大型翻轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要我國現(xiàn)如今的工業(yè)水平不斷地發(fā)展，H鋼運(yùn)用的領(lǐng)域越發(fā)廣泛，在提高和翻轉(zhuǎn)那些笨重、體積很大零件不能只靠人力去完畢，為了提高生產(chǎn)效率需要設(shè)計(jì)出一種設(shè)備來解決此問題。在設(shè)計(jì)的同時(shí)需要考慮到傳動裝置變松以及潤滑等問題。本文一方面對翻轉(zhuǎn)機(jī)提高類型從其特點(diǎn)進(jìn)行分析到選擇，選擇出鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和液壓式提高裝置，對H鋼翻轉(zhuǎn)工作進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出符合規(guī)定的元器件如軸，齒輪，皮帶等，對部分件進(jìn)行校核，為了元件互相協(xié)調(diào)配合，設(shè)備運(yùn)營平穩(wěn)。最后設(shè)計(jì)出液壓與電氣系統(tǒng)組合，從而形成一套完整的工作體系從上升正反翻轉(zhuǎn)、制動、下降。提高機(jī)構(gòu)選擇形式為液壓式，優(yōu)點(diǎn)是重量輕、容易實(shí)現(xiàn)調(diào)速、使用壽命長。缺陷是油液對密封裝置規(guī)定比較嚴(yán)苛容易泄露。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使用鏈?zhǔn)絺鲃?，?yōu)點(diǎn)是摩擦性好、成本低。缺陷不耐沖擊、質(zhì)量大。關(guān)鍵詞H鋼；翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；提高機(jī)構(gòu)DesignofLargeScaleHSteelLiftingMechanismAbstractChinaisnowthelevelofindustrialdevelopment,Hsteelusedmoreandmorewidelyinthefield,liftingandturningoftheheavyandlargepartscannotonlyrelyonmanpowertocomplete,inordertoimprovetheproductionefficiencyweneedtodesignadevicetosolvethisproblem.Atthesametimethedesignshouldtakeintoaccounttheloosegearandlubricationproblems.Basedontheanalysisofthetypesofhoistingmachineturntochoosefromitsfeatures,chooseachainturnovermechanismandahydraulicliftingdeviceforHsteelturningworkanalysis,designedtomeettherequirementsofthecomponentssuchasshaft,gear,beltandsoon,tocheckthepart,asthecomponentsofcoordination,equipmentrunningsmoothly.Finally,thehydraulicandelectricalsystemiscombinedtoformacompletesystemofwork,fromrising,reverse,brakinganddescending.Theselectionofliftingmechanismishydraulic,withtheadvantagesoflightweight,easyrealizationofspeedcontrolandlongservicelife.Thedisadvantageisthattheoilonthesealingdevicerequirementsaremorestringent,easytoleak.Theturnovermechanismadoptschaintypetransmission,andhastheadvantagesofgoodfrictionandlowcost.Disadvantages,noimpact,highquality.KeywordsHsteel,turnovermechanism,liftingmechanism目錄摘要 =1\*ROMANIAbstract =2\*ROMANII TOC\o"1-3"\h\u第1章緒論 11.1課題研究的背景及意義 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀 11.2.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 21.3本課題的研究內(nèi)容 4第2章翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 52.1翻轉(zhuǎn)和提高機(jī)構(gòu)采用形式的擬定 52.1.1翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的擬定 52.1.2提高機(jī)構(gòu)的擬定 72.2H鋼翻轉(zhuǎn)的工作原理 92.3大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的簡圖 92.4本章小結(jié) 10第3章翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 113.1鏈條及鏈輪的選擇設(shè)計(jì) 113.1.1鏈條的設(shè)計(jì)選擇 113.1.2鏈輪的設(shè)計(jì)選擇 123.1.3滑輪的設(shè)計(jì)選擇 133.1.4潤滑油的選擇 143.2電機(jī)的選擇 143.3帶傳動及齒輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算 153.3.1皮帶傳動的設(shè)計(jì) 153.3.2V帶輪的設(shè)計(jì) 173.3.3皮帶張緊裝置的選擇 193.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 193.4.1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 193.4.2滾動軸承的校核 213.4.3鍵的校核 223.5本章小結(jié) 22第4章翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的液壓與電氣的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 234.1機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 234.1.1液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 234.1.2液壓系統(tǒng)的原理及元件選擇 274.2機(jī)構(gòu)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 294.3機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)工作過程 304.4本章小結(jié) 31第5章三維模型的建立 325.1建立零件 325.2零件圖的裝配 325.3三維模型 345.4本章小結(jié) 34結(jié)論 35致謝 36參考文獻(xiàn) 37附錄A 38附錄B 45緒論課題研究的背景及意義現(xiàn)如今社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，國家不斷強(qiáng)調(diào)工業(yè)并大力投入工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展，建筑業(yè)與大型工業(yè)更是不斷發(fā)展，像大型H鋼這樣的鋼型會用到很多，所以有著大量的。注重鋼材的可連續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)與節(jié)約使用是實(shí)現(xiàn)鋼材向綠色環(huán)保發(fā)展的必經(jīng)之路。所以要大力推廣與應(yīng)用，放長遠(yuǎn)的眼光來看H鋼的需求必然很大。制造業(yè)是國家實(shí)現(xiàn)新工業(yè)文化的基礎(chǔ)保證。大型工件的制造體現(xiàn)了國家的工業(yè)文化水平[1]。在生產(chǎn)與制造大型構(gòu)件中，很多時(shí)候都需要大型翻轉(zhuǎn)機(jī)來改變工件的位置。這些年來由于板材的價(jià)格上漲也帶來了很多利好，鋼材的價(jià)格也在連續(xù)上漲，同時(shí)H型鋼的市場也逐漸回暖，國內(nèi)與國外在H型鋼的價(jià)格差距逐漸變小，有助于國內(nèi)鋼材對外出口。例如現(xiàn)有的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來說，有CL型、U型、和L型等翻轉(zhuǎn)機(jī)，但是他們都有的缺陷就是；承載能力較低，并且翻轉(zhuǎn)的自由度單一，翻轉(zhuǎn)的角度也很單一，不能同時(shí)滿足生產(chǎn)環(huán)節(jié)中個(gè)工序的翻轉(zhuǎn)規(guī)定[2]。