鋸片張力檢測(cè)機(jī)說明書

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1、河北聯(lián)合理工大學(xué)輕工學(xué)院 COLLEGE OF LIGHT INDUSTRY, HEBEI UNITED UNIVERSITY 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：鋸片張力檢測(cè)、調(diào)整機(jī) 學(xué)生姓名：李偉偉 學(xué) 號(hào)：2 專業(yè)班級(jí)：07機(jī)械5班 學(xué) 部：工程教育部 指導(dǎo)教師：吳麗娟 講師 2011年05月29日 文檔可自由編輯打印 摘　　要 金屬切削圓鋸片是工業(yè)生產(chǎn)中常用的一種切斷刀具，它可以用來鋸切金屬、石材等，用于各種石料、鋼鐵連軋鋼坯、型材生產(chǎn)等各種行業(yè)。 張力檢測(cè)設(shè)備是用來對(duì)鋸片的偏擺、張力值進(jìn)行檢測(cè)的一種行業(yè)專用

2、設(shè)備。本文借鑒各國(guó)的產(chǎn)品特點(diǎn)取長(zhǎng)補(bǔ)短，根據(jù)自己的產(chǎn)品需求，研制了適合自己使用的張力檢測(cè)設(shè)備。它的構(gòu)成是由：焊接框架；激光傳感檢測(cè)、采集、顯示、存儲(chǔ)部分；液壓為驅(qū)動(dòng)力的調(diào)整張力輥壓部件的進(jìn)退、鋸片夾緊、輥壓輪行進(jìn)、檢測(cè)活塞液壓缸加力部分；輥碾的實(shí)現(xiàn)是靠電機(jī)通過皮帶帶動(dòng)減速機(jī)依靠十字聯(lián)軸器將旋轉(zhuǎn)動(dòng)作傳遞到輥碾輪，組成機(jī)械旋轉(zhuǎn)輥碾部分；電器控制部分組成。 關(guān)鍵詞：偏擺、張力、激光傳感、液壓、減速機(jī)、聯(lián)軸器 Abstract Metal cutting circular saw blades are commonly used in industrial production of

3、a cutting tool, which can be used to cutting metal, stone, etc., for a variety of stone, steel and rolling billet, pro and other industries. Tension testing equipment is used to saw blade deflection, tension testing of an industry-specific equipment. This product features the countries reference e

4、ach other, according to their demand for products, developed for their own use of tension testing equipment. Its composition is: welded frame; laser sensor detection, acquisition, display, storage section; hydraulic-driven adjustment of the tension roll components of advance and retreat, the saw bla

5、de clamping, rolling round the road, testing hydraulic cylinder piston Afterburner part; roll grinding implementation is belt driven by motor through reducer rotating action will depend on the cross coupling is passed to the grinding wheel roller to form rotating roller grinding machine parts; elect

6、rical control components. KeyWords：deflection, tension, laser sensing, hydraulic, reducer, coupling 目　　錄 摘　　要 I Abstract II 1 綜述 1 2 檢側(cè)原理簡(jiǎn)介 2 3 總體設(shè)計(jì)方案 4 4 各部分計(jì)算參數(shù) 5 5 機(jī)械部分結(jié)構(gòu)方案 6 5.1 床身部分 6 5.2 輥碾部分 7 5.2.1 滾碾軸的各部分計(jì)算 7 5.2.2 輥碾輪的結(jié)構(gòu)選型 9 5.2.3 輥碾支撐軸承的選擇 9 5.2.4聯(lián)軸器 13 5.2.5

7、減速機(jī) 15 5.2.6 輥碾上、下面板 23 5.3 鋸片支承、檢測(cè)架部分 24 5.3.1檢測(cè)、支撐部分 24 5.3.2 鋸片檢測(cè)架部分 26 6 液壓部分 28 6.1液壓的動(dòng)力元件的選擇 28 6.2控制元件選擇 30 6.3 執(zhí)行元件的選擇 31 6.3.1 31 6.3.2 32 6.3.3 33 6.3.4 34 6.4 輔助元件 34 6.4.1 液壓管件選擇 34 6.4.2 過濾器 35 7 檢測(cè)部分 36 8 電氣部分方案 38 結(jié) 論 40 參考文獻(xiàn) 41 致 謝 42 附錄A 主要部件、零件、及總裝圖 43

8、1 綜述 鋸片張力檢測(cè)、調(diào)整機(jī)在上世紀(jì)80年代我國(guó)就在鋸片行業(yè)開始引進(jìn)使用，開始是檢測(cè)和輥壓調(diào)整分開的，并且檢測(cè)一直使用百分表，然后根據(jù)讀數(shù)值對(duì)照預(yù)先計(jì)算好的數(shù)值進(jìn)行比較，這種檢測(cè)、調(diào)整方法既費(fèi)事、又要求操作工有一定的經(jīng)驗(yàn)。我們所引進(jìn)的設(shè)備是針對(duì)引進(jìn)國(guó)家的產(chǎn)品而設(shè)計(jì)的，很多地方不適合我國(guó)的鋸片使用，因此我們一直著手改進(jìn)此類設(shè)備，我根據(jù)我我國(guó)現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、儲(chǔ)存等角度出發(fā)設(shè)計(jì)了一種集檢測(cè)、輥壓、為一體的鋸片張力機(jī)，并且隨著激光傳感技術(shù)的推廣應(yīng)用，我們也將激光傳感器運(yùn)用到了檢測(cè)中來，它能夠快速的完成鋸片的偏擺、張力的同時(shí)檢測(cè)和調(diào)整工作，并對(duì)操作工的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)水平要求降低了許多，也比

9、以往顯性了，從而簡(jiǎn)化了流程，提高了工作效率。 2 檢側(cè)原理簡(jiǎn)介 鋸片使用必須經(jīng)過熱處理，鋸片的直徑與厚度比太大，在鋸機(jī)上安裝是依靠中心夾持盤固定在旋轉(zhuǎn)軸上，因此鋸片只有依靠本身的剛性來保持穩(wěn)定性。另外，在鋸切過程中會(huì)因鋸片與被切件相互摩擦產(chǎn)生切削熱，片體強(qiáng)度不夠會(huì)產(chǎn)生片體受熱外圓部位熱漲變形，從而使鋸片形成波浪形，嚴(yán)重影響鋸切效果，甚至不能完成鋸切工作而報(bào)廢。熱處理本身通過晶粒細(xì)化保證了鋸片片體的應(yīng)有的基本剛性，但板材進(jìn)入到了彈性平衡狀態(tài)，鋸片因?yàn)槭菆A形，并且內(nèi)部圓心處有安裝孔，孔的直徑又很小，因此接近中心孔處應(yīng)力的撓性也就越大。因此需要對(duì)鋸片片體張力進(jìn)行檢測(cè)、控制和調(diào)整，這

10、樣能提高片體橫向剛度。經(jīng)過輥壓的片體在整個(gè)片體上分布的應(yīng)力值會(huì)發(fā)生變化，輥壓后的應(yīng)力會(huì)隨輥壓部位而向所想象的方向發(fā)展，由于輥壓帶的塑性變形，輥壓帶的外部會(huì)呈現(xiàn)拉應(yīng)力，輥壓帶靠近片體中心孔的部分會(huì)呈現(xiàn)壓應(yīng)力。在鋸片的檢測(cè)中就成為了用端跳和偏擺兩個(gè)方式體現(xiàn)出來的。端跳就是鋸片中心軸線與片體外圓的不同軸度；偏擺就是鋸片在鉛垂面上出現(xiàn)的不垂直度的大小，我們就是在360°上分割成360個(gè)點(diǎn)檢測(cè)各個(gè)點(diǎn)的變形差值。整個(gè)過程就是用激光傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器和一些輔助的單元通過采集板卡，將鋸片的端跳和偏擺數(shù)值收集到計(jì)算機(jī)中，然后以圖形和數(shù)字形式直觀的展現(xiàn)出整個(gè)鋸片的變化值。 張力檢測(cè)、調(diào)整機(jī)工作

