導輥除銹機床設計說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著機械工藝技術(shù)的不斷創(chuàng)新，機械裝備更是日新月異，各類運輸機械和軋機上的滑動導軌裝置逐漸被滾動導軌——導輥所代替。導輥的工作條件十分惡劣，易受到輸送物件的強沖擊；工作時與接觸物件產(chǎn)生的摩擦磨損與疲勞磨損；以及冷熱刺激等，這些都會使導輥的表面發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。長時間的銹蝕會影響導輥的表面強度，如不及時清理，會影響設備的正常工作。導

2、輥除銹機可以對導輥表面的銹跡進行及時徹底的清理，從而保證輸送機械工作的正常進行。</p><p>　　除銹機的種類很多，其中使用范圍最廣的是拋丸機和酸洗機。前者機身大，結(jié)構(gòu)復雜適用于大件型材。后者使用經(jīng)濟方便，但除銹劑為酸基物質(zhì)，難以清除油脂和污垢，廢液處理難，除銹效果差。</p><p>　　本設計的主要內(nèi)容是設計一臺結(jié)構(gòu)合理，功能完整且精度滿足要求的導輥除銹機。該除銹機可以對不同長度和

3、直徑的導輥完成表面除銹。除銹機床主要部件如床身，主軸箱等參照外圓磨床，主要除銹原理是使用電機帶動鋼絲刷對導輥表面進行打磨，來去除松動或翹起的氧化皮、鐵銹、焊渣等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：導輥；除銹機床</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the machinery and technolog

4、y innovation, mechanical equipment is change rapidly, all types of transport machinery and mill on a slide rail device has been replaced by the rolling guide -- Guide roller. Guide roll very poor working conditions, subj

5、ect to the strong impact of transporting objects; object when working with contact friction and wear and fatigue wear; hot and cold stimulation. Will make the roller surface rusting phenomenon. Long time corrosion can af

6、fect the guide roller surfac</p><p>　　Rust cleaning machine of many kinds, the most widely used is the shot blasting machine and pickling machine. The fuselage, complex structure suitable for large section.

7、The latter uses economic convenience, but rust remover for acid-base material, it is difficult to remove grease and dirt, waste water treatment, cleaning effect is poor.</p><p>　　The main contents of this de

8、sign is to design a reasonable structure, complete function and accuracy can meet the requirements of the guide roller descaling machine. The rust removing machine can be of different lengths and diameters of the guide r

9、oller surface derusting. Derusting machine tools main components such as bed, spindle box of horizontal lathe main reference, using tools such as wire brush on the surface of the guide roller grinding, can be removed by

10、loosening or tilt of the oxide s</p><p>　　Key words:Guide roller; derusting machine</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　Abstrac

11、tII</p><p><b>　　目 錄III</b></p><p>　　CONTENTSV</p><p>　　第1章 緒論- 1 -</p><p>　　1.1課題目的及意義- 1 -</p><p>　　1.2國內(nèi)外鋼管除銹技術(shù)發(fā)展概況- 2 -</p>&

12、lt;p>　　1.2.1目前國內(nèi)外除銹技術(shù)分析- 2 -</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)外現(xiàn)有的除銹設備- 6 -</p><p>　　1.2.3國外除銹設備的新發(fā)展- 7 -</p><p>　　1.3本課題的任務及技術(shù)要求- 10 -</p><p>　　1.3.1 課題任務- 10 -</p><

13、;p>　　1.3.2主要技術(shù)要求?- 10 -</p><p>　　第2章 導輥除銹機床原理及方案設計- 11 -</p><p>　　2.1導輥除銹機床的原理- 11 -</p><p>　　2.2導輥除銹機床的方案設計- 11 -</p><p>　　2.2.1導輥除銹機床的結(jié)構(gòu)設計方案- 12 -</p>

14、<p>　　2.2.2機床主要部件及其運動方式的選定- 12 -</p><p>　　2.3本章小結(jié)- 14 -</p><p>　　第3章 結(jié)構(gòu)設計- 15 -</p><p>　　3.1主軸箱結(jié)構(gòu)設計- 15 -</p><p>　　3.2刀架結(jié)構(gòu)- 17 -</p><p>　　3.3尾座結(jié)構(gòu)

15、設計- 18 -</p><p>　　3.4溜板箱結(jié)構(gòu)設計- 18 -</p><p>　　3.5床身結(jié)構(gòu)設計- 19 -</p><p>　　3.6本章小結(jié)- 20 -</p><p>　　第4章 設計校核- 21 -</p><p>　　4.1主軸V帶設計- 21 -</p><p&

16、gt;　　4.2鋼絲刷的計算- 23 -</p><p>　　4.3蝸輪、蝸桿的設計- 25 -</p><p>　　4.4主軸的設計與校核- 28 -</p><p>　　4.5軸承的設計計算- 33 -</p><p>　　4.6滾珠絲杠副選擇與校核- 34 -</p><p>　　4.6.1 滾珠絲杠副

17、簡介- 34 -</p><p>　　4.6.2滾珠絲杠副的選擇及校核- 35 -</p><p>　　4.7本章小結(jié)- 38 -</p><p>　　結(jié) 論- 39 -</p><p>　　致 謝- 40 -</p><p>　　參考文獻- 41 -</p><p><b

18、>　　CONTENTS</b></p><p>　　Abstract….……………...…………………………………………………………I</p><p>　　Chapter 1 Introduction…………………………………………………………...11.1 subject of the purpose and significance…………………………………...1

19、1.2 domestic and foreign steel pipe rust Technique Development……………2 1.2.1 at home and abroad Rust Technology……………………………….2 1.2.2 at home and abroad blasting equipment…………………………….6 1.2.3 blasting equipment abro

20、ad…………………………………………..71.3 topics, tasks and technical requirements…………………………………10 1.3.1 The curriculum task……………………………………..…………10 1.3.2 The main technical requiremen</p><p>　　Chapter 2 Rust removal mac

21、hine principle and design of the guide roller….112.1The principle of the guide roller rust machine……………………………112.2Design of the guide roller rust machine…………………………………..11 2.2.1Guide roller rust structure of the mach

