鋼管表面除銹機(jī)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】,說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS,鋼管,表面,除銹,設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū),仿單,cad,solidworks 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 鋼管表面除銹機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2016年5月11日 摘 要 機(jī)械工業(yè)是一個(gè)國(guó)家的重要產(chǎn)業(yè)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展無(wú)時(shí)不刻都在影響著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)的進(jìn)步離不開(kāi)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下，中國(guó)各個(gè)行業(yè)被其他國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)影響的同時(shí)，越來(lái)越多的外國(guó)企業(yè)和品牌傳播到中國(guó)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。在新的市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，對(duì)鋼管表面除銹機(jī)進(jìn)行改良和優(yōu)化是當(dāng)務(wù)之急。生產(chǎn)鋼管表面除銹機(jī)的企業(yè)，必須充分考慮到在鋼管表面除銹機(jī)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，盡量使鋼管表面除銹機(jī)的自動(dòng)化程度越高越好，從而減少人工搬運(yùn)工具的時(shí)間，國(guó)內(nèi)鋼管表面除銹機(jī)的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的高效經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定主題保持一致。鋼管表面除銹機(jī)的發(fā)展與人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。 本次設(shè)計(jì)在題目是鋼管表面除銹機(jī)在設(shè)計(jì)，目前，國(guó)內(nèi)鋼管表面除銹機(jī)的研發(fā)也在向朝著運(yùn)行高速化、功能復(fù)合化、控制智能化的方向發(fā)展，廉價(jià)，簡(jiǎn)單，方便成了工作臺(tái)發(fā)展的主題。 關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品 鋼管表面除銹機(jī) 制造 主題 Abstract This graduation design is the optimization design of driving roller conveyor, first on the driving roller type conveyer is summarized; then analyzed the selection principle and calculating method of driving roller conveyor; then calculated based on these design criteria and abase is designed; then checked on the main parts selected conveyor. Is the drive roller conveyor consists of four main parts: driving device, tension device, middle rack, and the moving part. Finally, a simple description of the installation and maintenance of transport. At present, the drive roller conveyor is moving towards long distance, high speed, low friction direction, air cushion conveyor in recent years is one of the. the motion trajectory when the diagonal curve is slanting line do the walking motion, robot. The miniature walking robot is mainly driven by DC servo motor, so as to drive the leg action driven synchronous belt wheel by a crank and rocker mechanism. In the design, driving roller type conveyer manufacture and application, at present our country compared with foreign advanced level there are still large gaps, domestic in the design and manufacture of driving .This design is the optimization design of driving roller conveyor. Keywords：Driving roller Crankshaft Processing craft Significance 目 錄 1 緒論 1 1.1課題的來(lái)源與研究的目的和意義 1 1.2本課題研究的內(nèi)容 2 1.3研究的意義 