11、原理圖（雙點(diǎn)化線為鋸片） 3 總體設(shè)計(jì)方案 鋸片張力檢測(cè)、調(diào)整機(jī)需要覆蓋鋸片直徑從φ600mm到φ2200mm，所以鋸片或是輥碾部分必須可以移動(dòng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)、張力調(diào)整加力點(diǎn)也需要移動(dòng)，并且輥碾、監(jiān)測(cè)、張力調(diào)整加力這三個(gè)部分覆蓋范圍也必須在φ700mm到φ2000mm才能滿足使用需要，所以激光傳感器的水平移動(dòng)、張力加力油缸的垂直移動(dòng)，要靈活方便；為了保證鋸片的平穩(wěn)和精度不受移動(dòng)的影響，采用輥碾部分移動(dòng)，輥碾部分移動(dòng)要平穩(wěn)、可靠，沒有沖擊和振動(dòng)。為了滿足這些要求，整個(gè)移動(dòng)部位均采用直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。輥碾部分的輥碾輪旋轉(zhuǎn)采用電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)，之間連接采用皮帶傳動(dòng)，輥碾輸出軸與減速機(jī)連接采用機(jī)械萬向聯(lián)軸器

12、傳遞扭矩。鋸片安裝卡緊部分，采用軸向拉緊桿帶動(dòng)壓盤鎖緊，動(dòng)作的往返運(yùn)動(dòng)采用液壓缸的換向來實(shí)現(xiàn)；輥碾部分的左右移動(dòng)采用油缸的伸縮來實(shí)現(xiàn)；張力調(diào)整加力部分的上下移動(dòng)依靠手動(dòng)搬動(dòng)機(jī)械偏心輪鎖緊、松開移動(dòng)，加力的伸縮依靠油缸的前后移動(dòng)實(shí)現(xiàn)；激光傳感器的左右移動(dòng)依靠手動(dòng)機(jī)械偏心輪鎖緊直線導(dǎo)軌來固定檢測(cè)位置，松開偏心輪可以收到移動(dòng)到需要檢查位置，鋸片的旋轉(zhuǎn)需要手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)手柄來實(shí)現(xiàn)；整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)部分全部依靠液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。為了節(jié)省空間，液壓站放置在床身內(nèi)部，電器控制部分掛在床身上，顯示、操作臺(tái)放置在床身側(cè)面。 4 各部分計(jì)算參數(shù) 鋸片的直徑范圍是φ700—φ2000mm

13、；小基體片的片體硬度范圍HRC42—46,小硬質(zhì)合金鋸片的片體硬度范圍HRC40—44，金屬熱切鋸片硬度范圍在HRC38-42，材料一般為45Mn2V、65Mn、8CrV等彈簧鋼材料，片體強(qiáng)度很高，輥壓壓力在3MPa-5MPa，輥碾瞬時(shí)壓力為4噸左右，因此輥碾輪選用材料為CrWMn或9CrSi，整體調(diào)質(zhì)后硬度在HRC60-64；在輥壓時(shí)輥碾軸承受的彎矩也很大，采用40Cr鍛件經(jīng)過粗加工后調(diào)質(zhì)到HB=240-260以增加其強(qiáng)度；因其輥壓部分相對(duì)運(yùn)動(dòng)空間狹小，軸承采用承載能力較大的滾針軸承；液壓系統(tǒng)壓力為≤10MPa，因輥碾部分左右行進(jìn)要求平穩(wěn)的前提下盡可能移動(dòng)速度快，所以設(shè)計(jì)移動(dòng)速度為50mm/

14、s-100mm/s可調(diào)節(jié)；在加力時(shí)，為了減少對(duì)片體的沖擊所產(chǎn)生的共振加力油缸移動(dòng)速度為0mm/s-10mm/s可調(diào)，壓力為0-2.5MPa；鋸片鎖緊油缸移動(dòng)速度為20mm/s，輥碾輪轉(zhuǎn)速為82轉(zhuǎn)/分。 5 機(jī)械部分結(jié)構(gòu)方案 5.1 床身部分 根據(jù)鋸片的檢測(cè)最大直徑為φ2200和最大鋸片的重量為0.45噸，床身承載主要是輥碾部分總成，輥碾部分總成重量在0.6噸左右，根據(jù)鋸片適用范圍，輥碾總成行程為600mm，所以設(shè)計(jì)床身外廓尺寸為2000mmX1100mmX800mm，根據(jù)碳素機(jī)構(gòu)鋼的力學(xué)性能參數(shù)表查找，選用材料為8mm 厚的Q235

15、A鋼板焊接成框架結(jié)構(gòu)，Q235A鋼板的抗拉強(qiáng)度為375-500MPa,屈服點(diǎn)為235MPa,彎曲疲勞極限為最小161MPa，此結(jié)構(gòu)件主要承受壓力和少量的抗彎強(qiáng)度，并且材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度一般抗壓強(qiáng)度是抗拉強(qiáng)度的2-5倍，抗壓強(qiáng)度最小按2倍計(jì)算也在700MPa以上，因此能滿足此張力機(jī)的拉壓、彎曲性能。因?yàn)橐簤翰糠值挠拖浞胖迷诖采韮?nèi)部，所以油箱部分采用手工弧焊整體角焊接，其余各部框架結(jié)構(gòu)采用每隔200mm的斷續(xù)角焊接，經(jīng)過查結(jié)構(gòu)鋼焊縫許用應(yīng)力表，角焊縫抗拉、抗壓、抗剪應(yīng)力值Q235A的應(yīng)力值手工焊接為118MPa/cm2,所以此種焊接形式能滿足需要。（床身具體結(jié)構(gòu)見附錄：床身焊接圖）

16、 床身示意圖 5.2 輥碾部分 輥碾部分由減速機(jī)、萬向聯(lián)軸器、聯(lián)軸器、輥碾軸、輥碾支撐軸承、輥碾輪、輥碾加力油缸組成。因?yàn)檩伳胼喸谀雺轰徠瑫r(shí)所產(chǎn)生的壓力達(dá)到400MPa左右，使用2.2KW，四級(jí)電機(jī)，總傳動(dòng)比為1：8，輥碾部分的強(qiáng)度計(jì)算為： 5.2.1 滾碾軸的各部分計(jì)算 d≥C 3√P/N=98*3√2.2/82=29.1mm 計(jì)入鍵槽的影響 d=1.03*29.1=29.97mm 因此取標(biāo)準(zhǔn)直徑 d=30mm 1.1、軸受輥壓載荷按52500N計(jì)算 FAH=26250N MCH=26250*72=18.

