步進(jìn)梁式再加熱爐設(shè)計(jì)【含4張CAD圖紙】,含4張CAD圖紙,步進(jìn),再加,設(shè)計(jì),CAD,圖紙 畢業(yè)設(shè)計(jì)概要 課題：步進(jìn)梁式再加熱爐設(shè)計(jì) 摘要： 步進(jìn)梁式再加熱爐是為連軋生產(chǎn)線提供鋼管再加熱在線?；ㄒ环N熱處理方式）所用。它是依靠專用的步進(jìn)機(jī)械使工件在爐內(nèi)移動(dòng)的一種機(jī)械化爐。 步進(jìn)爐底的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式要根據(jù)出料的頻率和爐子的生產(chǎn)能力掛鉤，它不僅要考慮爐內(nèi)的溫度、還要考慮被加工工件的尺寸參數(shù)和工地方面的實(shí)用性。所以必須嚴(yán)格計(jì)算其內(nèi)部參數(shù)，保證爐子的生產(chǎn)和安全。 爐底機(jī)械采用雙輪斜軌式機(jī)構(gòu)。步進(jìn)梁的升降和平移動(dòng)作采用液壓缸驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)梁支柱穿爐底的孔洞采用干式“拖板”密封。裝出料端社、設(shè)有撥料機(jī)，固定梁最末一個(gè)料位檢測(cè)有料后，出料撥料機(jī)上升將鋼管拖起后，出料撥桿立即下降將鋼管撥送到出料懸臂軌道上，使鋼管能夠馬上出爐，出料周期最快20s,可以滿足125根/h的操作頻率。 關(guān)鍵詞：步進(jìn)梁式再加熱爐 步進(jìn)梁 雙輪斜軌式機(jī)構(gòu) 有效爐底長(zhǎng)度 梁距 齒距 目 錄 序言·····································1 （一）課題簡(jiǎn)介·································2 （二）再加熱爐機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)·······················5 （三）加熱爐區(qū)域內(nèi)工藝流程簡(jiǎn)述·················17 （四）爐區(qū)機(jī)械設(shè)備控制操作·····················19 （五）爐區(qū)機(jī)械設(shè)備的檢查驗(yàn)收和試車·············21 （九）、謝 詞···································22 （十）、參考文獻(xiàn)································23 序言 畢業(yè)設(shè)計(jì)，它是一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一種理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練踏實(shí)我們完成本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是我們綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基本理論基本知識(shí)與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。這對(duì)學(xué)生即將從事的有關(guān)技術(shù)工作和未來(lái)事業(yè)的開(kāi)拓有一定意義。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的： 1 培養(yǎng)我們綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)過(guò)的知識(shí)。 2培養(yǎng)我們樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新思維。掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序，規(guī)范和方法。 3 培養(yǎng)我們正確使用技術(shù)資料，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊(cè)，圖冊(cè)等工具書進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理。編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。 4 培養(yǎng)我們進(jìn)行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法。 5 就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練。叢中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于個(gè)人能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處。懇切各位老師給予指導(dǎo)。 課題簡(jiǎn)介 摘要： 步進(jìn)梁式再加熱爐是為連軋生產(chǎn)線提供鋼管再加熱在線?；ㄒ环N熱處理方式）所用。它是依靠專用的步進(jìn)機(jī)械使工件在爐內(nèi)移動(dòng)的一種機(jī)械化爐。 步進(jìn)爐底的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式要根據(jù)出料的頻率和爐子的生產(chǎn)能力決定，它不僅要考慮爐內(nèi)的溫度、還要考慮被加工工件的尺寸參數(shù)和工地方面的實(shí)用性。所以必須嚴(yán)格計(jì)算其內(nèi)部參數(shù)，保證爐子的生產(chǎn)和安全。 爐底機(jī)械采用雙輪斜軌式機(jī)構(gòu)。