1800移動式型鋼冷鋸機的設計

1、1800移動式型鋼冷鋸機設計摘要鋸機作為一種切割類型的機械設備，它在木工機械、建筑機械、冶金機械等方面得到了廣泛的應用。鋸機是切割系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。由于冷鋸機在一定程度上提高了鋸切斷面質(zhì)量和定尺精度，所以現(xiàn)在的大型和中型型鋼軋鋼廠多采用冷鋸機進行軋件的切頭、切尾和定尺鋸切。移動式冷鋸機的主要結(jié)構(gòu)有三部分：鋸片傳動機構(gòu)、鋸片送進機構(gòu)和調(diào)整定尺的鋸機橫移機構(gòu)。此設備的鋸片傳動機構(gòu)是電動機經(jīng)三角皮帶方式傳動，這種傳動方式可使電動機遠離鋸切點，減省專門的防護措施。鋸片送進機構(gòu)采用液壓傳動方式，液壓傳動可以保證鋸片在鋸切時能夠穩(wěn)定送進，減少振動。鋸機橫移機構(gòu)由電動機直接傳動，當設備根據(jù)定尺要

2、求移動到規(guī)定位置時，用夾軌器將設備固定，然后完成鋸切。本文論述了冷鋸機設備在國內(nèi)、外的發(fā)展狀況，提出了本課題的研究背景以及研究本課題的意義；設計主要是圍繞移動冷鋸機主軸傳動機構(gòu)、進鋸機構(gòu)、走行機構(gòu)的分析和設計進行的，通過對各個機構(gòu)的功率計算，選擇合適的電機并進行校核，同時對各個重要零件進行校核，以滿足鋸切要求。關鍵字：冷鋸機；傳動；鋸切Designofthe1800travellingcoldsawforshapesteelAbstractAsakindofincisionequipment,thesawisusedcomprehensivelyinthefieldsofwoodworkmec

3、hanism,architecturemechanism,metallurgymechanismandsoon.Itistheindispensableandimportantequipmentoftheincisionsystem.Inordertoimprovethesectionqualityandlengthaccuracy,nowadays,thelargeandmediumrollingmillforshapesteelgraduallyreplacestheheatwithcoldsawmachineforthecuttinghead,tailandlengthofrolling

4、.Therearethreemainstructuralpartsforthemobilecoldsaw:themechanismforsawtransmission,themechanismforsawmovement,themechanismforadjustinglengthoftherolling.Thefirstpartisamotordrivenmechanismbymeansoftriangularbeltdriving,whichcankeepthemotorawayfromthesawingtoreducethespecialprotectivemeasures.Thesec

5、ondpartuseshydraulictransmission,whichinsuresthestabilityandreducevibrationwhenrollingissawing.Thethirdpartisdrivenbymotordirectly.Thisequipmentstartsworkingwhenitisfixedbyrailholderinaccordancewiththerequest.Inthispaper,Iintroducethedevelopmentofthetravellingcoldsawindomesticandforeign,andtellthere

6、searchbackgroundaswellasthesignificanceofstudyingthissubject.Thisdesignwillfocusontheanalysisofthespindledrivemechanism,themechanismforsawmovementandthemovingmechanism.Throughthepowercalculationofeverymechanism,Iselecttheappropriatemotorandcheckitaswellasallimportantpartstomeettherequirements.Keywor

7、ds:coldsaw；transmission；sawing摘要I.AbstractII第1章緒論51.1畢業(yè)設計的選題背景及目的51.1.1畢業(yè)設計的選題背景51.1.2畢業(yè)設計的目的51.2冷鋸機的發(fā)展概述51.3冷鋸機的用途及類型21.4冷鋸機的結(jié)構(gòu)21.5存在的問題31.6主要設計研究的內(nèi)容3第2章冷鋸機總體方案設計52.1冷鋸機的結(jié)構(gòu)型式及工作過程52.2冷鋸機的基本參數(shù)62.3鋸齒形狀和鋸片材料82.4鋸片結(jié)構(gòu)參數(shù)的設計92.5高速冷鋸機鋸切功率計算10第3章帶傳動的設計及鋸切力計算153.1V帶的設計153.2鋸切力的計算18第4章軸的設計和強度校核214.1主傳動軸的設計和強度

8、校核214.2大帶輪軸的強度校核25第5章送鋸和走行機構(gòu)的設計計算305.1進鋸機構(gòu)的設計計算305.2走行機構(gòu)的設計計算31第6章聯(lián)軸器、鍵、軸承的選擇與校核336.1聯(lián)軸器的選擇和計算336.2鍵的選擇和鍵連接強度計算336.3軸承的選擇與校核356.3.1主傳動軸軸承的選擇與校核356.3.2大帶輪軸軸軸承的選擇與校核37第7章設備的潤滑、密封及維護407.1設備的潤滑407.1.1潤滑的作用407.1.2潤滑的種類407.1.3潤滑方式的選擇417.2設備的密封417.3設備維護42第8章設備的環(huán)保和經(jīng)濟可行性分析438.1設備的環(huán)保438.1.1冷鋸機噪聲主要來源438.1.2噪聲控

