毕业设计（论文）-连续轧染机轧车工作部分设计.doc

连续轧染机轧车工作部分设计the working part design of continuous pad dyeing machine rollong 学生姓名：诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录 摘要1 关键词1 1前言1 1.1我国纺织印染行业的前景1 1.2课题来源2 2轧车的结构设计3 2.1轧车的作用3 2.2 轧车的组成3 2.3轧车工作方案的设计4 3轧辊的设计与计算5 3.1工作部分材料的选择5 3.2套筒的设计5 3.2.1轧辊套筒与轧辊主轴的联结方式5 3.2.2套筒疲劳极限计算6 3.3从动轧辊轴的设计计算73.3.1轴设计的主要问题7 3.3.2从动轧辊轴的设计8 3.3.3按弯曲许用应力进行轴的强度校正11 4机架的设计与计算15 4.1机架的结构设计15 4.1.1机架材料的选择15 4.1.2机架形状的选择15 4.1.3机架立柱的选择15 4.1.4轧车机架其他部分的设计15 4.2 机架尺寸的确定16 4.3机架的强度计算16 4.3.1绘制机架计算简图17 4.3.2机架的静强度计算18 5从动轧辊支架的设计和轴承的选择20 5.1从动轧辊支架的结构设计20 5.1.1材料的选择20 5.1.2尺寸设计21 5.1.3对轴1做强度分析21 5.2轴承的选择22 5.3轴承上密封圈的选择22 6轧槽的结构设计22 6.1轧槽的作用23 6.2轧槽的设计23 6.2.1轧槽的设计23 6.3轧槽的密封23 总结24 参考文献24 致谢25 连续轧染机轧车工作部分设计 学 生:王泽湘 指导老师:莫亚武(湖南农业大学工学院，长沙 410128) 摘 要：本论文主要研究了轧车的传动部分。并根据轧车的使用要求，工作环境，人机工程，经济性等方面的要求，运用机械学理论和系统工程理论等方面的知识，对轧车的工作原理和传动装置做了一个总体的设计方案。本论文研究的具体内容包括如下四个方面：(1)确定工作装置的总体设计方案；(2)轧车的主要工作部件轧辊、轧辊支架、机架、轧槽等部件的计算说明；(3)轴承的选择；(4)绘制装配图及关键的零件图。 关键词：轧车；轧辊；工作装置；轧辊机架；轧槽； the working part design of continuos pad dyeing machine rolling student: wang ze xiang tutor: mo ya wu (college of engineering, hunan agricultural university, changsha 410128, china) abstract:this thesis mainly studies the transmission part of rolling cars. and according to the requirements of the rail car use, working environment, man-machine engineering, also meet the requirements of the economy, by using the theory of mechanics and system engineering theory knowledge, the working principle of rolling cars and drive a overall design scheme. the specific content of this paper research includes the following four aspects：（1）determine the overall design scheme of working device;（2）cars main working parts roll, roll, racks, racks, groove calculation;（3）the choice of bearing;（4）draw the parts drawing assembly drawing and key. keywords:rolling car; roll; working device; roller rack; groove;1 前言1.1 我国纺织印染行业的前景纺织印染整行业近年来国企比重不断下降，民营企业受资金规模的限制还没有形成大气候，这使得三资企业有了更广阔的发展空间。