毕业设计论文-风机筒形零件成型专用设备总体结构及控制设计（全套设计图）

1、优秀设计全套图纸或资料，联系qq 695132052题 目： 风机筒形零件成型专用设备总体结构及控制设计摘 要国内有很多生产大型风机的企业，风机主要是在大型电厂、矿山以及锅炉里用来排除气体、烟尘以及往锅炉里通入空气的设备。本次毕业设计主要任务是通过自己所学的知识，完成风机的一个筒形零件的成型设备的结构设计以及控制系统的设计。通过分析工件的变形情况，工作的过程，设计出工作局部的各个部件，包括工作局部和夹紧局部的设计，同时还要分析工作情况设计出能够实现自动控制的系统，并且完善对整个设备的优化设计。关键词： 风机 ；筒形；专用设备AbstractThere are many large-scale

2、production of domestic enterprises Air blower, Air blower mainly in large-scale power plants, mines and boiler, used to rule out the gas, dust and to the boiler into the air in the equipment this graduation project primary mission is a knowledge which studies through oneself, completes the air blowe

3、r tubular components to take shape the equipment structural design as well as the control system design. Through the analysis work piece distortion situation, the work process, designs the effective range each part, and clamps partially including the effective range designs, meanwhile must analyze t

4、he working condition to design can realize the automatic control system, and consummates to the entire equipment optimized design.Key words: Air blower，Tubular，Special purpose equipment目 录 TOC o 摘 要 PAGEREF _Toc202116479 h IAbstract PAGEREF _Toc202116480 h II第1章 绪论 PAGEREF _Toc202116481 h 11.1 立题依据：

5、 PAGEREF _Toc202116482 h 11.2 研究目标： PAGEREF _Toc202116483 h 11.3 研究内容： PAGEREF _Toc202116484 h 11.4 解决的关键问题： PAGEREF _Toc202116485 h 11.5 总体进度： PAGEREF _Toc202116486 h 2第2章 工件分析 PAGEREF _Toc202116487 h 32.1 工件的分析及辊子确实定 PAGEREF _Toc202116488 h 32.1.1 工件分析： PAGEREF _Toc202116489 h 3辊子的设计： PAGEREF _Toc

6、202116490 h 5第3章 工作局部 PAGEREF _Toc202116491 h 73.1 方案确实定 PAGEREF _Toc202116492 h 7工作局部结构及零件设计： PAGEREF _Toc202116493 h 8工作轴的设计： PAGEREF _Toc202116494 h 83.2.2 工作轴箱的设计校核： PAGEREF _Toc202116495 h 11导轨设计： PAGEREF _Toc202116496 h 113.2.4 工作局部床身的设计： PAGEREF _Toc202116497 h 143.2.5 工作局部设计总结： PAGEREF _Toc2

7、02116498 h 15第4章 夹紧局部设计 PAGEREF _Toc202116499 h 174.1 夹紧局部设计的方案： PAGEREF _Toc202116500 h 17定位机构方案： PAGEREF _Toc202116501 h 174.1.2 夹紧机构方案设计： PAGEREF _Toc202116502 h 174.2 夹紧局部结构及零件设计： PAGEREF _Toc202116503 h 184.2.1 定位机构设计： PAGEREF _Toc202116504 h 184.2.2 夹紧机构设计： PAGEREF _Toc202116505 h 204.2.3 夹紧局部

8、总体设计： PAGEREF _Toc202116506 h 26第5章 设备的总体结构设计 PAGEREF _Toc202116507 h 28第6章 控制系统的设计 PAGEREF _Toc202116508 h 296.1 控制系统的设计方案： PAGEREF _Toc202116509 h 296.2 工作过程的分析以及流程图： PAGEREF _Toc202116510 h 296.3 PLC选型以及PLC地址分配： PAGEREF _Toc202116511 h 306.4 PLC的程序编写以及接线： PAGEREF _Toc202116512 h 31结 论 PAGEREF _To

9、c202116513 h 32致 谢 PAGEREF _Toc202116514 h 33参考文献 PAGEREF _Toc202116515 h 34附录1 PAGEREF _Toc202116516 h 35附录2 PAGEREF _Toc202116517 h 41第1章 绪论1.1 立题依据：风机主要是在大型电厂、矿山以及锅炉里用来排除气体、烟尘以及往锅炉里通入空气的设备。圆台筒形零件是连接排气孔与烟筒或排气通道的一个零件，一般这个零件都是双曲面形的，这样符合气体流动学的原理。本次业设计就是设计一种加工这种零件的成型设备。如图1-1：图1-1 加工零件示意图1.2 研究目标：现在公司里

10、还是用传统的手工方法加工，主要是加热工件后再用棍子压制加工成型。效率低、成品率低，而且工人劳动条件差。本次设计目的就是设计出一种近似于小型旋压设备，常温下完成零件的成型加工即冷轧机。本次毕业设计的任务是完成成型设备的总体结钩设计及控制系统自动化的设计，大大提高生产效率，减轻工厂加工的工作量，将工人从繁重的工作中解脱出来，对于工业化进程具有重大的促进作用。1.3 研究内容：通过分析零件的形状，设计加工用的滚子。完成加工过程设计，加工设备的结构设计。考虑到零件要加紧所以要设计加紧机构，包括定位设计和加紧设计，同时完成加紧机构和工作机构的装配。要提高加工效率，减轻劳动量，设计自动控制系统完成加工。1