9、制方案與措施438.2經(jīng)濟可行性分析45總結(jié)47致謝48參考文獻49第1章緒論1.1畢業(yè)設計的選題背景及目的1.1.1畢業(yè)設計的選題背景移動式冷鋸機是目前全世界型鋼鋸切的一個趨勢。在國內(nèi)，大多數(shù)的大型和中型型鋼廠都選用移動式冷鋸機。冷鋸機之所以稱為目前的一個主流，是因為它有許多老式鋸機無法比擬的優(yōu)點。首先，移動式冷鋸機打破常規(guī)的固定式鋸機，這就能夠?qū)崿F(xiàn)不同定尺的切割。其次,冷鋸機是在常溫下進行切割，不僅減少了熱軋件對設備的熱輻射作用，同時減少了冷卻裝置，而且提高了鋸片的使用壽命。作為一個冶金機械類學生，研究和設計應傾向于冶金設備， 而且課題應該新穎、具有使用性。1800移動式冷鋸機是80年代初

10、從德國引進的先進設備，至今一直在生產(chǎn)線上服役，在型鋼的生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。選擇本課題也是為了和以后的工作提前接軌，為以后的發(fā)展打好基礎。1.1.2畢業(yè)設計的目的1、通過移動式型鋼冷鋸機的設計，熟悉冶金機械設備設計的全過程；2、深入理解力能參數(shù)計算基本理論，并能在各設計環(huán)節(jié)中準確應用，理論聯(lián)系實際；3、將四年中所學機械知識最大限度的和設計相融合，使所學理論知識在設計中得以應用；4、培養(yǎng)實事求是的作風，不怕反復修改；5、學會論文說明書的書寫及對其相關內(nèi)容的掌握。1.2冷鋸機的發(fā)展概述早期的鋸機是固定式的，既無橫移機構(gòu)也無送進機構(gòu)，鋸切時用氣動小車將軋件送往鋸片。這種固定式鋸機的主要優(yōu)點是設備簡單

11、、重量輕、生產(chǎn)率也比較高。但是，這種鋸機由于用氣動小車送進軋件，在送進過程中常將軋件推彎，從而使鋸切后的切口斷面和軋件軸線不垂直，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，固定式鋸機逐漸被移動式鋸機所取代。同時為提高鋸切斷面質(zhì)量和定尺精度，現(xiàn)代的大型和中型型鋼軋鋼廠，鑄件用冷鋸機代替熱鋸機，進行軋件的切頭、切尾和定尺鋸切。即發(fā)展為現(xiàn)在的移動式冷鋸機。1.3冷鋸機的用途及類型1、冷鋸機的用途是冷鋸機（鋸切常溫軋件的鋸機稱為冷鋸機）廣泛設置于型鋼、鋼坯及鋼管車間，用來將異形斷面的型鋼、管坯、以及方坯或薄板坯等切去頭尾，并切成定尺長度，在軋件上取式樣也要用鋸，鋸機作為切斷設備也是剪機的發(fā)展及補充，因為用平行剪刀片或成型

12、刀片剪切異形材和管材，都難以保證切口平滑而不受擠壓，所以要采用鋸。2、圓盤冷鋸機的加工方法屬于鋸切，其工作過程為：將圓盤鋸片安裝在可以高速旋轉(zhuǎn)的主軸上，圓盤鋸一面做旋轉(zhuǎn)運動，一面做進給運動，從而將工件切斷。由于冷鋸機是在熱鋸機的基礎上改進而來的， 所以移動式冷鋸機跳過固定式和杠桿式的老鋸機結(jié)構(gòu)，采用由電動機直接驅(qū)動的滾輪橫移裝置和液壓缸驅(qū)動的送鋸裝置，這樣既克服了固定式的不夠靈活和杠桿式的不夠穩(wěn)定的缺點。1.4冷鋸機的結(jié)構(gòu)移動式冷鋸機主要由鋸切機構(gòu)、進鋸機構(gòu)及橫移機構(gòu)三部分組成。1、鋸切機構(gòu)鋸片的傳動方式有電機直接傳動或用三角皮帶傳動。應用皮帶傳動可避免電機受鋸切產(chǎn)生高溫火花的影響， 過載時可

