五吨单头液压放料机设计本科学位论文

注：PAGE17目录前言………………3绪论………………6摘要………………8一、放料机主机设计……………10放料机的总体设计………..10放料机的设计步骤……………10调查研究…………………….11方案拟订…………………….12工作图设计………………….12样机试制和鉴定…………….121.2放料机机组概论…………121.2.1放料机机组概述…………121.2.2机组技术参数………121.2.3放料机机组设备组成……121.2.4工艺流程…………………131.2.5机组的生产操作过程……131.2.6放料机设计基本参数……141.2.7设备用途………………141.2.8放料机的传动系统与电气系统………151.3放料机的总体结构…………152放料机主体参数的设计………………162.1空心主轴的设计计算………162.1.1空心主轴的直径计算…………………162.1.2空心主轴的校核计算…………………202.2芯轴的设计计算…………..242.3轴承选用及寿命计算……………………..252.4电机选用……………………263放料主机其他配件的设计………273.1链轮…………273.2滑动套……………………….283.3涨板…………294放料主机的机架…………………32二、放料小车…………341.小车的行程计算…………………342.小车上下支架管计算……………343.小车的内外转臂的计算…………384.油缸支撑杆………………………40三、液压系统……………………….411.液压系统的设计要求……………422.液压系统方案设计………………423.液压系统原理图设计……………43结束语………………….44致谢……………………45参考文献………………46中文翻译………………46附：英文资料…………49前言光阴似箭，岁月如梭。四年的大学生活即将接近尾声，进行了为期近两个月的毕业设计。大家都知道毕业设计是对大学四年来我们所学到的基础知识和专业知识的一次系统性的总结与综合运用，同时也是培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个重要环节。因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味着我们能否顺利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意义。另外，毕业设计还可以培养我们独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对今后踏入社会以后能否尽快地适应社会也有很大的帮助。通过这一环节的训练，提高了以下能力：综合运用所学知识和技能，独立分析和解决实际问题的能力；综合运用基本技能，包括绘图、计算机应用、翻译、查阅及阅读文献等的能力；调动实验研究的积极性，技术经济分析和组织协作工作的能力，学习撰写科技论文和技术报告，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力；学会收集加工各种信息的能力，以及获取新知识的能力；培养创新意识和严肃认真的科学作风。、6、培养我们综合运用和巩固扩展所学知识，提高理论联系实际的能力；7、培养我们收集、阅读、分析和运用各种资料，手册等科技文献的能力；8、培养学生调查研究、正确熟练运用国家标准、规范、手册等工具书的能力；9、使我们更加熟练的运用AUTOCAD、Word等计算机办公软件，提高计算机辅助设计的能力；10、训练和提高机械设计的基本理论和技能；11,培养我们的团队合作意识。本次毕业设计的课题是5吨放料机的设计。5吨放料机是用来配套成型主机使用的，具有结构轻巧，使用方便，自动化程度高，与各种形式的成型主机，成型剪，电脑控制柜一起组成一条完整的自动化生产线。为了更好的完成本次毕业设计，从三月底开始，就不间断的结合自己的毕业设计进行了毕业实习。根据所选的课题，有重点的选择了实习工厂——厦门正黎明冶金机械有限公司，在工厂里我们重点了解了5吨放料机的基本结构和基本工作原理，以及其重要部件——放料小车的工作原理。