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畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
專 業(yè) 班 級_ 學(xué)生姓名
一．設(shè)計（論文）題目：步進(jìn)梁式再加熱爐設(shè)計
二．原始資料： 再加熱爐加熱鋼管規(guī)格，爐型和爐子的基本尺寸，步進(jìn)梁式加熱爐底方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析圖、機(jī)械設(shè)計手冊、已有原型機(jī)等
三．設(shè)計（論文）要求：要求學(xué)生通過資料查詢了解步進(jìn)梁式再加熱爐設(shè)計的工作原理、加熱爐區(qū)域內(nèi)工藝流程，能夠運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械設(shè)計與機(jī)械零件基礎(chǔ)知識確定設(shè)計方案并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，提供設(shè)計說明書，并通過CAD設(shè)計軟件繪制所設(shè)計的零件圖及裝配圖。
四．畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：
1設(shè)計（論文）說明書（根據(jù)大綱要求） 設(shè)計說明書一份
2 設(shè)計（論文）圖紙 固定齒形梁、滾輪零件圖以及再加熱爐總體圖、再加熱爐總裝圖
五．畢業(yè)設(shè)計（論文）工作期限：
任務(wù)書發(fā)給日期 2005 年 11月 15日
設(shè)計（論文）工作自 2005年 11月 15日 至 2006年 6月 15日
設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師
學(xué)科（方向）負(fù)責(zé)人
主管院長
畢業(yè)設(shè)計概要
課題：步進(jìn)梁式再加熱爐設(shè)計
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)移動的一種機(jī)械化爐。
步進(jìn)爐底的結(jié)構(gòu)和傳動方式要根據(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)和工地方面的實用性。所以必須嚴(yán)格計算其內(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)梁的升降和平移動作采用液壓缸驅(qū)動。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)，固定梁最末一個料位檢測有料后，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) 有效爐底長度
梁距 齒距
目 錄
序言·····································1
（一）課題簡介·································2
（二）再加熱爐機(jī)械設(shè)備設(shè)計·······················5
（三）加熱爐區(qū)域內(nèi)工藝流程簡述·················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)備的檢查驗收和試車·············21
（六）、謝 詞···································22
（七）、參考文獻(xiàn)································23
圖紙有：裝配圖，零件圖
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： 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：同時加熱段和均熱段沿爐寬方向，分別分為4個溫度控制段，以保證鋼管長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?；顒恿汉凸潭旱捻斆媸菐Щ⌒偷凝X型，使鋼管在爐內(nèi)等間距放置。在每一次步進(jìn)時鋼管都能轉(zhuǎn)動一個角度，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)梁的升降和平移動作采用液壓缸驅(qū)動。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)，固定梁最末一個料位檢測有料后，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)動均采用PLC自動控制，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。每個溫度控制段均配備8支亞高速天然氣燒嘴進(jìn)行供熱。
實習(xí)小結(jié)
實習(xí)，顧名思義：在實踐中學(xué)習(xí)。在經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)之后，我們需要了解自己的所學(xué)應(yīng)該如何應(yīng)用在實踐中，因為任何知識都源于實踐，歸于實踐，所以要將所學(xué)的知識在實踐中來檢驗。
實習(xí)期間，在單位領(lǐng)導(dǎo)的精心培育和教導(dǎo)下，通過自身的不斷努力，無論是思想上，學(xué)習(xí)上還是工作上，都取得了長足的發(fā)展和巨大的收獲，現(xiàn)將工作總結(jié)如下：
1． 思想上。我懂得了團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，在實訓(xùn)中，我們每兩個人一組進(jìn)行工作，目標(biāo)一致，分工明確，這也培訓(xùn)了我們的協(xié)作精神，我們都是團(tuán)隊中的一員。
2． 學(xué)習(xí)上。自從參加工作以來，我從沒有放棄學(xué)習(xí)理論知識，由于我學(xué)習(xí)勤奮刻苦，成績優(yōu)良，學(xué)習(xí)中受到老師的充分肯定，目前正在積極準(zhǔn)備論文答辯。