4 2 鋼管表面除銹機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4 2.1鋼管表面除銹機(jī)設(shè)計(jì)方案的選擇 5 2.2鋼管表面除銹機(jī)的工作原理 5 2.3杠桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 3.1除銹電機(jī)的選型計(jì)算 7 3.2液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 3.2.1液壓缸的類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式 10 3.2.2液壓缸的工作壓力 11 3.2.3計(jì)算液壓缸的尺寸 11 3.2.4液壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算 12 3.3直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算 12 4 鋼管表面除銹機(jī)中主要零件的三維建模 13 4.1除銹鋼刷的三維建模 14 4.2液壓缸的三維建模 15 4.3滾輪的三維建模 17 4.4鋼管表面除銹機(jī)的三維建模 18 5 鋼管表面除銹機(jī)中主要零件的強(qiáng)度分析與校核 20 5.1滾動(dòng)軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 21 結(jié) 論 22 參考文獻(xiàn) 23 致 謝 24 1 緒論 1.1 課題的來(lái)源與研究的目的和意義 我國(guó)生產(chǎn)的鋼管表面除銹機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，除銹效率始終不高，雖然經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受?chē)?guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國(guó)目前生產(chǎn)的鋼管表面除銹機(jī)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，鋼管表面除銹機(jī)的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)出一種新型的鋼管表面除銹機(jī)勢(shì)在必行！ 相信此種鋼管表面除銹機(jī)的出現(xiàn)將會(huì)大大提高鋼管的除銹能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來(lái)顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展。 隨著國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實(shí)施，世界鋼管表面除銹機(jī)以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),19世紀(jì)80年代，美國(guó)的HUGER公司將新開(kāi)發(fā)的鋼管表面除銹機(jī)應(yīng)用到該公司的子公司---一個(gè)生產(chǎn)鋼管的機(jī)械公司，經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤(rùn)。繼美國(guó)HUGER公司之后，德國(guó)的DESTO公司也看到了鋼管除銹機(jī)的利潤(rùn)所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來(lái)開(kāi)發(fā)研制鋼管除銹機(jī)，并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場(chǎng)。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，都大力進(jìn)行鋼管表面除銹機(jī)的研發(fā)工作。現(xiàn)在國(guó)外等著名鋼管表面除銹機(jī)的品牌中，都有鋼管表面除銹機(jī)的銷(xiāo)售，全世界鋼管表面除銹機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，鋼管表面除銹機(jī)的市場(chǎng)，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)，因此鋼管表面除銹機(jī)是當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。西方資本主義國(guó)家有巨大的鋼管表面除銹機(jī)銷(xiāo)售市場(chǎng)，機(jī)械人工業(yè)是西方資本主義國(guó)家的機(jī)械工業(yè)之一。 目前國(guó)外特別是美國(guó)正在考慮發(fā)展鋼管表面除銹機(jī)的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問(wèn)題。自“九·五”期間鋼管表面除銹機(jī)的開(kāi)發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國(guó)的重大科技攻關(guān)計(jì)劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開(kāi)發(fā)適合美國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的鋼管表面除銹機(jī)。 我國(guó)從1953年開(kāi)始生產(chǎn)鋼管表面除銹機(jī)，于1958年自行設(shè)計(jì)制造除銹半徑在50、70、90、120、500等鋼管的鋼管表面除銹機(jī)之后，為了適應(yīng)鋼管生產(chǎn)廠家的需要，1959年又制造了500、1000、1200等大直徑的鋼管表面除銹機(jī)。 為了滿足鋼管生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國(guó)于1970年研制了大型鋼管表面除銹機(jī)。