步進(jìn)梁的升降和平移動(dòng)作采用液壓缸驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)梁支柱穿爐底的孔洞采用干式“拖板”密封。裝出料端設(shè)有撥料機(jī)，固定梁最末一個(gè)料位檢測(cè)有料后，出料撥料機(jī)上升將鋼管拖起后，出料撥桿立即下降將鋼管撥送到出料懸臂軌道上，使鋼管能夠馬上出爐，出料周期最快20s,可以滿足125根/h的操作頻率。 關(guān)鍵詞：步進(jìn)梁式再加熱爐 步進(jìn)梁 雙輪斜軌式機(jī)構(gòu) 有效爐底長(zhǎng)度 梁距 齒距 在生產(chǎn)中，利用燃料產(chǎn)生的熱量，或者將電能轉(zhuǎn)化成熱量對(duì)工件或物料進(jìn)行加熱的設(shè)備，稱為工業(yè)爐。鍋爐也是工業(yè)爐的一種，機(jī)械工業(yè)應(yīng)用的工業(yè)爐有多種類型，在鑄造車間有熔煉金屬的平爐、沖天爐、感應(yīng)爐、電阻爐、真空爐等；在 鍛壓車間有對(duì)鋼錠或鋼坯進(jìn)行煅前加熱的各種加熱爐和消除應(yīng)力的熱處理爐；在熱處理車間，有改善工件力學(xué)性能的各種退火、正火、淬火和回火的熱處理爐；在焊接車間有壓制前的鋼板加熱爐和焊后熱處理爐；在粉末冶金車間還有燒結(jié)金屬的加熱爐等。 步進(jìn)梁式再加熱爐是為連軋生產(chǎn)線提供鋼管再加熱在線?；ㄒ环N熱處理方式）所用。它是依靠專用的步進(jìn)機(jī)械使工件在爐內(nèi)移動(dòng)的一種機(jī)械化爐。 參數(shù)： 1、再加熱爐加熱鋼管規(guī)格及產(chǎn)量： 外徑：148 mm、164 mm 、256 mm 、281mm 壁厚： 4.5——25/32 mm 長(zhǎng)度： 8000——32000mm 產(chǎn)量： 125t/h 1.2最高爐溫： 1050℃ 1.21鋼管入爐溫度：720℃——870℃ 1.22鋼管出爐溫度：900℃——950℃ 1.3爐型和爐子的基本尺寸 爐型： 步進(jìn)梁式爐 裝出料軌道中心距：16000mm 爐子內(nèi)長(zhǎng)： 15300mm 爐子內(nèi)寬： 34000 mm 有效爐底面積： 約542m 固定梁頂面標(biāo)高： +6644 1.4爐型概述 爐子從裝料至出料沿爐長(zhǎng)方向分為爐子預(yù)熱段，加熱段和均熱段。裝料端爐頂壓底，以防止入爐鋼管驟然受到強(qiáng)大熱沖擊產(chǎn)生變形。 提高加熱傳熱效率和保證鋼管加熱的均勻是爐子結(jié)構(gòu)與燒嘴選型合理配 置的前提。設(shè)計(jì)以天然氣為燃料，步進(jìn)梁式再加熱爐加熱段和均熱段的供熱全部采用端部亞高速燒嘴，其優(yōu)點(diǎn)是傳熱效率高，溫度分布均勻：同時(shí)加熱段和均熱段沿爐寬方向，分別分為4個(gè)溫度控制段，以保證鋼管長(zhǎng)度方向的溫度均勻性。 鋼管再加熱是用耐熱鑄剛梁支托鋼管的步進(jìn)梁式爐?；顒?dòng)梁和固定梁的頂面是帶弧型的齒型，使鋼管在爐內(nèi)等間距放置。在每一次步進(jìn)時(shí)鋼管都能轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，從而保證鋼管的加熱溫度更加均勻并防止鋼管在爐內(nèi)彎曲變形。步進(jìn)梁用支柱支撐高出爐底，使?fàn)t氣能圍繞鋼管形成良好循環(huán)，均勻加熱。 鋼管再加熱爐采用爐內(nèi)懸臂輥道側(cè)進(jìn)料和側(cè)出料；爐內(nèi)懸臂輥道由交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)和調(diào)速，并與爐外輥道速度相匹配。 路底機(jī)械采用雙輪斜軌式機(jī)構(gòu)。步進(jìn)梁的升降和平移動(dòng)作采用液壓缸驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)梁支柱穿爐底的孔洞采用干式“拖板”密封。裝出料端社、設(shè)有撥料機(jī)，固定梁最末一個(gè)料位檢測(cè)有料后，出料撥料機(jī)上升將鋼管拖起后，出料撥桿立即下降將鋼管撥送到出料懸臂軌道上，使鋼管能夠馬上出爐，出料周期最快20s,可以滿足125根/h的操作頻率。 所有爐子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)均采用PLC自動(dòng)控制，裝出料端都設(shè)有工業(yè)電視，用于監(jiān)視爐內(nèi)鋼管裝，出料的操作。 爐區(qū)的主要設(shè)備有：爐內(nèi)裝料懸臂軌道、裝料撥料機(jī)、爐內(nèi)緩沖擋板、步進(jìn)梁式加熱爐本體、爐內(nèi)出料懸臂輥道、出料撥料機(jī)、以及煤氣管道和助燃空氣管道系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)以及爐區(qū)操作平臺(tái)等。 再加熱路分八段溫度與燃燒控制，即：均熱段一、均熱段二、均熱段三、均熱段四、熱段一、加熱段二、加熱段三、加熱段四。每個(gè)溫度控制段均配備8支亞高速天然氣燒嘴進(jìn)行供熱。 二、再加熱爐機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì) 2.1再加熱爐技術(shù)性能 序號(hào) 項(xiàng) 目 單 位 規(guī) 格 1 爐 型 步進(jìn)梁式 2 用 途 鋼管再加熱 3 鋼管規(guī)格 外徑 壁厚 長(zhǎng)度 mm ?148 ?164 ?256 281 4.5——25/32 8000——32000 4 加熱鋼種 低合金鋼 合金鋼 5 鋼管入爐溫度 ℃ 720℃——870℃ 6 鋼管出爐溫度 ℃ 900℃——950℃ 7 鋼管加熱后溫差 ℃ 5 8 爐子能力 產(chǎn)量 出料頻率 t/h 根/h 最大125 最大180 9 燃料種類 天然氣 10 燃料發(fā)熱值 KJ/Nm 34694 11 天然氣耗量（最大） Nm3/h 2530 12 空氣耗量（最大） Nm3/h 34000 13 空氣預(yù)熱溫度 ℃ ～450 14 冷卻水耗量 T/h ～100 15 壓縮空氣耗量 m3/h 180（最大） 16 電器設(shè)備安裝功率 KW 17 爐底機(jī)械傳動(dòng)方式 液壓 18 步進(jìn)行程 升降 平移 mm 180 310 19 步進(jìn)周期 秒 最快20 20 煙囪高度 出口內(nèi)徑 m 25 1.52 2.1步進(jìn)梁式加熱爐底方案設(shè)計(jì)： 步進(jìn)式爐是依靠專用的步進(jìn)機(jī)械使工件在爐內(nèi)移動(dòng)的一種機(jī)械化爐。