機械設計概述

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機械設計概述范文第1篇

關鍵詞：遠程 機械設計 計算模式

一、機械設計發(fā)展概述

傳統(tǒng)設計方法是經驗、類比式的設計方法。主要采用封閉的收斂設計思維，進行經驗類比設計。在計算方面只進行靜態(tài)分析，并將載荷、應力進行集中處理，對于計算數(shù)據(jù)的誤差采用增加安全系數(shù)的做法。傳統(tǒng)設計方法以手工設計為主，使用簡單的工具，進行人工計算畫圖。這樣，一種產品從設計到正式投產往往要花很多時間，因此開發(fā)周期長，并且串行設計過程中，各個環(huán)節(jié)之間缺乏信息溝通，常導致設計人員之間的合作不協(xié)調。

近年來，計算機網絡技術、 Web 技術和數(shù)據(jù)庫技術的出現(xiàn)和飛速發(fā)展，給現(xiàn)代機械設計注入了新的生機和活力，機械設計逐漸向數(shù)字化、網絡化方向發(fā)展。基于 Web 的遠程設計正是在這種條件下產生的。

作為現(xiàn)代設計的一個重要組成部分，遠程機械設計是一個綜合了多學科、多技術的研究領域，涉及到機械工程及計算機技術等諸多知識領域。從機械設計的角度來說，主要研究設計過程的建模、設計優(yōu)化理論等。從計算機技術方面來說，應研究如何對現(xiàn)有的設計資源進行組織和，使得這些資源能方便異地的設計人員進行查詢和調用。

二、國內外遠程機械設計發(fā)展

2.1 遠程設計的概念和意義

遠程設計即讓設計人員通過客戶端瀏覽器輸入設計參數(shù)，服務器自動進行計算和選擇，并根據(jù)確定的參數(shù)返回產品的規(guī)格或設計圖形。遠程設計技術是現(xiàn)代計算機技術、網絡技術和機械設計技術在工程設計上的應用，它縮短了產品的設計周期和節(jié)省了設計成本，真正意義上地釋放了工程技術人員。與傳統(tǒng)的機械設計相比，遠程設計具有以下優(yōu)點：

1 、縮短產品的開發(fā)周期。

2 、避免重復開發(fā)。

3 、降低了企業(yè)資金和人員的投入。

4 、由于遠程設計一般都有提供給用戶進行交流和討論的平臺，這就不僅加強了各領域專家之間信息的共享和交換，而且大大提高了一次產品設計的成功率。

2.2 遠程設計的國內外研究現(xiàn)狀

2.2.1 在國外，有關遠程協(xié)同設計的研究和應用起步較早，主要有：

（ 1 ）早在上世紀 80 年代中期，麻省理工學院學者就從事了這方面的研究，并首次提出 T 計算機支持的協(xié)同工作的概念。

（ 2 ） 20 世紀 90 年代中期，美國伯克利加州大學的集成制造實驗室在美國國家科學基金、美國國防先進制造計劃福特汽車公司的資助下開展了一個名為 Cybercut 的研究項目，建立了世界上第一個基于 WWW 的設計和制造系統(tǒng)。

（ 3 ）英國建立的 Edinburgh Engineering Virtual Library 網站， 提供工程設計、制造需要的各種信息，在英國建立了基于 Web 的虛擬制造中心，為企業(yè)設計、分析、制造等提供服務，提高了企業(yè)特別是中小企業(yè)的市場競爭能力。

（ 4 ）美國 Microsoft 公司和 Unigraphics Solutions 公司聯(lián)合研究面向產品全生命周期的基于知識的協(xié)同設計支持網絡環(huán)境“ Design Knowledge Network" ，減少了實際時間，降低了設計成本，在快速獲取全球設計知識的基礎上，進行產品創(chuàng)新設計。

（ 5 ）英國 Liverpool 等大學研究并應用人工智能和 Internet 提供滾動軸承的網絡化設計服務。

2.2.2 在國內，有關這方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：

（ 1 ）以西安交通大學理論與軸承研究所為主、國內多家企業(yè)和研究機構共同參與建立了國內第一個支持產品協(xié)同設計的網站 - 現(xiàn)代產品設計與研究開發(fā)網絡（ 省略 ），旨在推進現(xiàn)代設計，主要提供設計知識的獲取，參加的單位還有清華大學、華中理工大學、機械科學研究院、上海交通大學、重慶大學等國內許多著名的高校和科研院所。

