毕业设计（论文）-钢管打包机捆成形装置设计【全套图纸】 .doc

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1、毕业设计论文本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：钢管打包机捆成形装置设计学生姓名：学 号：专 业：机械设计制造及其自动化班 级：指导教师：40摘要本文介绍了钢管打包机打捆装置的组成和工作原理，详细的介绍了钢管打包机的设计过程，从电动机的选用，到结构部分的组成，主要设计了打捆成型的传动设计部分。对目前无缝钢管的生产与设计，进行了简单的描述。钢管打包机捆成型是无缝钢管生产线上最后一道工艺，钢管打包机主要由升降支架，提升支架，小车，梁，挡臂，气缸以及摇臂等部分组成，主要工作原理是电动机带动轴，来驱动链传动，控制支架，由气缸控制挡臂，钢管在挡臂中通过捆成型链自动打包成六边形形状。钢管打包机是现代无

2、缝钢管生产线上的重要部分，体现了现代钢管生产技术的高效率，高自动化。关键词：钢管打包机，链传动，小车，六边形，捆成型。AbstractThis paper introduces the steel pipe strapping strapping unit of the composition and working principle, introduced the steel tube packing machine design process, from the selection of motors, to the structural components, the main de

3、sign of the bale forming part of the transmission design. On the seamless steel tube production and design, a simple description.Steel pipe strapping bundle forming is seamless steel tube production line last fall technology, steel pipe strapping machine is mainly composed of a lifting bracket, lift

4、ing bracket, Dolly, beam, retaining arm, cylinder and rocker arm components, main principle is to drive a motor driven shaft, chain drive, a control bracket, is controlled by a cylinder retaining arm, steel pipe in the retaining arm through the bundle forming chain automatic packaged into a hexagona

5、l shape. Steel strapping machine is a modern seamless steel tube production line important part, reflects the modern steel production technology of high efficiency, high automation.Key words: steel pipe strapping machine, chain drive, car, hexagon, bundle forming.目录第一章绪论11.1MPM限动芯棒连轧管机组11.1.1环形加热炉11

6、.1.2 穿孔机组11.1.3 MPM连轧管机区域31.1.4 脱管机51.1.5链式输送机61.1.6 定、张减区总述61.1.7 管排锯区81.2.工艺及质量事故原因分析81.2.1 穿孔机工艺事故原因分析81.2.2 连轧管机工艺事故原因分析91.2.3 定/张减机区主要缺陷的防止和消除9第二章 选择传动方案112.1 方案的选择112.2方案比较11第三章 提升装置的设计143.1选择电动机143.1.1. 提升装置受力分析153.1.2.电动机负载功率163.2减速器的选择163.2.1常用减速器的选择163.2.2减速器的计算173.2.3选择减速器173.3链的设计计算183.3

7、.1取定链轮齿数183.3.2.确定链的额定功率183.3.3.选择链的型号、确定链节距和排数193.3.5轴上力的计算213.3.6链传动的润滑、布置和张紧213.3.7设计结果223.4滚子链轮的设计选择223.5 主动链轮轴的计算233.5.1选择轴的材料233.5.2 初步估算轴颈243.5.3轴的结构设计253.5.4轴的强度验算283.6电动机与减速器输入轴连接处联轴器的选择计算313.6.1一般联轴器的选择计算313.6.2万向轴的选择323.6.3万向轴的选定333.7.1 轴承的选择333.7.2轴承的计算34第四章 横移小车运行阻力运算364.1横移小车阻力计算364.1.

8、1满载和空载时摩擦阻力的计算364.1.2.满载和空载时坡度阻力计算364.2选择电动机的型号374.2.1静功率374.2.2计算功率384.2.3选择电机型号384.3.1减速器的计算384.3.2减速器的选择38结束语39参考文献41第一章 绪论1.1MPM限动芯棒连轧管机组1.1.1环形加热炉在现代热轧钢材的生产中，加热设备是热轧生产中必不可少的设备之一。钢坯在轧制成材 前进行加热的目的，就是:(1)降低金属的变形抗力，增加金属的塑性，避免在轧制时开裂；(2)改善其不均匀的金相组织。同时也可以消除钢坯中部分缺陷。(3)在降低金属变形抗力的同时， 相应地也降低了金属轧制动力的消耗。对于热

