鋼卷上料小車設計說明書

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上畢業(yè)設計說明書課題名稱： 鋼卷上料小車設計 學生姓名 學 號 所在院系 機械技術系 專 業(yè) 機械制造及其自動化 班 級 指導教師 起訖時間： 2017 年3 月13 日2017 年5 月5 日專心-專注-專業(yè)鋼卷上料小車設計摘 要鋼卷，也被稱為卷鋼，鋼材經(jīng)過熱、冷壓成型為卷狀。為了方便儲存和運輸，各種鋼材的暫時處理方法（如加工成鋼帶等。）。鋼卷包裝是鋼卷儲存和運輸?shù)闹匾Ｗo措施。傳統(tǒng)的鋼卷包裝為手工作業(yè),包裝質量差、生產(chǎn)效率低和工人勞動強度大是這一落后包裝技術的致命弱點。特別是,隨著軋制速度的提高,新建的冷軋生產(chǎn)線的能力都在百萬噸級,低效率的手工包裝根本不能滿足生產(chǎn)要

2、求。工業(yè)發(fā)達國家的鋼鐵企業(yè)都非常重視鋼卷包裝,將其提高到保證安全儲運,提升產(chǎn)品檔次的高度,開發(fā)出完整的鋼卷包裝工藝技術和裝備,基本實現(xiàn)了鋼卷包裝的自動化。本文對鋼卷上料系統(tǒng)進行設計，主要完成機械結構部分設計。關鍵詞：鋼卷；運輸；包裝；機械結構目 錄第1章 緒論1.1 引言隨著中國鋼鐵消費的板帶比近年來一直保持在4042%，但鋼帶生產(chǎn)一直保持在36%左右，雖然帶鋼產(chǎn)量也有所增加，主要是大型國有企業(yè)挖潛和膨脹來實現(xiàn)的，與企業(yè)新的發(fā)展幾乎沒有貢獻。高附加值，高技術含量的片，由鋼鐵公司追求高質量，根據(jù)目前的統(tǒng)計，我國只有，熱軋鋼的生產(chǎn)能力已超噸，約八千萬噸的生產(chǎn)能力。在實際生產(chǎn)中，板通常是成卷供應，俗

3、稱帶，具有尺寸精度高，表面質量好，加工方便，節(jié)省材料等。按材料分為普通鋼、優(yōu)質鋼兩大類；根據(jù)熱處理方法，冷軋兩。冷熱鋼板的成形過程，對組織與鋼板軋制性能影響很大，主要表現(xiàn)在熱軋，冷軋只有小鋼和板材的生產(chǎn)。熱軋是高于再結晶溫度的軟化壓輪材料壓制成板或鋼截面，材料的變形，但在材料的物理性質沒有改變。熱軋冷軋，除已車輪滾動壓料作進一步的材料有孔蝕除氧化過程中材料的再結晶溫度以下的溫度再結晶過程。經(jīng)過大量的冷再結晶退火-冷壓（重復2到3次）的過程，在分子水平上的變化，金屬材料（再結晶），合金形成的物理特性變化。因此，表面質量好，光潔度高，產(chǎn)品的尺寸精度，性能和組織的產(chǎn)品能夠滿足一些特殊的使用要求，如電

4、磁特性，深沖性能。冷軋帶鋼可用于汽車制造，電子產(chǎn)品，汽車，航空航天，精密儀器，罐頭食品。在這個過程中熱軋、冷軋帶鋼，成品一般要經(jīng)過地下卷取機成各種尺寸的鋼卷。當在多跨廠房縱向運動時可以使用的驅動鋼卷，橫向移動的車不能做的，他們需要鋼卷轉移專用平車。國內(nèi)一般卷運輸部引進國外先進設備入口鋼卷小車體和它的軌道，相應的改進是不存在的設備。因此，研究設計是非常必要的。鋼卷包裝是鋼卷儲存和運輸?shù)闹匾Ｗo措施。傳統(tǒng)的鋼卷包裝為手工作業(yè),包裝質量差、生產(chǎn)效率低和工人勞動強度大是這一落后包裝技術的致命弱點。特別是,隨著軋制速度的提高,新建的冷軋生產(chǎn)線的能力都在百萬噸級,低效率的手工包裝根本不能滿足生產(chǎn)要求。工業(yè)

