1800热锯机的设计与应用Word版.doc

如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!¢1800热锯机的设计与应用一.前言(概述)热锯机是轧钢车间的重要辅助设备之一是用于锯切轧制后的棒材、管坯和各种型材的专用设备，以提高产品锯切断面质量锯切钢种有：碳素钢、合金结构钢、锚链钢、不锈钢、轴承钢等可以切头，切尾，并且在定尺机配合下可以锯定尺锯切温度大于等于800本设备主要由锯片传动装置、上滑座、下滑座、进锯机构、锯罩、水封及水冷却、稀油及干油润滑系统、液压系统、电气控制系统、钢材定位装置等组成其基本工作原理：当锯切材料进入锯切位置后，进锯装置将高速旋转的锯片送进，对钢材进行锯切，锯切后锯片快速退出，返回原位，完成一次锯切周期目前国内各轧钢企业使用的热锯机形式较多，就锯片的送进方式分可分为：摆式锯、杠杆式锯、滑座式锯、四连式锯等；按热锯机安装形式可分为：固定式和移动式其传动方式有伞齿轮传动和皮带传动本次设计采集了国内较先进的结构形式并对部分结构及控制系统进行了优化改进，使其整台机的工艺性能及控制系统更加合理，使用更为可靠二.设备的主要结构设计：（一）、 锯片传动装置(下图)： 如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如图锯片传动装置主要由：锯片、防护护罩、水冷却系统、锯轴（低速传动轴）、高速传动轴、锯切电机等组成。

本锯机锯片传动装置由电动机——圆弧齿锥齿轮副驱动锯片高速旋转，轴承采用NSK产品，故传动系统工作可靠，效率高为防止轧件热辐射对传动系统的影响，在传动箱周围有水封和水冷却装置进行冷却、防护锯片采用优质弹簧钢（65Mn）经专业制造厂用特殊工艺制成，齿型为“狼牙型”锯片用带锥度的左、右夹盘夹持在传东轴上，拆卸时只需将右夹盘上的八个M30×2的螺母旋下，再依次退出压盘，右夹盘即可拆出锯片，安装时也依次将各零件装上，并旋上螺母（螺栓预紧力矩不小于1000N.m）1.1锯切功率计算（电机选型）：锯片传动功率由三部分组成：N=N1+N2+N3如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!式中：N1—消耗于锯齿使轧件产生塑性变形和形成锯屑的功率； N2—锯切过程中锯片振摆使其两侧面与被锯轧件接触产生摩擦损耗的功率； N3—其它因素消耗的功率，如机械传动效率、锯屑甩出所消耗的功率，以及空气阻力等；下面分别计算：N1=FSP/102000 （KW）；式中：F—热锯机生产率（mm2/s）； S—锯片厚度（mm）； P—单位锯切力（Mpa）,P=(4.6+0.27S)σb； σb—为相应锯切温度下的轧件抗拉强度（Mpa）。

得：N1=FSP/102000=（12000×8×121.68）/102000=114.52 KWN2=u’QV/102 （KW）；式中：u’—轧件与锯片侧面的摩擦系数； V—锯片圆周速度（m/s）; Q—轧件对锯片侧面的直压力Q=f/c (Kg)；式中：f—锯片震摆值（mm）； c—锯片柔度（m/Kg）；得：N2=u’QV/102如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载! =（0.8×160×115）/102 =144.3 KW影响功率N3的因素很多，一般来讲，锯机消耗于传动件的功率和轴承磨损，空气阻力，把锯屑甩出等等所消耗的功率是与总功率成正比例增加的，所以N3可按下式计算：N3=R（N1+N2） =0.3（114.52+144.3） =77.65 KW所以得锯切功率：N=N1+N2+N3 =114.52+144.3+77.65 =336.47 KW通过以上计算，选取锯切电动机型号为：Y355L1—4，N=355KW，n=1480rpm1.2弧形锥齿轮几何尺寸计算（∑=90°）本锯机锯片传动装置由电动机——圆弧齿锥齿轮副驱动锯片高速旋转，故传动系统工作可靠，效率高。

锥齿轮用于轴线相交的传动，轴线间交角∑可成任意角度，但通常用的∑=90°弧形锥齿轮产形冠轮上的齿线是圆弧；承载能力高，运转平稳，噪音小；对安装误差和变形不敏感；轴向力大，且随转向变化常用于vm≥5m/s或转速n>1000r/min及重载的传动如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!现对热锯机弧形锥齿轮几何尺寸进行计算（∑=90°）：齿数比（u）:u=Z1/ Z2 ，按传动要求确定，通常u=1-10;选u=1.2齿数（z）: z1安设计手册选取z1=42，z2= z1u=42×1.2=50.4，取z2=51大端分度圆直径（de）：按结构初定de1=435mm, T1=2290N.m,σhp=1350N/mm2, de2= z2me=51×10.36=528.36,取de2=529大端模数（me）：me= de1/ z1=435/42=10.36mm分锥角（δ）：δ1=arctan Z1/ Z2= 39°28´20.9"；如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载! δ2=90°-δ1= 50°31´39"；外锥距（Re）：Re= de1/2sinδ1=435/2×sin39°28´20.9"=342.52mm；齿宽（b）:b=¢R Re，¢R取0.3；得：b=¢R Re=0.3×342.52=102.756mm；中点模数（mm）: mm= me(1-0.5¢R)=10.36×(1-0.5×0.3)=8.806mm；中点法向模数（mnm）: mnm= mmcosβm； 等顶隙收缩齿的标准螺旋角βm=35°；得：mnm= mmcosβm=8.806×cos35°=7.213mm；切向变为系数（xt）: xt1按设计手册选取xt1=0.02；xt2=-0.02。