9、轧无缝钢管，由于加热原料为圆形实心钢坯，所以其加热设备主要形式为环形加热炉，其他的炉型有步进梁式炉、辊底式炉等。环形加热炉相 对于其他形式的加热炉,有以下特点：(1)能适应不同直径和长度的复杂圆坯，易于按管坯规格的变化调整加热制度。(2)管坯在炉底间隔放置，坯料能三面受热，加热温度较均匀，加热质量较好。管坯在加热过程中随炉底一起转动，与炉底之间没有相对运动氧化铁皮不易脱落。炉子除装，出料门外无其他开口，严密性好，冷空气吸入少，因而氧化烧损较少。(3)装料，出料和炉底运行都能自动运行，操作的机械化和自动化程度高。(5）由于炉子是圆形的，占用车间面积较大，平面布置上比较困难，一旦成型，改扩建比较

10、困难。(6)管坯在炉底上呈辐射状布料，炉底面积利用较差，单位炉底面积的产量较低。1.1.2 穿孔机组(1) 概述穿孔是热轧无缝钢管生产中最重要的变形工序，它的任务是将加热好的实心管坯穿制成 要求的几何尺寸和内外表面质量的毛管,以供下一步工序轧制，同时,保证相应的穿孔速度和 轧制周期，来适应整个机组的生产节奏，穿孔的方法有许多种，如推轧穿孔、压力穿孔、斜轧穿孔等，而斜轧穿孔又分为菌式穿孔、 盘式穿孔、曼式穿孔等机型。较长时期来,曼式穿孔机一直获得了最广泛的应用,但是,随着人们对曼式穿孔机认识的 不断深入,为克服曼式穿孔机存在着“曼乃斯曼”效应,改善毛管质量，人们通过不断的研究总 结发明了大导盘（

11、盘式）穿孔机和锥形辊(菌式)穿孔机并且已经在实际生产中投入使用.盘式穿孔机把原来水平并列布置的穿孔机轧辊改为上下垂直布置,同时用一对水平放置 的大导盘(直径1.52m)代替导板,导盘由液压马达驱动，这样对管坯施加一个前进力，也同样可以减少頂头前形成孔腔、改善毛管质量等。而菌式穿孔机轧辊呈锥形，锥形辊的直径沿穿 孔变形区渐渐增大,从而有利于变形区中轧辊与轧件间的速度(轴向速度与旋转速度)能较好的匹配，减轻变形区中金属的堆积，促进延伸，提高穿孔效率和可穿性；同时，减少扭转变形和横向切变形，从而减少内外表面缺陷发生的机率。所以，近几年来这两种穿孔机已在许多钢管厂采用，与限动芯棒连轧管机组连轧机相匹配

12、的菌式穿孔机组具有以下优点：1，延伸系数大；2，扩径置大，可减少管坯规格分类；3，径壁比大；4，穿高合金钢的能力强。(2) 穿孔区工艺流程简述：由环形炉加热到1280度的管坯经出料机夹出，并且放在出料台架上，通过横移推料装置和拔料器送到链式移送机，由翻料钩将管坯送到辊道上，在辊道的端部，管坯由挡板定位。当轧机出现故障影响正常轧制时，需将管坯剔除到台架上。正常轧制时,经拔料器拔到缓冲接料器 进入穿孔机前台的受料槽，由推料机推动管坯经入口导管送入穿孔机的孔型进行穿孔。后台1段设有七架定心辊(包括机内定心辊)和六组升降锟道,最末一组是惰辊，其余都为传动辊，而且第二组是夹送辊，用于紧急情况下播出毛管，

13、定心辊先用来保证頂杆中心线与轧制中心线一致，在随后的轧制过程中为毛管导向(除机内定心辊外）。后台2段设有頂杆小车以及小车的锁紧机构，顶杆的预旋转机构和两组升降辊道（惰辊） 依靠缩紧机构把小车锁紧进行轧制，轧制结束后将頂杆从毛管中抽出，顶杆预旋转机构在管坯进入入口导管时，开始预旋转；当轧机咬钢后，停止旋转，减少管坯的旋转力矩，自动对中管坯的中心。提高毛管的质量。当毛管前端伸进穿孔机到达第二架定心辊前时,第二架定心辊打开（小打开）到达第三架定心辊前时，第三架定心辊打开，依次类推。当轧制结束，升降辊遂升起到达支撑毛管位置，小车带动顶杆快速返回并且在升降辊道的帮助下,依靠挡叉使毛管脱离顶杆。从毛管中脱

