鋼坯火焰清理機(jī)的設(shè)計—總體方案設(shè)計及總體裝配【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】

鋼坯火焰清理機(jī)的設(shè)計—總體方案設(shè)計及總體裝配【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】,說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真,鋼坯火焰清理機(jī)的設(shè)計—總體方案設(shè)計及總體裝配【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】,鋼坯,火焰,清理,清算,設(shè)計,總體,整體,方案設(shè)計,裝配,說明書 第一章 引言 1.1 概述 手動火焰清理設(shè)備一直是鋼鐵企業(yè)的常用設(shè)備。這項艱苦的工作經(jīng)常是在高溫，高粉塵及噪聲污染的惡劣環(huán)境中進(jìn)行的。為了改善手工作業(yè)環(huán)境以及由于手工作業(yè)帶來的低效率，高成本等問題，如今鋼鐵行業(yè)逐漸重視對鋼坯清理的機(jī)械作業(yè)的研發(fā)。所謂鋼坯火焰清理就是利用高溫火焰的氣割和熔除作用將鋼坯表面缺陷燒除的工序。該工序能有效提高鋼材的軋制質(zhì)量，為了生產(chǎn)高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)鋼材提供了必要的保證。鋼坯火焰清理按工作溫度分為熱鋼坯火焰清理和冷鋼坯火焰清理；鋼坯火焰清理按操作方式分為手工作業(yè)和機(jī)械作業(yè)方式。其中實現(xiàn)機(jī)械作業(yè)的裝置稱火焰清理機(jī)，他是通過專門燒嘴將氧氣和煉焦煤氣進(jìn)行混合，燃燒火焰預(yù)熱連鑄鋼坯，然后利用高壓純氧流與鋼坯表面產(chǎn)生氧化反應(yīng)，對鋼坯火焰清理機(jī)需要采取機(jī)械作業(yè)方式，冷鋼坯火焰清理機(jī)即可采用手工作業(yè)方式，又可采用機(jī)械作業(yè)方式。冷鋼坯火焰清理即可采用手工作業(yè)方式，又可采用計息作業(yè)方式，但由于我國目前非常缺乏專門的火焰清理機(jī)的設(shè)計、制造研發(fā)能力，國內(nèi)鋼坯火焰清理主要采用手工作業(yè)冷鋼坯清理方式。 1.2 鋼坯火焰清理機(jī)的發(fā)展概況 鋼坯火焰清理技術(shù)起源于美國，成熟于韓國，是全球冶金行業(yè)率先進(jìn)行批量化檢驗板坯皮下缺陷的先進(jìn)手段，目前正風(fēng)靡于世界冶金業(yè)。而隨著我國鋼鐵工業(yè)對鋼種質(zhì)量的需求進(jìn)一步提高，鋼坯的火焰表面清理技術(shù)顯得越來越重要，實踐證明利用火焰清理鋼坯缺陷，能有效地提高鋼材的軋制質(zhì)量。近幾年來國內(nèi)高度重視鋼坯火焰清理技術(shù)在國內(nèi)冶金業(yè)的應(yīng)用，如2006年寶鋼分公司煉鋼廠4號連鑄機(jī)工程配套改造項目：二煉剛火焰清理機(jī)技改工程熱負(fù)荷試車一次成功，順利投入運(yùn)行。改造后，二煉鋼火焰清理機(jī)清理鑄坯的最大寬度可從1450毫米增至1750毫米，年清理能力也將由60萬噸擴(kuò)大到120萬噸。又如2010年遷鋼公司板坯火焰清理機(jī)熱試成功，設(shè)計年處理板坯190萬噸，為該公司低成本生產(chǎn)高端高效產(chǎn)品，尤其是高品質(zhì)汽車板、加點(diǎn)板提供了技術(shù)保證，遷鋼成為國內(nèi)繼寶鋼之后第二家投入火焰清理機(jī)的企業(yè)。但該板坯火焰清理機(jī)主體設(shè)備均由日本KBK公司和美國L-TEC公司聯(lián)合設(shè)計制作。可見，國外鋼坯火焰清理技術(shù)現(xiàn)處于極度保密的狀態(tài)，國內(nèi)需要花費(fèi)巨大的外匯來進(jìn)口國外的鋼坯火焰清理機(jī)的整機(jī)和關(guān)鍵核心部件，而且維修服務(wù)費(fèi)用昂貴。 基于我國目前火焰清理機(jī)研發(fā)十分落后的局面，注定我國民族冶金企業(yè)必須走自主創(chuàng)新、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路，通過對鋼坯火焰清理機(jī)研發(fā)中的整體方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析、制造與裝配等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行校企聯(lián)合公關(guān)，我國才能夠較快較全面掌握鋼坯火焰清理技術(shù)，為我國冶金企業(yè)長期發(fā)展注入強(qiáng)勁的活力。