轴承外圈铸造中铜水输送装置设计毕业设计说明书.docx
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轴承外圈铸造中铜水输送装置设计毕业设计说明书
本科毕业设计说明书
题目：
轴承外圈铸造中铜水输送装置设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
摘要………………………………………………………………………………………Ⅲ
ABSTRACT………………………………………………………………………………………Ⅳ
1前言……………………………………………………………………………………1
1.1轴承外圈铸造中铜水输送装置的特点及研究意义…………………………………1
1.2国内外发展现状………………………………………………………………………1
1.2.1发展背景……………………………………………………………………………1
1.2.2发展现状……………………………………………………………………………3
1.3本文完成的主要工作…………………………………………………………………6
2系统设计……………………………………………………………………7
2.1设计参数………………………………………………………………………………7
2.2方案论证…………………………………………………………………………7
2.3总体设计分析…………………………………………………………………………9
2.3小结……………………………………………………………………………………9
3机械系统设计…………………………………………………………………………11
3.1设计要求………………………………………………………………………………11
3.2运输小车………………………………………………………………………………11
3.3连杆牵引机构…………………………………………………………………………12
3.4铜水称量机构…………………………………………………………………………12
3.5铜水储存机构…………………………………………………………………………13
3.6翻转机构的………………………………………………………………………14
3.7小结……………………………………………………………………………………15
4计算与校核………………………………………………………………………………17
4.1工作装置电机的选择…………………………………………………………………17
4.2驱动装置电机的选择…………………………………………………………………18
4.3轴承的选择与寿命计算………………………………………………………………19
4.4螺栓的校核……………………………………………………………………………20
4.5小结……………………………………………………………………………………21
5总结……………………………………………………………………………………22
谢辞……………………………………………………………………………………23
参考文献…………………………………………………………………………………24
摘要
本设计是一种轴承外圈铸造中铜水输送机构，主要由轨道式运输小车的方式进行铜水的输送，小车主要包括底盘、翻转机构、电机、传感器、盛铜水机构组成。
本设计的底盘支撑整个小车上部，与上部采用螺栓连接，便于拆卸维修。
翻转机构是由曲柄连杆机构组成，通过电机的旋转带动连杆机构运动，实现盛铜水机构的翻转，当电机带动轴顺时针旋转一定角度时，正好实现盛铜水的桶底部完成一次提升运动，以达到铜水倾倒的目的。
当电机带动轴逆时针旋转返回初始位置时，正好实现盛铜水的桶底部完成一次下降的动作，恰好回到初始位置。
关键词：
输送机构；底盘；翻转机构；
Abstract
Thedesignofthebearingouterringcastingacopperwatertransportmechanism,mainlybywayofrailtransporttrolleycarriedcopperwatertransport,thecarincludingthechassis,tiltingmechanism,motors,sensors,containingcopperwateragencies.Thedesignofthechassistosupporttheentireupperpartofthecar,withtheupperpartboltedforeasydisassemblyrepair.Reversingmechanismiscomposedofacranklinkmechanism,thelinkmechanismdrivenbytherotationmovementofthemotor,flippingthecopperwaterloadingmechanism,whenthemotordriveshaftisrotatedclockwiseapredeterminedangle,toachievegoodwatertubbottomcoppercontainingacompleteupgradecampaigntoreachthecopperwaterdumpingpurposes.Whenthemotordriveshaftrotatescounterclockwisereturntotheinitialposition,justrealizedcopperwaterfilledthebottomofthebarreltocompleteadecreaseintheaction,justbacktotheinitialposition.
