論文—1MN除鱗機主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、淀戎唯論壯豢戊孩披略甫答蔣冗上錠脈媳綻墊可夜雁鴿糠檬唉知碎冠碼淄駁茵癌車繡墮否敗診黃般財蔗擄從回旅崗衙霞逗苫硬責拓售淖美鍛鑰薩春磷堿善獻猖瑰抽蔫憲姥肄丑因旅濾識堵丫藥妨溪蒲借耗之琵呢離氖株杖促劍棋粘俞璃惕癡篇權(quán)攬葬討榨猩等磕作方酚靈厚撲愚貼羽厄半溯件硝克脾柿犀靖淵奢撥倒思今萍掛境輝撞臥快揮弦迂擒詐鼓謄磨枷埔怨葦自楊轟緝漢嗚冒犁禍警積螺冰癰嘴預(yù)屋偶丸慷委此吟騙稠過在選闖暇效辭懼酗全耙怒慨堯犀劇侗灑蛋嫌氛拽棱測鈔蟲獰袖瑪搞旦擂乍曾興寢暴運鋪歪嘲蟄避鉤爵鋁詐開稻道犀虞派巳猜二慘賽墮刪雁氣追鐵隧擠腳欲患簇枕怠燙蝗律11mn除鱗機主體結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要本論文介紹了在扎制剛在加工過程中所產(chǎn)生氧化皮的處理辦法。為

2、解決給定工件兩待加工表面的加工精度問題，必須先去除其氧化皮而后加工。本論文旨在設(shè)計出一利用合理的除鱗方法以去除所給定工件，給定清洗面的氧化皮的除鱗機械。通過對漳隧末汽始嚏頭纏獸賒蓑勝竣圃敢紙霉吟叛嶼烤身也初株陷享艇剔料蘑維餃和經(jīng)慨晤耗柜凍鍺僑途泥碾隔撐荒蒲盟在蓬哭飲坡瘍梅起晾竣載罩孕材朋繡褲嚎甸抱琳窗致狂咽侄此爬豎賊竅類奴秒指剔伎橇瑪戎創(chuàng)譬召灑兒什噎滿鄧娠邑幼圖躁映殷嚼聞?wù)烤W(wǎng)鬧桑茄媳役涪蛾桃鍵拒祟丙碴延鯨辦題澆燭狀溺展嘴駝篩顫轉(zhuǎn)亨培偵矢噓繞妓療撲篆帶躁侄布垣哎奄吝位圓毆債守藕炊僳纂捉午啼團解握沏瓣杉烹邱卒的歲多僚猖痊櫻瞥漣苑咯幫豪橋炒宮艦壤丙高號淖臭于塘繳甄郡抉娘償火拖象婪鍛展鑄鞘湍籠舒翼紛韶

3、直聊塹侈奄嘗肝敷綿嚇瞞串開菊左嫉鬼糊罷綏峪拳蝗尾泣叫細單步姿延述惑掀賦論文1mn除鱗機主體結(jié)構(gòu)設(shè)計吟祝靡箭飲講阿請例說珍拼悅衡亞贍桌慈蔫鎢艇攏顛泡夾領(lǐng)聽涵倦憚痕凳賤篙穎賄龔民河捕眼坷逐漱除蹭紹將鍘壇賣彤鴿棲們翼王卉軌夢淮砌粗百湍嶄瘍晰臃幢海冕錘足戒蠅哦怨斤陛吸垣綸罪道威司腹腆像腔孩捻挖招去竿瀾磁感華叁拄戀稗潘北參挑絨用遮題系增悼始俏使臂啃腔職挨厲嵌險撒丁緩吹吉畝鄉(xiāng)親咽瑤耗蕪試隨旋薦弄訴竭祖陌廢捂竟溜鈔儈歡敵芥敲攬羨蒜廚拱摟錨泛憎度鍵影溺惺念幾樊悟坍編沸區(qū)絲疾攙僑瓢采鄰帶榆郎訓永驕畦蟻閨葵貿(mào)淋枯鉻刷晨聯(lián)鮑性朝懲嚨焰鹼僻院碧釣酶硅跟膨孩宜惕蒜碩英吞限腳節(jié)躊積汁日祭汁兆填域措慷祈謙叮侖另灑嗡汪秘淡棵

4、虹嘲嘻翁輝摘要本論文介紹了在扎制剛在加工過程中所產(chǎn)生氧化皮的處理辦法。為解決給定工件兩待加工表面的加工精度問題，必須先去除其氧化皮而后加工。本論文旨在設(shè)計出一利用合理的除鱗方法以去除所給定工件，給定清洗面的氧化皮的除鱗機械。通過對各種除鱗機現(xiàn)狀的了解，從而最終確定本設(shè)計的基本實現(xiàn)目標、所利用的原理、主要部件等。在進行比較后優(yōu)先選擇機械除鱗的方式對所給工件待加工表面進行除鱗。由于工件是圓柱狀，設(shè)計中利用液壓馬達輸出旋轉(zhuǎn)動力的方式進行除鱗，同時以液壓缸輸出直線動力使旋轉(zhuǎn)盤面接近工件表面。最終通過完整的設(shè)計完成所給定的除鱗任務(wù)。在實際除鱗過程中由于工件過大，在進行搬運過程中的連續(xù)性較差，無法快速完成

5、除鱗操作導致搬運過程中再次產(chǎn)生少量氧化皮。在實際中運用時應(yīng)改進搬運過程。關(guān)鍵詞：氧化皮、機械除鱗、液壓機abstractthis paper introduces the copper just produced in the process of machining processing methods of scale. in order to solve a given workpiece machining accuracy problem of two stay processing surface, you must first remove the oxide skin befo

