[CAD圖紙全套]小型自動翻轉(zhuǎn)提升機的設計

買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 第 1 章 緒 論 題來源及研究的目的和意義 隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，大型工業(yè)與民用建筑不斷的出現(xiàn)，以至使得像大型 H 鋼這樣的鋼材有著大量的市場需求。 2005 年推出的鋼鐵新政確立了一個重要的的產(chǎn)業(yè)政策是注重鋼材的節(jié)約使用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，是實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。同時還明確指出 H 型鋼材是綠色環(huán)保產(chǎn)品，要大力推廣應用。因此可以說， H 鋼遠期需求依然很大。在 H 鋼的價格方面有利好因素，首先，板材價格持續(xù)上漲，自 2005年以來，以冷軋為帶動，中厚板，熱卷以及螺紋等的價格都有不同程度的上漲。尤其寶鋼調(diào)價 以來，板材價格在此帶動下持續(xù)高漲。鋼市場逐步回暖也給 H 型鋼市場形成了一個比較穩(wěn)定的外部環(huán)境。其次，國外 H 型鋼市場行情較好，為我國 H 型鋼出口創(chuàng)造了一個有利環(huán)境，日本，美國及歐洲等地 H 型鋼市場逐步回暖，價格均有不同程度的程度的回升，國內(nèi)市場進口 H 型鋼與國產(chǎn) H 型鋼價格差距已經(jīng)消失，對國內(nèi)市場不再構成威脅，反而有利于國內(nèi)鋼材的出口。大型 H 鋼提升翻轉(zhuǎn)機機構在在這個經(jīng)濟背景下產(chǎn)生。 H 鋼雖然可以用熱軋的方法制造，但只能在端面高度為 400600圍內(nèi)取得最佳經(jīng)濟效果，小于或大于這個范圍，用其它焊接方法制造更為有利。 同時，在焊接生產(chǎn)加工中，當 H 鋼完成組對并進行一面的焊接后，需要將其翻轉(zhuǎn)，以便焊接另一面。但由于 H 鋼體積大、重量重，人工很難翻轉(zhuǎn)，所以需要專用的設備，尤其是在大批量生產(chǎn)中，就更需要一種翻轉(zhuǎn)提升機構來完成這一操作，以提高生產(chǎn)效率。大型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機就是應用在這種場合下的設備。 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 類設備目前的發(fā)展著狀況 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 對于翻轉(zhuǎn)機構，現(xiàn)在已有很多的形式。如有框架式、頭尾架式、鏈式、環(huán)式、推舉式等。并已在實際生產(chǎn)中用于各種工件的翻轉(zhuǎn)。目前國內(nèi)還未對各種形式的翻轉(zhuǎn)機制訂出系列標 準，但國內(nèi)已有廠家生產(chǎn)頭尾架式的翻轉(zhuǎn)機，并成系列。 另外，配合焊接機器人使用的框架式、頭尾架式翻轉(zhuǎn)機，國內(nèi)外均有生產(chǎn)。它們都是點位控制，控制點數(shù)以使用要求而定，但多為 2 點 (每隔 180o )、 4 點（每隔 90o ）、8 點（每隔 45o ）控制，翻轉(zhuǎn)速度以恒速的為多，但也有變速的。翻轉(zhuǎn)機與機器人聯(lián)機按程序動作，載重量多在 20 3000間。例如我國汽車、摩托車等制造行業(yè)使用的弧焊機器人加工中心，已成功地采用了國產(chǎn)頭尾架式和框架式的焊接翻轉(zhuǎn)機，由于是恒速翻轉(zhuǎn)，點位控制，并輔以電磁制動和汽缸錐銷強制定位，所以多采用交流電動機驅(qū)動、普通齒輪副減速，機械傳動系統(tǒng)的制造精度比軌跡控制的低 1 到 2 級， 造價 便宜。提升機構主要有機械式和液壓式兩種，且各種提升設備已形成標準系列。 機械式提升機構通常是以省力的鋼絲繩滑輪組作為執(zhí)行構件的，所以可以有較大的提升范圍，滑輪組一般使用定滑輪、定滑輪和動滑輪、雙聯(lián)滑輪組（四分支）、雙聯(lián)滑輪組（八分支）等幾種形式 。另外在機械式提升機構中，也有采用齒輪和齒條進行提升，但采用這種機構的設備一般只適用于小型貨物、輕載情況下的提升作業(yè)。 液壓式提升機構也是常用提升機構中的一種。它采用液壓作為動力源 ， 包括有使用液壓馬達，其執(zhí)行提升的機構同機械式。由于液壓缸的行程有限，對于較大行程的提升都設計有增加行程的裝置，如 X 形的支架。因此，液壓式提升機構多用于升降臺、汽車翻斗等不需要很大行程，但卻有較大載重的設備中。 考慮液壓傳動具有在同樣的驅(qū)動功率下，液壓裝置的重量更輕、體積更小及耐沖擊的特點。選用液壓式提升機構作為 H 鋼的提升裝置。