被運(yùn)用到翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的場合，最常見的就是在焊接生產(chǎn)中，當(dāng)H鋼一面完畢焊接后，這是需要將工件翻轉(zhuǎn)為了方便加工另一面。但是H鋼重量很大，只靠人力將其翻轉(zhuǎn)是很困難的，這時(shí)就需要專用的翻轉(zhuǎn)設(shè)備，在大量生產(chǎn)時(shí)，為了使生產(chǎn)效率提高，就需要這樣的機(jī)構(gòu)。本次研究的課題大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)，就是為這種場合下產(chǎn)生的設(shè)備。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外發(fā)展現(xiàn)狀自19世紀(jì)初期，盧森堡建立了成世界第一個(gè)熱軋H鋼生產(chǎn)線，此后H型鋼生產(chǎn)與設(shè)備都有了很大的發(fā)展，在50年代和80年代掀起兩次發(fā)展高潮。到了80年代末，世界H鋼產(chǎn)能量可以達(dá)成2023萬噸，占世界鋼材總產(chǎn)量的3％~6％，現(xiàn)世界H型鋼軋機(jī)有將近100套，存在20多個(gè)國家。下面以日本H型鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀為重點(diǎn)，初步探討國外H鋼發(fā)展的現(xiàn)狀。日本是二次世界大戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的國家之一，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展同步的H型鋼的發(fā)展過程是值得我國研究與借鑒的。到1973年日本鋼的總產(chǎn)量就達(dá)成1024.8萬噸，其中H鋼產(chǎn)量為554.3萬噸，H鋼占了一半還多，H型鋼結(jié)構(gòu)也因此得到了廣泛的發(fā)展與使用拿輕型H鋼舉例；在日本，輕型H鋼重要用于低層或多層廠房，公共建筑物等。這樣制造可以效率，但是對材料精度和設(shè)備自動化也提出了新規(guī)定，輕型H鋼最適合建筑這樣的工業(yè)化住宅。1992年日本鋼生產(chǎn)量為1040萬噸，其中H鋼占57.8％，產(chǎn)量為600.8萬，占型材結(jié)構(gòu)的一半以上，H型鋼運(yùn)用的領(lǐng)域越來越廣，甚至取代了工字鋼，使得工字鋼產(chǎn)量降為28.8萬，僅占2.8％，這也使H鋼的質(zhì)量與技術(shù)水平得到快速發(fā)展。1972~1992年日本累計(jì)生產(chǎn)H鋼9042.8萬噸（出口2023萬噸）按日本人口11000萬計(jì)，累計(jì)人均消費(fèi)為640kg，人均年消耗32kg。俄國與加拿大的礦產(chǎn)資源非常豐富，日本進(jìn)口來源多從這兩個(gè)國家。日本的公司用投資或者是買股份的形式這這兩個(gè)國家擁有很多資源，這樣也可以填補(bǔ)一些國家自身的局限性，從而的到長遠(yuǎn)的發(fā)展。日本除了對這兩個(gè)國家進(jìn)行投資或者是買股權(quán)，還對很多國家分布全球，參股，戰(zhàn)略合作，合資等，這樣能更好的分散風(fēng)險(xiǎn)，減少成本，可以分享世界經(jīng)濟(jì)成長的果實(shí)，得到穩(wěn)定發(fā)展。為了能更好的融入市場，日本也調(diào)整了進(jìn)出口結(jié)構(gòu)，進(jìn)口一些低檔一般的原料，通過本國先進(jìn)工業(yè)加工水平進(jìn)行加工，相稱于從毛胚到成品的過程，出口世界各國，從而獲得非常豐厚的利潤。就運(yùn)用這樣的產(chǎn)業(yè)鏈日本已經(jīng)處在世界上游，加上前面所說的對各國投資、戰(zhàn)略合作等，達(dá)成利潤最大化同時(shí)也可以打擊對手的目的。國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀我國H型鋼的生產(chǎn)起步較晚，直到上世紀(jì)90年代馬鋼才干生產(chǎn)出0.2m以下的小型H型鋼，由于生產(chǎn)力不強(qiáng)無法完畢量化生產(chǎn)，直到1998年才完畢這個(gè)目的?，F(xiàn)在通過國家記錄句數(shù)據(jù)來說明04到2023這2023間鋼鐵的發(fā)展如圖1-1。圖1-12023-2023年中國型鋼產(chǎn)量走勢圖在通過2023到2023這2023我國H型鋼細(xì)分品中產(chǎn)量記錄如表1-1。表1-12023-2023年我國H型鋼重要細(xì)分品種記錄（萬噸）年份大型H型鋼中小型H型鋼鋼型合計(jì)2023年638.33778.04016.32023年747.82664.63412.32023年917.22386.13303.32023年1014.72839.53854.22023年894.12953.83847.92023年947.04118.95065.92023年946.54251.95198.42023年1103.84573.25676.92023年1132.74702.15834.92023年1274.95745.47020.32023年1349.55620.06969.5從總體這2023來看，雖然在偶爾存在今年產(chǎn)量不如往年的現(xiàn)象，但是總的產(chǎn)量還是在穩(wěn)步提高的，對于品種分析可看出，每個(gè)時(shí)期對于H型鋼種類的需求也是不同的，都是在為市場做調(diào)整，總體來說H型鋼的需求在不斷增長。馬鋼是我國第一個(gè)生產(chǎn)H型鋼的公司，現(xiàn)加以介紹。馬鋼公司H型鋼廠從國外公司引薦生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，一期工程年生產(chǎn)能力60萬噸以生產(chǎn)H鋼為主。在H型鋼的生產(chǎn)中都是由計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有三級、一級為基礎(chǔ)控制級、二級為過程控制級、三級為工廠管理控制級。總體來說這是一條在我國也可以說是世界上都十分先進(jìn)的剛型生產(chǎn)線。它的建成也增強(qiáng)了我國生產(chǎn)H鋼的技術(shù)水平。圖1-2為馬鋼生產(chǎn)的H型鋼鐵。圖1-2馬鋼生產(chǎn)的H型鋼材就最近幾年來說我國生產(chǎn)剛型的技術(shù)與水平離世界先進(jìn)水平很接近甚至可以說是能達(dá)成。對以后來說進(jìn)步技術(shù)，設(shè)備提高已經(jīng)不是重要目的，重要是為了滿足用戶需求才是目的，目前我國剛型型材標(biāo)準(zhǔn)只能滿足工業(yè)生產(chǎn)，國外的標(biāo)準(zhǔn)也無法滿足我國的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。同時(shí)尺寸公差，鋼鐵化學(xué)成分純凈度，表面質(zhì)量等各個(gè)方面來說，我國與發(fā)達(dá)國家相比還是有一定的差距。本課題的研究內(nèi)容大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)，重要就是為了研究大型H鋼的翻轉(zhuǎn)與提高裝置兩部分。重要內(nèi)容有；查閱相關(guān)資料，了解大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)國內(nèi)外現(xiàn)狀、特點(diǎn)、差距基本擬定研究方法及研究思緒，撰寫開題報(bào)告；做出大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的總體方案；計(jì)算出大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的重要參數(shù)；完畢大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高傳動系統(tǒng)、電氣與液壓設(shè)計(jì)。翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)和提高機(jī)構(gòu)采用形式的擬定翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的擬定翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用是將工件做沿著軸做翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，使工件變換有利位置更好地進(jìn)行加工[5]。現(xiàn)在翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有很多類型可以參考，例有頭尾架式、框架式、鏈?zhǔn)健h(huán)式、推舉式等，如表2-1所示翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的種類。這些翻轉(zhuǎn)類型都可以使用在實(shí)際不同的生產(chǎn)中，但是在我國還沒有對翻轉(zhuǎn)機(jī)形式制定標(biāo)準(zhǔn)，只有頭尾架式有系列標(biāo)準(zhǔn)。