11、.4 解决的关键问题：本设计是实际工厂中所遇到的问题，零件的成型加工就是旋压的生产过程。工件的变形很大而且是不同尺寸系列，这样对加工设备的要求很多如图1-2。工件加工过程最大的变形量达70，最高的工件与最低工件高度差是300，最小直径与最大直径差1500，这样在一个设备上完成加工对设备的尺寸及控制要求很高。同时加工过程中褶皱，撕裂等还有许多未知因素。这样都是设计中的难题。同时本设计是机床类设计，在设计中的要求是能完成工作过程前提下可以适当放大设计平安系数，保证平安。图1-2 工件变形图1.5 总体进度：分析零工件选择适宜的加工工序，设计滚子的形状查阅小型轧制装备，选择滚子的支撑机构查阅机械机构

12、设机及小型轧制机械装备，设计工作机构，设计加紧机构，进行总体结构设计，分析工作过程完成自动控制。第2章 工件分析2.1 工件的分析及辊子确实定2.1.1 工件分析：图2-1 工件变形应力图如图2-1所示，本工作过程是将一个圆筒形的薄板压制成双曲面形的零件，分析它的受力：应力的大小应当是在大于弹性变形而小于塑性变形的范围内，这样保证加工过程实现并且平安。但是辊子的受力范围大约是一条曲线，所以很难有准确的计算公式或经验公式计算来测算出这个力，也不可能采用实验来实地测量这个力。这样查找类似的书籍?环件轧制理论和技术?得到与此很相似的加工过程公式,这样来计算工件在加工过程中的受力：轧制受力的分析：如图

13、2-2：图2-2 轧制变形受力分析图环形轧制力能参数计算方法：公式: p=nsbl (2-1)M=M辗 +M形+M摩 (2-2) (2-3) (2-4) (2-5) (2-6) (2-6) 这样得出 ： p=18.3KN约20KN； F=3.8KN 约4KN； P轧制力；F径向力。这是最大的工件受力，而且是在工件变形最大的时候受力最大，如果对此工件加工平安那么所有的工件都会平安，因此以后的所有零件的设计、校核都是按照此力计算的。2.1.2辊子的设计：辊子的凸凹曲率应当和工件的曲率形状差不多，这样才能完成工件的成型加工，但是同时辊子的曲率应当比工件的曲率大一些，这样以抵消一局部弹性变形产生的形变

14、反弹如图2-3。 R1R2图2-3 辊子形状图辊子受力主要的是压力而且体积很大，根据工作的状况以及查阅资料分析，常用的轧辊材料有合金、锻钢、合金铸钢和铸铁等。根据我国?金属机械材料标准?中规定JB/ZQ4289-86标准中列出了热轧和冷轧轧辊用钢。热轧为55Mn2、55Cr、60CrMNMO、60Si MnMO等。冷轧有9Cr、9CrV、60CrMNV等?轧钢生产新技术600问?冶金工业出版社出版一书中提到“一般用于薄板、中板、中型、型钢札机的精轧机及四辊机支撑辊为肖氏硬度为60-85的硬面辊；肖氏硬度约为85-100的特硬辊用于冷轧机。分析本毕业设计的加工过程为类似于冷轧的加工过程，并且工件

15、为薄板形的，但是工件的厚度很薄为6mm,所以选择辊子用材料没有必要为特硬面，选用肖氏硬度为60-85的铬合金钢既可以到达工作的要求。同时考虑由于工件的高度不是唯一的，而是一系列的，所以辊子也是一系列的。同时还要压住辊子，所以还设计一些压块，保证完成所有工件的加工。如图2-4：压块 图2-4 压块图第3章 工作局部3.1 方案确实定工件是圆筒形的,而且加工过程在转动的情况下进行成型加工的，那么加工方式可以是工件横着放置卧式也可以是工件竖着放置立式，这是两种不同的设计方案。如图3-1竖放、图3-2横放。分析以上两种方案，第一种方案占地面积小，加紧局部空间位置适宜而且简单，但是辊子安装更换很不方便，

16、工件安装不方便，同时夹紧机构即不能满足所有系列的而且实际上根本不能实现夹紧工作。第二种方案设计出来占地面积大并且加紧结构复杂，但是便于工件安装，辊子更换，而且很容易完成各个系列工件的加工。综合以上两种方案，考虑到实际的生产实际，这种大型工件的生产设备可以不太计较空间的大小，而且是大批量的生产，所以选定第二种方案作为本毕业设计的最终方案。 图3-1 方案1图3-2 方案23.2工作局部结构及零件设计：3.2.1工作轴的设计： 图3-3 轴受力图分析轴上所受到的力，首先受到很大的弯扭组合力，同时加工用的辊子及轴又有很大的重力如图3-3，这样采用上端为深沟球轴承，下端为圆锥滚子轴承压力角250。同时

17、考虑到轴向要固定，上端采用单向推力球轴承。同时为了安装与更 换辊子方便，轴与辊子配合的地方为方形，上边用螺母拧紧。以下为轴的各局部校：轴的校核：图3-4 工作轴弯矩扭矩图轴受到弯扭组合力加上辊子及轴自身重力产生的压力，压力对轴的平安性影响很小，故此轴只要进行弯扭组合产生的应力校核就行，而且工件要求的精度不高，变形不必考虑：如图3-4Mmax=20000X0.250=5000NMTmax=4000X0.250=1000NM轴的最细端为110mm 3-13 wT=0.2 d3 这样求出 另外一段只有弯矩而且直径为80mm为扭转校核 3-2 所以整根轴都是平安的。3.轴承的校核：深沟球轴承： P=3