3． 工作上。我工作中取得的一點(diǎn)成績，這與單位領(lǐng)導(dǎo)和同事們的幫助是分不開的。我始終堅信一句話“一根火柴再亮，也只有豆大的光。但倘若用一根火柴去點(diǎn)燃一堆火柴，則會熊熊燃燒”。我希望用我亮麗的青春，去點(diǎn)燃周圍每個人的激情，感召激勵著同事們一起為我們的事業(yè)奉獻(xiàn)，進(jìn)取，建功，立業(yè)。
沒有實踐就沒有發(fā)言權(quán)。實習(xí)之前覺得這一個月太短，也學(xué)不到什么實質(zhì)性的東西。但當(dāng)我真正著手處理時，就不能有絲毫小瞧的意思了。一切的一切都需要我們用心去領(lǐng)悟并結(jié)合所學(xué)知識去操作。
當(dāng)然，機(jī)械制造業(yè)的四個發(fā)展趨勢是不單獨(dú)的，它們是有機(jī)的結(jié)合在一起的，是互相依賴，互相促進(jìn)的，同時由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也將會使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。
前面我們看到的是機(jī)械制造行業(yè)其自身的發(fā)展。然而，作為社會發(fā)展的一個部分，它將和其它的行業(yè)有更廣泛的結(jié)合。21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化，網(wǎng)絡(luò)化，虛擬化，智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算，分析等腦力勞動中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，智能化促進(jìn)柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷力與適應(yīng)能力。當(dāng)然這一切還需要我們大家進(jìn)一步的努力。
一個月的實習(xí)短暫，但卻給我們以后的道路指出一條明路，那就是思考著做事，事半功倍。更重要的是做事的心態(tài)，也可以得到磨練，可以改善很多不良的習(xí)慣，
實習(xí)雖然很累，但它讓我更充實，更豐富，但愿有更多的收獲伴著我，走向未知的將來。
再加熱爐的設(shè)計再加熱爐的設(shè)計 總體設(shè)計總體設(shè)計XXXX大學(xué)大學(xué) 序言 畢業(yè)設(shè)計，它是一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一種理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練畢業(yè)設(shè)計，它是一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一種理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練踏實我們完成本專業(yè)教學(xué)計劃的最后一個極為重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是我踏實我們完成本專業(yè)教學(xué)計劃的最后一個極為重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本理論基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本理論基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練，它在我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練，它在我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地位。這對學(xué)生即將從事的有關(guān)技術(shù)工作和未來事業(yè)的開拓有一定意義。位。這對學(xué)生即將從事的有關(guān)技術(shù)工作和未來事業(yè)的開拓有一定意義。畢業(yè)設(shè)計的主要目的：畢業(yè)設(shè)計的主要目的：培養(yǎng)我們綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力，拓培養(yǎng)我們綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)過的知識。寬和深化學(xué)過的知識。培養(yǎng)我們樹立正確的設(shè)計思想，設(shè)計構(gòu)思和創(chuàng)新思維。掌握工程設(shè)計的一培養(yǎng)我們樹立正確的設(shè)計思想，設(shè)計構(gòu)思和創(chuàng)新思維。掌握工程設(shè)計的一般程序，規(guī)范和方法。般程序，規(guī)范和方法。培養(yǎng)我們正確使用技術(shù)資料，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊，圖冊等工具書進(jìn)行設(shè)培養(yǎng)我們正確使用技術(shù)資料，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊，圖冊等工具書進(jìn)行設(shè)計計算，數(shù)據(jù)處理。編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。計計算，數(shù)據(jù)處理。編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。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)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。習(xí)的基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法。就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練。