因此，鋼坯火焰清理機(jī)的設(shè)計項目具有十分深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義和工程應(yīng)用價值 1.3 鋼坯火焰清理機(jī)開發(fā)的理由和目的 * 產(chǎn)品質(zhì)量方面的要求 * 日益高漲的作業(yè)費(fèi)用 * 改善人工清理時嚴(yán)酷的工作環(huán)境 * 排除人工清理產(chǎn)生的不穩(wěn)定性 * 保證高質(zhì)量和高附加值 * 克服在其他表面處理作業(yè)時被限制的能力 1.4 鋼坯火焰清理機(jī)的具體技術(shù)指標(biāo)： 工作溫度 0°C—50°C 相對適度 ≤90% 工作電源 380V±10%/3相/50HZ 鋼坯臨界尺寸 （長*寬*高）最小=200*1850*2000 最大=300*2280*4000 一次清理深度 0．8mm—4.2mm 清理速度 6m/min—9m/min 清理軌跡要求具有三軸兩聯(lián)動數(shù)控插補(bǔ) 具有鋼坯自動翻板功能 燒嘴能自動點(diǎn)火與熄滅，且高度能手動可調(diào) 具有機(jī)械擋屑、自動排屑功能 導(dǎo)軌帶自動防屑塵的防護(hù)罩 圖表1-1 技術(shù)指標(biāo) 1.5 本文主要研究的內(nèi)容 對鋼坯火焰清理機(jī)進(jìn)行總體功能分析，確定總體方案以及翻板裝置的仿真模擬。 第二章 整體布局 2.1 鋼坯火焰清理機(jī)工作原理和功能 火焰清理機(jī)往往是安裝在初軋機(jī)和大剪機(jī)之間的生產(chǎn)線上，是對連鑄板坯、方坯或鋼錠鋼表面缺陷，通過利用氧氣-燃?xì)膺M(jìn)行熱化學(xué)的氧化反應(yīng)，對其進(jìn)行表面缺陷處理的設(shè)備?；鹧媲謇頇C(jī)除了可以去除材料表面的瑕疵外，還可以通過火焰燒嘴噴出的氣流力量，把因加熱后產(chǎn)生的脫碳層、殘余的氧化層渣滓或其他不純物質(zhì)吹走，提高鋼坯表面的質(zhì)量和成材率。 按設(shè)計要求，該裝置由鋼坯輸送裝置、氧化皮和裂紋自動清理裝置、鋼坯翻板裝置、廢屑自動排除裝置等部分所組成。 鋼坯先用吊具吊放于預(yù)制工作區(qū)，然后由輥道輸送到第一清理位，安裝在第一清理位的清理機(jī)啟動作業(yè)，完成上表面的清理。上表面清理后輥道動力啟動，把鋼坯運(yùn)送到翻板機(jī)構(gòu)位，翻板機(jī)構(gòu)啟動對鋼坯的翻板，鋼坯被翻轉(zhuǎn)180°后右邊的輥道動力啟動，把鋼坯輸送到第二清理位，進(jìn)行下表面的清理，整個清理工作完成后，由輥?zhàn)舆\(yùn)輸輥道輸送出來，進(jìn)行冷卻、堆碼等。整個鋼坯清理機(jī)流程示意圖、三維安裝示意圖見下文。 2.2 流程示意如圖： 圖2-1 平面布局示意圖 1一清理位1 2—清理位2 3—送入輥道 4—送出輥道 5—翻板機(jī)構(gòu)和清理區(qū) 6—預(yù)制工作區(qū) 2.3 安裝示意圖： 圖2-2 鋼坯火焰清理機(jī)總安裝示意圖 2.4 火焰清理機(jī)作業(yè)流程圖 鋼坯（由吊具調(diào)至預(yù)制加工區(qū)） 鋼坯火焰清理機(jī)清理區(qū)1 鋼坯火焰清理機(jī)清理區(qū)2 吊具吊走、堆碼 輥道傳送 翻板區(qū)翻板 輥道傳送 圖2-3 火焰清理機(jī)作業(yè)流程示意圖 第三章 各結(jié)構(gòu)設(shè)計分析 3.1 鋼坯翻板裝置設(shè)計 1.1 鋼翻板裝置的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種： （1）齒輪傳動雙臂翻板機(jī) 如圖： 圖 3-1齒輪傳動雙臂翻板機(jī) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩翻臂分別由大小兩個齒輪嚙合傳動，在翻板時，為達(dá)到不帶負(fù)荷啟動的目的，兩翻臂都要在低于水平位置下方5度時啟動，而翻板時翻轉(zhuǎn)臂的交接點(diǎn)在A點(diǎn)位置，即送鋼側(cè)的翻臂要走過100度，而接鋼側(cè)要走過90度。鋼板在翻轉(zhuǎn)的過程中，過了中間垂直位置后，鋼板是以送鋼臂的初速度開始并以變加速度進(jìn)行翻板，其翻轉(zhuǎn)的角加速度是隨著鋼板翻轉(zhuǎn)的角度增加而加大的，它一定是以某個速度翻轉(zhuǎn)到接鋼板的翻臂上，所以會產(chǎn)生噪聲和沖擊，整個翻板過程電機(jī)要進(jìn)行正反轉(zhuǎn)。 （2）雙臂曲柄搖桿式翻板機(jī) 如圖： 圖 3-2雙臂曲柄搖桿式翻板機(jī) 特點(diǎn)：該翻板機(jī)由一臺交流電動機(jī)驅(qū)動，由互相連接的兩套四桿機(jī)構(gòu)組成。