14、出的顶头和顶杆进行在线人工检查,如果发现顶头，頂杆有缺陷,应剔除到下料台架，同时，从上料台架上线一根带顶头的顶杆.而顶头和頂杆正常的情况下进行下根管坯的轧制。到达抗氧化站的毛管首先进行吹氮，除管内的氧化铁皮，随后喷吹硼砂(以氮作为载体)去除管内的氧化物，并且减少氧化物的形成，以及对下步工序MPM轧制起到润滑作用。然后，通过运输链毛管到达下一轧制阶段的预穿线。1.1.3 MPM连轧管机区域MPM连轧管区域包括两个区:芯棒循环区和MPM轧机区。(1) 定义：MPM连轧管机是指在轧制过程中，芯棒的运动受到限动力的作用,始终以一个恒定的速度前进，其速度低于或等于第一机架轧机的轧制速度,并且钢管由脱管机

15、完成从芯棒上脱出, 然后芯棒从原路返回的带芯棒连续轧管机。(2) 工艺特点：MPM限动芯棒连轧管机与浮动芯棒连轧管机相比有以下优点：改善了管子质量。由于MPM限动芯棒轧管具有搓轧性质，有利于金属延伸，减小了横变形，并避免了浮动芯棒轧管机出现的“竹节”缺陷,使管子内外表面质量和尺寸精度均有所提高可以在较宽的壁厚范围内轧制钢管，扩大了品种。与浮动芯棒轧管机相比，可以轧大口径管和更厚或更薄的钢管。降低了工具消耗。与同口径浮动芯棒连轧管机的芯棒相比，芯棒短一些，并且芯棒消耗降低。取消了脱棒机，缩短了工艺流程。由于连轧机与定、张减机距离相对缩短，保证了定、张減机入口温度，从而使连轧后的钢管可能通过旁通辊

16、道直接进入定张减机进行轧制。(3) MPM生产工艺流程经穿孔的毛管，抽出顶杆后被送至喷吹站，向毛管内部先吹入氮气，然后以氮气为载体喷硼砂,先吹氮气的作用是吹掉毛管内部的氧化铁皮，防止氧化。后喷硼砂的作用是硼砂在高温状态下生成雾状气体，充满管内，并且在毛管内表面形成一层薄膜，防止在随后的运行过程中空气进入,使表面产生二次氧化，并且薄膜有一定的润滑作用，喷吹后的毛管如壁厚较大，毛管将由回转臂送至芯棒预穿线进行离线穿棒，如壁厚小于16mm，毛管将被送至连轧管机主轧线进行在线穿棒。离线穿棒是指芯棒不在MPM轧制线上、在预穿线上完成芯棒插入毛管的过程。预穿齿条预先被定位在芯棒接收位置，当润滑好的芯棒被传

17、送在预穿线时，齿条以2.5米每秒的速度运行一个11270mm的行程插入荒管,然后由回转臂系统将芯棒和荒管移到轧制线上，之后预穿齿条以2.5米每秒的速度返回到芯棒接收位置。采用在线穿棒时,芯棒被传送到预穿线后,齿条以1m/s速度运行一个固定行程935mm， 由回转臂系统将芯棒移到轧制线上，然后预穿齿条以1m/s速度返回到芯棒接收位置。在轧制线上、轧机入口前完成插入毛管的过程。在主轧线上，芯棒的尾端卡在限动机构的夹持头上，通过齿轮与齿条传动系统以最大速度2.5m/s的速度，将芯棒前端推至连轧机间的一个预设定位置上，再由夹送辊夹持毛管进入连轧机进行轧制，在毛管进入连轧机前还需要通过装在入口侧的高压水

18、除磷机，以去除毛管外表面的氧化铁皮。并且还要测量入口毛管的温度。当毛管被MPM第一机架咬入并经一个固定延时之后，芯棒被加速到限定速度。芯棒进入限动，在确认荒管被连轧机后的脱管机脱出机架之前,芯棒将一直保持限动速度,在脱出后经过一个时间延时开始减速,并且以0.2m/s速度返回，在一个固定延时过去后，齿条从0.2m/s加速到0.4m/s退回的芯棒被翻到返回辊道上，被另一个已涂过润滑剂的芯棒所代替,以进行下一根管子的扎制，此时轧制后的荒管已被脱管机脱出，被换下来的芯棒返回进行冷却。为了避免芯棒冷却不均匀，芯棒返回辊道采用斜辊道，使芯棒在运动中转动，沿着返回辊道，芯棒首先要穿过三个冷却巷道，每个巷道都

