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本科生畢業(yè)論文設(shè)計開題報告書題 目 鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專業(yè)班級 指導(dǎo)老師 2010 年 11 月 18 日論文（設(shè)計）題目 鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機的設(shè)計 課題目的、意義及相關(guān)研究動態(tài)：一、課題目的：各大鋼鐵企業(yè)， 在冷扎廠、薄板廠等車間中， 鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機是必不可少的設(shè)備， 性能和質(zhì)量的好壞直接影響著生產(chǎn)的順利進(jìn)行與否。目前實現(xiàn)鋼卷翻轉(zhuǎn)及輸送功能基本是通過不同的設(shè)備來實現(xiàn)的， 即： 先由吊鉤、吊環(huán)等取物裝置抓取鋼卷， 鋼卷隨機械設(shè)備動作而被放置在翻轉(zhuǎn)臺車上， 翻轉(zhuǎn)臺車完成鋼卷的翻轉(zhuǎn)后， 再由取物裝置將其放置到輸送臺車上， 由輸送臺車將鋼卷送到指定位置。這樣的翻轉(zhuǎn)及輸送過程是由不同的設(shè)備分別完成的， 起吊次數(shù)增多， 生產(chǎn)效率低。針對以上情況， 某鋼鐵公司在進(jìn)行冷軋廠技術(shù)改造時， 需要研制一種既可以實現(xiàn)鋼卷翻轉(zhuǎn)又可以實現(xiàn)輸送功能的設(shè)備， 用于滿足生產(chǎn)工藝需要。其基本設(shè)計要求為: 鋼卷內(nèi)徑 508mm、外徑 1900mm、高 1500mm、自重約為 30 噸、水平行走速度30m/min、翻轉(zhuǎn)角速度 0.5r/min； 所研發(fā)的鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機其翻卷過程設(shè)計采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動。本文介紹的就是一種能滿足上述要求的液壓系統(tǒng)， 達(dá)到翻卷過程的平穩(wěn)， 無沖擊， 工作穩(wěn)定可靠。二、課題的意義：①對提高鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量， 增加企業(yè)競爭力， 具有重要和積極的作用；②對強化企業(yè)形象， 提升鋼鐵行業(yè)自動化裝備水平， 創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益， 具有重要的現(xiàn)實意義； ③產(chǎn)品研制成功可完全替代進(jìn)口產(chǎn)品， 為企業(yè)、國家節(jié)約大量外匯；④鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機進(jìn)行改型后， 也可用于紗布、紙卷等卷狀產(chǎn)品的翻轉(zhuǎn)和運輸，對該類機械設(shè)備的工程應(yīng)用具有一定的參考價值。三、相關(guān)的研究動態(tài)：鋼卷，又稱卷鋼。鋼材熱壓、冷壓成型為卷狀。為了方便儲存和運輸，方便進(jìn)行各種加工（例如加工成為鋼板、鋼帶等） 。成型卷主要是熱軋卷和冷軋卷。熱軋卷是在鋼坯再結(jié)晶前的加工產(chǎn)品。冷軋卷是熱軋卷的后續(xù)加工。鋼卷一般重量是15－30T 左右。今年來，我國熱軋生產(chǎn)產(chǎn)能不斷擴(kuò)充，已經(jīng)有幾十條熱軋生產(chǎn)線，還有一些項目即將開建或者投產(chǎn)。鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機在這種情況下應(yīng)運而生，他的出現(xiàn)大大提高了工廠的生產(chǎn)效率，為企業(yè)節(jié)省了大量的成本。中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機和刮板輸送機的雛形；17 世紀(jì)中，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19 世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機相繼出現(xiàn)。 1868 年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機；1887 年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機；1905 年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機；1906 年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機。