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邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
前言
隨著我國(guó)紡織工業(yè)的不斷進(jìn)步，以前小容量的滌綸紡絲設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代高速紡織機(jī)械的發(fā)展。就化纖機(jī)械產(chǎn)品而言，需要從單一的數(shù)量型轉(zhuǎn)向高新技術(shù)型，從化纖的單一品種轉(zhuǎn)向相對(duì)的精細(xì)加工，從傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)轉(zhuǎn)向高新電子信息控制技術(shù)，不能再走產(chǎn)品趨同、技術(shù)向下的路了。這是化纖機(jī)械必須適應(yīng)的轉(zhuǎn)折，轉(zhuǎn)折的目的是服務(wù)于化纖產(chǎn)品的發(fā)展。 科學(xué)在發(fā)展，技術(shù)在進(jìn)步，化纖機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的具體任務(wù)，首先是立足于現(xiàn)實(shí)，提高傳統(tǒng)化纖機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，提高技術(shù)水平，提高產(chǎn)品的可靠性，贏得用戶(hù)的信譽(yù)。在此基礎(chǔ)上，跟蹤新的纖維領(lǐng)域，為發(fā)展民用舒適型纖維生產(chǎn)，為發(fā)展產(chǎn)業(yè)用纖維生產(chǎn)，為發(fā)展軍用、警用纖維生產(chǎn)提供技術(shù)裝備。需要研制、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)年產(chǎn)60萬(wàn)噸及以上的新型PTA成套裝置。連續(xù)研制新一代、大容量、連續(xù)化、高速度、自動(dòng)化的滌綸長(zhǎng)絲、短絲紡絲和后處理設(shè)備，以及成套設(shè)備的信息控制技術(shù)。
牽伸機(jī)目前紡織原料已向混纖、混色、異截面、異收縮等多種復(fù)合加工方向發(fā)展，為了適應(yīng)這一要求，提高牽伸機(jī)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，增加雙喂入、雙牽伸單絲卷繞功能，以滿(mǎn)足不同規(guī)格、不同原料的絲復(fù)合牽伸加工；增加上油裝置，滿(mǎn)足不同品種的需求；增加卷裝重量，使卷重達(dá)9㎏～10㎏,以進(jìn)一步減少停車(chē)生產(chǎn)（接頭）時(shí)間，滿(mǎn)足后選用戶(hù)需求。
“十一五”重點(diǎn)化纖機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)有：重點(diǎn)開(kāi)發(fā)200～250噸/日滌綸短纖維生產(chǎn)線(xiàn)；研制年產(chǎn)60萬(wàn)噸PTA成套國(guó)產(chǎn)化技術(shù)與設(shè)備。完善國(guó)產(chǎn)長(zhǎng)絲復(fù)合紡絲機(jī)，開(kāi)發(fā)短絲復(fù)合紡絲設(shè)備。開(kāi)發(fā)滌綸0.3dpf超細(xì)纖維紡絲設(shè)備。開(kāi)發(fā)可紡制滌綸高強(qiáng)和高模低縮纖維的成套設(shè)備。研發(fā)年產(chǎn)6萬(wàn)噸粘膠短纖維生產(chǎn)線(xiàn)。腈綸纖維、芳綸1414要進(jìn)一步提升，研究開(kāi)發(fā)碳纖維、導(dǎo)電纖維、光導(dǎo)纖維、超大分子量的聚乙烯纖維、中空膜纖維等高新技術(shù)纖維與設(shè)備。
1 概述
1.1 拉伸的目的和作用
拉伸是滌綸纖維制造過(guò)程中必不可少的重要工序，常被稱(chēng)為滌綸纖維成形的第二階段，或稱(chēng)為二次成形。它不僅是使纖維的物理和機(jī)械性能提高的必要手段，而且是檢驗(yàn)其以前各道工序進(jìn)行得好壞的關(guān)口。在拉伸過(guò)程中，大分子或聚集態(tài)結(jié)構(gòu)單元發(fā)生舒展并沿纖維軸取向排列。在取向的同時(shí)[1]，通常伴著相態(tài)的變化，以及其它機(jī)構(gòu)特征的變化。
由于拉伸過(guò)程中纖維內(nèi)的大分子沿纖維軸取向，形成并增加了氫鍵、偶極鍵、以及其它類(lèi)型的分子間力，纖維承受外加張力的分子鏈數(shù)目增加了，從而使纖維的斷裂強(qiáng)度顯著提高，延伸度下降，耐摩性和對(duì)各種不同類(lèi)型形變的疲勞強(qiáng)度亦明顯提高。
1.2 牽伸機(jī)組原理
絲束牽伸的主要目的是提高分子鏈的取向度，使之具有一定的強(qiáng)力和伸長(zhǎng)。牽伸是在兩道牽伸機(jī)構(gòu)之間產(chǎn)生的。前后兩道牽伸機(jī)構(gòu)之間的絲束，因牽伸輥表面速度的差異而被拉伸。兩道牽伸機(jī)構(gòu)的拉伸輥表面速度之比稱(chēng)為拉伸倍數(shù)。實(shí)際上絲束在牽伸輥表面存在打滑現(xiàn)象，實(shí)際牽伸倍數(shù)將比它的理論值低。因絲束的總旦數(shù)很大，可達(dá)100～200萬(wàn)旦，甚至更高，所需的牽伸力也很大，幫牽伸機(jī)構(gòu)必須做得十分結(jié)實(shí)。
牽伸機(jī)的主要作用是在一定的條件下在絲束軸向施以外力，把絲束中的單纖維拉細(xì)，提高取向度，使單纖維由低強(qiáng)、高伸的塑性狀態(tài)變?yōu)楦邚?qiáng)、低伸的彈性狀態(tài)。拉伸是利用各道牽伸機(jī)的滾筒表面的線(xiàn)速度的增加來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，理論拉伸倍數(shù)可由各道牽伸機(jī)滾筒表面的線(xiàn)速度之比求得：第一級(jí)拉伸倍數(shù)[2]為=/；第二級(jí)拉伸倍數(shù)為=/；總拉伸倍數(shù)為== /；式中、、分別表示第一、二、三道牽伸機(jī)滾筒表面的線(xiàn)速度（m/min）。一般情況下，機(jī)器的總拉伸倍數(shù)為3～6，第一級(jí)拉伸倍數(shù)約為總拉伸倍數(shù)的80%～90%[3]，第二級(jí)拉伸倍數(shù)僅占10%～20%。
根據(jù)熱牽伸的要求，在第一道牽伸機(jī)和第二道牽伸機(jī)之間設(shè)置水浴牽伸槽，而在第二和第三牽伸機(jī)之間裝有蒸氣加熱器。
緊張熱定型機(jī)的目的是在于消除絲束在拉伸之后的內(nèi)應(yīng)力，降低熱收縮率。緊張熱定型機(jī)各輥筒的表面線(xiàn)速度，如果比第三道牽伸機(jī)輥筒的表面線(xiàn)速度低纖維將產(chǎn)生回縮，回縮比=1-/=(-)/
式中：----緊張熱定型機(jī)各輥筒的表面線(xiàn)速度。
設(shè)計(jì)時(shí)按理論拉伸倍數(shù)計(jì)算，而在實(shí)際生產(chǎn)中，由于存在打滑現(xiàn)象，實(shí)際拉伸倍數(shù)略低于理論值。七輥牽伸機(jī)的打滑系數(shù)約為3%。