叢中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。為今后參加祖國次適應(yīng)性訓(xùn)練。叢中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。為今后參加祖國的的“四化四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于個人能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處。懇切各位老師給予指導(dǎo)。由于個人能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處。懇切各位老師給予指導(dǎo)。一、概述 該設(shè)備是連軋管工程步進(jìn)梁式再加熱爐是為連軋生產(chǎn)線提供鋼管再加熱在線?；撛O(shè)備是連軋管工程步進(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。（一種熱處理方式）所用。1 1、再加熱爐加熱鋼管規(guī)格及產(chǎn)量：、再加熱爐加熱鋼管規(guī)格及產(chǎn)量：外徑：外徑：148 mm148 mm、164 mm 164 mm、256 mm 256 mm、281mm281mm 壁厚：壁厚：4.525/32 mm4.525/32 mm 長度：長度：800032000mm800032000mm 產(chǎn)量：產(chǎn)量：125t/h 125t/h 1.21.2最高陸溫：最高陸溫：10501050 1.211.21鋼管入爐溫度：鋼管入爐溫度：720720870870 1.221.22鋼管出爐溫度：鋼管出爐溫度：900900950950 1.31.3爐型和爐子的基本尺寸爐型和爐子的基本尺寸 爐型：爐型：步進(jìn)梁式爐步進(jìn)梁式爐 裝出料軌道中心距：裝出料軌道中心距：16000mm16000mm 爐子內(nèi)長：爐子內(nèi)長：15300mm15300mm 爐子內(nèi)寬：爐子內(nèi)寬：3400 mm3400 mm 有效爐底面積：有效爐底面積：約約542m542m 固定梁頂面標(biāo)高：固定梁頂面標(biāo)高：+6644+6644 1.41.4爐型概述爐型概述 爐子從裝料至出料沿爐長方向分為爐子預(yù)熱段，加熱段爐子從裝料至出料沿爐長方向分為爐子預(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)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。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)與燒嘴選型合理配燒嘴選型合理配 置的前提。設(shè)計以天然氣為燃料，步進(jìn)梁式再加熱爐加熱置的前提。設(shè)計以天然氣為燃料，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：同時加熱段和均熱段沿爐寬方熱效率高，溫度分布均勻：同時加熱段和均熱段沿爐寬方向，分別分為向，分別分為4 4個溫度控制段，以保證鋼管長度方向的溫個溫度控制段，以保證鋼管長度方向的溫度均勻性。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?；钿摴茉偌訜崾怯媚蜔徼T剛梁支托鋼管的步進(jìn)梁式爐?；顒恿汉凸潭旱捻斆媸菐Щ⌒偷凝X型，使鋼管在爐內(nèi)等間動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)時鋼管都能轉(zhuǎn)動一個角度，從而保距放置。在每一次步進(jìn)時鋼管都能轉(zhuǎn)動一個角度，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。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。循環(huán)，均勻加熱。爐型爐型二、再加熱爐機(jī)械設(shè)備設(shè)計 步進(jìn)式爐是依靠專用的步進(jìn)機(jī)械使工件在爐內(nèi)移動的一步進(jìn)式爐是依靠專用的步進(jìn)機(jī)械使工件在爐內(nèi)移動的一種機(jī)械化爐。該爐內(nèi)機(jī)械傳動有多種方式，如：齒條式種機(jī)械化爐。該爐內(nèi)機(jī)械傳動有多種方式，如：齒條式,摩擦推桿式摩擦推桿式,機(jī)械杠桿托升機(jī)構(gòu)，四桿機(jī)構(gòu)升降式機(jī)械杠桿托升機(jī)構(gòu)，四桿機(jī)構(gòu)升降式,鏈條鏈條牽引式等，但考慮到功率損耗和設(shè)備的使用周期，故：牽引式等，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)械傳動方式采用液壓傳動和雙輪斜軌機(jī)步進(jìn)爐的步進(jìn)機(jī)械傳動方式采用液壓傳動和雙輪斜軌機(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），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)動都要設(shè)有定心裝置，用以保證使?fàn)t底步升降和水平運(yùn)動都要設(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，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。降框架和水平框架上。步進(jìn)梁式加熱爐底機(jī)械設(shè)備：步進(jìn)梁式加熱爐底機(jī)械設(shè)備：采用液壓系統(tǒng)來控制整個爐子的進(jìn)出料裝置和步采用液壓系統(tǒng)來控制整個爐子的進(jìn)出料裝置和步進(jìn)梁的升降運(yùn)動，它們均是通過液壓缸將液壓能進(jìn)梁的升降運(yùn)動，它們均是通過液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，進(jìn)出料裝置是通過兩對液壓缸來轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，進(jìn)出料裝置是通過兩對液壓缸來實現(xiàn)運(yùn)動的；步進(jìn)梁的升降運(yùn)動是通過四個升降實現(xiàn)運(yùn)動的；步進(jìn)梁的升降運(yùn)動是通過四個升降液壓缸來實現(xiàn)的。