17、9X105N MDH=26250*30=7.88X105N 1.2、輥碾輪直徑為φ102mm T=F*d/2=52500=52500*102/2=32.03X105N dC≥3√MCH/0.1〔σ-1〕w=3√18.9X105/0.1X70=64.6mm 計(jì)入鍵槽的影響dC=1.04X64.6=67.1 mm 選擇整數(shù)直徑值dC=70mm dD≥3√MDH/0.1〔σ-1〕w=3√7.88X105/0.1X70=48.3mm 選擇整數(shù)直徑值dD=50mm 輥

18、壓、旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)圖 輥碾部分結(jié)構(gòu)示意圖 5.2.2 輥碾輪的結(jié)構(gòu)選型 因?yàn)樗伳氲牟牧蟿傂源?，并且?jīng)過調(diào)質(zhì)處理，硬度都在HRC38-46之間，因此輥碾輪的材料必須能承載很大的壓力，并且抗磨性能、抗疲勞強(qiáng)度要高，所以，根據(jù)金屬材料表進(jìn)行查找，最后選用冷作模具鋼-CrWMn做為輥碾輪材料，這種材料具有較高的淬透性，高硬度，高耐磨和韌性好、變形小。為了增強(qiáng)輥碾輪的內(nèi)部組織，采用鍛造CrWMn，經(jīng)過半精加工完成后進(jìn)行熱處理，達(dá)到整體硬度HRC62，然后對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行精磨達(dá)到最終尺寸。輥碾輪外圓做成圓弧形狀，提高與鋸片片體輥壓時(shí)的單位壓強(qiáng)，并且在輥壓時(shí)避免因兩輥碾輪軸心線不重合，造成的片體

19、受力不均所產(chǎn)生的片體變形，輥碾輪輥碾部分外圓表面粗糙度盡可能小，以減少輥壓時(shí)輥碾輪與片體間的相互摩擦，從而減少輥碾時(shí)的摩擦熱和片體的挫傷。 輥碾輪示意圖 5.2.3 輥碾支撐軸承的選擇 軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)，我們這里由于空間的限制，而又載荷相對(duì)很大，輥碾又是這種設(shè)備關(guān)鍵的部位，軸承的選擇的好壞，直接影響設(shè)備的輥碾效果和壽命。因此這個(gè)部位軸承的選擇是一個(gè)很關(guān)鍵的問題。    3.1 根據(jù)載荷的大小選擇軸承類型 由于滾子軸承中主要元件間是線接觸，宜用于承受較大的載荷，承載后的變形也較小。而球軸承中則主要為點(diǎn)接觸，宜

20、用于承受較輕的或中等的載荷，故在此輥碾部分的接近輥碾輪的負(fù)荷較大，宜選用滾子類軸承，后軸承可選用球類或圓錐滾子類軸承。    3.2根據(jù)載荷的方向選擇軸承類型 對(duì)于純軸向載荷，一般選用推力軸承。較小的純軸向載荷可選用推力球軸承；較大的純軸向載荷可選用推力滾子軸承。對(duì)于純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。當(dāng)軸承在承受徑向載荷R的同時(shí)，還有不大的軸向載荷A時(shí)，可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，分別承擔(dān)徑向載荷和軸向

21、載荷，我們這里的前軸承（接近輥碾輪的軸承）因主要承受的載荷是徑向力，最大需要承受40KN的徑向力，但空間又很小，所以根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)選擇圓柱或滾針軸承，后軸承可選用角接觸球軸承或深溝球軸承。    3.3軸承的轉(zhuǎn)速 在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對(duì)類型的選擇影響不是很大，只有在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，才會(huì)有比較顯著的影響。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中軸承部分列入了各種類型、各種尺寸軸承的極限轉(zhuǎn)速nlim值。這個(gè)轉(zhuǎn)速是指載荷不太大（P≤0.1C，C為基本額定動(dòng)載荷），冷卻條件正常，且為0級(jí)公差軸承時(shí)的最大允許轉(zhuǎn)速，我們這里輥碾軸的轉(zhuǎn)速只有82轉(zhuǎn)/分鐘，所以給我們選用軸承留有了很大的空間，可以選用

22、低速的軸承，這樣的軸承可選用的范圍大大提高。   3.4滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu) 以滑動(dòng)軸承為基礎(chǔ)發(fā)展起來的滾動(dòng)軸承，其工作原理是以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，一般由兩個(gè)套圈，一組滾動(dòng)體和一個(gè)保持架所組成的通用性很強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度很高的機(jī)械基礎(chǔ)件。由于各種機(jī)械有著不同的工作條件，對(duì)滾動(dòng)軸承在負(fù)荷能力、結(jié)構(gòu)和使用性能等方面都提出了各種不同要求。為此，滾動(dòng)軸承需有各式各樣的結(jié)構(gòu)。但是，最基本的結(jié)構(gòu)是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架所組成。 各種零件在軸承中的作用分別是： 對(duì)于向心軸承，內(nèi)圈通常與軸緊配合，并與軸一起運(yùn)轉(zhuǎn)，外圈通常與軸承座或機(jī)械殼體孔成過渡配合，起支承作用。但是，在

23、某些場(chǎng)合下，也有外圈運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)圈固定起支承作用或者內(nèi)圈、外圈都同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的。對(duì)于推力軸承，與軸緊配合并一起運(yùn)動(dòng)的稱軸圈，與軸承座或機(jī)械殼體孔成過渡配合并起支承作用的稱座圈。滾動(dòng)體（鋼球、滾子或滾針）在軸承內(nèi)通常借助保持架均勻地排列在兩個(gè)套圈之間作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，它的形狀、大小和數(shù)量直接影響軸承的負(fù)荷能力和使用性能。保持架除能將滾動(dòng)體均勻地分隔開以外，還能起引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)及改善軸承內(nèi)部潤(rùn)滑性能等作用。此臺(tái)設(shè)備的軸承所在位置和結(jié)構(gòu)只適應(yīng)潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，并且一次性潤(rùn)滑后能在軸承使用壽命時(shí)間內(nèi)不用重復(fù)注油的軸承，并且為了便于裝配、維修的拆裝，內(nèi)套或外套與滾動(dòng)體能夠分離的軸承，后軸承因?yàn)榉奖悴鹧b，可選范圍很大。 3

24、.5滾動(dòng)軸承的分類 1）按滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)類型分類 軸承按其所能承受的載荷方向或公稱接觸角的不同，分為： 　向心軸承----主要用于承受徑向載荷的滾動(dòng)軸承，其公稱接觸角從0到45。按公稱接觸角不同，又分為：徑向接觸軸承----公稱接觸角為0的向心軸承：向心角接觸軸承----公稱接觸角大于0到45的向心軸承。 　 推力軸承----主要用于承受軸向載荷的滾動(dòng)軸承，其公稱接觸角大于45到90。按公稱接觸角不同又分為： 軸向接觸軸承----公稱接觸角為90的推力軸承：推力角接觸軸承----公稱接觸角大于45但小于90的推力軸承。 3.6 軸承按其滾動(dòng)體的種類 　　1) 球軸承----滾動(dòng)體為球

25、： 　　2) 滾子軸承----滾動(dòng)體為滾子。滾子軸承按滾子種類，又分為： 圓柱滾子軸承----滾動(dòng)體是圓柱滾子的軸承，圓柱滾子的長(zhǎng)度與直徑之比小于或等于3 ；滾針軸承----滾動(dòng)體是滾針的軸承，滾針的長(zhǎng)度與直徑之比大于3，但直徑小于或等于5mm; 圓錐滾子軸承----滾動(dòng)體是圓錐滾子的軸承; 調(diào)心滾子軸承一一滾動(dòng)體是球面滾子的軸承。 　 3)可分離軸承----具有可分離部件的軸承； 　　 4)不可分離軸承----軸承在最終配套后,套圈均不能任意自由分離的軸承。 3.7軸承的選擇 各類軸承的特點(diǎn)是選擇軸承的基礎(chǔ)，而軸承在工作中所受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承的主要依據(jù)。 1、根

26、據(jù)載荷的大小選擇軸承 1）載荷沖擊大的選用滾子軸承。 2）較輕或中等載荷時(shí)，選用球軸承。 2、根據(jù)載荷方向 1）純軸向載荷，較小載荷時(shí)，選推力球軸承較大載荷時(shí)，選推力滾子軸承。 2）純徑向載荷，較大載荷時(shí)選滾子軸承、滾針軸承，一般載荷時(shí)，選深溝球軸承。 3）同時(shí)承受徑向和軸向載荷，選角接觸類軸承，以徑向主時(shí)，選用圓錐滾于軸承，且一般成對(duì)使用。軸向載荷很大時(shí)，選組合軸承。 3、根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速 1)高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用球軸承,直徑系列：宜選超輕、特輕、輕系列。 2) 速度較低時(shí)，應(yīng)選用滾子軸承,低速重載，宜選重、特重系列。 3) 推力軸承只適用于低速高速時(shí)，采用向心推力軸承。 4)