22、ine design…………………..12 2.2.2Machine tool parts and their movement pattern selected…………..122.3 Summary…………………………………………………………………14</p><p>　　Chapter 3 Structural Design……………………………………………………15</p><p

23、>　　3.1 spindle box design……………………………………………………….15 3.2 The turret structure………………………………………………………17</p><p>　　3.3 Tailstock structural design………………………………………………18 3.4 apron, structural design………………………

24、………………………….18 3.5 body structure design……………………………………………………19 3.6 Summary………………………………………………………………...20Chapter 4 Design check…………………………………………………………21 4.1 Spindle V belt design……………………………………………………21 4.2 wi

25、re brush computing…………………………………………………...23 4.3 worm, the worm design………………………………………………….25 4.4 Design of the spindle and check………………………………………...28 4.5 bearing design calculati</p><p>　　Acknowledg

26、ements……………………………………………………………...40References………………………………………………………………………..41</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　在工業(yè)發(fā)達國家，每年因銹蝕所造成的直接經(jīng)濟損失約占國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的1%-4%，遠遠超過每年因地質(zhì)等災害所造成的損失。因此，金屬表面除銹的意義

27、重大。</p><p>　　金屬除銹主要有手工除銹，機械除銹和化學除銹。隨著機械技術(shù)的發(fā)展，用機械除銹代替化學酸洗，對線材的表面進行預處理，已經(jīng)廣泛用于線材加工企業(yè)。通常機械除銹是指利用鼓風機、除銹噴砂機、空氣壓縮機、軸流風機對銹蝕器具進行除銹處理。</p><p>　　在對導輥銹蝕原因分析和對國內(nèi)現(xiàn)有除銹機械了解后，結(jié)合機械除銹知識和機床原理，設計一臺利用鋼絲刷等工具對導輥表面進行打磨，

28、可以去除松動或翹起的氧化皮、鐵銹、焊渣等的除銹機床。</p><p>　　機床設計過程中，通過了解除銹知識，結(jié)合掌握的機床原理，運用機械制圖能力，從而將大學四年所學靈活應用，完成畢業(yè)設計，為以后的工作打下初步基礎(chǔ)。</p><p>　　1.1課題目的及意義</p><p>　　運輸機械會用到各式各樣的導輥，導輥的表面會因為接觸輸送的物料或長時間暴露在惡劣的工作環(huán)境中

29、，在其表面會產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，長時間的銹蝕會影響導輥的的表面強度，如不及時清理，會影響設備的正常工作，導輥除銹機可以對導輥表面的銹跡進行及時徹底清理，以保證輸送機械的工作正常進行。</p><p>　　本次畢業(yè)設計將設計一臺結(jié)構(gòu)合理，功能完整且精度滿足要求的導輥除銹機。通過設計過程，了解導輥除銹機的基本工作原理，掌握對導輥除銹機各組成部件的結(jié)構(gòu)尺寸計算、強度校核、驗算過程以及驅(qū)動系統(tǒng)的選擇等，進一步了解和熟悉常規(guī)工程

30、設計過程。通過對該設備的設計，可以提高對書本理論知識的認識，增強實際的工程應用能力，為將來從事工程設計工作打下基礎(chǔ)。</p><p>　　1.2國內(nèi)外鋼管除銹技術(shù)發(fā)展概況</p><p>　　除銹的方法很多，對于不同種類的金屬材料，其表面的銹是不同的，因此其除銹的方法也各不相同。另一方面，不同的表面工程技術(shù)，如電鍍、涂裝等，對于表面除銹的要求也是不同的。因此，實際選擇除銹方法的時候，要根據(jù)

31、金屬材料的種類及具體表面工程的要求選擇合適的除銹方法及工藝。常用的表面除銹方法有化學浸泡法、超聲波法、電化學除銹法、機械法以及手工除銹法等</p><p>　　1.2.1目前國內(nèi)外除銹技術(shù)分析</p><p>　　所謂除銹即除去金屬表面上的腐蝕銹層。它是涂漆和其他表面處理的首道工序。方法有機械除銹、熱除銹、化學除銹和電解除銹等。機械除銹法多種多樣，方便易行，適用于各種構(gòu)件和場合。例如：小型

32、多量的部件可用滾筒；大面積除銹可用風動工具；結(jié)構(gòu)復雜的設備可用噴砂機；最普通的是紗布或砂紙除銹。</p><p><b>　　1、手工除銹</b></p><p>　　手工除銹的工具有榔頭、鏟刀、刮刀、鋼絲刷等，一般厚的銹斑用榔頭敲松再用鏟刀鏟出。勞動強度大，除銹效率低，一般0.2～0.5㎡/h，環(huán)境惡劣，難以除去氧化皮等污物，除銹效果不佳，難以達到規(guī)定的清潔度和粗糙

33、度，已逐步被機械方法和化學方法所代替。但在修船過程中，特別是對局部缺陷的修補，常采用此方法；對于機械除銹難以達到的部位，如狹小的艙室、型鋼反面角隅邊緣等作業(yè)困難區(qū)域，也多應用于手工除銹。</p><p><b>　　2、機械除銹</b></p><p>　　機械除銹的工具和工藝較多，其中主要如下：</p><p>　?。?）小型風動或電動除銹：

34、主要以電或壓縮空氣為動力，裝備適當?shù)某P裝置，進行往復運動或旋轉(zhuǎn)運動，以適應各種場合的除銹要求。如角向磨光機、鋼絲刷、風動針束除銹器、風動敲銹錘、齒型旋轉(zhuǎn)除銹器等，屬于半機械化設備，工具輕巧、機動性大，能較徹底去除銹、舊涂層等，能對涂層進行打毛處理，效率比手工除銹大大提高，可達1～2m2/h，但不能出去氧化皮，表面粗糙度較小，不能達到優(yōu)質(zhì)的表面處理質(zhì)量，工效較噴射處理低?？稍谌魏尾糠质褂茫貏e在修船過程中得到廣泛應用。</p>

