大型翻转提升机构的结构设计.docx

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大型翻转提升机构的结构设计

大型H钢翻转提升机构设计

摘要

我国现如今的工业水平不断地发展，H钢运用的领域越发广泛，在提升和翻转那些笨重、体积很大零件不能只靠人力去完成，为了提高生产效率需要设计出一种设备来解决此问题。

在设计的同时需要考虑到传动装置变松以及润滑等问题。

本文首先对翻转机提升类型从其特点进行分析到选择，选择出链式翻转机构和液压式提升装置，对H钢翻转工作进行分析，设计出符合要求的元器件如轴，齿轮，皮带等，对部分件进行校核，为了元件相互协调配合，设备运行平稳。

最后设计出液压与电气系统组合，从而形成一套完整的工作体系从上升正反翻转、制动、下降。

提升机构选择形式为液压式，优点是重量轻、容易实现调速、使用寿命长。

缺点是油液对密封装置要求比较严苛容易泄露。

翻转机构使用链式传动，优点是摩擦性好、成本低。

缺点不耐冲击、质量大。

关键词H钢；翻转机构；提升机构

DesignofLargeScaleHSteelLiftingMechanismAbstract

Chinaisnowthelevelofindustrialdevelopment,Hsteelusedmoreandmorewidelyinthefield,liftingandturningoftheheavyandlargepartscannotonlyrelyonmanpowertocomplete,inordertoimprovetheproductionefficiencyweneedtodesignadevicetosolvethisproblem.Atthesametimethedesignshouldtakeintoaccounttheloosegearandlubricationproblems.

Basedontheanalysisofthetypesofhoistingmachineturntochoosefromitsfeatures,chooseachainturnovermechanismandahydraulicliftingdeviceforHsteelturningworkanalysis,designedtomeettherequirementsofthecomponentssuchasshaft,gear,beltandsoon,tocheckthepart,asthecomponentsofcoordination,equipmentrunningsmoothly.Finally,thehydraulicandelectricalsystemiscombinedtoformacompletesystemofwork,fromrising,reverse,brakinganddescending.

Theselectionofliftingmechanismishydraulic,withtheadvantagesoflightweight,easyrealizationofspeedcontrolandlongservicelife.Thedisadvantageisthattheoilonthesealingdevicerequirementsaremorestringent,easytoleak.Theturnovermechanismadoptschaintypetransmission,andhastheadvantagesofgoodfrictionandlowcost.Disadvantages,noimpact,highquality.

KeywordsHsteel,turnovermechanism,liftingmechanism

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1课题研究的背景及意义

现如今社会经济飞速发展，国家不断强调工业并大力投入工业设计发展，建筑业与大型工业更是不断发展，像大型H钢这样的钢型会用到很多，所以有着大量的。

注重钢材的可持续发展经济与节约使用是实现钢材向绿色环保发展的必经之路。

所以要大力推广与应用，放长远的眼光来看H钢的需求必然很大。

制造业是国家实现新工业文化的基础保证。

大型工件的制造体现了国家的工业文化水平[1]。

在生产与制造大型构件中，很多时候都需要大型翻转机来改变工件的位置。

这些年来由于板材的价格上涨也带来了很多利好，钢材的价格也在持续上涨，同时H型钢的市场也逐渐回暖，国内与国外在H型钢的价格差距逐渐变小，有利于国内钢材对外出口。

例如现有的翻转机构来说，有CL型、U型、和L型等翻转机，但是他们都有的缺点就是；承载能力较低，并且翻转的自由度单一，翻转的角度也很单一，不能同时满足生产环节中个工序的翻转要求[2]。

被运用到翻转机构的场合，最常见的就是在焊接生产中，当H钢一面完成焊接后，这是需要将工件翻转为了方便加工另一面。

但是H钢重量很大，只靠人力将其翻转是很困难的，这时就需要专用的翻转设备，在大量生产时，为了使生产效率提高，就需要这样的机构。

本次研究的课题大型H钢翻转提升机，就是为这种场合下产生的设备。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外发展现状

自19世纪初期，卢森堡建立了成世界第一个热轧H钢生产线，此后H型钢生产与设备都有了很大的发展，在50年代和80年代掀起两次发展高潮。

到了80年代末，世界H钢产能量可以达到2000万吨，占世界钢材总产量的3％~6％，现世界H型钢轧机有将近100套，存在20多个国家。

下面以日本H型钢生产现状为重点，初步探讨国外H钢发展的现状。

日本是二次世界大战后经济发展最快的国家之一，与经济发展同步的H型钢的发展过程是值得我国研究与借鉴的。

到1973年日本钢的总产量就达到1024.8万吨，其中H钢产量为554.3万吨，H钢占了一半还多，H型钢结构也因此得到了广泛的发展与使用拿轻型H钢举例；在日本，轻型H钢主要用于低层或多层厂房，公共建筑物等。

这样制造可以效率，但是对材料精度和设备自动化也提出了新要求，轻型H钢最适合建筑这样的工业化住宅。

1992年日本钢生产量为1040万吨，其中H钢占57.8％，产量为600.8万，占型材结构的一半以上，H型钢运用的领域越来越广，甚至取代了工字钢，使得工字钢产量降为28.8万，仅占2.8％，这也使H钢的质量与技术水平得到快速发展。