13、通過皮帶打滑來保護電機， 皮帶輪也可起飛輪作用。 但是使用皮帶 （68根）易產(chǎn)生松緊不同，傳動效率低、更換不便等缺點。電動機直接傳動使鋸機結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高，但也存在上滑臺受載不均等缺點，所以應用得較少。2、進鋸機構(gòu)進鋸機構(gòu)的作用是將旋轉(zhuǎn)的鋸片送向被切的軋件。通常鋸片軸及其驅(qū)動機構(gòu)裝設在框架上，整個框架相對下橫梁移動實現(xiàn)鋸片的送進。送進機構(gòu)常用的形式有齒輪齒條式、四連桿式和液壓缸驅(qū)動式三種，目前液壓缸式驅(qū)動由于它的穩(wěn)定性較好而得到廣泛應用。3、橫移機構(gòu)橫移機構(gòu)用于使鋸機沿進鋼方向移動，以改變鋸機與鋸機之間的距離，滿足軋件鋸切不同定尺長度的要求。固定鋸則不設橫移機構(gòu)。橫移機構(gòu)一般用交流電機驅(qū)動

14、，當行程較短時也可采用液壓驅(qū)動。經(jīng)常使用的橫移機構(gòu)有導軌滑板式和滾輪走形式兩種。導軌滑板式由設在鋸機下滑座上的電機，經(jīng)減速裝置傳動前、后兩個齒輪，由于齒輪與裝在軌道內(nèi)側(cè)的固定齒條相嚙合，使整個鋸機沿導軌橫移。1.5存在的問題雖然大型冷鋸機在型鋼軋制車間用來切斷各種異型斷面軋件，其速度之快，效率之高，是現(xiàn)有的其他切割工具無法比擬的，但本身還存在著很多問題。1、在鋸切中除出現(xiàn)強烈振動外，還經(jīng)常出現(xiàn)夾不緊現(xiàn)象，使管排整體移動，這不僅影響鋸切精度和斷面質(zhì)量，而且嚴重損壞鋸片和上夾緊系統(tǒng)的各零部件，以致影響生產(chǎn)的正常進行。2、這種鋸機在鋸切過程中產(chǎn)生的噪聲污染極為嚴重，對馬鞍山鋼鐵公司第二軋鋼廠大型玲鋸

15、機現(xiàn)場噪聲測量表明，最大噪聲級可達124dB(A),由于以往對其產(chǎn)生的噪聲不能定量預估，因而給鋸切噪聲的有效控制和治理帶來困難。3、鋸片耐用性較差，鋸片年消耗量高，直接影響企業(yè)成本的降低和經(jīng)濟效益的提高；發(fā)生鋸片碎裂飛濺事故，嚴重威脅人身和設備安全。4、后續(xù)加工工作量大：鋸切是利用高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦能并轉(zhuǎn)換成熱能，使材料軟化，然后，配合進給壓力進行鋸切作用，此時，熱影響區(qū)造成不良副作用，和工件材料粘附在鋸片上形成毛刺，增加了后續(xù)的加工量。5、材料浪費大：圓盤冷鋸機鋸縫處材料損耗大，每鋸一次，就有(1015)mm的長度損耗，加上鋼板兩邊的毛刺清理，每年的消耗也是很可觀的浪費。1.6主要設計研究

16、的內(nèi)容1、根據(jù)有關資料確定總體設計方案，然后依照給定的設計參數(shù)，參考軋機設計理論進行冷鋸機基本參數(shù)的計算并選擇電機型號；2、鋸切機進鋸機構(gòu)和走行機構(gòu)的設計計算；3、按照機械設計理論校核主要零件的強度。第2章冷鋸機總體方案設計1.1冷鋸機的結(jié)構(gòu)型式及工作過程圖2.11800移動式冷鋸機a主視圖；b俯視圖1一移動框架；2液壓裝置；3電機；4一帶傳動；5導向幅；6壓下幅；7橫移裝置；8夾軌器如圖1.1所示：移動式冷鋸機主要有傳動裝置、進鋸裝置、橫移裝置組成。工廠根據(jù)客戶需要，通過由交流電機驅(qū)動的7橫移裝置來調(diào)節(jié)相鄰兩臺之間的距離，即調(diào)節(jié)定尺，然后用8夾軌器將設備固定，這樣就可以生產(chǎn)出所需長度的軋件。

17、鋸切時,鋸片由4帶傳動通過3電機帶動，同時2液壓裝置推動1移動框架向鋸切方向運動，完成鋸切。在鋸切過程中，5導向輾來確保鋸片沿直線運動，6壓下輾防止鋸片在鋸切過程中的上翻。1.2冷鋸機的基本參數(shù)冷鋸機的基本參數(shù)可分為兩大類：結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)。1.結(jié)構(gòu)參數(shù)冷鋸機結(jié)構(gòu)參數(shù)包括鋸片直徑D、鋸片厚度了火盤直徑Di、鋸軸高度H、鋸片最大行程L以及鋸齒形狀。其中，除鋸齒形狀另行闡述外，其他結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇原則簡/二述如下：|（D鋸片直徑D它是冷鋸機最主要一渡cMX的結(jié)構(gòu)參數(shù)，常以鋸片直徑D做為冷鋸機工節(jié)岑才一/的主要系列標稱，如爐1500mm、11800mm、,冷鋸機。寸。要保證鋸切最大高度的軋件時，鋸軸、