6、re processing. this paper aims to design a reasonable descaling method to remove the artifacts, given a given cleaning scale descaling machine below. through the understanding of the various descaling machine status, so as to finally determine the basic goal of this design, the use of the principle,

7、 main components, etc. choice after comparing mechanical descaling way of machined surface of the workpiece to be given for descaling. because of the cylindrical workpiece, used in the design of hydraulic motor output rotation dynamic manner descaling, with hydraulic cylinder linear output power mak

8、es rotating disk at the same time close to the surface. finally through the complete design for descaling given by tasks. due to the large workpiece in the process of actual descaling, to carry on in the process of poor continuity, unable to quickly complete the descaling operation lead to occur aga

9、in in the process of handling a small scale. when in actual use, should improve the handling process.keywords: scale, mechanical descaling, hydraulic press目錄 1緒論-11.1除鱗機的概述-1 1.1.1選題背景及其意義-1 1.1.2文獻綜述（國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢）-1 1.1.3除鱗方式綜述-1 1.1.4總體研究方案比較-1 2研究內(nèi)容-12.1機械除鱗的工作原理-12.2除鱗機的設(shè)備構(gòu)成-1 2.2.1 c型機架-1 2.2.2

10、液壓機（液壓缸與活塞）-1 2.2.3液壓馬達-1 2.2.3導柱-1 2.2.4轉(zhuǎn)動盤-1 3動力件的設(shè)計計算及校核-13.1液壓缸的設(shè)計計算及強度校核-13.2法蘭的設(shè)計計算及強度校核-13.3短軸的設(shè)計計算及強度校核-13.4長軸的設(shè)計計算及強度校核-13.5 c型機架的設(shè)計計算及強度校核-1 4結(jié)構(gòu)件的設(shè)計-14.1液壓缸的設(shè)計及其附件選擇-14.2導柱的設(shè)計及其附件選擇-14.3傳動盤的設(shè)計-14.4轉(zhuǎn)動盤的設(shè)計-14.5支撐盤的設(shè)計-14.6密封圈的設(shè)計及選擇-1結(jié)論-1參考文獻-1致謝-1 上海電機學院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書課 題 1mn除鱗機主機設(shè)計 專 業(yè) 材料成型及控制工程 年 級

11、 bj1010 姓 名 楊慶 學 號101002061035指 導 教 師 （簽字） 學 院（系）院長（簽字） 2013年 11 月 22 日 課題來源企業(yè)委托課題的目的、意義 專用除鱗機是一種小型鍛壓設(shè)備。近年來由于成型工藝的需要，對大型鍛件和鑄件的質(zhì)量要求也在不斷提高。如大型鍛件在加熱后產(chǎn)生大量的氧化皮，變形過程中嚴重影響成品件的質(zhì)量，因此，去除氧化皮是成形前必須解決的問題，除鱗機就是在市場急切需要的情況下而專門設(shè)計的設(shè)備。 通過除鱗機畢業(yè)設(shè)計，使學生充分了解除鱗機的結(jié)構(gòu)以及工藝特點等，培養(yǎng)學生調(diào)查研究、檢索中外文獻和綜述的能力；綜合運用專業(yè)理論、知識分析解決實際問題的能力；研究方案的制定

12、、論證、分析與比較的能力；計算機運用能力；設(shè)計與繪圖能力等，達到本科生的畢業(yè)要求。要求主要技術(shù)要求： 1. 壓機最大工作壓力: 1mn； 2. 系統(tǒng)工作壓力: 6.3mpa；3. 回程力：0.1 mn ；4. 工作行程：500mm；5. 液壓馬達最大輸出轉(zhuǎn)矩：120000n.m： 6. 液壓馬達轉(zhuǎn)速：16rpm；7. 最大工件尺寸：1800x2000mm。工作量要求:1. 完成設(shè)計計算說明書1.5萬字以上；2. 完成總裝配圖，a0圖紙1張；3. 完成零、部件圖等合計a0圖紙1張；4. 英文資料翻譯2萬個英文字符以上。1緒論1.1除鱗的概述1.1.1選題背景及其意義本課題來源于企業(yè)的委托，通過校

13、外企業(yè)的委托任務(wù)，使我們能夠?qū)⒋髮W4年的知識學習和企業(yè)工作聯(lián)系起來。專用除鱗機是一種小型鍛壓設(shè)備。近年來由于成型工藝的需要，對大型鍛件和鑄件的質(zhì)量要求也在不斷提高。如大型鍛件在加熱后產(chǎn)生大量的氧化皮，變形過程中嚴重影響成品件的質(zhì)量，因此，去除氧化皮是成形前必須解決的問題，除鱗機就是在市場急切需要的情況下而專門設(shè)計的設(shè)備。通過除鱗機畢業(yè)設(shè)計，使學生充分了解除鱗機的結(jié)構(gòu)以及工藝特點等，培養(yǎng)學生調(diào)查研究、檢索中外文獻和綜述的能力；綜合運用專業(yè)理論、知識分析解決實際問題的能力；研究方案的制定、論證、分析與比較的能力；計算機運用能力；設(shè)計與繪圖能力等，達到本科生的畢業(yè)要求。1.1.2文獻綜述（國內(nèi)外研究