該爐內(nèi)機(jī)械傳動(dòng)有多種方式，如： 齒條式、鏈條牽引式——因?yàn)闋t子下方粉塵較大，影響傳動(dòng)因數(shù)，不宜使用。 摩擦推桿式——摩擦系數(shù)較大，使用壽命相比之下較低。 機(jī)械杠桿托升機(jī)構(gòu)——受力較大，所需要支撐力也較大，比較瑣煩。 四桿機(jī)構(gòu)升降式——由于該步進(jìn)機(jī)構(gòu)處于梁式再加熱爐的下方，所用空間有限，而機(jī)械能控制的四桿機(jī)構(gòu)需較大的空間，而且當(dāng)需要對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)時(shí)較為困難。 但考慮到功率損耗和設(shè)備的使用周期，故：步進(jìn)爐的步進(jìn)機(jī)械傳動(dòng)方式采用液壓傳動(dòng)和雙輪斜軌機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)有兩層框架（升降框架和水平框架），升降和水平運(yùn)動(dòng)都要設(shè)有定心裝置，用以保證使?fàn)t底步進(jìn)機(jī)械沿爐子中心線正常運(yùn)行，減少鋼管在爐內(nèi)的跑偏，使鋼管被順利的輸送到出料端據(jù)資料顯示它的運(yùn)行的可靠性高，安裝調(diào)試方便，利于設(shè)備維修。升降定心裝置應(yīng)安裝于升降框架和爐基礎(chǔ)上，水平定心裝置安裝于升降框架和水平框架上。 2.2爐子主要尺寸計(jì)算 有效爐底長(zhǎng)度 有效爐底長(zhǎng)度是指爐子總長(zhǎng)度中工件在爐內(nèi)受熱的一段長(zhǎng)度。裝料端用懸臂輥由爐側(cè)裝入，以輥道中心線為起點(diǎn)。出料端用懸臂輥由爐側(cè)出料，以輥道中心線為終點(diǎn)。 計(jì)入工件間隔后，有效爐底長(zhǎng)度為： L= = =15998.5ｍｍ 式中K——修正系數(shù)；修正系數(shù)K包括爐型系數(shù)C1，鋼種系數(shù)C2，形狀系數(shù)C3，燃料系數(shù)C4。根據(jù)《工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：C1=1.0，C2=0.7，C3=1.0，C4=1.0。 G——要求達(dá)到的爐子生產(chǎn)能力 s——工件直徑 b——工件寬度 e——工件間隔 L——工件長(zhǎng)度 f——工件截面積 n——裝料列數(shù) 7.85——合金鋼的密度 1.10——安全系數(shù) 最終有效爐底長(zhǎng)度還要取決于節(jié)能的觀點(diǎn)和裝出料機(jī)的操作節(jié)奏以及步進(jìn)機(jī)械的輸送能力協(xié)調(diào)，根據(jù)該爐設(shè)計(jì)要求根據(jù)設(shè)計(jì)要求，出料滾道中心距即為有效爐底長(zhǎng)度。 有效爐長(zhǎng)L=16000ｍｍ 爐底寬度根據(jù)爐底長(zhǎng)度L和工件在爐內(nèi)的列數(shù)N決定，工件兩端之間和工件端頭與側(cè)墻之間的距離取0.2～0.5ｍｍ，當(dāng)爐底特別長(zhǎng)時(shí)，考慮到工件在運(yùn)行中的跑偏量爐寬應(yīng)適應(yīng)放大。確定爐寬時(shí)應(yīng)計(jì)入步進(jìn)爐底和固定爐底之間的間隙，間隙過(guò)小，會(huì)產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，過(guò)大時(shí)容易損失爐內(nèi)熱量和使?fàn)t底金屬件產(chǎn)生彎曲變形。 梁距和齒距的確定： 步進(jìn)爐底的數(shù)量和寬度、固定爐底的寬度、工件的懸臂長(zhǎng)度、厚度及其加工溫度有關(guān)。懸臂過(guò)長(zhǎng)或支點(diǎn)距離過(guò)大，工件下垂到超過(guò)爐底升降行程時(shí)就會(huì)碰到爐底而發(fā)生故障。查《工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：工件允許的懸臂長(zhǎng)度是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，250mm×250mm的合金鋼懸臂長(zhǎng)度取1800mm,然而當(dāng)加熱溫度超過(guò)1000℃時(shí)，結(jié)果因下垂過(guò)多而無(wú)法生產(chǎn)，當(dāng)懸臂長(zhǎng)度為1200mm時(shí)可以正常生產(chǎn)。實(shí)踐證明：不同的被加工材料在爐子中所處的梁距是不相同的，低合金鋼與合金鋼在爐中被加熱時(shí)，梁距（活動(dòng)梁與活動(dòng)梁之間的距離或固定梁與固定梁之間的跨距），根據(jù)?工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)?得: 跨距B的計(jì)算公式為: B=（1.5～1.76）l =1.5×1200 =1800mm 式中 l——為懸臂長(zhǎng)度， 步進(jìn)梁安裝在爐底下部的整體框架上，由步進(jìn)機(jī)構(gòu)使之運(yùn)動(dòng)。固定梁則被固定在爐底鋼結(jié)構(gòu)上，梁的頂面是根據(jù)加熱圓鋼的規(guī)格]裝爐量做出齒形凸槽， 梁數(shù)： N=34000/1800=18.9（排） 通過(guò)實(shí)踐和理論方面驗(yàn)證，考慮到工地的實(shí)際情況和爐子的設(shè)計(jì)寬度， 將爐內(nèi)梁數(shù)設(shè)為十九排較為合適。 