摘要如果現(xiàn)代化的連鑄機(jī)不裝備高效的切割裝置和去毛刺設(shè)備，連鑄機(jī)的效率就會(huì)受到影響。鋼鐵工業(yè)需要高速切割和去毛刺裝置，不僅要求速度快，而且要求損失小。本設(shè)計(jì)為錘式去毛刺機(jī)，為了增大精確度，采用PLC控制。去毛刺輥全長(zhǎng)上車出一些圓盤,圓盤上沿圓周方向鉆通孔,穿裝6根長(zhǎng)銷,長(zhǎng)銷上懸掛錘刀;去毛刺輥的軸承座由升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)升降,其滑動(dòng)導(dǎo)軌在機(jī)架的滑動(dòng)導(dǎo)板上滑動(dòng);軸承座的升降位置由接近開關(guān)來調(diào)整和限制，壓下裝置使用液壓系統(tǒng)，去毛刺輥由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。關(guān)鍵詞：連鑄板坯；除毛刺機(jī)；刀片；PLC控制ABSTRACTIfthecasterdoesn'tequipmentmodernizationofefficientcuttingdeviceanddeburringequipment,theefficiencyofthecastercanbeaffected.Steelindustryneedshigh-speedcuttinganddeburringdevice,notonlyrequiresspeed,andtherequirementsofsmalllosses.Thisdesignisofhammertypedeburringmachines,inordertoincreasecontrolaccuracy,usingPLCcontrol.Togetsomestretchesdeburringrollerdisc,diskalongthecircumferencedirectiondrillhole,wearpin8outfit,Pinswordhangingonthehammer,Deburringrollerbearingdrivenbyliftingmechanism,theslidingguideintheframeoftheslidingplateontheslide,Theliftingofbearingtoswitchtoadjustandlimittheuseofhydraulicsystem,devicebymotordriverdeburrroller.KEYWORD:Continuouscastslab;Deburringmachine;Blade;PLC;目錄TOC摘要 IABSTRACT II第一章概述 1去毛刺機(jī)概述 11.2去毛刺技術(shù)的發(fā)展 2毛刺的產(chǎn)生原因及危害 41.4去毛刺機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 5去毛刺裝置的形式 7鑄坯固定刀具刮除形式 71.5.2鑄坯移動(dòng)刀具刮除方式 81.5.3錘頭打擊方式 91.5.4三種去毛刺機(jī)的比較 10第二章控制系統(tǒng) 13去毛刺機(jī)控制系統(tǒng)的組成 132.1.1去毛刺機(jī)控制分析 132.1.2去毛刺機(jī)控制過程 132.2程序設(shè)計(jì) 15自動(dòng)邏輯控制 16手動(dòng)方式及旁路方式 162.2.3PLC程序設(shè)計(jì) 17第三章液壓系統(tǒng) 21液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 21液壓參數(shù) 21液壓缸的計(jì)算及其選取 22工作載荷 22液壓缸主要尺寸的計(jì)算 223.3.3液壓缸主要零部件設(shè)計(jì) 25液壓回路 273.4.1選擇基本回路 27繪制液壓系統(tǒng)原理圖 32液壓元輔助件的選擇 35選擇液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī) 353.5.2閥類元件及輔助元件的選擇 36管道的選擇 37液壓系統(tǒng)主要性能的驗(yàn)算 39系統(tǒng)壓力的損失計(jì)算 393.6.2系統(tǒng)效率的計(jì)算 40系統(tǒng)發(fā)熱和升溫計(jì)算 403.7液壓工作介質(zhì) 41液壓油的選擇 41液壓油污染控制 42第四章機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備 44概述 444.2主要參數(shù)的確定 44主要技術(shù)要求 444.2.2電機(jī)確定 454.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 45初步確定軸的最小直徑 454.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑與長(zhǎng)度 464.3.3軸上零件的周向定位 484.3.4求軸上的載荷 48刀片（飛錘）布置 54第五章潤(rùn)滑及設(shè)備的維護(hù) 55潤(rùn)滑 55設(shè)備維護(hù) 555.2.1設(shè)備易損件的定期更換 55設(shè)備調(diào)整和維護(hù) 56維修計(jì)劃 56飛錘和子軸的更換 57液壓臺(tái)的維修 58結(jié)語 58參考文獻(xiàn)： 59致謝 61第一章概述本章從整體上對(duì)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容及其相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了概述，介紹了去毛刺機(jī)的發(fā)展概況及其生產(chǎn)設(shè)備，類型，特點(diǎn)和工藝等。連鑄坯通常采用火焰切割的方式定尺分段,以滿足軋制工藝的需要。連鑄坯火焰切割過程中熔融金屬流經(jīng)切口下表面時(shí)冷卻形成倒三角狀的凸起,稱為毛刺。毛刺的尖端銳利,在鋼坯的運(yùn)輸過程中會(huì)劃傷輥道表面等運(yùn)輸設(shè)備,如果毛刺不去除,在軋制過程中會(huì)在板材端部形成疤痕,影響鋼材質(zhì)量和收得率。因此,毛刺必須在鑄坯火焰切割以后馬上去除,完成這一工序的設(shè)備稱為去毛刺機(jī)。去毛刺裝置一般設(shè)置在板坯連鑄生產(chǎn)線火焰切割機(jī)后面的輥道之間。連鑄板坯火焰切割時(shí)，在切割部位粘著許多切割殘?jiān)?，呈毛刺狀，如果不去除這些毛刺，把鑄坯直接送到下道軋制工序，會(huì)損傷軋輥表面，影響軋輥的壽命，而且也將影響鋼板的質(zhì)量。近年來，隨著鑄坯直接熱送技術(shù)的發(fā)展，熱裝熱送率不斷提高，對(duì)無缺陷鑄坯的需求量隨之增大，所以在線將鑄坯毛刺去除，已成為鑄坯生產(chǎn)中不可缺少的環(huán)節(jié)。去毛刺機(jī)的選型通常有三種，第一種機(jī)型稱為刮刀移動(dòng)式,鑄坯被緊壓在輥道上,刮刀移動(dòng)切削掉毛刺;第二種機(jī)型為鑄坯移動(dòng)式,刮刀壓在鑄坯下表面上,鑄坯移動(dòng)使毛刺被切削掉;第三種機(jī)型稱為錘刀式,利用高速旋轉(zhuǎn)的錘刀將毛刺打掉。各鋼鐵公司均要求毛刺去凈率達(dá)到95%。這三種去毛刺機(jī)在工況良好的情況下都能達(dá)到。刮刀式去毛刺機(jī)采用氣壓操作的小車行走、連桿機(jī)構(gòu)升降式結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)制同步;鑄坯移動(dòng)式去毛刺機(jī)采用氣壓操作的擺動(dòng)升降結(jié)構(gòu)、空氣彈簧支撐同步;錘刀式去毛刺機(jī)采用機(jī)械傳動(dòng)，去毛刺輥、同步液壓缸升降結(jié)構(gòu)。此外各自還有配套的氣壓、液壓系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑系統(tǒng)及設(shè)備的冷卻系統(tǒng)。比較起來刮刀式去毛刺機(jī)的機(jī)構(gòu)多,運(yùn)動(dòng)部件多,各機(jī)構(gòu)間的聯(lián)系較復(fù)雜;錘刀式去毛刺機(jī)有機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備,而去毛刺的工作部分只有去毛刺輥和升降液壓缸,錘刀的安裝也簡(jiǎn)單;鑄坯移動(dòng)式去毛刺機(jī)由于去毛刺梁的升降采用了空氣彈簧,擺動(dòng)采用了一個(gè)汽缸而簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),運(yùn)動(dòng)部分少,無機(jī)械傳動(dòng),結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單。我設(shè)計(jì)的題目是“雙流板坯連鑄去毛刺機(jī)”，主要由錘刀、長(zhǎng)銷、去毛刺輥、去毛刺輥軸承座、滑動(dòng)導(dǎo)板、去毛刺輥升降機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)液壓缸。去毛刺過程的控制信號(hào)來自光電開關(guān)。鑄坯前端到達(dá)去毛刺機(jī)第一位置時(shí)去毛刺輥啟動(dòng),沿鑄坯前進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng),到達(dá)去毛刺機(jī)第二位置時(shí)(光電開關(guān)控制)液壓缸動(dòng)作,將去毛刺輥升起到限定位置,毛刺經(jīng)過時(shí)飛轉(zhuǎn)的錘刀依靠動(dòng)能將毛刺打掉,之后去毛刺輥回到待機(jī)狀態(tài);待鑄坯后端到達(dá)去毛刺機(jī)第一位置時(shí)去毛刺輥啟動(dòng),逆鑄坯前進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng),到達(dá)去毛刺機(jī)第二位置時(shí)液壓缸動(dòng)作,將去毛刺輥升起到限定位置,毛刺經(jīng)過時(shí)飛轉(zhuǎn)的錘刀依靠動(dòng)能將毛刺打掉,去毛刺機(jī)回到待機(jī)狀態(tài)。1.2去毛刺技術(shù)的發(fā)展機(jī)械零件上的毛刺,有些是由于切削加工過程中塑性變形引起的;有些是鑄造、模鍛等加工的飛邊,還有些是焊接擠出的殘料。