經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外來(lái)技術(shù)人才，全身心地投入到了鋼管除銹機(jī)的研發(fā)中，利用豐富的人力資源和設(shè)備，研發(fā)出了多種可夾持不同直徑棒料的除銹機(jī)，與同年12也投入市場(chǎng)，獲得了非常大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。近幾年又研制出PX1400/170鋼管表面除銹機(jī)，其設(shè)計(jì)能力為1750t/h，實(shí)際達(dá)到2508t/h，是設(shè)計(jì)值的1.6倍。 目前機(jī)械式鋼管表面除銹機(jī)將逐漸被全自動(dòng)鋼管表面除銹機(jī)所代替。傳統(tǒng)的機(jī)械式的鋼管表面除銹機(jī)已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)今市場(chǎng)的需要，迫切需要各種多功能的鋼管表面除銹機(jī)來(lái)滿足市場(chǎng)需求，如是福建金明公司加大人力開(kāi)發(fā)出了五個(gè)規(guī)格十四種類(lèi)型的鋼管表面除銹機(jī)，然而我國(guó)機(jī)械人業(yè)所需的鋼管表面除銹機(jī)全部依賴進(jìn)口，這使得國(guó)產(chǎn)機(jī)械人配備鋼管表面除銹機(jī)后，成本增加很大，而裝備自行開(kāi)發(fā)生產(chǎn)鋼管表面除銹機(jī)，其成本提高不大，說(shuō)明鋼管表面除銹機(jī)的市場(chǎng)前景令人樂(lè)觀。傳統(tǒng)的鋼管表面除銹機(jī)的產(chǎn)品圖如下圖1、圖2所示： 圖1 圖2 1.2 本課題研究的內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)鋼管表面除銹機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從鋼管表面除銹機(jī)的整體方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)方面： （1）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和圖書(shū)館查找各種關(guān)于鋼管除銹機(jī)的相關(guān)資料，對(duì)鋼管表面除銹機(jī)進(jìn)行方案的比較和預(yù)定。 （2）分析鋼管表面除銹機(jī)的結(jié)構(gòu)與參數(shù) （3）確定設(shè)計(jì)總體方案 （4）確定具體設(shè)計(jì)方案 （5）鋼管表面除銹機(jī)的圖紙的繪制。 （6）說(shuō)明書(shū)的整理 1.3 研究的意義 本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks對(duì)鋼管表面除銹機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)鋼管表面除銹機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，來(lái)了解鋼管表面除銹機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及以后的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀。該課題來(lái)自于棒料加工型機(jī)械公司的生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)設(shè)計(jì)出鋼管表面除銹機(jī)，從而來(lái)掌握鋼管表面除銹機(jī)的整個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識(shí)。 我國(guó)生產(chǎn)的鋼管表面除銹機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，除銹效率始終不高，雖然經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受?chē)?guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國(guó)目前生產(chǎn)的鋼管表面除銹機(jī)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，鋼管表面除銹機(jī)的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)出一種新型的鋼管表面除銹機(jī)勢(shì)在必行！本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了鋼管表面除銹機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了鋼管表面除銹機(jī)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該鋼管表面除銹機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且校正質(zhì)量高，運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。 通過(guò)設(shè)計(jì)鋼管表面除銹機(jī)，要求學(xué)生掌握大學(xué)四年所學(xué)到的知識(shí)，了解機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，綜合運(yùn)用三維繪圖軟件，二維繪圖軟件對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用水平和設(shè)計(jì)能力。 相信此種鋼管表面除銹機(jī)的出現(xiàn)將會(huì)大大提高鋼管的除銹能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來(lái)顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展。 