18、0KN C=238KN 查?机械设计手册? 3-3所以轴承平安。角接触滚子轴承：辊子和轴的质量估算为2吨=20KNFa=20KN=2000NFr=10000N P=XFr+YFa=21500N C=438KN 3-4所以轴承平安。以上所有的计算都是在最大的工件加工和在最大的受力情况下计算校核的，在这种情况下平安的话，那么在所有情况下应当都会平安，所以轴以及轴承这样设计确定平安。3.2.2 工作轴箱的设计校核：轴箱完全是根据轴以及轴承的尺寸，同时考虑工作过程进行设计。如图3-5:图3-5 工作轴箱图轴箱的径向尺寸是根据轴承制定的，轴承已经是平安的了，轴箱是不转动的只受到压力的作用，所以应当是平安

19、的，而且这也只是暂时的尺寸，加上导轨及机床床身其他局部，尺寸应当比这个大许多，根据开始的设计理念，应当平安可靠。3.2.3导轨设计： 辊子以及轴的重量很大，而且最大的工件加工用的辊子体积很大，这样整个轴箱加上辊子形状是头大脚轻的整体，这样一般的机床上的定位导轨很不稳定。采用大宽度的燕尾槽，这样工作过程中稳定性好，并且加工过程中要求的精度不高，所以这样完全可以满足要求。同时考虑为了便于床身的加工，设计燕尾槽的不是一个整体的，而是由两块压块组成的，一边是固定的，另一边是可以有很大的间隙调节的，这样既方便加工又方便安装。同时工作时便与滴入润滑油，更加方便加工。 如图3-6： 图3-6 导轨图固定块是

20、很大的铸铁，这样需要校核的是固定的螺栓，现在选择的是M24的长螺栓，以下是螺栓的校核：导轨及螺栓的校核：在工作过程中，由于进给方向的摩擦力相对于轧制力很小，并且受力方向与轧制力相同，所以可以忽略不计。这样实际上在工作过程中只受到翻转力矩，如图3-7：图3-7 受力图Mmax=20KNX0.3m=6KNm其实际上三角形分布受力在处总体力之和。F轨max F轨=42253N校核导轨螺栓受力： Fx=42253N Fy=42253N 1确定受力最大螺栓轴向工作载荷：首先确定在Fx作用下每个螺栓受到的轴向工作载荷在M作用下每个螺栓受到的工作载荷 3-5Fmax=17604+5281=22885N2确定

21、螺栓的预紧力：8f=KsPy 3-6 3-7Py=42253N Fp=22885N Ks计算 3-83确定d1: 3-9 =360 所以 所以取M24是平安的根据最大工件的变形量为75mm，以及安装工件拆卸工件的要求进给量为变行量的3倍，选择导轨的长度为为726mm，进给的行程为300mm,这样导轨就能符合工作的要求了。3.2.4 工作局部床身的设计：综合以前的工作轴箱和进给的设计尺寸，以及最大辊子凹凸模的尺寸，考虑留出以后设计加紧机构的空间，同时考虑传动系统中有锥齿轮转换方向，轴和齿轮所占的空间，轴及轴承安装的空间，以及减速器传入机床转动的连轴器空间，这样就可以设计出床身总体的结构。如图3-

22、8：图3-8 床身图由于整个机床的重量很大，而且考虑到震动对工件加工的影响不大，而且电机和减速器都是在外边安装的，所以整个机床可以直接放在工作车间里，不必固定在地面上。考虑液压缸的安装，以及液压回路接线接管的考虑，留出一局部空间来安装驱动的元器件，这样机床床身就可以设计出来了。3.2.5 工作局部设计总结：综合以上的各个局部设计，选择各个局部的零件，标准件，加工件，以及参考驱动系统的设计，进给液压缸的选择，现在可以把各个局部组合起来，把工作局部的结构设计出来，参看装配图；如图3-9：图3-9 工作局部装配图工作的过程是先把工件放到加工的位置，然后液压缸快速进给，把工件夹紧。然后在加紧局部工作完

23、成后进行成型加工，成型加工过程中液压缸微量，同时电动机转动带开工件转动，完成工件整周的成型加工。同时在工作过程中液压缸、电机可以随时暂停工作便于随时检查工件的加工情况。当检测到工件加工的尺寸到达要求时液压缸、电动机停止工作，等到夹紧机构松开以后，液压缸快速退回到起始位置，这样便是工作局部的工作过程。第4章 夹紧局部设计4.1 夹紧局部设计的方案：夹紧局部分为定位机构和夹紧机构两局部，首先确定定位机构和夹紧机构的方法和机构。4.1.1定位机构方案：首先确定定位机构，工件的加工过程是水平，而且要求工件在工作过程中转动以便于整周加工均匀。这样参照工厂里薄板卷板生产设备中的定位机构，采用大平面定位方法

24、，同时考虑到加工过程中工件要转动，采用滚子在下边随着工件转动，这样既可以满足定位要求又可以减少摩擦。4.1.2 夹紧机构方案设计：确定夹紧机构的方案，首先要确定夹紧的位置，有3种选择。如图4-1图4-1 加紧位置示意图从图上可以看出有A、B、C 3个地方可以夹紧， 在A的地方夹紧结构简单，控制方便。但是只能实现工件比辊子高的工件加工，不能实现随意系列工件加工，而且没有空间安装夹紧机构，所以这种方案不行。在B处夹紧是一种方案，这样空间上允许，结构更加简单，而且可以对任意尺寸的工件夹紧，但是在这个位置夹紧对于整个工作工程根本没有什么作用，所以这种方案也不行。在C处夹紧，两个对称的位置施力，这样完全