表2-1翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)種類形式變位速度驅(qū)動方式工作特點(diǎn)頭尾架式可調(diào)機(jī)電環(huán)形焊縫，運(yùn)用于軸類和橢圓形焊件，旋轉(zhuǎn)變位框架式恒定機(jī)電或液壓用于較長焊件，傾斜變位鏈?zhǔn)胶愣C(jī)電用于自身剛度強(qiáng)的工件翻轉(zhuǎn)變位環(huán)式恒定機(jī)電用于自身剛度強(qiáng)的工件翻轉(zhuǎn)變位，在大型構(gòu)件的組對與焊接應(yīng)用中較多推舉式恒定液壓用于傾斜變位，裝配和焊接在同一工作臺上進(jìn)行由工作特點(diǎn)分析，對翻轉(zhuǎn)種類的最后三種進(jìn)行重點(diǎn)分析和選擇，作為大型H鋼的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。現(xiàn)在分析這三種形式，選擇出最合適的形式。如下圖2-1為采用鏈?zhǔn)降姆D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)所示。鏈輪2.鏈條3.H鋼4.支架5.張緊輪圖2-1鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由圖看出，其結(jié)構(gòu)形式比較簡樸，由于H鋼用鏈條的支撐，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜、來源廣泛且已加工，運(yùn)用鏈傳動運(yùn)營平穩(wěn)。缺陷就是鏈條之間的焊接很麻煩費(fèi)時(shí)間，對焊接和夾具的都是有規(guī)定的。環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式如下圖2-2所示。與鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)相比環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)得缺陷就是在翻轉(zhuǎn)同樣的H型鋼時(shí)，環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大。有點(diǎn)就是環(huán)式機(jī)構(gòu)在翻轉(zhuǎn)大型鋼件的效率高。拖輪2.支撐環(huán)3.鈍齒輪4.驅(qū)動裝備圖2-2環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)推舉式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如下圖2-3所示。推舉式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)就是，機(jī)構(gòu)也比較簡樸，缺陷是這種結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)的自由度單一，每次翻轉(zhuǎn)都無法回到本來的位置，需要人工操作復(fù)位，所以翻轉(zhuǎn)效率比較低。翻轉(zhuǎn)工作臺2.推拉式軸銷3.舉升液壓缸圖2-3推舉式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)綜合分析三種翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)，最后選擇用鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)。這樣提高機(jī)構(gòu)選擇的問題就解決了。鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成重要由鏈條、鏈條連接方式也是兩種，有片式關(guān)節(jié)鏈和環(huán)形焊接鏈。與焊接鏈做對比第一種片式的運(yùn)動平穩(wěn)且可靠。缺陷是片式關(guān)節(jié)鏈條的價(jià)格比較高、并且容易生銹和近灰。鏈條自身優(yōu)點(diǎn)抗腐蝕性很強(qiáng)，摩擦性能好、且傳動機(jī)構(gòu)尺寸較小。缺陷就是鏈條之間相連的剛度強(qiáng)度很低，在有一定的沖擊下容易損壞、不合用于高速提高。由于翻轉(zhuǎn)機(jī)自身在工作中有一定的沖擊，考慮到安全和穩(wěn)定的，最后選用片式關(guān)節(jié)鏈。提高機(jī)構(gòu)的擬定提高機(jī)構(gòu)分兩種；一種為機(jī)械式，另一種為液壓式。1.機(jī)械式起升機(jī)構(gòu)涉及：(1)繩索卷繞式起升機(jī)構(gòu)；(2)鏈條卷繞式起升機(jī)構(gòu)。2.液壓式起升機(jī)構(gòu)(1)壓缸起升機(jī)構(gòu)；(2)壓馬達(dá)升機(jī)構(gòu)。機(jī)械式提高機(jī)構(gòu)的應(yīng)用目下圖2-4所示，新型地下垃圾桶就是典型的運(yùn)用機(jī)械式提高機(jī)構(gòu)作為重要提高方式作出的產(chǎn)物[6]。對于普通的垃圾桶來說，垃圾箱的制作存在很多局限性，一般垃圾都是在地邊上堆積很占空間，特別是對于夏天蒼蠅很多更是有異味，對于城市面貌更是大大減分。它的出現(xiàn)恰恰就是解決這一問題的它解決了，它的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)省空間且清理方便、成本低、可以減輕工作人員的工作強(qiáng)度[7]。該提高機(jī)構(gòu)有附件、省力與減速機(jī)構(gòu)。工作人員在清理垃圾時(shí)，搖動手柄使鏈輪1轉(zhuǎn)動。上升時(shí)運(yùn)用棘輪轉(zhuǎn)動，2摩擦片不發(fā)生作用；下降時(shí)，2摩擦片嚙合，通過摩擦減小沖擊。鏈輪2轉(zhuǎn)動，鏈輪2再帶動滾筒5轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動將繩絞起來，拉底板5向上升起，垃圾桶放在底板上，底板上升就可以把垃圾桶提高上去。（a）新型地下垃圾桶主視圖（b）新型地下垃圾桶左視圖1.2.鏈輪3.滑輪組4.滾筒5.底板圖2-4地下垃圾桶提高機(jī)構(gòu)主視圖液壓式提高機(jī)構(gòu)的應(yīng)用平行四邊形機(jī)構(gòu)在各類液壓升降設(shè)備被中廣泛使用，由于其結(jié)構(gòu)可以放大工作，但是頂升的工作方式。如圖2-5就是運(yùn)用其結(jié)構(gòu)的特性來設(shè)計(jì)的液壓式提高機(jī)構(gòu)。提高機(jī)構(gòu)2.航標(biāo)浮筒3.清洗刷1.1號液壓缸2.2號液壓缸3.提高滑塊圖2-5長江航標(biāo)浮筒清洗裝置圖2-6機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖工作臂上有很多刷子，通過刷子的工作臂在軌道上下運(yùn)動和自身擺動這樣就可以清洗浮筒。工作臂的上下運(yùn)動由液壓缸的提高機(jī)構(gòu)來帶動。如圖2-6機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖可看出，工作臂連接在滑塊，平面運(yùn)動構(gòu)型為四邊形，可以穩(wěn)定工作。裝置由滑輪引導(dǎo)在軌道中上下升降，滑塊在垂直中心線上運(yùn)動，這樣可以使兩液壓缸實(shí)現(xiàn)機(jī)械同步。平行四邊形提高機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)就是構(gòu)造簡樸、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓提高機(jī)構(gòu)多用此機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)升降。1.兩種提高機(jī)構(gòu)的比較機(jī)械式提高機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件通常選擇鋼絲繩滑輪組，特點(diǎn)為提高范圍比大合用于大型鋼件，缺陷是提高結(jié)構(gòu)復(fù)雜。也有齒輪齒條組合，但這種組合只合用于提高小型鋼件。液壓式提高機(jī)采用的動力源是液壓，用液壓缸進(jìn)行提高。其運(yùn)營平穩(wěn)并且使用壽命很長，但是由于是液壓式需要用到油液，油液容易隨溫度變化并且假如密封不好還容易出現(xiàn)泄露等等一些問題。機(jī)械式提高機(jī)構(gòu)的提高方式為提拉式，而液壓式提高機(jī)構(gòu)的提高方式為推舉式。都有優(yōu)缺陷當(dāng)然還需根據(jù)工作環(huán)境及規(guī)定選取。從本次研究的課題角度出發(fā)，考慮到液壓式提高機(jī)構(gòu)的裝置重量和體積相對于機(jī)械式來說更輕也更小，并且更耐沖擊，結(jié)構(gòu)也簡樸。前提是相同功率驅(qū)動，還是選擇液壓式提高機(jī)構(gòu)。H鋼翻轉(zhuǎn)的工作原理工件在鏈條上最開始的狀態(tài)如圖2-7。重心在AB中間，當(dāng)鏈條轉(zhuǎn)動的時(shí)候。鏈條順時(shí)針轉(zhuǎn)，重心慢慢偏離B點(diǎn)，靠近A點(diǎn)，由于翻轉(zhuǎn)鋼件與鏈條的接觸點(diǎn)開始發(fā)生變化，B點(diǎn)離開鏈條，向左翻轉(zhuǎn)。鏈輪2.鏈條圖2-7翻轉(zhuǎn)過程如圖2-8（a）重心G偏在A的右側(cè)，假如翻轉(zhuǎn)H型鋼，就需要一個(gè)滾轉(zhuǎn)力使重心偏在A點(diǎn)的左側(cè)，來使H鋼繼續(xù)翻轉(zhuǎn)。