从而对放料机有了一个更直接、更感性的认识，对此次毕业设计有很大的帮助。此次设计的主要内容有：问题的提出、总体方案的构思、可行性设计、结构设计以及对未知问题的探索和解决方案的初步设计，装配图、零件图等一系列图纸的设计与绘制，最后包括毕业设计说明书的完成。这次毕业设计是在焦锋老师的带领和指导下完成的。在做毕业设计的期间，自己遇到了诸多的问题，很多时候都是向老师请教，这样必然会给老师带来很多麻烦，势必会影响老师的工作，但是老师还是抽出时间来给我们辅导，一步步指导毕业设计有序如期的进行下去。在毕业设计的整个过程当中，老师都给我们作了明确的计划，有安排地去完成，而不至于在设计过程中没有目标，如果那样会使设计很盲目。设计每进行一步，焦锋老师都要认真的检查，耐心细致的指出设计中出现的错误和不恰当的地方，并指导我们修改和完善。每次辅导对学生提出的问题都认真的解答。陈老师为我们的设计付出了巨大的心血，在此，我向焦锋老师表示由衷的谢意！本次毕业设计的题目是5吨放料机的设计，设计放料机应该满足的基本要求有以下几点：（1）适用范围。放料机的适用范围是指配合成型主机的类型，以及所放料的彩板的重量、类型、材料和尺寸范围等。（2）辅机设备运转控制精度。（3）生产率。放料机所配合使用的成型主机的生产率通常指单位时间内成型主机所能成型的彩板数量。（4）自动化程度。（5）操作安全方便和工作可靠。（6）效率，使用期限和成本等等。设计时还应该注意使放料机体积小，重量轻，占地面积小，外形美观以及注意防止环境污染，如减少噪音，防止漏油等等。对于上述所提到的各项技术—经济指标，在设计放料机的时候应该综合考虑。因为我做的主要是5吨放料机机械部分的设计，所以还要兼顾其他方面，这是个挑战又是个机会，锻炼了自己在设计时要综合考虑问题，认真的分析机构工作原理的能力。具体将在下面的章节中进行详细的叙述。绪论机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。这是因为工业、农业、国防和科学技术的现代化程度，都会通过机械工业的发展程度反映出来。人们之所以要广泛使用机器，是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品的质量，特别是能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。所以通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器，就能大大加强和促进国民经济发展的力度，加速我国的社会主义现代化建设。制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。成型主机是机械制造业中的冷弯成型设备。随着社会需求和科学技术的发展，对成型主机设计要求越来越高，相应地也对辅机设备—放料机提出了更高的要求。尤其是微电脑控制的出现，使主机向自动化控制、运行平稳、高精度的方向发展。因此，对辅机的精度和自动化控制等各方面的要求也就越来越高。“工欲善其事，必先利其器”。为了得到更高的产品质量（包括产品的尺寸精度、板面状况、板形、强度、耐疲劳强度等各项技术指标）以及数量上的要求，满足生产、生活和科学技术发展的需要，进而适应社会的发展和生产力水平的提高，加速社会主义现代化建设，我们必须不断的对国民经济发展的重要支柱进行改造和提高，才能够为其它的行业的发展提供更多的基础设施和良好的发展环境、条件。这就要求我们机械制造专业的工人及科研人员要对机械设备进行适应生产力发展的改造，创新以及发明。我们这些即将大学毕业的机械制造专业的学生，要进行对本专业所学习的知识进行综合的运用和掌握，为此我们要进行毕业设计，要自己动手进行设计，为社会主义现代化建设的发展贡献力量，也要从此迈出展现自己价值的第一步。本次设计是本公司生产实际的需要，设计配合各种成型主机（角驰760/950，、yx28-410-820成型机，Q900A型机，yx66-470型机等）使用的5吨放料机，其型号为5Tx1250mm,它与成型主机，成型剪，电脑控制柜一起组成一条独立完整的自动化生产线。