在此取梁距1720ｍｍ，根據(jù)工地的實(shí)際大小，和爐子的具體尺寸。 齒距通常是工件外徑的1.3～2.0倍，步距則比齒距小20～50ｍｍ。行程約為200ｍｍ，周期時(shí)間為15～30s，只有這樣才可保證與爐子裝料機(jī)構(gòu)相匹配以保證爐子的生產(chǎn)能力。查《工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)》，通過(guò)對(duì)此爐子的設(shè)計(jì)要求： 因此，取被加工圓鋼的最大直徑為：281ｍｍ，由于被加工件時(shí)普通鋼材，取1.3為參數(shù)。 故齒距為： 281×1.3=265.3ｍｍ 因?yàn)殇摬臑槠胀ㄤ摬?，鋼材在被加工過(guò)程中會(huì)會(huì)剝落外部雜質(zhì)，導(dǎo)致圓鋼外徑減小，加之圓整，所以: 齒距取350ｍｍ為宜 可以保證爐子正常工作。步距則比齒距小20～50ｍｍ，這樣設(shè)計(jì)是由于能讓圓鋼更好的全面地受熱，保證再加熱爐的生產(chǎn)質(zhì)量。 因此根據(jù)參考資料和工地實(shí)際情況取步距為310ｍｍ，查手冊(cè)，再加熱爐的步距即本加熱爐的活動(dòng)梁的平移距離. 故此該加熱爐的水平行程為310ｍｍ，其差值40mmm，為鋼管在齒形槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的距離。 活動(dòng)梁支柱穿過(guò)爐底的孔洞應(yīng)采用雙層“托板”密封，這樣第一保證了爐內(nèi)溫度不會(huì)有較大量的外泄損失，其二，可以保證爐內(nèi)被加工圓鋼所脫落的雜質(zhì)能順利的完全的被清除出爐外。下層托板用1Cr18Ni9鋼板襯以耐火隔熱澆注料制成，爐內(nèi)托板用耐熱鑄鋼制作。 在加熱過(guò)程中，步進(jìn)機(jī)構(gòu)的每一步運(yùn)動(dòng)都是由步進(jìn)梁的升降（或平移）運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)的。步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)可以有多種機(jī)械或液壓機(jī)構(gòu)帶動(dòng)或控制它，機(jī)械方面可以由機(jī)械能帶動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)對(duì)其的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行控制，但由于該步進(jìn)機(jī)構(gòu)處于梁式再加熱爐的下方，所用空間有限，而機(jī)械能控制的四桿機(jī)構(gòu)需較大的空間，而且當(dāng)需要對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)時(shí)較為困難，在加熱爐爐底難免會(huì)有粉塵和氧化物，對(duì)于裸露在外的四桿機(jī)構(gòu)影響較大，所以無(wú)論是經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性，還是對(duì)于操作人員的安全性都有甚多不合理之處，所以不能采用，應(yīng)打消此方案。所以考慮第二方案：采取液壓傳動(dòng)的方式來(lái)控制步進(jìn)梁的升降（或平移）運(yùn)動(dòng)，之所以選擇液壓系統(tǒng)其原因如下：液壓傳動(dòng)能方便的實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，調(diào)速范圍大。在相同功率情況下，液壓傳動(dòng)能量轉(zhuǎn)換元件的體積較小，重量較輕。工作比較平穩(wěn)，換向沖擊比較小，便于實(shí)現(xiàn) 頻繁換向。便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別適合電氣控制聯(lián)合使用時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。通過(guò)上述的比較分析，決定在帶動(dòng)爐子的步進(jìn)工作循環(huán)中，采用液壓系統(tǒng)來(lái)控制較為合適。 采用液壓系統(tǒng)來(lái)控制整個(gè)爐子的進(jìn)出料裝置和步進(jìn)梁的升降運(yùn)動(dòng)，它們均是通過(guò)液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，進(jìn)出料裝置是通過(guò)兩對(duì)液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的；步進(jìn)梁的升降運(yùn)動(dòng)是通過(guò)四個(gè)升降液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。升降液壓缸推動(dòng)帶上下輪組的升降框架，下輪組在斜軌上面作上下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)上下輪組帶動(dòng)水平框架作升降運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，水平運(yùn)動(dòng)液壓缸被鎖定。步進(jìn)梁的進(jìn)、退運(yùn)動(dòng)（即平移運(yùn)動(dòng)）是通過(guò)2個(gè)液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它直接作用于平移框架上，使之在升降框架的上輪組上作平移運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，升降運(yùn)動(dòng)的液壓缸被鎖定。