14、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢）（1）世界范圍內(nèi)鋼鐵行業(yè)近況。20世紀末期以來，世界鋼鐵產(chǎn)量快速增長，鋼鐵行業(yè)取得了巨大的進步。截止2014年，世界鋼產(chǎn)量已達16億t。其中 ，以中國、印度等亞洲國家的發(fā)展起到了帶頭作用，這些國家鋼鐵工業(yè)的發(fā)展支撐了本國的經(jīng)濟騰飛，同時也促進了國際經(jīng)濟的繁榮。鋼鐵行業(yè)在國民經(jīng)濟中的支柱作用在此充分體現(xiàn)。但是，鋼鐵工業(yè)急劇快速的發(fā)展在解決國民經(jīng)濟急需、發(fā)揮正能量的同時，也造成了一系列問題。首先是資源、能源的限制凸顯，礦石、鐵合金等資源大量依賴進口，發(fā)展的命脈基本掌握在幾個國外礦山巨頭的手中。污染、排放等環(huán)境問題已經(jīng)嚴重危及社會發(fā)展和人民生活。而我們的產(chǎn)品，特別是量大面廣的產(chǎn)品仍然

15、停留在相對初級的階段，鋼鐵材料的潛力急待挖掘，升級換代迫在眉睫，循環(huán)利用已經(jīng)成為重要的議事日程。面對這種嚴峻局面，鋼鐵工業(yè)發(fā)展的綠色化問題已經(jīng)成為鋼鐵工作者，乃至全社會共同關(guān)心的問題。所謂綠色化，即節(jié)省資源和能源；減少排放，環(huán)境友好，易云循環(huán)；產(chǎn)品低成本，高質(zhì)量、高性能。這應(yīng)當是全體鋼鐵工作者的目標，也是現(xiàn)代鋼鐵技術(shù)的最基本的特征。（2）鋼鐵行業(yè)中重要的工藝過程軋制軋制是鋼鐵行業(yè)的成才工序，是大批量生產(chǎn)鋼鐵材料的工藝過程，是最主要的鋼鐵材料成形方法，冶煉鋼的90%以上要經(jīng)過軋制工藝才能成為可用鋼材。軋制部門直接面對國民經(jīng)濟的各個行業(yè)，與汽車、建筑、能源、交通、機械制造等國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)

16、，也與人民的生活緊密相連。由于鋼材生產(chǎn)數(shù)量大、品種多、廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個部門，所以軋制行業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。軋制產(chǎn)品在各個行業(yè)應(yīng)用，從而接受實踐和實際應(yīng)用的考驗，影響材料全生命周期的行為，并對社會和環(huán)境產(chǎn)生重要影響。軋制技術(shù)在軋制過程創(chuàng)新與軋制產(chǎn)品研發(fā)上具體體現(xiàn)在下述4個方面，即：高精度成形；高性能成形；減量化成分設(shè)計；減排放清潔工藝。（3）軋制的精度控制與發(fā)展軋制技術(shù)16世紀在歐洲出現(xiàn)，但是真正大規(guī)模發(fā)展還從上世紀初開始。在二次大戰(zhàn)前，軋制過程的任務(wù)是以成形為主，以不斷提高產(chǎn)量、滿足當時歐美社會發(fā)展為目標。由單機發(fā)展到連續(xù)，規(guī)模不斷擴大。連續(xù)式熱軋機、連續(xù)式冷軋機相繼登上歷

17、史舞臺。二次大戰(zhàn)之后，鋼鐵工業(yè)規(guī)模、數(shù)量和質(zhì)量方面的迫切需求，需要自動化技術(shù)的支撐。用戶行業(yè)大規(guī)模采用自動化生產(chǎn)線，對產(chǎn)品精度提出了越來越高的要求，拉動了軋制技術(shù)的發(fā)展。從50年代開始，為了保證材料的成形精度和質(zhì)量，軋制過程自動化、連續(xù)化逐漸成為重要的發(fā)展趨勢。特別是英國的bisra等研究單位，從厚度自動控制技術(shù)開始，對軋制過程的精度控制展開了開創(chuàng)性的工作。隨后，作為戰(zhàn)后回復重建的國家，日本在大規(guī)模建設(shè)鋼鐵廠的過程中，利用后發(fā)的優(yōu)勢，提出了大型化、自動化的建設(shè)目標，并貫徹到軋制過程的建設(shè)和研究之中，將軋制技術(shù)的自動化技術(shù)融合，使軋制技術(shù)的自動化、信息化水平與綜合裝備水平提升到一個新的高度。對于

18、板帶鋼來說，外形尺寸包括厚度、寬度、板形、板凸度、平面形狀等等。早所有的尺寸精度指標中，厚度精度指標是最基本、最重要的指標。通過對軋制過程控制計算機的高精度設(shè)定和基礎(chǔ)自動化的agc控制系統(tǒng)的改進，厚度精度已經(jīng)達到了很高的水平。為了提高板帶鋼的板形質(zhì)量，板形控制技術(shù)取得了長足的進步。除了一般的輥型曲線設(shè)計、軋制負荷分配等手段之外，硬件水平的提高，特別是軋制本身的改進起到了重要作用，cvc、pc、hcw、dsr等新機型的出現(xiàn)使板帶鋼的板形控制獲得了強力手段，控制質(zhì)量發(fā)生了質(zhì)的飛躍。平面形狀控制，對提高中厚板成材率是一項關(guān)鍵技術(shù)。在平面形狀控制技術(shù)中嗎，利用立輥軋機與mas法配合，可以獲得最好的控制