本次设计力图使设备运转更加的平稳，节约劳动力，保证精度的要求，提高生产的效率。但由于本人的水平有限，结合生产实际应用设备的能力有限，故没有能够做到很详细的设计，而且还有许多地方有待改进，望导师给以指导和批评。摘要本次放料机的设计是5吨x1250mm放料机，是用来配套成型主机使用的，它与各种形式的成型主机，成型剪，电脑控制柜一起组成一条完整的自动化生产线。放料机整机主要有三大部分，即放料机主机，放料小车，整机液压和电气系统。三者互相配合，缺一不可，共同组成统一的整体，完成整体特定的功能。第一部分介绍放料机主机设计，从放料机主体结构设计，放料机主要参数的确定，到放料机传动系统，以及放料机其他主要配件的设计。第二部分是放料小车的设计，具体是确定小车的行程，小车的内外转臂，小车各支撑杆，使其完成一个钢卷放上小车并送上放料主机的功能。第三部分是液压系统，包括放料机主机芯轴推动的油压系统以及放料小车撑杆的液压系统。.关键词：放料机、放料小车、成型主机AbstractItwasfivetonX1250mmdischargemachine，beintendedtomatingmouldingmainframeused，italongsidewithmultiformmouldingmainframe，mouldingcut，computercontrolledtankcomposeitemroundedautomaticproductionlinethatthatofthesedegreedischargemachineDESign.Thedischargemachinecompletemachinemostlyhasthreeinagreatmeasure，namelydischargemachinemainframe，dischargebogie，completemachinehydraulicpressureandelectricalsystem.threesopranointerwork，harduponeincoagulable，togethercomposeunifywhole，finishwholespecificfunctionwithinto.TheDESignofthethefirstpartintroducedischargemachinemainframeDESign，fromdischargemachinemajorstructureDESign，dischargemachinemajorparameterforsoothbook，tilldischargemachinetransmissionagent，aswellasdischargemachinerestmostlyappurtenance.Itwasdischargebogie'DESign，concretionyesascertainbogie'journey，bogie'insideandoutsidetumbler，bogieeachbuttress，leadthereoffinishonecoilofstripradiatingmatterupperbogiecombinedeliverupperdischargemainframe'functionwithtoupthatsecondpart.Itwashydraulics，includedischargemachinemainframepivotimpeloilhydraulicsystemanddischargebogiestaybar'hydraulicsaswelltothatthirdpart.Keyword：dischargemachine,dischargebogie,mouldingmainframe一.放料机主机设计1.放料机的总体设计放料机设计，是设计人员根据成型辅机使用功能的要求和制造部门的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性的劳动。随着生产的发展，使用部门对成型辅助设备的要求也在不断的提高，而科学技术的发展和工艺水平的提高，又为制造部门创造了实现使用要求的条件，从而使放料机的设计与制造获得了迅速的发展。