此后，輸送機受到機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。翻轉(zhuǎn)機輸送機能適應(yīng)不同規(guī)格的貨物的翻轉(zhuǎn)要求，安全、平穩(wěn)、有效地提供工藝輸送，實現(xiàn)將貨物由臥式轉(zhuǎn)換成立式或?qū)⒘⑹睫D(zhuǎn)換成臥式的作業(yè)目標(biāo)。廣泛應(yīng)用于冶金、沖壓、鈑金、模具、造紙、冷藏、鋼帶、線盤、桶料、卷料等行業(yè)。翻轉(zhuǎn)機輸送機的原理：本機包括由翻轉(zhuǎn)鉸鏈連接的底座和翻轉(zhuǎn)體，翻轉(zhuǎn)機通過翻轉(zhuǎn)鉸鏈和底座進(jìn)行連接，在翻轉(zhuǎn)機的中部設(shè)有膠輥，膠輪架與底座形成連接，方便快捷地將貨物進(jìn)行任意角度的翻轉(zhuǎn)，或者附加到輸送線，采用多段速控制，和行程開關(guān)，將貨物翻轉(zhuǎn)任一角度后移動到下道流水線；實現(xiàn)貨物輸送的立體流程，無需人工和行吊等高輸送率特點，翻轉(zhuǎn)機輸送機結(jié)構(gòu)簡單、造價低、工作效率高、安全可靠。如果采用原始的人工方法翻轉(zhuǎn),可能出現(xiàn)意外的危險,導(dǎo)致工件的損壞;危及操作人員的人身安全;損壞吊裝設(shè)備。該類設(shè)備的主要特點體現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成熟、不會出現(xiàn)維修事故。未來輸送機的將向著大型化發(fā)展、擴(kuò)大使用范圍、物料自動分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大輸送傾角等幾個方面。擴(kuò)大輸送機的使用范圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料的輸送機 發(fā)展趨向 翻轉(zhuǎn)輸送機的發(fā)展趨向是：①繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力和大輸送傾角等幾個方面。②擴(kuò)大翻轉(zhuǎn)輸送機的使用范圍。發(fā)展能在高溫、低溫條件下、有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性的物料的輸送機。③使翻轉(zhuǎn)輸送機的構(gòu)造滿足物料搬運系統(tǒng)自動化控制對單機提出的要求。④降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為翻轉(zhuǎn)輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個重要方面。⑤減少各種輸送機在作業(yè)時所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。課題的主要內(nèi)容（觀點） 、創(chuàng)新之處：一、主要內(nèi)容：1 、液壓驅(qū)動動作分析：支撐液壓缸： 實現(xiàn)“快進(jìn)→停留→快退→原位停止” 的動作循環(huán)?？爝M(jìn)、快退速度為4.8m/min， 最大行程200mm， 設(shè)計工作壓力15MPa。翻轉(zhuǎn)液壓缸： 實現(xiàn)“工進(jìn)→停留→工退→原位停止” 的動作循環(huán)。工進(jìn)、工退運動線速度為3.4m/min，最大行程1700mm， 設(shè)計工作壓力15MPa。2 、液壓系統(tǒng)設(shè)計：（1） 舉升工作臺驅(qū)動回路（2） 翻轉(zhuǎn)工作臺驅(qū)動回路（3） 保護(hù)回路二、創(chuàng)新之處：（1） 采用電磁換向閥實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)運動方向的控制， 便于自動化。采用液壓傳動和PLC 自動控制， 自動化程度高， 工作穩(wěn)定性好。（2） 系統(tǒng)設(shè)有冷卻回路（過濾器和冷卻器）， 用冷卻器對系統(tǒng)進(jìn)行回油冷卻， 以降低對液壓系統(tǒng)性能的不利影響， 通過過濾器可以控制系統(tǒng)的總污染， 提高了系統(tǒng)的安全可靠性。（3） 通過電液閉環(huán)控制實現(xiàn)2 個翻轉(zhuǎn)缸的同步控制， 滿足了翻轉(zhuǎn)速度低和同步精度高的要求。