479 鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置

479 鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置,鋼坯,火焰,清理,清算,設計,裝置 1系統(tǒng)總體方案確定本課題是以及其經(jīng)濟性好，人性化設計，可靠性高，壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，易于維修等為設計思路初選電機減速器系統(tǒng)反感（a）為帶轉(zhuǎn)動渦輪-渦桿減速器系統(tǒng) （b）為帶傳動-二級圓柱圓錐減速器系統(tǒng) （c）為聯(lián)軸器- 二級圓柱斜齒輪減速器系統(tǒng) （d）為帶傳動 -二級圓柱斜齒輪減速器系圖 2.1 電機減速器系統(tǒng)方案方案評價：（a） 方案為整體布局最小，傳動平穩(wěn)，而且可以實現(xiàn)較大的傳動比，但是由于渦輪渦桿效率低，功率損失大，很不經(jīng)濟。 （b）方案布局比較小，但是圓錐齒輪加工較困難，特別是大直徑，大模數(shù)的錐輪，所以一般不采用。 （c）方案中減速器選擇合理，但本設計是用于自動排屑系統(tǒng)裝置，2工作速度很低，使用聯(lián)軸器不利于減速，會增加減速器的成本，不夠經(jīng)濟。最終確定方案為（d）方案。該方案的優(yōu)缺點：該工作機有輕微震動，由于 V 帶有緩沖吸震能力，采用 V 帶傳動能減小震動帶來的影響，而且利于減速，還能起過載保護的作用，并且該工作機屬于小功率，載荷變化不大，可以采用 V 帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價格便宜，標準化程度高，大幅度降低成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速，這是兩級減速器中應用最廣泛的一種，齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度，高速及齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均勻現(xiàn)象。電動機部分為 Y 系列三相交流，異步電動機?？傮w來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，使用工作條件，工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單，成本低，傳動效率高。2.3 輸送外傳動系統(tǒng)的確定（a）帶傳動（b）履帶傳動（c）鏈傳動方案評價：（a）方案成本較低，但是防腐蝕性不強。 （b）履帶主要用在坦克等觸地設備，在此處用履帶傳動很不經(jīng)濟。 （c）方案中鏈傳動選擇合理。最終確定方案為（c）方案該方案的優(yōu)缺點：鏈傳動的傳動比精確，傳動效率高，鏈傳動對軸的作用力較小，鏈傳動尺寸較緊湊，鏈傳動對環(huán)境的使用能力較強，鏈條的磨損伸長比較緩慢，張緊調(diào)節(jié)量較小。2.4 總體方案的確定方案為：電動機——帶傳動——減速器——鏈傳動如下圖：3圖 2.2 系統(tǒng)總體方案電動機型號的選擇電動機功率的選擇根據(jù)鏈傳輸機結(jié)構(gòu)的布置由已知條件鏈傳動機構(gòu)承受的鐵屑質(zhì)量為為此排屑的質(zhì)量，即為 2.28（最大板寬度）*4（最大版長度）*0.01（平均每次清理厚度）*7.85*1000（普通剛的的密度）=716KG 的鐵屑，即 7016N（取 G=9.8） ，取 3000， 鏈的傳動速度為（燒嘴速度為 V=8M/MIN,每次清理寬度為 100mm，所以清理一面的時間為（ 2.28*10*4）/8=11.4min，取 12MIN，搜所以每 12 分鐘便有 2806.72N 鐵屑排出，假設一次清理的鐵屑分連詞排出，算的 6min/次，總行程為 3.6M，3.6/6=0.6M/MIN，由于傳動機構(gòu)還受鏈條摩擦力 f 和刮板的重力分量 F1。