尤其是微电脑控制的出现，成型辅机逐步向自动化、智能、高实用性的方向发展。因此，对放料机的精度、生产效率、可靠性等各方面的要求也越来越高。于是，又相继出现了一些设计放料机时必须考虑的问题，如放料机的自停性、精度、刚度、抗震性、低速运动平稳性、热变形、噪声和磨损等。放料机的设计步骤放料机的设计是由低级向高级发展的，在设计的初级阶段，主要由电机带动，手动控制机器运转。出现微电脑控制以后，通过光电传感器的配合以及液压系统的使用，实现良好的自停效果及合理控制，很好地配合成型主机的工作。对放料机的运动精度、刚度、抗振性、低速运动平稳性、热变形、噪声和磨损及刀具的选择等综合性能的设计，这大部分需要通过放料机性能试验进行，有些可以通过理论性分析，做出可行性判断。1.1.1调查研究调查研究的内容一般包括有：（1）学习有关的放料机设计的工作原理，了解使用功能，明确设计要求：（2）调查了解本单位对新放料机的要求；（3）详细了解本公司的设备条件、技术能力和生产经验；（4）收集国内外同类型机床的技术文献和图纸资料，注意了解新技术在同类辅机设备上的应用情况；（5）对于新采用的工艺和结构，必须先经科学实验，通过实验取得足够的数据后，才能应用与设计。1.1.2方案拟订在调查研究和科学实验的基础上，通常可以拟订出几个方案进行分析比较。每个方案包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、电器系统、主要部件的结构草图、实验结果及技术经济效果分析等。在生产中用机械加工方法直接改变毛坯的形状，尺寸和材料性能，使之成为零件的过程，叫做机械加工工艺过程。设计时，工艺方案的拟定是否合理，对生产效率和产品质量有着极大的影响。制定工艺方案时，应首先分析生产类型。生产类型是衡量生产规模的标志。生产类型不同，生产组织，生产管理，车间布置以及毛坯、设备、工具、加工方法和工人熟练程度等方面的要求程度均有所不同。在大量生产下，每个工序任务比较稳定，因此，有条件采用高效率专用机床和工夹具，劳动效率可大大提高，产品成本也可降低。但产量小的情况下，如果仍使用高效率的专用机床和工夹具，由于加工对象经常改变，势必造成机床调整的复杂化，降低机床利用率，提高加工成本。所以制定的工艺过程应与生产类型相适应，以取得合理的经济效果。由本公司放料机生产使用要求，可知设备生产类型是中批生产，因此可以由此来进行方案的拟订。1.1.3工作图设计首先，绘制放料机总图和各部件装配图，确定其结构：其次，绘制放料机的全部零件图：然后，整理放料机机有关部件与主要零件的设计计算说明书，编制各类零件明细表，编写机床说明书等技术文件；最后，对有关图纸进行工艺审查和标准化审查。1.1.4样机试制和鉴定对样机要进行试制和鉴定，合格后再进行小批试制以考验工艺。在试制、试验和鉴定的过程中，根据暴露出来的问题，对图纸进行修改，直到产品达到使用要求为止。这时，设计工作就基本完成了。放料机机组概论1.2.1概述本机组系根据客户需要专业设计的C型钢檩条机，设计合理、技术先进、使用安全可靠，生产率高、经济效益好。机组主要工作过程是：将成卷的原料板通过放料机开卷后直接送入辊压设备中，经若干道辊压后成为C型板材，而后，按所需长度进行冲孔、切割。本机组辊压出的型板广泛用作屋梁及墙梁，板形大方、强度高、安装方便、使用寿命长。1.2.2机组技术参数参数尺寸工作高度（即钢板运行时高度）725最大工作宽度Max.1200mm外形尺寸(长×宽×高)24000×2150×175工作速度APPROX.15m机组总重量APPROX.11Ton1.2.3机组设备组成本机组由下列各机台所组成：（参见“机组工艺流程图”）①液压放料机（C/Z型钢檩条机专用）；②成型主机；③液压成型剪；④成品托架；⑤电脑控制柜；机组各组成部分可独立工作，互不受制约。1.2.4工艺流程成型并自动引送电动放料流程框图如下：成型并自动引送电动放料成型主机限宽液压放料机上料行车（5Ton）成卷钢板成型主机限宽液压放料机上料行车（5Ton）成卷钢板成品托架定长剪切成型剪人工卸料成品托架定长剪切成型剪人工卸料1.2.5机组的生产操作过程（参见“机组工艺流程图”及“流框程图”）用行车将成卷的原料板吊装到液压放料机上，通电启动液压放料机，按下按纽涨紧叶片夹紧钢卷。