27、 每種型號(hào)的軸承都規(guī)定了極限轉(zhuǎn)速,它受溫升限制,適當(dāng)加大軸承徑向間隙,采取冷卻措施。 4、 經(jīng)濟(jì)性要求,球軸承比滾子軸承價(jià)格低,但取決精度等級(jí)。 5、外型尺寸,徑向尺寸受限制，用輕系列；軸向尺寸受限制，用窄系列。 3.8軸承的校核 試選圓柱滾子軸承NU1010圓柱滾子軸承，查表GB/T283可得軸承的性能參數(shù)為： C=25000N， C○=27500N，nlim=6300r/min（脂潤(rùn)滑） 在基本額定載荷中可以看出，NU1010承載能力不能滿足40000N的需要所有選此軸承不可以。 試選滾針軸承4074110，查表GB/T7918可得軸承的性能參數(shù)為 C=55700N，

28、C○=166000N，nlim=2500r/min（脂潤(rùn)滑） 可以看出這種軸承能夠滿足載荷需要 a)壽命計(jì)算 求當(dāng)量動(dòng)載荷,由式Fp=fp（XFp+YFA）其中FP=52500N Fp=fp（XFp+YFA）＝1.1*55700=61270N 計(jì)算軸承壽命，由式Lh10=106/60n×（C/FP）ε 其中ε=10/3， 所以Lh10=106/60×(166000/61270）10/3=5389.3h 設(shè)計(jì)壽命為4380h，并且輥碾軸的轉(zhuǎn)速為82轉(zhuǎn)/分，所以選此軸承壽命足夠長(zhǎng)能滿足輥碾使用要求。 5.2.4聯(lián)軸器 為了節(jié)省應(yīng)力機(jī)的整體結(jié)構(gòu)空間和制造中的經(jīng)

29、濟(jì)性，輥碾部分的減速機(jī)輸出軸與輥碾軸的垂直平面內(nèi)中心線并不重合，而是錯(cuò)開2°角度的，如果將兩個(gè)不再同一中心線上的兩根軸連接起來，并且傳遞一定的扭矩，就需要一種聯(lián)軸器。 1）萬向聯(lián)軸器的特點(diǎn) 萬向聯(lián)軸器的特點(diǎn)是角向補(bǔ)償量較大，不同結(jié)構(gòu)型式萬向聯(lián)軸器兩軸線夾角不相同，一般≤5°-45°之間。萬向聯(lián)軸器利用其機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，使兩軸不在同一軸線，存在軸線夾角的情況下能實(shí)現(xiàn)所聯(lián)接的兩軸連續(xù)回轉(zhuǎn)，并可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。萬向聯(lián)軸器最大的特點(diǎn)是具有較大的角向補(bǔ)償能力，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高。 2）萬向聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器的選擇主要考慮所需傳遞軸轉(zhuǎn)速的高低、載荷的大小、被聯(lián)接兩

30、部件的安裝精度等、回轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性、價(jià)格等，參考各類聯(lián)軸器的特性。 　具體選擇時(shí)可考慮以下幾點(diǎn)： 　　(1)由于制造、安裝、受載變形和溫度變化等原因，當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對(duì)中。存在一定程度的x、Y方向位移和偏斜角CI。當(dāng)徑向位移較大時(shí)，可選滑塊聯(lián)軸器，角位移較大或相交兩軸的聯(lián)接可選用萬向聯(lián)軸器等。當(dāng)工作過程中兩軸產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。 　　(2)聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。對(duì)于高速傳動(dòng)軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器等，而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。 　　(3)所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖振動(dòng)功能的要求。例如，對(duì)大功率的

31、重載傳動(dòng)，可選用齒式聯(lián)軸器。對(duì)嚴(yán)重沖擊載荷或要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的傳動(dòng)，可選用輪胎式聯(lián)軸器等。 　 (4)兩軸相對(duì)位移的大小和方向。當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對(duì)中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。例如當(dāng)徑向位移較大時(shí)，可選滑塊聯(lián)軸器，角位移較大或相交兩軸的聯(lián)接可選用萬向聯(lián)軸器等。 　　(5)聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。通常由金屬元件制成的不需潤(rùn)滑的聯(lián)軸器此較可靠；需要潤(rùn)滑的聯(lián)軸器，其性能易受潤(rùn)滑完善程度的影響，且可能污染環(huán)境。含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對(duì)溫度、腐蝕性介質(zhì)及強(qiáng)光等比較敏感，而且容易老化。 　　(6)聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。在滿

32、足便用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低的聯(lián)軸器。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且裝拆方便，可用于低速、剛性大的傳動(dòng)軸。一般的非金屬?gòu)椥栽?lián)軸器(例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器等)，由于具有良好的綜合能力，廣泛適用于一般的中、小功率傳動(dòng)。 3)　萬向聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： 　　Tc=TKnKhK Ka≤Tn(N·m) 　　交變載荷時(shí)： Tc≤Tf (N·m) 　　式中 Tn——萬向聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，N·m，（它是在給定條件下的理論計(jì)算數(shù)值，即聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速，n≈10r/min。軸承壽命 Ln=5000h、軸線折角 =3&#

33、176;、載荷平穩(wěn)時(shí)的數(shù)值）； 　　Tf——萬向聯(lián)軸器的疲勞轉(zhuǎn)矩，N·m 　　T——萬向聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩，N·m 　　T=9550 　　Pw——驅(qū)動(dòng)功率，kw 　　N——萬向聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速，r/min 　　Kn——萬向聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)速修正系數(shù)， 　　Kh——萬向聯(lián)軸器的軸承壽命修正系數(shù) 　　K ——萬向聯(lián)軸器的兩軸線折角修正系數(shù) 　　Ka——載荷修正系數(shù)。載荷均勻，工作平穩(wěn)時(shí)，Ka=1.0；載荷不均勻，中等沖擊時(shí)，Ka=1.1～1.3；較大沖擊載荷和頻繁正反轉(zhuǎn)時(shí)，Ka=1.3～1.5，特大沖擊載荷和頻繁正反轉(zhuǎn)時(shí)Ka＞1.5。 　　對(duì)于轉(zhuǎn)速高、折角大或其長(zhǎng)度超

34、出規(guī)定的萬向聯(lián)軸器，除按上述計(jì)算處，還必須驗(yàn)算其轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性用n 表示，一般情況下：n ＞18000。 　　式中 ——萬向聯(lián)軸器的軸線折角，(°)；n——萬向聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)速，r/min. 因受整體空間的限制，聯(lián)軸器回轉(zhuǎn)軸必須是直徑不能超過φ92mm，長(zhǎng)度要有730mm，傳遞轉(zhuǎn)矩T≥256.2KN.m，且因設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安裝和后期的維修因素必須可伸縮，才能滿足使用要求，所以經(jīng)過查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選中十字軸式萬向聯(lián)軸器簡(jiǎn)稱萬向軸。SWC型萬向軸是萬向軸族種結(jié)構(gòu)最緊湊，承載能力最大，可靠性最高的一種型式,因此在SWC型中對(duì)應(yīng)適合的參數(shù)，找到十字軸萬向聯(lián)軸器中的SWC-I75A型的

35、結(jié)構(gòu)形式多數(shù)項(xiàng)指標(biāo)適合此設(shè)備的要求， SWC-I75A的具體參數(shù)是： 回轉(zhuǎn)直徑D/mm 75mm 公稱轉(zhuǎn)矩T/N.m 400N.m 長(zhǎng)度L/mm 395mm 伸長(zhǎng)量L/mm 40mm 這些參數(shù)中只有總長(zhǎng)度一項(xiàng)不合格，為此我們通過加工同等直徑的材質(zhì)為45#鋼調(diào)質(zhì)的空心軸，將原來的軸斷開，并將斷開的兩斷面外圓倒5X45°坡口，與加工的軸通過做工裝找正后進(jìn)行焊接來補(bǔ)償長(zhǎng)度問題。 5.2.5減速機(jī) 減速機(jī)是一種相對(duì)精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的