由 于系統(tǒng)不需要較大的提升行程，所以使用液壓缸直接推動翻轉(zhuǎn)架進行提升即可，這樣做，雖然要使用較多的液壓缸，但可以簡化提升機構，所有翻轉(zhuǎn)架的液壓缸都由一個泵源提供動力，即可保證液壓缸的同步動作，也可以減少空間的使用。 我國研制的液壓提升機，因具有體積小、結構緊湊、安裝靈活、操作簡單及良好的防爆性能與容積調(diào)速和恒扭矩輸出特性等優(yōu)點，廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中，并已在在各種金屬、非金屬礦山和現(xiàn)代工程施工、建筑等領域作非防爆提升設備也得一定程度的推廣應用，并仍有較大市場前景。 隨著技術的發(fā)展，在液壓提升機的使用市場受 到挑戰(zhàn)的條件下，對液壓提升機動性的動態(tài)品質(zhì)與綜合性能提出了更高的要求?，F(xiàn)有液壓提升機的液壓系統(tǒng)為開環(huán)加簡單的手動操作比例式減壓閥控制方式，液壓泵為直接反饋排量調(diào)節(jié)變量控制結構，這很難滿足對液壓提升機的高品質(zhì)要求。在現(xiàn)有液壓提升機基礎上，如何調(diào)整液壓系統(tǒng)買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 結構、設計控制策略，實現(xiàn)自動控制程度更高、安全可靠性更好、運行效率更高、滿足乘坐舒適性要求的高品質(zhì)液壓提升機成了目前液壓提升機研究與生產(chǎn)廠家的當務之急。 液壓提升機按傳動系統(tǒng)有全液壓傳動的液壓提升機和液壓 機械傳動兩大類。 液壓提升機由于采用液壓傳動， 減小了產(chǎn)生電火花的元件，空載直接啟動，完全由液壓系統(tǒng)實現(xiàn)調(diào)速，電氣控制設備簡單，便于實現(xiàn)防爆，安全可靠性好，液壓系統(tǒng)傳遞動力均勻平穩(wěn)，而且通過液壓變量泵能實現(xiàn)無級變速，起動換向平穩(wěn)低速動轉(zhuǎn)性能好，電控制提升機在啟動和低速提升時電阻器消耗能量，在低速重載下放時靠制動間摩擦來實現(xiàn)調(diào)速。而液壓提升機調(diào)節(jié)速時無電阻器消耗電能，且在下放重載時向電網(wǎng)反饋電能。液壓提升機不象電控制提升機那樣頻繁啟動電動機，與同功率的電控防爆提升機相比，結構簡單，體積小，占用用室小、運輸、安裝費用低 ;安全保護設施齊全。 從控制理論 角度來講，提升機液壓系統(tǒng)是典型的非線性、變載荷、變參數(shù)的系統(tǒng)，工作效率更高、安全可靠性更好、乘坐更為舒適性等技術要求又對液壓提升機的平層位置精度、速度、加 (減 )速度的動態(tài)控制指標提出了更高的要求。到目前為止，防爆液壓提升機控制系統(tǒng)主要是容積調(diào)速控制，即司機操作減壓式比例控制閥向變量控制系統(tǒng)的比例油缸輸入 逐漸變化的壓力油，比例油缸位移控制伺服閥閥芯位移，伺服閥又通過差動油缸控制擺動缸體，改變變量泵的斜盤傾角大小，改變液壓泵拾出流量的大小和方向，進而改變液壓馬達的速度大小和旋轉(zhuǎn)方向，實現(xiàn)對提升箕斗或雄籠的升降 。液壓提升的電液比例控制和電液伺服控制方式正處于研究和研制階段。 根據(jù)國家計委等三部委發(fā)布的“提升設備產(chǎn)品市場總需求表”獲悉，礦用提升設備產(chǎn)品“九五”期間總需求量比“八五”期間增加 38%,“十五”期間的總需求量也有增無減，其中大中型礦用提升設備全國每年平均需求量約為 3250 臺。同時，據(jù)不完全統(tǒng)汁，目前我國約有 下提升設備近 15000 臺，大部分為非防爆型。隨著電控防爆技術的發(fā)展，、液壓防爆提升機的井下市場的受到挑戰(zhàn)。但因液壓防爆提升機具有電控提升機無法比擬的優(yōu)點，特別是隨著液壓伺服控制技術 的發(fā)展，各種液壓伺服控制策略如 制、自適應控制、變結構控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制在液壓提升機中的應用，液壓提升機的動態(tài)品質(zhì)、綜合性能必將得到大幅度的提高，液壓防爆提升的優(yōu)勢將更加明顯。 液壓提升機的競爭優(yōu)勢除原有結構緊湊、安裝靈活、操作簡單及良好的防爆性能與容積調(diào)速恒扭矩輸出特性外，各種液壓伺服控制策略的應用必將使其具有新的技術優(yōu)勢，可以說液壓提升機的技術優(yōu)勢主要在于液壓伺服控制系統(tǒng)的優(yōu)勢，具體可歸納買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 為大功率液壓伺服控制系統(tǒng)與電氣伺服控制系統(tǒng)相比，仍將保持體積小、重量輕、慣性小。一般電氣元件的動作是 基于電磁作用，已知的各種鐵磁物質(zhì)在很低的磁通下便飽和了，這意味著一定體積的電動機不可能獲得更大的力矩。