目前三资纺织印染整企业已成为该行业盈利大户，高档产品基本集中在此类企业，特别是广东的一些三资企业，近来进口的高档染化料已占到全国进口量的50至60。这些企业由于实现了面料本地化生产，在成本大大降低的同时，保持了产品的高附加值，在国际市场具有相当的竞争优势，给投资商们带来了极大的收益。 中国将加快高档面料的国产化进程，外商则需尽快实现和扩大高档面料的本地化生产，才能减少将来在出口上的损失，进而掌控低成本生产优势。中国纺织行业提出，力争在3年内将面料自给率由目前的40提高到65以上。据推算，服装面料自给率提高10，面料进口可减少约10亿美元。因此，及时将高档印染布生产转移到我国，可以最大限度地享受到我国入世后对纺织印染整业的利好。 目前我国纺织印染整企业高度集中在经济最发达的地区，浙江、江苏、广东、山东和上海4省1市的染整布产量占到全国的75以上，其中产量最大的是浙江，以化纤类为主。而这些省市是我国开放最早、最发达的地区，虽然劳动力成本比国内其他地方要高，但政策、制度相当健全甚至已与国际接轨，特别是人才、管理优势明显，企业的效率高。 入世后，纺织品出口的主要障碍将由配额转为技术等非关税壁垒，三资企业如能利用自己的优势，及早实现或扩大高档产品的本地化生产，将成为我国入世后纺织印染整业的大赢家。1.2 课题来源本次毕业设计的课题来源于邵阳市第二纺织机械厂，邵阳第二纺织机械厂为我国纺织机械大型骨干企业，直属中国纺织机械集团有限公司。邵阳第二纺织机械厂生产印染机械和化纤机械两大类百余种产品拥有较强的技术力量和技术装备，专设纺织机械研究机构和近百名高级工程师组成的高科技队伍，以及与世界先进国家的纺机技术合作，加上成套引进国外高精度数控加工设备和检测仪器，使企业具备较强的产品开发能力，多项纺机制造技术达到世界先进水平。本设计对轧车的工作部分进行详细的设计和说明，包括了轧车的主要工作部件轧辊、轧辊支架、机架、轧槽等部件的计算说明，轴承的选择等，并绘制轧车的装配图和相关零件图。在本设计过程中，得到了指导老师的悉心指导，谨此表示诚挚的敬意和谢意，毕业设计小组成员的热情帮助，谨此表示感谢，谢谢大家一直以来的支持！论文在编写过程中，参阅引用了文献资料及教材，再次一并向原作者表示衷心的感谢！由于水平和时间的有限，文中难免有误漏妥欠之处，诚恳希望各位老师、同学给予批评指正。2 轧车的结构设计2.1 轧车的作用在印染行业中，广泛使用的轧染设备一般是连续轧染机，连续轧染机由一些单元机组成，主要有轧车 ( 浸轧装置 ) 、固色、平洗、烘燥、汽蒸等单元装置。各种染料由于染色工艺过程及条件不同，因而有各种轧染机。如还原染料悬浮体轧染机，不溶性偶氮染料连续轧染机，可溶性还原染料连续轧染机等。轧车是连续轧染机中的关键设备，其性能直接影响到布匹的质量。对轧车的要求：轧液要求均匀，前、后、左、中、右的带液率要求均匀一致。目前较理想的轧车是均匀轧车，这种轧车在轧辊的两端用压缩空气加压，在轧辊内部用油泵加压，通过调节使整个幅度上的压力相同，不易造成织物边部和中间的深浅疵病。均匀轧车的一对轧辊都是软辊，浸轧一般有一浸一轧、一浸二轧、二浸二轧或多浸一轧等几种形式，视织物、设备，染料等情况而定。织物厚、渗透性差、染料用量高，则宜用一浸一轧。浸轧时织物带液率一般宜低些，轧余率高，烘干过程中产生泳移(指织物在浸轧染液的过程中染液随水分移动而移动的现象或称游离 ) 情况越严重，易产生染色不匀。织物上含湿量在一定数值以下时(如棉30%以下，涤棉25%以下)泳移现象就不显著。该设计研究的是一浸一轧的轧车。