主動驅(qū)動為一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，而翻板為雙搖桿機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)由中間長軸和一個成直角的拐作為中間連接。整個傳動系統(tǒng)是在減速器的低速軸兩端各裝一個有一定偏角的曲柄a1、a2，由它們分別帶動兩套四桿機(jī)構(gòu)，用連桿b與兩根翻板中間長軸相連。該翻板機(jī)最大的特點(diǎn)就是有一個鋼板的接送過程。 優(yōu)點(diǎn)：解決沖擊發(fā)出噪聲并對鋼板表面有可能有一定的損傷，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低 （3）液壓翻板機(jī) 隨著計算機(jī)和液壓伺服技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓技術(shù)由于有獨(dú)特的優(yōu)良特性而廣泛地運(yùn)用于冶金設(shè)備中，從而產(chǎn)生了一種新型翻板機(jī)——液壓翻板機(jī)。如圖： 圖3-3液壓翻板機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：同步長軸上加上角度檢測裝置，對翻板的角度信號進(jìn)行處理，再通過伺服系統(tǒng)，對翻板過程就能實現(xiàn)速度和位置的精確控制。因此液壓翻板機(jī)具有比機(jī)械翻板機(jī)更加平穩(wěn)的翻板過程，從而實現(xiàn)無噪聲化生產(chǎn)。 缺點(diǎn)：該結(jié)構(gòu)需要的控制水平要求高，且采用液壓系統(tǒng)，成本高，投資大 1.2 翻板結(jié)構(gòu)設(shè)計具體采用方案 通過上述幾種類型翻板機(jī)構(gòu)的分析，可以看出齒輪翻板機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠但是沖擊大、對噪聲大對環(huán)境的影響大。而且由于翻板過程中的沖擊會對鋼板產(chǎn)生表面損傷，而液壓翻板機(jī)得翻板過程平穩(wěn)，但是控制水平要去高，投資較大，所以本課題設(shè)計翻板結(jié)構(gòu)部分選用上述雙臂曲軸搖桿式翻板機(jī)思路進(jìn)行設(shè)計 具體結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖3-4翻板結(jié)構(gòu)三維示意圖 3.2 火焰清理裝置方案論證 鋼坯火焰清理機(jī)就是利用高溫火焰的氣割和熔除作用將鋼坯表面缺陷燒除。 3.2.1 外形結(jié)構(gòu)分析 常見的數(shù)控火焰清理裝置外形結(jié)構(gòu)有懸臂式和龍門式兩種方案 方案1 懸臂式（如圖） 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，具有很好的敞開性，占用場地少，成本低 缺點(diǎn)：懸臂式結(jié)構(gòu)，當(dāng)伸臂跨距太長時，由于火焰槍作業(yè)時有上下左右的行走，安裝在伸臂端，只有一側(cè)支撐，顯得結(jié)構(gòu)很單薄，且平穩(wěn)性不好，不利于長期穩(wěn)定的作業(yè)。懸臂式結(jié)構(gòu)，單邊驅(qū)動，只能固定在某一位置，不可挪動，隨著使用年限增加，誤差也會隨著增加，無改造價值 圖3-5懸臂式 方案2 門式（如圖2） 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，剛性高，減震穩(wěn)定性好，門式結(jié)構(gòu)可以采用雙邊驅(qū)動，整個作業(yè)機(jī)構(gòu)可以再導(dǎo)軌上移動，不是固定某一個位置不能移動。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，橫梁可以采用箱子式焊接技術(shù)，不變形，使用年限長，具有改造價值。 圖3-6龍門式 3.2.2 傳動方案選取 機(jī)械傳動部件通常有螺旋傳動、齒輪傳動、同步帶傳動、高速帶傳動、各種非線性傳動等，其主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。因此可以說，機(jī)械傳動部件實質(zhì)上是一種轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器，其目的是使執(zhí)行元件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配。