隨著工業(yè)化和自動(dòng)化程度的提高,機(jī)械加工領(lǐng)域,特別是航空、航天、儀器儀表領(lǐng)域中,對(duì)機(jī)械零件制造精度要求的提高和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的微型化,毛刺的危害性尤為明顯,逐漸引起人們的普遍重視,并開始對(duì)毛刺的生成機(jī)理及去除方法進(jìn)行研究。1953年,日本許多廠家就開始研制用于汽車剎車鼓、汽缸體、變速箱體等大中型鑄件的專用自動(dòng)去毛刺機(jī)。由于這種去毛刺機(jī)械對(duì)零件的適應(yīng)性差、價(jià)格貴等因素未能得到普遍推廣應(yīng)用,但這為后來發(fā)展起來的鑄件去毛刺技術(shù)奠定了良好基礎(chǔ)。在理論研究方面,1958年日本京都大學(xué)的奧島教授發(fā)表了“關(guān)于切削過程中的毛刺現(xiàn)象”的論文,對(duì)產(chǎn)生毛刺的現(xiàn)象及毛刺的分類進(jìn)行了論述。1959年,宇都宮大學(xué)隈部教授發(fā)表了題為“用振動(dòng)切削減少毛刺的探討”的論文。1967年,靜崗大學(xué)財(cái)滿教授發(fā)表了“關(guān)于鋁合金板鉆孔形成的毛刺的研究”一文。同年,美國(guó)的R.威廉提出了將研磨劑與硅樹脂混合在一起,作為介質(zhì),壓入裝有零件的模具中,將零件內(nèi)表面和孔的毛刺去掉(即擠壓珩磨去毛刺技術(shù)),取得初步成功,現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)已成為美國(guó)專利。1971年,日本綜合鑄件中心在職業(yè)訓(xùn)練大學(xué)木下教授等的指導(dǎo)下,研制了數(shù)控式砂帶磨削裝置,可以去除任意形狀鑄件的毛刺。同年12月,日本磨粒加工研究會(huì)舉辦了“去毛刺工藝講座”,會(huì)上發(fā)表了磨粒、砂布、超聲波、化學(xué)、電解等方法去除毛刺的論文。1972年,小山株式會(huì)社研制的鑄件去毛刺機(jī)、日本小松制作所的汽缸體自動(dòng)去毛刺裝置均獲得日本自動(dòng)化機(jī)械獎(jiǎng)。日本東京芝浦電氣生產(chǎn)技術(shù)研究所的高孝哉對(duì)20余種主要的去毛刺方法的去毛刺原理、毛刺的大小、位置、去毛刺零件的形狀、自動(dòng)化難易程度、作業(yè)設(shè)備費(fèi)用、特征等進(jìn)行了深入研究和論述。1973年,美國(guó)狄地洲大學(xué)格里列斯皮完成了題為“機(jī)械加工中毛刺形成與性質(zhì)”的論文,分析了機(jī)械加工過程中毛刺的形成原理,并論述了實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)毛刺的觀測(cè)。美國(guó)對(duì)機(jī)械零件去毛刺技術(shù)比較重視,是因?yàn)槊绹?guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展迅速,產(chǎn)量高、批量大、質(zhì)量要求高等因素,而用手工去毛刺滿足不了生產(chǎn)發(fā)展的需要。1974年美國(guó)制造工程師學(xué)會(huì)首先成立了毛刺技術(shù)分會(huì),著手對(duì)去毛刺技術(shù)進(jìn)行研究,這是毛刺問題正式例入議事日程的開始。1976年前后,日本已有去毛刺技術(shù)方面的專利300余件,其中有關(guān)塑料工件去毛刺技術(shù)的專利約有90件。其間,日本的技術(shù)人員對(duì)產(chǎn)生毛刺的原因及預(yù)防措施進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn),取得了一定進(jìn)展,其中振動(dòng)光飾去毛刺機(jī)(又稱振動(dòng)滾磨機(jī))的研究與應(yīng)用在世界上得到好評(píng)。1984年以來,日本橫濱大學(xué)中山一雄教授以切削加工中最基本要素切削方向和刀具切削刃為基準(zhǔn),對(duì)切削毛刺進(jìn)行了較為全面、系統(tǒng)的定義分類,先后對(duì)車削、刨削加工中被加工件的物理性能、工件形態(tài)、刀具的幾何參數(shù)等因素對(duì)切削毛刺的影響進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究與理論分析,這對(duì)有效抑制和減小毛刺的產(chǎn)生奠定了理論基礎(chǔ)。為交流有關(guān)毛刺問題的科研成果,國(guó)際毛刺技術(shù)組織在1976年9月28～30日在美國(guó)德克薩斯洲的霍斯頓召開了首屆抑制毛刺的國(guó)際會(huì)議,對(duì)有關(guān)毛刺問題進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流;之后,于1977年6月在美國(guó)費(fèi)城召開了控制毛刺和表面加工精度的第2次國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議,又于1979年10月召開了第3次毛刺問題的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議,交流研究及控制毛刺的科研成果。國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)也在其學(xué)術(shù)會(huì)議上,相繼就關(guān)于切削毛刺生成機(jī)理與去除技術(shù)等研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流,促進(jìn)了毛刺生成機(jī)理與控制研究的深入發(fā)展。在2000年9月召開的第5屆國(guó)際去毛刺和表面精整大會(huì)上,討論了以ISO9000為基礎(chǔ)的毛刺檢查標(biāo)準(zhǔn),其中包括40多項(xiàng)關(guān)于毛刺的技術(shù)問題。目前,去毛刺技術(shù)已受到各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的普遍重視,我國(guó)原機(jī)械部液壓行業(yè)就把去毛刺技術(shù)列為“七五”期間提高液壓產(chǎn)品質(zhì)量的主要攻關(guān)項(xiàng)目。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快,零件去毛刺技術(shù)的應(yīng)用范圍日益廣泛,有越來越多的部門開始重視零件去毛刺技術(shù)的研究和應(yīng)用,并已取得豐碩的研究成果。1.3毛刺的產(chǎn)生原因及危害機(jī)械零件加工方法大致可分為去除材料加工、變形加工、附加加工等。在各種加工中,與所要求的形狀、尺寸不符的、在被加工零件上派生出的多余部分即為毛刺。毛刺的產(chǎn)生隨加工方法的不同而變化。根據(jù)加工方法的不同毛刺大致可分為鑄造毛刺:在鑄模的接縫處或澆口根部產(chǎn)生的多余材料,毛刺的大小一般用毫米表示。鍛造毛刺:在金屬模的接縫處,由于鍛壓材料的塑性變形而產(chǎn)生的。電焊、氣焊毛刺:電焊毛刺,是焊縫處的填料凸出于零件表面上的毛刺;氣焊毛刺,是瓦斯切斷時(shí)從切口溢出的熔渣。沖壓毛刺:沖壓時(shí),由于沖模上的沖頭與下模之間有間隙,或切口處刀具之間有間隙,以及因模具磨損產(chǎn)生毛刺。沖壓毛刺的形狀,根據(jù)板的材料、板的厚度、上下模之間的間隙,沖壓零件的形狀等而有所不同。切削加工毛刺:車、銑、刨、磨、鉆、鉸等加工方法也能產(chǎn)生毛刺。各種加工方法產(chǎn)生的毛刺,隨刀具和工藝參數(shù)的不同而產(chǎn)生不同的形狀。塑料成型毛刺:與鑄造毛刺一樣,在塑料模的接縫處產(chǎn)生的毛刺。由于毛刺的存在將導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)不能正常工作,使可靠性、穩(wěn)定性降低。當(dāng)存在毛刺的機(jī)器做機(jī)械運(yùn)動(dòng)或震動(dòng)時(shí),脫落的毛刺會(huì)造成機(jī)器滑動(dòng)表面過早磨損、噪音增大,甚至使機(jī)構(gòu)卡死,動(dòng)作失靈;某些電氣系統(tǒng)在隨主機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)因毛刺脫落而造成回路短路或使磁場(chǎng)受到破壞,影響系統(tǒng)正常工作;對(duì)于液壓系統(tǒng)元件,如果毛刺脫落,毛刺將存在于各液壓元件微小的工作間隙內(nèi),造成滑閥卡死、使回路或?yàn)V網(wǎng)堵塞而造成事故,還會(huì)引起流體紊流或?qū)恿?降低系統(tǒng)的工作性能。日本液壓專家認(rèn)為,影響液壓件性能和壽命的原因有70%是毛刺造成的;對(duì)于變壓器,帶有毛刺的鐵心比清除毛刺的鐵心鐵損增加20～90%,并隨頻率的增加而加大。毛刺的存在還影響機(jī)械系統(tǒng)的裝配質(zhì)量,影響零件后序加工工序的加工質(zhì)量及檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。1.4去毛刺機(jī)發(fā)展趨勢(shì)目前,去毛刺技術(shù)已受到各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的普遍重視,相繼成立了許多專門研究機(jī)構(gòu),進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究。去毛刺工藝已由手工作業(yè)向機(jī)械化、自動(dòng)化的方向發(fā)展,去毛刺的工藝方法也在逐年增加。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),1972年,去除毛刺的方法僅有22種,1975年增加到30種,1990年則已達(dá)70余種,已涉及機(jī)械加工的各個(gè)方面,并不斷有新的去毛刺研究成果問世。隨著中國(guó)加入WTO、改革開放進(jìn)程的加快,產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)會(huì)日益激烈。提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量、增加系統(tǒng)可靠性、降低成本是企業(yè)面臨的唯一選擇;另外,隨著國(guó)家機(jī)電產(chǎn)品出口比率的加大,也為去毛刺的研究和應(yīng)用帶來鍥機(jī)。