拉伸倍數(shù)應(yīng)能作微量的調(diào)節(jié)，所以在牽伸機(jī)組的傳動(dòng)系統(tǒng)中，往往沒(méi)有齒鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器或齒輪式變速箱。如果聯(lián)合機(jī)生產(chǎn)的纖維品種調(diào)換不多，也可以采用調(diào)換變換齒輪來(lái)改變拉伸倍數(shù)。
聯(lián)合機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度由第三道牽伸機(jī)輥筒表面線(xiàn)速度代表，而聯(lián)合機(jī)的加工能力是指成品纖維的總旦數(shù)。
一臺(tái)牽伸機(jī)通常由五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)或九個(gè)牽伸輥組成一組。它們的直徑相同、轉(zhuǎn)速相同，它們與另一臺(tái)的牽伸機(jī)的一組牽伸輥速度不同，靠這個(gè)速度差，牽伸機(jī)完成拉伸。因此提高牽伸輥對(duì)絲束的握持力，防止打滑保證拉伸倍數(shù)的穩(wěn)定[4]。
增加握持力的途徑是：
（1）絲束進(jìn)料牽伸機(jī)以前具有一定的予張力；
（2）增加絲束在輥筒上的包角或增加輥筒與絲束間的摩擦阻力，但是過(guò)多地增加包角，也會(huì)增加絲束纏輥的機(jī)會(huì)，對(duì)操作不利；
（3）增加輥筒數(shù)目，目前大多采用七輥和九輥，五輥和六輥牽伸機(jī)已很少制造；
（4）在牽伸輥的上方或下方增加壓輥，防止絲束打滑，提高牽伸能力。
七輥牽伸機(jī)構(gòu)的第一和第七個(gè)牽伸輥筒的下部，常設(shè)有壓輥。壓輥表面包有橡膠，以增加摩擦系數(shù)，更有效地握持絲束。壓輥可用氣缸加壓或油缸加壓的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便且不會(huì)污染環(huán)境。一般用兩個(gè)氣缸加壓，也可用一個(gè)氣缸通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)來(lái)加壓。
壓輥設(shè)計(jì)壓輥表面應(yīng)耐磨，且不與絲束上的油劑發(fā)生作用。壓輥有兩種型式：自緊式壓輥有兩種加壓方式，一種是靠壓輥的自重對(duì)絲束進(jìn)行加壓，壓輥對(duì)絲束的壓力隨著絲束張力的變化而變化。另一種除壓輥的自重外，又用汽缸對(duì)絲束的握持可靠，絲束與壓輥之間不容易打滑。加載式壓輥是根據(jù)壓輥與牽伸輥的相對(duì)位置不同，可分為上壓輥和下壓輥。前者多用于牽伸輥長(zhǎng)度較短的小型拉伸機(jī)構(gòu)，采用單氣缸加壓，總壓力為氣缸和壓輥?zhàn)灾刂?。下壓輥則用于大型牽伸機(jī)構(gòu)中，此時(shí)；總壓力為氣缸壓力與壓輥重量之差，氣缸的加壓作用可部分抵消牽伸輥懸臂端的形變。
2.設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
2.1 年產(chǎn)2萬(wàn)噸滌綸短纖后處理工藝流程[1]
（絲束從紡絲段來(lái)）→集束架→上導(dǎo)絲架→下導(dǎo)絲架→油劑浴槽→八輥導(dǎo)絲機(jī)→第一牽伸機(jī)→水浴牽伸槽→第二牽伸機(jī)→蒸汽牽伸箱→第三牽伸機(jī)→疊絲機(jī)→張力架→卷曲機(jī)→鋪絲機(jī)（含噴油水裝置）→緊張熱定形機(jī)→捕結(jié)器→曳引張力機(jī)→切斷機(jī)→打包機(jī)
2.2 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
年生產(chǎn)能力[5]： =2× t/a
每天工作時(shí)間：t=18 h
工藝速度：V =250 m/min
機(jī)前絲束張力為：294N/ktex （3g/d）
機(jī)后絲束張力為：9.8 N/ktex （0.1g/d）
緊張熱定形機(jī)進(jìn)絲張力為：120N/ktex （1.2g/d）
總牽伸倍數(shù)：3倍（其中一道2.5倍，二道1.2倍）
使用壓縮空氣壓力：0.6Mpa
壓輥?zhàn)畲蠊ぷ骶€(xiàn)壓力：170N/cm
牽伸輥長(zhǎng)度：1250mm
牽伸輥直徑：Φ 400mm
牽伸輥排列：上三下四（共七根）
橡膠壓輥長(zhǎng)度：1225 mm
橡膠壓輥直徑：Φ400mm
絲片進(jìn)出高度：970 mm
2.3 確定牽伸旦數(shù)D[6]
依據(jù)年生產(chǎn)能力可以計(jì)算出日生產(chǎn)能力
=/ N （2.1）
式中 N------------------ 年開(kāi)車(chē)天數(shù)，取N=300
=/ N=2.0×104/300≈70 t/d
由參考文獻(xiàn)[1]計(jì)算日生產(chǎn)能力公式
（2.2）
式中 v------------------ 工藝速度：v=250m/min
d------------------ 牽伸旦數(shù)
----------------- 機(jī)臺(tái)開(kāi)車(chē)率，取=75%
----------------- 纖維收縮率，取=5%
T----------------- 每天工作時(shí)間，T=18 h
所以 d=≈2.56×106dtex
3 牽伸機(jī)構(gòu)受力分析[7]
在最初幾個(gè)牽伸輥上，絲束在牽伸輥表面打滑，隨著牽伸輥數(shù)的增加，打滑逐漸減少，最后絲束將以牽伸輥的表面速度前進(jìn)。
圖3.1為第三道七輥牽伸機(jī)構(gòu)的受力圖。絲束繞第一牽伸輥后，張力由逐漸減小到，繞經(jīng)第二輥后，張力減為……機(jī)構(gòu)中前面兩個(gè)牽伸輥受力較大。絲束與輥筒表面間伴有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。絲束的張力可用下列公式進(jìn)行計(jì)算：
圖 3.1 七輥牽伸機(jī)構(gòu)的受力圖
由已知條件可知：
第三牽伸機(jī)的進(jìn)絲張力 =256ktex×294 N/ktex =75264N
第三牽伸機(jī)的出絲張力 =256ktex×9.8 N/ktex =2508.8N
擬設(shè)計(jì)包角 ==/2
=====
由參考文獻(xiàn)[1]歐拉公式 ：
= （3.1）
式中 ----------------------第一牽伸輥前的絲束張力
----------------------第七牽伸輥后的絲束張力
-----------------------自然對(duì)數(shù)的底（e=2.718）
f-----------------------絲束與拉伸輥間的磨擦系數(shù)
----------------------包角
=++++++=/2×2+4×=6
所以= 即75264=2508.8 解得 f≈0.18
==3328.58 N
==5859.33 N
==10314.19 N
==18677.18 N
==31960.30 N
==56259.85 N
4 功率估算
分析計(jì)算牽伸機(jī)的功率首先必須知道絲束進(jìn)出機(jī)器的張力差和絲束的運(yùn)行速度，按下式求出所需的理論拉伸功率：