研究方法、設(shè)計方案或論文撰寫提綱：1、研究方法：對國內(nèi)外的翻轉(zhuǎn)輸送機進(jìn)行了解，得出翻轉(zhuǎn)輸送機的實質(zhì)在于對工件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)及其輸送，通過分析翻轉(zhuǎn)輸送機的結(jié)構(gòu)得到翻轉(zhuǎn)輸送機的總成部分的研制、開發(fā)與創(chuàng)新對翻轉(zhuǎn)輸送機的總體性能有很大的提升空間。而翻轉(zhuǎn)部件又是鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機的核心部件，故而設(shè)計了兩種方案。2、設(shè)計方案：方案一： 實軸式翻轉(zhuǎn)工作臺簡化模型及實體翻轉(zhuǎn)機（電機驅(qū)動）方案二：空間虛擬軸翻轉(zhuǎn)工作臺簡化模型及實體翻轉(zhuǎn)輸送機（液壓驅(qū)動）比較：方案一的特點：1、 在翻轉(zhuǎn)過程中鋼卷的重心位置(圖示O 點) 距離翻轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)中心( 圖示A 點)距離較遠(yuǎn)(圖示L ) , 導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)力矩較大。為了克服較大的阻力矩, 所需的驅(qū)動力F 較大;2、 距離L 較大, 翻轉(zhuǎn)工作臺的支撐軸受力也比較大,其直徑、長度將會設(shè)計的比較大;3、 由于所設(shè)計的翻轉(zhuǎn)輸送工作臺承重較大, 且體積也較大。采用圖示的工作臺結(jié)構(gòu), 為了滿足使用要求, 翻轉(zhuǎn)工作臺的體積和質(zhì)量也將被設(shè)計得比較大。方案二的特點：1、 采用空間虛擬軸來實現(xiàn)鋼卷的翻轉(zhuǎn), 翻轉(zhuǎn)工作臺的轉(zhuǎn)彎半徑較小, 所需要的驅(qū)動力較小;2、 鋼卷的翻轉(zhuǎn)采用液壓驅(qū)動, 操作方便、慣性小;3、 鋼卷在工作臺上能準(zhǔn)確進(jìn)行定位, 翻轉(zhuǎn)時平穩(wěn)、無撞擊;通過對鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機的研究動態(tài)的了理解，綜合方案一、二的特點，確定了本次設(shè)計采用方案二。本次設(shè)計所采用的是液壓驅(qū)動，此計算機結(jié)構(gòu)的傳動系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)驅(qū)動和控制的。設(shè)計方案如下：1.鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機的方案擬定2. 鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機的結(jié)構(gòu)設(shè)計3. 鋼卷翻轉(zhuǎn)輸送機的結(jié)構(gòu)分析和驗算4. 液壓系統(tǒng)設(shè)計完成期限和預(yù)期進(jìn)度：①畢業(yè)實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計調(diào)研階段：假期，2011 年 1 月 10 日至 2 月 15 日；②畢業(yè)設(shè)計開題報告階段：第 1 周，2010 年 11 月 16 日至 12 月 10 日；③畢業(yè)設(shè)計主要工作階段：第 2 至 12 周，2011 年 2 月 21 日至 5 月 15 日；第 3 周：確定系統(tǒng)方案，結(jié)構(gòu)形式和主要尺寸并繪制結(jié)構(gòu)原理圖；第 4 周: 系統(tǒng)參數(shù)的技術(shù)、材料選擇等；第 5 至 6 周： 繪制裝備圖和全套零部件圖;第 7 至 10 周： 編寫設(shè)計計算說明書。準(zhǔn)備答辯電子文檔。④資格審查，論文修改時間：第 11 周，2011 年 5 月 2 日至 5 月 6 日；⑤畢業(yè)設(shè)計答辯：第 12 周，2011 年 5 月 14 日至 5 月 22 日主要參考資料：[1] Contemporary Integrated Manufacturing System Technology Structure and Development Strategy[2] 成大先 機械設(shè)計手冊。第五版 常用機械工程材料 化學(xué)工業(yè)出版社，2010年 1 月[3] 成大先 機械設(shè)計手冊。第五版 液壓控制 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010 年1 月[4] 楊署東 液壓傳動與氣壓傳動， 第三版 華中科技大學(xué)出版社， 2008 年 4 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