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南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學 生 姓 名：
沈立
學 號：
05010224
專 業(yè)：
機械工程及自動化
設計(論文)題目：
氣動式定尺飛鋸機的結構設計
指 導 教 師:
武培軍 吳晟
2009 年 3 月 22 日
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
文 獻 綜 述
摘要 本文獻綜述介紹了氣動式飛鋸機在連續(xù)軋制各種型材、管材等生產線上的重要功用,它能保證一定的精度.氣動式定尺飛鋸在當前國內外都得到了廣泛的應用,與其它飛鋸機相比,它成本低,滿足精度要求,適合中小企業(yè)的優(yōu)點,所以本文獻通過介紹幾種飛鋸機的特點不同，說明了氣動飛鋸機的優(yōu)點，以及介紹了該飛鋸機的工作過程、控制系統(tǒng)特點、設計路線和注意的問題等等。
關鍵詞 定尺飛鋸 氣動式飛鋸機 氣動
1 氣動式飛鋸機的功用
隨著國民經濟的發(fā)展，現代化的大型廠房、大跨度的展覽場館、體育運動場館、大型倉儲、橋梁、機場、起重、運輸、車輛等各行各業(yè)廣泛地采用鋼結構，使得鋼結構需求量大幅度增加，對鋼結構鋼材材質、規(guī)格品種也提出了更高的要求。
2001年我國冷彎型鋼生產30萬噸（不包括鋼管和涂層板）。據中國鋼協(xié)冷彎型鋼分會統(tǒng)計2001產量約有70萬噸，加上其他行業(yè)（農機、水電、汽車、機械等）約有150萬噸，占全國鋼材產量的1‰左右，而國外工業(yè)發(fā)達國家冷彎型鋼占全國鋼材的3.0‰～5.0‰。冷彎型鋼的特點： 可生產各種復雜的斷面與熱軋型鋼相比具有斷面形狀合理、重量輕，強度高的優(yōu)點，又在冷彎加工中提高了強度。比一般熱軋型鋼的構件節(jié)約鋼材10.0‰～50.0‰。
在線定長切割飛鋸機是冶金企業(yè)連續(xù)軋制各種型材、管材等生產線上不可缺少的重要設備，用于連續(xù)生產中將無限長的鋼管按預定的長度在線自動切斷。定尺飛鋸機在生產中決定著管材的質量、長度等。它的精度保證了管材的精度[1]。
2 定尺飛鋸機的國內外現狀
在國外定尺飛鋸機的發(fā)展很快，基本上都能達到國際標準。我國焊管生產設備起步較晚，一些關鍵設備比較陳舊。隨著鋼鐵行業(yè)的飛速發(fā)展，對鋼鐵加工行業(yè)提出了要求。全國各地加工業(yè)也開始著眼于技術開發(fā)。就定尺飛鋸機來說，從技術含量較低的液壓傳動，氣動傳動，發(fā)展到如今的微機控制定尺飛鋸機，電液數控飛鋸機等。
下面介紹幾種現代主要應用生產中的飛鋸機：
2.1 微機控制定尺飛鋸機
微機控制定尺飛鋸機是由微機控制系統(tǒng)、大功率可逆伺服系統(tǒng)、機械液壓、氣路系統(tǒng)所組成的機電一體化高技術產品焊管、冷彎生產線的關鍵組成設備，可用于高速跟蹤自動切割鋼管、型材等[14]。
2.2 電液數控飛鋸機
電液數控飛鋸機是由微機控制電子液壓傳動，一般包括液壓箱，電子計算機，軟件等幾部分組成，采用半開環(huán)控制無參數調整，電路簡單，性能穩(wěn)定，故障率低。機床可實現程序鋸切，預設多種鋸切定尺與其根數，自動轉換可不停車，改變定尺要求，也可人為暫時中斷運行[15]。
2.3 伺服飛鋸機
伺服飛鋸機是于2002年面世的一種新型飛鋸機，鋸切長度5.5m～6m時，鋸切精度為0mm～+5mm，高于國際上通用的英國Bs標準(0mm～+6mm)。鋸切精度提高了16.7％，且在這方面處于國際先進的水平[1]。
3 氣動式定尺飛鋸的工作過程
氣動式定尺飛鋸機是為由光電脈沖編碼器、分別測出型鋼的長度及速度和鋸切小車的位移量，由PLC進行運算，當型鋼長度(以切口為零點)等于設定長度減去殘長，PLC發(fā)出啟動訊號，助推缸、長缸氣閻合上，推動鋸切小車作加速運動，再經過(這時殘長為零)，PLC發(fā)出夾緊命令，鋸切小車完成夾緊、鋁切，抬鋸，橙夾等動作，當PLC收到松夾信號，發(fā)出長缸氣閥換向接通命令，鋸切小車在長缸推力下返回原點，等待下一次鋸切。
4 氣動式定尺飛鋸的控制系統(tǒng)的特點
（1） 全部保留了原來機械定尺飛鋸裝鬣的氣動小車鋸切機構及傳動方式不變，有利于者設備的技術改造，上馬快，投資省。機組還保留了原有的操作習慣，工人易掌握(即人機親善性好)，日常維修很方便。