36、速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車，建筑用的重型機(jī)具，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。 減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備，把電動(dòng)機(jī).內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過減速機(jī)的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減

37、速的目的，普通的減速機(jī)也會(huì)有幾對(duì)相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果。 1）減速機(jī)的種類 減速器的種類繁多，按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速機(jī)、蝸桿減速機(jī)和行星齒輪減速機(jī)；按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)減速機(jī)；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速機(jī)、圓錐齒輪減速機(jī)和圓錐－圓柱齒輪減速機(jī)；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速機(jī)。以下是常用的減速機(jī)分類：   1、擺線減速機(jī)   2、硬齒面圓柱齒輪減速器   3、行星齒輪減速機(jī)   4、軟齒面減速機(jī)   5、三環(huán)減速機(jī)   6、起重機(jī)減速機(jī)   7、蝸桿減速

38、機(jī)   8、軸裝式硬齒面減速機(jī)   9、無級(jí)變速機(jī) 齒輪減速機(jī)是工業(yè)上使用時(shí)間最長(zhǎng)的一種減速機(jī)，廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。齒輪減速機(jī)適用范圍 1、高速軸轉(zhuǎn)不大于1500轉(zhuǎn)/分。2、齒輪傳動(dòng)圓周速度不大于20米/秒。3、工作環(huán)境溫度為-40-45 ℃，如果低于0℃，啟動(dòng)前潤(rùn)滑油應(yīng)預(yù)熱至0℃以上，齒輪減速機(jī)可用于正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。齒輪減速機(jī)特點(diǎn)1.齒輪采用高強(qiáng)度低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火而成，齒面硬度達(dá)HRC58-62，齒輪均采用數(shù)控磨齒工藝，精度 高，接觸性好。2.傳動(dòng)率高：?jiǎn)渭?jí)大于96.5%，雙級(jí)大于93%，三級(jí)大于90%。

39、3.運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。4.體積小重量輕，使用壽命長(zhǎng)，承載能力高。5.易于拆檢，易于安裝 蝸輪蝸桿減速機(jī)的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。 諧波減速機(jī)的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。 行星減速機(jī)其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。 2）齒輪減速機(jī)分類    1、圓柱齒輪減速機(jī)

40、    2、大功率齒輪減速機(jī)    3、斜齒輪減速機(jī)    4、平行軸斜齒輪減速機(jī)    5、錐齒輪減速機(jī)    6、圓錐圓柱齒輪減速機(jī) 3）減速機(jī)型號(hào)選擇及注意事項(xiàng) 1、盡量選用接近理想減速比。 2、對(duì)減速機(jī)的壽命而言,扭力計(jì)算非常重要,并且要注意加速度的最大轉(zhuǎn)矩值(TP),是否超過減速機(jī)之最大負(fù)載扭力.減速機(jī)的適用性很高,工作系數(shù)都能維持在1.2以上,但在選用上也可以以自己的需要來決定。 通用減速機(jī)的選型包括提出原始條件、

41、選擇類型、確定規(guī)格等步驟。 相比之下，類型選擇比較簡(jiǎn)單，而準(zhǔn)確提供減速器的工況條件，掌握減速器的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)是通用減速器正確合理選擇規(guī)格的關(guān)鍵。 規(guī)格選擇要滿足強(qiáng)度、熱平衡、軸伸部位承受徑向載荷等條件。 通用減速器的額定功率一般是按使用（工況）系數(shù)KA=1（電動(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)為原動(dòng)機(jī)，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，每天工作3~10h，每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)≤5次，允許啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的2倍），接觸強(qiáng)度安全系數(shù)SH≈1、單對(duì)齒輪的失效概率≈1％,等條件計(jì)算確定的。 　　所選減速器的額定功率應(yīng)滿足 　　PC=P2KAKSKR≤PN 　　式中PC———計(jì)算功率（KW） 　　PN———減速器的額定功率（

42、 KW） 　　P2———工作機(jī)功率（KW） 　　KA———使用系數(shù) 　　KS———啟動(dòng)系數(shù) 　　KR———可靠度系數(shù) 目前世界各國(guó)所用的使用系數(shù)基本相同。雖然許多樣本上沒有反映出KS\ KR兩個(gè)系數(shù)，但由于知己（對(duì)自身的工況要求清楚）、知彼（對(duì)減速器的性能特點(diǎn)清楚），國(guó)外選型時(shí)一般均留有較大的富裕量，相當(dāng)于已考慮了KR\ KS的影響。 由于使用場(chǎng)合不同、重要程度不同、損壞后對(duì)人身安全及生產(chǎn)造成的損失大小不同、維修難易不同，因而對(duì)減速器的可靠度的要求也不相同。系數(shù)KR就是實(shí)際需要的可靠度對(duì)原設(shè)計(jì)的可靠度進(jìn)行修正，較重要場(chǎng)合取KR=1.25=1.56左右。 　　4）熱平衡校核 通

43、用減速器的許用熱功率值是在特定工況條件下（一般環(huán)境溫度20℃，每小時(shí)100％,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、功率利用率100％），按潤(rùn)滑油允許的最高平衡溫度（一般為85℃）確定的。條件不同 時(shí)按相應(yīng)系數(shù)（有時(shí)綜合成一個(gè)系數(shù)）進(jìn)行修正。 所選減速器應(yīng)滿足 　　PCt=P2KTKWKP≤Pt 　　式中 PCt———計(jì)算熱功率（KW）； KT———環(huán)境溫度系數(shù) KW———運(yùn)轉(zhuǎn)周期系數(shù) 　　KP———功率利用率系數(shù) Pt———減速器許用熱功率（KW）。 圓柱齒輪傳動(dòng)：很好跑合的6級(jí)精度和7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)用稀油潤(rùn)滑。效率在0.98~0.998。 錐齒輪傳動(dòng)：很好跑合的6級(jí)精度和7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)用稀油潤(rùn)

44、滑。效率在0.97~0.98 5）齒輪減速機(jī)的特點(diǎn) 直齒輪的缺點(diǎn)主要在于它們會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。不論是由于設(shè)計(jì)、制造或形變等方面的原因，在同一時(shí)刻沿整個(gè)齒面上可能發(fā)生漸開線外形的一些變化。這將導(dǎo)致一個(gè)有規(guī)律的，每齒一次的激勵(lì)，它常是很強(qiáng)烈的。由此產(chǎn)生的振動(dòng)既在齒輪上引起大的負(fù)載，又引起噪聲。還有一個(gè)不利點(diǎn)是，在接觸時(shí)間里有時(shí)由兩對(duì)齒嚙合所得到的附加強(qiáng)度并不能加以利用，因?yàn)閼?yīng)力是被循環(huán)中單齒嚙合的狀況所限定的。 斜齒輪可看成是由一組薄片宜齒齒輪錯(cuò)位放置成的圓柱齒輪，這樣每一片的接觸是在齒廓的不同部位，從而產(chǎn)生了補(bǔ)償每個(gè)薄片齒輪誤差的作用，這個(gè)補(bǔ)償作用由于輪齒的彈性而非常有效，因而得出這樣的結(jié)果，

