(精品)機電一體化畢業(yè)精品 球絞軸承綜合試驗機設(shè)計(2013年優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計)

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）球絞軸承綜合試驗機設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計（論文）球絞軸承綜合試驗機設(shè)計大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學(xué)院： 系級教學(xué)單位：機械制造及其自動化系 學(xué)號學(xué)生姓名專 業(yè)班 級題目題目名稱 高速線材打包機結(jié)構(gòu)改造設(shè)計題目性質(zhì)1.理工類：工程設(shè)計 （ ）；工程技術(shù)實驗研究型（ ）；理論研究型（ ）；計算機軟件型（ ）；綜合型（ ）2.管理類（ ）；3.外語類（ ）；4.藝術(shù)類（ ）題目類型1.畢業(yè)設(shè)計（ ） 2.論文（ ）題目來源科研課題（ ） 生產(chǎn)實際（ ）自選題目（ ） 主要內(nèi)容基本要求1. 獨立完成規(guī)定的任務(wù)，圖紙折合A0號三張以上；2. 付設(shè)計說明書2萬字以上，要求分析計算全面詳盡，說明書格式符合“畢業(yè)設(shè)計撰寫規(guī)范”；3. 參考文獻15篇以上（不包括教材）；翻譯一篇外文資料，譯成中文文字不少于3000字。參考資料1. 機械設(shè)計手冊2. 機床夾具手冊3.科技期刊上發(fā)表的相關(guān)論文周 次第14周第57周第811周第1215 周第1617周應(yīng)完成的內(nèi)容調(diào)研相關(guān)國內(nèi)外技術(shù)資料、接受開題考核方案設(shè)計、相關(guān)參數(shù)計算草圖設(shè)計、接受中期檢查正式圖紙設(shè)計、撰寫設(shè)計說明書準(zhǔn)備答辯PPT指導(dǎo)教師： 職稱： 系級教學(xué)單位審批： 年 月 日摘要摘要本文介紹了球鉸軸承試驗機研制的背景和意義,通過分析關(guān)節(jié)軸承的結(jié)構(gòu)、運動原理、失效形式,探討了試驗機的主要技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成及控制方案等。采用液壓缸控制技術(shù)模擬加載載荷，采用千分表對關(guān)節(jié)軸承各種試驗參數(shù)進行測量。 確定了方案后進行了相關(guān)的參數(shù)計算。軸的設(shè)計計算，平鍵的選擇于校核，液壓缸的計算與選擇等 繪制了機械結(jié)構(gòu)圖紙，液壓原理圖、機架結(jié)構(gòu)圖以及夾具零件圖等。關(guān)鍵詞： 球絞軸承 測試機 游隙 剛度 壽命I燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）Abstract This article describes the hinge ball bearing testing machine developed by the background and significance, by analyzing the structure of joint bearing, movement principles, failure modes of the testing machine main technical parameters, structure, system components and control programs.Hydraulic cylinder control technology to simulate load load bearing joints using micrometer to measure the various test parameters. After the program identified the relevant parameter calculation.Shaft design calculation, the choice of flat keys in check, the calculation of hydraulic cylinders and selection, and so all. Draw the mechanical structure drawings, hydraulic schematics, rack and clamps parts diagram maps, and so