轧车的主要工作原理是通过电动机带动导动装置，引导布匹进入轧车的浸染槽，织物在染液中经过短暂的浸渍后，随即用轧辊轧压，将染液挤入纺织物的组织空隙中，并除去多余的染液，使染料均匀地分布在织物上。染料的上染是 ( 或主要是 ) 在以后诸如汽蒸或焙烘等处理过程中完成的，织物浸在染液里一般只有几秒到几十秒，浸轧后织物上带的染液 ( 通常称轧余率，以干布重的百分率计)不多，在30%100%之间。(合纤30%左右，棉65%70%左右，粘胶90%左右)。轧染是连续染色，染物所受的张力较大，通常用于机织物的大规模染色加工，劳动生产率较高。2.2 轧车的组成轧车分为传动、工作和伺服三个部分，传动部分由伺服电动机、皮带轮、导轮组成；工作部分由电动机、联轴器、轴承、主动轧辊、从动轧辊、浸染槽、等部分组成；伺服部分则是由2个气压传动装置组成，这两个气压装置分别负责对浸染槽进行倾斜以完成浸染液的装填工作和对从动轧辊的抬升，以完成对染布的装填和设备的维修及更换。其工作流程图1如下：图1 轧车工作流程图fig. 1 rolling car work flow chart2.3 轧车工作方案的设计 工作部分由主动、从动轧辊，浸染装置和气压装置组成。在对轧车进行工作方式设计时应该充分考虑它的工作性质、特点和整体。我们初步设计是轧辊将在电动机的传动下完成相对运动，布料在导布轮的带动下进入轧车轧槽，完成染液的浸染吸收后通过轧辊的轧压后被轧车送出来。由相关资料其轧辊工作示意图如下：图2 轧辊工作示意图fig. 2 roll working schematic diagram3 轧辊的设计与计算轧辊是轧车的主要工作部件，是对已浸染布料进行挤压，使其将染液挤入纺织物的组织空隙中，并除去多余的染液，使染料均匀地分布在织物上。3.1 工作部分材料的选择由于该型号轧车体积不大，整体质量相对较轻，所以在考虑轧辊设计上也应该从使用性和经济性能上进行选择。因为轧车的工作对象是对布匹，而非对其他硬质金属进行加工，因此在硬度和强度上的要求就不是很高，为了节约材料，缩短制造时间，我们选择主轴加套筒的形式做为轧车的轧辊。其内部是一主轴，同时与电动机联结而带动轧辊工作，由相关资料，主轴上套一由40cr钢铸造成的30mm厚，直径为330mm的套筒成为其工作部分。套筒与主轴采用焊接的形式连接在一起，因为轧车的工作强度不高，因此该种设计能满足设备的刚度和强度要求 由于要使染液均匀的分布在布料上，因此要使轧辊与布料充分的接触，而普通的硬质金属相接触时由于有空隙的存在，因此不能完全与布料接触。经过查阅相关论文和资料，我们在轧辊的选择外层使用30mm厚由丁腈橡胶为原料的合成橡胶套皮。丁腈橡胶有优异的耐油性和耐热性，同时还具有优良的耐磨性和良好的抗撕裂性。 由于有外部包了一层橡胶皮，因此轧辊实际上是橡胶皮与橡胶皮的相对运动。由于橡胶有高弹性，因此轧辊工作时会挤压橡胶，使橡胶皮之间接触更紧密，空隙更小，这样就充分的与布料进行接触，更好的完成任务，如图3所示。 图3 轧辊截面示意图 fig. 3 roll cross section diagram3.2 套筒的设计3.2.1 轧辊套筒与轧辊主轴的联结方式 从动轧辊是由轧辊主轴和包有一层橡胶的套筒组成。轧辊主轴和套筒的联结是一个非常关键的问题。套筒与主轴必须保持相对较高的同轴度，这样轧辊在转动时就不会跳动，保持了轧辊的稳定性，同时也保证了布料轧压的均匀。但同时又要结合实际，考虑到轴与套筒间的可加工性，因为套筒的尺寸不大，与轴组合后可加工的余地就不是很多。因此，我们确定选择焊接的形式来结合套筒与轧辊主轴，由于主动轧辊和从动轧辊的受力是不一样的，所以两个轧辊的套筒与主轴焊接也不是一样的。 从动轧辊只是被动的与主动轧辊相对运动，所以它的套筒仅受到从动主轴的重力和相对小得多的扭矩。在从动轧辊主轴和套筒的结合上采用4根40钢肋均匀分布在主轴上，与套筒在两端焊接的形式。如图4 而主动轧辊不但要承受来自电动机的扭转力，同时还要承受来自从动轧辊的重力，因此其主轴与轧辊的联结要比从动轧辊更加稳定。因此我们确定选择6根50钢肋，保证轧辊的工作要求。