由參考文獻(xiàn)[1]公式
(kw) （4.1）
式中： 、--------------------進(jìn)出機(jī)器的絲束張力（kg）
v----------------------------絲束的輸送速度（m/min），v=250 m/min
=75264 /9.8=7680 kg
=2508.8/9.8=256 kg
由于第三牽伸機(jī)的后面還有一臺(tái)緊張熱定形機(jī)，拖動(dòng)絲束運(yùn)動(dòng)，絲束張力為T(mén)
T=120×294/9.8=3134.7 kg
所以第三牽伸機(jī)的牽伸理論功率
==175 kw
一臺(tái)牽伸機(jī)所需的功率，隨絲束進(jìn)出機(jī)器的張力差而變化，且與絲束的輸送速度成正比，計(jì)算時(shí)應(yīng)取機(jī)組的最高輸送速度。如果絲束張力差為負(fù)值，則機(jī)器將產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)牽伸機(jī)組正常工作時(shí)，第一道和第二道牽伸機(jī)就在做負(fù)功，即對(duì)絲束產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
計(jì)算機(jī)器的輸入功率時(shí)，尚需考慮傳動(dòng)部分的機(jī)械效率。因此，機(jī)器的理論負(fù)載功率為[8]：
當(dāng)為正值時(shí)公式：
（4.2）
式中：——機(jī)械效率（取=0.9）
——空車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)消耗的功率（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取=2.44KW）
=+2.44=197 KW
選取的電機(jī)功率200 KW
從理論拉伸功率，負(fù)載功率和起動(dòng)功率中選取最大值，作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，然后，根據(jù)傳動(dòng)路線(xiàn)確定各傳動(dòng)箱的功率，計(jì)入適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)后，就可著手對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)各主要零部件進(jìn)行分析計(jì)算。
目前，絲束的張力、機(jī)械效率、空車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)功率和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等都只能采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，或者對(duì)現(xiàn)有機(jī)組進(jìn)行測(cè)定以獲得所需的數(shù)據(jù)。
5 七輥牽伸機(jī)組的整體設(shè)計(jì)
本機(jī)組總共由三臺(tái)牽伸機(jī)組成，根據(jù)紡絲工藝要求，每臺(tái)牽伸機(jī)也不完全相同。牽伸機(jī)主要由牽伸箱部件、牽伸輥部件、牽伸輥傳動(dòng)裝置、氣動(dòng)控制部件、壓輥部件、外置潤(rùn)滑系統(tǒng)、傳動(dòng)部件等組成。牽伸箱為鑄鐵結(jié)構(gòu)，用于支撐牽伸輥。箱體內(nèi)裝有潤(rùn)滑管路，以油滑箱體內(nèi)傳動(dòng)齒輪及滾動(dòng)軸承。在箱體操作側(cè)的牽伸輥軸上裝有七根牽伸輥。牽伸輥表面鍍?nèi)趸t，輥筒與牽伸輥軸通過(guò)法蘭聯(lián)接，輥筒隨軸回轉(zhuǎn)。
橡膠壓輥為外包丁腈橡膠，能對(duì)牽伸輥均勻加壓。壓輥顏色為乳白色，硬度為（邵爾A型）75～80度[9]。
5.1 第一牽伸機(jī)設(shè)計(jì)
電機(jī)→聯(lián)軸器→減速器→聯(lián)軸器→進(jìn)軸→牽伸軸。牽伸機(jī)的七個(gè)輥筒排列方式上三下四(共七輥)，第六、七輥通冷水；壓輥放在進(jìn)絲端（如圖 5.1）。
圖 5.1 第一牽伸機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
在第一道牽伸機(jī)的幾個(gè)牽伸輥上，絲束慢慢被張緊，即沿絲束前進(jìn)方向形成一張力梯度，當(dāng)其張力達(dá)到纖維的屈服應(yīng)力的大小時(shí)，則出現(xiàn)細(xì)頸。因此，拉伸點(diǎn)（通常把拉伸過(guò)程中出現(xiàn)細(xì)頸的位置叫做拉伸點(diǎn)）在第一道牽伸的最后一個(gè)輥上或最后二輥之間。要將絲束拉伸區(qū)移至第一、二道牽伸機(jī)之間，則必須降低第一道牽伸機(jī)最后一輥或數(shù)輥的溫度，使的絲束的溫度降低，其屈服應(yīng)力增大，則不會(huì)在此處產(chǎn)生細(xì)頸，拉伸點(diǎn)可移出至一、二牽伸機(jī)之間。所以設(shè)計(jì)第六、七輥通冷水，正是此目的。
在進(jìn)絲端設(shè)有橡膠壓輥，其作用如下[10]：
（1）擠出經(jīng)過(guò)油槽的絲束多余的水分，保持穩(wěn)定的含油率，便于絲束在第三牽伸機(jī)升溫快、定型效果好。
（2）增加牽伸輥與絲束的摩擦力，減少絲束打滑，確保拉伸倍數(shù)穩(wěn)定，有效控制拉伸點(diǎn)，提高拉伸質(zhì)量。
（3）增加絲片寬度，促進(jìn)纖維間的密合，使絲片厚薄均勻，有利用拉伸、定型和卷曲。
5.2 第二牽伸機(jī)設(shè)計(jì)
電機(jī)→聯(lián)軸器→減速器→聯(lián)軸器→進(jìn)軸→牽伸軸。牽伸機(jī)的七個(gè)輥筒排列方式上三下四(共七輥)，所有牽伸輥有毛刷，所有牽伸輥通熱水；壓輥放在進(jìn)絲端（如圖5.2）。
圖 5.2 第二牽伸機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
5.3 第三牽伸機(jī)設(shè)計(jì)
電機(jī)→聯(lián)軸器→減速器→聯(lián)軸器→進(jìn)軸→牽伸軸。牽伸機(jī)的七個(gè)輥筒排列方式上三下四(共七輥)，所有牽伸輥有毛刷，所有牽伸輥通冷水；壓輥放在出絲端（如圖5.3）。
圖 5.3 第三牽伸機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
6 牽伸輥受力分析
此牽伸機(jī)組在第三牽伸輥第一輥進(jìn)絲端的絲束的張力是最大的，所以對(duì)第三牽伸機(jī)的進(jìn)行受力分析，牽伸輥筒可以看作為懸臂梁，受到兩個(gè)張力和牽伸輥外伸部分的重量G。
牽伸輥的體積V=L×π（）/4
=1335×3.14×（）/4=46530090
牽伸輥的質(zhì)量m =ρV=7.85××46530090=365.3㎏
牽伸輥的重量G =mg=365.3×9.8=3579.9 N
牽伸輥的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J =
=365.3×（）/2=50324560㎏
對(duì)每個(gè)輥筒的受力進(jìn)行分析如下：