Keywords:
transportationagencies;chassis;flipagencies
1前言
1.1轴承铸造中铜水输送装置的特点及研究意义
目前，我国传统产业各部门、各行业对工业自动化技术改造传统产业的认识不断深化，工作力度不断加强，自动化技术在传统产业中的应用日益广泛。
电力、石化、冶金、机械等传统行业自动化技术应用进展迅速，大型企业自动化建设投入力度不断加大，与国际先进水平不断靠近。
但总体看，我国多数行业和企业的工业自动化技术水平仍然不高，参差不齐。
尽管随着自动化技术创新能力增强，关键技术和重要产品研发有了很大的突破，涌现国内传统产业具备相当竞争力的企业，但我国传统产业改造受制于人的状况并没有得到根本改变。
我国传统产业在技术装备、能源消耗、产品质量和管理水平等方面比较落后，尤其技术装备水平。
在这样严峻的形势下，靠维持设备的现状作为出路，后果不堪设想。
将工业自动化和传统产业相结合，是提高企业整体素质和效益最有效的途径。
装备水平、技术水平、管理水平的综合是企业素质。
工业自动化是提高工业企业的综合素质的重要手段。
如果全国大面积的推广应用可以有效地提高装备水平、技术水平和管理水平的系统，我国传统产业的技术改造和整体素质提高是有希望的。
随着科技的迅速发展，越来越多的自动化运输设备走进工厂、走进车间逐步代替了人力劳动，把人类从繁重的体力劳动中解放出来。
自动化运输设备的应用不仅减轻了人类繁重的体力劳动，而且因为可以连续工作，随着人类体力劳动价格日益昂贵自动化有效地减少了人力部分的支出，为企业创造了更多的利益，使企业利益最大化更易实现。
本设计即是基于自动化设备逐步走向车间这个大环境下，对临清中瑞轴承厂轴承铸造中铜水输送装置的设计，本设计可以有效地减轻人力劳动，为企业节约人力成本，用生产自动化来提高生产效率，为企业创造更大的利益。
1.2国内外发展现状
1.2.1发展背景
中国是滚动轴承的制造大国，但制造出来的产品大都属于中低端产品，主要是由于研发能力落后，工艺落后，机加工设备基本都是单机作业，效率低下，并且加工精度是随着操作者的熟练程度而波动，轴承的精度无法保障。
对配套精度要求较高的场合，这些产品还无法进入。
生产的轴承基本都是普通级，只可应用于精度要求不高的设备上。
对配套设备精度要求较高的场合，这些轴承基本都被拒之门外，客户宁愿花高价采用国外的知名品牌轴承，如轧制薄钢板，如果轴承精度达不到要求，就无法生产出合格钢板。
目前，我国的机械铸造业发展态势良好，随着汽车、航空、医疗等行业的蓬勃发展，给国内机械铸造业提供了广阔的发展平台，机械铸造业在传统市场稳部前进同时积极开拓新兴市场。
当下中国机械铸造业正朝着高产品档次和降低制造成本的发展方向前进。
全球制造业重心向中国转移，为中国轴承铸造行业发展提供了强大动力，也对国内轴承制造商提出了越来越高的要求。
当下中国轴承铸造行业必须着眼提高产品档次和降低制造成本，实现从“大”向“强”的战略转变。
中国的中小型轴承厂轴承生产相对落后，自动化程度低，制造成本高，所用劳动力多，人力开销大，车间工人十分辛苦，而且直接面临生产过程中产生的各种危险，在此环境中人生安全很难保障，如临清中瑞轴承厂。
下图1.1和图1.2所示是临清中瑞轴承厂的工人们在辛勤的工作以及厂区车间的恶略环境。
从图中可以看出，车间工作环境恶劣，工人安全无法得到保障，工作强度大，长时间工作对人体伤害非常之大。
图1.1临清中瑞轴承厂工人正在舀铜水
图1.2临清中瑞轴承厂生产车间
1.2.2发展现状