35、;<p>　?。?）噴丸（砂）除銹：主要以顆粒噴射沖蝕作用構(gòu)成的以達到表面清潔和適宜的粗糙度，設備包括敞開式噴丸（砂）機應用較為廣泛，能較為徹底地清楚金屬表面所有的雜質(zhì)，如氧化皮、銹蝕和舊漆膜，除銹效率高4～5 m2/h，機械程度高，除銹質(zhì)量好。但由于磨料一般不能回收，對其他作業(yè)有影響，清理現(xiàn)場麻煩。所以環(huán)境污染較重，近來逐漸被限制使用。</p><p>　?。?）高壓水磨料除銹：利用高壓水射流的沖

36、擊作用（加上磨料的磨削作用）和水撬作用破壞銹蝕和涂層對鋼板的附著力。其特別事無粉塵污染，不損傷鋼板，大大提高出除銹效率，可達15 m2/h以上，除銹質(zhì)量好。但除銹后的鋼板易返銹，須涂裝專門的防濕除銹涂料，對一般性能涂料的涂裝有較大影響。</p><p>　?。?）拋丸除銹：拋丸除銹是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將磨料拋向鋼鐵表面來達到除銹目的，是一種對船體鋼料進行除銹的較為先進的機械處理方法，不僅生產(chǎn)效率高，而且費用低、自

37、動化程度高，可實現(xiàn)流水線操作，環(huán)境污染少，但盡在室內(nèi)操作。</p><p><b>　　3、化學除銹</b></p><p>　　化學除銹主要是利用酸與金屬氧化物發(fā)生化學反應，而除掉金屬表面的銹蝕產(chǎn)物的一種除銹方法，即通常所說的酸洗除銹，只能在車間內(nèi)操作。</p><p>　　我國鋼管除銹技術(shù)是比較落后的，1965年以前，普遍事人用鋼絲刷、砂紙

38、和紅磚除銹，效率低，質(zhì)量差，勞動強度高，空氣污染嚴重。后來，采用機械鋼絲刷除銹，瀝青防腐工廠預制化生產(chǎn)。對沿用管道使用壽命和提高經(jīng)濟效益起了一定作用。雖然，以后對這種方法幾經(jīng)改良和提高，但基本采用的拋丸除銹的瀝青防腐，一直使用至今。這種情況與當前國外普遍采用的拋丸除銹和高分子合成材料防腐相比，落后一代。</p><p>　　近年來，隨著石油化學工業(yè)的飛速發(fā)展，并對鋼管除銹涂料高分子合成材料大量出現(xiàn)，推動了普通鋼管

39、防腐技術(shù)的發(fā)展，并對鋼管除銹質(zhì)量提出了更高的要求見表1.1。在各種除銹方法之中只有拋丸才能達到這樣高的等級。而目前采用的鋼絲刷除銹的方法是無法達到的。這樣在我國的鋼管防腐技術(shù)中，出現(xiàn)了鋼絲刷除銹質(zhì)量差，滿足不了合成高分子材料對除銹質(zhì)量要求。國外各工業(yè)發(fā)達國家對金屬表面處理質(zhì)量極為重視，不但制定有完備的除銹標準，還有各種檢測儀器和專門的檢測人員，并普遍的采用了拋丸除銹工藝。美國西阿西·克勞斯公司的鋼管拋丸除銹裝置，使用0.7mm

40、鋼丸，除銹速度為6.6～13.3mm/min；法國絕緣公司色當防腐廠的鋼管拋丸除銹裝置，除銹速度為10～15mm/min。</p><p>　　表1.1 各種涂料對金屬表面處理要求</p><p>　　以前，拋丸技術(shù)在我國的使用只限于鑄件清理、鋼板除銹、鋼材與機械零件表面強化，薄板成型和金屬表面裝飾等行業(yè)，關(guān)于鋼管采用拋丸除銹問題，未見報導。1981年漢江石油管理局沙市制管廠為適應國外客

41、商的鋼管外表面除銹質(zhì)量必須達到瑞典SIS除銹標準2.5級的要求，采用了噴丸除銹方法。用6把Φ9毫升的噴槍清理Φ720～1420㎜的螺紋管，除銹速度為0.22～0.44㎜/min。噴丸是拋丸出現(xiàn)前的一個發(fā)展階段，雖然除銹質(zhì)量好，但效率低，耗能高，很快為拋丸所代替。在鑄件清砂中，拋丸比噴丸效率高15～20倍，噴丸比拋丸耗能高16.3～22.7倍。在船體除銹中的情況也如此表1.2。但是，噴丸以其特有的靈活性，至今還有很大的使用價值。在很多清理

42、設備中，都是以拋丸為主 ，噴丸為輔助對固定的拋丸器清理不到的地方，由人工用噴槍清理。</p><p>　　現(xiàn)在，隨著中外技術(shù)交流活動的增加，對國外管道防腐技術(shù)有了更多的了解。大家公認，更新鋼管除銹設備，研制鋼管拋丸除銹裝置，勢在必行。石油管道科學研究院和石油管道第一工程公司聯(lián)合研制的“Φ426～1020鋼管拋丸除銹作業(yè)線”已于1984年5月14日在遼陽通過了石油部管道局的技術(shù)鑒定。在此之前北京市公用局管件廠和華北

43、油田油建一公司也對鋼管拋丸除銹技術(shù)做過研究。</p><p>　　表1.2 拋丸和噴丸的對比表</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)外現(xiàn)有的除銹設備</p><p>　　當前，我國政府在改善生態(tài)環(huán)境方面積極努力，對各種工業(yè)污染的處理，取得了良好的效果。但在造船和修船工業(yè)領(lǐng)域，環(huán)境污染還存在死角，沒有得到解決，隨著環(huán)保力度的加大，必定會引起各方面的重視。以下從鋼材表

44、面除銹設備的使用對環(huán)境造成的污染，討論表面處理設備對環(huán)境保護的作用及其發(fā)展趨勢。</p><p>　　我國工業(yè)起步比較晚，在技術(shù)水平方面與國外工業(yè)相比差距較大。目前，特別是鋼材表面除銹的手段還是比較落后的，主要表現(xiàn)在除銹設備方面。</p><p>　　1、手工除銹方法和設備</p><p>　　手工除銹是最簡單的、最原始的處理方法，其除銹效率很低、質(zhì)量較差，現(xiàn)在已經(jīng)