5、發(fā)達國家的鋼鐵企業(yè)都非常重視鋼卷包裝,將其提高到 保證安全儲運,提升產(chǎn)品檔次的高度,開發(fā)出完整的鋼卷包裝工藝技術和裝備,基本實現(xiàn)了鋼卷包裝的自動化。在金屬板帶的生產(chǎn)設備，自動上卷功能是對基礎自動化的重要功能。90年代中期，國內(nèi)帶鋼生產(chǎn)設備的自動卷取裝置。自動上卷控制的主要部分是帶鋼寬度和高度自動控制。高度自動化是指內(nèi)孔和在高度方向自動對齊開卷機卷筒，上卷可以準確地設置在滾筒。自動寬度是指卷到卷，寬度設置在中心線的中心。二是實現(xiàn)全過程自動滾動順序控制。的高度，以不同的方式和形式的自動檢測和控制寬度。一輛汽車是一個主要的設備。該裝置在整個系統(tǒng)中起著至關重要的作用，它可以運行直接影響冷軋清

6、洗線條件，產(chǎn)品產(chǎn)量和質量。自動過程控制的汽車在整個加載過程中，如果失敗，會對設備造成損壞，甚至危及人身安全的。因此，汽車的自動控制，必須準確，及時，安全可靠。在冷軋生產(chǎn)線，進口車先從體積和鞍座位置，然后鋼卷直徑測量和高度，是準確的，使開卷寬度中心機的芯棒鋼軋輥中心線。在這種方式中，開卷機可以正確的左帶頭，開卷。1.2 主要機械結構分析目前鋼卷上料小車身結構主要包括升降裝置，導向裝置，行走裝置和其他裝置。有一個不那么有趣的部分是小車軌道。當在多跨廠房縱向運動時可以使用的縱向移動，橫向移動的車輛不能做的，他們需要的鋼卷轉移專用平車。在入口處的體積運輸部分，鋼卷小車國內(nèi)一般是引，進國外先進設備，但仍

7、有很多需要改進。首先要解決運輸鋼鋼卷運輸過程中的自動定位?？梢宰詣釉阡撃Ｅ_車鋼卷運輸量的過程中的作用，以及機械和前面有連鎖關系。一些鋼卷運輸車可由計算機程序控制，自動生成的實現(xiàn)過程。五機架冷連軋機自動進料端鋼卷上料小車為例，鋼卷小車的工作流程是：鋼輥體積運輸車輛停在地面滾動位置，在步進梁式輸送機移動梁的鋼卷運輸，汽車到極限位置的升降裝置，和鋼卷，在磁帶上鋼卷打捆機拆除；鋼滾下來穿高度，然后走到磨損位置運輸鋼卷，卷鋼輥升降裝置旋轉，測量鋼卷檢測頭，鋼滾動停止，穿帶。然后，鋼卷和減少對開卷機卷筒中心線標高，車走到開位置，卸料鋼卷的開卷機卷筒。當電梯到極限位置，汽車的后端，升降裝置地面輥位置。在整個

8、工作過程中，必須由自動控制裝置的控制，并可根據(jù)計算機的程序操作。其次，另一個是對小車軌道設計的主要問題。小車軌道承受荷載在汽車運行是非常大的，所以為了滿足高負荷能力，有必要采用共軌壓力板儀。小車軌道采用標準軌道，軌道與支持，為了增加受力面積，增加軌道的承載能力。此外，如何消除啃軌現(xiàn)象小車軌道是一個亟待解決的難題。鋼卷上料小車是一個熱連軋生產(chǎn)線，將主要用于卷鋼卷的卷取機拆卸和運輸?shù)拇蚶φ?，除了卷取鋼卷功能。水平螺旋車行駛模式由驅動兩種驅動電機的驅動方式和液壓托輥形式，因為不同的需要和各種。根據(jù)項目的要求，由于傳輸距離短，所以液壓驅動方式的選擇；鋼卷上料小車需要有輔助卷取功能，選擇滾筒形成線圈的汽