（ 2 ）清華大學精密儀器及機械系摩擦學國家重點實驗室開發(fā)出了基于 Web 的異地合作設計系統(tǒng) Cdesign ，該系統(tǒng)采用了 Client/Serveer 構架，客戶與服務器之間通過 VAW 來完成。

（ 3 ）上海先進制造工程技術研究中心和上海飛機制造公司開發(fā)了一個基于 Intemet/web 的異地設計與制造系統(tǒng)，利用其進行跨企業(yè)、跨地域的協(xié)同產品設計與制造。

另外，國內也有一些相關的網站，如：中國機械網（ 省略 ）、材料與制造綜合信息服務平臺等，它們提供機械設計技術數(shù)據(jù)、制造工藝技術數(shù)據(jù)等，并把機械設計技術、制造工藝技術、遠程設計技術、產品數(shù)據(jù)庫、計算機輔助設計都實現(xiàn)了網絡化。在其中的機械設計技術模塊中，用戶只須選取自己要使用的設計模塊，輸入適當?shù)膮?shù)就可自動設計出自己所需的零部件；在遠程分析模塊中，實現(xiàn)了常用機構的參數(shù)化仿真與分析。

可是遠程設計由于剛剛起步，像其它新興技術一樣還不夠完善。隨著 CAD 技術、計算機網絡技術、數(shù)據(jù)庫技術及人工智能技術的不斷發(fā)展，遠程設計的內容必將越來越豐富，功能越來越強大，所提供的服務也將越來越完善。

三、遠程設計系統(tǒng)的技術研究

系統(tǒng)的總體結構模式的確定是系統(tǒng)在初步設計階段要完成的一項重要任務。系統(tǒng)的總體結構模式是系統(tǒng)的基礎，只有確定了系統(tǒng)的結構模式之后才能進行下一步的設計和開發(fā)。而應用軟件的架構是建立在計算模式基礎之上的，因此，有必要先對網絡計算模式進行分析。

在計算機網絡技術的發(fā)展過程中，先后出現(xiàn)了以大型機為中心的計算模式、以服務器為中心的計算模式、客戶機 / 服務器 (Client/Server) 計算模式，以及隨著 Web 技術的成熟而發(fā)展起來的瀏覽器 / 服務器 (Browse/Server) 計算模式。

（ 1 ）通過對兩種計算模式的研究和分析， B/S 模式較 US 模式，具有以下優(yōu)點 :

1 、界面風格統(tǒng)一、可移植

US 模式的客戶端往往采用不同的開發(fā)工具開發(fā)，因此界面不統(tǒng)一，一般來說也互不兼容，難以移植到其它的平臺上運行，而 B/S 模式的客戶端使用統(tǒng)一的 Web 瀏覽器，根本就不存在移植性的問題，而且使用非常簡單。

2 、跨平臺性

B/S 模式的系統(tǒng)較 US 模式的系統(tǒng)有更好的跨平臺性，客戶端可位于任意的軟、硬件平臺，因此跨平臺的問題得到解決。

3 、易于管理和維護。

C/S 模式的系統(tǒng)針對不同的客戶端需要開發(fā)不同的應用程序，完成的工作量較大。一旦系統(tǒng)要進行修改或升級，則要修改所有客戶端上的應用程序，工作重復，管理和維護成本較高。反觀 B/S 模式，由于應用軟件集中在服務器端的開發(fā)和管理，因此應用系統(tǒng)進行升級時，只需更新服務器端的軟件即可，無需客戶端的參與，因此大大減少了系統(tǒng)維護與升級的成本與工作量。

參考文獻：

機械設計概述范文第2篇

關鍵詞：數(shù)控車床；機械部分；改造

引言

數(shù)控車床通常由數(shù)控裝置、床身、主軸箱、刀架進給系統(tǒng)、尾座、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、系統(tǒng)、排屑器等部分組成。

1. 數(shù)控車床的機械部件

1.1主傳動系統(tǒng)