45、逐步被淘汰，只是在船舶維修時還要用手工除銹。其操作工具主要是鋼絲刷、刮刀、鐵錘等工具，圖1.1為鋼絲刷除銹工具。利用鋼絲刷等手工工具進行除銹，不僅效率低，而且對操作人員危害極大，如果操作人員僅依靠普通口罩進行保護，經(jīng)過幾個小時的工作后，鼻腔中就會沾滿銹沉，長久以往，就會對人的呼吸造成嚴重的傷害；同時所產(chǎn)生的鐵銹和沙塵還會注入環(huán)境中，對生物造成危害。</p><p>　　圖1.1 鋼絲刷除銹工具</p>

46、;<p>　　2、手工機械除銹的方法和設備</p><p>　　手工機械除銹主要采用電動工具：如電動鋼絲輪等工具進行除銹，圖1-2為常見的質(zhì)量較好的電動除銹工具。電動工具除銹是目前修船行業(yè)中使用最多的工具，其除銹效率要比手工除銹產(chǎn)生方法高很多倍，除銹質(zhì)量也好許多，但還是達不到很好的除銹質(zhì)量等級。由于采用機械工具操作，工作中產(chǎn)生的粉塵更大、粉塵的顆粒更細，也就容易進入施工人員的呼吸系統(tǒng)，對人員造成極大

47、的傷害。其產(chǎn)生的銹塵也會進入環(huán)境中，對生物造成危害。目前采用的這種方法進行施工，常采用的保護措施是使用防毒面具保護，但常常由于不能及時更換吸塵材料而導致保護失效，從而對人員造成不可挽回的傷害。</p><p>　　圖1.2 電動除銹工具</p><p>　　3、干噴砂除銹方法和設備</p><p>　　噴砂除銹是國際上公認的除銹效率高、除銹質(zhì)量好的一種方法。其主要

48、為封閉式除銹和敞開式除銹二類。在敞開式除銹中有可分固定式除銹，如工廠除銹車間，一般采用打型的除銹工具，固定在廠房內(nèi)，這樣的除銹方式主要由小型除銹效果好質(zhì)量都較好，適用于鋼材的批量處理；移動式除銹，主要由小型除銹設備組成，如可移動的空壓機、壓力灌、儲砂灌、回收裝置等。這里的除銹方法主要是干噴砂除銹，因此對人員和環(huán)境的危害與手工除銹方法相同，而對人體的危害更甚。</p><p>　　圖1.3 噴砂除銹工具</

49、p><p>　　1.2.3國外除銹設備的新發(fā)展</p><p>　　鑒于上述的幾種新方法都或多或少的對人體和環(huán)境造成危害，因此，國內(nèi)外都對這方面進行了多種和探索研究，發(fā)現(xiàn)除銹設備已有不少的改進，有的已基本達到對人體和環(huán)境無害的程度，主要有以下幾種。</p><p>　　1、回收式噴砂除銹設備</p><p>　　這種設備在原有的基礎(chǔ)上進行了改進，

50、再噴口位置加上了一個吸引裝置，可在噴砂的同時將打下來的氧化皮、鐵銹和沙子吸入回收裝置，回收物進行處理后其沙子還可以繼續(xù)使用。這樣處理后，打下來的雜質(zhì)和粉塵就不會到處飛揚，基本上不會對施工人員造成危害。但由于裝置復雜，相對降低了除銹效率，特別是大型工程上使用時受到了限制，加上施工對設備的要求較高，很容易出現(xiàn)故障，因此目前還沒有大規(guī)模推廣使用。圖1.4為回收式噴砂除銹機。</p><p>　　圖1.4 循環(huán)回收式噴

51、砂機</p><p><b>　　2、噴砂除銹設備</b></p><p>　　濕噴砂除銹設備是利用高壓水夾砂除銹的，目的是減少粉塵飛揚，這種噴砂設備除銹效率較高，可以與干噴砂系統(tǒng)相媲美，同時可以減少粉塵污染，因此目前許多廠家正在想著方面發(fā)展。濕噴砂除銹系統(tǒng)存在的問題、雖然其防止了粉塵對空氣的污染，減少了對操作人員的傷害，但其排放的鐵銹和砂粒還是會隨著排放系統(tǒng)流入到水

52、域中，從而對水域造成危害；同時由于濕噴砂系統(tǒng)除銹后還需要防止剛才表面返銹，因此除銹完畢后必須立即進行表面干燥，在涂裝防銹底漆來保護其已處理的表面。一般這種防銹底漆須由一定的帶濕涂裝功能，還必須有較好的防銹功能。圖1.5為濕噴砂除銹機樣品。</p><p>　　圖1.5 封閉式濕噴砂除銹機</p><p><b>　　3、高壓水除銹設備</b></p>&

53、lt;p>　　高壓水除銹設備無污染，真正滿足環(huán)保要求，具有很高評價的除銹高壓水除銹設備是技術(shù)含量相對較高的系統(tǒng)，效率。這種系統(tǒng)的缺點與濕噴砂除銹工藝一樣，其目前國內(nèi)還沒有廠家生產(chǎn)，主要靠國外進口，除銹后處理工序要跟上，以防止鋼板返銹。這種產(chǎn)品主要品牌有美國的F10w公司、Aqua公司以及德國Dyne公司。由于技術(shù)含量高、價格昂貴，因此在國內(nèi)推廣使用WOMA機械制造有限公司，采用這種系統(tǒng)后受到了一定的限制。圖1.6為WOMA公司生產(chǎn)

54、的以完全避免粉塵對施工人員和環(huán)境造成的傷害和高壓水除銹設備。</p><p>　　圖1.6 WOMA公司高壓水除銹設備</p><p>　　1.3本課題的任務及技術(shù)要求</p><p>　　1.3.1 課題任務</p><p>　　導輥可能需要裝配橡膠筒，或者導輥外圓柱面需要處理（例如：噴漆、烤藍等）。由于導輥管型材存儲期間生銹，所以機械加

55、工前要求進行有設計外圓除銹機床的要求，提高除銹的速度和質(zhì)量，節(jié)約時間，提高經(jīng)濟效益。</p><p>　　導輥除銹機床要實現(xiàn)導輥回轉(zhuǎn)運動，刀具作直線進給并作回轉(zhuǎn)運動。導輥裝夾要實現(xiàn)自動定位、夾緊。</p><p>　　導輥除銹機床滿足生產(chǎn)效率高、靜態(tài)動態(tài)性能好、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、維修容易、造型美觀、耗能少、成本低的要求。設計盡量向低成本、高效率、簡化操作、符合人機工程方向考慮。</

56、p><p>　　1.3.2主要技術(shù)要求?</p><p>　　導輥軸加工長度：??????????????????????408～1700mm</p><p>　　導輥管加工直徑：??????????????????????Φ108 Φ133 Φ159 Φ193.7 Φ219</p><p>　　導輥管加工長度：?????????????????