機(jī)械傳動部件對伺服系統(tǒng)的伺服特性有很大影響，特別是其傳動類型、傳動方式、傳動剛度以及傳動可靠性對機(jī)電一體化系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性有重大影響。因此，應(yīng)設(shè)計 和選擇傳動間隙小、精度高、體積小、重量輕、運(yùn)動平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳動部件。 如圖（3）所示： 圖3-7清理結(jié)構(gòu)三維示意圖 機(jī)械傳動部件中的傳動機(jī)構(gòu)及其傳動功能如下圖表 基本功能 傳動機(jī)構(gòu) 運(yùn)動的變換 動力的變化 形式 行程 方向 速度 大小 形式 絲杠螺母 Δ Δ Δ 齒輪 Δ Δ Δ 齒輪齒條 Δ Δ 鏈輪鏈條 Δ 帶、帶輪 Δ Δ 纜繩、繩輪 Δ Δ Δ Δ Δ 杠桿機(jī)構(gòu) Δ Δ Δ 連桿機(jī)構(gòu) Δ Δ Δ 凸輪機(jī)構(gòu) Δ Δ Δ Δ 摩擦輪 Δ Δ Δ 軟軸 Δ 間歇機(jī)構(gòu) Δ 蝸輪輪蝸桿 Δ Δ Δ 萬向聯(lián)軸器 Δ 注：Δ表示有此功能 （圖表） 從表中可以看出，齒輪齒條傳動既可將直線運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線運(yùn)動，又可將驅(qū)動力或轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩或驅(qū)動力；帶傳動、蝸輪蝸桿傳動及各類齒輪減速器既可進(jìn)行升速或降速，也可進(jìn)行轉(zhuǎn)矩大小的變換。絲杠螺母機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)動力形式的變化，主要用來將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為直線運(yùn)動或?qū)⒅本€運(yùn)動變換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 3.2.3 工作臺沿導(dǎo)軌縱向移動的傳動方案和沿橫梁橫向運(yùn)動方案選定 工作臺縱向沿導(dǎo)軌運(yùn)動和沿橫梁橫向運(yùn)動都是只作直線運(yùn)動，而電機(jī)軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，動力的形式起到變化。 由以上分析，以下為直線傳動的常用方案： 方案1 電機(jī)→聯(lián)軸器→變速箱→齒輪→齒條 方案2 伺服電機(jī)→一級齒輪→絲杠→絲杠螺母 方案3 伺服電機(jī)→聯(lián)軸器→絲杠→絲杠螺母 方案1：電機(jī)與絲杠用聯(lián)軸器直接連接可以使傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量減小，減小電機(jī)的負(fù)擔(dān)，采用精密齒輪齒條傳動滿足長行程的需要。 方案2，3：采用絲杠—絲杠螺母傳動，精度高，但是長絲杠制造成本極高，安裝上難度大，6m的滾珠絲杠需要定做，價格在8萬左右。 3.2.4 火焰槍升降結(jié)構(gòu)分析 因為所謂的鋼坯火焰清理機(jī)是利用高溫火焰的氣割和熔除作用將鋼坯表面缺陷燒除的一道工序。所以火焰清理機(jī)的清理裝置可以仿火焰切割機(jī)進(jìn)行設(shè)計，火焰清理槍安裝在割炬上。 考慮到成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、自動化等因素，火焰清理裝置的升降結(jié)構(gòu)一般有以下手動和自動兩種方案： 方案1、采用手動升降割炬 圖3-8 手動升降割炬 1-托輥 2-橫梁 3-導(dǎo)軌 4-載體 5-橫向調(diào)節(jié)手輪 6-割炬 7-升降手輪 割炬的升降由手動實現(xiàn)，如圖3-8所示。開條裝置固定在橫梁的托架上，托架的數(shù)量視不同軌距而定。梁安裝在同一水平的托架平面上，梁上置有供數(shù)個載體橫向移動的導(dǎo)軌，載體數(shù)量可根據(jù)需求配置。每個載體上配有一把割炬，并設(shè)有橫向調(diào)節(jié)手輪，該手輪可調(diào)節(jié)載體的位置及載體間的距離，割炬的割嘴與鋼板的距離可通過升降手輪來調(diào)節(jié)。此種割炬升降結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)；但是操作麻煩，一般用于小軌距門式火焰清理機(jī)。 方案2、自動升降割炬 1-滑座 2-橫梁 3-橫向調(diào)節(jié)手輪 4-升降裝置 5-割炬 6-升降調(diào)節(jié)手輪 圖3-9 自動升降割炬 割炬的升降由自動實現(xiàn)，如圖3-9所示。