有跡象表明,歐、美、日本、臺(tái)灣、香港等國(guó)家和地區(qū)的一些企業(yè),考慮或正在我國(guó)大陸設(shè)立光整設(shè)備生產(chǎn)基地和設(shè)置服務(wù)中心,以搶先占領(lǐng)中國(guó)市場(chǎng)。去毛刺技術(shù)的重要性越來越受到人們的關(guān)注,但作為一項(xiàng)重要的應(yīng)用技術(shù)，我國(guó)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家尚有差距,須作出更大的努力,為此,應(yīng)重視以下幾方面的工作:1)加強(qiáng)我國(guó)去毛刺技術(shù)的研究,縮小與國(guó)外先進(jìn)水平的差距國(guó)家機(jī)械行業(yè)主管部門應(yīng)注重去毛刺技術(shù)的應(yīng)用研究及設(shè)備開發(fā)工作,加強(qiáng)對(duì)成熟技術(shù)的推廣應(yīng)用,通過多種形式開展企業(yè)間的技術(shù)合作與交流。及時(shí)了解該項(xiàng)技術(shù)國(guó)際上的流行趨勢(shì)與研究方向,為機(jī)械制造業(yè)整體技術(shù)水平的提高創(chuàng)造良好的外部環(huán)境與條件;編制、完善去毛刺技術(shù)和設(shè)備手冊(cè),制訂行業(yè)去毛刺技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),開展去毛刺技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作,使其能對(duì)去毛刺技術(shù)的應(yīng)用起到指導(dǎo)作用;制定、完善有關(guān)政策,鼓勵(lì)工程技術(shù)人員和工人進(jìn)行技術(shù)革新,提高去毛刺技術(shù)水平,縮小管理、技術(shù)協(xié)調(diào)及標(biāo)準(zhǔn)化方面的差距。加強(qiáng)毛刺生成機(jī)理和去毛刺技術(shù)的研究,開展去毛刺設(shè)備重點(diǎn)攻關(guān),協(xié)調(diào)去毛刺研究成果的推廣應(yīng)用,縮小去毛刺技術(shù)和設(shè)備方面的差距。2)加大無毛刺技術(shù)設(shè)計(jì)的研究力度去毛刺技術(shù)按加工技術(shù)可分為兩類:一類是無毛刺加工技術(shù)(包括控制毛刺高度在允差范圍內(nèi));另一類是去毛刺技術(shù)。國(guó)外許多公司已在研究“無毛刺技術(shù)”的應(yīng)用。“無毛刺技術(shù)”即在產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)階段就考慮毛刺的形成機(jī)理及去除方法,將毛刺降低到最低限度。無毛刺設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容:a.盡可能選用無毛刺或小毛刺材料。塑性好的材料易產(chǎn)生毛刺,而硬質(zhì)材料在切削時(shí)很少產(chǎn)生毛刺。b.在可能產(chǎn)生毛刺的邊棱上增加凹槽、切口、圓角等,減少毛刺的發(fā)生。c.改變零件的幾何形狀,使毛邊變?yōu)椤胺枪δ堋边?或使毛刺易于清除。d.精確設(shè)計(jì)零件加工工序,可減少毛刺數(shù)量或縮小毛刺尺寸。e.保持切削刀具鋒利,提高刀具性能,有利于減小毛刺尺寸。f.采用例如化學(xué)切削法的方法,控制毛刺的形成。g.研制、推廣有效控制毛刺生成的新工藝、新技術(shù)。h.在沖壓件加工中,采用聚胺脂橡膠沖模,以實(shí)現(xiàn)無毛刺沖裁。3)研究減少毛刺的措施選擇合理的機(jī)械加工方法,從工藝角度合理安排并優(yōu)化機(jī)械加工工藝,采取措施減少、或不產(chǎn)生毛刺,是去毛刺領(lǐng)域的研究方向。普遍認(rèn)為選用合理的加工方法、合理安排加工工序、優(yōu)化刀具設(shè)計(jì)、合理安排走刀方向、合理安排走刀用量、提高切削速度、合理安排熱處理工序、應(yīng)用附件加工、采用多件重疊加工、盡量采用少毛刺或無毛刺加工技術(shù)是值得研究注意的課題。4)去毛刺向高新技術(shù)方向發(fā)展由于自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,數(shù)控機(jī)床已發(fā)展為柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)及功能完善的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),加工生產(chǎn)率成倍提高,而去毛刺技術(shù)未能適應(yīng)其發(fā)展要求。從某種意義上講,切削毛刺的產(chǎn)生在一定程度上延緩了機(jī)械工業(yè)向自動(dòng)化、無人化方向發(fā)展的進(jìn)程,阻礙了切削加工效率和加工精度的提高。為自動(dòng)加工設(shè)備配套的去毛刺機(jī)械是今后的研究方向。目前,國(guó)外已成功研制了用于CNC數(shù)控機(jī)床上的去毛刺技術(shù),并已投入使用。該項(xiàng)技術(shù)的核心是一套按不同幾何形狀確定的刀具,由刀桿、去毛刺工具和特殊軸承結(jié)構(gòu)三部分組成,具有非常短暫的工作節(jié)拍和很高的去毛刺質(zhì)量[29]。國(guó)內(nèi)研制的由PC控制一組輪刷作為切削工具的半自動(dòng)齒輪端面去毛刺機(jī)床已研制成功并投入使用。鑄件去毛刺是一項(xiàng)重體力勞動(dòng)。鑄件形狀復(fù)雜,體積一般較大,品種多,批量小,給自動(dòng)化清理帶來一定困難。同時(shí),作業(yè)時(shí)工具噪音大、震動(dòng)大,易給操作者帶來損傷。因此,多品種小批量生產(chǎn)的鑄件清理作業(yè)機(jī)械是發(fā)展方向,有些國(guó)家已開始使用機(jī)械人、數(shù)控機(jī)床去除鑄造工件上的毛刺。1.5去毛刺裝置的形式目前，去除鑄坯毛刺的方法有：刀具刮除、錘頭打擊以及火焰清除等，以錘頭打擊方式應(yīng)用最廣泛。刀具刮除方式又分為鑄坯固定式、鑄坯移動(dòng)式、圓盤刀具刮除等。1.5.1鑄坯固定刀具刮除形式圖1.1刀具移動(dòng)的刮刀式去毛刺機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1橫移汽缸2橫移機(jī)構(gòu)3橫移同步齒輪-齒條機(jī)構(gòu)4刮刀壓緊彈簧5刮刀6升降刀臺(tái)7升降導(dǎo)板8升降機(jī)構(gòu)9升降汽缸10壓坯機(jī)構(gòu)11壓坯氣缸寶鋼煉鋼廠連鑄生產(chǎn)采用的是鑄坯固定式刀具刮除去毛刺裝置。在去毛刺之前，先將高壓水噴射到毛刺部位，使毛刺變脆，易于刮去。然后采用夾緊裝置將鑄坯壓住，使之不能移動(dòng)。每臺(tái)去毛刺裝置有兩套夾緊機(jī)構(gòu)，分別用來夾緊鑄坯的前端和后端，夾緊機(jī)構(gòu)是由氣缸驅(qū)動(dòng)的，在不工作或維修時(shí)，緊臂處于上升位置，并裝有安全銷。刀具裝在升降裝置中，通過升降框架使刀架上升并緊貼住鑄坯的下表面，通過刀具移動(dòng)裝置使刀具橫向移動(dòng)完成刮削動(dòng)作。移動(dòng)框架下面的兩側(cè)分別設(shè)有兩個(gè)走行輪，車輪沿下導(dǎo)軌走行，導(dǎo)軌裝在基礎(chǔ)上。為了保證同步，其中一對(duì)走行輪是帶齒輪的，在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，同軸上的兩個(gè)小齒輪與安裝在基礎(chǔ)上的齒條相嚙合，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)。移動(dòng)裝置由二臺(tái)氣缸驅(qū)動(dòng)。這種形式的去毛刺裝置適用于場(chǎng)地布置有一定限制，鑄坯搬出周期較緊張的情況。該裝置設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高。1.5.2鑄坯移動(dòng)刀具刮除方式圖1.2鑄坯移動(dòng)的刮刀式去毛刺機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1氣缸2刮刀3去毛刺梁4刮刀氣缸5去毛刺梁的升降軸承座6空氣彈簧(氣囊缸)7滑動(dòng)導(dǎo)板8擋板9液壓缸10推坯機(jī)構(gòu)鞍鋼第二煉鋼廠1號(hào)板坯連鑄機(jī)從日本神戶鋼鐵公司引進(jìn)的去毛刺裝置就屬鑄坯移動(dòng)刀具刮除方式。當(dāng)鑄坯通過去毛刺裝置時(shí)，通過光電開關(guān)使鑄坯停在指定位置，由升降裝置將刀具抬起壓緊鑄坯下表面，輥道反轉(zhuǎn)使鑄坯后退，靠鑄坯重量壓緊刀具，去除前端毛刺。然后升降裝置下降，鑄坯前進(jìn)到達(dá)指定位置后，升降裝置抬起，刀具壓緊鑄坯，去除后端毛刺。升降裝置由二臺(tái)~200mm氣缸驅(qū)動(dòng)。該方式靠鑄坯移動(dòng)去除毛刺，無需刀具橫移機(jī)構(gòu)，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于鑄坯搬出周期及場(chǎng)地都較寬裕的情況。但該設(shè)備存在剛度不足和同步差等問題。1.5.3錘頭打擊方式圖錘刀式去毛刺機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1錘刀2長(zhǎng)銷31去毛刺輥4去毛刺輥軸承座5滑動(dòng)導(dǎo)板6去毛刺輥升降機(jī)構(gòu)7升降機(jī)構(gòu)液壓缸圖錘刀式去毛刺機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1電動(dòng)機(jī)2聯(lián)軸器3減速機(jī)4萬向聯(lián)軸器5去毛刺機(jī)本體鞍鋼第二煉鋼廠的板坯連鑄機(jī)還使用了錘頭打擊式去毛刺裝置。這種裝置由電動(dòng)機(jī)通過萬向接軸驅(qū)動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上裝有8個(gè)支軸，每個(gè)支軸上裝有錯(cuò)開排列的片狀錘頭。當(dāng)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)錘頭高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，錘頭在鑄坯前后端部連續(xù)不斷地撞擊而把毛刺打掉。