1972~1992年日本累计生产H钢9042.8万吨（出口2000万吨）按日本人口11000万计，累计人均消费为640kg，人均年消耗32kg。

俄国与加拿大的矿产资源非常丰富，日本进口来源多从这两个国家。

日本的企业用投资或者是买股份的形式这这两个国家拥有很多资源，这样也可以弥补一些国家本身的不足，从而的到长远的发展。

日本除了对这两个国家进行投资或者是买股权，还对很多国家分布全球，参股，战略合作，合资等，这样能更好的分散风险，降低成本，可以分享世界经济成长的果实，得到稳定发展。

为了能更好的融入市场，日本也调整了进出口结构，进口一些低档一般的原料，通过本国先进工业加工水平进行加工，相当于从毛胚到成品的过程，出口世界各国，从而获得非常丰厚的利润。

就利用这样的产业链日本已经处在世界上游，加上前面所说的对各国投资、战略合作等，达到利润最大化同时也可以打击对手的目的。

1.2.2国内发展现状

我国H型钢的生产起步较晚，直到上世纪90年代马钢才能生产出0.2m以下的小型H型钢，由于生产力不强无法完成量化生产，直到1998年才完成这个目标。

现在通过国家统计句数据来说明04到14年这10年间钢铁的发展如图1-1。

图1-12004-2014年中国型钢产量走势图

在通过04年到14年这10年我国H型钢细分品中产量统计如表1-1。

表1-12004-2014年我国H型钢主要细分品种统计（万吨）

年份

大型H型钢

中小型H型钢

钢型合计

2004年

638.3

3778.0

4016.3

2005年

747.8

2664.6

3412.3

2006年

917.2

2386.1

3303.3

2007年

1014.7

2839.5

3854.2

2008年

894.1

2953.8

3847.9

2009年

947.0

4118.9

5065.9

2010年

946.5

4251.9

5198.4

2011年

1103.8

4573.2

5676.9

2012年

1132.7

4702.1

5834.9

2013年

1274.9

5745.4

7020.3

2014年

1349.5

5620.0

6969.5

从总体这10年来看，虽然在偶然存在今年产量不如往年的现象，但是总的产量还是在稳步提升的，对于品种分析可看出，每个时期对于H型钢种类的需求也是不同的，都是在为市场做调整，总体来说H型钢的需求在不断增加。

马钢是我国第一个生产H型钢的企业，现加以介绍。

马钢公司H型钢厂从国外公司引荐生产技术和设备，一期工程年生产能力60万吨以生产H钢为主。

在H型钢的生产中都是由计算机控制，计算机控制系统有三级、一级为基础控制级、二级为过程控制级、三级为工厂管理控制级。

总体来说这是一条在我国也可以说是世界上都十分先进的刚型生产线。

它的建成也增强了我国生产H钢的技术水平。

图1-2为马钢生产的H型钢铁。

图1-2马钢生产的H型钢材

就最近几年来说我国生产刚型的技术与水平离世界先进水平很接近甚至可以说是能达到。

对以后来说进步技术，设备提升已经不是主要目的，主要是为了满足用户需求才是目的，目前我国刚型型材标准只能满足工业生产，国外的标准也无法满足我国的标准生产。

同时尺寸公差，钢铁化学成分纯净度，表面质量等各个方面来说，我国与发达国家相比还是有一定的差距。

1.3本课题的研究内容

大型H钢翻转提升机构，主要就是为了研究大型H钢的翻转与提升装置两部分。

主要内容有；

1.查阅相关资料，了解大型H钢翻转提升机构国内外现状、特点、差距基本确定研究方法及研究思路，撰写开题报告；

2.做出大型H钢翻转提升机构的总体方案；

3.计算出大型H钢翻转提升机构的主要参数；

4.完成大型H钢翻转提升传动系统、电气与液压设计。

第2章翻转提升机构的总体设计

2.1翻转和提升机构采用形式的确定

2.1.1翻转机构的确定

翻转机构的作用是将工件做沿着轴做翻转运动，使工件变换有利位置更好地进行加工[5]。

现在翻转机构有很多类型可以参考，例有头尾架式、等，如表2-1所示翻转机构的种类。

这些翻转类型都可以使用在实际不同的生产中，但是在我国还没有对翻转机形式制定标准，只有头尾架式有系列标准。

表2-1翻转机构种类

形式

变位速度

驱动方式

工作特点

头尾架式

可调

机电

环形焊缝，运用于轴类和椭圆形焊件，旋转变位

框架式

恒定

机电或液压

用于较长焊件，倾斜变位

链式

恒定

机电

用于自身刚度强的工件翻转变位

环式

恒定

机电

用于自身刚度强的工件翻转变位，在大型构件的组对与焊接应用中较多

推举式

恒定

液压

用于倾斜变位，装配和焊接在同一工作台上进行

由工作特点分析，对翻转种类的最后三种进行重点分析和选择，作为大型H钢的翻转机构。

现在分析这三种形式，选择出最合适的形式