all.Keywords : ball twister bearing testing machine Clearance stiffness Lifespan 目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景11.1.1 線材簡介1 1.1.2 國內(nèi)外打包機的主要研究成果.1 1.1.3 我國引進線材打包機現(xiàn)狀.5 1.1.4 打包機的發(fā)展趨勢.6 1.1.5 PCH-4KNA型打捆機備件的國產(chǎn)化.7 1.2 當(dāng)前國內(nèi)外打包機存在的問題.10 1.3 小結(jié).11第2章 打包頭結(jié)構(gòu)設(shè)計.122.1 打包機的基本原理.122.2 打包頭功能及其主要性能.122.2.1 功能.122.2.2 主要技術(shù)性能.122.3 打包結(jié)構(gòu).132.4 打包動作.152.5 打包機在自動方式下操作注意事項.162.6 新型打包頭KNB的結(jié)構(gòu)特點.162.6.1 扭結(jié)機構(gòu).162.6.2 剪切機構(gòu).182.6.3 導(dǎo)向機構(gòu).182.7 新型打包頭KNB的維護要點.192.7.1 KNB的氣動和液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)要求.192.7.2 各機構(gòu)的維護方法.192.8 小結(jié).19第3章 打包機液壓系統(tǒng)分析.203.1特性要求及性能指標(biāo).203.1.1 特性要求.203.1.2 性能指標(biāo).203.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計分析.203.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計要點.253.4 液壓原理及分析說明.263.4.1 液壓原理圖.263.4.2 分析說明.263.5 小結(jié).28第4章 扭結(jié)機構(gòu)中各參數(shù)的確定.294.1 液壓馬達的確定.294.2 齒輪的設(shè)計計算.294.2.1 扭結(jié)輪淬火，中間大齒輪正火，驅(qū)動輪調(diào)質(zhì).294.2.2 驅(qū)動輪分度圓直徑.304.2.3 確定齒輪的尺寸.324.2.4 校核齒根彎曲疲勞強度并確定最終的齒輪尺寸.324.3 軸設(shè)計計算及軸承和鍵的選擇.344.3.1 選材料，軸承潤滑方式，密封方式.344.3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計.344.4 聯(lián)軸器及夾緊裝置的選擇.364.4.1 聯(lián)軸器的選擇.364.4.2 夾緊裝置的選擇.364.5小結(jié).36結(jié)論.38參考文獻.39致謝.41附錄1.42附錄2.53附錄3.61V第1章 緒論 第1章 緒論1.1 課題背景我國自行研究的線材打包機主要是半自動化打包機，半自動化打包機除了生產(chǎn)效率低以外，還有其他缺點。比如：半自動化打包機的打結(jié)位置不理想，在運輸過程中容易造成鋼捆變松或散包；半自動打包機需要人工穿線，耗費勞動力等。而高自動化打包機可以解決上述問題，但是進口國外高自動化打包機價格昂貴，所以我們要自主研發(fā)。1.1.1 線材簡介 線材在很多領(lǐng)域扮演著相當(dāng)重要的角色，所謂的線材是指直徑為 5-4mm 的熱軋圓鋼和 10mm 以下的螺紋鋼。它是用作鋼筋混凝土的配筋和焊接結(jié)構(gòu)件或再加工（如拔絲，制釘?shù)龋┰?。另外線材中應(yīng)用廣泛的是高速線材,所謂的高速線材是指用高速軋鋼機軋制的線制鋼材。類似線材的鋼材還有棒材，卷材等。線材在社會上起著巨大作用，是用量很大的鋼材品種之一。經(jīng)過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)拉拔成各種規(guī)格鋼絲，再捻制成鋼絲繩、編織成鋼絲網(wǎng)和纏繞成型及熱處理成彈簧；經(jīng)熱、冷鍛打成鉚釘和冷鍛及滾壓成螺栓、螺釘?shù)?；?jīng)切削成熱處理制成機械零件或工具等。按照包裝國家標(biāo)準(zhǔn)匯編的有關(guān)規(guī)定，各種不同類型的金屬成品，在一定的規(guī)格范圍內(nèi)出廠前必須包裝成卷或捆，包裝的方式多樣，但對緊實度有一定的要求，而且要有相應(yīng)的標(biāo)志。對應(yīng)的每種鋼材都有適應(yīng)它的打包機構(gòu)，即所說的金屬材料捆扎機。