18、上滑臺和火盤能在軋件上面自由通過（圖2.2）。同時，為使被鋸切件斷面能完全鋸斷,鋸片下緣應比輾道表面最少低40180mm（新鋸片可達100A150mm）。初選鋸片直徑D時，可按被鋸切的最大軋件高度用以下經(jīng)驗公式計算根據(jù)計算的鋸片直徑值，參考有關系列標準和資料加以最后確定。鋸片直徑的允許重磨量為5%.10%。（2）鋸片厚度6鋸片厚度6過大，將增加鋸切功率損耗；6過小，將會降低鋸片強度，并增加鋸切時鋸片的變形。一般按以下經(jīng)驗公式選擇（3）火盤直徑D1鋸片用火盤和螺栓加緊裝在鋸軸上。當鋸片直徑一定時，火盤鋸片直徑D決定于被鋸切件的斷面尺圖2.2冷鋸鼠基本結(jié)構(gòu)參數(shù)圖對于方鋼D=10A+300（A方鋼邊

19、長）(2.1a)對于圓鋼D=8d+300（d圓鋼直徑）(2.1b)對于角鋼D=3B+350（B角鋼對角線長度）(2.1c)對于圓鋼D=C+400（C鋼材范度）(2.1d)A(0.180.20)(2.2)直徑Di過大，鋸片能鋸切的軋件最大高度減??；Di過小，鋸切時鋸片變形和軸向振動加大，導致鋸片壽命降低。一般按以下經(jīng)驗公式選擇Di=(0.350.50)D(2.3)(4)鋸軸高度HH為鋸軸軸心(亦即鋸片中心)到輾道上表面的高度(圖2.2)。冷鋸機一般采用被切軋件不動，由冷鋸機向被切件運動而達到鋸切的目的。為此，H不能過小，否則會在冷鋸機送進鋸切過程中將被切件推開而不能進行鋸切；同時，當鋸片直徑D一

20、定時，H又不能過大，否則無法保證重磨后的鋸片最小直徑下緣應低于輾道上表面的要求。一般可按以下經(jīng)驗公式選擇H=-D-(45120(2.4)(5)鋸片行程L鋸片行程L由被鋸切件的最大寬度和并排鋸切的最多根數(shù)而定。冷鋸機的送進機構(gòu)應保證具有大于L的行程。2 .工藝參數(shù)現(xiàn)將較為主要的工藝參數(shù)簡述如下：(1)鋸片圓周速度v提高鋸片圓周速度V,可以再同中送進速度u的條件下，減少每個鋸齒所鋸切的切削厚度，從而減小每齒的受力。換言之，如果每齒所能承受的載荷一定，則提高V可為提高u創(chuàng)造條件，亦即可以提高生產(chǎn)率。但是隨著V的增加，由于離心力而引起的徑向拉應力也將增加，從而降低了鋸齒所能承受的鋸切能力。因此，一般應

21、用的鋸片圓周速度v_130m/s。(2)進鋸速度(或稱進給速度、送進速度)u根據(jù)被切軋件斷面的大小，進鋸速度u也應做相應的調(diào)整。一般取u4200*30Qmm/s。u除了應和軋件斷面相適應外(大斷面所用的u小)，也要和v相適應。因為如果v過低而u過高，切削厚度增加，鋸切阻力將增加；相反，如果v過高而u過低，切削厚度太薄，鋸屑容易崩碎成為粉末，將使鋸齒尤其是齒尖部分迅速磨損。這兩種情況都會影響鋸齒壽命。(3)每秒鋸切斷面面積(鋸機生產(chǎn)率會鋸切生產(chǎn)率)ff是冷鋸機的一項主要工藝參數(shù)，它不僅關系到冷鋸機的生產(chǎn)率和鋸切質(zhì)量，而且，也是計算冷鋸機鋸切力和鋸切功率的主要參數(shù)。1.3鋸齒形狀和鋸片材料(1)鋸

