資源目錄里展示的全都有預(yù)覽可以查看的噢，，下載就有,,請放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：11970985 可咨詢交流】====================喜歡就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有，，下載后全都有,,請放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：197216396 可咨詢交流】==================== 外文資料 Cooling bed, the design of the lifting chain The first step on the cooling bed, made a brief overview of the cooling bed status and development. Cooling bed, the quality of steel products as an important part of modern industrial production plays a vital role. Then introduced the cooling bed classification, including reciprocating multi-claw type cooling bed, chain cooling bed, walking beam cooling bed, flip the cooling bed, swing-type cooling bed, roller-type cooling bed, as well as a variety of cooling bed features . Deepen their understanding of the factory. Cooling bed, lifting chain, this general-purpose machinery design as a graduate design topics, to develop an independent ability to solve practical engineering problems, have learned the basic theory and professional knowledge of the integrated use of this graduation project is also our design, computing and graphics capabilities have been fully training. 1.1 cooling bed applications Cooling bed, metallurgy rolling steel industry, rolling products (rebar, round bar, pipe, etc.), effectively cooling the work surface. Main purposes: cooling bed equipment is mainly used for rolling steel plates online slow natural cooling. Profile production line, cooling bed with pre-curved profiles also prevent profiles in the natural cooling process of the entire quality ranging from lead to irregular bending. The walking beam cooling bed is one of the critical equipment in today's bar rolling production line, the main function is to receive, transfer and cooling rolling. 1.2 development trend of the cooling bed Cooling bed rolling production line equipment, a key link to connect the high-temperature processing and cold, regulate even a region of uneven processing efficiency has played a buffer role. On the other hand, compared with the mill, flying shear, and other processing equipment, large tonnage cooling bed equipment, a wide area, manufacture and installation more difficult. In the entire production line design, manufacture, installation, and so on all aspects of China is still a wide gap with foreign outstanding enterprises. Drawing regard for absorbing foreign drawings, and independent production. In the independent intellectual property rights is weak. Due to the design drawings as a reference of foreign technology, coupled with the shortage of time. Therefore, in the specific production and manufacturing, prone to all kinds of unexpected problems in specific aspects of the installation process. There is sufficient accumulation of multi-technology and practical experience in foreign countries in this regard. Japan's Mitsubishi, Nippon Steel, Siemens VAI, the United States iron this and so are the technology leader in this regard. Foreign countries has been high-end technology blockade against China, China in the field of cutting-edge development is relatively slow. However, in recent years, in order to speed up the modernization of the country vigorously develop the manufacturing sector, and encourage all kinds of capital into heavy industry. Strengthen intellectual property protection, and increasing investment in education, emphasis on high-end talent cultivation. China's rapid development in the field of modern manufacturing. Steel production line equipment, the vast majority of independent production, although the level of processing, manufacturing precision and product quality is a little gap with foreign countries, but this gap is gradually narrowing. 1.3 cooling bed classification Cooling bed is rolling shop, as long as the equipment, its role is more than 800 ℃ rolling cooled to below 150 ° C to 100 ° C, while making the tie pieces set the direction and established speed run during transport shall ensure that the tie pieces bend or to develop the direction of bending. Significant differences between the shape of the steel products, steel workshop of the cooling bed form is varied. Cooling bed structure in accordance with the steel shop, cooling bed the following classification. (1) reciprocating claw-type cooling bed Bed by a number of fixed guideway (rail, slide), the shift of steel equipment with a program claw as a whole or single pulley rope back and forth dragging. Cooling bed structure is simple, solid and reliable, easy to maintain, but its low utilization factor, consumption of the pulley wheel and roller rolling in the traverse process prone to bending phenomenon, and the noise, this cooling bed mainly used for cogging and medium-sized steel rolling workshop. (2) chain cooling bed Chain cold bed of the body is generally a fixed cooling stand and chain pull steel machine part. Chain pull steel machine roller chain plate due to the constraints of the chain tensioner is usually irreversible, driving wheel should be installed in front of the rolling Traversing direction. Some chain located in the cooling bed