图4 轧辊主轴与套筒焊接部示意图fig. 4 roll axis and sleeve welding department3.2.2 套筒疲劳极限计算轧辊套筒属于稳定变应力零件，参考相关资料中对该类零件的疲劳应力极限计算公式: tan= （1） (1)式中、分别为循环特征的极限平均应力和极限应力幅轧辊的屈服强度，根据机械设计手册的相关数据说明=420n/mm 是轧辊的弯曲疲劳强度，查阅机械设计手册得=0.43 (2)=0.43715 n/mm将有关数据带入公式1计算出极限应力图上的角 角，此时极限应力为屈服极限，不易发生疲劳断裂。其应力图5如下： 图5 套筒疲劳极限应力图fig. 5 sleeve fatigue limit stress diagram3.3 从动轧辊轴的设计计算3.3.1 轴设计的主要问题：轴是组成机器的重要零件之一，它的主要作用是支承回转零件及传递运动和动力。轴的设计主要解决下列问题： （1）选择轴的材料。轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。碳素钢比合金钢廉价，对应力敏感性小，又可通过热处理提高其耐摩性及疲劳强度，故应用最为广泛，其中最常用的是45号优质碳素结构钢，为保证力学性能，一般应进行调质或者正火处理。 （2）进行轴的结构设计。根据相关资料，由于结构设计时还不知道轴的直径，所以要进行初步计算，粗略估算出轴的直径，并初步确定各部分的形状和尺寸，然后细致的进行结构设计。在结构设计中必须考虑轴在机器中的位置，轴上零件固定定位要求，工艺性要求，热处理要求，运转维护的要求等。 （3）进行轴的强度校对。在一般情况下轴的工作能力主要取决于它的强度，且大多数轴是在变应力条件下工作，因此还要进行疲劳强度的校核计算。 （4）必要的时候还需进行轴的刚度和震动稳定性计算，而对于一些高速转轴和汽轮机轴，为避免因发生共振而破坏，则必须进行振动稳定性计算。3.3.2 从动轧辊轴的设计 轴主要用来支承作旋转运动的零件，如齿轮、带轮，以传递运动和动力。，根据设计要求，设计的具体步骤、内容如下： (1)从动轧辊轴的设计计算与说明:选择轴的材料确定许用应力。故选用45钢，由于轴长度较长，需进行调质处理。查机械设计设计手册可得：它的抗拉强度=640 mpa 屈服强度=355 mpa弯曲疲劳极限=27 mpa 剪切疲劳极限=155mpa许用切应力=40 mpa 按弯曲许用切应力，初步估算轴的最小直径由于主动轧辊与从动轧辊的大小一样，因此，这里从动轧辊轴的设计可参考主动轧辊轴。功率please contact q 3053703061 give you more perfect drawings查设计手册得其中c=115, =40 mpa可求得46mm轴的结构设计主要有三项内容：各轴段径向尺寸的确定各轴段轴向长度的确定其它尺寸（如键槽、圆角、倒角，退刀槽等）的确定根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制轴的草图。考虑到轴需要承受较大的径向载荷，故选用调心滚子轴承，选用轴用弹性挡圈对轴承内圈进行轴向定位。并根据机器的工作性能要求和工作环境要求，选用适当的密封圈进行防油防尘。并采用内嵌式轴承端盖实现轴承两端单向固定，依靠普通平键联接实现轴向固定，利用轴肩结构和止动环实现轴与轴承的轴向固定。根据以上条件，可绘制轴的草图，如图6所示（轴与其它零部件相配合的具体情况见装配图）。 图6 从动轧辊轴草图fig. 6 driven rolling roll shaft sketch （2）各轴段径向尺寸的确定。如草图6所示，从轴左段开始确定各轴段的径向尺寸。与轴承内径相配合，并为了对轴承内径进行轴向固定，在进行轴的设计时，我们采用右端用轴肩固定，左端采用止动环进行固定，考虑轴的最小尺寸要求以及轴与轴承配合的问题，结合轴的标准直径系列并符合轴承内径系列，可以取=90, 选定轴承代号为22318c/w33的轴承（轴承的选择见下文所示）。从左至右逐段选取相邻轴段的直径。