（1）對(duì)1＃輥筒受力如圖，對(duì)1＃輥筒受力向O點(diǎn)簡(jiǎn)化（如圖6.1）。
圖 6.1 1＃輥筒受力及簡(jiǎn)化圖
=D=75264×400×=30105.5 N m
=D=56259.85×400×=22503.9 N m
合力F===91868.6 N
轉(zhuǎn)矩M=-=30105.5-22503.9=7601.6 N m
（2）對(duì)2＃輥筒受力如圖，對(duì)2＃輥筒受力向O點(diǎn)簡(jiǎn)化（如圖6.2）。
圖 6.2 2＃輥筒受力及簡(jiǎn)化圖
=D=56259.85×400×=22503.9 N m
=D=31960.3×400×=12784.12 N m
合力F=G++=3579.9+56259.85+31960.3=91800.05 N
轉(zhuǎn)矩M=-=22503.9-12784.12 =9719.78 N m
（3）對(duì)3＃輥筒受力，對(duì)3＃輥筒受力向O點(diǎn)簡(jiǎn)化（如圖6.3）。
圖 6.3 3＃輥筒受力及簡(jiǎn)化圖
=D=31960.3×400×=12784.12 N m
=D=18677.18×400×=7470.87N m
合力F=+-G=18677.18+31960.3-3579.9=47057.58 N
轉(zhuǎn)矩M=-=12784.12 -7470.87=5313.25 N m
（4）對(duì)4＃輥筒受力，對(duì)4＃輥筒受力向O點(diǎn)簡(jiǎn)化（如圖6.4）。
圖 6.4 4＃輥筒受力及簡(jiǎn)化圖
=D=18677.18×400×=7470.87N m
=D=10314.19×400×=4125.68 N m
合力F=G++=3579.9+18677.18+10314.19=32571.27 N
轉(zhuǎn)矩M=-=7470.87-4125.68 =3345.19N m
（5）對(duì)5＃輥筒受力，對(duì)5＃輥筒受力向O點(diǎn)簡(jiǎn)化（如圖 6.5）。
圖 6.5 5＃輥筒受力及簡(jiǎn)化圖
=D=10314.19×400×=4125.68 N m
=D=5859.33×400×=2343.73 N m
合力F=G--=3579.9-10314.19-5859.33=-12593.62 N
轉(zhuǎn)矩M=-=4125.68-2343.73 =1781.95 N m
（6）對(duì)6＃輥筒受力，并對(duì)6＃輥筒受力向O點(diǎn)簡(jiǎn)化（如圖 6.6）。
圖 6.6 6＃輥筒受力及簡(jiǎn)化圖
=D=5859.33×400×=2343.73 N m
=D=3328.58×400×=1331.43N m
合力F=G++=3579.9+5859.33+3328.58=12767.81 N
轉(zhuǎn)矩M=-=2343.73 -1331.43=1012.3N m
（7）對(duì)7＃輥筒受力，并對(duì)7＃輥筒受力向O點(diǎn)簡(jiǎn)化（如圖 6.7）。
圖 6.7 7＃輥筒受力及簡(jiǎn)化圖
=D=3328.58×400×=1331.43N m
=D=2508.8×400×=1003.52N m
合力F===2521.36 N
轉(zhuǎn)矩M=-=1331.43-1003.52=327.91 N m
由以上計(jì)算可知1＃牽伸輥的合力最大為：
合力 F=91868.6 N
2＃牽伸輥的合力矩最大為：
轉(zhuǎn)矩M=9719.78 N m
把1＃牽伸輥的最大受力，可以把牽伸輥看作是載荷均布的懸臂梁（如圖6.7）。
圖 6.7 最大受力牽伸輥受力情況
q=F/L=91868.6 /1335=68.8 N/ mm
=qL=68.8×1335=91868.6 N
傾覆力矩=-=-= -61308540 N mm
剪力=-qX =- qL =-68.8×1335=-91868.6 N
彎矩=- =-=-= -61308540 N mm
7 牽伸輥筒的設(shè)計(jì)[11]
牽伸輥的結(jié)構(gòu)有三種：內(nèi)部不通水、內(nèi)部通冷水、內(nèi)部通蒸汽。第一種是內(nèi)部不通加熱介質(zhì)的牽伸輥，無(wú)縫鋼管制作，借助兩端法蘭焊接在輥軸上。第二種是內(nèi)部通冷卻水的牽伸輥，它所配用的牽伸輥是一空心軸，內(nèi)裝一根無(wú)縫不銹鋼管，管內(nèi)進(jìn)水，經(jīng)過(guò)牽伸輥內(nèi)腔，然后至牽伸軸內(nèi)孔與無(wú)縫不銹鋼之間出水，有的還在牽伸輥內(nèi)焊有呈螺旋線(xiàn)狀流動(dòng)，加長(zhǎng)冷卻水與牽伸輥的接觸時(shí)間，使熱交換充分。由于輥軸回轉(zhuǎn)，故在軸端進(jìn)出水接頭處采用單端面機(jī)械密封。本次設(shè)計(jì)中，由于輥筒的長(zhǎng)度和直徑都是已知的，所以在這里只進(jìn)行輥筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。牽伸機(jī)組中的牽伸輥筒有內(nèi)部不通水、內(nèi)部通冷水、內(nèi)部通熱水三種。根據(jù)紡絲的工藝要求，設(shè)計(jì)第一臺(tái)牽伸機(jī)內(nèi)部不通水的牽伸輥五根和內(nèi)部通冷水的牽伸輥二根，設(shè)計(jì)第二臺(tái)牽伸機(jī)內(nèi)部不通熱水的牽伸輥七根，設(shè)計(jì)第二臺(tái)牽伸機(jī)內(nèi)部不通熱水的牽伸輥七根。
牽伸輥與牽伸輥軸的聯(lián)接方式有內(nèi)夾套螺栓聯(lián)接、輥筒與法蘭焊接再用螺栓聯(lián)接和法蘭螺栓聯(lián)接，前兩者結(jié)構(gòu)復(fù)雜難于加工和裝配，后者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工和裝配，經(jīng)濟(jì)性好。牽伸機(jī)組中所有牽伸輥和牽伸軸均采用法蘭螺釘聯(lián)接。內(nèi)部不通水的牽伸輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖 7.1）。
圖 7.1 牽伸輥結(jié)構(gòu)圖
設(shè)計(jì)要素有如下幾個(gè)方面：
（1）選用材料為20的鋼管（Φ500mm×1335mm）。
（2）輥筒要封閉所以在左端加工一個(gè)凹槽臺(tái)階，鉆6個(gè)M16-6H深15的孔，以便和蓋子裝配。
（3）車(chē)外圓到Φ400mm×1250mm，表面鍍 三氧化二鉻厚度0.2～0.3后拋光，表面粗糙度達(dá)0.8。
（4）為了避免尺寸突變而引起的應(yīng)力集中，所以階梯軸采用倒圓角過(guò)渡。
（5）為了輥筒和軸聯(lián)接，在輥筒Φ450mm的圓周上鉆24個(gè)Φ26深孔Φ40，這樣可以將螺釘頭隱藏起來(lái)。
（6）輥筒和軸聯(lián)接，為了阻礙輥筒下滑，在輥筒和軸加工出有一定精度相配合的定位止口。
內(nèi)部通冷水的牽伸輥繼承了內(nèi)部不通水結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，只是在一個(gè) 局部做了一點(diǎn)修改，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖 7.2）。