橫梁導(dǎo)軌上配有數(shù)個滑座，其數(shù)量可根據(jù)用戶所需的割炬數(shù)而定。滑座平面上裝有電動升降裝置，割炬座固定在升降裝置的座上。每個滑座的位置可通過橫向調(diào)節(jié)手輪來設(shè)定；割炬座升降調(diào)節(jié)手輪，用于手動調(diào)節(jié)割炬的高度，割炬的自動化升降由電動升降裝置來實現(xiàn)。此種升降結(jié)構(gòu)自動化程度高、操作方便。 2.5 火焰清理裝置總方案 由以上分析，確定本次設(shè)計清理裝置總體機(jī)械設(shè)計方案： 機(jī)架整體采用門式結(jié)構(gòu)方案，由于要清理的鋼板長度最長為4m，所以橫梁跨度超過4000mm，采用雙邊驅(qū)動。橫梁采用箱型結(jié)構(gòu)固定在兩端縱向立柱上，隨立柱在導(dǎo)軌上做縱向進(jìn)給運(yùn)動。其他裝置具體設(shè)計如下： a、 橫向驅(qū)動裝置 電機(jī)通過減速器驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪和齒條配合傳動帶動滑塊移動，使整個伸臂帶動氣割炬和橫向氣割熔除，清理鋼坯表面缺陷。電動機(jī)通過變頻控制可調(diào)節(jié)橫向走行速度，即橫向清理速度 b、 縱向驅(qū)動裝置 位于機(jī)架頂部的電機(jī)經(jīng)減速器，齒輪鏈條傳動帶動縱向移動滑塊上下移動，使安裝在縱向移動滑塊上的伸臂上下移動。 c、 伸臂及割炬上下移動裝置 氣割炬安裝在伸臂頭部，伸臂頭部有驅(qū)動部分能夾持氣割炬 ，并通過齒輪齒條傳動，使氣割炬前后移動伸臂的后部裝有氣割炬左右移動用的電機(jī)經(jīng)減速機(jī)和齒輪齒條傳給伸臂頭部的氣割炬上下驅(qū)動的裝置，控制清理作業(yè)。 d、 氣割炬和點(diǎn)火槍 氣割炬通過預(yù)熱焦?fàn)t煤氣、預(yù)熱氧氣在割嘴處混合，形成混合氣體火焰，切割用的氧氣通過割嘴中心噴出進(jìn)行氣割。管體及噴嘴均通過冷卻。為了能使氣割炬點(diǎn)火，還裝置了點(diǎn)火槍，點(diǎn)火槍裝在氣割炬的管體上，通入的焦?fàn)t煤氣在混合部吸入空氣，混合氣體從點(diǎn)火槍燒嘴噴出明火，可以點(diǎn)燃?xì)飧罹婊鹧?。示意圖如下： 圖3-10燒嘴 e、其他配件 此鋼坯火焰清理機(jī)采用數(shù)控自動控制機(jī)械作業(yè)，清理軌跡要具有三軸兩聯(lián)動數(shù)控插補(bǔ)，所以還需要配備數(shù)控控制操作盤、數(shù)控系統(tǒng)、電器操作盤，由于該鋼坯火焰清理機(jī)，是利用氧氣和焦?fàn)t煤氣的混合燃燒產(chǎn)生高溫火焰對鋼坯表面缺陷進(jìn)行氣割和熔除達(dá)到清理鋼坯表面提高鋼坯質(zhì)量的原理，所以還需要能源控制系統(tǒng)（壓力表、減壓閥、截止閥、電磁閥等），另外，由于有些部件處于高溫環(huán)境中，所以還需要設(shè)計水冷卻系統(tǒng)、管道等。 3.3 鋼坯的輸送裝置設(shè)計 輸送機(jī)已有很長的歷史，古埃及人在建造金字塔時，就已開始利用其“轉(zhuǎn)動”的原理，搬運(yùn)石材。今天，輸送機(jī)被廣泛用于各個行業(yè)。如礦山、港口碼頭、自動化生產(chǎn)線等。 一般而言，輸送機(jī)是可以連續(xù)地搬運(yùn)物品的搬運(yùn)機(jī)械。輸送機(jī)可定義為：以上部構(gòu)造作為支撐面，承載、移動所要搬運(yùn)的貨物的機(jī)械。美國輸送機(jī)行業(yè)對輸送機(jī)的定義是：從一定或任意的裝載地到卸貨地，經(jīng)設(shè)定的路線，將散裝、包裝等搬運(yùn)貨物，以水平、傾斜及垂直方式進(jìn)行搬運(yùn)的機(jī)械設(shè)備。 3.3.1. 輸送機(jī)的分類及種類 輸送機(jī)的種類很多，分類方法也各有不同，按構(gòu)造、傳動方式區(qū)分有皮帶輸送機(jī)、鏈條輸送機(jī)、輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)、螺旋輸送機(jī)、振動輸送機(jī)、流體輸送機(jī)、氣墊式輸送機(jī)、升降電梯輸送機(jī)等。所以輸送機(jī)器的設(shè)計有多種方案。鋼鐵礦業(yè)部門常用的輸送機(jī)，采用輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)型號比較多。本次設(shè)計選用輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)。 輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)也稱滾筒輸送機(jī)。