19、有喷嘴对芯棒进行第一次冷却， 然后由旋转臂将芯棒送到一号冷却站，由圆盘来实现被冷却的芯棒的旋转，之后，芯棒被送到2号冷却站继续冷却，水冷却系统各段水喷射时间不同，使芯棒工作段温度冷却到100110度然后芯棒由回转臂传送到冷却站后辊道(在这里有芯棒下料台架,芯棒可以下线，然后再由链式运输机运到润滑站。进行对芯棒表面喷石墨润滑剂，然后再进行穿棒等循环，若更换新芯棒，需在芯棒预热炉内将其预热至10020度后再出炉，经润滑后再投入循环使用。1.1.4 脱管机(1)脱管工艺目的及特点脱管机的工艺目的 脱管机是将连轧管机轧出的钢管从芯棒上脱去的设备。它是MPM限动芯棒连轧管工艺中不可分割的一部分。正因为有

20、MPM连轧管机的存在,所以必须有脱管机将钢管连续不断地从芯棒上脱去。由于脱管机在线脱管的工艺，省去了线外脱棒机，从而缩短了工艺流程，提高了终轧温度， 防止了缺陷的产生，并且在脱管的同时也起一点延伸与定径的作用。脱管机特点由于脱管机与连轧机密不可分的性质，所以要求脱管机的速度与连轧一定要相匹配，否则在连轧机与脱管机之间将产生推力或拉力,发生脱管困难，而造成事故与缺陷。脱管机上安装有安全装置，当轧辊承受径向负荷过大时，将孔型张开，防止轧辊与相关的机械部分的损伤。1.1.5链式输送机链式输送机是一个推进和反向回转带式系统，由相同中心线驱动轴的两组反向旋转链组成。推进链的工作方式为间歌式，反向链的工作

21、方式为连续式。链式输送机具有两种工作性质：“快进”式适用于将低温度的管子输送到再加热炉，“步进”式目的是使荒管在进入再热炉之前使管子冷却到一定温度。根据工艺路线的要求，通过拨料装置的动作，钢管可以到达指定的位置。(1)工艺说明快进式链式输送机将荒管以最大速度直接从脱管机出口辊道送到再热炉入口辊道,中间不停顿， 以减少温降，然后由再加热炉及它的调节系统将荒管重新加热到920度左右。步进式链式输送机每移动一步运送一根荒管。步进式具有缓冲和冷却钢管的双重功能。缓冲是指在紧急故障状态下，链式输送机充当缓冲台架。通常情况下,步进式用于实现钢管在线热处理，这种热处理工艺称为常化(或者正火）。1.1.6 定

22、、张减区总述限动芯棒连轧管机组整个生产过程是连续进行的，而定径、张减工序是热轧生产线金属变形的最终一道工序，是连轧管机组中的精轧机组，定径、张减工序包括从脱管机出口辊道步进式冷床结束,其中再加热炉由工业炉部分负责，其余的全部设备均属定径、张减工序范围，该区域具有世界先进水平的在线常化工艺及张力减径机的混合传动系统。（1）工艺路线从脱管机出來的荒管，按照供货标准和交货状态要求,采用二种不同的工艺路线0对于不需要再加热炉加热的荒管。脱管后经过输送辊到达定位挡板，由回转臂将荒管送至再加热炉炉前辊道上，荒管由炉前辊道及再加热炉内旁通辊道，经高压水除鱗后进入定径机进行轧制，对于在线常化的钢管，需要进行再

23、加热、脱管后由回转臂将荒管送到切尾辊道上(需切尾的在热锯上进行切尾）如果荒管长度小于20m则辊道反转，定位后由单臂翻料钩将荒管从头辊道送到切头辊道上，对于长度大于20m的荒管，由单臂翻料钩直接将荒管送到切头辊道上（需要切头的在热锯上进行切头），再由回转臂将荒管送至链式输送机,链式输送机低速运行使荒管冷却到500550度进入再加热炉。加热到900960度，保温10分钟后出炉，经高压水除磷后进入定、张减机。（2）定径机和张力减径机目前连轧管机的单机产量每年已达几十万吨。若在其后面配置一台定径或张减机作为成型机组，既可满足连轧管机的产量要求，又可解决产品规格的要求，用一种或两种连轧荒管即可生产几百种