在內(nèi)部不通水的牽伸輥結(jié)構(gòu)上內(nèi)孔加工一個(gè)臺(tái)階，以配合裝通水的分配板。
圖 7.2 通水牽伸輥結(jié)構(gòu)圖
8 法蘭聯(lián)接螺釘性能等級(jí)和材料確定[12]
牽伸棍和牽伸輥是法蘭螺釘聯(lián)接，為了防止出現(xiàn)螺栓斷裂的情況，必須進(jìn)行分析。
首先，分析輥筒的受力。單個(gè)輥筒的受力情況，、 為絲束的張力，它們對(duì)牽伸輥產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩 ，及傾覆力矩 的作用，其大小與絲束作用力及絲束對(duì)輥的包角有關(guān)。分析各個(gè)輥筒的受力情況，確定受力最大者牽伸輥，輥筒與軸通過(guò)24只高強(qiáng)螺釘相連。D為輥筒與法蘭聯(lián)結(jié)螺釘所在圓的直徑，為法蘭外徑，為接觸面的內(nèi)徑。、之間的面積為輥筒與法蘭的有效接觸面積。
根據(jù)前面的計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，可知1＃牽伸輥的合力最大：合力 F=91868.6 N
2＃牽伸輥的轉(zhuǎn)矩最大：轉(zhuǎn)矩M=9719.78 N m。綜合考慮輥筒的最大合力和最大轉(zhuǎn)矩，假設(shè)2＃輥筒所到合力 F=91868.6 N、轉(zhuǎn)矩M=9719.78 N m。
其次，確定受傾覆力矩最大的輥筒。
=F×0.5 L=91868.6×0.5×1250×=57417.875 N m
聯(lián)接螺栓強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)轉(zhuǎn)矩M 計(jì)算預(yù)緊力。
采用螺栓時(shí)，靠聯(lián)接預(yù)緊后在接結(jié)合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來(lái)抵抗轉(zhuǎn)矩，假設(shè)各螺栓的預(yù)緊程度相同，根據(jù)力矩平衡條件得
f+ f+ f+……+ f =KM （8.1）
式中 K ------------- 防滑系數(shù)
z----------------螺栓數(shù)目
--------------第z個(gè)螺栓到接合面中心的距離
f--------------接合面的摩擦因數(shù)
由于大小相同，為0.5D，故=
根據(jù)參考文獻(xiàn)[12]取 K=1.2 f=0.15
== =14399.67 N
根據(jù)傾覆力矩計(jì)算預(yù)緊力。
預(yù)緊力應(yīng)確保輥?zhàn)映惺軆A覆力矩后，受壓最小處不出現(xiàn)間隙，根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]有
= （8.2）
式中 A ------------- 有效接觸面積
z----------------螺栓數(shù)目
w---------------接合面有效抗彎剖面模量
A=π（）=π（-）=70650=0.7
W==1.54×
===1.08×N
故預(yù)緊力==1.08×N
計(jì)算螺栓承受最大工作載荷。
由參考文獻(xiàn)[7]有：
= （8.3）
式中，代表第i個(gè)螺栓軸線(xiàn)到接合面中心軸線(xiàn)的距離；
代表最大值為=0.5D 。圖 8.1為輥筒與軸聯(lián)接螺栓分布圖，24個(gè)螺栓均布，所以有兩個(gè)最大值，有兩個(gè)為0。其余20只螺栓中可分均成4組，每組的對(duì)應(yīng)相同，= cosl5o、= cos30o、= cos45o、= cos60o
= cos75o
圖 8.1 輥筒與軸聯(lián)接螺栓分布圖
=(57417.875 ×450×)／[4（ + + + +）+2] =10589.4N
計(jì)算螺栓承受的總拉力 F
F=+C （8.4）
其中C為螺栓的相對(duì)剛度，根據(jù)參考文獻(xiàn)[15]取C=0.4，
所以 F=+C=1.08×+0.4×1.06×=1.08×N
計(jì)算螺栓危險(xiǎn)剖面的拉伸強(qiáng)度
=1.5F/（0.25） （8.5）
式中，d為螺栓的危險(xiǎn)剖面的直徑
所以 =1.5×1.08×/（0.25×）
=358.28 MPa
查文獻(xiàn)[16]表11-6，選用性能級(jí)別為8.8，材料為35即可滿(mǎn)足要求。
9 通水牽伸軸設(shè)計(jì)
（1） 選擇軸的材料確定許用應(yīng)力
此軸屬于載荷較大而無(wú)很大沖擊的重要軸，中間要通水是中空軸內(nèi)徑Φ130mm，而且還要和牽伸輥相聯(lián)接，最大直徑和牽伸輥的最大直徑一樣，所以軸的直徑比較大。選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查文獻(xiàn)[12]表2-5，取=685 MPa。
（2） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初估軸的最小直徑
由文獻(xiàn)[17]表2-6查得C=100， =40 Mpa 按軸的設(shè)計(jì)公式
實(shí)心軸≥C=66.7mm
空心軸≥66.7+130=196.7 mm
由于鍵槽的存在,應(yīng)增大軸頸以考慮其對(duì)軸強(qiáng)度的影響,雙鍵應(yīng)增大7%，所以，取d=200mm
（3） 軸的初步設(shè)計(jì)
根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點(diǎn)，該軸上主要有兩個(gè)軸承和一個(gè)齒輪。右邊的軸承用鎖緊螺母和鎖緊墊圈進(jìn)行軸向固定，所以必須要開(kāi)一個(gè)槽。齒輪和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，即在軸上要開(kāi)一個(gè)槽?？紤]到斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，選用角接觸球軸承，采用螺栓聯(lián)接式軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸兩端單向固定，依靠普通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定，大齒輪的軸向固定采用軸肩與套筒相配合實(shí)現(xiàn)，軸采用階梯軸的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的軸向固定。此軸要與輥直接相連，因此在上開(kāi)24個(gè)M24的螺孔，與輥相配合，結(jié)合后述尺寸確定，繪制軸的草圖（如圖9.1）。
圖 9.1 軸結(jié)構(gòu)圖
（4） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
徑向尺寸的確定：
圖 9.1所示，從軸段d=200mm選取相鄰軸段的直徑。起定位固定作用的套筒，定位軸肩高度h可在（0.07～0.1）d取值，故≥30×（1+2×0.07）=210.2mm取=220mm。為與大齒輪裝配部分，其直徑應(yīng)與大齒輪的內(nèi)孔直徑相一致，即=240mm。為安裝軸承部分，即 =260 mm，選定軸承為23144CK/W33GB/T288-1994。為了方便裝配水管零件=230mm, 為軸與輥筒的定位止口，=500mm；為鉆螺紋的地方，=450mm；為軸徑，為了和輥筒的最大直徑一致，取 =500mm。