所謂的金屬材料捆扎機是指冶金工廠將其生產(chǎn)的鋼材或其他金屬材料進行機械化捆扎包裝，以便于儲存和運輸?shù)脑O(shè)備。 1.1.2 國內(nèi)外打包機的主要研究成果目前在線材打包機這一領(lǐng)域，國外的研究成果有前蘇聯(lián)黑色冶金機械化科學(xué)所研究的鋼帶類打捆機，如圖1所示。瑞典森德斯（SUND/BIRSTA）公司制造的 PCH-4KNA 型臥式打捆機，如圖2所示。圖 1-1前蘇聯(lián)黑色冶金機械化科學(xué)研究所打捆機簡圖 1圍盤；2捆扎頭；3捆帶拉引機構(gòu)；4捆帶供給機構(gòu)；5液壓驅(qū)動裝置；6開卷機；7板疊 圖1- 2 PCH-4KNA 型臥式打捆機1-左移動壓實板；2-右移動壓實板；3-打包頭；4-送線器；5-中心線道；6-彎曲線道；7-升降臺 。圖1- 3 首鋼自行研制的臥式線材打捆機 1-壓實缸；2-支座；3-壓實頭；4-吊卷鉤；5-托起機構(gòu)；6-擰扣機構(gòu)首鋼自行研制的臥式線材打捆機，如圖3所示北京航空航天大學(xué)改造的達涅利打包機，如圖4所示。圖1-4 北航打捆機結(jié)構(gòu)示意圖圖中序號部件名稱：1-捆絲除銹器；2-蓄絲液壓鎖；3-蓄絲送絲滑輪組；4-送絲滑輪組；5-支撐立板；6-捆絲；7-上支臂油缸；8-送絲力調(diào)節(jié)機構(gòu)；9-送絲壓輪；10-打捆上抱臂；11-上送絲導(dǎo)槽；12-下送絲導(dǎo)槽；13-送絲主輪及送絲馬達；14-剪切機構(gòu)；15-剪切油缸；16-擰緊頭；17-擠平機構(gòu)；18-防脫油缸；19-打捆機下抱臂；20-擰緊油缸；21-下支臂油缸；22-蓄絲抽絲油缸；23-驅(qū)動馬達。除了以上四種國內(nèi)外的常見打包機，還有意大利的達涅利（DANIELI）公司,日本的潼川公司，德國的小西馬公司，荷蘭的泰伯勒（NUMTEC/TEBULO）公司，德國的史密斯公司及法國的伯特拉姆（BOTALAM）公司。國內(nèi)的研究成果有冶金工業(yè)部北京冶金設(shè)備制備廠研制的 DBJ 打捆機等。以下是國外打包機的特點與主要參數(shù)：國外最大的打捆機供應(yīng)商是瑞典的森德伯斯德(SUND IBIRSTA)公司，該公司生產(chǎn)的主要產(chǎn)品的特點如下:.設(shè)備采用液壓操作，傳動功率大，動作平穩(wěn)，工作精確度高；.設(shè)備中使用了可互換的標(biāo)準(zhǔn)組件，便于維修；.結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少；.可根據(jù)需要，配備各種不同類型的輔助設(shè)備，如配備KNOG防熱裝置，可以處理高溫線材;配備KNOV系統(tǒng)，可以將線材結(jié)壓下，使其緊貼捆材;配備KNOM加標(biāo)簽機，可以完成自動加標(biāo)簽的任務(wù);還可配備運輸，壓實及點算等設(shè)備。該公司生產(chǎn)的打捆機的性能參數(shù)及銷售情況見表1-1。日本的潼川公司也是一家生產(chǎn)線棒材打捆機定型產(chǎn)品的老廠，該公司從60 年代初就開始進行軋鋼精整設(shè)備自動化方面的研究。該公司所生產(chǎn)的 TBM 系列全自動液壓打捆機的性能特點如下：打捆頭中采用了差動齒輪機構(gòu)，捆線的夾緊，切斷及擰扣等操作僅由一液壓馬達驅(qū)動，使得結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，維護方便；捆扎時間短，大型機 8 秒；中型機 4 秒；小型機 2.5 秒；供線采用雙重控制機構(gòu)，連續(xù)控制，捆扎操作穩(wěn)定。 該機全部為液壓驅(qū)動，捆扎速度，夾緊力易于調(diào)節(jié)。 意大利的達涅利（DANIELI）公司生產(chǎn)打捆機的特點是系列化，自動化程度高，其產(chǎn)品的性能參數(shù)及銷售情況見表1-2 表 1- 2 DANIELI 公司打捆機產(chǎn)品簡介（銷售數(shù)量截止 1980 年）型號捆扎對象捆線直徑打捆周期研制年代銷售數(shù)量LF120-650mm 棒材4-10mm5-20S1975110 多臺LP320320-500500mm 型鋼6-10mm15-20S197520 多臺LB厚度 250mm,長度1000-2200mm 盤卷6-8mm14-22S1975約 30 臺表 1-1SUND/BIRSTA 公司打捆機產(chǎn)品簡介（銷售數(shù)量截止 1988 