由上述可知總的載荷為 F=f+F1+3000設所選鏈型號為 48A，P=76.2MM,單排質(zhì)量 Q=22.6KG/M，總長度為 10M，刮板尺寸為500mm*300mm*10,選用普通碳素鋼密度為 7.85，相鄰刮板之間的距離為五個節(jié)距88.9*6=533.4MM，F(xiàn)1 約為 2193N，f 約為 5880NF=5880+2193+7016=15089則工作機有效功率為 P=F*V=15089*0.01=0.151KW由已知條件得電動機有效功率為 Pd=P/η，式中 η 為系統(tǒng)總的傳動效率電動機到鏈傳動總的傳動效率為 η=η1*η2（平方）*η3（六次方）*η4*η5式中：η1 為 V 帶傳動效率， η2 為閉式齒輪的傳動效率，η3 為圓錐滾子軸承的傳動效率，，η4 為聯(lián)軸器的傳動效率，η5 為鏈傳動效率查表：η1=0.95 η2=0.97 η3=0.98 η4=0.99 η5=0.96 代入上式：η=0.723 4所以電動機的有效功率 Pd=p/η=0.209KW所選電動機的額定功率必須滿足 Pe>Pd確認電動機型號根據(jù)已知條件本排屑裝置的輸送速度為：Nw=V*60*1000/Z1*P=11.04 選取電動機型號為 Y2-90S-8,同步轉(zhuǎn)速為 750r/min,對應額定功率為 0.37KW，外伸軸直徑24mm方案 電機機型號 額定功率(KW)同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）總傳動比 i1 Y2-90S-8 0.37 750 700 654，V 帶的設計計算4.1 傳動比的分配計算總的傳動比：i=Nm/Nw=715/11=65傳動比的分配：i1=3,i2*i3=i/i1=21.66雙極斜齒圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為 5低速級傳動比：i3=4.334.2 各軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速：N1=715/3=238.33R/MIN功率：P1=Pd*η4=0.209*0.95=0.199KW扭矩：T1=9550P1/N1=9550*0.199/238.33=7.97N。M轉(zhuǎn)速：N2=238.33/5=47.67R/MIN功率：P2=P1*η2*η3=0.199*0.97*0.98=0.189KW扭矩：T2=9550P2/N2=9550*0.189/47.67=37.86N。M轉(zhuǎn)速：N3=47.67/4.33=11.01R/MIN功率：P3=P2*η2*η3=0.189*0.97*0.98=0.180KW扭矩：T3=9550P3/N3=9550*0.180/11.01=156.13N。M轉(zhuǎn)速：N4=N3=11.01R/MIN功率：P4=P3*η1*η5=0.180*0.99*0.96=0.17KW扭矩：T4=9550P4/N4=9550*0.17/11.01=147.46N。M表 1.1 各軸的運動與動力參數(shù)軸號 轉(zhuǎn)速（r/min） 功率（KW） 扭矩（N.M）1 238.33 0.199 7.972 47.67 0.189 37.863 11.01 0.180 156.134 11.01 0.17 147.46帶傳動方案的確定外傳動帶選為普通 V 帶傳動1. 確定計算功率：Pc a(1)查文獻得工作情況系數(shù) KA=1.25（2）Pca=KA*P=1.2*0.151=0.18122.選擇 V 帶型號選 A 形 V 帶4.4 帶傳動設計計算1，確定帶輪尺寸 d1,d2根據(jù)帶輪要求去小帶輪尺寸為 d1=160mmd 1/2120確定 V 帶根數(shù) ZZ>Pca/(P0+ΔP)K αKlP0 為單根 V 帶的基本額定功率，Δp0 為 I≠1 是單根 V 帶額定功率增量，Kl 為帶長修正系數(shù)，Ka 為小帶輪包角系數(shù)P0=1.51 Δp0=0.09 Ka=0.93 KL=1.13代入得 Z=2確定單跟初拉力 F0F0=500*Pca/VZ(2.5/Ka-1)+qv2=16.37N查表的 q=0.1kg/m計算對軸的壓力 FpFp=2ZF0sin(α1/2)=2*2*16.37*sin(159.86/2)=64.47帶輪的結(jié)構(gòu)設計1. 