45、誤差在10mm以內(nèi)的輪齒能夠使誤差起平均作用，因而在有負(fù)載情況下，能如誤差為1mm內(nèi)的輪齒那樣平穩(wěn)運(yùn)行。因?yàn)樵谌魏嗡矔r(shí)，大約有一半時(shí)間(假定重合度約為1.5)將有兩個(gè)齒嚙合，這就在強(qiáng)度方面帶來額外的好處。因此應(yīng)力可建立在1.5倍齒寬，而不是一個(gè)齒寬的基礎(chǔ)上。 制造和裝配一大堆薄片直齒輪是既困難又不經(jīng)濟(jì)，因此就制造成連成一體的，輪齒沿螺旋線方向的齒輪。斜齒輪不象直齒輪，它會(huì)導(dǎo)致不良的軸向力。但在振動(dòng)和強(qiáng)度方面帶來的好處遠(yuǎn)勝于由軸向推力和略增的制造成本帶來的缺點(diǎn)。因此在減速機(jī)制造中選用斜齒輪而非直齒輪.比如四大系列:R系列同軸式斜齒輪減速機(jī)、K系列螺旋錐齒輪減速機(jī)、S系列斜齒輪蝸輪蝸桿減速機(jī)、F

46、系列平行軸斜齒輪減速機(jī) 鋸片張力、調(diào)整機(jī)的輥碾部分要求減速機(jī)輸出扭矩為T≥256.2KN.m，轉(zhuǎn)輸出速為82轉(zhuǎn)/分，輥碾時(shí)不能有明顯的震動(dòng)，傳遞速度要均勻準(zhǔn)確，動(dòng)力切斷后要有一定的慣性，結(jié)構(gòu)要緊湊，使用壽命長(zhǎng)，便于維護(hù)。根據(jù)以上的要求，綜合各種減速機(jī)的性能、特點(diǎn)等適用條件，選用斜齒輪減速機(jī)作為輥碾轉(zhuǎn)動(dòng)的減速部件很適合。斜齒輪減速機(jī)分：漸開線斜齒輪減速機(jī)和斜齒輪蝸輪減速機(jī)。根據(jù)查找斜齒輪減速機(jī)的樣本，最終選擇：6）F平行軸斜齒輪減速機(jī) F平行軸斜齒輪減速機(jī)特點(diǎn)： F系列平行軸斜齒輪減速機(jī)具有體積小、重量輕、傳遞扭矩大、起動(dòng)平穩(wěn)、低損耗、安裝方式多樣，輸入輸出靈活等特點(diǎn)。非常適合在空間受限制

47、的情況下使用。并能與各種減、變速機(jī)組合，適用于各種不同條件要求的場(chǎng)所。能耗低，性能優(yōu)越，減速機(jī)效率高達(dá)95%以上。振動(dòng)小，噪音低，節(jié)能高，輸出轉(zhuǎn)速：0.1～752r/min b.輸出轉(zhuǎn)矩：高至17000Nm c.電機(jī)功率：0.18～200Kw d.安裝形式多樣，可以底腳安裝、法蘭安裝、軸裝安裝 。 根據(jù)F平行軸斜齒輪減速機(jī)的設(shè)計(jì)方案和許用轉(zhuǎn)矩參數(shù)，結(jié)合鋸片張力、調(diào)整機(jī)的各項(xiàng)要求選擇其中的：FAF47-Y2.2-4P-17.21型 具體參數(shù)： 輸出轉(zhuǎn)速r/min 83 輸出扭矩Nm 226 傳動(dòng)比 I

48、 17.21 使用系數(shù)f8 1.57 功率kw 2.2 這種結(jié)構(gòu)的減速機(jī)為法蘭空心軸安裝形式（見下面示意圖），因?yàn)闇p速機(jī)安裝部位為圓形法蘭，所以與輥碾上下面板安裝需要一個(gè)接盤過度，將圓形轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦尾拍軐?shí)現(xiàn)連接，連接法蘭盤選用20mm厚Q235板加工而成，并使用四條M16的外六方螺栓與輥碾部分構(gòu)件連接。減速機(jī)要懸掛在輥碾部件的后部，安裝時(shí)很不方便，因此選用法蘭空心軸形式的減速機(jī)能夠預(yù)先在將減速機(jī)吊裝在連接法蘭盤上指定位置用螺栓固定后，再將輸出的軸裝到減速機(jī)空心軸孔上并與傳動(dòng)的萬

49、向聯(lián)軸器用法蘭連接，這樣既減少安裝和拆卸的不便，又便于維修。 減速機(jī)安裝位置示意圖 5.2.6 輥碾上、下面板 面板受力示意圖 上、下面板是輥碾部分的框架構(gòu)件，在輥碾時(shí)開口處會(huì)承受400MPa的力，面板如圖所示會(huì)產(chǎn)生彎曲，這種彎曲會(huì)使材料發(fā)生彈性變形，輥碾過程中這種變形會(huì)不斷重復(fù)，因此會(huì)產(chǎn)生塑性變形和疲勞裂紋，最終失去應(yīng)有的工作能力。并且這種彈性變形也會(huì)影響加載在鋸片上的輥碾力，使測(cè)了的數(shù)值不準(zhǔn)確，從而影響檢測(cè)精度。因此面板的選材和受力數(shù)據(jù)就尤為重要。 計(jì)算面板的截面積尺寸： Mmax=Fa=4X104*0.8=32KN.m Wz≥Mmax/［σ］=3

50、2X103N.m/630X106N.m=50.8X10-6m3 設(shè)板的寬、高比為h/b=6 Wz=bh2/6=b(6b)2/6=6b3/6= b3 b3≥50.8X10-6m3 b≥3√50.8X10-6m3=0.037m h=6b=222mm 選用37X222 mm2截面積 根據(jù)計(jì)算結(jié)果上圖所選尺寸能滿足使用要求。并且在40mm槽深底部的直角改為R20mm圓弧，能夠減少應(yīng)力集中所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力。 5.3 鋸片支承、檢測(cè)架部分 鋸片支撐部分包括鋸片的支撐軸、鋸片安裝靠盤、鋸片壓盤、鋸片鎖緊拉桿、鋸片鎖緊油缸、轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器傳動(dòng)部件。 5.3.1檢測(cè)、支撐部分

51、 鋸片旋轉(zhuǎn)支撐部件示意圖 鋸片重量在30Kg-280Kg之間，鋸片內(nèi)孔直徑在φ50mm-φ180mm，厚度在4mm-12mm之間，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為20轉(zhuǎn)/分，軸向竄動(dòng)量≤0.015mm，徑行跳動(dòng)量≤0.02mm。根據(jù)上面的數(shù)據(jù)選用軸的形式為： 鋸片安裝位置直徑： φ50 軸承選擇： 前后軸承均為圓錐滾子軸承 軸材料： 鍛件45#鋼調(diào)質(zhì) 軸套材料： Q235厚壁鋼管或ZG200 鎖緊拉桿材料： 45#圓鋼調(diào)質(zhì) 鋸片安裝盤材料：

52、 45#鋼板調(diào)質(zhì) 各部分強(qiáng)度計(jì)算： 軸承的選擇：因鋸片懸掛和鎖緊，軸承必須承受徑向和軸向載荷，鋸片檢測(cè)要求軸向和徑向誤差允許最大0.02mm，必須有一定的預(yù)緊力，轉(zhuǎn)速只有20轉(zhuǎn)/分，安裝位置空間較大，并且拆裝時(shí)要方便，使用壽命要求在26280小時(shí)。因此選用圓錐滾子軸承。 根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作條件初選軸承：30212，其基本動(dòng)載荷為102000N，計(jì)算系數(shù)為0.4，軸向載荷系數(shù)1.5。鎖緊油缸的拉力為600N。 F=Fr/2y=2800/（2X1.5）=933N F+Fx=933+600=1533N Fa/Fr=933/2800=0.33 Fp=3733N Lh=106/60nX(f

