钢卷翻转输送机的设计开题报告

本科生毕业论文设计开题报告书题 目 钢卷翻转输送机的设计 学生姓名 学 号 专业班级 指导老师 2010 年 11 月 18 日论文（设计）题目 钢卷翻转输送机的设计 课题目的、意义及相关研究动态：一、课题目的：各大钢铁企业， 在冷扎厂、薄板厂等车间中， 钢卷翻转输送机是必不可少的设备， 性能和质量的好坏直接影响着生产的顺利进行与否。目前实现钢卷翻转及输送功能基本是通过不同的设备来实现的， 即： 先由吊钩、吊环等取物装置抓取钢卷， 钢卷随机械设备动作而被放置在翻转台车上， 翻转台车完成钢卷的翻转后， 再由取物装置将其放置到输送台车上， 由输送台车将钢卷送到指定位置。这样的翻转及输送过程是由不同的设备分别完成的， 起吊次数增多， 生产效率低。针对以上情况， 某钢铁公司在进行冷轧厂技术改造时， 需要研制一种既可以实现钢卷翻转又可以实现输送功能的设备， 用于满足生产工艺需要。其基本设计要求为: 钢卷内径 508mm、外径 1900mm、高 1500mm、自重约为 30 吨、水平行走速度30m/min、翻转角速度 0.5r/min； 所研发的钢卷翻转输送机其翻卷过程设计采用液压系统进行驱动。本文介绍的就是一种能满足上述要求的液压系统， 达到翻卷过程的平稳， 无冲击， 工作稳定可靠。二、课题的意义：对提高钢铁生产企业的生产效率、产品质量， 增加企业竞争力， 具有重要和积极的作用；对强化企业形象， 提升钢铁行业自动化装备水平， 创造更大经济效益和社会效益， 具有重要的现实意义； 产品研制成功可完全替代进口产品， 为企业、国家节约大量外汇；钢卷翻转输送机进行改型后， 也可用于纱布、纸卷等卷状产品的翻转和运输，对该类机械设备的工程应用具有一定的参考价值。三、相关的研究动态：钢卷，又称卷钢。钢材热压、冷压成型为卷状。为了方便储存和运输，方便进行各种加工（例如加工成为钢板、钢带等） 。成型卷主要是热轧卷和冷轧卷。热轧卷是在钢坯再结晶前的加工产品。冷轧卷是热轧卷的后续加工。钢卷一般重量是1530T 左右。今年来，我国热轧生产产能不断扩充，已经有几十条热轧生产线，还有一些项目即将开建或者投产。钢卷翻转输送机在这种情况下应运而生，他的出现大大提高了工厂的生产效率，为企业节省了大量的成本。中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形；17 世纪中，开始应用架空索道输送散状物料；19 世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。 1868 年，在英国出现了带式输送机；1887 年，在美国出现了螺旋输送机；1905 年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906 年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。翻转机输送机能适应不同规格的货物的翻转要求，安全、平稳、有效地提供工艺输送，实现将货物由卧式转换成立式或将立式转换成卧式的作业目标。广泛应用于冶金、冲压、钣金、模具、造纸、冷藏、钢带、线盘、桶料、卷料等行业。翻转机输送机的原理：本机包括由翻转铰链连接的底座和翻转体，翻转机通过翻转铰链和底座进行连接，在翻转机的中部设有胶辊，胶轮架与底座形成连接，方便快捷地将货物进行任意角度的翻转，或者附加到输送线，采用多段速控制，和行程开关，将货物翻转任一角度后移动到下道流水线；实现货物输送的立体流程，无需人工和行吊等高输送率特点，翻转机输送机结构简单、造价低、工作效率高、安全可靠。如果采用原始的人工方法翻转,可能出现意外的危险,导致工件的损坏;危及操作人员的人身安全;损坏吊装设备。该类设备的主要特点体现在产品结构成熟、不会出现维修事故。未来输送机的将向着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方面发展。大型化包括大输送能力、大输送倾角等几个方面。扩大输送机的使用范围，是指发展能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的输送机 发展趋向 翻转输送机的发展趋向是：继续向大型化发展。大型化包括大输送能力和大输送倾角等几个方面。扩大翻转输送机的使用范围。发展能在高温、低温条件下、有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性的物料的输送机。使翻转输送机的构造满足物料搬运系统自动化控制对单机提出的要求。降低能量消耗以节约能源，已成为翻转输送技术领域内科研工作的一个重要方面。减少各种输送机在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。课题的主要内容（观点） 、创新之处：一、主要内容：1 、液压驱动动作分析：支撑液压缸： 实现“快进停留快退原位停止” 的动作循环。