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1、河北联合大学本科生毕业设计开题报告题目： 棒材打捆机送丝导轨的设计 学 院： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 08 机械 3 班 姓 名： 刘博 学 号： 200803010306 指导教师： 李成群 2012 年 03 月 26 日一、选题背景1.选题来源题目来自我的毕业设计指导老师李成群老师科研项目，经过多次与老师沟通以及小组成员自己看相关资料，我们小组最终确定选题为棒材打捆机的设计，而我主要负责打捆机的导轨直径的设计和计算。2.选题简介、意义与背景打捆机，就是将钢材捆扎成形的设备，利用盘条、钢带等捆扎材料将螺纹钢、型钢(如槽钢、角钢、工字钢)、带钢、线材等捆扎起
2、来，以便于钢材的运输、存储和销售按照功能，打捆机一般可分为送丝系统、抽丝及蓄丝系统、拧丝系统,切断,控制部分以及与其配合的辅助元器件组成自二十世纪六十年代以来各国竞相展开了对打捆机的研制如瑞典的sundBirsta公司相继研制了不同类型的线材、棒材及型材打捆机，该公司研制的KNRA型打捆机主要应用于对棒材、型材、钢管以及盘条的打捆，该类型的打捆机由以下几部分组成：捆扎机组：捆扎机组由液压控制，其组件有盘条进给轮控制盘条进给的感应器和安全设备、剪切器、拧丝系统等；液压机组：包括油箱、油泵、滤油器、压力开关、压力继电器等一；机座；储线仓；控制器：电器线路板、开关、继电器等KNRA型打捆机主要性能指
3、标为：捆扎盘条为 35mm的退火盘条；捆扎时间为914s。咱们国内的首钢于20世纪80年代末从意大利的Danieli公司引进了两台打捆机，一直没能投入正常使用，存在的问题有：车体的定位系统不稳定，车体很难调整到正确位置；控制系统和液压系统不能正常工作经过北京航空航天大学科研人员的努力，圆满解决了问题，使设备投入正常使用鞍钢于1990年引进了4台打捆机，由于技术保密及设备备件的原因，已报废了2台，也急需新的打捆机投入使用国内不少科研院所曾经仿制研究精整包装生产线上的全自动打捆机，但都不很理想我国已成为钢铁生产大国，由于国外产品的售后服务及备件问题不适应国内企业的要求，研制适合国内需求的高性能打捆
4、机，将打捆机实现产业化,所以具有良好的市场前景。二、打捆机的应用性和先进性及发展前景作为现代制造业设计领域的领军技术钢铁行业正在向着连续化、自动化、大型化的方向发展，质量和效率成为了钢铁行业竞争的基础，随着科学技术的发展，社会对钢材的需求日益提高，促进了钢铁企业的现代化改造，使钢铁产量逐年提高，而传统的人工包装由于其生产效率低下成了钢铁产量提高的最大障碍，同时由于人工打捆存在着不可克服的缺点，如散捆、混号和捆松等缺点，已经不能满足现代化大生产的需要;同时用户为便于钢材的运输和存储对钢铁产品的包装质量提出了更高的要求，钢铁产品的包装质量已成为企业升级和获得经济效益的关键因素，因此尽快提高钢铁产品
5、的包装质量，是钢铁企业的迫切任务之一，也是用户对钢铁行业的要求。美国、日本、德国、瑞典、意大利等国家的钢铁企业已经基本实现了对各种钢材产品的自动化包装，国内的首钢、鞍钢、安阳钢厂、唐钢、宝钢等许多钢铁企业也相继引进了自动包装生产线。我国已成为钢铁生产大国，钢铁的产量己高据世界之首，人工包装的低效率与钢铁产量的提高之间的矛盾日益突出，研制钢材精整包装生产线的关键设备一钢材包装打捆机将解决我国钢材生产的急需，因此，研制高性能的钢材包装打捆机具有重大的经济价值和现实意义。钢材包装打捆机是一个集机械、液压、电子、计算机控制以及冶金于一体的高科技产品，是将钢材捆扎成形，以便于钢材的运输和存储的设备，国外