電磁鐵每平方厘米能產(chǎn)生的最大力大致 右，即使昂貴的坡莫合金，采用作動筒的液壓伺服系統(tǒng)在 產(chǎn)生力 力是很普遍的， 45000N/以上壓力的液壓系統(tǒng)也在發(fā)展之中，由此看出與電氣元件同樣大小的液壓元件所產(chǎn)生的力要比電氣元件大得多，采用液壓馬達時，其轉(zhuǎn)動慣量約為相應功率電動機的轉(zhuǎn)動慣量的 1%左右，液壓伺服控制系統(tǒng)的力矩慣性比 ，比電氣伺服系統(tǒng)大十幾倍到幾十倍，對于一個自動控制系統(tǒng)，元件的質(zhì)量及慣量的降低減輕了系統(tǒng)的重量和體積外更重要性的是由于慣性小，變化速度與反向控制容易，其快速性可以大大提高，這在大功率的液壓提升機上將更明顯。 靜、動態(tài)控制精度對現(xiàn)代化的液壓提升設備來說已是一項非常重要的指標，由于液壓伺服系統(tǒng)特別是電液伺服系統(tǒng)可以允許較大的放大倍數(shù)，功率放大倍數(shù)可達 106，因而可以獲得較高的靜態(tài)與動態(tài)精度，液壓伺服系統(tǒng)的時間常數(shù)在 10電動系統(tǒng)一般在 10壓伺服系統(tǒng)的壓力放大倍數(shù)大，故系 統(tǒng)受負載變化的影響相對小，對反操作的抑制能力強 ;液壓伺服所表現(xiàn)的這種負載剛性大的另一個原因是液壓油本身帶來的油的體積的變化很小。電動機的輸出力是由電磁力的電磁場作用造成的，它的剛性比液壓的差，因而定位誤差也大。更高動態(tài)品質(zhì)、綜合性能要求的液壓提升機的發(fā)展正是利用了液壓伺服控制的這些優(yōu)勢。 液壓伺服系統(tǒng)解決散熱問題方便，利用液體的流動把那些由于功率損耗而產(chǎn)生的熱量，從發(fā)生的地方帶到別處，只要在適當?shù)牡胤窖b上冷卻器便可解決散熱問題。電氣元件由于電阻損失和渦流損失等到產(chǎn)生的熱量無法很快帶走，故而限制了它的 使用條件，或它的最小使用條件受到限制，因而液壓元件的體積可以做得相當小。 此外，液壓油能兼起潤滑作用，從而使液壓統(tǒng)的使用壽命得到延長 ;液壓伺服系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，高低速之比可以達 400 以上，以及固有的枯滯性使其傳動平穩(wěn)，特別是低速有良好的穩(wěn)定性，當然液壓伺服系統(tǒng)也存在著如液壓油容易污染、流體流動復雜，理論上的描述不如電氣成熟，以及管路傳輸也不如電氣方便等缺點。 隨著對自動化生產(chǎn)和高生產(chǎn)效率的要求，對生產(chǎn)設備也提出新的要求，即需要解決液壓提升機的層位控制精度不高、提高安全可靠性等一系列問題，這是液壓提升 機發(fā)展中大家密切注視和急待解決的問題。調(diào)整液壓系統(tǒng)結構、設計控制策略，實現(xiàn)自動控制程度更高、安全可靠性更好、運行效率更高、滿足乘坐舒適性要求的高品質(zhì)液壓提升機是近幾年液壓提升機的主要發(fā)展趨勢。 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 液壓提升機提升繩系與電控式提升機的完全一樣，主機則為全液壓驅(qū)動與制動結構，液壓驅(qū)動系統(tǒng)為泵控馬達容積調(diào)速系統(tǒng)，制動系統(tǒng)則為閥控缸節(jié)流系統(tǒng)。由于兩液壓系統(tǒng)在動態(tài)特性上的固有差異，加之現(xiàn)役液壓提升機的控制手段相對落后，致使其綜合性能、品質(zhì)不高。因此，除在降低振動噪聲、減少泄漏污染等方面繼續(xù)加以研究外，在技術上主要應解決提 高平層精度的問題。 平層精度包括液壓提升機停穩(wěn)后提升容器在?？刻幣c平層間的位置誤差 (規(guī)定誤差值為士 50卷筒制動時刻至提升容器停穩(wěn)所經(jīng)歷的時間即平層時間兩方面，這是影響液壓提升機運行效率的主要因素。平層精度與液壓驅(qū)動系統(tǒng)的速度伺服控制方法、提升機減速過程中的激勵加速度函數(shù)、提升繩系的振蕩特性、提升容器所要?？康钠綄釉诰仓械奈恢?(它決著提升鋼繩的長度 )和負載大小密切相關。 提升機的減速停車過程設計主要為時間設計法和行程設計法兩種。在現(xiàn)有液壓提升機的減速運行過程中，司機根據(jù)深度指示器的指示，手動 操作減壓式比例閥發(fā)出減速停車信號，其減速停車的過程是一種粗糙的距離控制法。這種控制法往往不夠精確而要靠司機一次或多次微動操作才能使提升容器達到規(guī)定誤差范圍，嚴重影響著運行效率的提高。 對提升繩系的動力學與振蕩特性的研究?？刂谱兞康乃欧兞繖C構 位置直接反饋比例排量調(diào)節(jié)系統(tǒng)使泵的拾出流量能限隨輸入信號 減壓式比例閥閥芯位移作連續(xù)比例變化，但液壓泵的容積效率隨系統(tǒng)工作壓力、油液粘度等的變化而變化，加之液壓油的可壓縮性、管道的彈性、液壓元件的泄漏等因素的影響，從而使輸人液壓馬達的流量得不到精確的控制，又由于液 壓驅(qū)動系統(tǒng)沒有馬達輸出速度檢側與反饋閉環(huán)。因此，提高液壓提升機的平層精度就必須改變其現(xiàn)有控制方式。 