轉(zhuǎn)子由氣缸驅(qū)動(dòng)，可以上下移動(dòng)，不工作時(shí)，轉(zhuǎn)子停在較低位置并停止旋轉(zhuǎn)。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間少，易于布置。但也存在鑄坯停止位置不準(zhǔn)，錘頭易于損壞而造成去毛刺效果不好等不足。1.5.4三種去毛刺機(jī)的比較1力學(xué)比較A、B兩機(jī)屬于以靜力切削為主的去毛刺方式,A機(jī)有鑄坯壓緊裝置,刮刀強(qiáng)制進(jìn)刀刮去毛刺,去毛刺的力學(xué)條件保證較好;B機(jī)無鑄坯壓坯裝置,且刮刀通過兩重氣壓(空氣彈簧和小活塞)壓在鑄坯表面上,去毛刺的力學(xué)條件差一些;C機(jī)是靠沖擊力去毛刺,由于錘刀的質(zhì)量與鑄坯相比極小,根據(jù)動(dòng)量定律,在動(dòng)量交換過程中鑄坯幾乎不會(huì)上抬和附加移動(dòng),去毛刺的力學(xué)條件2刀具的狀態(tài)調(diào)整所謂刀具的狀態(tài)調(diào)整是指刀具與鑄坯的接觸情況和壓緊情況,只有刀具狀態(tài)良好時(shí)才能實(shí)現(xiàn)去毛刺機(jī)理。(1)A機(jī)靠碟形彈簧將長(zhǎng)度為1200mm左右的刮刀壓緊在鑄坯下表面上,當(dāng)鑄坯表面有鼓肚或突起時(shí),凹處就會(huì)有一部分毛刺不能去除,調(diào)整碟簧的壓縮量可以保證刮刀對(duì)鑄坯的壓緊力,使刮刀不被下推(鑄坯被壓緊在輥道上)。由于刮刀的進(jìn)退是機(jī)械強(qiáng)制進(jìn)行的,所以在進(jìn)刀去毛刺過程中調(diào)整好的切削狀態(tài)得以保持。為了達(dá)到良好的刀具狀態(tài),需要滿足刀臺(tái)安裝和去毛刺輥安裝的水平度、兩端升降行程相等和同步要求等。(2)B機(jī)18個(gè)直徑為<103mm的圓盤形刮刀單獨(dú)用小氣缸支撐壓緊在鑄坯下表面上,保證刮刀與鑄坯表面的良好接觸,壓緊力與空氣彈簧的充氣壓力和行程控制有關(guān),但最終由小氣缸的壓力確定。在輥道運(yùn)輸鑄坯的慣性去毛刺過程中,特別是在短定尺鑄坯具有較大毛刺的情況下,有可能發(fā)生鑄坯上抬或刮刀下降的現(xiàn)象,所以調(diào)整好的工況保持性較差。(3)C機(jī)去毛刺輥兩端的升降液壓缸采取同步回路。錘刀活絡(luò)懸掛在長(zhǎng)銷上,刃面高出鑄坯下表面115～3mm,去掉毛刺以后錘刀傾斜刮過鑄坯表面。由于不存在壓緊問題,在沖撞過程中鑄坯的位態(tài)基本不變,3mm的調(diào)整量容易達(dá)到,所以調(diào)整好的工況很好保持。由于采用液壓傳動(dòng),去毛刺輥升降的速度、行程容易調(diào)節(jié)和限制。3設(shè)備調(diào)整設(shè)備調(diào)整的難度和工作量是由設(shè)備結(jié)構(gòu)決定的,A機(jī)的刮刀及刀臺(tái)安裝、刀臺(tái)升降機(jī)構(gòu)的安裝、橫移機(jī)構(gòu)的安裝、齒輪-齒條同步機(jī)構(gòu)的安裝、去毛刺輥道的安裝,相應(yīng)的氣壓回路都必須精心調(diào)整才能得到良好的去毛刺工況;B機(jī)刮刀裝配工作量大,但幾乎不用調(diào)整;去毛刺梁擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣囊缸需要調(diào)整定位和限位,氣壓系統(tǒng)需要調(diào)整配合;C機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)屬于常規(guī)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備,沒有特別的調(diào)整要求;去毛刺輥的兩個(gè)升降液壓缸要做同步調(diào)整,去毛刺輥升降高度的定位和限位需要調(diào)整。4去毛刺效果(1)各鋼鐵公司均要求毛刺去凈率達(dá)到95%。這三種去毛刺機(jī)在工況良好的情況下都能達(dá)到。(2)A機(jī)的工況平穩(wěn),系統(tǒng)剛性較好,去毛刺表面平整;B機(jī)次之;C機(jī)錘刀的高速?zèng)_撞可能在鑄坯表面劃出溝痕,去毛刺表面的平整性較差。5去毛刺周期去毛刺機(jī)是在線設(shè)備,其工作周期必須滿足工藝流程的要求。A機(jī)將鑄坯兩次停止并壓緊在輥道上,刮刀來回上下運(yùn)動(dòng)去毛刺;B機(jī)的刮刀要擺動(dòng)和上下運(yùn)動(dòng),配合鑄坯的來回運(yùn)動(dòng)去毛刺,這兩種機(jī)型的工作周期時(shí)間較長(zhǎng)。而C機(jī)只需鑄坯經(jīng)過去毛刺輥道一次就將毛刺去除,幾乎不需要周期時(shí)間。6刀具維修三種去毛刺機(jī)的維修工作主要集中在刀具上,雖然刮刀、錘刀都是用耐熱合金工具鋼制造,硬度在HRC55以上,還是需要定期檢查、更換,比較起來C機(jī)的錘刀沖擊速度高,磨損快,容易發(fā)生沖擊破裂,錘刀和長(zhǎng)銷的使用壽命很難達(dá)到半年;而刮刀的更換周期在半年以上。三種機(jī)型的其他維修均屬于常規(guī)機(jī)械維修工作。7使用成本三種設(shè)備購買及使用成本的比較如下:(1)設(shè)備的購買成本,重量和外形尺寸按A,C,B依次減小;(2)使用成本包括動(dòng)力介質(zhì)消耗、電能消耗、工藝?yán)鋮s水和設(shè)備冷卻水消耗、維修成本及備品備件消耗等項(xiàng),這幾項(xiàng)成本之合仍然是依A,C,B的順序減小。第二章控制系統(tǒng)我設(shè)計(jì)的板坯連鑄機(jī)板坯定尺采用火焰切割機(jī)進(jìn)行在線切割，在切割鑄坯首尾兩端的下邊部時(shí)會(huì)產(chǎn)生火焰切割毛刺，這種毛刺不僅對(duì)送坯輥道及軋輥造成較大傷害，而且對(duì)最終軋制質(zhì)量帶來不良影響。因此采用在線去毛刺是非常必要的。2.1.1去毛刺機(jī)控制分析去毛刺機(jī)采用錘刀打擊式的去毛刺輥?？刂葡到y(tǒng)要在各種方式下控制去刺輥的升降、正反向轉(zhuǎn)動(dòng)等。去毛刺機(jī)主體部分采用PLC兩流分別控制，其中一流出現(xiàn)故障時(shí)不會(huì)影響另一流的工作。去毛刺機(jī)的檢測(cè)信號(hào)、控制命令送入PLC運(yùn)算，對(duì)去毛刺機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制。傳動(dòng)系統(tǒng)分析：由于鑄坯為經(jīng)過火焰切割之后，坯頭的毛刺流線和坯尾的毛刺流線不一樣，所以要求去毛刺時(shí)毛刺輥裝懂的方向不一樣，液壓系統(tǒng)分析：液壓系統(tǒng)主要控制去刺輥的升降，調(diào)整閥體來調(diào)節(jié)液壓缸的升降速度，。調(diào)整上、下限位開關(guān)的位置以補(bǔ)償電氣液壓控制系統(tǒng)的滯后時(shí)間。當(dāng)去刺輥接觸上下限位時(shí)，升降速度接近零。2.1.2去毛刺機(jī)控制過程鋼坯經(jīng)過火焰切割機(jī)后，由輥道送至毛刺清理機(jī)前，去刺輥和飛錘都在低位位置。起始位置：鋼坯頭部遮擋去刺輥前約3米處的光電管（1）時(shí)，信號(hào)傳到控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)給去刺輥輸出一個(gè)信號(hào)，經(jīng)過延遲，去毛刺輥旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向同鑄坯前進(jìn)方向，同時(shí)發(fā)出輥道減速信號(hào)，去毛刺過程開始；圖2.1工作示意圖（1）當(dāng)鑄坯頭部遮擋離去刺輥前約600mm處的光電管（2）時(shí)，信號(hào)反饋回控制系統(tǒng)，去刺輥得到信號(hào)開始上升，去毛刺機(jī)處于待工位狀態(tài)，當(dāng)坯頭底部平面與飛錘旋轉(zhuǎn)圓相切時(shí)，除毛刺開始，過程大約持續(xù)0.1~0.5秒，坯頭除毛刺完成，液壓缸開始下降，同時(shí)電機(jī)開始制動(dòng)，去刺輥下降到停機(jī)位，同時(shí)發(fā)出輥道速度恢復(fù)信號(hào)。圖2.2工作示意圖（2）鑄坯繼續(xù)前行，當(dāng)坯尾完全通過光電管(1)時(shí)，系統(tǒng)給出信號(hào)，延遲一段時(shí)間，去刺輥按板坯運(yùn)動(dòng)的反方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)出減速信號(hào);圖2.3工作示意圖（3）鑄坯繼續(xù)前行，當(dāng)尾部經(jīng)過光電管(2)時(shí)，即當(dāng)鑄坯尾部遮擋離去刺輥前約600mm處的光電管時(shí)，信號(hào)到控制系統(tǒng)，經(jīng)過一個(gè)短暫的延遲（時(shí)間取決于傳輸輥速度，目的是使去毛刺輥與坯尾同時(shí)到達(dá)工作位），去刺輥得到信號(hào)開始上升，當(dāng)坯尾底部平面與飛錘旋轉(zhuǎn)圓相切時(shí)，除毛刺開始，過程大約持續(xù)0.1~0.5秒，坯尾除毛刺完成，延遲數(shù)秒液壓缸開始下降動(dòng)作，同時(shí)電機(jī)斷電，去刺輥下降到停機(jī)位，系統(tǒng)發(fā)出輥道速度恢復(fù)信號(hào)。一塊板坯的除毛刺工作循環(huán)結(jié)束，等待下一板坯到來;圖2.4工作示意圖（4）一塊板坯的除毛刺工作循環(huán)結(jié)束，等待下一板坯到來。2.2程序設(shè)計(jì)為了達(dá)到工藝要求，使去毛刺率≥85%，去毛刺周期最短，以便縮短出坯時(shí)間，提高生產(chǎn)率，要求與整個(gè)鑄機(jī)工藝流程裝配水平相匹配。當(dāng)去毛刺輥道在自動(dòng)方式下并且去毛刺機(jī)也選為自動(dòng)方式時(shí)，當(dāng)鑄坯頭部通過去毛刺輥道1光電檢測(cè)裝置時(shí)，N一9O系統(tǒng)控制去毛刺輥道由高速轉(zhuǎn)為低速，同時(shí)發(fā)出去刺輥順時(shí)針旋轉(zhuǎn)命令到PLC，PLC控制去刺輥開始正轉(zhuǎn)，此時(shí)去刺輥旋轉(zhuǎn)方向與鑄坯傳送方向一致。若鑄坯進(jìn)一步向前運(yùn)送，當(dāng)其頭部到達(dá)去刺輥道2光電檢測(cè)裝置時(shí)，N一9O系統(tǒng)發(fā)出去刺輥上升信號(hào)到PLC，PLC控制液壓上升電磁閥得電，在液壓缸作用下去刺輥開始上升，并對(duì)鑄坯頭部下邊沿50~100mm的火焰切割影響表面進(jìn)行清理，延時(shí)3s后，去刺輥上升電磁閥失電，下降電磁閥得電，去刺輥開始下降。