主軸部件是車床實現(xiàn)旋轉運動的執(zhí)行件，結構如圖1.1所示，其工作原理如下：

交流主軸電動機通過帶輪15把運動傳給主軸7。主軸有前后兩個支承。前支承由一個圓錐孔雙列圓柱滾子軸承11和一對角接觸球軸承10組成，軸承11用來承受徑向載荷，兩個角接觸球軸承一個大口向外（朝向主軸前端），另一個大口向里（朝向主軸后端），用來承受雙向的軸向載荷和徑向載荷。主軸的后支承為圓錐孔雙列圓柱滾子軸承14，軸承間隙由螺母l和6來調整。螺釘17和13是防止螺母1和6回松的。主軸的運動經過同步帶輪16和3以及同步帶2帶動脈沖編碼器4，使其與主軸同速運轉。脈沖編碼器用螺釘5固定在主軸箱體9上。

1.2進給傳動系統(tǒng)

數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)多采用伺服電機直接或通過同步齒形帶帶動滾珠絲杠旋轉。其橫向進給傳動系統(tǒng)是帶動刀架作橫向（X軸）移動的裝置，它控制工件的徑向尺寸；縱向進給裝置是帶動刀架作軸向（Z軸）運動的裝置，它控制工件的軸向尺寸。

1.3自動回轉刀架

數(shù)控車床的刀架是車床的重要組成部分，其結構直接影響車床的切削性能和工作效率。回轉式刀架上回轉頭各刀座用于安裝或支持各種不同用途的刀具，通過回轉頭的旋轉，分度和定位，實現(xiàn)車床的自動換刀。

1.4液壓動力卡盤

液壓動力卡盤用于夾持加工零件，它主要由固定在主軸后端的液壓缸和固定在主軸前端的卡盤兩部分組成，其夾緊力的大小通過調整液壓系統(tǒng)的壓力進行控制，具有結構緊湊、動作靈敏、能夠實現(xiàn)較大夾緊力的特點。

1.5車床尾座

加工長軸類零件時需要使用尾座，一般有手動尾座和可編程尾座兩種。尾座套筒的動作與主軸互鎖，即在主軸轉動時，按動尾座套筒退出按鈕，套筒不動作，只有在主軸停止狀態(tài)下，尾座套筒才能退出，以保證安全。根據(jù)需要，數(shù)控車床上也可以配置諸如機內對刀儀、自動排屑器、工件接收器等，以增加其功能。

2. 數(shù)控臥式車床改造及設計

數(shù)控車床在設計上要達到：高的靜動態(tài)剛度：運動副之間的摩擦系數(shù)小，傳動無間隙：功率大：便于操作和維修。車床數(shù)控改造時應盡量達到上述要求。

2.1數(shù)控系統(tǒng)的選擇

數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型，改造時，應根據(jù)具體情況進行選擇：

（1）步進電機拖動的開環(huán)系統(tǒng)

該系統(tǒng)的伺服驅動裝置主要是步進電機、功率步進電機、電液脈沖馬達等。該系統(tǒng)的位移精度較低。但該系統(tǒng)結構簡單，調試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。

（2）異步電動機或直流電機拖動，光柵測量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光柵、感應同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信號。閉環(huán)進給系統(tǒng)在結構上比開環(huán)進給系統(tǒng)復雜，成本也高，對環(huán)境室溫要求嚴。但是可以獲得比開環(huán)進給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅動功率更大的特性指標。

（3）交/直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

半閉環(huán)系統(tǒng)檢測元件安裝在中間傳動件上，間接測量執(zhí)行部件的位置。系統(tǒng)精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是它的結構與調試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡單。

（4）直線伺服系統(tǒng)

直線伺服系統(tǒng)與傳統(tǒng)的旋轉傳動方式相比，特點是取消了電動機到工作臺間的一切機械中間傳動環(huán)節(jié)，即把車床進給傳動鏈的長度縮短為零。目前應用到數(shù)控車床上的主要有高精度高頻響小行程直線電動機與大推力長行程高精度直線電動機兩類。