年）型號捆扎對象性能特點研制年代銷售數(shù)量（臺）KNA線材盤條和型、棒、管材捆線：35.5mm，含碳量0.08%捆扎時間：911s最大拉緊力：3.4KN功率：4KW196660KNRA線材盤條和型、棒、管材捆線：35.5mm，含碳量0.08%，延伸率45%捆扎時間：914s功率：4KW1966100KNS型棒材捆線：36mm捆扎時間：26.5s功率：5.5KW1967254KNSS大規(guī)格的型棒材捆線：5.5mm捆扎時間：2025s功率：5.5KW197688KNSB多種規(guī)格的型棒材捆線：5.5mm功率：5.5KW1967至1990年54臺KNA-SBD線、棒材及型鋼捆線：7mm帶雙線軌功率：5.5KW1979至1990年15臺1.1.3 我國引進線材打包機現(xiàn)狀我國現(xiàn)在主要靠引進國外的打捆機，且引進打捆機以PC-4 型和PCH-4KNA 型兩種為最多，占國內(nèi)使用自動化打捆機總數(shù)的64%，而PCH-4KNA型打捆機占總數(shù)的44%。我國現(xiàn)有25 家高速線材廠，共使用39 臺打捆機，其中國外引進的自動化打捆機約32 臺。國內(nèi)現(xiàn)在使用的線材自動打捆機的性能參數(shù)如表1-3 所示。 表1-3 打捆機技術(shù)參數(shù)名稱類型（參數(shù)）瑞典瑞典法國德國意大利中國設(shè)備概況臥臥臥臥立臥設(shè)備型號PCH-4KNAPC-4Botalam史密斯LBF-1350設(shè)備自重（t）4240651292730打捆道次（道）444444壓緊方式雙向雙向單向-雙向可打捆形狀參數(shù)可打盤卷內(nèi)徑（mm）800700800850850760散卷最大外徑（mm）130014001350125012501143散卷最大長度（mm）350030003600410018001655壓緊后最小長度（mm）500500700500700670力能參數(shù)壓實盤卷最大壓力（KN）400300400300200200可捆的最大卷重（kg）200015002000200012502000時間參數(shù)工作周期（s）324054384670壓力參數(shù)液壓系統(tǒng)工作壓力(MPa)131316131313設(shè)備數(shù)量（臺）1782327所占比例（%）442057519這些設(shè)備大部分是70 年代產(chǎn)品，其中包括瑞典森德斯公司的PC-4 型打捆機。1987 年，瑞典森德斯公司和伯斯德公司合并以后，研制開發(fā)了PCH-4KNA 型雙向移動打捆機。1.1.4 打包機的發(fā)展趨勢從國外各打捆機制造商推出產(chǎn)品的更新?lián)Q代可以看出打捆機的研制是向著如下幾個趨勢發(fā)展的：1.自動化智能化2.高效率3.系列化 標(biāo)準(zhǔn)化。這是任何一個行業(yè)競爭的必然結(jié)果。要想在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳跟，為了贏得用戶，就要使換代產(chǎn)品之間具有繼承性，對大部分構(gòu)件進行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，以提高備件的通用性，降低用戶的更新費用。為此，進行打捆機的系列產(chǎn)品開發(fā)，從一開始，就要將起點定高，才能長盛不衰?？偟膩碚f，打捆機的發(fā)展趨勢是動作周期短，耗能低，投入少，壽命長，智能化水平高，環(huán)保性能好。1.1.5 PCH-4KNA 型打捆機備件的國產(chǎn)化1993 年以來，根據(jù)冶金企業(yè)生產(chǎn)上的需要，北京四新冶金設(shè)備技術(shù)中心與哈爾濱東安發(fā)動機制造公司合作，研制生產(chǎn)打捆機備件，經(jīng)過3 年多的努力和反復(fù)試驗，已經(jīng)制造出410 多種零部件，并在首鋼、鞍鋼等企業(yè)正式裝機使用。其中合作制造的送線器，線道系統(tǒng)、打包頭等打捆機等關(guān)鍵零部件在使用過程中，工作正常，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，質(zhì)量達到了國外進口備件精度要求，為冶金企業(yè)創(chuàng)造高產(chǎn)提供了必要條件。打捆機線道系統(tǒng)如圖1-5 所示。圖1-5 線道系統(tǒng)1-送線器；2-直線道；3-彎曲線道；4-活動線道每臺打捆機都有4 個線道，它是將捆線由送線器經(jīng)直線道、彎曲線道至中心線道再經(jīng)活動線道至打包頭。打捆機送線器的具體結(jié)構(gòu)如圖1-6 所示，它主要由1 個送線輪和4 個支承導(dǎo)向輪組成。送線器的工作由液壓馬達驅(qū)動。彎曲線道的具體結(jié)構(gòu)如圖1-7 所示。捆線是在兩個側(cè)板和活動蓋板、軸承輪組成的空間內(nèi)進行。