为轴肩部分，直径要求大于22318c/w33的最小安装尺寸要求，并要与密封圈的内圈相配合，故取=105mm。与工作件相配合，考虑到轴的工作可靠性和经济性及安装的方便性，可初取轴径为=120mm。根据轴的对称性，可分别求得，=105mm，=90mm。所以可得各轴段直径为：=90； =105mm；=120mm； =105mm；=90mm； 根据以上数据，可初步确定各轴段的径向尺寸图如图7所示：（3）各轴段轴向长度的确定：如图7所示，结合轴的标准直径系列并符合轴承内径系列，从轴左段开始确定各轴段的轴向尺寸。与轴承22318c/w33（轴承的选择见下文所示），轴径等于90mm的a型轴用弹性挡圈相配合，考虑到轴的工作可靠性和经济性及安装的方便性，查机设计手册，考虑轴的最小尺寸要求以及轴与轴承配合的问题，可得轴承安装尺寸宽度=64mm,a型轴用弹性挡圈的安装尺寸宽度s=2.5mm ，轴端取=18.5mm。 图7 从动轧辊轴径向尺寸图 fig. 7 driven roll axial-radial size figure （3）各轴段轴向长度的确定：如图7所示，从轴左段开始确定各轴段的轴向尺寸。与轴承22318c/w33，轴径等于90mm的a型轴用弹性挡圈相配合，查机设计手册，可得轴承安装尺寸宽度=64mm, a型轴用弹性挡圈的安装尺寸宽度s=2.5mm ，轴端取=18.5mm。=+s+=64mm +2.5mm+13.5mm =80mm (5)轴与端盖及密封圈相配合的部分，根据计算，取=213mm。为轴和工作件相配合部分，由工作要求w=1100mm，故取=w+20=1120mm。=213mm=80mm所以可得到各轴段长度分别为：=80mm； =213mm；=1120mm； =213mm；=80mm； 根据以上数据，可初步确定各轴段的轴向尺寸图如图8所示。 （4）其它尺寸（如键槽、圆角、倒角等）的确定：轴的右端需要与联轴器联接，所以需要设计键联接。根据工作要求，在符合工作要求的前提下，由机械设计课程设计手册，选用键2214 gb 1096-79（公称尺寸，长度l系列为100的普通平头联接）。再根据设计要求，确定轴上倒角，退刀槽等尺寸。绘制轴的零件图，并进行标注，如图9。 图8 从动轧辊轴向尺寸图 fig. 8 driven rolling roller to the size chart 图9 从动轧辊轴零件图 fig. 9 driven rolling roller part drawing3.3.3 按弯曲许用应力进行轴的强度校正 （1）轴的许用应力强度校核的步骤:对于主要结构形状和尺寸，轴上零件的位置以及外载荷和支反力的作用位置均已经确定的轴可以按许用应力进行轴的强度校正，。对于一般重要的，弯扭复合的轴采用这一方法进行强度计算也已经足够可靠，根据材料力学，它的一般计算步骤如下： 画出轴的空间受力简图（如图10），将作用力分解为水平面受力和垂直面受力。求出水平面和垂直面上的支点反力。分别画出水平面上的弯矩和垂直面上的弯矩作出合成弯矩m=3000n作出转矩t图根据合成弯矩m和转矩t作出当量弯矩。的计算公式为= (6) 式中是根据转矩产生的循环特征差异而定的应力校正系数。对于扭矩切应力为静应力时，取=0.3；对于扭矩切应力为脉动循环变应力时，取=0.6；对于扭矩切应力为对称循环应力时，取=1。核轴的强度，危险截面的计算应该满足下列条件 (7) 式中：w轴的抗弯截面系数，计算公式可查机械设计手册。式中：m是合成弯矩（nmm）；，mh和mv分别为水平面上和垂直面上的弯矩；t是工作扭矩（nmm）；是根据转矩性质而定的应力修正系数；w是轴的抗弯截面系数（mm3）；e是当量弯曲应力，mpa；-1 是许用弯曲应力（mpa）。对于有键槽的危险截面，单键时应将计算出的轴径加大5%；双键时轴径加大10%。计算出的轴径还应与结构设计中初步确定的轴径进行比较，若大于初步确定的轴径，说明强度不够，轴的结构要进行修改；若小于初步确定的轴径，除非相差很大，一般就以结构设计的轴径为准。（2）校核计算：画出轴的空间受力简图，将轧辊上受力简化为集中中心作用于轴上，轴的支点反力也简化为集中力通过轴承载荷中心o作用于轴上，轴的受力简图 图10 从动轧辊轴的受力简图fig. 