25、可以夹紧，而且可以满足所有工件工作要求，而且还有足够得空间来安装夹紧机构。这样确定夹紧局部的最终方案，定位机构为大平面，夹紧机构用滚子夹住。4.2 夹紧局部结构及零件设计：4.2.1 定位机构设计：根据前面确定的方案，定位机构采用大平面定位，根据工作局部和最小最大工件的位置确定定位机构的大小选择。最小的工件直径700mm，最大的工件直径2000mm,按照最大的直径设计确定大平面的大体面积，同时考虑到还要留出夹紧机构位置,现在先设计定位用的滚子。从传动系统计算出来的夹紧力为2000N，在底面上最少有3个滚子同时工作，考虑工作过程中有震动以及其他的因素影响，平安系数取S=1.5，这样分到每个滚子上

26、的力为1000N，同时滚子要在工件转动时随着工件转动，以减少摩擦力这样用滚动轴承支撑滚子，这样设计出滚子的结构；如图4-2：图24-2 定位滚子图滚子及轴承的校核：单个滚子受到的最大的力为1000N,当滚子最危险的时候是作用力在滚子最中间的时候，那样滚子中间受到最大的弯矩，而且变形最大。在这里变形对工件的加工影响不大，所以不用校核挠度。当作用力作用在轴承位置时，轴承受到最大力1000N，这样是轴承最危险的时候，这样校核轴承的平安性.如图4-3：图4-3 定位滚子受力图滚子轴的校核：轴受到弯矩和扭矩，扭矩是由于摩擦产生的，在整个加工过程中相对于弯矩可以忽略不考虑，所以轴的校核只进行弯曲校核。如图

27、4-4 4-1所以滚子的轴是平安的。轴承校核：最危险的时候是作用力作用在轴承上的时候力为1000NP=1KN C=4.7KN fT=1.5 fC 4-2 n=2000/50=40 图4-4 定位滚子弯扭力图所以说轴承绝对平安同时支撑整个滚子轴、轴承的支架都是受到压力，轴和轴承已经平安了，那么支架也是平安的。连接定位机构和定位平板的螺钉根本上不受到力，所以不用校核，这样定位机构设计完成。4.2.2 夹紧机构设计：根据先前确定夹紧机构位置的方案，选择夹紧位置为在两边的侧面，这样的夹紧位置既可以满足工作的需要，又可以满足不同工件的夹紧要求，同时还可以有足够的空间来安放加紧机构。但是考虑到有两个夹紧位

28、置，两个夹紧机构要同时到达夹紧位置同时加紧，这样就要设计一个同步进给机构。采用丝杠带动导块，到块上有一根棍子，同时带动两个夹紧机构沿着导轨方向进给。设计出工作原理简图，如图4-5：图4-5 夹紧机构进给图由于工件是转动的，所以夹紧的部件也要随着工件转动而转动，这样才能减少摩擦力，保证工作顺利。这样夹紧部件必须是能滚动的，所以采用圆柱形的压紧滚子。同时要随着工件转动，滚子要和轴作成一体的，这样才能同时转动，同时轴要转动必须有轴承来支撑，采用深沟球轴承。加工的工件是一系列的，最大工件夹紧时只要移动很少的距离很小，最小的工件高度很低，夹紧时要移动很大的距离。这样夹紧最少移动300mm以上，这样必须采

29、用导轨使加紧能够移动，这样夹紧滚子必须是独立的，于是采用独立的一个箱体来安装滚子，如图4-6：图4-6 夹紧滚子箱体以下是对轴以及轴承的校核：滚子轴最危险的时候是力离轴承最远端时候，夹紧力为1000N，平安系数为3，这样计算载荷为3000N，这样对轴及轴承校核。分析受力如图4-7 4-7 夹紧滚子受力图 4-3 F=3000N 轴的校核:轴最细端为70mm ，最危险的地方是轴承的位置。 N 4-4所以轴是平安的。轴承校核：上边计算到P=10.704KN C=60KN工作时温度根本上不会升的很高，所以fT=1.0 工作时有震动这样fP采用的是深沟球轴承，所以 转动速度n=2000/70=30这样

30、计算出 4-5这样轴承绝对平安。接下来是夹紧进给问题，夹紧结构以及箱已经设计完成，那么怎样完成夹紧的进给设计，依然参照工作局部设计的方法，采用大的燕尾槽形的结构，用液压缸驱动他进行工作，这样设计导轨和安装液压缸的位置。如图4-8：在工作过程中，由于进给方向的摩擦力相对于轧制力很小，并且受力方向与轧制力相同，所以可以忽略不计。这样实际上在工作过程中只受到翻转力矩。一切都是按照工作局部进行设计的。导轨受到压力，整体都是受到压力，而且零件都是铸铁的，能够承受到很大的压力，并且夹紧零件的体积比燕尾槽的体积大多了，所以只要进行螺栓的校核就行了。以下就是螺钉的校核：图4-8 夹紧机构导轨图F=3000N

31、Mmax其实际上三角形分布受力在处总体力之和。F轨max F轨=15882N校核导轨螺栓受力Fx=15882N Fy=15882N 1确定受力最大螺栓轴向工作载荷。首先确定在Fx作用下每个螺栓受到的轴向工作载荷在M作用下每个螺栓受到的工作载荷 4-6Fmax=15882+620=16400N2确定螺栓的预紧力16f=KsPy 4-7 4-8Py=15882N Fp=16400N f=0.15 Ks计算 3确定d1 4-9 S=3所以: 所以取M20的螺钉是平安的。同时有两个夹紧机构要移动到工作位置，根据设计原理中采用丝杠带动导向块在工作方向进给，导向块上固定导向棍随着导向块一起进给，导向棍带动