提高液壓驅(qū)動與制動動作的協(xié)同性是保證液壓提升機可靠、安全有序工作的關鍵，在液壓提升機加速起動、減速停車的瞬間，司機操作減壓式比例閥向液壓驅(qū)動系統(tǒng)與制動系統(tǒng)同時發(fā)出控制信號，驅(qū)動系統(tǒng)液壓馬達輸出轉(zhuǎn)速與輸出扭矩逐漸動態(tài)地建立，同時液壓制動系統(tǒng)松閘或抱閘制動，兩者協(xié)同配合實現(xiàn)負載的升降。 液壓驅(qū)動系統(tǒng)為泵控馬達系統(tǒng)，制動系統(tǒng)為閥控制缸系統(tǒng)，相比之下，前者的響應速度慢很多，雖然液壓制動系統(tǒng)中設置有節(jié)流閥以調(diào)節(jié)制動、松 閘時間，但因負載、系統(tǒng)油溫等因素的影響，液壓驅(qū)動系統(tǒng)扭矩、轉(zhuǎn)速 (同步建立 )建立或降低時間均是個變量，從而引起所謂的“上坡起動負載瞬時下滑”與停車時系統(tǒng)壓力沖擊現(xiàn)象。因此，設置液壓驅(qū)動系統(tǒng)輸出速度的閉環(huán)反饋與控制，對確保液壓驅(qū)動與制動的協(xié)同配合，提高系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)致關重要。 綜上所述 ，液壓提升機的液壓系統(tǒng)是典型的變負載、大慣量、非線性、時變高階買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 系統(tǒng)，要提高其綜合性能與動態(tài)品質(zhì)，關鍵是合理設計對應于一個提升循環(huán)中的液壓驅(qū)動系統(tǒng)馬達的輸出速度曲線，尤其是控制加速起動與減速停車過程中的加速度方程 :這就必須改變液壓 提升機的控制策略，采用閉環(huán)與多種控制策略來提高系統(tǒng)的速度剛度與負載擾動下的響應速度。 液壓提升機具有液壓傳動系統(tǒng)與電控提升機的眾多優(yōu)點，仍將有較大的市場前景，有我們多年來設計、制造與使用維護所積累的經(jīng)驗，對提高液壓提升機的動態(tài)品質(zhì)與綜合性能是完全可能的 ;而其中的關鍵是改變現(xiàn)有液壓提升機的簡單手動操作比例式減壓閥操作與控制方式，而實現(xiàn)以數(shù)字 制、自適應控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制或它們的復合控制為算法的計算機控制系統(tǒng)，這也是近幾年液壓提升機的發(fā)展趨勢。目前，液壓提升機的計算機控制策略正在理論與試驗研究之 中。 計的基本內(nèi)容和擬解決的主要問題 計基本內(nèi)容 1完成 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機構的主要參數(shù)計算和整體設計方案。 2. 進行 H 鋼翻轉(zhuǎn)部分的設計與計算，并進行主動軸強度和剛度的校核。 3. 進行提升部分設計，確定主要零部件的尺寸。 解決的主要問題 根據(jù)生產(chǎn)中鋼的尺寸，設計出適當尺寸的翻轉(zhuǎn)機構。在 H 鋼翻轉(zhuǎn)過程中，需考慮到傳動傳動裝置的磨損，變松以及如何改善這種情況，另需注意各部件間的潤滑，確定 H 鋼提升的方式。本設計的提升機構用于 H 鋼的提升，工業(yè)上要求物料輸送過程的平穩(wěn)高效，同時要使所占 用的空間盡可能小，以減小生產(chǎn)成本。 大型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機構翻轉(zhuǎn)部分采用鏈式翻轉(zhuǎn)結構，該結構主要由鏈條、鏈輪、電動機、皮帶傳動裝置和架體等部分組成。提升部分采用液壓式提升機構，本設計完成翻轉(zhuǎn)部分的機械本體及提升部分的液壓系統(tǒng)設計。 解決 設計方案的確定，翻轉(zhuǎn)機構的設計，提升機構的設計，以及兩者的相互協(xié)調(diào)和運行平穩(wěn)。 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 第 2 章 系統(tǒng)總體設計 始參數(shù)的擬訂 翻轉(zhuǎn)的 1200 600 18000大質(zhì)量為 10噸。每個翻轉(zhuǎn)機構設置 1臺翻轉(zhuǎn)電機，要求機構能實現(xiàn)正反方向任意角度的翻 轉(zhuǎn)。提升機構的最大提升高度為 800個系統(tǒng)由 3個翻轉(zhuǎn)提升架組成，分別編號為 號、 號、 號。 號與 號之間相距 4m， 號與 號之間相距 7m。各翻轉(zhuǎn)提升架之間放置輸送輥道。 構的選擇及各部分形式的確定 根據(jù)對題目 “大型 可知，該機構主要有兩部分組成，即翻轉(zhuǎn)機構和提升機構，現(xiàn)分別對這兩種機構進行討論。 轉(zhuǎn)機構 翻轉(zhuǎn)機構是將工件沿水平軸轉(zhuǎn)動或傾斜，使之處于有利于加工位置的變位設機構。常見的有框架式、頭尾架式、鏈式、環(huán)式、推舉式等翻轉(zhuǎn)機構。 