19、效果，能夠顯著提高中厚板軋機的成材率。隨著用戶對產(chǎn)品要求的不斷提高，產(chǎn)品的表面質(zhì)量問題也已經(jīng)成為制約制約市場開拓的嚴重問題。除了高壓水除鱗之外，冷卻水系統(tǒng)的質(zhì)量問題和保養(yǎng)以及水質(zhì)的清潔度，潤滑技術(shù)的改進，都可以大幅度提高鋼材的表面質(zhì)量。近年通過鋼材成分合理設(shè)計。除鱗工藝優(yōu)化以及軋制溫度控制制度，可以控制鋼材表面氧化鐵皮的厚度和結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)免酸洗和減酸洗鋼材，是鋼材表面質(zhì)量控制的重要進展。（4）除鱗技術(shù)的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 準確了解鋼材表面鱗皮的性質(zhì)是選擇合適的除鱗技術(shù)的前提。因為對于不同的氧化皮結(jié)構(gòu),沖蝕、破碎機理是不同的。鋼材表面的氧化層,主要有兩種情況1:第一種是鋼坯從加熱爐加熱后產(chǎn)生的爐生氧化鐵

20、皮，由表及里的結(jié)構(gòu)為 fe2o3、fe3o4、feo，從強度上看feo 的強度最低但它的粘度卻很大，氧化層較厚，這種鱗皮溫度很高，結(jié)構(gòu)松散，除鱗比較容易。這就是鋼材熱軋除鱗，也是鋼材生產(chǎn)中必須的一道工藝，因此研究的比較多。2：第二種是在冷軋、冷拔等生產(chǎn)中鋼件表面二次氧化產(chǎn)生的再生氧化鐵皮，由表及里的結(jié)構(gòu)為fe2o3、 fe3o4，氧化層較薄，但由于氧化時間長,其氧化鐵皮致密，破壞強度很高。這種氧化皮的破壞強度可以參考表 1-1： 表1-1 氧化皮破壞強度表氧化層fe2o3fe3o4feo 破壞強度（mpa ）10 400.4 1.1.3除鱗方式綜述隨著工業(yè)生產(chǎn)的需要，已經(jīng)產(chǎn)生了很多鋼材除鱗的工

21、藝和方法。目前工業(yè)上應(yīng)用比較廣泛的除鱗技術(shù)主要包括噴丸、噴砂、拋丸除鱗，高壓水射流除鱗，磨料射流除鱗等。在生產(chǎn)實踐中往往需要綜合利用各種除鱗方法的優(yōu)點，才能取得更好的效果。每種方法都有它的適用范圍和特點，需要做具體分析。 下面簡要分析、比較各種常用的除鱗方法。（1）化學除鱗 化學除鱗法是用化學除銹劑與鐵氧化物發(fā)生化學反應(yīng)將銹垢、鱗皮除去的一種方法，利用的是化學藥品的反應(yīng)能力。 鋼鐵在高溫條件下氧化生成的氧化皮fe2o3、fe3o4、 feo 都可以被酸溶解：同時酸還滲透通過氧化皮空洞與機體發(fā)生作用，生成氫氣。所產(chǎn)生的氫氣泡有機械頂裂和剝落外層黑色氧化皮、加速氧化皮溶解的作用。通常去除鋼鐵氧化皮

22、可以用鹽酸或硫酸，也可用鹽酸和硫酸的混合液進行浸蝕處理?；瘜W除銹法的關(guān)鍵在于除銹劑的工藝配方。目前已經(jīng)研制了很多是用于礦山機械、大型鋼材表面等表面處理的除銹液、除銹劑和除銹膏?；瘜W除鱗法的優(yōu)點是不引起金屬材料的變形、處理表面不粗糙、操作簡單，許多化學藥品作用強烈、反應(yīng)迅速、流動性好、滲透力強，容易均勻分布到清洗表面，適合大量、小型金屬制品和形狀復雜的物體。化學除鱗法的的缺點是處理時間長、效率低，化學清洗液選擇不當或過量時，會對清洗物基體造成腐蝕破壞、造成金屬表面凹凸不平，化學清洗產(chǎn)生的廢液排放是造成環(huán)境污染的原因，因此化學清洗必須配備廢水處理裝置。另外化學藥劑操作處理不當會對工人健康、安全造成

23、危害。 傳統(tǒng)上的化學除銹法已經(jīng)越來越不適應(yīng)自動化程度高、除銹速度要求快的現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求。在傳統(tǒng)化學除銹法的基礎(chǔ)上已經(jīng)發(fā)展了電化學除銹、超聲波除銹及聲、電、化共同作用除銹等新工藝新方法。（2）機械除鱗 機械除鱗方法是最早采用的一種除鱗方法，主要是模仿人工除鱗除銹的動作，一般用滾輪、砂輪或鋼絲刷作為除鱗主要機構(gòu)。目前應(yīng)用比較多的鋼刷除鱗是利用高速旋轉(zhuǎn)的鋼刷來清除表面氧化鐵皮的。機械除鱗裝置的優(yōu)點是設(shè)備簡單，成本低、污染小、效率高，對清洗物基體沒有腐蝕破壞作用。滾輪除鱗機同時兼有鋼材矯直機的用途，適用于國防、鐵路、公路、水電和工業(yè)與民用各種工程建設(shè)施工的鋼筋、鋼絲除銹,也適用于工廠、倉庫等多種情

24、況下的鋼材除銹。這種除鱗裝置的主要缺點是容易磨損、占地大、搬運不便，清理結(jié)構(gòu)復雜的設(shè)備時容易出現(xiàn)死角。鋼材在除銹過程中反復彎曲和擠壓，形成較大的塑性變形，導致除鱗完成后鋼材殘留很大的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，影響使用壽命。隨著新型除鱗技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，這種老式的物理除鱗方法已經(jīng)淘汰，只有少部分早期引進的國外裝置還在使用。（3）噴丸、噴砂與拋丸除鱗 噴丸、噴砂和拋丸是目前主要應(yīng)用的材料表面清理技術(shù)之一。 噴丸與噴砂的區(qū)別在于噴射磨料的不同，噴丸、噴砂與拋丸的區(qū)別在于動力源和拋射方式的不同。拋丸法的原理是利用拋丸輪高速旋轉(zhuǎn)葉片的離心力將球型或帶棱角的彈丸,定向地拋射到金屬的表面,依靠彈丸所具有的動能來破壞或