9、車主要是由線圈的車身和鋼卷運輸鐵路的支持的一部分。運輸軌道由兩個軌道，水平安裝，固定的基礎上。從下面的卷筒軌道已經(jīng)擴展到帶站。提升線圈車包括車體，支承輥輪，皮帶輪架，水平驅動氣缸，垂直升降油缸和滾筒式制動缸等。四個支撐輪固定在閥體上，升降架的導向部分為方形結構，由車體定位，兩輥固定在升降架的上表面，兩輥之間安裝一個制動缸，制動塊的制動兩輥，皮帶輥升降架由垂直升降油缸驅動電梯，垂直升降油缸固定在升降架上，另一端固定在車體。上面的部分形成一個整體，是由四個支承輥軸承位于兩個水平軌道。水平與驅動缸端連接體，另一端與支架連接固定在基礎。汽車的驅動線圈氣缸驅動行走的軌道上。三特征定位在水平軌道上的線圈的

10、車，卷取機接受的立場，站在帶卷的位置，在上述兩個位置之間的等待位置。每個特征的位置是有限的開關提供信號給控制系統(tǒng)，以控制臥式鋼卷上料小車。在垂直液壓缸位移的內(nèi)置傳感器，高度檢測輥升降，通過控制輥高度位置控制系統(tǒng)。在供油回路的壓力傳感器檢測的壓力，控制輥升降力。在非制動位制動缸，限位開關的檢測，控制制動缸的制動狀態(tài)控制系統(tǒng)。卷取軸鋼卷上料小車卸下從芯軸鋼卷，并根據(jù)鋼卷輸送生產(chǎn)要求的步進梁或檢查芯軸。鋼卷的檢驗站檢驗后，鋼卷上料小車運回來，步進梁，后稱重，捆扎過程疏散，磨機基礎。由于卷取軸，步進梁，檢查水平位置的芯軸和垂直高度各不相同，因此鋼卷上料小車在三之間移動，鋼卷上料小車有兩個水平和垂直運動

11、，水平運動采用電機驅動，由液壓缸驅動的垂直運動。1.3 鋼卷自動上料小車研究內(nèi)容和方法為搞好鋼卷自動上料小車的設計，按下列步驟和方法進行1、收集資料了解同類鋼卷自動上料小車的工作特點和生產(chǎn)中存在的問題，查閱有關資料。2、 制定設計方案，對存在問題進行設計改進，同時對方案的特點進行分析即方案評述。3、 選擇傳動系統(tǒng)進行電機容量的選擇。4、 對設計方案、主要零件進行設計計算，保證它們的強度和剛度要求。5、 繪制總圖、部分部件圖和零件圖。6、說明設計方法和要求、提出對控制系統(tǒng)的設計要求。7、 進行設計的經(jīng)濟分析與評價。第2章 結構設計2.1 總體設計要求圖2-1 鋼卷上料小車工作原理圖對鋼卷小車的設

12、計是集機械，電氣，液壓控制的半自動設備，電力，變頻無級調(diào)速，傳感器監(jiān)測安全預測，安全可靠。在作業(yè)區(qū)，鋼板軋制后被運到終點線鋼卷的卷鋼，所有的運輸鏈承擔原運輸鋼卷，主軋線主要設備改造，生產(chǎn)能力大大提高，以及運輸鏈如舊，設備老化，不能滿足生產(chǎn)的需要，因此需要增加側鏈中的并行傳輸鏈，鋼卷部分共享和備用鏈。但由于現(xiàn)場條件的限制，兩個運輸鏈的高低差約5米，約14米的平行距離，鋼卷運輸車的設計可以滿足本案這樣的需求由鋼卷的主裝配架的設計，行走機構鋼卷的車，升降裝置，電纜鏈，由液壓裝配和電氣控制系統(tǒng)。小車，移動的鋼卷組件安裝在鋼板焊接鋼框架組件，升降組件安裝在鋼卷平臺的底面，用螺栓與鋼卷的正確的面向連接的電