升降液壓缸推動帶上下輪組的液壓缸來實現(xiàn)的。升降液壓缸推動帶上下輪組的升降框架，下輪組在斜軌上面作上下運(yùn)動，通過升降框架，下輪組在斜軌上面作上下運(yùn)動，通過上下輪組帶動水平框架作升降運(yùn)動。在此過程中，上下輪組帶動水平框架作升降運(yùn)動。在此過程中，水平運(yùn)動液壓缸被鎖定。步進(jìn)梁的進(jìn)、退運(yùn)動水平運(yùn)動液壓缸被鎖定。步進(jìn)梁的進(jìn)、退運(yùn)動（即平移運(yùn)動）是通過（即平移運(yùn)動）是通過2 2個液壓缸來實現(xiàn)的。它直個液壓缸來實現(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。在此過程中，升降運(yùn)動的液壓缸上作平移運(yùn)動。在此過程中，升降運(yùn)動的液壓缸被鎖定。升降和平移框架的定心倒像是借助于安被鎖定。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)向輪來裝在框架中心線升降定心導(dǎo)向輪和水平導(dǎo)向輪來實現(xiàn)的。實現(xiàn)的。2.2.2天然氣燒嘴：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然氣燒嘴。2.3.1.22.3.1.2爐內(nèi)懸臂輥道爐內(nèi)懸臂輥道 爐內(nèi)懸臂輥道輥道性能：爐內(nèi)懸臂輥道輥道性能：輥形及傳動方式：輥形及傳動方式：V V型的懸臂輥，電機(jī)傳動型的懸臂輥，電機(jī)傳動 輥軸冷卻方式：水冷卻輥軸冷卻方式：水冷卻 懸臂輥個數(shù)：裝料輥道懸臂輥個數(shù)：裝料輥道1919個，出料輥道個，出料輥道2020個個 裝出料機(jī) 出料機(jī)爐內(nèi)緩沖擋板 為防止入爐坯料因失控而撞壞爐墻，在裝料爐門對面?zhèn)葔?nèi)設(shè)有彈性擋板。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：爐內(nèi)緩沖擋板技術(shù)參數(shù)設(shè)計：主彈簧直徑：主彈簧直徑：30mm30mm 冷卻方式：軸心水冷。冷卻方式：軸心水冷。謝 詞 四年的大學(xué)學(xué)習(xí)，讓我對機(jī)械設(shè)計與制造方面的知識有四年的大學(xué)學(xué)習(xí)，讓我對機(jī)械設(shè)計與制造方面的知識有了一個系統(tǒng)而又全面的認(rèn)識。畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)習(xí)中一了一個系統(tǒng)而又全面的認(rèn)識。畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)習(xí)中一個重要的實踐性環(huán)節(jié)，是一個綜合性很強(qiáng)的設(shè)計任務(wù)，個重要的實踐性環(huán)節(jié)，是一個綜合性很強(qiáng)的設(shè)計任務(wù)，它為我們以后從事技術(shù)工作打下了一個良好的基礎(chǔ)，對它為我們以后從事技術(shù)工作打下了一個良好的基礎(chǔ)，對我們掌握所學(xué)知識情況進(jìn)行了全面而又直觀的檢測。為我們掌握所學(xué)知識情況進(jìn)行了全面而又直觀的檢測。為了能夠較好的完成這次畢業(yè)設(shè)計，我投入了萬分的精力了能夠較好的完成這次畢業(yè)設(shè)計，我投入了萬分的精力作了充分的準(zhǔn)備工作。這次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)我獨(dú)立設(shè)計思作了充分的準(zhǔn)備工作。這次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)我獨(dú)立設(shè)計思考的和分析解決問題的能力，拓寬了我的知識面，是一考的和分析解決問題的能力，拓寬了我的知識面，是一次很好的鍛煉機(jī)會。次很好的鍛煉機(jī)會。我的指導(dǎo)老師是位認(rèn)真、負(fù)責(zé)的人，每次我去問她問題，我的指導(dǎo)老師是位認(rèn)真、負(fù)責(zé)的人，每次我去問她問題，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)計中給我的莫大幫助，在此我忠心的表示感謝。業(yè)設(shè)計中給我的莫大幫助，在此我忠心的表示感謝。答辯提綱
尊敬的各位老師上午（下午）好：
我是機(jī)械系的學(xué)生。我做的畢業(yè)課題是《再加熱爐的設(shè)計——總體設(shè)計》。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)移動的一種機(jī)械化爐。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)操作平臺等。
步進(jìn)梁式再加熱爐的工作原理：鋼管由一種機(jī)構(gòu)傳輸?shù)竭M(jìn)料輥道的上方,爐子另一端有緩沖擋板控制其位置,防止沖出爐墻.鋼管靜止處于處于出料輥道上時,再由液壓系統(tǒng)控制進(jìn)料撥料機(jī),它將鋼管撥至齒行步進(jìn)機(jī)構(gòu),在齒行步進(jìn)機(jī)構(gòu)中齒行梁的每一次步進(jìn)鋼管都能轉(zhuǎn)動一個角度，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。齒行步進(jìn)機(jī)構(gòu)由液壓系統(tǒng)控制,實現(xiàn)升降,平移步進(jìn)行程,鋼管由步進(jìn)機(jī)構(gòu)一步一步通過再加熱爐的四個加熱階段和四個溫?zé)岫?通過加熱過程之后,鋼管被送到出料端口,出料端 設(shè)有出料撥料機(jī)構(gòu),出料機(jī)根據(jù)其工作原理,將鋼管撥至出料輥道上,由電動機(jī)帶動的出料輥道將鋼管送至爐子外部,即完成一次鋼管的再加熱.