32、夹紧机构沿着45度方向移动到要夹紧的位置。这样夹紧机构要沿着一个轨迹移动，还有夹紧机构进给的导轨设计，进给时需要很小的力就能，所以都采用直线轴承，这样摩擦力很小。这样导轨就采用双直线棍子，如图4-9：图4-9 进给导轨图导轨校核：3=800Kg，重量对应的重力为8000N,这样作用在每根导轨上的重力为4000N,最危险的时候是在中间的时候，这时候弯矩最大，变形最大。P=4000N Mmax4000X0.6=1200Nm导轨的直径为60mm,这样校核导轨的平安性能。轴的强度足够了。挠度 4-10 x=a=0.6m p=4000N E=210Gp 这样算出来是3mm，工件允许的变形范围是5mm，所

33、以整个导轨系统都是平安的。丝杠以及导块都是进给系统设计，同时导轨里都是用的直线滚珠轴成，都是标准件而且受到的力很小，所以都是平安的。这样夹紧系统设计完成夹紧部件的结构设计。如图4-10图4-10 加紧机构总装图4.2.3 夹紧局部总体设计：现在已经把定位机构和夹紧机构设计完成，以下的任务是把定位机构和夹紧机构组合起来，并且还要和工作局部组合起来成为一部完整的机床。这样采用定位机构在上边，把定位机构都安装在一块大平板上，这样所有的定位机构就形成一个大的平面，把工件平放到上边，这样工件定位完成。夹紧机构安装在定位机构的下边，也是有一个大的平板，这样夹紧机构和驱动夹紧机构的丝杠、电机以及减速器都可以

34、安装在这个平板上。同时定位机构的平板留出一局部空间，夹紧机构从下边的平板驱动，穿过定位机构的平板在上边完成夹紧工作。这样夹紧局部实际上是由两层组成的，两层之间的支撑采用柱子样式。如图4-11：图4-11 夹紧局部总装图同时还要与工作台配合完成整体的工作，这样支撑就是两个阶梯形的圆柱柱子。下边的阶梯支撑来承受加紧局部的重量，上边的阶梯来承受定位机构的重量。整个夹紧局部的面积很大，这样平板的中间局部有可能会向下弯曲，这样在中间的位置也加上支撑，这样有5个支撑整个夹紧局部不会有向下塌陷的问题。夹紧局部和工作局部的连接采用螺钉连接，工作局部已经固定了，加紧局部也是固定稳定的，而且工作局部和夹紧局部的重

35、量很大，不会再水平方向上有很大的作用力，采用螺栓连接是平安的。夹紧局部的结构。夹紧局部的工作方式，当工作局部夹紧完成的时候，夹紧局部的夹紧机构开始沿着导轨向工件移动，当到达工件一定的距离时，传感器测量到信号，便把夹紧机构停止，然后液压缸拉动滚子到要夹紧的位置，等到夹紧了液压缸保持恒压然后工作局部开始正式的工作。等到成型加工完成以后，液压缸上升到最高位置停止不动，然后加紧机构开始后退到最开始的位置，这样就完成的夹紧工作的整个过程。第5章 设备的总体结构设计整个设备的工作局部和夹紧局部都已经设计完成，这样设备的总体设计自然水到渠成，把工作局部和夹紧局部安装起来就是设备的总体结构。如图5-1 图5-

36、1 总装图第6章 控制系统的设计6.1 控制系统的设计方案：分析工作过程，有夹紧过程和工作过程两局部组成，在工作局部液压缸要实现快速夹紧慢速工作进给然后快速松开，夹紧局部是2维控制的传感器很多，这样至少有8个被控制量而且信息量也有10个以上的信号，这样多的检测信息和控制量选择PLC控制是最简单而且相对廉价的方法，所以整个控制过程选用PLC控制。6.2 工作过程的分析以及流程图：工作过程是：开始时点击夹紧给与信号工作局部液压缸快速进给，夹紧工件时输出信号，过一小段时间夹紧局部的夹紧机构开始进给，到达工件一定距离时传感器发出信号，再过一段时间夹紧机构的液压缸收缩，当液压缸夹紧输出信号这样夹紧工作完

37、成；工作时点击工作按钮时电机转动带开工件转动，同时液压缸进给，点击暂停时，工作局部停止随时检查工件是否加工合格，这是工作局部；当工件加工符合要求时，点击松开按钮开始松开工件，先是夹紧机构的液压缸松开，到了最顶上的时候传感器输出信号液压缸停止运动，过一段时间夹紧机构开始退回，到达初始位置时输出信号停止运动，过一段时间工作局部的液压缸缩回到初始位置时停止工作。这是工件加工的全过程，详细过程参看流程图。 如图6-1：图6-1 流程图6.3 PLC选型以及PLC地址分配：输入输出信号都有10多个，那么选择PLC为 OMR6N PLC CPM2A 20端子的型号这样可以满足控制的信号数量了。表6-1 地

38、址分配表输入信号地 址输出信号地 址开始按钮0000运行空端子2000夹紧按钮0001运行灯1000传感器10002夹紧11001传感器20003夹紧21002传感器30004夹紧31003工作按钮0005工 作1004暂停按钮0006松开11005松开按钮0007松开21006停止按钮0100松开31007传感器40101传感器50102传感器60103传感器1：工作局部夹紧时液压回路流量开关输出的信号。传感器2：夹紧机构进给到适宜位置距离传感器输出的信号。传感器3：夹紧机构液压缸夹紧时液压回路流量开关输出的信号。传感器4：夹紧机构液压缸松开到达最顶端时液压回路里流量开关的输出信号。传感器5