圖1-6 送線器彎曲線道的固定板（圖1-8）長2900mm，寬704.5mm，厚度只有25mm，是一個薄長C 型板，材質(zhì)要求16Mn。我們結(jié)合實際使用情況改用25CrMnSiA。此件技術(shù)條件：熱處理硬度HRC3037，C 型板的N 面與J 面平面度不大1mm，形狀和位置公差要求都比較嚴(yán)。其位置度偏差為0.1。為防止固定板變形，我們采用的加工工藝是：粗加工、流量 調(diào)質(zhì)處理 校直 半精加工、流量 震動時效 精加工。為確保C 型板上223 個M8 螺孔的形位精度；我們采用數(shù)控機床進行加工。目前，C 型板已經(jīng)進入批量生產(chǎn)，工藝方法合理，質(zhì)量穩(wěn)定，完全可取代進口件。彎曲線道的活動蓋板如圖1-9 所示。它是一種長薄件，厚3mm，長2m，質(zhì)量要求嚴(yán)，在蓋板一側(cè)要焊一條20mm20mm2000mm 方鋼導(dǎo)軌，焊后要求熱處理，硬度HRC4550.校直后，全長2m，不平度不得超過1mm，制造難度相當(dāng)大。在試制過程中，我們經(jīng)過反復(fù)攻關(guān)，設(shè)計了一套沖壓焊接模具，解決了蓋板的變形問題。 圖1-7 線道結(jié)構(gòu)1、2-側(cè)板；3-活動蓋板；4-軸承；5-固定板圖1-8 固定板圖1-9 活動蓋板1.2 當(dāng)前國內(nèi)外打包機存在問題在實際中，國外高自動打包機雖然是一套比較成熟的設(shè)備，但是也存在一些問題。其常見故障及處理方法見表1-3。表1- 3 國外高自動打包機常見故障及處理方法故障原因處理方法打捆機不啟動打捆不在初始狀態(tài)檢查壓力盤信號（S3 S6）,升降平臺（S10）,線導(dǎo)（S14），擺頭（S20）與線交接信號等 P/F盤卷中心不在 C 型鉤中心或卷未壓緊壓力盤速度不同 壓力盤編碼器信號（S7 ，S17）升降平臺不能上升到最高位S8 信號未到檢查光電管 S8，檢查閥線路喂線不能實現(xiàn)擺頭或線導(dǎo)不在喂線位置檢查擺頭 S20 與 S21，線導(dǎo)S2，線導(dǎo)動作閥 Y11喂線或回抽時出現(xiàn)問題編碼器或擺頭不在喂線位置檢查喂線單元 S18，編碼器及接軸，擺頭 S23 與給定設(shè)置等擺頭停止在初始位置開關(guān)，氣缸，閥故障檢查開關(guān) S1，氣缸 C9，閥Y11，設(shè)置等扭結(jié)不停開關(guān) S23 故障檢查 S23，設(shè)置等潤滑泵不能啟動油位低，油溫高，蝶閥位置檢查油位信號與實際狀態(tài)，檢查溫度計與實際溫度檢查閥口信號在我們國家打包機是半自動化的，需人工穿線，自動化程度低，而且打結(jié)的位置很不理想，在打結(jié)的一端有一小結(jié)頭，這樣在每次裝卸的過程中都會碰到這個結(jié)頭，而不巧的是線材從廠家到用戶需要經(jīng)過多次裝卸，裝卸過程大致為：廠家汽車（運輸工具）碼頭輪船碼頭汽車（運輸工具）用戶。這樣經(jīng)過至少6 次碰撞后，結(jié)頭可能會斷，使鋼捆變松或散包，達不到用戶的要求。另外，購買國外的高自動化打包機價格很貴，所以我們要自主研發(fā)改進，用以改變現(xiàn)有國產(chǎn)打包機扭結(jié)位置與形狀不合理，在運輸中易散包的關(guān)鍵問題。1.3 小結(jié)本文主要介紹了打包機的結(jié)構(gòu)原理及工藝設(shè)計，并針對國外高自動化打包機的原理對國內(nèi)半自動化打包機做了改進。在緒論部分主要討論了國內(nèi)外打包機的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢以及依然存在的問題及一些解決方案。第二章確定設(shè)計方案，在第三章對相關(guān)參數(shù)進行了設(shè)定與計算。并選擇相關(guān)部件。第2章 打包頭結(jié)構(gòu)設(shè)計目前打包頭的設(shè)計中以瑞典森德斯公司的新型打包頭KNB 的設(shè)計最為巧妙，結(jié)構(gòu)也非常緊湊，較其他設(shè)計更為簡便。本章簡要介紹一下此種類型打包頭的結(jié)構(gòu)特點，以為我們對國產(chǎn)打包頭進行技術(shù)改造積累必要的基礎(chǔ)。同時也介紹了打包機的工作原理，功能及主要性能等相關(guān)簡介，通過整體分析，確定我的設(shè)計方案。主要分析的是瑞典SUND-BRSTA 公司的PCH-4KNA型打包機。2.1 打包機的基本原理鋼材打捆機的基本工作原理是利用金屬捆扎材料既有鋼性，又有塑性的特點，首先采用推進（也有用拉進）的方式令其沿特定的軌道送出，對被捆扎對象形成包繞并緊箍在被捆扎對象的外面，然后將兩個端頭聯(lián)結(jié)（俗稱打結(jié)）并與后面的捆扎材料分離，這樣便在被捆扎對象的周圍形成一個封閉的金屬環(huán)，使其成為整體。