如圖2-8（b）此時(shí)重心G在A的左側(cè)，慣性使工件繼續(xù)翻轉(zhuǎn)，假如想要停止翻轉(zhuǎn)，需要一個(gè)阻止力需要大于慣性力，假如需繼續(xù)翻轉(zhuǎn)，需要H鋼的慣性力大于阻力矩，這樣使H鋼的重心G逐漸偏向在A點(diǎn)的左側(cè)，否則H鋼翻轉(zhuǎn)將停止轉(zhuǎn)動。鏈條的摩擦力假如摩擦力足夠大，就不換產(chǎn)生大話現(xiàn)象，也不會影響H鋼的翻轉(zhuǎn)。同時(shí)規(guī)定H鋼有足夠大的翻轉(zhuǎn)速度來克服打滑現(xiàn)象。但是H鋼與鏈條的摩擦離大小工作量很大并且很復(fù)雜，所以這里就不進(jìn)行計(jì)算了。(a)H鋼重心在右側(cè)(b)H鋼重心在左側(cè)圖2-8H鋼翻轉(zhuǎn)過程簡圖大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的簡圖可以翻轉(zhuǎn)最大的H型鋼尺寸的為：18m×6m×12m，最大能承受的重量是10噸?，F(xiàn)設(shè)計(jì)大型H剛翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的布置見圖如下圖2-9。由于到H型鋼重量非常重也非常大，單個(gè)機(jī)構(gòu)是無法完畢提高與翻轉(zhuǎn)，需要兩個(gè)或者兩個(gè)以上工作臺配合完畢此過程。每一個(gè)工作臺的尺是不同的其中1與2之間的長度為4m，2和3之間的長度為7m。個(gè)設(shè)備間都設(shè)計(jì)有輥道，每個(gè)設(shè)備都是相同的只是間隔不同，都配有制動器來控制工作。1.Ⅰ號翻轉(zhuǎn)架2.Ⅱ號翻轉(zhuǎn)架3.Ⅲ號翻轉(zhuǎn)架4.輥道圖2-9大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)的布置本章小結(jié)本章翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)就是為了解決翻轉(zhuǎn)的形式與提高形式的選擇。通過對翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)形式的類型特點(diǎn)與應(yīng)用的分析最終選擇了鏈?zhǔn)教岣咝问?。提高形式選擇為液壓式，最后對翻轉(zhuǎn)提高如何運(yùn)動做以擬定，做了一下機(jī)構(gòu)簡圖，做到了主體擬定。翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鏈條及鏈輪的選擇設(shè)計(jì)鏈條的設(shè)計(jì)選擇1.鏈條的選擇如下圖3-1，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)重要由鏈輪，鏈條，張緊裝置，通過鏈條轉(zhuǎn)動使H鋼翻轉(zhuǎn)。圖3-1翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)簡圖最開始定鏈條的轉(zhuǎn)速為0.5m/s，每一個(gè)翻轉(zhuǎn)架所承受力是50kN，受力分析如圖3-2。圖3-2鏈條受力計(jì)算拉力F見式(3-1)：(3-1)鏈條拉力F為34355N。查手冊，選擇LH0866型板式起重鏈條?；緟?shù)如下表3-1：表3-1LH0866型板式起重鏈條參數(shù)名稱參數(shù)相見節(jié)距P12.7mm板數(shù)的組合6×6最大拉伸載荷Q66.7kN2．鏈條的長度初步擬定鏈條長度；考慮到鏈輪部分的鏈條長度沒有算入，所以取L為6200mm。3．?dāng)M定鏈條的節(jié)數(shù)計(jì)算鏈條節(jié)數(shù)見式（3-2）：（3-2）取Lp=490節(jié)。式中：Lp為鏈條的節(jié)數(shù)，L為鏈條的長度，P為鏈條的節(jié)距。鏈輪的設(shè)計(jì)選擇鏈輪采用整體式鋼制小鏈輪，結(jié)構(gòu)形式如圖3-3。（a）鏈輪主視圖（b）鏈輪左視圖圖3-3鏈輪結(jié)構(gòu)參照下表3-2鏈輪基本參數(shù)。表3-2鏈輪基本參數(shù)名稱數(shù)值（mm）計(jì)算公式配用鏈條節(jié)距P12.7查手冊配用鏈條的滾子外徑d15.12配用鏈條的排距Pt6.24Pt=3b0分度圓直徑d68mm齒數(shù)z17取z得17內(nèi)徑dk35/齒頂圓直徑da77齒根圓直徑df63分度圓旋齒高h(yuǎn)a5輪轂厚度h11.5輪轂長度l36輪轂直徑dh58齒寬bf3.7表中：v為設(shè)計(jì)鏈速，n為鏈輪轉(zhuǎn)速，k-常數(shù)，50＜d＜100時(shí)k取4.8，b0為鏈板厚度查機(jī)械手冊取2.08mm?；喌脑O(shè)計(jì)選擇滑輪與軸相連接配合，同時(shí)滑輪又與鏈輪配合使其轉(zhuǎn)動從而帶動大型H鋼進(jìn)行翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，所以滑輪的設(shè)計(jì)選擇是很重要的。由于鏈條特殊的布置形式，要設(shè)計(jì)一個(gè)滑輪，這樣可以將鏈條拉緊，以防鏈條運(yùn)動的時(shí)候發(fā)生接觸，這樣傳動效率會提高很多?；喗Y(jié)構(gòu)形式如下圖3-4，滑輪設(shè)計(jì)參數(shù)見表3-3。圖3-4滑輪的結(jié)構(gòu)表3-3滑輪設(shè)計(jì)參數(shù)名稱數(shù)值（mm）計(jì)算公式D80/輪槽直徑D1140輪緣直徑D2160輪緣間寬b30滑輪寬B50/表中：P為鏈條的節(jié)距，P取12.7mm，b為鏈條的銷軸長，b=取27.99mm，h1潤滑油的選擇由于鏈條的布置形式比較特殊，選擇傳動的形式為開式，手工潤滑比較困難。需將鏈條拆下，定期清洗，清洗的液體就是煤油，等鏈條的間隙都被煤油充滿后才干安裝使用。使用潤滑劑可以減少動力傳到過程的動能損失，從而提高傳動效率。潤滑劑必須要有良好的滲透性，不光是潤滑鏈條，還需要潤滑軸與軸套，他們的間隙很小。還需要良好的粘附性，為了防止高速工作是潤滑劑被甩出。綜上所述選擇潤滑油的牌號為昆侖的L-AN46，全損耗系統(tǒng)用油，由于它的密封性也很好，也可作為封閉循環(huán)系統(tǒng)的潤滑油。電機(jī)的選擇由上一節(jié)受力分析得出鏈條的拉力為F為34295N，得選擇出電動機(jī)型號見式（3-3）；(3-3)P電=式中：η鏈為鏈條傳動效率，取η鏈=90%，η皮為皮帶傳動效率，取η皮=80%。根據(jù)手冊，選取電動機(jī)型號YZ160L-8作為翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電動機(jī)，它的轉(zhuǎn)速為705r/min，額定功率帶傳動及齒輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算皮帶傳動的設(shè)計(jì)由電動機(jī)選擇得出電動機(jī)功率P為2.3kW，窄V帶傳動，按照1．帶型的選擇根據(jù)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，705r/min，查手冊，選擇V帶形式為窄V帶SPZ。2.擬定計(jì)算功率Pca計(jì)算功率Pca見式（3-4）：Pca=KAP(3-4)式中：Pca為計(jì)算功率，KA為工作情況系數(shù)。查手冊得KA=1.4，P為傳遞的額定功率。3.帶輪的基準(zhǔn)直徑(1)初選小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1根據(jù)V帶選擇，參考手冊，選取小帶輪準(zhǔn)直徑dd1=63mm，則da1=67mm。(2)計(jì)算帶速計(jì)算帶速見式(3-5）：(3-5)式中：v1為積極輪的圓周速度，n1為積極輪的轉(zhuǎn)速。(3)計(jì)算從動輪基準(zhǔn)直徑dd2設(shè)計(jì)傳動比i=1：5。根據(jù)手冊第3卷，選取從動輪基準(zhǔn)直徑dd2=315mm，da2=319mm。4.擬定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld初定中心距a0，見式（3-6）：(3-6)0.7×(63+315)<a0<2×(63+315)264.6<a0<756初選a0=550mm?；鶞?zhǔn)長度見式(3-7)：(3-7)==1622.212mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選取基準(zhǔn)長度Ld=1600mm見式（3-8）：(3-8)這里還需要考慮補(bǔ)償預(yù)緊力所以：5.驗(yàn)算積極輪上的包角根據(jù)對包角的規(guī)定見式（3-9）；(3-9)包角滿足規(guī)定。6.擬定帶的根數(shù)計(jì)算帶的根數(shù)見式（3-10）：(3-10)式中：Kα為包角系數(shù)，KL為長度系數(shù)，P0為單根V帶的基本額定功率，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，Kα取0.92，KL=1.16，P0=0.68。取z=5根。7.擬定帶的預(yù)緊力計(jì)算帶的預(yù)緊力見式（3-11）：(3-11)式中：m為V帶單位長度質(zhì)量，v為帶速，z為帶的根數(shù)，Kα為包角系數(shù)Pca為計(jì)算功率，查手冊得m取0.07kg/m。8.計(jì)算傳動作用在軸上的力計(jì)算傳動作用在軸上的力見式（3-12）：(3-12)式中：z為帶的根數(shù)，F(xiàn)0為單根帶的預(yù)緊力，為積極輪上的包角。V帶輪的設(shè)計(jì)由上節(jié)V帶輪的轉(zhuǎn)速以及功率，可得出輪采用材料為；HT150鑄造。