2 鋼管表面除銹機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1鋼管表面除銹機(jī)設(shè)計(jì)方案的選擇 該鋼管除銹機(jī)主要由機(jī)架、除銹裝置、面板、過(guò)渡滾筒、支撐滾筒等等部分組成，現(xiàn)在設(shè)計(jì)的除銹部分有兩種方案可行：第一，由進(jìn)給機(jī)構(gòu)自動(dòng)進(jìn)給，電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)除銹鋼刷轉(zhuǎn)動(dòng)。第二，液壓缸驅(qū)動(dòng)杠桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)除銹鋼刷的升降，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼管表面的除銹。但考慮到除銹過(guò)程中電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)除銹鋼刷需要進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以優(yōu)先選取第二種方案，原因是V帶傳動(dòng)不宜應(yīng)用在轉(zhuǎn)速太高的場(chǎng)合，并且在運(yùn)用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)時(shí)，還應(yīng)考慮怎樣消除震動(dòng)和用什么方法張緊，這樣就會(huì)使設(shè)計(jì)成本增加，而液壓缸直接驅(qū)動(dòng)杠桿機(jī)構(gòu)，則具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸振等優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)的鋼管表面除銹機(jī)的方案簡(jiǎn)圖如下圖3所示： 圖3 鋼管除銹機(jī)方案布局圖 2.2鋼管表面除銹機(jī)的工作原理 本次設(shè)計(jì)的鋼管自動(dòng)除銹機(jī)通過(guò)人工將鋼管放入該鋼管自動(dòng)除銹機(jī)里面在過(guò)渡滾筒和支撐滾筒的作用下，鋼管實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，當(dāng)傳感器感應(yīng)到鋼管的到來(lái)，就反饋信號(hào)給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)控制電磁閥動(dòng)作，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓缸的推拉動(dòng)作，而在杠桿的作用下，除銹鋼刷上下移動(dòng)，而除銹鋼刷尾部接了除銹電機(jī)，所以除銹鋼刷在上下移動(dòng)的過(guò)程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)了鋼刷的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了鋼管表面的除銹，全程都是通過(guò)安裝在機(jī)架上面的控制箱體控制。 2.3杠桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的除銹裝置的上下移動(dòng)，主要是液壓缸驅(qū)動(dòng)杠桿的上下擺動(dòng)來(lái)完成的，所以杠桿的作用在鋼管表面除銹機(jī)中非常重要，本次設(shè)計(jì)的杠桿的零件圖紙如下圖4所示： 圖4 杠桿零件圖 3 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1除銹電機(jī)的選型計(jì)算 根據(jù)鋼管表面除銹機(jī)的要求，應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)、型式、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速和額定功率、工作方式，在決定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)考慮到電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，允許過(guò)載能力啟動(dòng)能力等問(wèn)題，現(xiàn)選用比較適合的Y系列異步電動(dòng)機(jī)，這是由于Y系列異步電動(dòng)機(jī)的功率等級(jí)和安裝尺寸與國(guó)外同類(lèi)型的先進(jìn)產(chǎn)品相當(dāng)，因而具有與國(guó)外同類(lèi)型產(chǎn)品之間良好的互換性，供配套出口及引進(jìn)設(shè)備替換。選取功率為1.0KW，額定電壓：220V，頻率：50HZ ,額定轉(zhuǎn)速為1440rpm，額定轉(zhuǎn)矩2.3N.m，型號(hào)為Y100-2，電動(dòng)機(jī)選用三角型啟動(dòng)方法啟動(dòng)。 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 負(fù)載速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm， 電機(jī)轉(zhuǎn)速 3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩 式中： 4.電機(jī)轉(zhuǎn)矩 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 必須轉(zhuǎn)矩 S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電機(jī)型號(hào)為92BL-2015H1，電機(jī)額定功率為200w，額定轉(zhuǎn)矩為1.3N.m，最大轉(zhuǎn)矩為2.6N.m，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min。 