57、?????Φ20～50mm?????</p><p>　　生產(chǎn)綱領(lǐng)：??萬?年?（兩班制，215天?年。負荷率85%，13.5小時?天?節(jié)拍?251135360040?萬?30秒，設計為30～35秒）。</p><p>　　床身最大回轉(zhuǎn)直徑：??????????????????????350 mm</p><p>　　最大工件長度：?????????????????

58、?????????????1600 mm</p><p>　　最大切削長度：??????????????????????????????2000 mm</p><p>　　主軸孔徑：??????????????????????????????????????30 mm</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速范圍：??????????????????????????????40

59、-1400ｒ／min</p><p>　　主軸電機輸出功率： 1.5kw</p><p>　　中心高 距床身： 400 mm</p><p>　　距地面：??????????????????????????????????????????1130 mm</p><p>　　第2章 導輥除銹機床原

60、理及方案設計</p><p>　　2.1導輥除銹機床的原理</p><p>　　注：1-電機 2-主軸 3-頂尖 4-工件 5-鋼絲刷?6-刀架 7-滾珠絲杠?</p><p>　　8尾座主軸 9-支撐結(jié)構(gòu) 10-步進電機? 11-油缸?</p><p>　　圖2.1 導輥除銹機床原理?</p><p>

61、;　　導輥除銹機原理如圖2.1所示：工件4通過支撐機構(gòu)9支撐，有雙頂尖?定位并夾緊，裝夾后支撐機構(gòu)9自動下降。電機?通過帶傳動帶動主軸?旋轉(zhuǎn)，從而帶動工件運動。鋼絲刷5在刀架6上回轉(zhuǎn)運動，步進電機10帶動絲杠7傳遞運動，并有絲杠7帶動刀架體6直線進給運動，進而完成除銹。?</p><p>　　2.2導輥除銹機床的方案設計</p><p>　　機床工業(yè)是機器制造業(yè)的重要部門，肩負著為農(nóng)業(yè)、工

62、業(yè)科學技術(shù)和國防現(xiàn)代化提供技術(shù)裝備的任務，是使現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)具有高生產(chǎn)率和先進的技術(shù)經(jīng)濟指標的保證。設計機床的目標就是選用技術(shù)先進、經(jīng)濟效果顯著的最佳可行方案，以獲得高的經(jīng)濟效益和社會效益。</p><p>　　因此，從事機床設計的人員，應不斷地把經(jīng)過實踐檢驗的新理論、新技術(shù)、新方法應用到設計當中，做到既要技術(shù)先進，經(jīng)濟效益好、效率高。要不斷的吸收國內(nèi)外的成功經(jīng)驗，做到既要符合我國國情，有要趕超國際水品。要不斷地

63、開拓創(chuàng)新，設計和制造出更多的生產(chǎn)率高、靜態(tài)動態(tài)性能好、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、維修容易、造型美觀、耗能少、成本低的現(xiàn)代化機床。設計本著以上原則進行，盡量向成本低、高效率、簡化操作、符合人機工程的方向考慮。</p><p>　　2.2.1導輥除銹機床的結(jié)構(gòu)設計方案</p><p>　　本次導輥除銹機床的結(jié)構(gòu)設計選出了三種方案，各個方案優(yōu)缺點及簡圖看表????</p><p&g

64、t;　　方案一、鋼絲刷直線往復運動，導輥管不動，仿刨床設計除銹機床。</p><p>　　方案二、鋼絲刷直線運動，導輥管做回轉(zhuǎn)運動，仿車床設計除銹機床。</p><p>　　方案三、鋼絲刷既作直線運動，又做回轉(zhuǎn)運動，導輥管做回轉(zhuǎn)運動，仿外圓磨床設計除銹機床。</p><p>　　方案一、鋼絲刷做直線往復運動，對導輥管的外圓面除銹，空行程太多，造成時間的浪費。若鋼絲刷

65、往復運動過快，由于慣性作用，鋼絲刷在行程終點若要靜止，處理上不是很容易。</p><p>　　方案二、雖然鋼絲刷運動空行程浪費時間太多的問題解決了，但是鋼絲刷做直線運動，導輥管做回轉(zhuǎn)運動，鋼絲刷整體的磨損情況不一致，導致鋼絲刷的使用壽命下降。</p><p>　　方案三、沒有空行程的問題，還延長了鋼絲刷的使用壽命。</p><p>　　所以，本次設計采用了方案三作為

66、本次課題的解決方案。</p><p>　　2.2.2機床主要部件及其運動方式的選定</p><p>　　主運動是動力源三項變頻調(diào)速電動機通過同步帶輪帶動主軸旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。進給運動均采用滾珠絲杠螺母副，其動力有步進電機通過絲杠傳遞。</p><p>　　考慮到生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)的經(jīng)濟性，機床附件如油管等，以及標準件如滾珠絲杠、軸承等均勻選擇外購形式。</p>

67、<p>　　表2.1 方案對比 </p><p><b>　　2.3本章小結(jié)</b></p><p>　　本章對導輥除銹機床的工作原理作了簡單的介紹并提出三種設計方案進行對比，最終采用第三種方案。</p><p><b>　　第3章 結(jié)構(gòu)設計</b></p><p>　　3.1主