表 轉(zhuǎn)變位機構 形 式 變位速度 驅(qū)動方式 使 用 場 合 框架式 恒定 機電或液壓 板結構、桁架結構等較長焊件的傾斜變位 頭尾架式 可調(diào) 機電 軸類和橢圓形焊件的環(huán)形焊縫，表面堆焊時的旋轉(zhuǎn)變位 鏈式 恒定 機電 裝配定位焊后，自身剛度很強的梁住型的翻轉(zhuǎn)變位 環(huán)式 恒定 機電 裝配定位焊后，自身剛度很強的梁住型的翻轉(zhuǎn)變位。在大型構件的組對與焊接應用中較多 推舉式 恒定 液壓 各類構件的傾斜變位。裝配和焊接在同一工作臺上進行 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 根據(jù)各種機構的使用場合可知，對于大型 式和 推舉式翻轉(zhuǎn)機構?，F(xiàn)對這三種機構加以比較，以確定最終采用的機構形式。 1、鏈式翻轉(zhuǎn)機構 鏈式翻轉(zhuǎn)機構結構形式如圖 4 1鏈輪 2鏈條 3 4支架 圖 式翻轉(zhuǎn)機構 由圖 式翻轉(zhuǎn)機構結構比較簡單，因為采用鏈條支撐，對箱形斷面的角接焊縫也同樣適用，其缺點是焊縫對中較費時，焊接是在自由狀態(tài)下焊接，不便于用夾具控制焊接變形。 2、環(huán)式翻轉(zhuǎn)機構 環(huán)式翻轉(zhuǎn)機構結構形式如圖 1托輪 2支撐環(huán) 3鈍齒輪 4驅(qū)動裝置 圖 式翻轉(zhuǎn)機構 在 翻轉(zhuǎn)同等體積的 構上配有加緊裝置，因此，相對與鏈式而言，結構復雜。但特別適合與超大型工件的翻轉(zhuǎn)。 3、推舉式翻轉(zhuǎn)機構 推舉式翻轉(zhuǎn)機構結構如圖 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 1反轉(zhuǎn)工作臺 2推拉式軸銷 3升液壓缸 圖 舉式翻轉(zhuǎn)機構 推舉式翻轉(zhuǎn)機構結構也比較簡單，且能翻轉(zhuǎn)的工件類型也較多，但這種結構一次最多只能翻轉(zhuǎn) ，翻轉(zhuǎn)后工作臺需要復位。對于大角度的翻轉(zhuǎn)效率低下。 根據(jù)以上三種機構的特點，考慮結構的復雜程度和工作效率，選用鏈式翻轉(zhuǎn)機構做為大型 鏈式翻轉(zhuǎn)機構主 要由電機、鏈條、鏈輪、張緊輪及架體等組成。 在起重機械中應用的鏈條主要有環(huán)形焊接鏈和片式關節(jié)鏈。使用環(huán)形焊接鏈條具有撓性好、可用較小直徑的鏈輪和卷筒，且傳動機構外形尺寸小，鏈條本身耐腐蝕。缺點是可靠性差、有突然斷裂的可能、不耐沖擊、質(zhì)量大、不易用于高速提升設備中，鏈條本身運動中常產(chǎn)生滑移和摩擦。片式關節(jié)鏈的撓性比焊接鏈更好，比較可靠、運動平穩(wěn)。缺點是有方向性、橫向無撓性、成本高、對灰塵和銹蝕較為敏感。由于設備在運動中有沖擊，出于安全和運動穩(wěn)定性的考慮，選用片式關節(jié)鏈作為翻轉(zhuǎn)用鏈條。 電機通過窄 翻轉(zhuǎn)裝置，因為翻轉(zhuǎn)提升架的翻轉(zhuǎn)過程不需要準確的速比，且翻轉(zhuǎn)過程中對系統(tǒng)有沖擊，所以優(yōu)先選用帶傳動的形式。另外在各種帶中，窄 帶的所有特點外，不但壽命長、傳動功率大、費用低而且可以減少帶輪的寬度和直徑。 升機構 提升機構分為機械式和液壓式兩種，現(xiàn)對這兩種機構進行比較，以確定最終采用的機構形式。 機械式提升機構通常是以省力的鋼絲繩滑輪組作為執(zhí)行構件的，所以可以有較大的提升范圍，滑輪組一般使用定滑輪、定滑輪和動滑輪、雙聯(lián)滑輪組（四分支）、雙聯(lián)滑輪組（八分支）等 幾種形式。另外在機械式提 升機構中，也有采用齒輪和齒條進行提升，但采用這種機構的設備一般只適用于小型貨物、輕載情況下的提升作業(yè)。 液壓式提升機構也是常用提升機構中的一種。它采用液壓作為動力源。包括有使用液壓馬達，其執(zhí)行提升的機構同機械式。還有采用液壓缸進行提升。由于液壓缸的買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 行程有限，對于較大行程的提升都設計有增加行程的裝置，如 X 形的支架。因此，液壓式提升機構多用于升降臺、汽車翻斗等不需要很大行程，但卻有較大載重的設備中。 考慮液壓傳動具有在同樣的驅(qū)動功率下，液壓裝置的重量更輕、體積更小及耐沖擊的特點。選用液壓式提升機構作為 H 鋼的提升 裝置。由于系統(tǒng)不需要較大的提升行程，所以使用液壓缸直接推動翻轉(zhuǎn)架進行提升即可，這樣做，雖然要使用較多的液壓缸，但可以簡化提升機構，所有翻轉(zhuǎn)架的液壓缸都由一個泵源提供動力，即可保證液壓缸的同步動作，也可以減少空間的使用。 鋼翻轉(zhuǎn)過程分析 在 H 鋼被提升起后，在鏈條上處于圖 示狀態(tài)，當鏈條順時針旋轉(zhuǎn)時， H 鋼將會以 B 點為中心逆時針方向翻轉(zhuǎn)。 