3.2液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 液壓缸的類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式 液壓缸有多種類(lèi)型。按作用方式可分為單作用式和雙作用式兩種；按結(jié)構(gòu)形式可分為活塞式、柱塞式、組合式和擺動(dòng)式四大類(lèi)。 其中，單作用液壓缸分為：?jiǎn)位钊麠U液壓缸、雙活塞桿液壓缸、柱塞式液壓缸、差動(dòng)液壓缸和伸縮液壓缸。但是，差動(dòng)式液壓缸和柱塞式液壓缸只能單作用而不能雙作用。組合液壓缸包括：彈簧復(fù)位式、齒條式、串聯(lián)式和增壓式四種。擺動(dòng)液壓缸又分為：?jiǎn)稳~片式和雙葉片式兩種。下面以一種典型液壓缸為例，說(shuō)明液壓缸的基本組成。 空心活塞式液壓缸如上圖所示。它由缸筒，活塞，活塞桿，缸蓋，密封圈，導(dǎo)向套，壓板等主要零件成。這種液壓缸活塞桿固定，缸筒帶動(dòng)工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊缅F銷(xiāo)與空心活塞桿連接，并用堵頭堵死活塞桿的一頭。缸筒兩端外圓上套有鋼絲環(huán)，用于阻止壓板向外移動(dòng)，從而通過(guò)螺栓將缸蓋與壓板相連（圖中沒(méi)有畫(huà)出），并把缸蓋壓緊在缸筒的兩端。為了減少泄漏，在液壓缸中可能發(fā)生泄漏的結(jié)合面安放了密封圈和紙墊。空心活塞桿和其上的油口a、c提供了液壓缸的進(jìn)、出油口。當(dāng)缸筒移動(dòng)到左、右終端時(shí)，油口a、c的開(kāi)度逐漸減小，造成回油阻力逐漸增大，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件起到制動(dòng)緩沖作用。在缸蓋上設(shè)有與排氣閥（圖中沒(méi)有畫(huà)出）相連的排氣孔，可以排出液壓缸中的空氣，使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。 表2-1液壓缸的類(lèi)型和特點(diǎn) 類(lèi)型 速度 作用力 特點(diǎn) 單 作 用 液 壓 缸 雙活塞桿液壓缸 U=q/A3 F=p1A1 活塞的兩側(cè)都裝有活塞桿，只能向活塞一側(cè)供給壓力油，由外力使活塞反向運(yùn)動(dòng) 單活塞桿液壓缸 U=q/A3 F1=p1A1 活塞僅單向運(yùn)動(dòng)，返回行程利用自重或負(fù)荷將活塞推回 柱塞式液壓缸 U=q/A3 F1=p1A1 柱塞僅單向運(yùn)動(dòng)，由外力使柱塞反向運(yùn)動(dòng) 差動(dòng)液壓缸 U3=q/A3 F3=p1A1 可使速度加快，但作用力相應(yīng)減小 伸縮液壓缸 --- --- 以短缸獲得長(zhǎng)行程；缸由大到小逐節(jié)推出，靠外力由小到大逐節(jié)縮回 雙 作用液壓缸 雙活塞桿液壓缸 U1=q/A3 U2=q/A2 F1=（p1-p2）A1 F2=（p2-p1）A2 雙邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，雙向推力和速度均相等 單活塞桿液壓缸 U1=q/A3 U2=q/A2 F1=（p1-p2）A1 F2=（p2-p1）A2 單邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，u1〈V U2，F(xiàn)1〉F2 伸縮液壓缸 --- --- 雙向液壓驅(qū)動(dòng)，由大到小逐節(jié)推出，由小到大逐節(jié)縮回 組 合 液 壓 缸 彈簧復(fù)位液壓缸 --- --- 單向由液壓驅(qū)動(dòng)，回程彈簧復(fù)位 串聯(lián)液壓缸 U1=q/（A1+A2） U2=q2A2 F1=p1（A1-A2）-2qA2 F1=2p2A2-A2-q1（A1+A2） 用于缸的直徑受限制，而長(zhǎng)度不受限制處，可獲得在的推力 增 壓 缸 --- --- 由活塞缸和柱塞缸組合而成，低壓油送入A腔，B腔輸出高壓油 齒條液壓缸 --- --- 活塞的移動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變成齒輪的往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 擺動(dòng)液壓缸 單葉片液壓缸 W =8q/（b（D2-d2） T=p（D^2-d^2）b/8 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 < 300度 雙葉片液壓缸 W =4q/（b（D2-d2） T=p（D^2-d^2）b/4 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 < 150度 注：b—葉片寬度；D—葉片的底端 、頂端直徑；w—葉片軸的角速度；T-- 理論轉(zhuǎn)矩 3.2.2 液壓缸的工作壓力 根據(jù)負(fù)載并查表，初選工作壓力P1=3MPa。 3.2.3 計(jì)算液壓缸的尺寸 鑒于磨頭要求快進(jìn)、快退速度相等，可選用單桿式輕負(fù)載型油缸。無(wú)桿腔工作面積A1，有桿腔工作面積A2， 且A1=2A2，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D呈d=0.707D的關(guān)系。 回油路上背壓P2取0.8MPa 油路壓力損失△P取0.5MPa A1=F/(P1-P2/2)=4182×10-6/(3-0.8/2)m2=0.0016m2 D==45.13mm d=0.707D=31.91mm 按GB/T2348-2001將直徑元整成就進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值 D=50mm d=35mm; 油缸兩腔的實(shí)際有效面積為： A1=πD2/4=19.63×10-4m2 A2=π(D2-d2)/4=10.01×10-4m2 根據(jù)上述D與d的值，可估算油缸在各個(gè)工作階段中的壓力。 