13、纜坦克鏈，和鋼卷小車。液壓組件固定在鋼卷架的下部側。在控制室操作手柄，通過電氣信號操作鋼卷上料小車行走。舉升柱垂直和線性軸承襯套。小車運行由鏈輪鏈條機構驅動，使鋼卷上料小車行走軌道的水平，從而達到設計的目的。該車的工作原理：在鋼卷上料小車設計，主運動是垂直運動的液壓缸和行走機構的水平運動。交流電機驅動行走機構的應用，應采用變頻調(diào)速。液壓缸上升和下降的運動，可用于節(jié)流調(diào)速方式。鋼軋輥機在轉彎前卷小車升降臺表面，操作換向手柄，使垂直延伸的氣缸，升降鋼量達到一定的位置，將開關操作鋼卷的車，所以在賽道上水平移動到目的地的鋼卷的車，然后操作方向鍵，氣缸緩慢下降，鋼卷成“V”支撐位置，或下降到較低的柱頂鋼

14、鋼卷，鋼卷上料小車車移動操作按鈕，退出。2.2 鋼卷上料小車總體結構圖2-2 鋼卷上料小車示意圖對于長×寬×高1643×906×1029毫米的尺寸的小車總體設計，由鋼板制成，用于焊接升降結構，底部長×寬900×600毫米，20毫米的鋼板厚度，中間三肋鋼板焊接而成，在提升一個基礎單位氣缸的同時，鋼卷上料小車平臺框架焊接Q235鋼板實心板周圍，以確保臺有可靠的整體剛度和穩(wěn)定性的極限荷載。在罐頂?shù)幕A，底部焊接小車體的鋼，四周分別焊接長×寬1643×700毫米厚的板是20毫米。為了增加油缸座鋼和穩(wěn)定性，導向筒是由Q235

15、尺寸外徑×高260×330毫米內(nèi)徑為81mm的缸筒焊接在小車體上。2.3 傳動裝置的結構此車是鏈傳動的使用，該機構的鋼卷上料小車工作的基礎上。在電機驅動，通過安裝軸承和傳動軸，傳動軸輪，車輪軸沿著移動的鋼軌，從而實現(xiàn)鋼卷搬運。變速器托架主要取決于焊接在一起，這主要是由于需要制造和安裝，而且由于焊接結構有其獨特的優(yōu)勢，節(jié)省材料和工時，可以非常小，小，易于實現(xiàn)制造。因此，整體結構簡單、容易制造。因此，傳動裝置用螺栓與車架相連接安裝在車輪下方。2.4 鋼卷上料小車車輪組安裝結構鋼卷上料小車是一個長方形鋼架，Q235鋼，鋼框邊與上部焊接，以增加其穩(wěn)定性和牢固性，車輪間距804毫米的

16、平行度要求在0.05毫米，兩車輪軸間距1081毫米的平行度要求在0.05毫米，安裝車輪組可以保證在同一平面上的四個車輪踏面。2.5 鋼卷上料小車行走機構的設計原始數(shù)據(jù): 參數(shù)：舉升鋼卷最大重量Q=30T，小車速度6m/min,材料寬度1000-2000mm。分析擬定動方案由其工作速度及承載鋼卷能力的要求，選擇鏈輪傳動，其傳動比大，結構緊湊，布置在傳動裝置的高速級，獲得比較小的結構尺寸，工字軌道使鋼卷的行走平穩(wěn)，提高承載能力和傳動效率。其傳動簡圖如下圖2-3 小車行走機構示意圖2.6 選擇車輪與軌道并驗算其強度2.6.1 輪壓值校核及選擇車輪和軌道選擇車輪與軌道并驗算其強度車輪的最大輪壓：式中

17、小車自重，估取為=5000Kg由已知有Q=30000Kg(舉升鋼卷最大重量30T)載荷率由起重機設計手冊選擇車輪：當運行速度（V=6m/min）60m/min，1.6，工作類型為中級時，車輪直徑為=250mm，軌道為P38，其許用輪壓為31t，故可用.2.6.2 車輪疲勞計算疲勞計算時的等效載荷：式中 等效系數(shù)由表1-20查得車輪的計算輪壓：式中 沖擊系數(shù)，由表2-7查的。當載荷為第一種時，運行速度V 1時，=1 載荷變化系數(shù)，查表2-8，當1.6時，=0.8根據(jù)點接觸情況計算接觸疲勞應力：式中 軌頂弧形半徑，由表3-8-15查得。對于車輪材料Q235,由表5-4查得=17000-19000。