線結(jié)的形成一般是利用鋼絲截面的對稱性，將抽緊、剪斷并搭在一起的捆線兩端頭夾緊，通過各種方式使它們扭絞在一起并發(fā)生塑性變形，便形成一個線結(jié)。打捆機所打線結(jié)的特性對捆扎質(zhì)量具有重要影響，其中強度指標(biāo)是衡量線結(jié)特性的最重要指標(biāo)。一般來說，結(jié)的強度都低于捆扎材料母體的強度，在同樣母體材料的情況下，提高結(jié)的強度可以提高捆扎質(zhì)量。2.2 打包機功能及其主要性能2.2.1 功能150mm150mm9m 的連鑄鋼坯經(jīng)過加熱爐加熱，采用27架單線連續(xù)軋制制成5.516mm 的熱軋光面盤條和616mm 的螺紋鋼筋，線材經(jīng)過穿水冷卻，吐絲機吐絲成圈，進一步經(jīng)過斯泰爾摩冷卻線冷卻送往集卷站，初步收集成較松的盤卷，再經(jīng)運卷小車掛上P/F 線輸送鏈的C形鉤。由C形鉤運來的盤卷經(jīng)過打包機壓緊，沿線卷圓周方向90等分打四個平結(jié)，如圖2-1所示。打包（壓緊和打結(jié)的總稱，下同）后線卷最小高度可達0.5m，大大方便了盤卷的儲藏和運輸。2.2.2 主要技術(shù)性能機時產(chǎn)量：50t/h15 第2章 打包頭結(jié)構(gòu)設(shè)計 適合盤卷量：最大1.5t，最小0.5t適應(yīng)的盤卷最大外徑1250mm，內(nèi)徑762mm，最大高度2000mm適合盤卷溫度：400一次打包時間：1.5t 盤卷約34s液壓系統(tǒng)工作壓力：130bar，氣動系統(tǒng)工作壓力：5bar打包線要求： 6.37.3mm，抗拉強度：37107 N/ ,無繡（允許表面附有有一層易剝離氧化層）圖2-1 線卷壓緊2.3 打包機結(jié)構(gòu)打包機主要由打包機主體和線庫兩部分組成。線庫部分由外方提供圖紙，國內(nèi)制造，結(jié)構(gòu)比較簡單，在這不詳述。以下說的是打包機指的是打包機主體。圖1-2 所示為PCH-4KNA 型打包機主體結(jié)構(gòu)。打包機導(dǎo)線架是由安裝在一個框架上的4 套導(dǎo)線裝置組成，整個導(dǎo)線架懸掛2#壓緊架的一根中心軸上，在液壓馬達作用下相對2#壓緊架作水平方向運動，2#壓緊架為焊接式構(gòu)件，底部裝有輪子，在液壓缸推動下能沿主滑軌作水平運動。升降臺2 在液壓缸推動下可沿垂直方向上下移動。1#壓緊架與2#壓緊架結(jié)構(gòu)基本相似，但其上面布置4 個打包頭，1 套喂線裝置。打包頭（共4 個）是整臺設(shè)備結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜、動作連鎖最多的部件，每個打包頭結(jié)構(gòu)完全一樣，可以互換。喂線裝置共4 套，每套對應(yīng)一個打包頭，每套包括打包線輸送裝置和打包線反拉緊裝置。主軌座主要由兩根在面上設(shè)有耐磨鋼軌構(gòu)成。壓緊架輪子被導(dǎo)引著兩軌道外側(cè)運行，推動壓緊架運行的液壓缸布置與其中。此外，除機械構(gòu)件外還有一整套液壓站。從上面敘述中可看出，打包機各種運動靠流體的動力完成。圖2-2 打包頭結(jié)構(gòu)示意圖圖2-3 打包頭動作原理圖2-2 為打包頭結(jié)構(gòu)示意圖（從線卷方向看為已扭結(jié)完成時的打包頭），圖2-3 為打包頭動作原理圖。打包頭主要由剪切機構(gòu)、扭轉(zhuǎn)機構(gòu)和夾緊機構(gòu)組成，整個打包頭可以在液壓缸C12作用下從送線位置移入打包位置。剪切機構(gòu)由液壓缸和活動刀塊組成，在液壓缸C4作用下活動刀塊推斷打包線。扭轉(zhuǎn)機構(gòu)由扭轉(zhuǎn)頭齒輪箱（三級齒輪傳動），液壓馬達HM3和擺動液壓缸C3組成，在液壓馬達作用下通過齒輪帶動扭轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對打包機扭結(jié)，通過液壓馬達反轉(zhuǎn)使扭轉(zhuǎn)頭復(fù)位，通過擺動液壓缸動作，整個扭結(jié)頭可以繞一個轉(zhuǎn)動軸擺進（送線位置）、擺出（扭結(jié)位置）。夾緊機構(gòu)由液壓缸、“L”形固定擋塊和活動擋塊組成，在液壓缸的推動下活動擋塊前進，打包線頂在固定擋塊上，除此之外圖2-3中Y26、Y25分別控制扭轉(zhuǎn)機構(gòu)齒輪和吹掃箱潤滑。2.4 打包機動作（打包過程）當(dāng)掛有線卷的C型鉤進入打包機中心并鎖定后，P/F線運輸鏈自動控制系統(tǒng)發(fā)指令給打包機PLC控制中心，打包機開始按下列步驟完成自動壓緊、打包。圖2-4 打包過程1. 2#壓緊架；2. C 型鉤；3. 