當(dāng)收到下降到位極限信號(hào)以后，去刺輥制動(dòng)、停止。當(dāng)鑄坯再進(jìn)一步向前，運(yùn)行至坯尾通過1光電管，則N一9O系統(tǒng)發(fā)出去刺輥反時(shí)針旋轉(zhuǎn)命令給PLC，PLC控制去刺輥反轉(zhuǎn)，其方向與鑄坯傳送方向相反。當(dāng)坯尾通過2光電檢測(cè)裝置時(shí)，N一9O系統(tǒng)再次發(fā)出去刺輥上升信號(hào)給PLC，液壓上升電磁閥得電，由液壓缸驅(qū)動(dòng)去刺輥升高，上升至極限即停止升高，開始清理鑄坯尾部毛刺，延時(shí)3s后，去刺輥下降，并返回到待機(jī)位置，停止轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)冷卻水電磁閥關(guān)閉，并發(fā)出去毛刺結(jié)束信號(hào)到N一9O系統(tǒng)，控制去毛刺輥道由低速轉(zhuǎn)為高速送坯。去毛刺機(jī)還設(shè)有手動(dòng)操作方式。手動(dòng)操作方式由切割操作室和現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)組成，所有動(dòng)作都可由手動(dòng)單獨(dú)操作．主要用于設(shè)備的檢修和維護(hù)。旁路方式：當(dāng)去毛刺機(jī)沒有準(zhǔn)備好，也不在自動(dòng)方式下或者由于無須去毛刺而選用旁路方式，N9O系統(tǒng)接收到此信號(hào)，當(dāng)板坯到達(dá)光電檢測(cè)位時(shí)，去毛刺輥道將不再減速，而直接送坯。如圖圖2.5去毛刺機(jī)控制簡(jiǎn)圖去毛刺機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)通過PLC傳到N9O系統(tǒng)以監(jiān)控毛刺機(jī)的各種狀態(tài)。包括如下信號(hào)：去毛刺輥正轉(zhuǎn)；去毛刺輥反轉(zhuǎn)；去毛刺輥上升位置；去毛刺輥下降位置；去毛刺機(jī)準(zhǔn)備好；去毛刺機(jī)綜合故障(欠磁或過壓)；去毛刺結(jié)束；．去毛刺機(jī)自動(dòng)工作。2.2.3PLC程序設(shè)計(jì)（一）分析被控對(duì)象并提出控制要求圖2.6去毛刺機(jī)控制流程圖（二）確定輸入／輸出設(shè)備

根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備（如：按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等）和輸出設(shè)備（如：接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈及其它執(zhí)行器等），從而確定與PLC有關(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。輸入設(shè)備：光電管1，光電管2輸出設(shè)備：電機(jī)，液壓缸，輥道

（三）選擇PLC西門子SP7-200（四）分配I/O點(diǎn)去毛刺輥上升位置；Q0.2去毛刺輥下降位置；Q0.3去毛刺結(jié)束；Q0.4去毛刺機(jī)自動(dòng)工作。

（五）程序設(shè)計(jì)第三章液壓系統(tǒng)3.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求除毛刺機(jī)工作原理非常簡(jiǎn)單，整個(gè)裝置沿著輸出輥道布置在板坯的底部。去毛刺旋轉(zhuǎn)軸的四周附帶有可以靈活擺動(dòng)的鏈接擺錘，當(dāng)去毛刺旋轉(zhuǎn)軸在電機(jī)的拖動(dòng)下以一定速度高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用，鏈接擺錘以旋轉(zhuǎn)軸為圓心張開，調(diào)整好旋轉(zhuǎn)軸和鑄坯之間的距離。當(dāng)鑄坯到達(dá)旋轉(zhuǎn)軸位置時(shí)，由兩側(cè)的液壓缸提升旋轉(zhuǎn)軸，使鏈接擺錘升起的位置正好敲擊在毛刺的根部，這樣就可以徹底切除鑄坯切割后殘留的毛刺。去毛刺輥兩端的升降液壓缸采取同步回路。錘刀活絡(luò)懸掛在長(zhǎng)銷上,刃面高出鑄坯下表面115～3mm,去掉毛刺以后錘刀傾斜刮過鑄坯表面。由于不存在壓緊問題,在沖撞過程中鑄坯的位態(tài)基本不變,3mm的調(diào)整量容易達(dá)到,所以調(diào)整好的工況很好保持。由于采用液壓傳動(dòng),去毛刺輥升降的速度、行程容易調(diào)節(jié)和限制傳動(dòng)系統(tǒng)屬于常規(guī)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備,沒有特別的調(diào)整要求;去毛刺輥的兩個(gè)升降液壓缸要做同步調(diào)整,去毛刺輥升降高度的定位和限位需要調(diào)整。設(shè)計(jì)要求：本章要求根據(jù)液壓參數(shù)設(shè)計(jì)出液壓原理圖，液壓缸的尺寸，以及根據(jù)液壓缸選出各液壓元件。保證液壓系統(tǒng)能提升起去毛刺輥，3.2液壓參數(shù)壓力:18Mpa軸輥重量：3.3液壓缸的計(jì)算及其選取3圖由于系統(tǒng)為兩個(gè)液壓缸同時(shí)工作,如上圖所示，所以每個(gè)液壓缸承受1/2的重力。慣性載荷：式中：g——重力加速度，取g=/s——速度變化（m/s）；——啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間（s），行走機(jī)械一般?。灰簤焊椎耐廨d荷：3工作時(shí)的最大壓力定為：P=18Mpa當(dāng)活塞桿受壓力時(shí)：(5-3)式中：——無桿腔活塞有效作用面積（）；——有桿腔活塞有效作用面積（）；——液壓缸工作腔壓力；——液壓缸回油腔壓力（），即被壓力；查《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集》周士昌主編，機(jī)械工業(yè)出版社（以下表全部來自此書，不在做出說明），表2.2-4執(zhí)行元件被壓力，選=1。一般，液壓缸在受壓狀態(tài)下工作，令桿徑比：5——液壓缸的機(jī)械效率，取90%代入上式中：取標(biāo)準(zhǔn)直徑D=80mm速比：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版第四卷表19-6-4可得：液壓缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速比：(5-3)因?yàn)椋核裕河梢陨细鱾€(gè)參數(shù)可選擇液壓缸：查《朝日液壓》浙江寧波~奉化市朝日液壓.SG型液壓缸可選用HSGL01—63/32型鉸軸連接式液壓缸計(jì)算液壓缸的所需流量液壓缸的最大流量Q液壓缸的最小流量Q液壓系統(tǒng)流量要滿足工作速度要求，工作速度按工藝試驗(yàn)所取得的最佳速度范圍，生產(chǎn)率要求和現(xiàn)實(shí)可能性而確定。一般由泵直接供油的液壓系統(tǒng)中，主缸的速度不超過50mms，快進(jìn)速度不超過300mm因此，綜合考慮各因素可取=100mm/s=50mm/s則可算出液壓缸的最大和最小流量=2=10.31L/min。3.3.3液壓缸主要零部件設(shè)計(jì)：對(duì)缸筒的要求：(1)有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不知產(chǎn)生永久變形；（2）有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲；（3）內(nèi)表面的活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性；（4）需要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，一邊在法蘭或管接頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過大的變形。缸筒的材料：因?yàn)楦淄膊捎靡欢四z接，一端剛性固定，所以使用調(diào)質(zhì)45鋼所以：，缸筒的許用應(yīng)力取n=8所以缸筒壁厚初選=5mm所以有薄壁缸筒的使用公式得mm取缸筒外徑的公差余量=1mm取缸筒的腐蝕余量=1mm由缸筒壁厚公式得取壁厚=5mm符合初選壁厚，2驗(yàn)算壁厚的可靠性額定壓力PN應(yīng)小于一定得極限值，以保證工作安全有校核公式得其中為缸筒的外徑，D為缸筒的內(nèi)徑所以厚度符合此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)額定壓力也必須保證與完全塑性變形壓力有一定得比列范圍，以避免塑性變形的發(fā)生，即其中為缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力所以360所以PN（14.82~17.87）所以此項(xiàng)也符合標(biāo)準(zhǔn)。缸筒的底部厚度所以取底部厚度=8mm3進(jìn)油缸壓力的計(jì)算由化學(xué)工業(yè)出版社出版、張利平主編的《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)》表5-10中公式：（式3.5）式中：為背壓力、為無桿腔、有桿腔有效面積∴==9.05MPa3.4液壓回路3.4.1選擇基本回路由于液壓系統(tǒng)主要完成的工作是使液壓缸升降，并且能夠準(zhǔn)確定位，能夠停在任一位置，使去毛刺輥軸能夠完成工作1平衡回路為了防止豎直放置的主液壓缸在抓斗自重作用下超速下降，即在下行運(yùn)動(dòng)中由于速度超過液壓泵供油所能達(dá)到的速度而使工作腔中出現(xiàn)真空，并使其在任意位置上鎖緊，故需要設(shè)置平衡回路。方案一：如圖2.2所示：自控式單向順序閥（簡(jiǎn)稱平衡閥）的平衡回路。當(dāng)換向閥切換到左位時(shí)液壓缸3的活塞向下運(yùn)動(dòng)，缸下腔的油液經(jīng)平衡閥2中的順序閥流回油箱。只要是閥2的調(diào)壓值大于由于活塞及其相連工作件的重力在缸下腔產(chǎn)生的壓力值，則當(dāng)換向閥處于中位時(shí)活塞和工作部件就能被平衡閥鎖住而不會(huì)因自重下降。在下行工況時(shí)，限速作用由平衡閥所形成的節(jié)流縫隙來實(shí)現(xiàn)。