机械毕业设计1520型钢堆垛机的毕业设计说明书

摘要

本文详细介绍了型钢堆垛机的整体设计理论和整个堆垛过程，其中重点介绍了翻转机构的设计。主要包括了翻转机构的轴、齿轮、液压缸的整体设计，其中还有轴承的选取，联轴器的选取和校核。

本次设计的型钢自动堆垛机性能良好、动作灵活、操作方便、故障率低、维护简单方便，满足了生产的需要

关键字：型钢堆垛机；机械；液压；齿轮

Abstract

This article introduced Steel bar stacker Overall design theory and entire piles up the process in detail, and introduced the design of Turnover mechanism emphasis. In this paper, there has mainly included the entire design of the axis, the gear, hydraulic cylinder of turnover mechanism, and in that there were also including bearing's selection and shaft coupling's selection and examination.

This profiled bar automate profiled bar stow machine has good capability, movement is agility, operating is simple; the frequency of trouble is small, maintenance is simple, and could meet the need of teaching and learning

Key words：Steel bar stacker；Machinery；Hydraulic pressure；Gear

目录

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第1章 概述 (1)

第2章 型钢堆垛机总体设计 (3)

2.1 型钢堆垛机的设计参数 (3)

2.2 堆垛机的工艺流程 (4)

2.3 堆垛机平面示意图 (4)

2.4 堆垛机的结构设计 (5)

2.5 堆垛机总体尺寸 (5)

2.6 传动系统的选择 (5)

2.7 翻转机构的基本设计 (7)

2.8 升降机构的基本设计 (7)

第3章 翻转机构 (8)

3.1翻转机构液压缸的设计 (8)

3.1.1液压缸的类型 (8)

3.1.2基本参数设计 (8)

3.1.3液压缸的结构设计与校核 (13)

3.1.4液压缸的稳定性和活塞杆的强度验算 (15)

3.2齿轮的设计 (16)

3.2.1 选择齿轮精度等级，材料，热处理方式及齿数 (17)

3.2.2齿轮的基本参数 (17)

3.2.3小齿轮的基本尺寸计算 (18)

3.2.4 轮齿所受的圆周力t F ，径向力r F ，法向载荷n F 的计算 (19)

3.2.5 齿根弯曲疲劳强度校核 (19)

3.3 扇形齿轮的设计 (20)

3.3.1扇形齿轮的形状设计 (20)

3.3.2 扇形齿轮的基本数据 (20)

3.3.3 扇形齿轮的模数 (21)

3.3.4扇形齿轮的基本尺寸计算 (21)

3.3.5 齿根弯曲疲劳强度校核 (22)

3.3.6 齿轮接触强度校核 (22)

3.4（Ⅰ）轴的设计 (23)

3.4.1（Ⅰ）轴的结构工艺性 (24)

3.4.2（Ⅰ）轴的材料 (24)

3.4.3小齿轮轴上的受力 (24)

3.4.4 计算轴的最小直径 (25)

3.4.5 确定轴的各段尺寸和长度 (26)

3.4.6联轴器的选择 (26)

3.4.7轴上零件的轴向定位 (27)

3.4.8确定轴上的圆角和倒角的尺寸 (27)

3.4.9确定轴上的载荷 (27)

3.5（Ⅱ）轴的设计 (30)

3.5.1 轴的结构工艺性 (30)

3.5.2轴的材料 (30)

3.5.3计算Ⅱ轴的转矩 (30)

3.5.4大扇形齿轮轴上的受力 (30)

3.5.5计算轴的最小直径 (31)

3.5.6确定轴的各段尺寸和长度 (32)

3.5.7轴上零件的轴向定位 (32)

3.5.8确定轴上的圆角和倒角的尺寸 (32)

3.5.9确定轴上的载荷 (33)

3.5.10平键的校核 (36)

第4章经济性分析 (37)

第5章结论 (38)

参考文献 (39)

致谢 (40)

第1章概述

本文针对国内传统的型钢生产线一般都没有专门的自动堆垛设备。随着市场经济对型钢产品要求的提高，传统型钢生产的型钢堆垛已成为当前迫切需要进行的技术改造之一。不管是采用人工堆垛、半机械化堆垛还是全自动堆垛，首先要进行型钢的垛型设计。

本此设计的型钢堆垛机是一种用于对成型钢材自动打捆的设备。机械部分由单传辊道、拨钢机构、移钢机构、分组机构、定位机构、平移机构、翻转机构和垛台升降及压紧机构等8个子机构，和PLC控制部分组成的成型钢材自动打捆生产线。它的主要优点在于实现了整个生产线的自动控制，从而提高堆垛机的堆垛效率，这也是现今钢材堆垛打捆和以后发展的趋势。它不仅仅克服了过去人工堆垛的生产效率低、打捆质量差、成本高、工作环境危险等缺点，更重要的是型钢的堆垛打捆成为了整个轧钢生产线发展的阻碍，在很大程度上阻碍了钢材生产线的效率的提高，对整个生产效率的提高有很大的影响。本此设计的型钢堆垛机在一定程度上实现了自动化，很好的消除了这个障碍，对型钢生产线技术的进一步发展做了铺垫。型钢堆垛机能够实现自动堆垛打捆，对改善工人的劳动状况尤其是减轻工人的劳动强度、提高型钢的包装质量、提高轧钢生产线的生产效率、增强钢材市场的竞争能力、提高经济效益和社会效益创造了良好的条件。型钢堆垛机的制造成本较低，这对任何企业来说都是一个很重要的参考依据。

目前，世界上堆垛机的发展已经很成熟了。已发展形成了各种类型的小型车间用的标准堆垛机主要有两大类，磁性和非磁性堆垛机。一类是磁性堆垛机。轧件由装有可调磁性的翻转臂和输送小车进行一车堆垛，并且层与层之间是面对面或背对背交替放置的。该系统主要运用于中型型钢堆垛。全部由计算机自动操作。钢材堆垛后，由平立辊道输送到打捆区，平立辊道的宽度是可调的，以避免料垛散落。另一类是非磁性堆垛机。轧制由两套液压一机械机构控制的机械手进层层堆垛其动作类似于人手。可夹持并移送钢材，将钢材层面对面或背对背的进行堆放，主要适用于中小断面型钢，可避免料层中钢材在堆垛臂失磁时散落。形成不正确的料捆成形状非磁性堆垛机即纯机械堆垛机的显著特点就是无故障的处理双层型钢的能力，故其机械效率可提高一倍。

本次设计的堆垛机属于第一类磁性堆垛机，通过在移钢机构和翻转机构上安装堆垛电磁铁来实现槽钢的交替堆放。堆垛方式是槽钢：6根/层，4层（如图1-1），每层分为正反两排。角钢是每层5根，6层，每层也分为正反两排一排槽口向下3根，另一排槽口向上3根（如图1—2）。由于槽钢和角钢的结构不同要在不改变堆垛机结构条件下实现不同钢