2.2數(shù)控改造中主要機械部件改造及設計

2.2.1進給軸的改造

普通車床數(shù)控化改造時一般都去掉走刀箱及溜板箱，改用進給伺服（或步進）傳動鏈。具體體現(xiàn)為：Z軸：縱向電機減速箱（或聯(lián)軸器）縱向滾珠絲杠大拖板，縱向按數(shù)控指令獲得不同的走刀量和螺距。X軸：橫向電機減速箱（或聯(lián)軸器） 橫向滾珠絲杠橫滑板，橫向按數(shù)控指令獲得不同的走刀量。改造后整個傳動鏈的傳動精度在保證車床剛性的前提下，與滾珠絲杠副的選擇和布置結構形式、車床導軌的精度情況等有很大的關系。

1） 滾珠絲杠副的選擇和布置結構形式

在進行普通車床數(shù)控化改造時往往都將滑動絲杠更換為滾珠絲杠副。若使用的絲杠螺母預緊后，可以完全消除間隙，提高傳動剛度；摩擦阻力小，幾乎與運動速度無關，動靜摩擦力之差極小，能保證運動平穩(wěn)，不易產生低速爬行現(xiàn)象；磨損小、壽命長、精度保持性好。改造時各軸滾珠絲杠的直徑一般都是與原T型絲杠直徑相近，對有特殊要求的車床還應根據(jù)桿系的穩(wěn)定性計算其臨界轉速，最終確定滾珠絲杠的直徑。絲杠導程在滿足車床改造后性能的前提下越小，對車床的傳動精度越有利。車床的傳動精度在保證車床剛性的情況下，與絲杠副本身的精度和軸承布置形式有很大的關系，一般在普通車床改造中絲杠副選P4級即可滿足要求，特殊精密車床選P3級甚至更高。

2.2.2車床導軌

在對普通車床進行數(shù)控化改造的同時必須針對車床導軌狀況進行必要的檢修處理，對于磨損較嚴重的更要進行大修。對車床的導軌修復其精度，主要方法有：

①塑料導軌重新粘塑并精加工修復導軌精度

②使用環(huán)氧型耐磨導軌涂層修復導軌精度

③鑄鐵導軌重新精加工修復導軌精度

④靜壓導軌重新調整導軌各處的壓力，恢復導軌精度。

2.2.3 電機與絲杠的聯(lián)接

在滿足車床要求的前提下，為減少中間環(huán)節(jié)帶來的傳動誤差，通常將電機與絲杠副通過聯(lián)軸器直接聯(lián)接，但對于大型車床，由于絲杠較長，直徑較大，通常電機都要通過幾級減速來實現(xiàn)傳動。無論是采用齒輪還是同步帶輪來傳動，其傳動間隙的消除是比較關鍵的。齒輪傳動中常用的方法有錯齒消隙法、偏心軸調整法等，同步帶輪傳動中多采用調整中心距或張緊輪消隙法。

2.3主軸部分的改造

電主軸為一臺高速電動機，其既可使用異步交流感應電動機，也可使用永磁同步電動機。電主軸的驅動一般使用矢量控制的變頻技術，通常內置一脈沖編碼器，來實現(xiàn)廂位控制及與進給的準確配合。

車床主軸帶動工件以不同轉速旋轉是車削加工中的主運動，消耗車床大部分動力。普通車床由主電動機經皮帶傳動，經主軸變速箱帶動主軸旋轉，主軸箱經手動或自動變速獲得（9～24）級轉速，通過電磁或液壓離合器操縱主軸的變速和正反轉；而數(shù)控車床主軸箱由電主軸或傳統(tǒng)機械主軸單元加變頻電機和變頻器組成。普通車床在數(shù)控化改造時大部分情況下保留原主軸箱，不做改動或少做改動。

2.4刀架部分的改造

目前數(shù)控車床刀架基本為電動刀架，其特點是定位更準確、迅速。電動刀架可分臥式轉塔刀架（一般安裝8-2把刀）和立式電動刀架，立式電動刀架有四工位（或六工位）。臥式轉塔刀架價格相對較貴，改造中常用立式四工位電動刀架。

2.5 部分的改造

在對這些車床改造時一般都要對其部分進行相應的改動，采用稀油集中定量、定時供油的方式，可分為手控和編程自動潤化兩種，在車床導軌、絲杠。

2.6 車床的安全防護

必須以安全為前提。在車床改造中要根據(jù)實際情況采取相應的措施，切不可忽視。

滾珠絲杠副是精密元件，工作時要嚴防灰塵特別是切屑及硬砂粒進入滾道。在縱向絲杠上也可加整體鐵板防護罩。大拖板與滑動導軌接觸的兩端面要密封好，絕對防止硬質顆粒狀的異物進入滑動面損傷導軌。車床改造后整個防護分局部防護、半防護和全防護三種。