6、己有各种规格的钢材包装打捆机，螺纹钢，盘圆，方钢，圆钢、钢板、槽钢等均可实现自动打捆，而且打捆机本身的功能也愈加齐全，有的打捆机不仅可以打圆捆，而且可以打方捆，可以打单圈也可以打双圈，捆丝头可以按要求拧紧规定的圈数，具有各种安全工作保障，故障报警功能，打捆机控制系统具有强大的控制功能和通讯功能。意大利的达涅利公司、德国的SIMAC公司，瑞典的SUNDS公司，法国的BTALAM公司生产的钢材包装打捆机在世界钢铁行业占有一定市场。打捆机是我国钢铁企业精整包装生产线的急需设备，而且是轧钢企业精整包装生产线的核心设备。我们在己经研制成功钢材包装打捆机的基础上，开发研制符合我国需求的高性能的钢材包装打捆
7、机及其配套设备是我国钢铁行业的迫切要求。三、送丝导轨的设计1 前言由于现场要求打捆速度快、时间短、工作频繁，并要求捆丝直径适中且送丝准确可靠、通过顺畅、快速到位。因此，打捆机穿丝臂送丝导路的设计是非常主要的。设计合理的送丝导路，选择合理的送线力及合理的捆丝材料，直径、强度和刚度就显得尤为重要。为解决这个设计难点，首先分析送丝过程中送丝力的变化，捆丝在各阶段的变形与送丝导路曲率半径的关系，再分析捆丝顺畅通过导路的条件及有关因素的变化规律，最后进行结构设计。2 捆丝通过导路的设计根据捆丝过程及其运动特点，可将捆丝理想成为一变长度、受均布载荷横向力作用的受弯悬臂梁。由变形过程的分析可知，捆丝在通过导
8、路的过程中将发生弹塑性弯曲变形，其横截面上的应力将逐渐由弹性应力过渡到塑性屈服应力。为方便计算，我们已将捆丝简化成受均布载荷 q（s) 作用的悬臂梁，并同时设捆丝在导路中发生的弯曲变形分为长度为 m 的弹性段和长度为 l-m 的弹塑性段。在发生弹塑性变形的部份，将半径为 r 的圆截面近似地看成弹性核高度为 2的矩形截面 ABCD。根据打捆工艺要求，送丝导路必须设计成环状闭合曲线，且出入端为直线。入口为水平直线，出口为竖直直线，二者在拧头处交汇。可首先假定在导路水平直线与竖直直线间用一条等曲率的光滑圆弧将其联接起来。该圆弧的曲率半径为 R，在理想情况下，捆丝在送丝力作用下应沿此光滑圆弧行进。由此
9、可得到捆丝弯曲变形的挠度与导路曲率半径的关系 W = R (1 一 cos) 在捆丝给定的条件下，求得导路曲率半径的极小值。3 捆丝导路的结构设计为了减小送丝过程中的摩擦，我们选择滚动摩擦。即在螺栓加上滚子。由于我们选择的盘丝是 6.3mm，保证其通道 10mm 即可。其滚子中空，套在螺栓上。四、导轨直径设计进度安排表1、明确毕业设计任务、查阅相关资料，撰写开题报告 4-5 周2、修改、完善并上交毕业设计开题报告。 6周3、送丝导轨直径的计算 7-9周4、送丝导轨内部滚子及螺栓的计算设计 10-11周5、绘制导轨的二维图和三维图。 12周 6、完善毕业设计资料、编写毕业设计说明书 13周7、整
10、理、上交毕业设计全部资料。 14周8、总结，准备毕业设计答辩。 16周五、参考文献1HBoubli，ROklitz棒材轧机的先进工艺布置和技术，国外钢铁，1997。7 2陈汉禄，我国线材生产的现状和对今后发展的看法，冶金设备，1998(1)3 Bray T ，et a1Extensible Markuo Language(XML)10(Second Edition)EBOLhttp：wwww3org TR 20004李景学，金广业.可编程控制器应用系统设计方法.北京:电子工业出版社，19 95 .35刘鸿文材料力学.高等教育出版社，1979.6姚希梦等弹塑性力学.机械工业出版社，1987.7金属学会理论组编.轧钢理论.冶金工业出版社，1982.8熊庆华.塑性力学基础知识.高等教育出版社，1986.9 李建功，机械设计 M，北京：机械工业出版社，200710 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002指导教师意见：指导教师签字： 年 月 日院毕业设计（论文）领导小组意见：负责人签章： 年 月 日