inside the chain to bring security program claw to boost the profile forward; some chains in the cooling bed, the chain holding the profile forward. The cooling bed structure is compact, easy maintenance, no noise; drawback is the chain in high temperature conditions, the chain is easily deformed, the need to equip them with specialized cooling equipment. This cold bed suitable for all sections of steel; straightening machine and check the bench chain cold bed is a good results in the form. (3) stepping cooling bed Stepping cooling bed, also known as the rack type cooling bed, the body formed by two racks, a set of rack is fixed (static rack), another set of rack can be done to the plane down reciprocating motion (moving rack). The two sets of rack tooth alternately arranged in the cooling bed is not working, static rack above the moving rack tooth surface. When you start your motor, the eccentric wheel rotation, so that the lift reciprocating installed in both front and rear dynamic beam moving rack. With the move rack mobile will be able to traverse the profiles on the static rack once a pitch, traverse profiles in the cooling bed, the movement of the body, and gradually cooled down. This cold bed suitable for the cooling process and prone to bending and torsion of small steel production. In the some serrated cold bed in order to ensure uniform rolling of cooling, static rack and move the rack is not parallel with the direction of the cooling bed length, generally a small angle (2 °). Not before rolling further, the parts in contact with the tooth surface along the length of the rolling direction changes in time, full-length along the rolling point of contact to cyclical changes. This is necessary for high-alloy steel and special profiles. (4)Turn the cooling bed More advanced flip-type cooling bed, composed of two teeth beam and the eccentric shaft. Beam, two teeth of different tooth gear beam 1 is V-shaped teeth beam 2 is U-shaped. When the eccentric rotation of the axis A, eccentricity AB so that the beam up and down movement, eccentric AK, AZ, about two teeth beam movement. In this movement, proud steel flip. The flip-type cooling bed with energy saving, short cooling time, cooling steel, straight and without injury, main applications and Vincent Fang (blank) (blank) and round bar cooling. (5)swing-type cooling bed The swing-type cooling bed the main components of the swing lever whenever the swing rod swing steel in a cold bed to move a pitch. Along with the swing lever repeatedly swing. Steel in a cold bed to continue moving forward. The swing of the advantages of the cooling bed is just an idiot straight line in the cooling bed moved, compared with the rack cooling bed, its simple structure, low cost, easy fabrication. The disadvantage is that sometimes damage the steel surface. (6) roller-type cooling bed The roller cooling bed by a group of slender roller. The axis of the roller and rolling run direction at a certain angle, the rolling traverse movement on side, side of the rotation, such rolling not only to cool evenly and do not bend and reverse. Such a higher cost of cooling bed for demanding small steel production. Chain and walking beam cooling bed equipment cost more than claw-type cooling bed, but the rolling the Traversing process does not produce friction with the bed slide, and the formation of surface scratches and other defects, and good heat dissipation. cooling capacity, and therefore is widely available, rope roller claw-type cooling bed has to be phased out. 中文翻譯 冷床升降鏈的設(shè)計 第一步首先對冷床作了簡單的概述，介紹了冷床的現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顩r。冷床作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)對鋼材產(chǎn)品的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。接著介紹冷床的分類，包括往復(fù)多爪式冷床，鏈?zhǔn)嚼浯?，步進(jìn)式冷床，翻轉(zhuǎn)式冷床，搖擺式冷床，輥式冷床，以及各種冷床的特點[1]。加深對工廠生產(chǎn)的認(rèn)識。 選擇冷床升降鏈這種非通用機(jī)械的設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計的選題，能培養(yǎng)我們獨(dú)立解決工程實際問題的能力，通過這次畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)基本理論和專業(yè)知識的一次綜合運(yùn)用，也使我們的設(shè)計、計算和繪圖能力都得到了全面的訓(xùn)練。 1.1 冷床的應(yīng)用 冷床，是冶金軋鋼行業(yè)對軋制產(chǎn)品（螺紋鋼、圓鋼、鋼管等）有效進(jìn)行冷卻的工作臺面。 主要用途：冷床設(shè)備主要用于軋后鋼板在線緩慢自然冷卻。在型材生產(chǎn)線上，冷床對型材還具有預(yù)彎曲功能，防止型材在自然冷卻過程中因各處質(zhì)量不等導(dǎo)致出現(xiàn)不規(guī)則彎曲。 步進(jìn)式冷床是現(xiàn)今棒材連軋生產(chǎn)線中重要設(shè)備之一,主要功能為接收、傳遞以及冷卻軋件。 1.2冷床的發(fā)展趨勢 冷床作為軋鋼生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，是連接高溫加工與冷加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)了連個區(qū)域的加工效率不均，起到了緩沖作用。 但從另一方面說，與軋機(jī)，飛剪等加工設(shè)備相比，由于冷床設(shè)備噸位大，占地面積廣，所以制造安裝難度較高。 在整條生產(chǎn)線的設(shè)計，制造，安裝，等等各個環(huán)節(jié)我國還與國外優(yōu)秀企業(yè)有較大差距。圖紙方面多為吸收消化國外圖紙，然后自主生產(chǎn)。在自主知識產(chǎn)權(quán)方面較為薄弱。由于圖紙設(shè)計多為參考國外技術(shù)，加之時間短促。所以在具體生產(chǎn)制造，安裝使用過程的具體環(huán)節(jié)中容易出現(xiàn)各種意料之外的問題。在這方面國外已有足夠的多技術(shù)積累和實踐經(jīng)驗。日本三菱，日本新日鐵，西門子·奧鋼聯(lián)，美國鐵本等等都是這方面的技術(shù)領(lǐng)先者。 由于國外一直對中國實行高端技術(shù)封鎖，我國在技術(shù)尖端領(lǐng)域發(fā)展較緩慢。不過近些年，為加快現(xiàn)代化建設(shè)，國家大力發(fā)展制造業(yè)，鼓勵各種資本投入到重工業(yè)。加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，增大教育投入，重視高端人才培養(yǎng)。使我國在現(xiàn)代制造業(yè)領(lǐng)域得到迅猛發(fā)展。