53、tC/fpFp)ε=1199649h 軸承壽命足夠使用。由上式中軸承計(jì)算可知，軸承選用過于大，如果選用不常用的型號(hào)或特殊軸承，能夠找到特輕系列的非標(biāo)軸承，但會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，這種軸承是常用型號(hào)，而且價(jià)格低廉，生產(chǎn)廠家眾多，且還因鋸片安裝位置直徑的限定、總體結(jié)構(gòu)、使用精度和裝配特點(diǎn)需要，不能選擇更小直徑的軸承，因此前、后軸承選擇30212圓錐滾子軸承為支持軸承。 鋸片鎖緊拉桿強(qiáng)度計(jì)算： 鋸片鎖緊油缸拉力為500N,初設(shè)拉桿最細(xì)處直接為φ18mm，使用材料45#鋼調(diào)質(zhì), s=4F/pd2=1.96MPa 查表：靜載荷許用應(yīng)力為[s]=2.5 MPa 此拉桿能夠達(dá)到強(qiáng)度

54、鋸片鎖緊壓盤采用45#鋼制作，因?yàn)殇徠捕容^高，并且要求壓盤最外圓處與鋸片支承軸垂直度≤0.02m，因此壓盤必須熱處理淬火，并且壓盤硬度要高于鋸片硬度值，因此壓盤淬火硬度為HRC=45~48，并且兩面粗糙度≤1.6mm，為了增加壓緊力，壓盤端面車成環(huán)帶形。 編碼器傳動(dòng)部分：是為了帶動(dòng)編碼器測(cè)量鋸片旋轉(zhuǎn)角度的。此部分要求與鋸片旋轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并且轉(zhuǎn)動(dòng)角度要相同。為了節(jié)省空間和避免丟轉(zhuǎn)影響旋轉(zhuǎn)角度，還要杜絕因傳動(dòng)時(shí)的震動(dòng)影響檢測(cè)精度，所以選用同步齒形帶作為傳遞媒體。同步齒形帶綜合了帶、鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)方式，傳動(dòng)效率高，可達(dá)98％以上，無滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，使用范圍較廣，速度可

55、達(dá)50m／s，速比可達(dá)10左右，傳遞功率由幾瓦至數(shù)千瓦，維修保養(yǎng)方便，不需要潤(rùn)滑。 5.3.2 鋸片檢測(cè)架部分 鋸片檢測(cè)架用Q235鋼板焊接而成的鋼架結(jié)構(gòu)，水平方向放置激光傳感器部件，垂直方向放置鋸片張力加力油缸部件，兩軸線交匯處為鋸片支撐軸部件。 鋼架構(gòu)件必須保證水平方向和垂直方向的90°夾角不能超出±30′，構(gòu)件水平、垂直方向直線度為0.05mm/米，采用直線導(dǎo)軌副作為傳感器和張力加力油缸的載體。直線導(dǎo)軌是一種滾動(dòng)導(dǎo)引，它由鋼珠在滑塊與導(dǎo)軌之間作無限滾動(dòng)循環(huán)，使得負(fù)載平臺(tái)能沿著導(dǎo)軌輕易的以高精度作線性運(yùn)動(dòng)，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)引的1/50，使之能輕易地達(dá)

56、到μm級(jí)的定位精度。滑塊與導(dǎo)軌間的末制單元設(shè)計(jì)，使得線形導(dǎo)軌可同時(shí)承受上下左右等各方向的負(fù)荷，滑塊移動(dòng)時(shí)平順且低噪音，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng),減小了運(yùn)動(dòng)的沖擊和振動(dòng)，容許負(fù)荷大 ，所有方向皆具備有高剛性 ，潤(rùn)滑構(gòu)造簡(jiǎn)單 ，自動(dòng)調(diào)心能力 ，具有互換性，易安裝，體積小、輕量化，特別適合小型化設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、精密量測(cè)儀器使用；滑塊、導(dǎo)軌材質(zhì)一般為合金鋼，具有高的剛性等特點(diǎn)；，兩個(gè)方向上分別安裝有直線導(dǎo)軌副，激光傳感器安裝在水平直線導(dǎo)軌副上，張力檢測(cè)油缸裝在垂直導(dǎo)軌副上。激光傳感器的傳感頭重量100多克和加力油缸的重量為700多克，兩個(gè)方向上直線導(dǎo)軌副承受的載體重量都不是很大，加力氣缸給鋸片加力時(shí)

57、的推力為1.2MPa。選擇直線導(dǎo)軌副中普通規(guī)格的最小尺寸的就能滿足使用，因此我選用“隆創(chuàng)日盛”產(chǎn)的HGH15CA型的導(dǎo)軌副，HGH15CA型導(dǎo)軌副基本額定負(fù)載為11.38KN，允許靜力矩為0.15KN/m，滑塊重量為0.18Kg,滑軌重量為1.45Kg/m.根據(jù)這些數(shù)據(jù)能夠滿足使用需要。 6 液壓部分 液壓原理圖 液壓部分由動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件輔助元件工作介質(zhì)組成。鋸片張力、檢測(cè)機(jī)的液壓由輥碾輪的加壓油缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；輥碾部分的前后移動(dòng)；鋸片支撐部分的鋸片鎖緊、松開；鋸片張力檢測(cè)加壓，這幾部分組成也是這些

58、液壓元件綜合產(chǎn)生的。 6.1液壓的動(dòng)力元件的選擇 液壓泵的選用 液壓泵是液壓系統(tǒng)中的動(dòng)力元件。選用適合執(zhí)行器作功要求的泵，需充分考慮可靠性、壽命、維修性等因素，以便所選的泵能在系統(tǒng)中長(zhǎng)期運(yùn)      液壓泵的種類非常多，其特性也有很大差別。 選擇液壓泵時(shí)要考慮的因素有工作壓力、流量、轉(zhuǎn)速、定量或變量、變量方式、容積效率、總效率、壽命、原動(dòng)機(jī)的種類、噪聲、壓力脈動(dòng)率、自吸能力等，還要考慮與液壓油的相容性、尺寸、重量、經(jīng)濟(jì)性、維修性、這些因素。      液壓泵的輸出壓力應(yīng)是執(zhí)行器所需壓力、配管的壓力

59、損失、控制閥的壓力損失之和。它不得超過樣本上的額定壓力。強(qiáng)調(diào)安全性、可靠性時(shí)，還應(yīng)留有較大的余地。如果每個(gè)循環(huán)中都發(fā)生沖擊壓力，泵的壽命會(huì)顯著縮短，甚至泵會(huì)損壞。壓力越高、轉(zhuǎn)速越低則泵的容積效率越低，變量泵排量調(diào)小時(shí)容積效率降低。轉(zhuǎn)速恒定時(shí)泵的總效率在某個(gè)壓力下最高，變量泵的總效率在某個(gè)排量、某個(gè)壓力下最高。泵的總效率對(duì)液壓系統(tǒng)的效率有很大影響，應(yīng)該選擇效率高的泵，并盡量使泵工作在高效工況區(qū)。轉(zhuǎn)速關(guān)系著泵的壽命、耐久性、氣穴、噪聲等，泵的自吸能力就計(jì)算值來說要留有充分裕量 泵的參數(shù) 泵的基本參數(shù)是壓力、流量、轉(zhuǎn)速、效率。      根據(jù)系統(tǒng)地工作壓力

60、來選擇，一般地說，在固定設(shè)備中液壓系統(tǒng)的正常工作壓力可選擇為泵額定壓力的70%-80% ，以保證泵的足夠的壽命。選擇泵的第二個(gè)最重要的考慮因素是泵的流量或排量，泵的流量與工況有關(guān)，選擇的泵的流量須大于液壓系統(tǒng)工作時(shí)的最大流量。泵的效率值是泵的質(zhì)量體現(xiàn)，一般來說，應(yīng)使主機(jī)的常用工作參數(shù)處在泵效率曲線的高效區(qū)域參數(shù)范圍內(nèi)，另外，泵的最高壓力與最高轉(zhuǎn)速不宜同時(shí)使用，以延長(zhǎng)泵的使用壽命。     油溫和粘度 液壓泵的最低工作溫度一般根據(jù)油液粘度隨溫度降低而加大來確定。液壓泵的最高允許工作溫度取決于所用油液和密封的性質(zhì)。超過允許溫度時(shí)，油液會(huì)變稀，粘度降低，不能維