先設(shè)計(jì)小V帶輪，發(fā)動機(jī)帶動小V帶輪轉(zhuǎn)動，從而帶動皮帶轉(zhuǎn)動，皮帶將運(yùn)動傳遞給大帶輪，帶動大帶輪轉(zhuǎn)動。這里先設(shè)計(jì)小V帶輪，然后再設(shè)計(jì)大V帶輪。小帶輪設(shè)計(jì)計(jì)算由于內(nèi)孔與外空的距離很小，查手冊，直徑且小于160mm，所以小帶輪采用的結(jié)構(gòu)形式為實(shí)心式，由于小帶輪基準(zhǔn)直徑dd≤2.5d，結(jié)構(gòu)形式如圖3-5所示。圖3-5小帶輪結(jié)構(gòu)小帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3-4。表3-4小帶輪結(jié)構(gòu)參數(shù)參數(shù)數(shù)值(mm)計(jì)算公式D32/d158d1=(1.8～2)dDd63/Da67/B64B=2f+4eL83L=(1.5～2)dψ36°/式中：f為第一槽對稱面至端面距離，e為槽間距。大帶輪設(shè)計(jì)大帶輪采用的結(jié)構(gòu)形式是；孔板式。輪槽工作面不能有砂眼，氣孔。各輪槽間距的累積誤差不得超過±0.8。結(jié)構(gòu)形式如圖3-5所示。圖3-6大帶輪結(jié)構(gòu)大帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3-5。表3-5大帶輪結(jié)構(gòu)參數(shù)參數(shù)數(shù)值（mm）計(jì)算公式D45/d190d1=(1.8～2)dDd315/Da319/B64B=2f+4eL64B<1.5d時(shí)，L=BC11(1/7～1/4)BD1259/D0174.5D0=0.5(D1+d1)d050d0=(0.2～0.3)(D1-d1)ψ36°/式中：f為第一槽對稱面至端面距離，e為槽間距。皮帶張緊裝置的選擇由于V帶彈性很低且容易變形，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，在預(yù)緊力的作用下，就會產(chǎn)生塑性變形使V帶松弛，這樣預(yù)緊力減少，使傳動效率減少。所以，需要一種裝置，使皮帶始終能處在一定的狀態(tài)，這樣的工作效率就會變得很高。這種裝置就是張緊裝置如圖3-7。圖3-7擺架式張緊裝置常見的張緊裝置有定式在大型H鋼的翻轉(zhuǎn)提高設(shè)備采用擺架式張緊的裝置，如圖3-7。只要調(diào)整電動機(jī)下方的螺母就能調(diào)節(jié)帶的預(yù)緊力。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核軸的設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)中有一根積極軸，一根滑輪軸，一根空場鏈輪軸，現(xiàn)在只對積極軸進(jìn)行計(jì)算。線求軸的輸出功率P軸軸的轉(zhuǎn)速n和軸的轉(zhuǎn)矩T。鏈條的傳動效率η取0.98則；P軸=1.9992/0.98=2.04kW2．初步擬定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》取A0=112，計(jì)算dmin見式（3-13）：（3-13）軸的最小直徑處為安裝鏈輪處，此處有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)放大6%，即取。3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3-8。(2)根據(jù)軸向定位的規(guī)定擬定軸的各段直徑與長度為了保證鏈輪的軸向定位，Ⅰ處設(shè)有螺紋，Ⅱ處設(shè)軸肩，Ⅰ與Ⅱ之間的長度設(shè)定為70mm，Ⅱ與Ⅲ之間的長度為50mm。由于軸承承受徑向力作用，滾動軸承選擇深溝球軸承。參照工作規(guī)定，由Ⅱ與Ⅲ的距離為50mm，選擇軸承型號為6410，該型號尺寸為；50×110×31。由于Ⅱ與Ⅲ處有端蓋又由于厚度的因素，就取其長度為51mm。Ⅲ設(shè)軸肩，Ⅲ與Ⅳ的長度為55mm，Ⅲ與Ⅳ的長度為550mm。Ⅳ與Ⅴ之間的長度為50mm，考慮這有安裝有端蓋、皮帶輪以及軸承，所以?、襞cⅤ之間的長度為30mm，與Ⅵ的長度100mm。Ⅴ處設(shè)螺紋，M42，Ⅵ與Ⅶ之間的長度為50mm。軸的倒兩個(gè)角取45°半徑為圖3-8積極軸的結(jié)構(gòu)帶輪、鏈輪的周向定位；選擇平鍵聯(lián)接。查手冊的，帶輪、鏈輪與軸的配合；H7/r6。軸的尺寸公差為m6。4.分析軸的載荷分布與彎扭校核強(qiáng)度(1)由圖3-9可以分析載荷分布。（a）a處的載荷（b）b處的載荷（c）c處的載荷（d）d處的載荷圖3-9軸的載荷分布由上圖看出B處在和最大，現(xiàn)在通過對B截面進(jìn)行載荷計(jì)算如表3-5。表3-5截面B處的載荷計(jì)算載荷水平面H垂直面V支反力FNH1=21608NFNH2=2409NFNV1=22435NFNV2=2565N彎矩MMH=1385NmMV=1475Nm總彎矩扭矩TT=138Nm(2)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度現(xiàn)只校核軸的危險(xiǎn)截面B處的強(qiáng)度見式（3-14）：(3-14)式中：d為軸直徑，M為軸受的彎矩，T為軸受的扭矩，Ψ為校正系數(shù)，雙向旋轉(zhuǎn)Ψ取1，查手冊，查表得σ-1p=207MPa危險(xiǎn)截面B處軸的強(qiáng)度滿足規(guī)定。滾動軸承的校核計(jì)算額定動載荷與基本額定動載荷的大小見式(3-15）：（3-15）式中：C為基本額定動載荷，P為當(dāng)量動載荷，為壽命因數(shù)，為速度因數(shù)，fm為力矩載荷因數(shù)由于軸承只承受徑向力作用，所以取P和Fr都是25KN。查手冊得fh取1.26，fn取0.62，fd取1.2，ft取1.0。查手冊，Cr取92.2KN。所以C＜Cr，選擇型號6410符合規(guī)定。鍵的校核軸上有兩個(gè)鍵，鏈輪處的鍵所受力最大，故對此處進(jìn)行校核。1.擠壓強(qiáng)度校核計(jì)算擠壓校核見式（3-16）：(3-16)式中：T為傳遞的轉(zhuǎn)矩，k為與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h=0.5×8=4mml為的工作長度，圓頭平鍵l=L-b=28-10=18mm，d為軸直徑[p]鍵連接的許用擠壓應(yīng)力。查手冊，在有沖擊載荷的情況下，p應(yīng)小于120MPa。所以滿足規(guī)定。2.鍵的剪切強(qiáng)度校核計(jì)算鍵的剪切強(qiáng)度校核見式（3-17）：(3-17)式中：T為查手冊和表，有沖擊載荷時(shí)p=90MPa。＜p故滿足規(guī)定。本章小結(jié)本章重要對翻轉(zhuǎn)和提高機(jī)構(gòu)做出了具體設(shè)計(jì)。對傳動系統(tǒng)、軸、鏈條進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算，并且也考慮到鏈條的潤滑問題。小帶輪采用實(shí)心形式，大帶輪采用孔板式。為了解決V帶變松的問題選擇擺駕式張緊裝置。同時(shí)也對軸和鍵進(jìn)行了校核。翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)的液壓與電氣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算液壓傳動系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，例如：體積小、質(zhì)量輕容易實(shí)現(xiàn)自動化通用化等。廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域，當(dāng)前朝著與計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高集成化，低噪音的方向發(fā)展。液壓傳動通過液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動工作，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動或者是擺動。液壓缸的分類有很多種下面將其進(jìn)行分類如表4-1，這樣能更好的對其進(jìn)行分析選擇。表4-1液壓缸分類及工作特點(diǎn)液壓缸分類液壓缸的下級分類工作特點(diǎn)單作用單活塞桿式單向液壓驅(qū)動，返回行程是運(yùn)用自重或負(fù)載將活塞推回栓塞式適于做長行程液壓缸，只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動,柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重，必須有足夠的剛度伸縮式以短缸獲得行程，用壓力油從小到大逐節(jié)排出，靠外力由大到小、逐節(jié)縮回雙作用單活塞桿式單邊有活塞桿，雙向液壓驅(qū)動，兩向推力和速度不等雙活塞桿式雙邊有活塞桿，雙向驅(qū)動，可實(shí)現(xiàn)等速往復(fù)運(yùn)動伸縮式活塞伸出的順序式從大到小,空載縮回的順序相反組合式彈簧復(fù)位式單向液壓驅(qū)動，由彈簧里復(fù)位串聯(lián)式用于缸的直徑受限制，而長度不受限制處，可獲得大得推力增壓式大小油缸串聯(lián)組成，由低壓大缸驅(qū)動，使小剛獲得高壓齒條傳動式活塞往復(fù)運(yùn)動，經(jīng)齒條傳動使與之嚙合的齒輪獲得雙向回轉(zhuǎn)運(yùn)動根基工作特點(diǎn)分析初步選擇雙作用單活塞桿液壓缸，液壓缸的結(jié)構(gòu)形式如圖4-1。