（2） 控制系統(tǒng)依據我們研究的控制模塑，充分運用PLC軟件編程能力，充分考慮到。①氣源壓力波動和氣動執(zhí)行元件的離散性對定尺精度的影響。② 在低擋PLC上完成2路高速脈沖輸入、運算，比較等要在高檔PLC才具有的功能 ⑨能在20m／min～50m／rain的生產線速度范圍內跟蹤鋸切，達到較高精度。本系統(tǒng)電氣控制部分定尺精度≤±1mm，在180生產線上的試生產，抽拴結果，其定尺精度較高，平均絕對誤差≤5mm，是我們所知的氣動飛鋸能達到前較高精度[13]。
（3） 本系統(tǒng)設計運用了系統(tǒng)可靠性理論，在滿足系統(tǒng)功能的條件下，硬件盡可能簡化，裝宦上一體化。關鍵元器件選用可靠性很高的元器件(即提高系統(tǒng)瓶頸的可靠度)，本系統(tǒng)主控回路平均無故障工作時間大于l萬小時。
（4） 關鍵元件如脈沖編碼器等設有自檢功能。
5 本設計的目的與意義
目前市場上大量應用的在線定尺飛鋸機主要有氣動式飛鋸機，液動式飛鋸機，電腦鋸等幾種形式。其中，氣動式飛鋸機的鋸切割裝置，夾緊裝置，主傳動裝置都是氣動的，與近些年市場上推廣的電腦鋸相比，氣動式飛鋸機本低(只有微機控制飛鋸的1／5，進口機組的1／15)，安裝使用方便(只有一只程控柜位于生產線旁，無需專用機房)，定尺精度較高，其平均絕對鋸切誤差≤5mm，可靠性好，主機的平均無故障工作時間大于l萬小時，操作維護方便，只要電工即可承擔，是改造國內鋼管、型鋼生產線的優(yōu)良機組，有廣泛的推廣前景，但是，電腦鋸它也存在著一定的缺陷,例如：(1)價格偏高，一臺設備近30萬元。一次性投資很大，一般中小廠家難以承受；(2)微機抗干擾性能差，使得控制設備結構復雜?，F場安裝要求高；(3)調試以及維修保養(yǎng)困難，需專門人員維護，一旦發(fā)生故障很難立即排除。但它也具有一定的缺陷，噪音大，利用率低，無功損耗大，工作速度不穩(wěn)定，零部件損壞的概率大等。而氣動式飛鋸機恰恰具有成本低、壽命長、工作可靠、使用維修方便的特點，其定尺精度也足以滿足要求，固市場前景廣闊[2]。
因此，針對大量中小企業(yè)這一中低端市場，結合我國的國情,選定了“氣動式定尺飛鋸機”作為畢業(yè)設計的攻關課題。
參 考 文 獻
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[2] 任翀，郝勇，李艷菲．FJ114 微機控制定尺飛鋸系統(tǒng)定尺精度分析[J]．包頭鋼鐵學院學報，2003（3）：63-65．
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[4] 王懋瑤．液壓傳動與控制教程[M]．天津：天津大學出版社，1995．
[5] 何緒節(jié)凡．曾發(fā)祚.脈沖與數字電路[M]．成都：成都電子科技大學出版社，1995．
[6] 李宗林．電流斷續(xù)的調速系統(tǒng)[J].電氣傳動，1985(6)．
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[15] 程武．SM120 ETS- L 型飛鋸機[J]．焊管，1993(6)．
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
１ 設計中需注意的問題
1）鋸切小車與定尺小車之間要剛性聯(lián)接且穩(wěn)定，一般多采用Φ50mm鋼管制作。
2）鋸切小規(guī)格鋼管時因鋼管剛性差，易彎曲，從而影響定尺精度，需要增加防彎壓輥。
3）氣壓源壓力要穩(wěn)定可靠，才能準確、協(xié)調完成飛鋸機的各項動作，保證定尺精度的準確和生產的連續(xù)。
4）在夾緊、鋸切到松夾的過程中，飛鋸小車的行走速度應與焊管軋制速度基本同步。
5）鋸切精度要滿足焊管產品標準要求。
6）由于飛鋸是生產線上的一個重要環(huán)節(jié)，因此要求設備運行可靠， 否則一出故障將全線停產。
7）控制系統(tǒng)的關鍵問題是在小車與軋管速度同步的瞬間，如何使鋸片與管端間的距離正好是定尺鋼管的設定長度。
２ 采用的手段
1 在學校圖書館查閱相關資料。
2 在工廠的實踐畢業(yè)實習。
3 通過老師和工程師的指導。
4 通過瀏覽因特網上的相關資料。
通過對相關資料和數據的理論計算和分析。
３ 工作路線：
1) 設計準備
了解設計任務書，明確設計要求、工作條件、設計內容的步驟；通過查閱有關設計資料，參觀實物征詢操作人員的建議等，了解設計對象的性能、結構及工藝性；準備好設計需要資料、繪圖工具；擬定設計計劃等。
2) 草圖設計
繪制裝配草圖；進行總體結構設計和部件設計。
3) 編寫設計說明書
寫明整個設計的主要計算和一些技術說明。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日