39、：夹紧机构退回是到达初始位置距离传感器输出的信号。传感器6:工作局部液压缸退回到初始位置时液压回路里流量开关的输出信号。夹 紧 1：工作局部液压缸快速进给阀的控制。夹 紧 2：夹紧机构快速进给的电机继电器的控制。夹 紧 3：夹紧机构液压缸夹紧工件的控制。工 作：工作局部液压缸慢速高压进给和工作电机继电器同时工作。松 开 1：夹紧机构液压缸快速伸开夹紧松开液压阀的控制。松 开 2：夹紧机构回到初始位置运动电机继电器控制。松 开 3：工作局部液压缸快速回到初始位置液压阀的控制。6.4 PLC的程序编写以及接线：PLC的程序编写主要是梯形图，通过开关量来控制输出开关量。在编写程序时主要是最简单的通、

40、断开关加上时间和计数器来实现对整个设备的控制，既能实现复杂的逻辑控制又能实现时间上的步进的控制量。程序参看附录图。PLC的接线是实现每个信号量的回路电路，这样就能实现控制了，PLC的COM端接负极，PLC端子输出的的是正电平，这样PLC控制需要形成一个单独的回路，这样才能完成一个端子的控制，控制原理图以及接线图参考附录图。结 论经过四个月的毕业设计，完成了风机圆台筒形零件的总体结构设计及控制设计。论文的主要研究工作如下：1完成了工件的变形分析，通过分析工件的变形计算出轧制力和径向力，为总体设计打下根底。2通过加工过程的分析，设计出工作过程中带动辊子转动的轴，继而设计出承载轴的轴箱，根据工作过程

41、设计出导轨形状，设计出工作局部得床身，综合以上设计以及传动系统设计出工作局部。3分析工件要求的定位位置，设计出定位机构，同时选择夹紧位置，设计出夹紧机构，综合定位机构和夹紧机构设计出夹紧局部。4综合工作局部和夹紧局部，将两局部组合起来对整个设备进行总体的结构设计。5对工作过程进行分析，选择PLC实现对整个设备的控制，分析各个控制量，完成PLC的地址分配以及接线，并且对工作整个过程进行程序的编写。6对整个设备进行优化设计。 本次设计的成型设备大大提高生产效率，减轻工厂加工的工作量，将工人从繁重的工作中解脱出来，对于工业化进程具有重大的促进作用。通过此次设计也提高了自己的分析和设计理念，更多地掌握

42、现代工业的开展方向。参考文献1 许廖，王淑英.电器控制与PLC控制技术.机械工业出版社，2006:1-2002 余广业，李景学.可编程控制器原理与应用.电子工业出版，2004:25-693 梁爱生，孙武煜，李玉贵，杨晓明.轧钢生产新技术600问.冶金工业出版社，2003:56-854 ?小型钢连扎生产工艺与设备?编写组 小型钢连扎生产工艺与设备.冶金工业出版社，2001:1-3005 赵元国.轧钢生产机械设备操作与自动化控制技术实用手册. 中国科技文化出版社，2005 6 康永林.轧制工程学.冶金工业出版社，2004:5-457 中国纺织大学，哈尔滨工业大学，天津大学.机床设计图册.上海科学技

43、术出版社，1979:1-2008 吴余泽.机械零件设计手册.机械工业出版社，2001:25-659 摩具设计与制造技术教育丛书编委会.模具结构设计.机械工业出版社， 2001:1-5510 李少珍.机械制图.机械工业出版社，2003:6-8511 石森森.固体润滑技术.化学工业出版社，2002:8-12512 庞志成.液体静压轴承.哈尔滨工业大学出版社，198813 M.J.Usher and D.A .Keating. Sensors and Tranducers, Second Edition . London: MACHILLAN PRESS LTD . 200414 Joseph E

44、Shigley , Charles R Mischke . Mechanical Engineering Design .McGraw-Hill Companies , Inc . 200115 Processding of the 44th National conference on Fluid Power ,1992. Madison :Omnipress ,1992附录1锅炉风机的安装摘要：锅炉燃烧离不开锅炉的风系统，风系统包括二次风系统、一次风系统、扫描冷却风系统和炉顶密封风系统。各系统的风均有相应的风机提供。以南京苏源热电2300MW机组工程#4锅炉烟风系统为例分别讲述了AN轴流式

45、吸风机、FAF轴流式送风机、离心风机的安装步骤。关键字：锅炉风机作业方法 锅炉的燃烧离不开锅炉的风系统，其风系统包括二次风系统、一次风系统、扫描冷却风系统和炉顶密封风系统。各系统的风均有相应的风机提供，所以风机安装的好坏对锅炉平安可靠的运行有着密不可分的作用。 以南京苏源热电2300MW机组工程风机安装作为例子来谈有关风机的安装步骤和有关事宜。 南京苏源热电2300MW机组工程#4锅炉烟风系统安装按平衡通风设计，满足一次风机、送风机、吸风机在锅炉低负荷工况或一侧风机故障时单侧运行，空预器进出口烟风道上均设有隔离门。送风机采用50容量的动叶可调轴流风机两台，吸风机采用静叶可调轴流风机两台，一次风

46、机采用50容量的定速单吸离心风机两台。 制粉系统采用中速磨冷一次风机正压直吹式。其密封系统采用母管制的密封风系统，每台炉设2台离心式密封风机，一台运行，一台为备用状态。 施工任务是安装南京苏源热电二期2300MW机组#4锅炉的送风机、吸风机、一次风机、密封风机。其工程量为动叶可调轴流式送风机两台，配套6KV大功率电动机两台，配备液压润滑油站两套；静叶可调轴流式吸风机两台，配套6KV大功率电动机两台；单吸离心式一次风机两台，配套6KV大功率电动机两台；单吸离心式密封风机两台，配套380V电动机两台；根据施工图纸要求：送风机、吸风机、一次风机、磨煤机密封风机都布置在锅炉房零米层，送风机对称布置在炉