10 the driven force of rolling roller 画出水平面受力图，计算支点反例，画出水平面弯矩图（如图 11）。根据已经条件可知从动轧辊的受力主要是轧辊自身的重力为=1700n，所以可得：支点水平反力 (8) 画出垂直面受力图，计算支点反力，画出垂直弯矩图（如图 11）。根据已经条件可知上轧辊对下轴的的作用力在水平方向的作用力为=3000n，所以可得：支点反力： 图11 从动轧辊轴水平弯矩图 fig. 11 driven rolling roller horizontal bending moment diagram （即的方向和相同） ( 9 )c点弯矩： 1500n=1200000 n.mm (10) 图12 从动轧辊轴垂直弯矩图fig. 12 driven rolling roll shaft vertical bending moment diagram 求合成转矩，画出合成弯矩图：（图12）c点合成弯矩 =1380000 n.mm (11) 画出转矩t图，如图14计算c处当量弯矩，画出当量弯矩图,如图15.校核轴的强度 根据弯矩大小及轴的直径选定c截面进行强度校核查机械设计手册，当钢45钢=640mpa ，查表用插值法得=59mpa。c截面当量弯曲应力。 图13 合成弯矩图fig. 13 synthesis of bending moment diagram图14 转矩t图fig. 14 torque t figure 图15 当量弯矩图fig. 15 equivalent bending moment diagramplease contact q 3053703061 give you more perfect drawings所以在c截面处安全。综上所述，该轧辊轴满足要求。4 机架的设计与计算4.1 机架的结构设计 轧车的机架的作用是支承和容纳零件、部件，如扩幅辊，导布轮，轧槽等。它应该包含底座，横梁、立拄等部分。4.1.1 机架材料的选择我们考虑到轧车主要是利用自身的重力对布料进行挤压所受的力是轧辊的重力，因此我们可以考虑强度适中，硬度较高，成本比较低的材料进行选择。由于机架上还要考虑到其他零、部件的安装，经过查阅机械制造基础，我们选择使用一般工程用铸造碳钢zg230450。该型号碳钢适合铸造平坦的零件，如机座、机盖、箱体、铁台，工作温度在450以下的管路附件等。4.1.2 机架形状的选择根据轧车的工作方式，大部分零部件是成径向安装的，如轧辊、轧槽，扩幅辊，导布轮等。其零部件也不是十分多，因此我们可以选择比较简约的机架形状。框架式机架比较合适轧车，除满足其对零、部件的安装要求外，其还有较好的稳定性。4.1.3 机架立柱的选择 机架立柱是承受轧车的主要重力，并且大部分传动部件都安装在立柱上，同时还起到对轧车内部的保护作用。因此机架立柱的选择非常重要，既不能过大，因为过大的立柱会减小轧车内空间，同时还不好加工和安装。同样也不能过小，过小的立柱强度不够，承重能力差。查阅相关设计手册后，确定选择矩形立柱。4.1.4 轧车机架其他部分的设计考虑到机器的稳定性，我选择机架的底板是30mm厚的q235a。整个机架焊接在钢板上,钢板采用压下螺栓与地面固定。这样既满足稳定和强度要求，又大量节约了材料和制造时间。同时在机架底梁的选择上，考虑到底梁的主要作用是稳定机架而非受力，我选择100的槽钢。通过与槽钢的焊接，机架就拥有了更好的稳定性。4.2 机架尺寸的确定根据图16中对机架形状的选择，画出草图如下，对其进行尺寸计算： 图16 机架草图 fig. 16 a sketch of the rack窗口高度h: （14） =390+105+2104+40+300 =1143mma轧辊中心距d 辊颈直径s轴承和轴承座的径向厚。h上轧辊调整距离窗口宽度： =（1.151.30） （15）error! no bookmark name given. = 1.420 mm 支承轴辊身直径 m一根立柱截面积a： 对于铸钢轧辊（一般轧车）a=（0.81.0） = 0.1521根据以上设计数据，再考虑其他零、部件在机架上的安装与布置，确定机架的尺寸如图17。