鋼材生產(chǎn)線的設(shè)備，絕大部分可以實現(xiàn)自主生產(chǎn)，雖然在加工水平，制造精度，產(chǎn)品質(zhì)量還與國外有一點差距，但這種差距正在逐步縮小。 1.3冷床的分類 冷床是軋鋼車間的只要設(shè)備，其作用在于將800℃以上的軋件冷卻到150℃到100℃以下，同時使扎件按既定方向和既定速度運(yùn)行，在運(yùn)輸過程中應(yīng)保證扎件不彎曲或向制定的方向彎曲。由于型鋼產(chǎn)品形狀相差懸殊，因此型鋼車間的冷床形式是多種多樣的。 按照型鋼車間冷床結(jié)構(gòu)形式，冷床大致有以下幾大分類。 (1)往復(fù)多爪式冷床 床面由若干固定的導(dǎo)軌（鋼軌、滑軌）組成，移鋼設(shè)備為一個帶多組劃爪的整體式或單體式滑車，用鋼絲繩來回拖動。這種冷床結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，易于維修，但其利用系數(shù)低，滑車車輪和托輥的消耗量大，軋間在橫移過程中容易發(fā)生彎曲現(xiàn)象，而且噪聲也大，這種冷床主要用于開坯和大中型型鋼軋鋼車間。 (2)鏈?zhǔn)嚼浯? 鏈?zhǔn)嚼浯驳谋倔w一般由固定的冷卻臺架以及鏈?zhǔn)嚼摍C(jī)兩部分組成。鏈?zhǔn)嚼摍C(jī)由板式滾子鏈組成，因受鏈條張緊條件的限制，通常是不可逆的，其主動輪應(yīng)安裝在軋件橫移方向的前端。有的是鏈條設(shè)在冷床里面，鏈帶上安有劃爪來帶動型材前進(jìn)；有的是鏈條在冷床上，鏈條托著型材前進(jìn)。這種冷床結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便，沒有噪聲；缺點是鏈條處于高溫條件下工作，鏈條容易變形，需要為其配備專門的冷卻設(shè)備。這種冷床適于所有斷面的型鋼；對于矯直機(jī)后檢查臺架鏈?zhǔn)嚼浯彩且环N很好的結(jié)果形式。 (3)步進(jìn)冷床 步進(jìn)冷床又稱齒條式冷床，本體由兩組齒條組成，一組齒條是固定的（靜齒條），另一組齒條可以做平面升降往復(fù)運(yùn)動（動齒條）。兩組齒條的齒形交替排列，冷床不工作時，靜齒條高于動齒條的齒面。當(dāng)啟動電動機(jī)后，偏心輪轉(zhuǎn)動，使安裝在前后兩組動梁上的動齒條做升降往復(fù)移動。隨著動齒條的移動就能把靜齒條上的型材一次橫移一個齒距，型材在冷床本體的運(yùn)動中不斷橫移，并逐漸冷卻下來。這種冷床適宜于冷卻過程中容易產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)的小型鋼材生產(chǎn)。為了保證軋件均勻的冷卻，在某些鋸齒形冷床上，其靜齒條和動齒條并不與冷床長度方向平行，一般都便宜一個不大的角度（2°）。這樣軋件沒前進(jìn)一步，與齒面接觸的部位沿軋件長度方向變化一次，即沿軋件全長的接觸點能夠周期性的變化。這對于高合金鋼和某些特殊型材是必要的。 (4)翻轉(zhuǎn)式冷床 目前比較先進(jìn)的翻轉(zhuǎn)式冷床，主要由兩齒梁和偏心軸組成。兩齒梁的齒形不同，齒梁1為V形，齒梁2為U形。當(dāng)偏心軸A轉(zhuǎn)動時，偏心AB使梁上下運(yùn)動，偏心AK及AZ使兩齒梁左右運(yùn)動。在此運(yùn)動中，型鋼得意翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)式冷床具有節(jié)能，冷卻時間短，冷卻型鋼直和無損傷等特點，主要應(yīng)用與方剛（坯）和圓鋼（坯）的冷卻。 (5)搖擺式冷床 搖擺式冷床主要部件是搖擺桿，每當(dāng)搖擺桿擺動一次，鋼材在冷床上移動一個齒距。隨之?dāng)[動桿的反復(fù)擺動。鋼材就在冷床上不斷前進(jìn)。擺動式冷床的優(yōu)點是剛才在冷床上移動時能白癡直線，與齒條冷床相比，其結(jié)構(gòu)簡單，造價低，制造方便。缺點是有時會損傷鋼材表面。 (6)輥式冷床 輥式冷床由多組細(xì)長輥子組成。輥子軸線與軋件運(yùn)行方向成一定角度，使軋件在其上一面作橫移運(yùn)動，一面相應(yīng)的轉(zhuǎn)動，這樣軋件不僅冷卻均勻而且不發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。此類冷床的造價較高，用于要求較高的小型型鋼生產(chǎn)。 鏈?zhǔn)胶筒竭M(jìn)式冷床的設(shè)備造價比多爪式冷床高，但軋件在橫移過程中不會產(chǎn)生與床面滑道摩擦，而產(chǎn)生表面擦傷等缺陷，并且散熱性好，冷卻能力高，因此獲得廣泛應(yīng)用，繩輪滑爪式冷床已被逐漸淘汰。 7 I前前 言言這個設(shè)計說明書，將材料力學(xué)、理論力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計等機(jī)械方面的理論綜合運(yùn)用，并結(jié)合生產(chǎn)實踐的知識，去分析冷床的結(jié)構(gòu)，以便解決冷床總布置中的問題，本設(shè)計根據(jù)一般設(shè)計步驟展開的，同時具有其自身獨(dú)有的特點進(jìn)行的創(chuàng)新設(shè)計。通過計算和繪圖，使我更進(jìn)一步地學(xué)會了如何查閱運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊以及查閱其他與之有關(guān)的專業(yè)資料及文獻(xiàn)，同時使我更進(jìn)一步地掌握了AutoCAD計算機(jī)輔助設(shè)計的使用方法，同時在本次設(shè)計中，給我提供了一個對我所設(shè)計的內(nèi)容有了一個更深層次的理解和創(chuàng)新設(shè)計的平臺。該工作得到了張立仁導(dǎo)師大力幫助和細(xì)心指導(dǎo)。這些都培養(yǎng)了個人的機(jī)械設(shè)計基本技能，隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展和日益擴(kuò)大，計算機(jī)越來越成為人們完成設(shè)計、計算、繪圖必備工具，這對日后工作的自動化和信息化提供了一定的依據(jù)。本次設(shè)計過程，既是對大學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)理學(xué)習(xí)的運(yùn)用和突破，又是為下一步的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅實的基礎(chǔ)，值得認(rèn)真對待！通過設(shè)計這次鋼坯步進(jìn)式翻轉(zhuǎn)冷床總布置設(shè)計，我將運(yùn)用自己所學(xué)的專業(yè)知識，經(jīng)過查詢有關(guān)技術(shù)資料，分析和解決設(shè)計中遇到的問題，從而能使我們進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論基礎(chǔ)知識，提高我們對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力；同時增強(qiáng)了我們對鋼鐵行業(yè)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的認(rèn)識，為我們今后選擇自己所從事的行業(yè)提供幫助。在設(shè)計中我還粗略了解了整個冷床所需要的設(shè)備，包括電器設(shè)備和液壓設(shè)備，從而拓寬了我們對相關(guān)專業(yè)的知識儲備，同時增強(qiáng)了自己分析問題和解決問題能力，這將有利于我們畢業(yè)后迅速地適應(yīng)自己所從事的工作，在實際生產(chǎn)中更好地運(yùn)用自己所學(xué)，學(xué)以致用。在設(shè)計說明書的編寫過程中，力求完整、準(zhǔn)確，由于時間短促、實踐經(jīng)驗不足等原因，難免存在錯漏，望各位讀者批評指正IIII 目目 錄錄前 言.I摘要.1ABSTRACT.21.緒論.31.1連鑄技術(shù)的發(fā)展與展望.31.2冷床概述.51.3冷床的主要類型.71.4.步進(jìn)式冷床的結(jié)構(gòu).91.4.1冷床的結(jié)構(gòu).91.4.2.冷床的組成以及性能結(jié)構(gòu)參數(shù).102. 翻轉(zhuǎn)冷床傳動機(jī)構(gòu)的選擇.112.1 傳動形式的研究 .112.2 傳動運(yùn)動機(jī)構(gòu)的選擇 .112.2.1 電動單軸三偏心連桿式翻轉(zhuǎn)冷床.112.2.2 液壓雙軸雙動齒條式翻鋼冷床.122.2.3 液壓雙軸單動齒條式翻鋼冷床.133 齒板的齒形設(shè)計與冷床總體布局.14 3.1 V型翻轉(zhuǎn)冷床的簡介和優(yōu)點.143.2 V型齒板參數(shù) .153.2.1 齒距t的確定.153.2.2 V齒幾何參數(shù)的確定.163.3 動、靜齒條齒形設(shè)計 .173.4 翻轉(zhuǎn)冷床總體布置 .174. 冷床本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計和校核.184.1 輪子的設(shè)計和校核 .194.1.1 輪子及軸承的選擇.194.1.2 銷軸的設(shè)計選擇.204.2 液壓缸的選擇 .244.3 空心軸的設(shè)計和校核 .285 鋼結(jié)構(gòu)的焊接.325.1本設(shè)計中的焊接概述.325.2焊接知識.346.安裝與試車要求.37III6.1安裝及驗收要求.376.2試車要求.386.3 維護(hù)要點 .38外文資料.38中文翻譯.42結(jié)束語.46參考文獻(xiàn).47致 謝.4811 摘要摘要 隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在制造業(yè)、建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等各個行業(yè)和領(lǐng)域中，它們對鋼鐵的需求量也日益增長。這就要求我國鋼鐵廠對鋼鐵的冶煉質(zhì)量和數(shù)量達(dá)到一個更高的水平。為此，本設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計翻轉(zhuǎn)冷床總體布置，通過翻轉(zhuǎn)冷床能使連鑄坯或初軋坯在移送過程中快速均勻地冷卻并自行矯直，本文從運(yùn)動軌跡出發(fā)，探討齒條齒形和運(yùn)動機(jī)構(gòu)相互間的關(guān)系及其主要幾何參數(shù)的確定，著重論述了液壓雙軸單動齒條式翻轉(zhuǎn)冷床的設(shè)計過程，并著要提及電動單軸三偏心連桿式翻轉(zhuǎn)冷床、液壓雙軸雙動齒條式翻轉(zhuǎn)冷床。在設(shè)計過程中，首先根據(jù)鋼坯的尺寸參數(shù)來確定動齒條和靜齒條的齒形參數(shù)，然后確定結(jié)構(gòu)簡單、傳動可靠的液壓傳動系統(tǒng)，接著對所需要的各零部件結(jié)構(gòu)、尺寸進(jìn)行設(shè)計，通過對傳動系統(tǒng)進(jìn)行受力分析和理論計算，對整個系統(tǒng)中的零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核、剛度校核，對整個系統(tǒng)做可靠性分析。同時選擇合理的液壓缸以及液壓系統(tǒng)的工作情況，使整個系統(tǒng)在運(yùn)行時達(dá)到節(jié)能的效果，既節(jié)省了一次性投資，又降低了運(yùn)行費(fèi)用。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)冷床；齒條齒形；運(yùn)動機(jī)構(gòu)；運(yùn)動軌跡。