軸向尺寸的確定：
為螺紋長(zhǎng)度與鎖緊螺母相配合，取=40mm；為退刀槽，取=5mm；上裝載軸承，軸承寬度B=120mm，取=178mm；起定位作用，取=148；大齒輪齒寬b2=260 mm,取=335 mm；與裝軸承及箱體厚度, 軸承寬度B=180mm，取軸段長(zhǎng)=266mm；為聯(lián)接螺紋的長(zhǎng)度，取=80mm；起定位作用，取=10mm。
（5） 確定齒輪和軸承的潤(rùn)滑
由于輥筒的工藝速度是250m/min，所以齒輪圓周速度V=250m/min
齒輪采用浸油潤(rùn)滑，軸承采用壓力油潤(rùn)滑
（6） 軸的強(qiáng)度校核，軸的受力（如圖9.2）
圖 9.2 軸受力圖
前面計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)有：
齒輪的輸出功率 P=182.495KW
軸的轉(zhuǎn)速 n=405.5r/min
齒輪的分度圓直徑 d=609mm
齒輪的圓周力 =22866.77N
齒輪的徑向力 =7525.69 N
齒輪的軸向力 3684.24 N
軸傳遞的最大轉(zhuǎn)矩 T=9719.78 N.m
計(jì)算支承反力及彎矩：
① 水平面上
===11433.385N
C點(diǎn)彎矩 =×301mm=3441.45Nm
② 垂直面上
==6135.67 N
=－=1390.2 N
C點(diǎn)彎矩：=×301mm= 1840.7 Nm
③ 求合成彎矩
==3902.79 Nm
C點(diǎn)當(dāng)量彎矩：
===7017.3 Nm
校核的強(qiáng)度
C截面的當(dāng)量彎曲應(yīng)力
====37.25 MPa
W-------------軸的抗彎截面系數(shù), W=0.1
(因C截面有鍵槽,考慮對(duì)軸強(qiáng)度削弱影響,故d乘以0.95,d為軸擁有材料的直徑)
確定許用彎曲應(yīng)力：
=/ （9.1）
式中 ----------------對(duì)材料40，取=333.43MPa
--------------- 表面質(zhì)量系數(shù)，取=0.90
-------------- 絕對(duì)尺寸系數(shù)，取=0.89
-------------- 安全系數(shù)，取=1.40
-------------- 受彎矩作用時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)，取=2.53
把以上數(shù)據(jù)代入公式（9.1），得=75.4 MPa
（7） 剛度校核
牽伸軸和牽伸輥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（如圖9.3）
圖 9.3 軸輥結(jié)構(gòu)圖
忽略齒輪的受力和牽伸輥上的摩擦力，有軸的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為雙簡(jiǎn)支的外伸梁（如圖9.4）
圖 9.4 輥軸簡(jiǎn)支圖
計(jì)算轉(zhuǎn)角的公式
=p/6EI （9.2）
式中 P---------------拉伸力，取輥?zhàn)畲蠛狭 =91868.6 N
---------------兩軸支座跨距，=666㎜
---------------軸受扭矩作用的長(zhǎng)度， =948㎜
E---------------彈性模量，E=2.16×
I--------------- 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，取I=/64=224203850
將以上數(shù)據(jù)代入公式（9.2）得=0.00125 rad
允許偏轉(zhuǎn)角[12]=0.0025 rad
由計(jì)算可知<, <所以軸的強(qiáng)度、剛度足夠,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,則該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)須修改。
10 牽伸輥的計(jì)算
10.1強(qiáng)度計(jì)算
以第三道牽伸機(jī)構(gòu)的第二個(gè)牽伸輥為例，在拉伸輥上作用的力包括：絲束進(jìn)、出牽伸輥時(shí)的張力和牽伸輥外伸部分的重量W 。用分析法或圖解法求出力、和W的合力P 。對(duì)危險(xiǎn)截面C（如圖9.3）進(jìn)行強(qiáng)度校核，其方法如下：
已知=948mm P=91800.05N =56259.85N =31960.3N
C處的彎矩為：=式中：
----------------力P作用點(diǎn)至截面C的距離
==91800.05N×948mm=87026447.4N mm
C處的扭矩為：式中：——牽伸輥直徑
==4859910 N mm
C處的等效彎矩M為：=87094243.86 N mm
C處的等效扭矩T則為：=87162040.32 N mm
C處的彎曲應(yīng)力及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力應(yīng)為：，
式中：——抗彎斷面模量；
——抗扭斷面模量。
對(duì)于直徑為d的實(shí)心軸來(lái)說(shuō)，應(yīng)力為：；。對(duì)于空心軸，斷面模量等于：；；
式中：——空心軸外圓直徑；——空心軸內(nèi)圓直徑。
此軸為空心軸=400 mm =340mm
==1616854.69
==808427.35
應(yīng)力為： =87094243.86/1616854.69=53.87 MPa
=87162040.32/808427.35=10.782M Pa
通水牽伸輥的材料是，查文獻(xiàn)[3]表2-7，取σ=600 MPa, =95 MPa，
=40 MPa。
計(jì)算所得的危險(xiǎn)截面應(yīng)力小于所用材料的許用應(yīng)力，表示輥的強(qiáng)度足夠。
10.2 撓度計(jì)算
牽伸輥外伸端的撓度由下列各部分撓度迭加而成，即
（1） 由于載荷P引起起點(diǎn)D處的撓度等于
= （10.1）
式中E--------------彈性模量
J---------------慣性矩
X--------------支承A至截面D的距離
-------------兩支承間的距離
查文獻(xiàn)[15]得碳鋼的彈性模量E=196～206×MPa 取E=200×MPa
牽伸輥的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J =
=365.3×（）/2=50324560㎏
支承A至截面D的距離X=989mm
兩支承間的距離=666 mm
==1.01× mm
（2） 載荷P引起點(diǎn)D處的轉(zhuǎn)角為
= （10.2）
L----------------牽伸輥的長(zhǎng)度 L=1250 mm
==4.24×
由于轉(zhuǎn)角而使?fàn)可燧佂舛水a(chǎn)生的形變?cè)隽繛?