4.3 机架的强度计算根据机械设计手册中对机架结构静强度的计算，现对轧车机架进行强度计算。设计时，根据该轧车的形状特点，轧辊装配在立柱上，此时将机架简化为封闭框架。 图17 机架尺寸图 fig. 17 frame size chart4.3.1 绘制机架计算简图图18 机架计算简图 fig. 18 frame diagram calculation根据机械设计手册上的计算方法，我们将取机架的三个截面。它们分别是上、下横梁的中间截面，立柱的中间截面。确定各段的惯性矩i及上下横梁上的载荷。上横梁中间截面：i=0.093m立柱的中间截面：i=0.0206 m下横梁中间截面：i=0.074 m上横梁左右端： 下横梁左右端：集中应力410n的等效臂力：= (16)=0.187 m尺寸及b：=-=1-20.187=0.626 mb = 1.2 m4.3.2 机架的静强度计算: 作用在立柱上的弯矩 ：please contact q 3053703061 give you more perfect drawings 上横梁中间截面最大弯曲应力：=349.5510 下横梁中间截面最大弯曲应力：=437.7610 立柱横截面最大拉应力：=312.3410 根据机械设计手册，该型机架的许用应力在横梁上为50070010,在立柱上为30040010。因此综上所述，该机架满足强度要求。 机架各截面的疲劳安全系数：上横梁中间截面： s=3.98 立柱中间截面：s=6.32 横梁与立柱交接处：s=3.64 轧辊在断裂时机架不产生塑性变形时的许用应力：= (18)=48010pa5 从动轧辊支架的设计和轴承的选择5.1 从动轧辊支架的结构设计由于从动轧辊的质量较重，当轧辊出现故障或者更换布匹的时候，需要将轧辊整体抬升，这个时候单纯靠人力去完成是十分困难以及危险的，因此我们需要一个支架能支承起轧辊，并且能用汽缸的将轧辊抬离主动轧辊，同时能够安全的避开其他零、部件，故用以下结构合适，如图19。 机架支架的结构设计上考虑到整体设备的布置与安装，将支架设计成小角度弯杆的形状，在联结轧辊的部分由于是主要受力部分故取用较宽的尺寸。 图19 从动轧辊支架机构图fig. 19 the driven roller bracket body figure 图上轴承为轧辊轴承，轴1对整个支架起固定和支承作用，轴2与液压杆连接，在液压杆的拉动下，支架下部随拉杆移动，支架上部由于有轴1的固定，因此支架上部会向后上方抬起，由于轧辊上的轴承与支架焊接在一起，因此，支架抬升时，将把轧辊抬升，此时可对布料进行更换等操作。5.1.1 材料的选择轧辊支架起支承整个轧辊的作用，因此需要满足一定的强度与刚度要求。查阅相关资料后，我们选择布氏硬度达130180hbs的qt400-18作为我们制造从动轧辊支架的材料。对支架上轴的选择：对于轴1由于要起支承的作用，所以对其强度要求就高些，我们经查阅相关设计手册后，确定使用40cr作材料直径为60mm的轴。而轴2由于只需要受液压装置拉力作用，因此其轴的要求也就相应不高，我们选择20钢做材料。5.1.2 尺寸设计根据机架的尺寸，考虑到与副轧辊与主轧辊的配合，加上布料的运送稳定性和连续性，因此设计副轧辊与主轧辊之间成30夹角，此角度增加了主副轧辊间的夹紧力，使布料的脱水更充分，染料更方便进入布料，同时还保证了布料在轧辊相对运动时的稳定和连续性，不易产生卡布，斜布的现象。如图20所示。 轧辊支架的厚度选择要根据整个机架的尺寸大小和周边零部件的位置，因此我们选择较为合适的70mm。其它的尺寸请参考从动轧辊支架零件图。5.1.3 对轴1做强度分析在轧辊支架在底部液压杆的拉动下而与主轧辊分离时，支架主要受力部位是支架上的转动轴1，其受力图如图21所示。轴所受力f为副轧辊以及轧辊上轴承的重力，大约为4000n。由于轴装配在轴承中（轴承的选配见5 .2节）其危险截面在轴的中心部分。