22、齒形狀合理的鋸齒形狀應滿足下列條件：鋸齒強度好，鋸切能耗少，使用壽命長，噪音低，制造和重磨成本經(jīng)濟。常用的鋸齒形狀如圖2.3所示圖2.3冷鋸機的鋸齒形狀a狼牙形；b鼠牙形；c一等腰三角形冷鋸機鋸齒齒形的主要參數(shù)為：齒前角,齒距t,齒后角齒頂角e,齒高卜齒根圓角半徑r等。常用的齒形有狼牙型，鼠牙型和等腰三角型三種。為了比較上述三種齒形的工作性能，經(jīng)工業(yè)性實驗研究分析，得出以下結(jié)果：當齒距t和齒高h相同時，等腰三角形齒形的齒根強度較好，制造和修齒比較方便，切屑很少在齒尖處形成屑瘤。但是，鋸切能耗大、噪聲也最大。狼牙形齒形制造和修齒比較用難，難以保證所設計的齒形。鼠牙形齒形的鋸切能耗小，制造和修齒也

23、比較方便，噪聲也較低。該實驗結(jié)果表明，齒前角二的鼠牙形齒形最好，其次為y-i的鼠牙形齒形和齒高h%匚的狼牙形齒形。3(2)鋸片材料和鋸齒熱處理鋸片材料通常采用65Mn制成。鋸齒齒尖一般采用高頻感應加熱或接觸電加熱法進行淬火，齒尖硬度為HRC=5H3。鋸片整體熱處理后板面硬度為HRC二濁37。(3)鋸齒冷卻鋸切時，切削和摩擦產(chǎn)生大量熱量，而且冷鋸機鋸片還直接與軋件接觸，使鋸齒部分溫度迅速升高，故必須進行強力冷卻，以免齒尖退火。止匕外，有時切屑粘附在齒尖或齒槽中，繼續(xù)據(jù)切時將降低齒尖的鋒利程度，或使切屑壓實在齒槽中形成“塞齒”現(xiàn)象。這兩種情況都導致鋸切力迅速增大，從而損壞鋸齒和鋸片。為此，采用較大

24、流量的高壓水進行冷卻，是提高鋸齒和鋸片壽命的有效措施。4 .4鋸片結(jié)構(gòu)參數(shù)的設計根據(jù)設計任務書知設計參數(shù)：被鋸件：36a槽鋼材質(zhì)：Q235鋸切溫度：常溫查槽鋼規(guī)格表知36a槽鋼尺寸：360)(96)(9(1)鋸片直徑D由式(2.1d)知D考慮到鋸機的使用范圍和生產(chǎn)要求，此處我們?nèi)=(2)鋸片厚度一由式(2.2)知=0.180.20.D=0.180.20,1800mm考慮到鋸片強度和功率影響，此處我們?nèi)?-1Inm。(3)夾盤直徑Di由式(2.3)知mm考慮到Di對鋸片的影響，此處取Di=750mm。(4)鋸軸高度HF0=9692(360-18)9=4806mm卜面介紹高速冷鋸機鋸切過程的主要

25、運動參數(shù)及其計算方法。1 .鋸切過程主要運動參數(shù)的計算(1)鋸切速度(鋸片的圓周速度)vi60i由式(2.4)知DH=-(45120)=900-(45120)=(855780)mm考慮到設備尺寸和被鋸件高度，我們?nèi)=770mm。2.5高速冷鋸機鋸切功率計算鋸切功率(平均鋸切功率)為N1N2N3N二nz(2.5)式中：M用于鋸切金屬的功率，kW;心一一火鋸功率，kW;N3空載功率，kW;X總傳動效率。因為型鋼斷面復雜多樣，為使計算方法統(tǒng)一，可做如下假設，即不論鋸切何種型鋼,皆按與橫放在輾道上的軋件寬度相等的等面積矩進行計算。此時，換算的鋸形高度h,亦即復雜的型鋼斷面的平均高度。當型鋼斷面面積為

26、F0時h;1B0(2.6)式中：B。一一據(jù)切時橫放在輾道上的該軋件的高度，mm。所以，對于36a槽鋼:B0=360mm由式(2.6)得h=&=4806=13.35mmB0360式中：n0驅(qū)動鋸片電機的轉(zhuǎn)速，r/min；從電機到鋸片的傳動比。初取v=100m/s,i=0.8,則由式(2.7)得2 .鋸切過程功率的計算.tan402=45一二450-ta0-=39.345no60vi60100=849.3r/min(2)鋸切行程L=B0Dcos：0-cos：12(2.8)式中：0開始鋸切角鋸片與換算的等面積鋸形開始接觸時，鋸片半徑與鋸軸中心水平移動線之間的夾角:：0=s

27、inH=sin776=0.724rad0D900%終止鋸切角鋸片與換算的等面積鋸形鋸切終了時，鋸片半徑與鋸軸中心水平移動線之間的夾角:.1H.7701=sin一=sin1.027radD9002_D,貝UL=B0(cos10-cos:1)=360900(0.749-0.517)=568.596mm2(3)鋸切時間t0(2.9)式中：u平均進鋸速度，初取u=75mm/s。(4)鋸切生產(chǎn)率f(mm2/s),由文獻2,式1021得FUt。L4806752633.930mm/s568.596(2.10)(1)純鋸切金屬的功率M鋸切滑移角，由文獻【2,式1022得222式中：鋸齒與被切軋件之間的摩擦角，