68、軸箱結(jié)構(gòu)設計</p><p>　　圖3.1是導輥除銹機床的主軸。主軸支撐是主軸組件的重要組成部件，主軸支撐是指主軸軸承、支撐座及其相關(guān)零件的組合體，其中核心元件是軸承。滾動軸承的主要優(yōu)點是適應轉(zhuǎn)速和載荷變動的范圍大；能在零間隙或負間隙條件下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，具有較高的旋轉(zhuǎn)精度和剛度；軸承潤滑容易，維修、供應方便，摩擦因數(shù)小等。主軸是除銹機床的重要零件，要滿足足夠的剛度、強度，還要滿足軸承、傳動件等軸向定位的需要。主軸一般

69、是階梯形的軸。為了方便于裝配，主軸直徑從前端向后一次增加或是從中間向兩端部逐段縮小，并且各階梯之間應有退刀槽。本次設計采用主軸直徑從前端向后依次增大。</p><p>　　圖3.2是導輥除銹機床的主軸箱裝配體。其基本原理是電動機4通過V帶輪2進行傳動帶動V帶1從而帶動蝸桿6旋轉(zhuǎn)，將運動傳遞到蝸輪5，之后通過蝸輪、蝸桿減速后使主軸獲得需要的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　1-軸承 2-套筒3-主

70、軸 4-鎖緊螺母 5-軸承擋圈 6-頂尖</p><p><b>　　圖3.1 主軸</b></p><p>　　1-V帶 2-帶輪筒3-帶輪罩 4-電機 5-蝸輪 6-蝸桿</p><p><b>　　圖3.2 主軸箱</b></p><p><b>　　3.2刀架結(jié)構(gòu)</b&

71、gt;</p><p>　　1-鋼絲刷 2-鎖緊螺絲 3-前端蓋 4-密封環(huán) 5-刀架 6-后端蓋</p><p>　　7-主軸 8-步進電機 9-同步帶10-吸塵罩圖</p><p>　　3.3 刀架剖視圖 </p><p>　　圖3.3是刀架剖視圖，其原理是動力源步進電動機8通過同步帶9帶動刀架主軸7旋轉(zhuǎn)，進而帶動鋼絲刷1 轉(zhuǎn)動。刀架主

72、軸7有主軸等零部件支撐。除銹過程中產(chǎn)生的銹塵很容易進入到軸承等零部件的間隙中，影響潤滑，從而加速期磨損耗費，進而影響正常生產(chǎn)。密封環(huán)4起到防止銹塵等對安裝在刀架內(nèi)部的零件腐蝕，提高零部件的使用壽命。鎖緊螺母2對密封環(huán)4有夾緊和調(diào)整位置的作用。吸塵罩10吸走大量銹塵，減少銹塵等對人體及機床的影響，凈化工作環(huán)境。</p><p><b>　　3.3尾座結(jié)構(gòu)設計</b></p>&l

73、t;p>　　1-頂尖2-主軸 3-軸承壓蓋 4-后主軸箱 5-推桿 6-“O”型圈</p><p>　　7-油缸安裝座 8-油缸 9-軸承 10-鎖緊螺母</p><p>　　圖3.3 尾座結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖3.3是導輥除銹機床的尾座結(jié)構(gòu)。其原理為：尾座主軸2裝配的零部件與主軸箱主軸相似。尾座主軸2上的軸承9由鎖緊螺母10和軸承壓蓋3定位夾緊，“O

74、”型圈6用來密封。工件有頂尖1定位夾緊后，后主軸2隨著工件一起運動。推桿5在油缸8的作用下，清理工件內(nèi)部。</p><p>　　3.4溜板箱結(jié)構(gòu)設計</p><p>　　溜板箱是機床的重要組成部分，它具有縱、橫向走刀進給和快速移動等功能，是工作最頻繁的部件。溜板箱是將絲杠和光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運動變成溜板的直線運動并帶動刀架進給，控制刀架運動的接通、斷開和換向。當機床過載時，能使刀架自動停止；還

75、可以手動操作刀架移動或?qū)崿F(xiàn)快速運動等。其結(jié)構(gòu)簡單，零件少，成本低，操作方便，使用靈活，并兼有縱、橫向定程裝置和保護裝置，安全可靠。</p><p>　　圖3.4是導輥除銹機床的溜板箱。其原理為：刀架小溜板4由絲杠2帶動作直線運動，從而帶動刀架完成縱向進給運動，絲杠2的動力源為步進電機1。刀架小溜板4和刀架大溜板5間通過直線導輥和滑塊6進行連接?；瑝K9和床身上的導軌相連，由絲杠螺母座8及步進電機共同作用，完成刀架的

76、橫向進給運動。</p><p>　　1-步進電機 2-絲杠 3-絲杠螺母座 4-刀架小溜板5-刀架大溜板箱 </p><p>　　6-滑塊 7-導軌 8-絲杠螺母座 9-滑塊</p><p>　　圖3.4 溜板箱 </p><p><b>　　3.5床身結(jié)構(gòu)設計</b></p><p>　　圖3

77、.5和圖3.6是導輥除銹機床的床身結(jié)構(gòu)設計。圖3.6中，步進電機5通過同步帶4帶動滾珠絲杠2進行旋轉(zhuǎn)，進而通過尾座絲杠螺母座3帶動尾座縱向移動。</p><p>　　1-滾珠絲杠 2-刀架絲杠螺母座 3-絲杠軸承安裝座 4-同步帶 5-步進電機</p><p>　　圖3.5 床身剖視圖</p><p>　　1-尾座絲杠軸承安裝座 2-滾珠絲杠 3-尾座絲杠螺母座

78、4-同步帶 5-步進電機</p><p>　　圖3.6 床身剖視圖</p><p><b>　　3.6本章小結(jié)</b></p><p>　　本章對機床的總要組成部件進行了簡單的闡述，并且對主軸箱、尾座、刀架、溜板箱進行結(jié)構(gòu)設計及其各部件的運動原理。</p><p><b>　　第4章 設計校核</b&

79、gt;</p><p><b>　　4.1主軸V帶設計</b></p><p>　　帶傳動是通過中間撓性件傳遞運動和動力的，適用于兩軸中心距較大的場合。在這種場合下，與應用廣泛的齒輪傳動相比，它們具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點。因此，帶傳動是常用的傳動。</p><p>　　由文獻[1]表12-1，選用電動機為Y100L—6 P=1.5KW