結論：通過改造恢復了車床的精度和所有功能，車床狀況明顯改善，提高了設備運行的穩(wěn)定性、可靠性，大大降低了設備的維修費用，節(jié)省了大量的資金。

參考文獻

機械設計概述范文第3篇

一、設備安裝的特點

機械設備安裝是指設備由生產廠運輸?shù)绞┕さ攸c，經過一系列必要的施工過程，把機械設備主體和附屬部件安裝到正確的工藝位置上，并通過調整試運轉達到投產使用條件，這整個過程就是機械設備安裝過程。機械設備安裝工程，它是處于土建工程和生產之間的一項重要工序，也是機械設備從工廠制造完畢到運行投產的必經之路。機械設備安裝，又是一項內容復雜的工程，它包括的種類繁多，技術條件要求各異，安裝的程序和方法也是多種多樣的，因此，對它的施工方法和安裝質量必須給予高度的重視。

二、機械設備安裝時注意的問題

（1）設備開箱與清點：在設備交付現(xiàn)場安裝之前，技術人員要按照設備裝箱清單和設備技術文件對安裝的機械設備全部進行清點、登記和檢查、同時，還要對其中的重要零部件的質量

進行檢查驗收清點設備的零件附件是否短缺，檢查設備的外觀及零附件是否有損壞和銹蝕的現(xiàn)象做好開箱記錄，檢查說明書出廠合格證是否齊全。

（2）設備安裝前的基礎放線：施工技術人員在進行安裝之前，一定要先按照設備設計圖和相關物的軸線或邊沿線、標高線，來合理地劃定安裝的基準線、同時設置具體基礎位置線和基礎標高線。

（3）對設備的精確度檢測與調整：精確度檢測的主要內容包括檢測設備零部件之間的相對位置誤差，如垂直度平行度同軸度誤差等進行精度的檢測，為了保證設備在原定基礎上準確就

位，設備吊裝就位后應根據(jù)已設置的中心標板，掛設基準線對于出現(xiàn)誤差的部分要進行精度的檢測和科學的調整，以保證安裝準確。

三、安裝偏差的控制措施

安裝中，有時需要減小偏差，提高精度，但也有許多情況下適當而方向合理的安裝偏差反而會改善設備的性能，這就涉及到一個偏差累積是否得當?shù)膯栴}，它往往與下列因素有關：

（1）每種機械設備都有一定的生產工藝要求，因此常常會對某幾項精度值特別敏感。有的要求嚴格控制中心，也有的要達到很高的水平度等。通過控制安裝各階段偏差來滿足這些要求是安裝工藝常用的作法，所以安裝前安裝人員要了解需安裝的機械設備的生產工藝和使用要求。

（2）機械設備安裝與制造有直接的聯(lián)系，其實在某種意義上，可以說安裝是制造的延續(xù)。因此，安裝偏差容易和制作偏差交織在一起。安裝人員必須有一定的制造工藝知識，把制造廠形成的設備精度與安裝允差結合起來考慮，使偏差向有利方面積累，最終確保設備使用性能。

（3）設備一旦投產就長時間在運行狀態(tài)下工作，但設備的安裝一般都是在非運行狀態(tài)中進行的，這一狀態(tài)轉換可能引起許多方面的變化，假如對此失控，則很好的安裝結果最終卻保證不了設備的正常運行，在有的情況下還可能發(fā)生嚴重事故。為此必須正確處理安裝偏差，對運行狀態(tài)作預控。

（4）有的設備各部分分別置于單個基礎上，而彼此之間又存在互相銜接的工藝關系。安裝過程中應盡可能待基礎沉降趨于穩(wěn)定時再對設備進行精校固定。同時，優(yōu)先利用正常允差來補償可能的沉降，或根據(jù)設備結構特點設法留下今后再調整的余地。