圖3.2平衡法的平衡回路方案二：如圖2.3所示，是用單向節(jié)流閥4和換向閥3組成的平衡回路。三位四通換向閥3切換至左位時(shí)回油路上的單向節(jié)流閥4處與調(diào)速狀態(tài)。適當(dāng)調(diào)節(jié)閥4的開度就可以防止超速下降。換向閥處于中位時(shí)液壓缸進(jìn)出口被封死活塞可停止運(yùn)動(dòng)。圖3.3節(jié)流閥和換向閥組成的平衡回路方案比較：方案一所示回路在活塞下行運(yùn)動(dòng)時(shí)，因要克服順序閥的背壓，功率損失較大，且“鎖緊”時(shí)活塞和與之相連的工作部件會(huì)因平衡閥和換向閥的泄露而緩慢下落，故只適用于工作部件重量不大、鎖緊定位要求不高的場(chǎng)合。方案二適合于功率不大或功率雖然較大但工作不頻繁的油路中，一般常用于貨輪艙口蓋的啟用，裝載機(jī)的升降、電梯及升降平臺(tái)的升降等液壓系統(tǒng)中。由以上分析可知，所設(shè)計(jì)的挖泥船液壓系統(tǒng)適合選用方案二的平衡回路，故平衡回路選用方案二。鎖緊回路鎖緊回路的功用是使液壓缸能在任意位置停留，且停留后不會(huì)因外力的作用而移動(dòng)位置，當(dāng)換向閥作為接入時(shí)，壓力油經(jīng)左邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過控制口打開右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回油可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向下運(yùn)動(dòng)，反之，活塞向上運(yùn)動(dòng)。到了需要停留的位置，只要使換向閥處在中位，因閥的中位為Y型機(jī)能，所以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊?；芈分杏捎谝嚎貑蜗蜷y的密封性良好，泄露極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄露。圖鎖緊回路回路同步回路是實(shí)現(xiàn)多個(gè)執(zhí)行元件同步運(yùn)動(dòng)的回路，由于控制抓斗開合的兩個(gè)輔助液壓缸必須同步工作，故系統(tǒng)需要設(shè)置同步回路。圖3.5單側(cè)回油節(jié)流同步回路方案一：如圖2.4所示采用液壓缸單側(cè)回油節(jié)流同步回路。在各液壓缸的回油路上裝單向節(jié)流閥，調(diào)節(jié)節(jié)流閥的流量以達(dá)到近似的速度同步?；钊仙龝r(shí)油液經(jīng)單向閥進(jìn)入缸的下腔故只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向（向下）的同步。方案二：如圖2.5所示，為用分流集流閥即同步伐的同步回路。活塞上升時(shí)分流集流閥起分流作用，活塞下降時(shí)分流集流閥起集流作用?；芈分袉蜗蚬?jié)流閥用來控制活塞的下降速度，液控單向閥是防止活塞停止時(shí)因兩缸負(fù)載不同而通過分流集流閥內(nèi)節(jié)流孔竄油。圖3.6分流集流閥的同步回路方案比較：方案一的節(jié)流閥同步回路只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的同步，液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低、但同步精度受油溫和負(fù)載的影響較大且系統(tǒng)效率低，不宜用于偏載或負(fù)載變化頻繁的場(chǎng)合。方案二，分流集流閥使兩液壓缸在承受不同負(fù)載時(shí)仍能獲得相等的流量而實(shí)現(xiàn)同步，其液壓系統(tǒng)也比較簡(jiǎn)單。經(jīng)過以上比較，結(jié)合挖泥船工作是負(fù)載變化大的實(shí)際情況，選方案二的同步回路。3此次設(shè)計(jì)的去毛刺機(jī)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件有二個(gè)液壓缸，各個(gè)執(zhí)行元件的執(zhí)行循序?yàn)椋簝蓚€(gè)液壓缸同時(shí)升降，并且可以停留在任意位置。如第二章控制系統(tǒng)所述鋼坯經(jīng)過火焰切割機(jī)后，由輥道送至毛刺清理機(jī)前，去刺輥和飛錘都在低位位置。起始位置：鋼坯頭部遮擋去刺輥前約3米處的光電管（1）時(shí)，信號(hào)傳到控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)給去刺輥輸出一個(gè)信號(hào)，經(jīng)過延遲，去毛刺輥旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向同鑄坯前進(jìn)方向，同時(shí)發(fā)出輥道減速信號(hào)，去毛刺過程開始；當(dāng)鑄坯頭部遮擋離去刺輥前約600mm處的光電管（2）時(shí)，信號(hào)反饋回控制系統(tǒng)，去刺輥得到信號(hào)開始上升，去毛刺機(jī)處于待工位狀態(tài)，當(dāng)坯頭底部平面與飛錘旋轉(zhuǎn)圓相切時(shí)，除毛刺開始，過程大約持續(xù)0.1~0.5秒，坯頭除毛刺完成，液壓缸開始下降，同時(shí)電機(jī)開始制動(dòng)，去刺輥下降到停機(jī)位，同時(shí)發(fā)出輥道速度恢復(fù)信號(hào)。鑄坯繼續(xù)前行，當(dāng)坯尾完全通過光電管(1)時(shí)，系統(tǒng)給出信號(hào)，延遲一段時(shí)間，去刺輥按板坯運(yùn)動(dòng)的反方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)出減速信號(hào);鑄坯繼續(xù)前行，當(dāng)尾部經(jīng)過光電管(2)時(shí)，即當(dāng)鑄坯尾部遮擋離去刺輥前約600mm處的光電管時(shí)，信號(hào)到控制系統(tǒng)，經(jīng)過一個(gè)短暫的延遲（時(shí)間取決于傳輸輥速度，目的是使去毛刺輥與坯尾同時(shí)到達(dá)工作位），去刺輥得到信號(hào)開始上升，當(dāng)坯尾底部平面與飛錘旋轉(zhuǎn)圓相切時(shí)，除毛刺開始，過程大約持續(xù)0.1~0.5秒，坯尾除毛刺完成，延遲數(shù)秒液壓缸開始下降動(dòng)作，同時(shí)電機(jī)斷電，去刺輥下降到停機(jī)位，系統(tǒng)發(fā)出輥道速度恢復(fù)信號(hào)。一塊板坯的除毛刺工作循環(huán)結(jié)束，等待下一板坯到來;一塊板坯的除毛刺工作循環(huán)結(jié)束，等待下一板坯到來。由前面的液壓系統(tǒng)基本回路的分析及方案的選擇可得到該去毛刺機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖為如圖2.10所示：根據(jù)原理圖以及各執(zhí)行元件的執(zhí)行順序簡(jiǎn)述該液壓系統(tǒng)工作原理：泵啟動(dòng)前換向閥處于中位，去毛刺輥處于最低的位置，電磁閥b得電，三位四通換向閥打到b端，p與A連接，油液從左邊油路進(jìn)入，經(jīng)過單向節(jié)流閥中的單向閥，然后進(jìn)入分流集流閥，分流集流閥具有分流和集流功能。當(dāng)油源向兩相同液壓缸供油時(shí)，通過分流集流閥的分流功能，可使兩液壓缸保持速度相同（同步）。當(dāng)液壓缸向油箱回油時(shí)，通過分流集流閥的集流作用，可使液壓缸回程同步，此時(shí)，油液進(jìn)入液壓缸下腔，使活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，提起毛刺輥上升，上升一定階段等坯頭去毛刺工作完成之后，電磁閥a得電，此時(shí)p與B端相連，壓力油經(jīng)過右路，進(jìn)入液壓缸上腔，使活塞桿開始下降，直到下降到最低位置，此時(shí)，坯頭去毛刺工作完成。因?yàn)樾枰ッ痰陌迮魇菑幕鹧媲懈罟ば虺鰜淼?，所以進(jìn)行坯頭毛刺去除之后，還要進(jìn)行坯尾的毛刺去除，此過程皆由光電管控制，坯尾的去毛刺過程和坯頭的去毛刺過程基本上相似。圖3.7液壓系統(tǒng)圖3.5液壓元輔助件的選擇選擇液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)1.確定液壓泵的最大工作壓力PpPp≥P式中P1—?P—從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總的管路損失。管路簡(jiǎn)單、流速不大的，取=（0.2～0.5）MPa；管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速時(shí)，取=（0.5～1.5）MPa。本設(shè)計(jì)取=1MPa。所以液壓泵的工作壓力為=18+1=19上述確定的Pp僅是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力。系統(tǒng)工作過程中存在過渡過程中的動(dòng)態(tài)壓力，其最大值往往比靜態(tài)壓力要大得多。所以選取液壓泵的額定壓力時(shí)應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大25%～60%2.計(jì)算液壓缸最大需用流量參考化學(xué)工業(yè)出版社出版、張利平主編的《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)》式5-4有:qp≥kq式中k—系統(tǒng)泄漏系數(shù)一般取1.1～1.3，現(xiàn)取=1.1；qmax—同時(shí)動(dòng)作的液壓執(zhí)行器的最大流量，在本系統(tǒng)中q220.61=41.22L/min由以上計(jì)算所得的Pp和qp值選泵，通常為了保證系統(tǒng)不致因過渡過程中過高的動(dòng)態(tài)壓力作用被破壞，泵的額定壓力應(yīng)比根據(jù)化學(xué)工業(yè)出版社，成大先主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五版中第五卷21—204頁選取液壓泵的型號(hào)為JB—G57型徑向柱塞泵，其額定壓力為25MPa，排量為57mLr，額定轉(zhuǎn)速為1000r3.