24、不同规格的热轧光管。这标志着钢管生产的最新发展方向，使无缝钢管生产实现大型化、高速化和连续化。随着电子工业和机械制造业的不断发展，定、张减机生产工艺也获得新的发展。采用大型冷床和排锯为定、张减机的高速化打下了基础；管理计算机和过程控制机的投入使用，使张减机管端增厚控制得以实现，使机架的传动日臻成熟。这样能在更大程度上满足工艺的要求，为其生产的高产、优质、低消耗开拓了更加广阔的前景，也为其生产连续化和高速化铺平了道路。随着连扎技术的日益成熟，张减机将越来越多地替代冷拔管和冷轧管,生产的钢种也将由普碳钢、低合金钢发展到高合金钢。定径机实际上是一种空心轧制的多机架连轧，其任务是在较小的总减径率和较小

25、的单机减径率条件下，将钢管轧成具有要求尺寸精度的成品管。张力减径机也是一种空心轧制的多机架连轧，被轧制的钢管不仅受到径向压缩，同时还受到纵向拉伸，即存在张力，在张力作用下，钢管在减径的同时实现减壁，张力越大，减壁量越大。即张减径机除了起定径作用之外,还要求有较大的减径率以实现用大管材生产小口径钢管目的，并且在减径的同时使壁厚减薄或者保持不变，而达到要求尺寸精度的成品管。因此,根据生产品种的需要，灵活地给定张力值，通过轧辊转速系列实现减径和减壁的适当得配合，从而获得所需要的规格。1.1.7 管排锯区（1）管排锯区工艺过程简介由热轧区生产出的热轧无缝钢管长度在10.6m76m之间,需锯切成6m14

26、.63m的定尺长管，此外还需切掉钢管的头、尾，以满足用户需要，因此需要送往管排锯切线完成此項任务，并且还需通过锯切线后的横移段设备将锯切后的钢管运输到精整区,进行进一步的处理工艺。1.2.工艺及质量事故原因分析1.2.1 穿孔机工艺事故原因分析穿孔过程由于钢质不良,工艺不合理，工具质量差，加热温度和操作不合理都会造成工作事故、如链带、扎卡、抱顶杆等。（1） 链带链带是穿孔机出现的一种重大事故，它是指毛管被割成螺旋的小带条，不仅使毛管报废,而且易造成人身事故，若出链带对人身和设备安全将造成更大损害(特别是链带向上飞出时)，而且需要停车处理，影响生产。链带产生的原因是异板严重麽损，有小的尖棱，破口

27、或转动的轧件有破头，以及导板和导辊的间隙过大等，毛管被尖棱部分切割，使金属进入导板与轧辊的间隙中，产生链带。为了避免这种事故，必须采用表面良好的工具，在生产中经常检查工具及毛管的质量，注意轧辊与导板的间隙。处理方法：普碳钢，高磷钢及合金钢用气割处理，而不锈钢用电割处理.（2）轧卡轧卡是穿孔机经常发生的故障，在轧制过程中，由于某种原因，使管坯-毛管失去前进或旋转运动,而被卡在轧辊之间，使顶头包在毛管内，轧卡按部位可分为前卡，中卡和后卡，轧卡的实质是管坯毛管未能建立稳定而正常的旋转和前进的力平衡条件,凡是促使顶头阻力增加或磨擦曳入力减少的因素都能导致轧卡。1.2.2 连轧管机工艺事故原因分析（1）

28、概述MPM连轧管机是整个热轧生产线中的核心机组之一，其工艺状况对整个工艺流程线的生产节奏，质量情况等有着决定性的影响。因此对连轧管机常见的工艺事故及其产生原因必须有深刻的认识和了解，以便于在生产实践中迅速地解决各种工艺事故，并能有效地将工艺事故消灭在萌芽状态中，最高限度地提高钢管产量及改善产品质量。连轧管机常见的工艺事故，主要有轧卡，不咬入，断辊，轧辊龟裂，芯棒进入脱管机。产生上述工艺事故的原因，主要是由变形温度、变形程度、变形速度的不合理所致，另外，设备使用不当及损坏也能造成工艺事故的发生，现将上述工艺事故的产生原因详细分析如下。决定连轧管机工作的基本条件是金属通过每个机架的秒流量体积是一常

29、数。在理想的情况下，连轧管机每一对轧辊中单位时间内,通过的金属体积是相等的；若每一对轧辊不能在单位时间内通过相同的金属，这样各相邻机架间将彼此发生作用。如果后面机架 (顺轧制方向)的通过的金属体积比前面机架的多，这种轧制过程就带有张力；如果后面机架所通过的金属体积比前面机架的少，则轧制过程就带有推力。当差别较大时必然会造成严重的拉钢和堆钢现象，轻者不能获得所需要的钢管尺寸，重者连轧过程不能建立，甚至出现事故。1.2.3 定/张减机区主要缺陷的防止和消除（1）结疤：产生原因：由于再加热时氧化铁皮及粘结的硬杂物(如耐火材料）残留在管子外表面 上，定/张减压入管子表层而引起。防止和消除方法:采用步进