Abstract2Along with the continuously develop of the our country economy, in each professions, such as manufacturing industry,building industry and the transportation industry.etc. and the realm, their demand to steel also increases increasingly.This smelting mass and quantity that wills beg the our country steel and iron works to the steel attains a higher level.For this, the main design contents of this design are the overall layout of turnover cooling bed,by means of the turnover cooling bed makes continuously cast billets or bloomed billets cool down quickly and equally during conveying and self-straighten during cooling process.From the point of view of kinematics trace,the relationship between profile of racks and moving mechanism is studied and the main geometric parameters are determined.Main topic is the design process of the turnover cooling bed of hydraulic double-shaft single-movement,and the turnover cooling bed of electric single shaft three-eccentric tie-rod type and hydraulic double-shaft double-movement rack type are briefly mentioned.In the design process, according to the size of the billet parameters to determine the dynamic and static rack tooth-type parameters, then determines hydraulic transmission system, which has the simple structure and reliable drive, then design the structure and sizes of the required components, Through the analysis of stress transmission system and theoretical calculation,do the intensity and stiffness checking of the parts of the system, and the reliability analysis.While choosing reasonable hydraulic cylinder and hydraulic system Working conditions,the whole system in operation has energy-saving effect, and reduce the one-time investment operation cost.Keywords:turnover cooling bed;rack profile;moving mechanism;kinematics trace.1.1.緒論緒論31.11.1連鑄技術(shù)的發(fā)展與展望連鑄技術(shù)的發(fā)展與展望 連續(xù)鑄鋼是把液態(tài)鋼用連鑄機(jī)澆注、冷凝、切割而直接得到鑄坯的工藝。自19世紀(jì)中期H.Bessemer提出這種連續(xù)澆注的設(shè)想以來， 由于其工藝特點同傳統(tǒng)模鑄相比具有很多明顯的優(yōu)越性，因而在短短的一百多年的時間里獲得了令人矚目的發(fā)展。從上個世紀(jì)50年代連鑄技術(shù)應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)以來，經(jīng)過30年的發(fā)展，到上個世紀(jì)80年代，連鑄技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了安全成熟的全盛時期。新世紀(jì)以來，鋼鐵工業(yè)面臨一系列激烈挑戰(zhàn)，包括符合環(huán)境保護(hù)。要求的排放物、節(jié)能和改善操作者勞動條件的迫切要求，材料性能方面受到其他材料（塑料、玻璃、紙張及有色金屬）的競爭，在生產(chǎn)效率方面受到投資和運(yùn)行成本的限制等。為了適應(yīng)市場的變化而形成了新世紀(jì)連鑄技術(shù)發(fā)展的最新方向，主要包括三個方面，即近終型澆鑄、高質(zhì)量鋼澆鑄和高效連鑄，三個課題之間相互聯(lián)系，在發(fā)展過程中逐漸發(fā)展為優(yōu)質(zhì)、高效和經(jīng)濟(jì)三者艱苦的生產(chǎn)技術(shù)體系。近終型澆鑄是當(dāng)代世界鋼鐵技術(shù)的一次大變革，是當(dāng)前具有較強(qiáng)競爭力的短流程鋼廠采用的主要工藝，力求澆鑄盡可能接近最終的鑄坯，以便是近一步減少中間加工工序，節(jié)省能源、減少貯存和縮短生產(chǎn)時間。其與傳統(tǒng)工藝相比，流程短，效率高，建設(shè)投資小，生產(chǎn)成本低，受到世界鋼鐵界得高度重視。另一個課題，即連鑄高質(zhì)量鋼，主要包括鑄坯得清潔性、表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量保證，以滿足產(chǎn)品對質(zhì)量不斷提高得要求，同時也有效減少了成型加工過程，這是連鑄技術(shù)向高水平發(fā)展的標(biāo)志。高效連鑄技術(shù)，就是連鑄機(jī)實現(xiàn)高拉速、高作業(yè)率、高連澆爐數(shù)及低拉漏率，生產(chǎn)高溫?zé)o表面缺陷得連鑄坯技術(shù)。其中以高拉速連鑄得主要技術(shù)為主導(dǎo)和重點，因許多相關(guān)技術(shù)都圍繞展開，如高效結(jié)晶技術(shù)，高質(zhì)量保護(hù)渣技術(shù)，鑄坯連續(xù)矯正技術(shù)以及結(jié)晶器振動方式研究等。而結(jié)晶器振動得完善是其中最主要得技術(shù)措施之一，實踐證明結(jié)晶器振動方式以及振動參數(shù)對于提高拉速、改善鑄坯表面質(zhì)量有嚴(yán)重得影響。本文將著重討論步進(jìn)式冷床冷卻裝置。連鑄機(jī)型由最初的旋轉(zhuǎn)雙輥式發(fā)展為立式、立彎式、弧形、橢圓形、水平式，直至現(xiàn)在的薄板坯連鑄等進(jìn)終形連鑄。中國是研究、應(yīng)用連鑄技術(shù)較早的國家之一。20世紀(jì)50年代中期開始探索性的4工作，1956年在當(dāng)時重工業(yè)部鋼鐵綜合研究所建成了80圓坯半連鑄試驗裝置。1957年在上海鋼鐵公司中心實驗室建成一臺高架式方坯連鑄機(jī)。安裝在重鋼三廠的這臺立式連鑄機(jī)，在設(shè)計中有許多新的構(gòu)思。如結(jié)晶器強(qiáng)迫下降、彈簧上升的震動方式、500t大型飛箭、簡單可靠的拉輥油壓系統(tǒng)、連鑄坯鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)以及軌道式步進(jìn)冷床機(jī)構(gòu)等都具有獨(dú)創(chuàng)性。1960年在唐鋼建成一機(jī)一流、配合5t轉(zhuǎn)爐，澆注斷面150X150的方坯連鑄機(jī)，后改為一機(jī)兩流斷面為140X140的方坯。連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展是當(dāng)代鋼鐵工業(yè)發(fā)展的一個非常引人注目的動向，連鑄之所以發(fā)展迅速，主要是它與傳統(tǒng)的鋼錠摸澆注相比具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 （1）簡化生產(chǎn)工序 由于連鑄可以省去初軋開坯工序，不僅節(jié)約了均熱爐加熱的能耗，而且也縮短了從鋼水到成坯的周期時間。近年來連鑄的主要發(fā)展之一是澆注接近成品斷面尺寸鑄坯的趨勢，這將更會簡化軋鋼的工序。 （2）提高金屬的收得率采用鋼錠摸澆鑄從鋼水到成坯的收得率大約是84%-88%，而連鑄約為95%-96%,因此采用連鑄工藝可節(jié)約金屬7%-12%，這是一個相當(dāng)可觀的數(shù)字。日本鋼鐵工業(yè)在世界上之所以有競爭力，其重要原因之一就是在鋼鐵工業(yè)中大規(guī)模采用連鑄。從1985年起日本在全國的連鑄比已超過90%。對于成本昂貴的特殊鋼、不銹鋼，采用連鑄法進(jìn)行澆鑄，其經(jīng)濟(jì)價值就更大。中國的武漢鋼鐵公司第二煉鐵廠采用連鑄代替模鑄后，每噸鋼坯成本降低約170元，按年產(chǎn)量800X104t計算，每年可收益約13.5億元。由此可見，提高金屬收得率，簡化生產(chǎn)工序?qū)@得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 （3）節(jié)約能量消耗 據(jù)有關(guān)資料介紹，生產(chǎn)1t連鑄坯比模鑄開坯節(jié)約627-1046kj,相當(dāng)于21.4-35.7kg標(biāo)準(zhǔn)煤，再加上提高成材率所節(jié)約的能耗，節(jié)能超過了100kg標(biāo)準(zhǔn)煤。按中國目前能耗水平測算，每1t連鑄坯綜合節(jié)約為130kg標(biāo)準(zhǔn)煤。 （4）改善勞動條件，易于實現(xiàn)自動化 連鑄的機(jī)械化和自動化程度比較高，連鑄過程已實現(xiàn)計算機(jī)自動控制，使操作工人5從笨重的體力勞動解放出來。今年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化水平的提高，電子計算機(jī)也應(yīng)用于連鑄生產(chǎn)的控制，除澆鋼開澆操作外，全部由計算機(jī)控制。例如中國寶鋼的板坯連鑄機(jī)，其整個生產(chǎn)系統(tǒng)采用5臺PFU-1500型計算機(jī)進(jìn)行在線控制，具有切割長度計算，壓縮澆鑄控制、電磁攪拌設(shè)定、結(jié)晶器在線調(diào)寬、質(zhì)量管理、二冷水控制、過程數(shù)據(jù)手機(jī)、鑄坯跟蹤、精整作業(yè)線選擇、火焰清理、鑄坯打印標(biāo)號和稱重以及各種報表打印等31項標(biāo)準(zhǔn)的控制功能。 （5）鑄坯質(zhì)量好 由于連鑄冷卻速度快，連續(xù)拉坯、澆鑄條件可控、穩(wěn)定，因此鑄坯內(nèi)部組織均勻、致密、偏折少、性能也穩(wěn)定。用連鑄坯軋成的板材，橫向性能優(yōu)于模鑄，深沖性能也好，其他性能指標(biāo)也優(yōu)于模鑄。