置。 初態(tài)、末態(tài)固定支座以及非傳動(dòng)輥的相對(duì)位置簡化圖如下所示，其中支座（一），支座（二），非傳動(dòng)輥之間的相對(duì)位置在整個(gè)脫錠過程中沒有改變，支座（一）與支座（三）前后絕對(duì)位置不變，支座（二）與支座（三）間的液壓缸伸長使 得非傳動(dòng)輥在豎直方向上上升 192mm。 武漢科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 第 18 頁 比較支座（二）與支座（三）兩狀態(tài)下二者的相對(duì)位置由相距mm603S1? 到相距 mm766S2 ? 可知液壓缸的行程為1 7 3 m m10603766SSS 12 ?????? 。 初始狀態(tài)相對(duì)位置簡化圖 結(jié)束狀態(tài)相對(duì)位置簡化圖 武漢科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 第 19 頁 各鉸接點(diǎn)的受力計(jì)算 在脫引錠過程的末狀態(tài)時(shí)，即非傳動(dòng)輥處于最高點(diǎn)時(shí)，脫引錠力最大。故對(duì)此時(shí)的非傳動(dòng)輥與框架的合體進(jìn)行 受力分析，各鉸接點(diǎn)處的受力情況如下圖所示： 對(duì)框架受力分析如下： 框架在豎直方向上受力平衡： 0FFF 1y2y0 ??? 框架在水平方向上受力平衡： 0FF 1x2x ?? 由于支座（二）處的支反力沿液壓缸方向作用，故有： ?tanFF1x1y ? 框 架 受 力 在 支 座 （ 一 ） 處 所 產(chǎn) 生 的 合 力 矩 平 衡 ：0F 202011x ?????? xxyy lFlFl ?求得各處支反力如下： N102 . 5 7F 2 yN101 0 . 3 6F 2 x N104 . 7 7F 1 y，N101 0 . 3 6F 1 x 4444???? ???? ， 42y ?? 42x ?? 40 ?? N4y1 ?? 1x 4?? 1x 4?? N4y1 ?? 框架 武漢科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 第 20 頁 其中 ?? ? 為液壓缸與水平方向的夾角， 11 ?? yx ll ，分別為支座（一）與支座（二）之間的水平與豎直方向上的距離， ?xl 為支座（一）與非傳動(dòng)輥之間的水平距離， 40 ?? 為單側(cè)框架支撐非傳動(dòng)輥的作用力。 由此可知，支座（一）所受到的合力為： Ny 442222x222 ??????? 支座（二）、支座（三）所受到的合力為： N101 0 . 6 7102 . 5 71 0 . 3 6FFF1 44222y21x2 ??????? 液壓缸的選擇 考慮在高溫、高沖擊力的狀況下，選用冶金重型機(jī)械專用液壓缸UY 型。 由上面的計(jì)算可知液壓缸的使用要求是：行程為 mm173?S ，所用力的大小為 41 ?? ； 初選液壓缸的液壓油壓力為 MP10P0? 由 02 P4D1F ??? ? 求得1 2 0 m m0 .1 2 mD ?? ； 選用液壓缸為高溫 R 型， TF 頭部法蘭式。缸內(nèi)徑 /活塞桿徑為125/180 ，活塞面積 ，活塞桿端環(huán)形面積 ，推力 3? ，拉力 3? ； 生產(chǎn)廠家為天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司。 校核力的大小 1）、軸承的校核 采用調(diào)心輥?zhàn)虞S承，選用型號(hào) ，軸承內(nèi)徑 110? ，軸承外徑 200? ，軸承寬 ，當(dāng)量 靜載荷 KN785Cor ? ，當(dāng)量動(dòng)載荷武漢科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 第 21 頁 KN515Cr ? 。 （ 1）動(dòng)載的校核 設(shè)鑄坯與非傳動(dòng)輥之間為純滾動(dòng)，由鑄坯最大移動(dòng)速度 5 0 m m /m inm /m in3V m a x ?? 軸承轉(zhuǎn)速 m i n/?????? ? 。 由于左右框架存在不同步，軸承受載荷不均，存在一邊框架受到整個(gè)脫引錠力作用 的情況，故當(dāng)量動(dòng)載荷 30 ???? 。 1060 10L 53104363106h ??????????? ????????????? hPCn r 綜合考慮軸承高溫受載，故軸承動(dòng)載荷校核合格。 （ 2） 靜載的校核 非傳動(dòng)輥頂起鑄坯加速向上的過程軸承受到?jīng)_擊力的作用，需要校核靜載荷。軸承所受到的靜載荷 40r0 ???? ，由于冶金設(shè)備 沖 擊 力 大 ， 平 穩(wěn) 性 較 低 ， 取 安 全 系 數(shù) ? ， 計(jì) 算 可 知o4oror 7 8 5 K NPCS ?????? 在安全系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足的條件下，高溫條件下靜載荷亦滿足條件。 2） 、非傳動(dòng)輥的校核 非傳動(dòng)輥采用的材料為 S25CrMo，對(duì)于合金鍛鋼軋輥，當(dāng)強(qiáng)度限M Pa750~700b ?? 時(shí)，許用應(yīng)力 M Pa150~140R b ? ；輥?zhàn)拥氖芰Σ⒎羌辛Γ茄罔T坯接觸線均勻分布的均布載荷 ， Nb 40 ???? 其中 b 為接觸寬度， q 為單位長度力的大小 非傳動(dòng)輥的危險(xiǎn)截面如圖中所示，分別為輥頸 11， 22， 33。 武漢科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 第 22 頁 對(duì)于截面 11： ? ?bRd ??? ???? ? M P PC 34113 111? 對(duì)于截面 22： ? ?bRd ??? ???? M P PC 34223 222? 對(duì)于截面 33： ? ? ? ? bRlld ????? ????? M P )( ? 其中 4?? 為輥?zhàn)由系目倝毫Γ? 11 ?? ， 22 ? ， 33 ? 分別為三個(gè)截面的直徑； ? ， ? ，為兩截面到 2/P 支反力的距離； 0l 為兩支反力間的距離， l 為 33 截面的長度。 3） 、銷的校核 銷的材料為 45 鋼，許用彎曲強(qiáng)度為 ? ? MPa360w ?? ，許用剪切強(qiáng)度為 ? ? MPa125?? 。 （ 1） 、 70? 銷的校核 70? 銷作用在銷軸（一）處，受到 42 ?? 的作用力，支反力兩作用點(diǎn)間的長度 mm1101?l ： 34121 ????????? l 抗彎截面系數(shù) 35331 dW ??????? ? 非傳動(dòng)輥危險(xiǎn)截面示意圖 武漢科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 第 23 頁 彎曲應(yīng)力 ? ? M P a3 6 0M P 7 4 w53111 ??????? ? ?? WMw 故彎曲強(qiáng)度合格。 ： 剪切應(yīng)力 ? ? M P a1 2 5M P 0 3 ????? ???? ??? 故剪切強(qiáng)度合格。 （ 2） 、 50? 銷的校核 50? 銷作用在銷軸（二）、銷軸（三）處，受到 41 ??的作用力，支反力兩作用點(diǎn)間的長度 mm722?l ： 7 34212 ????????? l 抗彎截面系數(shù) 35332 dW ??????? ? 彎曲應(yīng)力 ? ? M P a3 6 0M P 3 w53222 ??????? ? ?? WMw 故彎曲強(qiáng)度合格。 ： 剪