1#壓緊架；4.氣動抱閘；5.線庫；6.電磁閥；7. 打包機線庫(1).線庫中電磁閥動作，氣動抱閘松開，以利于打包線能順利從線圈架中抽出。(2). 1#、2#壓緊架在液壓缸作用下同時移開盤卷，1#壓緊架移動過程中，打包線從線庫中被抽出，同時2#壓緊架內(nèi)導(dǎo)線裝置相對于2#壓緊架向前推出，1#壓緊架中液壓緩沖器前伸，并維持前伸狀態(tài)。(3).升降臺上升，從C型鉤上托起盤卷，在這過程中C型鉤始終不動，直到打包結(jié)束，1#、2#壓緊架上開有允許C型鉤穿出的狹長槽孔。(4). 1#、2#壓緊架繼續(xù)相對移動，當(dāng)導(dǎo)線裝置碰到液壓緩沖器4 時（由極限開關(guān)控制）兩邊可移動可導(dǎo)向架半體即閉合，同時線卷也被壓緊。(5).導(dǎo)線系統(tǒng)閉合后，喂線裝置動作（液壓馬達旋轉(zhuǎn)）開始喂線，當(dāng)打包線頭繞著盤卷并到達打包頭中扭結(jié)裝置的一個機械擋塊并夾住時停止喂線。(6).整個打包頭在液壓缸推動下由喂線位置進入打包位置之后喂線輪反轉(zhuǎn)抽緊打包線。(7)扭轉(zhuǎn)裝置動作，打包線扭結(jié)，而后夾緊裝置松開，剪切裝置動作，切斷打包線，打包完成。(8).打包結(jié)束后，1#、2#壓緊架各自返回，升降臺下降，盤卷被懸掛與C型鉤運走，打包機等待下一個盤卷。說明：上述各動作皆可在手動狀態(tài)下操作。2.5 打包機在自動方式下操作注意事項打包機在自動方式下操作前必須確認(rèn)：(1). 1#、2#壓緊架在各自初始位置。(2).升降臺在最低位置。(3).導(dǎo)線架在各自原始位置（后位）。(4).每個打包頭里可移動導(dǎo)向架處于打包位置。(5).打包頭處于喂線位置。(6).液壓站已啟動，系統(tǒng)壓力，油位正常。2.6 新型打包頭KNB的結(jié)構(gòu)特點如圖2-5所示，KNB打包頭結(jié)構(gòu)非常緊湊，設(shè)計巧妙。它主要由扭結(jié)機構(gòu)，剪切機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)及一些液壓管路組成。2.6.1 扭結(jié)機構(gòu)扭結(jié)機構(gòu)主要由扭結(jié)輪和傳動齒輪箱組成。我要采用的扭結(jié)輪是一個節(jié)圓半徑為40mm，齒數(shù)為12的直齒輪，在其中兩個齒間開槽至中心，如圖2-6中所示。它由齒輪箱傳動。齒輪箱由液壓馬達驅(qū)動，如圖2-7所示。當(dāng)打捆線沿著封閉軌道完成運行一周，回到打包頭并停止后，扭結(jié)輪在液壓缸驅(qū)動下擺動至扭結(jié)工作位置，由齒輪箱傳動對打捆線進行扭結(jié)，完成動作后回到原位，等待下一次動作。圖 2-5 打包頭結(jié)構(gòu)示意圖圖 2-6 扭結(jié)機構(gòu)示意圖2.6.2 剪切機構(gòu)如圖2-8 所示，剪刃由液壓缸驅(qū)動。打捆線由剪刃上的一個圓孔通過。剪刃在液壓缸的驅(qū)動下，上下移動完成剪切動作。圖2-7 扭結(jié)結(jié)構(gòu)傳動齒輪箱結(jié)構(gòu)示意圖 圖2-8 剪切機構(gòu)示意圖2.6.3 導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向機構(gòu)由導(dǎo)向架和夾鉗組成。導(dǎo)向架主要是用于對打捆線進行導(dǎo)向，使打捆線能準(zhǔn)確地進入打包頭及從剪刃孔中通過。如圖2-9所示。夾鉗由液壓缸驅(qū)動。夾鉗的作用是當(dāng)打捆線準(zhǔn)確地停留在打包頭之后，夾緊打捆線，打包機外圍的送線機構(gòu)KNC回抽，抽緊打捆線，使捆線不會松動，打包之后外觀較好。如圖2-10所示。 圖2-9 導(dǎo)向架示意圖 圖2-10 夾鉗結(jié)構(gòu)圖整個裝置的動力源為液壓驅(qū)動。2.7 新型打包頭KNB 的維護要點2.7.1 KNB 的氣動和液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)要求(1).壓縮空氣要求懸浮顆粒密度15mg/m3顆粒直徑0.05mm露點2 懸浮油量0.02g/m3(2).液壓油質(zhì)要求使用46#高級抗磨液壓油，過濾精度等級為5 。(3).被打包線溫度4002.7.2 各機構(gòu)的維護方法(1).扭結(jié)機構(gòu)中，扭結(jié)齒輪是易損件，無專用的潤滑裝置，可用手動給脂搶定期加油潤滑。在使用一段時間后，扭結(jié)齒輪會改變原來的位置，這樣會出現(xiàn)扭結(jié)失敗的情況，所以要定期調(diào)節(jié)扭結(jié)裝置擺角的大小，提高扭結(jié)成功率。(2).