圖 轉(zhuǎn)過程 當 A 點達到最低點后，如圖 H 鋼要繼續(xù)翻轉(zhuǎn)，就要以 A 點為中心，此時如果重心在支點 A 的左側如圖 a），則它產(chǎn)生的力矩將會使 H 鋼 繼續(xù)翻轉(zhuǎn)。如果重心在支點 A 的右側如圖 b），它產(chǎn)生的力矩將會阻止 H 的翻轉(zhuǎn)，此時要求 H 鋼的慣性足以克服重力產(chǎn)生的力矩使 H 鋼繼續(xù)翻轉(zhuǎn)到重心移動到 A 點的左側，否則 H 鋼是否會打滑主要取決于 H 鋼與鏈條摩擦力的大小，即如果摩擦力足夠大，將出現(xiàn)圖 a）的狀態(tài)，此時不會發(fā)生打滑現(xiàn)象。如果摩擦力不夠大，出現(xiàn)圖 b）的狀態(tài)就要求 H 鋼有足夠的翻轉(zhuǎn)速度以保證不出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象。由于鏈條的表面有明顯的凹凸不平，所以 H 鋼與鏈條之間的摩擦力不能簡單的用平面之間的靜摩擦進行計算 ，所以這里不對 H 鋼是否打滑進行理論計算。 （ a） (b) 圖 鋼翻轉(zhuǎn)過程簡圖 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機的布置 整個系統(tǒng)由 3 個翻轉(zhuǎn)提升架組成，分別編號為 號、 號、 號。要求三個翻轉(zhuǎn)提升架成一排放置，三個翻轉(zhuǎn)提升架的中心線保持在一條直線上，且 號與 號之間相距 4m， 號與 號之間相距 7m。各翻轉(zhuǎn)提升架之間放置輸送輥道?？刂婆_放置在 號架的一側。見圖 圖 型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機的布置 章小結 通過幾種提升機構和翻轉(zhuǎn)結構的分別比較，確立了本設計的最終所采用的大型 其提升部分用液壓提升，翻轉(zhuǎn)部分采用鏈式翻轉(zhuǎn)。 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 第 3 章 傳動系統(tǒng)零件的選擇及設計 動機的選擇 翻轉(zhuǎn)部分的結構簡圖如圖 圖 轉(zhuǎn)結構簡圖 設計鏈速為 s ，單個翻轉(zhuǎn)架承受重力為 50000N 。受力分析如圖 圖 條受力分析 鏈條與水平方向夾角 5210001050 鏈條受力 29 552s 00 021s 水平分力 c o s 3 4 2 9 5 c o s 5 2 2 3 4 7 7 o 功率 3 4 2 9 5 0 . 0 5 1 . 7 1 4 7 5 k v 電機功率 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 1 . 7 1 4 7 5 2 . 3 k 9 0 . 8 電 鏈 皮式中 鏈鏈條傳動效率， 取鏈=90% 皮 皮帶傳動效率， 取 80% 皮 選取電動機 型號 速 705r/定功率 遞效率為 電動機 種電動機具有啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流小的特點， 且能夠頻繁、重載啟動。因此選用這種類型的電機作為系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)電機。 傳動設計 傳動的計算 設計資料 參數(shù)為 ：傳遞的功率 ，窄 V 帶傳動，每天工作小于 10小時，重載啟動且有載荷沖擊。 1、 確定計算功率 P（ 式中 算功率 作情況系數(shù)。取 P 傳遞的額定功率， 故 1 . 4 2 . 3 3 . 2 2 k 2、選擇帶型 根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)速1 7 0 5 r m ， ，由參考 文獻 10選用窄 V 帶 3、 確定帶輪的基準直徑 （ 1）初選小帶輪基準直徑1 帶截形， 根據(jù) 參考 文獻 10查得 1 63，則1 67。 （ 2）計算帶速 100060 111 d（ 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 式中 1v主動輪的圓周速度 1n主動輪的轉(zhuǎn)速 故 111 3 . 1 4 6 3 7 0 5 2 . 3 2 m 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 （ 3）計算從動輪基準直徑2i ，則 2 dd 取2 315m ，2 319m 。 4、 確定中心距 21021 27.0 (00 . 7 ( 6 3 3 1 5 ) 2 ( 6 3 3 1 5 )a 解得 02 6 4 . 6 7 5 6a初選0a=550 基準長度 2210 2 10()2 ( )24 d a d 3 . 1 4 3 1 5 6 32 5 5 0 ( 6 3 3 1 5 )2 4 5 5 0 （ ） =取 1600 m 。 