液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算和電動(dòng)機(jī)的選擇參考化學(xué)工業(yè)出版社出版、張利平主編的《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)》式5-8，泵的驅(qū)動(dòng)功率為：N==式中Pp—qp—泵最大流量，Lηp—根據(jù)泵的驅(qū)動(dòng)功率及泵的轉(zhuǎn)速選擇液壓泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)為JO2—91—6，其額定功率為55Kw,同步轉(zhuǎn)速為1000Lmin3.5.2閥類元件及輔助元件的選擇1.根據(jù)閥類及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過元件的最大流量，可選出液壓元件的型號(hào)及規(guī)格如下表，表中序號(hào)與原理圖中序號(hào)相同。序號(hào)液壓元件名稱型號(hào)最大流量（L/min）最大壓力（MPa）備注球閥QJH-J15W8015鹽城中液壓力表YN-63，0~25MPa25無錫球閥QJH-J15W8020鹽城中液減壓閥ZDR10DP2-4*/150YM/V115北京華德液壓公司單向閥S25A12115北京華德液壓公司二位四通電磁換向閥4WE10J-3×/CQ24KQK428北京華德液壓公司液控單向閥Z2S10-2*/S2V115北京華德液壓公司節(jié)流閥Z2FS10-2*/S2V115北京華德液壓公司測(cè)壓軟管115EMB液壓缸儲(chǔ)能器管道的選擇1）管道種類的選擇系統(tǒng)采用板式連接，方便、整潔、操作檢修方便。故可采取在板中直接打管路，由于板子較厚，故管道要結(jié)實(shí)，且不用考慮壁厚。2）管道內(nèi)徑的確定管內(nèi)液流速度與元件，回路的正常工作有著密切的關(guān)系，由流體力學(xué)可知，提高流速會(huì)增加壓力損失，減小流速會(huì)增加管道內(nèi)徑及其輔件的體積和重量。同時(shí)流速與液壓沖擊密切相關(guān)，流速增加，沖擊壓力增加，因此，合理選取管道內(nèi)徑十分重要。各元件間連接管道的規(guī)格按所選元件接口尺寸決定，液壓缸、馬達(dá)進(jìn)出油管則按輸入排出的最大流量計(jì)算。參考機(jī)械工業(yè)出版社出版、王積偉等主編《液壓傳動(dòng)》第二版式7-9可知：d=2一、壓油管=16mm~23mm參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五版第五卷中的表21—8—2，取壓油管的內(nèi)徑20mmQUOTEd1=20mm。二、吸油管=23~32mmQUOTE=23mm~32mm參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五版第五卷中的表21—8—2，取壓油管的內(nèi)徑三、回油管=18mm~23mm參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五版第五卷中的表21—8—2，取壓油管的內(nèi)徑=20mm3）油箱容量根據(jù)機(jī)械工業(yè)出版社出版、王積偉等主編《液壓傳動(dòng)》第二版式7-8有油箱容量為:V=ξ=657=342L式中qp—泵額定流量，Lξ—與壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)中壓系統(tǒng)取5～7，取ξ=6；參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五版第五卷中的表21—8—182~表21—8—185，選取油箱容量為:V=500L3.6液壓系統(tǒng)主要性能的驗(yàn)算系統(tǒng)壓力的損失計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)油路上的壓力損失?P（包括回油路上的壓力損失折算來的部分）由管道的沿程壓力損失?Pλ、局部壓力損失?Pξ但在管道布置尚未確定前只有?Pv可以較好的估算出來，而這部分損失在各閥局部壓力損失可根據(jù)張利平主編的化學(xué)工業(yè)出版社出版的《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)》式2-48?Pv=?PSqq因?yàn)槿ッ虣C(jī)主要是提升，所以設(shè)下為進(jìn)油口回油路：由上的壓力損失計(jì)算可知，系統(tǒng)壓力能夠滿足各執(zhí)行元件正常工作所需的壓力。3.6.2系統(tǒng)效率的計(jì)算參考張利平主編的化學(xué)工業(yè)出版社出版的《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)》式2-71有:η=式中ηP—為泵的總效率,查得JB—G57型柱塞泵的總效率為QUOTEηP≥82%，則可取此柱塞泵的總效率QUOTEηP=88%；ηC—ηa—執(zhí)行器的總效率，取η其中回路的總效率為η式中P1QPpQ=46.7%所以系統(tǒng)的總效率為η==41%系統(tǒng)發(fā)熱和升溫計(jì)算系統(tǒng)總發(fā)熱量為:H=N(1-0.41)式中N—泵的輸入功率即泵的驅(qū)動(dòng)功率,kW；η—系統(tǒng)的總效率。系統(tǒng)中所產(chǎn)生的熱量由系統(tǒng)中各個(gè)散熱面散發(fā)到空氣中，其中油箱是主要散熱面，故一般只按油箱散熱計(jì)算。參考張利平主編的化學(xué)工業(yè)出版社出版的《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)》式2-80有:H式中k—散熱系數(shù)，通風(fēng)良好時(shí)在14~20之間,現(xiàn)取k=20，WcmA—油箱散熱面積，對(duì)于六面體油箱，當(dāng)長(zhǎng)、寬、高為（1：1：1）～（1：2：3）且液面高度是油箱高度的0.8倍時(shí)，其散熱面積可近似計(jì)算為：A=0.065=0.065×3.7液壓工作介質(zhì)液壓傳動(dòng)，是用液體作為介質(zhì)，利用液體的壓力能和動(dòng)能來傳動(dòng)能量。通常將利用壓力能的液壓系統(tǒng)所使用的液壓介質(zhì)稱為液壓油(液)；將利用液體動(dòng)能的液力傳動(dòng)系統(tǒng)(變矩器)使用的介質(zhì)成為液力傳動(dòng)油。3對(duì)于液壓油來說，首先應(yīng)滿足液壓裝置在工作溫度下與啟動(dòng)溫度下對(duì)液體粘度的要求，由于油的粘度變化直接與液壓動(dòng)作、傳遞效率和傳遞精度有關(guān)，還要求油的粘溫性能和剪切安定性應(yīng)滿足不同用途所提出的各種需求。另外，液壓油要對(duì)液壓系統(tǒng)金屬和密封材料有良好的配伍性，良好的過濾性；具有抗腐蝕能力和抗磨損能力以及抗空氣夾帶和起泡傾向；熱穩(wěn)定性及氧化安定性要好；具用破乳化必性；對(duì)于某些特殊用途，還應(yīng)具有耐燃性和對(duì)環(huán)境不造成污染(如易于生物降解和無毒性)。由于去毛刺機(jī)屬于冶金設(shè)備，一般應(yīng)用在煉鋼廠火焰切割之后的工序，所以應(yīng)選用有優(yōu)異的抗燃燒性能的水——乙二醇油。該液壓油以水、乙2醇為基礎(chǔ)液，加入多種添加劑調(diào)制而成。適用于冶金和煤礦等行業(yè)的低壓和中壓的液壓系統(tǒng)。其具有以下的有點(diǎn)：

l優(yōu)異的抗燃燒信能

2極佳的抗磨性和抗腐蝕性

3良好的剪切安定性和存儲(chǔ)穩(wěn)定性

4優(yōu)良的低溫流動(dòng)性和粘溫性

5良好的潤(rùn)滑性能和防銹性能

可廣泛應(yīng)用于有明火、高溫環(huán)境下運(yùn)行的液壓系統(tǒng)，如鋼鐵、煤礦、輕工、機(jī)械加工、塑料加工工業(yè)中需要防火的液壓系統(tǒng)3液壓油是液壓機(jī)械的血液，具有傳遞動(dòng)力、減小元件間的摩擦、隔離磨損表面、虛浮污染物、控制元件表面氧化、冷卻液壓元件等功能。因此液壓油是否清潔，不僅影響液壓系統(tǒng)的工作性能和液壓元件的壽命，而且直接影響關(guān)系機(jī)械能否正常工作。液壓機(jī)械的故障與液壓的污染度有關(guān)，因此控制液壓油的污染是十分重要的。防止和控制液壓油的污染,一般要注意以下幾方面:(1)嚴(yán)格清洗液壓元件和系統(tǒng)。液壓元件在加工的每道工序后都應(yīng)凈化,裝配后再仔細(xì)清洗,以清除在加工和組裝過程中殘留的污染物。系統(tǒng)在組裝前,先清洗油箱和管道,組裝后在進(jìn)行全面徹底地清洗。(2)防止污染物從外界侵入。在貯存、搬運(yùn)及加注的各個(gè)階段都應(yīng)防止液壓油被污染。液壓油必須經(jīng)過過濾器注入系統(tǒng)。設(shè)計(jì)時(shí),可在油箱呼吸孔上裝設(shè)空氣過濾器或采用密封油箱,防止運(yùn)行時(shí)塵土、磨料和冷卻物侵入系統(tǒng)。另外,在液壓缸活塞桿端部應(yīng)裝防塵密封,并經(jīng)常檢查,定期更換。(3)采用高性能的過濾器。這是控制液壓油污染的重要手段,它可使系統(tǒng)在工作中不斷濾除內(nèi)部產(chǎn)生的和外部侵入的污染物。過濾器必須定期檢查、清洗和更換濾。國(guó)內(nèi)在使用液壓工程機(jī)械時(shí),對(duì)液壓油的過濾普遍存在重視不夠的問題,對(duì)此應(yīng)引起足夠的重視。(4)控制液壓油的溫度。液壓油的抗氧化、熱穩(wěn)定性決定了其工作溫度的界限。因此,液壓裝置必須具有良好的散熱條件,使液壓油長(zhǎng)期處在低于它易于氧化的溫度下工作。一般液壓系統(tǒng)的工作溫度最好控制在65℃以下。(5)保持系統(tǒng)所有部位良好的密封性。空氣進(jìn)入系統(tǒng)將直接影響液壓油的物理化學(xué)性能。因此一旦發(fā)生泄漏,應(yīng)立即排除。(6)定期檢查和更換液壓油并形成制度。嚴(yán)格控制液壓油的牌號(hào),保持一致。如果沒有合適的同牌號(hào)液壓油,更換時(shí)要嚴(yán)格清洗并全部更換,包括管道。每隔一定時(shí)間,要對(duì)系統(tǒng)中的液壓油進(jìn)行抽樣分析。如發(fā)現(xiàn)污染度已超過標(biāo)準(zhǔn),必須立即更換。在更換新液壓油前,整個(gè)系統(tǒng)必須先清洗一次。