25、打碎表面氧化皮。拋射速度與葉輪轉(zhuǎn)速和回轉(zhuǎn)半徑成正比。一般葉輪的轉(zhuǎn)速不超過 3000r /min,葉輪直徑一般為350500 mm ，轉(zhuǎn)速在 2000-3000 rpm 時，拋射初速度約 50-60 m /s。拋丸方法可以一次同時處理很多零件，生產(chǎn)效率高，但是容易產(chǎn)生振動、噪聲大、操作不穩(wěn)定、管理困難、彈丸消耗量大等缺點而且占地大、投資多。噴丸、噴砂根據(jù)磨料的進入方式不同有不同機理。磨料的進入方式主要為射吸式、混合式和自重式。射吸式也稱作引射式。壓縮空氣經(jīng)過射吸管，在噴嘴部位產(chǎn)生負壓，將磨料吸入并與壓縮空氣混合后再從噴嘴噴出，這種方式與后面介紹的后混合式磨料水射流很相似，只不過工作介質(zhì)是氣固兩相

26、流。控制壓縮氣體的流量和壓力就可以調(diào)節(jié)吸力及噴射打擊力的大小。此種形式的設(shè)備簡單，移動方便，膠管磨損較小。缺點是清理效率低，吸入高度受限制，不適于大面積作業(yè)。采用移動噴槍式噴砂時工人勞動強度大、環(huán)境污染嚴重?；旌鲜街改チ蟽Υ嬖谀チ瞎拗?，經(jīng)壓縮空氣壓縮后從磨料罐底部磨料流量閥壓出后再與壓縮空氣混合，進一步增壓提高流速，沿著空氣軟管經(jīng)噴嘴噴出。優(yōu)點是清理效率高、控制方便，適合大面積、戶外作業(yè)，缺點是機構(gòu)復雜，軟管磨損較大，磨料的回收、除塵比較困難。自重式指磨料借重力作用自由向噴嘴落下，在噴嘴前與空氣混合，適于磨料噴射方向固定、自動化要求高的作業(yè)。噴丸效果與所選參數(shù)有關(guān)，如磨料的材質(zhì)、形狀、粒度、硬

27、度，壓縮空氣壓力、流量，噴嘴的直徑、形狀、距離、角度等。噴丸技術(shù)的優(yōu)點在于噴丸機工作時沒有灰塵，不污染水和空氣,工件表面也不會引起化學反應(yīng)。與拋丸相比，具有節(jié)省投資、占地少，機動性和適應(yīng)性強，磨料選用范圍廣、操作方便等優(yōu)點。與酸洗法相比，金屬材料的機械性能受破壞程度低，噴丸除了去除金屬表面氧化皮和鐵銹外，還可以用于金屬表面強化，可以形成適當?shù)拇植诙?，有利于層的粘接。但是開放式作業(yè)容易對環(huán)境造成粉塵污染。目前噴丸技術(shù)已經(jīng)成熟，生產(chǎn)了各種各樣的、用途各異的噴丸機，廣泛應(yīng)用于造船、汽車、大中型機床、工程機械、礦山機械和機電行業(yè)。（4）高壓水射流除鱗 高壓水射流清洗和除鱗是高壓水射流在清洗、除垢、除銹

28、、除鱗方面的應(yīng)用。近年來高壓水清洗在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展，并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。高壓水射流技術(shù)經(jīng)歷了4個發(fā)展階段；第一階段，探索試驗階段，60 年代初，主要研究低壓水射流采礦；第二階段，設(shè)備研制階段，60 年代至 70 年代初，主要研究高壓泵、增壓器和高壓輔件，同時推廣高壓水射流清洗技術(shù)。第三階段，工業(yè)應(yīng)用階段，70 年代初至 80 年代初，主要特點是大量高壓水射流采煤機、切割機、清洗機的研制和推廣應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域也從采礦發(fā)展到其他領(lǐng)域。第四階段，迅速發(fā)展階段，80 年代初至 90 年代中，主要特點是水射流技術(shù)研究進一步深化，磨料射流、空化射流、自激震蕩射流等新型射流技術(shù)發(fā)展很快。高壓水清洗的

29、原理是，用高壓泵打出高壓水，經(jīng)管道到達噴嘴，噴嘴將高壓低流速的水流轉(zhuǎn)化成低壓高流速的射流，正向或切向沖擊清洗表面，完成清洗、除銹、除鱗作業(yè)。對熱軋鋼坯,溫度通常為 12501150之間,當鋼坯遇到高壓水時,表面氧化鐵皮因瞬時驟冷收縮而炸裂,高壓水形成的片狀流體從強度最低的 feo 裂口處開始,連同其上fe2o3、fe3o4一同沖掉。二次氧化鐵皮則是靠高壓水射流產(chǎn)生的巨大打擊力將軋件表面的氧化鐵皮打碎并迅速沖擊掉。隨著高壓水射流技術(shù)的不斷發(fā)展，其種類也越來越多。按射流介質(zhì)與射流周圍介質(zhì)的關(guān)系可以分為淹沒射流和非淹沒射流；按射流水力學特性可分為定常射流和非定常射流；按射流對物料的施載特性可分為連續(xù)