径向变为系数（x）: x1按设计手册选取x1=0.36；x2=-0.36齿形角(αn): αn=20°；齿顶高（ha）: ha=( ha*+x) me，ha*=0.85，得：ha1=( ha*+x1) me=（0.85+0.36）×10.36=4.59mm； ha2=( ha*+x2) me=（0.85-0.36）×10.36=5.076mm；齿根高（hf）: hf=( ha*+ c*-x) me，c*=0.188 ，ha*=0.85， 得：hf1=( ha*+ c*-x1) me=（0.85+0.188-0.36）×10.36=7.024mm;Hf2=( ha*+ c*-x2) me=（0.85+0.188+0.36）×10.36=14.483mm顶隙（c）:c= c* me, c*=0.188 ，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载! 得：c= c* me=0.188×10.36=1.948mm齿根角（θf）: θf1=arctan(hf1/ Re)= arctan(7.024/ 342.52)= 1°37´44"θf2=arctan(hf2/ Re)= arctan(14.483/ 342.52)= 3°17´01"齿顶角（θa）: θa1=θf2=3°17´01"；θa2=θf1=1°37´44"；顶锥角（δa）: δa1=δ1+θf2=39°28´20.9"+3°17´01""=42°45´21.9"δa2=δ2+θf1=50°31´39"+1°37´44"=52°9´23"根锥角（δf）: δa1=δ1-θf1=39°28´20.9"-1°37´44"=37°50´36.9"δa2=δ2-θf2=50°31´39"-3°17´01"=20°14´38"齿顶圆直径（dae）: dae1= de1+2 ha1cosδ1=435+2×4.59×cos39°28´20.9"=442.07mmdae2= de2+2 ha2cosδ2=529+2×5.076×cos50°31´39"=535.457mm锥顶轮冠距离（Ak）: Ak1= de2/2- ha1sinδ1=529/2-4.59×sin39°28´20.9"=261.58mmAk2= de1/2- ha2sinδ2如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!=435/2-5.076×sin50°31´39"=213.6mm中点法向齿厚（smn）: smn1=(0.5Лcosβm+2x1tanαn+ xt1) mm=(0.5×3.14×cos35°+2×0.36×tan20°+0.02) ×8.806=(1.286+0.262+0.02) ×8.806=13.808mm ；smn2=Лmm cosβm- smn1=3.14×8.806×cos35°-13.808=8.838mm ；中点法向齿厚半角（¢mn）: ¢mn=[（smn cosδ）/ mm z]cos2βm 得：¢mn1=0.0692；：¢mn2=0.01313；中点齿厚角系数（K¢mn）: K¢mn=1-¢2mn/6得：K¢mn1=0.9992；K¢mn2=0.99997；中点分度圆弦齿厚（s-mn1）:s-mn1= smn1 K¢mn1=13.808×0.9992=13.797mm ；s-mn2= smn2 K¢mn2=8.838×0.99997=8.838mm ；中点分度圆弦齿高（ham）:ham1= ha2-0.5btanθf2+0.25 smn1¢mn1 =5.076-0.5×102.756×tan 3°17´01"+0.25×13.808×0.0692=5.076-2.98+0.24=2.336mm如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!ham1= ha2-0.5btanθf1+0.25 smn2¢mn2 =5.076-0.5×102.756×tan1°37´44"+0.25×8.838×0.01313=5.076-0.514+0.029=4.591mm当量齿数（zvn）: zvn=z/cosδcos3βm得：zvn1=z1/cosδ1cos3βm=42/cos39°28´20.9"×cos335°=99.06 Zvn2=z2/cosδ2cos3βm=51/cos50°31´39"×cos335°=145.8端面重合度（ξva）:当αn=20°时，查手册得ξva=1.8纵向重合度（ξvβ）: 当¢R =0.3时，查手册得ξvβ=1.9总重合度（ξvγ）: ξvγ=2.62根据高速轴的受力选取轴承，为便于轴承的装配，取装轴承处的直径d1=130mm,装圆弧锥齿轮处的轴径d2= d1=130mm。

此处轴承支承形式为固定—游动支承，故固定端选用两套单列圆珠滚子轴承7226ADF（130×230×40）游动端选用圆柱滚子轴承Nu326（130×280×58），外圈与外壳轴孔为间隙配合，可补偿轴的热伸长固定端采用套杯安装，圆弧锥齿轮的啮合位置容易得到保证同样，低速轴取装轴承处的直径d1=180mm,装圆弧锥齿轮处的轴径d2= 200mm，装热锯盘处的轴径d3= 170mm此处轴承支承形式同高速轴为固定—游动支承，故固定端选用两套单列圆珠滚子轴承7236ADF（180×320×52）游动端选用圆柱滚子轴承Nu336（180×380×75），外圈与外壳轴孔为间隙配合，可补偿轴的热伸长固定端采用套杯安装，圆弧锥齿轮的啮合位置容易得到保证如果您需。