畢 業(yè) 設(shè) 計
設(shè)計題目： 再加熱爐的設(shè)計
——總體設(shè)計
系 別:
專 業(yè):
班 級:
姓 名:
學(xué) 號:
指導(dǎo)老師:
完成時間: 2006年5月
序言
畢業(yè)設(shè)計，它是一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一種理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練踏實我們完成本專業(yè)教學(xué)計劃的最后一個極為重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本理論基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(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。這對學(xué)生即將從事的有關(guān)技術(shù)工作和未來事業(yè)的開拓有一定意義。
畢業(yè)設(shè)計的主要目的：
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)問題的獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)過的知識。
2培養(yǎng)我們樹立正確的設(shè)計思想，設(shè)計構(gòu)思和創(chuàng)新思維。掌握工程設(shè)計的一般程序，規(guī)范和方法。
3 培養(yǎng)我們正確使用技術(shù)資料，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊，圖冊等工具書進(jìn)行設(shè)計計算，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 就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練。叢中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。
由于個人能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處。懇切各位老師給予指導(dǎo)。
課題簡介
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常化（一種熱處理方式）所用。它是依靠專用的步進(jìn)機(jī)械使工件在爐內(nèi)移動的一種機(jī)械化爐。
步進(jìn)爐底的結(jié)構(gòu)和傳動方式要根據(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)和工地方面的實用性。所以必須嚴(yán)格計算其內(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)梁的升降和平移動作采用液壓缸驅(qū)動。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)，固定梁最末一個料位檢測有料后，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常化（一種熱處理方式）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： 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：同時加熱段和均熱段沿爐寬方向，分別分為4個溫度控制段，以保證鋼管長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?；顒恿汉凸潭旱捻斆媸菐Щ⌒偷凝X型，使鋼管在爐內(nèi)等間距放置。在每一次步進(jìn)時鋼管都能轉(zhuǎn)動一個角度，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)梁的升降和平移動作采用液壓缸驅(qū)動。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)，固定梁最末一個料位檢測有料后，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)動均采用PLC自動控制，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
2.1再加熱爐技術(shù)性能
序號
項 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：
步進(jìn)式爐是依靠專用的步進(jìn)機(jī)械使工件在爐內(nèi)移動的一種機(jī)械化爐。該爐內(nèi)機(jī)械傳動有多種方式，如：
齒條式、鏈條牽引式——因為爐子下方粉塵較大，影響傳動因數(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)需要對其進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)時較為困難。
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)械傳動方式采用液壓傳動和雙輪斜軌機(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爐子主要尺寸計算
有效爐底長度
有效爐底長度是指爐子總長度中工件在爐內(nèi)受熱的一段長度。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)。
計入工件間隔后，有效爐底長度為：
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)計手冊》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)計要求根據(jù)設(shè)計要求，出料滾道中心距即為有效爐底長度。
有效爐長L=16000ｍｍ
爐底寬度根據(jù)爐底長度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)爐底特別長時，考慮到工件在運(yùn)行中的跑偏量爐寬應(yīng)適應(yīng)放大。確定爐寬時應(yīng)計入步進(jìn)爐底和固定爐底之間的間隙，間隙過小，會產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，過大時容易損失爐內(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、工件的懸臂長度、厚度及其加工溫度有關(guān)。懸臂過長或支點(diǎn)距離過大，工件下垂到超過爐底升降行程時就會碰到爐底而發(fā)生故障。查《工業(yè)爐設(shè)計手冊》得：工件允許的懸臂長度是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)，250mm×250mm的合金鋼懸臂長度取1800mm,然而當(dāng)加熱溫度超過1000℃時，結(jié)果因下垂過多而無法生產(chǎn)，當(dāng)懸臂長度為1200mm時可以正常生產(chǎn)。實踐證明：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，梁距（活動梁與活動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)計手冊?得:
跨距B的計算公式為:
B=（1.5～1.76）l
=1.5×1200
=1800mm
式中 l——為懸臂長度，
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。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）
通過實踐和理論方面驗證，考慮到工地的實際情況和爐子的設(shè)計寬度，
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)計手冊》，通過對此爐子的設(shè)計要求：
因此，取被加工圓鋼的最大直徑為：281ｍｍ，由于被加工件時普通鋼材，取1.3為參數(shù)。
故齒距為：
281×1.3=265.3ｍｍ
因為鋼材為普通鋼材，鋼材在被加工過程中會會剝落外部雜質(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)參考資料和工地實際情況取步距為310ｍｍ，查手冊，再加熱爐的步距即本加熱爐的活動梁的平移距離.