剪切機構(gòu)中，剪刃是易損件，要定期檢查剪刃磨損情況?？筛鶕?jù)生產(chǎn)量與實際捆線切口斷面的情況，摸索出剪刃的更換周期。(3).定期檢查調(diào)節(jié)打包頭導(dǎo)向架槽蓋板閉合及磨損情況，出現(xiàn)磨損超標(biāo)或有嚴(yán)重毛刺刮傷的情況，須更換。(4).定期檢查夾鉗的磨損情況，觀察夾緊力是否足夠。如果磨損超標(biāo)，會出現(xiàn)夾不緊的情況，此時須更換夾鉗；另外，液壓缸內(nèi)泄也會出現(xiàn)夾緊力不足的情況，此時須更換液壓缸。(5).要經(jīng)常檢查夾鉗、扭結(jié)裝置是否吹掃干凈。氧化鐵皮過多會使夾鉗夾不緊，出現(xiàn)打滑的情況。扭結(jié)裝置是齒輪傳動機構(gòu)，氧化鐵皮等雜物會影響齒輪嚙合，并損壞齒輪。2.8 小結(jié)介紹了打包機的原理、功能及主要性能參數(shù)；分析了打包機的結(jié)構(gòu)、打包機動作；研究了新型打包頭KNB 的結(jié)構(gòu)特點，最終確定設(shè)計方案。 第3章 打包機液壓系統(tǒng)分析往冶金生產(chǎn)中廣泛采用手動、機械式打包系統(tǒng)為棒材、線材打包。捆扎的外觀質(zhì)量差、工作效率低。目前發(fā)達國家主要采用新型的機、電、液一體化的打包機為棒材、線材打包。其外觀質(zhì)量及工作效率都有很大提高。我們研究的瑞典的打打包機廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)的生產(chǎn)中，主要針對棒材、線材的成品收集。以包機，其運動由液壓系統(tǒng)來執(zhí)行，控制系統(tǒng)采用可靠性高、控制靈活的可編程序控制器（PLC）系統(tǒng)?，F(xiàn)就其液壓系統(tǒng)進行介紹和分析。3.1 特性要求及性能指標(biāo)3.1.1 特性要求(1).打捆機執(zhí)行機構(gòu)的動作由液壓系統(tǒng)完成，要求每個動作平穩(wěn)無沖擊，系統(tǒng)響應(yīng)速度快。(2).設(shè)置一個備用泵，可保證任何一個泵損壞，系統(tǒng)仍能正常工作。(3).操作系統(tǒng)設(shè)置兩種模式，即手動操作和自動操作，可隨意調(diào)整系統(tǒng)壓力。(4).系統(tǒng)應(yīng)具有良好的維護功能，使維修人員容易接近維修部位。(5).系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置故障自動報警系統(tǒng)。3.1.2 性能指標(biāo)(1).噪音等級 85dB；(2).最大壓緊力 400KN；(3).打捆周期 34s；(4).系統(tǒng)工作壓力 13MPa；(5).油箱容積 2000L；3.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計分析液壓系統(tǒng)采用開式、負載傳感系統(tǒng)。主要由液壓泵站、盤卷壓緊及平臺升降回路、弧形穿線導(dǎo)衛(wèi)系統(tǒng)回路、打捆頭壓下控制回路、喂線系統(tǒng)回路、打捆系統(tǒng)回路等組成。1. 液壓泵站液壓泵站由油箱、泵組、閥組和自循環(huán)的冷卻/過濾系統(tǒng)組成。其中液23第3章 打包機液壓系統(tǒng)分析 壓泵開三備一，液壓泵采用德國力士樂的A10VSO30系列帶壓力補償?shù)男北P式軸向柱塞變量泵，其控制裝置為壓力和流量控制，泵的最大流量為2000L/min，工作壓力為13MPa。系統(tǒng)工作壓力由溢流閥V15來調(diào)節(jié)。如圖3-1 所示，當(dāng)電池換向閥Y14失電關(guān)閉時，泵處于無載狀態(tài)（壓力大約為2-3MPa）；當(dāng)電池換向閥Y14得電開啟時，泵的工作壓力可達10MPa。溢流閥V16起安全閥作用，其設(shè)定壓力約為25MPa，當(dāng)壓力超過此界限時，系統(tǒng)溢流。圖3-1 泵源（只畫出單泵）2. 盤卷壓緊及平臺升降回路盤卷壓緊系統(tǒng)有六種壓緊力，分別為：75、120、165、250、300、400KN。壓緊力的調(diào)節(jié)和設(shè)定是通過比例溢流閥Y56 來實現(xiàn)的，如圖3-2 所示。在操作臺上有一個選擇開關(guān)，通過它可以選擇壓緊力。液壓缸的速度及壓緊力都是由PLC系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)的。壓緊油缸C1、C2、C3 和C4的運動速度和方向分別由比例換向閥Y50、Y51調(diào)節(jié)和設(shè)定，當(dāng)比例換向閥Y50、Y51的電磁鐵a 得電時，壓緊小車打開，當(dāng)電磁鐵b 得電