接下來需要計(jì)算出缸筒的內(nèi)徑。圖4-1液壓缸結(jié)構(gòu)形式原始數(shù)據(jù)；H鋼重10t，翻轉(zhuǎn)架重2t，單個(gè)的液壓缸所承受的載荷為（10/2+2）/4=1.75t，行程L=800mm1.計(jì)算液壓缸的牽引力F計(jì)算液壓缸的牽引力F見式（4-1）：F=F壓+F密+F慣+F背（4-1）一般取F密=（0.01～0.1）F壓，F(xiàn)密=0.1×17500=1750N。F慣見式（4-2）：F慣=（4-2）式中：G為總重力，g為力加速度，△vF慣==1429NF背=0F=17500+1750+1429+0=20679N2.計(jì)算液壓缸內(nèi)徑、活塞直徑計(jì)算液壓缸內(nèi)徑見式（4-3）：D===0.105m=105mm（4-3）查手冊，D為125mm。3.活塞桿直徑在受壓時(shí)P≤5MP情況下：d?。?.5～0.55）D。d=125×0.5=62.5mm查手冊，d=63mm。缸筒長度L以及其它部位尺寸缸筒長度L以及其它部位尺寸如圖4-2。圖4-2液壓缸結(jié)構(gòu)最小導(dǎo)向長度：H≥+=+=102.5mm取H=103mm?；钊麑挾菳=（0.6～1.0）D取B=0.8×125=100mm。導(dǎo)向套滑動面長度A，當(dāng)D＞80mm時(shí)A=（0.6～1.0）d。取A=0.6×62.5=37.5mm。隔套C=H－0.5（A+B）=103-0.5（100+37.5）=34.25mm。取C=35mm。5．缸筒壁厚及其驗(yàn)算(1)查手冊選取缸筒外徑為；146mm。δ=（146-125）=10.1mm(2)壁厚校核==0.081mm=0.08～0.3可用下列公式校核見式（4-4）：δ≥（4-4）式中：Pmax為最高工作壓力，Pmax=1.5×2.5=3.75Mpa，δ為許用應(yīng)力，[δ]=δb/n缸筒材料選為35號缸，δb=540MPa，n取4。[δ]=540/4=135MPa==0.0017m=1.7mmδ＞1.7mm壁厚強(qiáng)度合格。缸底、缸蓋設(shè)計(jì)及計(jì)算(1)缸底采用焊接方式，如圖4-3。圖4-3缸底連接方式δ1≥0.433D2(4-5)式中：D2為計(jì)算厚度處直徑，取D2=105mm。δ1≥0.433×105×=6.2mm焊縫應(yīng)力計(jì)算見式（4-6）：δ=MPa(4-6)式中：F為缸內(nèi)最大推力，D1為缸筒外徑，d1為焊縫直徑，η為焊接效率，取η=0.7，δb為焊條材料的抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，取n=4。δ==13MPaMPa＞δ焊接強(qiáng)度可靠。缸蓋采用外螺紋連接，如圖4-4。圖4-4缸蓋連接方式螺紋處拉應(yīng)力見式（4-7）：δ=N/mm2(4-7)螺紋處剪應(yīng)力見式（4-8）：τ=N/mm2(4-8)式中：F為最大推力，D為內(nèi)徑，d0為紋外徑，d螺紋使用M140×4普通螺紋，查手冊d1=135.670mm。δ=12.45N/mm2τ=4.2N/mm2合成應(yīng)力δn=14.42N/mm2許用應(yīng)力見式（4-9）：δp=(4-9)式中：δs為缸筒材料的屈服極限35缸為320MPa，n0為安全系數(shù)，取n0=1.2～2.5。δp=320/2=160MPaδp＞δn螺紋強(qiáng)度滿足規(guī)定。液壓系統(tǒng)的原理及元件選擇1.液壓系統(tǒng)的原理圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)共有15個(gè)液壓缸，有3個(gè)液壓缸作用是制動，其他分三組翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，每次由兩組完畢工作，由兩位兩通換向閥來完畢翻轉(zhuǎn)提高液壓缸的選擇。液壓系統(tǒng)原理由圖4-5。圖4-5液壓系統(tǒng)原理為了方便理解液壓系統(tǒng)各部分作用，用其以表格形式分析各部分作用，如表4-2。表4-2液壓系統(tǒng)各部分作用序號名稱作用1過濾器過濾掉液體中的雜質(zhì)，減少油液污染，保證系統(tǒng)正常工作2液壓泵向容積泵輸入壓力油，使泵轉(zhuǎn)動，輸出轉(zhuǎn)矩，成為液壓馬達(dá)3,溢流閥控制系統(tǒng)壓力基本恒定，實(shí)現(xiàn)限壓，穩(wěn)壓或調(diào)壓4,7,8換向閥控制油路的通與斷，相稱于開關(guān)5減速閥減少與穩(wěn)定系統(tǒng)中磨一支路的油液壓力6，9單向閥使油液只能延一個(gè)方向流動，不許反向倒流10調(diào)速閥使液壓缸流量恒定，油液與共有壓力保持不變，使變量泵與液壓缸流量匹配11，12液壓閥執(zhí)行元件，使機(jī)構(gòu)運(yùn)動2.液壓元件的選擇根據(jù)系統(tǒng)的工作情況，將液壓元件列入下表4-3。表4-3翻轉(zhuǎn)提高機(jī)液壓系統(tǒng)的元件型號序號元件名稱額定壓力MPa額定流量L/min型號規(guī)格說明1過濾器0.07160XU-A160X30FS通徑為40mm2齒輪泵2.5125BB-B1251500r/min0.55KW3溢流閥25200BG-06通徑為16mm4電液換向閥1618024DF3B-E16B通徑為16mm5減壓閥31.560DR6DP3-50通徑為15mm69單向閥31.5175S20P通徑為20mm7電磁換向閥168024DF3-E10B通徑為10mm8電液換向閥281604WEH16G/10單向調(diào)速閥32100QA-H20通徑為20mm1112液壓缸//自行設(shè)計(jì)/表中所列的元件都是查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，第四卷。機(jī)構(gòu)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.控制規(guī)定(1)翻轉(zhuǎn)電機(jī)規(guī)定可以正反轉(zhuǎn)；(2)系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動；(3)液壓泵由電機(jī)M4拖動；(4)翻轉(zhuǎn)過程由三臺翻轉(zhuǎn)電機(jī)的任兩臺完畢，通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)選擇電動機(jī)型號。翻轉(zhuǎn)與液壓泵電機(jī)的選擇如表4-4電機(jī)名稱型號額定電壓額定電流額定轉(zhuǎn)數(shù)翻轉(zhuǎn)電機(jī)M1、M2、M3YZ160L-8380V18A705r/min液壓泵電機(jī)M4Y801-4380V1.5A1390r/min2.電氣控制線路設(shè)計(jì)(1)主回路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)開關(guān)SB2，控制電路啟動，KM1和KM2實(shí)現(xiàn)正反向翻轉(zhuǎn)，KM3控制液壓泵電動機(jī)。系統(tǒng)設(shè)有三組電機(jī)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號電機(jī)尚有液壓泵電機(jī)并設(shè)有熔斷器保護(hù)電路FU2、FU3、FU4、FU5。(2)控制電路設(shè)計(jì)開關(guān)SB1控制電氣的開關(guān)，開關(guān)SB3控制提高，開關(guān)SB4控制下降，開關(guān)SB5控制制動、SB6控制正轉(zhuǎn)、SB7控制反轉(zhuǎn)。(3)電機(jī)啟動、制動回路設(shè)計(jì)電機(jī)的啟動有兩種方式，這里用直接啟動的方法，另一種就是降壓啟動，與其相比，它更好的適應(yīng)翻轉(zhuǎn)電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩大，電流小的特點(diǎn)，啟動條件也沒有其他方式那樣苛刻。在頻繁啟動時(shí)要有獨(dú)立變壓器供電，假如沒有需要滿足下面條件；（4-10），可直接啟動電動機(jī)。(4)繪制電氣原理圖電器原理圖見附圖紙。3.電器元件的選擇在電器控制中運(yùn)用到很多元器件，例如電動機(jī)、組合開關(guān)、接觸器、控制按鈕、熔斷器等……下面需要對其進(jìn)行型號及規(guī)格數(shù)量的選擇，如表4-4大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高電氣元件選擇。表4-4大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)電器元件的選擇符號名稱型號規(guī)格數(shù)量M1、M2、M3異步電動機(jī)TZ160L-87.5KW380V705r/min3M4液壓泵電動機(jī)Y801-40.55KW380V1390r/min1Q組合開關(guān)HZ5-60/10L02三極380V60A1KM1KM2KM4KM5、KM6交流接觸器CJ0-20A額定電流20A線圈電壓220V5KM3交流接觸器CJ0-10A額定電流10A線圈電壓220V1KR熱繼電器JR15-10/2熱元件6號整定電流1.5A1FU1熔斷器RL1-15380V熔斷體2A1FU2、FU3、FU4熔斷器RL1-60380V熔斷體40A3FU5熔斷器RL1-15380V熔斷體5A1TC控制變壓器BK-200200VA380V/220V1S旋轉(zhuǎn)開關(guān)LS2-310A1ST1、ST2限位開關(guān)LX4A2SB1、SB5、控制按鈕LA10紅色2SB2、SB3、SB4、SB6、SB7控制按鈕LA10黑色5表中所列元件均查自《常用供配電設(shè)備選型手冊》第1卷。