18、比較得，故疲勞條件滿足。2.7 選擇電動機 2.7.1 類型的選擇 根據(jù)電源的種類，工作要求，工作環(huán)境，載荷大小，本設計中選擇我國新設計的國際市場上通用的統(tǒng)一系列Y型系列三相異步電動機。2.7.2 功率的確定 計算工作機所需的功率Pw 工作機所需的功率Pw（kw）由工作機的工作負載（阻力）和運動參數(shù)計算求得：式中 Fw工作機的阻力（N） Vw工作機的線速度（m/s） Tw工作機的轉矩 （N.M） 工作機的效率 2.7.3 工作機的阻力已知V=6m/min=0.1（m/s）又F=G1G2=300005000=35000（N）Fw=35000（N）由手冊表1-14查得車輪與鋼軌的滾動摩擦系數(shù)f0.

19、050.07, 本設計中取 f0.15，F(xiàn)w=f.F×0.15 5250（N）工作機的效率 由手冊表1-15查得鏈傳動的0.97 工作機的功率Pw 電機的輸出功率 P0由工作機所需功率和傳動裝置的總效率可求得電動機所需的輸出功率 式中為電動機至主傳動裝置的總效率（包括鏈輪傳動，兩對滾動球軸承一彈性聯(lián)軸器彈性體聯(lián)軸器）值的計算 12由手冊表1-15查得 鏈輪傳動10.97 滾動球軸承2 0.99因此 0.97×0.99 0.96所以 確定電動機的額定功率Pm:按下式確定電動機的額定功率Pm（11.3）P0 功率的大小可據(jù)負載狀況來決定，由手冊第一篇中有關Y系列電動機技術參數(shù)的

20、表中，取電動機的額定功率為Pm3KW，符合設計要求。2.7.4 電動機的轉速的確定從動軸的轉速: r/min按手冊表14-1推薦的各種傳動機構傳動比的范圍，取鏈輪傳動的傳動比為i1，所以，電機可選擇的轉速范圍為n電動機型號的確定:選擇BW系列減速電機BWY27-87-3KW減速機：DCY200-2N i=402.8 計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)2.8.1 計算總傳動比i 傳動裝置的總傳動比 1 式中 nm電動機滿載轉速 Nw軸轉速2.8.2 各軸的轉速 I 電動機轉速 n19r/min 軸 9r/m2.8.3 各軸的功率 I 軸 P1Pm·23×0.9952.985（k

21、w）II軸 P2P1·1·32.985×0.97×0.99=2.87KW2.8.4 各軸的轉距 電機軸 T03640（N·M）I 軸 T1T03640（N·M）II 軸 =3045N2.8.5 鏈輪、鏈條的選取校核設軸徑d50mm，鏈傳動比i1選擇鏈輪齒數(shù)：初步確定Z33定鏈的節(jié)距取KA1.0，齒數(shù)系數(shù)KZ0.73，單排鏈，則計算功率為1.選擇鏈條型號和節(jié)距根據(jù)Pcm8.03KW及n19r/min查表9-11，可選32A 查表的鏈條節(jié)距為P=50.82.計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距a0=(3050)P=(3050)x50.8mm=15

22、242540mm取a0=1550 相應的鏈長節(jié)數(shù)為取鏈長節(jié)數(shù)Lp=94節(jié)鏈長L=LpP/1000=94*50.8/1000=4.8m查表得中心距計算系數(shù)f1=0.24467,則鏈傳動的最大中心距為2337.6mm3.計算鏈速V,確定潤滑方式由v=0.252m/s和鏈號32A,查圖9-14可知應采用滴油潤滑4.計算壓軸力Fp有效圓周力為:鏈輪水平布置時的壓軸Kfp=1.15, 則壓軸力為Fp=KfpFe=1.2=15617.2N計算結果總匯:鏈條規(guī)格:32A單排鏈,94節(jié),長4.8m大小齒輪數(shù)都為33,中心距a=1550壓軸力為11904.8N, 軸徑d=76,輪徑D=209mm2.8.6 軸承