（5）設備運行時各活動件會磨損，一般初期磨損較快，以后隨著機件跑合磨損漸漸減緩。由于磨損，一些原來校好的精度也會發(fā)生變動，因此必須控制好安裝偏差，力求使最佳運行條件出現(xiàn)在初期磨損以后。

四、設備安裝的臺理控制

設備安裝為設備制造和生產（設備投入工作）的中間階段，受到兩者制約。它一方面要順應已由制造廠作成的設備實況，另一方面還必關子機械謾備安裝工藝的幾點看法須最大限度滿足生產的要求。在安裝中，有時要減小偏差，以提高精度，但也有許多情況下適當而方向合理的安裝偏差反而會改善設備的性能，因其中有一個偏差累積是否得當?shù)膯栴}，往往與下列方面有關安裝與制造有直接的聯(lián)系，其實在某種意義上說安裝是制造的延續(xù)因此，安裝偏差容易和制作誤差交織在一起。例如，長導軌的平直度，聯(lián)軸器的中心偏差，軸頸水平度等安裝都會受到制造精度影響。安裝人員必須有一定的制造工藝知識，把制造廠形成的設備精度與安裝允差結合起來考慮，使偏差向有利方面積累，以最終確保設備使用性能各種設備有一定的生產工藝要求，因此常常會對某幾項精度值特別敏感有的要求嚴格控制中心，也有的耍達到很高的水平度，間隙允許差值等通過控鰣安裝各階段偏差來滿足這些要求是安裝工藝所常甩作法，所以安裝人員要知道機械設備的生產工藝和使用要求。設備一旦投產就長時間在運行狀態(tài)下工作，但設備的安裝一般都是在非運行狀態(tài)中進行的，這一狀態(tài)轉換可能引起許多方面的變化，如熱脹、共振及軸線回彈等有些安裝數(shù)據(jù)亦會因此變動。假如對此失控，則似乎很好的安裝結果最終卻保證不了設備的正常運行，在有的情況下還可能發(fā)生嚴重事故。為此必須正確處理安裝偏差，以對運行狀態(tài)作預控，這亦是一項難度較大的工作。設備運行時各活動件會磨損，一般初期磨損較快，以后隨著機件跑合磨損漸漸減緩。由于磨損，一些原來校好的精度也會變動，我們希望設各在很長的穩(wěn)定使用期內保持理想的精度因此就必須控制安裝偏差，力求使最佳運行條件出現(xiàn)在初期磨損以后。有的設備各部分分別置于單個基礎上，又存在互相銜接的工藝關系。該類設備的基礎沉降曲線，設備接口形式.生產熱變形、安裝允差值及結合部許可錯位量等各有關因素，安裝過程中應盡可能待基礎沉降趨于穩(wěn)定時才對設備精校固定。同時，還要全砸分析上述有關因素，優(yōu)先利用正常允差來補償可能的沉降，或根據(jù)設備結構特點設法留下今后再調整的余地。總之，安裝偏差難以避免，但可控制其正負方向成為調整余地。假如僅僅消極回避或只顧縮小偏差，就會事倍功半.反之，若能靈活運用這一點.使其貫穿于機械設備安裝工藝之中，則將得益非淺。

五、結束語

總之：機械設備安裝質量是直接關系到企業(yè)生產效益的發(fā)揮，以及生命財產的安全安裝質量與工人操作水平有直接關系，而且受到設計、材料設備制造等質量因素影響。因此機械設備安裝要求工程技術人員必須具備扎實的基礎理論知識和豐富的實踐經驗，嚴格執(zhí)行規(guī)范標準，確保機械設備安裝的工藝和合理的質量控制。

參考文獻：

機械設計概述范文第4篇

【關鍵詞】 步進式 加熱爐 機械 設備

1 步進式加熱爐概述

步進式加熱爐分步進梁式和步進底式兩種，是一種靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進、下降、返回等動作將工件由進料端移至出料端的連續(xù)加熱爐。爐子有固定爐底和步進爐底，或者有固定梁和步進梁。前者叫做步進底式爐，后者叫做步進梁式爐。軋鋼用加熱爐的步進梁通常由水冷管組成，步進梁式爐可對料坯實現(xiàn)上下雙面加熱。