第四章機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備4.1概述錘刀式去毛刺機(jī)這種裝置由電動(dòng)機(jī)通過萬向接軸驅(qū)動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上連接去毛刺輥，去毛刺輥上有片狀的錘頭，當(dāng)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)去毛刺輥高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，錘頭在鑄坯前后端部連續(xù)不斷地撞擊而把毛刺打掉。錘刀式去毛刺機(jī)的錘刀高速?zèng)_向毛刺,以沖擊力去克服毛刺斷裂的阻抗力,將毛刺以脆性斷裂的形式打掉,幾乎沒有明顯的切削過程。由于錘刀式去毛刺機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)屬于常規(guī)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備,沒有特別的調(diào)整要求;去毛刺輥的兩個(gè)升降液壓缸要做同步調(diào)整,去毛刺輥升降高度的定位和限位需要調(diào)整。這章的主要目的就是確定去毛刺輥的力能參數(shù)，以設(shè)計(jì)液壓部分確定液壓系統(tǒng)，以及主要部件的校核。4.2主要參數(shù)的確定4去毛刺機(jī)參數(shù)工作寬度：880mm輥直徑：506mm飛錘功率：178ps≈132kw工廠參數(shù)鑄坯長(zhǎng)：4800mm鑄坯寬：880mm鑄坯厚：150、170、200mm鑄坯溫度：600-900℃4.2.2電機(jī)確定由飛錘功率求電機(jī)功率預(yù)選聯(lián)軸器功率0.99%，萬向聯(lián)軸器0.97%，軸承功率0.99%可求去電機(jī)功率選擇電機(jī)為YTSZ系列冶金及起重用變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)，選擇型號(hào)YTSZ315M2-6，其質(zhì)量為1090Kg，標(biāo)稱功率為132Kw，額定轉(zhuǎn)矩為1260N·m，額定轉(zhuǎn)速為980r/min。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步確定軸的最小直徑按式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為調(diào)質(zhì)45鋼，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3，于是可得==66mm由于根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，去毛刺輥屬于強(qiáng)度較大的類型，所以考慮用雙鍵，所以=661.5=99mm輸出軸的最小直徑顯然就是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑=99mm為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔相適應(yīng)，故需同時(shí)選用聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表14-1，考慮到軸的飛速轉(zhuǎn)動(dòng)。故取=1.6.則：=按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)該小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用Y型圓柱形聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑100mm，故取=100mm，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=171mm，半聯(lián)軸器與軸配合的孔長(zhǎng)度=145mm。圖軸4.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑與長(zhǎng)度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸端左端應(yīng)制出一軸肩，故取II-III段直徑為120mm；因?yàn)闉榱斯潭ㄒ簤焊?，所以需加一端蓋，右端再制一軸肩，故取其直徑為III-IV=130mm，端蓋的長(zhǎng)度為75mm，取此段長(zhǎng)度為74mm，半聯(lián)軸器與軸配合的空長(zhǎng)度為145mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取L1=140mm。初步選擇滾動(dòng)軸承因調(diào)心滾子軸承能自動(dòng)調(diào)心，主要承受徑向載荷，同時(shí)也能承受雙向軸向載荷，故選用深溝球軸承，參照需要潤(rùn)滑油槽和油孔工作要求初步選取調(diào)心滾子軸承24028CCW33，其尺寸為140*210*69，所以取IV-V段直徑為140mm，由于是成對(duì)使用，所以VIII-IX段直徑也為140mm，而此段長(zhǎng)度，因?yàn)槎松w在軸承兩遍都有，所以取此段長(zhǎng)度為126mm。左端采用軸肩進(jìn)行軸向定位，因?yàn)樽蠖诉€有一端蓋，所以取左端，根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)以及多數(shù)毛刺輥的設(shè)計(jì)，即V-VI段直徑取為180mm，由于鑄坯的工作寬度為880mm。所以設(shè)此段刀片組的寬度為988mm，刀片使用和螺栓固定在軸上，，所以設(shè)VI-VII段距離為1254mmVII-VIII段長(zhǎng)與VI-V段長(zhǎng)度直徑均取相同值。至此，已經(jīng)初步估取了軸上個(gè)段直徑和長(zhǎng)度;軸上各段長(zhǎng)度見下表長(zhǎng)度(mm)直徑（mm）I-II140100I-III26120III-IV74130IV-V126140V-VI181180VI-VII1254230VII-VIII181180VIII-IX126140表一4.3.3軸上零件的周向定位因?yàn)橐呀?jīng)確定聯(lián)軸器使用雙鍵連接，聯(lián)軸器的周向定位采用平鍵連接，由上表查得平鍵截面bh=28mm10mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為100mm，為了保證軸對(duì)中性，同時(shí)保證平鍵磨損后最大限度平衡傳動(dòng)。雙鍵布置在沿周向180°參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2，取軸端倒角為245°，對(duì)于V-VI和VII-VIII段軸端倒角取軸端倒角為345°。4.3.4求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)上查取a值，對(duì)于調(diào)心滾子軸承，a值就是B/2，即a=34.5mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距L2+L3=896mm+896mm=1792mm，L1=317mm，根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖；圖4.2彎扭矩圖1確定去除毛刺時(shí)的阻力由于火焰切割所產(chǎn)生毛刺的化學(xué)成分、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、幾何形狀等要素并不穩(wěn)定,較難從理論上去定量研究,國(guó)內(nèi)外采用實(shí)驗(yàn)方法實(shí)測(cè)去毛刺阻力。對(duì)于普碳鋼和低碳合金鋼,溫度600℃-900℃時(shí)的去毛刺阻力為21kN(毛刺高度5mm,寬度50mm)。所以可知：=21000N;=250000N水平方向：垂直方向：可求出：==10500N=125000N9408000N·mm=112000000N·mm·mmN·mm2按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受的最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，以及軸有正向也有反向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。取=1，軸的計(jì)算應(yīng)力為前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得[]=60MPa,因此[]<,故安全。精確校核軸的疲勞強(qiáng)度，雖然鍵槽，軸肩及過度配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以I-II，I-III，III-IV不必校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的影響強(qiáng)度的影響來看，軸段VI-VII雖然受到的應(yīng)力最大，但是應(yīng)理集中也不大，而且這里的直徑也是最大的，所以該段截面不必校核。所以校核V兩端3精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）截面V左側(cè)抗彎截面系數(shù)：（3-66）抗扭截面系數(shù)：（3-67）截面A左側(cè)的彎矩M為：截面A上的扭矩為：N·mm截面上的彎矩應(yīng)力為：（3-68）截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：（3-69）截面上軸肩的形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版附表3-2（9）因?yàn)椋翰榈挠钟筛綀D3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為：；故有效應(yīng)力集中系數(shù)為（3-70）（3-71）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖3-2（9）的尺寸系數(shù)由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。軸按磨削加工，有附圖3-4（9）得表面質(zhì)量系數(shù)軸未經(jīng)過表面強(qiáng)化處理，即則綜合系數(shù)值為（3-72）