3.2.4 液壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算 工況 推力 F/N 回油腔壓力P2/MPa 進(jìn)油腔壓力P1/MPa 輸入流量 輸入功率 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 1289 0 1.86 — - 加速 1193 △P=0.5 1.76 — - 恒速 645 1.29 4.81 0.10 工進(jìn) 4182 0.8 2.54 1.57～0.098 0.07 快退 啟動(dòng) 1289 0 1.29 — - 加速 1193 0.5 2.17 — - 恒速 645 1.62 5.01 0.135 3.3直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算 直線導(dǎo)軌在機(jī)械傳動(dòng)中經(jīng)常遇到，主要用在移動(dòng)部分，在鋼管表面除銹機(jī)中，主要是和汽缸配合使用的，直線導(dǎo)軌的傳動(dòng)精度的好壞，與鋼管表面除銹機(jī)的切割效果有直接的關(guān)系。 1直線軸承的選擇 用于測(cè)試的POM工程塑料支架；鋼架適用于工作溫度；不銹鋼軸承適用于水，蒸汽，硝酸等腐蝕性介質(zhì)和真空的工作場(chǎng)所，按下列公式確定型軸承的計(jì)算。 硬度：硬度系數(shù)FH HRC58的硬度，hrc52-58，F(xiàn)H=0.6-1.0FH =1。 FT的溫度系數(shù)：工作溫度小于100C，F(xiàn)T = 1，溫度100oc-125oc，F(xiàn)T = 1.0-0.95。 接觸系數(shù)FC： 每根軸裝一套軸承，F(xiàn)C=1.0 每根軸裝二套軸承，F(xiàn)C=0.81 每根軸裝三套軸承，F(xiàn)C=0.72 每根軸裝四套軸承，F(xiàn)C=0.66 載荷系數(shù)FW： 小于15米/分鐘的速度，無(wú)沖擊，無(wú)振動(dòng)，F(xiàn)W = 1.0-1.5； 小于60米/分鐘的速度，超調(diào)量小或振蕩，F(xiàn)W = 1.5~2.0； 運(yùn)行速度大于60米/分鐘，或有更大的沖擊，振動(dòng)，F(xiàn)W = 2.0～5.0。 時(shí)間是生命的LH =（10000×1）/ 2 * L（S * N1 * 60）（單位：小時(shí)）L：長(zhǎng)度壽命 (萬(wàn)米)， LS：工作行程 (米)， N1：每分鐘往復(fù)次數(shù) 根據(jù)系統(tǒng)工況，我們知道，切割部位的往返移動(dòng)形成為300MM，工作時(shí)間每天8小時(shí)，負(fù)載15KG，期望壽命Lh=5000小時(shí)，試選擇軸承型號(hào)。 按以上工作條件： 直線軸承潤(rùn)滑和灰塵：軸承廠是涂上防銹油，使用時(shí)需要添加潤(rùn)滑油。低噪音潤(rùn)滑脂，常用的有2鋰基潤(rùn)滑脂和低噪音軸承潤(rùn)滑脂填脂量為邊間隙1 / 3，在軸承使軸的摩擦，造成非預(yù)期的軸承損壞。鐵將大大降低軸承的使用壽命，灰塵和污物阻塞球體保持航道，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，造成損壞，橡膠球架。密封軸承可用于一般的無(wú)塵車(chē)間，如木工機(jī)械，在塵土中鑄造機(jī)械等許多場(chǎng)合，在兩端的軸承和密封，以防止灰塵和降低油品損耗。 軸承載荷和沖擊載荷下的生活：運(yùn)動(dòng)和變化，或當(dāng)軸承是固定的，本機(jī)和其他因素的振動(dòng)會(huì)使與形成凹坑接觸。外部硬盤(pán)進(jìn)入軸承，而且在表面壓痕的形成，超過(guò)一定限度，直線的永久變形，這將阻礙運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)和噪聲引起的振動(dòng)，將進(jìn)一步削弱周?chē)奈镔|(zhì)，造成惡性循環(huán)，凹面積擴(kuò)大，基本額定靜載荷由永久變形有限公司。靜態(tài)負(fù)荷容量等于鋼球直徑的1 / 10000球環(huán)的兩個(gè)時(shí)間之間的接觸點(diǎn)的永久變形，稱為基本額定靜載荷C0。軸承的使用，影響是難以衡量的，常用的靜態(tài)負(fù)荷選擇適當(dāng)?shù)陌踩到y(tǒng)，保證軸承靜負(fù)荷不超過(guò)額定靜負(fù)荷。靜載荷P0=C0 /FS選擇軸承，振動(dòng)和沖擊。FS1FS2~ 71.5，由振動(dòng)和沖擊的場(chǎng)所。 由于重復(fù)荷載作用下軸承工作在地表以下一定深度，對(duì)裂紋形成的較弱的部分，然后用金屬片狀剝離表面的接觸，這被稱為疲勞剝落。在安裝過(guò)程中，潤(rùn)滑，密封在正常情況下，軸承失效是絕大多數(shù)人的疲勞失效，壽命一般在軸承，是指軸承疲勞壽命。額定壽命直線軸承是50000米，通過(guò)定義基本額定動(dòng)載荷確保。由于軸承的壽命是分散的，使用同樣的材料，同樣的過(guò)程，使用相同的軸承壽命的條件是不一樣的，所以軸承基本額定動(dòng)載荷C被定義為一組相同的軸承在相同的條件下運(yùn)行50000米，沒(méi)有任何疲勞剝落現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)承載能力。 由于本次汽缸通過(guò)直線導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)切割部位往復(fù)移動(dòng)，其中切割部位的重量為15KG，我們可以采用一邊一組直線導(dǎo)軌，兩邊軸承座為固定式的，中間六個(gè)為可以隨著絲桿螺母上下滑動(dòng)。六個(gè)導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣每個(gè)導(dǎo)向光桿的滑動(dòng)軸承處的所受負(fù)載為166N。根據(jù)此次的切割部位的移動(dòng)方式和距離，我們選擇HNK系列直線導(dǎo)軌系列。 4 鋼管表面除銹機(jī)中主要零件的三維建模 4.1除銹鋼刷的三維建模 4.2 液壓缸的三維建模 4.3滾輪的三維建模 4.4鋼管表面除銹機(jī)的三維建模 5 鋼管表面除銹機(jī)中主要零件的強(qiáng)度分析與校核 5.1滾動(dòng)軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 本次鋼管表面除銹機(jī)的設(shè)計(jì)選取的軸承是深溝球軸承，具體的滾動(dòng)軸承的選取過(guò)程如下： （1）滾動(dòng)軸承的選擇 滾動(dòng)軸承為深溝球軸承6205，KN，KN，，。 （2）壽命驗(yàn)算 軸承所受支反力合力 N; 對(duì)于深溝球軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N; 得 ； N； 按軸承B的受力大小驗(yàn)算: h; h=年; 所以此軸承合格。 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是鋼管表面除銹機(jī)的設(shè)計(jì)，直到今天，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過(guò)這次對(duì)于鋼管表面除銹機(jī)的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是鋼管表面除銹機(jī)的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的方案的制定，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 參考文獻(xiàn) [1] 徐灝等.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第2、3冊(cè))[M](第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003:98—100? [2] 程悅蓀.鋼管表面除銹機(jī)的設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1981:67—69?? [3] 周紀(jì)良.傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991:102—105?? [4] 吉林工業(yè)大學(xué)教研室編.拖拉機(jī)的構(gòu)造[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1982:209—211? [5] 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)——減（變）速器·電機(jī)與電器[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999:81—83? [6] 朱冬梅.畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2000:303—305? [7] 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2002:222—225? [8] 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].北京：高等教育出版社，2002:44—46? [9] 劉勁.機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000:59—61? [10] 陳立周.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1985:77—79?? [11]《拖拉機(jī)》編輯部主編.鋼管表面除銹機(jī)的設(shè)計(jì)和計(jì)算[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980:109—114 [12] 周紀(jì)良.鋼管表面除銹機(jī)結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)圖譜[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1979：47—63? [13] 周紀(jì)良，孔維恭，于瑞璽.鋼管表面除銹機(jī)的優(yōu)化的研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1988:32—39? [14] 高象平，李齊隆等.鋼管表面除銹機(jī)的零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].廣州：廣東科技出版社，1987:66—70?? [15] Charles W. Beardsly, Mechanical Engineering, ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998.45—49 [16] Queen Y. Beardsly, Mechanical Engineering, Regents Publishing Company,Inc,2003.99—103 致 謝 在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛(ài)的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過(guò)去的那個(gè)愛(ài)玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無(wú)私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過(guò)近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類(lèi)鋼管表面除銹機(jī)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲模@是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來(lái)自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。 另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺(jué)受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?，鼓?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 20