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)動的距離。
活動梁支柱穿過爐底的孔洞應(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。
在加熱過程中，步進(jìn)機(jī)構(gòu)的每一步運(yùn)動都是由步進(jìn)梁的升降（或平移）運(yùn)動來帶動的。步進(jìn)梁的運(yùn)動可以有多種機(jī)械或液壓機(jī)構(gòu)帶動或控制它，機(jī)械方面可以由機(jī)械能帶動四桿機(jī)構(gòu)對其的運(yùn)動方式進(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)需要對其進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)時較為困難，在加熱爐爐底難免會有粉塵和氧化物，對于裸露在外的四桿機(jī)構(gòu)影響較大，所以無論是經(jīng)濟(jì)性、實用性，還是對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：采取液壓傳動的方式來控制步進(jìn)梁的升降（或平移）運(yùn)動，之所以選擇液壓系統(tǒng)其原因如下：液壓傳動能方便的實現(xiàn)無級變速，調(diào)速范圍大。在相同功率情況下，液壓傳動能量轉(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，便于實現(xiàn) 頻繁換向。便于實現(xiàn)過載保護(hù)，便于實現(xiàn)自動化。特別適合電氣控制聯(lián)合使用時，易于實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)。通過上述的比較分析，決定在帶動爐子的步進(jìn)工作循環(huán)中，采用液壓系統(tǒng)來控制較為合適。
采用液壓系統(tǒng)來控制整個爐子的進(jìn)出料裝置和步進(jìn)梁的升降運(yùn)動，它們均是通過液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，進(jìn)出料裝置是通過兩對液壓缸來實現(xiàn)運(yùn)動的；步進(jìn)梁的升降運(yùn)動是通過四個升降液壓缸來實現(xiàn)的。升降液壓缸推動帶上下輪組的升降框架，下輪組在斜軌上面作上下運(yùn)動，通過上下輪組帶動水平框架作升降運(yùn)動。在此過程中，水平運(yùn)動液壓缸被鎖定。步進(jìn)梁的進(jìn)、退運(yùn)動（即平移運(yùn)動）是通過2個液壓缸來實現(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。在此過程中，升降運(yùn)動的液壓缸被鎖定。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)向輪來實現(xiàn)的。
步進(jìn)梁運(yùn)動循環(huán)圖：
在斜軌座軌道下端部設(shè)安全止當(dāng)。升降缸的設(shè)計是超行程的，在檢修時可使框架降低到斜軌座的止擋上，從而使液壓缸處于無負(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滑油脂（包括軌道表面也要涂以黃油進(jìn)行潤滑。
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：
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，還設(shè)有4個側(cè)開爐門，用于日常觀察和操作。在加熱段的兩側(cè)各設(shè)有兩個檢修爐門，供檢修時出入爐子和運(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)手動操作也可以完全自動控制。
出料爐門也必須與出料懸臂輥道運(yùn)動連鎖，當(dāng)出鋼時，該爐門必須先升到位后才能允許出料輥道運(yùn)轉(zhuǎn)出鋼，并且兩爐門能手動控制升，降，停。
2.5.1．1爐內(nèi)懸臂輥道
作用: 通過電動機(jī)帶動懸臂輥道旋轉(zhuǎn),以此將工件傳輸?shù)轿?
爐內(nèi)懸臂輥道輥道性能：
輥形及傳動方式：V型的懸臂輥，電機(jī)傳動
輥軸冷卻方式：水冷卻
懸臂輥個數(shù)：裝料輥道19個，出料輥道20個
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：
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)對步進(jìn)梁式再加熱爐中升降液壓系統(tǒng)的設(shè)計任務(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題，速度、壓力的調(diào)節(jié)、換向、平衡、順序動作是該加熱爐液壓系統(tǒng)設(shè)計的核心。
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
工作油泵電動機(jī) 110KW 1480r/min AC：380
循環(huán)冷卻過濾油泵 Pmax=1MPa Q=415L/min
循環(huán)冷卻油泵電動機(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)計手冊?，取△p1=1.5Mpa.