升降和平移框架的定心倒像是借助于安裝在框架中心線升降定心導(dǎo)向輪和水平導(dǎo)向輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖： 在斜軌座軌道下端部設(shè)安全止當(dāng)。升降缸的設(shè)計(jì)是超行程的，在檢修時(shí)可使框架降低到斜軌座的止擋上，從而使液壓缸處于無(wú)負(fù)荷狀態(tài)，易于拆裝檢修。 爐底有關(guān)設(shè)備的軸承和部件必須定期加注潤(rùn)滑油脂（包括軌道表面也要涂以黃油進(jìn)行潤(rùn)滑。 綜上所述：該爐底步進(jìn)機(jī)械主要由以下幾部分構(gòu)成：斜軌裝置、滾輪組、升降框架、水平框架、步進(jìn)梁、上定心裝置、下定心裝置、水平缸、升降缸等機(jī)構(gòu)的配合動(dòng)作方能完成規(guī)定的工作步驟。 2.5爐區(qū)附屬機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)： 2.3天然氣燒嘴： 燒嘴 在爐子不同部位，依據(jù)不同的加熱制度要求，配置了二種不同型式的天然氣燒嘴。 2.4爐兩側(cè)設(shè)備 在爐體兩側(cè)安裝有裝，出料爐門、采用氣動(dòng)升降機(jī)械、與裝、出料輥道進(jìn)行連鎖、完成鋼管的入爐，出爐。同時(shí)，還設(shè)有4個(gè)側(cè)開(kāi)爐門，用于日常觀察和操作。在加熱段的兩側(cè)各設(shè)有兩個(gè)檢修爐門，供檢修時(shí)出入爐子和運(yùn)送材料。 2.5.裝料系統(tǒng)設(shè)備： 2.5.1.爐門升降機(jī)械 爐門升降機(jī)械性能： 爐門最大行程 500mm 爐門最大重量 400kg 工作壓力 0.6Μpa 爐門最大重量 400kg 爐門數(shù)量：1（裝料爐門）+2（出料爐門） 裝料爐門的升降必須與爐子上料輥道連鎖，即必須先升起爐門到位后才能允許上料輥道運(yùn)轉(zhuǎn)鋼或倒料退鋼。 該爐門既可單獨(dú)手動(dòng)操作也可以完全自動(dòng)控制。 出料爐門也必須與出料懸臂輥道運(yùn)動(dòng)連鎖，當(dāng)出鋼時(shí)，該爐門必須先升到位后才能允許出料輥道運(yùn)轉(zhuǎn)出鋼，并且兩爐門能手動(dòng)控制升，降，停。 2.5.1．1爐內(nèi)懸臂輥道 作用: 通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)懸臂輥道旋轉(zhuǎn),以此將工件傳輸?shù)轿? 爐內(nèi)懸臂輥道輥道性能： 輥形及傳動(dòng)方式：V型的懸臂輥，電機(jī)傳動(dòng) 輥軸冷卻方式：水冷卻 懸臂輥個(gè)數(shù)：裝料輥道19個(gè)，出料輥道20個(gè) 2.5.1.3裝出料機(jī) 裝料機(jī) 出料機(jī) 裝料機(jī)二組，出料機(jī)二組，便于爐內(nèi)進(jìn)行單排料或雙排料。 2.5.1.4爐內(nèi)緩沖擋板 彈性擋板 為防止入爐坯料因失控而撞壞爐墻，在裝料爐門對(duì)面?zhèn)葔?nèi)設(shè)有彈性擋板。 爐內(nèi)緩沖擋板技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)： 主彈簧直徑：?30mm 冷卻方式：軸心水冷。 2.6液壓系統(tǒng)設(shè)備： 2.6.1液壓系統(tǒng)的功能 根據(jù)對(duì)步進(jìn)梁式再加熱爐中升降液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)和工況分析，該步進(jìn)梁式再加熱爐是由多缸控制的工作回路，因此多缸工作控制是該加熱爐要解決的主要問(wèn)題，速度、壓力的調(diào)節(jié)、換向、平衡、順序動(dòng)作是該加熱爐液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。 2.6.2液壓系統(tǒng)的性能 工作壓力 25MPa 工作油泵 P=31.5MPa Q=207.2L/min 工作油泵電動(dòng)機(jī) 110KW 1480r/min AC：380 循環(huán)冷卻過(guò)濾油泵 Pmax=1MPa Q=415L/min 循環(huán)冷卻油泵電動(dòng)機(jī)5.5KW 1440r/min AC：380 油箱容積 8000L 電加熱器 4KW AC：380 冷卻液 冷卻面積50㎡P=1.5MPa 水消耗量45m3/h 工作介質(zhì) L-HM46 液壓油 工作油溫 30℃-50℃ 過(guò)濾器 Q=1000L/min 20u 2.7.3液壓泵的最高工作壓力： 工作壓力： Pp≧p1+Σ△p1 式中 Pp——系統(tǒng)的最大工作壓力 p1——工作壓力 Σ△p1——壓力損失 由于該系統(tǒng)元件較多，所以壓力損失也比較多。查?液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)?，取△p1=1.5Mpa. 所以：Pp≧p1+Σ△p1 =25Mpa+1.5Mpa =26.5Mpa 又因?yàn)樵撓到y(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合所須的壓力較大，從安全角度出發(fā)，取系統(tǒng)的最大壓力為31.5Mpa. 安全壓力：綜上所述，液壓系統(tǒng)得安全工作壓力取31.5Mpa. 在液壓系統(tǒng)控制下，升降液壓缸和平移液壓缸均有動(dòng)作，步進(jìn)梁的升降運(yùn)動(dòng)是通過(guò)四個(gè)升降液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。