改進的步進式加熱爐，屬于冶金行業(yè)生產設備，它包括爐體，爐體的側墻由內向外分別是低水泥料層、隔熱磚層、硅酸鋁纖維氈隔熱層，爐體分為預熱段、加熱段、均熱段，加熱段的兩面?zhèn)葔ι显O置調焰燒嘴，均熱段的上加熱段設置平焰燒嘴，均熱段的下加熱段設置調焰燒嘴，調焰燒嘴的煤氣和空氣的混合氣管道上設置電磁閥和調節(jié)閥，平焰燒嘴的煤氣和空氣的混合氣管道上設置調節(jié)閥，空氣總管道和煤氣總管道設置在爐頂。

步進式加熱爐的工藝過程為：從連鑄機來的熱坯（或庫房的冷坯經上料輥道）、裝料輥道、在裝料輥道上對中、定位、裝坯料入爐、加熱、出坯。機械設備包括裝出料爐門傳動裝置、裝出鋼機、爐底提升、平移機械、汽化冷卻、風機傳動等。

2 主要機械設備簡介

2.1 裝出料爐門傳動裝置

裝出料爐門傳動裝置由液壓缸、鏈條、鏈輪、爐門框架組成。在開啟、閉合爐門時，液壓缸的響應較快，在結構設計中，考慮了熱輻射的防護問題。

2.2 裝鋼機

采用了兩臺裝鋼機設計方案。裝長坯料時，兩臺裝鋼機同時動作，通過電氣來實現(xiàn)同步；裝短坯料時，兩臺裝鋼機單獨動作，送坯料人爐。裝鋼機運動分為壞料的提升和平移。提升通過液壓缸、連桿機構來完成、平移通過電機十齒輪齒條來完成。

彈性緩沖裝置：因為坯料的表面彎曲變形度是不一樣的，當變形較大的時候，有的托臂接觸不到坯料的底部，使托臂受力不均勻。在提升機構設計中，采用了一種裝置—彈性緩沖裝置，在提升液壓缸和托臂之間，當坯料底部與托臂之間存在間隙時，彈性緩沖裝置就會在液壓缸的作用下，通過內部的蝶型彈簧，與坯料底部接觸，消除間隙。

平衡箱：在裝鋼機行走機構設計中，采用了平衡箱及平衡輪的結構。裝鋼機的齒條桿由電機通過減速箱、主動齒輪來驅動，在齒條桿的尾部有一個平衡輪裝置，平衡輪與齒條桿通過一根過盈軸連在一體，當齒條桿前、后移動時，平衡輪就在平衡箱內滑動，使齒條桿前、后受力保持平衡。

減速箱：在裝鋼機的簡圖中，電機通過一個90度的減速箱來傳動齒條桿，設計時，將高速軸傳動部分設計為單獨的箱體，使高速軸的軸向竄動、軸向力等基本消除。

2.3 爐底機械

爐底提升機械：提升機械將坯料提升，通過平移機械將坯料向前輸送一個步長。整個提升框架被分成緩沖段和加熱段，兩段有單獨的液壓提升機構，并通過輪槽來進行導向，滾輪材料采用了耐磨性好的42CrMo。

爐底平移機械：平移機械被分為緩沖段和加熱段，兩段分別由液壓缸通過連桿來執(zhí)行平移動作，在兩段之間，有連接液壓缸。緩沖段通過輪槽導向加熱段比較長，存放的坯料又較重，在平移時，如果沒有平移導向裝置，平移框架會發(fā)生偏斜，甚至會擦傷爐墻。固定框架是安裝在爐底基礎中間的焊接結構件，兩側的導向輪是與加熱段平移框架連在一起的，當加熱段平移機械移動時，兩個導向輪就在固定框架兩側滑動，對平移框架起一個導向作用，同時導向輪的前端帶有一層進口的耐磨的材料，導向輪還能軸向調節(jié)，從而消除導向輪與固定框架之間的間隙，保證平移框架平穩(wěn)地移動。