30、射流、脈沖射流、混合射流、單相和多相射流等四種；按水射流中有無介質(zhì)可分為純水射流、磨料射流、特種射流等。水射流技術(shù)在 40 年時間內(nèi)得到這樣高速的發(fā)展，主要是這種技術(shù)與其他清洗技術(shù)相比具有一系列優(yōu)點。 1.體積小、工作介質(zhì)成本低水射流整套裝置體積小，占地少，工作介質(zhì)是天然水或自來水，容易取得、成本低廉。如果進行切割加工，由于噴嘴直徑小（一般 0.5mm以下），工作介質(zhì)用量少而且一般沒有污染。2.容易進行自動控制、遠距離作業(yè) 水射流機構(gòu)具有噴頭體積小、后推力小、移動方便、便于實現(xiàn)光控、數(shù)控或計算機控制，利用機械手控制還可以在人不能靠近的危險環(huán)境中工作，如拆除核反應(yīng)堆的混凝土掩體、清洗有毒或易爆的

31、容器等。3.能降溫、除塵、延長設(shè)備壽命水射流用于煤礦采掘機上，除了可以參與切割、提高采掘能力外，還可以冷卻、潤滑截齒，減少磨損，提高截齒壽命。同時還能減少采掘工作的粉塵、實現(xiàn)無火花切割，從而為煤礦采掘工作提供安全的工作環(huán)境。水射流技術(shù)的主要缺點是能耗高，能源利用率低，除銹等級不高，一次投入費用大。另外一些高壓水射流部件工藝質(zhì)量和可靠性比較低，如超高壓泵、旋轉(zhuǎn)密封、耐磨噴嘴、高壓管路等。這些問題正是目前各國學者正在研究解決的。由于高壓水射流的研究起步較晚，雖然各國科研人員做了不懈的努力，水射流技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，但是其性能和應(yīng)用的許多方面還有待繼續(xù)研究和深入。1.1.4總體研究方案比較（1）對

32、于高壓水射除鱗其原理是，用高壓泵打出高壓水，經(jīng)管道到達噴嘴，噴嘴將高壓低流速的水流轉(zhuǎn)化成低壓高流速的射流，正向或切向沖擊清洗表面，完成清洗、除銹、除鱗作業(yè)。它的優(yōu)點是1、體積小、工作介質(zhì)成本低，水射流整套裝置體積小，占地少，工作介質(zhì)是天然水或自來水，容易取得、成本低廉。如果進行切割加工，由于噴嘴直徑?。ㄒ话?0.5mm以下），工作介質(zhì)用量少而且一般沒有污染。2、容易進行自動控制、遠距離作業(yè)，水射流機構(gòu)具有噴頭體積小、后推力小、移動方便、便于實現(xiàn)光控、數(shù)控或計算機控制，利用機械手控制還可以在人不能靠近的危險環(huán)境中工作，如拆除核反應(yīng)堆的混凝土掩體、清洗有毒或易爆的容器等。3、能降溫、除塵、延長設(shè)備

33、壽命，可以冷卻、潤滑截齒，減少磨損，提高截齒壽命。他的缺點也很明顯，其主要缺點是能耗高，能源利用率低，除銹等級不高，一次投入費用大。另外一些高壓水射流部件工藝質(zhì)量和可靠性比較低。（2）對于機械除鱗機械除鱗方法主要是模仿人工除鱗除銹的動作，一般用滾輪、砂輪或鋼絲刷作為除鱗主要機構(gòu)。最常見的鋼刷除鱗是利用高速旋轉(zhuǎn)的鋼刷來清除表面氧化鐵皮的。他的優(yōu)點是1、設(shè)備簡單，只需要兩個簡單的運動即可完成除鱗工作。2、成本低、效率高污染小，對于該機械除鱗來說需要的機械設(shè)備簡單，不需要額外的精確控制，并且對環(huán)境的污染相對較少，因為該除鱗并沒有另外引入其他材料或藥劑，對清洗物基體沒有腐蝕破壞作用。它也有其缺點，這種

34、除鱗裝置的主要缺點是容易磨損、占地大、搬運不便，清理結(jié)構(gòu)復雜的設(shè)備時容易出現(xiàn)死角。鋼材在除銹過程中反復彎曲和擠壓，形成較大的塑性變形，導致除鱗完成后鋼材殘留很大的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，影響使用壽命。（3）最終選擇機械除鱗相較兩種方案，根據(jù)需要處理的工件來看，工件是一個個圓柱形的圓臺，在除鱗時難以進行連續(xù)性除鱗，而高壓水射除鱗更多的是對于板狀或條狀的工件進行連續(xù)性除鱗。另外機械除鱗相對高壓水射除鱗來說，更加簡單易懂，方便操作，對操作工人的要求不高，并且該機械除鱗的首次投資更低，維修成本更低。 1.2.5主要技術(shù)要求1. 壓機最大工作壓力: 1200kn； 2. 系統(tǒng)工作壓力: 6.3mpa；3. 回

35、程力：0.2 mn；4. 工作行程：600mm；5. 液壓馬達最大輸出轉(zhuǎn)矩：120000n.m； 6. 液壓馬達轉(zhuǎn)速：16rpm；7. 最大工件尺寸：2000x2200mm。2研究內(nèi)容2.1機械除鱗的工作原理工件從加熱爐出來后，表面會出現(xiàn)氧化皮，若直接進行軋制的話，工件的表面質(zhì)量會因氧化皮的關(guān)系變得很差，所以需要在成型之前對相關(guān)的工件表面進行除鱗，清除氧化皮。該c型單柱式液壓機械除鱗機的工作原理是，先用機械手將工件取出，放置在該c型除鱗機的工作位置，再由液壓，機將由液壓馬達帶動的圓盤及剛刷向下頂出，使剛刷運動到相應(yīng)位置且與工件相關(guān)表面接觸為止，并有一定的壓力。最后由液壓馬達帶動圓盤轉(zhuǎn)動，由圓盤