升降液壓缸推動(dòng)帶上下輪組的升降框架，下輪組在斜軌上面作上下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)上下輪組帶動(dòng)水平框架作升降運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，水平運(yùn)動(dòng)液壓缸被鎖定。步進(jìn)梁的進(jìn)、退運(yùn)動(dòng)（即平移運(yùn)動(dòng)）是通過(guò)2個(gè)液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它直接作用于平移框架上，使之在升降框架的上輪組上作平移運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，升降運(yùn)動(dòng)的液壓缸被鎖定。升降和平移框架的定心倒像是借助于安裝在框架中心線升降定心導(dǎo)向輪和水平導(dǎo)向輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 2.7.4干油潤(rùn)滑系統(tǒng)： 所有軸承潤(rùn)滑都采用1號(hào)極壓鋰基潤(rùn)滑脂。使用干油集中潤(rùn)滑裝、出料輥道及爐底機(jī)械。此系統(tǒng)使用1套電動(dòng)終端式干油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)。 三、加熱爐區(qū)域內(nèi)工藝流程簡(jiǎn)述 3.1裝料控制： 當(dāng)爐內(nèi)裝料輥道上無(wú)料，并且上料區(qū)提供了坯料待裝信號(hào)及其坯料長(zhǎng)度數(shù)據(jù)時(shí)，開(kāi)啟1#裝料爐門至上位。而后向上料區(qū)發(fā)出裝料啟動(dòng)信號(hào)。 當(dāng)坯料前端遮蔽裝料爐門外的光電開(kāi)關(guān)至尾端開(kāi)止，通過(guò)編碼器的計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)長(zhǎng)，同時(shí)向上料區(qū)發(fā)出裝料結(jié)束信號(hào)。根據(jù)坯料長(zhǎng)度及對(duì)中布料的要求，計(jì)算出所裝坯料還需運(yùn)行的距離。待坯料運(yùn)行距目標(biāo)為1.5mm時(shí)，爐內(nèi)裝料輥道由高速減至低速，繼續(xù)運(yùn)行到目標(biāo)位停止。同時(shí)關(guān)閉1#裝料爐門至下位。 當(dāng)需要倒料時(shí)，先向上料區(qū)發(fā)出倒料啟動(dòng)信號(hào)。并將1#裝料爐門打開(kāi)到上限位，同時(shí)爐內(nèi)裝料輥道與爐外上料輥道同步反向慢速運(yùn)轉(zhuǎn)至到了結(jié)束信號(hào)（當(dāng)坯料尾端離開(kāi)光電開(kāi)關(guān)時(shí)）發(fā)出停止信號(hào)。 3.2步進(jìn)移鋼過(guò)程： 裝料機(jī)將懸臂輥道上鋼管拖上固定梁后，步進(jìn)梁由原點(diǎn)進(jìn)行一次正循環(huán)運(yùn)動(dòng)（升、進(jìn)、降、退）。將鋼管向前移送一個(gè)齒距，直至出料位等待出料。 3.3出料控制： 當(dāng)爐內(nèi)最后料位有料時(shí)，向軋線區(qū)發(fā)出等待出剛信號(hào)。 當(dāng)軋線區(qū)發(fā)出要鋼信號(hào)時(shí)，出料機(jī)由原位上升，出料機(jī)上升到位后延時(shí)0.5s（可調(diào)）下降到位，出料輥道加速啟動(dòng)至高速正向運(yùn)轉(zhuǎn)出料，并且隨時(shí)根據(jù)軋線區(qū)要求出料速度變化的具體數(shù)據(jù)，進(jìn)行爐內(nèi)除料輥道速度隨動(dòng)控制至軋線區(qū)出鋼結(jié)束信號(hào)（坯料尾端通過(guò)處料爐門外金屬檢測(cè)器）發(fā)出信號(hào)為止。而爐內(nèi)除料輥道恢復(fù)低速空轉(zhuǎn)。 當(dāng)事故倒料時(shí)，軋線區(qū)發(fā)出事故倒料信號(hào)。爐區(qū)解除連鎖約束后，反饋允許信號(hào)，同時(shí)爐內(nèi)出料輥道與出料爐門外輥道同步反向慢運(yùn)轉(zhuǎn)至手動(dòng)操作停止。 3.4坯料直通控制： 當(dāng)軋線區(qū)發(fā)出坯料直通等待信號(hào)，且爐內(nèi)出料輥道上無(wú)料時(shí)，開(kāi)啟2#裝料爐門及出料爐門至上位。爐內(nèi)出料輥道由低速空轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)至高速正向運(yùn)轉(zhuǎn)出料，并且隨時(shí)根據(jù)軋線區(qū)要求出料速度變化的具體數(shù)據(jù)，進(jìn)行爐內(nèi)出料輥道速度隨動(dòng)控制至軋線區(qū)出鋼結(jié)束信號(hào)（坯料尾端通過(guò)出料爐門外熱金屬檢測(cè)器）發(fā)出停止信號(hào)。同時(shí)關(guān)閉出料爐門至下位，而爐內(nèi)出料輥道恢復(fù)低速空轉(zhuǎn)。 3.5爐區(qū)等待： 當(dāng)軋線區(qū)因客觀情況暫時(shí)無(wú)法要料時(shí)，爐區(qū)可進(jìn)行原地踏步操作，步進(jìn)梁由原位點(diǎn)（后下位）開(kāi)始逆循環(huán)（水平40mm），直至下一個(gè)出鋼動(dòng)作開(kāi)始回位。 四、 爐區(qū)機(jī)械設(shè)備控制操作 根據(jù)生產(chǎn)和維修（或調(diào)試）的不同需要有下列不同的操作方式： ——自動(dòng)：由PLC按照預(yù)定的程序和時(shí)序執(zhí)行，進(jìn)行自動(dòng)生產(chǎn)。 ——半自動(dòng)：由人工按照生產(chǎn)的要求，用操作臺(tái)上的開(kāi)關(guān)，按照設(shè)備功能分區(qū)或通過(guò)PLC按照預(yù)定的程序和時(shí)序，進(jìn)行生產(chǎn)。 ——手動(dòng)：由人工按照生產(chǎn)的要求，用操作臺(tái)上的開(kāi)關(guān)，通過(guò)PLC對(duì)爐區(qū)單體設(shè)備進(jìn)行操作生產(chǎn)。 ——機(jī)旁檢修手動(dòng)：人工在設(shè)備旁或設(shè)備附近的操作點(diǎn)，用操作開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢修操作。] 爐區(qū)機(jī)械設(shè)有主操作臺(tái)，若干機(jī)旁操作箱： 4.2步進(jìn)梁機(jī)旁操作箱 步進(jìn)梁機(jī)旁手動(dòng)操作箱的操作和顯示-步進(jìn)梁升、進(jìn)、降退四個(gè)按鈕及點(diǎn)動(dòng)/單動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（點(diǎn)動(dòng)-按鈕壓下及以低速運(yùn)行至按鈕松開(kāi)時(shí)停止。單動(dòng)-按鈕按下一次即完成一次工藝運(yùn)行。）；正常/調(diào)試轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（正常-系統(tǒng)接受PLC動(dòng)作指令，封閉手動(dòng)操作；調(diào)試-僅客站外機(jī)旁手動(dòng)操作箱操作，封閉其他處操作。）允許機(jī)旁操作顯示燈；升、進(jìn)、降、腿按鈕相互連鎖。 （五）爐區(qū)機(jī)械設(shè)備的檢查驗(yàn)收和試車 爐區(qū)裝料懸臂輥道、爐子步進(jìn)機(jī)械及其液壓系統(tǒng)、爐內(nèi)出料懸臂輥道、撥料機(jī)、割爐門升降裝置，各種限位開(kāi)關(guān)等檢測(cè)與控制元件，工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)等，必須按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定或設(shè)計(jì)文件提出的技術(shù)要求，逐項(xiàng)進(jìn)行檢查驗(yàn)收合格簽字確認(rèn)后，方可進(jìn)行單機(jī)試車和聯(lián)動(dòng)試車。 5.1試車前的檢測(cè)項(xiàng)目 所有爐子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)均采用PLC自動(dòng)控制，裝出料端都設(shè)有工業(yè)電視，用于監(jiān)視爐內(nèi)鋼管裝，出料的操作。試車的質(zhì)量直接影響控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，應(yīng)給于注重。 檢查項(xiàng)目如下： （1）檢查并確認(rèn)步進(jìn)梁立柱與爐底開(kāi)孔之間有無(wú)雜物。 （2）檢查步進(jìn)框架（包括框架或步進(jìn)梁立柱）即步進(jìn)機(jī)械活動(dòng)部分是否與周圍固定的不間有相碰撞的可能。 （3）檢查爐內(nèi)懸臂輥道和爐內(nèi)緩沖擋板的滾軸與爐墻開(kāi)孔之間有無(wú)雜物，并將雜物清除干凈。軸滾與爐墻開(kāi)孔之間密封良好，檢查確認(rèn)合格。 （4）檢查步進(jìn)框架下面的平軌道是否干凈，并將清理干凈后，涂上黃油。 （5）檢查液壓管道和液壓缸的連接是否正確，密封狀況合格。將輪子的輪緣表面清理干凈。 （6）檢查潤(rùn)滑油管與各潤(rùn)滑點(diǎn)的連接是否正確，各潤(rùn)滑點(diǎn)是否已住滿干油，確認(rèn)潤(rùn)滑站已經(jīng)可正常投入使用。 （7）檢查確認(rèn)液壓站各設(shè)備安裝完畢合格。 （8）檢查和維護(hù)爐子熱工儀表，保證儀表能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 5.2機(jī)械設(shè)備的單機(jī)試車 爐區(qū)機(jī)械設(shè)備包括油爐內(nèi)裝料懸臂輥道]、步進(jìn)機(jī)械、爐內(nèi)出料懸臂輥道、撥料機(jī)和爐門升降裝置等，應(yīng)對(duì)逐個(gè)設(shè)備的應(yīng)具有的功能，應(yīng)達(dá)到的技術(shù)參數(shù)，按設(shè)計(jì)要求和有關(guān)的規(guī)范規(guī)定進(jìn)行單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)，逐項(xiàng)檢查驗(yàn)收。單機(jī)試車采用手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)方式，可將運(yùn)行的全過(guò)程，分成幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，然后再連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，以步進(jìn)機(jī)械為例說(shuō)明如下： （1） 將步進(jìn)機(jī)械的水平液壓港點(diǎn)動(dòng)一個(gè)往返行程要檢查運(yùn)行的平穩(wěn)性和最大行程是否達(dá)到要求，然后再進(jìn)行數(shù)次往返運(yùn)動(dòng)。 （2） 將升降缸點(diǎn)動(dòng)一個(gè)往返行程要檢查運(yùn)行的平穩(wěn)性和最大行程是否達(dá)到要求，然后再進(jìn)行數(shù)次往返運(yùn)動(dòng)。 （3） 撥料機(jī)手動(dòng)數(shù)次，調(diào)整后確認(rèn)送鋼行程正常。 （4） 啟動(dòng)爐內(nèi)裝、出懸臂輥道，做正傳、反轉(zhuǎn)、升速、降速、停止操作，確認(rèn)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，工作可靠為止。 （5） 上述試車合格后，在進(jìn)行半自動(dòng)試車，作數(shù)次步進(jìn)陸爐底的正循環(huán)和逆循環(huán)動(dòng)作，達(dá)到運(yùn)行平穩(wěn)。 （6） 聯(lián)動(dòng)試車 聯(lián)動(dòng)試車是將上料系統(tǒng)，爐子步進(jìn)機(jī)械、出料系統(tǒng)共同配合進(jìn)行的連續(xù)動(dòng)作操作，其目的是檢查各部分運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，連鎖關(guān)系是否正常，并且在聯(lián)動(dòng)試車后期應(yīng)采用冷態(tài)有負(fù)荷方式進(jìn)行。 聯(lián)動(dòng)試車后應(yīng)調(diào)整各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行速度和運(yùn)行時(shí)間，直到相互協(xié)調(diào)滿足設(shè)計(jì)要求為止。 九、謝 詞 四年的大學(xué)學(xué)習(xí)，讓我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造方面的知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)而又全面的認(rèn)識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)中一個(gè)重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，它為我們以后從事技術(shù)工作打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)，對(duì)我們掌握所學(xué)知識(shí)情況進(jìn)行了全面而又直觀的檢測(cè)。為了能夠較好的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我投入了萬(wàn)分的精力作了充分的準(zhǔn)備工作。 首先，我先針對(duì)畢業(yè)課題來(lái)考慮，在指導(dǎo)老師的指點(diǎn)和幫助下，對(duì)所需的資料進(jìn)行搜集和整理，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，再對(duì)資料做一個(gè)簡(jiǎn)單的歸類。 其次，根據(jù)指導(dǎo)老師給出的設(shè)計(jì)任務(wù)要求，先制定設(shè)計(jì)的總體方案，按照指導(dǎo)老師要求的設(shè)計(jì)進(jìn)度，一步步的完成此次的設(shè)計(jì)任務(wù)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)雖已結(jié)束，但想想我在其中所學(xué)到的知識(shí)，所遇到的困難，仍記憶猶新。它讓我明白了無(wú)論是設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，還是改造原先的老產(chǎn)品，都是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)過(guò)程，容不的半點(diǎn)含糊。設(shè)計(jì)人員應(yīng)先明白的目的，了解產(chǎn)品的價(jià)值和實(shí)用性。其次，要對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行構(gòu)思，確定總體方案，查閱資料，最后編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，進(jìn)行繪圖。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)我獨(dú)立設(shè)計(jì)思考的和分析解決問(wèn)題的能力，拓寬了我的知識(shí)面，是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)。 我的指導(dǎo)老師是位認(rèn)真、負(fù)責(zé)的人，每次我去問(wèn)她問(wèn)題，她都細(xì)心認(rèn)真的講解，不厭其煩。我感謝老師在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給我的莫大幫助，在此我忠心的表示感謝。 十、參考文獻(xiàn) （1）?機(jī)械制圖? 李澄 主編 高等教育出版社 （2）?機(jī)械制造技術(shù)? 李華主編 高等教育出版社 （3）?機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)? 隨明陽(yáng)主編 機(jī)械工業(yè)出版社 （4）?液壓傳動(dòng)? 丁樹(shù)模主編 機(jī)械工業(yè)出版社 （5）?畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書? 李恒全 等 主編 青島海洋大學(xué)出版社 （6）?實(shí)用機(jī)械結(jié)構(gòu)圖冊(cè)? 黃繼昌 等 主編 人民郵電出版社 （7）?機(jī)構(gòu)創(chuàng)新原理? 曲繼方 曲志剛 主編 科學(xué)出版社 （8）?機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)? 成大先 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 (9) ?工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)? 王秉銓 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 （10）《金屬材料的選用》 楊振華編 化學(xué)工業(yè)出版社 26