近年來采用連鑄已能生產(chǎn)表面無缺陷的鑄坯，直接熱送軋成鋼材。 連續(xù)鑄鋼是一項系統(tǒng)工程，涉及煉鋼、軋鋼、耐火材料、能源、備品備件、生產(chǎn)組織管理等一系列的工序。多年的生產(chǎn)實踐證明：只有樹立“連鑄為中心，煉鋼為基礎(chǔ)，設(shè)備為保證”的思想，才能較好地掌握現(xiàn)代連鑄技術(shù)。連鑄工藝的采用，改變了傳統(tǒng)的工藝要求、操作習(xí)慣和時間節(jié)奏。這就要求操作者和技術(shù)人員加強(qiáng)學(xué)習(xí)，更新知識，以適應(yīng)連鑄新技術(shù)的發(fā)展，做好技術(shù)培訓(xùn)工作。 1.21.2冷床概述冷床概述隨著鋼鐵生產(chǎn)的飛速發(fā)展，特別是高速線材、棒材和管材的發(fā)展。對鋼坯質(zhì)量的要求也越來越高，冷床是提高坯材質(zhì)量重要的一環(huán)。鋼坯翻轉(zhuǎn)冷床是80年代具有國際水平的高效、高質(zhì)、低消耗、新型結(jié)構(gòu)冷床。冷床作為鋼管、棒材生產(chǎn)工藝線上的一個必備設(shè)備，是生產(chǎn)過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。其主要作用是承載高溫軋件的冷卻、矯直。目前，常用冷床的形式主要有：推桿式、鏈條式和步進(jìn)式。推桿式及鏈條式冷床結(jié)構(gòu)簡單,造價低，在一些單位仍在使用，但由于其在使用中存在很多缺陷，因此一些單位相繼對其進(jìn)行改造。冷床改造的方向主要是步進(jìn)式，因為步進(jìn)式冷床有許多優(yōu)點，能克服推桿式及鏈條式冷床存在的缺點，滿足生產(chǎn)工藝的要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量，因此，步進(jìn)式冷床設(shè)備是現(xiàn)代冷床的發(fā)展趨勢。6 步進(jìn)式齒條冷床是現(xiàn)今棒材連軋生產(chǎn)線中重要設(shè)備之一主要功能為接收、傳遞以及冷卻軋件。 由于一套步進(jìn)式冷床機(jī)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備噸位大因此制造、安裝難度較大，如何建造好一條步進(jìn)式冷床，如何把握制造和安裝的度，是一個冶金設(shè)備制造者需要經(jīng)常思考的問題，如果不能對步進(jìn)式冷床的設(shè)計理念、工作原理、使用情況很好的理解就會在制造、安裝時處處為難。而把握和掌握步進(jìn)式冷床的設(shè)計和工作原理，對冷床系統(tǒng)的制造安裝就會拿捏的恰到好處。進(jìn)式冷床是軋件冷卻和傳輸?shù)囊苯鹪O(shè)備，軋件經(jīng)步進(jìn)式冷床后，由多度的高溫降到了近100度，步進(jìn)式冷床在軋件的冷卻、成形上起著主要作用。其設(shè)計與制造質(zhì)量直接決定軋件的成形質(zhì)量。一套步進(jìn)式冷床是一個系統(tǒng)工程，此種設(shè)備不僅零件繁多而復(fù)雜，單輸入輥子就有點164個，而且冷床本體裝配起來占地面積很廣，立體效果很強(qiáng)，是步進(jìn)式冷床設(shè)備中標(biāo)志性的一個大部件。一套60萬噸的棒材軋鋼線設(shè)備冷床區(qū)雖然只有七百多噸，但裝配起來后占地面積達(dá)到12m*120m，著實為制造和安裝帶來不少困難。鋼坯翻轉(zhuǎn)式冷床是八十年代國外應(yīng)用于軋鋼生產(chǎn)的高效、高質(zhì)、低消耗新型結(jié)構(gòu)冷床。目前,我國各初軋廠和中型開坯車間以及小方坯連鑄機(jī)現(xiàn)行裝備的鋼坯冷床均為移鋼式或擠壓式鋼坯冷床,冷床冷卻能力低,鋼坯冷卻后彎曲度大,冷床結(jié)構(gòu)笨重,占地面積大,而且不能冷卻圓坯。目前，國際上小型型鋼、棒材生產(chǎn)連續(xù)化 、自動化、機(jī)械化、高效率方向發(fā)展。而我國現(xiàn)有的小型型鋼、棒材生產(chǎn)線有很多條，但其主要設(shè)備都相當(dāng)陳舊、落后，與國際先進(jìn)技術(shù)相比有很大差距。針對這一現(xiàn)狀，認(rèn)真消化、吸收國內(nèi)、外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上 步進(jìn)式冷床作為新一代冷床被采用以來，由于其運(yùn)行平穩(wěn)、冷卻后鋼材表面質(zhì)量好，使其得到了廣泛應(yīng)用。目前使用的U-V型翻轉(zhuǎn)式步進(jìn)冷床較好地解決了坯材的冷卻質(zhì)量問題，并能達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)，而且可以冷卻多品種、多規(guī)格的坯材，為中型車間的發(fā)展和冶金企業(yè)的增產(chǎn)高效和節(jié)能降耗提供了一個廣闊的發(fā)展前景。鑄坯翻轉(zhuǎn)冷床位于連鑄機(jī)出坯系統(tǒng)中，是連鑄機(jī)的一個重要設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜7，設(shè)備噸位重，運(yùn)行軌跡精度要求高。經(jīng)過澆注、成型、剪切而成的定尺高溫鑄坯（包括方坯、圓坯），通過翻轉(zhuǎn)冷床，能使其盡快地、均勻地冷卻下來，并在冷卻過程中鑄坯不產(chǎn)生彎曲變形，而且通過齒形相互作用，起到一定的矯直作用。對于生產(chǎn)長定尺的方坯及圓坯連鑄機(jī)而言，由于長定尺方坯、圓坯在出坯過程中，需經(jīng)過輥道運(yùn)行、翻轉(zhuǎn)裝置傾翻、移鋼機(jī)推動等，極易產(chǎn)生彎曲變形，這樣的成品鑄坯不能進(jìn)入下道工序（如軋鋼機(jī)組）。所以，在出坯系統(tǒng)中，翻轉(zhuǎn)冷床是不可缺少的設(shè)備。實踐證明，其作用及效果是明顯的。冷床作為軋鋼生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，是連接高溫加工與冷加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)了連個區(qū)域的加工效率不均，起到了緩沖作用。但從另一方面說，與軋機(jī)，飛剪等加工設(shè)備相比，由于冷床設(shè)備噸位大，占地面積廣，所以制造安裝難度較高。由于國外一直對中國實行高端技術(shù)封鎖，我國在技術(shù)尖端領(lǐng)域發(fā)展較緩慢。不過近些年，為加快現(xiàn)代化建設(shè)，國家大力發(fā)展制造業(yè)，鼓勵各種資本投入到重工業(yè)。加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，增大教育投入，重視高端人才培養(yǎng)。使我國在現(xiàn)代制造業(yè)領(lǐng)域得到迅猛發(fā)展。鋼材生產(chǎn)線的設(shè)備，絕大部分可以實現(xiàn)自主生產(chǎn)，雖然在加工水平，制造精度，產(chǎn)品質(zhì)量還與國外有一點差距，但這種差距正在逐步縮小。1.31.3冷床的主要類型冷床的主要類型冷床是軋鋼車間的主要設(shè)備，其作用在于將800以上的軋件冷卻到150到100以下，同時使扎件按既定方向和既定速度運(yùn)行，在運(yùn)輸過程中應(yīng)保證扎件不彎曲或向制定的方向彎曲。由于型鋼產(chǎn)品形狀相差懸殊，因此型鋼車間的冷床形式是多種多樣的。按照型鋼車間冷床結(jié)構(gòu)形式，冷床大致有以下幾大分類。1）往復(fù)多爪式冷床床面由若干固定的導(dǎo)軌（鋼軌、滑軌）組成，移鋼設(shè)備為一個帶多組劃爪的整體式或單體式滑車，用鋼絲繩來回拖動。這種冷床結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，易于維修，但其利用系數(shù)低，滑車車輪和托輥的消耗量大，軋間在橫移過程中容易發(fā)生彎曲現(xiàn)象，而且噪聲也大，這種冷床主要用于開坯和大中型型鋼軋鋼車間。2）鏈?zhǔn)嚼浯叉準(zhǔn)嚼浯驳谋倔w一般由固定的冷卻臺架以及鏈?zhǔn)嚼摍C(jī)兩部分組成。鏈?zhǔn)嚼摍C(jī)由板式滾子鏈組成，因受鏈條張緊條件的限制，通常是不可逆的，其主動輪應(yīng)安8裝在軋件橫移方向的前端。有的是鏈條設(shè)在冷床里面，鏈帶上安有劃爪來帶動型材前進(jìn)；有的是鏈條在冷床上，鏈條托著型材前進(jìn)。這種冷床結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便，沒有噪聲；缺點是鏈條處于高溫條件下工作，鏈條容易變形，需要為其配備專門的冷卻設(shè)備。這種冷床適于所有斷面的型鋼；對于矯直機(jī)后檢查臺架鏈?zhǔn)嚼浯彩且环N很好的結(jié)果形式。 3）步進(jìn)冷床步進(jìn)冷床又稱齒條式冷床，本體由兩組齒條組成，一組齒條是固定的（靜齒條），另一組齒條可以做平面升降往復(fù)運(yùn)動（動齒條）。兩組齒條的齒形交替排列，冷床不工作時，靜齒條高于動齒條的齒面。當(dāng)啟動電動機(jī)后，偏心輪轉(zhuǎn)動，使安裝在前后兩組動梁上的動齒條做升降往復(fù)移動。隨著動齒條的移動就能把靜齒條上的型材一次橫移一個齒距，型材在冷床本體的運(yùn)動中不斷橫移，并逐漸冷卻下來。這種冷床適宜于冷卻過程中容易產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)的小型鋼材生產(chǎn)。為了保證軋件均勻的冷卻，在某些鋸齒形冷床上，其靜齒條和動齒條并不與冷床長度方向平行，一般都便宜一個不大的角度（2）。這樣軋件沒前進(jìn)一步，與齒面接觸的部位沿軋件長度方向變化一次，即沿軋件全長的接觸點能夠周期性的變化。這對于高合金鋼和某些特殊型材是必要的。4）翻轉(zhuǎn)式冷床目前比較先進(jìn)的翻轉(zhuǎn)式冷床，主要由兩齒梁和偏心軸組成。兩齒梁的齒形不同，齒梁1為V形，齒梁2為U形。當(dāng)偏心軸A轉(zhuǎn)動時，偏心AB使梁上下運(yùn)動，偏心AK及AZ使兩齒梁左右運(yùn)動。在此運(yùn)動中，型鋼得意翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)式冷床具有節(jié)能，冷卻時間短，冷卻型鋼直和無損傷等特點，主要應(yīng)用與方剛（坯）和圓鋼（坯）的冷卻。5）搖擺式冷床搖擺式冷床主要部件是搖擺桿，每當(dāng)搖擺桿擺動一次，鋼材在冷床上移動一個齒距。隨之?dāng)[動桿的反復(fù)擺動。鋼材就在冷床上不斷前進(jìn)。擺動式冷床的優(yōu)點是剛才在冷床上移動時能白癡直線，與齒條冷床相比，其結(jié)構(gòu)簡單，造價低，制造方便。缺點是有時會損傷鋼材表面。6）輥式冷床輥式冷床由多組細(xì)長輥子組成。輥子軸線與軋件運(yùn)行方向成一定角度，使軋件在其上一面作橫移運(yùn)動，一面相應(yīng)的轉(zhuǎn)動，這樣軋件不僅冷卻均勻而且不發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。此類冷床的造價較高，用于要求較高的小型型鋼生產(chǎn)。9鏈?zhǔn)胶筒竭M(jìn)式冷床的設(shè)備造價比多爪式冷床高，但軋件在橫移過程中不會產(chǎn)生與床面滑道摩擦，而產(chǎn)生表面擦傷等缺陷，并且散熱性好，冷卻能力高，因此獲得廣泛應(yīng)用，繩輪滑爪式冷床已被逐漸淘汰。