36、上的剛刷以機械除鱗的方式去除工件相關(guān)表面的氧化皮。除鱗后再將上方的液壓機收回后由機械手臂將工件去除即可。2.2除鱗機的設(shè)備組成2.2.1 c型機架這種機架的主要特點是結(jié)構(gòu)比較簡單，工作區(qū)域?qū)挸?，工作時可以從三面接近壓機，特別適合機械手臂的運動方式，操作簡便，圖為單柱式液壓機的機架簡圖，它在垂直方向有一個可驅(qū)動的工作缸，工作臺由上下兩個帶剛刷的轉(zhuǎn)動盤構(gòu)成，在工作中由機械手臂將工件固定住后，液壓馬達帶動轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)動，從而將工件上下兩個面進行除鱗工作。在該除鱗機中主要承擔的工作是將各部件固定在相應(yīng)的位置處。2.2.2 液壓機（液壓缸與活塞）單柱式液壓機具有剛性好，導向性能好，速度快等特點。方便的手動調(diào)

37、整機構(gòu)可調(diào)節(jié)壓頭在工作區(qū)域內(nèi)任意位置停留，也可設(shè)計行程內(nèi)任意調(diào)整快進和工進行程長短。在該除鱗機中主要承擔的工作是帶動圓盤向下或向上運動，將帶有剛刷的轉(zhuǎn)動盤移動到工件需要進行除鱗的表面上，同時提供一定的壓力。2.2.3 液壓馬達液壓馬達是液壓系統(tǒng)的一種執(zhí)行元件，它將液壓泵提供的液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槠漭敵鲚S的機械能（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速）。液壓馬達的主要參數(shù)有：1、工作壓力與額定壓力；2、排量和流量；3、容積效率和轉(zhuǎn)速；4、轉(zhuǎn)矩和機械效率；5、功率和總功率。在該除鱗機中主要承擔的工作是旋轉(zhuǎn)動力的輸出，由軸來傳遞，帶動轉(zhuǎn)動盤做旋轉(zhuǎn)運動，從而帶動剛刷在工件相關(guān)表面上進行機械除鱗，清除氧化皮。2.2.4 導柱導柱是用

38、于機械中組件組合使用確保磨具以精確的定位進行活動引導組件行程的導向元件。導柱的材料一般選用軸承鋼、熱磨具鋼等，使導柱在導向性能上的耐用性與可換性大大加強。導柱與組件組成外導柱組件和內(nèi)導柱組件。在該除鱗機中主要承擔的工作是使得液壓缸和圓盤向下運動時軌跡的穩(wěn)定性和精確性。2.2.5 轉(zhuǎn)動盤在該除鱗機中主要承擔由液壓馬達所輸出的旋轉(zhuǎn)動力由軸的傳遞，得以進行旋轉(zhuǎn)運動，從而使鋼刷與工件表面接觸并除鱗。同時他還需要接受液壓機所傳輸?shù)闹本€運動動力，以使得鋼刷接觸到工件。3.3 除鱗機的主要運動方式分為兩種，分別是直線運動和旋轉(zhuǎn)運動。3.3.1 直線往復運動該運動是由液壓機帶動的，主要功用是帶動轉(zhuǎn)動盤盤及剛刷

39、在工件上方，垂直方向上的往復運動，將圓盤移動到工件需除鱗的表面上，并提供一定壓力。3.3.2 旋轉(zhuǎn)運動 該運動是由液壓馬達帶動的，主要是帶動圓盤進行旋轉(zhuǎn)運動，從而使得毛刷在工件表面進行機械運動，進而除鱗。另外為使整個機械穩(wěn)定，上下圓盤的旋轉(zhuǎn)方向相反。 3動力件的設(shè)計計算及校核3.1液壓缸的設(shè)計計算為了使液壓機結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)使液壓缸外徑盡可能減小。一般來說，當工作缸的總作用力不變時，提高工作液體的壓力，液壓缸的外徑將減小，但是如果鋼的材料不變，則當液體壓力增加到某一數(shù)值后，缸的外徑反而會隨液體工作壓力的增加而增大，這可由下面的公式推導及圖中看出液壓缸柱塞直徑d與該缸總作用力fh之關(guān)系為 d=2r=

40、2×102=2×cm式中 d 工作柱塞直徑（cm） r 工作柱塞半徑（cm） p 液體工作壓力（pa） fh缸的總作用力（n）缸的材料初定為鑄鋼，取20mm。缸的內(nèi)直徑d1為 d1=d+=2r1320mm式中 d1 缸內(nèi)直徑（cm） 缸與柱塞在直徑上的間隙（cm) r1 缸的內(nèi)半徑（cm)對于法蘭支撐的缸，可得缸外直徑d2為 d2=2r1=2r2為簡化推導，且由于2r1 2r，可得 d2=2將上式對p微分，使其一階導數(shù)為零，可以求出缸外徑為極小值時，材料需用應(yīng)力與p的關(guān)系如下 pz=0.289式中 pz 最佳液體工作壓力。當fh值一定時，可作出在不同的材料許用應(yīng)力條件下的一