所以：Pp≧p1+Σ△p1
=25Mpa+1.5Mpa
=26.5Mpa
又因為該系統(tǒng)的應(yīng)用場合所須的壓力較大，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作，步進(jìn)梁的升降運(yùn)動是通過四個升降液壓缸來實現(xiàn)的。升降液壓缸推動帶上下輪組的升降框架，下輪組在斜軌上面作上下運(yùn)動，通過上下輪組帶動水平框架作升降運(yùn)動。在此過程中，水平運(yùn)動液壓缸被鎖定。步進(jìn)梁的進(jìn)、退運(yùn)動（即平移運(yùn)動）是通過2個液壓缸來實現(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。在此過程中，升降運(yùn)動的液壓缸被鎖定。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)向輪來實現(xiàn)的。
2.7.4干油潤滑系統(tǒng)：
所有軸承潤滑都采用1號極壓鋰基潤滑脂。使用干油集中潤滑裝、出料輥道及爐底機(jī)械。此系統(tǒng)使用1套電動終端式干油集中潤滑系統(tǒng)。
三、加熱爐區(qū)域內(nèi)工藝流程簡述
3.1裝料控制：
當(dāng)爐內(nèi)裝料輥道上無料，并且上料區(qū)提供了坯料待裝信號及其坯料長度數(shù)據(jù)時，開啟1#裝料爐門至上位。而后向上料區(qū)發(fā)出裝料啟動信號。
當(dāng)坯料前端遮蔽裝料爐門外的光電開關(guān)至尾端開止，通過編碼器的計數(shù)實現(xiàn)動態(tài)測長，同時向上料區(qū)發(fā)出裝料結(jié)束信號。根據(jù)坯料長度及對中布料的要求，計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，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。同時關(guān)閉1#裝料爐門至下位。
當(dāng)需要倒料時，先向上料區(qū)發(fā)出倒料啟動信號。并將1#裝料爐門打開到上限位，同時爐內(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（當(dāng)坯料尾端離開光電開關(guān)時）發(fā)出停止信號。
3.2步進(jìn)移鋼過程：
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（升、進(jìn)、降、退）。將鋼管向前移送一個齒距，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，向軋線區(qū)發(fā)出等待出剛信號。
當(dāng)軋線區(qū)發(fā)出要鋼信號時，出料機(jī)由原位上升，出料機(jī)上升到位后延時0.5s（可調(diào)）下降到位，出料輥道加速啟動至高速正向運(yùn)轉(zhuǎn)出料，并且隨時根據(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)除料輥道速度隨動控制至軋線區(qū)出鋼結(jié)束信號（坯料尾端通過處料爐門外金屬檢測器）發(fā)出信號為止。而爐內(nèi)除料輥道恢復(fù)低速空轉(zhuǎn)。
當(dāng)事故倒料時，軋線區(qū)發(fā)出事故倒料信號。爐區(qū)解除連鎖約束后，反饋允許信號，同時爐內(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，且爐內(nèi)出料輥道上無料時，開啟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)加速啟動至高速正向運(yùn)轉(zhuǎn)出料，并且隨時根據(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)出料輥道速度隨動控制至軋線區(qū)出鋼結(jié)束信號（坯料尾端通過出料爐門外熱金屬檢測器）發(fā)出停止信號。同時關(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)因客觀情況暫時無法要料時，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）開始逆循環(huán)（水平40mm），直至下一個出鋼動作開始回位。
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：由PLC按照預(yù)定的程序和時序執(zhí)行，進(jìn)行自動生產(chǎn)。
——半自動：由人工按照生產(chǎn)的要求，用操作臺上的開關(guān)，按照設(shè)備功能分區(qū)或通過PLC按照預(yù)定的程序和時序，進(jìn)行生產(chǎn)。
——手動：由人工按照生產(chǎn)的要求，用操作臺上的開關(guān)，通過PLC對爐區(qū)單體設(shè)備進(jìn)行操作生產(chǎn)。
——機(jī)旁檢修手動：人工在設(shè)備旁或設(shè)備附近的操作點(diǎn)，用操作開關(guān)進(jìn)行檢修操作。]
爐區(qū)機(jī)械設(shè)有主操作臺，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)旁手動操作箱的操作和顯示-步進(jìn)梁升、進(jìn)、降退四個按鈕及點(diǎn)動/單動轉(zhuǎn)換開關(guān)（點(diǎn)動-按鈕壓下及以低速運(yùn)行至按鈕松開時停止。單動-按鈕按下一次即完成一次工藝運(yùn)行。）；正常/調(diào)試轉(zhuǎn)換開關(guān)（正常-系統(tǒng)接受PLC動作指令，封閉手動操作；調(diào)試-僅客站外機(jī)旁手動操作箱操作，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，各種限位開關(guān)等檢測與控制元件，工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)等，必須按照國家有關(guān)規(guī)定或設(shè)計文件提出的技術(shù)要求，逐項進(jìn)行檢查驗收合格簽字確認(rèn)后，方可進(jìn)行單機(jī)試車和聯(lián)動試車。