求出其中央截面的弯矩m和剪力q。 轴的受力集度: q= 轴两端的支反力：r=r=中央截面上的剪力：q= r=2000n弯矩：m= r0.07=140n 图20 轧辊相对位置图fig. 20 roll the relative location map 图21 从动轧辊支架轴1受力图fig. 21 driven by trying to roll holder shaft 1根据设计手册上40cr轴的性能参数，此时，轴的强度满足要求。5.2 轴承的选择 因为轧辊是转动体，因此它的轴承应选择滚动轴承。而轧车工作时，要求轧辊转动时的稳定性要足够好，不然会造成轧压不均匀的现象，因此我们选择调心滚子轴承。最后根据轧辊主轴的尺寸大小，我们确定选择22318c/w33型调心滚动轴承。其具体参数请参考相关书籍。在对轧辊支架上轴承的选择上考虑到其主要起转动的作用而非受力件，所以对其要求较低。根据机械设计，我选择1312和1308型深沟球轴承分别为支架上轴1和轴2的轴承。5.3 轴承上密封圈的选择由于轧车是纺织设备，因此其工作环境粉尘较多，为了防止外物进入轧辊轴承，影响轴承的工作，我们需要为轧辊轴承选择密封件。根据轧辊轴的形状及转动速度等条件，我们选择唇形密封圈对其进行密封，因为唇形密封圈有良好的耐磨和耐压性，能够在轴转动时依然保持良好的密封效果。因为滚动轴承两侧的轴的形状是不一样的，因此我们要选择两种不同的密封圈对其进行密封。查资料后，我们选择fb9012012gb13871-1992型唇形密封圈作为主动轧辊轴与电动机联结端的密封件。而对于各轴承内侧的密封圈我们则选择fb105/30dg13871-1992型密封圈。6 轧槽的结构设计6.1 轧槽的作用轧槽是轧车中盛装染料，使布料充分上染的零件。该零件的好坏直接影响到布料上染是否充分，对染后布料的质量起重要作用。6.2 轧槽的设计安装在轧车的下部，轧槽的设计中需解决几个关键的问题是： 轧槽的大小：轧槽的大小关系到染料的盛装量。过小的轧槽无法使布料完全吸收染料从而影响其质量，而过大的轧槽又浪费了空间和材料，对于轧槽的卸料有影响。 轧槽的形状：轧槽的形状直接关系到布料在轧槽内的有效吸收染料的时间。时间过少则吸收染料不充分，影响质量。时间过多则影响生产效率。 轧槽的密封：轧槽密封的好坏直接影响到该轧槽是否能盛装染液，是否会漏液，腐蚀机器，造成不必要的损失。6.2.1 轧槽的设计在对轧槽的设计中，考虑到以上问题，因此在轧槽形状的选择上我们使用v型轧槽。在v型轧槽的中下部安装一导轮，通过带轮的带动，布料从轧槽的一端进入轧槽，经过轧槽底部后从轧槽的另一端出来。这样不仅使布料有充足的时间吸收染料，同时也大量节省了空间和材料。示意图22如下： 轧槽用钢板焊接制造，结合轧车的大小，整台机器上各设备的布置安装，在轧槽的宽度上我们选择460mm，在轧槽的高度上我们选择370mm。这样轧槽就能比较合适的安装在轧车的中下部。因为轧槽主要是盛装染液，受力较小，综合经济等各方面的选择，因此在其厚度的选择上我们可以考虑选择10mm.其具体尺寸请参考零件图。 图22 轧槽外形设计图fig. 22 groove shape design由于轧槽安装在机器的底部，当需要更换染液时，工人把轧槽从机器底部取出是十分不方便的，因此我们需要一个更加简便的方法来完成染液的更换。我们将轧槽通过一根轴与机器的机架联结，使其能够绕轴转动。染液的更换也不是十分方便，若能通过外力将轧槽倾斜就能够达到目的了。因此，我们设计在轧槽上部与一气压缸通过轴联结。当气压杆伸长时，推动轧槽向外翻，这样就能完成染液的更换了。图23 轧槽气压装置示意图 fig. 23 groove pneumatic device schematic diagram6.3 轧槽的密封轧槽内盛装的是液态物体，而轧槽是由钢板焊接而成，因此仅靠焊接的密封性是很难保证轧槽不漏液，所以我们对轧槽焊接部分还需要补充密封设施。密封的材料有很多，结合轧槽的实际情况，我们根据机械设计课程设计手册上对密封的说明，我们选择对轧槽进行胶密封。根据有关资料，我们选择y-150型密封胶，能够保证其使用