23、的選取校核設計選取運輸車工作速度為6m/min則每個軸承所承受的壓力為F=/4=N轉速為則查表6-4，選擇調(diào)心滾子軸承，代號為22214C其基本參數(shù)為：d=70mm D=124mm B=31mm =158KN =205KN 徑向載荷 =N軸向載荷=0N /=0<e =x+y 軸承的壽命因L>h 故軸承壽命滿足條件。則軸承選取合適。2.9 軸的設計與校核2.9.1 軸的設計圖2-4 小車后輪軸示意圖2.9.2 軸的強度校核進行軸的強度校核計算時,應根據(jù)軸的具體受載及應力情況,采取相應的計算方法,并恰當?shù)剡x取其許用應力。對于僅僅承受扭矩的軸，應按扭矩強度條件計算；對于只承受彎矩的軸，應

24、按彎矩強度條件計算；對于即承受彎矩又承受扭矩的軸，應按彎矩合成強度條件進行計算，需要時還應按疲勞強度條件進行精確校核。圖2-4 傳動軸受力結構簡圖1.校核軸的強度已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某危險截面做彎矩合成強度校核計算。按第三方強度理論，計算應力：通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應力是對稱循環(huán)變應力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉切應力則常常不是對稱循環(huán)變應力。軸的扭轉強度條件為：由上式可得軸直徑：2.校核軸的強度：已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某危險截面做彎矩合成強度校核計算。按第三方強度理論，計算應力：對于直徑為d的圓軸，彎曲應力為，扭轉切應力為,將，代入公式得軸的彎扭合成強度條件為：式中：軸的計算應力，M

25、Pa M軸所受的彎矩，N.mm T軸所受的扭矩，N.mm W軸的抗彎截面系數(shù)， 對稱循環(huán)變應力時軸的許用彎曲應力3. 按疲勞強度條件進行精確校核求出計算安全系數(shù)并應使其稍大于或至少等于設計安全系數(shù)S,即:4.軸的剛度校核計算軸的彎曲剛度校核計算：式中：階梯軸第i段的長度，mm 階梯軸第i段的直徑，mm 階梯軸的計算長度，mm 階梯軸計算長度內(nèi)的軸段數(shù)。當載荷作用與兩支承之間時，Ll（l為支承跨距）；當載荷作用于懸臂端時，L=l+K（K為軸的懸臂長度，mm）。軸的彎曲剛度條件為：撓度 偏轉角 式中：軸的允許撓度，mm軸的允許偏轉角，rad軸的扭轉剛度校核計算軸的扭轉變形用每米長的扭轉角來表示。圓

26、軸扭轉角的計算公式為：光軸 階梯軸 式中：T軸所受的扭矩，N.mm G軸的材料的剪切彈性模量，MPa，對于鋼材，軸的截面的極慣性矩，對于圓軸，L階梯軸受扭矩作用的長度，mm ，分別代表階梯軸第i段上所受的扭矩，長度和極慣性矩，單位同前 Z階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。軸的扭轉剛度條件為：式中，為軸每米長的允許扭轉角，與軸的使用場合有關。2.10 液壓系統(tǒng)原理圖圖2-5 液壓系統(tǒng)原理圖第3章 結論本文是對鋼卷小車車體及其軌道進行的結構設計。以上是小車車體的設計計算的全過程。主要是對小車升降裝置中的液壓缸和液壓缸參數(shù)的選擇以及與液壓缸相關的零部件的結構尺寸計算、車體結構中對車體鋼板的強度計算以及車體與車體框架和支座與車體框架的螺栓聯(lián)接的計算、行走裝置中對軸的強度校核計算。在設計和計算過程中涉及、運用了許多基礎及專業(yè)知識，如：機械制圖、機械原理、機械設計、機械制造工藝學、軋鋼機械、液壓傳動、理論力學、材料力學等等。這些專業(yè)課程的學習為我們展開此次設計奠定了一定的專業(yè)理論基礎。同時在設計過程中使用了SolidWorks、Auto CAD