47、架两侧预热器冷空气仓的位置，中心线与锅炉纵向中心线垂直，其起重机械扩侧应为HB36B建筑塔吊，固侧应为KH180履带吊；吸风机对称布置在电除尘器后面，中心线与锅炉纵向中心线平行，其起重机械为KH180履带吊；一次风机对称布置在预热器出口水平烟道的下方，其起重机械为KH180履带吊；密封风机布置在炉内预热器进口空气管道的下方，用卷扬机进行配合安装。在施工作业中具体的步骤如下1.AN轴流式吸风机作业方法该类风机安装的一般性规律，是以机壳装配后导叶和叶轮外壳为基准和固定端；其进气箱、集气器和前导叶为前近电机方向热膨胀滑动端，其扩压器和扩压器芯筒为向后远电机方向热膨胀滑动端。其具体安装顺序步骤和要求如

48、下：1.1将全部机件存放于根底附近，清理杂物，除去毛刺，准备起吊设施。1.2根底清理干净，检查各局部根底标高、各根底孔尺寸；将各局部垫铁、根底板与支腿连接后安放好。根底板找平，检查标高。1.3将机壳装配后导叶组件与叶轮外壳组件并在一起联好后吊入预定位置，穿好地脚螺栓。用框式水平仪找正机壳装配的垂直度和水平度。同时，保持机壳轴线与风机进出口管道一致。1.4粗找正后，可对后导叶组件和叶轮外壳组件的根底进行一次灌浆。水泥到达规定硬度后，复查找正情况；无误后紧固地脚螺栓到达所需力矩。1.5将扩压器外壳下半部联好后吊入预定位置，一面与后导叶外壳法兰螺栓相连，另一面将支腿园弧板与支腿和扩压器外壳分段点焊，

49、焊牢。1.6依次联接小集流器、前导叶组件、大集流器、进气箱各部件下半部。注意：按要求在法兰间加密封材料，其进气箱支腿和圆弧调整好位置后电焊点牢。注意在前后支腿点焊以前，应严格保证其机壳装配的垂直度，防止外悬重力过大，防止倾斜及机壳装配地脚螺栓松动，如吊装就位时不能及时点焊支腿，应用枕木和千斤顶支牢，以保证平安。1.7按总装图要求对进气箱滑动支腿和扩压器滑动支腿安装。注意螺栓头部外露局部适当加长，以后要加一滑动压板位置如总装图示。支腿和支腿圆弧板焊接时注意对称分段焊接，以减少焊接变形。1.8安装主轴承座，按要求加装防松垫，按规定力矩拧紧联接螺栓；拧紧后按图安装径向测温元件。按图安装前后冷风罩和轴

50、向测温元件，其中锥形冷风罩上半局部可最后装。1.9吊装叶轮，按规定力矩紧固压盖螺栓，盘车检查轮毂与后导叶芯筒间的轴间隙，叶顶与机壳内壁间的径向间隙尺寸。1.10叶轮侧半联轴器Form03与叶轮连接，按规定力矩拧紧螺栓。1.11按图示安装电机端联轴器Form01，将电机粗定位于预定位置。1.12吊装传扭中间轴，其拧紧力矩应到达要求。吊装前建议在电机端准备一个门形架，其转轴与叶轮端联好后，另一端用滑轮吊在门形架中，调好高度，尽早与电机端联轴器联好。注意：在吊装过程中当叶轮端联好后，另一端偏移距离不得超过5。否那么将对膜片联轴器的弹性性能造成不良影响，甚至可能造成联轴器损坏。1.13按AN系列轴流风

51、机转轴系找正原理示意图：以叶轮端半联轴器和电机主轴水平为基准，找平找正。应保证叶轮端后导叶组件中主轴承座位置的热膨胀补偿量，即电机水平位置的预抬量具体数据见总装图。应以两个联轴器膜片间的张口值来保证，其张口值大小，可通过计算得知；按一般的比例，其张口值约0.20因烟气温度也是控制在一定范围内即可。1.14电机根底、进气箱根底、扩压器根底二次灌浆，到达规定硬度后拧紧地脚螺栓，复查张口数值。1.15组装扩压器芯筒，传扭中间轴护管，轴封筒等。1.16组装冷风管护筒，冷风管路安装，油管安装。1.17进气箱、大集流器、前导叶、小集流器等上半部、扩压器上半部安装。注意各法兰之间加装密封材料，须现场封焊的圆

52、法兰及对口板外不加密封材料参见风机总装图。1.18调整前，导叶开启程度应根本保持一致，建议在0度时即前导叶叶片与主轴中心线平行时调整和检查。1.19安装前导叶操作执行机构，注意叶片开启，机壳外的指示执行器的指示应保持一致。1.20按图纸要求安装冷却风机、加油装置、现场测温、测振装置、防喘振报警装置假设有等具体见各装配图。1.21安装进出口膨胀节、内外保温防护层，整个风机与管道系统连接。1.22轴向预拉量的调整由于该类风机在热态工况时，烟温较高，传扭中间轴较长，其轴热膨胀量较大约510MM。因此在冷态安装时应将单个联轴器的安装间隙比自然间隙预拉开2.55MM。2.1设备清点、检查在设备到货的情况

53、下，对设备进行清点检查。2.2根底划线、垫铁配置，纵横中心线相对锅炉中心线偏差不大于20mm。地脚螺栓箱标高误差不大于10mm，相对之间误差不大于2mm。2.3轴承组安装轴承组就位安装，要求：中心距误差5mm，标高误差10mm，轴承组中心线的水平度公差0.1mm/m。调整调平螺栓，紧固地脚螺栓。2.4进气室、扩散器的安装进气室、扩散器就位，安装好地脚螺栓，通过调整垫铁使之与主轴承风筒对正，其标高允许偏差为0-10mm，水平度偏差不大于3mm。两者与主轴承风筒之间的间隙按图纸要求为20mm。2.5电机找正和连轴器的安装风机和电机轴线同轴度公差0.05mm。联轴器端面之间间隙应均匀，间隙偏差不得大