= L （10.3）
= L=4.24××1250=5.3× mm
（3） 將牽伸輥筒看作一受均勻載荷P/L的懸臂梁，牽伸輥外伸端的撓度為
= （10.4）
==2.23× mm
（4） 由第二牽伸輥和相鄰各輥筒上的絲束張力差，求出作用在齒輪B上的各周向力。設(shè)周向力在力P方向的總分力為F，則因力F的而在點(diǎn)D產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角等于
= （10.5）
式中 ----------------齒輪B至前支承的距離 =365 mm
----------------齒輪B至后支承的距離 =301 mm
F-----------------齒輪B的圓周力 F=22866.77N
==0.0003×
因轉(zhuǎn)角而使?fàn)可燧佂馍於水a(chǎn)生的形變量為
=－（L+X-） （10.6）
= －（L+X-）=－0.38× mm
牽伸輥外伸端的總撓度為
=+++ （10.7）
=+++=(1.01+5.3+2.23-0.38) ×=8.16×mm
在不計(jì)滾動(dòng)軸承的間隙時(shí)，1米長(zhǎng)的牽伸輥外伸端的最大撓度應(yīng)小于1毫米。由于8.16×mm遠(yuǎn)小于1.25mm，則所設(shè)計(jì)的牽伸輥符合要求。
11 潤(rùn)滑方式與密封裝置
牽伸軸和軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生大量的熱，就必須采取潤(rùn)滑的裝置，采用集中、連續(xù)、有壓力油潤(rùn)滑。壓力供油潤(rùn)滑是用油泵將油壓送到潤(rùn)滑部位，供油量充分可靠且易于控制，可帶走摩擦熱起冷卻作用。
箱體中齒輪和軸承的潤(rùn)滑推薦采用N68機(jī)油（GB433-1989），第一次運(yùn)轉(zhuǎn)300小時(shí)后應(yīng)清洗更換新油，以后每運(yùn)轉(zhuǎn)5-6個(gè)月更換一次機(jī)油。油溫溫升不宜超過(guò)80Co，每次換油時(shí)須清理網(wǎng)式濾油器。
在潤(rùn)滑系統(tǒng)中密封裝置的作用是防止?jié)櫥瑒┑男孤┎⒆柚雇獠侩s質(zhì)、灰塵、空氣和水分等侵入潤(rùn)滑部位。密封不僅能大量節(jié)約潤(rùn)滑劑，保證機(jī)器的正常工作，提高機(jī)器壽命。牽伸輥、牽伸軸、箱體相連的地方采用多種密封方式。防止?jié)櫥吐┏龊拖潴w外雜質(zhì)、水及灰塵等侵入軸承室，避免軸承急劇磨損和腐蝕。
（1） O型密封
選用O型密封圈265×7G GB3452.1-1992，膠圈安裝在溝槽內(nèi)受到預(yù)壓縮而起密封作用，當(dāng)液體油要向外泄漏時(shí)，密封圈借助流體的壓力擠向溝槽的一側(cè)，在接觸邊緣上壓力增高使密封效果增強(qiáng)，這種隨介質(zhì)壓力升高而提高密封的效果的性能叫“自緊作用”，O型密封圈具有雙向密封能力 。
（2） 唇形密封
選用唇形密封圈B200230D GB13871-1992，安裝時(shí)主唇朝內(nèi)，用以防止液體漏出；副唇朝外，用以防塵。
（3） 迷宮密封
迷宮密封是非接觸式密封中最常用的一種，即轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止部件之間是無(wú)接觸的。這種密封不受工作速度的限度，可靠、簡(jiǎn)單和材料選擇方便，但允許有一定的泄漏。牽伸軸和箱體采用迷宮密封形式。迷宮密封不但起密封作用還能散熱。其具體組成形式請(qǐng)參照牽伸輥內(nèi)傳動(dòng)裝置裝配圖。
（4） 擋油環(huán)和迷宮密封組合
該密封處選用擋油環(huán)密封，其作用用于油潤(rùn)滑軸承，防止過(guò)多的油、雜質(zhì)進(jìn)入軸承室以?xún)?nèi)以及嚙合處的熱油沖入軸承內(nèi)。擋油環(huán)與軸承座孔之間應(yīng)留有不大的間隙，以便讓一定量的油能濺入軸承室進(jìn)行潤(rùn)滑。與迷宮密封組合，防止液體漏出，達(dá)到更好的密封效果。
總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是修完所有大學(xué)課程之后的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用多學(xué)科理論，知識(shí)和技能，以解決較復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題的能力，主要包括原理綜述、研究方案的分析論證、方案方法的擬訂及依據(jù)材料的確定等。
七輥牽伸機(jī)是紡絲后處理聯(lián)合機(jī)的主要部分，屬于比較成熟的產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上有各種不同型號(hào)的七輥牽伸機(jī)，所以它們結(jié)構(gòu)也不相同。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題——滌綸短纖后處理設(shè)備七輥牽伸輥設(shè)計(jì)。主要研究的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：
（1） 根據(jù)紡絲的工藝要求來(lái)確定牽伸機(jī)在聯(lián)合機(jī)位置和數(shù)量。
（2） 在已知年產(chǎn)量的情況下，確定最大牽伸力。
（3） 合理布局七個(gè)牽伸輥的位置，確定絲束張力的包角。
（4） 對(duì)牽伸機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析，確定進(jìn)出輥筒絲束張力。
（5） 根據(jù)絲束張力，計(jì)算出最大受力和轉(zhuǎn)矩。
（6） 分析牽伸輥和牽伸軸的聯(lián)接方式，確定牽伸輥和牽伸軸的聯(lián)接方式
（7） 設(shè)計(jì)牽伸輥和牽伸軸的結(jié)構(gòu)。
（8） 對(duì)牽伸輥和牽伸軸進(jìn)行必要的計(jì)算。
（9） 畫(huà)出主要的零部件圖。
在姜老師和二紡機(jī)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，以及同組同學(xué)的討論中，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月時(shí)間的設(shè)計(jì)，終于完成了。在對(duì)牽伸機(jī)進(jìn)行理論分析以后，依據(jù)前面計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)，綜合材料、加工、裝配、運(yùn)輸?shù)纫蛩?，完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)—七輥牽伸機(jī)牽伸輥部件的設(shè)計(jì)，該方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1） 采用空心鋼筒，減小質(zhì)量。
（2） 采用法蘭聯(lián)接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；易于加工、裝配。
（3） 利用止口定位，便于安裝。
（4） 采用集中、連續(xù)、有壓力油潤(rùn)滑及多種密封，確保機(jī)器的有效運(yùn)行。
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[17] A.O. Lebeck, E.I. Radzimovsky . The synthesis of tooth profile shapes and spur gears of high load capacity . Transaction of ASME Journal of Engineering for Industry (1970) .543～553.