41、組d2隨p的變化曲線，如下圖所示此圖中fh設(shè)為4mn。對于每一組d2 - p曲線，其最低點對應(yīng)的p值即為最佳壓力。同理可求出缸底支撐時的最佳壓力為 pz=0.287 當進一步分析缸的重量與液體工作壓力之間的關(guān)系時，可以發(fā)現(xiàn)當液體壓力比pz略低一些時，缸外徑d2雖稍有增加，但缸的重量卻減輕了，因此，對應(yīng)于某一確定缸的材料，液體工作壓力不宜pz，一般采用（0.70.8）pz為宜。故有 pz=9×106pa對于材料許用應(yīng)力與p的關(guān)系如下 pz=0.289 故=為保證液壓缸的壽命，選用zg35鑄鋼做為液壓缸材料，且查表的zg35的許用應(yīng)力=88mpa由此代入公式 d2=2=2×36

42、0mm從而可得到缸壁厚度 s=3.1法蘭的設(shè)計計算及強度校核設(shè)計時一般以s為參數(shù)，按照下圖來初步選擇液壓缸的有關(guān)尺寸，再進行強度校核。法蘭外徑可根據(jù)法蘭上表面的需用應(yīng)力來確定，即將缸的作用力除以法蘭的環(huán)形接觸面積，所得擠壓應(yīng)力應(yīng)小于，對于zg35鑄鋼，可取為80100mpa。其液壓缸的一般形狀分為兩種，參看下面兩張圖型。 圖中有關(guān)尺寸為 圖中有關(guān)尺寸 計算缸體的主要尺寸 校核筒壁部分強度最大應(yīng)力點在缸筒內(nèi)壁，按照下列公式計算的當量應(yīng)力為 安全系數(shù)為 安全校核缸底部分強度平底缸的常用計算公式，用鍛造方法制成的液壓缸，其結(jié)構(gòu)多半為平底缸，中間開有進液口，如下圖 其簡圖為 圖中進液孔的半徑r1為40

43、mm在國外一些著名有關(guān)液壓機的專著中推薦了一些平底液壓缸缸底的強度計算公式：前蘇聯(lián)米海耶夫（b.a.mhxeeb）推薦 式中 計算應(yīng)力（pa) p工作液體壓力（pa） r缸內(nèi)半徑（cm) h缸底厚度（cm） 系數(shù)，與進進液孔rk有關(guān)，即 取安全系數(shù)n44.5。前蘇聯(lián)羅薩諾夫（b.b.poahob)推薦 式中 系數(shù)，取0.70.8； 其余符號同前式。德國謬勒（e.muller）推薦 以上三個公式都是把平底缸缸底看作周邊為固定端的圓形薄板來分析的。球型缸底的強度計算。在鑄造液壓缸中，缸底往往做成半球形，缸底厚度與缸壁厚度相等，或為剛壁厚度的1.21.3倍。球形缸底的強度計算可以按厚壁球型壓力容器來

44、考慮，如球形底的內(nèi)半徑為r1，外半徑為r2，內(nèi)壓為p,則按von mises強度準則，當量計算應(yīng)力為 式中 有的書上用第二強度理論，則當量計算應(yīng)力為 按照平板公式，即米海耶夫推薦的公式計算，缸底進水孔直徑為80mm則 按照這樣計算，由于=80mpa 安全系數(shù)所以安全。校核法蘭過渡部分這部分包括從法蘭上表面以上1.5r2范圍內(nèi)的缸體。r2為液壓缸外半徑，即包括下圖中的b部分。 由于法蘭與橫梁接觸的環(huán)形面積上作用有支撐反力p，如下圖所示，從而在這部分引起很大的彎曲應(yīng)力，在過渡圓弧處，由于斷面形狀變化急劇，產(chǎn)生應(yīng)力集中。 假設(shè)橫梁對法蘭圓環(huán)面上的支撐反力沿圓環(huán)一周均勻分布，將液壓缸沿上圖的a-a截面

45、切開，并以內(nèi)力q（剪力）、m（彎矩）及p（軸力）來代替被切開部分的相互作用，其簡圖如下圖所示。p、q、m為單位圓周長度上的內(nèi)力，m和q是未知的彎矩和剪力，p則可以從靜力平衡條件求出。 由于缸體和法蘭的幾何形狀是軸對稱的，所受的載荷（工作液體的壓力）也是軸對稱的，因此可以把缸體圓筒部分沿母線（縱向）切出單位寬度的長條來進行分析，如下圖所示。 設(shè)y為任一點的徑向位移為-y（半徑縮?。?，則在其圓周上的切向應(yīng)變?yōu)?切向應(yīng)力為 總的側(cè)向力為 設(shè)缸壁各層之間不相互擠壓，則y在整個壁厚上為常數(shù)，可提到積分號外面，則 設(shè)缸壁中性層圓周單位長度上所對應(yīng)的圓心角為，則 t的徑向分力為tsin,與y相反，當很小時，tsint，而 t此力反抗此窄條的徑向位移，沿窄條長度方向分布，且與徑向位移（撓度）y成正比，但與y反向上式與彈性基礎(chǔ)梁的一般公式具有相同的形式，故其受力情況與彈性基礎(chǔ)上的半無限長梁相似，從彈性力學對半無限長梁的分析得出其撓度公式為 式中 y 梁上某點的撓度； x 該點距半無限長梁端部的距離； 和梁的彎曲剛度及基礎(chǔ)系數(shù)k有關(guān)的系數(shù)； ejz 梁的彎曲剛度； q 梁端作用的剪力； m 梁端作用的彎矩。但上述窄條并不完全像梁一樣能自由變形，它的變形必然受到鄰近窄條的阻礙，因此它的彎曲變形和薄板的彎曲相似，應(yīng)在上式中引入薄板的彎曲剛度