28、P=tand()；摩擦系數(shù)，冷鋸時可取N%0.2；鋸齒前角,(有前一節(jié)鋸片形狀的性質(zhì)得000切屑縱向收縮系數(shù)，由文獻【2,式10-23得cos(-)_cos(39.345-0)-z-1.220sin39.345切屑壓縮變形程度，由文獻【2,式1024得,1,1C;-1-1-0.180K.1.220被切屑金屬變形程度，由文獻【2,式1025得式中:t鋸齒齒距，取t=14mm；u進鋸速度，根據(jù)其范圍初取u=75mm/s；cosa平均平均鋸切角，rad:,由文獻【2,式1026得考慮金屬材質(zhì)與變形程度影響的壓縮變形阻力，由文獻【2,式1027得二0=a1；1=8100.180.29=492.622M

29、Pa(2.16)式中an1視鋼中含碳量而定的系數(shù)及阻力值;(由文獻【4,127頁】知Q235的含碳量為0.20%,然后查文獻【2,表10一5】知a1=810MPa,，=0.29)考慮變形溫度、變形速度影響的金屬變形阻力，由文獻【2,式1028得/130.006/1.958父10(2.12)(2.13)10v2sin2;1061010020.4020.180106utcoset平均751410”0.352-1.9581013m/s(2.14)a平均1sin1-sin=00.107=cosI=(%a。)-0.302=1.211rad(2.15)=496.622父=625.553MPa10J1式中：

30、聞相當于近似靜載作用時的變形速度，甑定10：-;s2系數(shù)：2932=m1一k1=0.278-0.04=0.0061773m1系數(shù)，m10.278;k系數(shù)，k10.04;T冷鋸時金屬溫度，Tz20=;T熔一一被鋸切件熔點，一般鋼材可取此近似值計算，T熔土1500元;鋸切時剪切變形阻力，由文獻【2,式10-30得二625.553K=361.163MPa.3.3被鋸切金屬單位體積變形功，由文獻【2,式1031得a定K(l+cotMSin一前。)=K(1+cot$359.314(1+1.220)=801.783MPa(2.19)(%a0)cosa平均由此，用于純鋸切金屬的功率，由文獻【2,式1032得

31、fBa633.93012.08801.783N16二6二6.140kW1010式中：B鋸槽竟度，mmB:二0.0006D=110.00061800=12.08mm(2)確定火鋸功率N2鋸切金屬時，鋸片圓周邊緣夾在鋸槽中，受徑向力Fr作用產(chǎn)生的鋸片周緣側(cè)向變鋸切時相對溫度,273T273T熔(2.18)(2.19)形被鋸槽側(cè)壁限制，從而產(chǎn)生正壓力和摩擦力。當鋸片以鋸切速度V通過鋸槽時，其摩擦能耗即被稱為火鋸功率。由于Fr與生產(chǎn)率f及純鋸切功率M有關，計算夾鋸功率時，應考慮這些影響。根據(jù)實測數(shù)據(jù)建立的夾鋸功率計算公式由文獻【2,式10-式中：A火鋸能耗與鋸切金屬能耗之比:鋸切合金鋼時Ao=2.53

32、.5。(查文獻4,127頁】知Q235為碳鋼，取A0=2)(3)空載功率N3作用在鋸軸上的空載功率N3,主要包括鋸片、夾盤、鋸軸等在鋸軸軸承中的摩擦能耗，以及鋸片高速轉(zhuǎn)動時空氣阻力產(chǎn)生的能耗。實測表明N3O.15No所以，鋸切功率(總鋸切功率)N由式(2.5)知N1N2N3般可取總傳動效率”工定0.85。新設計時，電機功率比尚未確定，從而，空載功率N3不能確定。對此，可由文獻2,式10-36初選電機功率6.140+88.306、i=133.334kW10.85)根據(jù)no、N0查文獻【5,347349頁】并考慮到以后生產(chǎn)規(guī)模的擴大和功率的增加，最后取電機型號為JS500,其參數(shù)：N0=320kW

33、,n0=970r/min,電壓U=380V34】得N2：A0(hmax)N1=2h961k6.140=88.306kW10年60n21P2,60M1229.4238103.110式中：w為指數(shù)。對于球軸承，名=3；對于滾子軸承，名=-0；3ft溫度系數(shù)，由文獻【11,表吧3-4知ft=1.00。由于鋸機為非連續(xù)工作，所以連續(xù)工作時間大于10年足夠用，即所選軸承滿足壽命要求。6.3.2大帶輪軸軸軸承的選擇與校核(1)大帶輪軸上軸承受力圖(圖6.2)(2)根據(jù)傳遞功率和受力情況，軸頸尺寸，查文獻15,表6-2-77選用：調(diào)心滾子軸承軸承，型號53526又22226。(3)壽命校核a)查文獻15,表