54、于0.08mm。2.6风机的润滑2.6.1油站及油管道安装中，严格遵照供油装置的厂家所提出的技术要求进行施工。在需要润滑的各个部位，添加图纸或说明书要求的润滑油或润滑脂。2.6.2管道安装力求走向合理，工艺美观，回油管需有3.5的倾斜。油箱及附件检查、清洗，油箱用煤油做渗油试验，冷油器按其工作压力的1.25倍作水压试验，附件清洗后，喷油恢复。2.6.3对油管路系统进行油冲洗，冲洗化验合格前方可具备试运转的条件。3.离心风机作业方法3.1设备检查、检修：3.1.1检查叶轮旋转方向、叶片弯曲方向、机壳出风口角度应与图纸相符特别注意叶轮的左右旋之分；3.1.2.机壳、转子外观应无裂纹、砂眼、漏焊等缺

55、陷；机壳内部耐磨衬板应牢固、平整、无松动现象；3.1.3.入口调节挡板门应零件齐全、无变形、损伤，且动作灵活同步、固定牢固；3.1.4.轴承冷却水室水压实验应严密不漏，按1.25倍工作压力进行水压试验；叶轮与轴装配应装配正确，不松动；轴承型号及间隙应符合设计，用压保险丝法检测各间隙；风机轴承推力间隙应在0.30.4mm之间，用压保险丝检查，膨胀间隙应符合图纸规定；安装时应使轴承纵横中心偏差10mm，轴水平度偏差0.1mm/m；3.1.5.拆卸下来的零件应妥善保管按顺序编号，放置在干净的地方，以免带上杂物，不可碰伤；3.2离心风机安装方法3.2.1.首先，检查地基的外形尺寸、各预留空洞的中心尺寸

56、；地基外型尺寸偏差应在20mm范围内，各预留空洞的中心尺寸偏差应在10mm之间；根底划线，以主厂房建筑基点或锅炉纵横中心线为基准，测得根底纵横主中心线偏差应在10mm，中心线距离偏差应为3mm，根底标高应在5mm之间；3.2.2.凿平地基，放置地脚螺栓、布置垫铁，垫铁组一般为2平1斜3付垫铁，厚的放下面，斜垫铁应成对使用；并伸出机框约20mm；找正后应焊牢、不许松动；垫铁应放置在设备主受力台板、机框立筋处或地脚螺栓两侧，在不影响二次灌浆的情况下尽量靠近地脚螺栓孔；3.2.3.机壳下半部粗定位：注意厂家的安装标记，通常“A、“B号各位一台，就位前注意区分与进出口风管的关系、叶轮旋向等；3.2.4

57、将集流器喇叭口插入叶轮内用铁丝固定后，将整个转动组吊入预定位置；安装地脚螺栓，地脚螺栓的弯曲度应L/100L为地脚螺栓的长度，地脚螺栓底端不应接触孔底、孔壁。地脚螺栓应受力均匀、并螺栓外露23扣；然后松开铁丝将集流器下部与机壳下半部用螺栓固定初步调整叶轮与喇叭口的间隙。3.2.5.风机转动组找平、找正：风机主轴与轴承座之间的垂直度采用如下方法找正：将磁力座贴在主轴上，将百分表表头指向轴承外圈或轴承座弹位端面上既上端盖加工面上；此时旋转主轴一周以上其表针读数不大于0.15mm即可，此读数值为该轴承座与主轴的垂直情况。3.2.6.电动机找平、找正：调整风机与电机主轴同轴度既联轴器找平找正。用三块百

58、分表找正，轴向两块、径向一块；每盘动轴90度，记录数据，测量其上下左右的读数，调整同轴度，使其误差0.05mm；且两靠背轮之间应有10mm间隙。找正后，复查轴中心高度等局部数据，做好记录。3.2.7.在风机找正后，进行机壳上半部扣盖、集流器与机壳安装就位，两机壳之间应垫石棉绳；拧紧连接螺栓，四边螺栓应受力均匀；以叶轮为基准，再次调整叶轮与喇叭口的间隙。3.2.8.安装进气箱、入口调节挡板门和风机其余局部，调节挡板转动灵活，否那么应加润滑油转动、直至转动灵活方能安装；安装时叶板应固定牢靠，与外壳有充分的膨胀间隙；调节操作装置应灵活正确，动作一致、开度指示标记与实际相符；要注意开启方向，不可装反，

59、进气方向与叶轮旋转方向相同。3.2.9.冷却水、润滑油管道布置应符合图纸要求，布置正确、美观，且管道内不得有杂物。参考文献1上海鼓风机厂提供的FAF19-9.5-1型轴流式送风机使用说明书及设备安装图纸。2成都电力机械厂提供的AN28c6型轴流式吸风机使用说明书及设备安装图纸。3成都电力机械厂提供的G6-45-13No.19F型离心式一次风机使用说明书及设备安装图纸。4上海鼓风机厂提供的9-19No16D型离心式密封风机使用说明书及设备安装图纸。5华东六省一市电机工程电力学会，锅炉设备及其系统。附录2Boiler air blower installationAbstract: boiler

60、burning boilers can not be separated from the wind systems, wind systems, including secondary air system, a wind system, scanning the cooling system and top wind sealed air system. The wind systems have provided the corresponding fan. Limited to Nanjing Suyuan 2 300MW thermoelectric generating units