將穿過輥?zhàn)又行木€的軸的兩端。固定在左右兩側(cè)的支架上，數(shù)個以上被固定的滾子按一間隔排列就構(gòu)成了輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)。 輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)按驅(qū)動方式分為：重力（驅(qū)動）輥道輸送機(jī)和動力（驅(qū)動）輥道輸送機(jī)兩大類 a. 重力輥?zhàn)虞斔蜋C(jī) 重力輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)是利用自重連續(xù)搬運(yùn)物品的機(jī)械。嚴(yán)格講輸送機(jī)在呈傾斜狀態(tài)時，是利用自重來搬送物品的，而在輸送機(jī)呈水平狀態(tài)時，就不是靠重力，而是要通過人力或其它外力來移動物品了。 重力輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的優(yōu)點(diǎn)：不需要動力、構(gòu)造簡單、維修費(fèi)用低、價廉以及布局易變更等。 缺點(diǎn)：1、由于是在傾斜的輸送機(jī)上利用自重移動物品，輸送機(jī)越長，由于加速度的原因而造成移動速度越來越快。2、重物品的移動速度快，輕物品移動速度慢或不移動。當(dāng)輕、重物品同時被搬運(yùn)，而物品的重量相差較大時，會因移動速度的差異發(fā)生物品碰撞，造成物品損傷或脫離輥道。 b. 動力輥?zhàn)虞斔蜋C(jī) 動力輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)是將電機(jī)輸出的動力，通過傳動裝置傳給輥?zhàn)?，帶動輥?zhàn)有D(zhuǎn)而搬運(yùn)物品的機(jī)械。 動力輥?zhàn)拥脑O(shè)計常用方案有以下幾種： 方案1：皮帶驅(qū)動輥?zhàn)虞斔蜋C(jī) 由皮帶將電機(jī)的動力傳給輥?zhàn)?，帶動輥?zhàn)有D(zhuǎn)而搬送貨物。根據(jù)使用皮帶的類型可分為：圓型皮帶，平皮帶和V型皮帶。 優(yōu)點(diǎn)：帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護(hù)簡便 缺點(diǎn)：在特殊環(huán)境中工作的帶式輸送機(jī)，應(yīng)采取耐熱、耐寒、防水、防腐、防爆、阻燃等防護(hù)措施。對于氣候的適應(yīng)性差，易打滑和老化，必須有張緊裝置使輸送帶達(dá)到必要的張力，以免在驅(qū)動滾筒上打滑。皮帶容易跑偏及打滑，且不適合傳動大件、高溫的物件。 方案2:鏈條驅(qū)動輥?zhàn)虞斔蜋C(jī) 由鏈條將電機(jī)的動力傳給輥?zhàn)?，帶動輥?zhàn)踊剞D(zhuǎn)，通過輥?zhàn)拥幕剞D(zhuǎn)搬運(yùn)貨運(yùn)。鏈條驅(qū)動輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)動作原理不通又分為：連續(xù)鏈型和輥?zhàn)訉佔(zhàn)有汀＿B續(xù)鏈型，通過安裝在電機(jī)上的鏈輪帶動鏈條轉(zhuǎn)動，再通過焊接在輥?zhàn)佣瞬康逆溳唽㈡湕l的運(yùn)動傳達(dá)給輥?zhàn)?，帶動輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動，搬運(yùn)貨運(yùn)。 圖3-11連續(xù)型鏈條驅(qū)動輥?zhàn)虞斔蜋C(jī) 優(yōu)點(diǎn)：適用于高溫、多塵、油、水及污染的環(huán)境，搬運(yùn)重物及體積大的物品。 缺點(diǎn)：不適合長距離傳送重物，且對鏈條的張緊要求比較嚴(yán)格，往往需要單獨(dú)設(shè)置鏈輪鏈條的張緊裝置。 圖 3-12 輥?zhàn)訉佔(zhàn)有? 所有輥?zhàn)觾蓛上噙B形成聯(lián)動關(guān)系。例如，安裝于電機(jī)上的鏈輪順時針旋轉(zhuǎn)時，通過鏈條帶動輥?zhàn)覣、B的鏈輪同向回轉(zhuǎn)， B輥?zhàn)雍停幂佔(zhàn)右枣湕l在另一側(cè)相連，Ｂ輥?zhàn)舆\(yùn)動將帶動Ｃ輥?zhàn)舆\(yùn)動，以此類推，所有輥?zhàn)訉崿F(xiàn)聯(lián)動。這種輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：適用于高溫、多塵、油、水及污染的環(huán)境，搬送較重的物品及需要頻繁停機(jī)或逆轉(zhuǎn)的場合。缺點(diǎn)：鏈輪與鏈條需要一定的張緊，需要設(shè)計張緊裝置，因為以鏈條作為牽引件，輸送速度不能過大，以防止增大動力載荷。