0 考慮安裝調(diào)整和補償預緊力的需要，中心距的變動范圍為： 11 6 0 91 6 0 00 1 30 1 a xm i n 5、 驗算主動輪上的包角 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 根據(jù) 對包角的要求，應保證： ）至少 6、 確定帶的根數(shù) z0 （ 式中 角系數(shù)，查得 度系數(shù)，查得 ； 0P單根 V 帶的基本額定功率，0 。 所以 z 取 5z 根 7、 確定帶的預緊力 )00c （ 式中 m V 帶單位長度質(zhì)量，查得 0 k g ； v 帶速； z 帶的根數(shù)； 角系數(shù)； 算功率。 2150 F N 8、 計算傳動作用在 軸 上 的力 20 （ 式中 z 帶的根數(shù) 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 0F單根帶的預緊力 1主動輪上的包角 1522 5 2 1 5 s i n 1 9 9 9 帶輪設計及 計算 根據(jù)帶輪的轉(zhuǎn)速和功率， V 帶輪采用材料 1、小帶輪 設計計算 由于小帶輪的基準直徑 所以小帶輪采用實心式，結構形式如圖 構參數(shù)見表 圖 帶輪結構 表 帶輪結構參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 (計算公式 d 32 1d 58 1 ()ddB 64 24B f e L 83 (1 2 ) 36 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 注： f 第一槽對稱面至端面距離 e 槽間距 2、 大帶輪設計 大帶輪采用孔板式，結構形式如圖 構參數(shù)見表 圖 帶輪結構 表 帶輪結構參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 （ 計算公式 d 45 1d 90 2)d(d B 64 B=2f+4e L 64 BL=B C 11 (1/7 1/4)B 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 1D 259 D=1D + 1d ) 0d=( 1D - 1d ) 36 注： f 第一槽對稱面至端面距離 e 槽間距 傳動的張緊 由于 V 帶不是完全的彈性體，在預緊力的作用下，經(jīng)過一段時間的運轉(zhuǎn)后，就會由塑性變形而松弛，使預緊力降低。因此，為了保證皮帶能夠正常的工作，必須要有一種裝置使得皮帶始終處于一種張緊的狀態(tài)。 常見的張緊裝置有定期張緊裝置（滑道式和擺架式）、自動張緊裝置和采用張緊輪的裝置。 在接近水平和垂直的皮帶傳動中適合采用定期張緊的方法，本設計采用擺架式張緊的方法，結構如圖 要調(diào)節(jié)帶的預緊力時只 要調(diào)整電動機下方的螺母即可。 圖 架式張緊裝置 章小結 在此章節(jié)中， 選取了電動機， 進行了大小帶輪和皮帶的選擇和計算 ,選擇大帶輪為孔板式結構， 小帶輪采用實心形式，同時確定了 皮帶采用窄 V 帶，并對皮帶 張緊裝置進行了選擇 ， 張緊裝置 為擺架式張緊裝置 。 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 第 4 章 翻轉(zhuǎn)和提升裝置零件設計 條的選擇及鏈輪的設計計算 條的選擇及計算 1、鏈條的選擇 根據(jù)第 2 章鏈條的受力分析可知，鏈條工作時拉力為 擇 08A 型板式起重鏈條?；緟?shù)如下： 公稱節(jié)距 P 數(shù)組合 66 極限拉伸載荷 Q 、鏈條的長度 鏈條的布置形式如圖 圖 條的布置形式 根據(jù)鏈條的布置形式初步確定鏈條長度 4501601(2)(2以取 L=6200、確定鏈條的節(jié)數(shù) 6200 4 8 8 . 21 2 . 7P （ 取 節(jié)490 輪的設計及計算 鏈輪采用整體式鋼制小鏈輪，結構形式如圖 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 圖 輪結構 表 輪基本參數(shù) 名稱 數(shù)值（ 計算公式 配用鏈條節(jié)距 P 據(jù)機械設計手冊表 8得 配用鏈條的滾子外徑 1d t=3度圓直徑 d 68 1 齒數(shù) z 17 rc z=17 齒頂圓直徑i a x齒根圓直徑 旋齒高(1m i a x輪轂厚度 h 11.5 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 輪轂長度 l 36 i n 輪轂直徑 5 ( bb v 設計鏈速 n 鏈輪轉(zhuǎn)速 k 常數(shù) 50 d 100 時 k =b鏈板厚度 ， 08A 型0b= 滑輪的設計 因為鏈條的布置形式特殊（鏈條的布置形式見圖 所以要設計一個滑輪將下側的鏈條拉緊，以防止上下兩側的鏈條在工作的時候發(fā)生接觸。 