翻轉(zhuǎn)冷床又大體可分為兩類：方坯翻轉(zhuǎn)冷床和圓坯翻轉(zhuǎn)冷床（從目前最新發(fā)展看，將會出現(xiàn)方坯、圓坯翻轉(zhuǎn)冷床）。從目前國內(nèi)現(xiàn)狀看，方坯翻轉(zhuǎn)冷床主要是機(jī)械傳動，而圓坯翻轉(zhuǎn)冷床主要是液壓傳動。其中，方坯翻轉(zhuǎn)冷床的機(jī)械傳動又可分為單傳動和雙傳動。單傳動是指鑄坯的橫移與升降是由一套傳動系統(tǒng)，通過雙偏心傳動軸來實現(xiàn)的，而雙傳動是指鑄坯的橫移與升降有兩套傳動系統(tǒng)配合完成的。圓坯翻轉(zhuǎn)冷床的傳動主要是通過兩套液壓系統(tǒng)配合完成的。1.4.1.4.步進(jìn)式冷床的結(jié)構(gòu)步進(jìn)式冷床的結(jié)構(gòu)1.4.1冷床的結(jié)構(gòu)大多數(shù)熱軋機(jī)，包括開坯機(jī)和各種成材軋機(jī)，在軋制后均應(yīng)經(jīng)過冷卻、精整、清理的工序，以保證軋出半成品或成品的質(zhì)量。冷床就是用于實現(xiàn)該工序的設(shè)備。冷床雖然是連鑄車間后部工序的一個輔助設(shè)備，但在許多情況下，它的結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)卻直接影響到軋機(jī)的產(chǎn)量和質(zhì)量。 冷床的基本結(jié)構(gòu)由三部分組成： （1）冷床床體。它是鋼坯件在其上進(jìn)行冷卻的臺架。 （2）進(jìn)料機(jī)構(gòu)。它是將坯件由冷床的輸入輥道送入冷床床體的的機(jī)構(gòu)。 （3）送出機(jī)構(gòu)。它是將坯件由冷床床體送至冷床輸出輥道的機(jī)構(gòu)。在某些冷床上，進(jìn)料機(jī)構(gòu)和冷床床體中的橫移坯件的機(jī)構(gòu)合為一體，送出機(jī)構(gòu)合冷床床體中橫移坯件的機(jī)構(gòu)合為一體，也有進(jìn)料機(jī)構(gòu)、送出機(jī)構(gòu)合冷床床體合為一體的。冷床的主要參數(shù)是冷床的面積，確切地說，是冷床床體臺架的面積。它決定了軋件在冷床上的冷卻能力。冷床的床體面積由冷床床體寬度和冷床床體的長度確定。1.冷床床體寬度 冷床床體寬度是指冷床在坯件長度方向上的尺寸。它與需要冷卻的各種坯件的長度有關(guān)。冷床床體的寬度以其中最長的坯件為依據(jù)而確定。2.冷床床體的長度 冷床床體的長度是指冷床在坯件移動方向上尺寸。10 翻轉(zhuǎn)冷床的傳動裝置由兩組液壓缸，傳動軸以及連桿和斜滑軌等組成。一組齒條固定不動，一組齒條支承在一組拉桿上，此組拉桿由一組油缸驅(qū)動，此組拉桿架在另一組拉桿上，兩組拉桿裝上車輪可以相對滾動，這另一組拉桿由另一組油缸驅(qū)動，這組拉桿架在斜滑軌上。 一根坯子在冷床上的冷卻時間取決于下列因素： 1)鋼材的品種規(guī)格、鋼種; 2)鋼材的終軋溫度； 3）鋼材的溫降規(guī)律； 4）鋼材進(jìn)入冷床時的溫度； 5）鋼材離開冷床時的溫度。 冷床應(yīng)有足夠的面積，以便在最高的軋機(jī)產(chǎn)量條件下能使軋件冷卻到所需要的溫度。可以看到，目前某些軋鋼車間的冷床，由于冷床的面積過小而直接影響到軋機(jī)的產(chǎn)量和軋件的質(zhì)量。1.4.2.冷床的組成以及性能結(jié)構(gòu)參數(shù) 1）設(shè)備特點： 液壓驅(qū)動 定板固定不動，翻轉(zhuǎn)動作主要靠活動齒板完成，使得油缸數(shù)量減少，設(shè)備結(jié)構(gòu)更加簡化 冷床出口動板推鋼至鑄坯收集床：推鋼推力直接借助于液壓翻轉(zhuǎn)冷床動板的動力，無需單獨(dú)設(shè)推鋼機(jī) 2）主要結(jié)構(gòu)組成： 升降油缸（帶底座） 2套 平移油缸（帶底座） 2套 活動齒板及其支架 16套 固定齒板及其支架 16套 活動齒板縱向移動構(gòu)件 8套11 移動框架 4套 傾斜支座 16個 轉(zhuǎn)軸 4個 3）主要技術(shù)參數(shù) 輸送鑄坯斷面： 150150 鑄坯長度： 12m 固定齒板齒數(shù)： 50齒 鑄坯翻轉(zhuǎn)一齒時間： 30s(可調(diào)) 鑄坯連續(xù)翻轉(zhuǎn)冷卻總時間： 30min（不含停留時間） 翻轉(zhuǎn)冷床出口鑄坯溫度： 550C（入口溫度800C）2.2. 翻轉(zhuǎn)冷床傳動機(jī)構(gòu)的選擇翻轉(zhuǎn)冷床傳動機(jī)構(gòu)的選擇2.12.1 傳動形式的研究傳動形式的研究 單傳動形式是指鑄坯的橫移和升降由一個傳動系統(tǒng)帶動雙偏心軸來實現(xiàn)動作。其優(yōu)點是：只需要一套傳動系統(tǒng)，一套雙偏心機(jī)構(gòu)，其運(yùn)行準(zhǔn)確，軌跡為雙橢圓。而且不需要信號裝置進(jìn)行控制，電動按一個方向運(yùn)轉(zhuǎn)，減速裝置磨損均勻。但是單傳動形式存在加工裝配精度要求高、維修困難等缺點，而且由于整個床身鑄坯的重量及冷床動齒面本身的自重都由一套偏心傳動機(jī)構(gòu)承受，所以，其外形尺寸和承受的扭轉(zhuǎn)力矩都是很大的。雙傳動形式是指由兩套傳動系統(tǒng)分別動作，通過偏心套來實現(xiàn)鑄坯的橫移和升降，其軌跡為矩形。兩套傳動系統(tǒng)裝置通過主令控制器發(fā)出信號和角度值，通過控制兩套傳動機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)鑄坯的橫移和升降動作要求。其優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，易加工，易裝配，維修也比較方便。其缺點為：兩套傳動裝置頻繁啟動、制動，這對電機(jī)、制動器、主令控制器等控制設(shè)備提出了更高的要求，而且橫移傳動裝置中，電動機(jī)只轉(zhuǎn)動一定的角度，這使減速裝置中的齒輪磨損不均勻，使用壽命短。由于雙傳動鑄坯翻轉(zhuǎn)冷床存在上述的缺點，如果其配套件（電機(jī)、制動器等）的各項性能能夠得到保證，采用這樣的形式還是可行的。但是，從發(fā)展的趨勢來看，有被單傳動形式或液壓傳動形式取代的可能性。圓坯冷床中的液壓傳動機(jī)構(gòu)，對液壓缸的動作及控制要求較高，從目前國內(nèi)情況來看，液壓系統(tǒng)主要還需引12進(jìn)。但是，隨著國內(nèi)液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，翻轉(zhuǎn)冷床液壓傳動系統(tǒng)完全實現(xiàn)國產(chǎn)化只是一個時間問題。2.22.2 傳動運(yùn)動機(jī)構(gòu)的選擇傳動運(yùn)動機(jī)構(gòu)的選擇2.2.1 電動單軸三偏心連桿式翻轉(zhuǎn)冷床 如圖1所示，電動機(jī)經(jīng)減速器傳動裝有三個偏心輪的長軸，與V、U形齒條相連的偏心輪偏心距均為e1,與三角形擺架機(jī)構(gòu)相連的偏心距為e2。當(dāng)傳動主軸順時針轉(zhuǎn)時，V齒向右水平運(yùn)動，U齒向左水平運(yùn)動。同時因三角形擺架繞O1、O2支點右擺，使V齒向下運(yùn)動，U齒向上運(yùn)動，兩種運(yùn)動合成的結(jié)果使V、U齒上的任一點（A1、A2）都在各自作橢圓運(yùn)動軌跡。這種冷床運(yùn)行速度很慢，傳動主軸轉(zhuǎn)速一般5 r/min,允許正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行，可實現(xiàn)正、反步進(jìn)翻鋼的要求，當(dāng)V、U齒按順時針方向作橢圓運(yùn)動一周時，就可實現(xiàn)正向步進(jìn)一步和翻鋼90，而當(dāng)V、U齒按逆時針運(yùn)動一周時，就可實現(xiàn)反向不進(jìn)一步和翻鋼90圖 2.1 電動單軸三偏心連桿式翻轉(zhuǎn)冷床的運(yùn)動機(jī)構(gòu)2.2.2 液壓雙軸雙動齒條式翻鋼冷床這種冷床采用液壓缸傳動，大大簡化了電動機(jī)傳動的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，減輕了設(shè)備重量，也有利于維護(hù)檢修。當(dāng)然至關(guān)重要的是要求液壓系統(tǒng)的可靠性，其齒條運(yùn)動軌跡特點是V形齒作平行四邊形的運(yùn)動軌跡，而形齒只作上下運(yùn)動軌跡，借助液壓13缸、曲柄連桿的傳動使兩者默契協(xié)調(diào)運(yùn)動，從而實現(xiàn)了鋼坯的步進(jìn)和翻轉(zhuǎn)，必須指出，這種冷床不能實現(xiàn)反向步進(jìn)和翻轉(zhuǎn)。運(yùn)動機(jī)構(gòu)及步進(jìn)翻鋼過程見圖：圖 2.2 運(yùn)動機(jī)構(gòu)圖 2.3 步進(jìn)翻鋼過程2.2.3 液壓雙軸單動齒條式翻鋼冷床這種翻轉(zhuǎn)冷床也是采用液壓缸傳動的，所不同的是有動齒條、靜齒條之分。液壓缸按設(shè)定程序工作使動齒條作升降和水平移動，每一個循環(huán)周期完成一個矩形軌跡。當(dāng)動齒條升起并水平移動1.5個齒的距離后，鋼坯就實現(xiàn)一次翻轉(zhuǎn)90并移送一個齒的步進(jìn)，這種冷床也不能實現(xiàn)反向步進(jìn)和翻鋼。運(yùn)動機(jī)構(gòu)及步進(jìn)翻鋼過程見圖：14圖 2.4 運(yùn)動機(jī)構(gòu)圖 2.5 步進(jìn)翻鋼過程綜上所述，根據(jù)以上三種傳動方式的翻轉(zhuǎn)冷床的優(yōu)缺點和實現(xiàn)形式的可靠性，本人選擇液壓雙軸單動齒條式翻轉(zhuǎn)冷床來進(jìn)行設(shè)計和研究。首先這種翻轉(zhuǎn)冷床可以實現(xiàn)鋼坯在移送過程中不斷翻轉(zhuǎn)90的要求，其傳動方式結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和安裝，可行性強(qiáng)，其動力采用液壓缸傳動，運(yùn)動平穩(wěn)可靠；鋼坯實現(xiàn)一個完整的步進(jìn)，動齒條需要完成上升、前進(jìn)、下降、后退4個動作，其運(yùn)動軌跡為矩形，這更容易實現(xiàn)自動控制。3 3 齒板的齒形設(shè)計與冷床總體布局齒板的齒形設(shè)計與冷床總體布局3.13.1 V V型翻轉(zhuǎn)冷床的簡介和優(yōu)點型翻轉(zhuǎn)冷床的簡介和優(yōu)點 15V型翻轉(zhuǎn)冷床由V型齒條組成，采用偏心集體傳動，在冷床主傳動軸上同時配置了四套齒條組進(jìn)退連桿裝置，每套齒輪組都是分別由定齒板和動齒板構(gòu)成。動齒板的上升與前進(jìn)運(yùn)動，結(jié)合動齒板將鋼坯向前推進(jìn)一個步距，它們每運(yùn)轉(zhuǎn)一個周期，不僅將鋼坯向前推進(jìn)一個步距，同時還將鋼坯翻轉(zhuǎn)90。在冷床運(yùn)動過程中，隨著搖臂的擺動，移動齒板的齒條上升，固定齒板的齒條保持不動，但是最終冷床上的鋼坯并不被抬起，而僅繞其重心翻轉(zhuǎn)，冷床兩種齒條在運(yùn)動中相互平衡，所消耗的功率僅用于克服帶負(fù)載后軸承的摩察力，因而傳動功率較小。該冷床可適應(yīng)多種共用性好，運(yùn)動方式靈活，既可冷卻方坯，又可冷卻圓坯，也適合斷面的矩形鋼坯，同時可以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。3.23.2 V V型齒板參數(shù)型齒板參數(shù) 一般U型齒條的齒形為U型，V型齒條的齒形為三角形，它們的齒距相同,用t表示。V型齒條的前傾面傾角稱為齒形前角，用表示，齒條后傾面后傾角稱為齒形后角，2用表示。