34、6-2-77】知:軸承535264的基本額定動載荷Cr=408000N,基本額定靜載荷C0r=708000Nb)求兩側(cè)軸承受到的徑向載荷FrFr2由于此軸只受到皮帶拉力，則：FpFr1=Fr2=8165N2c)求軸承當量動載荷PPP2由于軸承只受純徑向力，則由文獻【11,式13-9a得P=P2=fpFr1=1.5Fr1=1.5M8165=12247.5N2 25 5圖6.2主傳動軸軸承受力圖式中：fp載荷系數(shù)，根據(jù)文獻【11,表136取fp=1.5ppd)驗算軸承壽命文獻【11,式13-5】得ft溫度系數(shù)，由文獻【11,表吧3-4知ft=1.00由于鋸機為非連續(xù)工作，所以連續(xù)工作時間大于10年

35、足夠用，即所選軸承滿足壽命要求第7章設備的潤滑、密封及維護7.1設備的潤滑7.1.1潤滑的作用機械中的可動零、部件，在壓力下接觸而作相對運動時，其接觸表面間就會產(chǎn)生摩擦，造成能量損耗和機械磨損，影響機械運動精度和使用壽命。因此，在機件做相對運行的接觸面加入潤滑介質(zhì)，以減少摩擦和磨損，延長機械設備的使用壽命。加入潤滑劑不僅可以降低摩擦，減輕磨損，保護零件不遭銹蝕，而且在采用循環(huán)潤滑時還能起到散熱降溫的作用。由于液體的不可壓縮性，潤滑油膜還具有緩沖、吸振的能力使用膏狀的潤滑脂，既可以防止內(nèi)部的潤滑劑外泄，又可阻止外部雜質(zhì)侵入，避免加劇零件的磨損，起到密封作用。7.1.2潤滑的種類凡能降低摩擦阻力的

36、介質(zhì)都可作為潤滑材料，亦稱潤滑劑。潤滑劑可分為氣體潤滑劑、液體潤滑劑、半固體潤滑劑和固體潤滑劑四種基本類型。如潤滑脂、潤滑油、固體潤滑劑等。不同的潤滑劑有著不同的優(yōu)缺點和使用條件。1、潤滑脂潤滑脂的特點是密封簡單，不經(jīng)常更換。它對減少高速電機不易加油的自動裝置的摩擦具有重大意義。溫度對潤滑脂的影響不大，而且潤滑脂對載荷性質(zhì)、運動速度的變化等有較大的適用范圍，在垂直面上不易流失。其缺點是流動性差，導熱系數(shù)小，不能做循環(huán)潤滑劑；止匕Lh1=Lh210660nl父（1.00900）3=635206h,10年6097012247.5式中:為指數(shù)。對于球軸承，&=3;對于滾子軸承,10萬；外，潤

37、滑脂的摩擦阻力大，導致機械效率較低。2、潤滑油潤滑油是最廣泛的潤滑劑。潤滑油的優(yōu)點是容易流動，這一特性也是潤滑油的主要特點。潤滑油容易進入承載區(qū)，工作之后又易于排出機器之外，可以帶走摩擦產(chǎn)生的熱，起冷卻作用，又能帶走塵土、雜質(zhì)，起清潔作用，但潤滑油的主要成分中含有爛類，污染環(huán)境，不能構(gòu)成有效的密封效果，不能有效的防止塵土進入支承。3、固體潤滑劑固體潤滑劑可以在表面上形成固體膜以減少摩擦阻力。固體潤滑劑完全不流動，通常只在一些特殊要求的場合。它的優(yōu)點是：可用于高溫、高壓、高輻射、低溫等惡劣的工作環(huán)境中。7.1.3潤滑方式的選擇根據(jù)不同種類的潤滑劑的優(yōu)缺點及適用條件來選擇該設備的潤滑方式。(1)根

38、據(jù)設計的參數(shù)，該設備的電機為大型電機，又由于電機軸承的潤滑劑不能頻繁更換，則其潤滑方式應用極壓復合鋰或聚月尿(最好是合成、半合成油)。(2)根據(jù)設計參數(shù)，該設備選用的是鼓形齒式聯(lián)軸器，根據(jù)圓周速度，選用0號或1號潤滑脂，用量為裝滿聯(lián)軸器，換脂周期6個月，要求潤滑劑粘性要好。(3)軸承常用的潤滑方式有油潤滑及脂潤滑兩類。一般用滾動軸承的dn值(d為滾動軸承內(nèi)徑，mm；n為軸承轉(zhuǎn)速，r/min)表示軸承的速度大小。根據(jù)該設備中各處軸承的速度大小，選擇稀油潤滑。(4)其它運動表面均采用干油潤滑。7.2設備的密封密封是防止流體或固體微粒從相鄰結(jié)合面間泄漏以及防止外界雜質(zhì)如灰塵與水分等侵入機器設備內(nèi)部的