30、式再加热炉和用高压水彻底除鳞，则可避免产生这种缺陷（2）麻面产生原因：由轧辊孔型磨损引起或由于在再加热炉中钢管过氧化或位于张减机前入口的除鱗机除鳞效果不好而引起的。防止和消除方法:轻者可通过修磨孔型来解决，严重者要更换轧辊,或检査除鳞机的水压和喷嘴等。（3）青线产生原因：由于轧制变形不稳定，金属在孔型中过充满,使金属进入辊缝,即单机减径率过大；来料尺寸过大；另外也由于轴承间隙调整不当引起的孔型错位“C”形牌坊中的机架耐磨扳磨损造成的轧制线不正；还由于轧低温钢，孔型倒角过小，椭园度过小造成的。防止和消除方法:要按查找出的具体原因采取相应措施。（4）轧折产生原因：由于穿孔机，MPM的操作不当引起，

31、或由于定/张减机的某一机架轧辊啃伤，表面龟裂，经后续机架轧制而引起，防止和消除方法:打磨轧辊或更换机架。（5）断裂产生原因：由于张力过大，造成钢管横向趋势撕裂。防止和消除方法:调整轧制速度。第二章 选择传动方案2.1 方案的选择1传动方案的选择对设计的成败起到了关键性的作用，这一阶段也充分体现了设计工作有多个解的特点。机器的功能分析，就是对设计任务书提出的机器功能中必须达到的要求、最低要求及希望达到的要求进行综合分析，即这些功能能否实现，多项功能间有无矛盾，相互间能否替代等。最后确定出功能参数，最为进一步设计的依据。确定出功能参数后，即可提出可能采用的方案。需求方案时，按原动部分、传动部分及执

32、行部分分别进行讨论。从电动机到工作机构部分的传动可以是某一减速器（它与电动机和工作机构用联轴器相连接）；也可以是减速器加带传动（链传动、开式齿轮传动等）。2.2方案比较方案一：电机V 带传动减速器主动滚筒输送链1. 输送带； 2. 电动机； 3. V带传送； 4. 减速器； 5. 主动滚筒图2.1 方案一方案二：电动机联轴器减速器联轴器链传动提升支架1，电动机； 2，联轴器；3，减速器；4，链转动图2.2方案二方案三；电动机-V带传动-蜗杆涡轮减速器-链传动1，电动机；2，V带传动；3，蜗杆蜗轮加速器；4，链传动；图2.3方案三方案一中的带传动用于传递的功率不大，结构形式比其他传动形式大，但传

33、动平稳，能缓冲吸收冲击振动，由于摩擦产生静电，不适用于有瓦斯及煤尘等爆炸危险场合。常用于高速级传动。由于打包机捆成型装置的传动部分传递的功率较大，且传动不平稳，所以方案一不适用；方案二中的链传动与带传动比无弹性打滑和整体打滑现象，因而能保证准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张的很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；链条采用金属材料制成，在同样的条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；同时链传动能在高温和潮湿的环境中工作。因此方案二为最佳方案。方案三中蜗杆传动当滑动速度很大，工作条件不够，良好时，会产生较严重的摩擦与磨损，从而引起过分的发热，使润滑情况恶化。因此摩擦损失大效

34、率低。而打包机捆成型装置要求高效率运作，所以方案三不适用。第三章 提升装置的设计3.1选择电动机【2】电动机的选择内容包括选择电动机的种类，电机的形式，电机的额定电压，电机等的额定转速及电机的额定功率的计算。选择电动机时，除了正确的选择功率外，还要根据生产机械的要求及工作环境等，正确的选择电动机的种类、型式、电压和转速。（1） 电动机种类的选择： 电动机的种类分为直流和交流电动机两大类。直流电动机又分为他励、并励串励电动机等。交流电动机又分为笼型、绕线转子异步电动机及同步电动机等。电动机种类的选择主要是从生产机械对调性能的要求来考虑，例如，对于调速范围、调速精度、调速平滑性、低速运转状态等性能