本設(shè)計中的冷床只涉及V形齒條。1圖 3.1 V型齒板齒形3.2.1 齒距t的確定 考慮鋼坯在冷床上運(yùn)送過程中部相互干涉，同時又要充分利用冷床面積且能保持坯16料間的較佳距離，因此 2 min2 maxLtL 式中-最大方坯邊長maxL取平均值：t= 1.71，可取t=（1.6-22max2LmaxL1.8）范圍內(nèi)的一個圓整數(shù)。maxL因=180mm，即取t=300mmmaxL3.2.2 V齒幾何參數(shù)的確定（1）的選取1考慮鋼坯進(jìn)齒槽時能順利地下滑槽底，且坯料重心偏左而不致因沖擊齒面產(chǎn)生響聲，則451tan1摩擦角=1642-19181tan式中 -鋼坯與齒面的滑動摩擦因數(shù)，對于熱鋼坯=0.30-0.35。取平均：=3051-329，即可在305內(nèi)選取，所以取114521=25。1（2）的選取 2為了能平穩(wěn)地輸送和翻轉(zhuǎn)鑄坯，要求： (接近45)50402則為減少因方坯翻轉(zhuǎn)面對齒條沖擊造成的振動，且能保證移動齒條上升和平移過程中，能夠順利地上下料，所以取=46。2（3）S1、h的計算由 h=S1tan1 h=（t-S1） tan2得 S1=212tantantant =46tan35tan46tan30017 =193式中，齒距300t則 h=S1tan13.33.3 動、靜齒條齒形設(shè)計動、靜齒條齒形設(shè)計借鑒V翻轉(zhuǎn)冷床齒形設(shè)計理論，根據(jù)設(shè)計要求鋼坯的尺寸，本人設(shè)計的翻轉(zhuǎn)冷床的固定齒板和移動齒板齒形如圖所示：移動齒板齒形圖固定齒板齒形圖GHtc1ha1a2HGhtc1s1圖 3.2 固定齒板和移動齒板齒形 根據(jù)方坯尺寸L=180mm,齒板厚度均為32，上面可以計算得到t=300mm，槽深h=90mm，所以得到固定齒板齒形參數(shù)是=25,=46。計算得S1=193mm，初步取H=40012, 。由上述的冷床的步進(jìn)翻轉(zhuǎn)原理可知鋼坯在齒板上的運(yùn)作原理，故將固定211C齒板與移動齒板的齒形交錯布置即可，所以移動齒板的齒形參數(shù)與固定齒板的齒形參數(shù)相同，只是布置方式相反。齒板材質(zhì)為19Mn鋼及Q345-B鋼板結(jié)構(gòu)下料，在設(shè)備使用中，要求十幾排齒條精確定位、對齊，而且負(fù)載運(yùn)行中部發(fā)生錯位現(xiàn)象。關(guān)于齒條的加工問題，一般來說齒條上的齒形都是要求機(jī)械加工的，同一種尺形的齒條要求齒形完全一致，這是翻轉(zhuǎn)冷床設(shè)計、制造中非常重要的一點；如果不一致，鑄坯在齒條上翻轉(zhuǎn)，會發(fā)生冷床和鑄坯相互別勁，一方面使鑄坯產(chǎn)生彎曲，另一方面，使床身及傳動機(jī)構(gòu)受到非常大的外力作用，可能損壞設(shè)備?，F(xiàn)在，由于數(shù)控模型切割技術(shù)的成熟應(yīng)用大大節(jié)省了成本，而且可以保證同一種齒條的齒形完全一致。3.43.4 翻轉(zhuǎn)冷床總體布置翻轉(zhuǎn)冷床總體布置18 冷床本體的一些基本參數(shù)說明：冷床寬度B是指冷床在鋼坯長度方向上的尺寸，冷床長度L是以冷床輸入輥道與冷床輸出輥道的中心線之間的距離，冷床最大承載重量指冷床床面布滿鋼坯時所有鋼坯重量之和的最大值。 翻轉(zhuǎn)冷床本體是由固定齒條、固定齒條支撐、動齒條、動齒條支撐、移動梁、動齒條升降裝置和水平移動裝置等組成。根據(jù)所給的鋼坯尺寸150mm150mm12000mm，但考慮到其他冷卻其他鋼坯的情況，應(yīng)留有一定的余量，所以按180mm180mm12000mm尺寸設(shè)計。翻轉(zhuǎn)冷床采用雙面送料，每排沿寬度方向共有8排固定齒條和8排移動齒條，每排齒條都是由兩根齒條焊接而成,長度方向上共有4個固定齒條支撐和4個移動齒條支撐，在其中部通過連桿與動齒條水平移動裝置和升降移動裝置鉸鏈。下面就其中一排作介紹，每條齒板有47個齒溝，齒板長兩端齒間距離15240mm，固定齒板數(shù)8對，齒板間距1350、1300、1750；移動齒板數(shù)8對，齒板間距1300mm、1350mm和1950。水平移動和上下移動均采用液壓缸驅(qū)動，使其作用在空心軸上，通過空心軸來拉動兩排齒條做同步運(yùn)動。空心軸與油缸通過銷軸連接。4.4. 冷床本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計和校核冷床本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計和校核 首先對翻轉(zhuǎn)冷床雙排上料中的其中一排進(jìn)行受力分析，根據(jù)鋼坯尺為: 180mm180mm12000mm 鋼坯密度為7.8t/，單根鋼坯的重量: 3mm=7.80.180.1812t=3.033t 當(dāng)整排冷床都布滿鋼坯時，冷床承受的最大鋼坯重量: G1=493.033t=148.6t 固定齒條支撐沿冷床長度方向共有4排，沿寬度方向上共有4列，動齒條共有4列，縱向移動構(gòu)件8個，移動框架4個，橫梁8個，所以動齒條自重: W1=83t=24t 橫梁自重: W2=85t=40t 縱向移動構(gòu)件自重: 19W3=85t=40t 移動框架自重: W4=415t=60t 水平移動輪子共有16個，升降運(yùn)動輪子共有16個；所有這些構(gòu)件的重量都作用在輪子上，水平移動輪子承受的最大重量: =G1+W1+W2+W3=252.6t G平均每個輪子承受的重量: =/16=16t pG升降運(yùn)動輪子承受的最大重量: =+W4=312.6t， GG平均每個輪子承受的重量: =/16=19.5t。pG 由于翻轉(zhuǎn)冷床上的所有零部件的重力都作用在輪子上，所以輪子的設(shè)計和校核是冷床結(jié)構(gòu)的核心，其他的部件都是鋼結(jié)構(gòu)連接，受力不大，其強(qiáng)度都可以滿足要求。下面主要介紹輪子的設(shè)計與校核，其次通過受力分析，計算出所需要的液壓力，從而選擇能夠滿足要求的液壓缸，由于液壓缸的作用力都要通過空心軸來傳遞到翻轉(zhuǎn)冷床的傳動部件上，從而實現(xiàn)冷床上所有動齒條的運(yùn)動，所以要通過液壓缸推力來設(shè)計和校核空心軸的結(jié)構(gòu)和尺寸。4.14.1 輪子的設(shè)計和校核輪子的設(shè)計和校核4.1.1 輪子及軸承的選擇20 圖4.1 輪子設(shè)計結(jié)構(gòu) 根據(jù)輪子承受載荷的情況，設(shè)計輪子的機(jī)構(gòu)如圖所示，左邊輪子設(shè)有導(dǎo)軌，起導(dǎo)向左右，右邊輪子沒有導(dǎo)軌，如果兩邊的輪子都設(shè)有導(dǎo)軌，當(dāng)系統(tǒng)受到?jīng)_擊或外載荷的原因，使縱向移動構(gòu)件發(fā)生橫向移動時，由于雙邊限制而過定位，容易發(fā)生卡死現(xiàn)象，故采用一邊加導(dǎo)向板，一邊不加導(dǎo)向板。首先介紹一下其中一個輪子的結(jié)構(gòu)，兩邊為移動框架的兩板，輪子內(nèi)有滾動軸承，通過銷軸連接，兩邊的法蘭用來固定滾動軸承，并用螺栓固定在輪子上，這樣結(jié)構(gòu)顯得緊湊，作用在輪子上的力都傳遞到滾動軸承上。 首先對其升降作用的輪子進(jìn)行校核，該輪子轉(zhuǎn)速不高，選擇圓柱滾子軸承NUP2318（92618），尺寸為90mm190mm64mm，圓柱滾子軸承一般只用來承受徑向負(fù)荷，與相同尺寸的深溝球軸承相比，有較大的徑向負(fù)荷能力，極限轉(zhuǎn)速接近深溝球軸承。通過分析整個輪子的受力情況，其受到垂直向下的壓力，還有移動方向的拉力Fp，選擇這種軸承正好符合其主要受到徑向載荷的情況。滾動軸承只受到徑向載荷P=，設(shè)計其預(yù)期計算壽命為： p=5000h hL則軸承應(yīng)具有的基本額定動載荷 ： C=P=2.8N=320KN 66010hnL5103660 5 500010 而該軸承的基本額定負(fù)載=395KN，所以滿足要求。0C由于圓柱滾子軸承室標(biāo)準(zhǔn)件，而軸承裝在輪子內(nèi)部，所以輪子的外徑應(yīng)定為190mm，輪寬定為64。 4.1.2 銷軸的設(shè)計選擇 現(xiàn)在對銷軸進(jìn)行選擇，目前軸類零件使用的材料眾多，普通碳鋼有20鋼，35鋼，45鋼；合金材料常用的有40Gr,35GrMo,考慮到本設(shè)計銷軸載重較大，選用碳素合金Q345-B。銷軸上為了便于固定，設(shè)有板件裝置，主要承受來自螺栓的壓力，同時要傳遞銷軸的銷圓周切向力，考慮到上述因素，板件的材料選用Q235-21A,這種鋼性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛，而且具有良好的焊接性，可以方便的和焊件連接在一起。 銷軸裝軸承的一段定為90，往前一段定為85，往后一段定為105.圖4.2銷軸結(jié)構(gòu)圖 工作中銷軸主要受到剪切力和擠壓力的作用，需要對銷軸的剪切強(qiáng)度進(jìn)行計算，在滿足剪切強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，再計算銷軸的擠壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。 (1)銷軸強(qiáng)度校核 1) 剪切強(qiáng)度的計算 根據(jù)工作狀況，可得出銷軸承受力最大情況如圖所示L1L1L2P3P1P2 圖4.3銷軸受力其中:kNPP1918.9105.19321則 kNpp6.9521銷軸兩端各承受一半的拉力，由于銷軸左端的直徑為85mm，右端的直徑為105mm，所以左端截面變化處為危險截面，銷軸的剪力圖如圖所示：220mmkN95.695.6圖4.4銷軸剪力圖2) 計算剪切應(yīng)力根據(jù)剪力圖可知，銷軸的最大剪切剪切應(yīng)力為95.6kN,剪切應(yīng)力可根據(jù)以下公式計算：adFQ3042式中，為最大剪切力，d為銷軸直徑。FQ根據(jù)機(jī)械手冊得Q345-B的最大抗拉強(qiáng)度為：MPa,許用剪切應(yīng)力為：620p a4 .25148. 16206 . 0則 所以，銷軸符合剪切強(qiáng)度要求。3）擠壓強(qiáng)度的計算銷軸的擠壓強(qiáng)度可按以下公式計算： dbFp式中，F(xiàn)為壓力 d為銷軸直徑 b為與銷軸自潤滑軸承的接觸長度 由上面計算可得，kFFQ6 .95 =17.5MPa64856 .95p 查機(jī)械手冊可得，許用應(yīng)力為：23 MPap58648. 14 . 1620 即 p p 所以銷軸符合擠壓強(qiáng)度。3)彎曲強(qiáng)度計算 銷軸的彎曲強(qiáng)度為： WMc 有剪力圖和彎矩公式可得銷軸彎矩圖：LP130XYNm圖4.5銷軸彎矩圖 彎矩為M=LPz 抗彎截面系數(shù)為： dW3 帶入公式可得： MPac5 .21 查機(jī)械手冊得Q345-B彎曲許用應(yīng)力為： MPac41948. 1620 即 c c所以銷軸符合彎曲強(qiáng)度要求。本設(shè)計中銷軸較多，校核都同理如上。現(xiàn)在對其水平移動的輪子進(jìn)行校核，通過受力分析，其受到水平方向的拉力和垂直方向的壓力，水平拉力：=0.21610N=3.2N F2p31041024由于其拉力和壓力均小于起升降作用的作用力，所以該輪子結(jié)構(gòu)也滿足要求。4.24.2 液壓缸的選擇液壓缸的選擇 液壓缸是液壓傳動的執(zhí)行元件，它和主機(jī)工作機(jī)構(gòu)有直接的聯(lián)系，對于不同的機(jī)種和機(jī)構(gòu)，液壓缸具有不同的用途和工作要求。