2.4 其他設備

出鋼機：出鋼機與裝鋼機的區(qū)別在于出鋼機沒有彈性緩沖裝置，其余結構一樣。

汽化冷卻系統(tǒng)：在汽化冷卻系統(tǒng)的設計中，除了正常的電動泵、事故用柴油泵配置外，還采用了旋轉接頭，為爐內的平移框架水梁提供冷卻水。

風機傳動：在風機傳動設計中，電機軸承箱的底座與水泥基礎之間沒有地腳螺栓，采用了減震墊裝置，可以消除電機、軸承箱的振動問題。

3 步進式加熱爐的優(yōu)缺點

步進式加熱爐與推鋼式連續(xù)加熱爐相比具有下列優(yōu)點：①可以加熱各種尺寸、形狀的鋼坯，，特別適合推鋼式爐不便加熱的大板坯和異型坯。②爐子生產能力大，爐底強度可以達到800～1000kg/（m2.h），與推鋼式爐加熱等量鋼坯相比，爐子長度可以縮短10%～15%。③爐子長度不受推鋼比的限制，不會產生拱鋼、粘鋼現(xiàn)象。④爐子的靈活性大，在爐長不變的情況下，通過改變鋼坯之間的距離，就可以改變爐內坯料的數(shù)目，以適應產量變化的需要。而且步進周期也是可調的，加大步距即可縮短鋼坯在爐時間，從而可以適應不同鋼種加熱的要求。⑤由于鋼坯不在爐底滑軌上滑動，鋼坯下表面不會有劃痕，并且鋼坯的“黑印”也少，加熱質量好。推鋼式爐因推力振動，而造成滑軌及絕熱材料經常損壞，需要經常維修，而步進式爐不需要這些維修。⑥軋機有故障或停軋時，能將鋼坯退出爐外，以免鋼坯長期停留在爐內造成氧化和脫碳。⑦可以準確計算和控制加熱時間，便于實現(xiàn)加熱過程的自動化。

步進式爐的缺點是：爐子造價比推鋼式爐高15%～20%，爐子耗水量和熱耗量也高些。經驗表明，在同樣小時產量情況下，步進式爐的熱耗量比推鋼式爐高167.5kJ/kg。

4 結語

綜上所述，在步進式加熱爐的機械設備設計中，其在結構上有許多的特點和改進，這些新技術在實際應用中，還需進一步的發(fā)展和完善，進一步提高步進式加熱爐設備的利用率。

參考文獻：

機械設計概述范文第5篇

1、例題設計要重視教材開發(fā)。教材是眾多數(shù)學家、數(shù)學教育家集體智慧的結晶，具有很強的權威性和指導性，但教材中的概念、公式、定理等多數(shù)都是以具有較強的抽象性、概括性的“學術形態(tài)”知識呈現(xiàn)出來，在教學中我們須鉆研透教材，吃透教材中的概念、公式、定理等，并將其轉化為易于學生理解的“教育形態(tài)”知識，挖掘、開發(fā)出其潛在教學功能.

2、例題設計要注重循序漸進。一道例題能否激發(fā)學生的興趣，讓學生積極的參與，首先取決于提出的問題能否引起學生的認識沖突、能否引起學生思想上的共鳴.每一個問題都應建立在學生已有的認識基礎上，并為他們留出思考的余地.俗話說：溫故而知新.學過的知識需要不斷地加以應用和鞏固，學習新知識時更要注意與舊知識進行呼應和比較.如：

案例5 在學習了“幾何概型”概念及計算公式之后，為了突出古典概型與幾何概型的比較與選擇，可以設計如下例題：

題1 已知x.y∈[0.6]且x.y∈N，求事件“x-y≥3”的概率.

題2 已知x.y∈[0.6]且x.y∈R，求事件“x-y≥3”的概率.

此例題的設計重在突出新舊知識之間的聯(lián)系與差別，前后呼應、循序漸進，突出了從古典概型到幾何概型，是從有限到無限的延伸，原來枯燥的講解說教被題目中這一字改動，盡在不言中了.

3.例題設計要聚焦概念核心。例題的設計要有助于概念理解，有助于概念應用，應把設計的著力點聚集在概念的核心上.通過例題的解決，達到幫助學生理解概念的本質目的.如：

案例6 講完函數(shù)概念后可以選擇這樣的例題來幫助學生深化概念：題1 表1中的數(shù)據(jù)是同學們在做水龍頭驗時收集的.量杯的最大容量是100毫升.

（1）如果繼續(xù)試驗，多少秒后量杯里的水會滿而溢出？

（2）這是一次函數(shù)嗎？請解釋.