35、来考虑。 如果拖动系统的调速范围不广，调速级数少，且不需要在低速下长期工作，可以考虑采用交流绕线转子异步电动机或变级调速电动机。因为目前应用的交流调速范围拖动，大部分由于低速运行时能量损耗大，鼓一般均不宜在低速下长期运行。 对于调速范围宽、调速平滑性要求较高的场合，通常采用支流电动机拖动，或者采用近年来发展起来的交流变频调速电动机拖动。（2）电动机型式的选择： 各种生产机械的工作环境差异很大，电动机与工作机械也有各种不同的连接方式，所以应当根据具体的生产机械类型、工作环境等特点，来确定电动机的结构型式，如直立式、卧式、开启式、封闭式、防滴式、防暴式等各种型式。电动机的容量主要有运行时发热条件确

36、定，在不变或变化很小的条件下，长期连续运行的机械，只要其电机负载不超过额定值，电机则不会发热，通常不必效验发热和启动力矩。已知参数：1. 钢管规格 钢管外径 60180mm；长度 600014630mm；厚度 2.512mm；1 生产能力 12万吨/年；捆形 六边形2 最高管温 80；3 链速 0.3m/s4 传动方案.3.1.1. 提升装置受力分析图3.1. 提升装置图如图所示：钢管受到重力G、拉力F、支持力N。 其中，g=10m/s2，l=10000mm，d=180mm.Gmax=14G=143370.09=40441.2N3.1.2.电动机负载功率 3-2 式中P匀速提升时所需的牵引功率

37、；所以电机所需的功率P电= 3-3其中选联轴器的效率=0.99；链传动的效率=0.95；选减速器的效率=0.96；K是考虑提升支架的重量，取安全系数1.1=0.990.960.950.99=0.98根据电机所需功率查机械设计便览表选Y160M-4.型电动机，其同步转速：1500r/min，额定转速：1460/min,额定功率：15kw。功率因素： 3.2减速器的选择3.2.1常用减速器的选择减速器是原动机（一般为电动机）和工作机的独立传动部件。用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机械的需要。在原动机和工作机之间用来提高转速的独立的闭式传动装置成为增速器。减速器的种类很多按照传动形式不同可分为齿

38、轮减速器，蜗杆减速器和行星减速器；按照传动的级数可分为单级和多级减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式和分流式和同轴式减速器。许多减速器我国已有国家标准，并在专门的工厂批量生产，可以按样本选取。选择减速器一般考虑以下几个方面的问题【5】：（1） 根据总体布置的要求选择减速器的形式。在没有其他特殊要求的情况下，常首先考虑选用圆柱齿轮减速器，因为这类减速器加工方便，效率高、成本较低。当药求电动机轴与输出轴之间成90度角布置时，可以采用圆锥齿轮或者圆锥一圆柱齿轮减速器。当传动比大，要求结构紧凑时，可以选用蜗杆传动，但蜗杆传动效率低，适用于短期间歇使用。当要求结构紧凑、传动比大。效率高、重量轻时，可

39、以选用星星齿轮减速器（如渐开线齿轮行星传动、摆线针轮行星传动）或谐波齿轮传动。（2） 根据传动的主要参数选择减速器的传动级数和尺寸。根据减速器的传递功率P，输入轴转速n1，传动比i（或输出轴转速n）确定减速器的级数，如对圆柱齿轮减速器，i8一10可用单级圆柱齿轮减速器，i=8一60可用二级圆柱齿轮减速器，i=40一400可用三级圆柱齿轮减速器。已知n1、i则可按减速器样本选定减速器的型号。（3） 考虑其他要求选择减速器形式。有些减速器还有其他要求，如机器人传动装置的减速器有运动精度、刚度、回差等方面的要求。在高温、低温、高速等条件下工作的减速器也有许多特殊的要求。3.2.2减速器的计算已知参数

40、：电机：功率P=15kw 转速n1=1460r/min求总传动比：i= 3-4 3.2.3选择减速器1）.由传动比i=21，选ZL型减速器；2）.由机械设计便览表41一2查取减速器效率=0.953）.查机械设计便览表41一5，由i=20，P=15kw查选a=425mm在选择减速器的类型时，首先必须根据转动装置总体配置的要求，结合减速器的效率，外轮廓尺寸或质量、制造及运转费用等指标进行综合的分析比较，以期获得最合理的结果。核算尖峰载荷，查机械设计便览表41一5，当i=21，a=425，且为连续型，高速轴功率P1=15kw时，选用高速级齿轮精度为8一8一7一DC.故选用代号为ZL425一10一II