致謝
為期3個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，時(shí)間短暫卻內(nèi)容充實(shí)，給我提供了一個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造相關(guān)知識(shí)的機(jī)會(huì)，進(jìn)一步拓寬了我的知識(shí)面；同時(shí)通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我又漸漸回顧了四年以來(lái)所學(xué)到的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)，重新鞏固了它們?cè)谖业闹R(shí)庫(kù)中的位置，真正實(shí)現(xiàn)了知識(shí)融入實(shí)踐。經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，不僅學(xué)到了許多有價(jià)值的繪圖技巧，而且熟悉了機(jī)械設(shè)計(jì)流程，掌握一般的機(jī)械設(shè)計(jì)原理、機(jī)械設(shè)計(jì)方法，及其查閱相關(guān)資料的能力。
本課題在選題及研究過(guò)程中得到姜老師的悉心指導(dǎo)。姜老師多次詢(xún)問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。姜老師對(duì)紡織機(jī)械這一行有著深刻的研究，曾從事紡織機(jī)械設(shè)計(jì)多年，有著豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在他細(xì)心指導(dǎo)下，我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)，在此致以最誠(chéng)摯的謝意！
感謝邵陽(yáng)學(xué)院為我提供一個(gè)學(xué)習(xí)深造的機(jī)會(huì)，營(yíng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍，使我順利完成了學(xué)業(yè)，成為一名合格的大學(xué)生。
感謝蔣老師、曾老師及所有任課老師等對(duì)我的教育培養(yǎng)。他們一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，對(duì)他們的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。
感謝邵陽(yáng)紡織機(jī)械責(zé)任有限公司周部長(zhǎng)、劉主任、楊主任及所有工作人員為我提供了良好的研究條件，給予我莫大的幫助，謹(jǐn)向各位同仁表示誠(chéng)摯的敬意和謝忱。
感謝我所有同學(xué)四年來(lái)對(duì)我學(xué)習(xí)、生活的關(guān)心和幫助。
感謝同組同學(xué)，在百忙之中抽出寶貴時(shí)間，對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)，提出寶貴意見(jiàn)。
感謝親朋好友在我成長(zhǎng)過(guò)程中，長(zhǎng)期對(duì)我的支持、關(guān)心和幫助。
感謝父母給我生命、給我愛(ài)，并在我求學(xué)道路上，默默地支持、幫助我。在此要向父母說(shuō)一聲：你們辛苦啦！
表1 主要零部件技術(shù)要求
主要零部件
技術(shù)要求
牽伸輥
1.采用鋼管或煅件加工，不得拼接
2. Φ400h7外圓面對(duì)基準(zhǔn)A的同軸度公差值為Φ0.06mm
3. Φ500右端面對(duì)基準(zhǔn)A的垂直度公差值為Φ0.06mm
通水
牽伸輥
1. 采用鋼管或煅件加工，不得拼接
2. Φ400h7外圓面對(duì)基準(zhǔn)A的同軸度公差值為Φ0.06mm
3. Φ500右端面對(duì)基準(zhǔn)A的垂直度公差值為Φ0.06mm
4. Φ350H8孔對(duì)基準(zhǔn)A的同軸度公差值為Φ0.06mm
5.輥體噴涂三氧化二鉻（厚度0.2～0.3 mm）后拋光
軸
1.調(diào)質(zhì)處理HBS241～286
2.煅件達(dá)JB/T4385.1-1999《錘上自由鍛通用技術(shù)條件》中Ⅱ級(jí)規(guī)定
3. Φ240g7外圓面對(duì)基準(zhǔn)A-B的同軸度公差值為Φ0.05mm
4. Φ400H7孔對(duì)基準(zhǔn)A-B的同軸度公差值為Φ0.04mm，法蘭右端面對(duì)基準(zhǔn)A-B跳動(dòng)公差值為0.04mm，法蘭右端面對(duì)基準(zhǔn)A-B跳動(dòng)公差值為0.04mm
5. 24-M24-6H螺孔對(duì)對(duì)基準(zhǔn)A-B的位置度公差值為0.5
60齒齒輪
1.齒輪的材料為20CrMnTi
2.齒面滲碳淬火，滲碳層深度1.5～2 mm，齒面硬度HRC58～65，齒圈芯部硬度HRC30～45
3.右端面對(duì)基準(zhǔn)A的跳動(dòng)公差值為0.032 mm
壓輥結(jié)合件
1.Φ400外圓對(duì)基準(zhǔn)A-B的跳動(dòng)公差值為0.0６ mm
2. 壓輥外包兩層不同硬度的丁腈橡膠，顏色均為乳白色，外層橡膠硬度為（邵爾D型）75～80度，內(nèi)層橡膠硬度高于外層橡膠，其數(shù)值由承制廠(chǎng)決定
3.線(xiàn)壓力170N/cm
4.包膠層與輥體及包膠層之間結(jié)合牢固，不得有脫層、斷裂、氣孔等缺陷
5. 外層橡膠在線(xiàn)壓力線(xiàn)壓力170N/cm下長(zhǎng)期工作，不得出現(xiàn)裂縫、凹坑及表面剝落等缺陷
6.校靜平衡許用不平衡量1000gmm，平衡圓鋼焊在壓輥體內(nèi)壁上
表2 標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表
名稱(chēng)或代號(hào)
數(shù)量
備注
螺栓GB/T5782-M12×50
4
螺栓GB/T5783-M20×50
16
螺栓GB/T5783-M6×25
8
螺柱GB/T899-M12×90
4
螺釘GB/T70-M10×40
6
螺釘GB/T70-M12×25
4
螺釘GB/T70-M12×30
8
螺釘GB/T70-M12×35
12
螺釘GB/T70-M12×50
6
螺釘GB/T70-M12×55
6
螺釘GB/T70-M24×100
4
螺釘GB/T70-M6×12
24
螺釘GB/T70-M6×16-A2-70
6
螺釘GB/T77-M6×12
4
螺釘GB/T77-M8×20
4
螺母GB/T6170-M12
4
墊圈GB/T93-10
6
墊圈GB/T93-12
40
墊圈GB/T93-6
8
墊圈GB/T97.1-12-140HV
4
墊圈GB/T97.1-20-140HV
16
軸承23144CK/W33 GB/T288-1994
1
軸承23152CA/W33 GB/T288-1994
1
鎖緊墊圈MB40 JB/T7919.3-1999
1
鎖緊螺母KM40 JB/T7919.3-1999
1
退卸套AH3144 JB/T7919.1-1999
1
O型密封圈265×7G GB3452.1-1999
1
O型密封圈65×5.30G GB3452.1-1999
1
表3 主要圖紙
序號(hào)
圖紙名稱(chēng)
圖紙大小
圖紙代號(hào)
數(shù)量
1
5819七輥牽伸機(jī)裝配圖
A1
SHV5819-0000L
1
2
TSC8002牽伸輥部件裝配圖
A3×2
TSC8002-00
1
3
TSC8003通水牽伸輥部件裝配圖
A1
TSC8003-00
1
4
軸承擋圈結(jié)合件
A4
TSC8002-00-1
1
5
蓋
A4
TSC8002-01
1
6
擋圈
A4
TSC8002-05
1
7
端蓋
A3
TSC8002-07
1
8
外環(huán)
A3
TSC8002-09
1
9
內(nèi)環(huán)
A4
TSC8002-10
1
10
軸承擋圈
A4
TSC8002-12
1
11
鍵
A4
TSC8002-13
1
12
60齒齒輪
A3
TSC8002-14
1
13
軸承座
A3
TSC8002-15
1
14
后端蓋
A4
TSC8002-17
1
15
內(nèi)管結(jié)合件
A3
TSC8003-00-1
1
16
分配板結(jié)合件
A2
TSC8003-00-2
1
17
外管結(jié)合件
A3
TSC8003-00-3
1
18
軸承擋圈結(jié)合件
A4
TSC8003-00-4
1
19
外環(huán)結(jié)合件
A4
TSC8003-00-5
1
20
接管結(jié)合件
A4
TSC8003-00-6
1
21
蓋
A4
TSC8003-01
1
22
通水牽伸輥軸
A2
TSC8003-06
1
23
軸頭
A3
TSC8003-07
1
24
內(nèi)環(huán)
A4
TSC8003-09
1
25
后端蓋
A3
TSC8003-10
1
26
螺紋法蘭
A4
TSC8003-11
1
27
法蘭
A4
TSC800