快进、快退速度为4.8m/min， 最大行程200mm， 设计工作压力15MPa。翻转液压缸： 实现“工进停留工退原位停止” 的动作循环。工进、工退运动线速度为3.4m/min，最大行程1700mm， 设计工作压力15MPa。2 、液压系统设计：（1） 举升工作台驱动回路（2） 翻转工作台驱动回路（3） 保护回路二、创新之处：（1） 采用电磁换向阀实现执行机构运动方向的控制， 便于自动化。采用液压传动和PLC 自动控制， 自动化程度高， 工作稳定性好。（2） 系统设有冷却回路（过滤器和冷却器）， 用冷却器对系统进行回油冷却， 以降低对液压系统性能的不利影响， 通过过滤器可以控制系统的总污染， 提高了系统的安全可靠性。（3） 通过电液闭环控制实现2 个翻转缸的同步控制， 满足了翻转速度低和同步精度高的要求。研究方法、设计方案或论文撰写提纲：1、研究方法：对国内外的翻转输送机进行了解，得出翻转输送机的实质在于对工件进行翻转及其输送，通过分析翻转输送机的结构得到翻转输送机的总成部分的研制、开发与创新对翻转输送机的总体性能有很大的提升空间。而翻转部件又是钢卷翻转输送机的核心部件，故而设计了两种方案。2、设计方案：方案一： 实轴式翻转工作台简化模型及实体翻转机（电机驱动）方案二：空间虚拟轴翻转工作台简化模型及实体翻转输送机（液压驱动）比较：方案一的特点：1、 在翻转过程中钢卷的重心位置(图示O 点) 距离翻转工作台回转中心( 图示A 点)距离较远(图示L ) , 导致翻转力矩较大。为了克服较大的阻力矩, 所需的驱动力F 较大;2、 距离L 较大, 翻转工作台的支撑轴受力也比较大,其直径、长度将会设计的比较大;3、 由于所设计的翻转输送工作台承重较大, 且体积也较大。采用图示的工作台结构, 为了满足使用要求, 翻转工作台的体积和质量也将被设计得比较大。方案二的特点：1、 采用空间虚拟轴来实现钢卷的翻转, 翻转工作台的转弯半径较小, 所需要的驱动力较小;2、 钢卷的翻转采用液压驱动, 操作方便、惯性小;3、 钢卷在工作台上能准确进行定位, 翻转时平稳、无撞击;通过对钢卷翻转输送机的研究动态的了理解，综合方案一、二的特点，确定了本次设计采用方案二。本次设计所采用的是液压驱动，此计算机结构的传动系统是由液压系统驱动和控制的。设计方案如下：1.钢卷翻转输送机的方案拟定2. 钢卷翻转输送机的结构设计3. 钢卷翻转输送机的结构分析和验算4. 液压系统设计完成期限和预期进度：毕业实习与毕业设计调研阶段：假期，2011 年 1 月 10 日至 2 月 15 日；毕业设计开题报告阶段：第 1 周，2010 年 11 月 16 日至 12 月 10 日；毕业设计主要工作阶段：第 2 至 12 周，2011 年 2 月 21 日至 5 月 15 日；第 3 周：确定系统方案，结构形式和主要尺寸并绘制结构原理图；第 4 周: 系统参数的技术、材料选择等；第 5 至 6 周： 绘制装备图和全套零部件图;第 7 至 10 周： 编写设计计算说明书。准备答辩电子文档。资格审查，论文修改时间：第 11 周，2011 年 5 月 2 日至 5 月 6 日；毕业设计答辩：第 12 周，2011 年 5 月 14 日至 5 月 22 日主要参考资料：1 Contemporary Integrated Manufacturing System Technology Structure and Development Strategy2 成大先 机械设计手册。第五版 常用机械工程材料 化学工业出版社，2010年 1 月3 成大先 机械设计手册。第五版 液压控制 北京：化学工业出版社，2010 年1 月4 杨署东 液压传动与气压传动， 第三版 华中科技大学出版社， 2008 年 4 月5 刘鸿文 材料力学。北京： 高等教育出版社，19926 成大先 机械设计手册。 第五版 液压传动 北京： 化学工业出版社，2010年 1 月7 王庆丰 工程机械液压控制技术的研究进展与展望， 机械工程学报 2003（12）8 陈 俊 钢 卷 翻 转 输 送 机 的 液 压 系 统 的 设 计 机 电 产 品 开 发 与 创 新 ， 2009年 1 月9 陈 志 新 钢卷翻转输送机翻转工作台的方案优化探讨 冶金设备，2009 年 2月10 蒋 灿 翻 卷 液 压 系 统 的 设 计 与 创 新 液 压 与 气 动 ， 2006 年 12 期11 冶 占 武 大 负 载 翻 转 机 构 液 压 回 路 的 设 计 流 体 传 动 与 控 制 ， 2005 年 7月12 郭 景 坤 大 型 自 动 翻 转 机 的 设 计 研 究 一 重 技 术 设 计 与 计 算 ， 2009 年 8 月 13 杨 刚 翻转机液压系统噪声分析 哈尔滨铁道科技 工作研究 ， 2001年第 3 期指导教师意见：签名： 年 月 日开 题 报 告 会 纪 要时 间 年 月 日 地 点姓 名职务（职称） 姓 名职务（职称） 姓 名 职务（职称）与会人员会议记录摘要：会议主持人：记 录 人：年 月 日教研室意见教研室主任签名：年 月 日