41、型减速器。3.3链的设计计算链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮（小链轮和大链轮）组成。通过链轮轮齿与链条链节的齿合来传递运动和动力。链传动在机械制造中广泛应用。链传动主要用于要求工作可靠，两轴相距较远，低速重载，工作环境恶劣。以及其他不宜采用齿轮传动的场合。例如在摩托车上应用了链传动，结构上大为简化，而且使用方便可靠。已知参数：电动机功率P电=12.97kw，链速V=0.3m/s.链传动的工作条件不同，其失效形式也不同。根据链速不同分为V0.6m/s的一般链传动，按功率曲线设计计算，当V0.6m/s的低速链传动，按静强度设计计算。因为已知链子的速度V=0.3m/s0.6m/s，所以本设计中的

42、链传动设计计算应按静轻度进行计算，当V0.6m/s时，其主要失效形式是链的静力拉断，故应进行静强度校核8。3.3.1取定链轮齿数链轮齿数的多少对传动平稳性和使用寿命有很大的影响。小链轮的齿数少，可减小外廓尺寸，但齿数过少，会增加运动的不平稳性和动载荷；链轮在进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大；链传动的圆周力增大，从整体上加速铰链和链轮的磨损。可见，小链轮的齿数不宜太少，一般，链轮的齿数Zmin=9.一般小于等于17。但小链轮的齿数也不宜太大，在传动比给定时，小齿轮齿数增大，大齿轮的齿数也相应增大，其结果不仅增大了传动的总体尺寸，而且还容易发生跳链和脱链，从另一方面限制了链条的使用寿命8。所

43、以当链速V=0.3m/s，取主动齿轮数Z1=173.3.2.确定链的额定功率由于链的传动启动属轻微冲击，查机械设计表9-6取kA=1.1,查机械设计图9-13得kz=1.56，则链的额定功率P0= 3-5=5.78kw3.3.3.选择链的型号、确定链节距和排数链的节距p越大，承载能力就越高，但总体尺寸增大，多边形效应显著，振动、冲击和噪声也严重。为使结构紧凑和延长寿命，应选用较小节距的单排链，但当速度高、功率大时，宜选用小节距的多排链。如果从经济上考虑，当中心距小、传动比大时，应选大节距的单排链10。综合考虑，初选链号：24A，双排链p=38.1查机械设计手册单行本带传动和链传动，欲使此链的额

44、定功率达到P0单=，则小链轮链速必须符合n30r/min根据V=， 3-6式中，V一链速N一小链轮转速n一小链轮齿数p一节距n=故此链可用。查机械设计手册第三卷 13-82表13-2-1可知；滚子链的型号24A，p=38.1mm，排距p=45.44mm，滚子外径d1=22.23mm，每米质量q=5.6kg/m3.3.3.确定中心距和链节数因为捆成型后，形状为正六边形，技术要求每层厚度为2001030mmAPmax=1030mmBFmax=CFmax 3-7图3.2 正六边形据此可知，提升支架在垂直方向最大活动距离不得892mm，而提升链接头在斜向120度方向最大活动距离不得低于1030mm，因

45、而从动轮中心距1030mm，考虑提升链接头不可以碰撞两链轮，故两从动轮中心距必须适当加大，取提升支架在斜向120度方向的运行距离为1170mm。综合考虑机器的工作要求和场地条件，主动轮最好的布置位置为从动轮（1）的正下方。另外链传动必须安装张紧装置，所以主动链轮的位置相对于从动轮（2）需要在铅垂方向要有适当的提高。综上所述，上从动轮（1）的正下方与主动链轮的中心线需与水平方向成120度角。那么主动链轮与下从动链轮（2）在水平方向的距离为L=则：主动链轮与下从动链轮的中心距a3=两从动链轮的中心距为链节数为：Lp= 3-8为了增加链轮的啮合齿数，提高传动能力，应适当增加链节数，这样可以再张紧装置的作用下使链轮啮合齿数增加，提高传动能力。取Lp=101（节）。如下图：图3.3 链传动简图3.3.5轴上力的计算作用轴上的力：工作拉力：Fr=1000 3-9 工作平稳： 3-103.3.6链传动的润滑、布置和张紧链传动的润滑：良好的润滑有利于减少铰链的磨损，提高传动效率，缓和冲击从而延长链条的寿命。润滑方式的选择：根据链速和链节距的大小，查表得出结论，选用人工定期润滑。润滑油推荐采用牌号为32、46、68的全损耗系统用油。对于开式及重载低速运动，可在润滑油中加入添加剂。对于不便使用润滑油的场合，允许使用润滑脂，但应定期清洗和更好润滑脂。链传动的布置：链传动布置时