无锡华东工业电炉有限公司开发了拥有独立知识产权的潜流式铜合金熔铸技术，其特点是采用潜流式通道+金属液阀门的方式将熔化环节炉中的金属液输入保温环节炉中，避免了传统流槽输送金属液的方法带来的吸气、吸氧、夹杂和夹渣等缺陷。
开发的潜流式通道水平连铸生产线已能生产紫铜450×咖（10。
20）mm扁锭和空芯cI）90mm×25nun圆锭，含氧量0．0005％；流式通道+底座塞棒水平连铸生产线已能生产同规格H65、H68、Q4—0．3合金扁锭；潜流式通道+金属液阀门水平连铸生产线正在开发当中。
现已经为相关生产厂商设计制造了100多条生产线。
在铜加工行业的产品中，虽以其加工材料的截面几何形状不同，可分为：
板、带、条、箔、管、棒、型、线八大类型，各类型采用各自不同的压力加工方法成材。
但它们的首要工序却雷同，采用熔炼铸造的方法，为各个下道工序提供不同牌号和规格的铸坯。
铸坯的质量在很大程度上直接影响后道加工制品的成材率，而较多种类的铸坯质量缺陷是下道工序无法加以纠正和弥补的。
例如：
铜加工行业长期一直将熔化的铜水通过流槽向铸造环节倾倒输送金属液的方法，看似简单，但实际上稍不注意，很容易在转炉时输送金属液的过程中引起金属液受到输送污染，加剧铸坯产生吸气、吸氧、夹杂、夹渣等质量缺陷。
为此，无锡华东工业电炉有限公司有关工程技术人员根据这个铸坯生产过程中的实际情况，结合生产不同牌号品
种的要求，以避免使金属液遭受输送产生的污染为宗旨，创新研制了以潜流式输送金属液为原则的多种方法，使金属液在熔化环节向保温环节转炉输送的过程中，始终都隐于金属液面下底部；避免了高温熔融状态下的金属液暴露于空气之中，避免了金属液倾倒输送因液柱落差产生的冲击和溅落，避免了熔化环节金属液面覆盖物和熔渣，流槽中的耐火材料和杂物，保温铸造环节金属液面覆盖物及熔渣被输送的金属液夹带混入铸坯中，避免了传统上为了弥补金属液经过流槽的热量损失而采取额外升温出炉措施。
如图1.3所示
图1.3紫铜水平连铸生产线
自20世纪70年代末以来，我国物流设备有了较快的发展，各种物流运输设备数量迅速增长，技术性能日趋现代化，集装箱运输得到了快速发展等。
随着计算机网络技术在物流活动中的应用，先进的物流设备系统不断涌现，我国已具备开发研制大型装卸设备和自动化物流系统的能力。
总体而言，我国物流设备的发展现状体现在以下几个方面。
①物流设备总体数量迅速增加。
我国物流产业发展很快，受到各级政府的极大重视，在这种背景下，物流设备的总体数量迅速增加，如运输设备、仓储设备、配送设备、包装设备、搬运装卸设备（如叉车、起重机等）、物流信息设备等。
②物流设备的自动化水平和信息化程度得到了一定的提高。
以往我们的物流设备基本上是以手工或半机械化为主，工作效率较低。
但是，物流设备在其自动化水平和信息化程度上有了﹁定的提高，工作效率得到了较大的提高。
③基本形成了物流设备生产、销售和消费系统。
以前，经常发生有物流设备需求，但很难找到相应生产企业，或有物流设备生产却因销售系统不完善、需求不足，导致物流设备生产无法持续完成等。
物流设备的生产、销售、消费的系统已经基本形成，国内拥有一批物流设备的专业生产厂家、物流设备销售的专业公司和一批物流设备的消费群体，使得物流设备能够在生产、销售、消费的系统中逐步得到改进和发展。
④物流设备在物流的各个环节都得到了一定的应用。
无论是在生产企业的生产、仓储，流通过程的运输、配送，物流中心的包装加工、搬运装卸，物流设备都得到了一定的应用。
⑤专业化的新型物流设备和新技术物流设备不断涌现。
随着物流各环节分工的不断细化，随着满足顾客需要为宗旨的物流服务需求增加，新型的物流设备和新技术物流设备不断涌现。