80、n=940r/min P—額定功率 n—滿載轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　V帶： </b></p><p>　?。?）求計算功率Pc</p><p>　　查文獻[2]表8-9得 KA=1.2 KA—帶傳動工作情況系數(shù)，故</p><p>　　PC= KA P=1.2×1.5KW=1.8KW

81、 （4.1）</p><p><b>　　（2）選V帶型號</b></p><p>　　根據(jù)計算功率Pc和小帶輪帶的轉(zhuǎn)速n1查文獻[2]圖8—12，選取A型帶。</p><p><b>　　驗算帶速V：</b></p><p>　　查文獻[2]表8—4 ，d1應不小于7

82、5，現(xiàn)取d1=106mm</p><p>　　查文獻[1]表13—2，v帶傳動，i=2―4，取i=2</p><p>　　所以d1應取為：d1=106mm d2=2 d1=212mm</p><p><b>　　=5.12m/s</b></p><p>　　帶速在5——25m/s范圍內(nèi)合適</p>&l

83、t;p>　　求V帶基準長度Ld和中心距a</p><p>　　由文獻[2]式(8—27)：0.7(d1+ d2)< a0<2(d1+ d2)得222.6﹤a0﹤636</p><p><b>　　初步選取中心距</b></p><p>　　a0=1.5(d1+ d2)=1.5×（106+212）=477mm

84、 （4.2）</p><p>　　取a0=500mm 符合0.7(d1+ d2)< a0<2(d1+ d2)</p><p>　　由文獻[2]式(8—28)得帶長</p><p><b>　　（4.3）</b></p><p><b>　　=1505

85、mm</b></p><p>　　查表文獻[2]得，對A型帶選用Ld=1600mm , 由文獻[2]得計算實際中心距</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　=547.5mm</b></p><p>　　（6）驗算小帶輪包角α1 </p>

86、<p><b>　　由文獻[2]得</b></p><p><b>　　（4.5）</b></p><p>　　=169o>120o</p><p><b>　　確定包角合適</b></p><p><b>　?。?）求V帶根數(shù)Z</b>

87、</p><p>　　計算單根V帶的額定功率Pr</p><p>　　由d1=106mm和n1=940r/min。A型帶查文獻[2]表8—6，P0=1.15Kw</p><p>　　由n1=940r/min，i=2。A型帶查文獻[2]表8—7。ΔP0=0.11Kw</p><p>　　由文獻[2]表8—8得Ka=0.98</p>

88、<p>　　由文獻[2]表8—3得 KL=0.99</p><p>　　Pr=(P0+ΔP0)·Ka·KL=﹙1.15+0.11﹚×0.98×0.99=1.22 (4.6)</p><p><b>　　計算V帶的根數(shù)</b></p><p><b>　　取Z

89、=2</b></p><p><b>　　4.2鋼絲刷的計算</b></p><p>　　工件圓周進給速度，工件的旋轉(zhuǎn)運動是外圓磨削的圓周進給運動，該運動的磨削用量是工件的圓周運動速度Vw，一般情況下，工件的圓周運動速度為砂輪速度的1/60—1/120，</p><p><b>　　(4.7)</b></

90、p><p>　　=6.88m/s </p><p>　　所以工件圓周運動速度為412.6m/s—825.2m/s </p><p>　　式中dw—工件的直徑 n w—工件的轉(zhuǎn)速 取Vs=450m/s ds=150mm</p><p>　　= 955.4 r/min</p><p>　　取電動機型號

91、Y132M1—6 功率4KW 轉(zhuǎn)速960 r/min</p><p><b>　　鋼絲刷V帶： </b></p><p><b>　?。?）求計算功率</b></p><p>　　查文獻[2]得 KA=1.2 ，故</p><p>　　PC= KA P=1.2×4Kw=4.8Kw<

92、;/p><p><b>　　（2）選V帶型號</b></p><p><b>　　選用A型帶</b></p><p>　　根據(jù)PC=4.8KW，n=2890r/min 由文獻[2]查出此坐標點位于A型區(qū)域，選用A型計算</p><p>　　（3）求大，小帶輪基準直徑d2 d1</p>&

93、lt;p>　　由文獻[2]得，d1應不小于75，現(xiàn)取d1=100mm </p><p>　　d2=2d2=200mm</p><p><b>　　驗算帶速V：</b></p><p><b>　　(4.8)</b></p><p>　　=15.12m/s

94、 </p><p>　　帶速在5——25m/s范圍內(nèi)合適</p><p>　?。?）求V帶基準長度Ld和中心距a</p><p><b>　　初步選取中心距</b></p><p>　　a0=1.5(d1+ d2)=1.5×（100+200）=450mm

95、 (4.9)</p><p>　　取a0=400mm 符合0.7(d1+ d2)< a0<2(d1+ d2)</p><p><b>　　由文獻[2]得帶長</b></p><p><b>　?。?.10）</b></p><p><b>　　=1277.5mm&

96、lt;/b></p><p>　　查文獻[2]得，對A型帶選用Ld=1400mm , 文獻[2]計算實際中心距</p><p><b>　　（4.11）</b></p><p><b>　　=461mm</b></p><p>　?。?）驗算小帶輪包角α1 </p><p&

97、gt;<b>　　由文獻[2]得</b></p><p><b>　?。?.12）</b></p><p>　　=168o>120o</p><p>　　查找文獻[2]確定包角合適</p><p><b>　?。?）求V帶根數(shù)Z</b></p><p&

98、gt;　　今 n=960r/min d1=100mm 查文獻[2]表8—6得額定功率P0=0.95Kw</p><p>　　查文獻[2]得： </p><p>　　由α1=168o 查文獻[2]得 Ka=0.98 查文獻[2]得 KL=0.96</p><p>　　所以Pr=(P0+ΔP0)·Ka·KL=1</p><

99、;p><b>　?。?.13）</b></p><p><b>　　取整取5根</b></p><p>　　4.3蝸輪、蝸桿的設計</p><p>　　蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成，它用于傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動和動力，通常兩軸交錯角為90度。傳動中一般蝸桿是主動件。蝸輪式從動件。蝸桿傳動廣泛應用于各種機器和儀器中。蝸桿