小帶輪的設計因為小帶輪基準直徑 d1=160300 故可采用輪輻式帶輪寬：B=（Z-1 ）e+2f=(2-1)*15+2*10=35mm輪轂寬：L=（1.5-2）d=1.8*60=108輪轂外直徑：d1=1.9d=114mm帶輪外徑：da=dd+2ha=480+2*2.75=485.5輪緣寬：δ=8mm基準線下深槽：10mm由以上數(shù)據(jù)，大帶輪結(jié)構(gòu)簡圖如下：7鏈傳動的計算1， 選擇從動鏈輪齒數(shù)取傳動比為 i=1 取 Z2=292， 選擇主動鏈輪齒數(shù)Z1=iZ2=1*29=29＜120故合理3，確定計算功率已知鏈傳動工作平穩(wěn)，設計功率為Pd=KaP/KzKm=1*0.151/1.579*1=0.096kw式中：P-傳遞功率 KVKa-工礦系數(shù)，取 Ka=1.0Kz-小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，取 Kz=1.579Km-多排鏈排數(shù)系數(shù)，去 Km=13， 鏈條節(jié)距選用根據(jù)設計功率 Pd(取 Pd=P0)和小鏈輪轉(zhuǎn)速 n1,選用 56B 號鏈條，查表節(jié)距 P=88.9,設鏈長10M計算鏈輪尺寸D1=P/（sin180/Z1）=88.9/sin(180/29)=822.4mmD2= P/（sin180/Z2）=88.9/sin(180/29)=822.4mm初定中心距中心距暫取 3540（根據(jù)漏斗長決定）9，鏈條長度及鏈長節(jié)速鏈長：L=10M鏈條節(jié)數(shù)：Lp=L/P=10000/88.9=112.498元整偶數(shù)節(jié)，取 Lp=114鏈速：V=Z1N1P/60*1000=29*11.04*88.9/（60*1000=0.47<0.6m/s屬于低速運動2 鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸1，鏈輪材料：鏈輪材料為 45 鋼，硬度為 40-50HBS。工藝為：鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸由前面設計可知 D1=D2=822.4 P=88.9 Z1=Z2=29鏈輪結(jié)構(gòu)如下鏈輪結(jié)構(gòu)簡圖輪轂厚度：h=K+Dk/6+0.01d=9.5+220/6+0.01*822.4=54.4mm由于 d=822.4 K 取 9.5輪轂長度：L=3.3h=3.3*54.4=179.5mm輪轂直徑：Dh=Dk+2h=220+2*54.4=328.8mm齒寬 Bf1=0.93*b1=49.6mmB1 為內(nèi)鏈節(jié)寬度齒側(cè)倒角：Ba=0.13p=0.13*88.9=11.56mm齒側(cè)半徑：Rx=P=88.9mm9齒全寬：Bfn=(n-1)Pt+Bf1=49.6mm4， 基本參數(shù)和主要尺寸分度圓直徑：D1=D2=822.4mm齒頂圓直徑：Da max=d+1.25p-d1=822.4+1.25*88.9-53.98=879.545式中：d1-滾子直徑 查表得 d1=53.98Da min=d+p(1-1.6/Z)-d1=822.4+88.9*（1-1.6/29）-53.98=852.42mm取 Da=866.0mm齒根圓直徑：Df=D-D1=822.4-53.98=768.42mm分度圓弦齒高：Ha max=(0.652+0.8/Z)p-0.5d1=31.02mmHa min=0.5（p-d1 ）=17.46取 Ha=24.24mm最大齒跟距高：Lx=dcos90/Z-d1=822.4*cos(90/29)-53.98=767.21mm齒輪凹緣直徑：dg=Pcot180/Z-1.04h2-0.76=查表得齒表面粗糙度：Ra=6.3um齒根圓極限偏差 量柱測量距極限偏差：由于:Df=768.42mm 查表得：上偏差 0，下偏差 h11量柱測量距：Mr=dcos90/Z+dr=822.4*cos(90/29)+53.98=875.17mm dr=d1式中：dr-量柱直徑，DR=D1,量柱技術(shù)要求為：極限偏差為：上片車 +0.01，下偏差：0；表面粗糙度 Ra=1.6um；表面硬度為： 55-60HRC。鏈輪孔和根圓直徑之間的跳動量：不能超過 max(0.008df+0.08,0.15)=0.15軸孔到鏈輪齒側(cè)平直部分的斷面跳動量：不能超過 max(0.009df+0.08,0.14)=0.14孔徑：H8齒寬：H14聯(lián)軸器的選定根據(jù)聯(lián)軸器的特征，結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟等考慮，采用凸緣聯(lián)軸器。電機軸徑 D=24，選用聯(lián)軸器的型號為 GYS2。