这些设备多是专门为某一物流环节的物流作业，某一专门商品、某一专门顾客提供的设备，其专业化程度很高。
问题
物流的高速发展使先进的物流设备得到了应用，但从整体上来看我国物流设备的发展并不能满足新世纪全新物流任务的要求，具体说来主要有以下几个方面：
①物流基础设施建设多元化投入太少。
长期以来我国物流基础设施投入较少，发展比较缓慢。
虽然近些年也新建了一些较先进的仓储物流设施，但从总体来看，中低端应用较多，20世纪50—60年代建造的仓库仍在使用，自动化立体仓库等高端的仓储货架系统还不多见，使用了计算机信息化管理的现代化仓库较少。
②我国尚处于物流设备发展的起步阶段，既缺少行业标准，又没有行业组织，致使各种物流设备标准不统一，相互衔接配套差。
③物流设备供应商数量众多，但普遍规模偏小，发展不规范。
④物流企业只重视单一设备的质量与选型，没有通盘考虑整个系统如何达到最优化。
⑤绝大多数物流企业仍将价格作为选择物流设备的首要因素，而忽视了对内在品质与安全指标的考察。
⑥部分物流企业对物流设备的作用缺乏足够的认识，在系统规划、设计时带有盲目性，造成使用上的不便或资源的浪费。
⑦物流设备的管理并没有被广泛纳入物流管理的内容，物流设备使用率不高，设备闲置时间较长。
1.3本文主要完成的工作
本文主要是轴承外圈铸造中铜水输送装置机械系统的设计和控制系统的设计。
机械系统包括轨道机构、小车机构和总体框架的设计。
其中小车机构包括底盘和翻转机构。
控制系统主要是利用传感器来控制铜水的注入量。
2总体设计
2.1设计参数
本课题设计一种轴承外圈铸造中铜水输送装置设计，主要技术指标为：
a.输送铜水重量为25kg，距离为2000×5000mm，垂直起升高度为800mm；
b.该装置可以同时为间隔为1600mm的多个铸造炉输送铜水；
c.该装置具有铜水称量装置，且自动称重与控制铜水的倒入量。
2.2方案论证
方案一：
采用管道输送方式，此方案优点是可以实现铜水准确的倒入铸造炉，也可以增加多个管接头有效地解决同时为多个铸造炉输送铜水，缺点是铜水难以准确的称量，存留在管道中的铜水易冷却导致管道堵塞，清理难度大，同时造成不必要的浪费。
如图2.1所示是管道输送示意图。
图2.1管道输送图
方案二：
采用地面式轨道小车输送方式，此方案优点在于便于铜水称量，容易清理，减少浪费，此方案中可以在小车上固定铜水容器，小车底部安装简易称量装置便于称量（或者可以直接在容器上添加刻度线，不用称量，直接根据刻度线确定所需铜水量的多少），车斗部位安装起升机构，便于调整铜水输送高度，铜水容器可以添加翻转机构，实现铜水自动倾倒。
如图2.2是从网上搜来的类似近似于本次设计的轨道小车底盘部分。
图2.2类似的轨道小车
上述两种方案各有其优缺点，根据投入成本多少以及设计难易程度综合比较得出第二种方案更适合本次设计的相关内容。
在论证过程中关于铜水倾倒想到了两种方案，一种是利用步进电机带动丝杆前进，在丝杠上添加滑块、导杆，以盛实现铜水桶的翻转。
另一种方案是利用步进电机带动曲柄连杆机构运动，利用连杆的运动轨迹与盛铜水桶底部的运动轨迹近似而实现盛铜水桶的翻转倾倒。
经过各个方面比较论证，最后选定采用曲柄连杆机构的运动来带动桶翻转的方案为最终设计方案。
其整体示意图如下图图2.3所示。
图2.3整体示意图
图中主要零部件有：
小车底座，车轮，车轴，转动轴，连杆，转动轴支架，转动轴，盛铜水桶，牵引连杆，导向槽，牵引滑块，传感器，桶支架，销轴。
2.3设计方案分析
本设计是一款轴承外圈铸造中铜水输送装置，该装置主要以轨
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