61、持高載荷部位的正常潤(rùn)滑，引起氧化變質(zhì)。 使用壽命 所謂使用壽命，通常是指大修周期內(nèi)泵在額定條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的總和。通常車輛用泵和馬達(dá)大修周期為2000h以上，室內(nèi)泵的使用大修周期為5000h以上。      價(jià)格一般來說，定量泵比變量泵價(jià)格低。與其他泵相比，柱塞泵比葉片泵、齒輪泵貴，但性能和壽命要優(yōu)于它們。 鋸片張力、檢測(cè)機(jī)的系統(tǒng)壓力需要30-130Kg，選擇油泵必須達(dá)到140Kg以上，壓力等級(jí)為中壓，泵分齒輪泵、葉片泵、柱塞泵，這幾種泵都能滿足使用需要，并且不要調(diào)壓，但選擇使用的部件必須遵循經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，這幾種泵的優(yōu)缺點(diǎn)是： 1、 齒輪泵：

62、體積小，構(gòu)較簡(jiǎn)單，對(duì)油的清潔度要求不嚴(yán)，價(jià)格較便宜；但泵軸受不平衡力，磨損嚴(yán)重，泄漏較大。 2、 葉片泵：分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種泵流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、作壓力和容積效率比齒輪泵高、結(jié)構(gòu)比齒輪泵復(fù)雜。 3、 柱塞泵：容積效率高、泄漏小、可在高壓下工作、大多用於大功率液壓系統(tǒng)；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料和加工精度要求高、價(jià)格貴、對(duì)油的清潔度要求高。 一般在齒輪泵和葉片泵不能滿足要求時(shí)才用柱塞泵。還有一些其他形式的液壓泵，如螺桿泵等，但應(yīng)用不如上述3種普遍。 綜上幾種泵的特點(diǎn)考慮，選擇高壓齒輪泵就能滿足此臺(tái)設(shè)備的使用要求。查找資料，最終選定使用臺(tái)灣生產(chǎn)的P1定量齒輪泵作為動(dòng)力元件。

63、這種泵是高效率定量齒輪泵，P1專為超高壓液壓系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。它的前、后蓋、主體皆采用高級(jí)鋁合金壓鑄而成，密度高，外型堅(jiān)固。P1泵采用經(jīng)濟(jì)型6061T6的主體硬度高、耐磨耗，8字型軸承套更采用A356T6重力鑄造，P1泵內(nèi)裝耐高溫耐磨耗之自潤(rùn)軸承，更能有效承受瞬間達(dá)25MPa之高壓，P1泵的Viton材質(zhì)密封及整體精研而成成的合金銅齒輪組能適應(yīng)高溫，并有效延長(zhǎng)使用壽命。P1泵適用于高扭力之使用條件，P1泵效率高，可高達(dá)97%以上，P1泵適用于車輛、升降系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、產(chǎn)業(yè)機(jī)械多種液壓機(jī)械設(shè)備等，P1泵的零件單純，易于保養(yǎng)及維護(hù)。根據(jù)實(shí)際使用要求選用P107泵做為最終型號(hào)，它的各種參數(shù)是：使用壓力（最

64、大）20Mpa，排量7.4ml/rev，入口尺寸1"/2，出口尺寸3"/8，重量1.27Kg。 6.2控制元件選擇 此臺(tái)設(shè)備上需要使用的控制元件有：溢流閥、電磁換向閥、液控單向閥、雙單向節(jié)流閥組成的液壓回路。設(shè)備中所使用的四個(gè)位置的油缸均為單出桿雙作用形式的，在檢測(cè)部分鋸片張力的油缸推力為50-290N可調(diào)，伸出長(zhǎng)度20mm；鋸片鎖緊油缸拉力為500N，伸出長(zhǎng)度25mm；輥碾部件總成行走油缸推力（或拉力）800N，行程860mm；輥碾油缸輥壓時(shí)產(chǎn)生的壓力為20000-50000N可調(diào)，伸出長(zhǎng)度30mm。因?yàn)槌溯伳氩糠挚偝尚凶叩挠透兹莘e大，其它三個(gè)油缸容積都很小，因此只

65、要計(jì)算出大容積的油缸后乘以20%的所需流量就足夠了。行走油缸的計(jì)算公式如下： 只計(jì)算活塞桿伸出時(shí)所需流量，P1泵的流量為10.7L/min，油缸的內(nèi)徑為60mm，活塞桿運(yùn)動(dòng)速度為50mm/s Q=V/t V=uAtX103 則Q=∏D2Vx103 / 4η=8.65L/min 設(shè)備液壓控制元件選用的是北京華德液壓工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司的產(chǎn)品 溢流閥：選用DBD型直動(dòng)溢流閥（板式安裝），通徑-φ6mm，壓力（最大）- 25MPa，流量50L/min。 電磁換向閥：選用WE6型電磁換向閥（板式安裝），通徑-φ6mm，壓力（最大）- 18MPa，流量18L/min，采用

66、低壓24V濕式可換線圈。 雙單向節(jié)流閥：也就是通常說的“液壓鎖”，選用Z2FS型疊加式雙單向節(jié)流閥（板式安裝），通徑-φ6mm，壓力（最大）- 31.5MPa，流量80L/min。 雙液控單向閥：選用Z2S6疊加式單向閥（板式安裝），通徑-φ6mm，壓力（最大）- 31.5MPa，開啟工作壓力1 MPa，自由流通方向0.15 MPa。 這些控制元件用螺栓固定、安裝在一個(gè)用Q235鍛件加工成的液壓集成塊上，通過集成塊上的各個(gè)油孔經(jīng)控制閥分配到各個(gè)動(dòng)作的油缸和泄回油箱。在輥碾總成行走油缸的通路上加裝“雙液控單向閥”是為了防止在鋸片輥碾過程中因兩輥碾輪重合偏差造成輥碾總成前后移動(dòng)而加設(shè)的。

67、 6.3 執(zhí)行元件的選擇 液壓缸的選擇: 此臺(tái)機(jī)床選用的為普通的單活塞桿，雙作用液壓缸。 6.3.1 鋸片張力處的油缸推力≤290N，伸出長(zhǎng)度20mm，工作壓力為1MPa.液壓缸側(cè)裝在直線導(dǎo)軌滑塊上，要設(shè)計(jì)成缸體外部是方形結(jié)構(gòu)并帶導(dǎo)向套的，將導(dǎo)向套部分安裝在滑塊上，這樣能節(jié)省空間還容易安裝，導(dǎo)向套與活塞桿之間的滑動(dòng)體為直線軸承，能保證活塞桿在導(dǎo)向套伸縮靈活，活塞桿接桿前端安裝深溝球軸承能夠減小檢測(cè)時(shí)片旋轉(zhuǎn)與加力活塞桿之間的阻力。選用油缸參數(shù)如下： 活塞的有效面積：P=F/A A=F/P 290/1X106=29X10-3 A=∏r2 r=9.7mm D=19.4mm 油缸材料選用45#鋼，根據(jù)上式油缸內(nèi)徑選用φ20，缸壁厚為5mm，活塞桿直徑選用φ12mm，活塞桿與活塞做成整體形勢(shì)，活塞與缸筒、活塞桿與缸體均采用采用O型圈密封，桿外端采用螺孔頭形勢(shì)。 加力油缸部分示意圖 6.3.2 鋸片鎖緊油缸拉力≤500N，伸出長(zhǎng)度25mm，工作壓力為1MPa。與鋸片支撐體外殼端面法蘭連接。活塞桿與鎖緊桿螺紋連接，并用螺母鎖緊。 活塞的有效面積：P=F/A A=F/P 500/1X106=50X10-3 A=∏r2 r=12.6mm