機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)工作過程由于每次工作用任意兩個(gè)翻轉(zhuǎn)架，現(xiàn)在只對ⅠⅡ號架組合的工作過程進(jìn)行說明。工作過程如下：一方面，啟動液壓泵按開關(guān)SB2，這時(shí)KM3得電，將S轉(zhuǎn)到1位置，這時(shí)ⅠⅡ號翻轉(zhuǎn)架就啟動了，通過液壓圖油路分析在這時(shí)，換向閥1YA移至左位，接通油路，KM4的使電后本來常閉開關(guān)KM4打開，將切斷Ⅲ號翻轉(zhuǎn)架電路。提高就按SB3，這樣4YA得到電信號轉(zhuǎn)化成液壓油信號，換向閥4YA移到左位，使油通路，這樣就開始了提高動作。假如松開SB3后這樣4YA就失電，油液就不通，這樣提高動作就停止了保持不動，正向翻轉(zhuǎn)按SB6，KM1得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)6YA失電，停止制動，這樣H剛就開始翻轉(zhuǎn)。反向翻轉(zhuǎn)就按SB7，想停在某一位置按SB5，這樣正反電機(jī)電路被斷開，此時(shí)6YA得電，啟動制動油液卸荷。假如需要使工件下降按SB4，這樣5YA表4-5系統(tǒng)電磁鐵動作過程液壓泵提高下降正翻反翻KM1///+/KM2////+KM3+++++KM4+++++KM5/////1YA+++++2YA/////3YA/////4YA/+///5YA//+//6YA+++//本章小結(jié)本章對其機(jī)構(gòu)的液壓與電氣進(jìn)行了設(shè)計(jì)，先對液壓系統(tǒng)中液壓缸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)設(shè)計(jì)出液壓工作原理圖，也對電氣控制進(jìn)行設(shè)計(jì)并選擇合適的元件。最后進(jìn)行對工作原理進(jìn)行了擬定，明確的同時(shí)也完畢了本次課題的設(shè)計(jì)。三維模型的建立建立零件一方面打開Pro/E軟件，建立一個(gè)新的零件圖，選擇其中某個(gè)基準(zhǔn)面進(jìn)行草圖繪制，再通過拉伸使其形成零件圖，見圖5-1，圖5-2，圖5-3。圖5-1文獻(xiàn)對話框圖5-2新建對話框圖5-3拉伸對話框零件圖的裝配同樣先是打開Pro/E軟件，建立一個(gè)新的組件圖，選擇其中一個(gè)零件作為基準(zhǔn)，再將其他部分的零件進(jìn)行裝配，并且需要添加相應(yīng)的約束來保證模型的可運(yùn)動性，可以見圖5-4，5-5。圖5-4新文獻(xiàn)選項(xiàng)圖5-5放置對話框接下來就該建立零件圖，下圖是圖5-6積極軸，圖5-7滑輪軸，圖5-8空場鏈輪軸，圖5-9大皮帶輪，圖5-10小皮帶輪，圖5-11鏈輪。圖5-6滑輪軸圖5-7鏈輪軸圖5-8空場鏈輪軸圖5-9大皮帶輪圖5-10小皮帶輪圖5-11鏈輪三維模型由于Pro/E軟件在工業(yè)使用中較為普遍的，Pro/E為集中從剛開始對產(chǎn)品進(jìn)行策劃到產(chǎn)品的完畢，體現(xiàn)出先進(jìn)化、自動化、參數(shù)化的系統(tǒng)軟件，尚有著獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫功能。同時(shí)也有強(qiáng)大的工業(yè)設(shè)計(jì)、三維建模設(shè)計(jì)、運(yùn)動分析等在很多方面都有所應(yīng)用。所以大型H鋼的三維圖如圖5-12三維模型圖本章小結(jié)本章重要針對Pro/E軟件繪圖進(jìn)行了概述，從軟件的打開建立草圖，到拉伸來生成的各部分零件，選擇出重要的零件進(jìn)行裝配，再通過約束成型完畢了最后的三維建模。結(jié)論現(xiàn)如今，我國經(jīng)濟(jì)與工業(yè)在飛速發(fā)展，同時(shí)H型鋼的需求也不斷的提高，為了滿足供應(yīng)市場，需要大量生產(chǎn)，同時(shí)就需要更高的生產(chǎn)效率取支撐。再設(shè)計(jì)大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)目的，的就是為了解決人工很難翻轉(zhuǎn)那些笨重且質(zhì)量大的鋼件，極大地提高生產(chǎn)效率。最近幾年我國的鋼型生產(chǎn)技術(shù)與水平離世界先進(jìn)水平差距很小了，接下來需要提高的就是鋼鐵的純凈度與表面質(zhì)量方便。在設(shè)計(jì)分析的時(shí)候需要考慮到機(jī)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)形式和提高形式，各部分元件選擇，如何互相配合才干使效率最高……得到的結(jié)論如下。1.對機(jī)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，選出了最合適的鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)，連接方式為片式關(guān)節(jié)鏈。鏈條所需要的節(jié)數(shù)為490節(jié)?？紤]到鏈條潤滑，潤滑油牌號為L-AN46。V帶輪材料都是采用HT150。軸也都是有45號鋼鑄造，H7/r6，尺寸公差m6，為了解決V帶運(yùn)動一段時(shí)時(shí)間后產(chǎn)生的嚙合松弛變形的現(xiàn)象，特地加裝張緊裝置這里采用擺架式張緊裝置。2.對于機(jī)構(gòu)的提高形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇除了液壓提高形式，看中的就是它的結(jié)構(gòu)緊密，運(yùn)營穩(wěn)的特點(diǎn)。液壓缸用雙作用單活塞桿液壓缸，缸蓋都是由外螺紋連接。液壓泵電機(jī)型號為Y801-4，轉(zhuǎn)速1390m/min。最后對電氣控制分析，轉(zhuǎn)化到對液壓油路的控制，最后轉(zhuǎn)化為機(jī)構(gòu)的提高正反翻轉(zhuǎn)、下降、制動等一系列過程。它的出現(xiàn)將會解決人力難以難翻轉(zhuǎn)提高的問題，增長生產(chǎn)力。由于時(shí)間的限制肯定存在很多局限性之處，希望各位對此多提意見。致謝一方面要感謝學(xué)校哈爾濱理工大學(xué)這些年對我的辛勞培養(yǎng)讓我有這次機(jī)會完畢這次論文課題；大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)構(gòu)。在大學(xué)這幾年中我不僅學(xué)習(xí)到了專業(yè)知識，并且學(xué)到了很多做人、做事等一些道理。這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)總結(jié)是在丁明娜老師的幫助下完畢的，謝謝老師在我設(shè)計(jì)期間的關(guān)心和指導(dǎo)，從搜集資料、方案的比較選擇與論證、再到計(jì)算畫工程圖等各個(gè)環(huán)節(jié)中碰到了很多困難都是她給予我鼓勵(lì)與指引，是我有了方向來克服重重困難，使我可以最后順利完畢論文寫作工作。感謝與我并肩作戰(zhàn)的舍友與同學(xué)們，感謝關(guān)心支持我的朋友，是你們的無私幫助我感受到學(xué)校的溫暖，在我的論文寫作過程中提供了很多信息與支持。為了夢想我們永不放棄，美好的時(shí)光總是短暫的，即將面臨畢業(yè)，面對更大的天空進(jìn)行下一階段的考驗(yàn)，開始新一階段的人生?？傆幸惶煳覀兌紩涯町?dāng)初的時(shí)光，大學(xué)的美好。最后向?qū)徳u本文的各位專家、老師致意！參考文獻(xiàn)高峰，郭為忠，宋清玉等.重型制造裝備國內(nèi)外研究與開發(fā)[J].機(jī)械工程報(bào).2023.46(19)：3-106李長江.大型軸承座翻轉(zhuǎn)裝置的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械2023.29（4）：99-201L．P．Ellekilde，J．W．PerramToolCenterTrajectoryPlanningforIndustrialRobotManipulatorsUsingDynamicalSystemsTheInternationalJournalofRoboticsResearch，2023：128-136OrlovP.FundamentalsofMachineDesign.Moscow:MirPub.,2023.65-72王華清.大型工件翻轉(zhuǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]，金屬加工，2023，（1）：36-45呂志敏.可升降地下垃圾箱：中國：.2023-03-24王廣林,楊超.一種新型地下力垃圾桶及其提高機(jī)構(gòu)[J]機(jī)械工程師，2023（10）：66-67齊占慶.機(jī)床電氣控制技術(shù).第3版[J].機(jī)械工業(yè)出版社，2023：88-90全風(fēng)淑.焊裝線液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)營平穩(wěn)性分析及控制[M].汽車工藝與材料,2023：50-53張利平.液壓閥原理、使用與維護(hù).化學(xué)工業(yè)出版社[J]，2023：86-92蔣泉山.