39、零部件或措施。密封可分為靜密封和動密封兩大類。靜密封主要有墊密封、密封膠密封和直接接觸密封三大類。根據(jù)工作壓力，靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材質(zhì)較軟寬度較寬的墊密封，高壓靜密封則用材質(zhì)較硬接觸寬度很窄的金屬墊片。動密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復密封兩種基本類型。按密封件與其作相對運動的零部件是否接觸，可分為接觸式密封和非接觸式密封；按密封件和接觸位置又可分為圓周密封和端面密封，端面密封又稱為機械密封。動密封中的離心密封和螺旋密封， 是借助機器運轉(zhuǎn)時給介質(zhì)以動力得到密封， 故有時稱為動力密封。根據(jù)上述內(nèi)容及生產(chǎn)環(huán)境，設備中的滾動軸承均采用唇形密封圈密封，裝配時端蓋出均涂密

40、封膠。7.3設備維護該設備除日常巡視保養(yǎng)以外，還應按實際情況制定定期檢修制度，根據(jù)設備的具體情況，制定出檢修計劃，定期檢修。按設備的損壞程度分為小修，中修和大修：小修：周期一般為12個月進行一次，遇到特殊情況可隨時進行；中修：周期一般為12個月，包括小修項目、更換襯板和螺栓等項目；大修：周期一般為510年，具體根據(jù)設備順壞情況而定。第8章設備的環(huán)保和經(jīng)濟可行性分析8.1設備的環(huán)保冷鋸機是鋼鐵公司軋鋼生產(chǎn)線上的常用設備， 但鋸切型鋼時產(chǎn)生的噪聲功率級高達120dB(A)。降低冷鋸機的鋸切噪聲既可以保障工人的身體健康，又可以保證工人之間的溝通交流，消除安全隱患，提高生產(chǎn)效率。鋸切噪聲獲得較好的降噪

41、之后，再在生產(chǎn)車間進行必要的吸聲處理，有望使車間的噪聲水平符合工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準(試行草案)規(guī)定。由此可見，冷鋸機噪聲控制具有很好的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。8.1.1冷鋸機噪聲主要來源冷鋸機主要噪聲來源是鋸片的偶極子聲輻射， 當鋸齒撞擊被鋸件時， 鋸片和被鋸件同時產(chǎn)生振動。鋸片上各種振型的響應繞鋸片的個相反方向傳播，當列相反的波相遇時,相同的相加，反相的相減，各自形成波腹波節(jié)。如果鋸片的幾何形狀對稱，則會在空間形成固定的駐波。有的響應還形成各種諧振波。這些駐波和諧振波大大加強了鋸片的聲輻射。8.1.2噪聲控制方案與措施冷鋸機降噪的另一大困難是要面對被鋸件鋸切時產(chǎn)生的大量鐵粉和不斷沖刷的冷卻水。

42、切割金屬的方法有多種，如等離子切割，其切割效率高，且產(chǎn)生的噪聲低。但若采取此種方案則要將原有設備完全廢除，引進全套新設備，費用昂貴。因此，冷鋸機的降噪必須采取綜合治理，同時要考慮方案的可行性。對于鋸片產(chǎn)生的噪聲， 根據(jù)公式我們知道若減小鋸片的轉(zhuǎn)速可大大降低噪聲， 但因軋鋼廠系流水作業(yè)，環(huán)環(huán)相扣，鋸片轉(zhuǎn)速若減小，勢必降低生產(chǎn)效率，影響整個生產(chǎn)運行過程。若減小聲輻射的效率，可以通過在鋸片上加阻尼材料或直接改變鋸片本身的材料來減小聲輻射也可在圓盤鋸上開槽，開孔，以便破壞鋸片的幾何形狀的對稱性，并部分地切斷彎曲波的傳播途徑，將有效地抑制共振及諧振波和駐波，從而降低噪聲。另外可將鋸片外的防護罩改為隔聲吸聲罩。 對于被鋸件的降噪則主要在于遏制其振動， 設計采用機械手的方法來將被鋸件壓緊在軌道上，當鋸片切割時將大大減少其聲。下面將針對以上各方案逐一進行探討，研究其可行性。1、鋸片上開槽開孔降噪設計：在鋸片上刻槽和英里釋放孔，可以極大的降低聲輻射，但卻回影響鋸片的機械強度,因此在設計時必須兩者兼顧，在不影響強度的條件下最大限度的降低噪聲。圖8.1鋸片上鉆孔，刻槽分布刻槽，鉆孔應滿足3個必備條件：(