鏈條驅(qū)動效率較低。長距離驅(qū)動，容易產(chǎn)生鏈條的脈動。 方案3：齒輪嚙合驅(qū)動 電動機(jī)經(jīng)減速器減速通過聯(lián)軸器帶動錐齒輪運(yùn)動，然后經(jīng)過錐齒輪的嚙合帶動滾筒運(yùn)動。結(jié)構(gòu)示意圖如下圖： 圖 3-13 齒輪嚙合驅(qū)動輥?zhàn)邮疽鈭D 通過齒輪傳動輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：齒輪機(jī)構(gòu)傳動具有傳遞功率范圍大、傳動效率高、傳動比準(zhǔn)確、使用壽命長、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。 3.3.2 輸送裝置方案選取 由于本次輸送裝置的設(shè)計是用來輸送重量在8~24噸左右的鋼坯，需要傳遞的功率范圍大，傳動過程中，工作可靠。由于鋼坯是在高溫下進(jìn)行的清理，清理后鋼坯還會保持著高溫，所以不適合帶式輸送機(jī)輸送。綜上分析，本次設(shè)計采用方案3，齒輪嚙合驅(qū)動式輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)結(jié)構(gòu)。 圖3-14 輥?zhàn)影惭b三維結(jié)構(gòu)示意圖 3.4 鋼屑自動排屑機(jī)構(gòu) 排屑機(jī)構(gòu)是將機(jī)床產(chǎn)生的切屑，自動輸送到指定位置的裝置。它可以用于單臺機(jī)床也可以用于多臺機(jī)床的共同排屑，也可以是各種不同方式組合的排屑。 3.4.1、 排屑機(jī)的分類： 目前國內(nèi)對排屑機(jī)設(shè)計，常用的思路有：磁式、履帶鏈?zhǔn)健⒐伟迨?、螺旋式、大流量水沖涮和振動式幾種。 磁式，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，排屑量較小，成本較高。履帶式，用于各類材質(zhì)各種狀態(tài)的切屑。尤其適用團(tuán)狀、卷狀得細(xì)長屑，排屑量較大，但是傳動部分與鐵屑不分離，易發(fā)生故障。螺旋式，結(jié)構(gòu)簡單排屑量大，但是一般不能單獨(dú)使用，一般多用于偏離排屑中心線短距離輸送。大流量水沖刷，排屑量較大，維修方便，故障率低，使用壽命長，但是，其占地面積大，使用費(fèi)用較高，造價較高。振動式，使用于各種材質(zhì)，各種切屑，但是噪聲較大，對環(huán)境影響大。刮板式，適用于各種材質(zhì)的斷屑，成本低。 3.4.2、 排屑機(jī)方案分析 本課題的鋼屑自動排屑機(jī)構(gòu)采用刮板式思路。常見的排屑機(jī)安裝有以下兩種型式 方案1：挖槽型 圖3-15 挖槽型刮板清理結(jié)構(gòu) a、 排屑機(jī)理 在車間地面沿機(jī)床排列方向挖一長溝，根據(jù)機(jī)床位置設(shè)若干投進(jìn)屑口；安裝刮屑刀片（刮板）的橫支架一端安裝液壓油缸，作為動力往復(fù)推拉排屑器。排屑器每往返，鋼屑就向前推進(jìn)一段距離，經(jīng)數(shù)十次推動后，鋼屑即進(jìn)入車間外面的集屑箱中，然后裝車運(yùn)走。 b、 排屑器特點(diǎn)： 該排屑器由槽鋼、橫支架、刀片、油缸構(gòu)成，置于排屑槽體的上部。 圖3-16 刮板結(jié)構(gòu) 刮板和橫支架連接采用銷軸連接。當(dāng)排屑器連接的液壓缸往右方向運(yùn)動時，刮板由于受到防護(hù)罩底盤上的切屑的阻力而繞銷軸做順時針方向翻轉(zhuǎn)，此時支架上的a面與刮板上的b面逐漸遠(yuǎn)離開來，刮板的b面不受支架的作用力，刮板可以自由地繞銷軸3做順時針旋轉(zhuǎn)而使下端抬起，從而將切屑留在原地，這樣也實現(xiàn)了，使切屑只能向機(jī)床前端運(yùn)動。 此種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但由于采用了液壓缸驅(qū)動，成本較高。而且清理下來的鐵屑具有高溫，易導(dǎo)致液壓缸爆炸等安全問題。 方案2：機(jī)架型 圖 3-17 機(jī)架式 該設(shè)備特點(diǎn)： 1、先通過漏斗狀的容器把廢屑收集起來然后通過由動力帶動的運(yùn)動的刮板把收集到的廢屑排放到指定地點(diǎn)，此過程完全由設(shè)備自動完成，無需任何人力。 2、投產(chǎn)大大提高了排屑的能力和生產(chǎn)的自動化程度，更重要的是能夠提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平。 3、采用電動機(jī)經(jīng)減速器聯(lián)軸器。 