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1、毕业设计说明书毕业生姓名：专业：机械设计制造及其自动化学号：指导教师：所属系（部）：机电系二九年六月II 太原理工大学阳泉学院毕业设计评阅书题目： 4120残极压脱清理机的设计 机电 系机械设计制造及其自动化专业 姓名 薛燕 设计时间：2009 年3月24日 2009年6月1日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：200 年月日太原理工大学阳泉学院毕业设计答辩记录卡 机电 系 机械设计制造及其自动化 专业 姓名薛燕答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。
2、 专业答辩组组长：（签名） 200 年月日III前 言毕业设计是对我们大学学习的一次系统总结，对我们今后的学习和工作具有重大的意义。这次设计集中于残极压脱清理机总装图及机架零件图的设计，因而在设计中我们要认真思考，计算有理有据，培养独立设计的能力。我们的设计还是比较初级的模型，在实践中，只有经过不断的改进，才能达到高的生产效率，然而，基础的知识和原理是设计的源头，工具书的编者为我们提供了如此系统的、直观的资料，是难得的财富，要爱护藏书，让知识美化世界，让文明净化人类。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工
3、作、学习打下良好的基础。目 录摘要1Abstract2第一章 压脱机设计方案的选择3第一节 概述3第二节 压脱机设计结构与功能3一、方案设计和功能分析3二、设计结构及功能4第三节 液压驱动方案设计6第二章 液压缸的设计与选择7第一节 液压缸的设计选用说明7一、液压缸设计中应注意的问题7二、液压缸主要参数的选定7三、使用工况及安装条件7四、缓冲机构的选用9五、工作介质的选用9第二节 强度计算及校核10一、磷铁环的强度计算10二、校核承压钢板的抗压强度10第三节 液压缸的设计及其参数的计算11一、液压缸推力F的选择11二、初选液压缸的工作压力12三、理论推力与理论拉力的确定12四、液压缸许用行程S
4、的确定13五、缸筒材料的选择14六、缸筒壁厚的计算14七、缸筒壁厚的验算15八、缸筒底部厚度的计算16九、缸筒头部法兰厚度的计算17十、拉杆的选择与校核，17第三章 辅助元件的设计与选择19第一节 压脱机辅助元件的设计与选择19一、双耳环的安装尺寸的选择19二、柱销的选择20三、密封装置的选择20第二节 机架工作轴的校核及轴的直径的选择21第四章 液压泵与电动机的设计与选择及行走油缸的设计22第一节 液压泵与电动机的选择22一、液压缸的最大流量的计算22二、液压泵与电动机的选择22第二节 平移油缸的设计23一、阳极碳块、阳极钢爪、阳极铝导杆等相关参数的计算23二、平移液压缸的选择25第五章 液
5、压系统设计28第一节 液压传动与控制的优缺点28一、液压传动与控制的优点28二、液压传动与控制的缺点29第二节 压脱机液压系统工作原理30第三节 液压系统元、辅件的选择31一、阀的选择依据31二、选择控制阀应注意以下几个问题31第六章 夹具的设计与选择32第一节 定位装置的设计32第二节 夹紧装置设计33一、夹紧装置的组成和基本要求33二、夹具体的选择与设计34结语36参考文献37中英文翻译资料38英文资料38中文翻译44致 谢49 太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书4120残极压脱清理机摘 要针对我国生产自动化程度不高的中小型企业的实际需要，设计出了一种结构简单、实用性强的新型残极压脱清理
6、机，用来脱落残极碳块。本设计简要介绍了残极压脱清理机的用途及特点，并详细的介绍了结构设计、液压驱动方案的确立和试用效果等方面。关键词： 残极压脱清理机 恒压驱动 压脱力Pressure-disengaging Cleaning Machine For 4120Residual AnodeAbstract In view of the production of a high degree of automation is not the actual needs of small and medium enterprises to design a simple structure, a ne