手牵着料头至成型主机，根据进料宽度调好限宽后，开动主机，主机自动将原板辊压成C型檩条并引送到成品托架上进行冲孔剪切。当成型板达到用户所需长度时，主机停止工作，成型剪进行剪切。剪切后人工将成品搬卸到指定位置。这样，机组一个工作周期结束。1.2.6放料机设备设计的基本参数参数尺寸钢卷重量Max.5Ton旋转体中心高105放料钢卷内径Max.500mm,Min.放料钢卷外径Max.1放料钢卷板宽Max.600mm1.2.7设备的用途及性能特点本机用于送放成卷的彩色镀锌钢板,镀锌钢板,钢板等。1.2.8设备的传动系统与电气系统本机采用液压传动系统涨紧、放松钢卷内径。钢卷内孔对准后，按下涨紧；待钢卷转动2至3圈后，托住钢卷进行第二次涨紧。在整个放料过程中，若发现钢卷内孔涨紧装置有所松动，可再按下涨紧按钮进行涨紧补尝。安装在液压缸上拉杆能左右运动，主要是带动四爪涨紧钢卷内径。钢卷内径涨紧后，压紧送料轮带动钢卷旋转放料，牵引料头进入主机第一道轧辊；至此，即可松开并关闭压紧送料装置。启动主机，钢板进入辊轮成型。然后钢板拖动钢卷转动，从而钢板从放料架上连续放出。放料机的具体操作规程如下：合上配电板中的微型断路器(QF1)以使放料机通电，控制面板上的电源灯(HL1)亮，此时可按下按钮油泵开(SB2)，则油泵灯(HL2)亮，油泵电机(M)开始运转（注意要使油泵按规定方向运行）。通过分别点击按钮涨紧（SB3）和按钮松开（SB4）控制叶片活动，使钢卷内孔张紧或松开。按下按钮急停(SB1)，则油泵电机停止运转。放料机总体结构设计放料机分为放料主机及放料小车两大部分，钢卷的转动由点及带动，结合放料机的功能要求，可大体确定放料机完整的机构示意如下所示：其中：01——油缸02——主轴03——涨板04——放料小车05——机架06——电机2放料机主体参数的设计计算说明及过程计算结果三、液压系统1.液压系统的设计要求1.驱动对象为5T的放料小车及放料主机。2.其为成批生产，为提高效率，系统应能满足使用方便要求3.小车行进速度为0.75m/s4.系统发热量小5.维修方便2.液压系统方案设计2.1液压系统方案设计的简述根据主机的工作情况、主机对液压系统的技术要求、液压系统的工作条件和环境环境条件以及成本、经济性、经济性、供货情况等诸多因素，进行全面、综合的设计，从而拟定出一定各方面比较合理的、可实现的液压系统的方案。其内容包括：油路循环方式的分析与选择，油源形式的分析与选择，液压回路的分析、选择与合成，液压系统原理图的拟定、设计与分析。2.2油路循环方式的分析与选择液压系统油路行环方式分为开式和闭式两种，它们各自的特点及其相互比较见下表。表2－1两种循环方式的特点开式系统闭式系统油液循环方式开式系统闭式系统散热条件较方便，但油箱较大较复杂、须用辅泵换油冷却抗污染性较差，但可采用压力油箱或呼吸器来改善较好，但油液过滤要求较高系统效率管路压力损失较大。用节流调速时效率低管路压力损失较小，容积调速时，效率较高限速、制动形式用平衡阀进行能耗限速，用制动阀进行能耗制动，引起油液发热液压泵由电动机拖动时限速及制动过程中拖动电机能向电网输电，回收部分能量，即是再生限速（可省去平衡阀）及再生制动其他对泵的自吸性能要求高对主泵的自吸性能要求低油路循环方式的选择主要取决于液压系统的调速方式和散热条件。一般来说，凡备有较大空间可以存放油箱且不需另设散热装置的系统。要求结构尽可能简单的系统，采用节流调速或容积一节济调速的系统，均宜采用开式系统。例如，泵向多个液压执行元件供油且功率较小的机器（如组合机床、磨床等）、内燃机驱动的机器（如铲车、高空作业车、液压汽车起重机，装载机及挖掘机等）以及固定式机械。凡允许采用辅助泵进行补油并通过换油来达到冷却目的的系统，对工作稳定性和效率有较高要求的系统、采用容积调速的系统，都宜采用闭式系统，对工作稳定性大且换向频繁的机构（如一些起重机的旋转、运行机构及龙门刨床，拉床的工作台等）、重力下降机构（如不平衡类型的起升、动臂摆动机构等）、要求结构特别紧凑的运动式机械（如液压汽车平板车、拖拉机、矿车及飞机等）。