圖 輪的結構 表 輪設計參數(shù) 名稱 數(shù)值（ 計算公式 d 80 輪槽直徑 1D 140 i 輪緣直徑 2D 160 211m i 輪緣間寬 b 30 i n 滑輪寬 B 50 注： p 鏈條節(jié)距 ， P=b 鏈條銷軸長度 ， b=文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 1h 鏈條通道高度 ， d 鏈條銷軸直徑 ， 2d = 鏈條的潤滑 由于鏈條采用的是開式傳動，且鏈條較長、布置形式特殊，不易采用手工潤滑。所以要求定期將鏈條拆下，放入煤油中清洗，干燥后，浸入 70 80 潤滑油中，待鉸鏈間隙中充滿油后安裝使用。 潤滑油采用牌號為 全損耗系統(tǒng)用油，潤滑油中加入添加劑 的結構設計及校核 的設計及計算 系統(tǒng)中有主動軸 1 根，空場鏈輪軸 1 根、滑輪軸 1 根及電動機采用擺架式張緊安裝時使用的銷軸 1 根?，F(xiàn)僅對主動軸做精確的設 計計算。 1、輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 鏈條的傳動效率為 =則 軸p=1 705 1 4 1 r / m i i 2 . 0 49 5 5 0 9 5 5 0 1 3 8 N n 2、作用在鏈輪上的力 由第 2 章鏈條的受力分析可知 ， 25000N，3477N。 3、初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。取0A=112， 于是得 2 330m i n 軸的最小直徑處為安裝鏈輪處，此處有一個鍵槽，軸徑應放大 6%，i n d ， 取 d 。 4、軸的結構設計 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 裝配方案如圖 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 為了使鏈輪 軸向定位， 處右側制有螺紋， - 處長 70 處右側制出一軸肩， 初選滾動軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求，并根據(jù) 選用深溝球軸承 6410，其尺寸為 5 0 1 1 0 3 1d D B ?？紤]到 - 處端蓋的厚度及軸的伸出長度，取 - 處長 51 處右側制出一軸肩 - 長 550慮到此處安裝有軸承、皮帶輪和端蓋，取 - 長 30 - 長 100 處右側制有螺紋 - 長 50 （ 3）軸上零件的周向定位 皮帶輪、鏈輪的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。 圖 出軸上零件裝配方案 鏈輪與軸的 連接 選用 平 鍵 1 0 8 2 8b h l 。皮帶輪與軸的定位選用 平 鍵b h l =14950。選用皮帶輪、鏈輪與軸的配合為 H7/保證良好的對中性。滾動軸承的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 （ 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角 245，各軸肩處的圓角半徑為 2R 。 5、軸的內(nèi)力 根據(jù)軸的結構簡圖作出軸的計算簡圖、彎矩圖和扭矩圖 ，如圖 示。 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 圖 的 內(nèi)力圖 從軸的結構圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出 B 處是危險截面?，F(xiàn)將計算出截面B 處的 M 的值列于表 表 面 B 處的載荷計算 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 1 2 1 6 0 8 1 2 4 0 9 1 2 2 4 2 5 2 2 5 6 5 彎矩 M 1 3 8 5 N 1 4 7 5 N 彎矩 221 3 8 5 1 4 7 5 2 0 2 3 N 扭矩 T 138 N 6、按彎扭合成應力校核軸的強度 現(xiàn)只校核軸的危險截面 B 處的強度 ( （ 式中 d 軸的直徑 ； M 軸所受的彎矩 ； T 軸所受的扭矩 ； 校正系數(shù)，雙向旋轉(zhuǎn) 1 1p軸的許用彎曲應力 ， 取1 2 0 7 M P 買文檔就送全 套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 3 222 0 2 3 1 3 82 1 . 6 8 4 6 . 4 m m 5 0 m 危險截面 B 處軸的強度滿足要求 動軸承的校核 選用的滾動軸承為深溝球軸承 6410，設計工作壽命為 1000h。 h m d f （ 式中 C 基本額定動載荷 ； p 當量動載荷 ； 命因數(shù) ，查得 ； 度因數(shù) ，查得 ； 矩載荷因數(shù)， 查得 2； 擊載荷因數(shù) ，查得 ； 度因數(shù) ，查得 ； 承徑向基本額定動載荷 ，查得 。 因為軸承只承受徑向力，故 p = 25，所以 1 . 2 6 1 . 5 1 . 2 2 5 9 1 . 5 k 6 2 1C C