在設(shè)計液壓缸時，必須注意以下幾點： (1)盡量使液壓缸的活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的穩(wěn)定性 (2)考慮液壓缸行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題。缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)的措施，但是并非所有的液壓缸都要考慮這些問題。 (3)正確確定液壓缸的安裝、固定方式。如承受彎曲的活塞桿不能用螺紋連接，要用止口連接。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定位。只能在一端定位，為的是不致阻礙它在受熱時的膨脹。如沖擊載荷使活塞桿壓縮。定位件須設(shè)置在活塞桿端，如為拉伸則設(shè)置在缸蓋端。 (4)液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、加工、裝配和維修方便。 (5)在保證能滿足運(yùn)動行程和負(fù)載力的條件下，應(yīng)盡可能地縮小液壓缸的輪廓尺寸。 (6)要保證密封可靠，防塵良好。液壓缸可靠的密封是其正常工作的重要因素。如泄漏嚴(yán)重，不僅降低液壓缸的工作效率，甚至?xí)蛊洳荒苷９ぷ?如滿足不了負(fù)載力和運(yùn)動速度要求等)。良好的防塵措施，有助于提高液壓缸的工作壽命。 首先對起水平移動的液壓缸進(jìn)行選擇，根據(jù)設(shè)計翻轉(zhuǎn)冷床的運(yùn)動情況，對其機(jī)構(gòu)簡25化如圖4.6所示，縱向移動構(gòu)件受到壓力、支持力和摩擦力f，其中壓力和摩擦pNF力為一對平衡力，摩擦力： f= =3.2N NFp410本設(shè)計初步將以A為頂點的兩搖臂之間的夾角定為63.4。冷床布置在移缸機(jī)后面，用來傳遞并冷冷卻鋼坯，根據(jù)冷床的整體框架尺寸，將CD兩點間的距離定為1222.由力矩平衡，對A點取矩，液壓缸推力為F，得到F=2.34N，當(dāng)D點水平移 410動220mm時，經(jīng)過計算，得到液壓缸推桿需要伸長470mm，故選擇液壓缸活塞桿的行程470mm。圖4.6 水平移動簡化此冷床采用耳環(huán)式液壓缸，將液壓缸的耳環(huán)與機(jī)械上的耳環(huán)用銷軸鏈接在一起，使液壓缸能在某個平面內(nèi)自由擺動。尾部的耳環(huán)預(yù)埋在地上的底座通過銷軸相連接，頭部的耳環(huán)連接在傳動軸上。1)缸筒內(nèi)徑D。液壓缸的缸筒內(nèi)徑D是根據(jù)負(fù)載的大小來選定工作壓力或往返運(yùn)動速度比，求得液壓缸的有效工作面積，從而得到缸筒內(nèi)徑D，再從GB234880標(biāo)準(zhǔn)中選取最近的標(biāo)準(zhǔn)值作為所設(shè)計的缸筒內(nèi)徑。根據(jù)負(fù)載和工作壓力的大小確定D：26以無桿腔作工作腔時以有桿腔作工作腔時式中：為缸工作腔的工作壓力，可根據(jù)冷床類型或負(fù)載的大小來確定；Fmax為最p1大作用負(fù)載。本設(shè)計中確定，2.34104N。MPap161Fmax代入式中可得缸筒直徑的范圍值。液壓缸工作壓力MPap7推薦活塞桿直徑d(0.50.55)D(0.60.7)D0.7D由上表可得活塞直徑。現(xiàn)在對進(jìn)行升降運(yùn)動的液壓缸計算，其在翻轉(zhuǎn)冷床中的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖簡化如圖4.7所示， 圖4.7升降運(yùn)動簡化機(jī)構(gòu) 對輪子受力分析，輪子受到重力、支持力、摩擦力及液壓缸推力產(chǎn)pNFfF27生的拉力，傾斜板的傾角為20， 受力平衡如圖4.8所示：fFpp20F 圖4.8輪子受力分析圖,10105395.1105.19FN，F(xiàn)Nf由受力平衡條件得：20sin pFf解之得： =1.04105N F為了實現(xiàn)鋼坯平移，動齒條至少需要上升285mm，即輪子上升285mm，從D1移動到D2，此時液壓缸推桿作用點從B1到B2，通過計算，液壓缸推桿伸長565mm。1)缸筒內(nèi)徑D。液壓缸的缸筒內(nèi)徑D是根據(jù)負(fù)載的大小來選定工作壓力或往返運(yùn)動速度比，求得液壓缸的有效工作面積，從而得到缸筒內(nèi)徑D，再從GB234880標(biāo)準(zhǔn)中選取最近的標(biāo)準(zhǔn)值作為所設(shè)計的缸筒內(nèi)徑。根據(jù)負(fù)載和工作壓力的大小確定D：以無桿腔作工作腔時以有桿腔作工作腔時28式中：為缸工作腔的工作壓力，可根據(jù)冷床類型或負(fù)載的大小來確定；Fmax為最p1大作用負(fù)載。本設(shè)計中確定，1.04105N。MPap161Fmax代入式中可得缸筒內(nèi)徑的范圍值。液壓缸工作壓力MPap7推薦活塞桿直徑d(0.50.55)D(0.60.7)D0.7D由上表可得活塞桿直徑。確定系統(tǒng)工作壓力：系統(tǒng)工作壓力由設(shè)備類型、載荷大小、結(jié)構(gòu)要求和技術(shù)水平而定。系統(tǒng)工作壓力高，省材料，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，是液壓的發(fā)展方向，但要注意治漏、噪聲控制和可靠性問題的妥協(xié)處理，根據(jù)冷床的工作情況和受力，初選系統(tǒng)工作壓力為16Mpa，則選擇水平移動液壓缸的活塞直徑為160mm，活塞桿直徑為110mm；升降液壓缸的活塞直徑選擇220mm，活塞桿直徑為160mm。液壓工作介質(zhì)的選擇：根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境，選工作介質(zhì)為水-68#抗磨液壓油，產(chǎn)品代號VG68#，本產(chǎn)品低溫性、粘溫性和對橡膠適應(yīng)性好，它的難燃性好，適用于冶金和煤礦等行業(yè)的中中壓液壓系統(tǒng)，使用溫度為50到80之間。該冷床采用液壓傳動控制，與其他傳動方式相比，傳動功率相同，液壓傳動裝置的重量輕，體積緊湊，運(yùn)動件的慣性小，能夠頻繁迅速換向，傳動工作平穩(wěn)，系統(tǒng)容易實現(xiàn)緩沖吸震，并能自動防止過載，與電器配合，容易實現(xiàn)動作和操作自動化。4.34.3 空心軸的設(shè)計和校核空心軸的設(shè)計和校核 本設(shè)計中軸的用途主要是用來傳遞轉(zhuǎn)矩，不用承載較大的力，軸上也不安裝其他零件，所以用光軸就可以，同是為了減小軸的質(zhì)量，應(yīng)做成空心的，空心軸內(nèi)外徑比值為0.8-0.9,以保證工作需要，同時可以節(jié)省材料。軸的毛坯多用軋制的圓鋼或鍛鋼。鍛鋼內(nèi)部組織均勻，強(qiáng)度較好，因此，重要29的大尺寸的軸，常用鍛造毛坯。對于制造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的曲軸等，則采用球磨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵，因其具有良好的工藝性能，而易于得到所需要的的結(jié)構(gòu)和形狀。軸的材料選擇時應(yīng)主要考慮如下因素：（1）軸的強(qiáng)度、剛度和耐磨性要求。（2）軸的熱處理方法及機(jī)加工工藝性的要求。（3）軸的材料來源和經(jīng)濟(jì)性等。一般來說，軸的常用材料為優(yōu)質(zhì)碳鋼35,45,50正火或調(diào)質(zhì)處理，對于一般的軸采取普通碳鋼如Q235，Q275，重要的軸采用合金40Cr,35SiMn調(diào)質(zhì)，表面淬火處理。 軸的工作能力計算指軸的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算，為了保證軸具有足夠的承載能力，要根據(jù)軸的工作要求對軸進(jìn)行強(qiáng)度計算，以防止軸的斷裂和塑形變形。對剛度要求高和受力較大的細(xì)長軸，應(yīng)進(jìn)行剛度計算，以防止產(chǎn)生過大的彈性變形。對高速軸應(yīng)進(jìn)行振動穩(wěn)定性計算，以防止產(chǎn)生共振。 本設(shè)計中的空心軸裝在連桿機(jī)構(gòu)的吊耳中，由四個軸支架支撐。軸上的兩個擺桿一個通過銷軸與液壓缸相連，另一個擺桿則通過銷軸與連接移動構(gòu)件的連桿相連。它的結(jié)構(gòu)以及連接形式如圖所示：圖4.9空心軸的機(jī)構(gòu)形式30圖4.10空心軸的連接形式選擇空心軸的材料為45鋼， G=80Gpa，=60Mpa，=1.5/m 根據(jù)受力分析，空心軸受到液壓缸推力產(chǎn)生在空心軸上的扭矩T，故需對空心軸的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行校核。首先對實現(xiàn)水平移動的空心軸進(jìn)行校核，其受扭矩：液壓缸推力對空心軸的力矩可分為水平力矩和垂直力矩，水平力矩為：106N9 . 5365291SinFT垂直力矩為：=1.9107N 29tan36529cos1FT則空心軸受到的總的力矩為: T1=2.49Nmm 710為了設(shè)計軸的直徑，根據(jù)強(qiáng)度條件，按式子有 。 TWp對空心軸，由 ，得： TD431116 31116TD帶入數(shù)據(jù)得： 2171D 根據(jù)剛度條件，按式子得： GTIp18031對于空心軸，由得： 424421180132GTD 4422118032GTD帶入數(shù)據(jù)得：272.92D要使軸既滿足強(qiáng)度條件又滿足剛度條件，需取其中的較大尺寸，則取空心軸的外徑為D1=273，上式中取內(nèi)外徑之比取為，則軸的內(nèi)徑為：86. 0，圓整為235。78.23486. 02731d軸的外徑D1=273mm，內(nèi)徑d1=235mm，=d1/D1=0.86，抗彎截面系數(shù)： 3843431108 . 111627314. 3116mmDWp依據(jù)強(qiáng)度條件進(jìn)行校核：MPaTWp85.1386. 01273161049. 2437 既符合強(qiáng)度條件，所以空心軸符合要求。 對于升降運(yùn)動空心軸進(jìn)行設(shè)計校核。其受到液壓缸垂直分力和水平分力所給的力矩。水平力力矩：N72101 . 636tan52136cosFT垂直力力矩：52136sin2FTNmm7102 . 3總的力矩為：NmmT72103 . 9為了設(shè)計軸的直徑，根據(jù)強(qiáng)度條件，按式子有 。 TWp對空心軸，由 ，得： TD431116 31116TD帶入數(shù)據(jù)得： 1981D32 根據(jù)剛度條件，按式子得： GTIp180對于空心軸，由得： 424421180132GTD 4422118032GTD帶入數(shù)據(jù)得：N4 .4562D要使軸既滿足強(qiáng)度條件又滿足剛度條件，需取其中的較大尺寸，則取空心軸的外徑為D2=457，上式中取內(nèi)外徑之比取為，則軸的內(nèi)徑為：94. 0，圓整為407。8 .40689. 04572d軸的外徑D1=457mm，內(nèi)徑d1=407mm，=d1/D1=0.89，抗彎截面系數(shù)： 36434311044. 611645714. 3116mDWp依據(jù)強(qiáng)