100、傳動的主要優(yōu)點是能得到很大的傳動比、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)和噪聲較小等。</p><p>　　查文獻[1]表12—1選擇電機 Y100L—6 功率P=1.5Kw 轉(zhuǎn)速n=470r/min 傳動比i=40</p><p>　　1、選擇材料并確定其許用應力</p><p>　　蝸桿用45鋼，表面淬火，硬度為HRC 45—55 ，蝸輪用鑄錫青銅ZCuSn10P1砂模鑄

101、造</p><p>　?。?）許用接觸應力，查文獻[2]得 【σH】=180MPa</p><p>　?。?）許用彎曲應力，查文獻[2]得 【σF】=50MPa</p><p>　　2、選擇蝸桿頭數(shù)Z1，并傳動效率η</p><p>　　由i=40，查文獻[2]得 Z2= iZ1=40×1=40</p><p&g

102、t;　　由Z1=2，查文獻[1]得，估計η=0.8</p><p>　　3、確定蝸輪轉(zhuǎn)矩T2</p><p><b>　?。?.14）</b></p><p>　　=487660 N﹒mm</p><p>　　4、確定使用系數(shù)KA，綜合彈性系數(shù)ZE</p><p>　　取KA=1.1 ； 取Z

103、E=150 （鋼配錫青銅）</p><p>　　5、確定接觸系數(shù)ZP</p><p>　　假定 ，由文獻[2]得 ZP=2.8</p><p><b>　　6、計算中心距a</b></p><p><b>　?。?.15）</b></p><p><b>　　

104、=172.8mm</b></p><p>　　7、確定模數(shù)m，蝸輪齒數(shù)Z2，蝸桿直徑系數(shù)q，蝸桿導程角γ，中心距a等參數(shù) </p><p>　　由文獻[2]得 模數(shù)m=8mm，直徑系數(shù)q=10</p><p>　　所以蝸桿分度圓直徑 d1=80mm</p><p><b>　?。?.16）</b><

105、/p><p>　　=200>172.8mm</p><p><b>　　合適 </b></p><p><b>　?。?.17）</b></p><p><b>　　導程角：</b></p><p><b>　?。?.18）</b&g

106、t;</p><p>　　8. 驗算相對滑動速度Vs和傳遞效率η</p><p><b>　　蝸桿分度圓速度</b></p><p><b>　　=3.94m／s</b></p><p><b>　　齒面相對滑動速度</b></p><p><b&

107、gt;　　與估計值接近</b></p><p>　　蝸桿傳動效率 按Vs=3.96m／s，硬度≧45HRC，蝸桿材料為鑄青銅，查表6—6得 Fv=0.024,Pv= 1.37°</p><p><b>　　由式﹙6—9﹚得</b></p><p><b>　　(4.19)</b></p>

108、<p><b>　　估計值接近</b></p><p><b>　　9.熱平衡計算</b></p><p>　　根據(jù)題意，取溫室t=20℃，散熱系數(shù)取ad=17w/m²c，保證工作溫度t0≦80℃</p><p>　　所需箱體散熱面積為s=0.29m²</p><p>

109、;　　4.4主軸的設計與校核</p><p>　　主軸是除銹機床的重要零件，要滿足足夠的剛度、強度，還要滿足軸承、傳動件等軸線定位的需要，主軸一般是階梯形的軸。為了便于裝配，主軸直徑從前端向后依次增大或者是從中間向兩端部逐漸縮小，并且各階梯之間應有退刀槽。</p><p>　　1.初定主軸最小直徑</p><p>　　軸的材料選擇45﹟調(diào)質(zhì)，其主要的力學性能如下：&

110、lt;/p><p><b>　　材料牌號：45</b></p><p><b>　　熱處理：調(diào)質(zhì)</b></p><p>　　毛坯直徑（mm）:≤200</p><p>　　硬度（HB）：217～255</p><p>　　抗拉強度／MPa：≥650</p><

111、;p>　　屈服點／MPa：≥360</p><p>　　彎曲疲勞極限／MPa：≥270</p><p>　　扭轉(zhuǎn)疲勞極限／MPa：≥155</p><p>　　許用靜應力／MPa：260</p><p>　　許用疲勞應力／MPa：180～270</p><p><b>　　備注：應用最廣泛</b&

112、gt;</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)：40萬／年（兩班制，251天／年。負荷率85%，13.5小時/天，節(jié)拍=251×13.5×3600/40萬=30秒，設計為30～35秒）。</p><p>　　對直徑d219mm，長度1600 mm的鋼管進行除銹，刀具的進給速度v=l mm /s,</p><p>　　所以Vc=53.33 mm /s,取

113、Vc=50 mm /s。鋼管的轉(zhuǎn)速n的計算公式為：</p><p>　　n=1000Vc/πd=0.073r·s-1=4.38r·min-1 </p><p>　　為了保證除銹效果，取n=10r· min-1。主軸的傳遞功率p=0.99KW 那么，主軸的最小直徑初估d0為： </p>

114、<p><b>　　（4.20）</b></p><p>　　對于既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩的轉(zhuǎn)軸，必須把軸的許用扭切應力［τ］適當降低，以補償彎矩對軸的影響。</p><p><b>　?。?.21）</b></p><p><b>　　圓整為60mm</b></p><p

115、><b>　　蝸輪的幾個力：</b></p><p>　　圓周力：Ft1=Fa2=2T1/d1</p><p>　　軸向力：Fa1=Ft2=2T2/d2</p><p>　　徑向力：Fr1=Fr2=Fa1tanα</p><p>　　T2=T1iη=487660N﹒mm</p><p>　　

116、T1=T2/ iη=15239.4 N﹒mm</p><p>　　Ft1=Fa2=2T1/d1=2×15239.4/80=38 N=Ft</p><p>　　Fa1=Ft2=2T2/d2=2×487660/320=3048 N=Fr</p><p>　　Fr1=Fr2=Fa1tanα=3048×tan20o=1109 N=Fa</

117、p><p>　　d2=320mm L=200mm K=300mm</p><p><b>　　彎曲應力校核強度：</b></p><p><b>　?。?.22）</b></p><p><b>　　（4.23）</b></p><p&