7、w type of practical pressure-disengaging cleaning machine for residual anode, used to block off the residual carbon pole. The design brief the use of pressure-disengaging cleaning machine for residual anode and the characteristics of , and introduce the structural design,the establishment of hydraul
8、ic-driven program and trial results in detail.Keywords: pressure-disengaging cleaning machine for residual anode constant pressure-driven the pressure-disengaging force 第一章 压脱机设计方案的选择第一节 概述随着国内电解铝工业技术的迅猛发展和生产规模的不断扩大，如何安全、高效地脱落残极已成为各生产厂家急待解决的问题。目前，国内大规模的铝厂如贵铝、平果铝等都是从国外引进包括从残极脱落到新阳极浇注的一整套全自动化的阳极组装线。该生
9、产线功能完善、安全高效、自动化程度高，但成本极其昂贵，对于中小型铝厂来说难以接受。目前，我国中小型铝厂的残极脱落大都是采用原始的人工敲打方式，劳动强度大，安全隐患多，效率低，极大地制约了生产的发展和规模的扩大。为消除安全隐患、降低劳动强度、提高残极脱落效率，我们设计出了这么一种新型的残极脱落设备残极压脱清理机。残极压脱清理机是电解铝厂阳极组装车间、阳极生产线上的关键设备之一，主要用途是将残留在阳极钢爪上的残极碳块从钢爪上剥离下来，以便钢爪经清刷，涂石墨烘干后再次与新阳极块进行浇铸，制成新阳级机组，再由运输机械送到电解车间使用。此压脱机安全防范措施齐全、设备运行平稳，压脱后的导杆无豁口、断裂、变
10、型等现象，使疤杆数量大减，减轻了工人的劳动强度，杜绝了因人工敲打引起的抨溅等伤人事故，效率高、见效快。所设计的残极压脱清理机为双阳极四爪，一根导杆可以一次压脱完成。效率比进口设备提高了许多，成本也比进口设备降低了许多。而后再设计一套设备专门负责用于清理附着在钢爪上的磷铁环以及少量的碳块残渣。第二节 压脱机设计结构与功能一、方案设计和功能分析 国外进口的同类产品尽管结构各异，但均是采用静压压脱方式，结构上的差异只是实现的方法不同，以及为适应全自动化生产线的要求而已。我们所设计的液压缸，其实现的形式是采用双缸驱动双压板方式。单缸可提高6t的压脱力，工作压力10MPa。机架对称布置，但为了方便残极的
11、进入、垂直方向的固定以及脱极后残渣的清运，本方案采用左机架固定，右机架可以水平移动的结构形式，右机架的移动通过一平移油缸来驱动。不论是垂直方向的压脱油缸还是水平方向的平移油缸，它们的行程均通过限位开关双重控制。在考虑压脱机的结构、尺寸、操作的方便性以及操作工的安全性等问题时，均采取了人性化的设计方法。对于整个残极压脱清理机的设计主要应从以下两个方面来重点考虑，其一就是要保证残极碳块在压脱机上的定位与夹紧，这就要求必须设计一套合理的夹具来满足此项要求，既要起到定位夹紧作用，还要保证残极的铝导杆与钢爪不能分离；其二就是采用的执行机构是液压缸，由于液压驱动力大，实现相对容易，而且操作方便，因此，本机
12、采用液压驱动。二、设计结构及功能（一）残极压脱清理机的结构及功能，见图1：1.行走油缸，驱动行走机构左右运动。其极限位置由限位开关来控制。2.行走机构，该机构向左运动，上下两块推移钢板将残极推到预订位置固定夹紧，压脱过程开始；压脱完成后该机构向右运动到位，天车起吊，压脱完成。3.右机架（带上下两块推板）4.压板（左右各一）5.压脱油缸，两压脱油缸同时驱动左、右压板向下运动，靠静压压脱残极碳块，完成脱落。压脱后，油缸复位。6.左机架（带承压钢板）图1 残极压脱清理机（二）残极压脱清理机工艺流程残极压脱清理机工艺流程见图2图2 残极压脱清理机工艺流程图第三节 液压驱动方案设计确立液压驱动方案应充分考虑残极压脱的工艺要求，不论是普通液压油泵还是恒压泵，只要选型正确，均能满足要求的工作压力。但是，在工作时两者压力建立的过程是有区别的。如果以一恒值压力快速作用于残极碳块将会极大的提高压脱的成功率、减少压脱时间提高生产效率。因此，本方案采用恒压变量泵作为动力源。其压脱速度通过恒压泵与调速阀构成的容积节流调速回路来调节。该调速方式与普通的节流调速相比，既有回路无溢流损失、效率高和发热少的长处，比容积调速回路的速度稳定性好，而且泵的供油量自动与液压缸所需的流量相适应，同时它的负载特性又非常符合压脱的工艺要求。