5.1試車前的檢測項目
所有爐子的機(jī)械運(yùn)動均采用PLC自動控制，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。
檢查項目如下：
（1）檢查并確認(rèn)步進(jìn)梁立柱與爐底開孔之間有無雜物。
（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孔之間有無雜物，并將雜物清除干凈。軸滾與爐墻開孔之間密封良好，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）檢查潤滑油管與各潤滑點(diǎn)的連接是否正確，各潤滑點(diǎn)是否已住滿干油，確認(rèn)潤滑站已經(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)對逐個設(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)，逐項檢查驗收。單機(jī)試車采用手動點(diǎn)動方式，可將運(yùn)行的全過程，分成幾個環(huán)節(jié)進(jìn)行，然后再連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，以步進(jìn)機(jī)械為例說明如下：
（1） 將步進(jìn)機(jī)械的水平液壓港點(diǎn)動一個往返行程要檢查運(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。
（2） 將升降缸點(diǎn)動一個往返行程要檢查運(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。
（3） 撥料機(jī)手動數(shù)次，調(diào)整后確認(rèn)送鋼行程正常。
（4） 啟動爐內(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)動靈活，工作可靠為止。
（5） 上述試車合格后，在進(jìn)行半自動試車，作數(shù)次步進(jìn)陸爐底的正循環(huán)和逆循環(huán)動作，達(dá)到運(yùn)行平穩(wěn)。
（6） 聯(lián)動試車
聯(lián)動試車是將上料系統(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)動試車后期應(yīng)采用冷態(tài)有負(fù)荷方式進(jìn)行。
聯(lián)動試車后應(yīng)調(diào)整各個設(shè)備的運(yùn)行速度和運(yùn)行時間，直到相互協(xié)調(diào)滿足設(shè)計要求為止。
九、謝 詞
四年的大學(xué)學(xué)習(xí)，讓我對機(jī)械設(shè)計與制造方面的知識有了一個系統(tǒng)而又全面的認(rèn)識。畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)習(xí)中一個重要的實踐性環(huán)節(jié)，是一個綜合性很強(qiáng)的設(shè)計任務(wù)，它為我們以后從事技術(shù)工作打下了一個良好的基礎(chǔ)，對我們掌握所學(xué)知識情況進(jìn)行了全面而又直觀的檢測。為了能夠較好的完成這次畢業(yè)設(shè)計，我投入了萬分的精力作了充分的準(zhǔn)備工作。
首先，我先針對畢業(yè)課題來考慮，在指導(dǎo)老師的指點(diǎn)和幫助下，對所需的資料進(jìn)行搜集和整理，根據(jù)設(shè)計的要求，再對資料做一個簡單的歸類。
其次，根據(jù)指導(dǎo)老師給出的設(shè)計任務(wù)要求，先制定設(shè)計的總體方案，按照指導(dǎo)老師要求的設(shè)計進(jìn)度，一步步的完成此次的設(shè)計任務(wù)。
畢業(yè)設(shè)計雖已結(jié)束，但想想我在其中所學(xué)到的知識，所遇到的困難，仍記憶猶新。它讓我明白了無論是設(shè)計新產(chǎn)品，還是改造原先的老產(chǎn)品，都是一個復(fù)雜的技術(shù)過程，容不的半點(diǎn)含糊。設(shè)計人員應(yīng)先明白的目的，了解產(chǎn)品的價值和實用性。其次，要對設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行構(gòu)思，確定總體方案，查閱資料，最后編寫設(shè)計說明書，進(jìn)行繪圖。
這次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)我獨(dú)立設(shè)計思考的和分析解決問題的能力，拓寬了我的知識面，是一次很好的鍛煉機(jī)會。
我的指導(dǎo)老師是位認(rèn)真、負(fù)責(zé)的人，每次我去問她問題，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)計中給我的莫大幫助，在此我忠心的表示感謝。
十、參考文獻(xiàn)
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（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)計基礎(chǔ)? 隨明陽主編 機(jī)械工業(yè)出版社
（4）?液壓傳動? 丁樹模主編 機(jī)械工業(yè)出版社
（5）?畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書? 李恒全 等 主編 青島海洋大學(xué)出版社
（6）?實用機(jī)械結(jié)構(gòu)圖冊? 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
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（10）《金屬材料的選用》 楊振華編 化學(xué)工業(yè)出版社
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