垂直線提高機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究.林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2023第2期：23-28王桂林.大型H鋼翻轉(zhuǎn)提高機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓，2023年第5期：33-36陳家能.型材翻面機(jī)翻面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).重慶工業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2023年第4期：40-43紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2023：28-33SorsL.FatigueDesignofMachineComponents.Oxford:Pergamonpress,2023：66-71RajptuRK.ElementsofMechanicalEngineering.KatsonPubl.Hose,2023JYZhao，LZhao，HGDing，Analysisonelectrohydraulicspeedservocontrolschemesforantiexplosionhydraulichoisters：\o"《MeitanXuebao/journaloftheChinaCoalSociety》"MeitanXuebao/journaloftheChinaCoalSociety[J].附錄AAstudyofauniversalNCprogramprocessorforaCNCsystemXinguiGuo&YadongLiu&KazuoYamazaki&KeizoKashihara&MakotoFujishimaReceived:7August2023/Accepted:16November2023/Publishedonline:4January2023#Springer-VerlagLondonLimited2023AbstractNCprogramprocessingplaysavitalroleinCNCmachining.ExistingCNCsystemssupportonlyCNCbuilder-specificNCprograminputandthislimitsthepotentialapplicationofmanyNCprogramsthathavethesamefunctionswithdifferentformats.InordertomanagethevarietyofNCprogramsavailable,auniversalNCprogramprocessorwasdevelopedthatcanacceptandprocessanykindofNCprogram.Thisprocessorconsistsoftwomaincomponents:thefirstisanNCdictionary,whichisgeneratedbyanNCspecificationdictionarygeneratorfromthecorrespondingNCspecification,andthesecondisaninterpretingengine,whichchecksthedifferentinputNCprogramsandgeneratescanonicalmachiningfunctionsintermsoftheNCspecificationdictionaryandthecanonicalmachiningfunctionlibrary.Finally,aprototypesystemisbuilttoevaluatetheproposeddesignfollowedbyasuccessfulcasestudy.KeywordsNCprogramprocessor,NCspecificationdictionary,Interpretingengine.Canonicalmachiningfunction.1.IntroductionInmoderncomputernumericalcontrolsystem,NCprogramprocessor(NCPP)isaveryimportantcomponent,whichcomesfromtheprocessofcomputeraidedmanufacturingsystempreciselysolvingtheprocessinggoal.AsshowninFigure1,themainfunctionsofNCPPincluderequirements,NCprograms,checkingsyntax,settingspecifications,orerrorcontrol.Inthenextcell,themobilecommandandthePLCcommandCoordinatorwillseparatelyassigntheseoutputsectionstothemotioncontrolprocessorandthelogicalcontrolprocessor.Fig.thefunctionofNCprogramprocessorin1bitNCsystem.Figure1.RoleofNCPPinaCNCsystemIncomputernumericalcontrolsystem,mostoftheNCprogramcanonlyhandleaparticularprocessorofNCprogramversion,therearesomanyversionsoftheNCprogramonthemarket,theyarenotcompatiblewitheachother,therefore,thedifferenceofNCprogrammakesthemachineuserssuffering.TheNCprograminstallationfromthesamesupplierthandifferentsuppliersinthemachineismoredifficulttodistinguish,especiallythosewhobuyfromthesamesupplierofdifferenttypesofCNCmachinetoolsisinstalledinthecomputerprogramcontrollerisdifferent.Theemergenceofthissituationstemsfromthefollowingfacts:Firstofall,althoughtherearesomeoldNCprogramstandardsonthemarket,theNCprogramstandardsinrealsensedonotexist.Sincetheinventionofcomputerprogramcontroltechnology,therearethreebasicstandardsonthemarket:RS274D(USA),ISO6983(ISO)andDIN66025(Europe).Onthecontrary,machinetoolsandcontroltechnologyhavebeengreatlydevelopedsincethen.ManyofthenewfeaturesandspecialcontrollersectionsarenotsupportedbytheNCstandardsthathavebeenaddedtothecomputerprogram.Second,differentcomputerprogramscontrolvendors,greatlyextendingtheirnumericalstandardstosuittheirownspecialfunctions.Atypicalexampleisthededicatedplug-infeatureaddedbyeachvendor.ThisstemsfromthedifficultyofexchangingNCindifferentcomputerprogramcontrolsystems.Therefore,evensomeusersmustprepareasetofNCprogramforeachNCmachinetool.TheyhavedifferentmodelsofCNCmachinesfromthesamesupplier.TheseCNCmachinesareequippedwithdifferentnumericalcontrolsystems.Thishappenseveninthesamecomputersystemsthathavejustgoneoutofdate.Ingeneral,olderNCprogramscannotbeeasilyappliedtonewsystems.Onesolutionistochangetheexistingprogramandreapplyittotheoldprogram.Therearetwowaystomodifytheprocessingprogram:manualprogrammingandautomaticprogramming.Formanualprogramming,itstilloccupiesmostoftheapplicationsinindustry,anditonlydependsontheexperienceofthetechnician.Suchprogrammingoftenrequiresexpertiseindifferenttypesofcomputernumericalcontrol,althoughproviders