大型货轮的舵、工程船舶调距桨等系统也常用闭式系统。2.开式系统油路组合方式的分析与选择当系统有多个液压执行元件时，开式系统按油路的不同连接方式，又可分为串联、并联、独联以及它们的组合－复联等。（1）串联：串联方式除第一个液压执行元件的进油口和最后一个执行元件的回油口分别与液压泵和油箱连接外，其余压执行元件的进、出口依次相连。这种连接方式的特点是多个液压执行元件同时动作时，其运动速度不随外负载而变，故轻载时可多个液压执行远件同时动作；但液压泵的压力负担重，受原动机功率限制，故重载时不宜多个液压执行元件同时动作。另外，系统的压力损失也较大。串联连接方式适用于中小型工程机械液压系统、单泵供油的工程机械的行走机构，以保证行走的直线性。（2）并联：在并联连接方式中，液压泵与所有液压执行元件的进油口相连，而其回油口都接油箱。这种连接方式的特点是多个液压执行元件同时动作时，负载小的液压执行元件的速度会增大，但液压泵的压力负担轻，为任一液压执行远件的负载压力与其相应回路的压力损失之和。并联连接方式适用于多个液压执行元件不要求同时动作；或要求同时动作但功率较小，或工作时间较短的，如机床、机械手等；也常用于大型工程机械的双液压泵双回路系统。3.液压系统原理图设计本次设计的课题为液压单头放料机，液压系统在整机运转过程中起着至关重要的作用，它能保证机器运转更加平稳，以及必要的精度。主机中芯轴推动涨杆涨紧过程和放料小车行走动作均采用液压驱动。为降低系统对设备的要求和机器成本，系统采用的额定工作压力为12MPa,驱动马达采用齿轮马达，因其价格较低，且对系统工作压力要求较低。液压系统的工作原理如下所示：其中：1—电机2—油泵3—溢流阀4—压力表5—电磁换向阀6—油缸9—滤油器11—液控单向阀结束语俗话说“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”，没有辛勤的耕耘，就不会有大的收获；不经历刻苦勤奋的学习，就不会有优秀的成绩。学习必须要有考核才能证明自己的所学。临近结束，回想这次毕业设计，既是对我们的一次考验，也是对我们的一次锻炼，更能证明我们四年来的所学，自己一个大学生的价值所在。说是考验，因为我们已经在以前做过几次课程设计，对做设计已经是不在陌生，也有了一定的水准。可是刚拿到题目时却是一头的雾水，不知从何下手。从来没有过的不知所措的感觉一下子涌了上来。设计过程中要用到太多的知识，而且是综合性的运用。而自己是知识也都忘记得差不多了，更别说什么综合运用了！一切要从头做起！以自己不足半斤八两的实力去面对如此复杂的毕业设计这本身就是一个很大的考验，但换个角度，也是一种很大的挑战！说是锻炼，很显然，让自己有限的水平来完成如此复杂的的毕业设计，这个过程就是一种锻炼！通过本次设计，不仅把这四年大学所学到的理论知识和专业知识很好的运用在设计的过程中，而且培养了自己认真思考的能力，锻炼了自己查阅资料的能力，熟悉了相关的技术政策，熟练运用国家标准，规范手册，图册等工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件的独立工作能力；并且还让我感觉到了团体的力量，遇到技术问题时，通过小组讨论，分析，在团队的的紧密配合下和老师的指导下，我们克服了一个又一个的难题，最终总能获得满意的结果。对目前我们所掌握的知识和实际实践经验及设计的时间来说，设计一台机械设备很难一个人独立完成，需要同学们之间倾力合作，才能真正发挥团体的力量。本次毕业设计中，我做的是5吨单头液压放料机的设计。通过本次设计，在我的头脑中建立了设计机械设备的具体步骤和设计时所要考虑的问题，这对今后的工作将会有很大的帮助，对一名即将踏入社会的大学毕业生来说起到了很重要的作用。由于我们能力有限，加之时间仓促，虽然在设计过程中尽力把问题考虑全面，但在设计过程中肯定还有不足之处，希望老师同学批评指正，多提宝贵意见致谢本次设计的题目是5吨单头液压放料机的设计，在设计过程中不断学习并努力提升自己，不仅拓宽了知识面，而且巩固了大学理学到的机械专业的知