結(jié)論與展望 本文設(shè)計的自動火焰清理機(jī)是用氧氣和符合要求的可燃?xì)怏w火焰廢噴射鋼坯表面去除氧化皮的設(shè)備。經(jīng)過幾個月的集體努力，獲得了一些成果和結(jié)論。我們求得了曲柄連桿翻版機(jī)構(gòu)中各個桿件載荷和直徑的大小、曲柄翻轉(zhuǎn)過程角度的變化。輥道傳送得出了齒輪機(jī)構(gòu)傳動具有傳遞功率范圍大、傳動效率高、傳動比準(zhǔn)確、使用壽命長、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。清理機(jī)中得出刮板可以自由地繞銷軸做順時針旋轉(zhuǎn)而使下端抬起，從而將切屑留在原地，使得切屑只可以向排屑機(jī)前面排出。整體時間和空間上，各部分裝配到一起去的時候應(yīng)該注意相互之間怎樣配合。 隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，鋼坯的作用越來越大。需要加工鋼坯兩面的地方越來越多。鋼坯火焰清理機(jī)的出現(xiàn)使得工作效率提高幾個等級，出現(xiàn)的人身安全事故也成倍的減少。為了滿足生產(chǎn)需求我們小組做此設(shè)計來解決清理氧化皮問題，這是為了生產(chǎn)力的提高，為了解決實際問題才結(jié)的此題目。鋼坯火焰清理的需求再將來的鋼坯運(yùn)用中有很大的好處。在不久的將來，此設(shè)計所說的方案定會在實習(xí)生產(chǎn)中大量的運(yùn)用。 參考文獻(xiàn) [1]王勇勤.雙臂曲柄搖桿式翻板機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計及改進(jìn).鞍鋼技術(shù).94年第6期 [2]詹庭文.大型火焰切割機(jī)的開發(fā)與設(shè)計.上海冶金設(shè)計.93年 [3]胡堅.中板翻板機(jī)典型機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析.中國重型裝備.08年第二期 [4]賈景珍，荀鳳超.雙臂曲柄搖桿翻板機(jī)的優(yōu)化設(shè)計.重型機(jī)械.10年第三期 [5]羅迎社.材料力學(xué).武漢理工大學(xué)出版社.01年7月第一版 [6]吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊.高等教育出版社.06年5月第三版 [7]紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計.高等教育出版社.06年5月第8版 [8]張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計.高等教育出版社.07年7月第3版 [9]周良德，朱泗芳.現(xiàn)代工程圖學(xué).湖南科學(xué)技術(shù)出版社.02年9月第一版 [10]韓柏榮，門式火焰切割機(jī)開條割炬升降結(jié)構(gòu).造船技術(shù).1997第8期 [11]胡堅.中板翻板機(jī)典型結(jié)構(gòu)的運(yùn)動分析.中國重型裝備.1998 致謝 此畢業(yè)設(shè)計結(jié)束之際，大學(xué)生活也隨著它走向完結(jié)。在幾個月的設(shè)計時間里，我學(xué)到的東西是原本相同時間里面學(xué)到的幾倍。它讓我懂得怎樣查找和運(yùn)用資料、怎樣去解決一個問題、怎樣團(tuán)隊分工合作、怎樣去探討那些未知的事物以及其它學(xué)到的很多方面。有其各種細(xì)微處更加應(yīng)該注意，往往都是細(xì)節(jié)出現(xiàn)錯誤影響總體上的運(yùn)作。通過用Solidworks畫三維圖后，對軟件的運(yùn)用更加熟練。 以前感覺學(xué)的許多科目沒有實際意義，到現(xiàn)在覺得以前的專業(yè)知識不夠扎實，給自己的設(shè)計過程帶來了很大的麻煩。這次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了自己的綜合能力、自學(xué)能力，從而適應(yīng)未來社會的需要與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要。培養(yǎng)了自己綜合的、靈活的運(yùn)用的發(fā)揮所學(xué)的知識。 特別感謝我們的導(dǎo)師胡自化老師對我們的悉心指導(dǎo)，在百忙之中抽出時間來幫我們解決問題。胡老師給我們提供的資料使得我們的畢業(yè)設(shè)計更加完善。我覺得通過此次畢業(yè)設(shè)計，讓我懂得怎樣去設(shè)計一個產(chǎn)品，怎樣去分析每一個設(shè)計部分的可行性，培養(yǎng)了我的一種設(shè)計思維，給我以后的工作和學(xué)習(xí)中提供了一個模板。 24